KR20120051032A - 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법이 개시된다. 상기 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법은 하우징(30a, 30b)을 제공하는 단계, 적어도 한 층의 라멜라 금속폼(10)을 제공하는 단계, 바인더와 금속분말(11)을 상기 금속폼 및/또는 상기 하우징(10)의 내벽에 적용하는 단계, 적어도 한 층의 금속폼(10)으로부터 금속폼 구조체(20a, 20b)를 형성하여, 그 결과 상기 금속폼 구조체(20a, 20b)가 상기 하우징(30a, 30b) 내로 삽입될 때 여러 지점들에서 상기 하우징(30a, 30b)의 내벽에 접촉하도록 기저면 A를 갖도록 하는 단계, 상기 금속폼 구조체(20a, 20b)를 상기 하우징(30a, 30b) 속으로 도입하는 단계, 상기 하우징(30a, 30b)과 상기 삽입된 금속폼(20a, 20b)을 가열온도(Ts)가 1,000℃에 이르기까지 가열하는 단계를 포함한다. 또한, 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체가 개시된다.

Description

하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법{PROCESS FOR PRODUCTION OF METAL-FOAM BODIES INTEGRATED IN HOUSINGS}

본 발명은 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법 및 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체에 관한 것이다.

금속폼은 산업에서 다양하게 사용되고 있다. 예를 들어 자동차 산업에서는 하우징 내에 단단하게 통합된 금속폼 요소들을 필요로 한다.

그러한 사용예들로는 금속폼에 기반한 촉매, 필터, 혼합기 혹은 열교환기들이 해당된다. 일반적으로, 금속폼 구조체를 갖는 하우징(housing)을 제조하기 위하여는, 금속폼 구조체가 먼저 마무리(완료)된 몰딩으로 형성되고, 그 다음에 하우징에 삽입된 후 하우징에 접합되게 된다.

그 대신에, 파이버 매트(세라믹 파이버)가 상기 하우징과 몰딩된 구조체의 사이에 베어링 요소로서 또한 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 연결들은 열에 매우 민감하다는 단점을 가지고 있다.

예들 들어, 상기 금속폼 구조체가 고온용의 프레임 내에 사용되는 경우, 예를 들어 엔진에 인접한 촉매등과 같은, 문제점들을 야기하기 때문이다.

만일 파이버 매트가 사용된다면, 비용이 추가적으로 소요된다. 또한, 그러한 파이버들은 발암물질에 해당하기 때문에 인간의 폐에 들어가게 되면 건강에 치명적인 영향을 가져올 수 있다.

실제 금속폼 구조체 제조공정에서는, 소결공정이 일반적으로 수반되며, 소결공정은 금속폼의 각각의 용도에서 요구되어지는 표면구조, 기계적 및 열적 저항성을 부여하게 된다. 일반적으로 상기 소결공정은 상기 금속폼 구조체가 형성되고 경화된 후에 바로 발생하게 된다.

금속/금속폼 복합재 컴포넌트의 제조방법은 독일 공개공보 DE 101 27 716 A1에 개시되어 있다. 상기 제조방법에 의하면, 편평한 혹은 몰딩된 금속 부품이 주조 주형(casting mould)의 중공 챔버 내에 삽입되는데, 상기 중공 챔버는 상기 금속 부품에 의해 적어도 부분적으로 한계가 정해지게 된다.

상온에서 고체상태인 용융금속과 추진체(propellent)의 혼합물이 상기 중공 챔버 내에 삽입된 후 거기에서 형태를 갖게 된다.

그러나, 이러한 공정은 금속폼 제조를 위한 공정들과 관련하여 양립하기 어려운데, 특히 폴리우레탄 폼으로 이루어진 몰딩된 구조체가 먼저 형성되고, 그 위에 금속층을 코팅한 후 폴리우레탄 폼을 태우는 공정에서는 양립이 어렵다.

