KR20180115758A - 진공 나이프 툴 - Google Patents

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Abstract

피륙 또는 필름 등의 재료의 절단은 그 재료를 손상시킬 수 있다. 절단 결과를 향상시키도록 나이프 에지 근처에서 진공압을 이용하는 툴이 제공된다. 진공압은 그 툴의 베이스 부분을 통과하며, 툴은 코어 부분의 인서트 둘레로 연장하는 하나 이상의 개구에 진공압을 분배하는 데에 유효한 오목부를 구비한다. 하나 이상의 개구는 나이프 에지와 인서트 부분 사이의 공극과 정렬되어, 그 공극이 진공압을 툴을 통해 나이프 에지로 전달할 수 있게 한다. 그러면, 기계 혼이 재료를 나이프 에지에서 절단하여 그 재료를 다른 재료와 결합할 수 있다.

Description

진공 나이프 툴
양태들은 진공 지원 툴(vacuum-assisted tool)로 재료를 절단하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
다른 재료와의 접합을 위해 재료를 절단하는 것이 통상 신발류 및 의류 등의 물품의 제조에 통상 이용되고 있다. 하지만, 재료의 절단은, 절단면이 접촉되는 표면에 적용된 그래픽 요소가 있거나 하는 등의 경우, 재료를 손상시킬 수 있다. 게다가, 절단된 재료를 다른 재료와 결합하는 경우, 접합 프로세스에서 다수의 결함이 도입될 수 있다. 예를 들면, 절단된 재료는, 절단 프로세스의 결과로 차원적(dimensionally)으로 만곡되어, 공기가 절단된 재료와 접합될 재료 사이에 갇힐 수 있으며, 그 절단된 재료는 다른 재료와 접합되는 동안에 정렬 상태에서 벗어날 수도 있다.
본 발명의 양태들은, 결함, 변형 및 기타 원하지 않는 결과를 감소시키는 방식으로 재료를 다른 재료와의 결합을 위해 절단하는 시스템 및 방법을 제공한다. 예를 들면, 신발류 또는 의류 물품의 제조 중에, 제1 재료가 제2 재료와 결합(예를 들면, 접합)되어, 제2 재료에 기능적 및/또는 미적 개선을 제공할 수 있다. 일례는, 제1 재료로부터 절단되어 제2 재료에 접합되는 데칼(decal) 또는 로고의 적용을 포함한다. 전통적 툴링은 제1 재료의 절단 에지에서 도료의 박리, 결합되고 난 후에 제1 및/또는 제2 재료의 말림(예를 들면, 오목 또는 볼록 곡률), 및 제1 재료와 제2 재료 사이에 갇힌 공기의 결과로서 접합부에서의 결함을 야기할 수 있다. 따라서, 제공되는 시스템 및 방법은 진공압의 통합적 사용을 가능하게 하는 구조를 갖는 진공 지원 절단 툴을 이용함으로써 제1 재료의 개선된 절단을 허용한다. 본 개요는 이하에서 극히 상세하게 제공되는 방법 및 시스템의 범위를 제한하는 것이 아니라 이해시키기 위해 제공된다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 진공 지원 절단 툴을 도시하며,
도 2는 본 발명의 양태에 따른 도 1의 툴의 분해도를 도시하며,
도 3은 본 발명의 양태에 따른 절단선 3-3을 따라 취한 도 1의 툴의 단면 사시도를 도시하며,
도 4는 본 발명의 양태에 따른 도 3의 단면도의 분해도를 도시하며,
도 5는 본 발명의 양태에 따른 절단선 3-3을 따라 취한 도 1의 툴의 단면 입면도를 도시하며,
도 6은 본 발명의 양태에 따른 도 5의 영역 6으로부터의 나이프 에지의 확대도를 도시하며,
도 7은 본 발명의 양태에 따른 진공 지원 절단 툴 및 용접 시스템을 도시하며,
도 8은 본 발명의 양태에 따른 진공 지원 절단 툴로 제조하는 방법의 흐름도를 도시한다.
본 발명의 양태들은, 결함, 변형 및 기타 원하지 않는 결과를 감소시키는 방식으로 재료를 다른 재료와의 결합을 위해 절단하는 시스템 및 방법을 제공한다. 예를 들면, 신발류 또는 의류 물품의 제조 중에, 제1 재료가 제2 재료와 결합(예를 들면, 접합)되어, 제2 재료에 기능적 및/또는 미적 개선을 제공할 수 있다. 일례는, 제1 재료로부터 절단되어 제2 재료에 접합되는 데칼(decal) 또는 로고의 적용을 포함한다. 전통적 툴링은 제1 재료의 절단 에지에서 도료의 박리, 결합되고 난 후에 제1 및/또는 제2 재료의 말림(예를 들면, 오목 또는 볼록 곡률), 및 제1 재료와 제2 재료 사이에 갇힌 공기의 결과로서 접합부에서의 결함을 야기할 수 있다. 따라서, 제공되는 시스템 및 방법은 진공압의 일체적 사용을 가능하게 하는 구조를 갖는 진공 지원 절단 툴을 이용함으로써 제1 재료의 개선된 절단을 허용한다.
