(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超塑性および拡散接合可能な金属合金の少なくとも２枚のシートを用いて超塑性成形され、拡散接合された構造を作る方法であって、
（ａ）金属シートを清浄にするステップと、
（ｂ）シートを整列させて、選択された場所でシート間の密な接触を与えるステップと、
（ｃ）シート間のキャビティへの成形ガス入口を与えながら、シートを溶接してガス不浸透性のシールを作るためのパックを成形するステップと、
（ｄ）シート間の密な接触の場所に対応する所望の圧縮拡散接合パターンを有する型板を、対向するダイの間でプレスにおけるパックの外側主表面上に位置決めするステップと、
（ｅ）キャビティを空にするかキャビティへと不活性ガスを導入することによってキャビティから汚染物質を取除くステップと、
（ｆ）パックを合金のための拡散接合温度に加熱するステップと、
（ｇ）ガス圧力をキャビティに与えて、型板における孔と合うパックの領域において拡散接合を防ぐようにしながら、シートを型板によって互いに押して、拡散接合部を成形するための場所でシートが密に接するようにするステップと、
（ｈ）シート以外の表面シートによってステップ（ｇ）の後の拡散接合されたシートからなるコアを挟んで多シートパックを規定するステップと、
（ｉ）コア自身の中に形成ガスを供給することによって多シートパックを拡張させて、部品を完成させるようにコアを表面シートに接合するステップとを含む、方法。
【請求項２】
超塑性および拡散接合可能な金属合金の少なくとも２枚のシートを用いて超塑性成形され、拡散接合された構造を作る方法であって、
（ａ）金属シートを清浄にするステップと、
（ｂ）シートを整列させて、選択された場所でシート間の密な接触を与えるステップと、
（ｃ）シート間のキャビティへの成形ガス入口を与えながら、シートを溶接してガス不浸透性のシールを作るためのパックを成形するステップと、
（ｄ）シート間の密な接触の場所に対応する所望の圧縮拡散接合パターンを有する型板を、対向するダイの間でプレスにおけるパックの外側主表面上に位置決めするステップと、
（ｅ）キャビティを空にするかキャビティへと不活性ガスを導入することによってキャビティから汚染物質を取除くステップと、
（ｆ）パックを合金のための拡散接合温度に加熱するステップと、
（ｇ）ガス圧力をキャビティに与えて、型板における孔と合うパックの領域において拡散接合を防ぐようにしながら、シートを型板によって互いに押して、拡散接合部を成形するための場所でシートが密に接するようにするステップとを含み、
ステップ（ｄ）の後であってかつステップ（ｆ）の前のいずれかのタイミングに、パックと対向するダイとの間にシート状のチタンスペーサを用いて、ダイの間の変形をなくし、型板によって十分な拡散接合圧力を確実とするステップをさらに含み、
チタンスペーサは、拡散接合を形成する温度で、ダイの表面における谷がチタンスペーサで満たされる程度に柔軟である、方法。
【請求項３】
請求項１または２の方法によって獲得可能な製品。
【請求項４】
少なくとも１枚の表面シートが金属複合材料を含む、請求項３に記載の製品。
【請求項５】
両方の表面シートが金属シートおよび金属複合材料積層を含む、請求項４に記載の製品。
【請求項６】
すべての金属シートおよび金属複合材料における金属がチタンまたはチタン合金である、請求項５に記載の製品。
【請求項７】
型板は耐食性ステンレス鋼である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
力は少なくとも２０６８．５ｋＰａの密な接触の領域の拡散接合圧力を生じる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
圧力は２０６８．５ｋＰａ−８２７４．０ｋＰａである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