상기 공정은 금속폼 제조를 위한 공정들과 관련하여 양립하기 어려운데, 특히 폴리우레탄 폼으로 이루어진 몰딩된 구조체가 먼저 형성되고, 그 위에 금속층을 코팅한 후 폴리우레탄 폼을 태우는 공정에서는 양립이 어렵다.

따라서, 본 발명은 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체 제조방법을 제공함으로써, 종래기술에 의한 단점들을 회피할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적들은 청구항 1에 의한 제조방법과 청구항 11에 의한 금속폼 구조체에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속항들에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법은 하우징을 제공하는 단계, 적어도 한 층의 라멜라(lamellar) 금속폼을 제공하는 단계, 바인더와 금속분말을 상기 금속폼 및/또는 상기 하우징의 내벽(inner wall)에 도포하는 단계, 적어도 한 층의 금속폼으로부터 금속폼 구조체를 형성하여, 그 결과 상기 금속폼 구조체가 상기 하우징 내에 삽입되었을 때, 상기 하우징의 내벽 여러 지점들에서 접촉하는 형상이 되도록 기저면(base surface) A를 갖는 금속폼 구조체를 형성하는 단계, 상기 금속폼 구조체를 상기 하우징 내에 도입하는 단계; 및 상기 하우징과 삽입된 금속폼을 가열온도(Ts) 1,000℃ 까지 가열하는 단계를 포함한다.

상기 금속분말은 소위 "소결 분말"로서, 금속폼이 열저항성(내열성) 및 표면구조에 있어서 충분한 조도(roughness)를 부여하게 된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 금속분말 및 금속폼을 동시에 서로 소결시키는 단계는 상기 금속폼을 상기 하우징 내에 통합시키기 위하여 상기 금속폼과 상기 하우징 간의 확고한 연결을 형성하게 된다.

소결공정에서 필요로 하는 고온으로 인하여, 상기 금속폼과 이를 둘러싸는 하우징간에는 가열하는 동안에 고정된 연결이 생성되게 된다. 이러한 방식에 의해 상기 금속폼 구조체와 하우징간에 형성되는 접합(adhesion)은 또한 고열, 예들 들어 자동차 엔진의 인접한 부분에서 발생하는, 을 견딘다. 따라서, 상기 방법에 의해 제조되는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체는 엔진에 인접한 부분에서 촉매로서도 이용될 수 있다.

라멜라(lamellar) 금속폼이라는 용어는, 본 발명의 실시예들의 범위내에서, 두께범위가 0.5~10mm인 유연한 혹은 유연하지 않은 편평한 구조물들을 의미한다. 그러한 라멜라 금속폼들은 또한 "시트(sheet)"라고도 불린다. 상기의 한 층의(a layer of) 라멜라 금속폼을 제조하기 위하여는, 한 층의 폴리우레탄 폼 혹은 유사한 플라스틱의 폼이 먼저 제조된다.

그 다음에 하나의 금속층이 상기 플라스틱 폼에 소위 "슬러리" 혹은 "전착(electrodeposition)"에 의해 적용된다. 이러한 방식으로, 상기 플라스틱이 태워져 소멸된 후에 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 얇은 금속폼 시트들이 형성된다.

상기 얇은 금속폼 시트들은 그 다음 제조공정에서 금속폼 구조체들로 가공된다. 원론적으로, 이러한 것은 다양한 방식으로 일어날 수 있다. 상기 금속폼 시트들로부터 구조체를 제조하는 방법(가능성)은 하나의 시트위에 다른 하나를 적층하는 것이다.

이 경우, 생성될 상기 금속폼 구조체의 기저면(base surface) A는 예들 들어 상기 각각의 금속폼 시트들의 기저면에 해당될 수 있다. 이는 상기 완성된 금속폼 구조체가 상기 각각의 시트들의 기저면에 수직으로 상기 하우징에 삽입된다는 것을 의미한다.

다른 실시예에서, 상기 금속폼 구조체는 적어도 한 층의 라멜라 금속폼을 권취(coiling)해서 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 원통형 혹은 타원형의 금속폼 구조체가 제조되며, 이러한 금속폼 구조체의 기저면은 원형 혹은 타원형이 된다.

