负热膨胀部件的制造方法与流程

1.本发明涉及一种负热膨胀部件的制造方法。
2.本技术基于2019年3月29日于日本技术的日本专利申请2019
‑
069023号主张优先权，并将其内容援用于此。


背景技术：

3.注意力集中在有关被称为超材料的材料的研究上。超材料是指具有在以往的材料中无法实现的性质的材料。
4.作为超材料，例如，迄今为止已经实现了具有负折射率的光学超材料。另一方面，随着3d打印机的实用化，被称为力学超材料的材料也正在被实用化。
5.作为力学超材料，具有负泊松比的材料和具有负热膨胀率或零热膨胀率的负热膨胀部件尤其被关注。
6.作为负热膨胀部件的具体例，已知下述专利文献1中记载的负热膨胀部件。在专利文献1中记载的负热膨胀材料中，由显示负热膨胀的金属氧化物构成的八面体配体或四面体配体之间的间隙中配置有第三元素。
7.由此，抑制了由于配体的旋转引起的金属氧化物分子之间的偏移，并且抑制了负热膨胀。其结果，能够整体上将热膨胀设为零。
8.上述专利文献1中所记载的技术是通过化学操作分子结构来得到负热膨胀部件的技术。
9.另一方面，还提出了通过组合多个材料并将具有晶格结构的晶胞相互组合来得到负热膨胀部件的方法。
10.在该方法中，例如，可以考虑将成型为棒状的各个材料进行组装而创建晶格结构的方法，或使用3d打印机将该结构立体化的方法。
11.以往技术文献
12.专利文献
13.专利文献1：日本特开2002
‑
173359号公报


技术实现要素：

14.发明要解决的技术课题
15.但是，从准确性和生产性的观点出发，如上所述的材料逐一组装的方法是不现实的。并且，在使用3d打印机的方法中难以处理多种材料。尤其，当使用3d打印机时，很难由多种金属材料形成负热膨胀部件。这是因为，例如在粉末床型3d打印机中难以在同一层内使多种材料并存。
16.本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够容易且准确地制造负热膨胀部件的负热膨胀部件的制造方法。
17.用于解决技术课题的手段
18.本发明的一种方案所涉及的负热膨胀部件的制造方法，其为通过使用第一材料和线性膨胀系数小于所述第一材料的第二材料来制造负热膨胀部件的方法，该方法包括如下工序：准备工序，准备交替层叠有多个由所述第一材料制成的第一板材和由所述第二材料制成的第二板材的层叠体；以及面内加工工序，从面内方向中的多个方向对所述第二板材进行贯穿加工，该面包含与所述第一板材和所述第二板材的层叠方向正交的平面。
19.根据上述方法，当对负热膨胀部件施加热时，线性膨胀系数相对较大的第一板材向面内方向膨胀。另一方面，由于第二板材的线性膨胀系数相对较小，因此热膨胀量较小。
20.其结果，尽管向面内方向发生热膨胀，但是与在与面内方向正交的层叠方向上的热膨胀成为负或零的情况，或者分别单独使用了第一材料和第二材料的情况相比，显示较小的正热膨胀。
21.这样，根据上述制造方法，仅通过对层叠体进行贯穿加工就能够得到负热膨胀部件。由此，与使用例如3d打印机的方法相比，能够更容易且以短时间得到负热膨胀部件。
22.在上述负热膨胀部件的制造方法中，在所述面内加工工序中，可以通过进行所述贯穿加工，由所述第二板材形成将所述第一板材彼此连接的多个梁。
23.根据上述方法，准备交替层叠有第一板材和第二板材的层叠体，并且仅通过从该第二板材的面内方向中的多个方向对第二板材进行线性贯穿加工，从而第二板材形成为多个梁。这些多个梁成为将第一板材彼此连接的状态。当对负热膨胀部件施加热时，线性膨胀系数相对较大的第一板材向面内方向膨胀。
24.另一方面，由于由第二板材形成的梁的线性膨胀系数相对较小，因此热膨胀量较小。其结果，尽管向面内方向发生热膨胀，但是与在与面内方向正交的层叠方向上的热膨胀成为负或零的情况，或者分别单独使用了第一材料和第二材料的情况相比，显示较小的正热膨胀。
25.这样，根据上述制造方法，仅通过对层叠体进行贯穿加工就能够得到负热膨胀部件。而且，例如与通过预先形成的梁依次连接第一板材彼此的方法相比，能够更容易且准确地得到负热膨胀部件。
