JP6554263B2 - 超塑性成形され超音波溶接された金属構造体 - Google Patents

Description

超塑性成形（ＳＰＦ）は、１回の操作で大型の複雑な加工対象物を成形することができる製造技術である。超塑性特性を有する材料は、破断することなく塑性的に変形できる高い能力、すなわち超塑性と呼ばれる特性を示す。この特性は、ある種の微細粒金属において、材料融点の数分の一の同相温度で発現する。

典型的なＳＰＦプロセスは、金型内に超塑性特性を有する材料の一又は複数の加工用シートを配置すること、この加工用シートを超塑性の範囲内の温度まで加熱すること、及びＳＰＦ温度でシートを超塑性成形することを含む。通常、加工用シートを金型表面に押し当てて所望の形状に引き伸ばすため、ガスマニホールドからの異なる成形圧力が使用される。ＳＰＦの１つの利点は、シート状の金属から複雑な形状が成形可能で、これによりフライス加工の時間と費用が削減されて大幅な経費節減になることである。ＳＰＦの方法はまた、通常、シングルシート及びマルチシートの製造に適用可能である。

マルチシートの製造に関しては、２枚以上の加工用シートの積み重ねからサンドイッチ構造を作り出すため、ＳＰＦは結合プロセスと組み合わされる。例えば、ＳＰＦと拡散接合（ＤＢ）との組み合わせは、十分に実証されており、長年にわたり航空宇宙産業で使用されている。また、接合が望ましい箇所にろう付け化合物を適用する、ＳＰＦ／ろう付けの組み合わせも一般的であり、ＳＰＦが実行された後に、接着面にろう付けが行われている。

しかしながら、従来の結合プロセスには、超塑性特性を有するすべての材料が適しているわけではない。この結合プロセスは特にある種の合金システム、具体的にはアルミニウム、マグネシウム、及びベリリウムの合金システムに適合するが、ＤＢ又はろう付けには有効ではない。いかなる理論にも束縛されるものではないが、最大の障害は、これらの金属及びその合金が、溶接時に接着面間の金属と金属の接触の形成を阻害する、頑強で化学的に安定した表面酸化物層を形成する傾向にあることと思われる。アルミニウムの場合には酸化物層は特に厄介で、アルミニウム酸化物は純アルミニウムよりも高密度で純アルミニウムの２倍の融点を有する。したがって、溶接に先立って、通常は、酸化物層の下の材料が露出するように、例えば、ワイヤブラシ及び／又はアセトンによって、酸化物層を除去するステップが必要となる。

ＤＢの別の欠点は、一又は複数のシートがＤＢの典型的な持続的加熱などの熱処理に十分に反応しない事例に関係している。しかも、ＤＢは、結合される一又は複数のシートが、融点５００℃で特徴付けられる第１の合金の第１の面と融点が７００℃である第２の合金の第２の面とを有するシートなどのように、本来不均質である事例には、適用できないことがある。シートの第１の面上でＤＢを実行するのに十分な温度は、第２の面に対しては低すぎることがあり、逆に第２の面上でＤＢを実施するのに十分な温度は、第１の面の好ましくない融解を引き起こすことがある。加えて、ＳＰＦとＤＢの両方を含むプロセスでは、サイクル時間の大部分はＤＢによって占められてしまう。典型的に、このようなプロセスは、貴重な資源を結合する金型の中、又は専用の加熱炉の中で実行されるが、これは付加的な機器が必要となることを意味する。

本開示の上記の特徴及び他の特徴、態様、及び利点に関する理解は、以下の図面、説明、特許請求の範囲を参照することにより深まるであろう。

１つの態様では、超音波溶接及び超塑性成形によって構造体を作る方法が提供される。この方法は、超塑性特性を有する第１の材料を含む第１の加工対象物を備える複数の加工対象物を組み立てること；第１の加工対象物を第２の加工対象物に超音波溶接して組立品を成形すること；超塑性特性を有する第１の材料が超塑性変形可能となる温度まで組立品を加熱すること、及び第１の加工対象物と第２の加工対象物との間に流体を注入して第１の加工対象物と第２の加工対象物との間に空洞を形成すること、を含む。

第２の態様では、少なくとも１つの超塑性成形されたコルゲーション（波形部分）を含む第１のシート、及び第１のシートに超音波溶接された第２のシートを備えるマルチシート構造体が提供される。

