特許 7572166 部品を形成するためのダイ、並びに関連するシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】部品を形成するためのダイ、並びに関連するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 43/36 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

B29C43/36

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020090181

(22)【出願日】2020-05-25

(65)【公開番号】P2021006402

(43)【公開日】2021-01-21

【審査請求日】2023-05-22

(31)【優先権主張番号】16/422,790

(32)【優先日】2019-05-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】アダッシ， ミッチェル ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ダマース， アンドリュー エム．

(72)【発明者】

【氏名】マッケナ， アシュリー エー．

(72)【発明者】

【氏名】フェネワルド， ウィリアム ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ヒル， チェスター， ザ フォース

【審査官】家城 雅美

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－０３６９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１３８３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２６３６７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２６６２２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４３／３６

Ｂ２９Ｃ ３３／００－３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品（１０２Ｂ）を形成するためのダイ（１１０）であって、
熱プラテン境界面（１１６）及び部品境界面（１１２）を含む基部（１１８）であって、前記熱プラテン境界面（１１６）と前記部品境界面（１１２）が、前記基部（１１８）の厚さ（Ｔ）によって分離されている、基部（１１８）、並びに
前記基部（１１８）内に埋め込まれ、前記基部（１１８）によって周方向に閉じられ、互いから離間され、前記熱プラテン境界面（１１６）から前記部品境界面（１１２）に向かって第１の方向に延在する、複数のインサート（１２０）
を備え、
前記基部（１１８）が、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製され、
前記複数のインサート（１２０）が、第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製され、
前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率と異なり、
前記ダイが、第３の熱伝導率を有する第３の材料から作製された複数のインサート（１２０）をさらに備え、前記第３の熱伝導率が、前記第１の熱伝導率及び前記第２の熱伝導率と異なる、ダイ（１１０）。

【請求項2】

前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）に対して平行な長さ（Ｌ）を有し、
前記複数のインサート（１２０）のうちの第１のインサートの長さ（Ｌ）が、前記複数のインサート（１２０）のうちの第２のインサートの長さ（Ｌ）と異なる、請求項１に記載のダイ（１１０）。

【請求項3】

前記基部（１１８）が、第１の厚さ（Ｔ１）を有する第１の部分（１５２）、及び第２の厚さ（Ｔ２）を有する第２の部分（１５４）を含むように、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）が、前記部品境界面（１１２）に沿って変わり、
前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の厚さ（Ｔ２）より大きく、
前記複数のインサート（１２０）のうちの前記第１のインサートが、前記基部（１１８）の前記第１の部分（１５２）内に埋め込まれ、第１の長さ（Ｌ１）を有し、
前記複数のインサート（１２０）のうちの前記第２のインサートが、前記基部（１１８）の前記第２の部分（１５４）内に埋め込まれ、前記第１の長さ（Ｌ１）より短い第２の長さ（Ｌ２）を有する、請求項２に記載のダイ（１１０）。

【請求項4】

前記複数のインサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）の全体に亘るように、前記複数のインサート（１２０）が、前記熱プラテン境界面（１１６）から前記部品境界面（１１２）へと延在する、請求項１から３のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項5】

前記複数のインサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）の一部のみに亘るように、前記複数のインサート（１２０）が、前記熱プラテン境界面（１１６）から、前記熱プラテン境界面（１１６）と前記部品境界面（１１２）との中間の位置まで延在する、請求項１から３のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項6】

前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率より小さく、
前記基部（１１８）が、第１の厚さ（Ｔ１）を有する第１の部分（１５２）、及び第２の厚さ（Ｔ２）を有する第２の部分（１５４）を含むように、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）が、前記部品境界面（１１２）に沿って変わり、
前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の厚さ（Ｔ２）より大きく、
前記複数のインサート（１２０）のうちの複数の第１のインサートが、前記基部（１１８）の前記第１の部分（１５２）内に埋め込まれ、
前記複数のインサート（１２０）のうちの複数の第２のインサートが、前記基部（１１８）の前記第２の部分（１５４）内に埋め込まれ、
前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの、前記複数のインサート（１２０）のうちの前記複数の第１のインサートの数量が、前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの、前記複数のインサート（１２０）のうちの前記複数の第２のインサートの数量より多い、請求項１から５のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項7】

前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率より小さく、
前記基部（１１８）の任意の部分における前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの前記複数のインサート（１２０）の数量が、前記基部（１１８）の前記任意の部分の前記厚さ（Ｔ）の乗算値である、請求項１から６のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項8】

前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率より小さく、
前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの前記複数のインサート（１２０）の数量が、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率の比率の乗算値である、請求項１から７のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項9】

前記基部（１１８）が、第１の厚さ（Ｔ１）を有する第１の部分（１５２）、及び第２の厚さ（Ｔ２）を有する第２の部分（１５４）を含むように、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）が、前記部品境界面（１１２）に沿って変わり、
前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の厚さ（Ｔ２）より大きく、
前記第２の熱伝導率が前記第３の熱伝導率より大きく、
前記第２の熱伝導率を有する前記第２の材料から作製された前記複数のインサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記第１の部分（１５２）内に埋め込まれ、
前記第３の熱伝導率を有する前記第３の材料から作製された前記複数のインサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記第２の部分（１５４）内に埋め込まれる、請求項１に記載のダイ（１１０）。

【請求項10】

前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記第１の方向に対して平行な長さ（Ｌ）を有し、
前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記長さ（Ｌ）に対して直角をなす幅（Ｗ）を有し、
前記複数のインサート（１２０）の各々の前記長さ（Ｌ）が、当該インサート（１２０）の前記幅（Ｗ）の少なくとも５倍である、請求項１から９のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項11】

前記基部（１１８）が複数の孔（１５０）を含み、
前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記複数の孔（１５０）のうちの対応する孔内に固定される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項12】

前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率の比率が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）の乗算値である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項13】

部品（１０２Ｂ）を形成するためのシステム（１００）内にさらに含まれるダイ（１１０）であって、前記システム（１００）が、
前記ダイ（１１０）によって前記部品（１０２Ｂ）へと形成される材料（１０２Ａ）を支持するように構成された支持面（１０４）であって、前記ダイ（１１０）が、前記支持面（１０４）に向かってかつ前記支持面（１０４）から離れるように移動可能である、支持面（１０４）、及び
前記基部（１１８）の前記熱プラテン境界面（１１６）と熱的に結合され、前記基部（１１８）及び前記複数のインサート（１２０）に熱を供給するように構成された熱プラテン（１０６）
を備えている、請求項１から１２のいずれか一項に記載のダイ（１１０）。

【請求項14】

部品（１０２Ｂ）を形成するためのダイ（１１０）を作製する方法（２００）であって、
基部（１１８）内に複数の孔（１５０）を形成することであって、当該複数の孔（１５０）が、互いから離間され、前記基部（１１８）の熱プラテン境界面（１１６）から前記基部（１１８）の部品境界面（１１２）に向かって延在し、前記熱プラテン境界面（１１６）及び前記部品境界面（１１２）が、前記基部（１１８）の厚さ（Ｔ）によって分離されている、基部（１１８）内に複数の孔（１５０）を形成することと、
複数のインサート（１２０）のうちの対応するインサートで前記基部（１１８）内の前記複数の孔（１５０）の各々を充填することであって、前記基部（１１８）が、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製され、前記複数のインサート（１２０）が、前記第１の熱伝導率と異なる第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製される、前記各孔（１５０）を充填することと
を含み、
さらに複数のインサート（１２０）が、第３の熱伝導率を有する第３の材料から作製され、前記第３の熱伝導率が、前記第１の熱伝導率及び前記第２の熱伝導率と異なる、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、材料を所望の形状へと形成することに関し、より具体的には、加熱したダイを使用して、材料を所望の形状を有する部品へと形成することに関する。

【背景技術】

【0002】

ダイは、加熱され、材料に対して圧縮され、材料を所望の形状を有する部品へと形成する。ダイにおける厚さの変動により、ダイを均一に加熱することは困難である。ダイの非均一な加熱により、材料の所望の形状の形成が不完全になるか、又は形成された部品において過剰な残留応力が生じる結果となる。

【発明の概要】

【0003】

本出願の主題は、先行技術の上述の欠点を克服する、部品を形成するためのダイ、システム、及び方法の実施例を提供する。本出願の主題は、現在の当該技術分野に対応して開発されており、具体的には、従来のダイ、並びに当該ダイから部品を形成するための従来の方法及びシステムの欠点に対応して開発されている。

