(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの非金属材料層が少なくとも２つの金属層の間に配置される半製品としてのサンドイッチパネルの製造方法であって、前記金属層のうち少なくとも１つを三次元層に成形し、前記金属層は、前記半製品の抵抗溶接が可能となるように前記金属層間の金属接点をタック溶接によって相互に閉成した材料であり、これにより前記半製品を所望の組合せの処理法に対応させ、
前記金属接点間の幅は5.0mmよりも短く、前記タック溶接を金属接点当たり1.0〜1.4kAの溶接電流を用いて遂行することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記タック溶接を、抵抗溶接工程によって実行することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記タック溶接を、1.0kN〜3.0kN、より好ましくは1.8kN〜2.5kNの電極加圧力をかけ溶接速度が4.0m/分より速い抵抗ローラシーム溶接によって実行することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、前記金属層間の前記タック溶接は、前記三次元層としての波型金属片を用いて成し遂げることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の方法において、前記金属層間の前記タック溶接は、前記三次元層の表面が円丘状または塊状の金属片である三次元層を用いて成し遂げることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、前記金属層は同一の金属から作成することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、前記金属層は異なる金属材料から作成することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記金属層は、前記サンドイッチパネルの熱膨張に影響を及ぼす２つの異なる熱膨張係数の金属から作成することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の方法において、前記金属層はステンレス鋼製であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の方法において、前記金属層は炭素鋼製であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１ないし10のいずれかに記載の方法において、前記金属層はアルミニウム製であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１ないし11のいずれかに記載の方法において、前記金属層はマグネシウム製であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１ないし12のいずれかに記載の方法において、前記非金属層はポリマ材料から作成することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１ないし12のいずれかに記載の方法において、前記非金属層は樹脂材料から作成することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１ないし12のいずれかに記載の方法において、前記非金属層は封止材料から作成することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１ないし12のいずれかに記載の方法において、前記非金属層は、常温硬化性または熱硬化性の１液型または２液型接着剤から作成することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１ないし12のいずれかに記載の方法において、前記非金属層は、樹脂および硬化剤を含む２液型サンドイッチ接着材料から作成することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１ないし17のいずれかに記載の方法において、前記半完成状態のサンドイッチパネルを後続の製造工程で溶接によって接合することにより、前記半製品を所望