KR102447774B1 - 재료 가공 방법 및 관련 장치 - Google Patents

재료 가공 방법 및 관련 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102447774B1
KR102447774B1 KR1020177000370A KR20177000370A KR102447774B1 KR 102447774 B1 KR102447774 B1 KR 102447774B1 KR 1020177000370 A KR1020177000370 A KR 1020177000370A KR 20177000370 A KR20177000370 A KR 20177000370A KR 102447774 B1 KR102447774 B1 KR 102447774B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
head
workpiece
machining
delete delete
machine tool
Prior art date
Application number
KR1020177000370A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170018006A (ko
Inventor
피터 코츠
제이슨 비 존스
Original Assignee
하이브리드 메뉴펙춰링 테크놀로지스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB1410229.7A external-priority patent/GB201410229D0/en
Priority claimed from GBGB1506154.2A external-priority patent/GB201506154D0/en
Application filed by 하이브리드 메뉴펙춰링 테크놀로지스 리미티드 filed Critical 하이브리드 메뉴펙춰링 테크놀로지스 리미티드
Publication of KR20170018006A publication Critical patent/KR20170018006A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102447774B1 publication Critical patent/KR102447774B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/38—Process control to achieve specific product aspects, e.g. surface smoothness, density, porosity or hollow structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/38—Housings, e.g. machine housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C1/00—Milling machines not designed for particular work or special operations
    • B23C1/002—Gantry-type milling machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C1/00—Milling machines not designed for particular work or special operations
    • B23C1/08—Milling machines not designed for particular work or special operations with a plurality of vertical working-spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C9/00—Details or accessories so far as specially adapted to milling machines or cutter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C9/00—Details or accessories so far as specially adapted to milling machines or cutter
    • B23C9/005—Details or accessories so far as specially adapted to milling machines or cutter milling heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0093—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring combined with mechanical machining or metal-working covered by other subclasses than B23K
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P23/00—Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass
    • B23P23/04—Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass for both machining and other metal-working operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B23Q1/012—Portals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0042—Devices for removing chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0042—Devices for removing chips
    • B23Q11/0046—Devices for removing chips by sucking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/08—Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
    • B23Q11/0891—Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards arranged between the working area and the operator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/15506—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling the tool being inserted in a tool holder directly from a storage device (without transfer device)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15526—Storage devices; Drive mechanisms therefor
    • B23Q3/15539—Plural magazines, e.g. involving tool transfer from one magazine to another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0261—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using ultrasonic or sonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/159—Processes of additive manufacturing using only gaseous substances, e.g. vapour deposition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165—Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/188—Processes of additive manufacturing involving additional operations performed on the added layers, e.g. smoothing, grinding or thickness control
    • B29C64/194—Processes of additive manufacturing involving additional operations performed on the added layers, e.g. smoothing, grinding or thickness control during lay-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/25—Housings, e.g. machine housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/357—Recycling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/364—Conditioning of environment
    • B29C64/371—Conditioning of environment using an environment other than air, e.g. inert gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/379—Handling of additively manufactured objects, e.g. using robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/24—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4145—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by using same processor to execute programmable controller and numerical controller function [CNC] and PC controlled NC [PCNC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • B23P6/007—Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors using only additive methods, e.g. build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/08—Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
    • B23Q11/0825—Relatively slidable coverings, e.g. telescopic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2220/00—Machine tool components
    • B23Q2220/008—Rotatable tool holders coupled in parallel to a non rotating accessory
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/04—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam
    • B29C35/045—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using gas or flames
    • B29C2035/047—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using gas or flames other than air
    • B29C2035/048—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using gas or flames other than air inert gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/251—Particles, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2509/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2503/00 - B29K2507/00, as filler
    • B29K2509/02—Ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0007—Insulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33098—Several nc machines, dnc, cnc
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/40—Minimising material used in manufacturing processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/30392—Milling with means to protect operative or machine [e.g., guard, safety device, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/306664—Milling including means to infeed rotary cutter toward work
    • Y10T409/306776—Axially
    • Y10T409/307168—Plural cutters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/30784—Milling including means to adustably position cutter
    • Y10T409/307952—Linear adjustment
    • Y10T409/308288—Linear adjustment including gantry-type cutter-carrier
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/11—Tool changing with safety means
    • Y10T483/115—Guard
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/1736—Tool having specific mounting or work treating feature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/17—Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/179—Direct tool exchange between spindle and matrix
    • Y10T483/1793—Spindle comprises tool changer
    • Y10T483/1795—Matrix indexes selected tool to transfer position
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/18—Tool transfer to or from matrix
    • Y10T483/1845—Plural matrices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Confectionery (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment And Processing Of Natural Fur Or Leather (AREA)

Abstract

본 출원은 작업 스테이션에 위치된 작업물 상에 재료의 제거 및 부가를 실시하도록 되어 있는 공작 기계로서, 본 기계는 작업물로부터 재료를 제거하도록 되어 있는 제 1 헤드 및 작업물을 가공하도록 되어 있는 하나 이상의 제 2 헤드를 갖고, 제 1 헤드 및 제 2 헤드의 각각은 2 개 이상의 축선, 바람직하게는 3 개의 축선, 4 개의 축선 또는 5 개의 축선에서 이동가능하도록 되어 있고, 본 기계는 작업 스테이션의 환경을 제어하도록 된 공작 기계를 설명한다. 작업 스테이션은 적어도 부분적으로 실링가능하다. 본 기계는 청결측과 불결측을 갖는다. 특히 새로운 공작 기계에서 사용도록 된 새로운 가공 헤드가 개시된다. 또한 이들은 CNC 기계에 사후에 설치될 수 있다. 이 새로운 헤드는 2 가지 공정을 동시에 실시하도록 된 헤드를 포함한다. 또한 열 처리 및 압력 처리를 실시하도록 된 헤드가 개시된다. 규정대로 제조 단계에서 분석을 실시하기 위한 가공 헤드의 용도, 그리고 분석 뿐만 아니라 가공을 실시할 수 있는 헤드의 용도가 개시된다.

Description

재료 가공 방법 및 관련 장치{MATERIAL PROCESSING METHODS AND RELATED APPARATUS}
본 발명은 재료를 가공하는 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 이 방법 및 장치는 부가 조형(additive manufacturing) 및 CNC 기계가공에 관한 것이다.
부가 조형(AM)은 제품 또는 이 제품의 적어도 일부가 재료의 부가에 의해 제작, 수리되는 등의 기술로서, 이것은 AM 시스템 전용의 독립형 3D 프린터 또는 로봇, 공작 기계 등을 이용한 침착을 통해 실시될 수 있다. 이러한 부가 조형을 제공하기 위한 적절한 장치는 Ex Scintilla Ltd. 명의의 WO2014/013247에 설명되어 있다.
밀링 등과 같은 재료 제거 기법도 주지되어 있다. 전형적으로, 이러한 재료 제거는 재료 제거 공정을 자동화하는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계의 사용을 통해 촉진될 수 있다.
제품이 AM에 의해 제작 또는 수리될 수 있고, CNC 재료 제거와 같은 재료 제거를 이용하여 가공된 표면을 가짐으로써 마무리되도록 AM 및 CNC는 조합될 수 있고, 이러한 공정은 도 1을 참조하여 설명한다.
영구적으로 공구에 연결된 다수의 헤드를 갖고, 작업물 상에서 작업을 선택할 수 있는 기계를 사용하는 것은 공지되어 있다. 이러한 구성은 기계가공 헤드에 의해 점유되는 벌크 및 체적을 증가시키고, 이것은 기계가공 헤드의 작업을 제한한다. 또한 하나의 작업 스테이션으로부터 다른 작업 스테이션으로 작업물을 이동시키고, 각각의 작업 스테이션은 부가 단계 및 침착 후처리 및 절단을 포함하는 특수 작업을 실시하는 것이 공지되어 있다.
다축 CNC 밀링 기계와 같은 기존의 공작 기계에 끼워맞춰질 수 있는 가공 헤드를 제공하는 구성을 제공하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 종래 기술의 가공 헤드의 능력은 필요에 따라 확장될 수 있고, 개량된 헤드는 공개된 출원 번호 WO/2014/013247 및 공개되지 않은 출원 번호 GB 1412843.3 및 Gb1423407.4에 기재되어 있고, 본 출원의 이것으로부터 우선권을 주장한다.
종래의 기계에서, 적절한 헤드가 설계되었고, 이전의 출원에서 설명된 바와 같이 기존의 CNC 기계에서 사용되었다. 그러나, 밀링용으로 설계된 기존의 공작 기계를 부가 조형용으로 사용하는 경우 단점이 존재한다는 것이 알려졌다. 이들 단점의 특징은 밀링 기계가 부품의 외면 만을 성형하기 위한 것이라는 것이다. 부품의 내부 특성은 출발 빌릿(이것을 절단하여 부품이 됨)의 제조에 의해 결정되는 것이므로 이것은 놀라운 것이 아니다. 부가 조형 또는 3D 인쇄 중의 재료의 부가는 외면을 성형할 뿐만 아니라 부품이 제조됨에 따라 부품의 내부 체적의 중요한 특성(미세구조를 포함)을 형성한다. 적층 중에 결함의 도입을 방지하기 위해 가능한 가장 청결한 환경을 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 더욱이, 품질 보증을 제공하기 위해, 이 부품 또는 제품이 실시간 또는 적어도 인시츄로 제조될 때, 나노, 마이크로, 메조 및 매크로 스캐일로 부품의 내부 체적(미세구조를 포함) 뿐만 아니라 표면 토폴로지(topology) 및 화학반응을 평가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 작업 스테이션에 위치된 작업물 상의 재료의 제거 및 부가를 실시하기 위한 기계가 제공되고, 이 기계는 작업물로부터 재료를 제거하기 위한 제 1 장치 및 작업물을 가공하기 위한 제 2 장치를 갖고, 이 제 1 장치 및 제 2 장치의 각각은 2 개 이상의 축선으로 이동가능하도록 되어 있다.
일부의 실시형태에서, 제 1 장치 및 제 2 장치는 3 개, 4 개, 또는 5 개의 축선에서 이동될 수 있다.
바람직하게, 제 1 장치는 제 1 캐리지를 포함하는 메커니즘이고, 제 1 캐리지 상에 사용시에 착탈가능하게 장착될 수 있는 가공 헤드인 복수의 상호교환가능한 공급 헤드가 장착되고, 이 상호교환가능한 가공 헤드는 제 1 공구 교환기 내에 보관가능하다. 바람직하게 제 2 장치는 제 2 캐리지를 포함하는 메커니즘이고, 제 2 캐리지 상에 가공 헤드인 복수의 상호교환가능한 공급 헤드 및 착탈가능하게 장착될 수 있는 기계가공 헤드가 장착되고, 제 2 장치를 위한 이 제거가능한 가공 헤드는 제 2 공구 교환기 내에 보관가능하다.
본 출원인은 새로운 개량된 가공 헤드 및 기존의 기계 내의 헤드를 사용하는 방법을 개발하였다. 본 출원인은 이 가공 헤드가 헤드의 특징을 이용하도록 특별히 설계된 기계 및 개발된 헤드를 이용하는 방법에서 특히 유용할 수 있다는 것도 실현하였다.
이 가공 헤드는 작업물로부터 재료를 제거하고, 또는 재료의 부가 또는 침착에 의해 작업물을 가공할 수 있고, 또는 작업물을 검사 또는 모니터링할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 헤드는 대략 가공 헤드로 지칭될 수 있다. 경우에 따라, 가공 헤드는 열처리에 의해 작업물을 가공할 수 있고, 이 가공 중에 작업물의 재료의 일부를 제거할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다른 가공 헤드가 작업물로부터 재료를 제거하도록 배치된다.
바람직하게 각각의 공구 교환기는 그 내부에 보관되는 다수의 가공 헤드를 갖는다. 바람직하게 제 1 공구 교환기는 작업물로부터 재료를 제거하도록 설계되는 가공 헤드를 보관한다. 이러한 헤드는 종래기술에 주지된 바와 같은 밀링, 연삭, 평삭(planning), 보링, 삭마, 기계가공 및 기타 재료 제거 공정을 실시할 수 있다. 이 기계가공은 레이저를 사용하는 것일 수 있고, 가공 헤드는 동축 레이저 방사 또는 축외(off-axis) 레이저 방사를 사용할 수 있다.
바람직하게 제 2 공구 교환기는 작업물 상의 재료를 가공하도록 설계 및 배치된 가공 헤드를 보관한다. 이러한 헤드는 위에서 언급된 선출원에 설명되어 있고, 예를 들면, 재료의 침착 또는 재료의 개질 또는 검사, 검출 또는 마킹(marking)에 의해 작업물의 재료를 가공하기 위한 헤드를 포함하고, 이 작업물은, 예를 들면, 갈보(galvo) 레이저, 예를 들면, 레이저 클래딩(cladding) 헤드 또는 90° 레이저 클래딩 헤드를 이용한 클래딩, 예를 들면, 90° 압출 헤드를 포함하는 재료의 압출에 의한 침착, 열처리, 해머링, 스캐리파잉(scarifying), 숏 블래스팅, 피닝(peening) 또는 마이크로-피닝, 니들 피닝, 레이저 피닝 또는 압연을 이용하여 제조된다. 헤드는 유도 가열, 금속 불활성 기체 용접(MIG 용접), 플라즈마 아크 이행 용접(PTA 용접)을 실시하고, 진공을 가하고, 작업물 상에 공기를 불어주고, 레이저를 이용한 기계가공을 실시하고, 예를 들면, HVOF 코팅법을 이용하여 작업물에 코팅을 피복하고, 또는 방전 기계가공(EDM)을 사용할 수 있다. 또한 이 헤드는 3D 제조 공정을 이용하여 재료를 투하할 수 있다. 또한 제 2 공구 교환기는 다음 중 임의의 하나 이상일 수 있는 헤드를 포함할 수 있다: 이미지 녹화 장치, 고정식 또는 가동식 조명, 터치 프로브(probe), 3D 표면 스캐너(레이저 및 구조적 광 변종(variety)을 포함함) 및 체적 스캐너(공초점, 가변 초점, 간섭분광법 및 구조적 광 스캐너를 포함함), 사진측량 시스템, 센서(예를 들면, 산소 센서, 열 센서, 열 카메라), 와전류 발생기, 초음파 트랜스듀서(공기, 겔, 및 액체 커플용), 전자기파 발생기, 유도 가열 코일, 전자석(들), 공초점 현미경과 같은 확대 장치, 점진적 시트 형성 공구, 히트 건(heat gun), 진공, 유도 가열기, 검류계, 오실로스코프, 디지털 거울 장치, 구조적 광 스캐너, 연삭기, 연마제, 직각 가변식 헤드, 현미경, 공초점 또는 가변 현미경, 감마선 및 X선을 포함하는 전자기 검출기, 분광사진기 등.
바람직하게, 각각의 공구 교환기는 5 내지 50 개 이상, 바람직하게는 10 내지 40 개의 헤드, 또는 가장 바람직하게는 25 내지 35 개의 헤드를 보관하도록 되어 있다. 그러나 통상적으로 공구 교환기는 필요하면 더 많은 헤드를 보관하도록 확대될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
바람직하게, 각각의 공구 교환기는 작업물로부터 원격 위치에 가공 헤드를 보관한다. 작업물로부터 이와 같이 원격 위치에 헤드를 보관하면 더 많은 수의 헤드가 보관 및 선택될 수 있을 뿐만 아니라 헤드가 작업물로부터 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한 "사용 중인" 헤드만이 부착되므로 작업물에 대한 헤드의 이동 범위가 더 커진다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 캐리지는 제 2 캐리지가 사용 중인 동안에 정지되고, 그 반대로도 마찬가지이다.
바람직하게, 본 기계는 청결측과 불결측을 갖는 바디를 포함한다. 각각의 측은 실링가능한 체임버를 포함할 수 있다. 바람직하게, 적어도 청결측은 실링가능한 체임버를 포함한다. 청결측은 청결한 헤드를 보관하는 공구 교환기와 같은 체임버를 포함할 수 있다. 불결측은 "불결한" 헤드를 보관하는 공구 교환기와 같은 체임버를 포함할 수 있다. 이러한 "불결한" 헤드는 작업물로부터 재료의 제거용으로 사용될 수 있다. 바람직하게 제 1 공구 교환기 및 제 2 공구 교환기는 작업 스테이션으로부터 원격 위치에 있다.
바람직하게 본 기계는 작업 스테이션의 환경을 제어하도록 되어 있다.
바람직하게 작업 스테이션은 청결측과 불결측 사이에 위치된다. 바람직한 실시형태에서, 작업 스테이션은 적어도 어느 정도 보호된다. 작업 스테이션은 체임버 내에 제공될 수 있다. 체임버는 실링되거나, 실링가능하거나, 또는 부분적으로 실링가능하다.
실시되는 공정에 따라 작업 스테이션의 체임버 내의 환경을 청결한 환경이 되도록 변화시키는 것이 가능하다. 일부의 실시형태에서, 작업 스테이션은 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 기체로 충만될 수 있는 체임버 내에 제공될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 체임버 내의 분위기는 저산소 함량 및/또는 저수준의 입자 혼입을 가지도록 제어될 수 있다. 불활성 기체는 체임버를 통과하여 유동될 수 있다. 다른 실시형태에서, 체임버는 실링가능하고, 작업물은 불활성 기체 중에 매몰될 수 있다. 이 불활성 기체는 또한 냉각제로서 제공될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 캐리지는 체임버 또는 작업물에 유체를 공급하는 수단을 제공할 수 있다. 유체는 기체일 수 있다. 기체는 불활성일 수 있고, 및/또는 냉각제로서 작용할 수 있다. 경우에 따라, 이 기체는 폐재료의 추출을 촉진시킬 수 있다. 다른 경우, 불활성 분위기가 제공될 수 있고, 냉각제 기체가 작업물에 추가로 제공될 수 있다. 작업물이 불활성 기체 중에 매몰되어 있는 경우, 냉각제 및 폐재료의 추출 시에 불활성 기체가 체임버로부터 토출되지 않도록 임의 폐재료나 냉각제의 추출은 불활성 기체의 수준을 초과한다. 폐기물 추출 수단이 제공될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 본 기계의 덕트에 접속되는 추출 지점이 제공된다. 바람직하게, 폐기물은 덕트 내에서 작동하는 아르키메데스 스크류를 이용하여 제거된다. 바람직하게 이러한 구성은 스크류의 중심의 직상으로 그리고 체임버의 외부로 냉각제를 추출하고, 항상 덕트 내에 불활성 기체 및 유체의 컬럼(column)을 유지하고, 이것은 체임버와 분위기 사이에 천연의 기밀 장벽(airtight barrier)을 제공한다.
작업물 내의 열을 관리하는 것이 바람직하다. 재료, 특히 금속이 침착됨에 따라 작업물의 열이 증가되고, 이것은 최종 부품의 왜곡과 같은 문제를 유발할 수 있다.
금속의 침착과 및 금속의 기계 가공 사이에 냉각제를 도입함으로써 작업물 내의 열을 관리하는 것이 가능하다. 적어도 작업물 내의 열의 일부는 기체 또는 액체 절삭 유체일 수 있는 냉각제로 전달된다. 이러한 작업 방법은 효과적이고, 이러한 작업 방법에 의해 작업물을 재료의 융점의 약 1/3 미만의 온도로 유지시킬 수 있고, 이것은 대부분의 재료의 안정성 수준을 유지한다는 것이 이해될 것이다. 이러한 단계의 교번(alternation)은 최대 생산성을 위한 최적의 시퀀스는 아닐 수 있으나, 작업물의 온도를 관리하고, 가공 헤드가 사후에 설치되는 기존의 공작 기계에서 사용될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 체임버는 적어도 부분적으로 실링가능하다. 작업물 내의 열의 관리에서 작업 스테이션이 액체 냉각되는 것이 바람직하다. 전형적으로, 작업물은 작업 스테이션에서 플랫폼 상의 작업물 유지 장치 내에 유지된다. 플랫폼 또는 적어도 작업물 유지 장치는, 작업물 상의 재료의 침착에 의해 발생되는 열이 작업물 유지 장치 및 냉각 시스템으로의 전도를 통해 제거되도록, 냉각 액체 또는 기체로 냉각될 수 있다. 냉각에 의해 침착을 위한 더 높은 작업 사이클이 유지될 수 있다는 장점이 밝혀졌다. 또한, 본 기계는 작업물의 열로부터 절연되고, 이것은 기계의 축선이 설계된 정확도를 유지하도록 도와주고, 이동 부품의 열팽창에 기인되는 손상을 방지한다.
다른 실시형태에서, 체임버는 실링될 수 있고, 진공이나 대기압보다 감소된 압력 하에서 재료의 가공이 실시되도록 이 실링된 체임버에 진공이 가해질 수 있다. 대안적으로 체임버 내의 압력을 대기압을 초과하는 압력으로 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.
일부의 실시형태에서, 체임버는 적어도 2면, 3면, 4면 또는 5면이 단일체일 수 있다. 체임버를 실링하기 위해 뚜껑 또는 기타 실링 메커니즘이 제공될 수 있다. 다른 실시형태에서, 실링 도어가 제공될 수 있다. 바람직하게, 체임버 또는 도어의 적어도 일면에 기체를 도입하기 위한 수단 또는 진공을 가하기 위한 수단이 제공된다.
다른 실시형태에서, 체임버는 부분적으로 개방될 수 있고, 국소 차폐체를 구비할 수 있다. 이러한 국소 차폐체는 개방될 수 있거나, 또는 바람직하게는 플라스틱 백(bag)과 같은 백이나 가공 중에 작업물의 주위에 위치될 수 있는 스커트를 이용하여 감금될 수 있다. 스커트는 플런저 상에 지지될 수 있고, 작업물 주위의 스커트의 위치설정은 자동화될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 제 1 장치 및 제 2 장치는적어도 x 축, y 축 및 z 축으로 이동가능하다. 바람직한 실시형태에서, 본 장치는 x 축, y 축 및 z 축 중 적어도 하나로 슬라이딩가능하다. 바람직하게, 슬라이딩가능한 축선 중 하나는 x 방향이고, 제 1 장치 및 제 2 장치에 대해 공통인 레일이 제공된다. 일부의 실시형태에서, 제 1 캐리지 및 제 2 캐리지는 각각 제 1 지지체 및 제 2 지지체 상에 장착된다. 바람직하게 제 1 지지체 및 제 2 지지체는 각각 레일에서 슬라이딩가능하고, 따라서 x 방향으로 제 1 캐리지 및 제 2 캐리지에 대한 이동을 제공한다. 바람직한 실시형태에서, 각각의 캐리지는 지지체에 대해 z 방향으로 이동가능하다. 바람직하게 y 방향으로 제 1 지지체 및 제 2 지지체 상에서 제 1 캐리지 및 제 2 캐리지의 이동은 평행하다.
일부의 실시형태에서, 본 기계는 작업물을 지지하는 플랫폼의 배향을 제어함으로써 추가의 변형을 구비할 수 있다. 플랫폼은 평평한 테이블을 제공하도록 고정될 수 있거나, 또는 회전식일 수 있거나, 경우에 따라 틸팅(tilting) 뿐만 아니라 회전되도록 배치될 수 있다.
유리하게도 플랫폼 및 체임버는 공작 기계의 기술분야에 공지된 크기를 가진 작업물을 수용하도록 배치된다.
전형적으로, 본 기계는 직육면체이고, 기계의 설치 범위는 1 m 내지 5 m, 또는 더 바람직하게는 2 m 내지 4 m, 또는 가장 바람직하게는 약 3 m이다.
바람직하게 본 기계는 니어-네트(near-net)의 목표 형상인 재료의 추가에 기인되어 전통적으로 "러프닝(roughing)"으로 알려져 있는 중절삭 가공의 양이 감소될 수 있고, 이에 따라 작업물은 대부분 "마무리 기계가공"을 요하므로 라이트 패스(light pass)의 고속 기계가공용으로 최적화된다.
역사적으로 지금까지 사용된 많은 가공 헤드 및 제거 헤드는 사이드 도킹 시스템을 사용해왔다.
