KR102195229B1

KR102195229B1 - 압출 프레스 다이 조립체

Info

Publication number: KR102195229B1
Application number: KR1020157011235A
Authority: KR
Inventors: 마크 알. 데니슨
Original assignee: 맨체스터 코퍼 프로덕츠, 엘엘씨
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2020-12-28
Also published as: MX2015004146A; JP2015536243A; JP6357160B2; PL2906371T3; CN104936714A; AR093009A1; BR112015006775A2; AU2013329044B2; HK1213840A1; CA2887230C; US20140102159A1; CN104936714B; HK1212946A1; EP2906371A1; CL2015000909A1; ES2845300T3; CA2887230A1; EP2906371A4; RU2652671C2; AU2013329044A1

Abstract

재료 빌릿의 연속적인 압출을 위한 시스템, 디바이스, 및 방법이 제공된다. 재료의 프레스 압출을 위한 다이 조립체는, 다이 본체를 형성하는 복수 개의 다이 플레이트를 포함한다. 다이 본체는 입구와, 입구보다 작은 직경을 갖는 출구를 구비하고, 입구와 출구 사이에 테이퍼형 표면을 갖는다. 각 다이 플레이트는 테이퍼형 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하고, 내표면은 입구로부터 출구로 연장되는 테이퍼형 표면을 형성한다. 다이 본체에는 베이스가 커플링되고, 베이스의 회전은 다이 본체의 회전을 유발한다. 다이 본체 내로 가압된 빌릿은 상기 내표면과 빌릿의 외표면 사이의 마찰에 의해 가열된다. 빌릿은 변형 가능한 온도로 가열되고 빌릿이 다이 본체의 입구로부터 출구로 가압됨에 따라 튜브 제품으로 압출된다.

Description

압출 프레스 다이 조립체{EXTRUSION PRESS DIE ASSEMBLY}

본 발명은 압출 프레스 다이 조립체에 관한 것이다.

구리, 알루미늄, 금속 합금, 또는 기타 금속으로부터 형성되는 금속 배관 등의 배관 재료는 흔히 압출 프로세스에 의해 제조된다. 압출 프로세스에서, 빌릿(billet)이라고 지칭되는 대형 금속 블럭이 원형 또는 기타 형태를 갖는 다이 구조체를 통해 가공되는데, 다이 구조체는 배관 재료를 형성하도록 사용되는 빌릿의 크기보다 작은 개구를 갖는다. 빌릿은 천공봉이 관통 채널을 형성하도록 빌릿의 중앙을 통해 압박되기 전에 고온으로 예열될 수 있다. 이어서, 통상적으로 1,000 내지 100,000 psi(pounds-per-square-inch) 정도의 큰 압력이 빌릿에 인가되어 예열된 재료를 관통봉 위에서 그리고 다이 개구를 통해 압박한다. 압력은, 재료를 압박하여 변형시키고 압출시킨 다음에, 다이의 개구 직경과 유사한 직경을 갖는 튜브로서 다이의 후방에서 빠져나가도록 한다.

압출에 의해 다량의 금속 배관을 생산하기 위하여, 대형의 빌릿과 제조 기계류가 요구되고, 금속 배관을 만들기 위해 압출 프로세스에 사용되는 빌릿은 흔히 중량이 1,000 파운드에 달하거나 이를 초과한다. 기계 및 빌릿의 크기는 배관을 제조하기 위해 대형 제조 설비를 필요로 하고, 압출 프로세스의 크기 요건으로 인해 제조 작업에서 시동 및 유지 보수 비용이 커지게 된다. 더욱이, 한번에 단 하나의 빌릿을 압출하는 것과 같은 프로세스의 제한으로 인해 빌릿 크기가 비효율적이게 된다.

본 발명의 목적은 전술한 문제를 해결하기 위한 압출 프레스 다이 조립체를 제공하는 것이다.

본 명세서에서는 회전 압출 프레스 다이 조립체를 이용하여 재료를 압출하기 위한 시스템, 디바이스 및 방법이 개시된다. 특정한 실시예에서, 시스템, 디바이스 및 방법은 복수 개의 재료 빌릿의 연속적인 압출을 가능하게 한다. 그러한 연속적인 압출은 비교적 작은 빌릿이 효율적으로 사용되게 하여 원하는 양의 압출된 재료를 생산하고, 이에 따라 그러한 연속적인 압출 프레스 시스템의 규모 및 크기 요건이 종래의 압출 프로세스보다 작아질 수 있다.