【0004】

開示されたダイは、部品を形成するためのものである。ダイは、熱プラテン境界面及び部品境界面を備えた基部を備えている。熱プラテン境界面及び部品境界面は、基部の厚さによって分離されている。ダイは、基部内に埋め込まれ、基部によって周方向に閉じられ、互いから離間され、熱プラテン境界面から部品境界面に向かって第１の方向に延在する、複数のインサートをさらに備えている。基部は、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製される。複数のインサートは、第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製される。第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率とは異なる。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１を特徴付けるものである。

【0005】

複数のインサート各々は、基部の厚さに対して平行な長さを有する。複数のインサートのうちの第１のインサートの長さは、複数のインサートのうちの第２のインサートの長さと異なる。この段落の上述の主題は、本開示の実施例２を特徴付けており、実施例２は、上述の実施例１に係る主題も含んでいる。

【0006】

基部が、第１の厚さを有する第１の部分、及び第２の厚さを有する第２の部分を含むように、基部の厚さは部品境界面に沿って変わる。第１の厚さは、第２の厚さよりも大きい。複数のインサートのうちの第１のインサートは、基部の第１の部分内に埋め込まれ、第１の長さを有する。複数のインサートのうちの第２のインサートは、基部の第２の部分内に埋め込まれ、第１の長さより短い第２の長さを有する。この段落の上述の主題は、本開示の実施例３を特徴付けており、実施例３は、上述の実施例２に係る主題も含んでいる。

【0007】

複数のインサートが基部の厚さの全体に亘るように、複数のインサートは、熱プラテン境界面から部品境界面へと延在する。この段落の上述の主題は、本開示の実施例４を特徴付けており、実施例４は、上記の実施例１から３のいずれかに係る主題も含んでいる。

【0008】

複数のインサートが基部の厚さの一部のみに亘るように、複数のインサートは、熱プラテン境界面から、熱プラテン境界面と部品境界面との中間の位置まで延在する。この段落の上述の主題は、本開示の実施例５を特徴付けており、実施例５は、上記の実施例１から３のいずれかに係る主題も含んでいる。

【0009】

第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率より小さい。基部が、第１の厚さを有する第１の部分、及び第２の厚さを有する第２の部分を含むように、基部の厚さは部品境界面に沿って変わる。第１の厚さは、第２の厚さよりも大きい。複数のインサートのうちの第１のインサートは、基部の第１の部分内に埋め込まれる。複数のインサートのうちの第２のインサートは、基部の第２の部分内に埋め込まれる。熱プラテン境界面の表面積当たりの、複数のインサートのうちの複数の第１のインサートの数量が、熱プラテン境界面の表面積当たりの、複数のインサートのうちの複数の第２のインサートの数量より多い。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例６を特徴付けており、実施例６は、上記の実施例１から５のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0010】

第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率より小さい。基部の任意の部分における熱プラテン境界面の表面積当たりのインサートの数量は、基部の任意の部分の厚さの乗算値である。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例７を特徴付けており、実施例７は、上記の実施例１から６のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0011】

第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率より小さい。熱プラテン境界面の表面積当たりのインサートの数量は、第１の熱伝導率と第２の熱伝導率の比率の乗算値である。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例８を特徴付けており、実施例８は、上記の実施例１から７のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0012】

複数のインサートのうちの少なくとも１つは、第１の幅を有する。複数のインサートのうちの少なくとも別のインサートは、第２の幅を有する。第１の幅は、第２の幅よりも大きい。この段落の上述の主題は、本開示の実施例９を特徴付けており、実施例９は、上記の実施例１から８のいずれかに係る主題も含んでいる。

【0013】

ダイは、第３の熱伝導率を有する第３の材料から作製された複数のインサートをさらに含む。第３の熱伝導率は、第１の熱伝導率及び第２の熱伝導率とは異なる。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１０を特徴付けており、実施例１０は、上記の実施例１から９のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0014】

基部が、第１の厚さを有する第１の部分、及び第２の厚さを有する第２の部分を含むように、基部の厚さは部品境界面に沿って変わる。第１の厚さは、第２の厚さよりも大きい。第２の熱伝導率は、第３の熱伝導率より小さい。第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製された複数のインサートは、基部の第１の部分内に埋め込まれる。第３の熱伝導率を有する第３の材料から作製された複数のインサートは、基部の第２の部分内に埋め込まれる。この段落の上述の主題は、本開示の実施例１１を特徴付けており、実施例１１は、上述の実施例１０に係る主題も含んでいる。

【0015】

第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率より小さい。第３の熱伝導率は、第１の熱伝導率より小さい。この段落の上述の主題は、本開示の実施例１２を特徴付けており、実施例１２は、上述の実施例１１に係る主題も含んでいる。

【0016】

基部は、一体型のモノリシック構造を有する、この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１３を特徴付けており、実施例１３は、上記の実施例１から１２のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0017】

基部は、積み重なった形で共に取り付けられている。複数のプレートは、第１の方向に対して直角をなす第２の方向に積み重なっている。プレートのうちの少なくとも幾つかは、それぞれ、プレートに沿って離間された複数のインサートを含む。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１４を特徴付けており、実施例１４は、上記の実施例１から１３のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0018】

複数のプレートは、複数のプレートのうちの互いに隣接するプレート同士を共に取り付ける複数の溶接部を介して共に溶接される。この段落の上述の主題は、本開示の実施例１５を特徴付けており、実施例１５は、上述の実施例１４に係る主題も含んでいる。

【0019】

複数のインサートの各々は、第１の方向に対して平行な長さを有する。複数のインサートの各々は、長さに対して直角なす幅を有する。複数のインサートの各々の長さは、当該インサートの幅の少なくとも５倍である。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１６を特徴付けており、実施例１６は、上記の実施例１から１５のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0020】

基部は、孔を含む。複数のインサートの各々は、孔群のうちの対応する孔内に固定されている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１７を特徴付けており、実施例１７は、上記の実施例１から１６のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0021】

第１の熱伝導率と第２の熱伝導率の比率は、基部の厚さの乗算値である。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１８を特徴付けており、実施例１８は、上記の実施例１から１７のいずれか１つに係る主題も含んでいる。

【0022】

本明細書では、部品を形成するためのシステムも開示されている。当該システムは、ダイを備えている。ダイは、熱プラテン境界面及び部品境界面を備えた基部を備えている。熱プラテン境界面及び部品境界面は、基部の厚さによって分離されている。ダイは、基部内に埋め込まれ、基部によって周方向に閉じられ、互いから離間され、熱プラテン境界面から部品境界面に向かって第１の方向に延在する、複数のインサートをさらに備えている。基部は、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製される。複数のインサートは、第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製される。第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率とは異なる。システムは、ダイによって部品へと形成される材料を支持するように構成された支持面をさらに備えている。ダイは、支持面に向かってかつ支持面から離れるように移動可能である。当該システムは、基部の熱プラテン境界面に熱的に結合され、基部及び複数のインサートに熱を供給するように構成された熱プラテンをさらに備えている。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例１９を特徴付けるものである。

【0023】

本明細書では、部品を形成するためのダイを作製する方法がさらに開示されている。当該方法は、基部内に孔を形成することを含み、当該孔は、互いから離間され、基部の熱プラテン境界面から基部の部品境界面に向かって延在する。熱プラテン境界面及び部品境界面は、基部の厚さによって分離されている。当該方法は、複数のインサートのうちの対応するインサートで基部内の各孔を充填することをさらに含む。基部は、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製され、複数のインサートは、第１の熱伝導率と異なる第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製される。この段落中の上記の主題は、本開示の実施例２０を特徴付けるものである。

【0024】

本開示の主題の記載された特徴、構造、利点、及び／又は特性は、１つ又は複数の実施例（実施形態及び／又は実装形態を含む）において任意の適切な態様で組み合わされ得る。本開示の主題の実施例の包括的な理解を促すために、後述の記載において、数々の具体的な詳細が提供される。当業者であれば、本開示の主題は、特定の実施例、実施形態、又は実装形態の具体的な特徴、詳細、構成要素、材料、及び／又は方法のうちの１つ又は複数がなくても実施することができることを認識するであろう。他の場合では、さらなる特徴及び利点は、特定の実施例、実施形態、及び／又は実装形態において認識され得るが、すべての実施例、実施形態、及び／又は実装形態に存在しないことがある。さらに、ある場合には、本開示の主題の態様を不明瞭にしないように、周知の構造、材料、又は工程を詳細に図示又は記載しない。本開示の主題の特徴及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲からより一層明らかになり、又は、以下に明記されている主題を実践することによって理解することができる。

