TWI398573B

TWI398573B - 施用結合劑以製造耐高溫結構的方法

Info

Publication number: TWI398573B
Application number: TW094111632A
Authority: TW
Inventors: Kait Althofer
Original assignee: Emitec Emissionstechnologie
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2013-06-11
Also published as: RU2381880C2; KR20070012727A; JP5117184B2; JP2007534500A; RU2006142029A; CN1946505A; US20070040004A1; EP1740339B1; KR101211197B1; EP1740339A1; CN100574954C; TW200613637A; WO2005107992A1; DE102004021037A1

Description

施用結合劑以製造耐高溫結構的方法

本發明係有關一種用以製造耐高溫或能夠承受高溫之結構，諸如由金屬層所形成之蜂巢體，其在汽車工業中係特別用以作為觸媒承載體，吸收體且/或過濾器本體。

發明背景

各種形式之蜂巢體（其係由金屬層捲繞、疊層且/或扭轉所形成）係為人所知。一種早期的形式係為螺旋形式（德國公開無訴訟專利申請案DE 29 02 779 A1號，對應美國專利第4,273,681號顯示出典型的範例），其中係將一平滑的薄片金屬層以及一波紋狀的薄片金屬層彼此疊置於頂部，並以螺旋方式加以捲繞。根據另一實施例，該蜂巢體係由複數個交替配置的平滑與波紋狀或具有不同波紋的薄片金屬層，並將最初形成一個或更多堆疊的該等薄片金屬層扭轉在一起所構成，在該案例中，所有薄片金屬層之尾端會靠在外側上，且能夠結合到一外罩，產生許多接合處，能夠增加蜂巢體的耐用性。這些形式之典型範例係說明於歐洲專利0 245 737 B1號（對應美國專利第4,832,998號以及4,923,109號）或是國際公開案WO 90/03220號（對應美國專利第5,105,539號與5,139,844號）中。

為了製造一蜂巢體，各層彼此必須至少部分地加以接合。已知有許多接合技術能夠作為此目的之用。銅銲方法（其中各層係至少在一子區域中以銅銲方式接合在一起）已經成為商業上非常重要的關鍵。為此目的，需要將一銅銲材料（其熔點較各層材料為低）導入蜂巢體中。將該蜂巢體加熱到使其溫度超過銅銲材料的熔點，致使銅銲材料熔融，以便在銅銲材料冷卻時將各層彼此接合在一起。

銅銲材料能夠以各種形式導入蜂巢體中，例如以銅銲薄片或是箔片或是銅銲粉末等形式。一銅銲薄片與箔片係靠在或是以黏著方式結合在欲使各層彼此接合的區域中，而銅銲粉末（在某些案例中使用先前施加的結合劑）係施加於蜂巢體的界定子區域中。

如果沒有使用結合劑而將銅銲粉末導入蜂巢體中，則實際上並無法在蜂巢體之子區域中進行銅銲體的對準目標的固定方法。如此表示必須施加一結合劑，以便使各層彼此進行局部的非同質接合（亦即，進行流動方向中不連續且/或實質上與流動方向橫切的接合），或者將各層接合到一圍繞該蜂巢體的管狀外殼亦必須如此。

已知有許多用以施加結合劑之技術。例如，歐洲專利0 422 000 B2號（對應美國專利申請公開案US 2001/0013390號與US 2002/0129890號）揭露藉由滾軋施加結合劑。在該案例中，結合劑係在各層進行捲繞與堆疊之前加以施加。此外，已知例如德國專利DE 101 51 487 C1號（對應美國專利申請公開案US 2003/0075590號與美國專利第6,811,071號）使用毛細力施加液體形式的結合劑。在該案例中，蜂巢體在各層進行捲繞或堆疊且實行扭轉以後係與一液體結合劑相接觸，該結合劑會由於毛細力而上升進入平滑與波紋狀層之接觸區域所形成的毛細處中。

文中所述之兩種方法係極為適合範圍廣泛的不同應用，但如果需要特別準確與精確界定的銅銲，則技術困難度便會升高。例如，藉由滾軋施加結合劑係相當複雜，且甚至實際上滾子對於欲提供結合劑之各層的相對位置容易產生誤差。此外，透過使用毛細力導入結合劑並不能對於僅在子區域中之鄰接層的選擇接合提供足夠的彈性。

發明概要

本發明之目的係在於提供一種用以藉著施加結合劑製造一耐高溫結構之方法，其至少克服此一般種類目前已知方法的上述技術缺點，用以生產耐高溫之結構。特別在於，本發明欲提供一種方法，其容許將銅銲材料準確施加到該結構。文中亦考慮至少為半自動系列製造的標準。本發明最終亦試圖能夠提供一種耐高溫的結構，因為其必須能夠承受一段長時間之可觀熱負荷與動態負荷(例如在汽車內燃引擎之排氣系統中)。就成本觀點而言，其亦能夠促進有效地利用銅銲材料。另外，與類似之已知方法相較，亦希望需要較少的能量實行本發明之方法。