26.在上述负热膨胀部件的制造方法中，在所述面内加工工序中，所述第二板材也可以被加工成形成由多个所述梁制成的三维桁架结构。
27.根据上述方法，由多个梁形成三维桁架结构。在此，三维桁架结构是指将由多个梁形成的四角锥连续地组合而成的结构。
28.已知在三维桁架结构中，当施加外力时，仅有自身的延伸方向上的压缩或拉伸作用于各个梁上。
29.因此，在这样构成的负热膨胀部件中，由于当第一板材发生热膨胀时在梁中产生的力的方向被限制在梁的轴向，因此能够容易调节梁的线性膨胀系数。
30.具体地，通过改变第一板材或梁的厚度(延伸方向上的剖面面积)，能够容易地改变所显现的线性膨胀系数。由此，能够以高自由度确定负热膨胀部件的特性。
31.而且，对于形成三维桁架结构的四角锥，仅通过从在第二板材的面内正交的两个方向进行贯穿加工，就能够容易地形成。
32.在上述负热膨胀部件的制造方法中，在所述面内加工工序中，也可以从所述面内方向中所包含的相互交叉的两个方向对所述第二板材进行贯穿加工。
33.根据上述方法，仅通过从第二板材的面内方向中所包含的相互交叉的两个方向进行贯穿加工，就能够容易且准确地得到负热膨胀部件。因此，能够以更低的成本制造负热膨胀部件。
34.而且，通过进行这样的贯穿加工，能够容易地形成包括形成三维梁结构的四角锥在内的各种立体结构。
35.在上述负热膨胀部件的制造方法中，也可以还包括倾斜加工工序，其中，通过从相对于所述层叠方向及所述面内方向倾斜的多个方向对所述层叠体进行贯穿加工，将所述第一板材形成为晶格板状的基板，并且将所述第二板材形成为穿孔结构体。
36.根据上述方法，通过执行倾斜加工工序，不仅能够对第二板材进行贯穿加工，而且还能够对在层叠方向上相邻的第一板材进行贯穿加工。通过第一板材形成为晶格状的基板，与例如仅对第二板材进行加工的情况相比，能够以更高的自由度改变负热膨胀部件的特性。即，根据上述制造方法，能够得到特性不同的各种负热膨胀部件。
37.在上述负热膨胀部件的制造方法中，在所述倾斜加工工序中，也可以从所述层叠方向观察时从相互交叉的四个方向进行贯穿加工。
38.根据上述方法，在倾斜加工工序中，通过从层叠方向观察时从相互交叉的四个方向进行贯穿加工，能够使负热膨胀部件在与层叠方向的正交的面内方向上的特性均匀。即，仅通过进行贯穿加工就能够得到在面内方向上热膨胀的方向性没有偏向的负热膨胀部件。
39.而且，通过与面内方向上的贯穿加工组合，能够形成更细的梁。由此，能够进一步精确地调整负热膨胀部件的特性。
40.在上述负热膨胀部件的制造方法中，在所述倾斜加工工序中，也可以一边保留突出部并且保留从加工方向观察时与所述突出部重叠的一部分所述穿孔结构体一边进行贯穿加工，所述突出部从呈所述晶格状的第一板材的交叉部的角向所述面内方向突出。
41.根据上述方法，通过一边保留在加工方向上与突出部重叠的一部分穿孔结构体一边进行贯穿加工，能够由该被保留的一部分穿孔结构体形成梁。
42.换句话说，通过形成突出部，能够更加简化在贯穿加工中所需的贯穿形状。由此，能够以低成本容易地制造负热膨胀部件。
43.发明效果
44.根据本发明，能够提供一种能够容易且准确地制造负热膨胀部件的负热膨胀部件的制造方法。
附图说明
45.图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的负热膨胀部件的结构的整体图。
46.图2是从图1中的a方向观察了负热膨胀部件的图。
47.图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的负热膨胀部件的形迹的说明图。
48.图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的负热膨胀部件的制造方法的工序图。
49.图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的层叠体的结构的图。