바람직하게, 본 기계는 일체식 도킹 시스템을 제공한다. 일체식 도킹 시스템은 작업물로부터 재료를 제거하도록 배치될 수 있거나 작업물을 가공하도록 배치될 수 있는 제 1 캐리지 또는 제 2 캐리지 상의 가공 헤드에 재료 및 에너지를 전달할 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 도킹 시스템은 가공 헤드와 본 기계 상의 도킹 매니폴드 사이에 청결한 연결을 제공하도록 배치된다. 접합 매니폴드의 양자 모두의 하프(half) 상에 작동가능한 시일이 제공될 수 있다. 더욱이 레이저 에너지용 광학 윈도와 같은 혼입에 민감한 헤드의 일부분은 슬라이딩 도어 또는 회전식 도어에 의해 차폐될 수 있고, 이 도어는 헤드 매니폴드 및 도크 매니폴드가 접합된 후에만 개방될 수 있으므로 헤드 또는 도크가 보관 위치에 있는 경우에 상기 민감 영역 상에 오염물이 축적될 기회를 제거한다. 또한, 에어 나이프의 위치설정은, 분말 포트(port) 및 기타 도킹 매니폴드 연결부가 청결한 상태를 유지할 수 있도록, 도어가 폐쇄된 후에 임의의 오염물을 불어 날리기 위해 사용될 수 있다.
가공 헤드로 전달된 재료는 분말, 유체 또는 필라멘트의 형태일 수 있다. 일부의 실시형태에서, 재료는 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 재료는 분말 형태, 필라멘트, 로드, 섬유(단섬유, 초핑된 섬유, 장섬유, 또는 연속 섬유) 시트, 또는 와이어 형태이고, 고체 또는 반액체 내지 완전 액체의 형태인 금속, 비-금속, 폴리머, 세라믹, 클레이, 염, 전도성 재료, 용량성 재료 또는 유전성 재료를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 대안적으로 재료는 액체 중의 현탁액, 에멀션, 기체, 에어로솔 또는 페이스트로 제공될 수 있다. 복합 재료를 형성하기 위해 매트릭스 재료와 조합하여 연속 섬유 또는 불연속 섬유가 침착될 수도 있다. 바람직한 실시형태에서, 매질은 폴리머 펠릿 또는 필라멘트를 포함할 수 있다. 전형적으로, 이러한 원재료는 이 재료가 제어가능한 방식으로 공급, 안내, 압출 또는 아니면 침착될 수 있는 온도까지 에너지원에 의해 가열될 수 있다. 대안적으로 유체 재료가 본 기계에 제공될 수 있는 매질 리저버(reservoir)로부터 가공 헤드에 공급될 수 있다. 이 재료는 리저버 내의 모든 재료가 유체로 되어 제어가능한 방식으로 압출될 때까지 에너지원에 의해 가열될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 이 재료는 작업물의 형성 중에 전기 회로가 부설될 수 있도록 전도성, 반도체성, 용량성, 압전성 및 유전성 재료를 포함할 수도 있다.
다른 바람직한 실시형태에서, 매질은 분말 또는 와이어의 형태로 제공될 수 있는 금속을 포함할 수 있다. 이러한 금속은 작업물의 바디의 형성에 이용될 수 있거나, 전자 회로를 부설하기 위해 작업물의 일부에 피복될 수 있다.
본 기계의 특정의 장점은 매우 다양한 헤드가 제공될 수 있고, 전자적, 생물학적, 및 기타 기능적 서브시스템을 매설한 작업물을 제조하기 위해 재료를 침착할 수 있다는 것이다.
본 기계는 시제품, 최종 사용 제품 및 전체 제품의 제조를위해 사용될 수 있다고 예상된다.
바람직한 실시형태에서, 일체식 도킹 시스템은 필요 시에 재료 및 에너지를 가공 헤드에 공급할 수 있도록 배치된다. 바람직하게, 가공을 위해 요구되는 레이저 에너지는 z 축에 대해, 그러나 작업 영역의 근접부로부터 제거되는 점으로부터 평행하게 전달된다. 빔 경로에 거울을 사용해야 하는 레이저 출력의 사이드 도킹 전달에 비해 적은 수의 반사체 및 광학계로 인해 안내되는 레이저 빔 경로 및 전달될 수 있는 레이저 출력이 덜 감소될 수 있으므로 유리하다는 것이 이해될 것이다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 가공 헤드의 상면에 도킹이 제공될 수 있고, 가공 헤드를 구비하는 캐리지 상의 매니폴드와 정렬 및 접합될 수 있도록 캐리지 내에 일체형 도킹이 배치된다.
다른 실시형태에서, 캐리지의 칼라에 매니폴드 및 도킹 수단이 제공될 수 있다. 이 캐리지는 z 방향으로 이동가능하도록 배치되는 스핀들을 포함할 수 있고, 도킹 매니폴드는 이 스핀들의 칼라 상에 제공될 수 있다.
기계 내에 일체식 에너지원을 제공하는 것은 다수의 장점을 갖는다. 일부의 실시형태에서, 이 에너지원은 작업물을 표적으로 하는 빔에 의해 제공된다. 가해지는 에너지 빔을 제어하기 위해 제어 수단이 제공될 수 있고, 이 에너지 원은 적외선 레이저, 가시광 레이저 및 UV 레이저와 같은 레이저로부터 선택될 수 있다. 펄스 지속시간은 아토초(as) 내지 펨토초(fm)의 연속파(CW) 지속시간까지 변화하도록 제어될 수 있다. 선택되는 에너지원은 재료의 제거, 부가 또는 변경의 여부에 따라 실시되는 공정에 따라 선택될 수 있다. 또한 에너지원 및 펄스 지속시간은 가공될 재료에 의한 에너지 흡수도를 최적화하도록 선택될 수 있다. 또한 상이한 레이저 빔 발생원들 사이의 변환용으로 빔 스위치가 사용될 수도 있다.
일부의 실시형태에서, 에너지원은 캐리지에 설치된 광섬유 케이블을 이용하여 작업물 또는 가공 헤드, 특히 가공 헤드에 공급될 수 있다. 경우에 따라 에너지 밀도로 인해 중공 코어가 요구될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이미 설명한 바와 같이, 본 기계는 청결측과 불결측을 갖고, 작업물은 체임버 내에 설치될 수 있다. 바람직하게, 가공 헤드 또는 침착 헤드는 청결한 상태에 유지된다. 작업물의 침착 또는 가공 중에 작업물의 오염은 불량한 품질의 마무리나 재료 내의 결함을 초래할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 청결측 상에서 사용되는 가공 헤드를 발생될 수 있는 오염 없이 또는 오염을 최소화하도록 유지하는 것이 중요하다.
바람직하게, 본 기계, 특히 가공 헤드는 극저온 냉각 시스템을 이용하여 냉각된다. 특히 바람직한 실시형태에서, 증발, 기화, 가스화 또는 연소되어 극히 낮은 회분 함량을 가지는 생성물을 형성하고, 잔류물을 남기지 않는 유기 냉각제가 사용된다. 액체 질소와 같은 다른 냉각제가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부의 실시형태에서, 냉각제는 체임버에 공급될 수 있고, 또는 냉각제는 작업물 또는 가공 헤드에 공급될 수 있다.
체임버와 청결한 공구 교환기 사이에 시일을 제공함으로써 청결측이 유지될 수 있다. 침착 또는 가공용으로 사용되는 임의의 가공 헤드는 제 2 공구 교환기 내에 보관될 수 있고, 제 2 공구 체임버는 적절하게 실링될 수 있다. 밀링용으로 사용되는 가공 헤드는 청결한 환경에 유지될 필요 없고, 사용되지 않는 경우 제 1 공구 교환기 내에 보관된다. 제 1 공구 교환기가 "불결측" 상에 있을 때, 제 1 공구 교환기는 체임버 또는 작업물로부터 실링될 필요 없다.
특히 바람직한 실시형태에서, 본 기계는 z 방향으로 이동되도록 배치되는 중복 지지체 및 캐리지를 구비한다. 경우에 따라, 지지체 및 캐리지는 동일하다. 다른 경우, 각각의 지지체 및 각각의 캐리지 상에 특수 도킹 및 매니폴드를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 지지체 및 캐리지 중 하나는 청결한 가공용으로만 사용되고, 다른 지지체 및 캐리지는 불결한 가공용으로만 사용된다.
바람직하게, 캐리지 및 지지체 상의 헤드의 도킹은 청결한 환경을 유지하도록 되어 있다. 바람직하게, 레이저 가공 헤드의 광학계는 공기에 노출되지 않고, 항상 청결한 환경 내에 유지된다. 일부의 실시형태에서, 자동화 커버 시스템이 제공되고, 따라서 도크 상에서 커버의 작동에 의해 선택된 가공 헤드 상의 대응하는 도어가 개방된다. 캐리지 상에 헤드의 도킹이 완료되면 본 시스템은 실링된다. 도킹 공정의 자동화에 의해 본 공정은 육안 검사가 요구됨이 없이 실시될 수 있다. 그러므로 더 이상 검사용 레이저 안전 윈도를 설치할 필요가 없으므로 자동화 도킹부가 장착된 그리고 육안 검사가 불필요한 기계는 더 높은 출력의 레이저를 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부의 실시형태에서, 환경은 에어 나이프 및 공기 퍼지를 사용함으로써 청결한 환경으로 유지될 수 있다. 이것은 특히 헤드 교환용 및 캐리지와 헤드의 도킹용으로 사용되는 영역의 주위에서 바람직할 수 있다.
제 2 가공 헤드는 제 2 공구 교환기 내에 보관 중에 청결한 환경 내에 유지되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 가공 헤드용의 별개의 보관 영역이 제공된다. 일부의 바람직한 실시형태에서, 가공 헤드는, 가공 헤드의 일면이 공구 교환기 포켓의 표면에 대해 실링되도록, 공구 교환기 내로 후퇴될 수 있다.
다른 중요한 영역은 작업물의 부가 조형에서 사용되는 분말의 제어이다. 전형적으로, 작업물의 표면에 분말이 피복된다. 일반적으로 일부의 분말은 작업물 상에 유지되지 않는것이 문제이다. 경우에 따라, 오버스프레잉(overspray)가 제공된다.
바람직하게 본 기계는 폐기물 추출기를 포함한다. 이것은 절삭칩이 축적되는 작업 영역의 저면으로부터 절삭 유체를 사용하여 절삭칩을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 적절한 여과, 추출 및 제습을 사용하여 작업 영역으로부터 연무 및 습기가 제거될 수 있다. 이러한 공기 여과/제습 시스템은 풍매성 오염물 및 습기가 작업 영역의 청결성에 영향을 주는 것을 방지한다.
바람직한 실시형태에서, 오버스프레잉 분말의 일체식 포획부가 존재한다. 경우에 따라, 오버스프레잉 분말을 포획하기 위해 체임버 내로 슬라이딩될 수 있는 트레이가 본 기계 내에 제공될 수 있다. 바람직하게, 이 트레이에 의해 포획된 재료는 수집되어 직접 재사용되거나, 재생 후 재사용될 수 있다. 일부의 재료는 분말 수집 트레이로부터 누출될 수 있다. 이러한 재료는 전형적으로 냉각제를 이용하여 체임버로부터 제거되고, 냉각제로부터 필터링된 후 재사용될 수 있다.
본 기계의 중요한 양태는 작업물 및 가공 헤드 또는 가공 헤드들의 일체식 모니터링을 제공하는 것이다.
작업물이 밀링되거나 절삭되거나 재료의 제거에 의해 가공되는 공지의 시스템에서, 작업물은 전형적으로 우수한 품질인 것으로 간주된다. 그러나, 부가 조형에서 임의의 부가 조형이 우수한 품질이 되도록 가공을 고도의 표준으로 실시하도록 보장하는 것이 작업물의 품질을 위해 중요하다는 것이 인식되어 왔다. 그러므로 모든 결함이 확실하게 검출되도록 공정 및 작업물을 모니터링하는 것이 중요하다.
바람직하게, 다음의 모니터링 방법 중 적어도 하나가 본 기계에 제공될 수 있다. 가공 또는 부가 조형에서 용탕 풀(melt pool)이 모니터링될 수 있다. 작업물의 열 이력이 모니터링될 수 있고, 열 카메라를 이용하여 기록될 수 있다. 산소 센서가 체임버 내에 제공될 수 있다. 가공 중인 작업물의 일부를 분석하기 위해 분광법이 사용될 수 있다. 이러한 모니터링은 캐리지 상에 제공될 수 있고, 또는 본 기계의 체임버 내에 별개로 제공될 수 있다.
또한, 또는 대안적으로 가공은 가공 헤드 내에서 가속도계를 사용하여 모니터링될 수 있다. 교정 수순은 체임버 내에 설치된 검출기를 이용하여 실시될 수 있다. 이러한 수순은 상기 또는 각각의 가공 헤드 및/또는 작업물을 모니터링하도록 될 수 있다. 바람직하게 가공 헤드와 본 기계의 제어기 사이에서 무선 통신이 가능하다. 또한 원격 제어기 또는 출력과의 통신이 제공될 수 있다. 이러한 통신은 IR 또는 무선 데이터 전송을 사용할 수 있다. 또한, MTConnect 또는 다른 확립된 무선 프로토콜을 이용한 가공 데이터의 통신이 활용될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 임의의 광학 소자의 초점 길이가 모니터링되고, 데이터 출력될 수 있다.
하나의 실시형태에서, 사용 시에 부품의 상태 및 건전성을 모니터링할 수 있는 모니터링 장치를 형성하도록 제작되는 센서 및 회로부가 작업물 내에 매설될 수 있다. 바람직하게, 작업물 내 및 작업물 상에 인쇄되는 이러한 센서 및 모니터링 장치는 상기 부품의 완성 전에 기능하여 사용자에게 피드백을 제공할 수 있도록 되어 있다. 이 모니터링 장치는 이 부품의 내용 연수의 전체를 통해 계속하여 기능할 수 있는 것으로 예상된다. 이러한 모니터링 장치의 실시예는 변형률 모니터링 회로일 수 있고, 이것은 장치가 안전 조건을 초과하여 부하를 받는 때를 검출할 수 있다.
일부의 바람직한 실시형태에서, 본 기계 및 가공 헤드로부터의 데이터는 원격 모니터링 수단으로 출력될 수 있다. 바람직하게, 본 기계 및 공급 헤드의 성능 및 체임버 및 작업물로부터의 데이터는 실시간으로 모니터링되어 보고된다. 일부의 실시형태에서, 분석은 실시간으로 실시될 수 있다. 바람직하게, 작업물의 파단을 예측하기 위한 통계 분석이 실시될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 이 분석은 가공 헤드의 파단의 가능성을 확인하도록 가공 헤드에 적용될 수 있다. 모든 경우에, 부품의 양질의 생산을 보장하기 위한, 그리고 부품의 해체를 방지하도록 인시츄로 용인할 수 있는 품질 표준에 부합하지 않는 부품의 영역의 치료적 재가공을 가능하게 하는 검출을 위한 폐루프 피드백 시스템을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 일체식 도킹 시스템을 구비하는 적어도 하나의 캐리지가 제공되는 본 발명의 일 양태에 다른 기계가 제공된다.
바람직하게, 도킹 시스템은, 캐리지와 헤드 사이의 도킹이 가공 헤드의 상면에 위치되도록, 배치된다.
바람직하게 캐리지를 구비하는 일체식 도킹은 캐리지 상의 매니폴드를 가공 헤드의 공동작용 매니폴드와 정렬 및 결합시킨다. 일부의 바람직한 실시형태에서, 이 매니폴드는 공급 헤드 장착 축선에 대해 수직으로 배향된다. 가공 헤드 도킹이 또한 매니폴드의 도킹도 수행하므로 이것에 의해 공급 도킹 매니폴드가 이동될 필요성이 제거될 수 있거나 감소될 수 있다. 이러한 작용은 특히 조준선을 필요로 하지 않지만 레이저 및 기타 에너지원과 함께 사용될 수도 있는 에너지원의 경우에 특히 적합하다는 것이 밝혀졌다.
바람직한 실시형태에서, 캐리지와 가공 헤드 사이의 연결은 오염물을 바람직하게 배제하기 위해 실링가능하게 된다.
일부의 실시형태에서, 가공 헤드 매니폴드는 고정되도록 배치된다. 그러나, 일부의 바람직한 실시형태에서, 매니폴드는 가공 헤드로부터 도킹 위치까지 외방향으로 이동되도록 되어 있다. 이것은 가공 헤드가 공구 교환기 내의 공간을 적게 점유하므로 특히 유리하다는 것이 밝혀졌다. 또한, 보관 위치에서 매니폴드 상에 시일이 제공될 수 있다. 이것은 청결측 상에서 사용되는 가공 헤드의 경우 및 모든 요소가 가능한 청결한 상태로 유지하는 것이 바람직한 경우에 특히 유리하다 이러한 시일은 슬라이딩 도어에 의해 제공될 수 있다.
침착 헤드는 작업물 및 매질 공급부에 에너지를 제공하는 전극을 포함하고, 이 헤드는 전극과 작업물 사이의 아크를 만곡시키도록 된 필수 전기장을 발생하기 위한 수단을 포함한다.
CNC 기계에 부가 조형 기술의 결합은 이 조합의 활용을 최대화하는 빔 전달에 대한 새로운 접근 방법을 유발한다. 이것은 또한 상이한 광학계들 사이의 절환 능력 및 심지어 침착 기술을 포함하여 CNC 기계를 위한 레이저 빔 전달에 대한 새로운 접근방법을 자동으로 도입한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 작업물을 가공하도록 된 적어도 하나의 장치를 갖는 작업 스테이션에 위치된 작업물 상에 재료의 제료의 제거 및 부가를 실시하도록 된 기계가 제공되고, 상기 장치는 2 개 이상의 축선에서 이동가능하도록 되어 있고, 작업물은 실링가능한 체임버 내에서 가공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 작업 스테이션에 위치된 작업물 상에 재료의 제거 및 침착을 실시하도록 된 기계가 제공되고, 이 기계는 작업물을 가공하도록 된 하나 이상의 장치를 갖고, 이 장치는 2 개 이상의 축선에서 이동가능하도록 되고, 청결측과 불결측을 갖고, 여기서 작업물 상의 재료의 침착 또는 작업물의 가공은 청결한 환경 내에서 실시된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 일 양태에 따른 기계의 체임버 내에 작업물을 설치하여 재료의 제거에 의해 작업물을 가공하는 단계, 체임버 및 작업물로부터 폐기물을 제거함으로써 체임버를 청결화하는 단계, 체임버 내의 청결한 환경 중에서 작업물을 가공하는 단계, 및 체임버로부터 작업물을 제거하는 단계를 포함하는 작업물을 가공하는 방법이 제공된다.
일부의 실시형태에서, 작업 스테이션 상에 작업물을 설치하기 위한 자동화 수단이 제공될 수 있다. 바람직하게, 이 자동화 수단은 픽 앤드 플레이스 그리퍼(pick and place gripper)를 포함할 수 있다. 이러한 그리퍼는 작업 플랫폼 상의 제 1 위치로부터 제 2 위치로 작업물을 이동시킬 수 있고, 또는 작업 영역의 내외로 작업물을 이동시킬 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 그리퍼는 부품이 제조되고 있을 때 부품 내에 매설되는 전기적 물체를 포함하는 물체를 선택 및 설치한다. 이 작업 영역은 체임버일 수 있고, 또는 작업 플랫폼일 수 있다.
제품이 AM에 의해 제작 또는 수리될 수 있고, CNC 재료 제거와 같은 재료 제거를 이용하여 가공된 표면을 가짐으로써 마무리되도록 AM 및 CNC는 조합될 수 있고, 이러한 공정은 도 1을 참조하여 설명한다. 영구적으로 공구에 연결된 다수의 헤드를 갖고, 작업물 상에서 작업을 선택할 수 있는 기계를 사용하는 것은 공지되어 있다. 이러한 구성은 기계가공 헤드에 의해 점유되는 벌크 및 체적을 증가시키고, 이것은 기계가공 헤드의 작업을 제한한다. 또한 하나의 작업 스테이션으로부터 다른 작업 스테이션으로 작업물을 이동시키고, 각각의 작업 스테이션은 부가 단계 및 침착 후처리 및 절단을 포함하는 특수 작업을 실시하는 것이 공지되어 있다.
위에서 간단히 언급한 바와 같이, 특히 본 기계는 헤드 및 이 헤드의 사용 방법의 장점을 최대화하도록 되어 있으나, 기존의 CNC 기계를 부가 조형 및 침착 후처리 및 절삭을 위해 사용할 수 있도록 기존의 CNC 기계에 헤드가 사후에 설치될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본원에 개시된 본 발명의 추가의 양태는 이 헤드의 특징 및 이 헤드를 사용하는 방법 및 제조 방법을 실시하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 다음의 단계 중 적어도 하나를 포함하는 제품 제조 방법이 제공된다.
i) 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위한 제 1 침착 특성을 가질 수 있는 제 1 가공 헤드를 사용하는 단계;
ii) 제 1 가공 헤드를 이 제 1 가공 헤드와 다른 제 2 침착 특성을 가질 수 있는제 2 가공 헤드로 교환하는 단계;
iii) 제 2 세트의 특성을 가진 추가의 재료를 투하하는 단계.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다음의 단계 중 적어도 하나를 포함하는 제품 제조 방법이 제공된다.
i) 작업 스테이션, 공작 기계에 연결가능한 제 1 가공 헤드, 공구 교환기 및 다수의 추가의 가공 헤드를 보관하도록 된 보관 장소를 가진 공작 기계를 사용하는 단계;
ii) 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위한 제 1 침착 특성을 가질 수 있는 제 1 가공 헤드를 사용하는 단계;
ii) 제 1 가공 헤드를 이 제 1 가공 헤드와 다른 제 2 침착 특성을 가질 수 있는제 2 가공 헤드로 교환하는 단계;
iii) 제 2 세트의 특성을 가진 추가의 재료를 투하하는 단계.
바람직하게, 보관 장소는 본 기계의 일부이지만 작업 스테이션으로부터 이격되어 있다. 바람직하게, 비사용중인 모든 가공 헤드는 원격 보관 장소에 보관되고, 비사용중에 공작 기계에 연결되지 않는다.
위의 양태의 특징을 제공하는 실시형태는 제조 중인 제품(즉, 작업물 상에서 수행 중인 가공의 유형이 스테이션들 사이에서 작업물을 이동시킬 필요없이 단일 스테이션에서 수행되는 것을 가능하게 한다는 장점을 갖는다. 따라서, 이러한 양태는 제조 공정을 위한 단일 부재 또는 의사 단일 부재 플로(flow)를 제공하는 것으로서 생각될 수 있다. 적절한 가공 헤드가 선택되어 작업물로 이동되는 것이 이해될 것이다.
가공 헤드를 유지하는 공작 기계는, 적어도 일부의 실시형태에서, 가공 헤드를 제 1 헤드로부터 제 2 헤드로 자동으로 교환할 수 있고, 이것에 의해 조작자의 상호작용이 거의 또는 전혀 없이 가동될 수 있는 방법이 제공된다.
바람직하게, 본 방법은 제품이 제조되는 작업 스테이션, 공작 기계에 연결가능한 제 1 가공 헤드, 공구 교환기 및 다수의 추가의 가공 헤드를 보관하도록 된 보관 장소를 가진 공작 기계를 사용하는 것을 포함한다. 공구 교환기는 공작 기계로부터 제 1 가공 헤드를 제거하고, 제 1 가공 헤드를 상기 보관 장소에 배치하고, 보관 장소로부터 제 2 가공 헤드를 제거하고, 제 2 가공 헤드를 상기 공작 기계에 연결하도록 될 수 있다.
편리하게도, 제 2 침착 특성은 제 1 침착 특성과 비교할 때 다음의 파라미터 중 하나 이상이 다르다.
축적(build) 표면에 대한 침착의 각도, 재료의 유형, 침착되는 재료의 혼합물, 침착 속도, 비드 크기, 침착의 단면 형상, 에너지 입력, 재료의 나노/마이크로 특성(이것은 경도, 전성, 내화학성, 강도, 내마모성, 전기 전도성 및 열 전도성, 유전성 강도, 또는 임의의 다른 재료 특성을 포함함), 재료의 색 및 투명도, 표면 마무리의 텍스처.