第３の態様では、少なくとも１つの超塑性成形されたコルゲーション、及び第１のシートに超音波溶接された第２のシートを備える機体が提供される。

超音波溶接及び超塑性成形によって構造体を製造する方法を示している。 超音波溶接及び超塑性成形によって構造体を製造する方法を示している。 超音波溶接及び超塑性成形によって構造体を製造する方法を示している。 超音波溶接及び超塑性成形によって構造体を製造する方法を示している。 超音波溶接、構造体成形及び超塑性成形によって構造体を製造する方法を示している。 超音波溶接、構造体成形及び超塑性成形によって構造体を製造する方法を示している。 超音波溶接及び超塑性成形によって形成されるコルゲーションを特色とするマルチシート構造体を示している。 航空機の製造及び保守の方法を示している。 航空機の機体、内装、及びシステムの概略図を示している。

以下の詳細な説明は、本開示を実行する際に現時点で想定される最良の態様である。この説明は限定的な意味で理解すべきものではなく、単に本開示の一般的な原理を説明することを目的として行ったものであり、本開示の範囲は添付の請求項によって最もよく定義される。

本開示は、ＳＰＦ及び超音波溶接を組み合わせた新規性のあるプロセス（以降、「ＳＰＦ／ＵＷ」と呼ぶ）の発見に基づいている。このプロセスは、従来の溶接技術では結合が困難な金属及び合金システムの接合及び超塑性成形を可能にし、また、組成の異なるシートの結合にも適用することができる。いずれかの特定の理論に限定されるわけではないが、超音波溶接に関連する振動は加工対象物表面の酸化物層を破壊すると考えられており、これにより、このような不必要な層を取り除き、金属と金属の接触を促進し、結果として接着面間の接合を容易にするためのステップを作り出す。付加的な利点として、長い時間を要する高温のＤＢステップを置き換えることによって、エネルギーと時間が節約される。

結果的に、１つの態様では、構造体を作る方法が提供される。少なくとも１つは超塑性材料を含む、複数の加工対象物が提供される。加工対象物は一体に結合されて、組立品が成形される。具体的には、超塑性材料を含む第１の加工対象物は、少なくとも別の、第２の加工対象物に超音波溶接される。組立品は超塑性材料が超塑性変形可能になる温度まで加熱され、流体は第１の加工対象物と第２の加工対象物との間に注入され、両者の間に空洞を形成する。例示的な流体には、ヘリウム、アルゴン、及び窒素などの不活性ガスが含まれる。印加される流体の圧力を変えること及び所望の形状を有する鋳型内に空洞を形成することによって、様々な大きさと形状の空洞が得られる。

図１Ａから１Ｄに本方法の代表的な実施例が図解されているが、ここでは加工対象物は互いに対向するように配置された平面的な加工用シート１２及び１４となっている。加工用シート１２は超塑性材料を含む（図１Ａ）。シートはそれぞれ超音波接合が適用可能な範囲内の厚さ、通常は約０．１ｍｍから２ｍｍの範囲内の厚さを有する。加工用シートは次に超音波溶接１５によって一体結合され、組立品１６を成形する（図１Ｂ）。任意選択により、例えば、イットリア、ホウ素、窒化物、グラファイト、又はアルミナなどのストップオフ材料１３は、加工用シート１２と１４の間の溶接を防止すべき一又は複数の局所的な位置に適用可能であるが、一般的に、現時点では接合されない領域を選択的に残すために十分な位置制御精度で適用可能であるとは考えられていない。

組立品は次に、二分された金型２０の間に配置され、組立品のエッジと金型内部の空洞との間に気密封止を形成するため、一体となるように押圧される（図１Ｃ）。組立品は、加工用シート１２の超塑性材料の超塑性成形が起こり得る温度まで加熱される。不活性ガスなどの流体２４が加工用シート１２と１４との間に注入される。これにより加工用シート１２は金型２０の内面２２に対して付勢され、その結果内面２２の形状となる（図１Ｄ）。加工用シート１２と１４との間の接合は、超塑性成形に先立って超音波溶接によって形成される接合を含む。超音波溶接は個々のスポット又は連続した継ぎ目に沿って適用されてもよい。組立品１６が溶接又は接着剤（図示せず）によってその外周に沿って密閉される事例では、加工用シート間の隙間領域に流体が注入可能となるように、結合された加工用シート１６の組立品にはダクトが含まれることがある。必要に応じて、隣接した溶接領域間に流体を通すことができるように、超音波溶接１５に間隙を残すことができる。

