(57)【要約】ビーズ状のプレフォームは、工業材料において多数個の空隙を形成するための、隣接して配置された多数個のビーズを包含する。ビーズ状のプレフォームは、フィラメント（単一ストランド状のビーズ）及びマット（二次元及び三次元アレイ状のビーズ）から構成することができる。フィラメント及びマットは、それぞれ、トウ及びラミネートとなすためにコーティングを施してもよく、次いでトウ及びラミネートを組み立てて複合材料となしてもよい。プレフォームは、新規な製造装置及び方法を使用して製造することができ、また、公知の製造プロセスに組み込んで、例えば金属、プラスチック、セラミック、織物、紙及び生物学的材料を含む任意の材料において応力調整構造体を含む多孔性構造体を製造することができる。
2004526889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業材料において多数個の空隙を形成するためのものであって、隣接して配置された多数個のビーズを含むビーズ状プレフォーム。
【請求項２】
前記ビーズどうしが予め定められた距離で離間されている、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３】
最終材料中に混入された後に前記ビーズがサイジングされる、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項４】
前記多数個のビーズがストランドにそって配置されてフィラメントを形成する、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項５】
前記フィラメントに適用されたコーティングをさらに含む、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項６】
多数個のフィラメントが織り込まれて布帛を形成する、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項７】
多数個のフィラメントが組み立てられてキャスティング原料を形成する、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項８】
前記フィラメントが実質的に連続している、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項９】
前記フィラメントが不連続である、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１０】
前記多数個の離間したビーズが、多数個のストランドにそって配置されて多数個のフィラメントを形成する、請求項２に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１１】
前記フィラメントに適用されたコーティングをさらに含む、請求項１０に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１２】
前記フィラメントが二次元アレイの形で配置され、かつ前記コーティングで被覆されてラミネートを形成する、請求項１１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１３】
前記フィラメントが、第１のサイズをもった第１の多数個のビーズを有する第１のフィラメント群と、第２のサイズをもった第２の多数個のビーズを有する第２のフィラメント群とを含む、請求項１０に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１４】
前記フィラメントが、それぞれ、それらのフィラメントを配置するためのガイドを含む、請求項１０に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１５】
前記ガイドが切断ガイドを含む、請求項１４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１６】
前記多数個のビーズがグリッド上に配置されてマットを形成する、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１７】
前記マットが、第２のマットとの好適な組立てのための堆積ガイドを含む、請求項１６に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１８】
前記マットが切断ガイドを含む、請求項１６に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１９】
前記マットに適用されたコーティングをさらに含んでラミネートを形成する、請求項１６に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２０】
前記ラミネートが実質的に連続している、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２１】
前記ラミネートが不連続である、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２２】
多数個のラミネートが配置されてキャスティング原料を形成する、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２３】
多数個のラミネートが組み合わされて複合体を形成する、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２４】
前記複合体が布帛を含む、請求項２３に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２５】
前記コーティングが強化材料を含む、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２６】
前記ラミネートが、それぞれ、それらのラミネートの間の材料の流動を促進するためのパーホレーションを含む、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２７】
前記ビーズ状プレフォームが実質的に硬い、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２８】
前記ビーズ状プレフォームが実質的にフレキシブルである、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２９】
前記多数個のビーズがいろいろなサイズを有している、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３０】
前記多数個のビーズが実質的に同じサイズを有している、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３１】
前記多数個のビーズが特定の形状を有している、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３２】
前記形状が幾何学的形状を含む、請求項３１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３３】
前記幾何学的形状が球形である、請求項３２に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３４】
前記多数個のビーズが実質的に中空である、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３５】
前記多数個のビーズが実質的に中実である、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３６】
前記多数個のビーズが、実質的に中実のビーズと実質的に中空のビーズの混合物を含む、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３７】
前記ビーズのあるものがデバイスを含む、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３８】
前記デバイスがセンサを含む、請求項３７に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３９】
前記デバイスがモニタリング装置を含む、請求項３７に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項４０】
前記デバイスがアクチュエータを含む、請求項３７に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項４１】
工業材料において多数個の空隙を形成するためのビーズ状プレフォームを製造するためのものであって、下記の工程：
プレフォーム材料を第１の開口から押出して、押出されたプレフォーム材料を製造すること、及び
前記押出されたプレフォーム材料をカレンダー成形して、多数個の隣接して配置されたビーズを前記押出された材料にそって形成すること
を含む、製造方法。
【請求項４２】
前記押出された材料をカレンダー成形する前、前記押出された材料を延伸して延伸材料を製造する工程をさらに含む、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４３】
前記第１の開口から押出す前に前記材料を加熱する、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４４】
前記材料を溶融温度まで加熱する、請求項４３に記載の製造方法。
【請求項４５】
前記第１の開口から押出した後、前記材料を冷却する、請求項４０に記載の製造方法。
【請求項４６】
隣接して配置されたビーズのストランドを含むフィラメントが該方法によって得られる、請求項３９に記載の製造方法。
【請求項４７】
隣接して配置されたビーズの二次元アレイを該方法によって製造する、請求項３９に記載の製造方法。
【請求項４８】
工業材料において多数個の空隙を形成するためのコーティング付きのビーズ状プレフォームを製造するためのものであって、下記の工程：
ダイに至る、押出しコーティング材料の第１の流れを提供すること、
前記第１の流れの中でビーズ状プレフォームを提供するとともに、その際、前記ビーズ状プレフォームに前記コーティング材料を被覆すること、及び
前記第１の流れを前記ビーズ状プレフォームとともに開口から押出して、トウを形成すること
を含む、製造方法。
【請求項４９】
前記ビーズ状プレフォームがフィラメントを含む、請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５０】
前記ビーズ状プレフォームが、隣接して配置されたビーズの二次元アレイを含む、請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５１】
前記第１の流れを前記開口から押出す前、前記流れの中に強化材料が与えられる、請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５２】
多数個の空隙を含む工業材料を製造するためのものであって、下記の工程：
第１の材料のサプライ中に多数個のビーズ状プレフォームを案内すること、
前記多数個のビーズ状プレフォームに前記第１の材料を被覆すること、
前記被覆後のプレフォームを予め定められた形に付形すること、及び
前記付形物を圧縮すること
を含む製造方法。
【請求項５３】
前記空隙を編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５４】
前記空隙を対称的に編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５５】
前記空隙を非対称的に編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５６】
