JP2008522850A - 低温合成物を適用するための装置およびその装置を使用する方法 - Google Patents

低温合成物を適用するための装置およびその装置を使用する方法 Download PDF

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Abstract

低温合成物を適用するための本発明の装置は、機械加工ツール(20)または端から端まで位置するチャネル(38)を有するツールホルダー、およびチャネル(38)内に位置する毛細管(44)を含む。濃縮低温流体は、毛細管(44)を通って通過し、一方、希釈または推進流体は、チャネルを通って通過する。希釈または推進流体は、チャネル(38)内および毛細管(44)の周りで流れる。濃縮流体は、毛細管を出次第、希釈または推進流体と混合し、低温合成流体すなわちスプレー(24)を形成する。低温合成流体すなわちスプレーは、冷却、洗浄または潤滑目的のために基材(22)に、または冷却目的のために機械加工ツール(20)に選択的に向けられる。

Description

(関連出願の引用)
本出願は、2004年12月13日に出願された、名称、METHOD,PROCESS,CHEMISTRY AND APPARATUS FOR SELECTIVE THERMAL CONTROL,LUBRICATION AND POST−CLEANING A SUBSTRATEの米国仮特許出願第60/635,399号の利益を主張する。
(発明の技術分野)
本発明は、一般に、機械加工ツールに関する。より詳細には、本発明は、機械加工プロセスの間に、切削動作を選択的熱制御および/または潤滑と組合わせ得る機械加工ツールに関する。
ほとんどの機械加工動作は、ホルダーおよび一つ以上の切削インサートであって、各インサートの端が一つ以上の切削エッジとなっている上部面を有する切削インサートを含む切削ツールによって実行される。ツールホルダーは、切削インサートがソケット内に適切にクランプされるソケットで形成される。インサートの前エッジまたは切削エッジは、工作物に接触し、その工作物からの材料をチップの形状で除去する。チップは、材料の複数の薄い、一般に長方形の切片(section)を備え、該複数の切片は、インサートによって工作物から分離されると、せん断平面に沿って互いに対して相対的にスライドする。チップを形成するとき、材料の薄い切片の互いに対して相対的なこのせん断動作は、相当な熱量を生成し、これが工作物とインサートの切削エッジとの係合によって生成される熱と結合されるとき、1500度F〜2000度Fに達し得る。
従来技術の機械加工動作において採用される切削インサ−トの故障の原因の中には、切削インサートと工作物との間の摩滅があり、クレータリング(cratering)とし公知の問題である。クレータリングは、チップの形成および切削インサートとチップと摩擦のある係合において生じる高熱によって引き起される。チップを形成する材料が工作物からせん断されると、材料は、インサートの露出した上部面の少なくとも一部分に沿って動く。そのような摩擦のある係合のため、インサートの上部に沿ったチップ材料は、除去され、そのようなクレータ(crater)を形成する。クレータがあまりに深い場合、インサート全体は、インサートの切削エッジに沿って、および工作物に接触するインサートの面に沿って、ひびおよび障害を受け易い。クレータリングは、硬質合金鋼、高張力プラスチック、およびエポキシなどの硬質マトリックス材でコーティングされた高引張強度ファイバから形成される複合材料の開発と広範囲の使用により、最近特に問題となってきている。
クレータリングおよび工作物との摩滅によるインサートの磨耗を避けるための従来の試みは、ツール寿命および効率性のわずかな増加を提供するにすぎない。従来技術の一つの方法は、タングステンカーバイドなどの高強度材料のインサートを形成することである。タングステンカーバイドインサートは、非常に硬質であるが、もろく、砕けやすく、早期の故障の結果となる。インサートの滑らかさを改良するために、硬化または合金化セラミックなどの材料が切削インサートの作製に使用されてきた。さらに、様々な低摩擦コーティングが、切削インサートと工作物との間の摩擦を減少させる切削インサートのために開発されてきた。
