KR100773307B1 - Preform for manufacturing a material having a plurality of voids and method of making the same - Google Patents

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Abstract

비드형 예비 성형체는 가공되는 재료 내에 복수의 공극을 형성하기 위해 인접하게 위치한 복수의 비드를 포함한다. 비드형 예비 성형체는 필라멘트(한 가닥의 비드)와 매트(2차원 및 3차원 어레이의 비드)를 포함할 수 있다. 필라멘트와 매트는 토우와 적층체가 되도록 코팅될 수 있고 이는 그 다음 복합체 재료로 조립될 수 있다. 예비 성형체는 신규의 장치 및 방법을 이용하여 생성될 수 있고, 예컨대 금속, 플라스틱, 세라믹, 직물, 종이 및 생물학적 재료를 포함하는 임의의 재료 내에 응력 조정 구조체를 포함하는 다공성 구조체를 만들기 위해 공지의 제조 프로세스로 합체될 수 있다. Beaded preforms include a plurality of adjacently positioned beads to form a plurality of voids in the material being processed. Beaded preforms may include filaments (one strand of beads) and mats (two and three dimensional arrays of beads). The filaments and mats can be coated to be a tow and a laminate, which can then be assembled into a composite material. Preforms may be produced using novel apparatus and methods, and are known in the art for making porous structures comprising stress modulating structures in any material, including, for example, metals, plastics, ceramics, textiles, paper, and biological materials. Can be incorporated into the process.

Description

복수의 공극을 갖는 재료를 제조하기 위한 예비 성형체 및 그 제조 방법{PREFORM FOR MANUFACTURING A MATERIAL HAVING A PLURALITY OF VOIDS AND METHOD OF MAKING THE SAME}Preform for producing a material having a plurality of voids and a method for manufacturing the same {PREFORM FOR MANUFACTURING A MATERIAL HAVING A PLURALITY OF VOIDS AND METHOD OF MAKING THE SAME}

본 발명은 재료의 설계 및 제조에 관한 것이며, 보다 구체적으로 말하면 임의의 재료, 특히 가공되는 재료(engineered material) 내에 공극(void), 기공(pore), 혹은 캐비티를 생성하기 위해 사용되는 예비 성형체 구성 요소(preform component)에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the design and manufacture of materials, and more particularly to preform constructions used to create voids, pores, or cavities in any material, in particular engineered materials. It relates to a preform component.

본 발명은 일반적으로 소정의 재료에 조직을 이루는(organized) 복수의 공극을 생성하기 위한 능력과, 또한 베어링 구조체(bearing structure) 및 그 구조체에 필요로 하는 재료의 양과 관련하여 안전하게 수반될 수 있는 응력 사이의 향상된 교환(trade-off)을 제공하는 구조체를 채워 넣는 능력에 관한 것이다. The present invention generally relates to the ability to create a plurality of voids organized in a given material, as well as the stresses that can be safely involved with respect to the bearing structure and the amount of material required for the structure. It relates to the ability to populate structures that provide improved trade-off between them.

일반적으로, 공극들은 다수의 기존의 발포 기술(foaming techniques)을 사용하여 재료 내에 형성되어 왔다. 이들 발포 기술은 조직을 이루지 않는(unorganized) 공극, 즉 공극이 무작위로 배치될 뿐만 아니라 무작위로 위치 설정되어 있는 재료를 생산한다. 더욱이, 이들 재료 내의 다수의 공극들은 폐쇄되어 있지 않은데, 즉 인접한 공극들과 상호 연결되어 있다.In general, the voids have been formed in the material using a number of existing foaming techniques. These foaming techniques produce unorganized pores, ie, materials in which the pores are placed randomly as well as randomly positioned. Moreover, many of the pores in these materials are not closed, ie interconnected with adjacent pores.

따라서, 기존의 프로세스는 폐쇄된 공극 및/또는 소정의 재료 내에 정확하게 조직화된 위치의 공극을 만들 수 없다. 현재의 기술은 또한 공극을 정확하게 소정의 크기 및 실질적으로 자기 폐쇄형(self-enclosed)인 형상으로 만들지 못하였다. Thus, existing processes may not create closed voids and / or voids in precisely organized positions within a given material. Current technology also has not made the voids exactly the desired size and substantially self-enclosed shape.

조직을 이루는 공극을 상호 연결되지 않게 하는 것은 응력 조정 재료(stress steering material)에서 특히 중요하다. 응력 조정 재료는 구조체 상에 가해지는 힘이 주로 압축력으로 귀착되도록 해준다.It is especially important in stress steering materials that the interconnected voids form tissues. The stress modifier material allows the force exerted on the structure to result primarily in compressive forces.

공극이 대칭으로 배열되어 있는 전술한 응력 조정 재료가 개발되었으며, 이는 공극을 포함하는 신규한 구조체를 이용하여 그 재료에 가해지는 응력의 대부분을 실질적으로 압축 응력으로 귀착시킨다. 이러한 신규의 구조체는 본 명세서에 참고 자료로서 채택된 미국 특허 제5,615,528호, 제5,660,003호, 제5,816,009호(본 출원인과 공동으로 소유하고 있음)에 개시되어 있다. 이들 각각의 특허에는 부가되는 힘의 대부분을 인장 응력보다 압축력으로 귀착시키는 결과를 초래하는 기저 재료의 도처에서 복수의 균일하고, 대칭적으로 배열된 공극의 사용에 대해 개시되어 있다. The aforementioned stress regulating materials have been developed in which the voids are symmetrically arranged, which results in substantially compressive stress of most of the stress applied to the material using the novel structure comprising the voids. Such novel structures are disclosed in US Pat. Nos. 5,615,528, 5,660,003, 5,816,009, which are jointly owned by Applicant, which are incorporated herein by reference. Each of these patents discloses the use of a plurality of uniform, symmetrically arranged voids throughout the base material that result in the majority of the added force resulting in compressive forces rather than tensile stresses.

나사(NASA)의 연구와 다른 권위 있는 과학 협회에서는 재료 내에서 공극이 더욱 균일해 질수록 그리고 더욱 대칭적인 배열이 될수록 재료의 유효 인장 강도가 더 커진다 라고 단정하였다. 결과적으로, 발포 재료 및 다공성이 주요 인자로 취급하는 다른 재료의 제조업자들은 재료에 정확하고 3차원 형태를 부여하여 재료의 유효 인장 강도를 최적화시키 위해 그 재료에 소정의 위치에서 소정의 크기의 기공 혹은 공극을 위치 설정하기 위한 상업적인 방법을 찾기 위해 노력해왔다. NASA's work and other prestigious scientific societies have concluded that the more uniform and symmetrical the voids in a material, the greater the effective tensile strength of the material. As a result, manufacturers of foamed materials and other materials, where porosity is a major factor, have precisely sized and three-dimensional shapes in the material to optimize the material's effective tensile strength, allowing the material to have a certain size of pores at a given location. Or efforts have been made to find a commercial way to position the voids.

그러나, 종래의 제조 기술을 사용하여 이러한 공극을 3차원의 대칭적인 배열로 재료에 합체시키는 것은 어렵고 비용이 많이 드는 작업이었다. 그것은 공지의 재료 발포 기술을 이용하여서는 여전히 불가능하였다. 따라서, 전술한 특허에 개시된 응력 조정 재료를 포함하는 다공성 재료의 만연된 사용과 수납이 곤란하였는데, 그 이유는 재료 내에 필수적인 공극을 합체시키는 것이 어렵기 때문이었다.However, incorporating these voids into the material in a three-dimensional symmetrical arrangement using conventional manufacturing techniques has been a difficult and expensive task. It was still not possible using known material foaming techniques. Thus, the widespread use and storage of porous materials, including the stress adjusting materials disclosed in the aforementioned patents, has been difficult because it is difficult to incorporate the necessary voids in the material.

따라서, 전술한 특허의 응력 조정 재료를 포함하여 공극을 합체시키는 소정의 형태를 갖는 재료를 용이하게 제조할 수 있게 해주는 재료, 프로세스 및/또는 시스템의 필요성이 요구된다.Accordingly, there is a need for materials, processes, and / or systems that facilitate the manufacture of materials having the desired shape to incorporate voids, including the stress adjusting materials of the aforementioned patents.

따라서, 본 발명은 임의의 재료에 조직을 이루는 공극(소정의 배열로 위치한 공극)을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. 이러한 신규의 방법 및 장치를 이용하여 생성된 공극은 임의의 크기, 형상, 공간이 될 수 있고, 또한 상호 연결되거나 각각 전체적으로 폐쇄될 수 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for creating voids (pores located in a predetermined arrangement) that are organized in any material. The voids created using this novel method and apparatus can be of any size, shape, space, and can also be interconnected or entirely closed respectively.

더욱이, 특정 재료 내의 공극의 간격은 소망하는 재료의 특징을 얻기 위해 대칭 및/또는 비대칭이 되어도 좋다. 따라서, 전술한 특허에 개시된 재료에 따른 응력 조정을 얻기 위해, 공극은 특별한 대칭 구조로 배열되어야 한다.Moreover, the spacing of the voids in a particular material may be symmetrical and / or asymmetrical to obtain the desired material characteristics. Thus, in order to obtain a stress adjustment in accordance with the material disclosed in the aforementioned patent, the voids must be arranged in a special symmetrical structure.

따라서, 구조체에 부가되는 힘의 대부분을 인장 응력보다 압출력으로 귀착시키는 결과를 초래하도록 복수의 대칭으로 배열되고, 균일한 공극을 이용하는 상기 특허의 응력 조정 재료를 포함하는, 공극을 합체시킨 소정의 형태의 재료는 본 발명의 독특하고 신규의 부품 및 방법을 이용하여 제조될 수 있다. Thus, any combination of voids, including a stress modulating material of the patent, which is arranged in a plurality of symmetries and results in the use of uniform voids, resulting in the majority of the forces added to the structure result in extrusion forces rather than tensile stresses. Forms of material can be made using the unique and novel parts and methods of the present invention.

본 발명에 따른 제조 장치 및 방법뿐만 아니라 예비 성형체, 예컨대 공극을 갖는 구조체는, 또한 본 출원인이 명의로 본 출원과 동일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "복수의 공극을 구비하는 재료를 제조하기 위한 예비 성형체 및 그 제조 방법"이며, 본 명세서에는 전체 내용이 인용하는 것으로 기재를 대신하는 임시 특허 출원(2001.5.17일자 미국 특허 임시 특허 출원 제60/291,904호)에 개시되어 있다.Structures having preforms, such as voids, as well as manufacturing apparatuses and methods according to the invention, are also filed in the name of the applicant with the same as the present application, and the name of the invention is for producing a material having a plurality of voids. Preform, and a method of manufacturing the same, which is incorporated herein by reference in its entirety, which is incorporated by reference in its provisional patent application (U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 291,904, filed on January 15, 2005).

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 공극은 예비 성형체 재료의 구성 요소 혹은 결 만들기(texturizing) 혹은 이들의 조합 중 하나를 이용하여 재료에 합체된다. 상기 공극은 공지의 제조 방법을 이용하여 재료에 생성되어도 좋다. According to a preferred embodiment of the present invention, the voids are incorporated into the material using one of the components or texturizing of the preform material or a combination thereof. The said void may be produced | generated in a material using a well-known manufacturing method.

따라서, 본 발명의 목적은 복수의 공극을 만들기 위한 구성 재료를 제공하는 데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a constituent material for making a plurality of voids.

본 발명의 또 다른 목적은 복수의 공극을 재료에 부여하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for imparting a plurality of voids to a material.

따라서, 본 발명의 일 관점에 있어서, 가공되는 재료에 복수의 공극을 형성하기 위한 비드형 예비 성형은 인접하게 위치한 복수의 비드를 포함한다.Thus, in one aspect of the invention, the bead type preform for forming a plurality of voids in the material to be processed includes a plurality of adjacently located beads.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 가공되는 재료에 복수의 공극을 형성하기 위한 비드형 예비 성형체(beaded preform)를 제조하는 방법은, 압출된 예비 성형체 재료를 만들기 위해 제1의 개구 밖으로 예비 성형체 재료를 압출하는 단계와, 인접하게 위치한 복수의 비드를 형성하도록 압출된 예비 성형체 재료를 캘린더링 하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a beaded preform for forming a plurality of voids in a material to be processed comprises a preform material out of a first opening to make an extruded preform material. Extruding and calendering the extruded preform material to form a plurality of adjacently located beads.

본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 가공되는 재료에 복수의 공극을 형성하기 위한 코팅된 비드형 예비 성형체를 제조하는 방법은 압출되는 코팅 재료의 제1 흐름을 다이에 제공하는 단계와, 비드형 예비 성형체를 상기 제1의 흐름 내에 제공하는 단계로, 비드형 예비 성형체가 상기 코팅 재료로 코팅게 하는 단계와, 토우를 형성하도록 상기 제1의 흐름을 개구로부터 상기 비드형 예비 성형체와 함께 압출하는 단계를 포함한다. In another aspect of the invention, a method of making a coated bead preform for forming a plurality of voids in a material to be processed comprises the steps of: providing a die with a first flow of extruded coating material; Providing a molded body in the first flow, causing a beaded preform to be coated with the coating material, and extruding the first stream from the opening with the beaded preform to form a tow It includes.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료를 만들기 위한 방법은 복수의 비드형 예비 성형체를 제1의 공급 재료로 안내하는 단계와, 복수의 비드형 예비 성형체를 제1의 재료로 코팅하는 단계와, 코팅된 예비 성형체를 소정의 형상으로 성형하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the invention, a method for making a material to be processed having a plurality of voids includes guiding a plurality of bead-shaped preforms with a first feed material, and a plurality of bead-shaped preforms with a first feed material. Coating with a material, and molding the coated preform into a predetermined shape.

본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 연속 캐스팅 장치를 사용하여 조직을 이루는 복수의 공극을 포함한 인공 구조체를 제조하는 방법은 인접하게 위치한 복수의 비드를 포함하는 비드형 예비 성형체를 제1의 용기에 담긴 매트릭스 재료로 안내하는 단계와, 소정의 간격을 지닌 공간으로 매트릭스 재료를 안내하는 단계를 포함하며, 간격과 실질적으로 동일한 소정의 두께를 갖는 제품을 형성한다.In still another aspect of the present invention, a method of manufacturing an artificial structure including a plurality of voids forming a tissue by using a continuous casting device includes a bead-shaped preform comprising a plurality of adjacently placed beads in a first container. Guiding the matrix material and guiding the matrix material into a space having a predetermined spacing, and forming a product having a predetermined thickness substantially equal to the spacing.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법은 제1 어레이의 제1 공극을 제1 적층체 상에 부여하는 단계와, 제1 적층체를 제2 적층체와 조립시키는 단계를 포함하며, 제1 공극으로 향하는 개구가 제1 적층체의 제1 측면에 형성되어 있다.According to another aspect of the present invention, a method for forming a composite in which a plurality of voids forming a tissue is arranged therein comprises: imparting a first void of a first array onto a first stack; Assembling the laminate with the second laminate, wherein openings directed to the first voids are formed in the first side of the first laminate.