【0025】

本主題の利点をより容易に理解することができるように、上記で概説した主題のより具体的な記載を、添付図面に例示された特定の実施例を参照して提供する。これらの図面が本主題の典型的な実施例のみを図示していることから、本主題の範囲を限定していると見なすべきではない。図面の使用により、本主題は、さらに具体的かつ詳細に記載かつ説明される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、部品を形成する前段階の、部品を形成するためのシステムの概略側断面図である。

【図2】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、部品を形成する過程の、図１のシステムの概略側断面図である。

【図3A】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、部品を形成するためのダイの概略斜視図である。

【図3B】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、図３Ａの線３Ｂ－３Ｂに沿って切り取った、図３Ａのダイの概略分解側断面図である。

【図4】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、部品を形成するためのダイの概略上面図である。

【図5】本開示の１つ又は複数の他の実施例に係る、部品を形成するためのダイの概略上面図である。

【図6】本開示の１つ又は複数の他の実施例に係る、部品を形成するためのダイの概略上面図である。

【図7】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、部品を形成するためのダイの概略分解斜視図である。

【図8】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、部品を形成するためのダイの概略上面図である。

【図9】本開示の１つ又は複数のさらなる実施例に係る、部品を形成するためのダイの概略上面図である。

【図10】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、図４及び図８の線１０－１０に沿って切り取った、図４及び図８のダイの概略側断面図である。

【図11】本開示の１つ又は複数のさらなる実施例に係る、図４及び図８の線１０－１０に沿って切り取った、図４及び図８のダイの概略側断面図である。

【図12】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、図５及び図９の線１２－１２に沿って切り取った、図５及び図９のダイの概略側断面図である。

【図13】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、図４及び図８の線１０－１０に類似する線に沿って切り取った、部品を形成するためのダイの概略側断面図である。

【図14】本開示の１つ又は複数の他の実施例に係る、図４及び図８の線１０－１０に類似する線に沿って切り取った、部品を形成するためのダイの概略側断面図である。

【図15】本開示の１つ又は複数の実施例に係る、部品を形成するためのダイを作製する方法の概略フロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本明細書において「一実施例（one example）」、「ある実施例（an example）」、又は同様の文言に対して言及がなされるとき、それは、実施例に関連して記載された特定の特徴、構造、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。本明細書全体を通じて出てくる「一実施形態では（in one embodiment/in an embodiment）」、及び類似の文言は、全て同一の実施例を指していることもあるが、必ずしもそうとは限らない。同様に、「実装形態（implementation）」という用語を使用することにより、本開示の１つ又は複数の実施例に関連して記載された特定の特徴、構造、又は特性を有する実装形態を意味するが、そうでないことを示唆する明らかな相関性がない限り、その実装形態は、１つ又は複数の実施例に関連付けられてよい。

【0028】

図１及び図２を参照し、幾つかの実施例によると、部品１０２Ｂを形成するためのシステム１００は、ダイ１１０、支持面１０４、及び熱プラテン１０６を含む。支持面１０４は、ダイ１１０によって部品１０２Ｂへと形成される材料１０２Ａを支持するように構成されている。支持面１０４は、ダイ１１０が材料１０２Ａを部品１０２Ｂへと形成する間に、材料１０２Ａが支持される剛性の表面を設ける。したがって、幾つかの実施例では、支持面１０４は平坦であるが、別の実施例では、材料１０２Ａの輪郭を補完するように輪郭付けられ得る。幾つかの実施例では、支持面１０４は、ダイであるか、又はダイを含む。当該ダイは、ダイ１１０に類似し、部品１０２Ｂの形成にあたってダイ１１０を補完する。

【0029】

熱プラテン（heat platen）（又は熱板）１０６は、ダイ１１０に熱的に結合される。例えば、熱プラテン１０６は、熱１０８を発生させ、矢印によって示されるように、熱プラテン１０６とダイ１１０との間の熱的結合を介して、熱１０８をダイ１１０に供給するように構成されている。特定の実施例では、熱プラテン１０６とダイ１１０との間の直接的機械的接触によって、熱的結合が促進される。別の実施例では、熱伝達促進要素（例えば、サーマルグリース）が、熱プラテン１０６とダイ１１０との間に置かれ、熱プラテン１０６とダイ１１０との間の熱伝達が促進される。一実施例では、熱プラテン１０６は、平坦なプレートであり、熱１０８をダイ１１０に均一に伝達する助けとなる平坦なダイ境界面を備えている。特定の実施例では、熱プラテン１０６は、一体型熱発生素子（例えば、抵抗発熱体や電磁誘導加熱体等）を用いて熱を発生させる。別の実施例では、熱プラテン１０６は、熱プラテン１０６の外部の熱源から熱を受けることによって熱を発生させる。このような熱源は、当該技術分野で知られた任意の熱源であってよい。

【0030】

熱プラテン１０６から受けた熱１０８は、ダイ１１０を、材料１０２Ａを形成する所望の温度に対応する温度まで加熱する。この所望の温度は、材料１０２Ａの材料特性及び部品１０２Ｂの所望の形状に依存する。したがって、熱プラテン１０６によって生成されダイ１１０に供給される熱を調節して、ダイ１１０を所望の形成温度まで加熱する。熱プラテン１０６によって加熱されたダイ１１０は、支持面１０４及び支持面１０４上の材料１０２Ａに対して移動（例えば、図１を参照）させられ、材料１０２Ａに対して押圧される（例えば、図２を参照）。幾つかの実施例では、支持面１０４は静止状態で保持され、ダイ１１０及び熱プラテン１０６は、例えばアクチュエータの作動を通して、支持面１０４に向けて移動させられる。他の実施例によると、代替的に又は追加的に、支持面１０４は、例えば、アクチュエータの作動を通して、ダイ１１０に向かって移動可能である。材料１０２Ａに対して押圧されている間、ダイ１１０からの熱が材料１０２Ａに伝達され、材料１０２Ａが、材料１０２Ａを形成する所望の温度まで加熱される。以下で説明されるように、ダイ１１０は、部品１０２Ｂの所望の形状へと形成される。材料１０２Ａが所望の形成温度まで加熱され、ダイ１１０が所望の圧力で材料１０２Ａに対して押圧されると、ダイ１１０は、材料１０２Ａを所望の形状へと形成し、部品１０２Ｂを形成する。上述のように、幾つかの実施例では、支持面１０４は、ダイ１１０のように加熱され、ダイ１１０と同時に材料１０２Ａを所望の形状へと形成する、反対側のダイを含む。

【0031】

ダイの厚さの変動などのダイの形状に起因して、熱プラテンから受けた熱は、受けた時点で均一に分散するが、ダイ１１０を通して均一に拡散されない。したがって、ダイは、その厚さを通して熱勾配を有し得る。非均一な熱の拡散又はダイの熱勾配により、結果的に、材料１０２Ａへの熱の伝達及び材料１０２Ａを通した熱勾配が非均一となり得る。材料１０２Ａにおける熱勾配により、部品１０２Ｂの不完全な形成及び／又は部品１０２Ｂにおける過剰の残留応力の形成が引き起こされ得る。さらに、ダイの熱勾配は、ダイの寿命全体に否定的な影響を与える場合がある。

【0032】

システム１００のダイ１１０は、ダイ１１０における熱勾配を減らし、材料１０２Ａの形成を助けるように構成されており、これにより、部品１０２Ｂの完全な形成が促進され、部品１０２Ｂの残留応力が減り、さらにダイ１１０の寿命が延びる。

【0033】

図１を参照すると、ダイ１１０は、基部１１８、及び基部１１８内に埋め込まれたインサート１２０を含む。基部１１８は、熱伝導性材料（例えば、金属）から作られたブロック状要素である。基部１１８の材料は、第１の熱伝導率を有する。基部１１８は、熱プラテン境界面１１６及び部品境界面１１２を含む。熱プラテン境界面１１６及び部品境界面１１２は、基部１１８の両側にある。言い換えると、熱プラテン境界面１１６及び部品境界面１１２は、基部１１８の厚さＴによって分離されている。熱プラテン境界面１１６は、熱プラテン１０６を補完する。したがって、幾つかの実施例では、熱プラテン境界面１１６は、平坦であり、基部１１８の厚さＴは、熱プラテン境界面１１６に対して直角をなす。しかしながら、別の実施例では、熱プラテン境界面１１６は、非平坦であるか、又は輪郭付けられている。