한가지 양태에서, 재료를 압출하기 위한 다이 조립체는, 함께 커플링되어 다이 본체를 형성하는 복수 개의 다이 플레이트를 포함한다. 다이 본체는 입구와 출구를 획정하는 통로를 갖고, 출구의 직경은 입구의 직경보다 작다. 테이퍼형 표면이 입구와 출구 사이에 배치된다. 다이 플레이트 각각은 중앙 보어 둘레에 테이퍼형 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하고, 제1 다이 플레이트에 있는 중앙 보어의 내표면은 제1 다이 플레이트의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 제2 다이 플레이트에 있는 중앙 보어의 내표면보다 통로의 축선에 대해 더 작은 각도로 테이퍼진다. 다이 본체에는 베이스가 커플링되고, 베이스의 회전은 다이 본체의 회전을 유발한다.

특정한 실시예에서, 제2 다이 플레이트는 제1 다이 플레이트보다 다이 본체의 입구에 더 가깝게 위치 설정된다. 다이 조립체는, 제3 다이 플레이트의 전방면에 이웃하게 위치 설정되는 다이 플레이트에 있는 중앙 보어의 내표면보다 축선에 대해 더 큰 각도로 테이퍼지는 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하는 제3 다이 플레이트를 포함할 수 있다. 제3 다이 플레이트의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 다이 플레이트는 제1 다이 플레이트일 수 있고, 제3 다이 플레이트는 제1 다이 플레이트보다 다이 본체의 출구에 더 가깝게 위치 설정될 수 있다.

특정한 실시예에서, 다이 조립체는 다이 본체의 일부를 형성하는 제3 플레이트를 더 포함하고, 상기 제3 플레이트는 통로의 축선에 대해 소정 각도로 테이퍼지지 않는 중앙 보어 둘레의 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함한다. 제3 플레이트의 중앙 보어는 다이 본체의 입구를 획정한다. 특정한 실시예에서, 베이스는 중앙 보어를 포함하고, 베이스의 중앙 보어는 다이 본체 출구의 직경보다 큰 직경을 갖는다.

특정한 실시예에서, 다이 본체는 압출 재료의 빌릿을 받아들이도록 구성되고, 빌릿은 다이 본체에 진입하기 전에 예열되지 않는다. 다이 본체의 회전은, 테이퍼형 내표면과, 입구를 통해 그리고 다이 본체의 내부 통로 내로 전진되는 빌릿 사이에 마찰을 일으킨다. 마찰은 빌릿 재료의 변형을 유발하기에 충분한 온도로 빌릿을 가열시키고, 가열된 빌릿은 빌릿 재료의 기계적 특성 한계값을 초과하지 않는 변형력 하에서 변형 가능하다. 빌릿과 빌릿이 전진되는 맨드릴 사이의 마찰은 빌릿과 맨드릴을 가열시킨다. 맨드릴의 내부에 대해 냉각 시스템이 냉각 유체를 제공한다.

특정한 실시예에서, 다이 플레이트들 중 적어도 하나는 2개의 상이한 재료로 형성되고, 제1 재료는 다이 플레이트의 보어의 주변부를 형성하며 제2 재료는 다이 플레이트의 외부를 형성한다. 제1 재료와 제2 재료 중 적어도 하나는 세라믹 재료, 강철, 또는 소모성 재료이다. 특정한 실시예에서, 입구 근처의 다이 본체의 전방면은 입구의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 센터링 인서트(centering insert)와 합치하도록 구성된다. 센터링 인서트와 입구의 주변부는 동일한 재료로 형성된다.