50.图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的面内加工工序的一部分的图。
51.图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的面内加工工序的另一部分的图。
52.图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的负热膨胀部件的结构的整体图。
53.图9是从图8中的a方向观察了负热膨胀部件的图。
54.图10是从图8中的b方向观察了负热膨胀部件的图。
55.图11是表示本发明的第二实施方式所涉及的负热膨胀部件的制造方法的工序图。
56.图12是表示本发明的第二实施方式所涉及的层叠体的结构的图。
57.图13是表示本发明的第二实施方式所涉及的倾斜加工工序中所包含的第一加工工序的图。
58.图14是从图13中的b1方向观察了第一加工工序后的层叠体的图。
59.图15是表示本发明的第二实施方式所涉及的倾斜加工工序中所包含的第二加工工序的图。
60.图16是从图15中的b2方向观察了第二加工工序后的层叠体的图。
61.图17是表示本发明的第二实施方式所涉及的倾斜加工工序中所包含的第三加工工序的图。
62.图18是从图17中的b3方向观察了第三加工工序后的层叠体的图。
63.图19是表示本发明的第二实施方式所涉及的倾斜加工工序中所包含的第四加工工序的图。
64.图20是从图19中的b4方向观察了第四加工工序后的层叠体的图。
65.图21是表示本发明的第二实施方式所涉及的面内加工工序的一部分的图。
66.图22是从图21中的a方向观察了层叠体的图。
67.图23是表示本发明的第二实施方式所涉及的面内加工工序的另一部分的图。
68.图24是从图23中的a
′
方向观察了负热膨胀部件的图。
具体实施方式
69.[第一实施方式]
[0070]
参考图1至图7对本发明的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的负热膨胀部件100形成为板状，并且具备在厚度方向上隔开间隔排列的多个基板1以及将这些基板1彼此相互连接的三维梁结构2。
[0071]
形成基板1的材料的线性膨胀系数相对大于形成三维梁结构2的材料的线性膨胀系数。多个基板1在整个延伸区域上隔开相等的间隔而彼此相对置。
[0072]
三维梁结构2具有在相互交叉的方向上延伸的多个梁21。各个梁21呈棒状。
[0073]
在该三维梁结构2中，在四个梁21彼此对置的一对基板1中，将在一侧的基板1的表面上以晶格状排列的多个支承点之一(第一支承点31)与在另一侧的基板1的表面以晶格状排列的四个支承点(第二支承点32)分别连接。
[0074]
从与基板1正交的方向观察时，第一支承点31和第二支承点32分别排列在位置相互不重叠的位置，并且彼此隔开相等的间隔以晶格状排列。即，上述四个梁21形成四角锥，该四角锥以一个第一支承点31为顶点，并且以通过四个第二支承点32形成在基板1上的四边形为底面。多个梁21具有彼此相同的长度。
[0075]
如上所述的三维梁结构2配置成隔着基板1在与该基板1的扩展面正交的方向上镜像对称。换句话说，另一个第一支承点31位于与基板1的一侧的面上的一个第一支承点31相反的一侧(基板1的另一侧的面上)。
[0076]
在图1和图2的例子中，这些基板1及三维梁结构2显示出层叠有4层的结构。并且，如图2所示，当从图1中的a方向观察时，即，当从梁21彼此相互重叠的方向观察时，在一对梁21与基板1之间形成贯穿孔41，该贯穿孔41以等腰三角形作为剖面形状并且向该a方向贯穿。换句话说，当从该a方向观察时，贯穿孔41在整个a方向上具有相同的剖面面积和剖面形状。
[0077]
此外，更详细地，如下表达上述a方向。
[0078]
首先，如图1所示，将负热膨胀部件100中的基板1的一边的延伸方向设为x轴方向，将与该一边正交的另一边的延伸方向设为y轴，将与这些x轴和y轴正交的方向设为z轴。
[0079]