상기 금속폼 구조체의 기저면 A는 상기 금속폼 구조체가 상기 금속폼 구조체의 주변을 따라서, 상기 하우징의 내벽의 여러 지점들에서 접촉하도록 치수가 조정될 수 있다.

이것은 가령 상기 하우징에 의해 정의(한정)되는 중공 챔버와 동일한 모양을 갖는 금속폼 및 중공 챔버 및 이에 실질적으로 부합하는(달리 말하여, 몇 마이크론 또는 밀리미터의 범위 내에서) 구조체의 크기들에 의해 이루어질 수 있으며, 그 결과 상기 금속폼 구조체는 그 외주부에서 상기 하우징의 내벽과 접촉하게 된다.

바람직하게는, 상기 금속폼 구조체는 상기 하우징의 길이방향(longitudinal direction; L)에서 상기 외주부의 전체에 걸쳐서 상기 내벽에 접촉한다.

상기 바인더(binding agent) 및 금속분말은, 예를 들어, 이 순서로 연속적으로 적용되거나 혹은 혼합물의 형태로 동시에 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 바인더와 금속분말을 적용하는 단계는 상기 금속폼 구조체가 상기 하우징 내에 삽입되기 이전에 상기 관형의 하우징의 내벽에 혼합물을 부착시키는 것을 포함한다.

이것은 상기 하우징은 상기 금속폼 구조체가 소결 및 바인딩 공정에 도입되기 이전에, 다시 말하면 상기 하우징의 내벽이 자유로이 접근가능할 때, 준비가 된다는 것을 의미한다.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 혼합물은 상기 금속폼이 상기 금속 하우징에 도입되기 이전에 상기 금속폼에 적용된다.

이와 관련하여, 여기서 사용되는 "도입"이라는 표현은 예를 들어, 상기 하우징이 관형의 하우징인 경우, 상기 하우징의 내부에 삽입된다는 것을 의미한다. 또한, 이러한 표현은 예를 들어 상기 하우징이 여러 개의 쉘(shell)로 구성된 경우(가령 두 개의 반쪽 쉘), 상기 하우징 속으로 상기 구조체를 배치한다는 것을 의미할 수 있다.

상기 금속분말은 예를 들어 상기 혼합물에 약 10wt% 내지 80wt%의 비율로 포함될 수 있다. 만일 상기 성분이 상술한 범위 내에 속하게 되면, 상기 표면들 위에 도포를 위한 상기 혼합물의 정확한 일관성이 보장되는 한편, 두 성분들의 농도가 상기 소결공정과 상기 하우징에 연결되는 공정을 충분한 충실도로 보장하기에 충분하게 된다.

실시예를 변경하여, 상기 하우징의 내부에 적용되는 상기 혼합물은 상기 금속폼 시트들의 표면에 적용되는 혼합물과 서로 다른 성분함량을 가질 수 있다. 특히, 전술한 혼합물은 바인더를 보다 높은 비율로 포함할 수 있으며, 후술한 혼합물은 금속분말들이 보다 높은 비율로 포함되게 된다.

상기 금속분말은 합금으로서 다음의 금속들, 철, 크롬, 알루미늄 및 니켈, 중의 적어도 둘을 포함할 수 있다. 상기의 금속들로 이루어진 합금을 소결하게 되면 이러한 재료들과 함께 소결되는 금속폼의 고온 저항성(내열성)을 보장하게 되어, 그 결과 예를 들어 제조되는 상기 하우징 내에 통합되는 금속폼은 고온 영역에서 촉매로서 사용될 수 있다.

상기 혼합물은 바람직하게는 점성을 갖는 성분으로 형성된다. 이는 상기 혼합물이 높은 점성을 갖는 액상의 형태로 존재한다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 상기 혼합물이 수직인 표면들로부터 액상으로 떨어지거나 흘러버리는 것이 최대한 회피될 수 있다. 또한, 그와 같은 페이스트(paste) 형태의 혼합물은 도포하기도 쉽다.