제1 양태에서, 코어 부분 및 나이프 부분을 포함하는 진공 지원 절단 툴이 제공된다. 코어 부분은 상면 및 그 반대측의 저면을 갖는 코어 플랜지를 포함한다. 또한, 코어 부분은 코어 플랜지를 통과해 연장하는 하나 이상의 코어 플랜지 개구를 포함한다. 추가로, 코어 부분은 코어 플랜지 상면으로부터 인서트 상면까지 연장하는 인서트를 포함한다. 나이프 부분은 나이프 플랜지와 나이프 에지를 포함한다. 나이프 에지는 나이프 부분의 절단용 둘레부(cutting perimeter)를 형성한다. 또한, 나이프 부분은 나이프 에지가 인서트 개구 구멍(insert aperture opening)을 획정하도록 나이프 부분을 통과해 나이프 플랜지 저면에서부터 나이프 에지까지 연장하는 인서트 개구(insert aperture)를 포함한다. 인서트 개구는, 코어 부분의 인서트를 수용하는 한편, 나이프 에지로부터 인서트 개구를 통해 그리고 하나 이상의 플랜지 개구를 통해 진공압의 유체 전달을 허용하도록 구성된다.
다른 양태는, 제1 및 제2 재료를 절단하고 결합하도록 용접 시스템과 통합된 진공 지원 절단 툴을 제공한다. 예를 들면, 진공 지원 절단 툴은 마찬가지로 코어 부분을 포함하고, 이 코어 부분은 코어 플랜지를 관통하는 하나 이상의 코어 플랜지 개구를 구비하고 또한 코어 플랜지부터 인서트 상면까지 연장하는 인서트를 구비한다. 진공 지원 절단 툴은 또한 나이프 부분을 포함하고, 이 나이프 부분은, 코어 부분의 인서트 둘레로 그리고 그 인서트를 지나 연장하여 코어 부분의 인서트로부터 이격되도록 된 나이프 에지를 구비하여, 나이프 부분과 코어 부분 간의 유체 전달을 허용하도록 된다. 그 시스템은 또한 진공 지원 절단 툴과 유체 연통하게 결합된 진공 소스를 포함한다. 추가로, 그 시스템은 인서트 상면에서 나이프 부분 내에 수용되도록 위치 및 크기 설정된 용접 혼을 포함한다.
진공 지원 절단 툴을 이용하여 제1 재료를 절단하여 제2 재료와 고정시키는 방법이 제공된다. 예시적인 방법에서, 제1 재료는 진공 지원 절단 툴 위에 배치된다. 예를 들면, 제1 재료는 그래픽(예를 들면, 로고)의 컬렉션을 포함할 수 있고, 이 컬렉션은 진공 지원 절단 툴에 의해 제거될 특정 그래픽을 갖는다. 이 방법에서, 진공 지원 절단 툴은 상기한 바와 같이 제공되는 등의 오목한 인서트를 둘러싸는 나이프 에지를 포함한다. 그 방법은 진공압이 제1 재료에서 나이프 에지와 인서트 사이를 통과하도록 나이프 에지에 위치한 제1 재료에 진공압을 인가하는 단계로 이어진다. 진공압은, 제1 재료와 인서트 상면 사이의 공기를 배기하고 또한 제1 재료를 후속 프로세스를 위해 적절한 위치에 고정시키는 데에 유효하다. 그 방법은, 혼이 제1 재료를 나이프 에지로부터 오목한 인서트를 향해 가압하게 하는 등에 의해 제1 재료를 나이프 에지에서 절단하는 단계로 이어진다. 그 방법은 또한 나이프 에지 사이에 유지되고 인서트에 의해 지지된 제1 재료 위에 제2 재료를 배치하는 단계; 및 제2 재료와 제1 재료를 혼과 인서트 사이에 압착하는 단계로 이어질 수 있다. 그 압착은, 예시적인 양태에서 제1 재료와 제2 재료 간의 용접을 야기하도록 혼을 통해 전달된 초음파 진동과 조합될 수 있다.