前記空隙をランダムな配置で編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５７】
前記圧縮工程によって少なくとも１個のビーズ状プレフォームを除去し、前記ビーズが前に存在していた場所において多数個の空隙を含む工業材料を得る、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５８】
前記圧縮工程によって少なくとも１個のビーズ状プレフォームを除去し、前記ビーズが存在する場所及び前記ビーズが前に存在していた場所において多数個の空隙を含む工業材料を得る、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５９】
特定の長さに圧縮した後、前記工業材料を特定の長さに切断する工程をさらに含む、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項６０】
多数個の編成された空隙から構成された工業用構造体を連続キャスティング装置を使用して製造するためのものであって、下記の工程：
多数個の隣接して配置されたビーズを含むビーズ状プレフォームを、第１の容器に保持されたマトリックス材料中に案内すること、及び
予め定められた間隔をもった空間に前記マトリックス材料を案内し、前記間隔に実質的に等しい予め定められた厚さをもった製品を形成すること
を含む、製造方法。
【請求項６１】
前記空間をダイによって形成する、請求項６０に記載の製造方法。
【請求項６２】
前記空間が、第１の方向に移動する第１のコンベヤベルトと、前記第１の方向に移動する第２のコンベヤベルトの間の間隙を含む、請求項６０に記載の製造方法。
【請求項６３】
複合体であって、その内部に配置された多数個の編成された空隙を有する複合体を製造するためのものであって、下記の工程：
第１のラミネートの上に第１の空隙の第１のアレイを付与するとともに、その際、前記第１のラミネートの第１の側面に前記第１の空隙に至る開口を形成すること、及び
前記第１のラミネートを第２のラミネートと組み立てること
を含む、製造方法。
【請求項６４】
第２の空隙の第２のアレイを前記第２のラミネートの上に付与する工程をさらに含み、その際、前記第２のラミネートの第１の側面に前記第２の空隙に至る開口を形成し、かつ前記第１のラミネートを前記第２のラミネートと組み立てた後、前記第１の空隙の前記第１の開口を前記第２の空隙の前記開口と位置合わせする、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６５】
第１の空隙の前記第１のアレイが、実質的に同様な第１のサイズを有する第１の空隙群と、実質的に同様な第２のサイズを有する第２の空隙群とを含む、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６６】
第１の空隙の前記第１のアレイ及び第２の空隙の前記第２のアレイが、実質的に同様な第１のサイズを有する対応の第１の空隙群と、実質的に同様な第２のサイズを有する対応の第２の空隙群とを含む、請求項６５に記載の製造方法。
【請求項６７】
前記ラミネートの上にインプリントによって凹部が付与される、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６８】
前記インプリントが、エンボス加工ローラを使用して前記ラミネートのカレンダー成形を行うことを含む、請求項６７に記載の製造方法。
【請求項６９】
前記ラミネートから材料を除去することによって前記ラミネートの上に前記凹部を付与する、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項７０】
前記材料の除去をレーザー焼却によって達成する、請求項６９に記載の製造方法。
【請求項７１】
前記材料の除去を化学的エッチングによって達成する、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項７２】
実質的に周期的な手法に従って前記ラミネートの上に前記凹部を付与する、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項７３】
前記ラミネートにおいてそのラミネートの第１の側面の上に前記第１の空隙を付与し、かつ該方法が、前記ラミネートの第２の側面の上に、第２の空隙の第２のアレイをさらに付与する工程をさらに含む、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項７４】
組み立てて複合材料となすためのラミネートであって、その第１の側面の上に、多数個の凹部を含むテクスチャーを備え、かつ前記凹部が、前記ラミネートの第２の側面上の多数個の凸部に対応する、ラミネート。
【請求項７５】
前記凹部及び対応の凸部が、前記ラミネートにそって実質的に対称的に配置されている、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７６】
前記凹部及び対応の凸部が、いろいろなサイズを有している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７７】
前記凹部が実質的に同様なサイズを有している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７８】
前記凸部が実質的に同様なサイズを有している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７９】
前記ラミネートが連続したテープを含む、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項８０】
前記凹部のあるものがモニタリング装置を収納している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項８１】
前記モニタリング装置がセンサを含む、請求項８０に記載のラミネート。
【請求項８２】
前記モニタリング装置がアクチュエータを含む、請求項８０に記載のラミネート。
【請求項８３】
前記凹部が湾曲した形状を有する、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項８４】
多数個の編成された空隙を有する工業材料を製造する方法であって、
多数個の離間ビーズを含むビーズ状プレフォームを溶融材料の連続流延物の内部に案内すること
を含む、製造方法。
【請求項８５】
多数個の編成された空隙を有する工業材料を製造する方法であって、
隣接して配置されたビーズのストランドを含むビーズ状プレフォームを下記の製造プロセスのいずれか１つ：
添加材製造、噴霧製造、溶融沈着造形法、立体リソグラフィ、光学的加工、ソリッドベース（グラウンド）硬化、プラズマスプレー形成、スパッタリング、蒸着を含む薄膜製造；
下記を含む変形及び成形、インプレッションダイ鍛造、オープンダイ鍛造、鋳造、穿孔、ハブ加工、丸溝加工及びエッジング、ロール鍛造、リングローリング、直接押出し、間接押出し、静水圧押出し、及び衝撃押出しを含むバルク変形プロセス；
せん断、膨れ加工、ゴム成形、高エネルギー速度成形、超塑性成形、深絞り及びエンボス加工を含むシート金属成形プロセス；
切断、研削、放電加工、ウオータージェット加工、砥粒噴射加工、化学的機械加工ならびに電気化学的機械加工及び研削を含む材料除去；
下記を含むキャスティング、スラッシュ鋳造、圧力鋳造、インサート成形、遠心鋳造及び浸透鋳造を含む永久型、真空鋳造、セラミック型鋳造、石膏型鋳造、シエル・モールド鋳造及び砂型鋳造を含む使い捨て型、ゲルキャスティング、注入成形、圧縮成形、トランスファー成形、インサート成形；
焼結、常温静水圧圧縮成形及び高温静水圧圧縮成形を含む粒子状材料の加工；及び
摩擦攪拌溶接、抵抗溶接、爆発溶接、ロウ付け及びはんだ付け、アーク溶接及びレーザー溶接を含む組立て及び接合プロセス；
に対して供給すること
を含む、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料のデザインと製造に関し、さらに詳しく述べると、任意の材料、とりわけ工業材料（engineered material）において空隙、細孔又はキャビティを発生させるために使用されるプレフォーム部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般的に、ある種の材料において多数個の編成された空隙を作り出すことを可能にすることに関し、また、負荷支持構造体や、構造体に必要な材料の量との関連において安全に実施することのできる高められた応力の交換（トレードオフ）をもたらす構造体に関する。
【０００３】
一般的には、現行の多数の発泡技術を使用して、いろいろな材料において空隙（ボイド）の形成が行われている。これらの発泡技術では、編成されていない空隙を有する材料が作られる。すなわち、空隙は、それらの位置決めがランダムであると同時に、ランダムに配置される。さらに、これらの材料の場合には、多数個の空隙が材料内に封じ込められておらず、それらの空隙が隣接の空隙と相互に連通している。
【０００４】
したがって、現行の方法では、封じ込められた空隙及び（又は）材料内において真に編成された位置にある空隙を有する材料を製造することができない。また、現在の技法の場合、実質的に自己封じ込め型である空隙を予め定められた正確なサイズで形成することができないであろう。
【０００５】
編成されておりかつ相互に連通していない空隙を有しているということは、応力調整材料(stress steering material)においてとりわけ重要である。応力調整材料は、構造体に加えられた力の多くを圧縮力に変換することが可能である。
【０００６】
対称的に配置された空隙を有するような応力調整材料はすでに開発されており、空隙を含有する新規な構造体を使用した場合、材料に加わった応力の実質的に大部分を圧縮力に変換することができる。このような新規な構造体は、ここで参照することによってその開示内容を本願明細書に記載したものとする米国特許第５，６１５，５２８号、同第５，６６０，００３号及び同第５，８１６，００９号に記載されている（それぞれの特許の名義人は、この出願の出願人と同じである）。これらの特許では、それぞれ、ベース材料の全体を通じて多数個の均一かつ対称のアレイ状空隙を使用することが記載されており、その結果、ある材料の構造体に加わった力が、引張応力よりもむしろ圧縮力に大きく変換されるような構造体が得られる。
【０００７】
ＮＡＳＡやその他の関係した科学機関による研究から判明したことによると、材料内の空隙がより均一に近いものになればなるほど、また、空隙の配置がより対称に近いものになればなるほど、その材料の有効引張強度がより大きなものへと変化する。結果として、発泡材料や、空隙率が１つのファクターとなっているその他の材料の製造業者は、予め定められたサイズの細孔又は空隙をある材料において予め定められた位置に位置決めして正確で三次元の形態をその材料に与え、その有効引張強度を最適化することができるような商業的な方法を長い間にわたって探しつづけてきた。
【０００８】
しかし、これらの空隙を三次元の対称配置で材料中に組み込んだ場合、常用の製造方法を使用したのでは、煩雑であり、コスト的な課題が残ることがせいぜいである。実際、このことは、公知の材料発泡法を使用してまだ可能となっていない。したがって、材料中に本質的な空隙を組み込むことに困難が伴うため、上記した特許に開示されている応力調整材料を含めて、多孔性の材料を広範囲に使用しかつ受け入れることはまだ妨げられている。
【０００９】
そのために、特許された応力調整材料を含めて、予め定められた形態を有し、かつ空隙が組み込まれた材料を容易に製造可能となすような材料、方法及び（又は）システムについての要求が存在している。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