본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 복합체 재료로 조립되는 적층체는 복수의 리세스가 제1의 측면에 있는 직물을 포함하며, 상기 리세스는 적층체의 제2 측면에 있는 복수의 돌출부와 대응한다.In another aspect of the invention, a laminate assembled from a composite material comprises a fabric having a plurality of recesses on a first side, the recesses corresponding to a plurality of protrusions on a second side of the laminate. do.

본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 조직을 이루는 복수의 공극을 구비하는 가공되는 재료를 제조하는 방법은 복수의 간격을 둔 비드를 포함하는 비드형 예비 성형체를 용융 재료의 연속 캐스트 내에서 안내하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the invention, a method of manufacturing a processed material having a plurality of voids forming a tissue comprises the steps of guiding a bead shaped preform comprising a plurality of spaced beads in a continuous cast of molten material. It includes.

본 발명의 또 다른 관점에 있어서, 조직을 이루는 복수의 공극을 구비하는 가공되는 재료를 제조하는 방법은, 인접하게 위치한 비드 가닥을 포함하는 비드형 예비 성형체를 이하의 프로세스, 즉 In still another aspect of the present invention, a method of manufacturing a processed material having a plurality of voids forming a tissue comprises the following process, namely a bead-shaped preform comprising adjacent bead strands.

융합 침적 모델링, 스테레오-리소그래피, 광학적 조립, 고체 베이스(연마한) 경화, 플라즈마 스프레이 성형, 스퍼터링, 증착을 포함하는 부가적 제조, 원자화 제조 및 층상화 제조 프로세스,Additive manufacturing, atomization manufacturing and layered manufacturing processes, including fusion deposition modeling, stereo-lithography, optical assembly, solid base (polishing) curing, plasma spray molding, sputtering, deposition,

압인-다이 단조, 개방-다이 단조, 코이닝(coining), 관통, 허빙(hubbing), 풀러링(fullering) 및 엣칭, 롤 단조, 링 롤링, 직접 압출, 간접 압출, 정수 압출 및 충격 압출을 포함하는 벌크 변형을 포함한 변형 및 성형 프로세스,Including die-die forging, open-die forging, coining, penetrating, hubbing, fullering and etching, roll forging, ring rolling, direct extrusion, indirect extrusion, hydrostatic extrusion and impact extrusion Deformation and forming processes, including bulk deformation

전단, 벌징, 고무 성형, 고에너지율의 성형, 초가소성 성형, 딥 드로잉, 엠보싱을 포함하는 판금 성형 프로세스,Sheet metal forming processes including shearing, bulging, rubber forming, high energy forming, superplastic forming, deep drawing, embossing,

컷팅, 연마, 방전 가공, 물분사 가공, 연마제 분사 가공, 화학적 가공 및 전기화학적 가공 및 연마를 포함하는 재료 제거 프로세스,Material removal processes including cutting, polishing, electric discharge machining, water spraying, abrasive spraying, chemical processing and electrochemical processing and polishing,

슬러시 캐스팅, 압력 캐스팅, 인서트 몰딩, 원심 캐스팅 및 침윤 캐스팅을 포함하는 영구적인 몰드, 진공 캐스팅, 세라믹-몰드 캐스팅, 플라스터-몰드 캐스팅, 쉘몰드 캐스팅 및 샌드 캐스팅, 겔-캐스팅, 사출 성형, 압축 성형, 트랜스퍼 몰딩, 인서트 몰딩을 포함하는 소모성 몰드를 포함한 캐스팅 프로세스,Permanent molds, including slush casting, pressure casting, insert molding, centrifugal casting and infiltration casting, vacuum casting, ceramic-molding casting, plaster-molding casting, shell mold casting and sand casting, gel-casting, injection molding, compression molding Casting processes including consumable molds, transfer molding, insert molding,

소결, 냉간 등적 프레싱, 열간 등적 프레싱을 포함하는 미립자 재료 처리 프로세스,Particulate material processing process including sintering, cold equal pressing, hot equal pressing

마찰 교반 용접, 저항 용접, 폭발 용접, 납땜 및 솔더링, 아크 용접, 레이저 용접을 포함하는 조립 및 결합 프로세스들 중 임의의 한 프로세스에 제공하는 단계를 포함한다. Providing to any one of assembly and joining processes including friction stir welding, resistance welding, explosion welding, soldering and soldering, arc welding, laser welding.

이러한 관점은 첨부 도면과 이하의 본 발명의 상세한 설명을 읽으면 더욱 쉽게 이해될 것이다. These aspects will be more readily understood upon reading the accompanying drawings and the following detailed description of the invention.

도 1은 모든 상징적인 TRD가 그들의 각 센터에 공극을 지니는, 본 발명에 따른 예비 성형체에 의해 생성된 응력 조정 구조체의 제1의 폐쇄형 셀 구조를 도시한 도면이며,1 shows a first closed cell structure of a stress regulating structure produced by a preform according to the invention, wherein all symbolic TRDs have voids in their respective centers,

도 2는 상징적인 TRD가 하나 걸러 제거되어 있는, 본 발명에 따른 예비 성형체에 의해 생성된 응력 조정 구조체의 제2의 개방형 셀 구조를 도시한 도면이고,FIG. 2 shows a second open cell structure of the stress adjusting structure produced by the preform according to the invention, with every other symbolic TRD removed; FIG.

도 3은 상징적인 TRD가 그들의 각 센터에 공극을 지니는, 본 발명에 따른 예비 성형체에 의해 생성된 응력 조정 구조체의 제3의 조합된 개방형 셀, 폐쇄형 셀 구조를 도시한 도면이며,FIG. 3 shows a third combined open cell, closed cell structure of a stress modulating structure produced by a preform according to the invention with symbolic TRDs having voids in their respective centers, FIG.

도 4는 상징적인 TRD가 그들의 각 센터에 공극을 지니는, 본 발명에 따른 예비 성형체에 의해 생성된 응력 조정 구조체의 제4의 조합된 개방형 셀, 폐쇄형 셀 구조를 도시한 도면이고,4 shows a fourth combined open cell, closed cell structure of a stress modulating structure produced by a preform according to the invention with symbolic TRDs having voids in their respective centers;

도 5a는 본 발명에 따른 예비 성형체와 닮은 진주를 꿴 실을 도시한 도면이며, Figure 5a is a view showing a pearled thread resembling a preform according to the present invention,

도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이고, 5B is a view schematically showing a bead-type filament preform according to a first embodiment of the present invention,

도 6a는 제1의 간격에 위치한 단일 크기의 비드를 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이며,6A is a schematic illustration of a beaded filament preform according to a first embodiment of the present invention having a single size of beads located at a first interval,

도 6b는 작은 크기의 비드 사이의 공간에 큰 크기의 비드가 배치되어 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이고,FIG. 6B is a view schematically showing a bead-type filament preform according to the first embodiment of the present invention in which beads of large size are disposed in spaces between beads of small size, and FIG.

도 6c는 작은 크기의 비드 사이의 공간에서 그것과 인접하게 큰 크기의 비드가 배치되어 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이며,FIG. 6C is a view schematically showing a bead-like filament preform according to the first embodiment of the present invention in which a bead of a large size is disposed adjacent to it in a space between beads of a small size;

도 7a는 필라멘트가 전형적인 적층 재료의 그룹으로 나누어져 수평으로 배열되어 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이고,FIG. 7A is a schematic illustration of a beaded filament preform in accordance with a first embodiment of the present invention in which the filaments are divided into groups of typical laminated materials and arranged horizontally; FIG.

도 7b는 필라멘트가 전형적인 적층 재료의 그룹으로 나누어져 대각선 방향으로 배열되어 있는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이며,FIG. 7B is a schematic illustration of a beaded filament preform according to a first embodiment of the present invention in which the filaments are divided into groups of typical laminated materials and arranged diagonally;

도 7c는 필라멘트가 전형적인 적층 재료의 그룹으로 나누어져 수평으로 배열되어 있는 동시에 2가지의 상이한 크기의 비드가 사용되는, 본 발명의 제1 실시예 에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이고,FIG. 7C schematically illustrates a beaded filament preform according to a first embodiment of the present invention in which the filaments are divided into groups of typical laminated materials and arranged horizontally while at the same time two different sizes of beads are used; ego,

도 7d는 필라멘트가 대각선 방향으로 배열된 것만 제외하고 도 7c와 유사한 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이며,FIG. 7D is a schematic view of the bead-like filament preform according to the first embodiment of the present invention similar to FIG. 7C except that the filaments are arranged in a diagonal direction, FIG.

도 8은 타원 형상을 갖는 재료 내에서 처리하여 그 결과 적절한 형상의 구형 공극이 형성되기 이전의 필라멘트 비드를 도시하는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 개략적으로 도시한 도면이고,8 is a schematic illustration of a beaded filament preform according to a first embodiment of the present invention, showing the filament beads prior to processing in a material having an elliptic shape and consequently forming spherical voids of a suitable shape. ego,

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따라 복수의 필라멘트를 서로 조립함으로써 제조된 가공되는 재료를 도시한 단면도이며, 9 is a cross-sectional view showing a processed material produced by assembling a plurality of filaments with each other according to the first embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따라 복수의 필라멘트를 서로 조립함으로써 제조된 또 다른 가공되는 재료를 도시한 단면도이고, 10 is a cross-sectional view showing another processed material produced by assembling a plurality of filaments with each other according to the first embodiment of the present invention;

도 11a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필라멘트 예비 성형체를 사용하는 원통형 토우를 도시한 도면이며, 11A is a view showing a cylindrical tow using the filament preform according to the first embodiment of the present invention.

도 11b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필라멘트 예비 성형체를 사용하는 정사각 기둥형 토우를 도시한 도면이고, 11B is a view showing a square column tow using the filament preform according to the first embodiment of the present invention.

도 12a는 도 11a에 도시된 복수 개의 토우를 조립함으로써 제조된 적층체를 도시한 도면이며,12A is a view showing a laminate manufactured by assembling a plurality of tows shown in FIG. 11A,

도 12b는 도 11b에 도시된 복수 개의 토우를 조립함으로써 제조된 적층체를 도시한 도면이고,12B is a view showing a laminate produced by assembling a plurality of tows shown in FIG. 11B,

도 13a는 패브릭(fabric)을 형성하도록 조립된 도 11a에 도시된 복수의 토우 를 도시한 도면이며, FIG. 13A is a view of the plurality of tows shown in FIG. 11A assembled to form a fabric; FIG.

도 13b는 패브릭을 형성하도록 조립된 도 11b에 도시된 복수의 토우를 도시한 도면이고, FIG. 13B illustrates a plurality of tows shown in FIG. 11B assembled to form a fabric; FIG.

도 13c는 패브릭을 형성하도록 서로 조립된 복수의 토우와 적층체를 도시한 도면이며,FIG. 13C shows a plurality of tows and laminates assembled together to form a fabric, FIG.

도 13d는 복수의 적층체를 도시한 도면이고,13D is a view showing a plurality of laminates,

도 14는 적층체/패브릭 형성을 위한 처리용으로 정렬된 비드형 필라멘트와 매트를 도시한 도면이며,FIG. 14 shows beaded filaments and mats aligned for processing for laminate / fabric formation, FIG.

도 15는 본 발명에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 제조하기 위한 제1의 압출/스피닝 프로세스를 도시한 도면이고,FIG. 15 shows a first extrusion / spinning process for producing a beaded filament preform according to the present invention;

도 16은 본 발명에 따른 비드형 필라멘트 예비 성형체를 제조하기 위한 제1의 압출/스피닝 프로세스를 도시한 도면이고,FIG. 16 shows a first extrusion / spinning process for producing beaded filament preforms according to the invention, FIG.

도 17은 본 발명에 따른 비드형 매트 예비 성형체를 제조하기 위한 제1의 압출 프로세스를 도시한 도면이며,FIG. 17 is a view showing a first extrusion process for producing a bead-shaped mat preform according to the present invention;

도 18은 본 발명에 따른 비드형 매트 예비 성형체를 제조하기 위한 제2의 압출 프로세스를 도시한 도면이고,FIG. 18 is a view showing a second extrusion process for producing the bead-shaped mat preform according to the present invention;

도 19는 본 발명에 따른 토우를 제조하기 위한 제1의 압출 프로세스를 도시한 도면이며,19 shows a first extrusion process for producing a tow according to the invention,

도 20은 본 발명에 따른 토우를 제조하기 위한 제2의 압출 프로세스를 도시한 도면이고,20 shows a second extrusion process for producing a tow according to the invention,

도 21은 본 발명에 따른 예비 성형체를 사용하여 적층체를 제조하기 위한 제1의 압출 프로세스를 도시한 도면이며,21 shows a first extrusion process for producing a laminate using the preform according to the present invention,

도 22는 본 발명에 따른 예비 성형체를 사용하여 적층체를 제조하기 위한 제2의 압출 프로세스를 도시한 도면이고,22 shows a second extrusion process for producing a laminate using the preform according to the invention,

도 23은 연속 주조법을 이용하여 소정의 재료를 생산하도록 사용된 본 발명에 따른 예비 성형체를 도시한 도면이며, 23 shows a preform according to the invention used to produce a predetermined material using a continuous casting method,

도 24 및 도 25는 압출 성형법을 이용하여 적층체 혹은 패브릭을 생산하도록 사용된 본 발명에 따른 예비 성형체를 도시한 도면이고,24 and 25 illustrate preforms according to the invention used to produce laminates or fabrics using extrusion methods;

도 26은 제1의 딤플 구조를 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따라 결을 갖는 재료를 도시한 도면이며, FIG. 26 is a view showing a material having a grain according to a second embodiment of the present invention having a first dimple structure;

도 27은 제2의 딤플 구조를 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따라 결을 갖는 재료를 도시한 도면이고, 27 is a view showing a material having a grain according to a second embodiment of the present invention having a second dimple structure;

도 28은 제3의 딤플 구조를 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따라 결을 갖는 재료를 도시한 도면이고, FIG. 28 is a view showing a material having a grain according to a second embodiment of the present invention having a third dimple structure;

도 29는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따라 예비 성형체 재료를 사용하여 제조될 수 있는 다양한 구조체를 도시한 도면이다.FIG. 29 illustrates various structures that can be produced using preform materials in accordance with the first and second embodiments of the present invention.