진공 지원 절단 툴의 이해를 더욱 높이고 확장시키도록 본 명세서에서는 추가적 시스템, 구성 및 방법이 제공될 것이다.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 진공 지원 절단 툴(100)을 도시한다. 편의상, "진공 지원 절단 툴(100)"은 이하에서 "툴(100)"로서도 지칭한다. 툴(100)은 예시적인 양태에서 나이프 부분(102), 코어 부분(202) 및 베이스 부분(302)을 포함한다. 하지만, 인서트 부분이 초음파 용접기 등의 제조 기계에 직접 고정되어 그 기계의 일부분이 베이스 부분으로서 기능하는 경우 등의 예시적인 양태에서는 베이스 부분(302)이 생략될 수 있다는 점도 고려된다. 추가로, 특정 구성(예를 들면, 사이즈, 형상, 배향)이 본 명세서에서 예시되고 있지만, 이는 사실상 예시이지 보호 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, 직사각형 형상이 나이프 에지(104)에 의해 형성되지만, 로고, 데칼 또는 기타 디자인을 나타내는 형상 등의 임의의 형상이 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 이하에서 제공하는 바와 같이, 나이프 에지(104)로부터 인서트(206)의 상면의 오목한 정도 등의 기타 치수는 수정될 수도 있다. 이 리세스는, 충분한 절단을 보장하면서도 제1 재료와 그 위에 놓인 제2 재료 간의 충분한 압착을 제공하여 초음파 용접 또는 기타 수단에 의한 결합을 달성하도록 나이프 에지(104)에 의해 절단될 제1 재료의 두께에 의존하여 변경될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 툴(100)의 분해도를 도시한다. 나이프 부분(102)은 상면(116)과 그 반대측의 저면(118)을 갖는 나이프 플랜지(114)를 포함한다. 게다가, 나이프 에지(104) 위로 연장하는 나이프 에지(104)는, 나이프 플랜지 상면(116)으로부터 돌출하는 외면(110)과 인서트 개구 표면(108)으로부터 경사지게 연장하는 내부 나이프 표면(112)으로 형성된다. 도 6과 관련하여 논의하는 바와 같이, 원하는 결과를 달성하도록 하나 이상의 각도 옵션이 실시될 수도 있다. 나이프 에지(104)는 나이프 부분(102)을 통과해 저면(118)에서부터 나이프 에지(104)까지 연장하는 인서트 개구(106)를 적어도 부분적으로 획정한다. 본 명세서에서 입증되는 바와 같이, 인서트 개구(106)는 코어 부분(202)의 인서트(206)가 나이프 부분(102)의 적어도 일부분을 통과해 연장할 수 있게 한다.
코어 부분(202)은 상면(210)과 그 반대측의 저면(212)을 갖는 코어 플랜지(204)를 포함한다. 코어 플랜지(204)는 또한 코어 플랜지(204)를 통과해 상면(210)에서부터 저면(212)까지 연장하는 하나 이상의 코어 플랜지 개구(214)를 포함한다. 코어 플랜지 개구(214)는 진공압을 코어 플랜지(204)를 통과해 인서트(106)와 인서트 개구 표면(108) 사이의 공간으로 보내는 도관을 제공한다. 코어 부분(202)은 또한 코어 플랜지 상면(210)으로부터 그 상면(208)까지 연장하는 인서트(206)를 포함한다. 인서트(206)는 인서트 개구(106)를 통과하여 나이프 에지(104) 아래에 오목하게 배치되도록 구성된다. 상면(208)은 하나 이상의 재료를 함께 결합하는 등을 위해 그 재료들을 압착하는 기계 혼(예를 들면, 초음파 용접 혼)에 대한 지지면으로서 기능할 수 있다. 예시적인 양태에서, 상면(208)은 중실의 비다공질 표면이며, 이는 제1 재료에 대해 진공 밀봉을 가능하게 하고 제1 재료의 압착 중에 형성되는 표면 결함을 억제한다. 코어 부분(202)은 또한 O링 또는 개스킷 등의 시일을 유지하도록 구성된 시일 채널(216)을 포함한다.
베이스 부분(302)은 상면(304)과 그 반대측의 저면(306)을 포함한다. 베이스 부분(302)은 또한 상면(304)의 오목부(312)를 포함한다. 오목부(312)는 립(314) 및/또는 시일 채널(316)에 의해 획정될 수도 있다. 오목부(312)는 진공 포트(310)와 하나 이상의 코어 플랜지 개구(214) 간의 유체 연통을 허용한다. 진공 포트(310)는 베이스 부분(302)을 통해 연결 포트(308)와 유체 연통하게 결합된다. 진공압 소스가 베이스 부분(302)과 유체 연통하게 결합되어(예를 들면, 호스 또는 튜브에 의해 연결되어), 진공압이 진공 포트(310)를 통과해 오목부(312)를 가로질러 하나 이상의 코어 플랜지 개구(214)를 지나, 그리고 인서트(206)와 인서트 개구 표면(108) 사이를 통해 나이프 에지(104)로 전달되어, 이하의 도면에서 도시하는 예시적인 양태에서 제1 재료와 인서트 상면(208) 사이의 공기를 배기시키도록 될 수 있다.