よって、本発明は、任意の材料において編成された空隙性（organized vorasity;予め定められた配置で位置決めされた空隙）を作り出すための方法及び装置を提供する。これらの新規な方法及び装置を使用して作り出される空隙は、任意のサイズ、形状及びスペース（間隔）を有することができ、また、相互に連通させてもよく、あるいはそれぞれを完全に封じ込めてもよい。
【００１１】
さらに、特定の材料における空隙のスペースは、所望とする材料特性を得るために、対称及び（又は）非対称であることができる。したがって、先に記載した特許に開示された材料による応力調整材料を達成するためには、特定の対称配置でもって空隙を配置しなければならない。
【００１２】
したがって、本発明による独特かつ新規な部材及び方法を使用して、予め定められた形態を有し、かつ空隙が組み込まれている材料を製造することができる。なお、これらの材料は、構造体に加わった力を主として引張応力よりもむしろ圧縮力に変換するために多数個の対称的にアレイ状であり、均一な空隙を利用した上述の特許に記載された応力調整材料を包含する。
【００１３】
さらに、本発明によるものであって、空隙付きの構造体の一例であるプレフォームならびにそれらの製造装置及び方法は、ここで参照することによってその開示内容を本願明細書に記載したものとする、この出願に対応する仮特許出願、米国仮特許出願第６０／２９１，９０４号（出願日：２００１年５月１７日、タイトル：Preform For Manufacturing A Material Having A Plurality Of Voids And Method Of Making The Same）にも開示されている。なお、この仮特許出願は、この出願と同時に、同じ出願人及び共通の権利者によって提出されたものである。
【００１４】
本発明の好ましい態様において、空隙は、プレフォーム材料の部材あるいはテクスチャリングを使用することあるいはこれらの２つの組み合わせを介して、材料の中に組み込まれる。公知の製造方法を使用して材料中において空隙を発生させてもよい。
【００１５】
したがって、本発明の１つの目的は、多数個の空隙を発生させるための部材材料を提供することにある。
【００１６】
本発明のもう１つの目的は、材料中に多数個の空隙を付与する方法を提供することにある。
【００１７】
よって、本発明の１つの面において、工業材料において多数個の空隙を形成するためのビーズ状のプレフォームは、隣接して配置された多数個のビーズを包含する。
【００１８】
本発明のもう１つの面において、工業材料において多数個の空隙を形成するためのビーズ状プレフォームを製造する方法は、
プレフォーム材料を第１の開口から押出して、押出されたプレフォーム材料を製造すること、及び
前記押出されたプレフォーム材料をカレンダー成形して、多数個の隣接して配置されたビーズをその材料の上に形成すること
を包含する。
【００１９】
本発明のさらにもう１つの面において、工業材料において多数個の空隙を形成するためのコーティングされたビーズ状プレフォームを製造する方法は、
押出し用のコーティング材料の第１の流れをダイに提供すること、
前記第１の流れの中でビーズ状プレフォームを提供するとともに、その場所で、前記ビーズ状プレフォームに前記コーティング材料を被覆すること、及び
前記第１の流れを前記ビーズ状プレフォームとともに開口から押出して、トウを形成すること
を包含する。
【００２０】
本発明のさらにもう１つの面において、多数個の空隙を含む工業材料を製造する方法は、
第１の材料のサプライ中に多数個のビーズ状プレフォームを案内すること、
前記多数個のビーズ状プレフォームに第１の材料を被覆すること、
前記被覆後のプレフォームを予め定められた形に付形すること、及び
前記付形物を圧縮すること
を包含する。
【００２１】
本発明のさらにもう１つの面において、多数個の編成された空隙から構成された工業用構造体を連続キャスティング（鋳造）装置を使用して製造する方法は、
多数個の隣接して配置されたビーズを含むビーズ状プレフォームを、第１の容器に保持されたマトリックス材料中に案内すること、及び
予め定められた間隔をもった空間（スペース）に前記マトリックス材料を案内し、前記間隔に実質的に等しい予め定められた厚さをもった製品を形成すること
を包含する。
【００２２】
本発明のさらにもう１つの面において、複合体であって、その内部に配置された多数個の編成された空隙を有する複合体を製造する方法は、
第１のラミネートの上に第１の空隙の第１のアレイを付与し、前記第１のラミネートの第１の側面に前記第１の空隙に至る開口を形成すること、及び
前記第１のラミネートを第２のラミネートと組み立てること
を包含する。
【００２３】
本発明のさらにもう１つの面において、組み立てて複合体材料となすためのラミネートは、多数個の凹部を含むテクスチャーをその第１の側面の上に備え、かつ前記凹部は、前記ラミネートの第２の側面上の多数個の凸部に対応する。
【００２４】
本発明のさらにもう１つの面において、多数個の編成された空隙を有する工業材料を製造する方法は、
多数個の離間ビーズを含むビーズ状プレフォームを溶融材料の連続流延物の内部に案内すること
を包含する。
【００２５】
本発明のさらにもう１つの面において、多数個の編成された空隙を有する工業材料を製造する方法は、隣接して配置されたビーズのストランドを含むビーズ状プレフォームを下記の製造プロセスのいずれか１つに提供することを包含する：
添加材製造、噴霧製造、溶融沈着造形法、立体リソグラフィ、光学的加工、ソリッドベース（グラウンド）硬化、プラズマスプレー形成、スパッタリング、蒸着を含む薄膜製造；
下記を含む変形及び成形、インプレッションダイ鍛造、オープンダイ鍛造、鋳造、穿孔、ハブ加工、丸溝加工及びエッジング、ロール鍛造、リングローリング、直接押出し、間接押出し、静水圧押出し、及び衝撃押出しを含むバルク変形プロセス；
せん断、膨れ加工、ゴム成形、高エネルギー速度成形、超塑性成形、深絞り及びエンボス加工を含むシート金属成形プロセス；
切断、研削、放電加工、ウオータージェット加工、砥粒噴射加工、化学的機械加工ならびに電気化学的機械加工及び研削を含む材料除去；
下記を含むキャスティング、スラッシュ鋳造、圧力鋳造、インサート成形、遠心鋳造及び浸透鋳造を含む永久型、真空鋳造、セラミック型鋳造、石膏型鋳造、シエル・モールド鋳造及び砂型鋳造を含む使い捨て型、ゲルキャスティング、注入成形、圧縮成形、トランスファー成形、インサート成形；
焼結、常温静水圧圧縮成形及び高温静水圧圧縮成形を含む粒子状材料の加工；及び
摩擦攪拌溶接、抵抗溶接、爆発溶接、ロウ付け及びはんだ付け、アーク溶接及びレーザー溶接を含む組立て及び接合プロセス。
【００２６】
これらの面は、添付の図面や以下に詳細に説明する本発明を参照することで容易に理解することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
編成された空隙を備えた材料のプレカーサ（前駆体）としてのビーズ状プレフォーム
本発明によるビーズ状のプレフォームは、予め定められた対称もしくは非対称に配置されたかもしくは別法によって編成された空隙又は細孔を形成して、例えば、編成空隙性を有する材料を確立するための、ある材料組み込むためのプレカーサ部材である。このような材料の一例は、負荷された荷重を主として圧縮応力に変換するための応力調整（ステアリング）構造体である。このような三次元応力調整構造体の二次元断面図は、図１〜図４に示されている。
【００２８】
プレフォームは、犠牲的なもの（仮のもの）であってもよく、永久的なものであってもよく、さもなければそれらの組み合わせであってもよい。犠牲的なプレフォームにおいて、空隙を形成したビーズ材料は、ベース材料中に混入した後のある時点で、一般的には引き続く加工工程の間に、除去せしめられる。永久的なプレフォームでは、加工処理中に何らかの方法で変化させるか改良してもよいけれども、ビーズ材料が空隙中で保持される。
【００２９】
プレフォームのビーズは、所望とする工業材料を製造するために必要な任意の形状及びサイズを有することができ、また、中空もしくは中実あるいはそれらの任意の組み合わせであってもよい。一般的に、ビーズは、加工処理の後に特定の空隙体積及び（又は）形状を有する空隙を形成できるように付形せしめられる。
【００３０】
ビーズ状プレフォームは、好ましくは、２種類の基本形態：フィラメント及びマットのいずれかの形で製造され、また、これらの形態は、硬質であってもよく、フレキシブルであってもよい。さらに、フィラメント及びマットにそれぞれコーティングを適用することによってこれらのプレフォームを組み立ててトウ及びラミネートとなしてもよい。
【００３１】
本発明によるフィラメント２のプレフォームは、一連のビーズ（図５Ａ）に同様であり、離間ビーズ６のストランド４を有している（図５Ｂ）。スペース間隔は非対称であってもよいけれども、予め定められた間隔のパターンで編成されていること及び（又は）対称であることが一般的である。さらに、ビーズは、等サイズであってもよく、ランダムなサイズであってもよく、さもなければ（あるいは）、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、特定の形状をもったビーズの繰り返しパターンであってもよい。
【００３２】
マット８は、図７Ａ〜図７Ｄに示すように組み立てられたフィラメント２の二次元アレイであり、但し、二次元アレイを形成するために多数個のビーズをその他の方法で組み立てることによってマットを形成してもよい。図示のように、垂直方向あるいは水平方向にスペースをあけたビーズを編成された、予め定められた間隔及びパターンで提供するのが一般的である。
【００３３】
図８は、長円形状のビーズを有するビーズ状フィラメントを示している。ビーズは、特定の材料中に組み込んだ場合に球形形状を有する空隙及び、したがって、永久のものではビーズそのものが加工処理の後に最終的に形成されるような形状で形成される。これらのタイプのフィラメントに役に立つ加工処理はキャスティング（鋳造）法であることができ、その場合、高温及び（又は）圧縮ロール加工でプレフォームの形状を左右し、プレフォームが犠牲的なものであるか否かにかかわらず空隙の形状が確立される。
【００３４】
マット及びフィラメントを組み立てて布帛を形成してもよく、結果として、断面を図９及び図１０に示した、空隙１２及び１４（図９）及び空隙１６（図１０）を有する材料が得られる。図１４に示すように、このような布帛のラミネートは、交互に配置されたマット８とフィラメント２の層及び頂部及び底部をカバーした表面材料１１を有することができる。
【００３５】
トウ１８（図１１Ａ及び図１１Ｂ）は、フィラメント２を一般的にはある種のマトリックス材料（例えば、熱可塑性樹脂）３で被覆することによって形成される。同様に、ラミネート２０は、マットにマトリックス材料を被覆するのが一般的であり、あるいは、多数個のトウ１８を組み立てることによって（図１２Ａ及び図１２Ｂ）あるいはアレイ状に配置された多数個のフィラメントの組み合わせにコーティングを施すことによって、形成することができる。
【００３６】
また、トウ及びラミネートならびにフィラメント及びマットは、切断及び位置決めガイド（例えば、凹部、凸部）を含んでもよく、このようにした場合、中間的及び最終的製品の材料における特定の用途のために容易に切断、配置及び組み立てることができる。
【００３７】
中間的及び最終的製品は、トウ及びラミネートの複合体２２から製造することができる（図１３Ａ〜図１３Ｄ、図１４）。例えば、ある方法によれば、多数個のトウ、多数個のラミネートあるいはそれらの組み合わせを織るか、編むか、さもなければその他の方法で一緒に組み立てることによって複合布帛を製造することができる。
【００３８】
布帛を含めた複合体は、連続物（例えば、テープ）及び不連続物であることができ、また、中間材料及び最終生成物の両方として製造することができる。例えば、複合体は、スラブ、ブルーム、ビレット、パネル、ボード及びシートの形で製造することができる（図２９を参照されたい）。