此时，对于x轴和y轴，单位长度是在各个方向上排列并相邻的第一支承点31彼此或第二支承点32彼此之间的距离的一半，对于z轴，单位长度是相邻的基板之间的间隔。
[0080]
即，基板1在xy平面内延伸，该基板1与三维梁结构2在z轴方向上层叠(此外，在以下说明中，有时将包括xy平面的面方向称为“面内方向”，将z轴方向称为“层叠方向”)。
[0081]
此时，上述a方向中，作为三维矢量，被表达为(
‑
1，1，0)。即，当在基板1的扩展面内x轴和y轴的单位长度相等时，该a方向相当于相对于负热膨胀部件100倾斜45
°
的方向。
[0082]
接着，参考图3对上述负热膨胀部件100的形迹进行说明。
[0083]
在图3中，仅代表性地示出了一对基板1以及设置在这些基板1彼此之间的一层三维梁结构2。
[0084]
当对负热膨胀部件100施加热时，基板1及三维梁结构2显示如下形迹。
[0085]
首先，基板1向自身延伸的面方向(图3中的箭头da方向)膨胀(基板1a)。因此，上述第一支承点31彼此之间的间隔变宽。
[0086]
在此，由于梁21的线性膨胀系数小于基板1的线性膨胀系数，因此与基板1的热膨胀量相比，梁21的热膨胀量变小。由此，上述第一支承点31彼此之间的间隔变宽(第一支承点31a)，一对梁21在基板1的膨胀方向上被拉伸(梁21a)。其结果，另一侧的基板1向相对于一侧的基板1靠近的方向(图3中的箭头db方向)位移。
[0087]
这样，在基板1的扩展面方向(da方向)发生膨胀，而在与面方向正交的厚度方向(层叠方向；db方向)上热膨胀被抑制(层叠方向上的线性膨胀系数小于梁21的值，零或负)。并且，通过改变梁21的厚度，还能够使层叠方向上的收缩为零。
[0088]
另一方面，当对不同于如上所述的负热膨胀部件100的、由均匀材料形成的实心板材施加热时，会在面方向和厚度方向上发生材料固有的热膨胀。即，上述负热膨胀部件100能够实现过去难以表现的特性。
[0089]
接着，参考图4至图7对上述负热膨胀部件100的制造方法进行说明。如图4所示，该制造方法包括准备工序s1以及面内加工工序s2。
[0090]
在准备工序s1中，准备交替层叠有多个分别呈板状的第一板材51及第二板材52的层叠体5(参考图5)。
[0091]
形成第一板材51的材料(第一材料)的线性膨胀系数设定为大于形成第二板材52的材料(第二材料)的线性膨胀系数。
[0092]
作为第一材料和第二材料，可适当使用例如选自不锈钢(sus304、sus310、sus316、sus410)、ti6al4v、ni基合金(inconel 600、718)、高铬钢(9cr、12cr)、2.25cr
‑
1mo材料等的材料。
[0093]
更具体地，例如，可以考虑使用sus304作为第一材料，使用线性膨胀系数小于该sus304的sus410作为第二材料。并且，例如，也可以使用sus304作为第一材料，使用ti6al4v作为第二材料。另外，也可以将铝合金、铜、碳钢或非金属材料用作第一材料或第二材料。
[0094]
并且，第一板材51的厚度尺寸(层叠方向上的尺寸)通常设定为小于第二板材52的厚度尺寸。作为这种层叠体5的具体例，可例举包层钢(压接钢)或通过堆焊的层叠材料。此外，在本实施方式中，第一板材51形成上述基板1。
[0095]
在准备工序s1之后执行面内加工工序s2。在面内加工工序s2中，首先从上述a方向仅对第二板材52进行贯穿加工(参考图6)。
[0096]
此处所说的贯穿加工是指切削加工或激光加工，或者通过水刀进行的钻孔加工(机械加工)。更详细地，在该贯穿加工中，以与直线方向相同的剖面形状和剖面面积在加工对象物上形成贯穿孔41。
[0097]
在本实施方式中，为了形成上述三维梁结构2，在第二板材52形成具有图2所示的等腰三角形剖面形状的贯穿孔41。
[0098]
在完成a方向上的贯穿加工之后，在第二板材52的面内向与该a方向交叉的(正交的)a
′
方向进行同样的贯穿加工(参考图7)。
[0099]
如果由如上所述的矢量表示，该a
′