加熱は型板において誘導的に生じ、型板は約８４３．３３℃から約９５４．４４℃の範囲のキュリー温度を有する合金である、請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は金属を拡散接合するための方法に関し、特に、超塑性成形（ＳＰＦ）動作における超塑性合金の圧縮拡散接合に関する。
発明の背景
超塑性成形（ＳＰＦ）および拡散接合（ＤＢ）プロセスはよく記録され、長年航空宇宙産業において用いられている。多くの種類のＳＰＦおよびＤＢパネルが、さまざまな数、大きさまたは厚さのシート、溶接技術、接合技術、ストップオフ構成、または他の可変要素を用いて作られる。この発明は全体的に剛化したＳＰＦ／ＤＢ部品を製造するための圧縮拡散接合の改善に関する。従来の圧縮拡散接合は、特にチタンまたはそのＳＰＦ合金の２枚以上の噛み合う金属シート間の密な接触および圧力を達成するために、高められた温度で成形プレスの対向するダイ表面間に作用する力を用いる。従来のＳＰＦ／ＤＢプロセスは、たとえば、引用により援用する米国特許第５，１４１，１４６号、第５，１１５，９６３号、第５，０５５，１４３号、第４，３０４，８２１号、第３，９２４，７９３号、第３，９２７，８１７号、第４，５３０，１９７号、第５，３３０，０９３号、第４，８８２，８２３号および第４，２９２，３７５号に説明される。
現在、圧縮拡散接合は高価な金属製ダイを必要とし、これはまた製造のためのリードフロータイムを必要とする。たとえばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金のＳＰＦ／ＤＢプロセスは、微細で安定した粒径を有する清浄な屑のない表面間の接触を密にして、連続的な気体パージの下で３時間以上溶接品質のアルゴンガスを用いて与えられる２０６８．５ｋＰａという特異なガス圧で約８９８．８９−９５４．４４℃の温度を必要とする。
圧縮拡散接合のための最新の方法は界面格子パターンを有する精密機械加工、マッチング、耐食性鋼（ＣＲＥＳ）プレートまたはダイを用いる。ＳＰＦチタン材料がダイの間に挟まれ、拡散接合を生じるように格子で局所的に圧縮される。格子パターンでダイを成形するのは、ＣＲＥＳ合金が与える機械加工の制限のために遅い高価なプロセスである。この従来の方法はあまりに費用がかかるので試作のための使用、低い生産率、または限られた生産量を正当化できず、これはダイを作成するのが問題にならないためである。したがって、適度なコストで完全さを証明することができなかったので設計者はＳＰＦ／ＤＢ設計を避けてきた。
実行された場合でも、従来のＣＲＥＳプロセスはまた、拡散接合を達成するのに必要な高温（８７１．１１−９５４．４４℃）および高荷重の両方に長くさらされるため、ダイ表面の急速な歪みによって悩まされる。対向するダイ表面がクリープして形を崩す。一旦ダイ表面が互いに密接に噛み合わなくなると、チタンシート間の圧縮力が失われ、拡散接合はもはや生じない。このダイの劣化は特に厄介な問題である。なぜなら、局所的な接合不良が、特に、部品が乗物全体の重量を減らす努力においてその設計上の限界に近づけられる航空宇宙産業の応用において、その意図される使用の間にコアパックの破壊を引き起こすためである。完成した部品において、拡散接合部はしばしば部品内に密封されており、検査することができない。接合不良は破滅的であるかもしれない故障を与え、検査することは不可能でないとしても困難である。設計者は、接合の完全さが保証できないＳＰＦ／ＤＢ設計に頼ることを回避する。
拡散接合部の質の良さを保証できないので航空宇宙応用におけるＳＰＦ／ＤＢ部品の採用が厳しく制限されている一方、代わりのプロセスで部品を製造することは高価である。代替例は通常個々の細部部品の複雑な機械加工と完成したサブアセンブリへの組立とを必要とする。かなりの労力および検査が必要となり、部品にむらがあると最終的なサブアセンブリにばらつきが生じる。かなりの組立コストのファスナ。現代の航空宇宙製造業は、拡散接合の完全さが保証できるならばＳＰＦ／ＤＢ製造に関連したコスト節約を必要とする。