툴(100)은 나이프 에지(104)에 절단 에지를 제공하여, 초음파 용접 혼 등의 혼이 혼 단부와 나이프 에지(104) 사이에서 제1 재료를 압착하고 있을 때, 제1 재료가 나이프 에지(104)에 의해 제공되는 형상으로 절단되게 한다. 제1 재료의 절단된 부분은 툴(100)을 통해 전달된 진공압에 의해 인서트(206)의 상면(208)에 유지된다. 그 진공압은, 제1 재료를 제2 재료와 접합할 때 변형을 야기할 수 있는 제1 재료와 인서트(206) 사이에 갇힌 공기를 제거한다. 마찬가지로, 진공압은, 진공압이 없는 나이프 에지(104)의 구성에 의해 발생할 수 있는, 제1 재료가 인서트 상부면(208)으로부터 떨어지게 볼록해지는 것(예를 들면, 외측으로 굴곡되는 것)을 방지한다. 이와 같이 떨어지게 볼록해지는 것은, 제2 재료를 결합을 위해 제1 재료 상에 배치할 때에 요철을 야기할 수 있다. 인서트의 중앙 위치와는 대조적으로 나이프 에지 근처에 진공압을 배치함으로써, 예시적인 양태에서는 진공압이 제1 재료의 중앙 영역과는 대조적으로 에지에 근접하기 때문에 제2 재료에 접합할 때에 제1 재료에 대한 결함을 보다 적게 할 수 있다.
나이프 부분(102), 코어 부분(202) 및 베이스 부분(302)은 예시적인 양태에서는 서로 고정되게 결합될 수 있다. 예를 들면, 인서트(206)는 나이프 에지(104)에 대해 고정되고 이동 불가능한 위치에 유지될 수 있다. 이러한 고정된 배치는 초음파 용접이 그 근처에서 발생할 수 있는 고정되고 강건한 상면(208)을 제공할 수 있다. 따라서, 상이한 오목한 높이가 상이한 재료 두께(예를 들면, 상이한 제1 재료)에 대해 선택되기 때문에, 코어 부분(202)은, 상면(210)으로부터 상이한 높이를 갖는 상이한 인서트가 구현될 수 있도록 툴(100)로부터 교체될 수 있다. 툴(100)의 모듈형 구조는, 나이프 부분(102)이 무뎌진 경우에 나이프 부분(102)의 교체 또는 다른 인서트(206)가 이용될 경우에 코어 부분(202)의 교체 등의 교환성을 가능하게 한다. 툴(100)의 다양한 부분들은 기계적 체결구(예를 들며, 볼트), 용접 등에 의해 고정될 수 있다. 그 부분들은 강, 알루미늄 등의 통상의 공구 및/또는 다이 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 예시적인 양태에서 나이프 부분(102)은, 코어 부분(202) 및/또는 베이스 부분(302)을 형성하는 데에 이용된 재료보다 긴 지속 기간 동안 나이프 에지를 유지하도록 경화 합금 공구강으로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 양태에 따른 도 1의 절단선 3-3을 따라 취한 툴(100)의 단면 사시도를 도시한다. 이하의 도 5에서 가장 잘 확인할 수 있는 바와 같은 연결 포트(308)로부터 베이스 부분(302)의 오목부로 연장하는 채널을 확인할 수 있다. 도 3의 단면도의 분해도가 도 4에 도시되어 있다.
도 5는 본 발명의 양태에 따른 도 1의 절단선 3-3을 따라 취한 툴(100)의 단면 입면도를 도시한다. 도시한 바와 같이, 진공압이 연결 포트(308)를 통해 진공 포트(310)로 보내질 수 있다. 진공 포트(310)에서, 진공압은 오목부(312)에 의해 하나 이상의 코어 플랜지 개구(214)로 보내진다. 진공압은 시일(예를 들면, O링)이 그 내에 배치된 시일 채널(316)에 의해 밀봉된다. 진공압은 하나 이상의 코어 플랜지 개구(214)를 경유해 코어(202)를 통과한다. 이어서, 진공압은 인서트(206)의 표면(207)과 인서트 개구 표면(108) 사이의 나이프 부분을 통과한다. 나이프 부분(102)의 인서트 개구와 인서트(206) 사이의 공간은 공간(209)으로서 나타낸다. 공간(209)은 인서트(206) 주위에 일정하게 유지될 수 있거나, 임의의 높이 또는 위치로 달리할 수도 있다. 공간(209)은 인서트(206)와 인서트 개구 표면(108) 사이에 예시적인 양태에서 0.01밀리미터(mm) 내지 2mm의 오프셋을 가질 수 있다. 달리 말하면, 공간(209)은 나이프 에지에서 인서트 상면(208)에 상응하지만 그 보다 큰(예를 들면, 넓은) 형상을 갖는 인서트 개구로부터 초래된다. 또한, 나이프 에지(104) 및 인서트 상면(208)에서부터의 오목 높이(recess height)가 도시되어 있다. 그 오목부는 예시적인 양태에서에서 0.01mm 내지 10mm의 거리를 가질 수 있다. 논의하는 바와 같이, 그 오목부는 보다 두꺼운 재료에 대해 증가되고 보다 얇은 재료에 대해 감소될 수 있다. 마찬가지로, 오목부는 재료의 압축성에 기초하여 조절될 수도 있다.