조직을 이루는 공극을 갖는 재료에 전구체로서의 비드형 예비 성형체Bead-shaped preforms as precursors to materials having structuring pores

본 발명에 따른 비드형 예비 성형체는 소정의 대칭 혹은 비대칭 위치 설정 혹은 조직을 이루는 공극을 형성하여 예컨대 조직을 이루는 공극을 갖는 재료를 만들기 위해 소정의 재료를 합체시키는 전구체의 구성요소이다. 이러한 재료의 예는 부가된 부하를 주로 압축 응력으로 귀착시키기 위한 응력 조정 구조체이다. 이러한 3차원 응력 조정 구조체의 2차원 단면도가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다.The bead-shaped preform according to the invention is a component of a precursor which incorporates a predetermined material to form a predetermined symmetrical or asymmetrical positioning or tissue forming voids, for example, to produce a material having a tissue forming void. An example of such a material is a stress regulating structure to result in an added load primarily to compressive stress. Two-dimensional cross-sectional views of such three-dimensional stress control structures are shown in FIGS.

예비 성형체는 희생적(sacrificial)(즉, 예비적), 영구적, 또는 이것의 조합일 수 있다. 희생적 예비 성형체의 경우, 공극을 형성하는 비드 재료는 일반적으로 추가의 프로세스 중에 기저 재료로 합체된 후 몇몇 시점에서 제거된다. 영구적인 예비 성형체의 경우, 비드 재료는 비록 프로세스 중에 소정의 방식으로 변형 혹은 재편성될 수 있지만 공극에 잔류하게 된다.The preform may be sacrificial (ie, preliminary), permanent, or a combination thereof. In the case of a sacrificial preform, the bead material forming the voids is generally removed at some point after incorporation into the base material during further processing. In the case of permanent preforms, the bead material will remain in the void, although it may be deformed or reshaped in some way during the process.

예비 성형체의 비드는 원하는 가공되는 재료를 생산하기 위해 필요로 하는 임의의 형상 및 크기일 수 있고, 중공 혹은 중실형 및 이들의 조합일 수 있다. 일반적으로, 비드의 형상은 이것이 프로세스 후 특정의 공극 체적 및/또는 형상을 갖는 공극을 생산할 수 있도록 되어 있다. The beads of the preform may be of any shape and size needed to produce the desired material to be processed, and may be hollow or solid and combinations thereof. In general, the shape of the beads is such that it can produce voids having a specific pore volume and / or shape after the process.

비드형 예비 성형체는 양호하게는 2개의 기본 형태 즉, 필라멘트와 매트 중 하나로 되어 있으며, 이들 중 하나는 강성(剛性)이거나 또는 유연성일 수 있다. 이들 예비 성형체는 필라멘트 및 매트에 각각 코팅을 도포함으로써 토우와 적층체로 추가로 조립될 수 있다. The bead shaped preform is preferably in one of two basic forms, filament and mat, one of which may be rigid or flexible. These preforms can be further assembled into tows and laminates by applying a coating to the filaments and the mat, respectively.

본 발명에 따른 필라멘트(2) 예비 성형체는 비드 가닥(strand)과 유사하며(도 5a 참조), 이격된 비드(6)의 가닥(4)을 포함한다(도 5b 참조). 간격은 비대칭일 수 있지만, 일반적으로 소정의 간격의 패턴을 가지고 조직화 및/또는 대칭적으로 되어 있다. 더욱이, 비드는 동일한 크기, 무작위의 크기 또는 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같은 특정 형상의 비드의 반복 패턴을 가질 수 있다. The filament 2 preform according to the invention is similar to the bead strand (see FIG. 5A) and comprises strands 4 of spaced beads 6 (see FIG. 5B). The spacing may be asymmetric, but is generally organized and / or symmetric with a pattern of spacing. Moreover, the beads can have the same size, random size or repeating pattern of beads of a particular shape as shown in FIGS. 6A-6C.

매트(8)는 2차원 배열을 형성하기 위한 다른 방법으로 복수의 비드를 조립함으로써 형성될 수 있지만, 도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이 2차원 배열의 조립된 필라멘트(2)이다. 도면에 도시된 바와 같이, 수직 및 수평의 비드 간격은 일반적으로 조직화되고, 소정의 거리 및 패턴으로 제공된다.The mat 8 can be formed by assembling a plurality of beads in another way to form a two-dimensional array, but is a two-dimensional array of assembled filaments 2 as shown in FIGS. 7A-7D. As shown in the figure, the vertical and horizontal bead spacings are generally organized and provided at a predetermined distance and pattern.

도 8에는 타원형의 비드를 갖는 비드형 필라멘트가 도시되어 있다. 이 비드는 특정의 재료와 합체될 때 공극, 나아가 영구적일 경우 비드 자체가 프로세스 후 구형의 형상을 갖게 되는 그러한 형상으로 형성된다. 이러한 형태의 필라멘트로부터 이득을 얻는 전술한 프로세스는 캐스팅 프로세스일 수 있으며, 여기서 고압 및/또는 압축 롤링이 예비 성형체의 형상에 영향을 끼치고, 그 결과 예비 성형체가 희생적이거나 아닌 것에 따라 공극의 형상이 결정된다.8 shows a beaded filament having an elliptical bead. These beads are formed into such a shape that, when incorporated with a particular material, voids and even permanently, the beads themselves have a spherical shape after the process. The above-described process that benefits from this type of filament may be a casting process, where high pressure and / or compression rolling affect the shape of the preform, as a result of which the shape of the void is determined as the preform is sacrificial or not. do.

매트 및 필라멘트는 패브릭을 형성하도록 조립될 수 있으며, 그 결과 예컨대 공극(12, 14)(도 9 참조)과 공극(16)(도 10 참조)을 지니는 동시에 도 9 및 도 10에 도시된 단면을 갖는 재료를 형성하게 된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 이러한 패브릭 적층체는 표면 재료(11)가 상부와 하부를 덮고 있는 매트(8)와 필라멘트(2)의 교대로 된 층을 포함할 수 있다. Mats and filaments can be assembled to form a fabric, resulting in, for example, the cross sections shown in FIGS. 9 and 10 with voids 12, 14 (see FIG. 9) and voids 16 (see FIG. 10). It will form a material having. As shown in FIG. 14, this fabric stack may comprise alternating layers of mat 8 and filaments 2 with surface material 11 covering the top and bottom.

토우(18)(도 11a-11b 참조)는 필라멘트(2)를 일반적으로 소정 형태의 매트릭스 재료(3)(예컨대, 열경화성 수지)로 코팅함으로써 형성된다. 이와 유사하게, 적층체(20)는 일반적으로 매트를 매트릭스 재료로 코팅함으로써 형성되거나, 또는 복수의 토우(2)(도 12a-12b 참조)를 조립함으로써, 혹은 소정의 어레이로 배열된 복 수의 필라멘트 집합체를 코팅함으로써 제조될 수 있다.Tow 18 (see FIGS. 11A-11B) is formed by coating filament 2 with a matrix material 3 (eg, a thermosetting resin) of generally some type. Similarly, laminate 20 is generally formed by coating a mat with a matrix material, or by assembling a plurality of tows 2 (see FIGS. 12A-12B), or a plurality of arrays arranged in a predetermined array. It can be prepared by coating a filament aggregate.

필라멘트 및 매트뿐만 아니라 토우 및 적층체는 또한 가이드(예컨대, 리세스, 돌출부)를 절단 및 위치 설정하는 것을 포함할 수 있기 때문에, 이들은 특별한 응용에서 중간 생산물(intermediate products)과 최종 생산물(final products) 재료로 용이하게 절단, 배열 및 조립될 수 있다.Since tows and laminates, as well as filaments and mats, may also include cutting and positioning guides (eg, recesses, protrusions), they are intermediate and final products in particular applications. It can be easily cut, arranged and assembled into a material.

중간 생산물과 최종 생산물은 토우와 적층체(도 13a-13d 및 도 14)의 복합체(22)로 제조될 수 있다. 예컨대, 복합체 패브릭의 제조 방법은 복수의 토우, 복수의 적층체 혹은 이들의 조합을 위빙(weaving), 닛팅(knitting), 혹은 서로 조립하는 방법이 있다. The intermediate product and the final product can be made of a composite 22 of tow and laminates (FIGS. 13A-13D and 14). For example, a method of manufacturing a composite fabric includes a method of weaving, knitting, or assembling each other with a plurality of tows, a plurality of laminates, or a combination thereof.

패브릭을 포함하는 복합체는 연속적(예컨대, 테이프)이거나 비연소적일 수 있으며, 그리고 중간 생산물 및 완성품용으로 제조될 수 있다. 예컨대, 복합체는 석판, 블룸(bloom), 빌릿, 패널, 보드 및 시트로 제조될 수 있다(도 29 참조). Composites comprising fabrics can be continuous (eg, tape) or non-combustible, and can be made for intermediate products and finished products. For example, the composite can be made of slabs, blooms, billets, panels, boards and sheets (see FIG. 29).

해당 분야의 종사자는 재료(예컨대, 응력 조종 구조체)의 공극 패턴이 토우를 위빙, 브레이딩(braiding), 닛팅 함으로써 패브릭에 합체되어 이러한 구조체의 장점이 2개의 상이한 수준에서 얻어질 수 있다는 것으로 이해할 것이다. 더욱이, 상기 구조체, 비드의 재료 및 코팅은 응력 조정 구조체의 장점이 3가지의 수준에서 얻어지도록 응력 조정 구조체(즉, 공극 구조체)로 구성될 수 있다. One skilled in the art will understand that the void pattern of the material (eg, stress steering structure) is incorporated into the fabric by weaving, braiding, and knitting the tow so that the advantages of such a structure can be obtained at two different levels. . Moreover, the structure, the material of the beads and the coating can be composed of a stress adjusting structure (ie a pore structure) such that the advantages of the stress adjusting structure can be obtained at three levels.

따라서, 금속, 플라스틱, 세라믹 및 다양한 합금, 혼합물 및 이것의 복합체를 이용하는 본 발명의 토우, 적층체 및 패브릭의 다양한 잠재적인 재료가 존재한다. 대체 가능한 재료로는 반도체, 직물, 종이 및 바이오 재료가 포함된다.Thus, there are various potential materials of the tow, laminates and fabrics of the present invention utilizing metals, plastics, ceramics and various alloys, mixtures and composites thereof. Alternative materials include semiconductors, textiles, papers, and biomaterials.

예비 성형체의 성분으로 형성된 공극은 지능형 구조체에 사용되는 지능형 재료를 위한 하우스 장치에 사용될 수 있다. 특히, 센서, 액츄에이터, MEMS, 그 밖의 장치는 항공기의 브리지 혹은 날개의 구조적 요소의 공극 내에 합체될 수 있는데, 이는 예컨대 상기 요소/브리지의 기능에 관한 정보를 제공하거나 또는 그 형상의 변화 혹은 그 엘리멘트의 특성 변화(예컨대, 추가 이륙을 위한 항공기의 날개 형상의 변화)를 위한 구조체 상에 내력을 유도하게 된다. 이러한 장치를 완성품에 합체하기 위해, 상기 장치는 필라멘트 혹은 매트 내의 하나 또는 그 이상의 비드 대신에 사용되거나 하나 이상의 비드 내에 합체될 수 있다. The voids formed from the components of the preform can be used in house devices for intelligent materials used in intelligent structures. In particular, sensors, actuators, MEMS, and other devices may be incorporated in the air gaps of structural elements of bridges or wings of aircraft, for example to provide information about the function of the element / bridge or to change its shape or its elements. It will induce a load on the structure for a change in the characteristics of (e.g., a change in the wing shape of the aircraft for further takeoff). To incorporate such a device into a finished product, the device may be used in place of one or more beads in a filament or mat or may be incorporated into one or more beads.

본 발명에 따른 예비 성형체는 종래의 제조 방법을 사용하여 제조된다. 따라서, 본 출원인은 본 발명에 따른 예비 성형체를 제조하는데 사용할 수 있는 예컨대 도 15 내지 도 18에 도시된 것과 같은 포괄적인 리스트를 제공하였다. 이들 방법은 다양한 캐스팅, 변형 및 금속용의 성형 프로세스; 블로우 몰딩, 압축 몰딩(냉각/열간), 트랜스퍼 몰딩, 냉간 몰딩, 사출 몰딩, 반작용 사출 몰딩, 열성형, 회전 몰딩, 플라스틱용의 폼 몰딩; 압력 캐스팅, 슬립 캐스팅, 등적 프레싱, 플라즈마 스프레이 성형, 롤 프레싱, 사출 몰딩, 세라믹용의 겔 캐스팅; 그리고 침윤 캐스팅, 필라멘트 와인딩, 복합체용 등적 프레싱을 포함한다. The preform according to the invention is produced using a conventional manufacturing method. Accordingly, Applicant has provided a comprehensive list, such as shown in Figures 15-18 which can be used to prepare the preform according to the invention. These methods include various casting, deformation and forming processes for metals; Blow molding, compression molding (cold / hot), transfer molding, cold molding, injection molding, reaction injection molding, thermoforming, rotational molding, foam molding for plastics; Pressure casting, slip casting, conformal pressing, plasma spray molding, roll pressing, injection molding, gel casting for ceramics; And inductive casting, filament winding, equivalent pressing for composites.

본 발명에 따른 신규의 예비 성형체를 생산하는 일례는 도 15에 도시되어 있고 이하에 설명되어 있다. An example of producing a novel preform according to the invention is shown in FIG. 15 and described below.

필라멘트: 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 필라멘트는 다수의 소형 구멍(34)을 포함하는 다이(32, spinneret)를 통해 압출 재료를 강제시키는 스피닝 프로세스(31)에 의해 생성될 수 있다. 그 후, 비드는 성형 롤링(36)에 의해, 혹은 양호하게는 인라인 드로잉(38)과, 엠보싱 롤러(40)로 필라멘트 상의 캘린더링 조작에 의해 추가된다. 드로잉은 필라멘트를 얇게 만들어 이들의 인장 강도를 추가의 프로세스에서 인장 강도의 증가를 예상할 수 있다. 완성된 필라멘트는 권취 스풀(39)에서 수집된다. 또한, 필라멘트는 도 16에 도시된 바와 같이 로터리 압축을 사용함으로써 생산될 수 있다. Filament: As shown in FIGS. 15 and 16, the filament may be produced by the spinning process 31 forcing the extruded material through a die 32, which includes a plurality of small holes 34. The beads are then added by shaping rolling 36, or preferably by inline drawing 38 and by calendering operations on the filaments with embossing roller 40. Drawing can make filaments thinner and increase their tensile strength in further processes. The finished filaments are collected in the winding spool 39. Filaments can also be produced by using rotary compression, as shown in FIG.

