KR20170078614A - 프레스 경화 구성체들의 레이저 비임 열처리 방법 및 프레스 경화 구성체 - Google Patents

프레스 경화 구성체들의 레이저 비임 열처리 방법 및 프레스 경화 구성체 Download PDF

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Abstract

열간 스탬핑 구성체들의 제조 방법이 개시된다. 이 방법은 열간 형성 다이 퀀칭에 의하여 열간 스탬핑된 구성체를 제공하는 단계를 포함한다. 열간 스탬핑 구성체의 제 1 및 제 2 부분의 선택이 개시되며, 제 1 부분이 제 2 부분과 상이한 폭을 가진다. 레이저 시스템은 하나 이상의 광학적 요소를 포함하고 레이저 비임을 발생시키는 레이저 소스가 제공된다. 레이저 시스템은 구성체의 길이를 따라서 움직인다. 마지막으로, 레이저 비임은 레이저 시스템을 이용하여 선택된 제 1 및 제 2 부분들에 단일의 패스로서 적용되며, 레이저 비임 스폿 크기는 레이저 비임의 적용중에 조절되고 제 1 및 제 2 부분들의 폭들에 적합화되고, 레이저 비임의 파워는 고온 스탬핑된 구성체에서 측정된 온도에 기초하여 조절된다. 본 발명은 또한 그러한 방법을 이용하여 획득된 구성체들에 관한 것이다.

Description

프레스 경화 구성체들의 레이저 비임 열처리 방법 및 프레스 경화 구성체{METHOD FOR LASER BEAM HEAT TREATMENT OF PRESS HARDENED COMPONENTS AND PRESS HARDENED COMPONENTS}
본 출원은 2014 년 9 월 22 일자로 제출된 유럽 출원 EP14382354.0 의 우선권을 주장한다.
본 발명은 열간 스탬핑 구성체의 제조 방법 및 상기 방법을 통하여 획득된 구성체들에 관한 것이다.
차량 구조의 분야에서, 경량 재료의 발전 및 구현은 경량 구조를 위한 기준을 충족시키기 위하여 더욱 중요해지고 있다. 점유자의 안전을 위한 점증하는 관심은 에너지 흡수를 향상시키면서도 충돌시에 차량의 일체성을 향상시키는 재료들의 채용으로 이어진다.
열간 형성 다이 퀀칭(Hot Forming Die Quenching (HFDQ)) (열간 스탬핑(hot stamping) 또는 프레스 경화(press hardening)로 알려짐)으로서 알려진 프로세스는 최대 1,500 MPa 까지의 인장 강도와 함께, 초고강도 강철(Ultra High Strength Steel; UHSS) 특성을 가진 스탬핑 구성체를 생성하도록 보론 강철 시트(boron steel sheet)를 이용한다. 다른 재료와 비교된 강도의 증가는 얇은 게이지 재료(thinner gauge material)가 이용될 수 있게 하는데, 이는 통상적인 냉간 스탬핑 연강 구성체(cold stamped mild steel components)에 비하여 중량의 감소를 초래한다.
HFDQ 프로세스를 이용하여 제조될 수 있는 통상적인 차량 구성체들은: 도어 비임, 범퍼 비임, 횡단/측면 부재, A/B 필라 강화부 및, 웨이스트 레일 강화부(waist rail reinforcement)를 포함한다.
중요 영역에서의 전성 및 에너지 흡수를 향상시키기 위하여, 동일한 구성체내에 소프트 영역(soft zone)을 도입하는 것이 알려져 있다. 이것은 필요한 고 강도를 전체적으로 유지하면서 국부적으로 전성(ductility)을 향상시킨다. 매우 높은(매우 단단한) 강도를 가지는 영역들 및 증가된 전성(연성이 있는)을 가지는 영역들이 포함되도록 특정 구성의 구조체들의 마이크로구조 및 기계적 특성들을 국부적으로 맞춤 제작(tailoring)함으로써, 충돌 상황에서 구조적인 일체성을 유지할 수 있고 전체적인 에너지 흡수성을 향상시킬 수 있으며 또한 전체적인 중량을 감소시킬 수도 있다. 그러한 소프트 영역들은 충격하에서 구성체의 붕괴의 경우에 운동학적 거동(kinematic behaviour)을 유리하게 변화시킬 수도 있다.