の組合せの処理法に対応させることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１ないし17のいずれかに記載の方法において、前記半完成状態のサンドイッチパネルを後続の製造工程で抵抗スポット溶接によって接合することにより、前記半製品を所望の組合せの処理法に対応させることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、半製品としての溶接可能な金属−ポリマ複層複合材料の製造方法に関するものであり、ここでは抵抗加熱処理が用いられ、異なる金属層間で物質結合する物質を有し、ゆえに最終的には複合材料全体に対して連続的な材料抵抗を有するものとなる。その後、後続の部材製造段階中に、複合材料は他の金属部材、薄板または複合材料とは異なり溶接可能である。そのため、後続の加工産業は、さらなる抵抗溶接加工に半製品の複層複合材料を直接利用することができる。
【０００２】
複合構造体は、多様な金属、ポリマ、セラミックまたは有機材料から、さまざまな構造体および結合体に製造されるものである。Stamm K.、Witte H.、Sandwichkonstruktionen. Springer-Verlag、Wien、ニューヨーク、1974年は、このような複合体の構築に対するさまざまな設計の変形例を示している。同文献によると、複合構造体は、浸透複合体、微小化合物、繊維複合体または複層複合体間で差異を生じていてもよい。層複合体は、巨視的には不均質である。一種の層複合体は、いくつかの層を有しそれぞれ特定の材料特性を備える構造体として定義されるサンドイッチ構造体である。さらなる特性は、異なる層は平坦で規則正しく、互いに平行に配向されていることである。サンドイッチ構造体の典型的な据込みは、二方の側からポリマコア材料に結合された２つの金属製外層である。コア層は、それらの担体効果に関してさらに差異を生じていてもよい。コア材料は、
・均質性
・選択性
・偏在性および局所性
・一方向性
・多方向性
に関する担体効果を有する。
【０００３】
サンドイッチ設計を用いる利点は、潜在的な軽量性が高いと同時に、高レベルの剛性および強度を備えることにある。サンドイッチ体の設計は、部材に応じて部材負荷のレベルおよび方向を調整してもよい。加えて、力学的エネルギーおよび音響エネルギーの吸収を、単相材料と比較して著しく高くすることができる。航空宇宙工業ならびに自動車工業、さらに商業用車両、オートバイ、農業用車両および鉄道車両、船舶および建築構造物、コンテナに関する工業、または再生可能エネルギー産業は、前述したサンドイッチ構造体の利点を用いるほんの一部の加工産業である。
【０００４】
他方で、サンドイッチ構造体は、しばしば複雑な製造工程を必要とする。確立していて費用対利益に優れた鋼などの単相材料の生産方法を用いることはできない。かかる方法では、とくに抵抗溶接などの溶接加工を適用する。
【０００５】
副工程であるスポット溶接、ローラシーム溶接またはプロジェクション溶接を用いる抵抗溶接では、抵抗加熱に関するジュールの物理法則が用いられる。これは、電気エネルギーをオーム抵抗に変換し、さらには熱エネルギーに変換することを意味する。スポット溶接法の場合、電流は電気回路を流れる。機械部品は銅製であり、抵抗が低く熱損失が少ない状態で優れた導電性を有する。銅から金属薄板へ、薄板から薄板へ、および第２の薄板から銅への境界において、電流エネルギーがオーム抵抗に変化する。このような抵抗は、境界抵抗または接触抵抗と呼ばれる。均質で単相の材料内部では、抵抗はいわゆる材料抵抗であり、熱が非常に少ないために境界抵抗よりもかなり低い。２枚の薄板間の境界抵抗が最高になるという効果のため、この境界における熱エネルギーも最高になる。境界における熱エネルギーは最終的には薄板の溶解温度に達し、溶接点すなわち、いわゆる溶接ナゲットが生じる。２枚を超える薄板を有する複層薄板結合体では、使用した金属材料の物理特性に応じて、影響は材料のさまざまな境界に及ぶ。これによって、所望の（自動車車体工学における３枚の薄板結合など）効果、または、当初の絶縁された電気工学部材に意図しない金属接触が形成されるとき等の不要な影響が発生し得る。
【０００６】
熱エネルギーを求める式は、
Ｑ＝IS2×ｔ×RG              （１）
であり、ここでISは溶接電流、ｔは溶接時間であり、RGは前述したすべての抵抗の和である。さらに、RGについては、
