KR20210108362A - 콘크리트 재료의 건식 가공을 위한 가공 세그먼트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 매트릭스 재료(44) 및 제1 경질 재료 입자(45)로 제조된 프로세싱 세그먼트(41)에 관한 것으로서, 제1 경질 재료 입자(45)는 규정된 입자 패턴에 따라 제1 매트릭스 재료(44) 내에 배열되고, 프로세싱 세그먼트(41)의 상단 표면(48)은 제1 경질 재료 입자(45)를 포함하는 프로세싱 영역(51) 및 제1 매트릭스 재료(44)로 제조된 매트릭스 영역(52)으로 분할된다. 프로세싱 영역(51)의 적어도 하나는, 400 ㎛보다 큰, 인접 매트릭스 영역(52)에 대한 돌출부(T1)를 갖는다.
Description
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 가공 툴을 위한 가공 세그먼트 및 청구범위 제8항의 전제부에 따른 그러한 가공 세그먼트를 갖춘 가공 툴에 관한 것이다.
코어 드릴 비트, 톱 블레이드, 연마 디스크, 및 컷-오프 그라인딩 체인과 같은, 가공 툴은, 관형, 디스크-형상 또는 환형 기본 본체에 부착되는 가공 세그먼트를 포함하고, 가공 세그먼트는 용접, 브레이징 또는 접착 본딩에 의해서 기본 본체에 연결된다. 가공 툴의 가공 방법에 따라, 코어 드릴링을 위해서 이용되는 가공 세그먼트는 드릴링 세그먼트로서 지칭되고, 톱 작업을 위해서 이용되는 가공 세그먼트는 톱 작업 세그먼트로 지칭되며, 연마 제거를 위해서 이용되는 가공 세그먼트는 연마 세그먼트로 지칭되고, 컷-오프 그라인딩을 위해서 이용되는 가공 세그먼트는 컷-오프 그라인딩 세그먼트로 지칭된다.
코어 드릴 비트, 톱 블레이드, 연마 디스크, 및 컷-오프 그라인딩 체인을 위한 가공 세그먼트가 매트릭스 재료 및 경질 재료 입자로부터 생산되고, 경질 재료 입자는 매트릭스 재료 내의 규정된 입자 패턴에 따라 무작위적으로 분포되거나 배열될 수 있다. 무작위적으로 분포된 경질 재료 입자를 갖는 가공 세그먼트의 경우에, 매트릭스 재료 및 경질 재료 입자가 혼합되고, 혼합물이 적절한 몰드 내로 주입되고 추가적으로 프로세싱되어 가공 세그먼트를 형성한다. 셋팅된 경질 재료 입자를 갖는 가공 세그먼트의 경우에, 그린 본체가 매트릭스 재료로부터 층으로 구축되고, 경질 재료 입자가 규정된 입자 패턴에 따라 배치된다. 가공 툴의 기본 본체에 용접되는 가공 세그먼트의 경우에, 가공 구역 및 중립 구역을 포함하는 구조물이 성공적인 것으로 입증되었다. 가공 구역은 제1 매트릭스 재료로부터 구축되고, 중립 구역은, 제1 매트릭스 재료와 상이한 제2 매트릭스 재료로부터 구축된다.
코어 드릴 비트, 톱 블레이드, 연마 디스크 또는 컷-오프 그라인딩 체인으로서 설계되고 콘크리트 재료의 습식 가공을 위해서 의도된 가공 툴은 콘크리트 재료의 건식 가공에서는 제한된 범위에서만 적합하다. 콘크리트 재료의 습식 가공에서, 연마 콘크리트 슬러지가 생성되고, 이는 가공 프로세스에 도움이 되고 가공 중에 가공 세그먼트의 자기-첨예화(self-sharpening)를 유도한다. 매트릭스 재료는 연마 드릴링 슬러지에 의해서 제거되고, 새로운 경질 재료 입자가 노출된다. 콘크리트 재료의 건식 가공에서, 가공 프로세스에 유리할 수 있는 연마 드릴링 슬러지가 형성되지 않을 수 있다. 경질 재료 입자가 조기에 무뎌지고 가공율이 저하된다. 콘크리트 슬러지의 결여로 인해서, 매트릭스 재료가 너무 서서히 마모되고 더 깊이 위치되는 경질 재료 입자가 노출될 수 없다. 알려진 습식 가공을 위한 가공 툴의 경우에, 매트릭스 재료 및 경질 재료 입자는 유사한 마모율을 갖는다.
본 발명의 목적은, 콘크리트 재료의 건식 가공을 가능하게 하는 가공 툴을 위한 가공 세그먼트를 개발하는 것에 있고, 가공 세그먼트는 가능한 한 큰 가공율 및 긴 서비스 수명을 갖도록 의도된다.
이러한 목적은, 독립적인 제1 청구항의 특징에 의해서 도입부에서 언급된 가공 세그먼트에 해당하는 본 발명에 따라 달성된다. 유리한 개선예가 종속항에서 구체화된다.
가공 세그먼트는, 본 발명에 따라, 가공 영역 중 적어도 하나가 인접 매트릭스 영역에 대해서 400 ㎛ 초과의 돌출부(T1)를 가지는 것을 특징으로 한다. 가공 세그먼트의 상부 측면은 제1 경질 재료 입자를 포함하는 가공 영역 및 제1 매트릭스 재료로 구성된 매트릭스 영역으로 분할된다. "제1 경질 재료 입자"는, 가공 세그먼트의 상부 측면 상의 가공 영역 내에 배열되는 본 발명에 따른 가공 세그먼트의 경질 재료 입자를 지칭한다.
제1 경질 재료 입자를 포함하는 가공 영역 중 적어도 하나가 매트릭스 영역에 대해서 400 ㎛ 초과의 돌출부를 가지는 가공 세그먼트는 콘크리트 재료의 건식 가공에 적합하다. 가공 영역의 돌출부가 클수록, 가공 세그먼트로 달성될 수 있는 가공율이 커진다.
많은 수의 가공 영역이 바람직하게 인접 매트릭스 영역에 대해서 400 ㎛보다 큰 돌출부(T1)를 갖는다. 400 ㎛보다 큰 돌출부를 갖는 제1 경질 재료 입자를 갖춘 가공 영역의 수가 많을수록, 콘크리트 재료의 건식 가공 중의 가공 툴의 가공율이 커진다.
바람직하게, 모든 가공 영역이 바람직하게 인접 매트릭스 영역에 대해서 400 ㎛보다 큰 돌출부(T1)를 갖는다. 400 ㎛보다 큰 돌출부를 갖는 제1 경질 재료 입자를 갖춘 가공 영역의 수가 많을수록, 콘크리트 재료의 건식 가공 중의 가공 툴의 가공율이 커진다.
바람직한 변형예에서, 인접 매트릭스 영역에 대한 적어도 400 ㎛의 가공 영역의 돌출부(T1)가, 가공 툴의 회전 방향으로 고려할 때, 가공 영역의 전방-측 영역 내에 제공된다. 본 발명에 따른 가공 세그먼트로 콘크리트 재료를 가공하는 것은, 회전 방향으로 고려할 때, 제1 경질 재료 입자를 갖는 가공 영역의 전방-측 영역 내에서 발생된다. 큰 가공율을 달성하기 위해서, 가공 영역은 전방-측 영역 내에서 매트릭스 영역에 대해 400 ㎛보다 큰 돌출부를 가져야 한다.
바람직하게, 가공 영역의 전방-측 영역 내의 가공 영역의 전방-측 돌출부(Tfront)는, 가공 툴의 회전 방향으로 볼 때, 가공 영역의 후방-측 영역과 상이하다. 본 발명에 따른 가공 세그먼트로 콘크리트 재료를 가공하는 것은, 회전 방향으로 고려할 때, 제1 경질 재료 입자를 갖는 가공 영역의 전방-측 영역 내에서 발생된다. 회전 방향으로 볼 때, 가공 영역의 후방-측 영역이 가공율에 작은 영향만을 미치기 때문에, 전방-측 영역 및 후방-측 영역 내의 가공 영역의 돌출부가 상이할 수 있다.
특히 바람직하게, 가공 영역의 후방-측 영역 내의 가공 영역의 후방-측 돌출부(Tback)는 400 ㎛ 미만이다. 본 발명에 따른 가공 세그먼트로 콘크리트 재료를 가공하는 것이 제1 경질 재료 입자를 갖는 가공 영역의 전방-측 영역 내에서 발생되기 때문에, 가공 영역의 후방-측 돌출부는 제1 매트릭스 재료 내에서 제1 경질 재료 입자를 확실하게 체결하도록 구성될 수 있다.
가공 세그먼트의 추가적인 개선예에서, 제2 경질 재료 입자가 제1 매트릭스 재료 내에 배열되고, 제2 경질 재료 입자의 평균 입자 직경은 제1 경질 재료 입자의 평균 입자 직경보다 작다. 제1 매트릭스 재료의 마모 특성에 따라, 기부 재료(예를 들어, 드릴 홀 또는 톱작업 슬릿)와의 마찰의 결과로서, 가공 툴을 이용한 콘크리트 재료의 가공 중에, 가공 세그먼트의 측면 표면 상의 제1 매트릭스 재료의 마모가 증가될 수 있다. 제1 매트릭스 재료의 마모는 제2 경질 재료 입자에 의해서 감소될 수 있다. 제2 경질 재료 입자는 무작위적 분포 입자로서 제1 매트릭스 재료와 혼합될 수 있거나, 제2 경질 재료 입자는 규정된 제2 입자 패턴에 따라 제1 매트릭스 재료 내에 배치된다. 제2 경질 재료 입자는 특히 가공 세그먼트의 측면 표면의 영역 내에 배치된다.
본 발명은 또한, 기본 본체 및 하부 측면에 의해서 가공 툴의 기본 본체에 연결되는 본 발명에 따른 적어도 하나의 가공 세그먼트를 포함하는 가공 툴에 관한 것이다.
제1의 바람직한 변형예에서, 가공 툴은, 관형 기본 본체 및 많은 수의 가공 세그먼트를 갖는 코어 드릴 비트의 형태를 취한다. 가공 세그먼트는 하부 측면에 의해서 코어 드릴 비트의 관형 기본 본체에 연결된다.
제2의 바람직한 변형예에서, 가공 툴은, 관형 기본 본체 및 환형 가공 세그먼트를 갖는 코어 드릴 비트의 형태를 취한다. 가공 세그먼트는 하부 측면에 의해서 코어 드릴 비트의 관형 기본 본체에 연결된다.
제3의 바람직한 변형예에서, 가공 툴은, 환형 또는 디스크-형상의 기본 본체 및 많은 수의 가공 세그먼트를 갖는 환형 또는 디스크-형상의 톱 블레이드의 형태를 취한다. 가공 세그먼트는 하부 측면에 의해서 환형 또는 디스크-형상의 톱 블레이드의 환형 또는 디스크-형상의 기본 본체에 연결된다.
제4의 바람직한 변형예에서, 가공 툴은, 기본 본체 및 많은 수의 가공 세그먼트를 갖는 연마 디스크의 형태를 취한다. 가공 세그먼트는 하부 측면에 의해서 연마 디스크의 기본 본체에 연결된다.
예시적인 실시형태
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명한다. 도면은 예시적인 실시형태를 반드시 실제 축척으로 도시하도록 의도된 것이 아니고; 오히려 설명을 위해서 유용한 경우에 도면은 개략적인 및/또는 약간 왜곡된 형태로 작성된다. 본 발명의 전반적인 개념으로부터 벗어나지 않고도, 실시형태의 형태 및 상세 부분과 관련된 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것을 고려하여야 한다. 본 발명의 전반적인 개념은 이하에서 도시되고 설명되는 바람직한 실시형태의 정확한 형태 또는 상세 부분으로 제한되지 않거나, 청구범위에서 청구된 청구 대상에 비해서 제한될 수 있는 청구 대상으로 제한되지 않는다. 주어진 치수 범위에서, 기술된 한계들 내의 값들이 또한 한계 값으로서 개시될 것이고, 희망에 따라 이용되고 청구될 수 있을 것이다. 간결함을 위해서, 이하에서, 동일 참조 번호가, 동일하거나 유사한 기능을 가지는 동일한 또는 유사한 부분 또는 부분들에 대해서 사용된다.
도 1a 및 도 1b는 코어 드릴 비트의 형태를 가지는 가공 툴의 2개의 변형예를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 톱 블레이드의 형태를 가지는 가공 툴의 2개의 변형예를 도시한다.
도 3은 연마 디스크의 형태를 가지는 가공 툴을 도시한다.
도 4는 컷-오프 그라인딩 체인의 형태를 가지는 가공 툴을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 가공 세그먼트를 3차원도(도 5a)로, 상부 측면의 도면(도 5b)으로, 그리고 측면 표면의 도면(도 5c)으로 도시한다.
도 6a 내지 도 6c는 가공 세그먼트의 생산에서 이용되는 일부 툴 구성요소를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 톱 블레이드의 형태를 가지는 가공 툴의 2개의 변형예를 도시한다.
도 3은 연마 디스크의 형태를 가지는 가공 툴을 도시한다.
도 4는 컷-오프 그라인딩 체인의 형태를 가지는 가공 툴을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 가공 세그먼트를 3차원도(도 5a)로, 상부 측면의 도면(도 5b)으로, 그리고 측면 표면의 도면(도 5c)으로 도시한다.
도 6a 내지 도 6c는 가공 세그먼트의 생산에서 이용되는 일부 툴 구성요소를 도시한다.
도 1a 및 도 1b는 코어 드릴 비트(10A, 10B)의 형태를 가지는 가공 툴의 2개의 변형예를 도시한다. 도 1a에 도시된 코어 드릴 비트(10A)는 이하에서 제1 코어 드릴 비트로 지칭되고, 도 1b에 도시된 코어 드릴 비트(10B)는 제2 코어 드릴 비트로 지칭되며; 또한 제1 및 제2 코어 드릴 비트(10A, 10B) 모두는 "코어 드릴 비트"라는 용어에 포함된다.
제1 코어 드릴 비트(10A)는 많은 수의 가공 세그먼트(11A), 관형 기본 본체(12A), 및 툴 피팅(13A)을 포함한다. 코어 드릴링을 위해서 이용되는 가공 세그먼트(11A)는 드릴링 세그먼트로도 지칭되고, 관형 기본 본체(12A)는 드릴링 샤프트로도 지칭된다. 드릴링 세그먼트(11A)는, 예를 들어 나사 체결, 접착제 본딩, 브레이징 또는 용접에 의해서, 드릴링 샤프트(12A)에 고정적으로 연결된다.
제2 코어 드릴 비트(10B)는 환형 가공 세그먼트(11B), 관형 기본 본체(12B), 및 툴 피팅(13B)을 포함한다. 코어 드릴링을 위해서 이용되는 환형 가공 세그먼트(11B)는 드릴링 링으로도 지칭되고, 관형 기본 본체(12B)는 드릴링 샤프트로도 지칭된다. 드릴링 링(11B)은, 예를 들어 나사 체결, 접착제 본딩, 브레이징 또는 용접에 의해서, 드릴링 샤프트(12B)에 고정적으로 연결된다.
코어 드릴 비트(10A, 10B)는 툴 피팅(13A, 13B)을 통해서 코어 드릴에 연결되고, 드릴링 동작 중에, 코어 드릴에 의해서 회전 축(15)을 중심으로 회전 방향(14)으로 구동된다. 회전 축(15)을 중심으로 하는 코어 드릴 비트(10A, 10B)의 회전 중에, 코어 드릴 비트(10A, 10B)는 진행 방향(16)을 따라 피가공 공작물 내로 이동되고, 진행 방향(16)은 회전 축(15)에 평행하게 연장된다. 코어 드릴 비트(10A, 10B)는 피가공 공작물 내에서 드릴 코어 및 드릴 홀을 생성한다.
도 1a 및 도 1b의 예시적인 실시형태의 드릴링 샤프트(12A, 12B)는 하나의 단편으로 형성되고, 드릴링 세그먼트(11A) 및 드릴링 링(11B)은 드릴링 샤프트(12A, 12B)에 고정적으로 연결된다. 대안적으로, 드릴링 샤프트(12A, 12B)는 제1 드릴링 샤프트 및 제2 드릴링 샤프트로 구성된 2개-단편 형태일 수 있고, 드릴링 세그먼트(11A) 또는 드릴링 링(11B)은 제1 드릴링 샤프트 섹션에 고정적으로 연결되고, 툴 피팅(13A, 13B)은 제2 드릴링 샤프트 섹션에 고정적으로 연결된다. 제1 및 제2 드릴링 샤프트 섹션은 해제 가능한 연결 장치를 통해서 서로 연결된다. 해제 가능한 연결 장치는 예를 들어, EP 2 745 965 A1 또는 EP 2 745 966 A1에서 설명된 바와 같은 플러그-및-트위스트 연결의 형태를 취한다. 드릴링 샤프트를 1개-단편 또는 2개-단편 드릴링 샤프트로서 형성하는 것은 드릴링 세그먼트(11A) 또는 드릴링 링(11B)의 구조에 영향을 미치지 않는다.
도 2a 및 도 2b는 톱 블레이드(20A, 20B)의 형태를 가지는 가공 툴의 2개의 변형예를 도시한다. 도 2a에 도시된 톱 블레이드(20A)는 이하에서 제1 톱 블레이드로 지칭되고, 도 2b에 도시된 톱 블레이드(20B)는 제2 톱 블레이드로 지칭되며; 또한 제1 및 제2 톱 블레이드(20A, 20B) 모두는 "톱 블레이드"라는 용어에 포함된다.
제1 톱 블레이드(20A)는 복수의 가공 세그먼트(21A), 디스크-형상의 기본 본체(22A), 및 툴 피팅을 포함한다. 톱 작업을 위해서 이용되는 가공 세그먼트(21A)는 톱 작업 세그먼트로도 지칭되고, 디스크-형상의 기본 본체(22A)는 블레이드 본체로도 지칭된다. 톱 작업 세그먼트(21A)는, 예를 들어 나사 체결, 접착제 본딩, 브레이징 또는 용접에 의해서, 블레이드 본체(22A)에 고정적으로 연결된다.
제2 톱 블레이드(20B)는 복수의 가공 세그먼트(21B), 환형 기본 본체(22B), 및 툴 피팅을 포함한다. 톱 작업을 위해서 이용되는 가공 세그먼트(21B)는 톱 작업 세그먼트로도 지칭되고, 환형 기본 본체(22B)는 링으로도 지칭된다. 톱 작업 세그먼트(21B)는, 예를 들어 나사 체결, 접착제 본딩, 브레이징 또는 용접에 의해서, 링(22B)에 고정적으로 연결된다.
톱 블레이드(20A, 20B)는 툴 피팅을 통해서 톱에 연결되고, 톱 작업 동작 중에, 톱에 의해서 회전 축(25)을 중심으로 회전 방향(24)으로 구동된다. 회전 축(25)을 중심으로 하는 톱 블레이드(20A, 20B)의 회전 중에, 톱 블레이드(20A, 20B)는 진행 방향을 따라 이동되고, 진행 방향을 톱 블레이드(20A, 20B)의 길이방향 평면에 평행하게 연장된다. 톱 블레이드(20A, 20B)는 피가공 공작물 내에서 톱 작업 슬릿을 생성한다.
도 3은 연마 디스크(30)의 형태를 가지는 가공 툴을 도시한다. 연마 디스크(30)는 많은 수의 가공 세그먼트(31), 기본 본체(32), 및 툴 피팅을 포함한다. 연마 제거를 위해서 이용되는 가공 세그먼트(31)는 연마 세그먼트로도 지칭되고, 디스크-형상의 기본 본체(32)는 포트로도 지칭된다. 연마 세그먼트(31)는, 예를 들어 나사 체결, 접착제 본딩, 브레이징 또는 용접에 의해서, 포트(32)에 고정적으로 연결된다.
연마 디스크(30)는 툴 피팅을 통해서 툴 장치에 연결되고, 연마 동작 중에, 툴 장치에 의해서 회전 축(35)을 중심으로 회전 방향(34)으로 구동된다. 회전 축(35)을 중심으로 하는 연마 디스크(30)의 회전 중에, 연마 디스크(30)는 피가공 공작물 위에서 이동되고, 그러한 이동은 회전 축(35)에 수직으로 연장된다. 연마 디스크(30)는 피가공 공작물의 표면을 제거한다.
도 4는 컷-오프 그라인딩 체인(36)의 형태를 가지는 가공 툴을 도시한다. 컷-오프 그라인딩 체인(36)은 많은 수의 가공 세그먼트(37), 링크 형태의 많은 수의 기본 본체(38), 및 많은 수의 연결 링크(39)를 포함한다. 컷-오프 그라인딩을 위해서 이용되는 가공 세그먼트(37)는 컷-오프 그라인딩 세그먼트로도 지칭되고, 링크 형태의 기본 본체(38)는 구동 링크로도 지칭된다.
구동 링크들(38)은 연결 링크들(39)을 통해서 연결된다. 예시적인 실시형태에서, 연결 링크(39)는 리벳 볼트에 의해서 구동 링크(38)에 연결된다. 리벳 볼트는 구동 링크(38)가 리벳 볼트의 중심을 통해서 연장되는 회전 축을 중심으로 연결 링크(39)에 대해서 회전될 수 있게 한다. 가공 세그먼트(37)는, 예를 들어 나사 체결, 접착제 본딩, 브레이징 또는 용접에 의해서, 구동 링크(38)에 고정적으로 연결된다.
컷-오프 그라인딩 체인(36)은 툴 피팅을 통해서 툴 장치에 연결되고, 동작 시에, 회전 방향으로 툴 장치에 의해서 구동된다. 컷-오프 그라인딩 체인(36)의 회전 중에, 컷-오프 그라인딩 체인(36)은 피가공 공작물 내로 이동된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 가공 세그먼트(41)를 3차원도(도 5a)로, 가공 세그먼트(41)의 상부 측면의 도면(도 5b)으로, 그리고 가공 세그먼트(41)의 측면 표면의 도면(도 5c)으로 도시한다.
가공 세그먼트(41)는 구조 및 조성이 가공 세그먼트(11A, 21A, 21B, 31, 37)에 상응하고; 드릴링 링의 형태를 취하는 가공 세그먼트(11B)는 그 환형 구조가 가공 세그먼트(41)와 상이하다. 가공 세그먼트들은 치수 및 표면의 곡률이 서로 상이할 수 있다. 본 발명에 따른 가공 세그먼트의 기본 구조가 가공 세그먼트(41)를 기초로 설명되고 도 1a 및 도 1b의 가공 세그먼트(11A, 11b)에, 도 2a 및 도 2b의 가공 세그먼트(21A, 21b)에, 도 3의 가공 세그먼트(31)에, 그리고 도 4의 가공 세그먼트(37)에 적용된다.
가공 세그먼트(41)는 가공 구역(42) 및 중립 구역(43)으로부터 구축된다. 가공 세그먼트(41)가 가공 툴의 기본 본체에 연결되도록 의도되는 경우에, 중립 구역(43)이 요구되고; 예를 들어 가공 세그먼트가 브레이징 또는 접착제 본딩에 의해서 기본 본체에 연결되는 경우에, 중립 구역(43)이 생략될 수 있다. 가공 구역(42)은 제1 매트릭스 재료(44) 및 제1 경질 재료 입자(45)로부터 구축되고, 중립 구역(43)은 경질 재료 입자가 없이 제2 매트릭스 재료(46)로부터 구축된다.
가공 세그먼트(41)는 하부 측면(47)에 의해서 가공 툴의 기본 본체에 연결된다. 코어 드릴링을 위한 가공 세그먼트의 경우 및 연마 제거를 위한 가공 세그먼트의 경우에, 가공 세그먼트의 하부 측면이 일반적으로 평면형으로 형성되는 반면, 톱 작업을 위한 가공 세그먼트의 경우에, 가공 세그먼트가 환형 또는 디스크-형상의 기본 본체의 곡선형 단부 면에 체결될 수 있도록, 하부 측면은 곡률을 갖는다.
제1 경질 재료 입자(45)는 규정된 입자 패턴에 따라 제1 매트릭스 재료(44) 내에 배열된다. 하부 측면(47)에 대향되는 가공 세그먼트(41)의 상부 측면(48)은, 제1 매트릭스 재료(44)로 구성되는, 가공 영역(51) 및 매트릭스 영역(52)으로 분할된다. 각각의 가공 영역(51)은 제1 경질 재료 입자(45), 및 제1 경질 재료 입자(45)가 내부에 매립되는 제1 매트릭스 재료(44)를 포함한다.
제1 경질 재료 입자(45)가 최소 직경과 최대 직경 사이의 입자 분포로부터 기원하기 때문에, 가공 영역(51) 내의 제1 매트릭스 재료(44)의 비율이 달라질 수 있다. 여기에서, 제1 경질 재료 입자(45)의 직경이 감소되는 경우에, 가공 영역(51) 내의 제1 매트릭스 재료(44)의 비율이 증가된다. 제1 경질 재료 입자(45)가 생산 중에 특수 프레싱 펀치의 요홈부 내로 피팅되는 것을 보장하기 위해서, 요홈부의 횡단면은 입자 분포의 최대 직경보다 크다.
가공 세그먼트(41)의 가공 영역(51)은 매트릭스 영역(52)에 대한 돌출부(T1)를 갖는다. 도 5a 내지 도 5c의 예시적인 실시형태에서, 가공 세그먼트(41)는, 9개의 제1 경질 재료 입자(45), 그리고 그에 따라 9개의 가공 영역(51)을 포함한다. 제1 경질 재료 입자(45)의 수 및 제1 경질 재료 입자(45)가 제1 매트릭스 재료(44) 내에 배열되는 규정된 입자 패턴은 가공 세그먼트(41)의 요건에 맞춰 구성된다.
도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b, 도 3 및 도 4에 도시되고 콘크리트 재료의 가공을 위해서 의도된 본 발명에 따른 가공 툴은 규정된 회전 방향을 갖는다. 가공 툴의 회전 방향으로 볼 때, 경질 재료 입자(45)의 전방-측 영역과 후방-측 영역이 구별될 수 있다.
가공 세그먼트(41)는 이하의 3개-스테이지의 프로세스로 생산될 수 있다: 제1 스테이지에서 그린 본체가 제1 매트릭스 재료(44) 및 제1 경질 재료 입자(45)로부터 구축되고, 제2 스테이지에서 그린 본체가 압밀되어 압밀 본체를 형성하고, 제3 스테이지에서 압밀 본체가 온도의 작용 하에서 또는 침투에 의해서 더 프로세스되어 가공 세그먼트(41)를 형성한다. 그린 본체는 예를 들어 콜드 프레싱 또는 핫 프레싱에 의해서 제2 스테이지에서 압밀된다. 콜드-프레싱의 경우에, 그린 본체는 압력의 작용만을 받는 반면, 핫-프레싱 방법의 경우에, 그린 본체는 압력의 작용뿐만 아니라 약 200℃ 이하의 온도의 작용을 받는다. 압밀 본체는, 예를 들어 소결 또는 핫-프레싱에 의해서, 제3 스테이지에서 더 프로세스되어 가공 세그먼트를 형성한다.
가공 영역(51)은 매트릭스 영역(52)에 의해서 가공 세그먼트의 상부 측면(48) 상에서 둘러싸이고, 가공 영역(51)의 돌출부는 인접 매트릭스 영역에 대해서 측정된다. 모든 가공 영역은 인접 매트릭스 영역(52)에 대한 돌출부를 갖는다. 이러한 경우에, 가공 영역(51)의 적어도 하나가 400 ㎛보다 큰 돌출부(T1)를 갖는다.
코어 드릴 비트(10A)의 회전 방향(14)은 전방-측 영역(53) 및 후방-측 영역(54)을 규정한다. 콘크리트 재료의 가공은 가공 영역(51)의 전방-측 영역(53)에서 발생되고, 가공율은 전방-측 영역(53) 내의 가공 영역(51)의 돌출부의 크기에 따라 본질적으로 달라진다. 가공 영역(51)은, 예시적인 실시형태에 상응하는, 전방-측 영역(53) 내의 전방-측 돌출부(Tfront) 및 후방-측 영역(54) 내의 후방-측 돌출부(Tback)를 갖는다. 대안적으로, 가공 영역(51)은 다른 전방-측 돌출부(Tfront) 및 후방-측 돌출부(Tback)를 가질 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 가공 세그먼트(41)의 생산에서 이용되는 일부 툴 구성요소를 도시한다. 툴 구성요소는 하부 펀치(61), 다이-판(62) 및 상부 펀치(63)를 포함하고, 하부 펀치(61)는 또한 제1 프레스 펀치로 지칭되고 상부 펀치(63)는 제2 프레스 펀치로 지칭된다. 도 6b 및 도 6c는 하부 펀치(61)를 구체적으로 도시한다.
그린 본체는, 그린 본체의 희망 기하형태에 상응하는 횡방향-단면적을 갖는 다이-판(62)으로 구축된다. 다이-판(62)은 하부 측면 상의 제1 개구부 및 상부 측면 상의 제2 개구부를 가지고, 제1 개구부를 통해서 하부 펀치(61)가 이동될 수 있고, 제2 개구부를 통해서 상부 펀치(63)가 이동될 수 있다. 하부 펀치(61)는 프레싱 표면에 요홈부(64)를 가지고, 요홈부의 배열은, 제1 경질 재료 입자(45)의 규정된 입자 패턴에 상응한다. 요홈부(64)는 또한 가공 세그먼트의 상부 측면(48) 상의 가공 영역(51)의 치수를 결정한다.
제1 경질 재료 입자(45)와 하부 펀치(61)의 요홈부(64) 사이의 직접적인 접촉으로, 하부 펀치(61)의 마모 증가가 발생될 수 있다. 하부 펀치(61)의 마모를 줄이기 위해서, 제1 경질 재료 입자(45)와 하부 펀치(61) 사이의 직접적인 접촉이 방지되어야 한다. 적합한 수단은 제1 경질 재료 입자(45)의 배치 전에 보호 층을 요홈부(64) 내에 도포하는 것 및/또는 케이싱 처리된 제1 경질 재료 입자(45)를 이용하는 것이다.
예시적인 실시형태에서, 그린 본체는 상단부로부터 하단부로 구축된다. 제1 경질 재료 입자(45)가 배치되기 전에, 제1 매트릭스 재료(44)의 보호 층이 하부 펀치(61)의 요홈부 내로 도포된다. 대안적으로, 제2 매트릭스 재료의 보호 층이 하부 펀치(61)의 요홈부(64) 내로 도포될 수 있고, 제2 매트릭스 재료는 제1 매트릭스 재료(44)와 상이하다. 제1 매트릭스 재료(44)와 상이한 제2 매트릭스 재료가 사용될 때, 상이한 마모 특성들을 가지는 매트릭스 재료들이 이용될 수 있다. 제2 매트릭스 재료는 하부 펀치(61)를 보호하는 역할을 하고, 기부 재료를 가공하는 제1 경질 재료 입자(45)를 노출시키기 위해서 마감된 가공 세그먼트로부터 가능한 한 신속하게 제거될 수 있을 것이다. 제1 매트릭스 재료(44)보다 큰 마모율을 갖는 제2 매트릭스 재료가 신속하게 제거될 수 있다.
제1 경질 재료 입자(45)는 하부 펀치(61)의 요홈부(64) 내에 배치된다. 제1 매트릭스 재료(44)는, 배치된 제1 경질 재료 입자(45)에 도포되고, 제1 매트릭스 재료(44)는 하나의 층 또는 많은 수의 층으로 도포될 수 있다. 희망 충진 높이에 도달할 때까지, 제1 매트릭스 재료(44)가 충진 슈(filling shoe)에 의해서 다이-판(62) 내로 주입된다. 마감된 그린 본체는 하부 펀치(61) 및 상부 펀치(63)에 의해서 압력의 작용 하에서 압밀되어 압밀 본체를 형성한다.
요홈부 내에 도포되는 보호 층 대신, 코팅된 제1 경질 재료 입자가 사용될 수 있다. 제1 매트릭스 재료(44)는 제1 경질 재료 입자(45)를 위한 케이싱 재료로서 이용될 수 있다. 대안적으로, 제2 매트릭스 재료가 제1 경질 재료 입자(45)를 위한 케이싱 재료로서 이용될 수 있고, 제2 매트릭스 재료는 제1 매트릭스 재료(44)와 상이하다. 제1 매트릭스 재료(44)와 상이한 케이싱 재료가 사용될 때, 상이한 마모 특성들을 가지는 매트릭스 재료들이 이용될 수 있다. 케이싱 재료는 하부 펀치(61)를 보호하는 역할을 하고, 콘크리트 재료를 가공하는 제1 경질 재료 입자(45)를 노출시키기 위해서 마감된 가공 세그먼트로부터 가능한 한 신속하게 제거될 수 있을 것이다.
제2 매트릭스 재료의 보호 층이 도포되거나 제2 매트릭스 재료가 제1 경질 재료 입자(45)를 케이싱 처리하기 위한 케이싱 재료로서 이용되는 가공 세그먼트는, 부가적으로, 가공 영역(51) 내에서 또는 가공 및 매트릭스 영역(51, 52) 내에서 제2 매트릭스 재료를 갖는다.