상기 가열온도(Ts)는 가령 1,100℃ 내지 1,300℃ 사이에 놓일 수 있다. 소결공정과 상기 하우징을 상기 금속폼에 연결하는 공정이 서로 다른, 분리된 단계로 수행되는 종래기술과는 달리, 본 발명의 실시예와 관련하여, 가열은 한 번으로 족하여 에너지의 절감을 가져올 수 있다.

상기 가열온도는 바람직하게는 적어도 약 50분 이상 유지된다. 그럼으로써 상기 소결공정 및 연결공정이 완료되는 것이 보장된다. 상기 바인더(bindind agent)는 예를 들어 다음 성분들, 물, 왁스, 용제(solvent) 및 접착제, 의 하나 혹은 그 이상을 포함할 수 있다. 바인더의 역할은 상기 혼합물이 원하는 일관성을 부여하는 것이다. 상기 바인더는 특히, 약 20℃에서 높은 점도, 양호한 건조 특성 및 무독성을 가져야 한다.

원형관은 예를 들어 하우징으로 제공될 수 있으며, 이와 같은 경우,금속폼은 바람직하게는 원형 혹은 타원형의 기저면 A를 갖는 금속폼이다.

상기 금속폼 구조체의 단면은 상기 하우징의 내부 단면과 실질적으로 동일해야 한다. 그와 같은 배치(configuration)는 상기 금속폼 구조체를 상기 하우징에 용이하게 삽입하는 것을 보장하며, 또한, 원형의 단면의 경우에는, 금속폼의 기저면과 하우징의 회전대칭 형성으로 인하여 상기 금속폼 구조체의 위치(배치)는 삽입시에 주의를 기울이지 않아도 된다.

"실질적으로 동일하다"는 표현은 본 발명의 범위 내에서, 상기 두 개의 단면들이 불과 수 밀리미터, 및 특히, 불과 수 마이크로미터의 만큼 차이가 난다는 것을 의미한다.

상기 하우징을 응력으로부터 적절히 보호하기 위하여는, 적어도 상기 하우징의 내벽은 고급강(high-grade steel)로 제조될 수 있다. 그렇게 함으로써 상기 금속폼 구조체의 추후 작업 동안에 상기 하우징의 내면이 실질적으로 영향을 받지 않은 상태로 있게 된다. 또한, 고급강으로 이루어진 표면은 엔진에 인접한 배기가스관 내에서 우세한 극한 조건들에서도 견딜 수 있다.

하우징 내에 통합된 금속폼 구조체는 본 발명에 의한 제조방법에 의해 제조될 수 있으며, 상기 제조방법에서 상기 금속폼 구조체는 여러 지점들에서 상기 하우징의 내벽과 접촉하게 되며 소결공정에 의해 상기 금속폼 구조체가 상기 하우징의 내벽에 고정되게 된다.

달리 말하면, 상기 금속폼 구조체는 상기 하우징과 접촉하는 지점들에서 상기 하우징에 소결되며, 그에 의해 상기 연결이 고온 저항성이 보장된다.

이미 언급한 바와 같이, 상기 하우징은 원형 혹은 타원형의 단면을 갖는 관형 하우징일 수 있다. 이 경우, 상기 금속폼 구조체는 바람직하게는 원통형 혹은 타원형 구조체이며 그 외부 윤곽(contour)이 상기 하우징의 내부 윤곽(contour)과 실질적으로 동일하다.

상기 금속폼 구조체는 예를 들어 철, 크롬, 알루미늄, 혹은 니켈, 혹은 이들의 합금으부터 형성될 수 있다. 이러한 물질들은, 특히 촉매 생산을 위하여 바람직한 물질들로, 이러한 물질들이 비교적 저가이며 동시에 화학적으로 활성인 분위기 조건들에서 충분한 저항성을 가지기 때문이다.