平面以外の形状を有する製品が望まれる事例では、組立品は、最終製品に所望の形状、寸法及び機械的特性を付与するように成形されてもよい。金属及び合金のシート成形及びバルク成形に典型的に使用される方法は、このような製品を得るために適用されることがある。シート成形では、平面的な前加工品は引張荷重によって、通常は厚み又は表面に大きな変化が生じることなく、３次元形状に変形される。典型的なバルク成形プロセスには、鍛造、圧延、引出、及び押出が含まれる。図２Ａ〜２Ｂは、組立品１６が管状部品２６（図２Ａ）に成形され、次にコルゲーションを生み出すように超塑性成形を受ける例示的なプロセスを図解している。代替的に、成形ステップは超塑性成形が行われた後に行われてもよい。

有利には、超音波溶接は、拡散接合及びろう付けなどの従来の結合方法に通常付随する高温を必要としない。これにより、異なる耐熱性を有する材料の使用が可能になる。幾つかの実施例では、加工用シート１４は、加工用シート１４の材料が拡散接合可能となる温度までシートを加熱することが、他の加工用シート１２の材料の部分的な又は全面的な融解を引き起こす融点によって特徴付けられる材料を含むことがある。超音波溶接はこのような加熱を必要としないため、異なる耐熱性を有する材料の結合に適しており、異なる融点を有する一又は複数の材料を含む不均質な加工対象物の使用も可能になる。超音波溶接プロセスは、比較的低い融点によって特徴付けられる一又は複数の材料セクションを有する半加工品に適用されてもよい。

一連の代表的な実施例では、この方法は拡散接合には十分に有効ではない材料に適用される。このような材料の最たるものは、通常、合金元素としてマグネシウム、マンガン、シリコン、亜鉛を含むアルミニウム合金である。代表的なアルミニウム合金は国際合金呼称システムに従って命名されており、以下のようなものが含まれる。「１０００系」合金はアルミニウムの重量含有量が少なくとも９９％である。「２０００系」は銅との合金、「３０００系」はマンガンとの合金、「４０００系」はシリコンとの合金、「５０００系」はマグネシウムとの合金、「６０００系」はマグネシウム及びシリコンとの合金、「７０００系」は亜鉛との合金、そして「８０００系」は主としてリチウム合金に対して使用されるカテゴリである。米国特許出願第１２／３４９，６６８号（米国特許出願公開第２０１０／０１７０９９６号として公開）に開示されているアルミニウム、マグネシウム及びスカンジウムを含む合金など、航空宇宙応用に用途を見出す高強度アルミニウムも含まれる。典型的なマグネシウムベースの合金は、合金元素としてアルミニウム、亜鉛、マンガン、シリコン、銅、ジルコニウム、及び希土類を含み、一方、一般的なベリリウム合金は、銅、コバルト、ニッケル、及びアルミニウムのうちの一又は複数を含む。また、合金鋼及びニッケル合金に加えて、チタン合金も想定される。

別の態様では、マルチシート構造体が提供される。このような構造体では、シートの１つは少なくとも１つの超塑性成形されたコルゲーションを有し、第２のシートに超音波溶接されている。第１のコルゲーションのあるシートはさらに、他の種類の接合、例えば、レーザー溶接及び／又は摩擦溶接によって第２のシートに取り付けられることがある。図３は、超音波溶接３４によって内側シート３２に結合される外側シート３０を有する構造体などの代表的な実施例を図解するもので、外側シート３０は超塑性成形されたコルゲーション３６を特徴とする。実例的な実施形態では、外側シート３０は７０００系アルミニウム合金など、超塑性材料から作られてもよく、内側シート３２は代わりに低超塑性を特徴とする材料、例えば、６０００系のアルミニウム合金を含んでもよい。レーザー溶接及び摩擦溶接（図示せず）など、加工用シート間の付加的な接合が存在することもある。複数の超音波溶接を有するシートの複数の層も想定される。