従来の拡散接合プロセスで設計者が直面する別の問題は、複雑な形状のコア構成をＳＰＦ／ＤＢパネルの内部コアシートへとレーザ溶接または抵抗溶接するための簡単な方法がないことである。抵抗溶接では、設計者は主に直線の溶接コアに制限される。ある場合では、緩やかなアークが極めて適切な溶接手段となり得るが、部品の不合格率は高くなる。この点でレーザ溶接プロセスの方がより良いが、レーザによって生じる溶接熱歪みが噛み合うシートの激しい曲げおよび弓反りを起こし、シート間の密な接触が失われた領域を残すことになり得る。
業界は安価なツールを用いてＳＰＦ／ＤＢパネルの高速製造を可能にする信頼できる圧縮ＤＢ法を必要とする。また、ＤＢサイクルの間中シート間の密な接触を確実とすることによって局所的な接合不良の問題をなくす方法も必要とされる。この発明の安価な製造ツールによって、従来のＳＰＦ／ＤＢツールのコストの僅か何分の１かで数多くの組のツールを構成できる。したがって、圧縮ＤＢバックアップツールの備えが作られ、使用中のものが損傷するか歪んだ場合の予備として保たれ得る。予備のツールが生産の進行を容易とし、時宜を得た配送を保証する。ＳＰＦ／ＤＢ製造は全部品数および航空機コストの低減を約束する。
ＤＢ部品を製造するために従来の圧縮ＤＢ法を用いようと試みてきた企業はダイ表面を密接に適合させ続けるのに困難を覚えている。Ｆ１５−Ｅ部品の場合、そのＳＰＦ／ＤＢダイの結果として生じる劣化および歪みのため、McDonnell Douglas社は接合不良が生じている領域において溶接された間隙調整板を鋲で留めようと試みている。間隙調整板は材料の積み重ねの厚さを増大し、それによってダイが曲がっている領域に理論上より大きな力を加えた。残念ながら、間隙調整板はダイの曲げを悪化させただけであり、さらに大きな調整不良および歪みを起こし、部品にさらに多数の接合不良を起こした。
上述のように、パターニングされたＣＲＥＳダイを用いることの主な問題はその費用である。ダイは一般にＥＳＣＯ  ４９Ｃ、ＩＮ１００、ＨＮまたは２２−４−９  ＣＲＥＳのようなＣＲＥＳ材料からその最終的な形状に近くなるよう特注で鋳造される。ダイ表面は次に、特に部品が圧縮拡散接合部を有する場所でほぼ一致するように精密に研削および機械加工される。ダイは１５．２４ｃｍ−６０．９６ｃｍの厚さであり、一般に６０．９６ｃｍ×６０．９６ｃｍから１８２．８８ｃｍ×３６５．７６ｃｍである。ＣＲＥＳ合金は高価であり、その機械加工には時間がかかる。９１．４４ｃｍ×６０．９６ｃｍのＣＲＥＳダイは９ヶ月までの製造期間をとり得る。ダイ設計は表面のＮＣ機械加工を許容するように数値的に規定されなければならない。鋳造には１６週間までかかり得る。機械加工、手作業、検査および組立に次にあと２０週間かかり得る。ダイの再加工が必要であれば（溶接および機械加工）、リードタイムおよび費用は膨大なものとなる。ダイの必要な再加工のため、些細なダイ設計の変化であっても達成するには何ヶ月もかかり得る。
したがって、試験および生産の両方の応用のために圧縮ＤＢ部品を製造するための現在の方法は不十分である。
発明の簡単な概要
チタンシートの圧縮ＤＢを達成するために、拡散接合部が必要とされる領域でツール一式がシート同士を圧搾する。２枚のチタンシートを接合するために必要なツールは、この発明を示す好ましい実施例では、ステンレス鋼の２個の厚いブロックと、約０．３８１ｃｍの厚さのＣＲＥＳステンレス鋼（３０４）のレーザ切断された１枚のシート（すなわち、型板）とからなる。ＣＲＥＳシートは製品における接合部の場所に対応した望ましい格子パターンでレーザ切断される。２枚のチタンシート（製造部品シート素材）は清浄にされ、パックを形成するようにその周辺で互いに溶接され、融接されたガスチューブを有してアルゴンガスをパックに入れるように構成される。