【0034】

図４及び図５に示すように、幾つかの実施例では、基部１１８は、一体型のモノリシック構造を有する。しかしながら、別の実施例では、図７から図９に示すように、基部１１８は、積み重なった形で共に取り付けられた複数のプレート１４０を含む。複数のプレート１４０は、熱プラテン境界面１１６に対して平行な方向又はダイ１１０が支持面１０４に対して移動する方向に対して直角をなす方向で積み重ねられる。プレート１４０は、複数のプレート１４０のうちの互いに隣接するプレート同士を共に取り付ける複数の溶接部１６０を介して共に溶接される。各プレート１４０は、プレート１４０の幅又は長さより著しく小さい厚さを有しており、プレート１４０群の厚さを組み合わせると、基部１１８の長さが画定される。

【0035】

部品境界面１１２は、部品１０２Ｂの所望の形状を補完する。部品１０２Ｂの所望の形状が輪郭付けられた実施例では、部品境界１１２も相応に輪郭付けられる。部品境界面１１２の形状は、部品１０２Ｂの形状に対して反転している。言い換えると、部品境界面１１２における凸部は、部品１０２Ｂにおける凸部を生じさせ、部品境界面１１２における凹部は、部品１０２Ｂにおける凹部を生じさせる。部品境界面１１２が材料１０２Ａと直接接触しているので、熱が部品境界面１１２から材料１０２Ａへと直接伝達される。したがって、部品境界面１１２における熱分散は、材料１０２Ａにおける熱分散に移行する。幾つかの実施例では、例えば、部品１０２Ｂ全体にわたって部品の均一な変形性が望まれる場合、材料１０２Ａにおける熱分散が均一であるように、望ましくは、部品境界面１１２における熱分散も均一である。しかしながら、別の実施例では、例えば、部品１０２Ｂ全体にわたって部品１０２Ｂの非均一な変形性が望まれる場合、部品境界面１１２における熱分散は望ましくは非均一であり、結果的に、部品１０２Ａにおいて非均一な熱分散が生じる。

【0036】

部品境界面１１２において均一な熱分散が望まれていようと、又は非均一な熱分散が望まれていようと、ダイ１１０の厚さＴに沿った望ましくない熱勾配は、部品境界面１１２における所望の熱分散に干渉する恐れがある。部品境界面１１２が輪郭付けられ、ダイ１１０の厚さＴが、ダイ１１０の（例えば、厚さＴに対して直角をなす）幅又は長さ全体にわたって変わる場合、ダイ１１０は特に熱勾配の影響を受けやすい。例えば、ダイ１１０の厚さが変わる場合にインサート１２０がないと、熱プラテン境界面１１６における均一な温度分散に関わらず、ダイ１１０の第１のより厚さのある部分１５２における部品境界面１１２の温度は、ダイ１１０の第２のより薄い部分１５４より低い場合がある。これは、基部１１８の材料の熱伝導率が、第１の部分１５２及び第２の部分１５４において基部１１８の厚さＴ全体を通して均一な熱伝達を促進するのに十分に高くない可能性があるからである。

【0037】

ダイ１１０のインサート１２０は、基部１１８の厚さＴを通じた熱伝達の増加、減少、又は改善に役立つ。例えば、特にダイ１１０の基部１１８の厚さが変わる場合、インサート１２０は、ダイ１１０の部品境界面１１２にわたる温度分配の均一性を改善する。複数のインサート１２０は、互いから離間され、基部１１８によって周方向に閉じられる。幾つかの実施例では、インサート１２０と基部１１８との間で効率的に熱伝達するために、インサート１２０は基部１１８と直接熱的に接触する。

【0038】

インサート１２０は、熱プラテン境界面１１６から部品境界面１１２に向かって第１の方向に延在する。幾つかの実施例では、第１の方向は、熱プラテン境界面１１６に対して直角をなし、かつ／又は基部１１８厚さＴに対して平行であり、これにより、部品境界面１１２への熱の効率的な伝達が促進される。各インサート１２０は、第１の方向に対して平行な長さＬを有する。言い換えると、幾つかの実施例では、各インサートをシャフト又はロッドとして画定することができるように、インサート１２０は、第１の方向に延びる。さらに、各インサート１２０は、長さＬに対して直角をなす幅Ｗを有する。幾つかの実施例では、各インサート１２０の長さＬは、当該インサート１２０の幅Ｗの少なくとも５倍である。特定の実施形態によれば、各インサート１２０の長さＬは、当該インサート１２０の幅Ｗの少なくとも１０倍である。

【0039】

インサート１２０は、様々な断面形状のいずれかを有し得る。ダイ１１０において熱のより均一な熱分散を促進するため、一実施例では、インサート１２０は、インサート１２０の幅Ｗがインサート１２０の直径であるように、円形断面を有する。しかしながら、別の実施例では、インサート１２０は、非円形の断面形状（例えば、四角形や三角形）を有する。例えば、図４に示すように、ダイ１１０のすべてのインサート１２０が同一の断面形状を有する。しかし、別の実施例では、ダイ１１０のインサート１２０群のうちの幾つかが、インサート１２０群のうちの他のものとは異なる断面形状を有することにより、ダイ１１０の熱伝達プロファイルの局所的なカスタマイズが実現する。

【0040】

幾つかの実施例によると、インサート１２０が基部１１８と共に形成されるか、又は基部１１８がインサート１２０の周りに形成される。しかしながら、別の実施例では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、基部１１８は孔群１５０を含み、各インサート１２０は、孔群１５０のうちの対応する孔内に固定される。孔群１５０は、互いから離間される。幾つかの実施例では、孔群１５０は、基部１１８の残りの部分（例えば、基部１１８の部品境界面１１２）と同時に形成される。別の実施例では、基部１１８が形成された後、孔群１５０が基部１１８に穿孔される。いずれの実施例でも、図１５を参照し、方法２００の一実施例によると、ダイ１１０は、基部１１８において孔群１５０を形成すること（ブロック２０２）と、インサート１２０群のうちの対応するインサートで各孔１５０を充填すること（ブロック２０４）とによって作製される。特定の実施例では、インサート１２０は、接着剤で基部１１８の孔１５０に付着する。さらに他の実施例では、インサート１２０は、孔１５０内に溶接される。孔１５０は、貫通孔（例えば、図１０を参照）、又は止まり穴（例えば、図１１を参照）であり得る。

【0041】

インサート１２０は、金属又は非金属（例えば、グラファイトやセラミック材料等）などの熱伝導性材料から作製される。インサート１２０の材料の熱伝導率は、基部１１８の材料の第１の熱伝導率と異なる。基部１１８とインサート１２０の熱伝導率が異なることにより、基部１１８の熱伝達挙動と異なるインサート１２０の熱伝達挙動が促進される。これにより、ダイ１１０の熱伝達性能が、インサート１２０によって向上するか、又はインサート１２０によって制御される。幾つかの実施例では、第１の熱伝導率と第２の熱伝導率との比率が、基部１１８の厚さＴの乗算値となるように、基部１１８及びインサート１２０の材料が選択される。具体的には、一実施例によると、第２の熱伝導率は第１の熱伝導率より高く、基部１１８の厚さが大きいほど、第１の熱伝導率と第２の熱伝導率との比率が低くなる。

【0042】

幾つかの実施例によれば、インサート１２０は、基部１１８の材料の熱伝導率より大きな熱伝導率を有する材料から作製される。このような構成により、熱をより効率的に部品境界面１１２に伝達することが可能になる。一実施例では、基部１１８は、鋼（例えば、ステンレス鋼）から作製され、インサート１２０は、グラファイト又は別の材料（例えば、鋳鉄、銅、金、アルミニウム等）から作製される。幾つかの実施例では、ダイ１１０のすべてのインサート１２０が、基部１１８の熱伝導率より高い熱伝導率の材料から作製される。しかしながら、特定の実施例では、インサート１２０群のうちの幾つかのみが基部１１８より高い熱伝導率を有し、インサート１２０群のうちの他のインサートは基部１１８より低い熱伝導率を有する。基部１１８より低い熱伝導率を有するこれらのインサート１２０は、より低い熱伝導率を有する固体材料であってもよく、又はインサート１２０は、基部１１８より低い熱伝導率を有する、空気（又は他の気体）で充填された空孔として規定されてもよいことを認識されたい。