소프트 영역들은 충격의 운동학 및 구성체의 형태를 고려하여 제작될 수 있다. 이러한 사실 때문에, 소프트 영역들의 형상들은 보다 복잡해지고 있다.
공지의 해법은 국제 출원 공개 WO 2012156084 일 수 있는데, 이것은 미리 정해진 하위 영역들이 레이저 비임에 노출되는 레이저 비임 방법에 의하여 시트 금속 구성체의 미리 정해진 하위 영역들을 국부적으로 템퍼링(tempering)함으로써 시트 금속 구성체의 국부적으로 정해진 소프트 영역을 형성하는 것을 개시한다.
이러한 해법의 단점은 일부 특정의 복잡한 형태에서, 예를 들어 모서리 또는 단차에서 레이저의 부품의 변경 필요성에 관련된 비가동 시간(downtime) 없이 레이저 비임을 적용하기 어려울 수 있다는 점이다. 더욱이, 레이저 비임에 대한 구성체의 몇몇 연속적인 노출이 필요할 수 있어서, 소프트 영역을 한정하기 위한 시간이 증가될 수 있다.
유럽 출원 EP2561946 은 1 내지 3 mm 두께의 코팅된 강철 플레이트로부터 시작하여 제 2 부분에 대한 스폿 용접(spot welding)에 의해 연결되도록 의도된, 차량의 구성체 일부의 제조 방법에 관한 것으로서, 이것은 플레이트가 열간 스탬핑(hot stamping)을 겪는 단계, 차후에 제 1 부분의 적어도 국부적이고 미리 선택된 영역이 열처리를 겪는 단계, 섭씨 400 도 내지 900 도 사이에 포함된 온도에 도달할 때까지 500 W 내지 6 kW 사이에 포함된 파워의 다이오드 레이저 비임을 그것에 조사하는 단계, 마이크로구조가 변화되도록 냉각되게 두는 단계를 포함하여, 상기 영역에 의도적으로 낮은 마르텐사이트 함량(martensite content)을 제공하고 따라서 열처리되지 않았던 인접 영역들의 강도 및 신장(elongation)에 비교하여 더 낮은 강도 및 더 큰 신장을 제공한다.
바우만 마커스(Baumann Markus) 등은 "Local Heat Treatment of high strength steel with zoom-optics and 10kW-diode laser"(vol. 8239, no. 1, 2012, pages 1-9)에서 다이오드 레이저 기술에 기초한 섬유 결합 10 kW 레이저 소스 및, 균일한 파워 밀도를 가진 가변 치수의 사각형 스폿을 발생시키는 균일 줌 광학 시스템(homogenizing zoom optical system)을 개시한다.
본 발명의 목적은 열간 스탬핑 구성체의 향상된 제조 방법을 제공하는 것이다.
제 1 양상에서, 열간 스탬핑된 구성체의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 열간 형성 다이 퀀칭에 의하여 열감 스탬핑 구성체를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 마이크로 구조가 변화되게 하는, 열간 스탬핑된 구성체의 제 1 및 제 2 부분을 선택하는 단계를 더 구비하며, 여기에서 제 1 부분은 제 2 부분과 상이한 폭을 가진다. 레이저 시스템이 제공되는데, 레이저 시스템은 하나 이상의 광학 요소들 및 레이저 비임을 발생시키기 위한 레이저 소스를 포함한다. 다음에, 레이저 시스템을 이용하여 열감 스탬핑된 구성체의 마이크로구조를 변화시키기 위하여 선택된 제 1 및 제 2 부분들로 레이저 비임을 단일 패스(single pass)로써 적용하면서, 레이저 시스템은 구성체의 길이를 따라서 움직일 수 있다. 레이저 비임 스폿 크기는 레이저 비임의 적용 동안에 조절되며 제 1 및 제 2 부분들의 폭에 적합화되고, 레이저 비임의 파워는 열간 스탬핑된 구성체의 결정된 부분들에서 측정된 온도에 기초하여 조절된다. 제 1 부분은 충돌시에 에너지를 흡수하기 위한 소프트 영역이고, 제 1 부분은 후기 작동에서 사용되는 부분이다.