由於上述以及其他考慮的目的，依照本發明提供一種用以製造一耐高溫結構的方法。該方法包含以下步驟：

(a)將一結合劑施加到至少一個至少部分建構之金屬層的至少一接合部分，該結合劑係以液滴形式施加，以製備出厚度小於0.05毫米的一層結合層。

(b)該至少一個至少部分建構之金屬層係至少部分地成形成為本發明的結構。

(c)施加一銅銲材料，以便至少部分地固定到該結合層。

(d)實行一熱處理。

瞭解到的是，術語結合劑係特別表示一種物質，其適合用以（至少暫時地）固定住銅銲材料，直到銅銲材料最後在實施熱處理期間熔化為止。這些結合劑通常具有能夠藉著強力的表面結合性（黏著）以及強力的內部保持性（附著）使其他物體（在此案例中係為各層與銅銲材料）接合的能力。

依照步驟(a)，現在將此結合劑施加於至少一個接合部分。接合部分係為預計在層上提供結合劑的區域，該接合部分能夠例如延伸跨過層之相當大的部分，但接合段亦能夠僅代表該層局部的狹窄特定子區域（例如表面積小於20平方毫米或是甚至於小於10平方毫米或5平方毫米）。因此，該接合部分並非必然等於各層最後產生之技術接合連接的區域，產生技術接合連接之較佳方式係藉由銅銲產生。然而，其亦能夠使用燒結或甚至焊接方法。該等接合部分能夠配置成至少在區域中彼此偏移。如此特別代表彼此鄰接配置之蜂巢體的各層之接合部分在徑向且/或軸線方向並非前後相連加以配置。此外，在蜂巢體之橫剖面中，該等接合部分能夠配置成一棋盤樣式。在該案例中並沒有接合部分（尤其以重複形式）係設置於該層之走向且/或接觸位置方向、與其相垂直且在層間彼此靠著的方向。對於此種接合樣式而言，沿著蜂巢體整個長度之接合樣式係完全不同尤為較佳，而並非為至少有兩個彼此相隔之橫剖面，且具有彼此不同接合樣式的情況。

因此，所形成之結合層係藉由以液滴形式施加結合劑加以製備。如此作法之優點係在於其能夠進行施加結合劑的工作，而不會使用以施加結合劑的裝置與層本身之間產生物理接觸。如此一方面能夠避免對層造成物理損害，同時亦能夠將準確衡量且預先決定的少量結合劑配置到層上。所以，如此作法同時產生提供特別薄之結合層厚度的選擇（尤其是小於0.05毫米）。非常小的層厚度如今開啟了調整結合劑本身之結合作用的可能性，因為其能夠影響所使用之銅銲材料的接觸面積或穿透深度。以液滴形式提供結合劑能提供甚至更薄的層厚度。例如，其提出能夠使層厚度甚至更小，例如，小於0.01毫米、0.001毫米（1微米），尤其是小於0.0005毫米（0.5微米）或甚至小於0.0001毫米（0.1微米）。層厚度能夠達到某種程度亦與所使用之結合劑有關。藉由範例，使用具有高溶劑成分（例如大於50%）之結合劑能夠產生極薄的結合層，此等極薄的層厚度先前對於系列製造而言係無法實行。使用機械裝置施加結合劑常常會導致結合劑層之破壞，或至少需要花費可觀的時間與成本。

依照步驟(b)，該結構在施加過結合劑之後係至少部分地加以成形。如此特別表示堆疊複數個層，以致於使其形成流動通道，該等通道通常係藉由至少兩個鄰接層加以界定。為此目的，亦能夠使各層彼此接合或是捲繞在一起，以致於最後形成一種蜂巢結構。在此案例中，結構最後需要之形狀在此方法階段並不一定要儘早形成，對於該結構之成形亦能夠加以中斷並實行接續的處理步驟，例如重新進行步驟(a)且/或甚至進行步驟(c)。

接著，銅銲材料係藉由方法步驟(c)進行施加，以致於使該銅銲材料係至少部分地固定到結合層。在本文中，應注意到的是，步驟(c)亦能夠在步驟(a)之後立即加以部分地實行，亦即，甚至在該結構至少部分成形之前就已經施加銅銲材料。銅銲材料能夠用所有已知方式加以提供，但對於銅銲材料而言，較佳係利用一承載流（例如空氣）使其通過該結構，以致於使銅銲材料與各層相接觸，因而同樣與結合層相接觸。當銅銲材料與此種結合層相接觸時，該材料通常會黏著到結合層上。銅銲材料流過該結構時，沒有與結合劑相接觸之銅銲材料係再度加以收集，如果適合便加以淨化，並回收送回處理，以便提供符合環保與便宜的方法。現在所需數量的銅銲材料係位於各層之間的層之相鄰子段之間的預定結合部分中，此數量之銅銲材料係藉著考慮需要長期承受變動的熱且/或動態負荷（諸如在汽車內燃引擎之排氣系統中）加以界定。此外，能夠確定的是，如此數量的銅銲材料並不會對於金屬層之材料在熱處理期間導致任何的（例如化學）變化，亦即藉由範例，該金屬層仍然保有其長時效的抗腐蝕性。