특정한 실시예에서, 다이 본체는 맨드릴 팁이 다이 본체의 내부 통로 내에 위치 설정될 수 있도록 입구를 통해 맨드릴 팁을 받아들이도록 구성된다. 다이 본체의 내표면은 맨드릴 팁의 외표면의 각도에 대응하는 각도를 갖는 상보적인 부분을 포함한다. 다이 본체는 압출된 제품을 형성하기 위해 다이 본체의 내부 통로를 통해 가압되는 빌릿을 받아들이도록 구성되고, 압출된 제품은 다이 본체의 출구의 직경에 대응하는 외경과 맨드릴 팁의 직경에 대응하는 내경을 갖는다.

한가지 양태에서, 다이 조립체는 복수 개의 플레이트 수단을 포함하는 재료 압출 수단을 포함한다. 재료 압출 수단은 재료 압출 수단의 입구와 출구를 획정하는 통로 수단을 갖고, 출구의 직경은 입구의 직경보다 작다. 재료 압출 수단은 또한 입구와 출구 사이에 테이퍼형 표면 수단을 갖는다. 플레이트 수단 각각은 중앙 보어 둘레에 테이퍼형 표면을 갖는 중앙 보어를 포함하고, 제1 플레이트 수단에 있는 중앙 보어의 내표면은 제1 플레이트 수단의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 제2 플레이트 수단에 있는 중앙 보어의 내표면보다 통로 수단의 축선에 대해 더 작은 각도로 테이퍼진다. 다이 조립체는 또한 재료 압출 수단을 회전 수단에 커플링하기 위한 수단을 포함하고, 커플링 수단의 회전은 재료 압출 수단의 회전을 유발한다.

특정한 실시예에서, 제2 플레이트 수단은 제1 플레이트 수단보다 재료 압출 수단의 입구에 더 가깝게 위치 설정된다. 재료 압출 수단은 제3 플레이트 수단의 전방면에 이웃하게 위치 설정되는 플레이트 수단에 있는 중앙 보어의 내표면보다 축선에 대해 더 큰 각도로 테이퍼지는 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하는 제3 플레이트 수단을 포함할 수 있다. 제3 플레이트 수단의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 플레이트 수단은 제1 플레이트 수단일 수 있고, 제3 플레이트 수단은 제1 플레이트 수단보다 재료 압출 수단의 출구에 더 가깝게 위치 설정될 수 있다.

특정한 실시예에서, 다이 조립체는 재료 압출 수단의 일부를 형성하는 제3 플레이트 수단을 포함하고, 제3 플레이트 수단은 축선에 대해 소정 각도로 테이퍼지지 않는 중앙 보어 둘레의 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함한다. 제3 플레이트 수단의 중앙 보어는 재료 압출 수단의 입구를 획정한다. 특정한 실시예에서, 커플링 수단은 중앙 보어를 포함한다. 커플링 수단의 중앙 보어는 재료 압출 수단의 출구 직경보다 큰 직경을 갖는다.

특정한 실시예에서, 재료 압출 수단은 압출 재료의 빌릿을 받아들이도록 구성되고, 빌릿은 재료 압출 수단에 진입하기 전에 예열되지 않는다. 재료 압출 수단의 회전은 테이퍼형 표면 수단과, 입구를 통해 그리고 재료 압출 수단의 통로 수단 내로 전진되는 빌릿 사이에 마찰을 일으킨다. 마찰은 빌릿 재료의 변형을 유발하기에 충분한 온도로 빌릿을 가열시킨다. 가열된 빌릿은 빌릿 재료의 기계적 특성 한계값을 초과하지 않는 변형력 하에서 변형 가능하다. 빌릿과 빌릿이 전진되는 봉 수단 사이의 마찰은 빌릿과 봉 수단을 가열시키고, 냉각 수단이 봉 수단의 내부에 대해 냉각 유체를 제공한다.

특정한 실시예에서, 플레이트 수단 중 적어도 하나는 2개의 상이한 재료로 형성되고, 제1 재료는 플레이트 수단의 보어의 주변부를 형성하며 제2 재료는 플레이트 수단의 외부를 형성한다. 제1 재료와 제2 재료 중 적어도 하나는 세라믹 재료, 강철, 또는 소모성 재료이다. 특정한 실시예에서, 입구 근처의 재료 압출 수단의 전방면은 빌릿을 센터링하는 센터링 수단과 합치하도록 구성되고, 센터링 수단은 입구의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 센터링 수단과 상기 입구의 주변부는 동일한 재료로 형성된다.