매트: 매트는 일반적으로 도 17-18에 도시된 바와 같이 엠보싱 롤러를 이용하여 캘린더링에 의해 인라인에 비드를 추가하는 압출된 테이프 캐스팅(양호하게는 필라멘트를 이용하여 실행됨)으로서 착수된다. 도시된 바와 같이, 재료는 비드를 포함하지 않는 재료의 매트를 만들도록 압출기 다이(42) 밖으로 압출된다. 이로부터, 2차원 어레이가 엠보싱 롤러(40)를 이용하여 비드를 추가하는 캘린더링 조작으로 유입된다. 그러나, 비드형 필라멘트는 복수의 필라멘트를 메쉬로 조직화시키거나 혹은 압출된 매트릭스 재료로 복수개의 필라멘트를 적절하게 소정의 어레이로 정렬시킴으로써 매트를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 후자의 프로세스는 연속적인 예비 성형체 캐스팅(이하 참조)과 유사하다. 매트릭스 재료는 보강재를 포함하거나 또한 복합체일 수 있다. Mat: The mat is generally undertaken as an extruded tape casting (preferably performed using filaments) to add beads to inline by calendering using an embossing roller as shown in FIGS. 17-18. As shown, the material is extruded out of the extruder die 42 to make a mat of material that does not include beads. From this, a two-dimensional array flows into the calendering operation of adding beads using the embossing roller 40. However, beaded filaments can be used to form the mat by organizing the plurality of filaments into a mesh or by aligning the plurality of filaments into a predetermined array as appropriate in an extruded matrix material. The latter process is similar to continuous preform casting (see below). The matrix material may comprise a reinforcement or may be a composite.

토우: 토우는 일반적으로 비드형 필라멘트로서 착수되며, 예컨대 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 필라멘트를 압출된 매트릭스 재료로 코팅함으로써 일반적으로 압출 조작의 인라인에서 형성된다. 이러한 프로세스는 와이어 및 케이블 코팅을 위해 통상적으로 사용된다. 압출된 코팅 재료(43)는 다이 본체(44) 내의 비드형 필라멘트(2)로 도포된다. 이 필라멘트는 코어관(46)을 통해 다이 본체 속 으로 도입된다. 가이드 팁(48)은 다이(52)의 개구(50) 내에서 비드형 필라멘트(2)를 정렬시킨다. 그 다음, 비경화된 토우는 중첩(그렇지 않으면 조직화)되고, 그리고 적층체와 패브릭 등의 다른 예비 성형체와 구조체를 형성하도록 융합, 접합 혹은 인라인 결합될 수 있다. Tow: Tows are generally undertaken as beaded filaments and are generally formed in-line in an extrusion operation, for example by coating the filaments with an extruded matrix material as shown in FIGS. 19 and 20. This process is commonly used for wire and cable coating. The extruded coating material 43 is applied to the beaded filaments 2 in the die body 44. This filament is introduced into the die body through the core tube 46. The guide tip 48 aligns the beaded filament 2 within the opening 50 of the die 52. The uncured tow can then be overlapped (or otherwise organized) and fused, bonded or inline bonded to form a structure with other preforms, such as laminates and fabrics.

적층체: 적층체는 일반적으로 매트(혹은 필라멘트/토우)로서 착수되고, 예컨대 매트를 압출된 매트릭스 재료로 코팅함으로써 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이 일반적으로 압출 조작의 인라인에서 형성된다. 토우와 마찬가지로, 코팅 재료는 또한 보강재를 포함할 수 있고, 또한 다른 형태의 복합체라도 좋다. 코팅 재료는 또한 복층으로 도포되어 기능적으로 등급을 갖는 재료일 수 있고, 등급 구조체에서 조직화될 수 있다. Laminates: Laminates are generally undertaken as mats (or filaments / toes) and are generally formed in-line of extrusion operations, as shown in FIGS. 21 and 22, for example by coating the mats with extruded matrix material. As with the tow, the coating material may also include a reinforcement, and may also be a composite of another type. The coating material may also be a material that is applied in multiple layers to be functionally graded and organized in the grade structure.

토우와 마찬가지로, 비경화된 적층체는 중첩 및 융합될 수 있거나 그렇지 않으면 복합체, 다른 예비 성형체 및 패브릭 등의 구조체를 형성하도록 접합될 수 있다. 이들 조합체는 중간 적층 연결체 혹은 기계적 파스너(예컨대, 스냅식 끼워 맞춤 혹은 설부 및 리세스)를 매개로 기계적으로 형성될 수 있거나, 또는 접착제, 융합 접착 및 용접(예컨대, 초음파, 마이크로파, 라디오파 용접, 유도)을 매개로 접합될 수 있다. 접합 프로세스 중에 희생적인 예비 성형체는 일반적으로 제거되는 것이 바람직하다. As with the tow, the uncured laminates can be overlapped and fused or otherwise joined to form structures such as composites, other preforms and fabrics. These combinations may be mechanically formed via intermediate laminated connectors or mechanical fasteners (eg, snap fits or tongues and recesses), or adhesives, fusion bonding and welding (eg, ultrasonic, microwave, radio wave welding). , Induction). It is desirable for the sacrificial preform to be generally removed during the joining process.

플라스틱-매트릭스 예비 성형체 적층체는 그 표면 상에 약간 용융되어 경화될 수 있다. 가열에 추가하여, 중첩된 금속-메트릭스 예비 성형체 적층체는 최종 생산물의 품질뿐만 아니라 경화를 향상시키도록 롤링 작업이 실시될 수 있다. The plastic-matrix preform laminate can be melted and cured slightly on its surface. In addition to the heating, the superimposed metal-metrics preform laminate can be rolled to improve the hardening as well as the quality of the final product.

본 발명에 따른 적층체 및 패브릭은 예컨대, 도 24에 도시된 바와 같은 압출 프로세스, 도 23에 도시된 바와 같은 캐스팅 프로세스, 도 25에 도시된 바와 같은 연속적인 압출 프로세스에서 필라멘트와 매트를 사용하여 제조될 수 있다. Laminates and fabrics according to the invention are produced using filaments and mats in, for example, an extrusion process as shown in FIG. 24, a casting process as shown in FIG. 23, and a continuous extrusion process as shown in FIG. 25. Can be.

따라서, 본 발명에 따른 예비 성형체를 제조하기 위한 전술한 모든 프로세스 는 연속 프로세스이거나 배치(batch) 프로세스일 수 있고, 또 고품질이고 균일성이 있는 연속 혹은 불연속 예비 성형체를 생산하도록 자동화될 수 있다. Thus, all of the above-described processes for producing preforms according to the present invention can be continuous or batch processes, and can be automated to produce high quality and uniform continuous or discontinuous preforms.

본 발명에 따른 필라멘트, 매트, 토우, 적층체 및 패브릭은 다양한 추가의 제조 프로세스에서 응력 조정 재료를 포함하는 재료를 만들도록 사용될 수 있다. 편리상, 본 출원인이 제공하는 본 발명에 따른 예비 성형체가 사용될 수 있는 제조 프로세스의 목록은 다음과 같다. Filaments, mats, tows, laminates and fabrics according to the present invention can be used to make materials comprising stress modifier materials in a variety of additional manufacturing processes. For convenience, the list of manufacturing processes in which the preform according to the invention provided by the applicant can be used is as follows.

부가적 제조(additive manufacturing):Additive manufacturing:

원자론적 제조(atomistic manufacturing);Atomic manufacturing;

융합 침적 모델링, 스테레오-리소그래피, 광학적 조립, 고체 베이스(연마한) 경화, 플라즈마 스프레이 성형, 스퍼터링, 증착을 포함하는 층상화 제조(layered manufacturing);Layered manufacturing including fusion deposition modeling, stereo-lithography, optical assembly, solid base (polishing) curing, plasma spray molding, sputtering, deposition;

변형 및 성형:Deformation and Forming:

압인-다이 단조, 개방-다이 단조, 코이닝(coining), 관통, 허빙(hubbing), 풀러링(fullering) 및 엣징, 롤 단조, 링 롤링, 직접 압출, 간접 압출, 정수 압출 및 충격 압출을 포함하는 벌크 변형 프로세스;Including die-die forging, open-die forging, coining, penetrating, hubbing, fullering and edging, roll forging, ring rolling, direct extrusion, indirect extrusion, hydrostatic extrusion and impact extrusion Bulk deformation process;

전단, 벌징, 고무 성형, 높은 에너지 비율의 성형, 초가소성 성형, 딥 드로 잉, 엠보싱을 포함하는 판금 성형 프로세스;Sheet metal forming processes including shearing, bulging, rubber forming, high energy forming, superplastic forming, deep drawing, embossing;

컷팅, 연마, 방전 가공, 물 분사 가공, 연마제 분사 가공, 화학적 가공 및 전기화학적 가공 및 연마를 포함하는 재료 제거;Material removal including cutting, polishing, electrical discharge machining, water spraying, abrasive spraying, chemical processing and electrochemical processing and polishing;

캐스팅:casting:

슬러시 캐스팅, 압력 캐스팅, 인서트 몰딩, 원심 캐스팅 및 침윤 캐스팅을 포함하는 영구적인 몰드;Permanent molds including slush casting, pressure casting, insert molding, centrifugal casting and infiltration casting;

진공 캐스팅, 세라믹-몰드 캐스팅, 플라스터-몰드 캐스팅, 쉘몰드 캐스팅 및 샌드 캐스팅을 포함하는 소모성 몰드;Consumable molds including vacuum casting, ceramic-molding casting, plaster-molding casting, shell molding casting and sand casting;

겔-캐스팅, 사출 성형, 압축 성형, 트랜스퍼 몰딩, 인서트 몰딩;Gel-casting, injection molding, compression molding, transfer molding, insert molding;

미립자 재료 프로세싱:Particulate Material Processing:

소결, 냉간 등적 프레싱, 열간 등적 프레싱;Sintering, cold equal pressing, hot equal pressing;

조립 및 결합 프로세스:Assembly and Joining Process:

마찰 교반 용접, 저항 용접, 폭발 용접, 납땜 및 솔더링, 아크 용접, 레이저 용접.Friction stir welding, resistance welding, explosion welding, soldering and soldering, arc welding, laser welding.

아래의 예는 연속적인 제조 프로세스에 사용되는 것과 마찬가지로 예비 성형체의 사용을 다룬다. The example below addresses the use of preforms as used in a continuous manufacturing process.

예비 성형체를 이용하는 연속 제조 프로세스-연속 캐스팅Continuous manufacturing process with preform-continuous casting

본 발명에 따른 예비 성형체는 이상적으로 연속적인 재료 제조 프로세스, 즉 연속(예비 성형체) 캐스팅, 연속 압출 제조 프로세스를 사용하여 가공되는 재료를 생산하는 데 적합하다. 연속적인 예비 성형체 캐스팅은 연속 테이프 재료를 캐스팅하기 위해 사용된 2개의 기정 제조 프로세스-압출 및 연속 캐스팅을 이용한다. The preform according to the invention is ideally suitable for producing materials which are processed using a continuous material manufacturing process, ie continuous (preform molded) casting, continuous extrusion manufacturing process. Continuous preform casting utilizes two substrate manufacturing processes—extrusion and continuous casting used to cast continuous tape material.

통상적으로, 이러한 제조 프로세스는 원형, 직사각형, 관형, 플레이트, 시트 및 구조적인 제품을 포함하는 형상의 일정한 단면적을 지닌 재료를 생산한다. 본 발명에서, 상기 프로세스들은 필라멘트 및/또는 매트를 매트릭스 재료(선택적으로 연속적인 섬유 등의 보강재)와 적절하게 정렬 상태로 돌리기 위한 예비 성형체 고정구를 포함하도록 개조된다. 고정구는 또한 예비 성형체/매트릭스 조합체의 외형을 이루도록 사용될 수 있다.Typically, such manufacturing processes produce materials having a constant cross-sectional area of shape, including circular, rectangular, tubular, plates, sheets, and structural products. In the present invention, the processes are adapted to include a preform fixture for turning the filament and / or mat into proper alignment with the matrix material (optionally a reinforcement such as continuous fibers). The fixture can also be used to shape the preform / matrix combination.

연속 예비 성형체 캐스팅의 생산 플로우는 인공 제품의 출력을 위해 용융 재료에 예비 성형체를 도입시키는 것으로부터 방해 받지 않을 수 있다. 어떠한 기저 재료(금속, 플라스틱 혹은 세라믹)를 채택하더라도, 초기 공급 원료는 유체(혹은 금속), 용융 금속, 모노머 용액, 슬립 및 슬러리이다. 세라믹은 소결되고, 금속은 일반적으로 늘어지기 때문에 포스트 캐스팅(post casting) 프로세스는 매트릭스 재료의 선택에 따라 변한다.The production flow of the continuous preform casting can be unobstructed from introducing the preform into the molten material for the output of the artificial product. Whatever base material (metal, plastic or ceramic) is employed, the initial feedstocks are fluids (or metals), molten metals, monomer solutions, slips and slurries. Since the ceramic is sintered and the metal is generally sagging, the post casting process changes with the choice of matrix material.

이하의 설명은 연속 캐스팅 프로세스의 예에 관한 것이다. 연속 캐스팅 프로세스에 있어서, 예컨대 도 23에 도시된 바와 같이, 연속적인 매트(8)(및/또는 필라멘트)는 캐스팅 장치(5)의 턴디쉬(60)로 공급되며, 여기서 용융 재료(59)와 매트는 수냉식 연속 몰드(62)를 통해 턴디쉬에서 흘러나온다. 몰드는 일반적으로 완성 재료의 길이뿐만 아니라 두께 및/또는 프로파일을 결정하며, 소망하는 재료의 유동에 따라 수직, 수평 혹은 소정의 각도로 경사지게 위치 설정될 수 있다.The description below relates to an example of a continuous casting process. In the continuous casting process, for example, as shown in FIG. 23, the continuous mat 8 (and / or filament) is fed to the tundish 60 of the casting device 5, where the molten material 59 and The mat flows out of the tundish through a water cooled continuous mold 62. The mold generally determines the thickness and / or profile as well as the length of the finished material and can be positioned vertically, horizontally or at an angle depending on the desired material flow.