在方法步驟(d)中，接著係使銅銲材料熔化，且最後當其冷卻時會藉由力學接合產生連接，以致於使例如複數個層無法分離地彼此接合在一起。熱處理較佳係為一高溫真空方法。如果結構係暴露於一高溫，首先結合劑的某些小部分會改變狀態，尤其是揮發。最後，實際上所有的結合劑都會揮發，以致於使接合實質上係完全藉由該處所提供的銅銲材料所產生。儘管亦能夠藉由誘導銅銲且/或輻射銅銲且/或透過使用焊接操作的廢熱達到加熱的效果，該熱處理較佳係在一銅銲爐中實行。

根據本發明之另一模式，該結合劑係透過使用其中一種下列方法印於層上：－隨選列印方法；－噴墨方法；或是－連續噴墨方法。

上述方法係特別用以分離或從一液體貯存槽形成液滴，並將該液滴以對準目標的方式加以定位且/或以導引方式將該液滴送到一目標位置。

「隨選列印」方法係為列印方法，其事實上由於一結合劑之液滴係僅在實際上需要時方會產生而與其他方法有所不同。因此該方法代表其係為一種用以提供結合劑液滴之非連續方法，換言之，如此表示結合劑係以此一方式施加，以便實行層與裝置之間的相對移動以實施該隨選列印方法，且此裝置接著僅會在其位於一需要接合部分區域中方會產生並準確發出液滴。如果該裝置之位置位於接合部分以外，則其不會產生與發出任何液滴。

由於隨選列印系統便能夠例如透過使用壓電引動器產生單獨的結合劑液滴。壓電引動器係為電化學轉換器，其係基於壓電效應產生作用。在此案例中，對於壓電元件施加交替電壓會導致機械震動。這些震動係傳遞到一預定體積的結合劑，且各案例在一出口係形成一液滴，該液滴接著係以相當高的速度送到一噴嘴。一些隨選列印方法係基於壓電轉換器加以實行，例如壓力管、壓力盤、以及壓力薄板係為人所熟知。

「噴墨」方法代表一較佳的隨選列印方法。在此案例中，結合劑之液滴並不是透過使用一壓電轉換器所產生，而是藉由使用熱引動器產生液滴。這些熱引動器係為普通的加熱元件，其係形成於一噴嘴中，且連接到結合劑。這些加熱元件僅將該噴嘴中的一局部限定區域加熱到非常高的溫度，該溫度高出結合劑的沸點甚多。結合劑接著開始局部沸騰，結果在非常短的時間內形成一連續的蒸汽氣泡。此蒸汽氣泡將結合劑從噴嘴排出，其壓力可能達到10巴(bar)或更多，且出口速度為10 m/s（每秒10米）或更快。此蒸汽氣泡接著會瓦解，蒸汽氣泡瓦解以後會由於毛細力之作用再度將結合劑吸入噴嘴中。在此種噴墨方法中，其與不同的列印技術（其一般係熟知為邊緣與側邊射出技術）之間係有所區別。

除了這些隨選列印方法以外，尚有連續列印方法，其中係產生連續噴出之結合劑，且當需要液滴時此噴出物會離開裝置，但其係以此一方式加以轉向，該方式將所產生之該等液滴導引進入一收集容器，且因而不會到達欲列印的表面。此類型之方法包括「連續噴墨」方法，文中亦稱之為「連續射出方法」，其中係藉由定位列印頭且/或靜電轉移以所需的射出方向產生連續射出之液滴。如果使用此類型的連續射出方法施加結合劑，便會產生連續射出之結合劑液滴，並將其導引進入一收集管，該收集管最後將結合劑送回到貯存槽。如果接著欲將該射出物導引到預定的接合部分上，則在系統內部使液滴射出流轉向，以致於使射出物離開裝置，並與所需的接合部分相接觸。

透過使用上述方法施加結合劑，表示能夠以非常快的速度且非常準確地將特別小的液滴施加到層上。藉由範例，一液滴從而係以大約50 kHz(每秒50,000個液滴)之頻率產生，或者如果適當的話甚至會以更高的頻率產生。此種高頻運作會導致高生產率，經發現，其對於此種結構的系列製造而言尤其有所幫助。

依照本發明之另一模式，能夠使結合劑帶有靜電荷，且較佳係具有大於1.0 mS(毫西門)之電子傳導性。電子傳導性較佳最大係為5.0 mS，尤其是最大為2.0 mS。結合劑之靜電荷使得所產生的結合劑射出液滴能夠藉由一電場加以轉向。如此表示以液滴形式實施施加的裝置本身並非絕對需要對於層移動，而亦能夠使形成之射出物本身偏斜或轉向。另外，當連續供應射出液滴時，由於裝置外部並不需要結合劑液滴，如此開啟了該等液滴於通過進入一收集容器時準確轉向的可能性。