극한 분위기 조건들에 충분한 저항성을 가진, 하우징과 하우징에 통합된 금속폼 구조체로 이루어진 유닛(단위체)을 제공하기 위하여, 적어도 상기 하우징의 내벽은 고급강으로 이루어지거나 고급강의 층으로 코팅이 되는 것이 바람직하다.

상기 하우징 내에 통합되는 금속폼 구조체는 가령 필터 혹은 촉매로서 형성되는 금속폼 구조체일 수 있다. 그러한 촉매들은 가령, 고온에 노출되는 자동차 내의 배기가스 시스템 혹은 필터 시스템에 종종 사용된다. 상술한 저항을 갖는 연결에 의하여, 상기 하우징에 통합된 금속폼 구조체는 높은 응력하에서도 오랜 수명을 갖는다.

본 발명은 단순하고 값싼 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법을 제공한다. 상기 두 성분들의 복합체는 상기 성분들이 소결공정에 의해 연결이 이루어지기 때문에 고온에서의 저항성을 특징으로 한다.

본 발명은 본 발명의 실시예들을 제한하지 않는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 기술된다. 이와 관련하여, 상기 도면에 나타낸 것들은 반드시 비례하는 것은 아니며, 오히려 보다 명확하게 하기 위하여, 진정한 비율들은 왜곡될 수 있다.
도 1은 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법에 대한 공정도이다.
도 2는 본 발명에 의한 제조방법의 실시예들에 따라 사용될 수 있는 라멜라 금속폼의 층들을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 서로 다른 모양들을 갖는 금속폼 구조체를 도시한 도면이다.
도 4는 서로 다른 금속폼 구조체를 하우징 내에 삽입하는 단계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 형성될 수 있는 가능한 금속폼 구조체들의 모양을 도시한 도면이다.
도 6은 하우징 내에 서로 다른 위치들에 도입되는 금속폼 구조체를 도시한 도면이다.

도 1은 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법의 실시예에 관한 공정도이다. 상기 제조방법은 관형의 하우징과 한 층의 라멜라 금속폼을 제공하는 제 1 단계(S10)를 포함한다.

다음으로, 제 2 단계(S20)는 바인더와 금속분말이 상기 금속폼 및/또는 관형 하우징의 내벽에 적용된다. 먼저, 바인더가 그 다음에 금속분말이 적어도 한 층의 금속폼 상에 도포될 수 있다.

또는, 상기 두 성분들은 미리 준비된 혼합물의 형태로 적용될 수 있다. 상기 적용은 예를 들어 각각의 층들의 표면들을 페인팅 함에 의해 이루어질 수 있다. 한편, 하나 또는 그 이상의 층들의 금속폼을 상기 혼합물에 담그는 것도 또한 가능하다.

그 다음 제 3 단계(S30)는 상기 적어도 한 층의 금속폼으로부터 금속폼 구조체를 형성하는 단계이다. 이미 언급한 바와 같이, 3차원의 구조체를 형성하기 위하여는 한 층을 권취해서 혹은 여러층을 적층함으로써 수행될 수 있다.

상기 금속폼은 상기 하우징 내에 밀어지거나 삽입될 때 상기 하우징의 내벽에서 여러 지점들, 바람직하게는 금속폼 외주부의 전체에서 접촉하도록 치수를 갖는다. 따라서, 상기 금속폼 구조체와 하우징의 사이에는 충분한 접촉점들 또는 표면들이 존재하게 된다.

충분한 양의 금속분말 및 바인더가 상기와 같이 제조되는 금속폼 구조체와 상기 하우징의 내면에 확실하게 부착이 되면, 그 다음 제 4 단계(S40)는 상기 금속폼 구조체는 상기 하우징 내에 배치될 장소에 안착하도록 충분히 깊숙히 도입된다.

상기 금속폼 구조체는 상기 하우징의 내벽을 여러 지점들에서, 바람직하게는 그 외주부의 전체 상에서, 접촉한다.