일부의 실시형태에서, 제 2 침착 특성은 원하는 제품으로 제조되는 제품의 충실도를 향상시킴으로써 제품의 표면 마무리가공의 필요성을 제거하거나 적어도 감소시키도록 되어 있다. 실시형태는 제품의 내면 및 외면 중 적어도 하나의 충실도를 향상시킬 수 있다.
일부의 실시형태는 제 1 가공 헤드 및 제 2 가공 헤드 중 적어도 하나를 이용하여 희생 재료를 침착시키도록 할 수 있다.
적어도 일부의 실시형태는 제 1 가공 헤드 및 제 2 가공 헤드 중 적어도 하나가 복수 회 사용하여 복수의 단계로 제품을 제조하도록 되어 있다.
적어도 일부의 실시형태는 제품으로부터 재료를 제거하기 위해 사용될 수 있는 제 3 가공 헤드를 사용한다. 제 3 가공 헤드는 밀링 헤드, 또는 기타 공작 기계일 수 있다.
적어도 일부의 실시형태에서, 본 방법은 재료의 적어도 제 1 층이 침착된 후에 작업물의 표면을 처리하도록 된 가공 헤드를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 제 2 층 또는 추가의 층의 표면도 처리될 수 있다.
전형적으로, 가공 헤드는 공작 기계 상의 스핀들에 연결될 수 있다. 스핀들은 공작 기계의 일부로 간주되는 것이 이해될 것이다.
일부의 실시형태에서, 본 공작 기계는 상기 또는 각각의 가공 헤드에 동력원을 공급하도록 또는 공급할 수 있도록 되어 있는 공급 유닛을 포함할 수 있다. 가공 헤드는 가공 헤드에 동력을 공급하기 위한 공급 유닛에 연결되도록 된 도킹 매니폴드를 포함할 수 있다. 이 도킹 매니폴드는 스핀들과 나란히 또는 스핀들에 인접하여 배치될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 도킹 매니폴드는 스핀들에 대해 직각인 축선을 따라 연결되도록 배치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 도킹 매니폴드는 스핀들에 평행인 축선을 따라 연결되도록 배치될 수 있다. 다른 구성에서, 매니폴드는 정위치로 회전될 수 있다. 다른 구성에서, 매니폴드는 스핀들 컬럼, 스핀들 하우징, 또는 많은 기계 구성의 Z 축과 같이 스핀들에 접근하기 편리한 축선들 중 하나에 결합될 수 있다. 예를 들면, 매니폴드 내의 포트는 스핀들의 칼라의 주위에 하나의 패턴으로 배치될 수 있다.
동력원은 레이저 에너지일 수 있다. 각각의 가공 헤드는 특유의 공간적 모드 및 헤드로부터의 동력 분포를 달성하도록 구성될 수 있다. 이 모드는 본 기술분야에 공지된 개구, 고정형 또는 가변형 회절 또는 반사 광학계 및 보조 안내 메커니즘과 같은 광학계 컴포넌트의 사용에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게, 도킹 매니폴드는 가공 헤드에 동력을 공급하는 것에 더하여 또는 동력을 공급하는 대신에 가공 헤드에 가공 매질을 공급하도록 되어 있다. 가공 매질은 냉각 유체 또는 가공 유체, 기체 및 이들의 혼합물 등 내의 분말 또는 필라멘트 형태 중 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다음의 단계 중 적어도 하나를 포함하는 제품 제조 방법이 제공된다.
i) 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위해 제 1 침착 특성을 가진 제 1 가공 헤드를 사용하는 단계; 및
ii) 상기 제 1 가공 헤드를 제 2 가공 헤드로 교환하는 단계. 상기 제 2 가공 헤드는 제조될 상기 제품 및 가공 헤드의 기능 중 하나 이상을 분석하도록 되어 있다.
바람직하게, 본 방법은 실시될 추가의 처리 단계 또는 가공 단계를 선택하기 위해 분석으로부터의 정보를 사용하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 본 방법은 제품이 제조되는 작업 스테이션, 공작 기계에 연결가능한 제 1 가공 헤드, 공구 교환기, 및 다수의 추가의 가공 헤드를 보관하도록 된 보관 장소(또는 단순하게 종래의 회전식 절삭 공구를 교환하기 위해 본 기술분야에 공지된 바와 같은 스핀들이 도달가능한 공구의 보관 장소)를 가진 공작 기계를 사용하는 것을 포함한다. 공구 교환기는 공작 기계로부터 제 1 가공 헤드를 제거하고, 제 1 가공 헤드를 상기 보관 장소에 배치하고, 보관 장소로부터 제 2 가공 헤드를 제거하고, 제 2 가공 헤드를 상기 공작 기계에 연결하도록 될 수 있다.
편리하게도, 제 2 가공 헤드는 다음 중 임의의 하나 이상이다: 이미지 녹화 장치, 조명, 터치 프로브, 3D 표면 및 체적 스캐너, 사진측량 시스템, 센서(예를 들면, 산소 센서, 열 센서, 열 카메라), 와전류 발생기, 초음파 트랜스듀서(공기, 겔, 및 액체 커플용), 전자기파 발생기, 유도 가열 코일, 전자석(들), 확대 장치, 점진적 시트 형성 공구, 히트 건, 진공, 유도 가열기, 검류계, 오실로스코프, 디지털 거울 장치, 구조적 광 스캐너, 연삭기, 연마제, 직각 가변식 헤드, 현미경, 공초점 또는 가변 현미경, 감마선 및 X선을 포함하는 전자기 검출기, 분광사진기 등.
바람직하게, 도킹 매니폴드는 공급 유닛으로부터 제 2 가공 헤드로 동력을 공급하도록 되어 있고, 제 2 가공 헤드로부터 또는 제 2 가공 헤드로 데이터를 전송하도록 되어 있다.
유리하게도, 공작 기계 및 공구 교환기를 제어하도록 된 제어기가 제공된다. 바람직하게, 이 제어기는 데이터 저장 요소를 갖고, 이 데이터 저장 요소 내에 가공 헤드의 파라미터가 저장된다. 바람직하게, 제어기는 재료를 침착시키도록 제 1 가공 헤드를 제어하도록 하고, 다음에 침착될 재료 및 제조될 작업물에 따라 제 2 가공 헤드를 선택하도록 한다. 제어기는 사용될 추가의 가공 헤드를 선택하기 위해 분석 결과의 데이터를 사용할 수 있다.
제 2 가공 헤드로부터의 데이터는 작업물의 처리의 품질 제어를 위해 사용될 수 있다. 또한 또는 대안적으로 이 데이터는 작업물이 원하는 품질 표준에 부합하는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 또한 제 2 가공 헤드로부터의 데이터는 가공 헤드의 기능에 관한 정보를 제공할 수 있다. 이러한 데이터는 가공 헤드의 교정이 평가될 수 있도록 하거나, 가공 헤드가 교환되거나 수리될 필요가 있는지를 입증할 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 적어도 하나의 제 1 양태의 방법을 제공하도록 된 공작 기계가 제공된다.
이 공작 기계는 본 발명의 방법을 제공하도록 되어 있다. 이 공작 기계는 가공 헤드 및 제어기를 사후에 구비할 수 있고, 개시된 방법 중 하나 이상을 실시하도록 되어 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 컴퓨터가 독출한 경우 컴퓨터가 본 발명의 양태 중 적어도 하나의 방법을 수행하도록 유도하는 명령을 포함한 기계 가독 매체가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다음의 단계 중 적어도 하나를 포함하는 제조되는 제품을 검사하는 방법이 제공된다.
i) 검사 중인 상기 제품 상에 제 1 가공 헤드로부터 유체를 분출하는 단계;
ii) 검사 중인 상기 제품에 상기 유체를 통해 제 2 가공 헤드를 결합시키는 단계; 및
iii) 상기 제품을 검사하기 위해 상기 유체를 통해 신호를 전송하는 단계.
하나의 실시형태에서, 제 1 가공 헤드 및 제 2 가공 헤드는 동일한 헤드이고, 그러므로 본 방법은 제품을 검사하기 위한 효율적인 수단을 제공한다.
유체는 관통 스핀들 냉각 유체일 수 있는 냉각 유체일 수 있고, 이것에 의해 기존의 공작 기계에 가공 헤드를 장착할 수 있는 방법이 제공된다. 이러한 실시형태에서, 유체는 재료 제거 공정 중에 사용되도록 된 공작 기계 냉각 유체일 수 있다.
대안적 실시형태 또는 부가적 실시형태에서, 유체는 겔 등일 수 있다. 이러한 유체는 이것이 추후에 검사되는 제품으로부터 제거되므로 희생 유체로서 간주될 수 있다.
다른 실시형태에서, 제 1 가공 헤드 및 제 2 가공 헤드는 상이하고, 제 1 가공 헤드는 희생 재료를 침착하도록 되어 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 다른 양태의 방법을 수행하도록 된 공작 기계 및/또는 가공 헤드가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 컴퓨터가 독출한 경우 컴퓨터가 본 발명의 양태의 방법을 수행하도록 유도하는 명령을 포함한 기계 가독 매체가 제공된다.
본 발명의 상기 양태들 중 임의의 것에서 언급되는 기계 가독 매체는 다음 중 임의의 것일 수 있다: CDROM, DVD ROM/RAM(-R/-RW 또는 +R/+RW 포함함), 하드 드라이브, 메모리(USB 드라이브, SD 카드, 콤팩트 플래시 카드 등), 전송 신호(인터넷 다운로드, ftp 파일 전송 등을 포함함), 와이어 등.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다음의 단계를 포함하는 작업물 가공 방법이 제공된다.
i) 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위한 제 1 침착 특성을 가질 수 있는 제 1 가공 헤드를 사용하는 단계; 및
ii) 레이저 삭마, 천공, 마킹, 클래딩, 검사, 3D 스캐닝, 열처리, 해머링, 스캐리파잉, 숏 블래스팅, 피닝 또는 마이크로-피닝, 니들 피닝, 또는 압연 중 적어도 하나에 의해 제조되는 제품을 가공하는 단계. 본 방법은 작업물 상에서 실시되는 복수의 가공 단계를 포함한다.
바람직한 방법에서, 추가의 가공 헤드에 의해 일련의 공정이 실시된다. 바람직하게, 각각의 가공 헤드는 특정의 공정을 위해 최적화되도록 되어 있다.
본 방법은 작업물 상에서 실시되는 복수의 가공 단계를 포함한다. 본 방법은 2 개, 3 개, 4 개, 5 개, 또는 그 이상의 가공 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 가공 단계 중 적어도 하나는 작업물의 검사 및/또는 분석을 포함한다. 바람직하게 추가의 가공 단계 중 적어도 하나는 작업물의 분석으로부터의 데이터를 이용하여 선택된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 2 개의 가공 단계를 동시에 실시하도록 된 가공 헤드가 제공된다.
하나의 실시형태에서, 가열 처리 및 압력 처리가 동일한 헤드에 의해 실시된다. 다른 실시형태에서, 대안적 공정 또는 처리가 조합될 수 있다. 조합될 수 있는 공정의 예시적 목록은 이하에 기재되어 있다. 이 목록은 예시적인 것이고, 포괄적인 것이 아니라는 것을 강조한다.
유도 가열 및 레이저 금속 침착(예를 들면, 클래딩 또는 용접 등);
유도 가열 및 피닝;
유도 가열 및 레이저 가공(예를 들면, 열처리 등);
레이저 가열 및 피닝;
레이저 가열 및 압연;
레이저 가열 및 치즐링(chiseling)(재료를 제거하기 위함);
레이저 가열 및 압력 핀;
레이저 재료 침착 및 유도형 스탠드-오프(stand-off) 측정;
레이저 폴리싱(또는 다른 가공) 및 공정의 유효도를 평가하기 위한 카메라;
레이저 가공 직전에 표면 청결화/거칠기가공을 위한 숏 블래스팅 도는 그리트(grit) 블래스팅;
레이저 침착 직후에 이전 층에 압축 응력을 부여하기 위한 숏 피닝;
탈지제의 침착 및 그후의 표면을 준비하기 위한 공기 비산(blow off);
아크에 기초한 금속 침착 헤드의 직전에 광물계 플럭스(flux)용 착 노즐(여기서 이 플럭스는 냉각 중인 용접 풀(pool)이 산화되지 않도록 보호하는 슬래그를 생성함);
공기 비산 + 레이저 금속 침착 헤드;
예를 들면, 잉크젯 노즐로 기준 마크 상에 등록을 위한 카메라의 사용;
하나 이상 카메라(가시광, HDR, IR 등) 및 공정을 검사하기 위한 공정의 사용;
레이저 금속 침착 및 와전류 검사와 같은 표면 및/또는 표면하 결함을 확인하기 위한 검출 수단;
와전류 검사 및 (표면 형태를 위한) 3D 스캐닝;
레이저 금속 침착 및 3D 스캐닝;
레이저 금속 침착 및 다중 카메라(사진측량);
잉크젯 헤드 및 카메라;
필요한 경우에 섬유를 절단하기 위한 절단 장치를 이용한 보강 섬유의 침착;
밀링 및 카메라(측정용);
현미경(들)(공초점, 입체식 등) 및 조명 수단.
가공 헤드는 위에 기재된 것과 다른 공정의 조합을 실시할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 일부의 실시형태에서, 가공 헤드는 복수의 공정을 실시할 수 있다.
일부의 실시형태에서, 작업물은 검사 및 분석될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 가공 헤드도 분석될 수 있다. 이러한 분석은 가공 헤드의 상태에 관한 데이터를 제공할 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 가열 처리 및 압력 처리가 동시에 실시된다. 바람직하게, 압력 처리는 단속적이다. 바람직한 실시형태에서, 압력 처리는 피닝이다.
일부의 실시형태에서, 가공 헤드는 레이저 클래딩 및 열간 압연과 같은 2 가지 공정을 동시에 실시하기에 최적화되도록 될 수 있다. 다른 실시형태에서, 가공 헤드는 레이저 침착(또는 기타 형태의 용접, 냉간 스프레이, 지향식 에너지 침착 등) 및 피닝을 동시에 실시하도록 되어 있다. 바람직하게, 피닝 핀을 가진 헤드의 일부는, 침착된 재료가 고온 상태일 때 가공되도록, 작업물 상의 재료의 침착을 추종하도록 되어 있다. 다른 실시형태에서, 레이저 침착 헤드는 롤러를 가진 부분을 포함할 수 있다.
바람직하게, 도킹 매니폴드는 가공 헤드를 공급 유닛에 결합하도록, 그리고 가공 헤드에 동력 및 매질을 공급하도록 되어 있다.
레이저 클래딩 및 열간 압연이 동시에 실시되는 실시형태에서, 바람직하게 도킹 매니폴드는, 레이저 클래딩을 위한 동력을 공급하기 위해, 그리고 열간 압연 작업 중인 롤러를 냉각시키기 위한 냉각 유체를 공급하기 위해, 가공 헤드를 공급 유닛에 연결하도록 되어 있다. 도킹 매니폴드는 가공 헤드에 매질을 공급하도록 될 수도 있다.
특히 바람직한 실시형태에서, 본 방법은 피닝에 의한 작업물의 표면 처리를 포함한다. 작업물의 층 또는 층의 일부 상의 국부 영역에 이 층 내의 응력을 감소시키기 위해 압력을 가하는 것이 바람직하다. 경우에 따라, 재료의 층이 열적으로 침착된 경우, 급속 냉각은 재료의 층에 인장 응력을 유발한다. 이 층의 일부 또는 전부에 압력을 가함으로써 이 인장 응력을 감소시키거나 제거하는 것이 바람직하다. 이것은 피닝 또는 마이크로 피닝으로 지칭될 수 있다. 이것은 잔류 응력을 가진 영역의 일부, 전부 또는 반복되는 범위를 달성하기 위해 점진적으로 수행될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 피닝은 침착 선(line)을 추종하도록 가공 헤드를 인덱싱(indexing)함으로써 달성될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 헤드는 가공 헤드에 의해 처리되는 영역의 바로 뒤에서 압력을 가하도록 하나 이상 피닝 핀을 작동시킬 수 있도록 되어 있다. 이 처리는 레이저와 같은 수단에 의해 실시된다. 바람직하게 복수의 핀이 작동될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 핀의 작동은 레이저 펄스 주파수에 대해 반순환적(countercyclical)일 수 있다. 다른 실시형태에서, 에너지원은 아크, 전자 빔, 마이크로파, 유도 가열기 또는 기타 유사한 에너지원일 수 있다. 이러한 응력 감소 기법은, 예를 들면, 얇은 벽을 갖고 대칭인 축적 패턴(여기서 원하는 최종 형상이 이 패턴에 부합됨)을 이용하는, 응력을 균형있게 분산시키는 축적 방식을 선택함으로써 개선될 수 있다. 부품은 층이 평면이 아니고 본질적으로 작은 코어의 주위에서 개시되는 실질적으로 구형인 종자(seed)를 모방하여 축적될 수도 있고, 층은 (진주가 구형 층에 의해 층을 성장시키는 것과 유사한 방식으로) 외방을 향해 성장한다.
일부의 실시형태에서, 매질이 작업물에 공급되고, 에너지원이 작업물에 에너지를 공급하는 가공 헤드가 제공될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 가공 헤드는 작업물에 에너지를 안내하는 방향을 제어하도록 될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 에너지원 및 매질 공급부는 가공 헤드 상의 수용 매니폴드에 의해 가공 헤드에 연결될 수 있다. 이 수용 매니폴드는 가공 헤드를 탑재한 캐리지 상의 공급 매니폴드에 연결될 수 있다. 바람직하게 매질 공급부는 전극에 실질적으로 평행하다. 이러한 구성은 자동화를 촉진한다.
바람직하게 에너지원은 용접 풀을 생성하도록 되어 있다. 바람직하게, 에너지원은 가공 헤드와 작업물 사이의 아크이다. 대안적으로, 플라즈마 "윈도"를 통과하는 전자 빔이 또한 사용될 수 있다. 바람직하게, 매질은 용접 풀 내로 직접 공급된다. 가공 헤드는 에너지의 방향을 작업물을 향해 제어하도록 된 수단을 포함하는 것이 바람직하고, 바람직한 실시형태에서, 가공 헤드는 전자기장을 발생하는 수단을 포함한다. 바람직하게 전자기장은, 매질 공급부에 대한 용접 풀의 위치가 제어될 수 있도록, 제어될 수 있다. 전방향성의 재료 침착 중에 침착된 재료의 특성 변화를 최소화하기 위해, 스핀들 중심선 상에서 재료를 동축으로 공급(coaxial feed)할 수 있도록 하고, 그 동축선 상에 존재하도록 용접 풀을 효과적으로 위치시킬 수 있는 것이 바람직하다.
일부의 실시형태에서, 작업 스테이션 상에 작업물을 설치하기 위한 자동화 수단이 제공될 수 있다. 바람직하게, 이 자동화 수단은 픽 앤드 플레이스 그리퍼(pick and place gripper)를 포함할 수 있다. 이러한 그리퍼는 작업 플랫폼 상의 제 1 위치로부터 제 2 위치로 작업물을 이동시킬 수 있고, 또는 작업 영역의 내외로 작업물을 이동시킬 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 그리퍼는 부품이 제조되고 있을 때 부품 내에 매설되는 전기적 물체를 포함하는 물체를 선택 및 설치한다. 경우에 따라, 컴포넌트의 매거진은 도 40 및 도 41에 도시된 바와 같이 픽 앤드 플레이스 헤드 내에 결합될 수 있다. 이 작업 영역은 체임버일 수 있고, 또는 작업 플랫폼일 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다음의 단계를 포함하는 작업물 가공 단계를 실시하도록 된 공작 기계가 제공된다.
i) 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위한 제 1 침착 특성을 가질 수 있는 제 1 가공 헤드를 사용하는 단계; 및
ii) 제조되는 상기 제품을 압력 처리에 의해 가공하는 단계.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 부가 조형에 의해 제조되는 작업물의 적어도 일부에 압력을 가하도록 된 가공 헤드가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 작업물을 가공하는 다음의 단계 중 적어도 하나를 포함하는 제품 제조 방법이 제공된다.
i) 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위한 제 1 침착 특성을 가질 수 있는 제 1 가공 헤드를 사용하는 단계; 및
ii) 제조되는 상기 제품을 압력 처리에 의해 가공하는 단계.
일부의 바람직한 실시형태에서, 압력 처리는 단속적이다. 바람직하게, 압력 처리는 침착되는 재료의 표면 상에 가해지는 하나 이상의 충격에 의해 실시된다. 이 운동은 기계적 운동 또는 초음파에 의한 운동일 수 있다. 기계적 운동은 공작 기계 또는 가공 헤드에 의해 발생될 수 있다. 이 운동은 헤드 내의 핀의 작동에 의해 발생될 수 있다. 핀의 작동은 동시적이거나 순차적일 수 있다. 바람직하게, 냉각제 유체는 핀의 냉각을 유지하기 위해 가공 헤드에 공급된다.
바람직하게, 헤드는 하나 이상 롤러, 적어도 일련의 롤러, 하나 이상의 노치를 가진 롤러를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 헤드는 핀, 치즐 또는 해머 또는 복수의 핀, 복수의 치즐, 또는 복수의 해머를 포함할 수 있다. 바람직하게 동력 공급부는 가공 헤드에 연결된다. 일부의 실시형태에서, 마이크로 피닝은 기계적 운동을 사용하여 실시된다. 이 운동은 공작 기계에 의해 발생될 수 있다. 바람직하게, 이 기계적 운동은 가공 헤드에서 발생된다. 대안적으로 이 운동은 초음파적으로 발생될 수 있다. 특히 바람직한 실시형태에서, 가공 헤드는 일련의 핀을 포함할 수 있다. 이 어레이(array)의 구성은 응력 제거된 작업물의 형상을 고려하여 선택될 수 있다. 가공 헤드의 시퀀스는 특정 형상에 일치되도록 선택될 수 있다. 이것은 조작자의 경험에 기초하거나, 바람직하게는 CAM 소프트웨어의 알고리즘에 의해 실시될 수 있다.
제어기는 작업물을 분석하기 위해 가공 헤드를 선택할 수 있고, 추가의 가공 헤드를 선택하기 위해 이 분석으로부터의 데이터를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 수용 매니폴드를 가진 가공 헤드가 제공되고, 이 수용 매니폴드는 개구를 실링하는 개방가능한 클로저(closure) 및 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이에서 이 클로저를 이동시키도록 된 액츄에이터를 갖는다.
바람직하게, 수용 매니폴드는 이 수용 매니폴드가 공급 매니폴드에 연결되는 경우에 클로저를 개방시키도록 되어 있다. 바람직하게 이 것은 가공 헤드의 내부가 일반 환경에 노출되지 않도록 구성된다.
바람직한 실시형태에서, 가공 헤드의 내부는 레이저 경로를 수용할 수 있고, 이 레이저 경로는 도킹/도킹해제 공정에서 환경적 오염에 노출되지 않는다. 가공 헤드가 도킹되고, 헤드가 공급 매니폴드에 견고하게 연결되면, 동력 공급부는 레이저 경로에 연결될 수 있다. 동력 공급부는 레이저 빔일 수 있다.
바람직하게, 공급 매니폴드에는 또한 개방가능한 제 2 클로저가 구비되고, 이 제 2 클로저를 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이에서 이동시키기 위해 제 2 액츄에이터가 배치된다. 제 1 클로저 및 제 2 클로저는 공급 매니폴드로부터 가공 헤드로의 연결이 가능하도록 함께 개방가능하도록 배치될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 가공 헤드는 청결한 환경에 보관되어 사용될 수 있고, 헤드의 내부 및 외부의 보호는 기존의 헤드 및 이 헤드의 사용 환경에 비해 상당한 장점을 제공한다. 가공 헤드와 공급 매니폴드 사이의 청결한 연결은 이 헤드가 기존의 CNC 기계와 함께 사용되는 경우에 상당한 장점을 제공한다.
일부의 실시형태에서, 수용 매니폴드는 가공 헤드에 제공될 수 있고, 본 발명의 일 양태에 따른 기계의 공급 매니폴드와 도킹되도록 할 수 있다. 바람직하게, 수용 매니폴드는 캐리지에 연결되도록 배치될 수 있고, 이 캐리지 상에서 가공 헤드는 전술한 기계와 맞물린다. 종래의 기계에서, 수용 매니폴드는 기계 상에 제공되는 공급 매니폴드에 연결되도록 될 수 있다. 수용 매니폴드는 공급 매니폴드와 연결될 수 있는 개방된 위치 및 수용 매니폴드의 연결부가 오염으로부터 보호되는 폐쇄된 위치를 가질 수 있다.