【００３９】
当業者によって認められるように、材料（例えば、応力調整構造体）の空隙パターンをトウを織ること、編むこと及びニットすることによって布帛の中に組み込むことができ、よって、この構造体の利点を２つの異なるレベルで得ることができる。さらに、応力調整構造体の利点を３つのレベルで得るため、ビーズ及びコーティングの構造体及び材料を応力調整構造体（すなわち、空隙付き構造体）から構成してもよい。
【００４０】
よって、本発明のトウ、ラミネート及び布帛のためのものであって金属、プラスチック、セラミック及びその種々の合金、混合物及び複合体を使用した可能性及び潜在性のある材料が多数存在している。別の材料には、半導体、繊維（テキスタイル）、紙及び生物学的材料がある。
【００４１】
プレフォーム部材によって形成される空隙は、インテリジェント構造体で使用するため、インテリジェント材料のデバイスを搭載するために使用してもよい。とりわけ、例えば部材／橋梁の挙動に関する情報を供給するため、あるいは構造体に内部的な力を導入してその形状を変更するかもしくは部材の特性を変更するため（例えば、航空機の翼の形状を変更させてより大きな揚力を発現させるため）、橋梁の構造部材あるいは航空機の翼の空隙にセンサ、アクチュエータ、ＭＥＭＳ及びその他のデバイスを組み込んでもよい。このようなデバイスを最終製品に組み込むため、フィラメント又はマットの１個もしくはそれ以上のビーズの代わりにデバイスを使用してもよく、さもなければ１個もしくはそれ以上のビーズ中にデバイスを組み込んでもよい。
【００４２】
本発明によるプレフォームは、常用の製造方法を使用して製造される。よって、出願人は、本発明によるプレフォームを製造するために使用することのできる製造方法の総合的なリストを示すとともに、それらの例を図１５〜図１８に示した。これらの方法は、金属についての種々のキャスティング、変形及び成形方法、プラスチックについてのブロー成形、圧縮成形（常温／高温）、トランスファー成形、回転成形及び発泡成形、セラミックのためのプレス鋳造、スリップ鋳造、静水圧加圧、プラズマ噴射成形、ロール加圧、注入成形及びゲルキャスティング、そして複合体のためのインフレーション鋳造、フィラメント巻取り及び静水圧加圧を包含する。
【００４３】
本発明による新規なプレフォームの１例は、図１５に示され、次のように説明される。
フィラメント：
図１５及び図１６に示すように、フィラメントは、押出された材料を多くの小型細孔３１を有するダイ（紡糸口金）３２を介して加圧下に吐き出す紡糸法３１によって製造することができる。その後、付形ロール加工３６又は好ましくはインライン延伸３８によってビーズを添加し、エンボス加工ローラ４０によってフィラメントのカレンダー加工を行う。延伸によってフィラメントを薄くし、さらなる加工処理に先行してそれらの引張強度を増大させる。仕上げ後のフィラメントを巻取りスプール３９に集める。また、図１６に示すように、回転押出し法を使用してフィラメントを製造してもよい。
マット：
マットは、一般的には、図１７及び図１８に示すようにエンボス加工ローラでカレンダー成形することによって（好ましくは、フィラメントと一緒に行う）、ビーズ添加のインラインでもって押出しテープ鋳造物から開始する。図示されるように、材料を押出し機のダイ４２から押出してビーズを含有しない材料のマットを製造する。次いで、２Ｄアレイをカレンダー加工操作に移行させ、エンボス加工ローラ４０でビーズを添加する。しかし、ビーズ状フィラメントを使用して、多数個のフィラメントをメッシュに編成することによって、あるいはアレイ状の多数個のフィラメントを押出しマトリックス材料と好適に位置合わせすることによって、マットを形成してもよい。マトリックス材料は、強化材料を含んでもよく、また、複合体であってもよい。
トウ：
トウは、一般的にはビーズ状フィラメントから開始し、また、一般的には、例えば図１９及び図２０に示すようにフィラメントに押出しマトリックス材料を被覆することによって、押出し操作でもってインラインで形成される。このような方法は、ワイヤ及びケーブルの被覆に一般的に使用されている。押出されたコーティング材料４３をダイの本体４４内のビーズ状フィラメント２に適用する。フィラメントは、コアチューブ４６を介してダイの本体中に導入する。ダイ５２の開口５０内にあるビーズ状フィラメント２にガイドチップ４８を位置合わせする。次いで、圧縮前のトウをインラインで重ね合わせ（あるいは、別法によれば、編成し）かつ溶融させ、継ぎ合わせ、あるいは接合して、例えばラミネート及び布帛のようなその他のプレフォーム及び構造体を形成することができる。
ラミネート：
ラミネートは、一般的にはマット（あるいは、フィラメント／トウ）から開始し、また、一般的には、例えば図２１〜図２２に示すようにマットに押出しマトリックス材料を被覆することによって、押出し操作でもってインラインで形成される。トウと同様に、コーティング材料は、強化材料を含有してもよく、また、その他の複合体の形であってもよい。また、コーティング材料は、多層で適用してもよく、機能的にグレードのある材料であってもよく、あるいは階層状構造体に編成されていてもよい。
【００４４】
トウと同様に、圧縮前のラミネートを重ね合わせて溶融させるか、別法に従って接合して、複合体、その他のプレフォーム及び構造体、例えば布帛を形成することができる。これらの組み合わせは、層間コネクタ又はメカニカルファスナー（例えは、スナップフィット又は溝形）を介して機械的に形成してもよく、さもなければ接着剤、溶融接合及び溶接（例えば、超音波、マイクロ波、ｒｆ溶接、誘導）を介して接合してもよい。接合プロセスの間、犠牲のプレフォームが一般的に省略されるということは注目に値する。
【００４５】
プラスチック−マトリックスのプレフォームラミネートは、それらの表面で僅かに溶融させて一体化を達成することができる。加熱に追加して、重ね合わされた金属−マトリックスのプレフォームラミネートを圧縮ローリングに供して一体化ならびに最終生成物の品質を高めてもよい。
【００４６】
本発明によるラミネート及び布帛は、例えば、図２４に示したような引抜成形法、図２３に示したような連続鋳造法、及び図２５に示したような連続押出し法で、フィラメント及びマットを使用して製造することができる。
【００４７】
したがって、本発明によるプレフォームを製造するための上記した製造方法はすべて、連続法もしくはバッチ法であることができ、また、高品質及び均一性を備えた連続的又は不連続的プレフォームを製造するために自動化されてもよい。
【００４８】
本発明によるフィラメント、マット、トウ、ラミネート及び布帛は、種々の追加の製造プロセスにおいて、応力調整材料を含めた材料を製造するために使用することができる。便宜のため、出願人は、本発明によるプレフォームを使用することのできる製造方法のリストを以下に示した。これらの製造方法は、下記のものを包含する。
添加材製造：
噴霧製造；
溶融沈着造形法、立体リソグラフィ、光学的加工、ソリッドベース（グラウンド）硬化、プラズマスプレー形成、スパッタリング、蒸着を含む薄膜製造；
変形及び成形：
インプレッションダイ鍛造、オープンダイ鍛造、鋳造、穿孔、ハブ加工、丸溝加工及びエッジング、ロール鍛造、リングローリング、直接押出し、間接押出し、静水圧押出し及び衝撃押出しを含むバルク変形プロセス；
せん断、膨れ加工、ゴム成形、高エネルギー速度成形、超塑性成形、深絞り、エンボス加工を含むシート金属成形プロセス；
切断、研削、放電加工、ウオータージェット加工、砥粒噴射加工、化学的機械加工及び電気化学的機械加工ならびに研削を含む材料除去；
キャスティング（鋳造）：
スラッシュ鋳造、圧力鋳造、インサート成形、遠心鋳造及び浸透鋳造を含む永久型；
真空鋳造、セラミック型鋳造、石膏型鋳造、シエル・モールド鋳造及び砂型鋳造を含む使い捨て型；
ゲルキャスティング、注入成形、圧縮成形、トランスファー成形、インサート成形；
粒子状材料の加工；
焼結、常温静水圧圧縮成形及び高温静水圧圧縮成形；及び
組立て及び接合プロセス：
摩擦攪拌溶接(friction stir welding)、抵抗溶接、爆発溶接、ロウ付け及びはんだ付け、アーク溶接ならびにレーザー溶接。
【００４９】
下記の例は、連続製造プロセスで使用されるプレフォームの使用について説明したものである。
プレフォームを使用した連続製造プロセス−連続キャスティング
本発明によるプレフォームは、連続した材料製造プロセス、すなわち、連続(プレフォーム）キャスティング及び連続した押出し製造プロセスを使用して工業材料を製造するのに理想的に適している。連続プレフォームキャスティングでは、連続したテープ状の材料をキャスティングするために使用される２種類の長期にわたって定評のある製造プロセス−−引抜及び連続キャスティングを利用する。
【００５０】
好都合なことに、これらの製造プロセスを使用した場合、丸形、矩形、平板形、プレート、シート及び構造製品を含む形状を有し、断面が均一である材料が製造される。本発明において、フィラメント及び(又は）マットをチャネリングするための冶具が含まれるようにこれらのプロセスを変更して、マトリックス材料（及び任意に連続した強化材、例えば繊維）との適切な位置合わせを行う。また、冶具を使用してプレフォーム／マトリックスの組み合わせの輪郭削りを行ってもよい。
【００５１】
連続プレフォームキャスティングにおいて、製造の流れは、プレフォームを溶融材料中に導入することから工業製品を取り出すまでの間に中断なしとすることができる。最初の原料は、第１の材料（金属、プラスチック又はセラミック）にかかわらず、流体（もしくは溶融物）、溶融金属、モノマー溶液、スリップ及びスラリーである。マトリックス材料の選択に応じてポストキャスティングプロセスを変更し、セラミックの場合には焼結しかつ金属の場合にはロール加工するのが一般的である。
【００５２】
以下は、連続キャスティングプロセスの一例である。例えば図２３に示したような連続キャスティングプロセスにおいて、連続マット８（及び／又はフィラメント）をキャスティング装置５７の溜堰６０に供給し、溶融材料５９とマットを溜堰から出して水冷式の連続金型６２に案内する。金型は、一般的には得られる材料の厚さ及び（又は）プロファイルを決定するものであり、長さを決定するものではなく、また、所望とする材料の流れに応じて、垂直、水平もしくはその他の角度で配置することができる。
【００５３】
その後、マット／材料組成物を排出ラック６３を流下させ、冷却する。キャスト生成物をさらに加工して最終形態となすことができ、但し、その生成物に対して所望の形状、サイズ、物理的性質及び表面品質を与えるために熱及び機械的な力をインラインで種々に適用してもよい（例えば、ピンチローリング６４、再加熱６６）。このようなインライン適用は、ピンチローリング、再加熱／冷却などを包含する。このような処理の後、サイジング領域６７で材料のスラブをサイジングして特定のサイズとなす。その際、スラブを多数個の切片に切断するために切断トーチ６５（あるいは、特定のキャスト材料に好適なその他の切断装置）を使用する。
【００５４】
このようなキャスティングプロセスで組み込むための本発明によるビーズ状プレフォームのサイズ、形状、位置合わせ及び組成は、キャスティング（例えば、温度)及びポストキャスティング処理（例えば、ローリング）の両方において潜在的な厳しさがあるので、最終製品において所望とするアレイ状の空隙を達成するため、プロセスにおいて生じる変更を予想して構造化及び編成することができる。そのためには、所望とする製品を得るため、プレフォームの特性を連続処理プロセスのメカニックスに実質的に適合させるのが有利である。
【００５５】
極端な（あるいは、バルクの）変形プロセスのためにプレフォームを編成することができるけれども、これらのプレフォームはまた、例えば、ニア・ネット・シェープキャスティング又は薄板スラブのためにも同様に良好に適している。
【００５６】