특정한 실시예에서, 재료 압출 수단은, 봉 팁 수단이 재료 압출 수단의 내부 통로 내에 위치 설정될 수 있도록 입구를 통해 봉 팁 수단을 받아들이도록 구성된다. 재료 압출 수단의 테이퍼형 표면 수단은 봉 팁 수단의 외표면의 각도에 대응하는 각도를 갖는 상보적인 부분을 포함한다. 재료 압출 수단은 압출된 제품을 형성하기 위해 재료 압출 수단의 통로 수단을 통해 가압되는 빌릿을 받아들이도록 구성되고, 상기 압출된 제품은 재료 압출 수단의 출구의 직경에 대응하는 외경과 봉 팁 수단의 직경에 대응하는 내경을 갖는다.

본 개시를 검토한 후에 당업자에게는 본 명세서에 개시된 실시예의 변형 및 수정이 가능할 것이다. 전술한 특징 및 양태는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 특징과의 다수의 종속 조합 및 서브 조합을 비롯하여 임의의 조합 및 서브 조합으로 실시될 수 있다. 임의의 구성요소를 비롯하여 본 명세서에서 설명되거나 예시된 다양한 특징은 다른 시스템에 결합되거나 일체화될 수 있다. 더욱이, 특정한 특징이 생략되거나 실시되지 않을 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 문제를 해결하기 위한 압출 프레스 다이 조립체를 얻을 수 있다.

전술한 목적 및 이점 및 기타 목적과 이점은 동일한 참조 부호가 도면 전반에 걸쳐 동일한 부품을 지칭하는 첨부 도면과 함께 취한, 아래의 상세한 설명을 고려하면 명백할 것이다.
도 1은 예시적인 압출 프레스 다이 조립체의 사시도를 도시한다.
도 2는 예시적인 압출 프레스 시스템의 측면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 측면도를 도시한다.
도 4는 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 강철 단부 홀더를 도시한다.
도 5는 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 입구 플레이트를 도시한다.
도 6은 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 제1 중간 플레이트를 도시한다.
도 7은 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 제2 중간 플레이트를 도시한다.
도 8은 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 출구 플레이트를 도시한다.
도 9는 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 베이스 플레이트를 도시한다.
도 10은 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 단면도를 도시한다.
도 11은 예시적인 맨드릴 바 팁을 도시한다.
도 12는 도 1의 압출 프레스 다이 조립체의 예시적인 단면을 도시하는데, 도 11의 맨드릴 바 팁이 다이 조립체 내로 전진되어 있다.
도 13은 재료의 압출 중에 다이 조립체와 도 12의 맨드릴 바 팁의 단면도를 도시한다.

본 명세서에서 설명되는 시스템, 방법, 및 디바이스의 전반적인 이해를 제공하기 위하여, 특정한 예시적인 실시예를 설명한다. 본 명세서에 설명되는 실시예 및 특징은 압출 프레스 시스템과 관련한 사용에 대해 설명되지만, 아래에서 기술되는 구성요소, 결합 메카니즘, 제조 방법, 및 기타 특징은 임의의 적절한 방식으로 서로 조합될 수 있고 다른 제조 프로세스에 사용되도록 조정되어 시스템에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 더욱이, 본 명세서에 설명되는 실시예는 중공 빌릿으로부터 금속 배관을 압출하는 것에 관한 것이지만, 본 명세서에 설명되는 시스템, 디바이스, 및 방법이 임의의 적절한 타입의 재료를 압출하도록 조정되어 시스템에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 1은 프레스 압출 시스템에서 심리스 압출 배관(seamless extruded tubing)을 포함할 수 있는 압출 배관을 형성하는 다이 조립체(1)를 도시한다. 다이 조립체(1)는 예컨대 심리스 구리 워터 튜브(Seamless Copper Water Tube)의 ASTM-B88 표준 사양을 비롯하여 다양한 심리스 배관 표준에 따른 심리스 압출 배관 제품을 제조하기 위해 복수 개의 빌릿을 연속적으로 압출할 수 있다. 심리스 압출 배관은 또한 음용수 시스템 구성요소(Drinking Water System Components)를 위한 NSF/ANSI-61 하의 표준을 따를 수 있다. 다이 조립체(1)는 맨드릴 바(10)를 포함하는데, 맨드릴 바 위에서 빌릿(17) 등의 재료 빌릿이 화살표(A)의 방향으로 그리고 다이 조립체를 통해 통과되어 압출 배관 제품을 형성한다. 빌릿(17)은, 한정하는 것은 아니지만, 구리와 구리 합금을 비롯한 다양한 금속, 또는 알루미늄, 니켈, 티타늄, 및 이들의 합금과 같은 임의의 다른 적절한 비철 금속, 강철과 다른 철 합금을 비롯한 철 금속, 플라스틱 등의 폴리머, 또는 임의의 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 비롯하여 압출 프레스 시스템에 사용하기 위한 임의의 적절한 재료로부터 형성될 수 있다. 맨드릴 바(10) 위를 통과하는 빌릿은 센터링 인서트(9)와 다이 본체[다이 플레이트(3-7)와 베이스 플레이트(8)의 스택으로 구성됨]를 통해 그리고 냉각 시스템(13)을 통해 전진되어 튜브 제품을 형성한다. 다이 조립체(1)가 베이스 플레이트에 커플링되는 5개의 플레이트를 포함하지만, 다이 조립체는 더 많은 플레이트 또는 더 적은 플레이트를 포함할 수 있고, 다이 본체는 특정한 용례에서 다이 본체(18)보다 길거나 짧을 수 있다.