개구가 가공 헤드의 일측 상에 제공될 수 있고, 공급 매니폴드 상의 측면에 구비된 대응하는 개구와 연결되도록 되어 있다. 대안적으로 위에서 설명한 바와 같이, 특히 본 기계와 관련하여 비배타적으로, 수용 매니폴드는 가공 헤드의 상면에 제공될 수 있다. 일부의 실시형태에서, 매니폴드는 후퇴된 위치로부터 연결 위치로 이동가능하다. 일부의 바람직한 경우에, 가공 헤드의 일측 상에 후퇴가능한 매니폴드가 제공될 수 있다.
당업자는 본 발명의 임의의 하나의 양태 및/또는 실시형태에 관련하여 설명한 특징은 필요한 변경을 가하여 본 발명의 다른 양태/실시형태에 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이하 본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 예로써 더 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기계의 부분 단면도 및 사시도이고;
도 2는 도 1의 기계의 단면도이고;
도 3은 도 2의 단면에 대해 직각으로의 단면도이고;
도 4는 도 3의 단면도의 다른 도면이고;
도 5는 기계의 불결측의 단면도이고;
도 6은 종래 기술의 가공 헤드이고;
도 7은 기계 내에서 사용하기 위한 가공 헤드이고;
도 8은 보관을 위한 폐쇄된 위치에서의 헤드 및 개방된 위치에서의 헤드를 도시한 도 7의 가공 헤드의 상세도이고;
도 9는 그립 앤드 플레이스(grip and place) 가공 헤드의 실시예를 도시하고;
도 10의 a 및 도 10의 b(종래 기술)는 부가 공정으로 제조되는 제품을 마무리가공하기 위해 사용되는 재료 제거 방법을 도시하고;
도 11의 a 및 도 11의 b(종래 기술)는 제품의 제조에서 다양한 층 두께의 효과를 도시하고;
도 12는 예시적 공작 기계를 도시하고;
도 13(종래 기술)은 공작 기계의 헤드의 개략 단면도를 도시하고;
도 14는 다양한 상이한 공작 기계의 헤드를 도시하고;
도 15는 관련된 공간적 및 동력 출력을 가진 다양한 상이한 공작 기계의 헤드를 도시하고;
도 16은 일 실시형태의 개략 흐름도를 도시하고;
도 17의 a 내지 도 17의 c는 도 16에서 설명한 방법의 결과를 도시하고;
도 18은 원하는 상이하게 마무리된 도 16의 흐름도를 이용한 추가의 실시예의 결과를 도시하고;
도 19는 작업물의 내부 특징을 가공하기 위해 사용되는 실시형태를 도시하고;
도 20의 a 및 도 20의 b는 지지 재료를 사용하는 실시형태를 도시하고;
도 21은 지지 재료를 사용하는 추가의 실시형태를 도시하고;
도 22는 가공 헤드의 추가의 실시예를 도시하고;
도 23은 가공 헤드에 작업물을 결합시키기 위해 재료가 사용되는 추가의 실시형태를 도시하고;
도 24는 도 23에 관련하여 약술된 방법을 사용하기 위한 가공 헤드의 단면도이고;
도 25의 a 내지 도 25의 e는 선택될 수 있는 동력 분포의 예를 도시하고;
도 26의 a 내지 도 26의 e는 달성될 수 있는 공간적 동력 출력을 도시하고;
도 27은 치즐 팁을 구비한 가공 헤드를 도시하고;
도 28은 피닝용 단일 핀 팁을 구비한 가공 헤드를 도시하고;
도 29의 a 내지 도 29의 d는 대안적인 피닝용 핀 팁을 도시하고;
도 30의 a 내지 도 30의 e는 피닝용으로 적절한 일련의 롤러 팁을 도시하고;
도 31은 수직 롤러 및 수평 롤러를 구비한 팁을 가진 가공 헤드를 도시하고;
도 32는 도 31의 헤드의 측면도이고;
도 33은 레이저 가공 및 압연의 조합을 가진 가공 헤드의 변형례를 도시하고;
도 34는 레이저 침착 및 피닝 팁의 조합을 가진 가공 헤드의 변형례를 도시하고;
도 35는 도 34의 가공 헤드의 변형례이고;
도 36은 대안적 피닝 헤드이고;
도 37은 종래 기술의 침착 헤드이고;
도 38은 변형된 침착 헤드이고;
도 39는 획득된 용탕 풀의 이동을 도시하고;
도 40은 다수의 컴포넌트를 공급하도록 된 가공 헤드이고, 여기서 이 컴포넌트는 도크(dock)를 통해 보급되고;
도 41은 도 40의 가공 헤드와 유사한 가공 헤드이고, 여기서 이 컴포넌트는 가공 헤드 내의 리저버 내에 보관되고;
도 42는 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이에서 이동가능한 클로저를 구비한 측면 개구를 가진 가공 헤드의 사시도를 도시하고;
도 43은 도 42의 가공 헤드의 측면도이고;
도 44는 재료를 부가하고, 압력을 가하기 위한 가공 헤드의 개략 단면도이고;
도 45는 대안적 헤드의 개략 단면도이고;
도 46은 도킹된 레이저 가공 헤드의 개략도이고;
도 47은 레이저 빔 전달부 및 피드백 및 모니터링용 센서를 구비한 가공 헤드의 측면도이고;
도 48은 다중 카메라를 포함하는 도 47의 헤드의 개조례의 개략도이다.
도 1은 작업물(2) 상에 재료의 제거 및 부가를 실시하도록 된 본 발명의 일 양태에 따른 기계(1)의 부분 단면도 및 사시도를 도시한다. 이 작업물(2)은 체임버(4) 내에 존재하는 작업 스테이션에 설치된다. 본 기계는 작업물로부터 재료를 제거하도록 된 제 1 장치(6)를 갖는다. 제 1 장치는 제 1 지지체(10) 상에서 이동하도록 된 제 1 캐리지(8)를 포함한다. 지지체(10)는 x 방향으로 제 1 레일(12) 및 제 2 레일(도시되지 않음) 상에서 슬라이딩가능하다. 캐리지(8)는 y 방향으로 지지체(10) 상에서 이동가능하다. 캐리지는 지지체(10)와 작업물(2) 사이에서 z 방향으로 이동가능하다.
본 실시형태에서, 작업 스테이션은 고정된 테이블인 작업 플랫폼(14)을 포함한다.
본 기계는 작업물을 가공하도록 된 제 2 장치(16)를 포함한다. 제 2 장치(16) 또는 메커니즘은 제 2 지지체(20) 상에 장착된 캐리지(18)를 포함한다. 제 2 지지체(20)는 x 방향으로 제 1 레일(12)과 제 2 레일 상에서 슬라이딩하도록 되어 있다. 제 2 캐리지(18)는 제 2 지지체(20) 상에서 y 방향으로 이동하도록 되어 있다.
제 1 공구 교환기(22) 및 제 2 공구 교환기(24)가 제공된다. 다수의 제 1 가공 헤드는 제 1 공구 교환기(22) 내에 보관된다. 제 1 가공 헤드는 작업물(2)을 밀링, 절단, 천공, 평삭하도록 된 헤드이다. 이러한 공정은 "불결한" 공정으로 간주되고, 전형적으로 폐재료를 생성한다. 이러한 공정 중에 작업물(2)을 청결하게 유지하는 것은 중요하지 않다.
본 기계(1)는 사용 시에 제 1 캐리지(8)가 제 1 공구 교환기(22)에 인접하여 이동되어 적절한 가공 헤드가 선택되도록 구성된다. 가공 헤드는 도킹 위치로 이동되어 캐리지(8)와 도킹된다. 캐리지(8)는 체임버(4)로 이동되고, z 방향으로 이동되어 제 1 가공 헤드를 작업물을 가공하기 위한 위치로 이동시킨다.
또한 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 분말 포획 트레이(26)가 작업물(2)로부터 낙하하는 임의의 폐기물을 포획하기 위해 체임버(4) 내의 작업 플랫폼(14)의 하측에 설치된다. 제 1 캐리지(8) 내의 채널에 의해 냉각제 및 폐기물 제거 유체가 작업물에 공급된다. 냉각제 유체는 본 기계(1) 내의 덕트를 통해 체임버(4)로부터 제거된다. 체임버는 덕트에 연결된 채널(30)을 향해 경사진 플로어(28)를 갖는다. 작업물로부터 낙하하는 절삭칩 또는 기타 폐재료는 냉각제 물질과 함께 채널(30) 및 덕트를 따라 체임버(4)로부터 제거될 수 있다.
제 1 가공 헤드가 작업물(2)을 가공하는 단계를 완성한 후, 제 1 캐리지(8)는 작업물로부터 가공 헤드를 제거하기 위해 z 방향으로 이동한다. 다음에 제 1 캐리지는 y 방향 및 x 방향으로 이동하여 제 1 캐리지(8)를 제 1 공구 교환기(22)로 이동시킨다. 제 1 가공 헤드는 제 1 캐리지로부터 탈리되고 제 1 공구 교환기로 이동된다. 제 1 캐리지가 사용 중일 때 제 2 캐리지는 비작동 위치에 있다.
바람직하게, 제 1 장치(6)는 사용 시에 복수의 상호교환가능한 가공 헤드가 착탈가능하게 장착될 수 있는 제 1 캐리지(8)를 포함하고, 이 상호교환가능한 가공 헤드는 제 1 공구 교환기(22) 내에 보관가능하다. 제 2 장치는 복수의 상호교환가능한 가공 헤드가 착탈가능하게 장착될 수 있는 제 2 캐리지(18)를 포함하고, 제 2 장치용의 이 제거가능한 가공 헤드는 제 2 공구 교환기(20) 내에 보관가능하다.
바람직하게 각각의 공구 교환기는 그 내부에 보관되는 다수의 가공 헤드를 갖는다. 바람직하게 제 1 공구 교환기는 작업물로부터 재료를 제거하도록 설계되는 가공 헤드를 보관한다. 이러한 헤드는 종래기술에 주지된 바와 같은 밀링, 연삭, 평삭(planning), 보링, 삭마, 기계가공 및 기타 재료 제거 공정을 실시할 수 있다. 이 기계가공은 레이저를 사용하는 것일 수 있고, 가공 헤드는 동축 레이저 방사 또는 축외(off-axis) 레이저 방사를 사용할 수 있다. 제 2 공구 교환기(24)는 제 2 가공 헤드(32)를 보관한다. 제 2 가공 헤드(32)는 가공 및 부가 공정용으로 사용되고, 환경적으로 청결한 상태에서 유지되고 사용된다.
이제 본 기계(1)의 단면도를 도시한 도 2를 참조하면, 작업물(2)이 체임버(4) 내의 플랫폼(14) 상에 설치되어 있는 것을 볼 수 있다. 분말 포획 트레이(26)는 분말이 재사용을 위해 추출 및 회수될 수 있는 분말 재순환 추출 후드(34)의 하측의 후퇴된 위치에 있다. 후퇴된 위치 또는 회수 위치에서 분말 포획 트레이는 청결측에 위치되고, 추출 후드로부터의 덕트(36)는 청결한 공구 교환기(24)의 하측에 설치된다.
도 3은 기계의 단면도이고, 이 단면도는 도 2의 단면도에 대해 직각이다. 분말 포획 트레이(26)는 체임버(4) 내에서 작업물의 하측에 위치되는 것으로 도시되어 있다. 체임버(4)는 플로어의 베이스에서 추출 채널(30)로 이어지는 경사 플로어(28)를 구비한다. 분말 포획 트레이(26)가 체임버 내의 정위치에 있지 않은 경우, 작업물(2)로부터의 절삭칩 또는 기타 폐재료는 플로어(28)로 낙하하고, 경사면을 따라 저면의 채널(30)로 하강한다. 이 채널로부터 이하에서 설명되는 바와 같은 추출 덕트(38)를 통해 절삭칩 및 기타 폐기물이 제거될 수 있다.
본 실시형태에서, 체임버(4)에는 기밀이 되도록 실링될 수 있는 접근 도어(40)가 구비된다.
체임버(4) 내의 작업물을 위한 플랫폼(14)은 2 개의 축선(A 및 B)에서 이동가능하다. 이 플랫폼(14)은 필요한 경우 더 많은 축선에서 이동하도록 될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
쉽게 알 수 있는 바와 같이, 본 기계는 체임버에 인접한 전기 캐비닛(42)을 갖는다. 이 전기 캐비닛(42)은 본 기계를 위해 필요한 연결부 및 제어부를 수용한다.
작업 스테이션, 또는 적어도 작업물 유지 장치는 별개의 접지 경로를 구비하여 본 기계의 나머지로부터 전기적으로 절연될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 작업 스테이션의 절연으로 인해 본 기계에 대한 전기적 위험을 초래함이 없이 열원으로서 아크의 사용이 가능해진다.
하나의 실시형태에서, 전기 절연은 절연을 위해 테이블과 하측의 기계 캐리지(축선) 사이에 폴리머 콘크리트 또는 세라믹 스페이서를 구비하는 테이블을 구비한 3축 기계를 위한 가요성 접지 스트랩(strap)을 이용하여 실현된다. 3축 기계에 관한 많은 상황에서, 작업물 유지 장치만 절연 및 접지되면 충분하다. 그러나, 5축 기계는 더 어려울 수 있고, 틸팅-회전식 테이블은 절연 및 접지가 매우 어려울 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 작업 플랫폼은 이것과 그 하측의 캐리지 사이에 세라믹 또는 폴리머 콘크리트 절연체로 절연된다. 접지는, 연속적으로 자유롭게 회전되지만 전체의 둘레를 통해 탄소 브러시를 통해 항상 접지 경로가 존재하도록, 대체로 원형이거나 실질적으로 원형인 전체 플랫폼을 둘러싸는 일련의 탄소 브러시를 사용하여 달성된다.
본 기계의 상부의 제 1 레일(12)은 이 제 1 레일(12)의 반대측에 평행하게 위치되는 제 2 레일(44)과 함께 볼 수 있다. 각각의 지지체는 제 1 레일 및 제 2 레일 상에서 이동가능하다. 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 제 1 캐리지(8)는 제 1 지지체(10)를 따라 y 방향으로 이동가능하게 되어 있다. 제 1 캐리지(8)는 "불결한" 측에 있고, 본 기계의 후방에서 볼 수 있는 제 1 공구 교환기(22)로부터 제 1 가공 헤드를 선택하도록 되어 있다. 제 1 지지체(10) 및 제 2 지지체(20)는 제 1 레일(12) 및 제 2 레일(44) 내에 수용된 볼 스크류 상에서 슬라이딩될 수 있다.
도 4는 도 3의 단면도의 상이한 단면도이고, 작업물(2) 상의 정위치의 제 1 캐리지(8)를 도시한다. 이 사례에서, 제 1 캐리지(8)는 사용 중이고, 작업물로부터 재료가 제거되고 있다. 이와 같이, 절삭칩 또는 기타 폐재료가 작업물(2)로부터 제거되어 체임버(4) 내에 제공될 것으로 예상된다. 제거를 촉진시키기 위해, 분말 포획 트레이(26)가 제거되고, 작업물로부터 분리되어 플로어(28)로 낙하한 폐재료는 채널(30) 및 덕트(38)에 의해 체임버(4)로부터 제거된다.
도 5는 본 기계의 불결측의 단면도이고, 체임버(4) 내에서 채널(30)에 연결된 제 1 공구 교환기(22) 및 통로(46)를 도시한다. 이 통로(46)는 아르키메데스 스크류일 수 있는 폐재료 리프트 스크류(48를 가진 경사 덕트(38)로 이어지고, 다른 공지의 리프팅 스크류 또는 운반체가 사용될 수 있다. 경사 덕트(38)의 상단부에 폐재료 리프트 스크류(48)의 작동을 위한 모터(50)가 제공된다. 덕트(38)의 상단부까지 폐재료가 상승된 후, 이것은 폐재료 수집부(52)로 이송된다. 폐재료 수집부로의 수송은 자동화된다.
도시되어 있지 않으나, 냉각제는 덕트(38)를 통해 그리고 절삭칩 리프트 스크류(48)에 제공된 채널에 의해 체임버로부터 추출된다.
본 기계의 상부에는 루프(명확화를 위해 도시되지 않음)가 제공되고, 이 루프는 본 기계(1)에 크레인의 접근을 허용하도록, 그리고 로봇팔의 접근을 허용하도록 후방으로 슬라이딩될 수 있다.
또한 도시되지 않은 라이너는 체임버 내에서 사용되고, 전형적으로 커버 또는 이중 실링된 벨로우즈를 포함한다.
본 기계는 과도한 중량을 갖지 않고 안정성 및 견고성을 제공하도록 폴리머 콘크리트 베이스 상에 구축될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일반적으로 본 기계는 이미 공지된 가공 헤드와 함께 사용될 수 있고, 이러한 가공 헤드는 부가 조형 또는 CNC 기계가공과 관련하여 사용될 수 있다. 이러한 가공 헤드는 WO/2014/013247 및 미공개된 출원인 GB 1412843.3 및 GB1423407.4와 같은 본 출원인의 이전 출원에 설명되어 있다.
도 6 은 종래 기술의 가공 헤드인 가공 헤드의 개략도이다. 이것은 매니폴드(66)에 의해 적절한 기계에 연결되는 전극(64)에 에너지를 공급하는 에너지원(63) 및 매질 공급부(62)를 구비한 헤드(60)를 포함한다. 이 매니폴드(66)는 가공 헤드(60)로부터 분리되어 있고, 이 매니폴드는 가공 헤드의 이동을 통해 도킹 및 지지되도록 배치될 필요가 있다.
도 7은 개조된 그리고 실질적으로 개량된 가공 헤드의 개략도이다. 이 가공 헤드는 전극(72)에 에너지(71)를 공급하도록 된 헤드(70)를 포함한다. 이 전극은 작업물(73) 상에 용탕 풀을 생성한다. 가공 헤드는 또한 용탕 풀에 인접하는 작업물에 필라멘트(74)의 형태로 매질을 공급한다. 에너지 및 매질은 공급 매니폴드(75)로부터 공급되고, 이 공급 매니폴드는 가공 헤드(70)가 맞물려 있는 캐리지(76)에 고정되는 연결부에 의해 기계에 연결된다. 가공 헤드(70)는 공급 매니폴드(75)와 공동작용하도록 된 수용 매니폴드(77)를 갖는다. 수용 매니폴드(77) 와 공급 매니폴드(75)는 공동작용하고, 캐리지(76)가 가공 헤드(70)를 수용한 경우에 함께 도킹된다.
이하 도 8을 참조하여 가공 헤드 상의 매니폴드를 더 상세히 설명한다. 도 8의 a는 폐쇄된 위치의 수용 매니폴드(77)를 개략적으로 도시한다. 본 실시형태에서, 도어(80)는 도 8의 a에서 볼 수 있는 바와 같이 폐쇄된 위치로 선회된다. 이 위치에서, 연결부는 오염으로부터 보호된다. 도 8의 b에서 도어(80)는 개방된 위치에 있고, 수용 매니폴드의 상면(81) 상의 연결부는 공급 매니폴드(75)의 연결을 위해 접근가능하다.
도 46은 레이저 가공 헤드(460) 상의 매니폴드를 도시한다. 콜리메이팅된 레이저 빔(462)이 도킹 매니폴드 경계면(464)을 통해 레이저 가공 헤드(460)에 공급된다. 도킹 경계면(464)은 공구 장착 운동에 의해 수행되는 도킹 운동을 가능하게 하고, 수용 도킹 매니폴드(466)는, 가공 헤드가 이 가공 헤드를 장착한 기계 상의 스핀들과 접촉하도록 이동될 때, 수용 도킹 매니폴드(466)의 상면이 공급 도킹 매니폴드(472)의 저면(470)에 접촉하도록 대체로 상방으로 안내되는 상면(468)을 갖는다. 콜리메이팅된 레이저 빔은 레이저 가공 헤드에 의해 하방으로 안내되어 작업물(474)에 가해진다.
대안적 매니폴드는 이하에서 도 42 및 도 43을 참조하여 설명한다.
도 9는 다수의 픽 앤드 플레이스 그래버(pick and place grabber)를 도시한다. 이러한 단부 공구는 가공 헤드에 고정될 수 있고, 가공 단계들 사이에서 작업물 상에 재료를 투하하기 위해, 작업물로부터 일부를 제거하기 위해, 컴포넌트를 부가하거나 제거하기 위해 활용될 수 있다. 특히 이것은 축적 공정을 통해 작업물 부품에 컴포넌트를 부가하기 위해 유용할 수 있다. 이것은 특히 축적 공정의 자동화를 증가시키고, 작업자가 개입해야하는 회수를 감소시키는데 유용하다. 개선된 자동화에 의해 청결한 환경이 유지되고 향상될 수 있다.
픽 앤드 플레이스 그래버는 작업물에 가해질 수 있는 컴포넌트의 매거진을 가진 헤드와의 조합에 특히 적합하다. 이것은 센서 또는 칩이고, 이것은 매거진에 의해 분배되어 도 40 및 도 41에 도시된 바와 같은 적절한 픽 앤드 플레이스 그래버에 의해 작업물 상이나 작업물 내의 정위치에 배치될 수 있다.
도 10의 a 및 도 10의 b는 재료 제거 기법과 조합된 부가 조형(AM)을 이용하여 제조되는 제품(100)의 일부를 도시한다. 특히, 도 10의 a는 일련의 층을 이용하여 제조되는 AM의 경우와 같이 일련의 층으로서 축적하여 제품(100)을 제조한 계단형 표면(102)을 도시한다. 최종 목적으로 하는 제품의 표면은 도 10의 a에 도시된 계단(102)의 내측 모서리를 연결하는 라인(104)이다. 따라서, 목적으로 하는 표면(104)을 형성하기 위해, 제품(100)으로부터 이 목적으로 하는 표면(104)을 초과하여 연장된 재료를 제거하는 것이 필요하다.
도 10의 b는 본 실시형태에서 마무리가공된 목적으로하는 표면을 제공하도록 재료(108)를 제거하기 위해 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계 헤드(106)를 사용하는 공정을 도시한다.
또한 재료가 AM에서 사용되는 침착 단계를 따르지 않는 제품 또는 이 제품의 적어도 일부를 제조할 수도 있고, 이것은 도 11을 참조하여 간단히 설명한다. 여기서 제품이라고 함은 제품 전체 뿐만 아니라 제품의 일부를 의미하는 것으로 해석해야 한다.
도 11은 AM 공정의 단일 패스에서 투하되는 깊이 및 완성된 표면의 거칠기가 증가되지만 제품의 제조 속도는 통상적으로 이 단일 패스에서 투하되는 재료가 많아짐에 따라 증가된다는 것을 도시한다. 따라서, 도 11의 a에서, 제품(202)의 목적으로 하는 표면(104)은 AM 공정의 각각의 패스에서 더 적은 재료가 투하된 11b에 도시된 제품(206)의 목적으로 하는 표면(204)에 비해 더 큰 계단을 갖는다. 따라서, 종래 기술에서 후처리 단계인 재료 제거 단계가 사용되지 않는 경우에 각각의 패스에서 더 많은 재료를 투하함으로써 신속하게 제품을 제조할 것인지, 또는 개선된 표면 마무리가 필요하므로 제품의 제조 속도를 감소시킬 것인지에 대해 선택이 행해진다.
당업자는 사용되는 계단의 크기(즉, AM 공정의 각각의 패스에서 투하되는 재료의 양)에 무관하게 도 10과 관련하여 설명한 바와 같이 마무리가공된 표면을 제공하기 위해 제료를 제거할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 재료의 양, 이에 따른 폐기물의 양 및 재료 제거를 실시하는데 필요한 시간은 제품이나 이 제품의 일부를 제조하기 위해 사용되는 계단의 크기(즉, AM 공정의 각각의 패스에서 투하되는 재료의 양)에 의해 결정될 것이다.
