(57)【要約】  複数の金属層を有するワークピースを製造する方法は、（ａ）少なくともランナーおよびキャビティを有する金型を用意するステップと、（ｂ）金型のキャビティ内に第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップであって、第１の金属層が粗面化されるおよび／または係合構造を含む表面を有する、ステップと、（ｃ）第１の金属層上に第２の金属層を形成するために、溶融状態の第２の金属を第１の金属層の表面上へ注入するステップであって、第２の金属層が、第１の金属層の粗面化された表面と係合する、あるいは第１の金属層の表面の係合構造と係合する、ステップとを含み、溶融状態の第２の金属は、少なくとも７０ｍ／ｓの速度で金型のキャビティに入る。
2016500576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属層を有するワークピースを製造する方法において、
（ａ）少なくともランナー、ゲート、および、キャビティを有する金型を用意するステップと、
（ｂ）前記金型の前記キャビティ内に第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップであって、前記第１の金属層が表面を有し、前記表面が粗面化される、および／または少なくとも１つの係合構造を含むステップと、
（ｃ）前記第１の金属層上に第２の金属層を形成するために、溶融状態の第２の金属を前記第１の金属層の前記表面上へ注入するステップであって、前記第２の金属層が、前記第１の金属層の前記粗面化された表面と係合する、あるいは前記第１の金属層の前記表面の前記係合構造と係合する、ステップと、
を含み、
前記溶融状態の第２の金属は、少なくとも実質的に７０メートル／秒（ｍ／ｓ）の速度で前記金型の前記キャビティに入る方法。
【請求項２】
前記溶融状態の第２の金属は、少なくとも実質的に３．５ｍ／ｓの速度で前記金型の前記ランナーに入る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の金属および前記第２の金属は、ステンレス鋼、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、クロム、チタン、銅、ベリリウム、ニッケル、および、これらの合金を含むグループから独立に選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
化学的および／または機械的に前記第１の金属層の前記粗面化された表面を形成する、あるいは前記第１の金属層の前記表面上に前記係合構造を形成するステップ（ｄ）を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の金属層の前記粗面化された表面は、少なくとも凹部、穴、溝、球、突起、または、これらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記係合構造は、少なくともフック、バックル、トレンチ、突起、溝、または、これらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の金属層に圧力を印加するステップ（ｅ）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ワークピースが電子デバイスのカバーまたは挿入体である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
第１の金型部品と第２の金型部品とを含む金型であって、
前記第１の金型部品および前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いから分離される開放形態と、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品との間で半仕上げワークピースを保持するための閉鎖形態と、の間で互いに対して移動可能であり、
少なくとも前記第１の金型部品が壁部材を含み、該壁部材は、前記金型が前記閉鎖形態にあって半仕上げワークピースを保持するときに、前記半仕上げワークピースの少なくとも一部に圧入して、前記壁部材と前記半仕上げワークピースとの間にシールを形成し、このシールは当該シールを通る流体の流れを妨げる、金型。
【請求項１０】
前記第１の金型部品が上側金型部品である、請求項９に記載の金型。
【請求項１１】
前記壁部材が無端である、請求項９に記載の金型。
【請求項１２】
前記金型が前記閉鎖形態にあり、前記半仕上げワークピースと前記第１の金型部品との間に空間が形成されるときに、前記空間内への成形材料の供給を可能にする通路を更に含む、請求項９に記載の金型。
【請求項１３】
加圧要素を更に含む、請求項９に記載の金型。
【請求項１４】
前記流体が気体および／または液体である、請求項９に記載の金型。
【請求項１５】
前記気体が空気である、請求項１４に記載の金型。
【請求項１６】
前記液体が溶融状態の成形材料である、請求項１４に記載の金型。
【請求項１７】
複数の金属層を有するワークピースであって、前記ワークピースは、第１の金属層上へ少なくとも第２の金属層を注入することによって形成され、前記第１の金属層および前記第２の金属層のそれぞれが少なくとも１つの係合構造を含む、ワークピース。
【請求項１８】
前記第１の金属層の前記少なくとも１つの係合構造は、前記第２の金属層の前記少なくとも１つの係合構造と係合する、請求項１７に記載のワークピース。
【請求項１９】
前記第１の金属層の前記係合構造および前記第２の金属層の前記係合構造は、凹部、穴、溝、フック、バックル、トレンチ、球、および、突起を含むグループから独立に選択される、請求項１７に記載のワークピース。
【請求項２０】
前記第１の金属層および前記第２の金属層のそれぞれは、独立に、ステンレス鋼、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、クロム、チタン、銅、ベリリウム、ニッケル、および、これらの合金を含むグループから選択される金属から形成される、請求項１９に記載のワークピース。
【請求項２１】
前記ワークピースがプレートである、請求項１７に記載のワークピース。
【請求項２２】
前記プレートが電子デバイスのカバーまたは挿入体である、請求項２１に記載のワークピース。
【請求項２３】
前記第２の金属層が実質的に０．５ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１７に記載のワークピース。
【請求項２４】
前記第２の金属層は、前記第２の金属層の主面から離れるように延びる少なくとも１つの部分を含む、請求項１７に記載のワークピース。
【請求項２５】
第１の金型部品と第２の金型部品とを含む金型であって、
前記第１の金型部品および前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いから分離される開放形態と、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いに係合されて半仕上げワークピースを収容するためのキャビティを形成する閉鎖形態と、の間で互いに対して移動可能であり、
前記第１の金型部品は、前記キャビティ内への成形材料の供給を可能にする通路を含み、
前記金型は、前記キャビティからの成形材料の流出を可能にするチャネルを伴わない、
金型。
【請求項２６】
複数の金属層を有するワークピースを製造する方法であって、