하나 이상의 코어 플랜지 개구(214)가 인서트(206)의 둘레부 주위에서 공간(209)의 소정 거리 내에 배치되어, 코어 부분(202)에서부터 나이프 부분(102)으로의 진공압의 전달을 가능하게 하도록 된다. 코어 플랜지 개구의 개수는 인서트 개구의 형상에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 예시적인 양태에서 적어도 하나의 코어 플랜지 개구가 인서트(206)의 각 주요 표면에 대해 존재할 수도 있다는 점도 고려된다. 시일 채널(216)은 코어 부분(202)과 나이프 부분(102) 사이에서의 의도하지 않은 압력 손실을 방지한다.
도 6은 본 발명의 양태에 따른 도 5의 영역 6으로부터의 나이프 에지(104)의 상세도를 도시하며, 나이프 부분(102)은 외부 표면(110)과 내부 나이프 표면(112) 간의 교차부로 나이프 에지(104)를 형성하여, 경사진 나이프 에지를 형성한다. 내부 나이프 표면(112)은 인서트 개구 표면(108)으로부터 경사지게 오프셋되어, 나이프 에지(104)가 인서트 개구 표면(108)에 의해 부분적으로 형성된 공간(209)으로부터 오프셋되도록 된다. 이러한 측방향 오프셋은 예시적인 양태에서 절단된 제1 재료가 공간(209)과 맞물려 제1 재료와 툴(100) 사이에 진공 시일을 형성할 수 있게 한다. 또한, 예시적인 양태에서, 경사진 나이프 에지는 인서트 개구 표면(108)과 수직한 외부 표면(110)의 교차부로 형성된 에지보다 제1 재료의 표면 박리가 덜하게 한다.
도 7은 본 발명의 양태에 따른 진공 지원 절단 툴 및 용접 시스템(700)을 도시한다. 이 시스템은 혼(702), 지지면(704), 도 1 내지 도 6의 툴(100), 조명(706) 및 진공 표면(708)을 포함한다. 추가로, 예시를 위해 본 발명의 양태에 따른 예시적인 제1 재료(710)와 예시적인 제2 재료(712)가 도시되어 있다.
혼(702)은 제1 재료(710)에 압축력을 제공한다. 제1 예에서, 혼(702)은 제1 재료(710)를 더 큰 재료 부분으로부터 절단하도록 툴(100)의 나이프 에지에 대고 제1 재료(710)를 압축하는 데에 유효하다. 이 작업에서, 혼(702)은 유압, 공압 또는 기타 기계적 수단을 통해 적어도 Z-축선(도 7에 도시)으로 이동할 수 있다. 혼(702)의 말단부는 툴(100)의 나이프 내에 수용되도록 크기 설정되거나, 툴(100)의 나이프 에지 위에 수용되고 그 나이프 에지를 덮도록 크기 설정될 수 있다. 예를 들면, 혼(702)의 말단부는 편평하여, 툴(100)의 나이프 에지의 모든 위치에서 나이프 에지와 접촉하여, 재료를 통한 완전한 절단을 보장하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 공통의 혼(702)이 다양한 나이프 에지 구성에 이용될 수 있다. 제2 예는, 예시적인 양태에서 전단형 절단을 유발하도록 툴(100)의 나이프 에지(104)의 경계 내에 수용되도록 구성된 혼(702)의 말단부를 포함한다.
혼(702)은 또한 혼(702)이 초음파 에너지를 제1 재료(710) 및 제2 재료(712)로 전달되어 초음파 용접부가 그 두 재료 사이에 생성될 수 있게 하는 초음파 발생기와 결합되는 것도 고려된다. 예를 들면, 아래의 도 8에서 논의하는 바와 같이, 제1 재료(710)를 보다 큰 재료 소스로부터 절단하도록 혼(702)이 제1 재료(710)에 압축력을 인가하는 것에 후속하여, 인서트 상면에 대고 인서트 개구 내에 제1 재료(710)를 유지하는 툴(100) 위에 제2 재료(712)가 배치될 수 있다. 이어서, 혼(702)은 층을 이룬 제1 재료(710)와 제2 재료(712)에 압축력을 인가하면서 그 층을 이룬 재료들에 초음파 에너지를 전달할 수 있다. 그 층을 이룬 재료는 인서트의 상면에 의해 지지된다. 이러한 배치는 두 층을 함께 결합하는 데에 유효하다.
대안적으로 또는 추가적으로, 혼(702)이 층을 이루는 재료들에 열에너지를 전달하는 데에 유효할 수도 있다는 점도 고려된다. 예를 들면, 본 예에서 혼(702)에 의해 제공되는 열에너지에 의해 활성화될 수 있는 열 활성화 접착제(예를 들면, 폴리우레탄 필름)가 제1 재료(710)와 제2 재료(712) 사이에 배치될 수도 있다는 점이 고려된다. 게다가, 접착제 등의 다른 접합제가 제1 재료(710)와 제2 재료(712) 사이에 배치되어, 혼(702)에 의한 단순한 압축력의 인가가 그 사이의 접합을 보장하도록 할 수도 있다는 점도 고려된다.