【0043】

インサート１２０は、材料１０２Ａの形成温度と等しいか又はそれより高い溶融温度を有する材料で作られる。より具体的には、インサート１２０は、部品１０２Ｂを形成するために材料１０２Ａが加熱かつ圧縮されている間に溶融しない材料で作製される。

【0044】

これより、図４から１４を参照してダイ１１０の具体的な実施例が説明される。図４から図１４のダイは、図１及び図２のダイ１１０に類似している。同様の数字は、同様の特徴を表している。したがって、別途明示されていない限り、以上で提示されたダイ１１０の概略的説明を図４から図１４のダイに同じく適用することが可能である。

【0045】

図４を参照すると、一実施例によれば、ダイ１１０Ａは、基部１１８において配置された第１のパターン１２２Ａのインサート１２０群を有する。第１のパターン１２２Ａによれば、各インサート１２０は、隣接するインサート１２０から同じ距離Ｄだけ離間される。言い換えると、第１のパターン１２２Ａは均一であり、又は、インサート１２０の空間密度（例えば、熱プラテン境界面１１６の表面積当たりのインサートの数量）は、熱プラテン境界面１１６全面にわたって一定である。したがって、第１のパターン１２２Ａでは、熱プラテン１０６からの、インサート１２０を通じた熱伝達は均一である。図４に示された、ステンレス鋼から作製されたダイの例示的な実施例では、各インサートは、０．２５インチ直径（０．０５平方インチ）の鉄棒であり得、互いに隣接する各インサートの中心間は、約１インチの間隔を有し得、例えば、パターンは、８．２５０インチ×８．９１６インチに及んでもよく、９４個のインサートが組み合わされた断面領域は、パターン領域の約６．５パーセント（又は１５分の１）となり、例えば、このようなパターン領域／境界面の割合は、ステンレス鋼の熱伝導率と鉄の熱伝導率との比率に基づいて決定され得る（ステンレス鋼の伝導率は、鉄の５分の１である）。したがって、所与のダイの境界領域では、インサートが組み合わされた断面領域又はインサート１２０の数量は、ダイ基部金属の第１の熱伝導率とインサート金属の第２の熱伝導率との比率に基づき得る。以上の例示的な実施例では、インサートの数量は、ダイ基部金属の第１の熱伝導率とインサート金属の第２の熱伝導率との比率（１対５）に基づいて、境界面の少なくとも６．５パーセント（又は１５分の１）の断面領域を実現する数量であり得る。さらに、第１のパターン１２２Ａの各インサート１２０の幅Ｗは、幾つかの実施例では同一である。

【0046】

第１のパターン１２２Ａのインサート１２０の空間密度は、熱プラテン境界面１１６全面にわたって同じであり得るが、第１のパターン１２２Ａのインサート１２０の長さＬは変わり得る。図１０を参照すると、第１のパターン１２２Ａのインサート１２０は、インサート１２０が基部１１８の厚さＴの全体に亘るように、基部１１８の熱プラテン境界面１１６から基部１１８の部品境界面１１２へと延在する。幾つかの実施例では、部品境界面１１２まで延在するインサート１２０は、局所的な高温点をもたらし、これは、複雑な形状を有する部品１０２Ｂを形成するために利用され得る。

【0047】

例示的な実施例では、基部１１８の厚さＴが部品境界面１１２に沿って変動的な厚さを有するので、インサート１２０の長さＬも部品境界面１１２に沿って変わる。例えば、図１０では、基部１１８は、第１の厚さＴ１を有する第１の部分１５２を含み、基部１１８は、第２の厚さＴ２を有する第２の部分１５４を含む。第１の厚さＴ１は、第２の厚さＴ２よりも大きい。例示された実施例では、基部１１８は、２つの第１の部分１５２の間に１つの第２の部分１５４を含む。第１の厚さＴ１が第２の厚さＴ２より大きく、インサート１２０が基部１１８の厚さＴ全体に亘るので、第１の部分１５２に埋め込まれたインサート１２０は、第２の部分１５４に埋め込まれたインサート１２０の長さＬ２より長い長さＬ１を有する。第１の部分１５２のインサート１２０の長さＬ１が長いほど、第１の部分１５２における部品境界面１１２への熱伝達が容易となり、第１の部分１５２の部品境界面１１２における温度は、第２の部分１５４の部品境界面１１２における温度と同一又は近似する。

【0048】

図１１を参照すると、ダイ１１０Ｂでは、第１のパターン１２２Ａのインサート１２０は、インサート１２０が基部１１８の厚さＴの一部のみに亘るように、基部１１８の熱プラテン境界面１１６から基部１１８の部品境界面１１２へと延在する。したがって、基部１１８の厚さＴが部品境界面１１２に沿って変動的な厚さを有しても、インサート１２０の長さＬは部品境界面１１２に沿って変わり得るが、そうである必要もない。図１１の例示的な実施例では、第１の部分１５２に埋め込まれたインサート１２０の長さＬ１は、第２の部分１５４に埋め込まれたインサート１２０の長さＬ２より長いが、インサート１２０は、部品境界面１１２まで到達しないか、又は部品境界面１１２から離間されている。幾つかの実施例では、インサート１２０が部品境界面１１２まで到達しないので、部品境界面１１２上の局所化された高温点が減少する。

【0049】

図示されていないが、特定の実施例では、ダイ１１０は、基部１１８の厚さＴ全体に及んで部品境界面１１２に達する幾つかのインサート１２０、並びに厚さＴの一部のみに及んで部品境界面１１２達しないその他のインサート１２０を含む。このような構成は、部品境界面１１２の幾つかの位置で他の位置より直接的な熱伝達を促進し、幾つかの実施例では、部品境界面１１２上の幾つかの位置で高温点を形成し、他の位置では形成しないことが容易になる。

【0050】

図５を参照すると、一実施例によれば、ダイ１１０Ｃは、基部１１８において配置された第２のパターン１２２Ｂのインサート１２０群を有する。第２のパターン１２２Ｂによれば、インサート１２０群のうちの幾つかの互いに隣接するインサート１２０間の距離Ｄは、他のインサート１２０間の距離とは異なる。例えば、図示されているように、少なくとも１つの互いに隣接するインサート１２０のセットは、第１の距離Ｄ１だけ離間されており、少なくとも別の互いに隣接するインサート１２０のセットは、第２の距離Ｄ２だけ離間されており、第１の距離Ｄ１は第２の距離Ｄ２より短い。言い換えると、第２のパターン１２２Ｂは、非均一であるか、又はインサート１２０の空間密度（例えば、熱プラテン境界面１１６の表面積当たりのインサートの数量）は、熱プラテン境界面１１６全面にわたって変わる。したがって、第２のパターン１２２Ｂでは、熱プラテン１０６からの、インサート１２０を通じた熱伝達は非均一である。

【0051】

一実施例では、インサート１２０の空間密度は、基部１１８の厚さＴに比例する（例えば、基部１１８の厚さＴを乗算して得られる値（乗算値）である）。言い換えると、基部１１８のある部分の厚さＴが大きいほど、距離Ｄが小さく、基部１１８その部分におけるインサート１２０の空間密度が高くなる。したがって、図５及び図１２に例示された実施例の第２のパターン１２２Ｂでは、熱プラテン境界面１１６の表面積当たりの、基部１１８の第１の部分１５２に埋め込まれたインサート１２０の数量は、熱プラテン境界面１１６の表面積当たりの、基部１１８の第２の部分１５４に埋め込まれたインサート１２０の数量より多い。一実施例では、熱プラテン境界面１１６の表面積当たりのインサート１２０の数量は、基部１１８の厚さＴ、及び基部１１８の熱伝導率とインサート１２０の熱伝導率の比率の両方の乗算値である。図５及び図１２の実施例では、第２のパターン１２２Ｂの各インサート１２０の幅Ｗは同一である。

【0052】

幾つかの実施例によれば、熱プラテン境界面１１６の表面積当たりの、基部１１８に埋め込まれたインサート１２０の数量は、基部１１８の材料の熱伝導率とインサート１２０の材料の熱伝導率との比率に比例する（例えば、当該比率の乗算値である）。言い換えると、インサート１２０の空間密度は、基部１１８の材料の熱伝導率とインサート１２０の材料の熱伝導率との間の違いに依存する。したがって、特定の実施例では、基部１１８の熱伝導率はインサートの熱伝導率よりも低く、インサート１２０の熱伝導率が高いほど、インサート１２０の空間密度が低く、又はインサート１２０の熱伝導率が低いほど、インサート１２０の空間密度が高い。