매트/재료 혼합물은 배출 랙(63) 아래로 흘러 냉각된다. 캐스트는 열과 기 계적 힘[예컨대, 핀치 롤링(64), 재가열(66)]의 다양한 인라인 적용을 통해 최종 형체에 추가의 프로세스를 행하여 그것에 소망하는 형상, 크기, 물리적 특성 및 표면의 품질을 부여하게 된다. 이러한 인라인 적용은 핀치 롤링, 재가열/냉각 등을 포함한다. 전술한 프로세스 이후에, 사이징 영역(67)은 석판 재료를 특정의 크기로 만들게 되며, 여기서 절단 토오치(65)(혹은 특정의 캐스트 재료에 적합한 다른 절단 장치)가 복수의 파편으로 석판을 절단하기 위해 사용된다.The mat / material mixture flows down the exit rack 63 to cool. The cast undergoes an additional process to the final mold through various inline applications of heat and mechanical forces (eg, pinch rolling 64, reheat 66) to give it the desired shape, size, physical properties and surface quality. do. Such inline applications include pinch rolling, reheating / cooling, and the like. After the above-described process, the sizing area 67 makes the slab material to a certain size, where the cutting torch 65 (or other cutting device suitable for a particular cast material) cuts the slab into a plurality of debris. Used for.

캐스팅(예컨대, 온도)과 포스트 캐스팅 프로세싱(예컨대, 롤링) 양자의 엄격함으로 인해, 이러한 프로세스에 포함되는 본 발명에 따른 비드형 예비 성형체의 크기, 형상, 배열 및 조성은 완성품(final product) 내에 소망하는 공극의 배열을 얻기 위해 상기 프로세스에서 초래되는 변화의 예상 정도에 따라 구조화 또는 조직화될 수 있다. 이 때문에 예비 성형체의 특징은 소망하는 제품을 생산하기 위해 연속적인 프로세싱 프로세스의 기술과 실질적으로 부합되는 것이 바람직하다.Due to the stringency of both casting (e.g. temperature) and post casting processing (e.g. rolling), the size, shape, arrangement and composition of the bead-shaped preforms according to the invention involved in this process are desired in the final product. The arrangement may be structured or organized according to the expected degree of change resulting from the process to obtain an array of voids. For this reason it is desirable that the characteristics of the preform conform substantially to the technology of the continuous processing process in order to produce the desired product.

예비 성형체는 극도(혹은 벌크)의 변형 프로세스를 위해 조직화 될 수 있지만, 이는 예컨대 니어 넷 쉐이프 캐스팅 혹은 얇은 석판 캐스팅에도 동일하게 잘 적응된다.The preform can be organized for extreme (or bulk) deformation processes, but it is equally well adapted for near net shape casting or thin slab casting, for example.

금속은 연속 캐스팅 프로세스에 사용되는 재료로 공지되어 있지만, 플라스틱과 세라믹의 연속 캐스팅은 기본 테이프 캐스팅 프로세스의 변형을 통해 얻을 수 있다. 예컨대, 액체 수지 재료(항시 아크릴 시럽)는 가스킷에 의해 분리되어 있는 2개의 수평 및 연속 벨트 사이로 주입된다. 이 가스킷은 액체 수지를 보유하고 테이프의 두께를 한정한다. 유사한 프로세스가 금속 및 세라믹 테이프, 모두 3가지 형태의 기본 재료 즉, 금속, 플라스틱 및 세라믹의 혼합물 혹은 합금인 조합형 테이프의 생산을 위해 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 적층체 및 패브릭은 예비 성형체 고정구를 보충물로 사용하거나 가스킷 대신에 사용하는 전술한 프로세스를 채택함으로써 용이하게 제조될 수 있다. Metals are known as materials used in continuous casting processes, but continuous casting of plastics and ceramics can be obtained through modification of the basic tape casting process. For example, a liquid resin material (always acrylic syrup) is injected between two horizontal and continuous belts separated by gaskets. This gasket holds the liquid resin and limits the thickness of the tape. Similar processes can be used for the production of metal and ceramic tapes, combination tapes that are all three types of base materials: mixtures or alloys of metals, plastics and ceramics. Laminates and fabrics according to the present invention can be readily produced by employing the above-described process using preform fixtures as a supplement or instead of gaskets.

본 발명에 따른 예비 성형체는 또한 몰드 캐스팅의 소모성 패턴으로서 제작될 수 있다. 캐스팅에 의해 제조되는 제품의 일편 혹은 부분으로 된 패턴 혹은 카피(copy)는 몰드 캐비티의 형상 및 치수를 결정하기 위해 사용된다. 패턴의 매트릭스 재료는 비록 소모성이지만, 이러한 패턴은 본 발명에 따른 비드형 예비 성형체(희생적이거나 영구적일 수 있음)를 포함한다. 캐스팅 중에서, 소모성 예비 성형체 패턴을 사용할 수 있는 프로세스는 후술하는 로스트 발포(lost foam) 및 인베스트먼트(investment) 캐스팅이 있다. The preform according to the invention can also be produced as a consumable pattern of mold casting. A pattern or copy of one or part of the product produced by casting is used to determine the shape and dimensions of the mold cavity. Although the matrix material of the pattern is consumable, this pattern comprises the beaded preform according to the invention, which may be sacrificial or permanent. Among the castings, the processes that can use the consumable preform pattern are lost foam and investment casting, described below.

종래의 로스트 발포 캐스팅에 있어서, 패턴은 소모성 폴리스티렌(EPS) 비드도 제조된다. 용융 금속이 몰드 내로 주입될 때, 그것은 증발하는 EPS 패턴을 대체시킨다. 비드형 필라멘트 및/또는 매트와 합체된 폴리스티렌(PS) 매트릭스를 갖는 예비 성형체는 인공 제품을 형성하는 전술한 프로세스에 사용될 수 있다. 이러한 패턴은 PS 예비 성형체 석판으로 착수된다. In conventional lost foam casting, the pattern is also made of consumable polystyrene (EPS) beads. When molten metal is injected into the mold, it replaces the evaporating EPS pattern. Preforms having a polystyrene (PS) matrix incorporating beaded filaments and / or mats can be used in the process described above to form an artificial article. This pattern is undertaken with PS preform slabs.

PS 예비 성형체 석판은 연속적인 예비 성형체 캐스팅 혹은 연속적인 압출 프로세스에 의해 만들어질 수 있다. 석판은 발포제를 PS 용액 혹은 용해물에 도입한 다음 연속 테이프를 형성하도록 비드형 필라멘트 및/또는 매트와 적절하게 일체형으로 만듦으로 형성될 수 있다. 발포제가 테이프를 팽창시켜 벨트들 혹은 플레이 트들 사이의 간극을 충전시키는 동안, 소정의 간극을 유지하는 벨트들 혹은 플레이트들 사이로 테이프를 통과시켜 그 테이프의 치수를 고정시킬 수 있다. 전술한 PS 연속 테이프는 냉각될 수 있고 석판으로 절단될 수 있다. 석판은 후속하는 캐스팅 절차의 선택에 따라 부분적으로 혹은 전체적으로 확장될 수 있다.PS preform slabs can be made by continuous preform casting or continuous extrusion processes. The slabs may be formed by introducing the blowing agent into the PS solution or melt and then suitably integral with the beaded filaments and / or mats to form a continuous tape. While the blowing agent inflates the tape to fill the gap between the belts or plates, the tape may be passed through between the belts or plates that maintain the desired gap to fix the tape's dimensions. The aforementioned PS continuous tape can be cooled and cut into slabs. The slabs may be extended in part or in full depending on the choice of subsequent casting procedure.

비드형 필라멘트 및/또는 매트는 최종 생산물 내에 공극 어레이의 기하학적 형상을 바람직하게 만들어 팽창 정도를 완화시키기 위해 PS 용액 혹은 용해물 내에서 정렬된다.Beaded filaments and / or mats are aligned in the PS solution or melt to desirably mitigate the degree of expansion by creating the geometry of the pore array in the final product.

생산량을 높이기 위해, 석판은 가열된 몰드 혹은 다이 내에서 EPS 예비 성형 패턴으로 전환되어 소망하는 패턴의 형상에 서로 순응하도록 석판으로부터 과잉의 재료를 태워버릴 수 있다. 예컨대, 석판은 몰드 캐비티의 형상에 순응하기 위해 가열된 몰드 내에서 확장될 수 있거나, 혹은 과대한 석판은 가열된 다이 내에서 소망하는 형상으로 단조될 수 있다. 작업량을 더 줄이기 위해, 패턴 형상은 종래의 목공 설비를 사용하여 석판으로부터 절단될 수 있으며, 필요에 따라 이러한 형상은 최종 패턴을 형성하기 위해 아교로 조립될 수 있다. To increase yield, the slabs can be converted to EPS preform patterns in a heated mold or die to burn off excess material from the slabs to conform to the shape of the desired pattern. For example, the slabs can be expanded in the heated mold to conform to the shape of the mold cavity, or the excess slabs can be forged to the desired shape in the heated die. In order to further reduce the amount of work, the pattern shape can be cut from the slabs using conventional woodworking equipment, and, if necessary, such a shape can be glued to form the final pattern.

압박 캐스팅(squeezing casting)은 캐스팅과 단조의 조합이다. 이 프로세스에서, 단조는 비경화된 공급 원료를 소정의 형상으로 압박, 프레싱 가공을 행하는 것을 의미한다. 압박 캐스팅에 있어서, 본 발명에 따른 캐스팅 예비 성형체 공급 원료는 미리 가열된 다이의 하부에 배치된다. 그 다음, 가열된 상부 다이를 하강시켜 공급 원료의 경화의 시작에서 끝까지 압력을 가한다. 이러한 프로세스를 사용하여, 복잡한 형상은 열간 혹은 냉간 단조를 위해 통상적으로 요구되는 것보다 훨씬 낮은 압력에서 생산될 수 있다. 따라서, 토우 및 적층체는 열과 압력에 의해 경화될 수 있고, 또 비드형 예비 성형체에 의해 생성된 공극 공간을 보전하는 동시(비록 이러한 예비 성형체는 상기 프로세스에서 희생적일 수 있지만)에 최종 생산물을 형성하도록 다이에 의해 성형될 수 있다.Squeezing casting is a combination of casting and forging. In this process, forging means pressing and pressing the uncured feedstock into a predetermined shape. In pressure casting, the casting preform feedstock according to the present invention is disposed below the preheated die. The heated upper die is then lowered to apply pressure from the beginning to the end of the curing of the feedstock. Using this process, complex shapes can be produced at pressures much lower than those typically required for hot or cold forging. Thus, the tows and laminates can be cured by heat and pressure, and at the same time form the final product while preserving the void space created by the beaded preform (although such preforms can be sacrificial in the process). Can be shaped by a die.

압박 중에 전술한 캐스팅 공급 원료의 열-기계적 프로세싱은 원래의 주조 마이크로구조보다 연성이 향상된 단조 마이크로구조를 생산하게 된다. 이러한 프로세스의 유사한 실시예에 있어서, 액체(혹은 틱소트로픽 재료)는 몰드 내의 예비 성형체 패턴 둘레로 강제된다. 고형의 매트릭스 재료 덩어리가 사용되고 이것이 반고체(액체 플러스 고체) 상태로 가열되기 때문에, 틱소트로픽 재료는 정확한 양의 용융 금속을 다이로 도입시킬 필요성을 없애 준다.The thermo-mechanical processing of the above-described casting feedstock during pressing will produce forged microstructures with improved ductility over the original cast microstructures. In a similar embodiment of this process, the liquid (or thixotropic material) is forced around the preform pattern in the mold. Since a solid mass of matrix material is used and it is heated to a semisolid (liquid plus solid) state, the thixotropic material eliminates the need to introduce the correct amount of molten metal into the die.

틱소트로픽 재료의 특성 때문에, 이 재료를 고체처럼 기계학적으로 취급할 수 있지만, 교반 혹은 압박시 액체처럼 유동하기 때문에 저압에서 성형될 수 있다. 이러한 재료의 추가적인 장점은 난류가 존재하지 않아 가스의 픽업과 갇힘이 최소화된다는 것이다. 더욱이, 상기 재료는 이미 부분적으로 고체이기 때문에, 응결 및 수축과, 이와 관련된 바람직하지 못한 다공성은 줄어든다. 예컨대, 반고체 금속은 점성을 지니고 유동하며, 얇은 캐스트 섹션이 정상적으로 일어나는 액체 금속의 분출 및 분사 없이 신속하게 충전되도록 해준다. Because of the nature of thixotropic materials, they can be treated mechanically as solids, but can be molded at low pressures because they flow like liquids upon stirring or pressing. An additional advantage of this material is that there is no turbulence, thereby minimizing gas pick-up and trapping. Moreover, since the material is already partially solid, condensation and shrinkage and the associated undesirable porosity are reduced. For example, semi-solid metals are viscous and flow, allowing thin cast sections to fill quickly without ejecting and spraying the liquid metal normally occurring.

인발(pultrusion)Pultrusion

비록 연속 예비 성형체 캐스팅 프로세스는 플라스틱, 금속 및 세라믹으로 구성된 중간 및 최종 생산물을 형성하기 위해 사용될 수 있지만, 플라스틱 수지가 통상적으로 인발 공법에 사용되는 매트릭스 재료이다. 원형, 직사각형, 관형, 플레이트, 시트 및 구조적 제품을 등의 일정한 단면적을 갖는 복합 재료의 연속 생산을 위해 비용면에서 효과적이고 자동화된 프로세스이다. 그러나, 최근의 기술 혁신으로 인해 단면적이 변하는 복합체의 인발 제조가 또한 가능해졌다.Although continuous preform casting processes can be used to form intermediate and final products consisting of plastics, metals and ceramics, plastic resins are typically matrix materials used in drawing processes. It is a cost effective and automated process for the continuous production of composite materials having a constant cross-sectional area, such as round, rectangular, tubular, plates, sheets and structural products. However, recent technological innovations have also made it possible to draw out composites of varying cross-sectional areas.

인발 공법은 본 발명에 따른 예비 성형체를 포함하는 적층체 및 패브릭 양자를 제조하기 위해 사용될 수 있다(도 24 참조). 따라서, 매트릭스 재료를 소망하는 제품의 프로파일과 구조에 대응하도록 하여 예비 성형체를 적절하게 정렬시키기 위해 인발 시스템에는 고정구(73)가 설치된다.The drawing process can be used to produce both laminates and fabrics comprising the preform according to the invention (see FIG. 24). Thus, a fixture 73 is provided in the drawing system to properly align the preform with the matrix material corresponding to the desired product profile and structure.

본 발명에 따르면, 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이 인발 공법은 일반적으로 섬유 공급 시스템(69), 수지 욕조(74), 예비 성형체 고정구/가열 다이(76), 동기 풀러(78) 및 절단 장치(80)(예컨대, 토오치, 톱 등)를 포함한다. 하나 이상의 연속 필라멘트(2)(혹은 매트 및/또는 짜서 만든 것) 다발은 예비 성형체를 매트릭스 재료와 정렬시키고 구성 요소의 조합을 소망하는 형상의 윤곽을 갖도록 하는 공급 고정구(73)를 통해 안내된다. 그 다음, 합성물은 매트릭스 재료의 추가 성형, 압밀 및 응결을 위해 그리고 희생적인 필라멘트, 매트 및/또는 짜서 만든 것을 제거하기 위해 하나 이상의 가열 다이(76)(고정식이거나 부유식)를 통해 당겨 질 수 있다. 그 후, 제조된 재료는 냉각되고, 중간 및 완성품으로 추가 제작을 위해 소정의 길이만큼 절단된다.According to the present invention, the drawing process, as shown in FIGS. 24 and 25, generally involves a fiber supply system 69, a resin bath 74, a preform fixture / heating die 76, a synchronous puller 78 and a cut. Device 80 (eg, a torch, a saw, etc.). One or more continuous filament 2 (or mats and / or weaves) bundles are guided through a feed fixture 73 which aligns the preform with the matrix material and outlines the desired shape of the combination of components. The composite can then be pulled through one or more heating dies 76 (fixed or floating) for further shaping, consolidation and condensation of the matrix material and to remove sacrificial filaments, mats and / or squeezes. . Thereafter, the produced material is cooled and cut into predetermined lengths for further manufacture into intermediate and finished products.

연속 압출(Continuous Extrusion)Continuous Extrusion

연속 압출은 예비 성형체가 압출을 통해 생성되고, 인발 공법을 이용하여 최종 생산물으로 조직화되는 연속 프로세스를 구성하도록 인발[도 25에 도시된 (압출 장치(31)]과 공동으로 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이 압출은 재료의 연속 스트림을 성형 공구(다이)로 또는 본 발명에 따른 필라멘트, 매트 및 적층체를 형성하기 위해 몇몇 다른 후속 성형 프로세스로 강제시키는 프로세스이다.Continuous extrusion may be used in conjunction with drawing (extrusion apparatus 31 shown in Figure 25) to construct a continuous process in which the preform is produced through extrusion and organized into a final product using the drawing process. Extrusion is the process of forcing a continuous stream of material into a forming tool (die) or into some other subsequent forming process to form filaments, mats and laminates according to the invention.

따라서, 적층체는 매트릭스 재료를 이용한 비드형 필라멘트 및 매트의 포스트 압출 코딩과, 테이프에 직물의 포스트 압출 추가 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다. 후자의 경우, 테이프는 예컨대 캘린더링에 의해 가해지는 패턴으로 특정의 결을 내거나 선택적인 레이저 연소를 통해 절제될 수 있다. Thus, the laminate may be formed by either post extrusion coding of beaded filaments and mats using a matrix material and post extrusion addition of a fabric to the tape. In the latter case, the tape can be ablate through specific graining or selective laser burning in a pattern applied by, for example, calendaring.

배치 프로세싱(Batch Processing)Batch Processing

배치 프로세싱 기술은 또한 응력 조정 구조체를 갖는 것을 포함하여 인공 중간 제품 및 소비재뿐만 아니라 본 발명에 따라 예비 성형체의 제조를 위해 사용될 수 있다. 이러한 배치 프로세스는 부가적인 제작(AM)과 특별한 제조 기술을 포함한다. 전자는 독립적인 배치 프로세스인 반면 후자는 또한 연속 프로세스일 수 있다. Batch processing techniques may also be used for the production of preforms in accordance with the present invention as well as artificial intermediates and consumer goods, including having stress adjusting structures. This batch process involves additional manufacturing (AM) and special manufacturing techniques. The former may be an independent batch process while the latter may also be a continuous process.

부가적인 제작(AM)은 일단계 프로세스에서 공극 전구체에 대한 실제 공극을 패브릭에 합체할 수 있는 능력을 부여한다. 상기 부가적인 제작은 2차원 재료의 층을 컴퓨터의 제어 하에서 자동적으로 서로의 상부에 배치시킴으로써 3차원 대상물 생성을 포함하는 프로세스 패밀리이다. 구조체의 기하학적 복잡성은 제조 프로세스에 충격을 거의 주지 않는다는 장점이 있다. 이러한 프로세스 패밀리에는 신속한 프로토타이핑 및 중실형 프리폼 제조(Rapid Prototyping and Solid Freeform Fabrication) 혹은 층을 이루는 제조로서 현재 알려져 있다. 이들은 선택적인 레이저 소결 및 레이저 금속 증착과, 재료의 증착과 제거 작업 양자를 포함하는 성형 증착 제조 등의 하이브리드 방법 등의 순순한 부가적인 프로세스를 포함한다. Additional fabrication (AM) gives the ability to incorporate the actual voids for the pore precursors into the fabric in a one step process. The additional fabrication is a family of processes that involves creating three-dimensional objects by placing layers of two-dimensional material on top of each other automatically under computer control. The geometrical complexity of the structure has the advantage that it hardly impacts the manufacturing process. This process family is now known as Rapid Prototyping and Solid Freeform Fabrication or Layered Manufacturing. These include purely additional processes such as selective laser sintering and laser metal deposition, and hybrid methods such as forming deposition, including both deposition and removal of materials.

AM 프로세스는 방해받지 않는 시퀀스에 따라 층 대 층의 예비 성형체를 재생한다. 예컨대, 본 발명에 따른 패브릭은 일련의 고체 덩어리의 교번하는 층과, 비드(희생적이거나 영구적인) 혹은 실제 비드 중 하나를 포함하는 층으로서 생산될 수 있다. The AM process regenerates the preforms of layer to layer according to an unobstructed sequence. For example, the fabric according to the invention can be produced as a layer comprising a series of alternating layers of solid mass and either bead (sacrificial or permanent) or real beads.

본 발명과 연계하여 사용되는 양호하고 강력한 AM의 특징은 제품에 매크로구조체 및 마이크로구조체의 변화를 부여할 수 있는 능력이다. 따라서, 이러한 기술은 실제 공극과 예비 성형체 재료를 패브릭에 합체시키고 이질적이고 계급적인 합성물을 만들기 위해 사용할 수 있다. A good and powerful feature of AM used in conjunction with the present invention is its ability to impart changes in macrostructures and microstructures to products. Thus, this technique can be used to incorporate the actual voids and preform materials into the fabric and to create heterogeneous and hierarchical composites.

플라스틱, 금속 및 세라믹 분말로 이루어진 기능적인 부품 및 제품을 생성하기 위해 본 발명에 따른 중간 및 완전 패브릭의 제조를 위한 잠재 능력을 제공하는 3차원 프린팅을 이용하는 AM 기술을 또한 사용할 수 있다.It is also possible to use AM technology using three-dimensional printing, which offers the potential for the production of intermediate and complete fabrics according to the invention to create functional parts and articles made of plastic, metal and ceramic powders.

미립자 제조 기술(분말 야금법)은 미세한 분말 재료(금속, 플라스틱 및 세라믹)를 섞어 소망하는 형상으로 압박(압축)한 다음, 입자의 접촉면들을 접합하여 소망하는 특징을 얻도록 제어된 분위기에서 가열(소결)시키는 프로세스이다. 적절한 크기로 되어 있고, 성형되고 위치 설정된 본 발명에 따른 필라멘트와 매트는 예비 성형체를 분말 재료로 에워싸고, 최종 인공 제품으로 나중에 소결하기 위해 그 화합물을 "청정(green)" 패브릭으로 압축함으로써 전술한 프로세스에 합체될 수 있다. 이러한 프로세스의 일 장점은 소결 이전과 소결 도중에 조립된 재료를 그 형상을 유지할 수 있다는 것이다. 소결 중에, 상기 "청정" 패브릭은 매트릭스 재료의 융점 바로 아래와 그 액체의 융점 바로 아래로 가열될 수 있다. 결과적으로, 컴팩트는 그 형상이 풀리지 않을 것이다. 따라서, 압축된 입자가 단지 약간 용융되고 최종 생산물을 형성하도록 접합되기 때문에 공극 공간은 보존될 것이다. 소결 중에, 물론 임의의 희생적인 예비 성형체는 제거될 수 있다. Particle manufacturing techniques (powder metallurgy) mix fine powder materials (metals, plastics and ceramics) to compress (compress) them into the desired shape, and then heat them in a controlled atmosphere to bond the contact surfaces of the particles to obtain the desired characteristics. Sintering). The filaments and mats according to the invention of the appropriate size, shaped and positioned are enumerated above by enclosing the preform with powder material and compressing the compound into a "green" fabric for later sintering into the final artificial product. Can be incorporated into the process. One advantage of this process is that the assembled material can maintain its shape before and during sintering. During sintering, the “clean” fabric can be heated just below the melting point of the matrix material and just below the melting point of the liquid. As a result, the compact will not loosen its shape. Thus, the void space will be preserved because the compressed particles are only slightly melted and joined to form the final product. During sintering, of course any sacrificial preforms can be removed.

높은 공차의 제품을 위해, 소결된 제품은 다시 압축될 수 있으며, 이는 일반적으로 상기 제품을 더 양호한 표면 마감을 갖는 더욱 정확한 제품을 만들 수 있게 해준다. 공극은 또한 예컨대 오일 욕조에 주입될 수 있다. 이 프로세스는 매트릭스 재료가 분말이고 용융되지 않는 것만 제외하고 전술한 연속 캐스팅과 매우 유사하다. For high tolerance products, the sintered product can be compressed again, which generally allows the product to be made more accurate with a better surface finish. The voids can also be injected in an oil bath, for example. This process is very similar to the continuous casting described above except that the matrix material is powder and does not melt.

미립자 기술은 압박 캐스팅을 위한 예비 성형체뿐만 아니라 로스트 발포 및 인베스트먼트 캐스팅을 위한 소모성 패턴으로 사용하는 패브릭을 형성하기 위해 적용할 수 있다. 입자 기술은 물론 세라믹과 플라스틱의 테이프 캐스팅을 포함하는 다양한 세라믹과 폴리머 수지 프로세싱 기술의 기본이다.Particulate technology can be applied to form fabrics for use as consumable patterns for lost foaming and investment casting, as well as preforms for press casting. Particle technology is the basis of various ceramic and polymer resin processing technologies, including tape casting of ceramics and plastics as well.

특정한 응력 조정 구조체의 대칭성과 공극의 동시적인 수직 배열은 후술하는 광범위의 제조 프로세스를 사용하는 가공되는 재료, 부품, 제품 및 구조체의 제조할 수 있도록 제공된다. 이러한 프로세스들 중에 미립자 제품을 제조에 가장 양호한 프로세스의 선택은 제품의 기하학적 모양, 재료의 특징 및 경제성을 포함한 여러 기본적인 고려 대상의 함수에 따라 결정된다.The symmetry of the particular stress regulating structure and the simultaneous vertical arrangement of the voids are provided to enable the fabrication of the processed materials, parts, products and structures using a wide range of manufacturing processes described below. Among these processes, the choice of the best process for producing the particulate product is determined by the function of several basic considerations, including the product's geometric shape, material properties and economics.

공극을 지닌 응력 조정 구조체에 전구체로서의 미세한 결이 있는 재료(texturized material)Fine grained material as precursor to stress modulating structures with voids

응력 조정 구조체를 포함하는 인공 구조체에 대한 공극은 또한 적층체 상으로 직물(texture)을 합체시킴으로써 제공될 수 있다. 이러한 직물의 예로는 도 26 내지 도 28에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 딤플(78)은 재료 표면상에 첨가되어 있다. 이러한 딤플은 재료의 전체 두께에 걸쳐 포함될 수 있는 데, 다시 말해서 재료의 일측면에는 딤플(얕은 개구)이 제공되고, 재료의 다른 측면에서 이에 대응하는 돌출 영역이 마련되어 있다. The voids for the artificial structure including the stress modulating structure may also be provided by incorporating a texture onto the laminate. Examples of such fabrics are shown in FIGS. 26-28. As shown, dimples 78 are added on the material surface. Such dimples may be included over the entire thickness of the material, that is, one side of the material is provided with dimples (shallow openings) and the other side of the material is provided with corresponding projecting areas.

일반적으로, 결 만들기(texturizing)를 이용하여 본 발명에 따른 양호한 대칭의 공극을 생산하기 위해, 직물 패턴은 최종 인공 제품에 구현된 공극 어레이에 따라 적층체의 일면 혹은 양면으로 합체될 수 있다. 결 만들기는 또한 테이프 절단과 적층체의 적층 안내를 부여할 수 있기 때문에 적층체는 복합체와 완성품으로 더 용이하게 조립될 수 있다(전술한 토우와 적층체를 이용한 것과 마찬가지로).In general, in order to produce good symmetrical voids according to the invention using texturizing, the fabric pattern can be incorporated into one or both sides of the laminate, depending on the void array implemented in the final artificial product. Grain making can also give tape cutting and stacking guidance of the stack, so that the stack can be more easily assembled into composites and finished products (as with the tow and stack described above).

직물은 임프린팅(imprinting)과 절제(excising)(즉, 재료의 제거)를 통해 적층체에 추가될 수 있다. 재료의 요건을 최소화시키기 위해, 본 발명에 따라 필요한 직물을 적층체 표면상에 부여하기 위해 사용된다. 임프린팅은 적층체의 재료를 재분배하여 그 재료를 낭비하지 않게 한다(절제에 따른 낭비). 따라서, 적층체 표면에서의 공극 전구체는 (1) 재료를 평면을 벗어나게 재분배하는 국부화된 재료의 압축(예컨대, 단조 함몰에 의해), 혹은 (2) 평면 내에서 적층체 재료의 재분배(예컨대, 성형 롤링에 의해)의 결과로 초래될 수 있다. The fabric can be added to the laminate through imprinting and excising (ie, removal of material). In order to minimize the material requirements, it is used to impart the necessary fabrics on the laminate surface according to the invention. Imprinting redistributes the material of the laminate so that it is not wasted (waste due to ablation). Thus, the pore precursor at the laminate surface can either (1) compress (eg, by forging depression) of a localized material that redistributes the material out of plane, or (2) redistribute the laminate material within the plane (eg, By rolling forming).

양호한 실시예에 따르면, 틱소트로픽 적층체 재료는 직물의 임프린팅 도중에 사용된다. 적층체는 엷은 재료를 "청정" 상태로 가열할 때 임프린팅 되기 때문에 재료는 용이하게 재분배된다. 연속적인 캐스팅 혹은 몰딩 프로세스에 있어서, 이것은 금속, 플라스틱 및 세라믹의 주조 중에 현장에서 용이하게 달성된다. 따라서, 알루미늄 및 철(예컨대, 호일) 등의 금속은 열간 롤링 시퀀스의 후반에서 인라인 임프린트될 수 있고; 플라스틱은 예컨대 플라스틱 필름 캐스팅 중에 인라인 임프린트될 수 있고; 그리고 세라믹은 테이프가 청정 미발화 상태에 있을 때 테이프 캐스팅 도중에 인라인 인프린팅될 수 있다.According to a preferred embodiment, the thixotropic laminate material is used during imprinting of the fabric. The material is easily redistributed because the laminate is imprinted when the thin material is heated to a "clean" state. In a continuous casting or molding process, this is readily accomplished in the field during the casting of metals, plastics and ceramics. Thus, metals such as aluminum and iron (eg foil) can be inline imprinted later in the hot rolling sequence; The plastic can be inline imprinted, for example, during plastic film casting; And the ceramic can be inline printed during tape casting when the tape is in a clean unfired state.

재료 재분배를 보장하는 것은 물론 적층체를 절제할 때, 예컨대 선택적인 레이저 연소 혹은 화학적 엣칭을 통해 결이 있는 패턴을 생성하는 것과는 무관하다. In addition to ensuring material redistribution, it is independent of creating a grainy pattern when cutting the laminate, for example through selective laser combustion or chemical etching.

패턴화된 적층체를 생산하기 위한 테이프 캐스팅에서 결 만들기의 장점은 많은 층(이는 예컨대 기능적으로 등급을 갖는 제품을 생산하기 위해 상이한 베이스의 합성물일 수 있다)을 포함하는 모놀리스 복합체 구조체를 형성하기 위해 열, 압력 및 유지 시간을 사용하여 테이프를 강화시키는 능력에 있다. 이러한 장점은 테이프가 여전히 가열되는 동안 테이프 캐스팅 라인의 지속에 따라 비경화된 테이프의 드로잉 및 결 만들기에 의해 증대될 수 있다. The advantage of grain making in tape casting to produce patterned laminates is to form monolithic composite structures comprising many layers (which can be, for example, composites of different bases to produce functionally graded products). In order to strengthen the tape using heat, pressure and holding time. This advantage can be augmented by drawing and graining of the uncured tape as the tape casting line continues while the tape is still heated.

결이 새겨진 적층체로 형성된 복합체는 일반적으로 용접뿐만 아니라 기계적 연결 및 접착제 연결을 이용하여 일반적으로 양호하게 형성된다. 이는 경화를 얻기 위해 압축될 수 있지만, 결이 새겨진 금속에 특히 들어맞는다. 한편, 결이 새 겨진 세라믹 적층체는 소결되어야 한다.Composites formed from grained laminates are generally well formed using mechanical and adhesive connections as well as welding in general. It can be compressed to obtain hardening, but is particularly suitable for grained metals. On the other hand, the engraved ceramic laminate must be sintered.

결이 새겨진 플라스틱 적층체는 마이크로파, 초음파, 라디오파, 유도 기술을 사용하여 또한 용접될 수 있다. 유도 용접은 플라스틱 재료를 가열하기 위해 자기장을 통해 이동하는 플라스틱 내의 금속 충전제에 의해 발생된 열을 사용한다.Textured plastic laminates can also be welded using microwave, ultrasonic, radio, or inductive techniques. Induction welding uses the heat generated by the metal filler in the plastic that moves through the magnetic field to heat the plastic material.

비록 본 발명의 시스템은 전술한 제조 재료, 프로세스, 시스템을 참조하여 설명하였지만, 당업자들에게는 본 명세서에서 특별하게 언급하지 않은 다른 재료, 프로세스 및 시스템을 사용할 수 있다는 것이 명백할 것이다.Although the system of the present invention has been described with reference to the above-described manufacturing materials, processes, and systems, it will be apparent to those skilled in the art that other materials, processes, and systems not specifically mentioned herein may be used.

이제까지 양호한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 첨부된 청구 범위에 한정된 바와 같이 본 발명의 진정한 정신으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구조에 있어서의 수많은 변화를 채택할 수 있다.While the present invention has been described with reference to preferred embodiments, numerous changes in structure may be employed without departing from the true spirit of the invention as defined in the appended claims.

Claims (85)

가공되는 재료에 복수의 공극을 형성하기 위한 비드형 예비 성형체로서, 인접하게 위치한 복수의 비드를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체. A bead type preform for forming a plurality of voids in a material to be processed, comprising a plurality of adjacently placed beads. 제1항에 있어서, 상기 비드는 소정의 거리를 두고 떨어져 있는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 1, wherein the beads are spaced apart by a predetermined distance. 제1항에 있어서, 상기 비드는 최종 재료에 합체된 후 크기가 정해지는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 1, wherein the beads are sized after incorporation into the final material. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 필라멘트를 형성하는 가닥을 따라 배열되어 있는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 1, wherein the plurality of beads are arranged along strands forming a filament. 제4항에 있어서, 상기 필라멘트에 도포된 코팅을 더 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.5. The bead-shaped preform according to claim 4, further comprising a coating applied to the filament. 제4항에 있어서, 복수의 필라멘트들이 패브릭을 형성하도록 교직되는 것인 비드형 예비 성형체.5. The beaded preform according to claim 4, wherein the plurality of filaments are interwoven to form a fabric. 제4항에 있어서, 복수의 필라멘트들이 캐스팅 공급 원료를 형성하도록 조립되는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 4, wherein the plurality of filaments are assembled to form a casting feedstock. 제4항에 있어서, 상기 필라멘트는 실질적으로 연속적인 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 4, wherein the filament is substantially continuous. 제4항에 있어서, 상기 필라멘트는 불연속적인 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 4, wherein the filament is discontinuous. 제2항에 있어서, 상기 복수의 간격을 둔 비드는 복수의 필라멘트를 형성하는 복수의 가닥을 따라 배열되는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 2, wherein the plurality of spaced beads are arranged along a plurality of strands forming a plurality of filaments. 제10항에 있어서, 상기 필라멘트에 도포된 코팅을 더 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 10, further comprising a coating applied to the filament. 제11항에 있어서, 상기 필라멘트는 2차원의 어레이로 배열되어 적층체를 형성하도록 상기 코팅으로 피복되어 있는 것인 비드형 예비 성형체.12. The bead-shaped preform according to claim 11, wherein the filaments are coated with the coating to be arranged in a two-dimensional array to form a laminate. 제10항에 있어서, 상기 필라멘트는 제1 크기의 복수의 제1 비드를 갖는 제1 그룹의 필라멘트와, 제2 크기의 복수의 제2 비드를 갖는 제2 그룹의 필라멘트를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.11. The beaded form of claim 10, wherein the filament comprises a first group of filaments having a plurality of first beads of a first size and a second group of filaments having a plurality of second beads of a second size Preform. 제10항에 있어서, 상기 필라멘트는 각각 그 필라멘트를 배열하기 위한 가이드를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.11. The bead-shaped preform according to claim 10, wherein each of the filaments includes a guide for arranging the filaments. 제14항에 있어서, 상기 가이드는 컷팅 가이드를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.15. The bead-shaped preform according to claim 14, wherein the guide comprises a cutting guide. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 매트를 형성하는 그리드(grid) 상에 배열되는 것인 비드형 예비 성형체.The bead preform according to claim 1, wherein the plurality of beads are arranged on a grid forming a mat. 제16항에 있어서, 상기 매트는 제2 매트와의 적절한 조립을 위한 적층 가이드를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.17. The beaded preform of claim 16 wherein the mat comprises a lamination guide for proper assembly with a second mat. 제16항에 있어서, 상기 매트는 컷팅 가이드를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 16, wherein the mat includes a cutting guide. 제16항에 있어서, 적층체를 형성하는 상기 매트에 도포된 코팅을 더 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.17. The bead-shaped preform according to claim 16, further comprising a coating applied to the mat forming the laminate. 제19항에 있어서, 상기 적층체는 실질적으로 연속적인 것인 비드형 예비 성 형체.20. The beaded preform of claim 19 wherein said laminate is substantially continuous. 제19항에 있어서, 상기 적층체는 불연속적인 것인 비드형 예비 성형체.20. The bead-shaped preform of claim 19, wherein the laminate is discontinuous. 제19항에 있어서, 복수의 적층체는 캐스팅 공급 원료를 형성하도록 배열되어 있는 것인 비드형 예비 성형체.20. The bead-shaped preform according to claim 19, wherein the plurality of laminates are arranged to form a casting feedstock. 제19항에 있어서, 복수의 적층체는 복합체를 형성하도록 조합되어 있는 것인 비드형 예비 성형체.20. The bead-shaped preform of claim 19, wherein the plurality of laminates are combined to form a composite. 제23항에 있어서, 상기 복합체는 패브릭을 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform of claim 23, wherein the composite comprises a fabric. 제19항에 있어서, 상기 코팅은 강화 재료를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.20. The beaded preform of claim 19 wherein the coating comprises a reinforcing material. 제19항에 있어서, 상기 적층체 각각은 상기 적층체 사이에서의 재료의 흐름을 촉진하기 위한 구멍을 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.20. The bead-shaped preform according to claim 19, wherein each of the laminates includes holes for facilitating the flow of material between the laminates. 제1항에 있어서, 상기 비드형 예비 성형체는 강성(剛性)을 지닌 것인 비드형 예비 성형체.The bead type preform according to claim 1, wherein the bead type preform is rigid. 제1항에 있어서, 상기 비드형 예비 성형체는 유연성을 지닌 것인 비드형 예비 성형체.The bead preform according to claim 1, wherein the bead preform is flexible. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 다양한 크기인 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform of claim 1, wherein the plurality of beads are of various sizes. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 실질적으로 유사한 크기인 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform of claim 1, wherein the plurality of beads are of substantially similar size. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 특정의 형상을 갖는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 1, wherein the plurality of beads have a specific shape. 제31항에 있어서, 상기 형상은 기하학적인 형상을 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.32. The beaded preform as claimed in claim 31 wherein the shape comprises a geometric shape. 제32항에 있어서, 상기 기하학적인 형상은 구형인 것인 비드형 예비 성형체.33. The bead preform as claimed in claim 32 wherein the geometric shape is spherical. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 실질적으로 중공형인 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 1, wherein the plurality of beads are substantially hollow. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 실질적으로 중실형 것인 비드형 예비 성형체.The bead preform according to claim 1, wherein the plurality of beads are substantially solid. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비드는 실질적으로 중실형 및 중공형 비드의 혼합물을 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead preform of claim 1, wherein the plurality of beads comprises a mixture of substantially solid and hollow beads. 제1항에 있어서, 상기 비드들 중 하나는 소정의 장치를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform according to claim 1, wherein one of the beads includes a predetermined device. 제1항에 있어서, 상기 비드들 중 어느 하나는 센서를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead-shaped preform of claim 1, wherein any one of the beads comprises a sensor. 제1항에 있어서, 상기 비드들 중 어느 하나는 모니터링 장치를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead preform of claim 1, wherein any one of the beads comprises a monitoring device. 제1항에 있어서, 상기 비드들 중 어느 하나는 액츄에이터를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체.The bead preform according to claim 1, wherein any one of the beads comprises an actuator. 가공되는 재료에 복수의 공극을 형성하기 위한 비드형 예비 성형체를 제조하는 방법으로서,A method of manufacturing a bead type preform for forming a plurality of voids in a material to be processed, 제1의 개구 밖으로 예비 성형체 재료를 압출하여 압출된 예비 성형체 재료를 생성하는 단계와, Extruding the preform material out of the first opening to produce an extruded preform material; 상기 압출된 예비 성형체 재료를 캘린더링 하여 드로잉된 상기 재료를 따라 인접하게 위치한 복수의 비드를 형성하는 단계를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.Calendaring the extruded preform material to form a plurality of adjacently located beads along the drawn material. 제41항에 있어서, 상기 방법은 상기 압출된 재료를 캘린더링 하기 이전에 상기 압출된 재료를 드로잉 하여 드로잉된 재료를 생성하는 단계를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.42. The method of claim 41 wherein the method comprises drawing the extruded material to produce a drawn material prior to calendering the extruded material. 제39항에 있어서, 상기 재료는 상기 제1의 개구로부터 압출되기 이전에 가열되는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.40. The method of claim 39 wherein the material is heated prior to extruding from the first opening. 제43항에 있어서, 상기 재료는 용해 온도까지 가열되는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.44. The method of claim 43 wherein the material is heated to a dissolution temperature. 제40항에 있어서, 상기 재료는 상기 제1의 개구로부터 압출된 후에 냉각되는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.41. The method of claim 40 wherein the material is cooled after being extruded from the first opening. 제39항에 있어서, 상기 방법의 결과물은 인접하게 위치한 비드의 가닥을 포함하는 필라멘트인 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.40. The method of claim 39, wherein the result of the method is a filament comprising strands of adjacently located beads. 제39항에 있어서, 상기 방법은 인접하게 위치한 비드의 2차원 어레이를 생성하는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.40. The method of claim 39, wherein the method produces a two-dimensional array of adjacently located beads. 가공되는 재료에 복수의 공극을 형성하기 위한 코팅된 비드형 예비 성형체를 제조하는 방법으로서,A method of making a coated bead shaped preform for forming a plurality of voids in a material to be processed, 제1 흐름의 압출 코팅 재료를 다이에 제공하는 단계와;Providing a first flow of extrusion coating material to the die; 상기 비드형 예비 성형체를 상기 제1 흐름 내에 제공하여 상기 코팅 재료가 피복되도록 하는 단계와; Providing the bead-shaped preform in the first flow to cover the coating material; 상기 제1 흐름을 상기 비드형 예비 성형체와 함께 개구로부터 압출하여 토우를 형성하도록 하는 단계를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.And extruding the first flow from the opening with the beaded preform to form a tow. 제48항에 있어서, 상기 비드형 예비 성형체는 필라멘트를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.49. The method of claim 48 wherein the bead shaped preform comprises a filament. 제48항에 있어서, 상기 비드형 예비 성형체는 인접하게 위치한 비드의 2차원 어레이를 포함하는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.49. The method of claim 48, wherein the beaded preform comprises a two-dimensional array of adjacently located beads. 제48항에 있어서, 상기 제1 흐름이 상기 개구 밖으로 압출되기 이전에 보강 재료가 상기 제1 흐름 내에 제공되는 것인 비드형 예비 성형체 제조 방법.49. The method of claim 48 wherein a reinforcing material is provided in the first stream before the first stream is extruded out of the opening. 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법으로서,As a method of manufacturing a material to be processed having a plurality of voids, 하나 이상의 예비 성형체를 제1 재료의 공급부로 안내하는 단계로서, 상기 하나 이상의 예비 성형체가 가닥을 따라 소정의 간격을 두고 서로 이격된 복수의 비드를 각각 포함하는 것인 단계와;Guiding one or more preforms to a supply of first material, each of the one or more preforms comprising a plurality of beads spaced apart from each other at predetermined intervals along the strand; 상기 하나 이상의 예비 성형체에 상기 제1 재료를 피복하는 단계와;Coating said first material on said at least one preform; 상기 피복된 예비 성형체를 소정의 형상으로 성형하는 단계와;Shaping the coated preform into a predetermined shape; 상기 형상을 경화시키는 단계를 포함하는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.And hardening the shape. 제52항에 있어서, 상기 공극은 조직을 이루고 있는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.53. The method of claim 52, wherein the voids are structured. 제52항에 있어서, 상기 공극은 대칭적으로 조직을 이루고 있는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.53. The method of claim 52, wherein the pores are symmetrically organized. 제52항에 있어서, 상기 공극은 비대칭적으로 조직을 이루고 있는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.53. The method of claim 52, wherein the voids are asymmetrically textured. 제52항에 있어서, 상기 공극은 무작위 배열로 조직을 이루고 있는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.53. The method of claim 52, wherein the pores are organized in a random arrangement. 제52항에 있어서, 상기 경화는 하나 이상의 비드형 예비 성형체를 제거하여 상기 비드가 이전에 존재하였던 위치에 복수의 공극을 포함하는 가공되는 재료가 되도록 하는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.53. The processed material of claim 52, wherein the curing removes one or more bead-shaped preforms such that the bead is a processed material that includes a plurality of voids at a location previously present. Manufacturing method. 제52항에 있어서, 상기 비드는 상기 제1 재료와 상이한 제2 재료를 포함하는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.53. The method of claim 52, wherein the bead comprises a second material different from the first material. 제52항에 있어서, 경화 후 특정의 길이로 상기 가공되는 재료를 절단하는 단계를 더 포함하는 것인 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료의 제조 방법.53. The method of claim 52, further comprising cutting the processed material to a particular length after curing. 연속 캐스팅 장치를 사용하여 조직을 이루는 복수의 공극으로 이루어지는 가공되는 구조체의 제조 방법으로서,A method of manufacturing a processed structure consisting of a plurality of voids forming a structure using a continuous casting device, 가닥을 따라 소정의 간격을 두고 서로로부터 이격된 복수의 비드를 포함하는 예비 성형체를 제1의 용기에 담긴 매트릭스 재료로 안내하는 단계와;Guiding a preform comprising a plurality of beads spaced from each other at predetermined intervals along the strand to a matrix material contained in a first container; 소정의 간격을 지닌 공간으로 상기 매트릭스 재료를 안내하는 단계를 포함하고,Directing the matrix material into spaces at predetermined intervals, 상기 가공되는 재료는 상기 간격과 동일한 소정의 두께를 갖도록 가공되는 것인 조직을 이루는 복수의 공극으로 이루어지는 가공되는 구조체의 제조 방법.And the material to be processed comprises a plurality of voids forming a structure in which the material is processed to have a predetermined thickness equal to the gap. 제60항에 있어서, 상기 공간은 다이에 의해 형성되는 것인 조직을 이루는 복수의 공극으로 이루어지는 가공되는 구조체를 제조하는 방법.61. The method of claim 60, wherein the space is formed by a die. 제60항에 있어서, 상기 공간은 제1의 방향으로 진행하는 제1의 컨베이어 벨트와 상기 제1의 방향으로 진행하는 제2의 컨베이어 벨트 사이의 간격을 포함하는 것인 조직을 이루는 복수의 공극으로 이루어지는 가공되는 구조체를 제조하는 방법.61. The plurality of voids of claim 60, wherein the space comprises a gap between a first conveyor belt running in a first direction and a second conveyor belt running in the first direction. A method of making a structure to be processed. 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법으로서, As a method for forming a composite in which a plurality of voids forming a tissue are arranged therein, 제1 어레이의 제1 공극을 제1 적층체 상에 부여하는 단계로서, 상기 제1 공극에 대한 개구가 상기 제1 적층체의 제1 측에 형성되는 것인 단계와;Imparting a first void of a first array on a first stack, wherein an opening for the first void is formed on a first side of the first stack; 제2 어레이의 제2 공극을 제2 적층체 상에 부여하는 단계로서, 상기 제2 공극에 대한 개구가 상기 제2 적층체의 제2 측에 형성되는 것인 단계와;Imparting a second void of a second array on a second stack, wherein an opening for the second void is formed on a second side of the second stack; 상기 제1 적층체의 상기 제1 공극의 상기 제1의 개구를 상기 제2 적층체의 상기 제2 공극의 대응하는 제2 개구와 정렬시키는 단계와; Aligning said first opening of said first void of said first laminate with a corresponding second opening of said second void of said second laminate; 상기 제1의 공극과 상기 대응하는 제2의 공극은 연통 상태로 있도록 상기 제1 적층체를 제2 적층체와 조립하는 단계를 포함하는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.Assembling the first laminate with the second laminate such that the first void and the corresponding second void are in communication with a plurality of voids forming a tissue arranged therein. Method for forming a complex. 제63항에 있어서, 복수의 상기 제1 적층체는 복수의 상기 제2 적층체와 조립되는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.64. The method of claim 63, wherein the plurality of first stacks are assembled with the plurality of second stacks. 제63항에 있어서, 상기 제1 어레이의 제1 공극은 유사한 제1 크기를 갖는 제1 그룹의 공극과, 유사한 제2 크기를 갖는 제2 그룹의 공극을 포함하는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.64. The plurality of voids of claim 63, wherein the first voids of the first array comprise voids of a first group having a similar first size and voids of a second group having a similar second size. A method for forming a composite arranged therein. 제65항에 있어서, 상기 제1 어레이의 제1 공극과 상기 제1 적층체의 상기 제2 어레이의 제2 공극은 유사한 제1의 크기를 갖는 대응하는 제1 그룹의 공극과, 상기 제2 적층체의 상기 제2 공극의 상기 제2 어레이에서 유사한 제2 크기를 갖는 대응하는 제2 그룹의 공극을 포함하는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.66. The method of claim 65, wherein the first void of the first array and the second void of the second array of the first stack are corresponding first group of pores having a similar first size, and the second stack. And a corresponding second group of pores having a similar second size in said second array of said second pores of the sieve. 제63항에 있어서, 상기 리세스는 임프린팅에 의해 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체 중 하나 이상에 부여되는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.64. The method of claim 63, wherein the recess is formed by imprinting at least one of the first laminate and the second laminate to form a composite with a plurality of voids forming a tissue arranged therein. Way. 제67항에 있어서, 임프린팅은 상기 적층체를 엠보싱 롤러로 캘린더링 하는 단계를 포함하는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.67. The method of claim 67, wherein imprinting comprises calendering the stack with an embossing roller. 제63항에 있어서, 상기 리세스는 상기 제1 적층체와 제2 적층체 중 적어도 일방을 이루는 재료를 일부 제거함으로써 그 적층체 상에 부여되는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.64. The structured plurality of voids of claim 63, wherein the recess is imparted on the stack by removing a portion of the material forming at least one of the first stack and the second stack. Method for forming a complex. 제69항에 있어서, 상기 재료의 제거는 레이저 연소를 통해 이루어지는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.70. The method of claim 69, wherein the removal of the material is via laser combustion. 제69항에 있어서, 상기 재료의 제거는 화학적인 엣칭을 통해 이루어지는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.70. The method of claim 69, wherein the removal of the material is via chemical etching. 제63항에 있어서, 상기 리세스는 주기를 이루는(periodic) 방식으로 상기 제1 적층체와 상기 제2 적층체 중 적어도 일방에 부여되는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.66. The structure of claim 63, wherein a plurality of voids forming a tissue are arranged therein, wherein the recess is imparted to at least one of the first stack and the second stack in a periodic manner. Method for forming a complex. 제63항에 있어서, 상기 제1 적층체의 제2 측 상에 제2 어레이의 제2 공극을 부여하는 단계를 더 포함하는 것인 조직을 이루는 복수의 공극이 그 내부에 배열되어 있는 복합체를 형성하기 위한 방법.64. The composite of claim 63, further comprising imparting a second void of a second array on the second side of the first stack to form a composite having internally arranged a plurality of voids therein. How to. 복합체 재료로 조립되는 적층체로서, 상기 적층체는 복수의 리세스를 제1 측에 가지는 직물을 포함하며, 상기 리세스는 상기 적층체의 제2 측에 있는 복수의 돌출부와 대응하는 것인 적층체.A laminate assembled from a composite material, the laminate comprising a fabric having a plurality of recesses on a first side, the recesses corresponding to a plurality of protrusions on a second side of the laminate. sieve. 제74항에 있어서, 상기 리세스와 이에 대응하는 돌출부는 상기 적층체를 따라 대칭으로 위치 설정되어 있는 것인 적층체.75. The laminate of claim 74, wherein the recess and the corresponding protrusion are symmetrically positioned along the laminate. 제74항에 있어서, 상기 리세스와 이에 대응하는 돌출부는 다양한 크기인 것인 적층체.75. The laminate of claim 74, wherein the recess and corresponding protrusions are of various sizes. 제74항에 있어서, 상기 리세스는 유사한 크기인 것인 적층체.75. The laminate of claim 74, wherein the recess is of similar size. 제74항에 있어서, 상기 돌출부는 유사한 크기인 것인 적층체.75. The laminate of claim 74, wherein the protrusions are of similar size. 제74항에 있어서, 상기 적층체는 연속적인 테이프를 포함하는 것인 적층체.75. The laminate of claim 74, wherein the laminate comprises a continuous tape. 제74항에 있어서, 상기 리세스들 중 하나는 모니터링 장치를 수용하는 것인 적층체.75. The laminate of claim 74, wherein one of the recesses contains a monitoring device. 제80항에 있어서, 상기 모니터링 장치는 센서를 포함하는 것인 적층체.81. The laminate of claim 80, wherein the monitoring device comprises a sensor. 제80항에 있어서, 상기 모니터링 장치는 액츄에이터를 포함하는 것인 적층체.81. The laminate of claim 80, wherein said monitoring device comprises an actuator. 제74항에 있어서, 상기 리세스는 만곡된 형상을 포함하는 것인 적층체.75. The laminate of claim 74, wherein the recess comprises a curved shape. 조직을 이루는 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료를 제조하는 방법으로서,A method of manufacturing a material to be processed having a plurality of voids forming a tissue, 복수의 간격을 둔 비드를 포함하는 비드형 예비 성형체를 용융 재료의 연속 캐스트 내에서 안내하는 단계를 포함하는 것인 조직을 이루는 복수의 공극을 갖는 가공되는 재료를 제조하는 방법.Guiding a bead-shaped preform comprising a plurality of spaced beads in a continuous cast of molten material. 조직을 이루는 복수의 공극을 구비하는 가공되는 재료를 제조하는 방법으로,A method of manufacturing a material to be processed having a plurality of voids forming a tissue, 인접하게 위치한 비드 가닥을 포함하는 비드형 예비 성형체를 소정의 프로세스에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 프로세스는,Providing to a predetermined process a bead-shaped preform comprising adjacently located bead strands, the predetermined process comprising: 원자론적(atomistic) 제조, 및 층상화 제조를 포함하는 부가적(addictive) 제조로서, 상기 층상화 제조는 융합 침적 모델링, 스테레오-리소그래피, 광학적 조립, 고체 베이스(연마한) 경화, 플라즈마 스프레이 성형, 스퍼터링, 증착을 포함하는 부가적 제조,As an additive manufacturing, including atomic manufacturing, and layering manufacturing, the layering manufacturing includes fusion deposition modeling, stereo-lithography, optical assembly, solid base (polishing) curing, plasma spray molding, Additional fabrication including sputtering, deposition, 압인-다이 단조, 개방-다이 단조, 코이닝(coining), 천공, 허빙(hubbing), 풀러링(fullering) 및 엣징, 롤 단조, 링 롤링, 직접 압출, 간접 압출, 정수 압출 및 충격 압출을 포함하는 벌크 변형 프로세스를 포함하는 변형 및 성형,Including die-die forging, open-die forging, coining, drilling, hubbing, fullering and edging, roll forging, ring rolling, direct extrusion, indirect extrusion, hydrostatic extrusion and impact extrusion Deformation and molding, including bulk deformation processes 전단, 벌징(bulging), 고무 성형, 고에너지 비율의 성형, 초가소성 성형, 딥 드로잉, 엠보싱을 포함하는 판금 성형 프로세스,Sheet metal forming processes including shearing, bulging, rubber forming, high energy forming, superplastic forming, deep drawing, embossing, 컷팅, 연마, 방전 가공, 물분사 가공, 연마제 분사 가공, 화학적 가공 및 전기화학적 가공 및 연마를 포함하는 재료 제거,Material removal including cutting, polishing, electrical discharge machining, water spraying, abrasive spraying, chemical processing and electrochemical processing and polishing, 영구적인 몰드, 소모성 몰드, 겔-캐스팅, 사출 성형, 압축 성형, 트랜스퍼 몰딩, 및 인서트 몰딩을 포함하는 캐스팅으로서, 상기 영구적인 몰드는 슬러시 캐스팅, 압력 캐스팅, 인서트 몰딩, 원심 캐스팅 및 침윤 캐스팅을 포함하고, 상기 소모성 몰드는 진공 캐스팅, 세라믹-몰드 캐스팅, 플라스터-몰드 캐스팅, 쉘몰드 캐스팅 및 샌드 캐스팅을 포함하는 캐스팅,As a casting comprising permanent mold, consumable mold, gel-casting, injection molding, compression molding, transfer molding, and insert molding, the permanent mold includes slush casting, pressure casting, insert molding, centrifugal casting and infiltration casting. The consumable mold may include a casting including vacuum casting, ceramic-molding casting, plaster-molding casting, shell molding casting and sand casting, 소결, 냉간 등적 프레싱, 및 열간 등적 프레싱을 포함하는 미립자 재료 처리 , 및 Particulate material processing including sintering, cold equal pressing, and hot equal pressing; and 마찰 교반 용접, 저항 용접, 폭발 용접, 납땜 및 솔더링, 아크 용접, 레이저 용접을 포함하는 조립 및 결합 프로세스Assembly and joining processes including friction stir welding, resistance welding, explosion welding, soldering and soldering, arc welding, laser welding 들 중 하나인 것인 조직을 이루는 복수의 공극을 구비하는 가공되는 재료를 제조하는 방법.Which is one of them, a process for producing a processed material having a plurality of voids forming a tissue.
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