조명(706)은 정렬 보조 기구로서 고려된다. 예를 들면, 조명(706)은 배면 조명 투시(backlighting perspective)로부터 나이프 에지를 조명하는 데에 유효하도록 하는 것도 고려된다. 예를 들면, 조명(706)은 지지면(704) 아래에 배치되어, 재료가 지지면(704) 상의 툴(100)에 배치되는 경우, 그 조명(706)이 재료와 툴(100)을 조명하도록 될 수도 있다. 이러한 조명은 광이 재료를 통과해 재료의 툴에 면한 측에서부터 혼(702)에 면한 측으로 투과되기 때문에 재료의 시각적 정렬을 가능하게 한다. 광이 나이프 에지에서 차단될 때, 나이프 에지에서의 콘트라스트 변화는 재료에 대한 나이프 에지의 위치에 관한 시각적 표시를 재료를 통해 제공한다. 따라서, 그 재료를 특정 위치에서 절단하고자 한다면, 그 정렬은 조명(706)의 배면 조명 효과에 의해 달성될 수 있다. 조명(706)은 발광 다이오드 등의 임의의 광원일 수 있다.
진공 소스(708)는 진공 발생기이다. 진공은 공압 물품(예를 들면, 코안다, 벤츄리) 또는 기계적 수단을 통해 생성될 수 있다. 진공 소스(708)는 호스 또는 튜브 등에 의해 툴(100)과 유체 연통하게 결합된다. 진공압은 전술한 바와 같이 툴의 베이스 부분과 결합될 수 있다. 진공 소스(708)는 단속적으로 작동하거나 계속해 작동할 수도 있다.
제1 재료(710)는 피륙, 포옴, 가죽 또는 필름 등의 임의의 재료일 수 있다. 예를 들면, 제1 재료(710)는 그래픽이 인쇄, 엠보싱, 또는 자수 등에 의해 형성된 편직 또는 직조 기재일 수 있다. 예를 들면, 제1 재료(710)는 예시적인 양태에서 태그 또는 기타 라벨일 수 있다. 또한, 제1 재료는 설포 요소 등의 신발류 물품의 일부분 상에 부착하도록 된 라벨일 수 있다. 하지만, 추가적 물품 및 위치가 본 명세서에서 제공하는 범위 내에 포함되며, 특정 실시를 제한하지 않는다. 제2 재료(712)는 피륙, 필름, 포옴, 가죽 등의 임의의 재료일 수 있다. 예를 들면, 제2 재료(712)는 폴리머계 재료로 형성된 편직 또는 직조 재료일 수 있다. 예시적인 양태에서, 제1 재료(710)와 제2 재료(712)는 예시적인 양태에서 혼(702)을 이용하여 그 재료들을 함께 결합하도록 초음파 용접에 반응하는 재료들이다.
도 8은 본 발명의 양태에 따른 진공 지원 절단 툴로 제조하는 방법(800)의 흐름도를 도시한다. 블록(802)에서, 제1 재료가 진공 지원 절단 툴 위에 배치된다. 예를 들면, 로고가 마련된 재료가 로고가 진공 지원 절단 툴을 향하도록 배치될 수 있다. 이는 제1 재료가 제2 재료에 고정되고 난 후 툴 내에서 제1 재료를 재배치해야할 필요 없이 로고가 노출될 수 있게 한다. 그러한 배치는 툴에 위치한 재료에 배면 조명을 비추도록 광원을 활성화시킴으로써 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 배면 조명은 툴에 대한 재료의 시각적 정렬을 가능하게 한다.
블록(804)에서, 제1 재료는 툴의 나이프 에지로 절단된다. 예를 들면, 혼이 압축력을 툴을 향해 재료에 인가할 수 있다. 그 힘이 가해짐에 따라, 나이프 에지는 큰 재료 소스로부터 제1 재료를 절단한다. 앞서 제시한 바와 같이, 혼은, 그 혼이 나이프 에지의 전체(실질적으로 전체)에 위치한 제1 재료에 압축력을 제공할 수 있도록 나이프 에지 위에 배치될 수 있다.
블록(806)에서, 진공압이 제1 재료에 인가된다. 진공압은 도 1 내지 도 5에서 논의한 바와 같이 툴을 통해 인가된다. 진공압은 절단 품질을 향상시키고 그 재료를 절단을 위한 세팅 위치에 유지한다. 진공압은 툴을 통해 연속적으로 또는 필요에 따라 인가될 수 있다. 예를 들면, 진공압은 제1 재료를 툴과 정렬시키는 동안에는 생략되고 제1 재료가 절단되고 나면 인가될 수 있다. 대안적으로, 진공압은 예시적인 양태에서 제1 재료를 정렬한 후 제1 재료를 절단하기 전에 인가될 수도 있다.