【0053】

幾つかの実施例では、第２のパターン１２２Ｂのインサート１２０の長さＬは、図１０の第１のパターン１２２Ａのインサート１２０と似たような態様で変わる。図１２を参照すると、特定の実施例では、第２のパターン１２２Ｂのインサート１２０は、インサート１２０が基部１１８の厚さＴの全体に亘るように、基部１１８の熱プラテン境界面１１６から基部１１８の部品境界面１１２へと延在する。図示されていないが、幾つかの実施例では、第２のパターン１２２Ｂのインサート１２０は、図１１の第１のパターン１２２Ａのインサート１２０と似たような態様で、インサート１２０が基部１１８の厚さＴの一部のみに亘るように、基部１１８の熱プラテン境界面１１６から基部１１８の部品境界面１１２へと延在する。

【0054】

図６を参照すると、一実施例によれば、ダイ１１０Ｄは、基部１１８において配置された第３のパターン１２２Ｃのインサート１２０群を有する。第２のパターン１２２Ｂと同様に、第３のパターン１２２Ｃのインサート１２０群のうちの幾つかの互いに隣接するインサート１２０間の距離Ｄは、他のインサート１２０間の距離とは異なる。言い換えると、第２のパターン１２２Ｂと同様に、第３のパターン１２２Ｃは非均一である。しかしながら、第２のパターン１２２Ｂとは異なり、第３のパターン１２２Ｃのインサート１２０は、線形の列や行のインサート１２０として配置されていない。むしろ、ダイ１１０Ｄの基部１１８はモノリシックな単体構造であるので、インサート１２０は、ダイの複数のプレートのうちの対応するプレートに沿って線形に整列する必要がなく、第３のパターン１２２Ｃのインサート１２０は、湾曲した経路に沿って整列してもよく、又は任意の経路に沿って整列しなくてもよい。インサート１２０は、約０．５インチより大きな様々な幅Ｗのいずれかを有し得る。約０．５インチは、幾つかの実施例では、インサート１２０の部品境界面１１２への熱伝達を促進するにあたって有効性を失わせる幅Ｗである。

【0055】

ダイ１１０Ａ～Ｃとは対照的に、図８及び図９のダイ１１０Ｄ及びダイ１１０Ｅの基部１１８は、複数のプレート１４０から作製される。以上で提示されたように、プレート１４０は、溶接部１６０によって、又はその他の類似する接合技法によって共に取り付けられる。溶接部１６０の構造的一体性の保持を助けるために、インサート１２０は、溶接部１６０に埋め込まれず、むしろ溶接部１６０間でプレート１４０に埋め込まれる。したがって、インサート１２０は、対応するプレート１４０の厚さＴより小さい幅Ｗを有する。さらに、プレート１４０が比較的薄いプレートであるので、インサート１２０が効果的であるよう十分な幅を確保するために、幾つかの実施例では、各プレートの厚さＴにおいて１つのインサート１２０だけが嵌合し得る。一実施例では、各プレート１４０は、約１．０インチと約２．０インチとの間の厚さであり、各インサート１４０は、約０．５インチと約１．０インチとの間の幅Ｗを有する。別の実施例によれば、各プレート１４０は、約１．０インチと３．０インチとの間の厚さを有し、各インサート１４０は、約０．５インチと２．０インチとの間の幅Ｗを有する。

【0056】

図８を参照すると、一実施例によれば、ダイ１１０Ｅは、第１のパターン１２２Ａに従って基部１１８内に配置されたインサート１２０を含む。言い換えると、ダイ１１０Ｅのインサート１２０は、ダイ１１０Ａのインサート１２０と同じパターンを有する。第１のパターン１２２Ａに適合するために、インサート１２０は、幾つかの列のインサート１２０に配置され、インサート１２０の各列は、プレート１４０のうちの１つに対応する。したがって、各プレート１４０は、一列のインサート１２０を含み、その列の各インサート１２０は、プレート１４０の長さに沿って離間されている。列の各インサート１２０は、同じ列の隣接するインサート１２０から同一の距離Ｄで離間されている。さらに、列の各インサート１２０が、対応するインサート１２０又は隣接する列のインサート１２０から同一の距離Ｄだけ離間されるように、インサート１２０の各列がインサート１２０の隣接する列から離間される。このように、ダイ１１０Ｅの各インサート１２０は、隣接するインサート１２０から同一の距離Ｄだけ離間される。言い換えると、ダイ１１０Ｅが複数のプレート１４０から形成されていても、第１のパターン１２２Ａは均一であり、又は、ダイ１１０Ｅのインサート１２０の空間密度は熱プラテン境界面１１６全面にわたって一定である。

【0057】

幾つかの実施例では、ダイ１１０Ｅのインサート１２０の長さＬは、図１０に示すダイ１１０Ａのインサート１２０の長さＬに対応する。他の実施例では、ダイ１１０Ｅのインサートの長さＬは、図１１に示すダイ１１０Ｂのインサート１２０の長さＬに対応する。

【0058】

図９を参照すると、一実施例によれば、ダイ１１０Ｆは、第２のパターン１２２Ｂに従って基部１１８内に配置されたインサート１２０を含む。言い換えると、ダイ１１０Ｅのインサート１２０は、ダイ１１０Ａのインサート１２０と同じパターンを有する。第２のパターン１２２Ｂに適合するために、インサート１２０は、幾つかの列のインサート１２０に配置され、インサート１２０の各列は、プレート１４０のうちの１つに対応する。したがって、各プレート１４０は、一列のインサート１２０を含み、その列の各インサート１２０は、プレート１４０の長さに沿って離間されている。列の中の少なくとも幾つかのインサート１２０は、それぞれ、同じ列の隣接するインサート１２０から異なる距離Ｄで離間されている。例えば、図示されているように、少なくとも１つの互いに隣接するインサート１２０のセットは、第１の距離Ｄ１だけ離間されており、同じ列の少なくとも別の互いに隣接するインサート１２０は、第２の距離Ｄ２だけ離間されており、第１の距離Ｄ１は第２の距離Ｄ２より短い。さらに、列の各インサート１２０が、対応するインサート１２０又は隣接する列のインサート１２０から同一の距離Ｄ又は異なる距離Ｄだけ離間されるように、インサート１２０の各列がインサート１２０の隣接する列から離間される。このように、ダイ１１０Ｆの少なくとも幾つかのインサートの各インサート１２０は、隣接するインサート１２０から異なる距離Ｄだけ離間される。言い換えると、ダイ１１０Ｆが複数のプレート１４０から形成されていても、第２のパターン１２２Ｂは非均一であり、又は、ダイ１１０Ｆのインサート１２０の空間密度は熱プラテン境界面１１６全面にわたって変わる。

【0059】

幾つかの実施例では、ダイ１１０Ｆのインサート１２０の長さＬは、図１２に示すダイ１１０Ｃのインサート１２０の長さＬに対応する。他の実施例では、ダイ１１０Ｆのインサートの長さＬは、図１１に示すダイ１１０Ｂのインサート１２０の長さＬに対応する。

【0060】

ダイ１１０Ｅ及びダイ１１０Ｆのすべてのプレート１４０がインサート１２０を含むが、別の実施例では、ダイ１１０Ｅ及びダイ１１０Ｆの一部のプレート１４０のみがインサート１２０を含む。さらに、特定の実施例では、ダイの所与のプレート１４０に埋め込まれたインサート１２０は、線形の列に並ぶ必要はなく、非線形に互い違いに並んでもよい。

【0061】

図１３を参照すると、別の実施例によれば、ダイ１１０Ｇは、基部１１８において配置された第４のパターン１２２Ｄのインサート１２０群を有する。第４のパターン１２２Ｄによると、少なくとも幾つかのインサート１２０の幅Ｗが異なる。図示されているように、例えば、インサート１２０群のうちの少なくとも１つのインサートは第１の幅Ｗ１を有し、インサート１２０群のうちの少なくとも別のインサートは、第１の幅Ｗ１より大きい第２の幅Ｗ２を有する。同じ熱伝導性材料が使われると推測すると、より広い幅を有するインサート１２０は、より狭い幅を有するインサート１２０より多くの熱伝達が可能である。この理由により、幾つかの実施例では、より広い第１の幅Ｗ１を有するインサート１２０は、より多くの熱伝達が望まれ得る位置（基部１１８のより厚さのある部分（例えば、第１の部分１５２））において基部１１８に埋め込まれ、より狭い第２の幅Ｗ２を有するインサート１２０は、より少ない熱伝達が望まれ得る位置（基部１１８のより薄い部分（例えば、第２の部分１５４））において基部１１８に埋め込まれる。第４のパターン１２２Ｄのインサート１２０群の空間密度が一定であるか又は変わるように、第４のパターン１２２Ｄの互いに隣接するインサート１２０間の距離Ｄは、熱プラテン面１１６全面にわたって、一定であってもよく、又は変わってもよい。