金属は、連続キャスティングプロセスで使用される公知の材料であるけれども、基本のテープキャスティングプロセスを変更することによってプラスチック及びセラミックの連続キャスティングを達成することができる。例えば、ガスケットによって分離された２枚の水平及び連続ベルトの間に液状の樹脂材料（通常、アクリルのシロップ）を注加する。ガスケットで液状樹脂を保持し、テープの厚さを規定する。同様な方法を使用して、金属及びセラミックテープ、ならびに３種類の基本材料、すなわち、金属、プラスチック及びセラミックの混合物又は合金である複合テープを製造することができる。本発明によるラミネート及び布帛は、この方法を使用して、サプルメントに対するプレフォーム冶具を使用するかもしくはその代わりにガスケットを使用することによって容易に製造することができる。
【００５７】
また、本発明によるプレフォームは、モールドキャスティングにおいて使い捨てのパターンとしても加工することができる。キャスティングのよって製造されるべき製品のパターンあるいは複製を１部片としてあるいは複数の切断部材として使用して、モールドキャビティの形状及び寸法を確立する。パターンのマトリックス材料は使い捨てであるけれども、これらのパターンが本発明によるビーズ状プレフォーム（犠牲品あるいは永久品のいずれであってもよい）を含有する。使い捨てのプレフォームパターンを使用することのできるキャスティングプロセスのなかには、以下で説明するところの、ロストフォーム及びインベストメントキャスティングがある。
【００５８】
常用のロストフォームキャスティングの場合、使い捨てのポリスチレン（ＥＰＳ）からパターンを作製する。溶融金属をモールドに注ぎ込み、それをＥＰＳパターンに置き換え、揮発させる。この方法では、工業製品を製造するため、ポリスチレン（ＰＳ）マトリックスとそれの組み込まれたビーズ状フィラメント及び（又は）マットからなるプレフォームを使用する。これらのパターンをＰＳプレフォームスラブから開始してもよい。
【００５９】
ＰＳプレフォームスラブは、ＰＳ溶液を原料として使用して、連続プレフォームキャスティングあるいは連続押出しプロセスによって製造することができる。スラブは、ＰＳ溶液又は溶融物に発泡剤を混入することによって、次いでこれにビーズ状フィラメント及び（又は)マットを適宜に含浸して連続したテープを形成することによって、形成することができる。それらの間に特定の間隙があるベルト又はプレートの間にテープを通過させ、その間、発泡剤でテープを膨脹させて間隙を充填し、テープの寸法を固定してもよい。この連続したＰＳテープを冷却及び切断してスラブとしてもよい。引き続くキャスティング工程の選択に応じて、スラブを部分的にあるいは全体的に膨潤させてもよい。
【００６０】
ビーズ状フィラメント及び（又は）マットをＰＳ溶液もしくは溶融物の中で位置合わせし、膨脹の度合いを最終製品において所望とされる空隙アレイの幾何学と調和させる。
【００６１】
高速の製造工程の場合、加熱されたモールド又はダイにおいてスラブをＥＰＳプレフォームパターンに変換し、その際、過剰量の材料をスラブから燃焼除去してそれぞれのスラブを所望とするパターンの形状に付形してもよい。例えば、加熱されたモールドの内部でスラブを膨脹させてモールドキャビティの形状に合わせることができ、さもなければ、加熱されたダイにおいて過剰サイズのスラブを鍛造して所望の形状となすことができる。より短い工程の場合には、常用の木工機械を使用してスラブからパターン形状を切り出してもよく、また、必要ならば、それらの形状を接着剤で組み立てて最終パターンとなしてもよい。
【００６２】
スクィーズキャスティングは、キャスティングと鍛造の組み合わせである。この方法の場合、鍛造は、団結前の原料を予め定められた形状にスクィーズ（絞り出し）したりプレス（圧縮）したりすることを意味する。スクィーズキャスティングにおいて、本発明によるキャスティングプレフォーム原料をプレヒートしたダイの底の部分に配置する。次いで、加熱した上部ダイを降下させ、原料の団結期間中にわたって圧力を適用する。この方法を使用すると、高温あるいは常温での鍛造において通常必要とされたものよりもはるかに低い圧力で複雑な形状を作製することができる。したがって、トウ及びラミネートを熱及び圧力によって団結させ、かつダイによって付形して最終製品を形成することができる。また、その際、ビーズ状プレフォームによって形成された空隙のスペースを保持することができる（なお、プレフォームは、プロセスの中で犠牲となるものである）。
【００６３】
スクィーズ処理の間、キャスティング原料をこのように熱機械的に処理することによって、オリジナルのキャスト微細構造体よりも高められた延性を有する鍛造された微細構造体が作られる。この方法の同様な態様において、液体（あるいはチキソトロープ材料）をモールド内の１個もしくはそれ以上のプレフォームパターンの周囲に圧入する。チキソトロープ材料を使用すると、ダイの中に正確な量の溶融金属を導入する必要性がなくなる。なぜなら、固体のマトリックス材料の塊を使用し、その塊を加熱して半固体（液体＋固体）の状態に変えているからである。
【００６４】
チキソトロープ材料は、その性質のため、固体と同様に機械的に取り扱うことができ、しかし、攪拌したりスクィーズしたりした場合には液体と同様に流動するので、低い圧力で付形することができる。この材料の追加の利点としては、乱流がないのでガスの吸収や同伴を最小限に抑えることができるということがある。さらに、この材料はすでに部分的に固体となっているので、固化による収縮やそれに関連した不所望な多孔性が低減せしめられる。例えば、半固体の金属は粘稠な状態で流動し、肉薄のキャスト部分の充填をすばやく行うことができ、通常行われていたように液体状の金属を噴射したりスプレーしたりしなくてもよい。
引抜成形
連続プレフォームキャスティングプロセスはプラスチック、金属及びセラミックからなる中間及び最終製品を製造するために使用することができるけれども、プラスチック樹脂は、一般的には引抜成形で使用されるマトリックス材料である。引抜成形は、一定の断面積を有する複合材料、例えば円形、矩形、平板状、プレート状、シート状及び構造的な製品を連続的に製造するためにコスト的に有効な自動的な方法である。しかし、最近の技術革新の結果、異なる断面積を有する複合体を引抜成形で加工することも可能である。
【００６５】
引抜成形は、本発明によるプレフォームを含有するラミネート及び布帛の両方を製造するために使用することができる（図２４）。したがって、固定具７３を引抜成形系に準備してプレフォームにマトリックス材料を適切に位置合わせし、所望とする製品のプロファイル及びアーキテクチャーと一致させる。
【００６６】
本発明において、引抜成形は、図２４及び図２５に示すように、一般的には繊維搬送システム６９、樹脂浴７４、プレフォーム固定具／加熱されたダイ７６、同期化された引抜き具７８及び切断装置８０（例えば、トーチ、鋸など）を包含する。１束もしくはそれ以上の連続フィラメント２（あるいは、マット及び／又はウエブ）を搬送固定具７３に案内し、その際、プレフォームをマトリックス材料と位置合わせし、成分の組み合わせに所望の形状を付与する。次いで、マトリックス材料をさらに成形し、コンパクト化しかつ固化させるため及び犠牲のフィラメント、マット及び（又は）ウエブを除去するため、１個もしくはそれ以上の加熱されたダイ７６（固定もしくは浮遊）を介して組成物を引っ張ることができる。その後、加工後の材料を冷却し、中間及び最終製品にさらに加工するためにある長さに切断する。
連続押出し成形
連続したプロセスを得、押出し成形によってプレフォームを作製し、さらに引抜成形を使用して最終製品に編成するため、押出し成形を引抜成形と協調させて使用することができる（図２５に示したような押出し成形装置３１）。押出し成形（先に説明した）は、材料の連続した流れを付形装置（ダイ）あるいは何らかのその他の後段の付形プロセスに圧入して本発明のフィラメント、マット及びラミネートを形成するための方法である。
【００６７】
したがって、ビーズ状フィラメント及びマットに対するマトリックス材料のポスト押出し成形コーティングによるかもしくはテープに対するテクスチャーのポスト押出し付加によってラミネートを形成することができる。後者の場合には、（例えば）カレンダー加工によって適用されたパターンのテクスチャー加工がテープに施されてもよく、さもなければ（例えば）選択的レーザー焼却を通じてテープが除去されてもよい。
バッチ処理
本発明によるプレフォームならびに応力調整構造体を有するものを含めた工業用の中間製品及び民生用製品を加工するため、バッチ処理法を使用することもできる。このようなバッチ法は、添加材製造（ＡＭ）及び粒状物製造技術を包含する。前者はもっぱらバッチ法であり、一方、後者は、連続法であることもできる。
【００６８】
ＡＭでは、実際の空隙やそれに対応する空隙前駆体を布帛に１段階の方法で組み組む可能性がもたらされる。添加材製造は、コンピュータ制御の下でそれぞれの２Ｄ材料層の頂部にその２Ｄ材料層を自動的に配置することによって３Ｄ物体を作製することを包含する一群の方法である。これの利点は、構造体の幾何学的複雑性によって加工プロセスに与えられるインパクトが僅かで済むということである。この群のなかには、ラピッド・プロトタイピング(Rapid Prototyping)及びソリッド・フリーフォーム・ファブリケーション(Solid Freeform Fabrication)として一般的に知られた方法があり、とりわけ、レイヤード・マニュファクチャリング(Layered Manufacturing)がある。これらの方法は、純粋な添加材プロセス、例えばセレクティブ・レーザー・シンタリング(Selective Laser Sintering)及びレーザー・メタル・デポジッション(Laser Metal Deposition)、及び材料の沈着と除去操作の両方を包含する複合方法、例えばシェープ・デポジッション・マニュファクチャリング(Shape Deposition Manufacturing)を包含する。
【００６９】
ＡＭ法は、中断を伴わない順序で層の上に層を堆積することによってプレフォームを複製する。例えば、本発明による布帛は、固体材料の層とビーズ（犠牲品もしくは永久品）又は実際の空隙のいずれかを含有する層とが交互にある一連の沿うとして製造することができる。
【００７０】
本発明に関連して使用されるＡＭの注目すべきであり、説得力のある特徴としては、いろいろなマクロ（巨視的）構造体及びミクロ（微細）構造体を製品に付与できるということである。したがって、この技術を使用すると、実際の空隙及びプレフォーム材料を布帛に組み込み、かつ不均質かつ階層状の組成物を製造することができる。
【００７１】
また、３Ｄ印刷を利用したＡＭ技術も使用することができ、本発明による中間的及び仕上げ後の布帛を製造する際に、プラスチック、金属及びセラミック粉末から作製された機能的部品及び製品を作製する可能性がもたらされる。
【００７２】
粒状物製造技術（粉末冶金）は、微細な粉末状材料（とりわけ、金属、プラスチック及びセラミック）をブレンドし、所望の形状にプレスし（圧縮し）、次いでコントロールされた雰囲気で加熱（焼結）して粒子の接触面を接合し、所望とする性質を確立する方法である。この方法では、プレフォームを粉末状の材料で取り囲むことによって本発明による適切にサイジングし、付形し、かつ位置決めしたフィラメント及びマットを組み込み、そして、後段の焼結によって最終的な工業製品となすため、この組成物を圧縮して“未処理（素材）の”布帛に変えることができる。この方法の１つの利点は、焼結の前及びその間、組立て後の材料においてその形状を保持できるということである。焼結の間、“未処理の”布帛をマトリックス材料の融点の直下まで、好ましくはその液体融点未満まで加熱することができる。結果として、圧縮物がその形状を崩すことはないであろう。従って、圧縮後の粒子はほんの僅かしか溶融せず、接合によって最終製品を形成するので、空隙のスペースが維持されるであろう。もちろん、焼結の間に犠牲のプレフォームを除去することができる。