パックは次にステンレス鋼プレートとＳＰＦプレスの熱盤間のＣＲＥＳ型板との間に挟まれる。積み重ね全体が加熱される。プレスの油圧ラムを用いて圧縮力が加えられる。ＣＲＥＳ型板のパターンに対応する格子パターンで拡散接合部が形成する。接合サイクルの間にガスの圧力がパックを膨張させて、接合が望ましくないパック内の領域の接合を防ぎ、それらが接触しないようにする。型板が著しく高い圧力を接合線に与え、これによって、接合のために必要な時間が減少し、接合品質が高まる。単一のＣＲＥＳ型板を用いて作られた部品は２枚の型板を用いて作られたものとは異なる。単一のＣＲＥＳ型板は、１つの平坦な表面と成形された１つの表面とを有する部品を与える。２枚のＣＲＥＳ型板（パックの各側に１枚）を用いて作られた部品はその上部および下部に２つの枕状の表面を有する。
この方法は多シートの複雑なＤＢ部品のためのコアを作り、４シートＤＢパックのためのコア作成のために特に設計される。
２シートパックは１時間以内で圧縮拡散接合され得る。したがって、このプロセスは今日一般に使用されている抵抗またはレーザ溶接されたコアを作成するための方法よりも経済的であろう。この発明の方法は、より強い圧縮力のため、従来のＤＢ法が用いる３時間接合サイクルを避ける。
ＣＲＥＳ型板は事実上どの抜き勾配でも切断でき、これによって、部品はほとんどどの高さおよび角の格子形状にも拡散接合させられる。複雑な部品が１サイクルで必要な形状へと圧縮拡散接合および成形され得る。
【図面の簡単な説明】
図１は、圧縮拡散接合前の２枚のシート間の一般的な界面の拡大断面図である。
図２は、２枚のうまく拡散接合されたシートの界面の、図１と同様の別の拡大断面図である。
図３は、拡散接合のために準備された２つのシートパックの概略断面図である。
図４は、従来の圧縮拡散接合の間のＳＰＦプロセスにおける図３のパックを示す断面図である。
図５は、この発明の圧縮拡散接合のための積み重ねの断面図である。
図６は、２枚のＣＲＥＳ型板を用いる代替的な積み重ねを示す別の断面図である。
図７は、圧縮を確実とするために付加的なガスケットを用いる別の代替的積み重ねを示す別の断面図である。
図８は、ガスケットのための代替的な積み重ね配置を示す別の断面図である。
図９は、この発明のＣＲＥＳ型板の一般的な平面図である。
図１０は、この発明の方法に従って成形される圧縮拡散接合部のサンプル断面図である。
図１１は、図１０に示す型板圧縮拡散接合方法で成形された一般的な部品である。
図１２は、この発明の代替的な方法に従って２型板配置で成形された圧縮拡散接合部の別のサンプル断面図である。
図１３は、４シートＳＰＦ／ＤＢ部品に組込まれる図１２の方法に従って成形された圧縮拡散接合されたコアを示す断面図である。
図１４は、図１３に示すようなコアを用いる完成した部品を示す断面図である。
発明の詳細な説明
シートＳＰＦ／ＤＢ部品と４シート以上のＳＰＦ／ＤＢ部品のためのコアとを製造するための最も用途の広い従来の方法は、接合が不要なパック領域にシルクスクリーニングを用いて窒化ボロンまたはイットリア混合物が与えられるストップオフ技術であった。ストップオフパターンは、多シートＳＰＦ／ＤＢの「ドットコア」、「トラスコア」および他の構成の多くの異なった形状を可能にできるほど柔軟性があり得る。しかしながら、ストップオフ方法ではシルクスクリーニングプロセスの制御が困難である。プロセスの反復可能性が主な問題である。この発明の方法はこれらの先行技術の構成のどれを作成するためにも有益である。
先行技術の抵抗溶接方法はコアを作成するにはストップオフ方法ほど融通が利かない。抵抗溶接では、直線の溶接線またはわずかに湾曲した溶接線が作成可能であるだけであり、設計の複雑さに関して設計者に制限を与える。たとえば、「ドットコア」は抵抗溶接のアプローチを用いて作成できない。レーザ溶接もまたストップオフ方法と比べて制限され、これはこのプロセスが高い溶融／溶接温度のために材料を歪ませるためである。