도 12는 공작 기계(300)를 개략적으로 도시한 것으로, 전형적으로 이것은 공작 기계(300)의 클램핑 메커니즘에 유지되는 가공 헤드(302)를 포함하고, 이 가공 헤드는 작업 체적 내에 수용되는 작업물(304)(예를 들면, 도 10의 제품(100))을 가공하도록 되어 있다. 전형적으로, 이 작업물(304)은 바이스(vice) 등과 같은 추가의 클램핑 메커니즘에 의해 작업 체적 내에 수용된다. 더욱이, 통상적으로 이 공작 기계(300)는 가공 헤드(302)가 작업물(304)을 가공할 때 이 가공 헤드의 위치를 제어하는 제어기(306)(이것은 컴퓨터로 간주될 수 있음)에 의해 제어된다.
대부분의 공작 기계(300)는 목전의 작업을 위한 정확한 가공 헤드(302)가 제공되도록 가공 헤드(302)가 다른 가공 헤드(302)와 상호교환될 수 있도록 되어 있다. 예로서 밀링 기계의 경우, 제 1 가공 헤드는 거친 재료 제거용으로 제공될 수 있고, 반면에 제 2 가공 헤드는 미세한 재료 제거용으로 제공될 수 있다. 밀링과 같은 재료 제거의 경우, 가공 헤드는 기계 가공 헤드 또는 밀링 커터로 지칭되는 경우가 많다.
이와 같이, 공작 기계(300)는 공구-교환기(308)를 갖고, 이 공구 교환기는, 제어기(306)의 제어 하에서, 작업물(304)을 가공하기 위해 공작 기계(100)에 의해 사용되는 가공 헤드(302)를 자동으로 교환할 수 있다. 전형적으로, 공구 교환기도 또한 제어기(306)의 제어 하에 있다. 도시된 도면에서, 공작 기계(300)에 이미 장착되어 있는 가공 헤드(302)에 더하여 4 개의 추가의 가공 헤드(이것은 기계가공 헤드일 수 있음)(310, 312, 314, 316)가 보관 장소(308) 내에 도시되어 있다.
도 13은 가공 헤드(400)를 도시한 것으로, 이것은 공작 기계(100)의 클램핑 메커니즘을 이용하여 공작 기계(100)에 연결되고, 가공 헤드(308)의 보관소 내에 보관될 수 있고, 그 공구 교환기에 의해 공작 기계(100)에 자동으로 연결된다. 여기서 공구-교환기(308)는 현재 공작 기계(100)에 의해 사용되지 않는 가공 헤드, 기계가공 헤드 등을 위한 보관 장소를 제공할 수 있다. 클램핑 메커니즘(402)에 대해 설명한다. 이 클램핑 메커니즘(402)이 연결되는 스핀들은 공작 기계(100)의 일부인 것으로 가정된다.
설명된 실시형태에서, 가공 헤드(400)는 작업물(304) 상에 레이저 빔(406)을 집중시키도록 되어 있다. 다른 실시형태에서, 레이저 대신 다른 에너지원이 사용될 수 있다. 따라서, 가공 헤드는, 제어기(306)의 제어 하에서, 집속된 레이저 빔(406)(또는 기타 에너지원)으로 작업물(304)을 가공하도록 되어 있다.
도 13에서, 가공 헤드(400)의 단면도가 도시되어 있고, 집속된-레이저 빔(406)을 생성하기 위해, 입사되는 레이저 빔(410)을 집속 렌즈(412) 상에 입사되도록 90°로 이동시키도록 된 반사체(예를 들면, 거울(408))를 볼 수 있다.
레이저 빔 및 광학 구성요소에 더하여, 가공 헤드(400)는 또한 매질을 공급하기 위한 하나 이상의 덕트를 포함한다. 예로써, 매질은 에너지원에 의해 용융되도록 된 수송 유체 내의 폴리머, 세라믹 및/또는 금속 분말을 포함할 수 있다. 매질이 가공 헤드를 통해 전달되고, 에너지원 내로 진입되고, 이것이 작업물(304)에 도착하기 전에 용융되거나 적어도 반용융되도록 공정이 구성된다. 이와 같이, 가공 헤드는 작업물 상에 재료를 침착시키기 위해 사용될 수 있고, 이것은, 예를 들면, 부품을 수리하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 가공 헤드는 부가 조형 공정에서 사용될 수 있다.
공작 기계(스핀들을 포함) 및 클램핑 메커니즘(402)은 도 13에서 점선(XX)으로 표시되는 종축선을 갖는다. 기계가공 헤드(예를 들면, 밀링 커터)가 클램핑 메커니즘(402) 내에 제공되는 경우, 이것은 축선(XX)을 중심으로 회전된다. 편리하게도, 에너지원(본 실시형태에서 레이저-빔(406)으로 설명됨)은 작업물(304)의 표면 상의 실질적으로 축선(XX)에 위치되는 일점, 영역(413)에 집중된다.
다른 실시형태에서, 실제로, (도 14의 D의 가공 헤드(316)로 도시되는 바와 같이) 기재를 예열시키고, 작업물을 열처리하고, 또는 일부의 유형의 열 스프레이하는 등등의 경우에 집속 렌즈(412)는 발산 빔을 발생하도록 될 수 있다.
도면에 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 일부의 실시형태는 축선(XX)을 따라, 즉, 도 11의 점(407)의 영역으로부터 공작 기계의 스핀들을 통해 에너지원을 전달하도록 될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 공급 유닛은 가공 헤드(400)에 매질을 공급한다.
다른 실시형태에서, 에너지원이 영역(407)로부터 제공되거나 다른 장소로부터 제공되거나 무관하게 축선(XX)으로부터 벗어난 위치로부터 침착되는 것이 바람직할 수 있다.
가공 헤드(400) 및 클램핑 메커니즘(402)에 인접하여 공급 유닛(414)이 제공되고, 이 공급 유닛은 다양한 컴포넌트를 수용하는 하우징을 제공한다. 가공 헤드(400)는 가공 헤드 도킹 매니폴드(401)를 포함하고, 공급 유닛(414)은 도 13에 도시된 조건에서 가공 헤드(400)에 공급 유닛(414)을 연결하도록 서로 결합되도록 된 공급 도킹 매니폴드를 포함한다.
공급 유닛(414)의 상부에는 에너지원(416)(본 실시형태에서 레이저로 설명됨)이 제공된다.. 레이저(416)는 빔을 생성하고, 이 빔은 공급 유닛(414) 내로 전송되고, 각각 제 1 렌즈(418) 및 제 2 렌즈(420)을 포함하는 빔 확대기(417)를 통과한다. 이 빔 확대기(417)는 작업물(304) 상의 더 우수한 최종 초점을 달성하고, 광학계에 미치는 열 부하를 감소시키기 위해 빔의 직경을 증가시키도록 사용된다.
또한 공급 유닛(414)은 레이저로부터의 광 빔을 가공 헤드(400) 및 그 내부의 반사체(408)를 향해 90°로 반사시키도록 구성된 반사체(422)를 더 포함한다. 전술한 바와 같이, 빔은 가변형 광학계, 고정형 광학계, 또는 이들 광학계의 조합 또는 어레이를 사용하여 제어될 수 있다. 레이저 빔의 공간 분포의 예는 도 26의 a 내지 도 26의 e에 도시되어 있다. 레이저 빔의 출력 분포도 또한 변화될 수 있고, 도 25의 a 내지 도 25의 e에 예가 도시되어 있다.
공급 유닛(414)은 또한 공급 유닛(414)에 연결된 경우에 매니폴드를 통해 가공 헤드(400)에 연결되는 다양한 매질(424)의 공급부를 포함한다. 매질은 공급 유닛의 공급 매니폴드와의 도킹에 의해 공급될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대안적으로 매질은 가공 헤드 내의 리저버 또는 카트리지로부터 공급될 수 있다.
일부의 실시형태에서, 매질은 적절한 분말일 수 있고, 포트(port)나 환형 공급 라인을 통해 가공 헤드의 측부로부터 공급될 수 있다. 작업물에 대한 분말의 공급은 측부 공급부를 통해 실시되거나, 바람직하게는 동축 안내 포트나 동축 환형 유출구를 통해 실시될 수 있다.
대안적으로 매질은 금속 와이어나 폴리머 필라멘트의 형태로 제공될 수 있고, 공급 유닛으로부터 공급될 수 있다. 와이어는 작업물에 대해 동축으로 가이드를 따라 공급되거나, 가공 헤드로부터 작업물로 복수의 공급부에서 제공될 수 있다.
경우에 따라, 매질은 유체일 수 있고, 작업물의 불활성 차폐 또는 작업물을 성형을 위해 사용되는 기체일 수 있다. 기체는 공급 유닛으로부터 가공 헤드로 공급될 수 있다. 액체 유체는 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 가공 헤드의 냉각을 위해 사용될 수 있다. 액체는 또한 초음파 세정, 초음파 마모 또는 초음파 검사를 위해 작업물과 가공 헤드를 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 일부의 다른 실시형태에서, 작업물의 레이저 쇼크(shock) 피닝에서 사용되는 바와 같은 에너지 펄스의 컨파인먼트(confinement)용 매질로서 액체가 사용될 수 있다.
당업자는 작업물(304) 주위의 영역(426)은 전형적으로 공작 기계의 작업 영역(또는 체적)을 지칭하는 것임을 이해할 것이다.
도 25는, 설명된 실시형태에서, 공구 교환기(308) 내에 수용되는 다양한 가공 헤드(310-316)를 도시한다. 당업자는 본 실시형태를 설명하기 위해 선택한 특정 헤드가 예시에 불과하고, 다른 실시형태는 다른 가공 헤드 및/또는 기계가공 헤드를 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
따라서 도 12의 실시형태는 제공되는 AM 뿐만 아니라 재료 제거, 검사 등을 모두 허용하는 자동화 시스템으로서 공구 교환기를 사용하는 혼성 방법에서 사용될 수 있다. 이러한 혼성 방법은 사람, 로봇, 또는 기타 자동화 해결책에 의해 지금까지 실행된 기술들 사이의 작업물(304)의 전달과 통상적으로 관련된 비용 및 복잡성을 감소시킨다. 다수의 부가, 제거 및 검사 기술을 포함하여 혼합될 수 있는, 그리고 전개될 수 있는 기술의 유형에는 특유의 제한이 없다.
공구 교환기(308)을 사용하면 (도 13에 도시된 헤드와 관련되어 도시된 바와 같은) 최적화된 광학계, 분말 초점, 특정의 과제를 위한 차폐 기체를 구비하는 다양한 레이저 가공 헤드의 편리한 교환이 가능해진다. 일련의 다양한 헤드를 사용하면 전형적으로 단일의 가공 헤드를 사용하여 달성되는 것보다 더 광범위한 효과적인 작동이 가능하다. 다른 실시형태는 레이저 이외의 에너지원을 사용하는 가공 헤드를 사용할 수 있거나, 본 명세서에서 설명한 것과 다른 기능을 제공하는 레이저에 기초한 가공 헤드를 사용할 수 있다.
도 14는 전술한 실시형태의 가공 헤드(310-316)를 더 상세히 도시한다. 물론 다른 실시형태는 다른 헤드를 사용할 수 있다. 제 1 헤드(310)는 종래의 동축의 레이저 클래딩 헤드이다. 제 2 헤드(312)는 고출력 다중 모드의 레이저용의 레이저 초점 내의 출력 분포를 최적화하기 위한 광학계를 구비하는 레이저 클래딩 헤드이다. 제 3 헤드는최적화된 프로파일 및 고압/고속 불활성 보조 기체(314)를 구비하는 레이저 절단 헤드이다. 제 4 헤드(316)는 세정(냉각제 잔류물의 제거를 포함함), 예열, 어닐링, 열처리 등을 위해 사용되는 평행하거나 발산되는 초점의 헤드를 갖는다. 이러한 헤드(310-316)의 세트를 이용함으로써, 전술한 실시형태는 다양한 방식으로 작업물(304)을 가공할 수 있다. 예를 들면, 터빈 블레이드의 수리/복구에서, 클래딩 중에 차폐된 임의의 구멍은 공작 기계(100)에 의해 사용되는 가공 헤드(310-316)를 교환함으로써 동일한 셋업(setup)에서 레이저 천공에 의해 재개방될 수 있다.
도 15는 선택될 수 있는 가공 헤드, 일부의 대안적 공간적 분포 및 관련된 출력을 더 상세히 도시한다. 공간적 출력은 레이저 가공 헤드 내의 광학계를 선택함으로써 제어될 수 있다. 광학계는 가변형 또는 고정형일 수 있다. 가변형 광학계는 자유로운 형태의 거울, 검류계(들) 및 디지털 거울 장치로부터 선택될 수 있다.
이것은 혼성화로 인해 현재의 공구의 융통성이 향상되는 방법의 일례이다. 기계 내(in-machine) 검사와 레이저 가공을 조합하면 시스템 내에서 다른 정도의 공정 중(in-process) 품질 보증을 구성하고, 이것은 실제로 부품이 고가의 스크랩으로 되기 전에 (재료의 검출, 재거, 재부가에 의해) 발생하는 문제를 시정할 수 있다.
레이저 가공과 검사를 조합한 가공 헤드는 도 47 및 도 48에 도시되어 있다. 도 47은 도 13을 참조하여 설명한 것에 대응하는 레이저 가공 헤드를 도시한다. 본 실시형태에서, 가공 헤드(4700)는 카메라 또는 센서(4702)의 형태로 제 2 가공 기능부를 구비한다. 용탕 풀을 보기 위해 카메라를 설치하는 것이 본 기술분야에 공지되어 있으나, 도킹가능한 매니폴드를 통해 하나 이상의 침착 헤드를 확대시키도록 작업 영역 내에 카메라를 도입하는 능력은 그것에 적합한 그리고 비사용시에 작업 영역으로부터 안전하게 제거되는 헤드를 통해 모니터링하는 능력을 제공한다. 카메라(4702)는 레이저 빔(4704)의 공급부에 인접하여 제공된다. 레이저 빔(4704)은 부분 반사체(4706)를 향해 안내되고, 이 부분 반사체는 레이저 빔 에너지를 스핀들의 축선을 향해 안내한다. 부분 반사체(4706)는 이 반사체를 통한 동축의 관찰을 가능하게 한다.
제 2 반사체(4708)가 제공되고, 이것에 의해 카메라는 레이저 빔 전달 시에 동축의 조준선을 가능하게 한다. 이 카메라는 공정 중에 작업물의 피드백 및 모니터링을 제공하도록 설계되고, 공정 중에 레이저 가공 헤드의 기능에 관한 피드백을 제공하도록 구성될 수 있다.
부분 반사체에 대한 직접 조준선을 갖도록 카메라를 장착함으로써 제 2 반사체를 사용하지 않고 장착될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 선택적으로 다양한 스펙트럼을 모니터링하기 위해 다중 카메라가 사용될 수 있다. 도 48에 개략적으로 도시한 바와 같이 작업물로부터 또는 헤드로부터 기타 데이터를 모니터링하도록 헤드 상에 대안적 센서를 장착하는 것이 간단하다는 것이 이해될 것이다. 제 1 카메라(4702)는 레이저 빔 공급부에 인접하여 장착되고, 반사체(4708) 및 부분 반사체(4706)에 의해 레이저 빔에 대해 동축의 조준선을 갖는다. 제 2 카메라(4710)는 제 1 카메라(4702)에 인접하여 장착된다. 제 2 반사체(4712)는 제 2 카메라로부터 레이저 빔 공급부까지 동축의 조준선을 제공한다.
본 발명의 일부의 실시형태는 각각의 재료를 위한 상이한 가공 헤드를 제공함으로써 작업물(304) 상에 상이한 재료를 침착하도록 될 수 있다.
따라서, 도 16의 흐름도를 참조하여 전술한 실시형태가 사용될 수 있는 방법의 일례를 설명한다.
제 1 단계(600)로서, 공작 기계(300)는 공구 교환기(308)로부터 제 1 가공 헤드(312)(레이저 클래딩 헤드)를 선택하도록 되어 있다. 이 헤드는 도 13에 설명된 것과 유사하고, 작업물(304) 상에 재료(이 사례에서, 금속)을 침착하도록 되어 있다.
제어기(306)는, 본 기술분야에 공지된 바와 같이, 공작 기계(300) 및 원하는 제품을 제조하도록 재료를 침착(단계(602))시키는 가공 헤드(312)를 제어하도록 프로그램되어 있다. 당업자는 본 명세서에 설명된 기법은 제품 전체를 제조하거나 기존의 제품을 개조하는데 적합하다는 것을 이해할 것이다. 기존의 제품의 개조는 그 제품의 수리를 포함한다.
상기 도 10 및 도 11에 관련하여 설명한 바와 같이, 가공 헤드(312)에 의해 침착된 재료는 작업물(306)의 외면 상에서 분명한 계단을 형성하는 층으로 축적된다. 이러한 단계는 임의의 내면 상에서도 실시될 수 있다.
따라서, 제어기(306)에 의해 프로그램의 사전결정된 일점이 실행되면, 본 공작 기계는 가공 헤드(312)를 후방으로 공구 교환기(308)와 도킹하도록 되어 있다(단계(604)). 당업자는 이 사전결정된 일점이 프로그램에 의해 결정된다는 것을 이해할 것이다. 일부의 실시형태에서, 사전결정된 일점은 제조되는 제품을 위한 대부분의 재료가 침착되었을 때일 수 있다. 다른 실시형태에서, 제품을 위한 재료의 침착은 반복적 방식으로, 즉 일부의 재료가 침착되고, 가공 헤드가 교환되고, 다른 공정이 수행되고, 침착 헤드가 복귀되고, 추가의 재료가 침착되는 방식으로 실시될 수 있고, 이와 같은 공정의 흐름은 도 19와 관련하여 설명된다.
다음에 제어기(306)는 공작 기계로 하여금 제 2 가공 헤드를 선택하도록 유도하고(단계(606)), 이것은 본 실시예에서 가공 헤드(310)이다. 도 14를 참조하면, 가공 헤드(310)로부터 레이저 빔이 집중되는 영역은 가공 헤드(312)의 경우의 영역보다 작다는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 가공 헤드(310)는 가공 헤드(312)에 비해 더 작은 양의 재료를 침착한다. 따라서, 가공 헤드(310)는 더 미세한 양으로 재료를 침착하도록 제어될 수 있다(단계(608)).
제어기는 보관 장소의 가공 헤드의 파라미터에 관한 정보를 저장하도록 되어 있는 데이터 저장 컴포넌트를 갖고, 원하는 제품에 기초하여 적절한 가공 헤드를 선택하도록 되어 있다.
또한, 제어기는 작업물을 검사 또는 분석하도록 된 가공 헤드를 선택할 수 있다. 제어기는 분석용 헤드로부터의 데이터에 따라 추가의 가공을 위한 적절한 가공 헤드를 선택하도록 되어 있다.
도 17은 헤드(312)에 의해 침착된 층(700a-700d)이 헤드(310)에 의해 침착된 층(702a-702c)보다 큰 두께를 가지는 것을 도시한다. 예를 들면, 층(700)을 침착하기 위해 공정 단계(602)가 사용될 수 있고, 층(702)을 침착하기 위해 공정 단계(604)가 사용될 수 있다. 당업자는 도 16이 가공 헤드의 단일의 교환만을 설명하고 있으나, 다른 실시형태는 작업물 상에서 작업하기 위한 다수의 가공 헤드의 교환을 제공할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 선택된 각각의 순차적 가공 헤드는 검사 또는 분석 헤드로부터의 정보를 이용하여 그리고 제조될 작업물에 따라 제어기에 의해 제어될 수 있다.
그러나, 제조된 표면 부품(704)(즉, 작업물)의 계단형 특질을 채워넣기 위해 또한 헤드(310)가 사용되는 것이 보일 것이다. 따라서, 부품의 표면은 원하는 표면(706)에 더 근접하게 되고, 단계(606)에서 사용되는 제 2 가공 헤드는 원하는 제품으로 제조되는 제품의 충실도를 향상시키기 위해 사용됨으로써 제품의 표면 마무리가공을 제거하거나 적어도 감소시킨다. 추가의 헤드의 특성에 따라, 도 17의 b 및 도 17의 c에 도시된 바와 같이, 목적으로 하는 표면에 대한 더 높은 충실도가 달성될 수 있다.
도 17의 b는 추가의 가공을 필요로 하지 않고 최종의 원하는 표면(706)을 실질적으로 달성할 수 있는 충분한 분해능(resolution)으로 제 2 가공 헤드가 재료(710a-710e)를 침착할 수 있는 실시형태를 도시한다.
도17의 c는 제 2 가공 헤드에 의해 액체가 침착된 실시형태를 도시한 것으로, (응고 전의) 액체 내의 표면 장력에 기인되어 침착 및 응고된 재료(712a-712e)는 원하는 최종 표면(706)을 약간 초과하여 돌출된 볼록면을 형성한다.
층(702a-702c; 710a-710e; 712a-712e) 내에 더 소량의 재료를 침착시키기 위한 가공 헤드(310)가 사용되면, 표면은 용인가능한 표면 마무리를 가질 수 있다. 그렇지 않은 경우, 작업물을 추가로 가공하기 위한 추가의 가공 헤드 및/또는 기계가공 헤드가 사용될 수 있다. 예를 들면, 원하는 표면(706)에 더 근접한 표면을 형성하기 위해 나머지 단계(예를 들면, 708)에서 층(700)과 층(702) 사이에 더 소량의 재료가 침착될 수 있다.
대안적 또는 추가적 실시형태에서, 원하는 표면을 제공하기 위해 재료를 제거하기 위한 밀링 헤드 등이 선택될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 재료 층(702a-702c)이 가공 헤드(310)에 의해 침착되지 않은 실시형태에 비해 더 적은 재료가 제거되어야 한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 도 17에 관련하여 개설된 바와 같은 방법을 제공하는 실시형태는 i) 어떤 재료 제거도 없이 용인가능한 표면 마무리, 또는 ii) 층(702a-702c)이 침착되지 않은 실시형태에 비해 완성된 표면을 제공하기 위해 훨씬 더 적은 재료 제거를 필요로 하는 표면 마무리를 제공한다는 것이 이해될 것이다. 도 17의 실시예에서, 층(700, 702)에 침착되는 재료는 대개 동일하지만 재료 침착 속도/양은 층(700)과 층(702)이 다르다.
도 18은 재료가 단계(602)와 단계(606)에서 다른 도 16의 다른 실시예를 예시하기 위한 것이다. 침착되는 재료의 조성을 변화시키는 것에 더하여 침착되는 재료의 레이트/양을 변화시킬 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
도 17에서와 같이, 공정 단계(602)는 층(700a-700d)을 침착시키기 위해 사용되고, 단계(604)는 가공 헤드를 교환하기 위해 사용된다.
단계(606)에서 층(700a-700d)에 비해 층(800a-800d)에서 상이한 특성을 가진 재료를 침착하기 위해 제 2 가공 헤드가 사용된다. 층(800a-800d)이 층(700a-700d)의 상면에 존재하는 것으로 도시되어 있으나 이것은 필수적인 것이 아님을 당업자는 이해할 것이다.
도 18의 실시형태에서, 상이한 마이크로 구조의 재료에 의해 상이한 특성이 제공된다. 특히, 층(800a-800d)에 침착되는 재료는 층(700a-700d) 내의 재료와 실질적으로 동일한 재료를 가질 수 있으나, 상이하게 열처리되므로 상이한 경도를 갖는다. 예를 들면, 층(800a-800d)은 경화된 베어링 표면, 실린더 슬리브 등을 형성할 수 있다. 에너지 입력, 원재료, 첨가물, 차폐를 포함하는 가공 파라미터를 변화시킴으로써, 결정립도, 결정 구조, 결정 배향, 및 경도, 내화학성, 자기성, 잔류 응력, 치수 안정성, 열 전도성, 전기 전도성 등에 미치는 대응하는 효과를 갖는 화학 반응을 포함하는 매우 다양한 나노 특성 및 마이크로 특성을 변화시킬 수 있다는 것을 본 기술분야의 당업자는 이해할 것이다.