블록(808)에서, 제1 재료가 나이프 에지 사이에 유지되고 툴의 인서트에 의해 지지되고 있을 때에 제2 재료가 제1 재료 위에 배치된다. 진공압은 절단된 제1 재료를 그러한 위치로 잡아당겨 그 위치에 제1 재료를 제거 가능하게 유지한다. 광원이 또한 제1 재료를 유지하는 툴에 대해 제2 재료를 정렬시키도록 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 시각적 및/또는 기계적 가이드가 툴에 대해 상대적으로 마련되어, 제2 재료(및/또는 제1 재료)의 정렬을 지원할 수도 있다.
블록(810)에서, 제2 재료와 제1 재료가 혼과 툴의 인서트 등의 툴 사이에서 압착된다. 이러한 압축은 블록(812)에서 제공되는 바와 같은 두 재료 간의 초음파 용접을 야기하도록 초음파 에너지에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, 앞서 제시한 바와 같이, 압축력은 접착제를 경화시키는 데에 이용될 수 있거나, 열에너지를 인가하여 열 활성화 접착제를 경화시킬 수도 있다.
이상으로부터, 본 발명이 상기한 모든 목표 및 과제는 물론 명백하고 또는 그 구조체에 고유한 기타 이점들을 달성하기에 꽤 적합한 것이라는 점을 알 수 있다.
소정 특징들 및 그 하위 조합이 효용성이 있고 기타 특징 및 그 하위 조합을 참조하지 않고 이용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이는 청구 범위의 보호 범위에 의해 고려되고 그 내에 포함된다.
특정 요소 및 단계들을 서로 연계하여 설명하였지만, 본 명세서에서 제공되는 임의의 요소 및/또는 단계들은 본 명세서에서 제공하는 보호 범위 내에 여전히 포함되면서도 명시적 제시에 관계없이 임의의 기타 요소 및/또는 단계와 조합 가능한 것으로 고려될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 수많은 가능한 실시예가 본 개시의 보호 범위로부터 벗어나지 않고 본 개시에 이루어질 수 있기 때문에, 본 명세서에 기재하고 첨부 도면에 도시한 모든 사안들은 한정의 의미로서가 아니라 예시로서 해석되어야 한다는 점을 이해할 것이다.
이하에 기재한 청구범위와 관련하여 본 명세서에서 사용하는 바와 같이 "중 임의의 항"이란 표현 및 그 표현의 유사한 변형은, 그 청구항들의 특징들이 임의의 조합으로 조합될 수 있도록 해석하고자 한 것이다. 예를 들면, 예시적인 청구항 4는 제1항 내지 제3항 중 임의의 항의 방법/장치를 나타낼 수 있으며, 이는 청구항 1과 청구항 4의 특징이 조합될 수 있고, 청구항 2와 청구항 4의 요소가 조합될 수 있고, 청구항 3과 청구항 4의 요소가 조합될 수 있고, 청구항 1, 청구항 2 및 청구항 4의 요소가 조합될 수 있고, 청구항 2, 청구항 3 및 청구항 4의 요소가 조합될 수 있고, 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3 및 청구항 4의 요소가 조합될 수 있거나, 및/또는 기타 변형이 가능하도록 해석되고자 한 것이다. 또한, "중 임의의 항"이란 표현 및 그 표현의 유사한 변형은 앞서 제시한 예들의 몇몇에 의해 나타낸 바와 같은 "중 임의의 한 항" 이란 표현 및 그 표현의 기타 변형을 포함하고자 한 것이다.

Claims (20)

  1. 진공 지원 절단 툴로서:
    코어 부분; 및
    나이프 부분
    을 포함하며, 상기 코어 부분은,
    상면 및 그 반대측의 저면을 갖는 코어 플랜지;
    상기 코어 플랜지를 통과해 상기 상면에서부터 상기 저면까지 연장하는 하나 이상의 코어 플랜지 개구; 및
    상기 코어 플랜지의 상면으로부터 인서트의 상면까지 연장하는 인서트
    를 포함하며, 상기 나이프 부분은,
    상면 및 저면을 갖는 나이프 플랜지;
    상기 나이프 부분의 절단용 둘레부(cutting perimeter)를 형성하는 나이프 에지; 및
    상기 나이프 부분을 통과해 상기 나이프 플랜지의 저면에서부터 나이프 에지까지 연장하는 인서트 개구
    를 포함하며, 상기 인서트 개구는, 상기 코어 부분의 인서트를 수용하는 한편, 상기 나이프 에지 근처로부터 상기 인서트 개구를 통해 그리고 상기 하나 이상의 플랜지 개구를 통해 진공압의 유체 전달을 허용하도록 구성되는 것인 진공 지원 절단 툴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 코어 플랜지 개구는 상기 나이프 부분의 인서트 개구와의 교차부에서 상기 코어 부분의 상면에 위치하는 것인 진공 지원 절단 툴.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인서트는 인서트 개구 높이보다 작은 높이를 가지며, 상기 인서트의 높이는 상기 코어 플랜지의 상면과 상기 인서트의 상면 사이이며, 상기 인서트 개구 높이는 상기 나이프 플랜지의 저부 에지와 상기 나이프 에지 사이인 것인 진공 지원 절단 툴.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지의 상면과 상기 인서트의 상면 사이에서 연장하는 제1 인서트 표면은 상기 인서트가 상기 인서트 개구 내에서 연장할 때 상기 인서트 개구의 제1 표면으로부터 이격되는 것인 진공 지원 절단 툴.