方向为(1，1，0)。即，在该面内加工工序s2中，从第二板材52的扩展面(面内方向)中所包含的两个方向进行贯穿加工。由此，在一对基板1彼此之间形成由多个梁21制成的三维梁结构2。
[0100]
通过上述方式，完成本实施方式所涉及的负热膨胀部件100的制造方法的所有工序。
[0101]
如同上述说明，根据本实施方式所涉及的负热膨胀部件100的制造方法，准备交替层叠有第一板材51和第二板材52的层叠体5，并且仅通过从该第二板材52的面内方向中的多个方向对第二板材52进行线性贯穿加工，从而第二板材52形成为多个梁21。这些多个梁21成为将第一板材51彼此连接的状态。
[0102]
当对负热膨胀部件100施加热时，线性膨胀系数相对较大的第一板材51向面内方向膨胀。另一方面，由于由第二板材52形成的梁21的线性膨胀系数相对较小，因此热膨胀量较小。
[0103]
其结果，虽然在面内方向发生热膨胀，但是在与面内方向正交的层叠方向上的热膨胀被抑制(层叠方向上的线性膨胀系数小于梁21的值，零或负)。
[0104]
这样，根据上述制造方法，仅通过对层叠体5进行简单的机械加工(贯穿加工)就能够得到负热膨胀部件100。由此，例如与使用3d打印机的方法相比，能够更容易且以短时间得到负热膨胀部件100。
[0105]
并且，能够容易进行如下造形，该造形使用了难以在3d打印机中使用的多种材料。
[0106]
而且，例如与通过预先形成的梁21顺序地连接第一板材51彼此的方法相比，能够更容易且准确地得到负热膨胀部件100。
[0107]
而且，根据上述制造方法，由多个梁21形成三维桁架结构2。在此，三维桁架结构2是指将由多个梁21形成的四角锥连续地组合而成的结构。
[0108]
已知在三维桁架结构2中，当施加外力时，仅有自身的延伸方向上的压缩或拉伸作用于各个梁21上。因此，在这样构成的负热膨胀部件100中，由于当第一板51材发生热膨胀
时在梁21中产生的力的方向被限制在梁21的轴向，因此能够更容易调节所显现的线性膨胀系数。
[0109]
具体地，通过改变第一板材51或梁21的厚度(延伸方向上的剖面面积)，能够容易地改变负热膨胀部件100的线性膨胀系数。由此，能够以高自由度确定负热膨胀部件100的特性。
[0110]
而且，对于形成三维桁架结构2的四角锥，仅通过从在第二板材52的面内正交的两个方向进行贯穿加工，就能够容易地形成。
[0111]
另外，根据上述制造方法，仅通过从第二板材52的面内方向中所包含的相互交叉的两个方向进行贯穿加工，就能够容易且准确地得到负热膨胀部件100。因此，能够以更低的成本制造负热膨胀部件100。
[0112]
而且，通过进行这样的贯穿加工，能够容易地形成包括形成三维梁结构2的四角锥在内的各种立体结构。
[0113]
以上，对本发明的第一实施方式进行了说明。此外，只要不脱离本发明的宗旨，则能够对上述结构或方法进行各种变更或修改。例如，在上述第一实施方式中，说明了在面内加工工序s2中，从相互正交的a方向及a
′
方向进行贯穿加工的示例。
[0114]
但是，根据作为目标的负热膨胀部件100的特性，未必一定要从相互正交的两个方向进行贯穿加工，也可以以小于90
°
的交叉角度从两个方向进行贯穿加工，或者从除了两个方向以外的多个方向进行贯穿加工。
[0115]
[第二实施方式]
[0116]
接着，参考图8至图10对本发明的第二实施方式进行说明。此外，对于与上述第一实施方式相同的结构或工序标注同一符号并省略详细说明。
[0117]
如图8所示，本实施方式所涉及的负热膨胀部件200具有基板201以及三维梁结构202，并且基板201的形状与第一实施方式的基板1不同。
[0118]
具体地，在基板201上形成有以上述多个(四个)第一支承点31为顶点的四边形孔(基板孔部6)。由此，基板201呈将各第一支承点31彼此连接的晶格状。
[0119]