다른 실시형태에서, 단계(602)와 단계(606)의 재료는 교환될 수 있다. 예를 들면, 단계(602)는 금속을 침착시키기 위해 사용될 수 있고, 단계(606)는 플라스틱을 침착시키기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시형태에서, 도 18에 도시된 것과 유사하게, 층(800a-800d)은 추가의 재료에 의해 제공되지 않고, 단순히 층(700a-700d)의 표면 영역에 대한 열처리에 의해 제공될 수 있다. 이러한 표면 영역 처리는 레이저 등과 같은 열원에 의해 제공될 수 있다. 이하에서 대안적 처리를 더 상세히 설명한다.
따라서, 도 18은 단계(606)가 단계(602)에 비해 (벌크 구조든 나노/마이크로-구조든) 상이한 특성의 재료를 침착시키기 위해 사용되는 실시형태를 예시하기 위해 사용된다.
도 19는 도 16에 관하여 개설된 공정의 추가의 실시예를 예시하기 위해 사용된다. 여기서 제 1 가공 헤드는 일련의 실질적으로 환형 층(900a-900d)을 침착하기 위해 사용된다. 각각의 층이 도시되어 있고, 따라서 각각의 층의 경계면을 도면에서 볼 수 있다. 당업자는 층(900a-900d) 사이의 경계면은 각각의 층의 환(annulus)의 외면 및 내면의 모두에 존재할 것임을 이해할 것이다.
여기서 단계(606)에서 사용되는 제 2 가공 헤드는 밀링 기계 등과 같은 재료 제거 헤드이다. 그러나, 재료 제거는 층의 외면(902)을 평활화하기 위해 사용될 뿐만 아니라 유사한 방식으로 이 환의 내면을 평활화하기 위해 사용된다.
다른 실시형태에서, 도 17에 관련하여 설명한 방식과 유사한 방식으로 원하는 제품으로 제조되는 제품의 내면의 충실도를 향상시키기 위해 제 2 가공 헤드를 사용하여 추가의 재료가 침착될 수 있다.
이와 같이, 당업자는, 이러한 실시형태에서, 단계(602)에서 제 1 가공 헤드를 사용하여 침착되는 층의 수는 단계(606)에서 사용되는 제 2 가공 헤드가 작업물(902)의 내부로 충분히 멀리까지 도달할 수 있는 정도로 제한된다는 것을 이해할 것이다.
그러나, 제 1 가공 헤드 및 제 2 가공 헤드의 모두를 복수회 사용하여 복수의 단계로 제품을 제조함으로써, 평활한 내면을 갖는 더 큰 작업물을 제조하는 것이 가능하다.
따라서, 도 19의 실시예에서, 단계(606)에서 제 2 가공 헤드(32)가 완료되면, 제 1 가공 헤드가 다시 사용되고, 추가의 4 개의 층(904a-904d)이 작업물(902)의 상면에 침착됨을 알 수 있다. 다음에 단계(606)에서 제 2 가공 헤드가 다시 사용되고, 새로운 층(904a-904d)의 내면 및 외면의 모두가 가공되어 작업물(906)을 형성한다.
이러한 방식으로 내면이 평활화되는 실시형태는, 평활한 내면이 더 우수한 유체 유동을 유발하므로, 작업물(906)을 통해 기체, 액체, 또는 기타 유체 또는 유체화된 재료가 유동하는 용도에서 사용될 수 있다. 이러한 구조가 유용할 수 있는 예에는 연료 라인, 유압 라인, 냉각용 채널, 유동 튜브 등이 포함된다.
또한 당업자는 각각의 층(900a-900d, 904a-904d 등)의 내면 영역의 주위에서 매크로 또는 마이크로 재료의 변화를 제공하기 위해 추가로 가공 헤드를 교환할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 상이한 크기의 침착 헤드를 사용함으로써 더 적절한 것으로 간주되는 경우에는 기계가공 없이 실질적으로 더 평활한 내면이 달성될 수 있다.
도 20은 도 16의 공정이 사용되는 방법의 추가의 실시예를 설명하기 위해 사용된다.
단계(602)에서, 제 1 재료가 침착된다. 도 20의 a에서, 재료는 제 1 재료의 반(half) 원주(1000)로서 침착된다. 이 반원주(1000)는 이하에서 설명하는 바와 같이 희생 재료이다.
제 2 공정 단계에서 추가의 재료(1002)가 이 희생 재료(1000) 상에 침착된다. 따라서, 희생 재료(1000)는 아치(1004)가 제조될 수 있도록 아치(1004)를 지지하고, 그 결과 이 희생 재료(1000)는 추후의 가공 단계에서 침착되는 재료를 위한 지지체를 제공한다. 제 2 가공 헤드가 완료되고, 추가의 재료(1002)가 응고되면, 희생 재료(1000)는 제거될 수 있다. 당업자는 추가의 가공 단계가 희생 재료(1000)의 제거 전에 완료될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
이러한 실시형태에서, 재료(1002)의 일부는 지지체의 역할을 하기 위한 임의의 적절한 재료일 수 있다. 그러나, 지지 재료로 간주될 수 있는 재료(1002)의 일부는 전형적으로 용해성 폴리머 재료 또는 약하게 결합된/구속된 입자 또는 분말일 수 있다. 이것은 공극을 충전하는 고체 부분 내에 존재할 수 있거나 지향성 에너지 침착의 기술분야에 공지되어 있는 제약에 따라 중공의 자가 지지성(self-supporting) 구조물로서 생성될 수 있다. 예를 들면, 지지체 구조물은 커시드랄(cathedral)형 아치와 유사한 형태로 제작될 수 있다. 또한 이것은 기계가공에 의해 용이하게 제거가능하도록 제조될 수 있다.
도 21은 지지체 재료 또는 희생 재료가 하부의 제품의 제조 또는 수리를 촉진하기 위해 침착되는 추가의 실시예를 제공한다. 여기서 제조되는 제품은 터빈 블레이드(1100)이다. 이 터빈 블레이드의 저부에는 제조 단계 중에 파지하기 곤란한 퍼트리 루트(fir tree root) 부분(1102)이 있다.
이와 같이, 일부의 실시형태는 희생 재료(1104) 내에 퍼트리 루트 부분(1102)이 둘러싸이도록 되어 있다(점선으로 도시됨). 이러한 희생 재료(1104)는 후속 단계 중에 터빈 블레이드(1100)를 파지하도록 클램핑될 수 있다. 따라서, 희생 재료(1104)는 작업물의 물리적 배치를 돕는 일시적인 희생 재료를 제공한다.
구성요소는 2 개 이상의 점에서 지지되는 것으로부터 이익을 얻을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 도 21에 관련하여, 하나의 실시형태는 퍼트리 루트 부분(1102)의 반대측의 단부를 향해 희생 재료(1106)의 추가의 부분을 제공한다. 이러한 추가의 부분(1106)으로 인해 블레이드(1100)는 희생 재료(1104, 1106)의 영역에서 2 개의 점에서 파지되고, 블레이드(1100)는 클램핑 수단(예를 들면, 바이스 등)에 의한 손상으로부터 보호된다.
터빈 블레이드의 실시예가 사용되었으나, 임의의 다른 부품이 처리될 수도 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
일부의 실시형태에서, 작업물의 표면 영역을 보호하도록 된 보호 재료가 제공되도록 가공 헤드가 사용될 수 있다. 지지 재료처럼, 보호 재료는 제품의 제조에서 추후에 제거되는 희생 재료일 수 있다(또는 아닐 수 있다).
추가의 실시형태에서, 위에서 간단히 언급한 바와 같이, 제품을 검사하기 위해 가공 헤드가 사용될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 가공 헤드는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 이미지 녹화 장치, 조명, 터치 프로브, 3D 표면 및 체적 스캐너, 사진측량 시스템, 센서(예를 들면, 산소 센서, 열 센서, 열 카메라), 와전류 발생기, 초음파 트랜스듀서(공기, 겔, 및 액체 커플용), 전자기파 발생기 등. 검사 데이터는 검사를 제어하기 위해 가공 헤드로부터 제어기로 그리고 제어기로부터 가공 헤드로 전송될 수 있다.
따라서, 전술한 것으로부터 본 발명의 실시형태는 작업물에 적용될 수 있는 다양한 가공 단계를 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 당업자는 임의의 하나의 실시형태에 관련하여 설명한 특징은 필요한 변경을 가하여 다른 설명된 실시형태와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일부의 실시형태는 가공 헤드를 플러싱(flushing)할 수 있다. 이러한 실시형태는 가공 헤드가 다음 번의 사용을 위해 청결한 상태가 되도록 도와주고, 재료의 오염을 방지하도록 도와주므로 유리하다. 더욱이, 이러한 실시형태는 가공 헤드의 내부 및/또는 외면 상에 잔류하는 재료의 입자에 의해 구성요가 마모되는 것을 방지하도록 도와준다. 특히, 설명된 실시형태에서, 가공 헤드가 공구 교환기(308)로 복귀될 때 압축 공기를 이용하여 플러싱된다. 다른 실시형태에서, 다른 기체(예를 들면, 질소 등과 같은 불활성 기체)가 사용될 수 있다.
하나의 특정의 실시형태에서, 공급 유닛(414)으로부터 가공 헤드(400)까지 4 개의 재료 공급부가 포함된다. 다른 실시형태는 하나씩 사용되거나 공정 중 합금을 위해 조합으로 사용되는 더 적거나 더 많은 재료 공급부를 가질 수 있다. 그러나, 4 개의 공급부가 공급 유닛(414)으로부터 가공 헤드(400)로 재료가 전달되는 방법의 융통성을 제공하기 위해 사용될 수 있고, 재료의 변경 속도를 향상시키기 위해 그리고 오염의 기회를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
하나의 실시예에서, 제 1 종류의 재료는 2 개의 공급부를 이용하여 가공 헤드(400)에 공급될 수 있다. 다음에, 재료를 변경시키고, 따라서 재료의 흐름이 정지되거나 바이패스 회로를 이용하여 가공 헤드(400)로부터 멀어지도록 적어도 방향전환되는 것이 바람직하다. 전술한 실시형태에서, 재료가 폐기되지 않도록, 그 결과 가공 헤드로부터 플러싱되는 매질을 수집하도록 재료를 호퍼로 복귀시키는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 공급을 정지시키기 보다 방향전환시키는 것은 재료 공급부의 내압이 지나치게 고압으로 상승되지 않도록 보장하는 것을 도와준다.
제 1 재료가 방향전환되면(즉, 가공 헤드 내로 진입하는 것이 중단되면), 가공 헤드는 공기로 플러싱되고, 후속하여 이전에 사용되지 않은 2 개의 공급부는 이제 가공 헤드로 제 2 재료를 공급하기 위해 사용된다. 이러한 실시형태는, 재료의 오염이 발생되지 않도록 보장하면서 가공 헤드(400)나 공급 유닛(414)의 변경의 필요성 없이, 공급된 재료가 제 1 재료로부터 제 2 재료로 신속하게 변환될 수 있으므로 유리하다.
제 1 가공 헤드로부터 제 2 가공 헤드로의 변경을 보조하기 위해 다양한 행동이 수행될 수 있다.
또한, 그리고 설명된 실시형태에서, 사용되는 가공 헤드와 관련된 파라미터는 제어기(306) 내로 사용하기 위해 입력된다. 따라서, 도 16을 참조하면, 제 1 가공 헤드가 제 2 가공 헤드로 교환될 때, 2 개의 헤드 사이의 교환 중의 일부의 점에서 제 2 가공 헤드와 관련된 파라미터는 제어기(306) 내로 사용을 위해 입력된다.
동력, 공급 속도, 기체 유량 등 및 형상 요건에 의해 촉발되는 이들 각각의 변화 레이트를 포함하는 매우 다양한 가공 파라미터는 각각의 침착 헤드를 위해 보관된다. 이러한 설정값은 별개의 제어기 내의 데이터베이스 테이블에 저장되어, 필요 시에 호출될 수 있고, 또는 공작 기계 제어기 내에 완전히 통합되어 커스텀(custom) M-코드나 기타 적절한 시호를 이용하여 호출될 수 있다. 경우에 따라, 침착 헤드용 파라미터는 오프셋과 같은 종래의 절단 공구와 관련된 제어기의 기능과 함게 사용될 수 있다. 일 실시형태는 기계가공 헤드(예를 들면, 밀링 헤드 등)과 관련하여 저장된 파라미터는 이들 파라미터를 비-기계가공형 가공 헤드(예를 들면, 침착 헤드, 프로브 헤드 등)와 함께 사용할 수 있도록 목적전환시킬 수 있다. 예를 들면, 다음의 파라미터 중 적어도 하나는 가공 헤드용으로 보관될 수 있다:
공구 길이는 각각의 가공 헤드 길이에 대해 오프셋되어 있다. 전형적으로, 공구 길이는 Z 축을 따라 측정되고, 이것은 도 13에 관련하여 설명된 실시형태에서 축선(XX)을 따른다. 대부분의 공작 기계(300)는 소위 G-코드라고 종종 지칭되는, 그리고 비트(bit)나 기타 재료 제거구(remover)의 측정된 길이 및 저장된 길이를 위한 원점(origin)을 조절하기 위해 사용되는 파마미터를 갖는다는 것이 이해될 것이다. 이러한 파라미터는 가공 헤드의 길이를 저장하기 위해 사용된다. 가공 헤드의 길이를 저장하는 실시형태는 가공 헤드가 작업물(304)과 충돌할 기회를 감소시킬 수 있으므로 유리하다. 일 실시형태는, 가공 헤드가 동일한 공작 기계(300)에서 복수의 작업 체적들 사이에서 이동될 수 있도록, 가공 헤드의 원점을 조절할 수 있다. 예를 들면, CNC 테이블 상에 2 개의 바이스(예를 들면, 2 개의 작업 체적)가 존재하는 경우, 테이블 상의 고정구를 위한 데이터를 오프셋시키기 위해, 이러한 파라미터는 공작 기계(300)의 원점으로의 조절을 가능하게 한다. 설명한 실시형태에서 중심선으로부터의 임의의 편차를 기록하기 위한 파라미터가 사용된다(공작 기계(300)에 의해 사용되는 모든 가공 헤드를 중심선 상에 배치시키기 위한 및/또는 경우에 따라 의도된 오프셋을 위한 미세 조정).
헤드 위치가 실질적으로 스핀들의 중심선 상에 유지되는 것을 보장하기 위해, 또는 상기 중심선으로부터의 의도된 오프셋을 특정하기 위해, 미세 조절을 실시하기 위한 고정구 오프셋이 사용될 수 있다. 이러한 오프셋은 전형적으로 X 축선 또는 Y 축선에 존재한다고 말하고, 도 13에 관련하여 설명한 실시형태에서는 축선(XX)에 수직이다.
설명된 실시형태를 포함하는 일부의 실시형태에서, 저장된 공구 길이는 축적 표면(즉, 작업물(304)의 표면)으로부터 가공헤드의 설계된 이격 거리를 포함하는 가공 헤드의 길이가 자신의 물리적 길이를 초과하여 증가되도록 변형되거나 보상될 수 있다. 여기서 이격 거리는 가공 헤드와 작업물(304) 사이의 요구되는 거리이고, 침착의 폭을 조절하기 위해 조절될 수 있다.
본 실시형태에서, 작업물(304) 상에 전달되는 레이저 빔 출력의 분포를 변화시키기 위해, 제어기(306)는 이격 거리를 변화시키도록, 이에 따라 가공 헤드의 저장된 거리를 변화시키도록 되어 있다. 당업자는 레이저가 작업물을 향해 이동되거나 작업물로부터 멀어지는 방향으로 이동됨에 따라, 이것은 공칭 조절 초점(nominally engineered focus) 내부로 또는 공칭 조절 초점의 외부로 이동할 것임을 이해할 것이다. 따라서, 이격 거리를 포함하는 가공 헤드 길이를 사용하면 가공 헤드에 의해 제공되는 임의의 에너지원의 초점맞추기가 가능하고, 이 에너지원은 설명된 실시형태에서 레이저이다.
일부의 실시형태는 작업물(304)의 표면으로부터 레이저의 후방 반사의 양을 측정할 수 있고, 이 양을 최소화하는 것을 목표로 하고, 이와 같이 가공 헤드는 가공 헤드로부터 작업물을 향해 안내되는 에너지(즉 레이저)로부터 작업물로부터 복귀되는 에너지를 측정하도록 되어 있다. 레이저가 집속되면, 최대 출력이 작업물(304)에 결합되므로, 표면으로부터 반사되는 레이저 광의 양은 최소화될 것임이 이해될 것이다. 이상적 초점을 결정하는 이러한 공정은 이상적 초점을 형성하기 위해 다양한 이격 거리를 통해 헤드를 이동시키는 저장된 루틴(routine)일 수 있고, 다음에 이 공정의 최적 결과는 위에서 설명한 바와 같은 또는 다른 CNC 공구 길이 테이블에 저장될 수 있다.
더욱이, 침착 또는 가공 점이 스핀들 중심선 상에 있지 않은 임의의 가공 헤드는 고정구 오프셋으로서 보관될 수 있고, 헤드가 스핀들에 장착된 경우에 소환될 수 있고, 따라서 다중의 헤드의 사용을 수용하기 위해 다른 표준 CNC 특징의 목적을 전환시킨다.
더욱이, 일 실시형태는 가공 헤드를 위한 추가의 파라미터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 임의의 매질(424)의 유량, 임의의 차폐 기체의 유량 등을 결정하고, 임의의 에너지원(예를 들면, 레이저(416))의 출력을 결정하는 파라미터가 저장될 수 있다. 본 단락에서 언급되는 파라미터는 이것이 가공 헤드의 운동에 따라 어떻게 변화되어야 하는지를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 가공 헤드가 자신의 경로 내에서 전환점에 도달할 때 상기 전환을 달성하기 위해 속도를 감소시킬 필요가 있을 가능성이 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 일 실시형태는 헤드가 감속됨에 따라 매질(424)의 유량을 감소시키고, 차폐 기체의 유량을 감소시키고, 임의의 에너지원(예를 들면, 레이저(416))의 출력을 감소시키는 것이 유리하다.
일부의 실시형태는 헤드(1200)로부터 재료(1204)를 토출시키거나 압출시키기 위해 주사기(1202) 또는 하나 이상 아르키메데스 스크류(도시되지 않음)와 같은 기계적 수단을 사용하는 가공 헤드(1200)를 사용할 수 있다. 이러한 실시형태는 공급 유닛(414)으로부터의 재료의 공급에 의해 실시될 수 있거나, 가공 헤드(1206) 내의 리저버로부터의 부가적으로 매질을 공급할 수 있다.
일부의 실시형태는 압출되는 재료의 양을 직접적으로 제어하기 위해 (공작 기계의) 스핀들 회전을 사용할 수 있다. 예를 들면, 주사기에 기초한 침착을 사용하는 설명된 도면의 가공 헤드(1200)에서, 주사기(1202) 내의 변위를 유발시키기 위한 플런저나 기타 수단은 공구 홀더로 스핀들에 결합되고, 그 결과 스핀들 운동을 제어하는 커맨드는 침착 속도를 제어하는 변위량(displacement)을 변화시킨다.
하나의 실시형태에서, 가공 헤드 내에서 재료, 전형적으로 폴리머를 (전형적으로 사출 성형이라는 공지된 방식 후에 재료를 전단변형(shearing)시킴으로써) 가소화시키기 위해 상호작용하는 하나 또는 두 개의 아르키메데스 스크류가 배치되어 있다. 이 스크류를 회전시키기 위한 에너지는 스핀들 회전으로부터 직접 올 수 있다. 재료의 가소화를 촉진시키기 위해 또한 가열기가 제공될 수 있다. 가열기는 스핀들 운동으로부터 생성되는전기에 의해 구동될 수 있다.
하나의 실시형태에서, 가공 헤드는 이것이 부착되어 있는 공작 기계의 스핀들 속도를 감지하고, 이 스핀들 속도를 헤드 내의 기계적 수단을 제어하기 위해 이용하도록 되어 있다. 예를 들면, 제 1 회전 속도로부터 제 2 회전 속도로의 이행은 유동이 개시되어야 함을 나타낼 수 있다. 고속으로부터 저속으로의 이행은 유동이 중단되어야 함을 나타낼 수 있다.
다른 실시형태는 추가의 정보를 가공 헤드로 전송하기 위해 추가의 회전 속도를 사용할 수 있다.
도 23은 가공 헤드(1300)가 검사를 받고 있는 제품(1302) 상에 위치된 추가의 실시형태를 도시한다. 이 제품은 여전히 제조 공정 중에 있을 수 있고, 검사 단계는 위의 도면 중 임의의 것과 관련하여 설명한 공정의 일부로서 수행될 수 있다. 또한 제품(1302)은 검사 대상의 완성된 제품일 수 있다.
도 23은 가공 헤드(1300)로부터 토출되어 제품(1302)의 표면 상에 충돌하고 있는 유체(1304)를 도시하고 있다. 도 23의 실시형태에서, 전형적으로 유체는 밀링, 천공 또는 유사한 공정을 받고 있는 제품을 냉각시키도록 가공 헤드가 창착되어 있는 공작 기계에 의해 사용되는 냉각 유체이다. 따라서, 도면에 도시된 바와 같이 유체는 표면(1302)으로부터 멀어지는 방향으로 비산(1306)됨을 볼 수 있다. 제품으로의 냉각 유체의 연통을 용이화하기 위해, 가공 헤드(1300)의 중앙 영역을 따라 채널(1308)이 제공된다. 유체 내의 난류는 제품(1302)에 대한 결합을 감소시킬 수 있으므로, 채널은 가능한 한 유체(1304)가 층류를 가지는 것을 보장하도록 되어 있다.
일부의 실시형태에서, 유체(1304)는 스핀들 냉각제이다.
그럼에도 불구하고 유체(1304)는 채널(1308) 내에 제공된 초음파 트랜스듀서(1310)를 위한, 그리고 내부에서 유동하는 유체(1304)와 통신하여 제품(1302)에 결합되도록 된 트랜스듀서(1310)에 의해 전송되는 초음파를 위한 충분한 결합을 제공한다.
따라서, 도 23에 관련하여 설명된 바와 같은 실시형태는 초음파를 사용하여 제품(1302)을 검사하기 위해 사용될 수 있다. 당업자는 이러한 검사가 제품(1302) 내의 공극 등의 존재를 결정하는데 유용할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
다른 실시형태에서, 유체는 표면 상에 침착될 수 있고, 추후에 결합 매질로서 이 유체를 사용하는 초음파 검사와 같은 검사를 실시하기 위해 가공 헤드를 부품에 결합시키기 위해 가공 헤드에 의해 사용될 수 있다. CNC 기계가 대량의 냉각제 용량을 구비하고, 이 냉각제가 충분히 청결한 경우, 이것을 결합 매질로서 사용하는 것이 바람직하지만, 이것이 목적에 부합하지 않는 경우에는 다른 유체가 공급될 수 있다. 검사를 실행하는 가공 헤드는 유체를 침착하는 가공 헤드와 동일하거나 상이한 것일 수 있다. 여기서 유체는 겔 등일 수 있다. 겔은 최종 제품 내에 존재하기 않고, 검사 공정의 일부로서 사용되므로 희생 재료로 지칭될 수 있다.
도 27에는 치즐 형태의 팁(1702)을 가진 대안적 가공 헤드(1700)가 도시되어 있다. 작업물의 표면은 작업물이나 이 작업물의 일부 내의 응력을 감소시키기 위해 치즐 팁으로 처리될 수 있다. 치즐 팁은 고정 상태로 유지될 수 있거나, 스핀들의 이동에 의해 이동될 수 있다. 대안적으로 이것은 가공 헤드 내에 제공될 수 있는 기계적 수단 또는 초음파 수단에 의해 작동될 수 있다.
도 28에서 가공 헤드(1800)는 핀(1802)의 형태의 팁을 갖는다. 핀은 작업물 내의 응력 및 변형력, 특히 인장 응력을 완화시키기 위해 사용될 수 있다. 도 29의 a 내지 도 29의 d에는 가공 헤드의 팁의 대안적 구성이 도시되어 있다. 이 팁은 하나, 둘, 셋 또는 그 이상의 핀을 포함할 수 있다. 도 29의 c 및 도 29의 d에서 볼 수 있는 바와 같이 일련의 핀이 사용될 수 있다. 제어기는 작업물의 요구되는 부분에 압력을 가하도록 특정의 구성의 핀을 구비하는 헤드를 선택할 수 있고, 선택된 구성은 작업물의 형상에 적합하다. 대안적으로, 일련의 헤드가 플래닝 소프트웨어, 예를 들면, CAM 소프트웨어를 이용하여 사전에 결정될 수 있다.