（ａ）第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップと、
（ｂ）前記第１の金属層を前処理するステップと、
（ｃ）前記前処理された第１の金属層を金型内に配置するステップと、
（ｄ）溶融状態の第２の金属を前記前処理された第１の金属層の表面上へ注入し、前記前処理された第１の金属層上に第２の金属層を形成するステップと、
を含む方法。
【請求項２７】
前記ステップ（ａ）〜（ｄ）が前記順序で行なわれる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ステップ（ｂ）は、前記第１の金属層から前記第１の金属の一部を除去することを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ステップ（ｂ）の後に少なくとも１つの凹部が前記第１の金属層上に形成される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記溶融状態の第２の金属の少なくとも一部は、前記前処理された第１の金属層上の前記凹部の少なくとも一部の中に受けられ、前記第２の金属層を前記前処理された第１の金属層に係合させる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
過剰な溶融状態の第２の金属が前記金型内に保持され、前記第２の金属層の少なくとも一部を形成する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
複数の金属層を有するワークピースであって、前記ワークピースは、第１の金属層上へ少なくとも第２の金属層を注入することによって形成され、前記第２の金属層が実質的に０．５ｍｍ以下の厚さである、ワークピース。
【請求項３３】
複数の金属層を有するワークピースを製造する方法において、
（ａ）少なくともランナー、ゲート、および、キャビティを有する金型を用意するステップと、
（ｂ）第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップであって、前記第１の金属層が表面を有し、前記表面が少なくとも１つの係合構造を含むステップと、
（ｃ）前記第１の金属層を前処理するステップと、
（ｄ）前記前処理された第１の金属層を前記金型内に配置するステップと、
（ｅ）溶融状態の第２の金属を前記前処理された第１の金属層の前記表面上へ注入し、前記前処理された第１の金属層上に第２の金属層を形成するステップと、
を含み、
前記溶融状態の第２の金属は、少なくとも実質的に７０メートル／秒（ｍ／ｓ）の速度で前記金型の前記キャビティに入り、
前記第２の金属層は、前記前処理された第１の金属層の前記表面の前記係合構造と係合する少なくとも１つの係合構造を含み、
前記金型が第１の金型部品と第２の金型部品とを含み、
前記第１の金型部品および前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いから分離される開放形態と、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いに係合されて前記前処理された第１の金属層を収容するための前記キャビティを形成する閉鎖形態と、の間で互いに対して移動可能であり、
前記第１の金型部品は、前記溶融状態の第２の金属の供給を可能にする通路を含み、
前記金型は、前記キャビティからの前記溶融状態の第２の金属の流出を可能にするチャネルを伴わない、方法。
【請求項３４】
前記ステップ（ｃ）は、前記前処理された第１の金属層の前記表面から前記第１の金属の一部を除去し、前記前処理された第１の金属層の前記表面上に少なくとも１つの凹部を形成することを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記溶融状態の第２の金属の少なくとも一部は、前記前処理された第１の金属層の前記表面上の前記凹部内に受けられ、前記第２の金属層を前記前処理された第１の金属層に係合させる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
請求項３３に記載の方法により形成される複数の金属層を有する、ワークピース。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の参照】
【０００１】
この出願は、２０１２年１０月１５日に出願された米国特許出願第１３／６５１，９８０号の一部継続出願であり、米国特許出願第１３／６５１，９８０号は、それ自体が２０１１年１０月２０日に出願された米国特許出願第１３／２７７，６７３号の一部継続出願であり、これらの２つの先願の内容は、あたかも本明細書中で十分に繰り返したかのように本願に完全に組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、複数の金属層を有するプレートなどのワークピースを製造する方法に関する。この発明の目的のため、文脈が許容する場合には、用語「金属」および「複数の金属」は、「金属の合金」および「複数の金属の合金」もそれぞれ含むべきである。また、この発明の目的のため、金属層が同じ金属または異なる金属から形成されてもよいことも理解されるべきである。
【背景技術】
【０００３】
通信産業、家電産業、および、コンピュータ産業（いわゆる「３Ｃ産業」）における急速な発展に伴い、消費者は、そのような製品（いわゆる「３Ｃ製品」）の良好な性能（処理速度および記憶容量など）を期待するだけでなく、そのような製品のハイクラスな耐久性のある審美的な表面も期待する。したがって、良好な強度と軽い重量とを伴う金属ケーシングが３Ｃ製品にとって益々重要になってくる。そのような特性は、家庭用産業および自動車産業などの他の産業における製品の消費者要求または消費者期待にもなってきている。大部分の製品においては、例えばカバーまたはプレートを形成するために、少なくとも１つの金属層を他の金属層上へオーバーモールドする必要性がある。したがって、２つの金属層間の接合強度または結合強度を高める必要があり、これが重要な製造要件になってきた。
【０００４】
電子製品の従来の色彩豊かなプラスチックケーシングは、外的な衝撃によって容易に破壊されて損傷され、一方、単一金属層のケーシングは、環境要因に起因して錆びる場合があり、あるいは、材料特性の制限に起因して、ケーシングに対してその後の表面処理を行なうことができない。したがって、単一金属層のケーシングの様々な欠点を解決するためには、薄い厚さ、良好な審美的性能、外的な衝撃に抵抗するための良好な強度、および、良好な耐食性を伴う複数の金属層を有するケーシングが必要とされる。従来技術において、二重金属層または材料の機械的な積層体から形成される家庭用電子機器のためのケーシングは、通常、真空蒸着またはイオンスパッタリングによって形成され、これは高い製造コストがかかる。しかしながら、そのような従来技術のケーシングは、メッキや陽極酸化などの湿式プロセスを含む表面処理を受けるのにふさわしくないため、耐食性が低い。
【発明の概要】
【０００５】
従来の技術では、鋳造金属部品に対してベニアを結合するために固体溶接プロセス（冷間溶接、摩擦溶接、および、超音波溶接など）が使用される場合がある。しかしながら、そのような固体溶接プロセスは、処理フローの複雑さ、およびコストをかなり増大させる場合がある。したがって、当業者は、複数の金属層を有する更に安価で、かつ更に単純なワークピースを製造する効果的な方法を依然として探し求めている。
【０００６】