【0062】

図１４を参照すると、別の実施例によれば、ダイ１１０Ｈは、基部１１８において配置された第５のパターン１２２Ｅのインサート１２０群を有する。第５のパターン１２２Ｅによれば、幾つかのインサート１２０は、他のインサート１２０の材料とは異なる材料から作製される。例えば、インサート１２０群のうちの幾つか（例えば、インサート１２０Ａ）は、第２の材料から作製され、第２の熱伝導率を有し、インサート１２０群のうちの他のインサ－ト（例えば、インサート１２０Ｂ）は、第３の材料から作製され、第２の熱伝導率と異なる第３の熱伝導率を有する。幾つかの実施例によれば、第３の熱伝導率は第２の熱伝導率より小さく、インサート１２０Ａは、より多くの熱伝達が望まれ得る位置（基部１１８のより厚さのある部分（例えば、第１の部分１５２））において基部１１８に埋め込まれ、インサート１２０Ｂは、より少ない熱伝達が望まれ得る位置（基部１１８のより薄い部分（例えば、第２の部分１５４））において基部１１８に埋め込まれる。第５のパターン１２２Ｅのインサート１２０群の空間密度が一定であるか又は変わるように、第５のパターン１２２Ｅの互いに隣接するインサート１２０間の距離Ｄは、熱プラテン面１１６全面にわたって、一定であってもよく、又は変わってもよい。

【0063】

ダイ１１０Ｈの幾つかの実施例では、基部１１８の第３の熱伝導率は、第１の熱伝導率より小さい。言い換えると、インサート１２０Ｂを通る熱伝達は、基部１１８を通る熱伝達より少ない場合がある。基部１１８のより厚さのある部分（例えば、第１の部分１５２）に対して、基部１１８のより薄い部分（例えば、第２の部分１５４）が特に薄いダイであって、部品境界面１１２においてより均一な温度分散を生じさせるために、より薄い部分を通る熱伝達を、基部１１８に対して減少させるか又は遅くする必要があるダイについては、上記の構成が望ましい場合がある。

【0064】

上記の説明において、「上（up）」、「下（down）」、「上側（upper）」、「下側（lower）」、「水平（horizontal）」、「垂直（vertical）」、「左（left）」、「右（right）」、「上方（over）」、「下方（under）」などといった、特定の語が使用されていることがある。これらの語は、相互関係について触れている場合、必要に応じて、説明に何らかの明確性をもたらすために使用されている。しかし、これらの語は、絶対的な関係性、位置、及び／又は配向を示唆することは意図されていない。例えば、ある対象物に関して、単にこの対象物をひっくり返すことによって、「上側」表面が「下側」表面になり得る。それでも、これは依然として同じ対象物である。さらに、「含む（including）」、「備える（comprising）」、「有する（having）」という語、及びこれらの変化形は、別様に明記されていない限り、「～を含むが、それらに限定されるわけではない（including but not limited to）」ことを意味する。列挙されているアイテムは、別様に明記されていない限り、これらのアイテムのいずれか又はすべてが、相互排他的及び／又は相互包括的であることを示唆しているわけではない。冠詞（「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」）は、別様に明記されていない限り、「１つ又は複数の（one or more）」という意味を表わす。さらに、「複数（plurality）」という語は、「少なくとも２つ（at least two）」と定義され得る。

【0065】

加えて、本明細書における、１つの要素が別の要素に「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」事例は、直接的及び間接的な結合を含み得る。直接的結合は、ある要素が、別の要素に結合されること、及び別の要素と何らかの接触を有することであると定義され得る。間接的結合とは、互いに直接接触しておらず、結合された要素間に１つ又は複数の追加の要素を有する、２つの要素間の結合と定義され得る。さらに、本明細書において、ある要素を別の要素に固定することは、直接的に固定することと、間接的に固定することとを含み得る。加えて、本明細書において、「隣接（adjacent）」とは、必ずしも接触を意味するものではない。例えば、ある要素は、別の要素と接触せずに、その要素に隣接することができる。

【0066】

本明細書で使用されるように、列挙されたアイテムと共に使用される「～のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムのうちの１つ又は複数の種々の組み合わせが使用可能であり、かつ、列挙されたアイテムのうち１つだけが必要であり得ることを意味する。アイテムとは、特定の物体、物品、又はカテゴリであり得る。言い換えると、「～のうちの少なくとも１つ」とは、任意の組み合わせのアイテム又は任意の数のアイテムを列挙された中から使用できることを意味するが、列挙されたアイテムのすべてが必要とされるわけではない。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」とは、例えば、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」を意味し得る。幾つかの場合には、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、「２個のアイテムＡと１個のアイテムＢと１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ」、又は他の好適な組み合わせを意味し得る。

【0067】

別途指示されない限り、「第１（first）」、「第２（second）」などの語は、本明細書では、単に符号として使用されており、これらの語が表わすアイテムに、順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことを意図するものではない。さらに、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」の、又はより小さい数が振られたアイテム、及び／又は、例えば「第３」の、又はより大きな数が振られたアイテムの存在を、必要とすることも、排除することもない。

【0068】

本明細書において、特定の機能を実施する「よう構成／設定された（configured to）」システム、装置、構造、物品、素子、構成要素、又はハードウェアは、実際には、いかなる変更も伴わずにその特定の機能を実施することが可能であり、さらなる改変の後にその特定の機能を実施する可能性があるに過ぎないというものではない。言い換えると、特定の機能を実施するように「構成／設定された」システム、装置、構造、物品、素子、構成要素、又はハードウェアは、その特定の機能を実施するという目的のために、特に選択、創出、実装、利用、プログラミング、かつ／又は設計される。本明細書において、「構成／設定された」という表現は、システム、装置、構造、物品、素子、構成要素、又はハードウェアがさらなる改変なくても特定の機能を実行することを可能にする、システム、装置、構造、物品、素子、構成要素、又はハードウェアの既存の特性を示す。本開示のために、特定の機能を実施するように「構成／設定された」と記載されたシステム、装置、構造物、物品、素子、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的に、その機能を実施するように「適合された（adapted to）」かつ／又は「動作可能である（operative to）」と記載されてもよい。

【0069】

本明細書に含まれる概略フローチャート図は、概して、論理的フローチャート図として提示される。したがって、記載の順序及び名付けられたステップは、提示された方法の一実施例を示す。図示された方法の１つ若しくは複数のステップ又はそれらの一部の機能、論理、又は効果と均等である他のステップ及び方法を想起してもよい。加えて、用いられている形式及びシンボルは、方法の論理ステップを解説するために提示されており、方法の範囲を限定するものではないと理解される。フローチャート図には様々な種類の矢印及び線が用いられていてよいが、これらは、対応する方法の範囲を限定するものではないと理解される。実際、幾つかの矢印又はその他のコネクタは、方法の論理的流れを示すためにのみ使用され得る。例えば、矢印は、図示されている方法の列挙されたステップ間の、不特定の長さの待機時間又はモニタリング時間を示し得る。さらに、具体的な方法が発生する順序は、図示されている対応するステップの順序に厳密に従うこともあるが、従わないこともある。

【0070】

さらに、本開示は、下記の条項に係る実施形態を含む。

【0071】

条項１
部品（１０２Ｂ）を形成するためのダイ（１１０）であって、
熱プラテン境界面（１１６）及び部品境界面（１１２）を含む基部（１１８）であって、前記熱プラテン境界面（１１６）と前記部品境界面（１１２）が、前記基部（１１８）の厚さ（Ｔ）によって分離されている、基部（１１８）、並びに
前記基部（１１８）内に埋め込まれ、前記基部（１１８）によって周方向に閉じられ、互いから離間され、前記熱プラテン境界面（１１６）から前記部品境界面（１１２）に向かって第１の方向に延在する、インサート（１２０）
を備え、前記基部（１１８）が、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製され、
前記インサート（１２０）が、第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製され、
前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率と異なる、ダイ（１１０）。