그 다음 제 5 단계(S50)는 상기 금속폼과 함께 상기 하우징은 1,000℃ 이상의 가열온도(Ts)로 가열된다. 상기 금속폼은 소결되며, 상기 금속폼 구조체와 하우징의 내벽 사이에 연결(connection)이 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 금속폼(10) 층들은 여러 가지의 모양으로 제공될 수 있다. 상기 금속폼 층들(10)의 모양은 예를 들어 도면 부호 10a로 나타낸 바와 같이 직사각형 혹은 정사각형, 도면 부호 10b로 나타낸 바와 같이 원형 혹은 타원형일 수 있다.

링의 일부 모양도 도면 부호 10c에 나타낸 바와 같이, 가능하다. 바인더와 합금 분말들은 각각 혹은 혼합물로서 이러한 금속폼 층들(10a, 10b, 10c)의 표면에 적용된다.

도 3은 각각의 층들(10)로부터 하나의 금속폼 구조체(20a, 20b)가 형성되는 것을 도시하고 있다. 상기 도면의 왼쪽에 도시된 실시예에 따르면 상기 금속폼 구조체(20a)는 여러층들을 적층함에 의해서 형성된다.

상기 도면은 완료된 금속폼 구조체의 측면도를 나타낸 것이며, 금속폼 구조체의 기저면 A는 상기 그림 평면(image plane)에 수직으로 있게 된다.

상기 도면의 오늘쪽에 도시된 다른 실시예에 따르면, 금속폼 구조체(20b)는 한 층 혹은 여러 층의 금속폼(10)을 권취함(coiling)에 의하여 제조될 수 있다. 이 도면은 앞의 것과는 달리, 기저면 A의 직사면(direct plan view)이다.

여기서 도시된 금속폼 구조체(20b)는 결과적으로 신장된 원통 형상을 갖게 된다.

각 경우에 있어서, 구조체는 편평한 금속폼 층들(10)로부터 제작되기 때문에, 상기 구조체(20a, 20b)는 내부에 분산되어진 바인더와 금속분말(합금 분말)의 혼합물을 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 금속폼 구조체(20a, 20b)는 그에 상응하는 모양을 갖는 하우징(30a, 30b)에 도입된다. 도 4 내의 왼쪽에는 상기 금속폼 구조체(20a)가 내부에 삽입된 하우징(30a)이 또 다시 측면도로 도시되었다.

금속폼 구조체(20a)는 전체 길이(L)을 따라서 상기 하우징(30a)의 내벽과 접촉함을 알 수 있다.

상기 도 4 내의 오른쪽에는 상기 금속폼 구조체(20b)의 기저면 A에 일치하는 원형 단면을 갖는 하우징(30b)이 도시되어 있다.

상기 관형 하우징(30b)의 내부 윤곽(contour)은 상기 금속폼 구조체(20b)의 외부 윤곽(contour)에 거의 일치한다. 이러한 방식으로, 상기 하우징(30b)의 내벽과 금속폼 구조체(20b) 간에는 양호한 접촉이 확보된다.

상기 금속폼 구조체의 외부 윤곽은, 상기 금속폼을 상기 하우징에 삽입할 때, 상기 하우징의 내벽이 회손되거나 삽입시에 지나친 힘이 가해지지 않도록 지나치게 커서는 안된다.

당연히, 그것과 다른 형태를 갖는 하우징 및 금속폼 구조체의 단면 형상들, 예를 들어 정사각형 혹은 직사각형의 단면적, 도 선택될 수 있다.

만일 상기 하우징과 금속폼 구조체의 단면 형상들이 서로 일치하면, 주어진 적합한 치수들에서, 상기 금속폼 구조체의 주변들과 상기 하우징의 내벽은 상기 금속폼 구조체의 전체 주변부에 걸쳐서 서로 접촉하게 된다.

상기 하우징(30a 혹은 30b) 및 상기 하우징 내에 각각 도입되는 상기 금속폼 구조체(20a 혹은 20b)를 포함하는 유닛은 소결공정을 위하여 로(furnace)내에 놓여질 수 있다.