【００７３】
許容度が高い製品を製造するため、焼結後の製品を再圧縮してもよい。再圧縮すると、一般的に、より良好な表面仕上げを伴ってより正確に製品を製造することができる。また、空隙について、例えば油浴のなかで含浸を行うことができる。この方法は、マトリックス材料は粉体であり、溶融物ではない点を除いて、上記した連続キャスティングに非常に類似している。
【００７４】
粒子技術を使用して、ロストフォーム及びインベストメントキャスティングの使い捨てパターンならびにスクィーズキャスティングのプレフォームとして使用されるべき布帛を形成することができる。もちろん、この粒子技術は、セラミック及びプラスチックのテープキャスティングを含めて、種々のセラミック及びポリマー樹脂加工技術の基礎となっている。
【００７５】
特定の応力調整構造体の対称性とそれに付随して得られる空隙の直交配列のため、以下に記載する広範囲の製造方法を使用して、工業材料、部材、製品及び構造体の製造が可能となる。これらの方法のいずれが特定の製品の製造に最良であるかということは、製品の幾何学、材料の特性及び経済性を含めた基本的な検討要件に基づいている。
空隙を有する応力調整構造体の前駆体としてのテクスチャー加工した材料
応力調整構造体を含めた工業用構造体の空隙は、ラミネートにテクスチャーを付与することによっても提供することができる。このようなテクスチャーの例は、図２６〜図２８に示してある。図示されるように、材料の表面に窪み７８が付与される。このような窪みは、材料の全厚を含むことができ、その際、材料の片側には窪み（すなわち、浅い開口）が存在し、それに対応して突き出た領域が材料のもう１つの側に存在する。
【００７６】
一般的に、テクスチャー加工を使用して本発明による有利な対称空隙を製造するため、最終的な工業用製品において具現されるべき空隙アレイに依存して、ラミネートの片面もしくは両面にテクスチャーパターンを組み込むことができる。また、ラミネートを複合体及び最終製品により容易に（先に詳細に説明したトウ及びラミネートの場合のように）組み立て得るようにするため、テクスチャー加工をテープ切断及びラミネート堆積ガイドに付与してもよい。
【００７７】
テクスチャーは、インプリント（刻印付け）及び切除（すなわち、材料の除去）を通じてラミネートに付与することができる。材料の必要量を最小にするため、本発明による必要なテクスチャーをラミネートの表面に付与するためにインプリントを使用する。インプリントではラミネートの材料の再配分を行うので、（切除を介して実施する場合のように）材料を廃棄することはない。したがって、ラミネート表面における空隙の前駆体は、（１）面外で材料を再配分する局部的な材料の圧縮（例えば、鍛造による窪み）又は（２）面内でラミネートの材料を再配分すること（例えば、シェープローリングによる）の結果であることができる。
【００７８】
好ましい１態様において、テクスチャーのインプリント工程の間にチキソトロープのラミネート材料を使用する。層状材料を加熱して“未処理の”状態とする場合にラミネートにインプリントを行い、その結果、材料そのものが容易に再配分する。連続キャスティング又は成形プロセスの場合には、金属、プラスチック及びセラミックのキャスティング中にこれを現場で容易に達成することができる。したがって、アルミニウム及び鋼のような金属（例えば、箔）に対して熱間圧延の最後の段階でインラインでインプリントを行うことができた。プラスチックに対して、例えばプラスチックフィルムのキャスティングの間、インラインでインプリントを行うことができた。また、セラミックに対して、テープが未処理で未焼結の状態にある時、テープのキャスティングの間にインラインでインプリントを行うことができた。
【００７９】
もちろん、テクスチャーパターンを得るために例えば選択的レーザー焼却又は化学エッチングを介してラミネートの切除を行う場合、材料の再配分を確保することについて心配する必要はない。
【００８０】
パターン化されたラミネートを製造するためにテープのキャスティングにテクスチャー加工を行う場合の利点は、多くの層を含むモノリスの複合構造体（これは、例えば機能グレードの製品を製造するためにいろいろな基本組成物からなることができる）を形成するために熱、圧力及び滞留時間を使用して複数のテープを一体化できるということである。この利点は、テープがまだ加熱された状態にある間に、一体化前のテープをテープキャスティングラインの延長として延伸し、テクスチャー加工することによって高めることができる。
【００８１】
テクスチャー加工を施したラミネートから形成された複合体は、通常、機械的及び接着剤による接合ならびに溶接を使用して形成するのが好ましい。このことは、テクスチャー加工を施した金属の場合に特に言えることであり、しかし、金属を加熱及び圧縮して一体化を達成してもよい。他方において、テクスチャー加工を施したセラミックラミネートは、焼結を行わなければならない。
【００８２】
同様に、テクスチャー加工を施したプラスチックラミネートをマイクロ波、超音波、ｒｆ及び誘導技術を使用して溶着することができる。誘導溶着では、磁界内を移動するプラスチック中の金属充填材によって発生せしめられた熱を使用してプラスチック材料を加熱することができる。
【００８３】
本発明のシステムを上述の製造材料、方法及びシステムを参照して記載したけれども、当業者に明らかであるように、本発明は、本願明細書では特に参照しなかったその他の材料、方法及びシステムを使用／製造することができる。
【００８４】
本発明を目下好ましい態様を参照して記載したけれども、添付の特許請求の範囲において規定される本発明の真の精神の範囲を逸脱することなく、構成において種々の変更を導入し得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明によるプレフォームによって作製された応力調整構造体の第１の独立セル構造物を示したもので、この構造物の場合、模様のＴＲＤのすべてがそれらのそれぞれの中心において空隙を有している。
【図２】本発明によるプレフォームによって作製された応力調整構造体の第２の連続セル構造物を示したもので、この構造物の場合、模様のＴＲＤが１つ置きに除かれている。
【図３】本発明によるプレフォームによって作製された応力調整構造体の第３の、連続セル構造物と独立セル構造物の組み合わせを示したもので、この構造物の場合、模様のＴＲＤがそれらのそれぞれの中心において空隙を有している。
【図４】本発明によるプレフォームによって作製された応力調整構造体の第４の、連続セル構造物と独立セル構造物の組み合わせを示したもので、この構造物の場合、模様のＴＲＤがそれらのそれぞれの中心において空隙を有している。
【図５Ａ】本発明のプレフォームに類似した一掛けの真珠を示したものである。
【図５Ｂ】本発明の第１の態様に従うビーズ状プレフォームの模式図である。
【図６Ａ】本発明の第１の態様による、単一サイズのビーズが第１の間隔で配置されているビーズ状フィラメントプレフォームの模式図である。
【図６Ｂ】本発明の第１の態様による、小サイズのビーズの間に大サイズのビーズが配置されているビーズ状フィラメントプレフォームの模式図である。
【図６Ｃ】本発明の第１の態様による、小サイズのビーズの間に大サイズのビーズが配置されており、かつ大サイズのビーズが小サイズのビーズに隣接して配置されているビーズ状フィラメントプレフォームの模式図である。
【図７Ａ】本発明の第１の態様による、複数個のフィラメントがラミネート材料の典型としてグループ分けして水平方向に配置されているビーズ状フィラメントプレフォームの模式図である。
【図７Ｂ】本発明の第１の態様による、複数個のフィラメントがラミネート材料の典型としてグループ分けして対角線方向に配置されているビーズ状フィラメントプレフォームの模式図である。
【図７Ｃ】本発明の第１の態様による、複数個のフィラメントがラミネート材料の典型としてグループ分けして水平方向に配置されており、かつ２種類のサイズのビーズが使用されているビーズ状フィラメントプレフォームの模式図である。
【図７Ｄ】本発明の第１の態様による、図７Ｃに同様な、但し複数個のフィラメントが対角線方向に配置されているビーズ状フィラメントプレフォームの模式図である。
【図８】本発明の第１の態様によるビーズ状フィラメントプレフォームの模式図であり、好適に付形された球形空隙が結果として形成されるように長円形を有している、材料の内部に加工する前のフィラメントのビーズを示している。
【図９】本発明の第１の態様による多数個のフィラメントを一緒に組み立てることによって製造された工業材料の断面図である。
【図１０】本発明の第１の態様による多数個のフィラメントを一緒に組み立てることによって製造されたもう１つの工業材料の断面図である。
【図１１Ａ】本発明の第１の態様によるフィラメントプレフォームを使用した円筒形トウを示したものである。
【図１１Ｂ】本発明の第１の態様によるフィラメントプレフォームを使用した角柱形トウを示したものである。
【図１２Ａ】図１１Ａに示したような多数個のトウを組み立てることによって製造されたラミネートを示したものである。
【図１２Ｂ】図１１Ｂに示したような多数個のトウを組み立てることによって製造されたラミネートを示したものである。
【図１３Ａ】布帛を形成するために組み立てられた、図１１Ａに示したような多数個のトウを示したものである。
【図１３Ｂ】布帛を形成するために組み立てられた、図１１Ｂに示したような多数個のトウを示したものである。
【図１３Ｃ】布帛を形成するために一緒に組み立てられた、多数個のトウ及びラミネートを示したものである。
【図１３Ｄ】多数個のラミネートを示したものである。
【図１４】ラミネート／布帛を形成するための処理のために位置合わせされたビーズ状フィラメント及びマットを示したものである。
【図１５】本発明によるビーズ状フィラメントプレフォームを製造するための第１の押出し／紡糸プロセスを示したものである。
【図１６】本発明によるビーズ状フィラメントプレフォームを製造するための第２の押出しプロセスを示したものである。
【図１７】本発明によるビーズ状マットプレフォームを製造するための第１の押出しプロセスを示したものである。
【図１８】本発明によるビーズ状マットプレフォームを製造するための第２の押出しプロセスを示したものである。
【図１９】本発明によるトウを製造するための第１の押出しプロセスを示したものである。
【図２０】本発明によるトウを製造するための第２の押出しプロセスを示したものである。
【図２１】本発明によるプレフォームマットを備えたラミネートを製造するための第１の押出しプロセスを示したものである。
【図２２】本発明によるプレフォームマットを備えたラミネートを製造するための第２の押出しプロセスを示したものである。
【図２３】連続キャスティング法を使用して材料を製造するために使用された本発明によるプレフォームを示したものである。
【図２４】引抜成形法を使用してラミネート又は布帛を製造するために使用された本発明によるプレフォームを示したものである。
【図２５】引抜成形法を使用してラミネート又は布帛を製造するために使用された本発明によるプレフォームを示したものである。
【図２６】本発明の第２の態様による、第１編成の窪みを備えたテクスチャー加工材料を示したものである。
【図２７】本発明の第２の態様による、第２編成の窪みを備えたテクスチャー加工材料を示したものである。
【図２８】本発明の第２の態様による、第３編成の窪みを備えたテクスチャー加工材料を示したものである。
【図２９】本発明の第１及び第２の態様によるプレフォーム材料を使用して製造することのできる種々の構造体を示したものである。
【図１０】
2004526889.tif 000003
【図１５】
2004526889.tif 000004
【図１６】
2004526889.tif 000005
【図１７】
2004526889.tif 000006
【図１８】
2004526889.tif 000007
【図１９】
2004526889.tif 000008