切削インサートの製造に使用される改良された材料およびコーティングの他に、「切削ゾーン」における温度を下げることによってツール寿命を伸ばす試みがなされてきた。切削ゾーンは、インサートの切削エッジ、インサートと工作物とのインタフェースおよび材料がせん断されチップを形成する工作物上の領域によって規定される。従来技術において実施される冷却の一方法は、切削領域に向けた冷却材の低圧力のストリームのスプレーを伴う充水冷却(flood cooling)である。典型的には、切削ツールおよび工作物の数インチ上に配置されたノズルは、冷却材の低圧力ストリームを工作物、ツールホルダー、切削インサートおよび生成されるチップの上部に向ける。充水冷却の第1の問題は、実際に切削領域に到達しても効果がないことである。切削インサートの露出した上部面と接触するチップの下側、インサートの切削エッジ、および材料が工作物からせん断される領域は、ツールホルダーの上からチップの上部面へ向けられた冷却材の低圧力ストリームによっては冷却されない。これは、切削領域における熱があまりにも高温なので、ヒートバリアが生成され、それは、冷却材がインサートの切削エッジの近くに流れ得る前に冷却材を十分に蒸発させるからである。
上記の充水冷却技術を改善する従来技術におけるいくつかの試みがなされてきた。例えば、冷却材を切削領域により直接に噴出させるために、冷却材を運ぶノズルの吐出口はインサートおよび工作物により近くに置かれ、および/または、ツールホルダーの必須の部分として作製される。さらに、冷却材のストリームは、切削領域において生成されるヒートバリアを突破する努力においてより高い圧力で基材に向けて噴出される。切削動作の様々なタイプのためのその他のツールホルダーもまた、冷却材送出し通路を組み込むように設計され、該通路は、冷却材フローをインサートの露出された上部面を横切って、工作物に接触する切削エッジに向ける。これらの設計において、冷却材を切削領域に向けてスプレーするための別の導管またはノズルは除かれ、切削ツールをよりコンパクトにする。最後に、切削動作の機械加工ツールは、機械加工ツール通路を介する低温冷却材送出しを組み込むように設計され、該機械加工ツール通路は、冷却材フローをインサートの露出された上部面を横切って工作物に接触する切削エッジに向け、または、チップを冷却し除去するために、液体二酸化炭素および液体窒素、および水を含む低温混合物などの低温流体を工作物に直接スプレーする。しかしながら、そのような装置に関する、共通の問題は、油−水混合物または合成混合物の形態の冷却材が、周囲温度において、切削領域を囲むヒートバリアを貫くほど十分な速度なしに、インサートの上部面を横切って切削領域に向けられる。その結果、冷却材は、切削インサートと工作物と間の境界層またはインタフェース、および/またはが蒸発する前にチップが形成される工作物上の領域に到達しない。これらの状況において、熱は切削領域から消散しないで、クレータリングの原因となる。さらに、切削領域から熱を除去しないこのことは、熱いままのインサートの切削エッジと冷却材によって冷却されたインサートの背面部分との相当な温度差を作り出し、インサートの熱障害の原因となる。
機械加工動作の今日の別の深刻な問題は、チップの破損と、切削インサート、ツールホルダー、ならびに工作物およびツールホルダーを取り付けるチャックの領域からのチップの除去とを伴うことである。チップが連続した長さで形成されると、チップはツールホルダーまたはチャックの周りを包む傾向があり、このことは、ほとんど常にツール障害をもたらすか、または詰め込まれまたは束になったチップの領域をきれいにするために、機械加工動作の定期的な停止を少なくとも必要とする。このことは、全機械加工動作が完全に自動化されるように意図されるフレキシブル生産システムにおいて特に不利である。フレキシブル生産システムは、人間の援助なしに動作するように設計され、ワーカーが詰め込まれまたは束になったチップを定期的にきれいにしなければならないことは、フレキシブル生産システムの効率を大幅に制限する。
(発明の概要)
低温合成物を適用するための本発明の装置は、機械加工ツールに濃縮低温流体および希釈または推進流体を供給するための送出しラインに接続された機械加工ツールを含む。機械加工ツールは、好適には、軸方向に機械加工された少なくとも一つのチャネルを有するドリルビット(drilling bit)を含む。毛細管はチャネル内に位置可能で、チャネルより小さい直径を有する。濃縮低温流体、好適には二酸化炭素の固体化粒子は、毛細管に出力され、一方、好適には気体形態である希釈または推進流体は、チャネルに出力される。希釈または推進流体は、チャネル内および毛細管の周りに流れる。二酸化炭素の固体化粒子は、毛細管を出次第、希釈または推進流体と混合し、低温合成物を、好適にはチャネル内に、スプレーの形態で形成する。冷却およびオプションで潤滑特性を有する低温合成物は、チャネルを出て、機械加工される基材に向けられる。
本発明の別の局面は、ツールホルダーに置かれる取り付け可能な切削インサートを有するツールホルダーを提供することである。ツールホルダーは、端から端まで機械加工されたチャネルを含み、および同様な毛細管がチャネル内に位置可能である。濃縮低温流体、好適には二酸化炭素の固体化粒子、は、毛細管内を流れ、一方、希釈または推進気体はチャネル内および毛細管の周りに流れる。二酸化炭素の固体化粒子は、希釈または推進流体と混合し、低温合成物スプレーを形成し、該低温合成スプレーは、冷却目的のために切削インサートの下側に向けられる。あるいは、指向性のノズルが、合成スプレーが切削インサート、基材またはその両方に選択的に向けられ得るように、ツールホルダーに取り付けられ得る。
(詳細な説明)
本発明のデュアルポートスプレースルーの機械加工ツールは、一般に、図1の20において示される。ツール20は、基材工作物22を切削し、一方同時に、低温合成機械加工流体またはスプレー24を工作物の冷却または潤滑、ツールの冷却またはこの両方の組み合わせのために、工作物に送出すように設計されている。本発明の機械加工ツール20は、一般に、ビット部分が接続されたシャンク(shank)すなわちツールホルダー部分26を備える。シャンク26は機械加工ツール20を工作物22の近位に動作可能に位置するために適切なチャック(chuck)(図示されていない)と係合可能なことが好適である。ビット部分28は、工作物22と接触するための様々な切削エッジ30を含む。好適には半うず巻き構成である排出チャネル32は、図2に例示されるように、機械加工時に形成される使用された気体およびチップ36を工作物22から離れる方向に向けさせるためのビット28の外側面34に位置する。
合成機械加工流体またはスプレー24を工作物22に送出すために、シャンク部26およびビット28は、機械加工された内側チャネル38を含む。各チャネル38は、シャンク26内に位置する入口ポート39から始まり、切削エッジ30に最も近い表面42内に位置する出口ポート40で終わるツール20の長さで延びている。各内側チャネル38内に設置可能(positionable)なものは、冷却材または添加物46を運ぶための毛細管44である。図2および図3に例示されるように、各毛細管44は、それぞれのチャネル38より小さい直径を有し、該それぞれのチャネルにおいて、毛細管44は、希釈剤または推進剤が内側チャネル38の表面50と毛細管44の外側面52との間に流れるように位置する。また、毛細管44が内側チャネル38内に位置するとき、毛細管44は、それぞれの内側チャネル38に固定されていなく、希釈剤48または推進剤がそのチャネルの中を流れるとき、各内側チャネル38内を自由に漂う。しかしながら、この記述および参照される図は、それぞれの第1および第2の毛細管部材が中に位置する第1および第2の内側チャネルを含むが、それぞれの毛細管部材と共に、たった1つのチャネルを含め任意の数の内側チャネルは、十分に本発明の範囲内であるということに留意されたい。
図4に例示されるように、各毛細管44は、それぞれの出口ポート40からの選択された距離54において終端するように各内側チャネル38内に選択的に位置可能である。毛細管44をポート40に対して選択的に位置することによって、分離された冷却材フェーズ46および希釈剤フェーズ48の構成要素は、出口ポート40の前に、内側チャネル38の選択された部分56内で混合され得、所望の合成機械加工流体すなわちスプレー24を形成する。選択された距離54は、好適には、1.6mm(0.0625インチ)〜20cm(8インチ)である。あるいは、毛細管44は、出口ポートエッジ40に位置され得、その結果、選択された距離54は0に等しく、この場合、合成機械加工流体すなわちスプレー24は、切削エッジ30において形成され、ビット部分28、特に、切削エッジに最も近い表面を選択的に冷却する。
シャンク26に取り付けられるのは、同軸送出しライン60を接続するための同軸アダプタアセンブリ58である。同軸アダプタ58は、好適にはシャンク26およびフェルールシール64に固定されたスウェイジロック(Swagelok)チューブフィッティング62を介して、送出しライン60に接続される。送出しライン60は、丈夫でかつ柔軟性があり得る外側フィードチューブであって、毛細管44を収納する外側フィードチューブ66を含む。外側フィードチューブ66は、希釈剤48または推進気体をアダプタ58に送出し、そこで希釈剤48または推進気体は、入口ポート39を介して内側チャネル38に入る。各毛細管ライン44は、固体二酸化炭素粒子およびオプションの添加物を送出し、希釈剤または推進気体と混合され、それらの各々の形成は、後に論議される。冷却材および希釈剤または推進気体は、互いに混合すると、合成機械加工流体すなわちスプレー24を形成し、各出口ポート40を介して出る。
柔軟性があるかまたは堅い同軸の送出しアセンブリ60は、好適には、0.6m(2フィート)〜9.1m(30フィート)の範囲内の長さを有する。希釈剤チューブ(8)は、好適には、3.2mm(0.125インチ)と19mm(0.75インチ)との間の直径を有する。論議されたように、送出しライン60は、同軸アダプタ58を使用して例示的な切削ツールに取り付けられ、毛細管冷却材送出しチューブ44は、入口ポート39に向かって、内側チャネル38に供給され、ここで堅い同軸フィードとして働く。冷却材送出しチューブ44は、好適には、0.8mm(1/32インチ)〜6.4mm(1/4インチ)の範囲の外側直径、および0.127mm(1/20インチ)〜3.175mm(1/8インチ)の範囲の内側直径を有する。フィードチューブ66および冷却材送出しチューブ44は、好適には、テフロン(登録商標)、PEEK、ステンレス鋼、ポリオレフィン、ナイロン、またはそれらの組合せから作られる。
動作時、図5を参照して、本発明の機械加工ツール20は工作物22に穴をあけるために使用される。工作物22は回転され、その一方で矢印66で示されるように、機械加工ツール20は、所望の切削品質およびねじ込み深さを生成するに必要な力および距離で、工作物22に押し込まれまたは掘削される。この機械加工プロセスの前にまたはその間に、希釈、冷却およびオプションの添加合成物は、送出しライン60およびツール20を通って、連続的に流れ、最終的には、合成機械加工流体すなわちスプレー24として出口ポート40から出る。機械加工流体24の圧力、温度および濃度は、質量流量および粒子サイズ分布と無関係に制御される。さらに、各毛細管44内で運ばれる冷却材フェーズ46は、選択的にオンまたはオフされ得、機械加工流体吐出しパターンと希釈剤フェーズを交互に生成し、希釈剤フェーズは、機械加工時に決してオフにされない。このことは、ある深いドリル動作において、ドリルチャネル32に沿ってチップおよび熱の両方の排出を助けることにおいて有用である。
ここで、図6、図7および図8を参照すると、本発明の第2の実施形態は、一般に、100において示される。第2の実施形態は、好適な実施形態20に関して同様に記述されるように、希釈剤104または推進気体を送出すための内側チャネル102を含む。内側チャネル102は、ツールホルダー106を通って穴をあけられ、好適にはいくつかの出口ポート108を含み、該出口ポートは、ツールホルダー106の上部面110および隣接の側面112の両方において終端する。回転可能な工作物118を機械加工するためのカーバイドチップ116を有するツールインサート114は、ツールホルダー106に取り付け可能で、インサート114の底面120の一部分が、各ポート108を通って出る任意の合成流体122に密接に接触するように、内側チャネル102および出口ポート108のすぐ上に位置する。さらに、出口ポート108は、機械加工動作中に工作物118に接触するカーバイドチップ116の下側部分124に好適に向けられる。冷却材128を送出すための冷却材送出しチューブ126は、好適な実施形態20に関して以前に記述された方法と同じ方法で、内側チャネル102内に位置する。送出しライン(図示されていない)もまた、希釈剤104または推進気体を送出すための第1の実施形態20に関して記述される方法と同じ方法で内側チャネル102に接続可能である。第2の実施形態100は、好適には、合成機械加工流体すなわちスプレー122を工作物118よりインサート114に向ける。このことは、インサート寿命の延伸のための切削インサート114の温度制御を可能にする。
合成機械加工流体即ちスプレーを工作物に旋盤類似の設定で提供するために、第3の実施形態は、一般的に、図9における200で示される。第3の実施形態は、ツールホルダー204の一部に取り付けられるマウンティングブロック202を含む。マウンティングブロック202は、端から端まで機械加工された同軸チャネル206を含む。同軸チャネル206は、前の実施形態20および100の同軸送出しチューブに似た同軸送出しチューブ208に接続される。方向合せ可能ノズル210はマウンティングブロック202に取り付けられ、それを通って、冷却材送出しチューブ212は位置する。冷却材214は、冷却材送出しチューブ212に供給され、希釈剤216または推進気体は同軸チャネル206に供給され、ノズル210から出る合成スプレー218を生成する。ノズル210は、本発明者によって教示されるように、好適には、同軸の濃厚流体スプレーアプリケータであり、本明細書に参考のため援用される米国特許第5,725,154号において完全に開示されている。より好適には、スプレーアプリケータは、三軸タイプ送出し装置であり、該装置は、背面本体セクションおよび前面ノズルセクションを含み、該二つのセクションは、前面に向かうフロー方向付け通路とフロー方向付け通路と連絡する放射状に延伸する計量通路とを規定するために、はめ込むように接続される。計量通路のサイズは、ノズルセクションを本体セクションに対するはめ込まれ調整の任意の位置に回転してねじ込むことによって、フロー方向付け通路の断面寸法を変更せずに、選択的に調整され得る。あるいは、該二つのセクションは、静止または固定された増幅推進気体フローを供給する調整なしで、固定してかみ合わされ得る。該ノズルセクション中央部分内に含まれる横断同軸チューブは、毛細管内の低温粒子のストリームを流す。複数の毛細管の使用を含む種々のフローストリームの方向付けを生成するための装置および方法は開示される。ノズル210は、スイベル220を介してマウンティングブロック202に取り付けられ、合成機械加工流体またはスプレー218は、ノズル210から出ると、インサート222、工作物224またはその両方に選択的に向けられる。
記述された実施形態20において使用される低温合成機械加工流体を形成するために冷却材、希釈剤および推進気体を生成するためのシステム100および200は、図10において一般的に300で表示される。低温機械加工流体生成および送出しシステム300は、希釈剤フェーズ生成サブシステム302と、機械加工ツールアプリケータ20、100および200に接続された冷却材フェーズ生成サブシステム304とを備える。さらに、希釈剤生成サブシステム302、冷却材生成サブシステム304、および機械加工ツールアプリケータ(500)は、添加物フェーズサプライおよび送出しサブシステム306に個々に統合され得る。2.1MPa(300psi)と6.2MPa(900psi)との好適な圧力範囲を有する高圧二酸化炭素ガス308の共通のサプライは、希釈剤フェーズ生成サブシステム302および冷却材フェーズ生成サブシステム304に供給する。
冷却材フェーズ生成サブシステム304に関して、サプライシリンダ308に含まれる二酸化炭素は、接続パイプ310を通ってチューブインチューブ熱交換器312に供給され、コンプレッサ冷却ユニット314は、冷却された冷媒316を二酸化炭素ガスと反対方向に再循環させ、二酸化炭素ガスを冷却材ストックに濃縮する。二酸化炭素冷却材ストックは、熱交換器312から、マイクロ計量バルブ318を介して、ベースストックサプライパルスバルブ320を介して、毛細管コンデンサユニット322に流れる。様々な特性を有する二酸化炭素スノーを提供するために、二つ以上の毛細管ユニットが使用され得ることは注意されたい。オプションで、冷却材ストックサプライバルブ320は、一つ以上の電子パルスタイマー324を使用して毎秒1パルス(>1ヘルツ)より大きいパルスレートで最初に開かれ、次に閉じられ、パルスにされ得る。さらに、冷却材ストックサプライバルブは、冷却材ストックを電子オシレータ324を使用して、異なる回数およびレートで各毛細管コンデンサに選択的かつ交互に供給するために、オシレートしてオンおよびオフされ得る。高周波数パルセーションは、固体粒子ストリーム内において固体粒子の生成およびフローを停止することなく、かなりの速度こう配(エネルギー波)を導入することが好適であり得る。任意の追加のスプレーアプリケータによって冷却材を選択的に導入するため、または機械加工ツールアプリケータ20、100および200内での変更を生成するために、オシレーションは好適であり得る。ある機械加工動作において、切削ゾーン内においてスプレーを変更することは、冷却および潤滑を最適化し、チップ排出を助けるために、スプレー合成物を切削の選択された部分に選択的に向けるために有益である。
毛細管コンデンサユニット322は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)チュービングの第1の61cm(24インチ)セグメント326、例えば、0.76/1.6mm(0.030/0.0625インチ)内径/外径チュービングで、それが、第2のより大きい外径PEEKチュービングの91cm(36インチ)セグメント328、例えば、1.5/3.2mm(0.060/0.125インチ)内径/外径チュービングに接続される、第1の61cmセグメント326を使用して組み立てられ得、液体二酸化炭素を固体二酸化炭素スノー粒子に濃縮(結晶化)するためのステップ式毛細管装置を提供し得る。ステップ式毛細管コンデンサは、圧力こう配の下で、液体二酸化炭素ベースストックを効率的に沸騰させ、主に固体フェーズの二酸化炭素冷却材フェーズのかたまりを生成する。毛細管コンデンサユニット322からの出力は、PEEKチューブ329を備え、PEEKチューブ329は、最終的には、送出しフィードラインに導入され、アプリケータ20、100および200に接続される。
添加物噴射ポンプ330は添加物サプライシステム306から引き出されるオプションの添加物フェーズを噴射するために組込まれ得、添加物フェーズは噴出され、インラインスタティックミキサー332を使用して、また、毛細管コンデンサユニット322を使用して冷却材添加2元合成物に濃縮する前に、液体二酸化炭素冷却材ストックに直接に混合され得る。
希釈剤フェーズシステム302に関して、二酸化炭素ガスのサプライ308は、接続パイプ334を介して、70kPa(10psi)と1MPa(150psi)との間、またはそれよりも多くの二酸化炭素ガス圧力を調節する能力のある減圧レギュレータ336に供給される。調節された二酸化炭素ガスは、293Kと473Kとの間またはそれよりも高い温度において、温度コントローラ340によって制御される電気抵抗ヒータ338に供給される。これに続いて、温度制御された二酸化炭素ガスは、エアロゾル生成器入口バルブ346を介して、希釈剤フェーズフィードチューブ342かまたはエアロゾル生成器344に供給される。エアロゾル生成器344は、添加物サプライシステム306に接続され、添加物サプライシステム306は、液体、気体、固体およびそれらの混合物を含む任意の様々な添加物を毎秒0リットルと毎秒0.02リットルとの間またはそれよりも高いレートで、温度調節された二酸化炭素推進ガスに混合し、従って、温度調節された二酸化炭素希釈剤フェーズ(エアロゾル)を形成し、該二酸化炭素希釈剤フェーズは、接続パイプ348を介して希釈剤フェーズフィードチューブ342に供給される。あるいは、温度調節された二酸化炭素推進ガスは、エアロゾル生成器バイパスバルブ350を介して、該エアロゾル生成器344をバイパスし、推進エアロゾルフィード接続パイプ348に直接接続し、該希釈剤フェーズフィードチューブ342に供給され得る。特定の機械加工のアプリケーションのために稀釈剤フェーズサプライを生成するために、圧力調節された二酸化炭素ガスの代わりに、圧力調節された圧縮空気または窒素ガスおよびその他の不活性ガスを使用することは、本発明の十分な範囲内であることに注意されたい。
各々がオプションの添加物を含み得る冷却材フェーズおよび希釈剤フェーズを形成すると、両方の要素は統合され、同軸スプレー送出しラインを使用して例示的機械加工ツールアプリケータシステム20、100および200に送出される。合成物スプレーを選択的に輸送し、混合し、スプレーするために上記のように毛細管および同軸チューブを使用することは、様々のしかし一般にはるかに低い動作スプレー圧力の下で、各機械加工ツールポート内で選択的に、合成物スプレーを任意の様々な機械加工ツールおよびその他の機械加工装置に統合するための適用可能な方法を提供することに注意されたい。機械加工ツール20、100および200内のPEEK毛細管を使用することは、機械加工ツールポートの内部側壁を、ツールのツール本体が厳しい熱こう配を示すことを妨げる冷却材フェーズから絶縁する。
本発明は、好適な実施形態を参照して記述されているが、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱しないで、形式的および詳細において、変更がなされ得ることは認識する。
図1は、本発明の機械加工ツールの断面図である。 図2は、図1に例示された本発明の機械加工ツールの上面図である。 図3は、図1に例示された本発明の機械加工ツールの底面図である 図4は、図1に例示された本発明の機械加工ツールのビット部分の部分断面図である。 図5は、基材を機械加工する図1に例示された本発明の機械加工ツールの側面図である。 図6は、基材を機械加工する本発明の代わりの実施形態の断面図である。 図7は、本発明の代わりの実施形態の上面図である。 図8は、本発明の代わりの実施形態の透視図である。 図9は、本発明の第三の実施形態の上面図である。 図10は、本発明と共に使用するための冷却、希釈、推進気体を生成するためのシステムの流れ図である。

Claims (12)

  1. 機械加工プロセスの間に、合成流体を適用する方法であって、該方法は、
    機械加工される基材の近位に位置可能な機械加工ツールを提供することであって、該機械加工ツールは、穴があけられているチャネルを有する、ことと、
    該チャネル内に位置可能なチューブを提供することと、
    該チャネルに第1の流体を供給することとであって、該第1の流体は該チャネル内および該チューブの周りで流れることが可能であること、ことと、
    該チューブに第2の流体を供給することであって、該第2の流体は該チューブ内で流れることが可能であり、該第2の流体は、該チューブを出ると、該第1の流体と混合して、該チャネルから出る合成流体を形成する、ことと
    を包含する、方法。
  2. 前記第1の流体は、推進流体を備える、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1の流体は、希釈剤を備える、請求項1に記載の方法。
  4. 前記第2の流体は、二酸化炭素の固体化粒子を備える、請求項1に記載の方法。
  5. 前記第1の流体を、前記チャネルに導入する前に、添加物と混合することをさらに包含する、請求項1に記載の方法。
  6. 前記第2の流体を、前記チューブに導入する前に、添加物と混合することをさらに包含する、請求項1に記載の方法。
  7. 前記第2の流体を供給するステップは、
    液化二酸化炭素ストックサプライを提供することと、
    該液化二酸化炭素ストックをステップ式の毛細管コンデンサに導入することと、
    該液化二酸化炭素ストックを濃縮し濃縮流体にすることと、
    該濃縮液体を前記チューブに送出すことと
    を包含する、請求項1に記載の方法。
  8. 前記濃縮流体は、二酸化炭素の固体化粒子を備える、請求項8に記載の方法。
  9. 低温合成流体を基材に供給するための機械加工ツールであって、該機械加工ツールは、
    ビット部分であって、該ビット部分を通るチャネルを含むビット部分と、
    該チャネル内に位置可能であり、第1の流体サプライに接続可能なチューブと、
    第2の流体を該チャネルに供給するように該ビット部分に接続可能な送出しラインであって、該第2の流体は、該チャネル内および該チューブの周りで流れることが可能であり、該チューブに該第1の流体が供給されると、該第1の流体は、該チューブを出て、該第2の流体と混合して、該低温合成物を形成する、送出しラインと
    を備える、機械加工ツール。
  10. 前記第1の流体は、前記チャネル内で前記第2の流体と混合して、前記低温合成物を形成し、該低温合成物が形成されると、該低温合成物は該チャネルを出て、前記基材に向う、請求項10に記載の機械加工ツール。
  11. 前記第1の流体は、前記チャネルを出ると、前記第2の流体と混合する、請求項10に記載の機械加工ツール。
  12. 前記第1の流体サプライは、二酸化炭素の固体化粒子を備える、請求項10に記載の機械加工ツール。
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