압출 중에, 다이 본체(18)가 회전하고 빌릿(17)은 다이 본체를 통해 가압된다. 빌릿(17)은 회전하지 않는 센터링 인서트(9)의 그리퍼(44; gripper)에 의해 유지되므로, 빌릿(17)은 회전하는 다이 본체(18)의 입구(11)에서 진입하여 다이 본체를 통해 중앙 통로에 도달할 때에 회전하지 않는다. 다이 본체(18)의 회전은, 빌릿이 다이를 통해 가압될 때에 비회전 빌릿(17)의 외표면과 마찰을 일으키고, 이 마찰은 빌릿 재료가 변형하기에 충분한 온도로 빌릿(17)을 가열시킨다. 예컨대, 금속 빌릿은 변형을 위해 1000℉보다 큰 온도까지 마찰에 의해 가열될 수 있다. 상이한 재료 및 상이한 금속의 온도 요건은 서로 다를 수 있고, 몇몇 용례에서는 1000℉보다 작은 빌릿 온도가 적절할 수 있다. 다른 압출 시스템과 달리, 다이 본체(18)의 회전과 비회전 빌릿(17)과의 접촉에 의해 생성되는 마찰이 변형 가능한 온도까지 빌릿을 가열하는 에너지를 제공하기 때문에 다이 조립체(1)는 압출 전에 빌릿의 예열을 필요로 하지 않는다.

다이 조립체(1)는 예컨대 2012년 10월 12일자로 출원되었고 그 개시 전체가 본 명세서에 참조로 합체되는 미국 특허 출원 제13/650,977호에 설명된 압출 프레스 시스템을 비롯한 임의의 적절한 압출 시스템에서 압출 재료를 성형하도록 사용될 수 있다. 예컨대, 다이 조립체(1)는 연속적인 재료 압출을 위해 도 2에 도시된 압출 프레스 시스템(57)에서 실행될 수 있다. 압출 프레스 시스템(57)은 맨드릴 캐리지 섹션(58)과 압반 구조(platen structure) 섹션(59)을 포함한다. 맨드릴 캐리지 섹션(58)은 맨드릴 바(74), 워터 클램프 또는 냉각 요소(60, 61), 맨드릴 파지부 또는 파지 요소(62, 63), 및 빌릿 운반 시스템을 포함한다. 맨드릴 캐리지 섹션(58)은 물리적인 캐리지 구조체에 의해 지지되는데, 이 물리적인 캐리지 구조체는 도면을 너무 복잡하지 않게 하기 위해 도 2에 도시되어 있지 않지만, 물리적인 캐리지 구조체는 맨드릴 캐리지(58)의 구성요소를 위한 마운트의 역할을 한다. 압반 구조 섹션(59)은 입구 압반(65)과 후방 다이 압반(66), 프레스-램 압반(67, 68), 센터링 압반(69), 및 후방 다이 압반(66)에 대해 가압하는 회전 다이(70)를 포함한다. 압반 구조 섹션(59)은, 또한 모터(72) 및 관련 기어박스 구성요소(도시 생략)를 위한 마운트로서 기능하는 프레임(71)에 의해 지지된다. 압출 프레스 시스템에 따라 빌릿 로딩, 운반, 및 압출이 이루어지는 방향이 화살표(B)에 의해 지시되어 있다. 압출 프레스 시스템(57)은 빌렛 운반 서브시스템(77), 압출 서브시스템(78), 및 압출 프레스 시스템(57)의 냉각 서브시스템의 양태를 제어하는 PLC 시스템에 의해 적어도 부분적으로 작동될 수 있다.