この発明の圧縮拡散接合システムは、それが作成できるＳＰＦ／ＤＢパネルの複雑性に関してストップオフ方法と実質的に同様に融通性が利く。事実上どのコアジオメトリもＣＲＥＳ型板へと切断され得る。円形の接合部が「ドットコア」のために用いられる。スキップを有する線形の接合部は２シート圧縮接合／成形された「剛化パネル」のために用いられる。他の多くの変化例も可能である。
図３に示すように、２シートパック３０は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金のような上部シート１０と、同じ材料の下部シート１２と、シート間にキャビティを形成するための縁溶接部１４（または等価の流体不浸透性シール）とを含む。
パック３０は超塑性成形プレスにおける対向するダイ表面１６および１８の間に位置決めされる。ダイ表面は互いに押され、パックはシートの超塑性成形範囲に加熱される。成形ガスが適切な成形ガス入口（図５、５４）を介してシート間の単数または複数のキャビティ４２へと導入されて、完成した部品の相補的ダイ構成、ここでは十分に成形された帽子状セクションへとパックを成形し、一方、拡散接合部４４は、シート１０および１２がダイの精密機械加工された表面間で密に接する領域において成形される。
ＣＲＥＳ型板５２を用いての圧縮ＤＢ方法の発明者による改良を図５−８のさまざまな代替的な実施例に示す。ＣＲＥＳ型板５２がパックの一方の側（図５）または両側（図６）に配置される。型板は格子パターン（図９）であり、従来のプロセスにおけるＣＲＥＳダイに合せて作られたパターンに対応するが、ダイ構成がより融通の利くものになっており、製造のためのコストが低減されている。種々の部品構成はダイを変えるのではなく、単に型板を変えることによって作成できる。図７および図８はチタンスペーサ５６と関連したＣＲＥＳ型板５２の使用を示す。スペーサは、さもなければMcDonnell Douglas社が経験した接合不良に至るかもしれない、ダイ５８および６０の面する表面間の変形をなくす。スペーサ５６は成形温度で柔らかくなり、ＣＲＥＳダイ５８および６０で発展するかもしれないどのねじれ、曲げまたは谷部分をも充填する。型板はまた拡散接合プロセスを効率的な誘導加熱を利用するものに変換させ、それによってエネルギ消費を大いに低減する。拡散接合温度は、チタンまたはチタン合金の拡散接合のための８４３．３３℃から９５４．４４℃の範囲の適切なキュリー温度で適切な「高性能な」合金を選択することによって、誘導加熱動作において容易に制御できる。もちろん、キュリー温度はより低い温度では他の材料の拡散接合のためにより低くなるであろう。「高性能な」サセプターおよび適切な合金は引用により援用される米国特許出願０８／４６９，６０４により詳細に説明される。
ダイ５８および６０はＳＰＦプレスの熱盤上に取付けられる。下部熱盤のみが例示を容易にするために図５−８において示される。一般的なＳＰＦプレスは既に説明された特許かまたは引用により援用される米国特許第５，４６７，６２６号に説明される。従来の抵抗加熱プレスの熱盤６３は矢印６５で概略的に示すように成形のための必要な熱および圧力を供給する。拡散接合部が拡張前に成形されるＳＰＦ加工物のための成形ガス入口５４が加圧されたアルゴンガス６７または別の適切な不活性ガスにキャビティ４２（図４）を膨張させ、所望の接合および後の成形を達成する。発明者は、引用により援用する一般に米国特許第５，４１９，１７０号に説明される型のガス管理システムを用いてプレスに供給されるガスを管理する。