【0072】

条項２
前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）に対して平行な長さ（Ｌ）を有し、
前記複数のインサート（１２０）のうちの第１のインサートの長さ（Ｌ）が、前記複数のインサート（１２０）のうちの第２のインサートの長さ（Ｌ）と異なる、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0073】

条項３
前記基部（１１８）が、第１の厚さ（Ｔ１）を有する第１の部分（１５２）、及び第２の厚さ（Ｔ２）を有する第２の部分（１５４）を含むように、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）が、前記部品境界面（１１２）に沿って変わり、
前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の厚さ（Ｔ２）より大きく、
前記インサート（１２０）のうちの前記第１のインサートが、前記基部（１１８）の前記第１の部分（１５２）内に埋め込まれ、第１の長さ（Ｌ１）を有し、
前記複数のインサート（１２０）のうちの前記第２のインサートが、前記基部（１１８）の前記第２の部分（１５４）内に埋め込まれ、前記第１の長さ（Ｌ１）より短い第２の長さ（Ｌ２）を有する、条項２に記載のダイ（１１０）。

【0074】

条項４
前記インサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）の全体に亘るように、前記インサート（１２０）が、前記熱プラテン境界面（１１６）から前記部品境界面（１１２）へと延在する、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0075】

条項５
前記インサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）の一部のみに亘るように、前記インサート（１２０）が、前記熱プラテン境界面（１１６）から、前記熱プラテン境界面（１１６）と前記部品境界面（１１２）との中間の位置まで延在する、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0076】

条項６
前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率より小さく、
前記基部（１１８）が、第１の厚さ（Ｔ１）を有する第１の部分（１５２）、及び第２の厚さ（Ｔ２）を有する第２の部分（１５４）を含むように、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）が、前記部品境界面（１１２）に沿って変わり、
前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の厚さ（Ｔ２）より大きく、
前記複数のインサート（１２０）のうちの複数の第１のインサートが、前記基部（１１８）の前記第１の部分（１５２）内に埋め込まれ、
前記複数のインサート（１２０）のうちの複数の第２のインサートが、前記基部（１１８）の前記第２の部分（１５４）内に埋め込まれ、
前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの、前記複数のインサート（１２０）のうちの前記複数の第１のインサートの数量が、前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの、前記複数のインサート（１２０）のうちの前記複数の第２のインサートの数量より多い、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0077】

条項７
前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率より小さく、
前記基部（１１８）の任意の部分における前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの前記インサート（１２０）の数量が、前記基部（１１８）の前記任意の部分の前記厚さ（Ｔ）の乗算値である、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0078】

条項８
前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率より小さく、
前記熱プラテン境界面（１１６）の表面積当たりの前記インサート（１２０）の数量が、前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率の比率の乗算値である、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0079】

条項９
前記複数のインサート（１２０）のうちの少なくとも１つのインサートが第１の幅（Ｗ１）を有し、
前記インサート（１２０）のうちの少なくとも別のインサートが第２の幅（Ｗ２）を有し、
前記第１の幅（Ｗ１）が前記第２の幅（Ｗ２）より大きい、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0080】

条項１０
第３の熱伝導率を有する第３の材料から作製されたインサート（１２０）をさらに備え、前記第３の熱伝導率が、前記第１の熱伝導率及び前記第２の熱伝導率と異なる、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0081】

条項１１
前記基部（１１８）が、第１の厚さ（Ｔ１）を有する第１の部分（１５２）、及び第２の厚さ（Ｔ２）を有する第２の部分（１５４）を含むように、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）が、前記部品境界面（１１２）に沿って変わり、
前記第１の厚さ（Ｔ１）が前記第２の厚さ（Ｔ２）より大きく、
前記第２の熱伝導率が前記第３の熱伝導率より大きく、
前記第２の熱伝導率を有する前記第２の材料から作製された前記インサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記第１の部分（１５２）内に埋め込まれ、
前記第３の熱伝導率を有する前記第３の材料から作製された前記インサート（１２０）が、前記基部（１１８）の前記第２の部分（１５４）内に埋め込まれる、条項１０に記載のダイ（１１０）。

【0082】

条項１２
前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率より小さく、
前記第３の熱伝導率が前記第１の熱伝導率より小さい、
条項１１に記載のダイ（１１０）。

【0083】

条項１３
前記基部（１１８）が、一体型のモノリシック構造を有する、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0084】

条項１４
前記基部（１１８）が、積み重なった形で共に取り付けられた複数のプレート（１４０）を含み、
前記複数のプレート（１４０）が、第１の方向に対して直角をなす第２の方向に積み重なり、
前記プレート（１４０）のうちの少なくとも幾つかが、それぞれ、前記プレート（１４０）に沿って離間された複数のインサート（１２０）を含む、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0085】

条項１５
前記複数のプレート（１４０）が、前記複数のプレート（１４０）のうちの互いに隣接するプレート同士を共に取り付ける複数の溶接部（１６０）を介して共に溶接される、条項１４に記載のダイ（１１０）。

【0086】

条項１６
前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記第１の方向に対して平行な長さ（Ｌ）を有し、
前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記長さ（Ｌ）に対して直角をなす幅（Ｗ）を有し、
前記複数のインサート（１２０）の各々の前記長さ（Ｌ）が、当該インサート（１２０）の前記幅（Ｗ）の少なくとも５倍である、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0087】

条項１７
前記基部（１１８）が複数の孔（１５０）を含み、
前記複数のインサート（１２０）の各々が、前記複数の孔（１５０）のうちの対応する孔内に固定される、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0088】

条項１８
前記第１の熱伝導率と前記第２の熱伝導率の比率が、前記基部（１１８）の前記厚さ（Ｔ）の乗算値である、条項１に記載のダイ（１１０）。

【0089】

条項１９
部品（１０２Ｂ）を形成するためのシステム（１００）であって、
ダイ（１１０）であって、
熱プラテン境界面（１１６）及び部品境界面（１１２）を含む基部（１１８）であって、前記熱プラテン境界面（１１６）と前記部品境界面（１１２）が、前記基部（１１８）の厚さ（Ｔ）によって分離されている、基部（１１８）と
前記基部（１１８）内に埋め込まれ、前記基部（１１８）によって周方向に閉じられ、互いから離間され、前記熱プラテン境界面（１１６）から前記部品境界面（１１２）に向かって第１の方向に延在する、インサート（１２０）と
を備えたダイ（１１０）、
前記ダイ（１１０）によって前記部品（１０２Ｂ）へと形成される材料（１０２Ａ）を支持するように構成された支持面（１０４）であって、前記ダイ（１１０）が、前記支持面（１０４）に向かってかつ前記支持面（１０４）から離れるように移動可能である、支持面（１０４）、並びに
前記基部（１１８）の前記熱プラテン境界面（１１６）と熱的に結合され、前記基部（１１８）及び前記インサート（１２０）に熱を供給するように構成された熱プラテン（１０６）
を備え、
前記基部（１１８）が、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製され、
前記インサート（１２０）が、第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製され、
前記第１の熱伝導率が前記第２の熱伝導率と異なる、システム（１００）。

【0090】

条項２０
部品（１０２Ｂ）を形成するためのダイ（１１０）を作製する方法（２００）であって、
基部（１１８）内に複数の孔（１５０）を形成することであって、当該複数の孔（１５０）が、互いから離間され、前記基部（１１８）の熱プラテン境界面（１１６）から前記基部（１１８）の部品境界面（１１２）に向かって延在し、前記熱プラテン境界面（１１６）及び前記部品境界面（１１２）が、前記基部（１１８）の厚さ（Ｔ）によって分離されている、基部（１１８）内に複数の孔（１５０）を形成することと、
複数のインサート（１２０）のうちの対応するインサートで前記基部（１１８）内の前記各孔（１５０）を充填することであって、前記基部（１１８）が、第１の熱伝導率を有する第１の材料から作製され、前記複数のインサート（１２０）が、前記第１の熱伝導率と異なる第２の熱伝導率を有する第２の材料から作製される、前記各孔（１５０）を充填することと
を含む方法。

【0091】

本主題は、その精神や本質的な特性から逸脱することなく、他の具体的な形態で具現化され得る。記載された実施例は、あらゆる点で、例示に過ぎず限定的ではないと解釈するべきである。特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲の中に該当する全ての変更は、特許請求の範囲の中に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】