맨드릴 파지부(62, 63)는 연속적인 압출을 제공하기 위해 복수 개의 빌릿이 맨드릴 바(74)를 따라 그리고 맨드릴 바 둘레에서 연속적으로 공급되게 하면서 맨드릴 바를 적소에 유지하도록 구성된 맨드릴 바 파지 시스템(73)을 포함한다. 맨드릴 파지부(62, 63)는 맨드릴 바(74)를 적소에 견고하게 유지하여 맨드릴 바가 회전하지 못하게 하도록 PLC 시스템에 의해 제어됨으로써, 압출 프로세스 중에 임의의 주어진 시간에, 맨드릴 파지부(62, 63) 중 적어도 하나가 맨드릴 바(74)를 파지하게 한다. 맨드릴 파지부(62, 63)는 맨드릴 바(74)의 위치를 설정하고 맨드릴 바(74)가 회전하지 못하게 한다. 맨드릴 파지부(62, 63)가 파지 위치에 있음으로써 맨드릴 바(74)를 파지할 때에, 맨드릴 파지부(62, 63)는 파지부를 통해 빌릿이 맨드릴 바(74)를 따라 운송되지 못하게 한다.

맨드릴 파지부(62, 63)는 맨드릴 바(74)를 번갈아 파지하여 하나 이상의 빌릿이 주어진 시간에 각자의 맨드릴 파지부를 통과하게 함으로써 작동한다. 예컨대, 하류측 맨드릴 파지부(63)가 맨드릴 바(74)를 파지하는 동안에, 상류측 맨드릴 파지부(62)는 맨드릴 바(74)를 릴리스(release)할 수 있다. 임의의 주어진 시간에, 맨드릴 파지부(62, 63) 중 적어도 하나는 바람직하게는 맨드릴 바(74)를 파지하거나 다른 방식으로 맨드릴 바와 맞물린다. 상류측 맨드릴 파지부(62) 근처에 대기 또는 인덱스(index)되거나, 맨드릴 바(74)를 따라 운송된 하나 이상의 빌릿이 개방된 상류측 맨드릴 파지부(62)를 통과할 수 있다. 특정한 갯수의 빌릿이 개방된 상류측 맨드릴 파지부(62)를 통과한 후에, 맨드릴 파지부(62)가 폐쇄되고 이에 의해 맨드릴 바(74)를 파지하도록 복귀되며, 빌릿은 하류측 파지 요소(63)로 전진될 수 있다. 하류측 파지 요소(63)는 폐쇄된 상태로 남아 있음으로써 맨드릴 바(74)를 파지할 수 있거나, 하류측 맨드릴 파지부(63)는 상류측 맨드릴 파지부(62)가 맨드릴 바(74)를 다시 파지한 후에 개방될 수 있다. 2개의 맨드릴 파지부(62, 63)가 압출 프레스 시스템에 도시되어 있지만, 임의의 적절한 갯수의 맨드릴 파지부가 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