而且，在呈晶格状的基板201的交叉部的角处设置有向基板201的面内方向突出的突起(突出部7)。正如后面将要详细叙述的那样，该突出部7是为了在进行贯穿加工时保护一部分第二板材52不受加工方向影响以形成梁21而设置的。即，该突出部7具有与最终得到的梁21相同的宽度(在面内方向上与突出方向正交的方向的尺寸)。
[0120]
图9是从相对于图8中的基板201的法线方向以该基板201的边为基准倾斜向上的方向(以下称为b方向)观察负热膨胀部件200的图。
[0121]
b方向详细表达为(0，1，
‑
1)作为矢量，并且当y轴和z轴的单位长度相等时，相当于倾斜45
°
的方向。
[0122]
如图9所示，当从b方向观察时形成贯穿孔42，该贯穿孔42呈以三个第一支承点31为顶点的等腰三角形。而且，一个梁21位于相邻的贯穿孔42之间，该梁21将位于包含层叠方向的面内的一对第一支承点31彼此连接。
[0123]
并且，如图10所示，当从图8中的上述a方向(作为矢量的(
‑
1，1，0))观察负热膨胀部件200时，即，当从梁21彼此相互重叠的方向观察时，在一对梁21与基板201之间形成贯穿孔43，该贯穿孔43以等腰三角形作为剖面形状并且向该a方向贯穿。
[0124]
换句话说，当从该a方向观察时，贯穿孔43在整个a方向上具有相同的剖面面积和剖面形状(等腰三角形)。
[0125]
接着，参考图11至图24对本实施方式所涉及的负热膨胀部件200的制造方法进行说明。如图11所示，该制造方法包括准备工序s11、倾斜加工工序s12以及面内加工工序s13。
[0126]
在准备工序s11中，与上述第一实施方式同样地准备层叠体5。层叠体5通过交替层叠有多个分别呈板状的第一板材51及第二板材52而形成(参考图12)。
[0127]
第一板材51的线性膨胀系数设定为大于第二板材52的线性膨胀系数。并且，第一板材51的厚度尺寸(层叠方向上的尺寸)通常设定为小于第二板材52的厚度尺寸。
[0128]
作为这种层叠体5的具体例，例如，可例举包层钢(压接钢)或通过堆焊的层叠材料。
[0129]
在准备工序s11之后执行倾斜加工工序s12。在倾斜加工工序s12中，从相对于层叠方向和面内方向倾斜的多个方向(四个方向)对层叠体5进行贯穿加工。
[0130]
对该倾斜加工工序s12进一步进行详细说明。倾斜加工工序s12包括第一加工工序s121、第二加工工序s122、第三加工工序s123以及第四加工工序s124。
[0131]
在第一加工工序s121中，如图13所示，首先从b1方向对层叠体5进行贯穿加工。b1方向是指以矢量标记(
‑
1，0，
‑
1)的方向。在该贯穿加工中，形成以等腰三角形为剖面形状在b1方向延伸的贯穿孔44，并且在后续的工序中成为梁21的部分(梁中间体21p)被保留(参考图14)。梁中间体21p呈在xz平面内延伸的板状。梁中间体21p包括由第一板材51形成的部分以及由第二板材52形成的部分。
[0132]
接着，执行第二加工工序s122。在第二加工工序s122中，从相对于层叠体5的层叠方向与上述b1方向轴对称的b2方向进行贯穿加工(参考图15)。
[0133]
b2方向是指以矢量标明(1，0，
‑
1)的方向。经过该第二加工工序s122，从b2方向观察时，层叠体5成为如图16所示的形状。即，形成以等腰三角形为剖面形状并向b2方向延伸的贯穿孔45。
[0134]
接着，执行第三加工工序s123。在第三加工工序s123中，从相对于层叠体5的层叠方向将上述b1方向旋转90
°
的方向即b3方向进行贯穿加工(参考图17)。
[0135]
此外，该b3方向是与上述b方向相同的方向，矢量标明为(0，1，
‑
1)。经过该第三加工工序s123，从b3方向观察时，层叠体5成为如图18所示的形状。即，形成以等腰三角形为剖面形状并向b3方向延伸的贯穿孔42，并且去除一部分梁中间体21p而形成上述突出部7。
[0136]
而且，在第三加工工序s123之后执行第四加工工序s124。在第四加工工序s124中，从相对于层叠体5的层叠方向与上述b3方向轴对称的b4方向进行贯穿加工(参考图19)。
[0137]
该b4方向以矢量标明为(0，
‑
1，
‑