発明者はまた、たとえば米国特許第５，５３０，２２７号に説明されるようなBoeing社の誘導加熱プレスを用いる。誘導加熱プレスは、この場合主として単数または複数の型板であろう、サセプターにおいて渦電流を誘導するために発振磁界を用いる。誘導加熱のため、ダイは一般にセラミックであり、埋め込まれた誘導コイルを含むであろう。型板は部品パックを包むために別のサセプターシートに面してもよい。さもなければ、磁界がおそらくはパックシートをそれが型板を加熱するのと同時に誘導加熱するであろう。接合後の成形は別個の動作で行なわれてもよいが、全体の時間効率およびエネルギ節約がなお誘導加熱動作に有利であるかもしれない。
一般的なＣＲＥＳ型板５２を図９の平面図に示す。型板は、パックの拡散接合線のための領域と大きい開いた領域とを規定するためにＣＲＥＳ金属の細いバンドを有する窓枠またはガスケット配列である。長方形の開口部とまっすぐな辺とで示されるが、型板は製造される部品に合せて適宜広範囲のパターンに切断可能である。型板はＣＲＥＳ合金からであっても比較的低コストで容易に製造できる。これは一般に約０．５ｍｍから約３７．５ｍｍの厚さである（一般に１−１０ｍｍ）。これはどの適切な抜き勾配でも８００−３０００ＷのＣＯ2またはＹＡＧレーザで切断されるか他の適切な方法で作られる。型板５２は熱盤から拡散接合線へと圧力を移動させ、事実上、プレスの油圧ラム力がそこを介して作用する面積を低減することによって約２０６８．５−８２７４．０ｋＰａに圧力を高める。型板を用いると、型板が従来用いられてきた格子パターンに取って代わるので、プレスダイのための面構成がより簡単になる。
２枚の型板が用いられる場合（図６）、発明者は製品における複雑な成形および接合パターンを生じることができる。バンドがあらゆる場所で重複するように型板が平面において同一である場合（図１２）、型板の適合するバンドが重複領域におけるシート１０および１２の間に拡散接合部を急速に成形するのに必要な２０６８．５−８２７４．０ｋＰａの圧力を生じる。発明者は、従来のプロセスが必要とする３時間から１時間以内へと拡散接合時間を短縮し、エネルギ消費および労力を結果として節約することができる。しかしながら、型板のバンドが合わなければ、型板は拡散接合部を成形するのに十分な圧力を生じない。ここで、型板はダイ表面に刻まれた特徴のように拡張された製品構成を規定する。ずらされたバンドは、膨張圧力６７がシートを成形する際にチタンシート金属厚さの一般に５−１５％にすえ込み加工された独特の枕状パターンを生じる。
図５−８、１０および１２のダイが平坦な表面で示されたが、これらのダイは一般に図４に示すような成形キャビティ７５を有する。図４の２シートパックは帽子状セクションの剛化されたパネルへと成形される。発明者の好ましい実施例では、発明者は型板５２を用いて、タービンファンの羽根のコアのような多シート製品のためのコア１００（図１３）を作る。コア１００は、シートストックの金属複合材料（ＭＭＣ）またはＭＭＣシートストック積層であってもよい表面シート１０２および１０４の間に挟まれる。一般的な多シートＳＰＦ部品とこの発明の主題であるコアとは、引用により援用するたとえば米国特許第５，３３０，０９２号および第５，５３４，３５４号に説明される。
上述の初期拡散接合動作からのコア１００は一般に挟むための表面シート１０２および１０４と整列させられる。新しい部品パックが面するシートの周辺で溶接される１０６か、さもなければ密封されて図３に示す２シートパックと類似した４シートパックを形成する。この４シートパックはＳＰＦプレスに載せられ、接合され、拡張され、たとえば図１４に示す所望の最終的な構成に成形される。この第２の成形動作の間、成形ガスがコア１００と表面シート１０２および１０４との間のキャビティ１０８または１１０かコア自体の中に適宜供給される。表面シートがコアに接合し、発明者が初期接合動作の間にコアにおいて成形した各拡散接合部１１５の周りに内部トラス壁が完成される。この製品は高品質で接合不良のある多シート部品である。
単一の金属シートがそれ自体の上で成形され、平坦化されてノーズ部分で単一の曲線を生じ、重複する表面間の密に接した領域で接合されて制御表面、先端または回転ばねとして有益な鱗きず（teardrop）製品を形成する。