代表的な実施例では、加工用シートは、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム及びそれぞれの合金など、通常、拡散接合には十分に有効ではない材料を含むことがある。他の実施形態では、シートは一又は複数の材料を含むことがあり、例えば、外側シート３０はアルミニウム合金を含むことがあり、シート３２はマグネシウム合金又はベリリウム合金を含むことがある。加えて、シートの１つは他のシートの材料よりも高い融点を特徴とする材料を含むことがある。

本開示による発明対象物の例示的な非排他的な実施例は、以下のＡ１節からＤ２７節に記載される。

Ａ１． 超音波溶接及び超塑性成形によって構造体を作る方法であって、前記方法は：
超塑性特性を有する第１の材料を備える第１の加工対象物を含む複数の加工対象物を組み立てること；
前記第１の加工対象物を第２の加工対象物に超音波溶接して組立品を成形すること；
超塑性特性を有する前記第１の材料が超塑性変形可能となる温度まで前記組立品を加熱すること、及び
前記第１の加工対象物と前記第２の加工対象物との間に流体を注入して前記第１の加工対象物と前記第２の加工対象物との間に空洞を形成すること
を含む方法。

Ａ２． 金型内に前記組立品を配置すること、及び
前記第１の加工対象物と前記第２対象物との間に前記流体を注入する際に、前記金型の内面に少なくとも前記第１の加工対象物を付勢すること
をさらに含むＡ１節に記載の方法。

Ａ３． 前記第１の加工対象物と前記第２の加工対象物との超音波溶接の前又は最中に第１の加工対象物及び第２の加工対象物を加熱することをさらに含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ４． 少なくとも１つの局所領域内で第１の加工対象物が第２の加工対象物に超音波溶接されるのを防止することをさらに含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ５． 前記流体はヘリウム、アルゴン、窒素、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される気体である、Ａ１節に記載の方法。

Ａ６． 前記第１の加工対象物を前記第２の加工対象物に摩擦溶接することをさらに含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ７． 前記摩擦溶接は摩擦かくはん溶接、リニア摩擦溶接、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、Ａ６節に記載の方法。

Ａ８． 前記組立品を成形することをさらに含み、前記成形することはシート成形、バルク成形、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、Ａ１節に記載の方法。

Ａ９． 前記成形することは前記空洞の形成の前又は後に達成される、Ａ８節に記載の方法。

Ａ１０． 前記第１の加工対象物及び前記第２の加工対象物のうちの少なくとも１つは平面的な加工用シートである、Ａ１節に記載の方法。

Ａ１１． 前記第２の加工対象物は超塑性特性を有する第２の材料を含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ１２． 前記第２の加工対象物は、前記第１の材料の融点よりも高い融点によって特徴付けられる第２の材料を含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ１３． 前記第１の加工対象物及び前記第２の加工対象物のうちの少なくとも１つは、摩擦かくはん溶接、回転摩擦溶接、又はリニア摩擦溶接された半加工品である、Ａ１節に記載の方法。

Ａ１４． 前記第１の加工対象物及び前記第２の加工対象物のうちの少なくとも１つは、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ベリリウム合金、チタン合金、合金鋼、ニッケル合金、及びこれらの組み合わせから構成される群から選択される材料を含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ１５． 前記第１の加工対象物及び前記第２の加工対象物のうちの少なくとも１つは、アルミニウム、並びに、銅、マンガン、シリコン、マグネシウム、亜鉛、リチウム、及びこれらの組み合わせで構成される群から選択される元素、からなる合金を含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ１６． 前記第１の加工対象物及び前記第２の加工対象物のうちの少なくとも１つは、マグネシウム、並びに、アルミニウム、亜鉛、マンガン、シリコン、銅、ジルコニウム、希土類、及びこれらの組み合わせで構成される群から選択される元素、からなる合金を含む、Ａ１節に記載の方法。

Ａ１７． 前記第１の加工対象物及び前記第２の加工対象物のうちの少なくとも１つは、ベリリウム、並びに、銅、コバルト、ニッケル、アルミニウム、及びこれらの組み合わせで構成される群から選択される元素、からなる合金を含む、Ａ１節に記載の方法。