依照本發明之另一模式，所使用之結合劑具有範圍為3.0到5.0 mPa‧s(毫巴斯卡‧秒)的動力黏性，該動力黏性較佳之範圍為3.5到4.5 mPa‧s。結合劑之黏性能夠例如藉著以一特定速度移動一固體通過靜止的結合劑液體，並依照該物體之尺寸與形狀以及液體的性質所需要的力量加以決定，其稱之為動力黏性，一般係為維持該移動所需要的力量。對於熟諳此技藝之人士而言，決定動力黏性並不會有問題。文中所提的數值係適用於室溫以及大氣壓力。動力黏性對於在裝置內部形成液滴用以施加結合劑而言係尤其重要。如果動力黏性在指定的範圍中，則能夠確保足夠的流動性，並使該等液滴在帶有電荷之後彼此脫離，從而保持液滴之電荷。如此確保接著能夠使該等液滴轉向。

依照本發明之另一模式，該結合劑具有含量至少為50%之溶劑成分。此溶劑成分尤其較佳為至少70%，尤其為90%，且至少為98%尤為較佳。所使用之溶劑較佳係為具有低黏性的可極性化溶劑，特別是丙酮且/或乙醇。

依照本發明之另一模式，該結合劑具有一黏著成分，其至少在高達300℃(攝氏溫度)之溫度仍為穩定。如此係預計用以確保結合劑之結合性質至少在達此溫度仍會存在。藉由範例，能夠採取熱預處理方式，而銅銲材料仍然繼續黏附於所需的接合部分，直到最後的熱處理為止。在本文中，儘管能夠改變調高此溫度，然而結合性質在溫度上達約150℃仍維持固定係為尤佳。在甚至於300℃的溫度保持結合性質係相當重要，如此方能夠將銅銲材料保持結合在定位。除了極性化溶劑(尤其是水或有機溶劑)以外，結合劑亦能夠包括其他的成分，例如樹脂、硬化劑、充填劑、添加劑（諸如塑化劑、稀釋劑、以及防腐劑）等等。

依照本發明之另一模式，該結構係在施加銅銲材料之前進行一熱預處理。如此特別表示此熱預處理係在步驟(c)、(b)、(a)其中至少一者之前加以實施。該熱預處理特別包括層之清潔，例如移除形成於層之側面與表面上的揮發成分。這些污染物質、運作媒介等等對於結合劑且/或銅銲材料之施加可能具有不利的影響。對於結合劑而言，其可能會破壞對於層之黏附作用。此外，這些污染劑亦可能對於所使用的銅銲材料具有結合作用，其會導致形成不需要的銅銲接合點。此外，應特別注意到的是，如果最後的熱處理係採用一真空方法，則該揮發性成分可能與真空產生干擾。因此，文中提出在一熱預處理期間至少自各層移除揮發性成分。此熱清潔在例如超過200℃的溫度範圍中實行，特別是從250℃到350℃的範圍中。如果此熱預處理在步驟(a)以後實施，則能夠在同時移除結合劑之溶劑成分，以致於使這些揮發性成分同樣不會妨礙接下來的熱接合方法。事實上而言，運作媒介係部分使用，以確保該結構之操作耐用成形，故該熱預處理較佳係在步驟(b)與(c)之間實行。

依照本發明之另一模式，該結合劑係藉由使用至少一個噴嘴加以施加。該至少一個噴嘴預定一射出角度，並與接合部分隔開一段距離。為了形成一結合層，該射出角度與間隔其中至少一者係以此一方式改變，該方式以一預定的層厚度且/或層寬度產生結合層。

上述方法純粹藉由改變間隔且/或射出角度，追求沾濕該層的不同面積，同時提供相同液滴尺寸或使每個液滴提供相同體積結合劑的目標。在本文中，「間隔」大體上描述結合劑之液滴從噴嘴到位於層上撞擊點之間的自由軌道長度。理解到的是，術語「射出角度」代表通過接合部分之一垂線與液滴的入射方向之間所形成的角度。改變此射出角度會導致液滴在與層接觸時產生不同的結構。如果該液滴係以平行於垂線之方向（亦即具有0°（度）之射出角度）施加，則會形成大體上為圓形的衝擊點，使該接合部分具有一平坦結構。如果例如選擇一傾斜衝擊方向或是尤其與垂線成大於45度的射出角度，則會形成一大體上為橢圓或不對稱的衝擊點。因此其能夠藉著傾斜噴灑該層而以結合劑沾濕較大區域之結合部分，由於每個液滴提供相同的體積或質量，如此同時導致減少層之厚度。該等噴嘴較佳具有0.5到0.6毫米的直徑。在此方式中，衝擊點（其尺寸約為0.05到0.7毫米，特別是0.1到0.5毫米的範圍內，且較佳在0.2到0.3毫米的範圍內）係產生於層上或是位於接合部分中。