레이저 비임의 적용 동안에 조절 가능한 레이저 비임 스폿은 유리할 수 있다는 점이 밝혀졌다. 이와 관련하여, 다양한 크기의 레이저 비임 스폿들 및 비율이 제공될 수 있고 따라서, 넓고 다양한 형상들을 가진 특정의 정확한 기하 형상의 형성이 달성될 수 있다. 결국, 프로세싱 헤드 및 관련된 재정렬의 시간 소비적인 변화의 필요성이 회피될 수 있고, 따라서 레이저 비임에 대한 몇번의 노출 뿐만 아니라 제조 시간도 감소될 수 있다. 더욱이, 복잡한 형상을 가진 소프트 영역에서 동일한 레이저가 가해질 수 있어서, 제조 공정의 표준화가 향상될 수 있다. 또한, 증가된 전성(ductility)(연성)을 가진 영역들과 매우 높은 강도(고 경질)를 가진 영역들 사이에 위치한 천이 영역은 조절 가능 레이저 비임 스폿에 대한 오직 한번의 노출만이 필요할 수 있다는 사실에 기인하여 감소될 수 있다. 이러한 방식으로, 소프트 영역들을 결정하는 정확성이 향상될 수 있다. HFDQ 프로세스 및 초고강도 재료를 가지고 처리할 때, 국부적인 마이크로구조를 변화시키는 후기 작업이 필요할 수 있다. 플랜지를 굽히고, 리벳 등에 의하여 부품들을 부착시킬 수 있도록 증가된 전성이 필요하다.
더욱이, 레이저 비임의 파워는 온도에 기초하여 조절될 수 있으며, 따라서 일관된 열처리가 얻어질 수 있다.
여기에서 설명된 바와 같은 레이저 기술은 이러한 종류의 후기 작동이 소프트 영역의 형성과 조합될 수 있게 한다. 따라서 열간 스탬핑 과정에서 이용되는 다이는 분리된 온도 영역들이 제공될 필요가 없기 때문에 단순화될 수 있다.
바람직스럽게는, 마이크로구조가 변화되어야 하는 제 1 및 제 2 부분(그리고 가능하게는 다른 부분)이 구조체의 길이를 따라서 단일의 패스(single pass)로서 레이저에 의해 가열된다.
다른 양상에서 본 발명은 실질적으로 상기에 설명된 방법들중 그 어느 것에 의하여 획득 가능하거나 또는 획득된 구성체를 제공한다.
본 발명의 비 제한적인 예들은 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명될 것이다.
도 1a 및 도 1b 는 실질적으로 이전에 설명된 임의의 방법에 의하여 제조된 소프트 영역을 가진 구성체의 예를 도시한다.
도 2a 및 도 2b 는 레이저 시스템의 각각의 예를 도시한다.
도 3a 및 도 3b 는 레이저 비임 스폿의 상이한 특정 형상들의 예를 도시한다.
도 1a 내지 도 1d 는 실질적으로 여기에서 이전에 설명된 방법에 의해 제조된 소프트 영역(soft zone)을 가진 구성체의 예를 도시한다. 도 1a 의 예에서, B-필라(pillar, 21)가 개략적으로 도시되어 있다. 동일한 방식으로, 도 1b 의 예에서, B-필라(26)가 개략적으로 도시되어 있다. 양쪽 구성체(21,26)는 예를 들어 HFDQ 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 일부 예에서, 구성체(21,26)들은 강철로 제작될 수 있다.