Ｂ１８． 第１節に記載の方法により製造される構造体。

Ｃ１９． 少なくとも１つの超塑性成形されたコルゲーションを含む第１のシート、及び前記第１のシートに超音波溶接された第２のシートを備えるマルチシート構造体。

Ｃ２０． 前記第１のシート及び前記第２のシートのうちの少なくとも１つはアルミニウム合金を含む、Ｃ１９節に記載のマルチシート構造体。

Ｃ２１． 前記第１のシート及び前記第２のシートのうちの少なくとも１つはマグネシウム合金を含む、Ｃ１９節に記載のマルチシート構造体。

Ｃ２２． 前記第１のシート及び前記第２のシートのうちの少なくとも１つは、ベリリウム合金、チタン合金、合金鋼、ニッケル合金、及びこれらの組み合わせから構成される群から選択される合金を含む、Ｃ１９節に記載のマルチシート構造体。

Ｃ２３． 前記第１のシートは第１のアルミニウム合金を含み、前記第２のシートは第２のアルミニウム合金を含む、Ｃ１９節に記載のマルチシート構造体。

Ｃ２４． 前記第１のシートはアルミニウム合金を含み、第２のシートはマグネシウム合金を含む、Ｃ１９節に記載のマルチシート構造体。

Ｃ２５． 前記第１のシート及び前記第２のシートのうちの少なくとも１つは、第１の融点を有する第１の領域及び第２の融点を有する第２の領域を含み、前記第１の融点は前記第２の融点よりも高い、Ｃ１９節に記載のマルチシート構造体。

Ｄ２６． 少なくとも１つの超塑性成形されたコルゲーションを含む第１のシート、及び前記第１のシートに超音波溶接された第２のシートを備える機体。

Ｄ２７． 第２６節の機体を含む航空機。

上述のマルチシート構造体は、強度が高く軽量なコンポーネントを必要とする広範囲に及ぶ応用に理想的に適している。具体的には、構造体は、図４に示すように航空機１０２の機体などの航空宇宙応用に用途を見出し、図５に示すように方法１００に従って製造及び保守される。製造前の段階では、例示的な方法１００は、航空機１０２の仕様及び設計１０４及び材料の調達１０６を含みうる。製造段階では、航空機１０２のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１０８と、システムインテグレーション１１０とが行われる。その後、航空機１０２は認可及び納品１１２を経て運航１１４に供される。顧客により運航される間に、航空機１０２は定期的な整備及び保守１１６（改造、再構成、改修なども含みうる）を受ける。

方法１００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレーター（例えば顧客）によって実施又は実行されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってもよい。

図５に示すように、例示的な方法１００によって製造された航空機１０２は、複数のシステム１２０及び内装１２２を有する機体１１８を含むことができる。高レベルのシステム１２０の例には、推進システム１２４、電気システム１２６、油圧システム１２８、及び環境システム１３０のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれていてもよい。航空宇宙の例を示したが、マルチシート構造体は自動車の応用など、他の産業に応用することができる。

本明細書に具現化された装置と方法は、製造及び保守方法１００の一又は複数の任意の段階で採用することができる。例えば、製造プロセス１０８に対応するコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機１０２の運航中に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造することができる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせは、例えば、航空機１０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機１０２のコストを削減することにより、製造段階１０８及び１１０で利用することができる。同様に、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせを、航空機１０２の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守１１６に利用することができる。