【図２０】
2004526889.tif 000009
【図２１】
2004526889.tif 000010
【図２２】
2004526889.tif 000011
【図２３】
2004526889.tif 000012
【図２５】
2004526889.tif 000013
【図２６】
2004526889.tif 000014
【図２９】
2004526889.tif 000015
【国際公開パンフレット】
2004526889.tif 000016
2004526889.tif 000017
2004526889.tif 000018
2004526889.tif 000019
2004526889.tif 000020
2004526889.tif 000021
2004526889.tif 000022
2004526889.tif 000023
2004526889.tif 000024
2004526889.tif 000025
2004526889.tif 000026
2004526889.tif 000027
2004526889.tif 000028
2004526889.tif 000029
2004526889.tif 000030
2004526889.tif 000031
2004526889.tif 000032
2004526889.tif 000033
2004526889.tif 000034
2004526889.tif 000035
2004526889.tif 000036
2004526889.tif 000037
2004526889.tif 000038
2004526889.tif 000039
2004526889.tif 000040
2004526889.tif 000041
2004526889.tif 000042
2004526889.tif 000043
2004526889.tif 000044
2004526889.tif 000045
2004526889.tif 000046
2004526889.tif 000047
2004526889.tif 000048
2004526889.tif 000049
2004526889.tif 000050
2004526889.tif 000051
2004526889.tif 000052
2004526889.tif 000053
2004526889.tif 000054
2004526889.tif 000055
2004526889.tif 000056
2004526889.tif 000057
2004526889.tif 000058
2004526889.tif 000059
2004526889.tif 000060
2004526889.tif 000061
2004526889.tif 000062
2004526889.tif 000063
2004526889.tif 000064
2004526889.tif 000065
2004526889.tif 000066
2004526889.tif 000067
2004526889.tif 000068
2004526889.tif 000069
2004526889.tif 000070
2004526889.tif 000071
2004526889.tif 000072
2004526889.tif 000073
2004526889.tif 000074
2004526889.tif 000075
2004526889.tif 000076
2004526889.tif 000077
2004526889.tif 000078
2004526889.tif 000079
2004526889.tif 000080
2004526889.tif 000081
2004526889.tif 000082
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526889.tif 000083
2004526889.tif 000084
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526889.tif 000085
2004526889.tif 000086
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月8日(2003.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業材料において多数個の空隙を形成するためのものであって、隣接して配置された多数個のビーズを含むビーズ状プレフォーム。
【請求項２】
前記ビーズどうしが予め定められた距離で離間されている、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３】
最終材料中に混入された後に前記ビーズがサイジングされる、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項４】
前記多数個のビーズがストランドにそって配置されてフィラメントを形成する、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項５】
前記フィラメントに適用されたコーティングをさらに含む、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項６】
多数個のフィラメントが織り込まれて布帛を形成する、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項７】
多数個のフィラメントが組み立てられてキャスティング原料を形成する、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項８】
前記フィラメントが実質的に連続している、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項９】
前記フィラメントが不連続である、請求項４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１０】
前記多数個の離間したビーズが、多数個のストランドにそって配置されて多数個のフィラメントを形成する、請求項２に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１１】
前記フィラメントに適用されたコーティングをさらに含む、請求項１０に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１２】
前記フィラメントが二次元アレイの形で配置され、かつ前記コーティングで被覆されてラミネートを形成する、請求項１１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１３】
前記フィラメントが、第１のサイズをもった第１の多数個のビーズを有する第１のフィラメント群と、第２のサイズをもった第２の多数個のビーズを有する第２のフィラメント群とを含む、請求項１０に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１４】
前記フィラメントが、それぞれ、それらのフィラメントを配置するためのガイドを含む、請求項１０に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１５】
前記ガイドが切断ガイドを含む、請求項１４に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１６】
前記多数個のビーズがグリッド上に配置されてマットを形成する、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１７】
前記マットが、第２のマットとの好適な組立てのための堆積ガイドを含む、請求項１６に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１８】
前記マットが切断ガイドを含む、請求項１６に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項１９】
前記マットに適用されたコーティングをさらに含んでラミネートを形成する、請求項１６に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２０】
前記ラミネートが実質的に連続している、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２１】
前記ラミネートが不連続である、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２２】
多数個のラミネートが配置されてキャスティング原料を形成する、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２３】
多数個のラミネートが組み合わされて複合体を形成する、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２４】
前記複合体が布帛を含む、請求項２３に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２５】
前記コーティングが強化材料を含む、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２６】
前記ラミネートが、それぞれ、それらのラミネートの間の材料の流動を促進するためのパーホレーションを含む、請求項１９に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２７】
前記ビーズ状プレフォームが実質的に硬い、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２８】
前記ビーズ状プレフォームが実質的にフレキシブルである、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項２９】
前記多数個のビーズがいろいろなサイズを有している、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３０】
前記多数個のビーズが実質的に同じサイズを有している、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３１】
前記多数個のビーズが特定の形状を有している、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３２】
前記形状が幾何学的形状を含む、請求項３１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３３】
前記幾何学的形状が球形である、請求項３２に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３４】
前記多数個のビーズが実質的に中空である、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３５】
前記多数個のビーズが実質的に中実である、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３６】
前記多数個のビーズが、実質的に中実のビーズと実質的に中空のビーズの混合物を含む、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３７】
前記ビーズのあるものがデバイスを含む、請求項１に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３８】
前記デバイスがセンサを含む、請求項３７に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項３９】