도 5는 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있는 금속폼 구조체들의 다양한 기전면들 A을 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 라멜라 층들을 포함하는 층상의 구조체로 인하여, 거의 어떠한 기저면들, 예를 들어, 직사각형, 원형, 타원형 혹은 삼각타원형(tri-oval)이 가능하다.

상기 금속폼 층들의 유연성(flexibility) 혹은 굽힙성(bendability)으로 인하여, 상술한 바와 같이 권취된 형태의 금속폼 구조체도 또한 가능하다.

도 6은 하우징(30a) 내에 여러 개의 층들(10)로 이루어진 금속폼 구조체(20a)가 배치될 수 있는 위치들을 도시한다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 금속폼 구조체(20a)는 상기 층들(10)의 기저면들이 상기 하우징(30a)의 측벽에 수직하게 연장하거나(도면내의 왼쪽에 표시된) 상기 층들(10)의 기저면들이 각각 상기 하우징(30a)의 측벽들에 평행하게 연장하도록(도면내의 오른쪽에 표시) 삽입될 수 있다.

본 발명에 의하면, 단순하고 경제적인 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법이 제공된다. 두 개의 성분들의 복합체(composite)는 상기 성분들간에 소결공정에 의해 형성되는 연결에 의해 고온에서의 저항성을 구비한 것을 특징으로 한다.

Claims (17)

1. 하우징(30a, 30b)을 제공하는 단계;
   적어도 한 층의 라멜라 금속폼(10)을 제공하는 단계;
   바인더와 금속분말(11)을 상기 금속폼 및/또는 상기 하우징(10)의 내벽에 적용하는 단계;
   적어도 한 층의 금속폼(10)으로부터 금속폼 구조체(20a, 20b)를 형성하여, 그 결과 상기 금속폼 구조체(20a, 20b)가 상기 하우징(30a, 30b) 내로 삽입될 때 여러 지점들에서 상기 하우징(30a, 30b)의 내벽에 접촉하도록 기저면 A를 갖도록 하는 단계;
   상기 금속폼 구조체(20a, 20b)를 상기 하우징(30a, 30b) 속으로 도입하는 단계;
   상기 하우징(30a, 30b)과 상기 삽입된 금속폼(20a, 20b)를 가열온도(Ts)가 1,000℃에 이르기까지 가열하는 단계;
   를 포함하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 바인더 및 금속분말들은 연속하여 그 순서대로 혹은 혼합물의 형태로 동시에 적용되는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 금속분말은 상기 혼합물에 10wt% 내지 80wt%의 비율로 포함된 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속분말은 철, 크롬, 알루미늄 및 니켈 중 적어도 2개의 금속들을 합금의 형태로 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼합물은 점성을 갖는 성분으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가열온도(Ts)는 1,100℃ 내지 1,300℃ 인 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가열온도(Ts)는 적어도 50분 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 바인더는 물, 왁스, 용제(solvent) 및 접착제(adhesive) 성분들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징으로는 관형 하우징이 제공되고 상기 금속폼으로는 원형 혹은 타원형의 기저면 A를 갖는 금속폼이 제공되며, 상기 금속폼의 단면적은 상기 관형 하우징과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 하우징의 내벽은 고급강(high grade steel)로 제조되는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속폼 구조체(20a, 20b)를 형성하는 단계는 복수의 층들의 라멜라 금속폼(10)을 적층하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속폼 구조체(20a, 20b)를 형성하는 단계는 적어도 한 층의 라멜라 금속폼(10)을 롤 형태가 되도록 권취하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체의 제조방법.
13. 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체에 있어서,
    상기 금속폼 구조체(20a, 20b)는 여러 지점들에서 상기 하우징의 내벽과 접촉하며, 상기 금속폼은 상기 하우징의 내벽에 소결에 의한 연결에 의해서 고정되는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하우징은 관형 하우징인 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 금속폼 구조체는 철 또는 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체.
16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 하우징의 내벽은 고급강(high-grade steel)로 형성되는 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체.
17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속폼 구조체(20a, 20b)는 필터 또는 촉매인 것을 특징으로 하는 하우징 내에 통합된 금속폼 구조체.

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