RG＝RM＋RT                   （２）
で表すことができ、ここでRMはすべての材料抵抗の和であり、RTはすべての境界抵抗の和である。さらに詳しくは、RMは式
RM＝(ρEL×Ｌ)/Ａ            （３）
により定義することができ、ここでρELは材料の固有電気抵抗であり、Ｌは導体の長さであり、Ａは導体の断面積である。
【０００７】
金属がめっき層などの表面仕上げを伴って製造された場合には、RTはさらに、
RT＝RC＋RB＋RI                （４）
で特定してもよい。このとき、RCは集中抵抗であり、RBはバルク抵抗である。RIは、
RI＝(ρH×２×ｓ)/(π×r2)    （５）
によって定義される不純物層である。ここで、ρHは固有主抵抗、ｓは不純物層の厚さ、πは円周率、およびｒは最大接触半径である。
【０００８】
現在水準技術におけるサンドイッチ構造体を加工するときの１つの欠点は、加工産業においてサンドイッチ構造体を他の部材または薄板とともに溶接する際の抵抗溶接加工による非溶接性にある。現在水準の技術では、サンドイッチ構造体には、少なくとも１つの絶縁非金属材料層、例えばポリマ材料または結合材料がある。このようにすれば、抵抗溶接中に電気回路が閉成されることはなく、サンドイッチ構造体を他の部材または薄板に対して溶解してしまう熱エネルギーの発生を防止できる。
【０００９】
同じ等級の様々な層を備えた一般的なサンドイッチパネルについては、国際公開公報第2014/009114 A1号、第2014/001152 A9号、第2012/048844 A1号および第2013/156167 A1号、ならびにタタ  スチール社データシート「Coretinium（登録商標）：軽量な製品およびデザインの革新をもたらす唯一の恒久的な複合解決法」（インターネットアドレス：http://www.tatasteeleurope.com/static_files/Downloads/Construction/Coretinium/Coretinium%20gen%20app%20data%20sheet.pdf）に記載されている。
【００１０】
また、国際公開公報第2008/125228 A1号および第2004/002646 A1号には、異なる層が接合された金属製サンドイッチ構造体の製造方法が記載されている。これらの国際公開公報には、金属製外層の間に絶縁性材料があるため、抵抗溶接が行えないという、同一の欠点がある。
【００１１】
特開平1-127125号公報では、２つの金属板層および１つの波型要素を有するサンドイッチパネルの製造方法について述べている。スポット溶接を用いて、第１の金属板層を波型細片の１つの面に適合させる。次に、接着テープによる処理が行われる。１対のプレスロール機を使用して圧接を行い、第２の金属板層を波型細片の別の面に適合させる。こうして得られた半製品には以下の問題がある。すなわち、車体製造業などの後続の加工工業では、実際のところ、この種のサンドイッチパネル製品を後続の抵抗溶接工程に使用して当該サンドイッチパネルを他の車体薄板、車体板または成形部材に接合することは、出来ないことである。その理由は、抵抗溶接工程では上述の接着テープが電気回路の絶縁体として機能するからである。溶接ナゲットも、したがって接続も生じ得ない。
【００１２】
特開平2-78541号公報にはサンドイッチ構造体の作製方法が記載され、介在する樹脂によって形成された積層体の一方の金属板の外側表面に、凹部が形成される。これにより、突出部の先端と他方の金属板の内側表面との間隔が距離として規定されることになる。すなわち、異形外層鋼板を使用するにも拘らず、最終的には、両金属板間に絶縁間隙が画成され、これが非抵抗溶接構造となる。
【００１３】
欧州特許出願公開公報第1059160 A2号は、コア層が２つの外層と堅固に取り付けられている複合材料について述べている。しかしながら、層材料は非金属（織物地）として特徴づけられ、接点は閉成された材料ではない。そのため、この欧州公報は複合材の厚さ全体にわたる連続的な接触について記載する最初の引用文献であるが、抵抗溶接性は無いということになる。
【００１４】