前記デバイスがモニタリング装置を含む、請求項３７に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項４０】
前記デバイスがアクチュエータを含む、請求項３７に記載のビーズ状プレフォーム。
【請求項４１】
工業材料において多数個の空隙を形成するためのビーズ状プレフォームを製造するためのものであって、下記の工程：
プレフォーム材料を第１の開口から押出して、押出されたプレフォーム材料を製造すること、及び
前記押出されたプレフォーム材料をカレンダー成形して、多数個の隣接して配置されたビーズを前記押出された材料にそって形成すること
を含む、製造方法。
【請求項４２】
前記押出された材料をカレンダー成形する前、前記押出された材料を延伸して延伸材料を製造する工程をさらに含む、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４３】
前記第１の開口から押出す前に前記材料を加熱する、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４４】
前記材料を溶融温度まで加熱する、請求項４３に記載の製造方法。
【請求項４５】
前記第１の開口から押出した後、前記材料を冷却する、請求項４０に記載の製造方法。
【請求項４６】
隣接して配置されたビーズのストランドを含むフィラメントが該方法によって得られる、請求項３９に記載の製造方法。
【請求項４７】
隣接して配置されたビーズの二次元アレイを該方法によって製造する、請求項３９に記載の製造方法。
【請求項４８】
工業材料において多数個の空隙を形成するためのコーティング付きのビーズ状プレフォームを製造するためのものであって、下記の工程：
ダイに至る、押出しコーティング材料の第１の流れを提供すること、
前記第１の流れの中でビーズ状プレフォームを提供するとともに、その際、前記ビーズ状プレフォームに前記コーティング材料を被覆すること、及び
前記第１の流れを前記ビーズ状プレフォームとともに開口から押出して、トウを形成すること
を含む、製造方法。
【請求項４９】
前記ビーズ状プレフォームがフィラメントを含む、請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５０】
前記ビーズ状プレフォームが、隣接して配置されたビーズの二次元アレイを含む、請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５１】
前記第１の流れを前記開口から押出す前、前記流れの中に強化材料が与えられる、請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５２】
多数個の空隙を有する工業材料を製造するためのものであって、下記の工程：
第１の材料のサプライ中に１個もしくはそれ以上のプレフォームを案内するとともに、その際、前記１個もしくはそれ以上のプレフォームが、それぞれ、ストランドにそって予め定められた間隔で互いに離間された多数個のビーズを含むこと、
前記１個もしくはそれ以上のプレフォームに前記第１の材料を被覆すること、
前記被覆後のプレフォームを予め定められた形に付形すること、及び
前記付形物を圧縮すること
を含む製造方法。
【請求項５３】
前記空隙を編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５４】
前記空隙を対称的に編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５５】
前記空隙を非対称的に編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５６】
前記空隙をランダムな配置で編成する、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５７】
前記圧縮工程によって少なくとも１個のビーズ状プレフォームを除去し、前記ビーズが前に存在していた場所において多数個の空隙を含む工業材料を得る、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５８】
前記ビーズが、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項５９】
圧縮工程の後、前記工業材料を特定の長さに切断する工程をさらに含む、請求項５２に記載の製造方法。
【請求項６０】
多数個の編成された空隙から構成された工業材料を連続キャスティング装置を使用して製造するためのものであって、下記の工程：
ストランドにそって予め定められた間隔で互いに離間して配置された多数個のビーズを含むプレフォームを、第１の容器に保持されたマトリックス材料中に案内すること、及び
予め定められた間隔をもった空間に前記マトリックス材料を案内するとともに、その際、前記間隔に実質的に等しい予め定められた厚さをもった工業材料を形成すること
を含む、製造方法。
【請求項６１】
前記空間をダイによって形成する、請求項６０に記載の製造方法。
【請求項６２】
前記空間が、第１の方向に移動する第１のコンベヤベルトと、前記第１の方向に移動する第２のコンベヤベルトの間の間隙を含む、請求項６０に記載の製造方法。
【請求項６３】
複合体であって、その内部に配置された多数個の編成された空隙を有する複合体を製造するためのものであって、下記の工程：
第１のラミネートの上に第１の空隙の第１のアレイを付与するとともに、その際、前記第１のラミネートの第１の側面に前記第１の空隙に至る開口を形成すること、
第２の空隙の第２のアレイを第２のラミネートの上に付与するとともに、その際、前記第２のラミネートの第１の側面に前記第２の空隙に至る開口を形成すること、
前記第１のラミネートの前記第１の空隙の前記第１の開口を前記第２のラミネートの前記第２の空隙の対応する開口と位置合わせすること、及び
前記第１のラミネートを第２のラミネートと組み立てるとともに、その際、前記第１の空隙と前記対応する第２の空隙を連通させること
を含む、製造方法。
【請求項６４】
多数個の前記第１のラミネートを多数個の前記第２のラミネートと組み立てる、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６５】
第１の空隙の前記第１のアレイが、実質的に同様な第１のサイズを有する第１の空隙群と、実質的に同様な第２のサイズを有する第２の空隙群とを含む、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６６】
前記第１のラミネートの第１の空隙の前記第１のアレイと第２の空隙の前記第２のアレイが、前記第２のラミネートの前記第２の空隙の前記第２の前記第２のアレイにおいて、実質的に同様な第１のサイズを有する対応の第１の空隙群と、実質的に同様な第２のサイズを有する対応の第２の空隙群を含む、請求項６５に記載の製造方法。
【請求項６７】
前記第１のラミネート及び（又は）前記第２のラミネートの上にインプリントによって凹部が付与される、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６８】
前記インプリントが、エンボス加工ローラを使用して前記ラミネートのカレンダー成形を行うことを含む、請求項６７に記載の製造方法。
【請求項６９】
前記それぞれのラミネートから材料を除去することによって前記第１のラミネート及び（又は）前記第２のラミネートの上に凹部を付与する、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項７０】
前記材料の除去をレーザー焼却によって達成する、請求項６９に記載の製造方法。
【請求項７１】
前記材料の除去を化学的エッチングによって達成する、請求項６９に記載の製造方法。
【請求項７２】
実質的に周期的な手法に従って前記第１のラミネート及び（又は）第２のラミネートの上に凹部を付与する、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項７３】
前記第１の第２の側面の上に第２の空隙の第２のアレイを付与する工程をさらに含む、請求項６３に記載の製造方法。
【請求項７４】
組み立てて複合材料となすためのラミネートであって、その第１の側面の上に、多数個の凹部を含むテクスチャーを備え、かつ前記凹部が、前記ラミネートの第２の側面上の多数個の凸部に対応する、ラミネート。
【請求項７５】
前記凹部及び対応の凸部が、前記ラミネートにそって実質的に対称的に配置されている、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７６】
前記凹部及び対応の凸部が、いろいろなサイズを有している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７７】
前記凹部が実質的に同様なサイズを有している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７８】
前記凸部が実質的に同様なサイズを有している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項７９】
前記ラミネートが連続したテープを含む、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項８０】
前記凹部のあるものがモニタリング装置を収納している、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項８１】
前記モニタリング装置がセンサを含む、請求項８０に記載のラミネート。
【請求項８２】
前記モニタリング装置がアクチュエータを含む、請求項８０に記載のラミネート。
【請求項８３】
前記凹部が湾曲した形状を有する、請求項７４に記載のラミネート。
【請求項８４】
多数個の編成された空隙を有する工業材料を製造する方法であって、
多数個の離間ビーズを含むビーズ状プレフォームを溶融材料の連続流延物の内部に案内すること
を含む、製造方法。
【請求項８５】
多数個の編成された空隙を有する工業材料を製造する方法であって、
隣接して配置されたビーズのストランドを含むビーズ状プレフォームを下記の製造プロセスのいずれか１つ：
添加材製造、噴霧製造、溶融沈着造形法、立体リソグラフィ、光学的加工、ソリッドベース（グラウンド）硬化、プラズマスプレー形成、スパッタリング、蒸着を含む薄膜製造；
下記を含む変形及び成形、インプレッションダイ鍛造、オープンダイ鍛造、鋳造、穿孔、ハブ加工、丸溝加工及びエッジング、ロール鍛造、リングローリング、直接押出し、間接押出し、静水圧押出し、及び衝撃押出しを含むバルク変形プロセス；
せん断、膨れ加工、ゴム成形、高エネルギー速度成形、超塑性成形、深絞り及びエンボス加工を含むシート金属成形プロセス；
切断、研削、放電加工、ウオータージェット加工、砥粒噴射加工、化学的機械加工ならびに電気化学的機械加工及び研削を含む材料除去；
下記を含むキャスティング、スラッシュ鋳造、圧力鋳造、インサート成形、遠心鋳造及び浸透鋳造を含む永久型、真空鋳造、セラミック型鋳造、石膏型鋳造、シエル・モールド鋳造及び砂型鋳造を含む使い捨て型、ゲルキャスティング、注入成形、圧縮成形、トランスファー成形、インサート成形；
焼結、常温静水圧圧縮成形及び高温静水圧圧縮成形を含む粒子状材料の加工；及び
摩擦攪拌溶接、抵抗溶接、爆発溶接、ロウ付け及びはんだ付け、アーク溶接及びレーザー溶接を含む組立て及び接合プロセス；
に対して供給すること
を含む、製造方法。
【国際調査報告】
2004526889.tif 000087
2004526889.tif 000088
2004526889.tif 000089
2004526889.tif 000090
2004526889.tif 000091
2004526889.tif 000092
2004526889.tif 000093