また、電子製品（タブレットコンピュータやスマートフォンなど）および家庭用電化製品が可能な限りコンパクトでスリムであるための要件がかつてないほど多く存在する。また、消費者は、自動車産業および家庭用製品産業における製品に対しても同じ要件を課す。同時に、消費者は、そのような製品の機能および性能に関して益々高い要求を課している。したがって、製造業者は、必要な構成要素を収容するための十分な空間を保持しつつ製品の本体を可能な限りコンパクトにするための方法を探し求めている。既存の方法は、複数の金属層を有するワークピースを形成するために金属の薄層を金属層上へ注入して金属層と結合させる／係合させることができるようにしない。また、そのような製品がよりコンパクトでスリムになるにつれて、必要な特徴を得るために必要とされるトリミング加工やコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）加工などの後処理に関して問題が生じる。
【０００７】
そのような製品が益々コンパクトでスリムになるにつれて、カバー、ハウジング、ケーシング、および、シャーシとしてのそのようなワークピースの後処理（トリミングなど）に関して問題が生じる。これは、そのような後処理がワークピースに圧力を及ぼし、それにより、ワークピースを変形させる場合があるからである。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、前述した欠点が軽減される、複数の金属層を有するワークピースを製造する方法、金型、および、複数の金属層を有するワークピースを提供すること、あるいは、顧客および公衆にとって有用な別の手段を少なくとも提供することである。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、複数の金属層を有するワークピースを製造する方法が提供され、前記方法は、（ａ）少なくともランナー、ゲート、および、キャビティを有する金型を用意するステップと、（ｂ）前記金型の前記キャビティ内に第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップであって、前記第１の金属層が表面を有し、前記表面が粗面化されるおよび／または少なくとも１つの係合構造を含むステップと、（ｃ）前記第１の金属層上に第２の金属層を形成するために、溶融状態の第２の金属を前記第１の金属層の前記表面上へ注入するステップであって、前記第２の金属層が、前記第１の金属層の前記粗面化された表面と係合する、あるいは前記第１の金属層の前記表面の前記係合構造と係合する、ステップとを含み、前記溶融状態の第２の金属は、少なくとも実質的に７０メートル／秒（ｍ／ｓ）の速度で前記金型の前記キャビティに入る。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、第１の金型部品と第２の金型部品とを含む金型が提供され、前記第１の金型部品および前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いから分離される開放形態と、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品との間で半仕上げワークピースを保持するための閉鎖形態と、の間で互いに対して移動可能であり、少なくとも前記第１の金型部品が壁部材を含み、該壁部材は、前記金型が前記閉鎖形態にあって半仕上げワークピースを保持するときに、前記半仕上げワークピースの少なくとも一部に打ち込んで、前記壁部材と前記半仕上げワークピースとの間にシールを形成し、このシールは前記シールを通じた流体の流れを妨げる。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、複数の金属層を有するワークピースが提供され、前記ワークピースは、第１の金属層上へ少なくとも第２の金属層を注入することによって形成され、前記第１の金属層および第２の金属層のそれぞれが少なくとも１つの係合構造を含む。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、第１の金型部品と第２の金型部品とを含む金型が提供され、前記第１の金型部品および前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いから分離される開放形態と、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いに係合されて半仕上げワークピースを収容するためのキャビティを形成する閉鎖形態との間で互いに対して移動可能であり、前記第１の金型部品は、前記キャビティ内への成形材料の供給を可能にする通路を含み、前記金型は、前記キャビティからの成形材料の流出を可能にするチャネルを伴わない。
【００１３】
本発明の第５の態様によれば、複数の金属層を有するワークピースを製造する方法が提供され、前記方法は、（ａ）第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップと、（ｂ）前記第１の金属層を前処理するステップと、（ｃ）前記前処理された第１の金属層を金型内に配置するステップと、（ｄ）前記前処理された第１の金属層上に第２の金属層を形成するために、溶融状態の第２の金属を前記前処理された第１の金属層の前記表面上へ注入するステップとを含む。
【００１４】
本発明の第６の態様によれば、複数の金属層を有するワークピースが提供され、前記ワークピースは、第１の金属層上へ少なくとも第２の金属層を注入することによって形成され、前記第２の金属層が実質的に０．５ｍｍ以下の厚さを有する。
【００１５】
本発明の第７の態様によれば、複数の金属層を有するワークピースを製造する方法が提供され、前記方法は、（ａ）少なくともランナー、ゲート、および、キャビティを有する金型を用意するステップと、（ｂ）第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップであって、前記第１の金属層が表面を有し、前記表面が少なくとも１つの係合構造を含むステップと、（ｃ）前記第１の金属層を前処理するステップと、（ｄ）前記前処理された第１の金属層を前記金型内に配置するステップと、（ｅ）前記前処理された第１の金属層上に第２の金属層を形成するために、溶融状態の第２の金属を前記前処理された第１の金属層の前記表面上へ注入するステップとを含み、前記溶融状態の第２の金属は、少なくとも実質的に７０メートル／秒（ｍ／ｓ）の速度で前記金型の前記キャビティに入り、前記第２の金属層は、前記前処理された第１の金属層の前記表面の前記係合構造と係合する少なくとも１つの係合構造を含み、前記金型が第１の金型部品と第２の金型部品とを含み、前記第１の金型部品および前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いから分離される開放形態と、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いに係合されて前記前処理された第１の金属層を収容するための前記キャビティを形成する閉鎖形態との間で互いに対して移動でき、前記第１の金型部品は、前記溶融状態の第２の金属の供給を可能にする通路を含み、前記金型は、前記キャビティからの前記溶融状態の第２の金属の流出を可能にするチャネルを伴わない。
【００１６】
本発明の第８の態様によれば、（ａ）少なくともランナー、ゲート、および、キャビティを有する金型を用意するステップと、（ｂ）第１の金属から形成される第１の金属層を設けるステップであって、前記第１の金属層が表面を有し、前記表面が少なくとも１つの係合構造を含むステップと、（ｃ）前記第１の金属層を前処理するステップと、（ｄ）前記前処理された第１の金属層を前記金型内に配置するステップと、（ｅ）前記前処理された第１の金属層上に第２の金属層を形成するために、溶融状態の第２の金属を前記前処理された第１の金属層の前記表面上へ注入するステップとを含む方法から形成される複数の金属層を有するワークピースが提供され、前記溶融状態の第２の金属は、少なくとも実質的に７０メートル／秒（ｍ／ｓ）の速度で前記金型の前記キャビティに入り、前記第２の金属層は、前記前処理された第１の金属層の前記表面の前記係合構造と係合する少なくとも１つの係合構造を含み、前記金型が第１の金型部品と第２の金型部品とを含み、前記第１の金型部品および前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いから分離される開放形態と、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが互いに係合されて前記前処理された第１の金属層を収容するための前記キャビティを形成する閉鎖形態との間で互いに対して移動でき、前記第１の金型部品は、前記溶融状態の第２の金属の供給を可能にする通路を含み、前記金型は、前記キャビティからの前記溶融状態の第２の金属の流出を可能にするチャネルを伴わない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る複数の金属層を有するワークピースを製造する方法を示す。
【図２−１】図１に示される方法を行なうための、複数の金属層を有するワークピースを製造する装置であって、該装置内の金型が開放形態を成す、装置を示す。
【図２−２】金型が閉鎖形態を成す図２−１に示される装置を示す。
【図２−３】図２−２に示される金型の部分拡大図である。
【図３】本発明の更なる実施形態に係る複数の金属層を有するワークピースを製造する方法を示す。
【図４】図３に示される方法を行なうための、複数の金属層を有するワークピースを製造する金型を示す。
【図５】本発明の更なる他の実施形態に係る複数の金属層を有するワークピースを製造する方法を示す。
【図６】図５に示される方法によって製造される複数の金属層を有するワークピースを示す。
【図７】本発明の更なる他の実施形態に係る複数の金属層を有するワークピースを製造する方法を示す。
【図８】図７に示される方法によって製造される複数の金属層を有する第１のワークピースを示す。
【図９Ａ】図７に示される方法によって製造される複数の金属層を有する第２のワークピースを示す。
【図９Ｂ】図７に示される方法によって製造される複数の金属層を有する第３のワークピースを示す。
【図１０】図１０Ａ−図１０Ｃは、本発明の更なる実施形態に係る方法におけるプロセスであって、溶融形態の第２の金属が第１の金属層と結合する、あるいは係合するために金型へ注入されるプロセスを示す。
【図１１】本発明に係る方法で用いるのに適した別の金型の断面図である。
【図１２】第２の金属層との係合後の図１１の第１の金属層の部分断面図である。
【図１３】本発明の更なる他の実施形態に係る、溶融状態の第２の金属をいつでも注入できる状態にある前処理後の第１の金属層の側面図である。
【図１４Ａ】図１３の第１の金属層を含む複数の金属層のカバーの側面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの部分拡大図である。
【図１５】薄いベイが第２の金属層によって部分的に覆われた複数の金属層のカバーの部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る複数の金属層を有するワークピースを製造する方法を示す。一般的に言えば、この方法では、第１の金属から形成される半仕上げプレートの形態を成す第１の金属層が金型内に配置される。その後、第１の金属層上に第２の金属層を形成するために、液体（溶融）形態の第２の金属（第１の金属とは異なる）が金型内およびプレート上へ注入される（Ｓ１０１）。金型内の第２の金属層は、その後、第１の金属層に対する第１の金属層との第２の金属層の結合を容易にするために金型内での圧力によって加圧される（Ｓ１０２）。無論、前記工程を繰り返すことによって３つの金属層を有するワークピースを形成するために、液体形態の第３の金属（第１および第２の金属と同じであってもよく、あるいは異なってもよい）が第１の金属層上または第２の金属層上へ注入されてもよいことが理解されるべきである。
【００１９】
注入工程は、高圧高速射出成形、鋳込み、および／または、流動などの異なる態様を含む。第２の金属が金型内へ注入される圧力、速度、および、第２の金属が第１の金属層を覆う短期継続時間は、全て、第１の金属層と第２の金属層との間の接着性および結合強度の向上、液体状態にあるときの第２の金属中の気泡の除去、および、第２の金属層の稠密度の向上に関与し、それにより、第２の金属層の冷却および硬化の後、非常に僅かな気孔しか残されず、その結果、複合金属の強度が得られる。そのようにすると、注入中の液体形態の第２の金属の流れに起因する液体流れ跡の形成も防止できる。また、第２の金属層の加圧により、液体形態の第２の金属の余剰部分が溢れ出ることができるようにしてもよい。
【００２０】
図２−１および図２−２は、図１に示される方法を行なうための、複数の金属層を有するワークピースを製造するための装置２０１を示す。装置２０１は、前金型２０８および後金型２０７を有する金型２０２を含む。金型２０２は、図２−１では、前金型２０８および後金型２０７が互いから分離される開放形態で示される。第１の金属から形成される半仕上げ金属カバー２０３（第１の金属層を構成する）が、金型２０２の後金型２０７上に配置される。図２−２は、半仕上げカバー２０３が前金型２０８と後金型２０７との間に保持される閉鎖形態の金型２０２を示す。金型２０２が閉鎖形態にあるときに、カバー２０３上に第２の金属層２０４を形成するために、液体形態の第２の金属２０４１（第１の金属層２０３の金属とは異なる金属である）が金型２０２内の半仕上げカバー２０３上へ注入される。
【００２１】
図２−３は、図２−２の部分拡大図であり、金型２０２内の第２の金属層２０４に圧力を印加するための加圧要素２０５を金型２０２が含むことを示す。
【００２２】
更なる実施形態では、後金型２０７と加圧要素２０５との間に空間が設けられ、それにより、該空間内へ液体形態の第２の金属２０４１が注入されてもよい。また、金型２０２はオーバーフローポート２０６を更に含み、それにより、加圧要素２０５が第２の金属層２０４を加圧するときに液体形態の第２の金属２０４１の余剰部分がオーバーフローポート２０６を通じて溢れ出る。
【００２３】
前述の説明では、第１の金属が第２の金属とは異なることが言及されるが、無論、第１の金属層および第２の金属層が同じ金属から形成されてもよいことが想起される。
【００２４】
本発明の更なる他の実施形態では、図３に示されるように、複数の金属層を有するワークピースを製造する方法は、互いに協働する後金型と第１の前金型との間の空間内へ液体形態の第１の金属を注入して、後金型上に第１の金属層を形成するステップ（Ｓ３０１）と、後金型が第２の前金型と協働して動作するとき、および、後金型上の第１の金属層が半固体溶融状態にあるときに、液体形態の第２の金属を第１の金属層上へ注入して、第１の金属層上に第２の金属層を形成するステップ（Ｓ３０２）とを含む。この場合も先と同様に、第１の金属層および第２の金属層が同じ金属または異なる金属から形成されてもよい。
【００２５】
図３に示される方法と図１に示される方法との間の違いは、主に、図３に示される方法では、第１の金属層が依然として半固体溶融状態にあるときに液体形態の第２の金属が第１の金属層上へ注入されて第２の金属層が形成されることにある。これは、第１の金属層と第２の金属層との間の接着性を向上させるだけでなく、コストも低減して時間も節約し、それにより、歩留まりを向上させる。
【００２６】
図３に示される方法を実施するための装置４０１が図４に示される。図４に示されるように、装置４０１は第１の前金型４０２を含み、この第１の前金型４０２は、後金型４０７と協働して動作できるとともに、後金型４０７上に第１の金属層４０３を形成するために液体形態の第１の金属４０３１を後金型４０７上へ注入する。また、装置４０１は第２の前金型４０８も含み、この第２の前金型４０８は、第１の金属層４０３上に第２の金属層４０４を形成するために、第１の金属層４０３が依然として半固体溶融状態にあるときに液体形態の第２の金属４０４１を第１の金属層４０３上へ注入するべく後金型４０７と協働可能である。
【００２７】
第２の前金型４０８が後金型４０７と協働して動作すると、後金型４０７と加圧要素４０５との間に空間がもたらされ、それにより、該空間内へ液体形態の第２の金属４０４１が注入されてもよい。
【００２８】
また、第２の金属層４０４に圧力を印加するために第２の前金型４０８内の加圧要素４０５が使用されてもよい。更に、後金型４０７がオーバーフローポート４０６を更に含み、それにより、加圧要素４０５が圧力を第２の金属層４０４に印加するときに液体形態の第２の金属４０３１の余剰部分がオーバーフローポート４０６を通じて溢れ出てもよい。
【００２９】
装置４０１は、第１の前金型４０２と第２の前金型４０８との間で後金型４０７を相対的に移動させるための移動要素を更に含む。例えば、液体形態の第１の金属４０３１が注入された後に後金型４０７が第１の前金型４０２から第２の前金型４０８へ移動されてもよい。あるいは、液体形態の第１の金属４０３１が注入された後に第１の前金型４０２が離間されるとともに、第１の金属層４０３上へ液体形態の第２の金属４０４１を注入するために、第２の前金型４０８が、後金型４０７と協働して動作する位置へ移動される。この構成により、液体形態の第１の金属４０３１および液体形態の第２の金属４０４１の両方の注入が同じ装置４０１内で行なわれ、したがって、製造プロセスが簡略化される。
【００３０】
前記ステップを繰り返すことによって３つ以上の金属層を有するワークピースが形成されてもよい。
【００３１】
第１の金属層および第２の金属層はそれぞれ、ステンレス鋼、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、クロム、チタン、銅、ベリリウム、ニッケル、および、これらの金属の合金から形成されてもよい。小さい比重量を有する第１の金属層が最初に形成されてもよく、その後、大きい比重量を有する第２の金属層が形成される。あるいは、大きい比重量を有する第１の金属層が最初に形成されてもよく、その後、小さい比重量を有する第２の金属層が形成される。例えば、第１の金属層が亜鉛合金から形成されるとともに第２の金属層がアルミニウム合金から形成される場合には、複合金属の強度を得ることができるとともに、第２の金属（アルミニウム合金）層上でその後の陽極酸化表面処理を行なうことができる。他の例では、第１の金属層がアルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成されるとともに、第２の金属層がステンレス鋼から形成され、それにより、直流電流電気めっき、あるいは真空蒸着などのその後の処理を第２の金属層上で都合良く行なうことができ、その結果、その後の金属層または非金属層を更に形成することができる。
【００３２】
本発明の方法にしたがって製造される複数の金属層を有するワークピースが複合金属の強度および弾性を有するだけでなく、必要に応じて、金属層間の接着性とワークピースの強度および耐食性とを更に向上させるとともに、そのようなワークピースから形成されるカバーの構造を更に柔軟にするために、その後の表面処理（例えば、熱処理、陽極酸化表面処理、電気めっき、真空コーティング／膜処理、コーティング処理、塗装処理、および、耐食処理など）を金属ワークピースに対して行なうこともできる。
【００３３】
本発明の更なる他の実施形態に係る、複数の金属層を有するワークピースを製造する方法が図５に示される。図５に示される方法は、半仕上げ金属ワークピース（第１の金属層から形成されるプレートなど）を金型内に配置するステップであって、半仕上げワークピースの表面が粗面化されるステップ（Ｓ５０１）を含む。その後、半仕上げワークピース上に第２の金属層を形成するために、液体形態の第２の金属が半仕上げワークピースの粗面化された表面上へ注入される。この場合、液体形態の第２の金属は、半仕上げプレートの粗面化された表面を覆って埋める（Ｓ５０２）。半仕上げプレートの粗面化された表面は、半仕上げプレートの外面または内面のいずれかに形成され得る。先の工程を繰り返すことによって３層金属プレートを形成するために、液体形態の第３の金属が第２の金属層上へ注入されてもよい。
【００３４】
図６は、図５に示される方法によって製造される複数の金属層を有するプレートを示す。図６に示されるように、第１の金属から形成される半仕上げプレート６１２が金型６１０内に配置される。半仕上げプレート６１２の表面６１３は粗面化される。半仕上げプレート６１２の粗面化された表面６１３を十分に覆って埋める第２の金属層６１４を半仕上げプレート６１２上に形成するために、液体形態の第２の金属が半仕上げプレート６１２の粗面化された表面６１３上へ注入される。そのような構成は、半仕上げプレート６１２と第２の金属層６１４との間の接着強度を高める。半仕上げプレート６１２および第２の金属層６１４は同じ金属または異なる金属から形成されてもよい。半仕上げプレート６１２の粗面化された表面６１３は、複数の凹部、穴、溝、球、または、突起、あるいは、これらの組み合わせから形成されてもよい。半仕上げプレート６１２の粗面化された表面６１３は、機械的および／または化学的に形成されてもよい。そのような構成により、半仕上げプレート６１２および第２の金属層６１４の互いからの分離が少なくとも妨げられる。
【００３５】
図７は、本発明の更なる他の実施形態に係る方法を示す。この方法は、第１の金属から形成される半仕上げプレートを金型内に配置するステップであって、半仕上げプレートの表面に少なくとも１つの係合構造が設けられるステップ（Ｓ７０１）と、半仕上げプレート上に第２の金属層を形成するために液体形態の第２の金属を半仕上げプレートの表面上へ注入するステップであって、液体形態の第２の金属が半仕上げプレートの表面上の係合構造を閉栓する、埋める、および、該係合構造と係合するステップ（Ｓ７０２）とを含む。半仕上げプレートの係合構造は、半仕上げプレートの外面または内面のいずれかに形成され得る。工程を繰り返すことによって３層金属プレートを形成するために、液体形態の第３の金属が第２の金属層上へ注入されてもよい。
【００３６】
図８は、図７に示される方法にしたがって製造される複数の金属層を有するプレートを示す。図８に示されるように、第１の金属から形成される半仕上げ金属プレート８１２が金型８１０内に配置される。半仕上げプレート８１２の表面には少なくとも１つの係合構造８１３が形成される。係合構造８１３は、フック、バックル、トレンチ、突起、溝、または、これらの構造の組み合わせであってもよい。半仕上げプレート８１２の表面上の係合構造８１３を十分に閉栓する、埋める、および、係合する第２の金属層８１４を、半仕上げプレート８１２上に形成するために、液体形態の第２の金属が半仕上げプレート８１２の表面上へ注入される。そのような構成により、第２の金属層８１４の少なくとも一部は、半仕上げプレート８１２と第２の金属層８１４とを固定するために、係合構造８１３によって画定される空間に閉じ込められる。そのような構成は、半仕上げプレート８１２および第２の金属層８１４の互いからの分離を少なくとも妨げる。
【００３７】
成形において、溶融成形材料（溶融金属など）は、成形機の注入ノズルから注入され、続いてスプルーを通り、それからランナーを通り、その後ゲートを通って流れ、ゲートを通じて溶融成形材料が金型のキャビティに入る。特に、スプルーは、注入ノズルから金型キャビティへ向かう溶融成形材料の流れを可能にするチャネルである。ランナーは、スプルーと流体連通するチャネルであり、溶融成形材料をスプルーから金型キャビティへ向けて流れるように案内する。ランナーはゲートと結合され、また、ゲートは、ランナー内の溶融成形材料が金型キャビティに入る入口としての役目を果たす。
【００３８】
第１の金属層と第２の金属層との間の結合／係合の強度を更に高めるために、本発明の一実施形態において、液体形態の第２の金属は、液体形態の第２の金属がランナーから出て少なくとも７０メートル／秒（ｍ／ｓ）の速度で金型のゲートを介して金型のキャビティに入るような速度で注入ノズルから注入される。以下、この速度は「ゲート出口速度」と呼ばれる。１つの実施形態では、７０ｍ／ｓのゲード出口速度を得るために、液体形態の第２の金属が少なくとも３．５ｍ／ｓの速度でスプルーから出てランナーに入るようになっている。以下、この後者の速度は「スプルー出口速度」と呼ばれる。
【００３９】
図９Ａは、本発明の一実施形態に係る複数の金属層を有するプレートを示す。第１の金属から形成される半仕上げプレート９１２が、最初に金型９１０内に配置される。半仕上げプレート９１２の表面９１３ｂが、複数の凹部、穴、溝、球、および／または、突起を形成するように粗面化され、また、表面９１３ｂ上にはフック、バックル、トレンチ、突起、および／または、溝の形態を成す少なくとも１つの係合構造９１３ａも形成される。液体形態の第２の金属が少なくとも７０ｍ／ｓのゲート出口速度で半仕上げプレート９１２の粗面化された表面９１３ｂ上および少なくとも１つの係合構造９１３ａ上へ注入されて、半仕上げプレート９１２上に第２の金属層９１４を形成し、この第２の金属層９１４は、半仕上げプレート９１２と第２の金属層９１４との間の接合および結合または係合の強度を高めるとともに、係合構造９１３ａにより画定される空間内に第２の金属層９１４の一部を閉じ込めるために、粗面化された表面９１３ｂを十分に覆って埋めるとともに、半仕上げプレート９１２の少なくとも１つの係合構造９１３ａと係合する。
【００４０】
図９Ｂは、本発明の他の実施形態に係る複数の金属層を有するプレートを示す。第１の金属から形成される半仕上げプレート９１２’が最初に金型９１０’内に配置される。半仕上げプレート９１２’の表面には、フック、バックル、トレンチ、突起、および／または、溝の形態を成す少なくとも１つの係合構造９１３ａ’が形成される。半仕上げプレート９１２’の係合構造９１３ａ’を十分に覆って、埋める、および、該係合構造９１３ａ’と係合する第２の金属層９１４’を半仕上げプレート９１２’上に形成するために、液体形態の第２の金属が少なくとも７０ｍ／ｓのゲート出口速度で半仕上げプレート９１２’の係合構造９１３ａ’上へ注入される。そのような構成は、半仕上げプレート９１２’と第２の金属層９１４’との間の接合および結合または係合の強度を高めるとともに、係合構造９１３ａ’により画定される空間内に第２の金属層９１４’の一部を閉じ込める。特に、第２の金属層９１４’と係合構造９１３ａ’との間の相互係合および／またはかみ合いが半仕上げプレート９１２’および第２の金属層９１４’の互いからの分離を妨げるので、半仕上げプレート９１２’と第２の金属層９１４’との間の結合または係合が高められる。特に、半仕上げプレート９１２’および第２の金属層９１４’のそれぞれが、互いに係合する少なくとも１つの係合構造を有すると言うことができる。
【００４１】
半仕上げプレート（または第１の金属層）および第２の金属層が同じ金属または異なる金属から形成されてもよく、また、金属は、ステンレス鋼、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、クロム、チタン、銅、ベリリウム、ニッケル、または、これらの合金であってもよい。
【００４２】
前記実施形態における半仕上げプレート（すなわち、第１の金属層）の粗面化された表面が、化学的におよび／または機械的に形成されてもよい。例えば、第１の金属層がアルミニウム（Ａｌ）から形成される場合には、溶融状態の第２の金属と結合するための孔を第１の金属層の表面上に形成するために陽極酸化プロセスが使用されてもよい。特に、溶融状態の第２の金属が孔内に捕捉されてもよく、それにより、第２の金属は、その冷却および硬化の後に、第１の金属層上に締結される。
【００４３】
プレートは、電子デバイスのカバーまたは挿入体として使用されてもよく、あるいは、装置が複数金属構造に関してより良好な接合、結合、または、係合の強度を必要とする他の産業では、任意の他の種類の製品／装置として使用されてもよい。
【００４４】
第１の金属層および第２の金属層は、係合構造によって画定される空間内に第２の金属層の一部を結合する、あるいは閉じ込めることによって互いに係合されてもよい。
【００４５】
前述した方法において、第２の金属６１４，８１４，９１４，９１４’は、少なくとも７０ｍ／ｓのゲート出口速度で、および、３ｍ／ｓ、３．５ｍ／ｓ、４．０ｍ／ｓ、４．５ｍ／ｓ、５．５ｍ／ｓ、６．０ｍ／ｓ、６．５ｍ／ｓよりも高い、または、それ以上のスプルー出口速度を伴って、半仕上げプレート（第１の金属層）の表面上へ注入されてもよい。このようにすると、第２の金属層が極めて薄い寸法を有することができ、それにより、粗面化された表面の凹部、穴、溝、球、または、突起、ならびに、係合構造のフック、バックル、トレンチ、突起、または、溝を第２の金属によって十分に閉栓して（、あるいは覆って）埋めることができる。好ましい実施形態において、第２の金属層の厚さは、ゲート出口速度を調整することによって（例えば、第２の溶融金属が注入ノズルから放出される速度を調整することによって）、あるいは、将来重要になるかもしれない製品の３Ｄ構造に応じて、０．５ｍｍ以下（０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍ、または、０．１ｍｍなど）であってもよい。
【００４６】
以上を考慮して、第２の溶融金属の高速流は、第２の溶融金属が注入ノズルから金型キャビティへ流れる最中の第２の溶融金属の温度の降下を最小にするのに重量なパラメータである。互いに接合され、あるいは結合されることになる２つの金属の表面上の局部的な溶融は、脆弱な結合しかもたらさない可能性がある。したがって、２つの金属層間の接合強度または結合強度を高めるために、後処理（例えば、レーザ溶接、抵抗溶接、および、市場で知られる幾つかの他の溶接プロセス）が必要とされる。本発明では、ボルト締めロック機構（または、ボルト締めロック空間）が、第１の金属層上に設けられていて、図９Ａ〜図９Ｂに描かれる前述した係合構造９１３ａ，９１３ａ’のように、溶融形態の第２の金属をボルト締めロック機構により画定される所定の空間に捕捉されるように案内する。