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인서트의 상면은 중실 비다공질 표면인 것인 진공 지원 절단 툴.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코어 부분은 코어 시일을 더 포함하며, 이 코어 시일은 상기 코어 플랜지의 상면의 상기 하나 이상의 코어 플랜지 개구 둘레로 연장하는 것인 진공 지원 절단 툴.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코어 시일은 상기 인서트 둘레로 연장하는 것인 진공 지원 절단 툴.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 코어 시일은 O링인 것인 진공 지원 절단 툴.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나이프 에지는 나이프 부분 외부 표면과 나이프 부분 내부 나이프 표면 간의 교차부로 형성되며, 상기 내부 나이프 표면은 인서트 개구 표면으로부터 경사지게 오프셋되는 것인 진공 지원 절단 툴.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 내부 나이프 표면은 상기 나이프 플랜지의 상면에 수직한 평면으로부터 경사지게 오프셋되는 것인 진공 지원 절단 툴.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인서트의 상면은 상기 나이프 에지로부터 오목하게 된 것인 진공 지원 절단 툴.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인서트 개구는 상기 나이프 에지에서 상기 인서트 상면에 상응하지만 그 보다 큰 형상을 갖는 형상을 갖는 것인 진공 지원 절단 툴.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    베이스 부분을 더 포함하며, 이 베이스 부분은 베이스 상면과 그 반대측의 베이스 저면을 구비하며, 상기 베이스 상면은 상기 코어 플랜지의 저면과 결합되는 것인 진공 지원 절단 툴.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 베이스 부분은, 상기 베이스 상면의 진공 포트를 포함하며, 이 진공 포트는 오목부에서 상기 베이스 상면을 통과해 연장하는 것인 진공 지원 절단 툴.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어 플랜지의 저면의 상기 하나 이상의 코어 플랜지 개구는 상기 오목부에 위치하는 것인 진공 지원 절단 툴.
  16. 진공 지원 절단 툴 및 용접 시스템으로서:
    진공 지원 절단 툴로서, 이 진공 지원 절단 툴은,
    코어 플랜지를 통과해 연장하는 하나 이상의 코어 플랜지 개구를 구비하고 또한 상기 코어 플랜지부터 인서트의 상면까지 연장하는 인서트를 구비하는 코어 부분; 및
    나이프 에지를 구비한 나이프 부분으로서, 상기 나이프 에지는 상기 코어 부분의 인서트 둘레로 그리고 그 인서트를 지나 연장하여 상기 코어 부분의 인서트로부터 이격되어, 상기 나이프 부분과 상기 코어 부분 간의 유체 전달을 허용하도록 된 것인 나이프 부분
    을 포함하는 진공 지원 절단 툴;
    상기 진공 지원 절단 툴에 유체 연통하게 결합된 진공 소스; 및
    상기 인서트의 상면에서 상기 나이프 부분 내에 수용되도록 위치 및 크기 설정된 용접 혼
    을 포함하는 것인 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    광원을 더 포함하고, 이 광원은 상기 나이프 에지와 동일 또는 그 아래의 평면으로부터 상기 진공 지원 절단 툴에 광을 방사하도록 배치되는 것인 시스템.
  18. 진공 지원 절단 툴로 제조하는 방법으로서:
    진공 지원 절단 툴 위에 제1 재료를 배치하는 단계로서, 상기 진공 지원 절단 툴은 오목한 인서트를 둘러싸는 나이프 에지를 포함하는 것인 단계;
    상기 나이프 에지에 위치한 제1 재료에 진공압을 인가하는 단계로서, 상기 진공압은 상기 제1 재료에서 상기 나이프 에지와 상기 인서트 사이를 통과하는 것인 단계;
    상기 제1 재료를 상기 나이프 에지에서 절단하는 단계로서, 혼이 상기 제1 재료를 상기 나이프 에지로부터 상기 오목한 인서트로 가압하는 것인 단계;
    상기 나이프 에지 사이에 유지되고 상기 인서트에 의해 지지된 상기 제1 재료 위에 제2 재료를 배치하는 단계; 및
    상기 제2 재료와 상기 제1 재료를 상기 혼과 상기 인서트 사이에 압착하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 재료와 상기 제2 재료를 압착하는 상기 혼에 의해 상기 제2 재료와 상기 제1 재료를 초음파 용접하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 나이프 에지와 접촉한 상기 제1 재료의 표면에 조명하는 광원에 의해 상기 제1 재료와 상기 진공 지원 절단 툴을 정렬시키는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
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