도 1a 에서, 소프트 영역(24)은 마이크로구조(microstructure)를 변화시키도록 선택될 수 있으며, 예를 들어 전성(ductility)을 증가시키도록 선택될 수 있다. 소프트 영역을 선택하는 일부 다른 방법들이 가능할 수 있을지라도, 소프트 영역의 선택은 충돌 시험(crash testing) 또는 시뮬레이션 테스트에 기초할 수 있다. 예를 들어 B-필라와 같은 부분에서 우수한 에너지 흡수 또는 가장 유리한 충돌 거동을 판단하기 위하여 소프트 영역 부위들은 시뮬레이션에 의해 한정될 수 있다. 레이저 비임(미도시)은 레이저 시스템을 이용하여 선택된 소프트 영역(24)으로 적용될 수 있다. 레이저 스폿(spot) 크기는 레이저 비임의 적용 중에 조절될 수 있고 소프트 영역(24)의 높이 및/또는 폭에 적합화될 수 있어서, 레이저의 각각의 적용 이후에 레이저 시스템의 옵틱(optic)의 시간 소모적인 변경이 회피될 수 있다. 동일한 방식으로, 제 2 소프트 영역(23)은 위에서 언급된 바와 같이 선택될 수 있고, 레이저 비임(미도시)은 제 2 소프트 영역(23)으로 움직일 수 있고 레이저 시스템을 이용하여 선택된 부분(23)으로 적용될 수 있다. 레이저 스폿 크기는 제 2 소프트 영역(23)의 형상에 레이저 비임을 적용하는 동안에 조절될 수 있다. 마찬가지로 이전에서와 같이, 레이저 비임(미도시)은 제 3 소프트 영역(22)으로 움직일 수 있고 선택된 제 3 소프트 영역(22)으로 적용될 수 있다. 마찬가지 방식으로, 레이저 스폿 크기는 레이저 비임을 제 3 소프트 영역(22)의 형상에 적용하는 동안 조절될 수 있다. 레이저의 작동은 소프트 영역(24)에 대하여 위에서 설명된 바와 유사할 수 있다.
이러한 방식으로, 소프트 영역 다음에 있는 부분들의 강도가 유지될 수 있으면서, 소프트 영역(24,23,22)은 향상된 전성을 가질 수 있다. 소프트 영역(24,23,22)들의 마이크로구조는 개량될 수 있으며, 예를 들어, 소프트 영역(24,23,22)들의 인장 강도(tensile strength)는 600 MP 보다 작을 수 있고, 소프트 영역(24,23,22)에서의 신장(elongation)은 최대 20 % 까지 증가될 수 있다. 소프트 영역(22,23,24)은 레이저 스폿 크기(laser spot size)를 조절하면서 레이저 시스템(미도시)의 오직 하나의 옵틱(optic)만을 가지고 획득될 수 있다. 결국, 유지 관리 비용 뿐만 아니라, 툴(tool)에 대한 투자도 절감될 수 있다. 더욱이, 스폿의 변화는 소프트 영역(24,23,22)의 시작 지점 및 최종 지점에서 천이 영역(transition zone)을 감소시킬 수 있다.
레이저 비임은 일부 파라미터들에 기초하여 조절될 수 있으며, 고온을 측정하도록 예를 들어 카메라 또는 파이로미터(pyrometer)와 같은 온도계(thermometer)를 이용하여 구성체(8)에 대하여 결정된 소프트 영역에서 측정된 온도에 기초하여 조절될 수 있어서, 레이저 비임 스폿의 온도를 유지한다. 소프트 영역(24,23,22)들은 상이한 형상을 가지면서 그리고 상이한 적용예, 예를 들어, 플랜지들, 소형 또는 대형 스폿(spot), 복합적인 기하 형상들을 가지면서 제작될 수 있다. 여기에 설명된 레이저 적용예 및 방법들의 예를 이용하여, 단일 통과(single pass) 또는 매우 적은 "레이저 통과(laser passes)"에서, 국부적인 마이크로구조들은 예를 들어 큰 소프트 영역들에 대하여 리벳 영역들 둘레에서, 플랜지들 둘레에서 변화될 수 있다. 이러한 종류의 후기 작동(post operation)들은 단일 통과에서의 소프트 영역의 형성과 조합될 수 있어서, 제조 시간을 감소시킨다. 열간 스탬핑 프로세스(hot stamping process)에서 사용된 다이(die)들은 분리된 온도 영역들이 제공될 필요가 없기 때문에 더욱 단순화될 수 있다.