言うまでもなく、上記は本開示の例示的態様及び実施形態に関するものであり、請求の範囲に規定される本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、複数の修正例を作成することができる。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
超音波溶接及び超塑性成形によって構造体を作る方法であって、前記方法は：
超塑性特性を有する第１の材料を備える第１の加工対象物（１２）を含む複数の加工対象物を組み立てること；
前記第１の加工対象物（１２）を第２の加工対象物（１４）に超音波溶接して組立品（１６）を成形すること；
超塑性特性を有する前記第１の材料が超塑性変形可能となる温度まで前記組立品（１６）を加熱すること、及び
前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）との間に流体（２４）を注入して前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）との間に空洞を形成すること
を含む方法。
（態様２）
金型（２０）内に前記組立品（１６）を配置すること、及び
前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の対象物（１４）との間に前記流体（２４）を注入する際に、前記金型（２０）の内面（２２）に少なくとも前記第１の加工対象物（１２）を付勢すること
をさらに含む態様１に記載の方法。
（態様３）
前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）との超音波溶接の前又は最中に前記第１の加工対象物（１２）及び前記第２の加工対象物（１４）を加熱することをさらに含む、態様１又は２に記載の方法。
（態様４）
少なくとも１つの局所領域内で前記第１の加工対象物（１２）が前記第２の加工対象物（１４）に超音波溶接されるのを防止することをさらに含む、態様１から３のいずれか一項に記載の方法。
（態様５）
前記第１の加工対象物（１２）を前記第２の加工対象物（１４）に摩擦溶接することをさらに含む、態様１から４のいずれか一項に記載の方法。
（態様６）
前記第２の加工対象物（１４）は、超塑性特性を有する第２の材料を含む、態様１から５のいずれか一項に記載の方法。
（態様７）
前記第２の加工対象物（１４）は、前記第１の材料の融点よりも高い融点によって特徴付けられる第２の材料を含む、態様１から６のいずれか一項に記載の方法。
（態様８）
少なくとも１つの超塑性成形されたコルゲーション（２８）を含む第１のシート（１２）、及び前記第１のシート（１２）に超音波溶接された第２のシート（１４）を備えるマルチシート構造体。
（態様９）
前記第１のシート（１２）及び前記第２のシート（１４）のうちの少なくとも１つがアルミニウム合金を含む、態様８に記載のマルチシート構造体。
（態様１０）
前記第１のシート（１２）及び前記第２のシート（１４）のうちの少なくとも１つは、第１の融点を有する第１の領域及び第２の融点を有する第２の領域を含み、前記第１の融点は前記第２の融点よりも高い、態様８又は９に記載のマルチシート構造体。

１２ 第１の加工対象物（加工用シート）
１３ ストップオフ材料
１４ 第２の加工対象物（加工用シート）
１５ 超音波溶接
１６ 組立品
２０ 金型
２２ 内面
２４ 流体
２６ 管状部品
２８ コルゲーション
３０ 外側シート
３２ 内側シート
３４ 超音波溶接
３６ コルゲーション

Claims (10)

1. 超音波溶接及び超塑性成形によって機体のための構造体を作る方法であって、前記方法は： 超塑性特性を有する第１の材料を備える第１の加工対象物（１２）を含む複数の加工対象物を組み立てること；前記第１の加工対象物（１２）を第２の加工対象物（１４）に超音波溶接して組立品（１６）を成形すること；超塑性特性を有する前記第１の材料が超塑性変形可能となる温度まで前記組立品（１６）を加熱すること、及び前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）との間に流体（２４）を注入して前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）との間に空洞を形成することを含み、前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）とは、０．１ｍｍから２ｍｍの厚さを有し、前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）のうちの少なくとも１つは、異なる融点を有する２つ以上の材料を含む不均質な加工対象物である方法。
2. 金型（２０）内に前記組立品（１６）を配置すること、及び 前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）との間に前記流体（２４）を注入する際に、前記金型（２０）の内面（２２）に少なくとも前記第１の加工対象物（１２）を付勢することをさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の加工対象物（１２）と前記第２の加工対象物（１４）との超音波溶接の前又は最中に前記第１の加工対象物（１２）及び前記第２の加工対象物（１４）を加熱することをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 少なくとも１つの局所領域内で前記第１の加工対象物（１２）が前記第２の加工対象物（１４）に超音波溶接されるのを防止することをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１の加工対象物（１２）を前記第２の加工対象物（１４）に摩擦溶接することをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第２の加工対象物（１４）は、超塑性特性を有する第２の材料を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記第２の加工対象物（１４）は、前記第１の材料の融点よりも高い融点によって特徴付けられる第２の材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 少なくとも１つの超塑性成形されたコルゲーション（２８）を含む第１のシート（１２）、及び前記第１のシート（１２）に超音波溶接された第２のシート（１４）を備え、前記第１のシート（１２）と前記第２のシート（１４）とは、０．１ｍｍから２ｍｍの厚さを有し、前記第１のシート（１２）と前記第２のシート（１４）のうちの少なくとも１つは、異なる融点を有する２つ以上の材料を含む不均質なシートである機体のためのマルチシート構造体。
9. 前記第１のシート（１２）及び前記第２のシート（１４）のうちの少なくとも１つがアルミニウム合金を含む、請求項８に記載のマルチシート構造体。
10. 前記第１のシート（１２）及び前記第２のシート（１４）のうちの少なくとも１つは、第１の融点を有する第１の領域及び第２の融点を有する第２の領域を含み、前記第１の融点は前記第２の融点よりも高い、請求項８又は９に記載のマルチシート構造体。

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