도 29의 a 내지 도 29의 d에서 핀은 원형 단면을 갖지만, 핀은 대안적으로 직사각형, 육각형, 정사각형 또는 기타 단면을 가질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 간극이나 중첩부가 존재하지 않는 구성이 필요한 경우, 이러한 단면이 사용될 수 있다. 가공 헤드는 작업물 상에 충격을 가하거나 압력을 가하도록 작동된다. 이러한 공정을 피닝이라고 부른다. 압력을 가하면 작업물의 인장 응력이 완화되고, 작업물에 압축 응력이 가해지므로 작업물의 특성이 향상된다. 이 힘은 재료의 압축을 유발하고, 이것은 많은 재료에서 더 우수한 피로 수명에 기여하고, 균열의 전파를 일으키기 어렵게 하고, 응력 부식, 부식 피로, 및 공동 침식에 대한 향상된 저항성을 갖는다. 이들 예시에서 설명되는 피닝 방법이 숏 피닝, 해머 피닝, 플레일(로토)(flail(roto)) 피닝, 바이브로(vibro) 피닝, 터프(tup) 피닝, 도트(dot) 피닝, 니들 피닝, 초음파 피닝, 마이크로 피닝, 나노 피닝, 레이저 쇼크 피닝을 포함하는 다양한 모든 피닝과 상호교환가능하다는 것을 본 기술분야의 당업자는 알 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 30의 a 내지 도 30의 e에는 작업물의 표면을 니들 피닝 또는 초음파 피닝하기 위해 사용될 수 있는 대안적 헤드가 도시되어 있다. 도 30의 a는 연속 휘일이나 롤러를 가진 헤드를 도시하고, 이것은 연속 압력을 가할 수 있도록 되어 있다. 도 30의 b 및 도 30의 c의 불연속 롤러는 단속적으로 압력을 가하기 위해 사용될 수 있고, 이것은 공작 기계의 요구되는 강성을 감소시키기 위해 바람직할 수 있다. 공작 기계 또는 가공 헤드는 작업물에 원하는 양의 압력을 가하기 위해, 계측 루프에 기록된, 그리고 계측 루프에서 사용될 수 있는 피드백 메커니즘을 장착하는 것이 바람직하고, 이 피드백 메커니즘은 피드백(힘 및 작업물의 온도 구배를 포함함)을 모니터링하고, 각각의 작업물의 일관된 처리를 보장하기 위해 이상적으로는 실시간으로 공정을 조절한다.
도 30의 d 및 도 30의 e는 일련의 휠 또는 롤러가 사용되는 변형례를 도시한다. 롤러는 이것이 표면 상에서 이동할 때 그 표면에 동조될 수 있도록 개별적으로 이동하도록 될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.
도 31은 가공 헤드가 일련의 롤러를 포함하는 일 실시형태를 도시한다. 한 쌍의 어레이가 스핀들에 대해 평행한 축선을 중심으로 회전하도록 되어 있고, 롤러의 어레이는 스핀들의 축선에 대해 수직인 축선을 중심으로 회전하도록 되어 있다. 도시된 바와 같이, 롤러는 작업물 상에 형성되는 벽 부품의 상면 및 측면 상에 작용하도록 되어 있다.
도 32는 가공 헤드의 측면도이고, 도 31에서 스핀들 축선을 중심으로 회전하도록 된 일련의 롤러가 더 상세히 도시되어 있다.
도 33 내지 도 34는 도 13의 실시형태의 변형례를 도시한 것으로, 동일한 특징에 대해서는 동일한 참조번호가 사용되었다. 도 33에서 롤러는 레이저 클래딩 헤드와 조합되어 있다. 이것에 의해 작업물 상의 침착 후에 즉각적으로 재료의 열간 압연이 가능해진다. 작업물의 열간 압연은 침착된 재료의 미세구조를 위해 유리할 수 있고, 또한 재료의 특성에 영향을 주기 위해 필요한 힘의 양을 감소시킬 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 매니폴드 및 가공 헤드는 과열을 방지하기 위해 헤드의 내부 통로 및 휠 또는 롤러에 냉각 유체를 공급하도록 되어 있다. 롤러는 압연 작업이 침착의 방향과 실질적으로 평행하도록 스핀들의 주위에서 인덱싱(indexing)된다.
도 34는 레이저 침착 헤드 및 헤드의 주위에 일체화된 피닝 핀을 가진 가공 헤드를 도시한다. 이 구성은 작업물의 열간 피닝, 해머링, 스캐리파잉, 및 치즐링을 가능하게 한다. 이전처럼, 냉각제는 가공 헤드에 공급되어 핀의 냉각을 유지하기 위해 헤드의 주위에서 순환된다. 피닝은 대장장이가 해머를 사용하는 것과 유사하게 고온의 부품의 표면에 충격을 가함으로써 실시되고, 냉간 피닝에 비해 힘이 저감되지만 연화된 상태의 가열된 금속 상에 가해지는 핀의 충격은 최대화된다. 핀의 작용은 기계적이고, 가공 헤드에 의해 제어되지만, 공작 기계 또는 초음파의 사용에 의해 작용력을 전달하는 것과 같은 대안이 구상될 수 있다. 이전의 헤드처럼, 이것은 레이저로 가열된 영역의 바로 뒤에서 압력을 가하기 위해 인덱싱될 수 있다. 핀은 적절한 힘이 작용될 때 수 mm 만큼 변위될 수 있도록 부착될 수 있다. 헤드의 다소의 이동을 가능하게 하기 위해, 핀의 운동이 CNC 기계의 Z 축선에 의존하는 경우에 핀 작동은 레이저의 초점이 흐려지지 않도록 레이저 펄스 주파수에 대해 반순환적일 수 있다. 본 명시에, 예시로서 레이저 열원이 설명되었으나, 아크, 전자 빔, 마이크로파, 유도 가열기 등도 사용할 수 있다.
힘이 클때, 특히 힘이 스핀들 중심선을 중심으로 실질적으로 비대칭일 때, 회전 방지/토크 블록 및/또는 스러스트 보조 칼라 및/또는 본 기술분야에 공지된 바와 같이 90° 및 기타 각도로 보조하기 위한 스핀들의 카울 마운트(cowl mount)를 갖는 것이 바람직하다. 경우에 따라, 압력, 충격, 또는 응력 완화 작용을 받는 경우에 비균일 하중에 기인되는 베어링 표면의 손상(예를 들면, 딤플링(dimpling))을 방지하는 것을 돕기 위해 스핀들을 회전시키는 것이 바람직하다.
위에서 설명된 피닝 헤드는 레이저 헤드와 무관하게 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 피닝은 작업물이 냉각된 상태 또는 적어도 그렇게 고온이 아닌 상태에서 작업물 상에 실시된다.
도 35는 도 34의 가공 헤드의 변형례로서, 레이저 침착 헤드 및 피닝 핀을 가진 가공 헤드를 갖는다. 동일한 특징에 대해서는 동일한 참조 번호가 사용된다. 도 36에는 헤드가 더 상세히 도시되어 있다. 도 34의 헤드에서와 같이, 피닝 핀은 헤드의 주위에 결합되어 있다. 그러나, 도 34의 헤드에서, 헤드는 침착의 라인을 추종하도록 인덱싱되고, 이러한 헤드에서 레이저에 의해 가열되는 영역의 바로 뒤에서 압력을 가하도록 상이한 핀이 작동된다. 작동은 다른 핀 이전에 표면과 접촉하도록 피닝 핀의 작동에 의해 또는 개별 핀의 길이 증가에 의해 실시될 수 있다. 다른 구성에서, 핀은 핀 상에 적절한 힘이 작용되면 핀이 수 mm 만큼 변위될 수 있도록 가공 헤드에 부착된다. 핀의 운동이 CNC 기계의 z 축선 상에 의존할 때 레이저의 초점이 흐려지는 것을 방지하도록, 핀 작동을 레이저 펄스 주파수에 대해 반순환적이 되도록 하는 것이 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 에너지원은 아크, 전자 빔, 마이크로파, 유도 가열기, 또는 기타 등가의 에너지원과 같은 대안적 에너지원으로 교환될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 44 및 도 45는 2 개의 공정을 실시하도록 된 대안적 가공 헤드를 도시한다. 도 44 및 도 45의 헤드는 작업물에 폴리머 압출을 가한다. 도 44에서 가공 헤드는 공구 홀더(4402)에 부착되는 폴리머 압출 헤드(4400)를 포함한다. 압출 헤드는바디(4404) 및 노즐(4406)을 포함한다. 노즐(4406)은 압축(compacting) 프레임(4408)에 의해 둘러싸여 있다. 압출 헤드의 바디(4404)의 주위에는 가열기(4410)가 설치되어 있다. 공구 홀더(4402)에 연결된 스크류(4412)는 매질 공급부(4418)로부터 노즐을 향해 사출 성형 펠릿(4416)을 이동시키기 위해 헤드의 보어(4414) 내에서 회전된다. 펠릿이 보어(4414)의 하방으로 이동됨에 따라, 이 펠릿은 바디의 주위의 가열기(4410)로부터의 열에 의해 용융된다. 펠릿이 용융됨에 따라 스핀들에 의해 구동되는 스크류(4412)는 펠릿 재료를 노즐로부터 압출될 준비가 되도록 가소화시킨다. 재료가 노즐(4406)로부터 압출됨에 따라 압축 프레임(4408)은 상하로 왕복운동함으로써 연질 재료(4420) 상에 압력을 가하여 충분한 밀도의 압출된 재료를 얻는다.
도 45는 도 44의 헤드의 개조례를 도시한다. 동일한 특징에 대해서는 동일한 참조 번호가 사용된다. 도 45에서 추가의 특징은 연속 섬유(4422)가 동축 방향으로 헤드 내에 공급되는 것이다. 섬유(4422)는 용융된 폴리머를 통해 공급되고, 압출된 폴리머(4420)와 함께 노즐을 통해 압출된다. 섬유가 압출되면 섬유를 주기적으로 절단하도록 작동되는 나이프(4424)가 제공되어 있다. 이 나이프는 각각의 공급부에 의해 완성된 섬유를 절단할 수 있다. 다른 실시형태에서, 섬유는 주기적으로 초핑되어 압출된 재료의 초핑된 섬유 보강재를 형성한다.
대안적 구성에서 폴리머 및 섬유는 동일한 헤드 상의 별개의 노즐로부터 공급될 수 있고, 또는 가공 헤드가 침착 단계들 사이에서 절환되는 상태에서 상이한 헤드에 의해 가해질 수 있다.
스크류가 공구 홀더에 연결될 필요는 없으나 수용 도크 또는 심지어 공급 도크 내에 설치될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 폴리머는 공작 기계 내에서 용융될 수 있고, 가공 헤드의 바디에 연결되거나 연결될 수 있는 가열된 튜브에 의해 가공 헤드까지 간단히 공급될 수 있다.
도 37은 종래 기술의 침착 가공 헤드를 도시한 것으로, 여기서 전극(3701)은 작업물(3702)에 에너지를 공급하고, 와이어(3703)는 용탕 풀(3704) 내에 공급된다. 전형적으로, 전극의 전방에서 와이어를 공급하면 와이어가 기재 상에 스내깅(snagging)되는 것이 방지되므로 이것은 전극의 전방에서 실시된다. 영역(3705)은 희석층 및 열영향 구역이다.
도 38은 작업물(3802)에 에너지를 제공하는 전극(3801) 및 매질 공급부(3803)를 포함하는 새로운 침착 헤드를 도시한다. 헤드는 필수 전자기장(3804)을 발생시키기 위한 수단을 포함하고, 이것은 전극과 작업물 사이에 연장되는 아크(3804)를 굴곡시키도록 되어 있다.
전자기장(3804)은 아크(3805)를 전극(3801)의 약간 전방으로 굴곡시킨다. 와이어의 형태의 매질 공급부(3803)는 전극에 실질적으로 평행하게 공급될 수 있으므로 자동화를 용이화한다. 와이어는 항상 용접 풀(3806) 내로 직접 공급되고, 공급 방향의 변화에 의해 영향을 받지 않는다. 필요한 경우, 아크의 굴곡은 이 아크에 인가되는 전자기장을 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 전자기장(3804)은 이 전자기장을 유도하기 위해 사용되는 전기의 모드를 변화시킴으로써 제어될 수 있거나, 자석 또는 자석들의 위치를 제어함으로써 변화될 수 있다.
도 39는 도 38의 헤드를 사용하는 용탕 풀의 위치에서 달성될 수 있는 제어를 도시한다. 전극의 위치는 변화되지 않았으나, 전자석을 구동하는 전자기장의 극성은 반전되었다. 이 사례에서, 용접 풀의 위치는 약 10 mm 만큼 이동되었다. 용접 풀의 변위로 인해 와이어는 전극과 동축으로 공급될 수 있다. 필요한 경우 와이어의 동축 위치 이외의 대안적 위치로 아크를 의도적으로 이동시킬 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 40 및 도 41은 다양한 컴포넌트(4002)를 수용할 수 있는 가공 헤드(4001)를 도시한다. 도 41에서 컴포넌트(4002)는 가공 헤드(4001)의 리저버 또는 보관 설비(4004) 내에 수용되고, 헤드(4001)는 필요에 따라 컴포넌트(4002)를 분배하도록 되어 있다. 도 41의 실시형태에서, 가공 헤드(4001)는 4008로 개략적으로 표시되어 있는 도크(4006)를 통해 보급받을 수 있다.
도 42는 바디(4600) 및 노즐(4602)을 가진 대안적 가공 헤드를 도시한다. 가공 헤드는 캐리지에 연결가능하고, 바디의 측면(4606)에 설치된 수용 매니폴드(4604)를 갖는다. 수용 매니폴드(4604)는 트랙(4612)에서 이동가능하도록 배치된 클로저(4610)을 가진 개구(4608)를 포함하고, 클로저는 개구 상에 위치되는 페쇄된 위치와 도 42 및 도 43에 도시된 바와 같은 개방된 위치(4614) 사이에서 이동가능하다. 도시되지 않은 액츄에이터는 도킹 작동 시에 클로저를 폐쇄된 위치로부터 개방된 위치로 이동시키도록 되어 있고, 도킹해제 작동 시에 개방된 위치로부터 폐쇄된 위치로 클로저를 이동시키도록 되어 있다. 폐쇄된 위치에서 가공 헤드의 내부는 환경으로부터 실링되어 있다. 개방된 위치에서 동력 공급부 및 매질 공급부의 도킹은 개구를 통해 실시될 수 있다. 도킹된 위치에서 개구를 통한 가공 헤드 내로의 동력 및 매질 공급용 경로는 환경으로부터 실링되어 있다.
본 명세서에는 다수의 다양한 개념이 설명되어 있다는 것이 이해될 것이다. 당업자는 이들이 단독으로 또는 본 명세서에 설명된 다른 개념과의 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (72)

  1. 작업 스테이션에 위치하는 작업물 상의 재료의 제거 및 추가를 수행하도록 배치된 공작 기계로서,
    상기 공작 기계는:
    적어도 상기 작업 스테이션에 위치하는 작업물로부터 재료를 제거하도록 배치되는 제 1 헤드; 및 상기 작업 스테이션에 위치하는 작업물에 재료를 부가하도록 배치되는 제 2 헤드를 포함하는 복수의 상호교환가능한 헤드;
    제 1 캐리지 - 상기 제 1 헤드가 상기 제 1 캐리지 상에 착탈가능하게 장착되고, 2 개 이상의 축선으로 이동가능하도록 배치됨 -; 및
    제 2 캐리지 - 상기 제 2 헤드가 상기 제 2 캐리지 상에 착탈가능하게 장착되고, 2 개 이상의 축선으로 이동가능하도록 배치됨 -
    를 포함하고;
    상기 공작 기계는 상기 작업 스테이션의 환경을 제어하도록 배치되고;
    상기 공작 기계는 청결측 및 불결측을 포함하고, 상기 제 1 캐리지는 불결한 가공용으로 사용되고, 상기 제 2 캐리지는 청결한 가공용으로 사용되고,
    상기 제 1 헤드 및 제 2 헤드 중 하나는 상기 제 1 캐리지 또는 제 2 캐리지에 유지된 상태에서 2 개의 공정 단계를 동시에 수행하도록 배치된, 공작 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    동시에 수행되는 상기 2 개의 공정 단계 중 제 1 단계는 상기 재료 또는 작업물을 가열하는 것을 포함하고, 동시에 수행되는 상기 2 개의 공정 단계 중 제 2 단계는 상기 재료의 침착 또는 상기 작업물의 압력 처리를 포함하는, 공작 기계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    2 개의 공정 단계를 동시에 수행하도록 배치된 상기 제 1 헤드 및 제 2 헤드 중 하나는 상기 재료 또는 작업물에 열을 가함과 동시에 상기 재료의 침착을 수행하도록 배치된, 공작 기계.
  4. 제 3 항에 있어서,
    가열은 유도 가열에 의해 수행되는, 공작 기계.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 침착은 압출에 의해 수행되는, 공작 기계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    2 개의 공정 단계를 동시에 수행하도록 배치된 상기 제 1 헤드 및 제 2 헤드 중 하나는 작업물 상에 침착을 수행함과 동시에 작업물을 압력 처리하도록 배치된, 공작 기계.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압력 처리는 불연속적인, 공작 기계.
  8. 제 1 항에 있어서,
    동시에 수행되는 상기 2 개의 공정은:
    열을 가하는 것 및 재료의 제거를 수행하는 것;
    유도 가열을 적용하는 것 및 레이저 가공을 사용하는 것;
    재료의 침착 및 침착된 재료의 검사;
    재료를 침착시키는 것 및 작업물을 이동시키는 것;
    작업물을 이동시키는 것 및 다른 공정을 수행하는 것;
    작업물의 가공 및 상기 작업물의 검사;
    예비 가공 및 가공;
    가공 및 침착 처리;
    다중 검사 수단의 사용;
    검사 수단 및 조명 수단의 사용;
    의 조합 중 하나로부터 선택되는, 공작 기계.
  9. 제 1 항에 있어서,
    2 개의 공정 단계를 동시에 수행하도록 배치된 상기 제 1 헤드 및 제 2 헤드 중 하나는 가열된 제 1 재료를 침착시키고 상기 제 1 재료와 제 2 재료를 압출시키도록 구성된, 공작 기계.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 헤드는 상기 제 2 재료를 절단하도록 배치된 절단 수단을 더 포함하는, 공작 기계.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 상호교환가능한 헤드를 보관하도록 배치된 보관 장소 및 공구 교환기를 갖는, 공작 기계.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 헤드는 상기 제 1 캐리지에 착탈가능하게 장착될 때, 2, 3, 4, 또는 5 개의 축선에서 이동가능하도록 배치된, 공작 기계.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 헤드는 상기 제 2 캐리지에 착탈가능하게 장착될 때, 2, 3, 4, 또는 5 개의 축선에서 이동가능하도록 배치된, 공작 기계.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 스테이션에는 적어도 부분적을 실링가능한 체임버가 구비되고, 사용시에 상기 작업물은 상기 체임버 내에 위치되는, 공작 기계.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 공작 기계는 가공 재료를 상기 제 2 캐리지에 유지된 제 2 헤드에 공급하도록 배치된 일체형 도킹 시스템을 더 포함하는, 공작 기계.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 헤드는 수용 도킹 매니폴드(receiving docking manifold)를 포함하고, 상기 공작 기계는 상기 제 2 헤드 상에 상기 수용 도킹 매니폴드와 연결되도록 배치된 공급 도킹 매니폴드를 갖는, 공작 기계.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공작 기계는 상기 제 2 캐리지에 유지되어 z 방향으로 이동가능하도록 배치된 상기 제 2 헤드를 장착하기 위한 스핀들을 포함하고, 각각의 헤드의 상기 수용 도킹 매니폴드는 상기 스핀들과 나란하거나 인접하도록 배치된, 공작 기계.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공급 도킹 매니폴드는 상기 스핀들의 칼라 상에 제공된, 공작 기계.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 수용 도킹 매니폴드는 소정의 위치로 회전될 수 있는, 공작 기계.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 수용 도킹 매니폴드는 상기 스핀들에 횡방향인 축선 또는 상기 스핀들에 평행한 축선을 따라 연결되도록 배치된, 공작 기계.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 공급 도킹 매니폴드는 상기 스핀들 컬럼 또는 스핀들 하우징 내에 합체되는, 공작 기계.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 공급 도킹 매니폴드 및 수용 도킹 매니폴드는 상기 제 2 헤드에 침착용 재료를 공급하도록 배치된, 공작 기계.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 도킹 매니폴드들은 상기 제 2 헤드에 데이터를 송신하고 상기 제 2 헤드로부터 데이터를 수신하도록 배치된, 공작 기계.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 도킹 시스템은 상기 공작 기계 상의 공급 도킹 매니폴드와 상기 제 2 헤드 상의 수용 도킹 매니폴드 사이에 청결한 연결부를 제공하도록 배치된, 공작 기계.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 공작 기계는 상기 연결부의 적어도 절반 상에 제공된 작동가능한 시일을 포함하는, 공작 기계.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 공작 기계는 상기 제 1 캐리지에 장착된 제 1 헤드 또는 상기 제 2 캐리지에 장착된 제 2 헤드에 동력원을 공급하도록 또는 공급할 수 있도록 배치된 공급 유닛을 더 포함하는, 공작 기계.
  27. 제 1 항에 있어서,
    침착용 재료는:
    액체, 에멀젼, 가스, 에어로졸, 페이스트, 고체 또는 반액체 내지 완전 액체 형태 또는 냉각 유체 또는 가공 유체, 가스 및 이들의 혼합물 중 하나에 현탁된, 분말 형태, 필라멘트, 로드, 섬유(단섬유, 초핑(chopping) 섬유, 장섬유, 또는 연속 섬유) 시트, 또는 와이어로 된 금속, 비금속, 폴리머, 세라믹, 점토, 염, 전도성 재료, 용량성 재료 또는 유전체 재료 중 하나 이상인, 공작 기계.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 상호교환가능한 헤드 중 적어도 하나는 상기 작업물 상에 재료를 압출하도록 배치되고, 상기 공작 기계는 상기 제 1 헤드 또는 제 2 헤드를 장착하기 위한 스핀들을 포함하고, 상기 스핀들의 회전은 압출되는 재료의 양을 직접 제어하는, 공작 기계.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 상호교환가능한 헤드는:
    상기 작업 스테이션 내의 작업물 상에 제 1 세트의 특성을 갖는 재료를 투하하도록 제 1 침착 특성을 가지는 추가의 헤드; 및
    상기 작업 스테이션 내의 작업물 상에 상기 제 1 세트의 특성과 다른 제 2 세트의 특성을 갖는 재료를 투하하도록 상기 제 1 침착 특성과 다른 제 2 침착 특성을 가지는 제 2 추가의 헤드
    를 포함하고,
    상기 공작 기계는 상기 추가의 헤드를 상기 제 2 추가의 헤드로 자동으로 변경하도록 배치되고, 상기 제 2 침착 특성은 제조되는 물품의 원하는 물품으로의 충실도를 향상시키도록 배치되는, 공작 기계.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 공작 기계는:
    i) 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위해 제 1 침착 특성을 가진 추가의 헤드를 사용하는 단계; 및
    ii) 상기 추가의 헤드를 제 2 추가의 헤드로 변경하는 단계;
    를 포함하는 작업물 가공 단계를 수행하도록 배치되고, 상기 제 2 추가의 헤드는 제조되는 물품 및 헤드의 기능 중 적어도 하나를 분석하도록 배치되는, 공작 기계.
  33. 제 1 항에 있어서,
    추가의 헤드가 검사 중인 물품 상에 유체를 토출하도록 배치되고;
    상기 추가의 헤드 또는 제 2 추가의 헤드는 검사 중인 물품에 상기 유체를 통해 결합되도록 배치되고;
    상기 공작 기계는 상기 물품을 검사하기 위해 상기 유체를 통해 신호를 전송하도록 배치되는, 공작 기계.