1)。经过该第四加工工序s124，从b4方向观察时，层叠体5成为如图20所示的形状。即，形成以等腰三角形为剖面形状并向b4方向延伸的贯穿孔46(参考图20)。
[0138]
通过上述方式，完成倾斜加工工序s12。这样，在倾斜加工工序s12中，从层叠方向观察时，从相互交叉的(正交的)四个方向对层叠体5进行贯穿加工。经过该倾斜加工工序s12，层叠体5的第一板材51形成上述基板201，第二板材52形成作为中间结构物的穿孔结构体2p。
[0139]
在倾斜加工工序s12之后，对上述穿孔结构体2p进行与上述第一实施方式同样的
面内加工(面内加工工序s13)。在面内加工工序s13中，首先从上述a方向仅对穿孔结构体2p进行贯穿加工(参考图21)。
[0140]
由此，从a方向观察时的穿孔结构体2p成为如图22所示的形状。而且，在完成a方向上的贯穿加工之后，在第二板材52的面内向与该a方向交叉的(正交的)a
′
方向进行同样的贯穿加工(参考图23)。
[0141]
由此，完成在一对基板201彼此之间形成有由多个梁21制成的三维梁结构2的负热膨胀部件200。此时，如果从a
′
方向观察，则负热膨胀部件200成为如图24所示的形状。
[0142]
通过上述方式，完成本实施方式所涉及的负热膨胀部件200的制造方法的所有工序。
[0143]
如同上述说明，根据上述制造方法，通过执行倾斜加工工序s12，不仅能够对第二板材52进行贯穿加工，而且还能够对在层叠方向上相邻的第一板材51进行贯穿加工。
[0144]
通过第一板材51形成为晶格状的基板1，与例如仅对第二板材52进行加工的情况相比，能够以更高的自由度改变负热膨胀部件100的特性。即，根据上述制造方法，能够得到特性不同的各种负热膨胀部件100。
[0145]
根据上述制造方法，在倾斜加工工序s12中，通过从层叠方向观察时从相互交叉的四个方向进行贯穿加工，能够使负热膨胀部件100在与层叠方向正交的面内方向上的特性均匀。即，仅通过进行贯穿加工就能够得到向面内方向热膨胀的方向性没有偏向的负热膨胀部件100。
[0146]
而且，通过与面内方向上的贯穿加工组合，还能够形成更细的梁21。由此，能够进一步精确地调整负热膨胀部件100的特性。
[0147]
而且，根据上述制造方法，通过一边保留在加工方向上与突出部7重叠的一部分穿孔结构体2p一边进行贯穿加工，保护该被保留的一部分穿孔结构体2p不受工具或激光、水刀等切削范围的影响，由此能够形成梁21。换句话说，通过形成突出部7，能够更加简化在贯穿加工中所需的贯穿形状。由此，能够以低成本容易地制造负热膨胀部件100。
[0148]
以上，对本发明的第二实施方式进行了说明。此外，只要不脱离本发明的宗旨，则能够对上述结构或方法进行各种变更或修改。
[0149]
例如，在上述第二实施方式中，说明了在倾斜加工工序s12中，从相互正交的b1方向、b2方向、b3方向及b4进行贯穿加工的示例。但是，根据作为目标的负热膨胀部件100的特性，这些四个方向未必一定要相互正交，也可以以小于90
°
或大于90
°
的交叉角度从四个方向进行贯穿加工，或者从除了四个方向以外的多个方向进行贯穿加工。
[0150]
产业上的可利用性
[0151]
本发明能够应用于负热膨胀部件的制造方法。
[0152]
符号说明
[0153]
1、1a、201
‑
基板，2、202
‑
三维梁结构(三维桁架结构)，5
‑
层叠体，6
‑
基板孔部，7
‑
突出部，21、21a
‑
梁，31、31a
‑
第一支承点，32、32a
‑
第二支承点，41、42、43、44、45、46
‑
贯穿孔，51
‑
第一板材，52
‑
第二板材，100、200
‑
负热膨胀部件，21p
‑
梁中间体，2p
‑
穿孔结构体，s1、s11
‑
准备工序，s12
‑
倾斜加工工序，s121
‑
第一加工工序，s122
‑
第二加工工序，s123
‑
第三加工工序，s124
‑
第四加工工序，s2、s13
‑
面内加工工序，a、a
′
、b、b1、b2、b3、b4、da、db
‑
方向。