도 1b 의 예는 B 필라(26)의 예에 대한 평면도를 도시하며, 여기에서 특정의 형상을 가진 소프트 영역(27)이 수행되었다. 소프트 영역의 선택, B-필라의 구조 및 작동은 도 1a 에 설명된 것과 유사할 수 있다.
도 2a 는 레이저 시스템의 예를 개략적으로 도시하며, 레이저 시스템은 섬유 연결부(fiber connector, 3)를 가질 수 있다. 섬유 연결부(3)는 하나의 말단 단부에서 광섬유(1)에 연결될 수 있다.
섬유 연결부(3)는 광섬유(1)의 신속하고 신뢰성 있는 연결 및 연결 해제를 가능하게 한다. 광섬유(1)는 입자 및 파동의 비임에 대한 안내부로서 작용할 수 있다.
집속 유닛(collimating unit, 5)이 제공될 수 있다. 집속 유닛(5)은 레이저 비임의 움직임의 방향들이 특정 방향과 더 정렬되도록 할 수 있다.
예를 들어 2 개의 칼러 파이로미터(7)와 같은 일부 다른 대안들이 가능할 수 있을지라도, 레이저 시스템은 단일의 칼러 파이로미터(color pyrometer, 8)를 가질 수 있다. 단일의 칼러 파이로미터(8)는 하나의 파장에서 표면으로부터 방사된 조사(radiation)를 측정함으로써 온도를 판단할 수 있다. 이러한 방식으로, 레이저 비임의 파워는 온도를 감안하여 조절될 수 있다.
줌 균질기(zoom homogenizer, 10)도 개략적으로 도시되어 있다. 줌 균질기는 이후에 설명되는 레이저 스폿(laser spot)의 형상에 적합화될 수 있다.
대안의 예에서, 줌 균질기(10)는 제 2 단부에서 결합 유닛(20)에 연결되도록 구성될 수 있다. 결합 유닛(20)은 초점 요소(focusing element, 11)에 부착될 수 있다. 결합 요소(20)에는 어댑터(adaptor, 9)가 제공되도록 구성될 수 있다. 어댑터(9)는 예를 들어 EMAQS 카메라와 같은 카메라(15)에 부착될 수 있다. 예를 들어, CCD 카메라(14)와 같은 일부 다른 대안들이 가능할지라도, EMAQS 카메라는 카메라에 기초한 온도 데이터 획득 시스템이다.
일부 다른 대안의 예에서, 예를 들어, 2 개의 컬러 파이로미터(61)와 같은 일부 다른 대안들이 가능할지라도, 줌 균질기(10)는 단일의 칼러 파이로미터(60)에 연결되도록 구성될 수 있다. 하나의 파장에서 표면으로부터 방사된 조사를 측정함으로써 단일의 칼러 파이로미터(60)는 온도를 판단할 수 있다. 이러한 방식으로, 레이저 비임의 파워는 온도를 고려하여 조절될 수 있다.
레이저 시스템은 로봇(미도시)에 장착될 수 있다. 로봇은 바닥에 장착될 수 있지만, 일부 다른 구성들이 가능하며, 예를 들어 지붕에 장착될 수 있다. 로봇은 제어 수단(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 채용될 수 있는 로봇의 예는 다른 것들중에서도 ABB 에서 가능한 로봇 IRB 6660 또는 IRB 760 이다. .
레이저 시스템의 레이저 파워는 20000 W 로 제한될 수 있다.
도 2b 는 줌 균질기(10)를 개략적으로 도시한다. 줌 균질기(10)는 비임을 예를 들어, 사각형, 원형의 형상으로 변형시킬 수 있다. 줌 균질기(10)는 도 2a 에 도시된 레이저 시스템의 일부일 수 있다. 줌 균질기(10)는 레이저 시스템을 적어도 부분적으로 감싸는 하우징(38)을 포함할 수 있다.
하우징(38)은 렌즈 어레이(lens array, 30a, 30b, 30c)를 포함할 수 있다. 렌즈 어레이(30a,30b,30c)는 레이저의 적용 동안에 스캐닝된 요소의 상이한 부분들의 길이 또는 폭에 대하여 레이저 비임의 스폿을 조절할 수 있다. 렌즈 어레이는 최대 180 mm 까지의 가장자리 길이 또는 폭을 가진 다양한 초점 라인 또는 영역들을 구현할 수 있다. 레이저 초점에서 톱-햇(top-hat) 에너지 분포는 전체 설정 범위(setting range)를 가로질러 균일할 수 있으며, 따라서 전체 설정 범위를 가로질러 균일한 에너지 입력이 보장될 수 있다. 렌즈 어레이(30a, 30b, 30c)는 최대 20000 W 까지의 레이저 파워 출력을 위하여 설계될 수 있다.
기어 모터(34)는 렌즈 어레이(30a, 30b, 30c)에 작용하는 레이저 비임 스폿의 크기를 조절할 수 있다. 레이저 비임 스폿은 양쪽 축에서 모터로 조절 가능할 수 있다. 복수개의 초점 크기 및 비율들은 렌즈 어레이(30a,30b, 30c)를 이용하여 구현될 수 있다. 기어 모터(34)를 이용한 렌즈 어레이(30a,30b,30c)의 모터화된 움직임은 레이저 비임 폭 또는 높이가 동적으로(dynamically) 조절될 수 있게 할 수 있다. 기어 모터(34)의 작동은 그 어떤 기계 제어 시스템(machine control system)에라도 통합될 수 있게 한다.
기어 모터(34)는 쓰레드 스핀들(threaded spindle, 33)에 부착될 수 있다. 쓰레드 스핀들(33)은 기어 모터(34)에 의해 발생된 움직임을 전달할 수 있다. 쓰레드 스핀들(33)은 하나의 말단 단부에서 스핀들 너트(32)에 부착될 수 있다. 움직임 제어 유닛(36)이 제공될 수 있어서 줌 균질기(zoom homogenizer, 10)의 요소들중 일부의 움직임을 제어하며, 예를 들어 기어 모터(34)를 제어한다. 예를 들어, 유압 펌프, 선형 액튜에이터 또는 전기 모터와 같은 일부 다른 사양들이 가능할지라도, 기어 모터(34)의 위치 또는 속도는 서보(servo)와 같은 어떤 유형의 장치를 이용하여 제어될 수 있다.
도 3a 및 도 3b 는 레이저 비임 스폿의 상이한 특정 형상들의 예를 도시한다. 이전에 언급된 바와 같이, 레이저 비임 스폿들의 다양한 크기 및 비율들이 제공될 수 있으며, 따라서 광범위의 다양한 형상들을 가지는 매우 특정적이고 정확한 기하 형태의 형성이 달성될 수 있다. 결과적으로, 예를 들어 상이한 만곡, 상이한 크기(길이, 폭 및 높이)를 가지는 거의 그 어떤 소망의 기하 형상이라도 제공될 수 있다.
예를 들어 도 3a 는 상이한 공지 형상의 직사각형, 원형 및 사변형을 도시한다. x 방향 및 y 방향은 독립적이고 연속적으로 변화될 수 있다. 스폿 변화(spot variation)는 x 방향 및 y 방향 양쪽에서 8 mm 내지 200 mm 사이일 수 있다. x 방향 및 y 방향 양쪽에서의 변화는 모터에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어, 브러쉬리스 DC-서보 모터에 의해 수행될 수 있다. 레이저 비임은 고온을 측정하는 온도계의 이용을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 열간 스탬핑 구성체의 필요한 소프트 영역들의 온도를 평가하도록 파이로미터(pyrometer)를 이용함으로써, 온도는 소망의 범위내에서 유지될 수 있다.
레이저가 구성체를 따라서, 그리고 처리되어야 하는 구성체의 다양한 부분들 사이에서 움직일 때, 스폿은 소프트 영역을 형성하는데 필요한 크기 및 형상을 가지도록 조절될 수 있다.
도 3b 는 도 3a 의 형상들을 조합함으로써 단일의 통과에서 얻어질 수 있는 보다 복합적인 형상을 도시하며, 즉, 일부 예에서, 레이저 비임의 적용 동안에, 레이저 스폿의 형상 및 크기가 변화될 수 있다. 온도 측정들에 따라서 레이저의 파워를 제어함으로써, 레이저 스폿에서의 큰 변화에도 불구하고 일관된 열 처리가 획득될 수 있다.
본 발명자들이 밝혀낸 바에 따르면, 레이저 비임의 스폿을 x 방향 및 y 방향 양쪽에서 변화시키면서, 5 mm/s 내지 100 mm/s 사이의 이송 레이저 전진 속도 및 1 kW 내지 10 kW 사이의 파워, 선택적으로는 2.3 kW 내지5.5 kW 사이의 파워를 가진 레이저 비임이 특히 우수한 결과로 이어진다.
비록 다수의 실시예들이 여기에 개시되었지만,다른 대안, 변형, 사용 및/또는 등가예가 가능하다. 더욱이, 개시된 실시예의 모든 가능한 조합들도 포함된다. 따라서, 본 발명의 범위는 특정의 실시예에 의해서 한정되지 않고, 다음의 청구 범위에 의해서만 판단되어야 한다.
21. 구성체 26. 구성체
23. 24. 소프트 영역

Claims (13)

  1. 열간 형성 다이 퀀칭(hot forming dye quenching)에 의하여 열간 스탬핑 구성체를 제공하는 단계;
    마이크로구조(microstructure)가 변화되어야 하는 열간 스탬핑 구성체의 제 1 부분 및 제 2 부분을 선택하는 단계로서, 제 1 부분의 폭이 제 2 부분의 폭과 상이한, 제 1 부분 및 제 2 부분의 선택 단계;
    레이저 비임을 발생시키기 위한 레이저 소스(laser source) 및 하나 이상의 광학 요소들을 포함하는, 레이저 시스템을 제공하는 단계;
    레이저 시스템을 이용하여 열간 스탬핑 구성체의 마이크로구조를 변화시키도록, 단일의 통과(single pass)로써 선택된 제 1 부분 및 제 2 부분으로 레이저 비임을 적용하면서, 레이저 시스템을 구성체의 길이를 따라서 움직이는 단계;를 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법으로서,
    레이저 비임 스폿 크기는 레이저 비임의 적용 동안에 조절되고 제 1 부분 및 제 2 부분의 폭들에 적합화되고, 레이저 비임의 파워는 열간 스탬핑 구성체의 결정된 부분들에서 측정된 온도에 기초하여 조절되며, 제 1 부분은 충돌 에너지를 흡수하기 위한 소프트 영역(soft zone)이고, 제 2 부분은 후기 작동(post-operation)에서 이용되는 부분인, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 부분은 플랜지 또는 리벳팅 영역인, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    열간 스탬핑 구성체의 제 1 부분 및 제 2 부분을 선택하는 단계는 열간 스탬핑 구성체의 충돌 시험을 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    열간 스탬핑 구성체의 제 1 부분 및 제 2 부분을 선택하는 단계는 열간 스탬핑 구성체의 시뮬레이션 테스트 수행을 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 비임의 적용 단계는 레이저 비임 스폿의 폭을 8 mm 내지 180 mm 사이에서 조절하고, 레이저 스폿의 높이를 8 mm 내지 180 mm 사이에서 조절하는 것을 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 비임의 적용 단계는 광학 요소들에 작용하는 연속 모터를 이용한 레이저 비임 스폿의 크기 조절을 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 비임의 적용 단계는 1 kW 내지 10 kW 사이의 파워, 선택적으로는 2.3 kW 내지 5.5 kW 사이의 파워를 가진 레이저 비임의 사용을 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 비임의 적용 단계는 5 mm/s 내지 100 mm/s 사이의 전진 속도를 가진 레이저 시스템의 이용을 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 비임의 적용 단계는 열간 스탬핑 구성체의 결정된 부분들에서의 온도를 측정하는 광학 파이로미터(optical pyrometer)의 사용을 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    선택된 부분들의 마이크로구조를 변화시키는 단계는 열간 스탬핑 구성체의 선택된 부분들을 따른 일정한 온도의 유지를 포함하는, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 비임 스폿의 형상은 실질적으로 사각형인, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
    레이저 비임 스폿의 형상은 실질적으로 원형인, 열간 스탬핑 구성체들(hot-stamped components)의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 획득 가능한 구성체.
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