発明者が、同じ格子パターンに各々切断され、厚さが異なる２枚の型板を用いれば、成形され、接合されたパックは異なった深さを有し、成形されたセル（すなわち、「枕状」）は異なった形状である。
発明者が、いくつかの共通の表面が共有されるような異なった格子パターンを各々有する型板を用いれば、結果として生じる部品は異なった大きさ、形状、抜き勾配および他の構成のキャビティを有する。成形され、接合されたセルは異なった形状にされ得る。
金属シート（一般にチタン）が、パックとダイ表面との間のどの平坦でない（cut-of-flat）不連続または歪みをもなくすように型板と平坦なブロックとの間にスペーサまたはガスケット（図７または８）として用いられ得る。事実上、スペーサはダイ表面における谷部分を充填することによって（共通の問題である）非平面的なツールを補正するためにガスケットのように機能する使い捨ての金属シートである。ピークは型板における開口部で対処される。したがって、型板は一般にスペーサよりも厚い。
もちろん、所望の製品構成を得るために多数の型板が部品パックの一方の側または両側に積み重ねられ得る。
動作において、すべてのツールエレメントがダイ、スペーサおよび型板の解体を可能にするために適切にコーティングされるか処理される。すなわち、適切な乖離剤がこれらのツールの間の界面で使用され得る。
発明者はまた、湾曲するか、または発明者が図面において示すために選択した平坦なダイの代わりに複雑な輪郭を有しさえする正確に合わされたダイを用いる。ダイは金属、カーボン、セラミック、または何らかの他の適切な材料であり得る。型板はダイを簡単に製造するために湾曲を含んでいてもよい。すなわち、発明者は型板が平面的な面を有すると示したが、パックがプレスに載せられるときに部品パックへとうねりを形成するために型板へと適合する湾曲した面を作成することができる。しかしながら、この型の型板は一般により厚くなるであろう。発明者はこのような場合、全コストを低減するために型板エレメントの積み重ねを使用することの方を好む。
炭化シリコンファイバ強化チタンのような金属複合材料（ＭＭＣ）が第２の成形動作のために多シートパック内に配置されれば、積み重ね全体は、密にＭＭＣと接触するように成形し、面する金属シートをＭＭＣに接合して単一のＭＭＣ強化多シートＳＰＦ／ＤＢパネルを成形するようにＳＰＦ／ＤＢプロセスをされ得る。
このプロセスは、局所化された厚みを有する仕上がった部品の特定のパドアップ（pad-up）または必要とされる厚さを得るための処理の前に優先的に化学的に刻まれている（milled）ＳＰＦ／ＤＢ金属シートの使用に役立つ。
型板は約８４３．３３℃から約９５４．４４℃の範囲のチタンのための拡散接合温度で強く（約１０３４２５ｋＰａ）あり続け、クリープおよび酸化に耐え、加工物に対して不活性であるべきである。発明者はＩｎｃｏｎｅｌ６２５、Ｉｎｃｏｎｅ１７１８、ＣＲＥＳ３０４、ＣＲＥＳ３２１、鋼（特にニッケル合金）、チタン合金、または他の高温高強度材料のような容易にレーザ切断できる金属合金を好む。発明者は型板の金属とダイ表面との間のガスケットまたは裏材として型板上にセラミック面を用いることができる。
好ましい実施例について説明したが、当業者はこの発明の概念から逸脱せずに行なわれ得る代替例、変形例および変更例を容易に認めるであろう。したがって、請求の範囲もこの説明に基づいて当業者に公知である全範囲の均等物の助けを借りて解釈されたい。例はこの発明を例示するものであり、それを制限するものとは意図されない。したがって、この発明の請求の範囲で規定し、請求の範囲を適切な先行技術を鑑みて必要に応じてのみ制限されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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