워터 클램프(60, 61)는 압출 프로세스 중에 맨드릴 바(74)의 내부를 따라 맨드릴 바 팁으로 냉각수를 공급하도록 설계된 맨드릴 바 워터 운반 시스템(75)을 포함한다. 워터 클램프(60, 61)는 복수 개의 빌릿이 맨드릴 바(74)를 따라 그리고 맨드릴 바 둘레에서 연속적으로 공급되게 하면서 압출 프로세스 중에 프로세스 냉각수를 맨드릴 바에 연속적으로 공급하도록 PLC 시스템에 의해 제어될 수 있다. 워터 클램프(60, 61)는 압출 프로세스 중에 프로세스 냉각수를 맨드릴 바 팁에 공급하는 것이 중단되지 않거나 실질적으로 중단되지 않도록 작동된다. 전술한 맨드릴 파지부(62, 63)의 작동과 유사하게, 워터 클램프(60, 61)가 맨드릴 바(74)에 클램핑되거나 맨드릴 바와 맞물릴 때에, 워터 클램프(60, 61)는 빌릿이 워터 클램프를 통해 맨드릴 바(74)를 따라 운송되지 못하게 한다.

워터 클램프(60, 61)는, 압출 중 임의의 주어진 시간에 워터 클램프들 중 적어도 하나가 맨드릴 바(74)에 클램핑되거나 맨드릴 바와 맞물림으로써 냉각수를 맨드릴 바의 팁까지 운반하기 위해 맨드릴 바(74)로 운반하도록 작동된다. 빌릿이 워터 클램프(60, 61) 중 하나를 통과할 때에, 각각의 워터 클램프는 냉각수의 운반을 중단하고 맨드릴 바(74)를 릴리스하거나 맞물림 해제시킴으로써, 맨드릴 바(74)를 다시 클램핑하고 냉각수를 계속 운반하기 전에 빌릿이 통과되게 한다. 워터 클램프(60, 61) 중 하나가 맨드릴 바(74)로부터 클램핑 해제되거나 맞물림 해제되어 있는 동안에, 다른 워터 클램프가 냉각수를 계속 맨드릴 바로 운반한다.

예컨대, 하류측 워터 클램프(61)가 맨드릴 바(74)에 클램핑되어 있는 동안에, 상류측 워터 클램프(60)가 맨드릴 바(74)를 릴리스할 수 있다. 임의의 주어진 시간에, 워터 클램프(60, 61) 중 적어도 하나는 바람직하게는 맨드릴 바(74)에 클램핑되어 냉각수를 계속 운반한다. 상류측 워터 클램프(60) 근처에 대기 또는 인덱스되거나 맨드릴 바(74)를 따라 운송된 하나 이상의 빌릿이 개방된 상류측 워터 클램프(60)를 통과할 수 있다. 특정한 갯수의 빌릿이 개방된 상류측 워터 클램프(60)를 통과한 후에, 워터 클램프(60)가 폐쇄되고 이에 의해 맨드릴 바(74)를 클램핑하기 위해 그리고 냉각수를 운반하기 위해 복귀될 수 있으며, 빌릿은 하류측 워터 클램프(61)로 전진될 수 있다. 하류측 워터 클램프(61)는 폐쇄된 상태로 남아 있음으로써 맨드릴 바(74)를 클램핑할 수 있거나, 하류측 워터 클램프(63)는 상류측 워터 클램프(62)가 맨드릴 바(74)를 다시 클램핑한 후에 개방될 수 있다. 2개의 워터 클램프(62, 63)가 압출 프레스 시스템(57)에 도시되어 있지만, 임의의 적절한 갯수의 워터 클램프가 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

맨드릴 바(74)는 실질적으로 압출 프레스 시스템(57)의 길이를 따라 연장되고 회전 다이(70)를 통해 맨드릴 바 팁을 배치하도록 위치 설정된다. 회전 다이(70)는 도 1에 도시된 다이 본체(18)를 통합할 수 있다. 맨드릴 바 팁을 다이(70)를 통해 적절하게 위치 설정하는 조정은, 맨드릴 캐리지 섹션(58)을 이동시키고, 이에 따라 맨드릴 바(74)를 이동시킴으로써 달성된다. 맨드릴 바(74)와 맨드릴 캐리지 섹션(58)에 대한 조정에 따라 다이(70)를 향하거나 다이로부터 멀어질 수 있다. 맨드릴 바(74)와 맨드릴 캐리지 섹션(58)은 바람직하게는 압출 프레스 시스템(57)이 작동 중인 동안에는 조정될 수 없지만, 특정한 실시예에서 맨드릴 바(74) 및/또는 맨드릴 캐리지 섹션(58)은 작동 중에 조정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