  34. 제 1 항에 있어서,
    상기 공작 기계는:
    i) 상기 제 1 세트의 특성을 가진 재료를 투하하기 위해 제 1 침착 특성을 가진 추가의 헤드를 사용하는 단계; 및
    ii) 제조되는 물품을 압력 처리에 의해 가공하는 단계;
    를 포함하는 작업물 가공 단계를 수행하도록 배치되는, 공작 기계.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 상호교환가능한 헤드는 작업물 상에 침착시키기 위해 이용가능한 컴포넌트의 리저버를 갖는 가공 헤드를 포함하는, 공작 기계.
  36. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 상호교환가능한 헤드는 작업물 또는 작업물의 일부를 이동시킬 수 있도록 구성된 자동화 수단을 갖는 가공 헤드를 포함하는, 공작 기계.
  37. 제 1 항에 있어서,
    상기 청결측은 적어도 하나의 제 2 헤드를 사용되지 않을 때 내부에 보관하는 실링가능한 체임버를 포함하는, 공작 기계.
  38. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 스테이션은 상기 청결측 및 불결측 사이에 위치되는, 공작 기계.
  39. 제 14 항에 있어서,
    상기 작업 스테이션의 챔버는 상기 제 2 헤드를 사용하는 동안 상기 작업물에서 떨어지는 폐재료를 수집하는 형상인, 공작 기계.
  40. 제 39 항에 있어서,
    제 1 헤드를 사용하는 동안 상기 작업물에서 떨어지는 폐재료를 수집하는 수집 트레이를 포함하는, 공작 기계.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 수집 트레이는 상기 작업 스테이션의 챔버 안팎으로 슬라이딩될 수 있는, 공작 기계.
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 삭제
  58. 삭제
  59. 삭제
  60. 삭제
  61. 삭제
  62. 삭제
  63. 삭제
  64. 삭제
  65. 삭제
  66. 삭제
  67. 삭제
  68. 삭제
  69. 삭제
  70. 삭제
  71. 삭제
  72. 삭제
KR1020177000370A 2014-06-09 2015-06-09 재료 가공 방법 및 관련 장치 KR102447774B1 (ko)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1410229.7 2014-06-09
GBGB1410229.7A GB201410229D0 (en) 2014-06-09 2014-06-09 Material processing method and related apparatus
GB1412843.3 2014-07-18
GBGB1412843.3A GB201412843D0 (en) 2014-06-09 2014-07-18 Material processing method and related apparatus
GB201423407A GB201423407D0 (en) 2014-06-09 2014-12-31 Material processing method and related apparatus
GB1423407.4 2014-12-31
GB1506154.2 2015-04-10
GBGB1506154.2A GB201506154D0 (en) 2015-04-10 2015-04-10 Hybrid machine
PCT/GB2015/051689 WO2015189600A2 (en) 2014-06-09 2015-06-09 Material processing methods and related apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170018006A KR20170018006A (ko) 2017-02-15
KR102447774B1 true KR102447774B1 (ko) 2022-09-26

Family

ID=54834505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177000370A KR102447774B1 (ko) 2014-06-09 2015-06-09 재료 가공 방법 및 관련 장치

Country Status (9)

Country Link
US (2) US20170129180A1 (ko)
EP (1) EP3152034A2 (ko)
JP (1) JP2017530260A (ko)
KR (1) KR102447774B1 (ko)
CN (1) CN106457495A (ko)
BR (1) BR112016028857B1 (ko)
IL (1) IL249335A0 (ko)
SG (2) SG10201810803SA (ko)
WO (1) WO2015189600A2 (ko)

Families Citing this family (124)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201212629D0 (en) * 2012-07-16 2012-08-29 Prec Engineering Technologies Ltd A machine tool
US9724877B2 (en) * 2013-06-23 2017-08-08 Robert A. Flitsch Methods and apparatus for mobile additive manufacturing of advanced structures and roadways
US11707882B2 (en) 2013-06-23 2023-07-25 Robert A. Flitsch Methods and apparatus for mobile additive manufacturing of advanced roadway systems
US11338505B2 (en) 2013-06-23 2022-05-24 Robert A. Flitsch Methods and apparatus for mobile additive manufacturing of advanced roadway systems
US10112248B2 (en) * 2014-09-09 2018-10-30 Celltech Metals, Inc. Method of creating a bonded structure and apparatuses for same
EP3907570A1 (en) 2015-02-12 2021-11-10 Glowforge Inc. Cloud controlled laser fabrication
WO2020036594A1 (en) 2018-08-14 2020-02-20 Flitsch Robert Methods and apparatus for mobile additive manufacturing
US11505902B2 (en) 2015-04-15 2022-11-22 Robert A. Flitsch Methods, materials and apparatus for mobile additive manufacturing of advanced structures and roadways
CN104889951A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 广东工业大学 动态特性可调宏微一体化复合平台
US10201941B2 (en) 2015-07-31 2019-02-12 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10232550B2 (en) 2015-07-31 2019-03-19 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10232570B2 (en) 2015-07-31 2019-03-19 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10279580B2 (en) 2015-07-31 2019-05-07 The Boeing Company Method for additively manufacturing composite parts
US10343330B2 (en) 2015-07-31 2019-07-09 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10195784B2 (en) 2015-07-31 2019-02-05 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
US10343355B2 (en) 2015-07-31 2019-07-09 The Boeing Company Systems for additively manufacturing composite parts
DE102015218030A1 (de) * 2015-09-18 2017-03-23 Sauer Gmbh Kopplungssystem zur Verwendung an einer Spindelvorrichtung einer Werkzeugmaschine
JP6567948B2 (ja) * 2015-10-19 2019-08-28 株式会社ミマキエンジニアリング 造形装置及び造形方法
US10065241B2 (en) * 2015-11-17 2018-09-04 General Electric Company Combined additive manufacturing and machining system
CZ2015920A3 (cs) * 2015-12-18 2017-04-19 Českévysoké Učení Technické V Praze, Fakulta Strojní, Ústav Výrobních Strojů A Zařízení Způsob vytváření kovových dílců pomocí depozice materiálu a zařízení k provádění tohoto způsobu
ES2874097T3 (es) 2016-04-11 2021-11-04 Stratasys Ltd Método y aparato para fabricación aditiva con material en polvo
US10675684B2 (en) * 2016-04-29 2020-06-09 Hexcel Corporation Metal AM process with in situ inspection
CN109070453B (zh) 2016-05-12 2021-11-12 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于3d打印机螺旋输送器的加热器
US20190201980A1 (en) * 2016-05-16 2019-07-04 DMG Mori USA Systems And Methods For Additive Manufacturing Using Highly Reactive Materials
DE102016111047B3 (de) * 2016-06-16 2017-10-26 Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Verfahren und Anlage zur kombiniert additiven und umformenden Fertigung
US10542589B2 (en) 2016-07-21 2020-01-21 Ut-Battelle, Llc Electromagnetic print nozzle for direct-write additive manufacturing with resistive renditions
CN106042400B (zh) * 2016-08-03 2020-03-31 爱佩仪测量设备有限公司 材料成型设备及3d打印模块
JP6199511B1 (ja) * 2016-08-17 2017-09-20 ヤマザキマザック株式会社 複合加工装置及び複合加工方法
FR3055564B1 (fr) * 2016-09-08 2020-07-31 Safran Procede de fabrication d'une piece en materiau electroconducteur par fabrication additive
KR20220080200A (ko) * 2016-10-11 2022-06-14 에퓨전테크 아이피 피티와이 엘티디 3d 물체들을 형성하는 방법
US10457033B2 (en) 2016-11-07 2019-10-29 The Boeing Company Systems and methods for additively manufacturing composite parts
US11440261B2 (en) 2016-11-08 2022-09-13 The Boeing Company Systems and methods for thermal control of additive manufacturing
US10766241B2 (en) 2016-11-18 2020-09-08 The Boeing Company Systems and methods for additive manufacturing
US20180147628A1 (en) * 2016-11-29 2018-05-31 Neeraj Saxena Laser deposition and ablation for additive and ablation manufacturing
US10843452B2 (en) 2016-12-01 2020-11-24 The Boeing Company Systems and methods for cure control of additive manufacturing
CN106825348B (zh) * 2016-12-30 2018-08-24 青岛卓思三维智造技术有限公司 金属锻焊增材制造装置及锻造方法
US10576683B2 (en) 2017-01-16 2020-03-03 The Boeing Company Multi-part filaments for additive manufacturing and related systems and methods
KR20190126910A (ko) * 2017-03-20 2019-11-12 스트라타시스 엘티디. 분말 재료를 이용한 적층 제조용 방법 및 시스템
GB2560737A (en) * 2017-03-22 2018-09-26 Hybrid Manufacturing Tech Limited A machine tool
EP3392810A1 (en) * 2017-04-20 2018-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Method for elaborating work orders to be executed by a mes/mom system
US10759159B2 (en) 2017-05-31 2020-09-01 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing
DE102017005426A1 (de) * 2017-06-11 2018-12-13 Christian Schmid Maschine und Verfahren für die additive und subtraktive Fertigung in einer Aufspannung
DE102017006369A1 (de) 2017-07-05 2019-01-10 Audi Ag Verfahren zum Herstellen eines Modells
US10814550B2 (en) 2017-07-06 2020-10-27 The Boeing Company Methods for additive manufacturing
US10821672B2 (en) 2017-07-06 2020-11-03 The Boeing Company Methods for additive manufacturing
JP6938084B2 (ja) * 2017-07-26 2021-09-22 株式会社ディスコ ブレード保持具
CN111051045B (zh) * 2017-09-05 2022-06-03 Slm方案集团股份公司 通过移动生产单元生产大工件的设备和方法
US10105893B1 (en) 2017-09-15 2018-10-23 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing of an object, and systems and methods for creating feedstock lines
US10189237B1 (en) 2017-09-15 2019-01-29 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10611081B2 (en) 2017-09-15 2020-04-07 The Boeing Company Systems and methods for creating feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10543645B2 (en) 2017-09-15 2020-01-28 The Boeing Company Feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10603890B2 (en) 2017-09-15 2020-03-31 The Boeing Company Systems and methods for creating feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10525635B2 (en) 2017-09-15 2020-01-07 The Boeing Company Systems and methods for creating feedstock lines for additive manufacturing of an object
US10618222B2 (en) 2017-09-15 2020-04-14 The Boeing Company Systems and methods for additively manufacturing an object
US11383316B2 (en) * 2017-10-16 2022-07-12 Karl F. HRANKA Wire arc hybrid manufacturing
DE102017125993A1 (de) * 2017-11-07 2019-05-09 Wolfgang Hertsch 3-D-Druckvorrichtung
WO2019097380A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-23 Granat Research, Ltd. Metal droplet jetting system
CN107718557A (zh) * 2017-11-26 2018-02-23 湖南匡楚科技有限公司 一种3d打印机废料回收装置
JP2019094546A (ja) * 2017-11-27 2019-06-20 株式会社東芝 付加製造機及び付加製造方法
WO2019116452A1 (ja) * 2017-12-12 2019-06-20 株式会社ニコン 処理装置及び処理方法、加工方法、並びに、造形装置及び造形方法
ES2912449T3 (es) 2018-02-20 2022-05-26 Bae Systems Plc Sistema de fabricación para uso en el espacio
CN108202414A (zh) * 2018-03-09 2018-06-26 福建工程学院 一种用于加工玻璃的龙门式三轴数控机床
WO2019177607A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-19 Siemens Energy, Inc. Laser braze wire additive manufacturing of a super solutioned turbine blade component with subzero cooling
DE102018108145A1 (de) * 2018-04-06 2019-10-10 Volkswagen Ag Verfahren zur Bearbeitung von Oberflächen von mittels 3D-Druck gefertigten Bauteilen sowie ein solches bearbeitetes Bauteil
KR102157886B1 (ko) * 2018-05-10 2020-09-21 한국기계연구원 와이어를 이용한 전자소자 제조 장치
DE102018004294A1 (de) * 2018-05-17 2019-11-21 Technische Universität Dortmund Verfahren zur Reduzierung des Treppenstufeneffekts bei aus Blechen geschichteten Bauteilen oder Werkzeugen mittels additiver Auftragsverfahren und umformtechnischer Nachbearbeitung
US20190351484A1 (en) * 2018-05-20 2019-11-21 3D Flexible, Inc. Metal pastes for additive manufacturing
WO2020009115A1 (ja) 2018-07-06 2020-01-09 日立金属株式会社 部材およびその製造方法
CN110756800B (zh) * 2018-07-26 2022-02-01 中国商用飞机有限责任公司 一种增材制造方法
CN108942378B (zh) * 2018-07-28 2021-03-09 宁国市金优机械配件有限公司 一种带有远程遥控器的用于机械加工废料收集装置
US11167375B2 (en) 2018-08-10 2021-11-09 The Research Foundation For The State University Of New York Additive manufacturing processes and additively manufactured products
WO2020046267A1 (en) * 2018-08-27 2020-03-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Modules of three-dimensional (3d) printers
KR102528016B1 (ko) * 2018-10-05 2023-05-02 삼성전자주식회사 솔더 부재 실장 방법 및 시스템
JP2020094269A (ja) * 2018-12-06 2020-06-18 株式会社ジェイテクト 付加製造装置
JP7243167B2 (ja) * 2018-12-14 2023-03-22 株式会社ジェイテクト 付加製造装置
WO2020116609A1 (ja) * 2018-12-06 2020-06-11 株式会社ジェイテクト 付加製造装置
CN109746443A (zh) * 2018-12-29 2019-05-14 华中科技大学 一种增材制造过程中并行控制零件变形和精度的方法
CN109848493B (zh) * 2019-01-30 2021-01-01 上海交通大学 一种基于放电加工的多功能集成制造***
US11597057B2 (en) * 2019-02-01 2023-03-07 Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh Impact forming of thermoplastic composites
FR3093017B1 (fr) * 2019-02-21 2023-02-24 Safran Aircraft Engines Procede de reparation d’une aube d’helice de turbomachine
FR3093015B1 (fr) * 2019-02-22 2021-11-12 Safran Helicopter Engines Procede de fabrication d’un rouet de compresseur de turbomachine
US11426942B2 (en) * 2019-04-15 2022-08-30 The Boeing Company Manufacturing systems with coolant supply systems and related methods
US11980969B2 (en) 2019-04-18 2024-05-14 Rtx Corporation Metal additive manufacturing method and article
CN110103460A (zh) * 2019-04-27 2019-08-09 北京化工大学 一种织物3d打印设备及其加工方法
CN110101488B (zh) * 2019-06-13 2021-11-09 山东大学 一种植入体宏微一体渐进成形制备方法及获得的植入体
CN110328364B (zh) * 2019-06-24 2020-11-24 华中科技大学 一种适用于陶瓷及其复合材料的增材制造方法及装置
US11331860B2 (en) * 2019-06-27 2022-05-17 Hamilton Sundstrand Corporation Powder removal
WO2021035161A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Jie Qiao Method and system for ultrafast laser-based material removal, figuring and polishing
TR201913134A2 (tr) * 2019-08-29 2021-03-22 Tusas Tuerk Havacilik Ve Uzay Sanayii Anonim Sirketi Bir eklemeli imalat tezgahı.
CN110729420A (zh) * 2019-09-09 2020-01-24 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 一种动力电池顶盖与电芯的装配方法及动力电池
EP4031947A1 (en) 2019-09-18 2022-07-27 Autodesk, Inc. Hybrid additive and subtractive manufacturing
EP3797916A1 (de) * 2019-09-27 2021-03-31 Grob-Werke GmbH & Co. KG Vorrichtung und verfahren zum verschweissen von leiterenden eines bauteils einer elektrischen maschine
US11666973B2 (en) * 2019-10-18 2023-06-06 Hamilton Sundstrand Corporation Complex concentrated alloy and high entropy alloy additive manufacturing systems and methods
CN111215898B (zh) * 2019-10-28 2022-05-03 南京航空航天大学 一种电弧增材同步超声热轧及速冷复合加工装置及方法
DE102019132191A1 (de) * 2019-11-27 2021-05-27 HPL Technologies GmbH Vorrichtung zum Laserauftragschweißen mit mehreren Laserauftragschweißköpfen
US11491718B2 (en) * 2019-12-20 2022-11-08 Nutech Ventures Hybrid additive manufacturing method
CN114901457A (zh) * 2020-01-02 2022-08-12 9T实验室股份公司 用于施加细长纤维丝束的设备和方法
CN111558834B (zh) * 2020-02-17 2023-07-07 潍坊东方钢管有限公司 冲钻孔自动化一体机
WO2021176395A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 9T Labs Ag Apparatus and method for depositing an elongate fiber tow
DE102020106823A1 (de) 2020-03-12 2021-09-16 HPL Technologies GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Herstellung und ggf. Nachbearbeiten von Schichten aufgetragen durch Laserauftragschweißen
DE102020106822B4 (de) 2020-03-12 2022-10-13 HPL Technologies GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Nachbearbeiten von Schichten aufgetragen durch Laserauftragschweißen
JP7429575B2 (ja) * 2020-03-19 2024-02-08 一般財団法人ファインセラミックスセンター 窒化物セラミックスの焼結方法及び焼結物の製造方法
CN111376485A (zh) * 2020-03-20 2020-07-07 金韩月 一种建筑用塑料管焊接装置
EP4161760A1 (en) * 2020-06-05 2023-04-12 DC Precision Ceramics, LLC Manufacturing systems and methods for three-dimensional printing
CN111974209A (zh) * 2020-07-21 2020-11-24 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种超精密机床加工区域水、氧含量循环净化控制方法
US11613080B2 (en) * 2020-09-11 2023-03-28 Continuous Composites Inc. Print head for additive manufacturing system
CN112139574B (zh) * 2020-09-23 2023-04-11 长春理工大学 一种电感耦合激光辅助铣削加工装置及方法
US12011879B2 (en) * 2020-12-21 2024-06-18 Hamilton Sundstrand Corporation Powder removal from a printed workpiece
CN116829283A (zh) * 2021-02-08 2023-09-29 戴弗根特技术有限公司 具有整体非研磨降低波纹度的多尺度定向能量沉积的装置
US11400496B1 (en) * 2021-03-25 2022-08-02 Unice E-O Services Inc. Dry laser cleaning apparatus and process thereof
JP2022166949A (ja) * 2021-04-22 2022-11-04 セイコーエプソン株式会社 三次元造形装置
CN113524662B (zh) * 2021-07-08 2022-05-17 吉林大学 采用基于射流抛光辅助的电弧超声波复合式多材料3d打印装置的方法
JP7465613B2 (ja) 2021-09-30 2024-04-11 高周波熱錬株式会社 加工装置
CN114047207B (zh) * 2021-10-26 2023-12-12 中山大学 用于原位研究激光熔覆过程的装置
CN114193088B (zh) * 2021-10-28 2024-05-14 江苏大学 一种实现激光增减材一体化快速制造的方法和装置
CN113996810B (zh) * 2021-11-15 2022-08-09 北京科技大学 激光选区熔化slm成形、后处理一体化装置及加工方法
CN114311678B (zh) * 2022-01-14 2023-09-15 佳珩三维科技(太仓)有限公司 一种带有清理机构的3d打印模型装置
CN114346735B (zh) * 2022-01-17 2022-11-18 清华大学 直线进给装置
DE202022101080U1 (de) * 2022-02-25 2023-06-13 Grunewald Gmbh & Co. Kg Halteeinrichtung, Extrudiervorrichtung, Druckstation und Heizstation, sowie System zum generativen Erzeugen von Bauteilen
CN114619256A (zh) * 2022-03-14 2022-06-14 苏州中科煜宸激光智能科技有限公司 用于增减材复合加工***的粉末与切削屑分离收集装置与方法
CN114523193B (zh) * 2022-04-24 2022-07-29 中国工程物理研究院材料研究所 一种激光强化加工装置
US11819920B1 (en) * 2022-09-12 2023-11-21 Chromalloy Gas Turbine Llc Systems and methods for repairing compressor blades using hybrid manufacturing techniques
KR102627095B1 (ko) * 2023-05-08 2024-01-23 고려공업검사 주식회사 와전류탐상법을 이용한 3d프린터용 자동 비파괴검사시스템
KR102627098B1 (ko) * 2023-05-08 2024-01-23 고려공업검사 주식회사 자분탐상법을 이용한 3d프린터용 자동 비파괴검사시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140117586A1 (en) * 2004-08-11 2014-05-01 Cornell Research Foundation Modular fabrication systems and methods

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750947A (en) * 1985-02-01 1988-06-14 Nippon Steel Corporation Method for surface-alloying metal with a high-density energy beam and an alloy metal
WO1990015375A1 (en) * 1989-06-01 1990-12-13 Galwelat, Michael Three-dimensional model making machine
IT1257790B (it) * 1992-05-12 1996-02-13 Morbidelli Spa Dispositivo per cambio utensile applicabile a macchine per la lavorazione del legno
US5554837A (en) * 1993-09-03 1996-09-10 Chromalloy Gas Turbine Corporation Interactive laser welding at elevated temperatures of superalloy articles
JP3152326B2 (ja) * 1993-12-24 2001-04-03 株式会社ケーネットシステムズ 積層造形方法および積層造形装置
US5716310A (en) * 1995-11-01 1998-02-10 Excellon Automation Company Tool change apparatus
US7045738B1 (en) * 2002-10-01 2006-05-16 Southern Methodist University Powder delivery system and method
JP2005103734A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Roland Dg Corp 三次元造形装置および三次元造形方法
US6930278B1 (en) * 2004-08-13 2005-08-16 3D Systems, Inc. Continuous calibration of a non-contact thermal sensor for laser sintering
JP5831791B2 (ja) * 2011-08-23 2015-12-09 コニカミノルタ株式会社 立体物造形装置及び立体物造形方法
GB201212629D0 (en) * 2012-07-16 2012-08-29 Prec Engineering Technologies Ltd A machine tool
DE102013217598A1 (de) * 2013-09-04 2015-03-05 MTU Aero Engines AG Vorrichtung zur Laser-Materialbearbeitung
US10440784B2 (en) * 2014-10-14 2019-10-08 Illinois Tool Works Inc. Reduced-distortion hybrid induction heating/welding assembly
JP5878604B1 (ja) * 2014-10-21 2016-03-08 アドバンスト・リサーチ・フォー・マニュファクチャリング・システムズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＡｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｌｌｃ 複合材の製造方法
DE102021200694B4 (de) * 2021-01-27 2023-12-07 Festo Se & Co. Kg Bearbeitungssystem zur Werkstückbearbeitung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140117586A1 (en) * 2004-08-11 2014-05-01 Cornell Research Foundation Modular fabrication systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015189600A3 (en) 2016-02-04
BR112016028857B1 (pt) 2021-08-24
EP3152034A2 (en) 2017-04-12
CN106457495A (zh) 2017-02-22
JP2017530260A (ja) 2017-10-12
SG10201810803SA (en) 2018-12-28
WO2015189600A2 (en) 2015-12-17
SG11201610234VA (en) 2017-01-27
KR20170018006A (ko) 2017-02-15
BR112016028857A2 (pt) 2017-08-22
US20170129180A1 (en) 2017-05-11
US20200331062A1 (en) 2020-10-22
IL249335A0 (en) 2017-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102447774B1 (ko) 재료 가공 방법 및 관련 장치
US20230138528A1 (en) Machine tool
GB2562596A (en) A Machine Tool
EP3112135B1 (en) Three-dimensional lamination device and three-dimensional lamination method
CN201300207Y (zh) 一种金属零件选区激光熔化快速成型设备
US20060006157A1 (en) Method and apparatus for repairing or building up surfaces on a workpiece while the workpiece is mounted on a machine tool
JP6918024B2 (ja) 肉盛溶接のための工作機械
US20180290234A1 (en) Composite printing device featuring multi-spindle high-energy-particle-beam deposition welding and milling
CN104972124A (zh) 基于飞秒激光复合技术的实时监控快速成型设备和方法
WO2014109120A1 (ja) 三次元レーザ加工機
JP7093797B2 (ja) 付加製造時の凝固速度制御のためのシステム及び方法
US9612594B2 (en) Method for determining a machining means in hybrid ultraprecision machining device, and hybrid ultraprecision machining device
CN104889395A (zh) 基于纳秒-皮秒-飞秒激光技术的金属制品3d打印方法
Coupland Parametric Development of Cold Metal Transfer Wire Arc Additive Manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant