KR102554264B1 - 가요성 벽을 이용한 물체 표면의 서로 다른 부분들에 대한 힘의 적용의 제어 - Google Patents

가요성 벽을 이용한 물체 표면의 서로 다른 부분들에 대한 힘의 적용의 제어 Download PDF

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Abstract

물체들의 표면들의 서로 다른 부분들에 서로 다른 힘들 및/또는 압력 레벨들을 적용함으로써 이러한 물체들을 처리하기 위한 방법들 및 장치들이 제공된다. 장치는 가요성 벽 및 접촉 부재를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 벽은 접촉 부재가 블래더 내부에 배치되도록 블래더를 형성한다. 작동 중에, 가요성 벽은 벽 전체에 걸친 압력 차를 이용하여(예를 들어, 블래더를 가압함으로써) 물체에 밀어붙여질 수 있다. 이것은 물체 표면의 제1 부분에 작용하는 제1 힘을 생성한다. 더욱이, 접촉 부재는 가요성 벽에 맞서 힘을 받고 벽을 통해 물체 표면의 제2 부분에 제2 힘을 가할 수 있다. 물체 표면의 제2 부분은 제1 부분의 서브세트 또는 완전히 다른 부분일 수 있다.

Description

가요성 벽을 이용한 물체 표면의 서로 다른 부분들에 대한 힘의 적용의 제어{Controlling Application of Forces to Different Portions of Object Surface Using Flexible Wall}
공기 주입식 맨드렐(mandrel)들 또는 단순히 백(bag)들로도 또한 지칭될 수 있는 가압 블래더(bladder)들 또는 다이어프램(diaphragm)들은 불규칙한 모양의 표면들 또는 처리 및 압력의 적용 중에 형상을 변화시킬 수 있는 표면들에 압력을 가하기 위해 많은 애플리케이션들에서 사용된다. 구체적으로, 기체 또는 액체와 같은 가압 유체가 백으로 유입됨으로써 백을 가압할 수 있다. 백은 물체의 표면에 대항하여 유지되어 표면의 형상에 관계없이 표면 상에 균일한 압력을 가할 수 있다. 가압 유체는 단지 백의 내부 표면에 균일하게 압력을 가할 수 있을 뿐이다. 이에 따라, 일반적으로, 백은 단지 표면 상에 균일한 압력을 가할 수 있을 뿐이다. 이 압력 균일성은 일부 애플리케이션들에는 이상적일 수 있지만, 다양한 다른 애플리케이션들은 균일한 압력 분포 이외의 다른 어떤 것으로부터 이점을 얻을 수 있다. 예를 들어, 백의 다양한 부분들의 신장/재성형은 브리징(bridging)을 야기할 수 있는데, 즉 백이 분리되거나 해당 부분에서 적절히 가압되지 않을 때 브리징을 야기할 수 있으며, 이러한 신장/재성형을 극복하기 위해 압력 균일성 이상의 어떤 것을 필요로 할 수 있다. 필요한 것은 표면들의 서로 다른 부분들에 서로 다른 압력 레벨들을 적용하기 위한 방법들 및 장치들이다.
물체들의 표면들의 서로 다른 부분들에 서로 다른 힘들 및/또는 압력 레벨들을 적용함으로써 이러한 물체들을 처리하기 위한 방법들 및 장치들이 제공된다. 장치는 가요성 벽 및 접촉 부재를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 벽은 접촉 부재가 블래더 내부에 배치되도록 블래더를 형성한다. 작동 중에, 가요성 벽은 벽 전체에 걸친 압력 차를 이용하여(예를 들어, 블래더를 가압함으로써) 물체에 밀어붙여질 수 있다. 이것은 물체 표면의 제1 부분에 작용하는 제1 힘을 생성한다. 더욱이, 접촉 부재는 가요성 벽에 맞서 힘을 받고 벽을 통해 물체 표면의 제2 부분에 제2 힘을 가할 수 있다. 물체 표면의 제2 부분은 제1 부분의 서브세트 또는 완전히 다른 부분일 수 있다.
일부 실시예들에서, 물체의 표면의 제1 부분 및 제2 부분에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법은 물체의 표면의 제1 부분에 제1 힘을 가하는 단계를 포함한다. 제1 힘은 가요성 벽에 의해 형성된 블래더를 사용하여 가해진다. 이 방법은 물체의 표면의 제2 부분에 제2 힘을 가하는 단계를 더 포함한다. 제2 힘은 또한 블래더를 사용하여 가해진다.
일부 실시예들에서, 제1 힘을 가하는 단계는 블래더에 가압 유체를 흐르게 하는 것과 같이 블래더를 가압하는 단계를 포함한다. 제2 힘을 가하는 단계는 블래더 내부에 배치된 접촉 부재에 외부 힘을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 접촉 부재는 투과성이다. 제1 힘을 가하는 단계는 블래더를 가압하는 단계를 포함할 수 있으며, 블래더를 가압하는 단계는 물체의 표면의 제2 부분에 제2 힘뿐만 아니라 제1 힘을 가하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 접촉 부재는 압축성이다. 이러한 실시예들에서, 이 방법은 물체와 등받이 사이에 블래더를 포지셔닝하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 포지셔닝 동작은 블래더 내부의 압력이 블래더 외부의 압력보다 작거나 같은 동안 수행될 수 있다. 포지셔닝 동작은 접촉 부재가 압축되는 동안 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 물체와 등받이 사이에 블래더를 포지셔닝하는 단계를 더 포함한다. 접촉 부재에 외부 힘을 가하는 단계는 등받이를 물체 쪽으로 전진시키는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 제2 힘을 가하기 전에, 접촉 부재가 가요성 벽으로부터 떨어지게 포지셔닝된다. 대안으로, 접촉 부재는 가요성 벽에 부착될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 힘의 벡터와 제2 힘의 벡터는 실질적으로 반대 방향들을 갖는다. 더욱이, 제1 힘의 크기는 제2 힘의 크기와 다를 수 있다.
일부 실시예들에서, 표면의 제2 부분은 모서리를 포함한다. 모서리는 예를 들어, 물체 표면의 평면 부분보다 더 높은 힘을 필요로 할 수 있다. 이 추가 힘은 모서리에서 브리징을 방지하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 힘을 가하는 단계와 제2 힘을 가하는 단계는 시간이 겹친다. 동일한 또는 다른 실시예들에서, 제1 힘을 가하는 단계와 제2 힘을 가하는 단계는 시간상 엇갈리게 이루어진다. 예를 들어, 제1 힘을 가하기 전에 제2 힘이 가해질 수 있다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 제1 힘 및 제2 힘을 가하는 동안 제1 힘 또는 제2 힘을 변화시키는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 이 방법은 센서 입력을 수신하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 힘 또는 제2 힘을 변화시키는 단계는 이 센서 입력에 기초하여 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 입력은 압력 입력, 온도 입력 및 시각 입력 중 하나 이상을 포함한다.
가압 가능한 툴링(tooling) 디바이스가 또한 제공된다. 이 디바이스는 블래더를 형성하는 가요성 벽을 포함할 수 있다. 가요성 벽은 내부 표면을 포함한다. 내부 표면은 접촉부 및 비접촉부를 포함한다. 가압 가능한 툴링 디바이스는 또한, 가요성 벽의 내부 표면의 접촉부와 접촉하는 접촉 부재를 포함한다. 접촉 부재는 가요성 벽의 내부 표면의 비접촉부로부터 떨어지게 포지셔닝될 수 있다.
일부 실시예들에서, 접촉 부재는 투과성이다. 더욱이, 접촉 부재는 압축성일 수 있다. 접촉 부재는 개방 셀 폼(open-cell foam) 또는 스프링 중 하나일 수 있다. 일부 실시예들에서, 접촉 부재는 내부 표면의 접촉부에 부착된다. 더욱이, 내부 표면의 접촉부와 접촉하는 접촉 부재의 표면은 비평면이다. 가요성 벽은 엘라스토머 재료로 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 가압 가능한 툴링 디바이스는 제어기 및 밸브를 더 포함한다. 제어기는 블래더 내부의 압력을 제어하기 위해 밸브에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 가압 가능한 툴링 디바이스는 제어기에 통신 가능하게 연결된 센서를 더 포함할 수 있다. 센서는 압력 센서, 온도 센서 및 시각 센서로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있으며, 제어기는 센서로부터의 입력에 기초하여 블래더 내부의 압력을 제어하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 물체의 표면의 제1 부분 및 제2 부분에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법은 가요성 벽을 등받이에 붙여 밀폐시키는 단계를 포함한다. 물체는 가요성 벽과 등받이 사이의 밀폐 공간에 배치된다. 그 다음, 이 방법은 가요성 벽을 사용하여 표면의 제1 부분에 제1 힘을 가하는 것으로 진행한다. 이 방법은 또한, 가요성 벽을 사용하여 표면의 제2 부분에 제2 힘을 가하는 단계를 수반한다.
일부 실시예들에서, 제1 힘을 가하는 단계는 가요성 벽 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계를 포함한다. 가요성 벽 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계는 밀폐 공간 내의 압력을 감소시키는 단계를 포함한다. 밀폐 공간 내의 압력을 감소시키는 단계는 밀폐 공간 외부의 압력을 일정한 레벨로 유지하면서 수행될 수 있다. 밀폐 공간 외부의 압력은 대기압일 수 있다.
일부 실시예들에서, 가요성 벽 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계는 가요성 벽, 등받이 및 물체를 압력 챔버에 포지셔닝하고 압력 챔버 내부의 압력을 증가시키는 단계를 포함한다. 압력 챔버 내부의 압력을 증가시키는 단계는 밀폐 공간 내부의 압력을 일정한 레벨로 유지하면서 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀폐 공간 내부의 압력의 일정한 레벨은 대기압 레벨이다. 더욱이, 밀폐 공간에 진공이 또한 야기될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 힘을 가하는 단계는 접촉 부재에 외부 힘을 가하는 단계를 포함한다. 표면의 제2 부분은 접촉 부재에 대응한다. 접촉 부재에 외부 힘을 가하는 단계는 포지셔닝 디바이스를 사용하여 수행될 수 있다. 접촉 부재에 외부 힘을 가하는 단계는 포지셔닝 디바이스를 등받이 쪽으로 전진시키는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 힘의 크기는 제2 힘의 크기와 다르다. 제1 힘을 가하는 단계와 제2 힘을 가하는 단계는 시간이 겹칠 수 있다. 더욱이, 제1 힘을 가하는 단계와 제2 힘을 가하는 단계는 시간상 엇갈리게 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 표면의 제2 부분은 모서리를 포함한다.
물체의 두 표면들의 서로 다른 부분들에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법이 또한 제공된다. 이 방법은 제1 가요성 벽에 의해 형성된 블래더를 물체 및 등받이에 의해 형성된 공동 내에 포지셔닝하는 단계를 포함할 수 있다. 블래더는 공동을 포함할 수 있는데, 공동 내부에는 제1 접촉 부재가 포지셔닝된다. 이 방법은 제2 가요성 벽을 물체 또는 등받이에 붙여 밀폐시키는 것으로 진행할 수 있다. 물체는 제2 가요성 벽과 등받이 사이에 배치될 수 있다. 이 방법은 또한, 제1 가요성 벽을 사용하여 물체의 제1 표면의 제1 부분에 제1 힘을 가하는 단계를 수반한다. 제1 힘을 가하는 단계는 블래더를 가압하는 단계를 포함할 수 있다. 더욱이, 이 방법은 제1 가요성 벽을 사용하여 물체의 제1 표면의 제2 부분에 제2 힘을 가하는 것으로 진행할 수 있다. 표면의 제2 부분은 제1 접촉 부재에 대응한다. 일부 실시예들에서, 이 방법은 또한, 제2 가요성 벽을 사용하여 물체의 제2 표면의 제3 부분에 제3 힘을 가하는 단계를 수반한다. 제2 표면의 제3 부분은 제2 접촉 부재에 대응할 수 있다. 제2 힘을 가하는 단계는 제2 접촉 부재에 외부 힘을 가하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 물체의 적어도 일부분은 제1 가요성 벽과 제2 가요성 벽 사이에 배치된다. 제1 힘, 제2 힘 및 제3 힘 각각은 독립적으로 제어 가능할 수 있다. 이 방법은 제1 힘, 제2 힘 및 제3 힘 모두를 가하는 동안 제1 힘, 제2 힘 또는 제3 힘 중 하나를 변화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 제2 가요성 벽을 사용하여 물체의 제2 표면의 제4 부분에 제4 힘을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 제4 힘을 가하는 단계는 제2 가요성 벽 전체에 걸쳐 압력을 가하는 단계를 포함한다. 제4 힘의 이러한 적용은 센서 입력에 기초할 수 있다.
일부 실시예들에서, 물체의 두 표면들의 서로 다른 부분들에 대한 힘들의 적용을 제어하기 위한 가압 가능한 툴링 디바이스는 내부 표면 및 외부 표면을 포함하는 가요성 벽 및 등받이를 포함한다. 내부 표면은 접촉부 및 비접촉부를 포함한다. 외부 표면은 물체 또는 등받이에 붙어 밀폐되도록 작동 가능할 수 있다. 가압 가능한 툴링 디바이스는 또한, 가요성 벽의 내부 표면의 접촉부와 접촉하도록 작동 가능한 접촉 부재를 포함한다. 접촉 부재는 가요성 벽의 내부 표면의 비접촉부로부터 떨어지게 포지셔닝된다. 가압 가능한 툴링 디바이스는 또한, 접촉 부재를 지지하며 접촉 부재를 가요성 벽에 대해 이동시키도록 작동 가능한 포지셔닝 디바이스를 포함한다.
일부 실시예들에서, 가압 가능한 툴링 디바이스는 압력 챔버를 더 포함한다. 등받이, 가요성 벽, 접촉 부재 및 포지셔닝 디바이스는 압력 챔버 내부에 배치될 수 있다.
접촉 부재는 투과성이다. 동일한 또는 다른 실시예들에서, 접촉 부재는 압축성이다. 접촉 부재는 개방 셀 폼 또는 스프링 중 하나일 수 있다. 내부 표면의 접촉부와 접촉하는 접촉 부재의 표면은 비평면일 수 있다.
가요성 벽은 엘라스토머 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 벽은 가요성 벽을 압력 챔버 내의 등받이에 붙여 밀폐시키기 위한 밀폐부를 포함한다. 밀폐부는 가요성 벽의 전체 둘레를 연장할 수 있다.
일부 실시예들에서, 가압 가능한 툴링 디바이스는 제어기 및 제어기에 통신 가능하게 연결된 센서를 더 포함한다. 이 센서는 압력 센서, 온도 센서 또는 시각 센서 중 하나일 수 있다. 제어기는 센서로부터의 입력에 기초하여 제1 압력을 제어하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 이 센서 입력에 기초하여 다른 파라미터들이 제어될 수 있다.
도 1a - 도 1d는 가압 가능한 툴링 디바이스의 다양한 예들의 개략적인 예시들이다.
도 2는 일부 실시예들에 따라 물체를 처리하는 방법에 대응하는 프로세스 흐름도이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 가압 가능한 툴링 디바이스의 일례이다.
도 4a - 도 4d는 일부 실시예들에 따라, 가압 가능한 툴링 디바이스를 사용하여 생성된, 처리된 물체의 표면에 대한 압력 프로파일의 서로 다른 예들이다.
도 5a - 도 5c는 가압 가능한 툴링 디바이스의 접촉 부재의 서로 다른 예들의 개략적인 예시들이다.
다음 설명에서는, 제시된 개념들의 전반적인 이해를 제공하기 위해 많은 특정 세부사항들이 제시된다. 제시된 개념들은 이러한 특정 세부사항들 중 일부 또는 전부가 없이도 실시될 수 있다. 다른 경우들에는, 잘 알려진 프로세스 동작들은 설명된 개념들을 불필요하게 불명료하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않았다. 일부 개념들은 특정 예들과 함께 설명될 것이지만, 이러한 예들은 제한하는 것으로 의도되는 것이 아니라고 이해될 것이다.
서문
공기 주입식 맨드렐들로도 또한 지칭될 수 있는 종래의 가압 블래더들은 일반적으로, 처리된 물체들의 다양한 표면들에 압력 및 힘들을 가하는 데 사용된다. 특히, 가압 블래더들은 불규칙한 모양의 표면들 및/또는 처리 중에 자체 형상들을 변화시키는 표면들에 압력을 가하는 데 사용될 수 있다. 이러한 가압 블래더들의 설계는 블래더의 가요성 벽에 작용하는 균일한 내부 압력뿐만 아니라 이러한 가요성 벽이 서로 다른 타입들의 표면들에 따르는 능력을 결합한다. 그러나 이러한 종래의 디바이스들은 동일한 표면의 서로 다른 부분들에 가해진 압력 및/또는 힘의 레벨들을 독립적으로 제어하도록 설계되지 않는다. 종래의 가압 블래더들은 일반적으로, 전체 표면에 균일한 압력/고르게 분포된 힘을 가하도록 제한된다.
본 명세서에서 설명되는 가압 가능한 툴링 디바이스는 이러한 결함을 해결하고, 물체의 동일한 표면의 서로 다른 부분들에 가해진 압력 레벨들 및/또는 힘 레벨들을 독립적으로 제어 및 변경할 수 있게 한다. 예를 들어, 물체의 처리는 이 물체의 표면 상의 한 부분에서(예컨대, 모서리에서) 더 높은 압력/힘을 그리고 다른 부분에서(예컨대, 평면 부분 상에서) 더 낮은 압력/힘을 필요로 할 수 있다. 하나의 가압 가능한 툴링 디바이스가 이러한 처리를 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 동일한 가압 가능한 툴링 디바이스는 동일한 표면의 서로 다른 부분들에 서로 다른 레벨들의 압력/힘을 가할 수 있다. 이러한 압력/힘 레벨들은 실질적으로 서로 다를 수 있으며, 예를 들어 신장 및/또는 모서리 영향들과 연관된 변동들을 훨씬 초과할 수 있다. 일부 실시예들에서, (동일한 표면의 서로 다른 부분들에 동시에 가해지는) 압력/힘 크기의 차이는 적어도 약 25%, 적어도 약 50%, 적어도 약 100%, 또는 심지어 적어도 약 200%일 수 있다. 일부 실시예들에서, (본 명세서에서 설명되는) 가압 가능한 툴링 디바이스는 또한 이러한 균일성이 요구된다면, 물체의 표면에 (예컨대, 10% 미만, 5% 미만, 또는 심지어 1% 미만의 압력 변동들을 갖는) 실질적으로 균일한 압력/힘을 가하는 데 사용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 즉, 설명한 가압 가능한 툴링 디바이스는 종래의 가압 블래더들의 기능을 유지하면서, 이전에 이용 가능하지 않았던 추가 특징들을 부가한다. 예를 들어, 표면의 서로 다른 부분들에서의 독립적인 압력/힘 제어가 또한, 처리 중에 이러한 레벨들을 동적으로 변경하는 데 사용될 수 있다.
이러한 제어 레벨은 복잡한 형상들을 갖는 복합체들(예컨대, "녹색" 복합 구조체들)을 경화시키는 데 특히 유용할 수 있다. 이 예에서, 더 높은 외부 압력이 예상되는 하나 또는 그보다 많은 위치에서 더 높은 압력이 사용될 수 있다. 예를 들어, 가압 가능한 툴링 디바이스는 복합 구조체가 외부 압밀력(consolidation force)들(예컨대, 진공 백으로부터의 힘들)을 받을 때 이러한 구조체의 내부 공동을 갖는 "그린" 복합 구조체를 압쇄(crushing)에 맞서 지지하는 데 사용될 수 있다. 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양한 다른 애플리케이션들이 또한 범위 내에 있다고 이해할 것이다. 일반적으로, 가압 가능한 툴링 디바이스는 2개 또는 그보다 많은 서로 다른 압력 레벨들을 필요로 하는 임의의 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 더욱이, 서로 다른 압력 레벨들에 대한 일반적인 언급들이 이루어지지만, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 압력을 가하는 것이 힘들의 적용에 대응하고, 가압 가능한 툴링 디바이스가 서로 다른 힘들을 가하는 데 사용될 수 있다고 이해할 것이다. “힘"과 "압력"이라는 용어는 어떤 경우들에는 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 가압 가능한 툴링 디바이스는 가요성 벽 및 접촉 부재를 포함한다. 작동 중에, 가요성 벽의 제1 면(예컨대, 외측 면)은 물체의 표면에 맞서 포지셔닝될 수 있다. 가요성 벽의 (제1 면의 반대 편인) 제2 면(예컨대, 내측 면)에 제1 압력이 가해진다. 예를 들어, 가요성 벽은 밀폐된 블래더를 형성할 수 있으며, 이 블래더는 이러한 작동 중에 가압될 수 있다. 블래더는 물체와 등받이 사이에 포지셔닝될 수 있다. 대안으로, 가요성 벽과 물체를 포함하는 스택이 압력 챔버 내에 포지셔닝될 수 있으며, 압력 챔버는 가요성 벽을 물체로 밀어붙이도록 가압된다.
제1 압력은 가요성 벽에 의해 (디바이스로 처리되고 있는) 물체의 표면에 가해지는 압력 및 대응하는 힘들로 변환된다. 이에 따라, 가요성 벽과 접촉하는 표면 부분은 제1 힘을 겪는다. 일부 실시예들에서, 가요성 벽에 의해 물체 표면에 가해지는 압력/힘은 가요성 벽의 제2 면(예컨대, 내측 면)에 가해지는 압력/힘과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 가요성 벽의 신장/재성형에 기인한 손실들/편차들은 이 작동 중에는 무시할 수 있다. 그러나 어떤 경우들에, 이 신장/재성형은 (가요성 벽이 부품의 형상을 따르지 않을 때) 브리징을 야기할 수 있다. 힘 차별화가 브리징을 극복하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 가요성 벽의 어떤 부분들은 접촉 부재에 의해 가해지는 추가 힘을 사용하여 더 신장될 수 있다. 더욱이, 가요성 벽에 작용하는 공기압 또는 유압이 균일하다. 이에 따라, 가요성 벽에 의해 물체의 표면에 전달되는 압력 및 힘 분포가 또한 균일할 수 있다.
접촉 부재는 가요성 벽의 제2 면의 일부분과 접촉하고 이 부분에 힘을 가하는데, 이 힘은 이를 제1 압력과 구별하기 위해 제2 압력으로도 또한 보일 수 있다. 구체적으로, 접촉 부재는 (예컨대, 포지셔닝 디바이스를 사용하여 접촉 부재에 직접 가해지거나, 접촉 부재가 가요성 벽에 의해 형성된 블래더 내부에 포지셔닝될 때 가요성 벽을 통해 접촉 부재에 가압함으로써) 제어된 힘을 사용하여 가요성 벽에 대해 힘을 받을 수 있다. 접촉 부재에 가해지는 힘의 양은 물체 표면의 제2 부분에 가해질 필요가 있는 원하는 힘 및/또는 압력에 기초하여 선택될 수 있다.
일부 실시예들에서, 접촉 부재는 유체에 대해 투과성이다. 이에 따라, (예컨대, 블래더를 가압함으로써 생성되는) 제1 압력은 또한 접촉 부재를 인터페이스하는 가요성 벽 부분에 가해진다. 이에 따라, 접촉 부재와 접촉하는 가요성 벽 부분은 압력들 및 대응하는 힘들의 결합을 겪을 수 있다.
가요성 벽의 내부 표면의 서로 다른 부분들(예컨대, 접촉부 및 비접촉부)에 가해진 서로 다른 압력들/힘들이 가요성 벽에 의해 물체 표면으로 전달된다는 점이 주목되어야 한다. 이에 따라, 물체 표면은 또한 서로 다른 레벨들의 압력 및 힘을 겪는다. 가요성 벽을 통한 손실들이 없다고 가정하면, 가요성 벽의 부분들에 가해지는 이러한 압력들/힘들은 가요성 벽과 접촉하는 물체의 표면 상에 작용하는 압력/힘 레벨과 동일할 것이다. 이에 따라, 가요성 벽의 비접촉부 및 이 비접촉부에 대응하는 물체의 표면의 제1 부분에 가해지는 제1 압력/힘에 대해 언급될 수 있다. 마찬가지로, 가요성 벽의 접촉부 및 이 접촉부에 대응하는 물체의 표면의 제2 부분에 가해지는 결합된 압력/힘(예컨대, 제1 및 제2 압력/힘)에 대해 언급될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 가압 가능한 툴링 디바이스는 또한 제1 압력 및 제2 압력(그리고 대응하는 힘들) 각각을 독립적으로 제어할 수 있다. 이러한 제어는 가압 가능한 툴링 디바이스를 처리 중에 추가하거나 제거할 필요 없이, 또는 보다 구체적으로 디바이스를 사용하여 압력/힘들을 가하면서 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 압력은 동일하게 유지될 수 있는 한편(예컨대, 가요성 벽에 의해 형성된 블래더 내부의 유체 압력이 경쟁 상대일 수 있고), 제2 압력은 (예컨대, 접촉 부재와 가요성 벽 사이의 접촉 레벨을 변경함으로써, 또는 보다 구체적으로 접촉 부재가 가요성 벽에 대해 받게 되는 힘을 변화시킴으로써) 변경될 수 있다. 대안으로, 제1 압력은 변경될 수 있는 한편(예컨대, 가요성 벽에 의해 형성된 블래더 내부의 유체 압력은 유체를 백 안팎으로 펌핑함으로써 변경될 수 있고), 제2 압력은 (예컨대, 접촉 부재와 가요성 벽 사이에 동일한 레벨의 접촉을 유지함으로써, 또는 보다 구체적으로 접촉 부재에 가해지는 힘을 변화시키지 않음으로써) 동일할 수 있다. 더욱이, 제1 압력과 제2 압력 둘 다 서로에 대해 독립적으로 변화될 수 있다. 이 동적 압력/힘 접근 방식은 처리된 표면들 상에 일정한 압력을 가하도록 설계된 종래의 압력 백들과는 반대이다(압력이 변경되더라도 압력은 항상 균일하다). 이에 따라, 본 명세서에서 설명되는 가압 가능한 툴링 디바이스는 더 높은 레벨들의 압력 제어(예컨대, 서로 다른 부분들에 대한 독립적인 제어)를 가능하게 함으로써, 품질을 향상시키고, 비용을 절감하며, 재작업 또는 수리를 줄이고, 새로운 타입들의 프로세스들 및 설계들을 가능하게 한다. 가압 가능한 툴링 디바이스는 또한 새로운 작업의 수행, 또는 현재 다단계 처리를 필요로 할 수 있는 프로세스들의 단순화를 가능하게 할 수 있는 처리 능력들을 확장한다.
가압 가능한 툴링 디바이스 예들
도 1a - 도 1d는 서로 다른 압력/힘 레벨들을 물체(190)의 표면(192)의 서로 다른 부분들에 적용하기 위한 가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 예들을 예시하는데, 이들은 참조를 위해 이 도면들에도 또한 도시되어 있다. 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 물체(190)가 가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 일부가 아니라고 이해할 것이다. 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 물체(190)를 처리하는 데 사용되며 개별 컴포넌트이다. 처리 중에, 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 물체(190)의 표면(192)의 서로 다른 부분들에 서로 다른 압력/힘 레벨들을 적용하면서 예를 들어, 도 1a - 도 1d에 도시된 바와 같이 물체(190)와 접촉하게 된다.
가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 가요성 벽(110) 및 접촉 부재(120)를 포함한다. 이제 이러한 컴포넌트들 각각이 더 상세히 설명될 것이다. 가요성 벽(110)은 제1 표면(114) 및 제1 표면(114) 반대 편의 제2 표면(116)을 포함한다. 가요성 벽(110)이 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이 블래더를 형성할 때, 제1 표면(114)은 또한 외부 표면으로 지칭될 수 있고, 제2 표면(116)은 내부 표면으로 지칭될 수 있다.
가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 작동 중에, 제1 표면(114)은 물체(190)의 표면(192)과 접촉하게 된다. 제2 표면(116)은 2개의 부분들, 접촉부(116b) 및 비접촉부(116a)를 포함한다. 도 1a 및 도 1c를 참조하면, 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110)의 제2 표면(116)의 접촉부(116b)에 (예컨대, 작동 중에 또는 항상) 접촉하거나 부착될 수 있다. 접촉 부재(120)는 제2 표면(116)의 비접촉부(116a)에 접촉하지 않는다.
제2 표면(116)의 접촉부(116b) 및 비접촉부(116a)에 대한 접촉 부재(120)의 이러한 포지션은 작동 중에 접촉부(116b) 및 비접촉부(116a)에 서로 다른 압력/힘 레벨들을 가하는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, (예컨대, 접촉 부재(120)에 가해지는 힘을 제어함으로써) 접촉 부재(120)와 접촉부(116b) 사이의 접촉 레벨을 제어하는 것은 접촉부(116b)에 가해지는 전체 압력/힘을 제어할 수 있게 한다. 이 전체 압력/힘은 제2 표면(116) 전체에 균일하게 가해지는 (제1 압력(194a)으로 지칭될 수 있는) 압력 및 접촉 부재(120)에 의해 접촉부(116b)에만 배타적으로 가해지는 (제2 압력(194b)으로 지칭될 수 있는) 압력의 결합이라는 점이 주목되어야 한다. 제1 압력(194a)은 유압 또는 공기압일 수 있고 제2 표면(116) 전체와 접촉하는 유체(예컨대, 액체 또는 기체)에 의해 가해진다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 제2 압력(194b)은 접촉 부재(120)에 의해 가해지며 접촉 부재(120)와 접촉부(116b) 사이의 접촉 레벨에 의해 결정되는 기계적 압력일 수 있다.
예를 들어, 접촉부(116b)에 가해지는 전체 압력(즉, 제1 압력(194a)과 제2 압력(194b)의 결합)은 비접촉부(116a)에 가해지는 압력(즉, 제1 압력(194a))보다 더 높을 수 있다. 이 예에서, 접촉 부재(120)에 의해 접촉부(116b)에 가해지는 제2 압력(194b)은 정압(positive pressure)으로 지칭될 수 있다. 즉, 제1 압력(194a)과 제2 압력(194b) 그리고 대응하는 힘들은 예를 들어, 도 1a에 도시된 것과 같이 동일한 방향으로 가해진다.
제1 압력(194a)과 연관된 힘들은 제2 압력(194b)과 연관된 힘들(또는 단순히 제2 힘들)과 항상 동일한 방향을 갖는 것은 아닐 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일반적으로, 제1 압력(194a)과 연관된 힘들은 물체(190)의 표면(192) 쪽으로 향하게 된다. 그러나 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110)을 표면(192) 쪽으로 밀거나 또는 가요성 벽(110)을 표면(192)으로부터 떼어낼 수 있다. 예를 들어, 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110)에, 또는 보다 구체적으로 가요성 벽의 접촉부(116b)에 부착될 수 있다. 이 예에서, 접촉 부재(120)는 접촉부(116b)를 물체(190)로부터 떼어낼 수 있는데, 이 경우 접촉부(116b)에 가해지는 전체 압력(즉, 제1 압력(194a)과 제2 압력(194b) 그리고 대응하는 힘들의 결합)은 (비접촉부(116a)에 가해지는) 제1 압력(194a)보다 더 낮을 수 있다. 이 예에서, 접촉 부재(120)에 의해 접촉부(116b)에 가해지는 압력/힘은 부압(negative pressure)/부정적 힘으로 지칭될 수 있다.
접촉 부재(120)는 제1 압력(194a)을 가하기 위해 사용되는 하나 또는 그보다 많은 유체들에 대해 투과성일 수 있다. 이 투과성 특징은 유체들이 접촉 부재(120)를 통해 제1 압력(194a)을 전달하기보다는 가요성 벽(110)의 접촉부(116b)에 이 압력을 직접 가할 수 있게 한다. 예를 들어, 접촉 부재(120)는 접촉 부재(120)가 제2 표면(116)의 접촉부(116b)와 접촉하더라도 유체가 이 접촉부(116b)에 도달할 수 있게 하는 개방 셀들 또는 다른 타입들의 개구들(123)을 가질 수 있다. 접촉 부재(120)의 일부 예들은 (도 5a에 예시된) 개방 셀 폼(122), (도 5b에 예시된) 스프링(124) 등을 포함한다. (예컨대, 블래더(111)로부터) 가압 유체가 공급 및/또는 제거되는 동안, 이 유체는 접촉 부재(120)를 통해 흐른다. 일부 실시예들에서, 가압 유체는 가압 가능한 툴링 디바이스(100)로부터, 또는 보다 구체적으로 (도 1a에 도시된) 블래더(111)로부터 또는 가압 가능한 툴링 디바이스(100)를 사용하기 전에 (도 1b에 도시된) 압력 챔버(101)로부터 제거될 수 있다.
대안으로, 접촉 부재(120)는 비투과성일 수 있다. 이 경우, 접촉 부재(120)는 접촉 부재(120)가 가요성 벽(110)과 인터페이스한 가요성 벽(110) 부분에 가압 유체가 도달하는 것을 차단한다. 일부 실시예들에서, 접촉 부재(120)가 가요성 벽(110)에 작용하는 힘은 단지 물체(190)에 가해지는 제2 힘(193b)에 대응하며, 물체 표면의 이 제2 부분(192b)에는 가압 유체로부터의 기여가 없다. 대안으로, 접촉 부재(120)는 피스톤으로서 작동 가능할 수 있고 (예컨대, 접촉 부재(120)가 가요성 벽에 의해 형성된 블래더를 가로질러 연장하지 않을 때) 가압 유체로부터 추가 힘을 발생시킬 수 있다.
일부 상태들에서, 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110) 상에, 또는 보다 구체적으로 가요성 벽(110)의 접촉부(116b) 상에 어떠한 추가 압력 및/또는 힘도 가하지 않을 수 있다. 이러한 상태들에서, 접촉부(116b)와 비접촉부(116a) 모두는 (예컨대, 제2 표면(116)과 접촉하는 가압 유체로부터) 동일한 압력을 받게 될 수 있다. 더욱이, 접촉 부재(120)는 어떤 작동 스테이지들 중에 접촉부(116b)로부터 분리될 수 있다(즉, 이 부분과 접촉하지 않음). 이러한 분리 능력은 예를 들어, 사용 중이 아닐 때 접촉 부재(120)의 제거/교체, (예컨대, 접촉 부재(120)가 가요성 벽(110)에 접촉하지 않고 제2 압력(194b)이 실질적으로 0일 때) 균일한 압력의 적용, 및 다른 목적들에 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 접촉 부재(120)는 제2 표면(116)의 접촉부(116b)에 부착된다. 예를 들어, 접촉 부재(120)는 접촉부(116b)에 접착되거나, 부착되거나, 몰딩되거나, 용접되거나, 모놀리식으로 통합되거나, 아니면 서로 연결될 수 있다. 접촉 부재(120)는 제2 표면(116)의 접촉부(116b)에 영구적으로 부착되거나 제거 가능하게 부착될 수 있다. 대안으로, 접촉 부재(120)는 제2 표면(116)의 접촉부(116b)에 부착되지 않을 수 있으며, 이는 접촉 부재(120)를 접촉부(116b)로부터 멀리 이동시키는 것을 가능하게 한다.
접촉 부재(120)는 투과성인 것에 추가로 또는 그 대신에 압축성일 수 있다. 이 압축성 특징은 접촉 부재(120)를 다양한 형상들의 접촉부(116b)에 맞게 하고 그리고/또는 접촉 부재(120)가 접촉부(116b) 상에 가하는 압력/힘 분포를 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 접촉 부재(120)의 압축 레벨(예컨대, Z 축에 따른 접촉 부재(120)의 치수 변화들)은 접촉부(116b)에 가해지는 힘 및 압력에 대응할 수 있다(예컨대, 더 높은 치수 압축이 더 높은 압력에 대응하고 그 반대도 가능함). 또한, 압축성 특징은 접촉 부재(120)가 접촉부(116b)에 맞는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 가요성 벽(110)의 제1 표면(114)은 물체(190)의 표면들(192)에 맞을 수 있는데, 이는 접촉부(116b)의 형상을 변화시킬 수 있다. 접촉 부재(120)의 압축성은 접촉 부재(120)와 접촉부(116b) 사이의 접촉 손실 없이 이러한 형상 변화들을 가능하게 할 수 있다. 접촉 부재(120)의 일부 예들은 (도 5a에 도시된) 개방 셀 폼(122), (도 5b에 도시된) 스프링(124), 및 유압 디바이스이다.
대안으로, 접촉 부재(120)는 비압축성(예컨대, 금속 블록)일 수 있다. 비압축성 특징은 공기 주입식 툴링 디바이스(100)로 처리되는 동안 물체(190)의 표면(192)이 매끄럽게(예컨대, 평탄화) 될 필요가 있을 수 있을 때 유용할 수 있다.
일부 실시예들에서, (가요성 벽(110) 또는 보다 구체적으로 제2 표면(116)의 접촉부(116b)와 접촉하는) 접촉 부재(120)의 표면(121)은 예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이 비평면일 수 있다. 비평면 표면(121)은 예를 들어, 접촉부(116b) 표면(116)에 불균일한 압력을 가하는(불균일한 힘 분포를 제공하는) 데 그리고/또는 (가요성 벽(110)이 임의의 프로파일에 쉽게 맞을 수 있다고 가정하여) 표면(121)의 프로파일이 물체(190)의 표면(192)의 제2 부분(192b)의 프로파일과 일치할 때 균일한 압력을 가하는(균일한 힘 분포를 제공하는) 데 사용될 수 있다.
접촉 부재(120)의 표면(121)에 의해 (제2 표면(116)의 접촉부(116b)에) 가해지는 균일한 또는 불균일한 압력/힘 분포 간의 차이는 예를 들어, 접촉 부재(120)의 압축에 의존할 수 있다. 예를 들어, 표면(121) 및 제2 부분(192b)의 형상들이 서로 다르다면(예컨대, 하나는 평면이고 다른 하나는 비평면이라면), 접촉 부재(120)는 표면(121) 상의 서로 다른 지점들에서 서로 다르게 압축될 것이다. 보다 높은 압축을 갖는 지점들은 더 높은 압력들/힘들을 겪을 것이고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 도 4d는 제2 표면(116)에 적용된 불균일한 압력 프로파일의 일례를 예시한다. 이 압력 프로파일의 예는 도 5c에 도시된 접촉 부재(120)로 물체(190)의 평면 표면에 압력/힘을 가한 결과일 수 있다. 도 4d를 다시 참조하면, 제2 압력은 가장자리들(P2-min)에서보다 중심(P2-max)에서 더 큰데, 이는 중심에서 접촉 부재(120)의 압축이 더 크기 때문이다(접촉 부재(120)의 중심이 가장자리들보다 더 돌출하여 더 높은 압력을 야기하기 때문이다). 그 결과, 접촉부(116b)의 중심은 가장자리들(Pt-min)보다 더 높은 전체 압력(Pt-max)을 겪을 것이다. 접촉 부재(120)의 표면(121)과 제2 부분(192b)의 형상이 모두 평면이거나 모두 비평면이지만 상보적이라면, 접촉 부재(120)에 의해 가해지는 압력은 예를 들어, 도 4a - 도 4c에 도시된 바와 같이 제2 부분(192b) 전반에 걸쳐 균일할 수 있다. 제2 부분(192b)에 대응하는 압력(Pt)은 일반적으로, 제1 부분(192a)에 대응하는 압력(P1)과 다르다는 점이 주목되어야 한다. 더욱이, 제1 부분(192a)에 대응하는 압력 (P1)은 일반적으로 균일하다. 앞서 지적한 바와 같이, (예컨대, 가요성 벽(110)의 신장으로 인한) 제1 부분(192a)에서의 임의의 가능한 압력 변동들은 제2 부분(192b)에 대응하는 압력(Pt)과 제1 부분(192a)에 대응하는 압력(P1) 간의 일반적인 차이에 비해 무시해도 될 정도이다.
가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 다른 컴포넌트로 돌아가면, 일부 실시예들에서 가요성 벽(110)은 엘라스토머 재료, 예컨대 고무, 폴리머로 형성된다. 이에 따라, 가요성 벽(110)은 신장 가능할 수 있다. 대안으로, 가요성 벽(110)은 신장 가능하지 않을 수 있다. 예를 들어, 가요성 벽(110)은 얇은 가요성 금속 시트(예컨대, 포일)로 형성될 수 있다. 가요성 벽(110)은 (예컨대, 변형 및/또는 신장으로 인해) 제2 부분(192b) 및/또는 접촉 부재(120)에 실질적인 추가 압력/힘들을 가하지 않으면서 제2 부분(192b)의 형상에 쉽게 맞을 수 있다. 이로써 가압 유체 및 접촉 부재(120)에 의해 가요성 벽(110)에 가해지는 압력/힘들은 가요성 벽(110)에 의해 물체(190)의 표면(192)에 가해지는 압력/힘들과 동일할 수 있다. 가요성 벽(110)의 두께는 균일할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 가요성 벽(110)은 내부 공동(112)을 포함하는 블래더(111)를 형성할 수 있다. 이 예에서, 블래더(111)는 공기 주입식 맨드렐로도 또한 지칭될 수 있다. 접촉 부재(120)가 블래더(111)의 내부 공동(112) 내에 배치될 수 있다. 가요성 벽(110)은 블래더(111)의 내부 공동(112)을 가압 유체, 예컨대 액체 또는 기체로 채우기 위한 밸브(130)를 포함할 수 있다. 밸브(130)는 가압 유체 소스(182), 예컨대 가스 탱크, 펌프에 그리고/또는 블래더(111), 예컨대 펌프로부터 유체를 제거하기 위한 디바이스에 연결 가능하다.
일부 실시예들에서, 접촉 부재(120)는 블래더(111)를 가로질러 연장하며, 예를 들어 도 1a에 도시된 바와 같이 제2 표면(116)의 접촉부(116b) 및 제2 표면(116)의 추가 접촉부(116c)와 인터페이스한다. 추가 접촉부(116c)는 접촉 부재(120)가 접촉부(116b)에 압력/힘을 가하는 동안 접촉 부재(120)에 대한 지지를 제공할 수 있다. 이러한 접근 방식에서, 접촉 부재(120)는 예컨대, 도 1b를 참조하여 뒤에 설명되는 바와 같이 포지셔닝 디바이스(184)를 사용하여 외부적으로 지지될 필요가 없다. 가요성 벽(110)의 접촉부(116b)와 추가 접촉부(116c) 사이의 (블래더(111)의 두께로 지칭될 수 있는) 거리는 접촉 부재(120)의 압축 그리고 결과적으로, 접촉 부재(120)가 접촉부(116b)에 가하는 압력/힘을 제어하는 데 사용될 수 있다. 이에 따라, 블래더(111)는 가요성 벽(110)에 작용하는 제2 압력(194b) 및 대응하는 힘들을 제어하도록 압축 또는 팽창될 수 있다. 블래더(111) 내부의 유체의 양은 가요성 벽(110)에 작용하는 제1 압력(194a) 및 대응하는 힘들을 제어한다는 점이 주목되어야 한다.
도 1b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 접촉 부재(120)를 지지하는 포지셔닝 디바이스(184)를 더 포함한다. 포지셔닝 디바이스(184)는 가요성 벽(110)에 대해 접촉 부재(120)를 이동시키도록, 그리고 일부 실시예들에서는 접촉 부재(120)에 힘을 가하도록 구성될 수 있다. 이러한 움직임은 접촉 부재(120)에 의해 가요성 벽에, 또는 보다 구체적으로 가요성 벽(110)의 접촉부(116b)에 가해지는 압력 및/또는 힘을 제어하는 데 사용될 수 있다. 그 다음, 이렇게 가해진 압력/힘은 가요성 벽(110)에 의해 물체(190)의 표면(192)에 전달된다. 예를 들어, 포지셔닝 디바이스(184)는 접촉 부재(120)를 물체(190) 쪽으로 가압하여 압력/힘을 증가시킬 수 있다. 대안으로, 포지셔닝 디바이스(184)는 접촉 부재(120)를 물체(190)로부터 멀리 이동시켜 압력/힘을 감소시킬 수 있다.
도 1b를 참조하면, 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 압력 챔버(101)를 포함할 수 있다. 가요성 벽(110) 및 접촉 부재(120)는 압력 챔버(101) 내에 배치된다. 가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 작동 중에, 물체(190)가 또한 압력 챔버(101) 내에 배치된다. 압력 챔버(101)는 가요성 벽(110)에 제1 압력(194a) 및 대응하는 힘들을 가하는 동안 가압 유체를 수용하는 데 사용될 수 있다. 도 1a에 제시된 예와 유사하게, 가요성 벽(110)은 도 1b에 도시된 예에서 가압 유체와 물체(190) 사이에 포지셔닝된다. 압력 챔버(101)의 안팎으로 가압 유체를 펌핑하는 것은 제1 압력(194a)을 변화시켜, 가요성 벽(110)의 비접촉부(116a) 및 물체(190)의 대응하는 부분에 서로 다른 힘들이 가해지게 한다. 압력 챔버(101)는 또한 제1 압력(194a)이 가요성 벽(110)에 가해지지 않도록 대기압에서 작동할 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
가요성 벽(110)은 가요성 벽(110)을 등받이(170)에 붙여 (도 1b에 도시된 바와 같이, 또는 다른 예에서는 물체(190)의 표면(192)에 붙여) 밀폐시키기 위한 밀폐부(115)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 가요성 벽(110), 등받이(170) 및 압력 챔버(101)의 조합은 공기 주입식 맨드렐로서 집합적으로 작동 가능하다. 밀폐부(115)는 가요성 벽(110)의 전체 둘레를 연장할 수 있다. 밀폐부(115)로 인해, 가압 유체는 가요성 벽(110)과 물체(190) 사이로 진행할 수 없으며, 이로써 가요성 벽(110)으로의 그리고 물체(190)에 대한 제1 압력(194a)의 압력 차 및 적용을 발생시킨다. 더욱이, 압력 챔버(101) 내의 압력이 변화될 때, 가요성 벽(110)을 가로지르는 압력이 또한 변경됨으로써, 가요성 벽(110)에 접촉하는 물체(190)의 표면(192)에 압력/힘을 가한다. 압력 챔버(101)의 일례는 오토클레이브(autoclave)이다. 그러나 다른 타입들의 챔버들도 또한 범위 내에 있다.
도 1d를 참조하면, 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 제어기(180) 및 밸브(130)를 포함할 수 있다. 제어기(180)는 가압 유체의 흐름을 제어하기 위해 밸브(130)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며 이로써 제1 압력(194a) 및 대응하는 힘을 제어할 수 있다.
일부 실시예들에서, 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 제어기(180)에 통신 가능하게 연결된 포지셔닝 디바이스(184)를 더 포함한다. 이에 따라, 제어기(180)는 포지셔닝 디바이스(184)의 동작 및 포지셔닝 디바이스(184)가 가요성 벽에 가하는 힘을 제어하는 데 사용될 수 있다. 포지셔닝 디바이스(184)의 일부 양상들이 위에서 설명되었다. 예를 들어, 포지셔닝 디바이스(184)는 접촉 부재(120)를 지지하며, 접촉 부재(120)를 이동시키도록 작동 가능하다. 포지셔닝 디바이스(184)는 접촉 부재(120)와 가요성 벽(110)의 제2 표면(116)의 접촉부(116b) 사이의 접촉 레벨(예컨대, 압력 및/또는 힘)을 제어하는 데 사용될 수 있는데, 이러한 접촉 레벨이 결국 제2 압력(194b)을 결정한다. 물체(190)는 포지셔닝 디바이스(184)에 의해 가해진 힘에 대해 등받이(170)를 사용하여 지지될 수 있다. 포지셔닝 디바이스(184)가 가요성 벽에 밀어붙여지게 하는 힘은 서로에 대한 플라이 전단(ply shearing)/미끄러짐을 돕고 주름을 감소시키거나 제거하도록 제어될 수 있다. 더욱이, 이러한 힘 제어는 "브리징"을 제거하거나 감소시키는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 등받이(170)와 포지셔닝 디바이스(184)의 상대적 포지셔닝은 제2 압력(194b)을 결정한다.
포지셔닝 디바이스(184)는 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이 접촉 부재(120)를 직접 지지할 수 있다. 구체적으로, 포지셔닝 디바이스(184)는 압력 챔버(101) 내에서 이동 가능한 암(arm)(예컨대, 로봇 암)일 수 있다.
도 1b에 도시된 가압 가능한 툴링 디바이스(100)에서 물체(190)를 처리하는 간단한 예는 가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 일부 특징을 예시하는 데 유용할 수 있다. 물체(190)는 원래 평면 기판(예컨대, 성형 맨드렐) 상에 형성되거나, 도 1b에 도시된 바와 같이 최종 형태로 성형되기 전에 다른 툴들을 사용하여 사전 성형될 수 있다. 더욱이, 물체(190)는 공기 주입식 툴링 디바이스(100)를 이용하기 전에 최종 형태로 이미 성형되었을 수 있으며, 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 이 형상을 유지하는 데 사용될 수 있다. 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 다른 툴들/디바이스들과 함께 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 물체(190)의 성형은 등받이(170)와 포지셔닝 디바이스(184)의 결합을 사용하여, 예컨대 포지셔닝 디바이스(184)에 가해져 가요성 벽(110)에 그리고 다음에 물체(190)로 전달되는 힘을 사용하여 물체(190)를 등받이(170)의 모서리로 가압하여 수행될 수 있다. 이 힘은 특정 위치에서, 예컨대 모서리에서 가해질 필요가 있을 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일부 실시예들에서, 등받이(170)에 대한 물체(190)의 가압은 포지셔닝 디바이스(184)에 힘을 가하는 것에 추가하여 또는 그 대신에 압력 챔버(101)의 내부를 가압함으로써 제1 압력(194a)을 발생시키는 것을 수반할 수 있다. 등받이(170)는 물체(190)에 대한 형태로서 효과적으로 작동 가능하며, 물체는 물체가 등받이(170)에 맞을 때까지 그 형상을 변화시킬 수 있다. 물체(190)가 다중 플라이(multi-ply) 물체(예컨대, 복합 물체)인 경우, 이러한 성형 동작 중에, 내부 플라이들이 외부 플라이들에 대해 미끄러져 주름을 피할 수 있다. 주름을 피하기 위해 그리고/또는 물체(190)가 원하는 형상 및 크기/두께(예컨대, 원하는 섬유 대 부피 비)를 가짐을 보장하기 위해 (도 2a 및 도 2b를 참조로 아래에서 추가 설명되는 바와 같이) 힘들 및/또는 압력들의 다양한 결합들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 압력(194a)(및 대응하는 힘)을 가하기 전에 제2 압력(194b)(및 대응하는 힘)이 가해져 내부 플라이들이 미끄러질 수 있게 하고 주름을 피할 수 있게 한다. 그 다음, 제1 압력(194a)(및 대응하는 힘)은 물체(190)의 바람직한 두께를 달성하도록 제어될 수 있다.
도 1d를 참조하면, 일부 실시예들에서, 제어기(180)는 제1 압력(194a)과 제2 압력(194b) 그리고 대응하는 힘들을 독립적으로 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 압력(194a) 및 대응하는 힘은 밸브(130)를 제어함으로써 제어될 수 있는 한편, 제2 압력(194b) 및 대응하는 힘은 포지셔닝 디바이스(184)를 제어함으로써 제어될 수 있다. 밸브(130)의 작동은 포지셔닝 디바이스(184)의 작동과 독립적일 수 있다.
가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 제어기(180)에 통신 가능하게 연결된 센서(186)를 더 포함할 수 있다. 센서(186)의 일부 예들은 압력 센서, 온도 센서 및 시각 센서를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제어기(180)는 센서(186)로부터 수신된 입력에 기초하여 제1 압력(194a) 및 제2 압력(194b) 중 하나 이상을 제어하도록 구성될 수 있다. 다른 처리 파라미터들이 또한 센서 입력에 기초하여 제어될 수 있다.
일부 실시예들에서, 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는 히터(188)를 더 포함한다. 히터(188)는 제어기(180)에 통신 가능하게 연결될 수 있으며, 물체(190)의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 작동 중에 히터(188)는 물체(190)에 열적으로 결합될 수 있다.
방법 예들
도 2는 물체(190)의 표면(192)의 제1 부분(192a) 및 제2 부분(192b)에 대한 힘들(193a, 193b)의 적용을 제어하는 방법(200)에 대응하는 프로세스 흐름도를 예시한다.
일부 실시예들에서, 방법(200)의 동작들은 도 1a에 도시된 가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 일례를 사용하여 수행된다. 이러한 실시예들에서, 방법(200)은 물체(190)와 등받이(170) 사이에 블래더(111)를 포지셔닝하는 단계를 포함할 수 있다(도 2의 블록(202) 참조). 이 포지셔닝 동작은 블래더(111) 내부의 압력이 블래더(111) 외부의 압력보다 작은 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 접촉 부재(120)는 압축성이며, 접촉 부재(120)가 압축되는 동안 포지셔닝 동작이 수행될 수 있다.
대안으로, 방법(200)의 동작들은 도 1b 및 도 1c에 도시된 가압 가능한 툴링 디바이스(100)의 일례를 사용하여 수행된다. 이러한 실시예들에서, 방법(200)은 가요성 벽(110)을 등받이(170)에 붙여 밀폐시키는 단계를 포함할 수 있다(도 2의 블록(206) 참조). 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 가요성 벽(110)과 등받이(170) 사이의 밀폐 공간에 물체(190)가 배치된다.
방법(200)은 제1 힘(193a)을 제1 부분(192a)에 가하는 단계를 포함한다(도 2의 블록(210) 참조). 도 1a에 도시된 예를 참조하면, 가요성 벽(110)에 의해 형성된 블래더(111)를 사용하여 제1 힘(193a)이 가해질 수 있다. 구체적으로, 제1 힘(193a)을 가하는 단계는 블래더(111)를 가압하는 단계(도 2의 블록(212) 참조), 또는 보다 구체적으로, 블래더(111)에 가압 유체를 흐르게 하는 단계(도 3의 블록(213) 참조)를 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 예를 참조하면, 제1 힘(193a)을 가하는 단계는 가요성 벽(110) 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계를 포함할 수 있다(도 2의 블록(214) 참조). 즉, 밀폐 공간과 밀폐 공간 외부의 영역, 즉 가요성 벽(110)의 내부와 외부 사이에 압력 차가 발생된다. 동작(214)은 밀폐 공간 내의 압력을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다(도 2의 블록(215) 참조). 예를 들어, 동작(215)은 밀폐 공간 외부(예컨대, 압력 챔버(101) 내부)의 압력을 일정한 레벨로 유지하면서 수행될 수 있다. 예를 들어, 밀폐 공간 외부의 압력은 대기압일 수 있다.
일부 실시예들에서, 동작(214)은 압력 챔버(101) 내부의 압력을 증가시키는 단계를 수반할 수 있다(도 2의 블록(218) 참조). 즉, 밀폐 공간 외부 영역 내의 압력이 증가될 수 있다. 동작(218)은 밀폐 공간 내부의 압력을 일정한 레벨로 유지하면서 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀폐 공간 내부의 압력의 일정한 레벨은 대기압 레벨이다. 대안으로, 동작(215)과 동작(218)은 동시에 수행될 수 있다.
방법(200)은 제2 힘(193b)을 제2 부분(192b)에 가하는 단계를 더 포함한다(도 2의 블록(220) 참조). 일부 실시예들에서, 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)을 가하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 예를 참조하면, 접촉 부재(120)는 블래더(111) 내부에 배치될 수 있다. 접촉 부재(120)가 (앞서 설명한 바와 같이) 투과성이라면, 동작(212) 동안 블래더(111)를 가압하는 단계는 제2 힘(193b)을 가하는 것에 추가로 제2 부분(192b)에 제1 힘(193a)을 가하는 단계를 더 포함한다. 더욱이, (예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이) 물체(190)와 등받이(170) 사이에 블래더(111)가 포지셔닝된다면, 접촉 부재에 외부 힘(195)을 가하는 단계는 등받이(170)를 물체(190) 쪽으로 전진시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 예를 참조하면, 포지셔닝 디바이스(184)를 사용하여 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)이 가해질 수 있다. 예를 들어, 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)을 가하는 단계는 포지셔닝 디바이스(184)를 등받이(170) 쪽으로 전진시키는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 힘(193a)의 크기는 예를 들어, 도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이 제2 힘(193b)의 크기와 다를 수 있다. 이 예에서, 제1 힘(193a)의 벡터와 제2 힘(193b)의 벡터는 동일한 방향을 갖는다(즉, 두 힘들 모두 동일한 방향으로 작용함). 더욱이, 이 예에서, 물체 표면의 제2 부분(192b)은 (예컨대, 접촉 부재(120)가 투과성일 때) 제1 힘(193a)과 제2 힘(193b)의 결합을 겪는데, 이는 전체 힘(193c)으로 지칭될 수 있다.
일부 실시예들에서는, 예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 힘(193a)의 벡터와 제2 힘(193b)의 벡터는 반대 방향을 갖는다. 이 예에서, 물체 표면의 제2 부분(192b)은 또한 (예컨대, 접촉 부재(120)가 투과성일 때) 제1 힘(193a)과 제2 힘(193b)의 결합을 겪는데, 이는 전체 힘(193c)으로 지칭될 수 있지만, 전체 힘(193c)은 제1 힘(193a)보다 작다.
일부 실시예들에서, 제2 힘(193b)을 가하기 전에, 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110)으로부터 떨어지게 포지셔닝된다. 대안으로, 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110)에 부착될 수 있다. 이러한 부착 특징들은 반대 방향들을 갖는 제1 힘(193a)과 제2 힘(193b)의 벡터들을 달성할 수 있게 한다(예컨대, 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110)의 일부를 물체(190)로부터 떼어낼 수 있다).
일부 실시예들에서는, 예를 들어, 도 1b 및 1c에 도시된 바와 같이, 표면(192)의 제2 부분(192b)은 모서리를 포함한다. 모서리는 예를 들어, 물체 표면의 평면 부분보다 더 높은 힘을 필요로 할 수 있다. 이 추가 힘은 모서리에서 브리징을 방지하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 동작(210) 중에 제1 힘(193a)을 가하는 것과 동작(220) 중에 제2 힘(193b)을 가하는 것은 시간이 겹친다. 더욱이, 이러한 두 동작들은 시간상 엇갈리게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 힘(193a)을 가하기 전에 제2 힘(193b)이 가해질 수 있다.
일부 실시예들에서, 방법(200)은 제1 힘(193a) 또는 제2 힘(193b)을 변경하는 단계를 더 포함한다(도 2의 블록(230) 참조). 동작(230)은 제1 힘(193a)과 제2 힘(193b)을 가하면서 수행될 수 있다. 즉, 동작들(210, 220, 230)은 동시에 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 동작(230)은 제2 힘(193b)이 동일하게 유지될 수 있는 동안 제1 힘(193a)을 변경하는 것(도 2의 블록(232) 참조)을 수반한다. 이러한 예는 도 4a에서 도 4b로의 전환으로 예시되며, 예를 들어 가압 유체를 블래더(111)로 흐르게 하는 것을 수반할 수 있다. 일부 실시예들에서, 동작(230)은 제1 힘(193a)이 동일하게 유지될 수 있는 동안 제2 힘(193b)을 변경하는 것(도 2의 블록(234) 참조)을 수반한다.
일부 실시예들에서, 방법(200)은 센서 입력을 수신하는 단계를 포함한다(도 2의 블록(228) 참조). 이러한 실시예들에서, 동작(230) 중에 제1 힘(193a) 및/또는 제2 힘(193b)을 변경하는 것은 이 센서 입력에 기초하여 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 입력은 압력 입력, 온도 입력 및 시각 입력 중 하나 이상을 포함한다.
방법(200)은 물체(190)의 두 표면들(192', 192'')의 서로 다른 부분들에 대한 힘들의 적용을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 방법(200)은 제1 가요성 벽(110a)에 의해 형성된 블래더(111)를 물체(190) 및 등받이(170)에 의해 형성된 공동(171) 내에 포지셔닝하는 단계를 포함할 수 있다. 블래더(111)는 공동을 포함할 수 있는데, 공동 내부에는 제1 접촉 부재(120a)가 포지셔닝된다.
방법(200)은 제2 가요성 벽(110b)을 물체(190) 또는 등받이(170)에 붙여 밀폐시키는 것으로 진행할 수 있다. 물체(190)는 제2 가요성 벽(110b)과 등받이(170) 사이에 배치된다. 방법(200)은 제1 가요성 벽(110a)을 사용하여 물체(190)의 제1 표면(192')의 제1 부분(192a')에 제1 힘(193a)을 가하는 단계를 또한 수반한다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 힘(193a)을 가하는 단계는 블래더를 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
방법(200)은 제1 가요성 벽(110a)을 사용하여 제1 표면(192')의 제2 부분(192b')에 제2 힘(193b)을 가하는 것으로 진행할 수 있다. 제2 부분(192b')은 제1 접촉 부재(120a)에 대응한다. 더욱이, 제2 부분(192b')은 물체(190)의 모서리(191c)일 수 있으며, 이로써 예를 들어, 제1 부분(192a')과는 다른 힘을 필요로 할 수 있다.
방법(200)은 또한, 제2 가요성 벽(110b)을 사용하여 제2 표면(192'')의 제3 부분(192a'')에 제3 힘(193c)을 가하는 단계를 수반할 수 있다. 제3 부분(192a'')은 제2 접촉 부재(120b)에 대응할 수 있다. 제3 힘(193c)을 가하는 단계는 제2 접촉 부재(120b)에 외부 힘(195)을 가하는 단계를 포함할 수 있다.
마지막으로, 방법(200)은 또한, 제2 가요성 벽(110b)을 사용하여 물체(190)의 제2 표면(192'')의 제4 부분(192b'')에 제4 힘(193d)을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 제4 힘(193d)을 가하는 단계는 제2 가요성 벽(110b) 전체에 걸쳐 압력을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 압력 챔버(101)는 가압될 수 있다.
본 발명은 청구항들과 혼동되지 않아야 하는 다음의 조항들에서 또한 언급된다.
A1. 물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200)으로서, 이 방법(200)은:
가요성 벽(110b)을 등받이(170)에 붙여 밀폐시키는 단계 ― 물체(190)는 가요성 벽(110b)과 등받이(170) 사이의 밀폐 공간에 배치됨 ―;
가요성 벽(110b)을 사용하여 표면의 제1 부분(192a')에 제1 힘(193a)을 가하는 단계; 및
가요성 벽(110b)을 사용하여 표면의 제2 부분(192a'')에 제2 힘(193b)을 가하는 단계를 포함한다.
A2. 단락 A1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 제1 힘(193a)을 가하는 단계는 가요성 벽(110b) 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계를 포함한다.
A3. 단락 A2의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 가요성 벽(110b) 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계는 밀폐 공간 내의 압력을 감소시키는 단계를 포함한다.
A4. 단락 A3의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 밀폐 공간 내의 압력을 감소시키는 단계는 밀폐 공간 외부의 압력을 일정한 레벨로 유지하면서 수행된다.
A5. 단락 A4의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 밀폐 공간 외부의 압력은 대기압이다.
A6. 단락 A2의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 가요성 벽(110b) 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계는 가요성 벽(110b), 등받이(170) 및 물체(190)를 압력 챔버(101)에 포지셔닝하고 압력 챔버(101) 내부의 압력을 증가시키는 단계를 포함한다.
A7. 단락 A6의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 압력 챔버(101) 내부의 압력을 증가시키는 단계는 밀폐 공간 내부의 압력을 일정한 레벨로 유지하면서 수행된다.
A8. 단락 A7의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 밀폐 공간 내부의 압력의 일정한 레벨은 대기압 레벨이다.
A9. 단락 A1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)을 가하는 단계를 포함하며, 표면의 제2 부분(192a'')은 접촉 부재(120)에 대응한다.
A10. 단락 A9의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)을 가하는 단계는 포지셔닝 디바이스(184)를 사용하여 수행된다.
A11. 단락 A10의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)을 가하는 단계는 포지셔닝 디바이스(184)를 등받이(170) 쪽으로 전진시키는 단계를 포함한다.
A12. 단락 A1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 제1 힘(193a)의 크기는 제2 힘(193b)의 크기와 다르다.
A13. 단락 A1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 제1 힘(193a)을 가하는 단계와 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 시간이 겹친다.
A14. 단락 A1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 제1 힘(193a)을 가하는 단계와 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 시간상 엇갈리게 이루어진다.
A15. 단락 A1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 표면의 제2 부분(192a'')은 모서리를 포함한다.
본 발명의 추가 양상에 따라 다음이 제공되는데:
B1. 물체(190)의 두 표면들의 서로 다른 부분들에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200)으로서, 이 방법(200)은:
제1 가요성 벽(110a)에 의해 형성된 블래더(111)를 물체(190) 및 등받이(170)에 의해 형성된 공동(171) 내에 포지셔닝하는 단계 ― 블래더(111)는 공동(112)을 포함하며, 공동(112) 내부에는 제1 접촉 부재(120)가 포지셔닝됨 ―;
제2 가요성 벽(110b)을 물체(190) 또는 등받이(170)에 붙여 밀폐시키는 단계 ― 물체(190)는 제2 가요성 벽(110b)과 등받이(170) 사이에 배치됨 ―;
제1 가요성 벽(110a)을 사용하여 물체(190)의 제1 표면(114)의 제1 부분(192a')에 제1 힘(193a)을 가하는 단계 ― 제1 힘(193a)을 가하는 단계는 블래더(111)를 가압하는 단계를 포함함 ―;
제1 가요성 벽(110a)을 사용하여 물체(190)의 제1 표면(114)의 제2 부분(192a'')에 제2 힘(193b)을 가하는 단계 ― 표면의 제2 부분(192a'')은 제1 접촉 부재(120)에 대응함 ―; 및
제2 가요성 벽(110b)을 사용하여 물체(190)의 제2 표면(192'')의 제3 부분(192a'')에 제3 힘(193c)을 가하는 단계를 포함하며, 제2 표면(192'')의 제3 부분(192a'')은 제2 접촉 부재(120)에 대응하고, 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 제2 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)을 가하는 단계를 포함한다.
B2. 단락 B1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 물체(190)의 적어도 일부분은 제1 가요성 벽(110a)과 제2 가요성 벽(110b) 사이에 배치된다.
B3. 단락 B1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 여기서 제1 힘(193a), 제2 힘(193b) 및 제3 힘(193c) 각각은 독립적으로 제어 가능하다.
B4. 단락 B1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 이 방법(200)은, 제1 힘(193a), 제2 힘(193b) 및 제3 힘(193c) 모두를 가하는 동안 제1 힘(193a), 제2 힘(193b) 또는 제3 힘(193c) 중 하나를 변화시키는 단계를 더 포함한다.
B5. 단락 B1의 방법(200)이 또한 제공되는데, 이 방법(200)은, 제2 가요성 벽(110b)을 사용하여 물체(190)의 제2 표면(192'')의 제4 부분(192b'')에 제4 힘(193d)을 가하는 단계를 더 포함하며, 제4 힘(193d)을 가하는 단계는 제2 가요성(110b) 벽 전체에 걸쳐 압력을 가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 양상에 따라 다음이 제공되는데:
C1. 물체(190)의 두 표면들의 서로 다른 부분들에 대한 힘들의 적용을 제어하기 위한 가압 가능한 툴링 디바이스(100)로서, 이 가압 가능한 툴링 디바이스(100)는:
등받이(170);
내부 표면 및 외부 표면을 포함하는 가요성 벽(110b) ― 내부 표면은 접촉부(116b) 및 비접촉부(116a)를 포함하고, 외부 표면은 물체(190) 또는 등받이(170)에 붙어 밀폐(115)되도록 작동 가능함 ―;
가요성 벽(110b)의 내부 표면의 접촉부(116b)와 접촉하도록 작동 가능한 접촉 부재(120) ― 접촉 부재(120)는 가요성 벽(110b)의 내부 표면의 비접촉부(116a)로부터 떨어지게 포지셔닝됨 ―; 및
접촉 부재(120)를 지지하며 접촉 부재(120)를 가요성 벽(110b)에 대해 이동시키도록 작동 가능한 포지셔닝 디바이스(184)를 포함한다.
C2. 단락 C1의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 이 디바이스(100)는 압력 챔버(101)를 더 포함하고, 여기서 등받이(170), 가요성 벽(110b), 접촉 부재(120) 및 포지셔닝 디바이스(184)는 압력 챔버(101) 내부에 배치된다.
C3. 단락 C1의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 여기서 접촉 부재(120)는 투과성이다.
C4. 단락 C3의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 여기서 접촉 부재(120)는 압축성이다.
C5. 단락 C4의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 여기서 접촉 부재(120)는 개방 셀 폼(122) 및 스프링(124)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
C6. 단락 C1의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 여기서 내부 표면의 접촉부(116b)와 접촉하는 접촉 부재(120)의 표면은 비평면이다.
C7. 단락 C1의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 여기서 가요성 벽(110b)은 엘라스토머 재료로 형성된다.
C8. 단락 C1의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 여기서 가요성 벽(110b)은 가요성 벽(110b)을 압력 챔버(101) 내의 등받이(170)에 붙여 밀폐시키기 위한 밀폐부(115)를 포함한다.
C9. 단락 C8의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 여기서 밀폐부(115)는 가요성 벽(110b)의 전체 둘레를 연장한다.
C10. 단락 C1의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 이 디바이스(100)는 제어기(180) 및 제어기(180)에 통신 가능하게 연결된 센서(186)를 더 포함하며, 센서(186)는 압력 센서, 온도 센서 및 시각 센서로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 제어기(180)는 센서(186)로부터의 입력에 기초하여 제1 압력(194a)을 제어하도록 구성된다.
C11. 단락 C1의 가압 가능한 툴링 디바이스(100)가 또한 제공되는데, 이 디바이스(100)는 포지셔닝 디바이스(184)에 통신 가능하게 연결되며 접촉 부재(120)의 포지션을 제어하도록 작동 가능한 제어기(180)를 더 포함한다.
결론
앞서 말한 개념들은 이해의 명확성을 위해 어느 정도 상세히 설명되었지만, 상기 개시내용을 읽은 후에, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 특정 변경들 및 수정들이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 프로세스들 및 시스템들을 구현하는 많은 대안적인 방법들이 존재한다는 점이 주목되어야 한다. 이에 따라, 본 예들은 제한이 아닌 예시로서 고려되어야 한다.
상기의 설명에서는, 개시된 개념들의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 제시되는데, 이러한 개념들은 이러한 개개의 항목들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다. 다른 경우들에는, 본 개시내용을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 공지된 디바이스들 및/또는 프로세스들의 세부사항들은 생략되었다. 일부 개념들은 특정 예들과 함께 설명될 것이지만, 이러한 예들은 제한하는 것으로 의도되는 것이 아니라고 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 물체(190)의 두 표면들의 서로 다른 부분들에 대한 힘들의 적용을 제어하기 위한 가압 가능한 툴링(tooling) 디바이스(100)로서,
    등받이(170);
    내부 표면 및 외부 표면을 포함하는 가요성 벽(110b) ― 상기 내부 표면은 접촉부(116b) 및 비접촉부(116a)를 포함하고, 상기 외부 표면은 상기 물체(190) 또는 상기 등받이(170)에 붙어 밀폐(115)되도록 작동 가능함 ―;
    상기 가요성 벽(110b)의 내부 표면의 상기 접촉부(116b)와 접촉하도록 작동 가능한 접촉 부재(120) ― 상기 접촉 부재(120)는 상기 가요성 벽(110b)의 내부 표면의 상기 비접촉부(116a)로부터 떨어지게 포지셔닝됨 ―;
    상기 접촉 부재(120)를 지지하며 상기 접촉 부재(120)를 상기 가요성 벽(110b)에 대해 이동시키도록 작동 가능한 포지셔닝 디바이스(184); 및
    압력 챔버(101)를 포함하고,
    상기 등받이(170), 상기 가요성 벽(110b), 상기 접촉 부재(120) 및 상기 포지셔닝 디바이스(184)는 상기 압력 챔버(101) 내부에 배치되는,
    가압 가능한 툴링 디바이스(100).
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 부재(120)는 투과성인,
    가압 가능한 툴링 디바이스(100).
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 내부 표면의 접촉부(116b)와 접촉하는 상기 접촉 부재(120)의 표면은 비평면인,
    가압 가능한 툴링 디바이스(100).
  5. 제1 항에 있어서,
    제어기(180) 및 상기 제어기(180)에 통신 가능하게 연결된 센서(186)를 더 포함하며,
    상기 센서(186)는 압력 센서, 온도 센서 및 시각 센서로 구성된 그룹으로부터 선택되고,
    상기 제어기(180)는 상기 센서(186)로부터의 입력에 기초하여 제1 압력(194a)을 제어하도록 구성되는,
    가압 가능한 툴링 디바이스(100).
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 디바이스(184)에 통신 가능하게 연결되며 상기 접촉 부재(120)의 포지션을 제어하도록 작동 가능한 제어기(180)를 더 포함하는,
    가압 가능한 툴링 디바이스(100).
  7. 제1 항에 따른 가압 가능한 툴링 디바이스(100)를 사용하여 물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200)으로서,
    가요성 벽(110b)을 등받이(170)에 붙여 밀폐시키는 단계 ― 상기 물체(190)는 상기 가요성 벽(110b)과 상기 등받이(170) 사이의 밀폐 공간에 배치됨 ―;
    상기 가요성 벽(110b)을 사용하여 상기 표면의 제1 부분(192a')에 제1 힘(193a)을 가하는 단계; 및
    상기 가요성 벽(110b)을 사용하여 상기 표면의 제2 부분(192a'')에 제2 힘(193b)을 가하는 단계를 포함하는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 힘(193a)을 가하는 단계는 상기 가요성 벽(110b) 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계를 포함하는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가요성 벽(110b) 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계는 상기 밀폐 공간 내의 압력을 감소시키는 단계를 포함하는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 가요성 벽(110b) 전체에 걸쳐 압력 구배를 생성하는 단계는 상기 가요성 벽(110b), 상기 등받이(170) 및 상기 물체(190)를 압력 챔버(101) 내로 포지셔닝하고 상기 압력 챔버(101) 내부의 압력을 증가시키는 단계를 포함하는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 접촉 부재(120)에 외부 힘(195)을 가하는 단계를 포함하며,
    상기 표면의 제2 부분(192a'')은 상기 접촉 부재(120)에 대응하는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 힘(193a)의 크기는 상기 제2 힘(193b)의 크기와 다른,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 힘(193a)을 가하는 단계와 상기 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 시간이 겹치는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 힘(193a)을 가하는 단계와 상기 제2 힘(193b)을 가하는 단계는 시간상 엇갈리게 이루어지는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
  15. 제7 항에 있어서,
    상기 표면의 제2 부분(192a'')은 모서리를 포함하는,
    물체(190)의 표면의 제1 부분(192a') 및 제2 부분(192a'')에 대한 힘들의 적용을 제어하는 방법(200).
KR1020180084668A 2017-08-02 2018-07-20 가요성 벽을 이용한 물체 표면의 서로 다른 부분들에 대한 힘의 적용의 제어 KR102554264B1 (ko)

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