제1 매트릭스 재료(44)의 마모 특성에 따라, 기부 재료와의 마찰의 결과로서, 가공 세그먼트(41)를 이용한 기부 재료의 가공 중에, 가공 세그먼트의 측면 표면 상의 제1 매트릭스 재료(44)의 마모가 증가될 수 있다. 이러한 마모는 제2 경질 재료 입자에 의해서 감소될 수 있다. 제2 경질 재료 입자는 무작위적 분포 입자로서 제1 매트릭스 재료(44)와 혼합될 수 있거나, 제2 경질 재료 입자는 규정된 제2 입자 패턴에 따라 제1 매트릭스 재료(44) 내에 배치된다. 제2 경질 재료 입자는 특히 가공 세그먼트(41)의 측면 표면의 영역 내에 배치된다.
Claims (12)
- 회전 축(15; 25; 35)을 중심으로 회전 방향(14; 24; 34)으로 회전될 수 있는, 가공 툴(10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36)용 가공 세그먼트(11A, 11B; 21A, 21B; 31; 37; 41)로서, 상기 가공 세그먼트는 하부 측면(47)에 의해서 상기 가공 툴(10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36)의 기본 본체(12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38)에 연결될 수 있고, 상기 가공 세그먼트의 가공 구역(42)이 제1 매트릭스 재료(44) 및 제1 경질 재료 입자(45)로 구축되고, 상기 제1 경질 재료 입자(45)는 규정된 입자 패턴에 따라 상기 제1 매트릭스 재료(44) 내에 배열되고 상기 하부 측면(47)에 대향되는 가공 세그먼트의 상부 측면(48)이, 상기 제1 경질 재료 입자(45)를 포함하는 가공 영역(51) 및 상기 제1 매트릭스 재료(44)로 구축되는 매트릭스 영역(52)으로 분할되는, 가공 세그먼트에 있어서,
상기 가공 영역(51)의 적어도 하나가 상기 인접 매트릭스 영역(52)에 대해서 400 ㎛보다 큰 돌출부(T1)를 가지는 것을 특징으로 하는 가공 세그먼트. - 제1항에 있어서,
많은 수의 가공 영역(51)이 상기 인접 매트릭스 영역(52)에 대해서 400 ㎛보다 큰 돌출부(T1)를 가지는 것을 특징으로 하는 가공 세그먼트. - 제1항에 있어서,
상기 가공 영역(51) 전부가 상기 인접 매트릭스 영역(52)에 대해서 400 ㎛보다 큰 돌출부(T1)를 가지는 것을 특징으로 하는 가공 세그먼트. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인접 매트릭스 영역(52)에 대한 적어도 400 ㎛의 상기 가공 영역(51)의 돌출부(T1)가, 상기 가공 툴(10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36)의 회전 방향(14; 24; 34)으로 고려할 때, 상기 가공 영역(51)의 전방-측 영역(53) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 가공 세그먼트. - 제4항에 있어서,
상기 가공 영역(51)의 전방-측 영역(53) 내의 상기 가공 영역(51)의 전방-측 돌출부(Tfront)가, 상기 가공 툴(10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36)의 회전 방향(14; 24; 34)으로 볼 때, 상기 가공 영역(51)의 후방-측 영역(54)과 상이한 것을 특징으로 하는 가공 세그먼트. - 제5항에 있어서,
상기 가공 영역(51)의 상기 후방-측 영역(54) 내의 상기 가공 영역(51)의 후방-측 돌출부(Tback)가 400 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 가공 세그먼트. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 경질 재료 입자는 상기 제1 매트릭스 재료(44) 내에 배열되고, 상기 제2 경질 재료 입자의 평균 입자 직경은 상기 제1 경질 재료 입자(45)의 평균 입자 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 가공 세그먼트. - 기본 본체(12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38) 및 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 적어도 하나의 가공 세그먼트(11A, 11B; 21A, 21B; 31; 37; 41)를 포함하는 가공 툴(10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36)로서, 상기 적어도 하나의 가공 세그먼트(11A, 11B; 21A, 21B; 31; 37; 41)는 하부 측면(47)에 의해서 상기 가공 툴(10A, 10B; 20A, 20B; 30; 36)의 기본 본체(12A, 12B; 22A, 22B; 32; 38)에 연결되는, 가공 툴.
- 제8항에 있어서,
관형 기본 본체(12A) 및 많은 수의 가공 세그먼트(11A)를 갖는 코어 드릴 비트(10A)의 형태를 취하는, 가공 툴. - 제8항에 있어서,
관형 기본 본체(12B) 및 환형 가공 세그먼트(11B)를 갖는 코어 드릴 비트(10B)의 형태를 취하는, 가공 툴. - 제8항에 있어서,
환형 또는 디스크-형상의 기본 본체(22A, 22B) 및 많은 수의 가공 세그먼트(21A, 21B)를 갖는 환형 또는 디스크-형상의 톱 블레이드(20A, 20B)의 형태를 취하는, 가공 툴. - 제8항에 있어서,
기본 본체(32) 및 많은 수의 가공 세그먼트(31)를 갖는 연마 디스크(30)의 형태를 취하는, 가공 툴.
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