【００４７】
特に、液体形態の第２の金属を高速で金型へ注入する目的は、第２の金属が非常に短い時間でキャビティを満たすようにすること、したがって、第２の金属層を形成するために第２の金属が金型のキャビティを満たすときに第２の金属が依然として溶融段階にあるようにすることである。図１０Ａ〜図１０Ｃに図示される例に示されるように、図１０Ａの状態（溶融状態の第２の金属がスプルーから出てポイントＡでランナーに入るとき）から始まって、図１０Ｂに示される状態（溶融状態の第２の金属がランナーを通過してポイントＢでまさにゲートに入ろうとしているとき）を経て、図１０Ｃの状態（溶融状態の第２の金属がポイントＣで金型のキャビティを満たすとき）に至るまでの総継続時間は、全体の移動が１３０ｍｍである場合、０．０２ｓ以下である。０．０２ｓのこの継続時間のうち、溶融状態の第２の金属がキャビティを満たすために要する継続時間は、第２の金属が金型のキャビティに入った後、たった０．００５ｓ以下にすぎない。この例では、溶融状態の第２の金属がスプルーを去って出てランナーに入る速度が３．５ｍ／ｓであり、また、溶融状態の第２の金属がゲートを去って金型のキャビティに入る速度が７０ｍ／ｓである。
【００４８】
２つの金属層間の係合および結合を更に高めるため、図１１に示されるように、この発明に係る複数の金属層を有するプレートを製造するための金型１１００は、無端壁１１０４の形態を成すバリアを伴う上側金型１１０２を有し、壁１１０４は、下側金型１１０６と直接に対向する上側金型１１０２の表面から離れるように延びる。上側金型１１０２が下側金型１１０６と位置合わせされるとともに溶融形態の第２の金属をいつでも注入される用意にある半仕上げ金属プレート１１０８（第１の金属層である）が上側金型１１０２と下側金型１１０６との間に保持される図１１に示される形態を上側金型１１０２が成すときには、流体（気体および液体を含む）の流通を防止するシールを形成するために、壁１１０４が半仕上げプレート１１０８と接触して半仕上げプレート１１０８に食い込むように押圧される。気体は空気であってもよく、また、液体は、溶融形態の第２の金属などの液状成形材料であってもよい。また、上側金型１１０２と半仕上げプレート１１０８との間には空間１１１０も形成される。空間１１１０は、金型のスプルー、ランナー、および、ゲートを介して注入ノズルと流体連通できる関係を成す。空間１１１０は、溶融する第２の金属のその金型内での流れの最中における更なる酸化を低減する。溶融形態の第２の金属がゲートから出てキャビティに入る高い速度に起因して、また、空間１１１０（溶融形態の第２の金属の更なる酸化を低減する）のおかげにより、溶融状態の第２の金属は、それが空間１１１０に入った後、約０．００５ｓ以下の非常に短い時間で半仕上げプレート１１０８上の粗面化された表面および／または係合要素に係合するおよび／または入り込むことができ、それにより、金属の２つの層（半仕上げプレート１１０８と冷却された第２の金属から形成される金属層とを意味する）間の係合の強度を高めることができる。一方、壁１１０４が存在しない場合、したがって、壁１１０４と半仕上げプレート１１０８との間に流体を通さないシールが存在しない場合には、伝統的な通気系を通じた外部雰囲気とキャビティとの接続に起因して、溶融状態の第２の金属が注入プロセス中に更に冷却されて酸化され得る。溶融状態の第２の金属の表面が、酸化されるようになるとともに、引き続いてくる溶融状態の第２の金属にまで広げられる。酸化された溶融状態の第２の金属および／または半固体の第２の金属の表面張力は更に高くなり、それにより、溶融状態の第２の金属の粘性が更に高くなって、溶融状態の第２の金属の流れが遅くなる。このとき、溶融状態の第２の金属が半仕上げプレート１１０８の係合要素に入り込む、あるいは係合することは、特にそのような係合要素が０．５ｍｍ未満の高さと０．５ｍｍ未満の幅とを有する場合、あるいは、係合要素が少なくとも０．５ｍｍの深さを有する場合に難しい。
【００４９】
係合要素が少なくとも０．５ｍｍの高さを有してもよいが、第２の金属層がそれよりも小さい厚さを有してもよい。図１２に示されるように、半仕上げプレート１１０８が２つの係合要素を伴って概略的に示されており、各係合要素は互いに離間されるフック１１１２である。フック１１１２は、プレート１１０８の上面１１１４から０．５ｍｍの高さだけ延びる。プレート１１０８と係合される第２の金属層１１１６を形成するために、所定量の溶融状態の第２の金属がフック１１１２間の空間内へ注入される。構造要件および設計要件に応じて、第２の金属層１１１６の厚さは、フック１１１２の高さより大きくてもよく、フック１１１２の高さに等しくてもよく、あるいは、フック１１１２の高さより小さくてもよい。特に、図１２において、第２の金属層１１１６は、フック１１１２の高さよりも小さい厚さ（例えば、０．４ｍｍ、０．３ｍｍ、または、それよりも小さい）を有するように示される。
【００５０】
金型１１００が通路を含み、金型１１００が閉鎖形態にあるときに前記通路を通じて成形材料（溶融金属など）が金型のキャビティへ供給されてもよい。しかしながら、既存のやり方とは異なり、金型１１００にはチャネルが存在しない。そのようなチャネルが存在すると、過剰な成形材料（すなわち、溶融金属）が、そのようなチャネルを通じて金型１１００のキャビティから抜け出て、成形プロセス後に削り取られなければならないバリや鋳張りとなる。一方、金型１１００が使用されると、任意の過剰な溶融状態の第２の金属が、第１の金属層／プレート１１０８を乗り越えて流れ、製品の一部を依然として形成する。したがって、この発明に係る方法の後においては、削り取られるべき「オーバーフロー材料」が存在しないため、任意のトリミングステップを行なう必要がない。
【００５１】
図１１は、壁１１０４が上側金型１１０２に設けられたように示すが、製品の構造に応じて壁１１０４が下側金型１１０６に、例えば上側金型１１０２と直接に対向する表面上に設けられてもよいことが想起される。
【００５２】
この発明に係る方法は、少なくとも以下の利点を有する。
（ａ）成形された製品を注入プロセス後に取り出すことができ、これは、製品をキャビティから取り出すことができる前に製品を冷却しなければならない通常の鋳造プロセスとは異なる。
（ｂ）溶融状態の第２の金属は、溶融状態の第２の金属が依然として液体形態にあるときに第１の金属層を覆う。
（ｃ）溶融状態の第２の金属が冷却される前にその更なる酸化が減少され、それにより、溶融状態の第２の金属は、半仕上げプレート（第１の金属層である）の粗面化された表面および／または係合要素（溝、孔、凹部など）の異なる部分に十分に係合するおよび／または入り込むことができる。それは、最終形状を成す内部形態を形作って多くの後処理プロセスやＣＮＣ加工を減らす機会を与え、したがって、更なるコストが節約される。
（ｄ）全ての溶融金属がそのような金属のオーバーフローを伴わずに捕捉されるため、第１および第２の金属層の周囲の縁部が緻密になってシールされる。したがって、金属層間、特に境界間または金属層の接合線間にはエンドユーザによって見える隙間が存在せず、そのため、表面上の品質が確保される。そのようなことは、製品のための審美的な処理であることに加えて、液体（水、ＤＩ水、酸性溶液、アルカリ性溶液、または、同様のものなど）が金属層間に染み出ることも防止する。これは、少なくとも、製品の電解腐食の潜在的問題を減らす。