依照本發明之另一模式，銅銲材料係以一粉末形式（其具有小於120μm（微米）之顆粒尺寸碎片）施加。在本文中，較佳係使用平均尺寸小於106微米的顆粒尺寸碎片，特別是在63到106微米之範圍、36到75微米的範圍、40到60微米的範圍或是60到80微米的範圍中。所使用之銅銲材料較佳係為一以鎳為主的銅銲材料。適當顆粒尺寸碎片之選擇係特別與形成的結合層相配合。各個案例中的不同銅銲材料顆粒尺寸碎片會提供不同的周圍表面積，其最終會影響接合部分中的結合。周圍表面積以及銅銲材料顆粒粉末之質量因此係藉著考慮預定或所需的接合與結合劑層（以經形成）加以選擇。

依照本發明之另一模式，該結構係藉著使用具有預定薄片或箔片厚度的至少一個平滑薄片或箔片以及至少一個波紋狀薄片或箔片所形成。該等薄片或箔片彼此形成接觸位置，且這些接觸位置具有袋槽或夾槽。施加之銅銲材料之數量係為薄片或箔片於袋槽中的厚度之函數，其至少對應下列關係：其中：m_B _r _a _z _m _a _t ：銅銲材料之所需質量；δ_B _r _a _z _m _a _t ：銅銲材料密度；d_B _r _a _z _m _a _t ：粉末形式之銅銲材料的平均直徑；s：薄片或箔片厚度；且1：結合劑條帶之長度文中m_B _r _a _z _m _a _t 之數量代表確保長期接合所需要的銅銲材料之最小量，銅銲材料之數量通常不應超過此最小量的五倍，特別是超過三倍或甚至僅為兩倍。

文中所述之結構具有至少一個平滑的薄片或箔片以及至少一個波紋狀薄片或箔片，二者較佳係由金屬材料所形成，該材料能夠耐高溫，且特別包含鋁且/或鉻。該等薄片或箔片其中至少一者之薄片或箔片厚度較佳係在小於130微米的範圍中，特別係小於60微米。如果將一此類型之波紋狀薄片或箔片置於一平滑薄片或箱片上，則會沿著該波紋狀薄片或箔片之末端形成接觸位置。袋槽（文中係用以作為凹處、間隙等等之一般通稱）係直接鄰接此接觸位置形成。依照末端之特殊結構，這些袋槽非常快速地向上敞開，或是具有一相當淺的結構。這些袋槽提供用於銅銲接合（其係最終形成）的空間，現在其目的係在於在這些袋槽之中僅會提供非常特定數量的銅銲材料。

依照本發明之另一模式，該結構具有至少一個平滑薄片或箔片以及至少一個波紋狀薄片或箔片。該至少一個波紋狀薄片或箔片係透過利用一使用油質的成形滾軋方法加以製造，且在施加結合劑以前將該油質從製造的波紋狀薄片或箔片移除。透過使用一成形滾軋方法由一平滑薄片或箔片製造一波紋狀薄片或箔片係形成此技術領域中之金屬層標準機械加工的一部份。使用油質能夠確保滾子在成形期間充分沿著表面滾軋，且因而不會損壞薄片或箔片。由於在某些情況下此油質對於文中所述之方法的後續步驟可能具有負面影響，故該油質應在施加結合劑之前加以移除，其能夠藉由熱、機械且/或化學方式移除。如果使用高度揮發性油質，在某些情況下足以提供相對長的揮發傳遞段，以致於使至少大部分的油質在以結合劑沾濕薄片或箔片時都已經揮發。

依照本發明之另一模式，該結構係藉著使用至少一個平滑薄片或箔片以及至少一個波紋狀薄片或箔片所形成。該波紋狀薄片或箔片具有末端，且至少一個結合層係沿著鄰接至少一個末端產生，其間的距離至少為0.05 mm（毫米）。理解到的是，術語末端係為特別用以表示結構之高點或低點，例如一波紋狀結構之峰頂與低凹處。這些末端通常係為直線狀，亦即具有頂點線之類型。由於文中所提出的方法，使得現在能夠特別接近此末端形成結合層，而同時防止該末端本身（其最後形成接觸位置以鄰接薄片或箔片）缺少結合劑。提出之距離亦表示結合劑並沒有佈置於緊鄰該等末端之鄰近處，結合劑由於顆粒尺寸碎片的關係而無法藉由銅銲材料觸及該處。藉由範例，由於在接觸位置之區域中並沒有結合劑，故如此容許該等薄片或箔片在結構成形期間彼此靠著滑動。該距離較佳之範圍係為0.05到0.1毫米。在本文中係特別作為結合層之邊界，其係最接近該末端。

依照本發明之另一模式，在此連接中，該結合層具有一小於0.9 mm（毫米）之層寬。尤其是，該層寬之範圍係為0.15毫米到0.3毫米。銅銲材料甚至能在一袋槽中使用結合層部分準確地以最小到顆粒之程度加以施加，該等結合層係非常準確地加以佈置，並使其變得非常薄。如此提供一種準確的接合技術，到目前為止對於用於排氣處理系統之蜂巢體的製造區域而言，其係為前所未有的技術。

依照本發明之另一模式，該結構具有至少一個平滑薄片或箔片以及至少一個波紋狀薄片或箔片，且該波紋狀薄片或箔片具有末端。至少該等末端之數量或位置係加以記錄或訂定，較佳係將該等末端之數量與位置二者皆加以記錄。如此表示首先係設置計算或監控裝置（其辨識或紀錄該等末端之位置），如此較佳係在整個製造方法中進行。此方法開啟了將結合層指定到非常特定的末端之可能性，以致於能夠將範圍非常廣泛的不同樣式施加到該等薄片或箔片。因此其亦能夠在製造的結構中產生三維的樣式，並使該結構在非常特定之區域中形成不同的銅銲接點，或是使部分的體積並未設置銅銲接點。該等末端能夠透過例如使用成形滾子，或是額外的感應器或其他適用於此目的之方式加以記錄。

當監控或控制製造一薄片或箔片之方法時，尤其是形成一結合層且/或施加銅銲材料時，使用能夠藉由一測量裝置記錄地點、位置且/或結構的結合劑係有所幫助。如此特別表示該結合劑包括容許光學偵測的媒介。藉由範例，其能夠具有一特別的顏色或染色，以確保透過使用測量數值記錄單元（特別是感應器）自動偵測該結合層。如果結合劑具有此一色澤，則能夠例如藉由頻閃觀測器照射與紀錄薄片或箔片之表面的交替反射加以辨識結合劑。此外，亦能夠使用一導引到薄片或箔片上的光束之不同反射偵測該結合層，例如，若是例如使用一雷射掃瞄一乾燥表面或是一以結合劑沾濕之表面，則此差異便能夠加以辨識。所獲得之測量數值能夠送到一高度控制單元，以便使該單元能夠對於製造的該等薄片或箔片之性質且/或數量進行記錄，且/或能夠改變或修改方法參數。當然，此方法亦能夠在施加過銅銲材料之後實行，其中在某些情況下甚至能夠隨著銅銲材料的施加量而得到結論。

依照本發明之一附加模式，該結構係藉著使用至少一平滑薄片或箔片以及至少一波紋狀薄片或箔片所形成。接著係實行下列步驟：－藉著使其通過彼此相嚙合之輪廓滾子而在一平滑薄片或箔片中連續地產生一波紋；－持續地移除黏附到該波紋狀薄片或箔片之油質；－依照步驟(a)，將至少一結合層施加到該波紋狀薄片或箔片之一第一側；－以預定的間距切割該薄片或箔片；－堆疊至少一個平滑薄片或箔片以及至少一個波紋狀薄片或箔片，以形成一結構；－至少部分地將該結構引入一外罩中；－將一粉末形式之銅銲材料施加到該至少一個結合層；及－實行一熱處理，以便形成銅銲接點。

上述方法係特別適合製造蜂巢體，其係用以作為汽車排氣系統之承載體。如此係與系列製造有關，其中文中所提出的連續方法能夠立即整合於現有的製造方法中。

對於某些應用而言，其亦能夠以結合劑沾濕該波紋狀薄片或箔片之兩側，其中例如在切割薄片或箔片之前亦實行以下方法：依照步驟(a)，將至少一結合層施加到該波紋狀薄片或箔片之一第二側。

文中所示之方法能夠用以自由地建構該等接合部分，其方式迄今為止可謂前所未有。一結構或一蜂巢體中之接合部分現在不僅能夠彼此以軸向方向加以偏移配置，而亦能夠以徑向方向加以偏移配置。如此表示現在能夠藉著蜂巢體於使用中之熱與動態負荷的函數，以更為對準目標的方式提供該等接合部分。此種偏移銅銲位置對於補償差異熱膨脹而言係有所助益，特別是在具有特大體積之蜂巢體的案例中，其係用以作為例如卡車排氣系統中的觸媒承載體。如此係特別適合直徑範圍為150毫米到450毫米之蜂巢體。

視為本發明之特徵的其他特性係在所附申請專利範圍中提出，注意到的是，其中所提之特性與方法能夠以所需與技術上適合的方式任意互相混合，藉以根據本發明展現出該方法之進一步的結構。

儘管文中已經以藉著施加結合劑的方式用以製造一耐高溫結構的實施例顯示與說明本發明，然而其並非預計將本發明限制於所顯示的細節，因為其中能夠進行各種修正與構造修改而不脫離本發明之精神，並且屬於申請專利範圍之相等物的範疇。

然而，本發明之構造與運作方法以及其另外的目的與優點將由以下特定實施例的說明並檢視所附圖式而得到最佳理解。

圖式簡單說明

第1圖係為一耐高溫結構之構造的一概略立體圖；第2圖係為該耐高溫結構之一部分的放大斷片立體圖；第3圖係為一正視圖，其顯示透過使用噴嘴施加結合劑；及第4圖係為一用以製造一蜂巢體之較佳方法的順序之一概略圖式。

較佳實施例之詳細說明

現在詳細參考圖式，且首先特別參考第1圖，該圖顯示一結構1之構造的概略立體圖，該結構係為耐高溫或能夠承受高溫的結構，如同作為例如汽車工程中排氣處理用之不同塗層29的一承載體。在此案例中，該結構1包括一外罩26，其中係配置一金屬之部份建構層2。該層2具有平滑且建構的次區域，且係以一種方式加以捲繞，以便形成通道28，排放氣體能夠流過該通道。層2之平滑部分形成與結構或波紋的接觸位置15，銅銲接點27最後係形成於該等接觸位置15的鄰近處中。另外的銅銲接點27係設置於該層2與外罩26之間。在接觸位置15的鄰近處中，彼此鄰接或靠著之層部分會形成所謂的袋槽或夾槽16，銅銲接點27最後係產生於其中。

在顯示之實施例中，該結構1大體上係為一熟知為「賽道」之形式，但原則上亦可為圓形、多邊形或是其他橫剖面之形狀。在此案例中，結構1係藉由使用具有一寬度37之層所形成，儘管如此並非必要，該寬度大體上係對應外罩26之寬度。在一顯示之實施範例中，該等銅銲接點27係均勻分佈在結構2的橫剖面上。然而原則上，其能夠藉由文中所提之方法，以特別簡單的方式達成將該結構1構造成在橫剖面上且/或同時在寬度37的方向中具有不同規劃的銅銲接點27。如此使該結構1之部分在變動的熱負荷下產生一特別的熱膨脹行為，其對於該結構1之耐用性具有益處。

第2圖顯示(同樣採用概略立體圖顯示之形式)一結構1之一部分，其係藉著使用一平滑薄片或箔片12以及一波紋狀薄片或箔片13所形成。該平滑薄片或箔片12以及波紋狀薄片或箔片13係彼此交替配置，以此一方式再次形成通道28。該波紋狀薄片或箔片13具有末端19，其最後產生位於平滑薄片或箔片12以及波紋狀薄片或箔片13之間的接觸位置15。袋槽16(其中係大體上配置銅銲材料7)係形成於這些末端19之鄰近處，以致於使銅銲材料位於該等接觸位置之中，用以接著形成銅銲接點27。

該等薄片或箔片係設置一結合層5，以便將銅銲材料7固定於袋槽16中且/或其他需要的位置或接合部分4處。結合層5係藉由使用結合劑3加以製造，該結合劑係以液滴形式施加。結果，結合層5能夠非常準確地加以規劃，以便使其符合所需的結合部分4。在此案例中，結合層5主要係以條帶形式顯示，但亦能夠將該結合層5製造成任何需要的形狀，且使其實際上具有任何的層寬度11。在顯示的實施範例中，平滑薄片或箔片12已經設置一結合層5，其方向大體上與末端19成橫向或垂直，且此結合層5係連續形成於該波紋狀薄片或箔片13之複數個波紋上。非常狹窄的條帶係僅設置於波紋狀薄片或箔片13之袋槽16的鄰近處中，這些條帶係與末端19形成相隔一段距離20，且其方向與該末端19平行，範圍小於1毫米之層寬度21係有所助益。

圖式表示結構1之一部分，該結構尚未藉由技術接合經過熱處理以形成連接。在此案例中，銅銲材料7係以粉末或是具有一預定顆粒尺寸碎片的顆粒形式加以設置。依照先前製備的結合層5，一預定數量之銅銲材料7仍然結合於該結構之內部中。結果，能夠將一訂定數量之銅銲材料導到該袋槽16之一長度17。在後續的熱處理期間，大部分之結合劑3係已揮發，且以銅銲材料7（其係配置於該等袋槽之鄰近處中）使鄰接的薄片或箔片彼此連接，且從而確保該等薄片或箔片能長久地固持在一起。

第3圖概略地顯示使用一噴嘴8施加結合劑3，以便形成層厚度6小於0.01毫米的一結合層5。在文中結合劑3之施加係基於一波紋狀薄片或箱片13的範例加以說明。為此目的，該波紋狀薄片或箔片13通常係相對於顯示的噴嘴8移動，特別是在其間導引。如此首先容許在該波紋狀薄片或箔片13之一第一側23上產生一結合層5，而接著一結合層5亦能夠透過使用另一噴嘴8形成於一第二側24上。結合劑3之數量或是結合層5的規劃係在考量最終於接合用所需要的銅銲材料數量同時加以決定，且其亦基於波紋狀薄片或箔片13之厚度14加以選擇。本文中為了能夠提供簡單嚙合，噴嘴8係以此一方式加以構造，該方式使噴嘴能夠相對於波紋狀薄片或箔片13樞轉且/或移動。噴嘴8與該薄片或箔片13之射出角度9以及一間隔10係以使其能夠改變的此一方式加以選擇。如顯示，理解到的是，術語間隔10係代表一噴嘴開口與一點（結合劑3之液滴36衝擊於薄片或箔片上之處）之間的空隙。射出角度9係藉由液滴36之飛行方向以及通過位於波紋狀薄片或箔片13上或是所需之接合部分4中的垂線35上的衝擊點加以決定。在本文中，應注意到的是，兩個噴嘴8之間隔10或是射出角度9在各案例中能夠選擇成彼此不同。

第4圖概略地顯示用以製造一結構之方法的較佳構造的順序，該結構係為耐高溫結構，且包括複數個平滑薄片或箔片12以及波紋狀薄片或箔片13。方法之連貫順序係藉由白色箭號加以指示，且圖式係以列方向加以排列，在各案例中係從左到右閱讀。

從一平滑薄片或箔片12（其係貯存於例如一捲盤30上）開始，首先將所需的波紋引入該薄片或箱片12中。為此目的，開始係先將該薄片或箱片12帶入與油質18相接觸，緊接著使該平滑薄片或箔片12通過輪廓滾子22，其彼此相嚙合，以便有助於變形方法。在此變形方法之後，現在已經成為波紋狀薄片或箔片13係通過一火爐31，在此期間黏附到該波紋狀薄片或箔片13之油質18至少大部分已揮發。接著將已經以此方式清理過之該波紋狀薄片或箔片13送到一系統，用以形成所需的結合劑層，該系統在本文中係藉由兩個配置於波紋狀薄片或箔片13之兩側23、24上的噴嘴8加以表示。為了形成極薄的結合層或是特別準確地定位結合層，其透過使用一隨選列印方法、一噴墨方法或是一連續噴墨方法印上該結合劑3。原則上亦能夠對各個噴嘴使用一單獨的方法，或是提供複數個處理站，其中各處理站形成不同的結合層，並使用不同方法。此波紋狀薄片或箔片13（其以此方式加以製備）接著係送到一切割裝置32，該裝置以預定間隔25切割波紋狀薄片或箔片13。以此方式製造之波紋狀薄片或箔片13係與平滑薄片或箔片12（例如來自於一不同的捲盤30）交替堆疊，以形成一結構1。此堆疊較佳形成通道28，一排放氣體能夠透過至少某些通道流動。

接著，在文中所述之方法的構造中，此堆疊亦以一S形加以捲繞，形成一大體上為圓筒之形狀。此種係熟知為例如蜂巢體33。以此方式形成之蜂巢體33或是以此方式形成的結構1接著係從尾端表面與銅銲材料7相接觸，亦即例如亦透過通道28。在此案例中，與粉末形式之銅銲材料7的如此接觸係透過使用熟知為一流體化床34加以達成，其中一承載媒介（空氣）將銅銲材料7運送通過該結構1，所需數量的銅銲材料7持續黏附到先前產生的結合層5。以此方式提供銅銲材料之蜂巢體33或是以此方式製造的結構1接著亦進行一熱處理，在此案例中同樣係在一火爐31中進行熱處理。此熱處理較佳係為高溫真空銅銲。

文中所述之方法係特別適用於製造金屬蜂巢體，其能夠暴露於高溫與動態負荷。對於結合層之形成與將需要數量的銅銲材料以對準目標方式引到所需位置所能夠達到的準確度而言，其對於所遇到之特定施加區域能夠提供非常準確配合的銅銲接合。特別是，其能夠以非常準確界定的方式，決定該結構或蜂巢體對於壓力以及溫度之熱與動態反應。如此特別延長了此種結構在汽車排氣系統中之使用壽命且/或使製造更節省成本（由於在各案例中所引入的銅銲材料數量恰為產生接合實際上所需要的材料數量）。

1．．．結構

2．．．層

3．．．結合劑

4．．．結合部分

5．．．結合層

6．．．層厚度

7．．．銅銲材料

8．．．噴嘴

9．．．射出角度

10．．．間隔

12．．．平滑薄片或箔片

13．．．波紋狀薄片或箔片

14．．．厚度

15．．．接觸位置

16．．．袋槽

17．．．長度

18．．．油質

19．．．末端

20．．．距離

21．．．層寬度

22．．．輪廓滾子

23．．．第一側

24．．．第二側

25．．．間隔

26．．．外罩

27．．．銅銲接點

28．．．通道

29．．．塗層

30．．．捲盤

31．．．火爐

32．．．切割裝置

33．．．蜂巢體

34．．．流體化床

35．．．垂線

36．．．液滴

37．．．寬度