さらに、国際公開公報第03/082573 A1号および米国特許出願公開公報第2005/0126676 A1号は、複合材料の生産装置および方法について記載する。金属外層に加え、コア層は一種のショートカット繊維である金属要素も含有する。しかしながら、サンドイッチ構造の全高にわたって連続的に材料閉成することはできない。なぜならば、第１の製造工程中に、両外層上で接着剤が塗布されるからである。関連する変形設計例は、欧州特許出願公開公報第1059160 A2号からも公知であり、同文献によれば間隔を保持する溶接不能な織物がコア材料に用いられる。または、国際公開公報第98/01295 A1号および欧州特許出願公開公報第0333685 A2号では、コア材料は電気集塵、より厳密には静電付着によって塗布される。
【００１５】
国際公開公報第2016/097186 A1号は、半製品としてのサンドイッチパネルの製造方法について述べる。同方法では、少なくとも１つの三次元金属層を用いてすべての金属層間で直接的な機械的接触を果たし、これにより、電気回路が閉じるので抵抗溶接中に通電できるようにする。同公報に記載するこのようなサンドイッチパネルを他の金属薄板または部材に接合することの１つの欠点は、すべての金属層に材料閉成がなく、スポット溶接中にサンドイッチパネルと他の金属薄板または金属要素との間の初期境界抵抗に加えてさらなる境界抵抗として働く直接的な機械的接触のみがあることである。したがって、材料の組合せ、材料の厚さ、および材料の熱伝導または熱容量などの物理特性に応じて、溶接ナゲットはそれぞれ異なるサンドイッチ層の境界領域になり、サンドイッチパネルと他の薄板との境界領域にはならないようにすることができる。
【００１６】
サンドイッチ構造体は初期状態では抵抗溶接による溶接ができないが、これは、納入状態では、ある程度の抵抗溶接性を得るには多くの精巧な処理を要することを意味する。１つの例は、サンドイッチ金属板の高周波溶接に関する米国特許出願第2013-273387号公報である。これによれば、少なくとも２枚の金属板と、これらの金属板の間に配設され２枚の金属板とは組成の異なる素材を含む薄板とを有する第１の複合板金部品は第２の複合板金部品に溶接されるが、後者は固体金属素材または別の複合材料からなり、その場合、少なくとも２枚の金属板と、これら２枚の金属板とは組成の異なる素材から成る薄板とが金属板間に配設される。
【００１７】
抵抗スポット溶接によってサンドイッチパネルを溶接する方法が国際公開公報第2011/082128 A1号に記載され、これは、サンドイッチパネルの複合コア材料が２つの金属外層によって積層されたものである。特定の抵抗溶接性を生じさせる目標は、コア層に複数の鋼繊維を含ませることで達成でき、これによって外層鋼板との電気伝導が得られる。１つの欠点として、溶接結果の再現性および反復性が挙げられる。次の工程を行う製造者が溶接パラメータを使用しようとする場合、正確で十分な数の鋼繊維を接触させるという保証はない。鋼繊維が鋼外層と接触する領域に溶接スパッタが発生してその周囲の非金属部品が燃えると、非常に危険である。非金属製の中間層を軟化させて位置をずらすことに加え、また以下の公報に詳述されるような目標を達成する１つの方法を述べる。
【００１８】
抵抗溶接が不可能なサンドイッチ構造における欠点を回避するために、様々な特許において特定の別の工程によるサンドイッチ構造を溶接可能にする手法および方法を提示する様々な特許があるものの、半製品での出荷当初の状態構成では溶接できない。一例として、特開2006-305591号では、２つの金属外層が熱可塑性樹脂の絶縁板の両面で重なり合っている。２つの金属層を直接接触させるという目標は、樹脂製絶縁板を軟化させ、また溶接位置の外側に板を押し出すことで達成される。どちらの溶接電極も加熱状態にしなければならないため費用がかかるうえに、製造者は専用の装置を使用する必要があるが、その後の工程を行う加工業者では加熱が確立されていない。
【００１９】
特定の構造を有し抵抗溶接を行えないサンドイッチ製品を部材製造時の追加処理で溶接可能にする別の特定の方法が、ドイツ特許公開公報第102011054362 A1号に記載されている。第１の処理段階においてプラスチックコア層を加熱し、次に第２の処理段階において少なくとも１つの電極によってサンドイッチパネルの表面に力をかけることで、課題を解消できる。非金属製軟化中間層が力のかかった位置からずれ、２つの金属外層が接触する。どちらの工程も部材製造時に行われる付加的な処理工程であり、余分な時間がかかることになるため、製造費用が上がり、クロックサイクルが低下する。さらに、この処理法は部材の特定の境界域にしか作用しない。当該処理工程の実現についてはドイツ特許公開公報第102011109708 A1号に記載され、これは、当初状態では２つの金属外層が直接接触していないサンドイッチ構造体を溶接可能にする後続処理についても述べている。フランス特許公開公報第2709083 A1号は、２枚の金属外層板と、２つの外層を絶縁する非金属製コア材料とを備えた一般的なサンドイッチパネルについて述べている。特定の溶接性を得るために、ドイツ特許公開公報第102011054362 A1号に記載された手法と同様の手法を用いて、金属板の境界域において非金属製コア材料を軟化させて位置をずらせる。
【００２０】
抵抗溶接が行えないサンドイッチパネルの電気回路を形成する別の大掛かりで複雑な方法が国際公開公報第2012/150144 A1号に記載されている。ここでの課題は、付加的な機械部品を用いて電気的架橋を行い、絶縁性高分子材料を迂回して、他の薄板によってサンドイッチパネルの溶接性を得る。ハードウェアが非常に大きいため、薄板へのアクセスが制限され、適切な場所への設置および配置に余分な時間を要する。そのため、生産費用がかさむ。とりわけ、大型成形部品の場合は、電流量が不確定であるという問題から、電気的接触を形成するには問題が多くなる。
【００２１】
国際公開公報第2014/121940 A1A号は、サンドイッチ接合をするさらなる方法について述べている。この事例では、サンドイッチパネルは、２つの金属面と絶縁コア材料を有する構造体として定義される。かかる定義により、初期状態のサンドイッチ体は非溶接性であることとなる。抵抗溶接を伴わない接合は、パネルの第１の側の面における舌部と反対側の第２の側の面における溝部とを作成するさらなる生産工程の後にのみ可能である。隣接するパネルの舌部と溝部は、組立体上で互いに係合し、隣接パネル間に接合部を形成する。
【００２２】
これらの文献によっては、当初の半製品かつ納入状態で抵抗溶接性を有していないサンドイッチ構造体の欠点は解決されない。後続の部材製造業で、既存の高費用効率で高速の抵抗溶接工程を用いることは不可能である。かかる欠点は、サンドイッチ構造体の厚さ全体にわたって不連続的に金属材料を閉成すると生じることがある。
【００２３】
本発明の目的は、従来技術の問題点を防ぎ、後続の抵抗溶接工程で金属材料の連続的閉成を確保した半完成状態のサンドイッチパネルの改良した製造方法を提供することにある。抵抗溶接工程では、非硬化非金属材料は金属接点から加圧され、異なる金属層はいわゆるタック溶接として共に溶接される。本発明の本質的な特徴は、添付の特許請求の範囲に記載される。
【００２４】
本発明の方法では、例えば国際公開公報第2014/096180 A1号に記載された、少なくとも１つの金属層は三次元金属板を用いて加圧される少なくとも２つの金属層は、金属層間の養生硬化状態で少なくとも１つの非金属層と結合される。サンドイッチ構造体が全体的に構築された後、抵抗溶接工程が実行されタック溶接を成し遂げる。ここで、タック溶接とは、完全な金属接触により、サンドイッチ構造全体にわたって連続的に金属材料を閉成することを意味する。
【００２５】
本発明によれば、サンドイッチパネルは少なくとも２つの金属層と、２つの金属層間に形成される凹部空間内に配置される少なくとも１つの非金属非硬化層とから製造され、金属層のうち少なくとも１つは三次元物体に成形される。非金属非硬化層は、２つの金属層間に形成される凹部空間内を完全に充填する。化学的根拠に応じて、非金属材料の良好な流動性を確保する加熱装置を使用する。エポキシ樹脂に対する好適な温度は35〜65℃であり、好ましくは500mPa・sを超える粘度に至る40〜65℃である。三次元金属層は、任意で最大80℃、好ましくは55〜65℃で加熱して、充填された非金属材料の流動挙動を高めることができる。好ましくは抵抗ローラシーム工程として実行される以下の抵抗溶接工程では、タック溶接を実現すべく、電極加圧力は異なる金属層の金属接点から非硬化非金属材料を加圧するが、歪みなど、サンドイッチ構造およびその特定の層を破壊するものではない。ゆえに、好適な電極加圧力は1.0kN〜3.0kN、より好ましくは1.8kN〜2.5kNである。これにより、電圧加圧力によって溶接における一方の側での金属接触を実現するが、すべての金属層への接着接触により他方の側での非金属非硬化層の充填度も高く保つ。