（ｅ）ワークピースが完成製品の外側ケーシングを形成するようになっている場合、完成製品の外面を形成する表面は、注入材料の痕跡を有さず、したがって、より審美的に感じがよい外観が与えられる。
（ｆ）第２の金属層を非常に薄く（０．５ｍｍ以下に）できるため、ワークピースが製品のケーシングを形成するようになっている場合、製品の内部の空間が確保され、したがって、設計者に対してより大きな自由度を与えることができる。
【００５３】
本発明の更なる実施形態では、図１３〜図１４Ｂに示されるように、第１の金属層（例えば半仕上げプレート１２００）が、成形前に前処理される。第１の金属から形成されるプレート１２００は、当初は、略長方形の断面を成す。半仕上げプレート１２００は、形成するようになっている構成要素の形状および輪郭（特に、外輪郭）とほぼ一致する。プレート１２００の上面１２０４に１つ以上の凹部、例えば薄いベイ１２０２を形成するために、第１の金属の一部がプレート１２００から除去される。これらのベイ１２０２は０．３ｍｍ以下の深さｄを有し、一方、第１の金属層１２００の厚さＤは約０．８ｍｍである。
【００５４】
前処理された半仕上げプレート１２００は、その後、金型のキャビティ内に配置される。その後、第２の金属層１２０６を形成するとともに、前処理されたプレート１２００と係合して二層金属ワークピースを形成するために、溶融状態の第２の金属が前処理されたプレート１２００の上面１２０４上へ注入される。第２の金属の一部は、前処理されたプレート１２００と第２の金属層１２０６とを係合させるためにプレート１２００のベイ１２０２内に受けられる。無論、先のステップを繰り返すことにより、更に多くの金属層を有するワークピースを形成することができる。なお、第２の金属層１２０６がベイ１２０２の一部だけを覆ってもよい。
【００５５】
加えて、図１４Ａに示されるように、溶融状態の第２の金属がプレート１２００の上面１２０４上へ注入される高い速度に起因して、そのように第２の金属によって形成される第２の金属層１２０６は、プレート１２００の第２の金属層１２０６の主面から離れるように延びる構造体を形成することができる。そのような構造体は、ネジボス１２０８および他の機械的な構造要素１２１０であってもよい。
【００５６】
実際には、成形前に半仕上げプレート１２００を前処理する（特に、プレート１２００の上面１２０４に薄いベイ１２０２の形態を成す２つの凹部を形成するための、プレート１２００からの第１の金属の一部の除去）この構成が好適には前述した無端壁１１０４を有する金型１１００の使用と組み合わされてもよいことが分かる。そのような組み合わせ方法を用いると、任意の過剰な溶融状態の第２の金属（すなわち、第１の金属層上への成形のために必要な最小量を超える溶融状態の第２の金属）が、最終ワークピース／製品の有用な部分を形成する第２の金属層１２０６の少なくとも一部を形成するので金型１１００内に保持されるため、「廃材」が存在しなくなるであろう。
【００５７】
そのような組み合わせ方法を採用することに関連する利点は、全ての過剰な、あるいは余剰の溶融状態の第２の金属（もしあれば）が計画的態様で最終ワークピース／製品の一部になり、それにより、第２の金属により形成される特徴形態を強化するのに役立ち得るという点である。また、任意のオーバーフロー材料を後処理する必要がないため、組み合わせ方法は、環境的に優しいとともに、コストを削減する。
【００５８】
前述したように、第２の金属層１２０６は、第１の金属層上に形成されるベイの一部だけを覆ってもよい。図１５に示されるように、第１の金属層から形成されるカバー１３０２には、外周に沿って浅いベイ１３０４が形成される。その後、第２の金属層を形成するために、ベイ１３０４の一部が溶融状態の第２の金属によって覆われるように溶融状態の第２の金属が第１の金属層上に成形される。図１５に示される斜線領域１３０６は、溶融状態の第２の金属によって覆われない薄い部分１３０４の領域である。成形プロセス中、ベイ１３０４は、成形材料（すなわち、溶融状態の第２の金属）を受けるとともに、成形プロセス中に発生される空気を漏らすための通気機能を果たす。
【００５９】
本発明は、従来技術と関連する欠点を少なくとも軽減するとともに、実際の材料消費量にしたがって材料を用意することにより、より高い歩留まりをもって更に低いコストで複数の金属層を有するワークピースを製造し、それにより、現在利用できる技術よりも環境に優しく、かつ費用効率が高くなるようにしようとする。その一方で、外観のための要件と機械的性能のための要件とを同時に満たすために、二層または多層の異なる金属が基板を完全に、あるいは部分的に覆うようになっていてもよく、それにより、異なる合金材料を開発する際の多大な労力を省くことができるとともに、グローバル資源を節約できる。
【００６０】
本発明の方法は、複数の金属層間で良好な接着性を得るとともに、金属稠密度および表面平滑度を向上させ、また、その後の金属表面処理を容易にする。
【００６１】
また、この発明の目的のために、「複数の金属層を有するワークピース」が、ワークピースが専ら金属のみから形成されることを意味しないことも理解されるべきである。「複数の金属層を有するワークピース」が他の材料、例えばプラスチック材料から更に形成されてもよいことが想起される。一例として、そのようなワークピースは、前述したように互いに結合され／係合される２つの金属層と、２つの金属層のうちの一方と結合され／係合されるプラスチック材料とから形成されてもよい。したがって、前述したように互いに結合され／係合される２つの金属層をワークピースが含む限り、関与する材料の層の数または関与する材料の数に制限はない。
【００６２】
以上、本発明の技術的な内容および特徴について説明したが、本発明の教示および開示から逸脱することなく、当業者によって様々な変形および変更を成すことができる。したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲により規定される本発明から逸脱しない他の変形および変更を包含する。
【図１】
2016500576.tif 000003
【図２−１】
2016500576.tif 000004
【図２−２】
2016500576.tif 000005
【図２−３】
2016500576.tif 000006
【図３】
2016500576.tif 000007
【図４】
2016500576.tif 000008
【図５】
2016500576.tif 000009
【図６】
2016500576.tif 000010
【図７】
2016500576.tif 000011
【図８】
2016500576.tif 000012
【図９Ａ】
2016500576.tif 000013
【図９Ｂ】
2016500576.tif 000014
【図１０Ａ】
2016500576.tif 000015
【図１０Ｂ】
2016500576.tif 000016
【図１０Ｃ】
2016500576.tif 000017
【図１１】
2016500576.tif 000018
【図１２】
2016500576.tif 000019
【図１３】
2016500576.tif 000020
【図１４Ａ】
2016500576.tif 000021
【図１４Ｂ】
2016500576.tif 000022
【図１５】
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【国際調査報告】
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