【００２６】
本発明により利用されるタック溶接の利点は、溶接中は溶接電流が高いかまたは液体金属であるために非金属材料が損傷しないことにある。さらに、タック溶接により、平坦なサンドイッチ薄板から形成された部材を作製する後続の形成作業、例えば深絞り加工が実行可能となる。タック溶接により、通常の溶接のように、サンドイッチ構造体には有利な剛性が生じる。他方、タック溶接により、接着剤が硬化する前のサンドイッチ構造体の製造中に、取扱安定性を良好にする。一方の側でのタック溶接および他方の側での接着剤の接着の結合に起因して生じる層の接合により、レーザ切断、ウォータジェット切断、プラズマ切断または機械的切断などのさまざまな切断または打抜き技術に際して各層の層間剥離が生じることなく、形状安定性を高めることができる。本発明の層接着は、タック溶接の接着力が非金属接着剤の接着力よりも弱い場合に有利な実施態様となる。その結果、層間剥離なしに130°を超える曲げ角度に達する。さらに、抵抗ローラシーム法は、4m/分を超える速い溶接速度でさらに容易に自動化できる高費用効率の製造処理である。
【００２７】
車体工学など後続の製造処理では、本発明に係るタック溶接を利用して、後続の抵抗溶接工程を直接行うために、当初の納入状態におけるサンドイッチ構造体を用いることが可能である。すなわち、サンドイッチ構造体を完成させて閉電気回路を作製し、さらに、結果として得られる溶接を別の金属部材とのサンドイッチ構造の接触領域へと導く。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明は、以下の添付図面を参照して、より詳細に説明される。
【図１】好適な実施態様を概略的に示す側方図、
【図２】別の部材と結合したときの図１の実施態様を概略的に示す側方図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１では、金属層１および三次元金属層２は、相互にタック溶接３が施されている。金属層１と２の間にある凹部空間４は、ポリマ材料で充填される。図１では、第３の金属層５も示される。金属層５は、金属層２とタック溶接８がなされている。金属層２と５の間にある凹部空間６はそれぞれ、ポリマ材料で充填される。さらに図１は、２つのタック溶接８間の幅７の例を示す。
【００３０】
図２は、図１のサンドイッチ構造体に関する方式を示し、サンドイッチ構造体は、外部部材12とのタック溶接11が施されている。
【００３１】
本発明の好適な実施態様では、非金属接着層だけが非金属コアに用いられる一方で、従来技術のほとんどのサンドイッチ構造体では、サンドイッチパネルは、２つの金属外層および両外層を中間配置コア材料と結合する２つの接着層を有して積層される。ゆえに、本発明のサンドイッチ構造体は、より簡易な製造ラインでクロック周波数を高めて作製可能である。現行水準のサンドイッチパネルと比較して使用する層が２つ少ないため、サンドイッチ構造体はより安価になる。
【００３２】
本発明の好適な実施態様では、周期的な金属接点は、5.0mm未満の幅を有し、これによって、各幅につき1.0〜1.4kAの溶接電流を用いてタック溶接を遂行する。
【００３３】
したがって、本発明の方法を用いてサンドイッチパネルを接合し、抵抗溶接によって半製品を、他の薄板、平板、成形部品または他のサンドイッチパネル部材を有する所望の組合せの処理法による構造体に対応させることが可能である。
【００３４】
選択した非金属材料を金属層間に形成された凹状空間に充填される非金属材料の充填率で組み合わせて三次元層を形成することにより、パネルには機械的性能、剛性、堅固性、接合性および加工性能が得られる。
【００３５】
本発明によるサンドイッチパネルの製造における第１および第２の金属層は、例えばステンレス鋼、炭素鋼、銅、アルミニウム、マグネシウムなど、同一の材料から作成する方が有利ではあるものの、それぞれ異なる金属製材料、異なる金属、または異なる金属合成物から作成してもよい。しかしながら、異なる金属または異なる金属合成物を使用する場合、これらの金属の組合せに応じてサンドイッチパネルの挙動をさらに変更できる。例えば、本発明のいくつかの処理法では、熱膨張係数が異なる金属を組み合わせて使用すると有利であろう。異なる２通りの熱膨張係数を有する２つの金属を使用することによりサンドイッチパネルの熱膨張を調整して、三次元形状薄板の表面がサンドイッチパネルの溶接領域が阻害されるのを防止できよう。また、本発明に係る２つの異なる金属層を備えたサンドイッチパネルは、複合材料設計による車体の湿食領域のコンポーネントブリッジとして使用できる。例えば、Ｂピラーの基部はステンレス鋼で製造し、ロッカレールはアルミニウムで製造し、サンドイッチパネルはこれら２つの部品間の接続部材として使用できる。サンドイッチパネルのアルミニウム素材側をアルミニウム製ロッカレールに溶接し、ステンレスのサンドイッチ層はステンレス製Ｂピラーに溶接する。これにより、異なる部材間に接触腐食や電気化学ポテンシャルブリッジが発生しない。したがって、ポテンシャルブリッジは唯一サンドイッチパネルに発生するが、広い範囲が非金属層によって絶縁され、残る金属接触（線形接触または点接触）は部材の大きさに比べ小さい。
【００３６】
本発明により製造されたサンドイッチパネルの三次元金属層は、波型金属片、第２の金属層の表面が円丘状または塊状である金属片、あるいは実質的に平坦な二次元状の第１の金属層に電気的に接触可能な何らかの三次元状金属片である。第２の金属層に適した形状は、例えば国際公開公報第2014/096180号に提示されている。また、第２の金属層の形状に応じて、サンドイッチパネルの減衰、騒音、振動、剛性、とくに座屈剛性、ならびに溶接性が決まる。塊形状および円丘形状の薄板は、方向に依存しない剛性が得られるが、正確な接触を要するため、抵抗スポット溶接法による溶接にしか適していない。波型の薄板は方向依存型の剛性を有するものの、線形接触であるため抵抗ローラシーム溶接などの連続溶接手順による溶接が可能である。第２の金属層の形状が波型でサンドイッチパネルの使用方式に依存する場合、第２の金属層は実質的に正弦波状でよく、あるいは第２の金属層は細片の２つの隣り合う部分が実質的に互いに垂直な波型片の形状であってもよい。また、他の形状の波型片を本発明による製造のサンドイッチパネルの第２の金属層に使用することも可能である。
【００３７】
本発明に係るサンドイッチパネルの２つの金属層間に設けられた非金属層は、有利には、高分子材料、樹脂材料、封止材料、常温硬化性または熱硬化性の１液または２液型接着剤からなり、１液または２液型接着剤は、例えば、自動車工業で使用される耐衝突性１液型接着剤、または樹脂および硬化剤を含有する２液型サンドイッチ接着材料である。非金属製中間層の基本的な特性は、サンドイッチ構造の構築時の養生硬化状態、塗布時の粘度、ならびに硬化および発泡の方法にある。金属接触領域を破壊することなく正確な充填率を得ることのできる良好な粘度は、400〜10000mPa・s、より好ましくは500mPa・s超である。さらに、非金属層のより有利な実施態様では、粘塑特性または揺変特性を有し、1.0〜1.1g/cm3の特定の重量を有する。先に述べたように、塗布前に行う非金属材料の予熱は、選択されたポリマに応じて、および好適には40〜65℃の温度範囲で適切な塗布粘度を得るのに相応しいものである。
【００３８】
本発明のサンドイッチパネルのそれぞれ異なる金属層は、接着剤への結合と金属材料を閉成する抵抗溶接との組合せによって相互に付着される。これにより、半製品を他の薄板、平板または成形部品を有する所望の組合せ法による構造体と対応させるために、後続の抵抗溶接は第１の金属層と第２の金属層が相互に金属材料の閉成をしている箇所に重点を置くこととなろう。他の部材に対する後続の位置がどこにあっても、電気回路は結果として当該他の部材とサンドイッチ構造体の外層の１つとの間にある溶接ナゲットを構築することができるように、サンドイッチ体内にある異なる材料の閉成接点間の距離λは、非常に狭くすることが好ましい。ISO 5821に従う抵抗スポット溶接に用いられる標準的な銅電極に関して、本発明での適切な距離はλ≦5.5mm、好ましくはλ≦2.5mmである。
【００３９】
本発明に係るサンドイッチ構造体は、乗用車、商業用車両、農業用車両、または鉄道車両の車体技術、とくに湿潤領域部品、すなわち車両の屋根、カウルウォール／フロントウォール、導管、ピラーの内層、フロントリッドに関連する部品、あるいはコンテナなどの騒音関連用途における部品など、後続の製造工程で使用される。
【図１】
0006865284.tif 000002
【図２】
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