전술한 바와 같이, 압출 프레스 시스템(57)은 입구 압반(65)과 후방 다이 압반(66), 프레스-램 압반(67, 68), 센터링 압반(69), 및 후방 다이 압반(66)에 대해 가압하는 회전 다이(70)를 구비하는 압반 구조 섹션(59)을 포함한다. 입구 압반(65) 근처에는, 제1 프레스-램 압반(67), 즉 A-램, 및 제2 프레스-램 압반(68), 즉 B-램을 포함하는 프레스-램 압반 조립체(76)가 있다. 제1 및 제2 프레스-램 압반(67, 68)은 빌릿을 센터링 압반(69)으로 공급하는데, 센터링 압반은 빌릿을 파지하고 후방 다이 압반(66)에 대해 가압하는 회전 다이(70)에 진입하기 전에 빌릿이 회전하지 못하게 한다.

프레스-램 압반(67, 68)은, 빌릿을 파지하고 실질적으로 일정한 압박력을 압출 다이 스택(70)의 방향으로 제공함으로써 작동한다. 임의의 주어진 시간에서, 프레스-램 압반(67, 68) 중 적어도 하나는 빌릿을 파지하고 맨드릴 바(74)를 따라 빌릿을 전진시켜 일정한 압박력을 제공한다. 프레스-램 압반(67, 68)은, 빌릿이 압출 서브시스템(78)의 회전 다이(70)와 센터링 인서트(69)에 진입하기 전에 빌릿 운반 서브시스템(77)의 최종 부품을 형성한다. 입구 압반(65) 전에 빌릿 공급 트랙 섹션과 유사하게, 프레스-램 압반(67, 68) 전의 섹션은 바람직하게는 프레스-램 압반(67, 68)에 의해 파지되는 빌릿과 다음의 빌릿 사이의 임의의 간격을 최소화시키도록 빌릿을 연속적으로 인덱싱한다.

전술한 바와 같이, 프레스-램(67, 68)은 빌릿을 회전 다이(70)로 계속적으로 압박한다. 프레스-램(67, 68)은 빌릿을 파지하고 빌릿을 회전 다이(70)를 향해 그리고 회전 다이 내로 전진시키는 것을 번갈아 한 다음에, 전진된 빌릿을 파지 해제하고 다음의 파지/전진 사이클을 위해 후퇴한다. 바람직하게는, 회전 다이(70)에 항상 균일한 압력이 존재하도록 하나의 프레스-램 정지부가 압박하는 시기와 다른 프레스-램이 압박을 시작하려는 시기 사이에 오버랩이 존재한다. 프레스-램(67, 68)은 각각의 프레스-램에 커플링된 프레스-램 실린더를 통해 전진하고 후퇴한다. 도시된 바와 같이, 프레스-램 당 2개의 프레스-램 실린더(79, 80)가 존재한다. 프레스-램 실린더의 제1 세트(80)는 입구 압반(65)의 좌측 및 우측에 배치된다(단, 우측 프레스-램 실린더는 좌측 프레스-램 실린더 뒤에서 시야로부터 숨겨져 있음). 프레스-램 실린더의 제1 세트(80)는 제1 프레스-램 압반(67)과 커플링되고, 제1 프레스-램(67)이 빌릿을 전진시키고 다음 빌릿을 파지하기 위해 후퇴될 때에 제1 프레스-램(67)을 이동시키도록 구성된다. 프레스-램 실린더의 제2 세트(79)는 입구 압반(65)의 상단 및 바닥에 대해 배치된다. 프레스-램 실린더의 제2 세트(79)는 제2 프레스-램 압반(68)과 커플링되고, 제2 프레스-램(68)이 빌릿을 전진시키고 다음의 빌릿을 파지하기 위해 후퇴될 때에 제2 프레스-램(68)을 이동시키도록 구성된다. 2개의 프레스-램 실린더가 제1 및 제2 프레스-램 압반(67, 68) 각각에 대해 도시되어 있지만, 임의의 적절한 갯수의 프레스-램 실린더가 제공될 수 있고, 특정한 실시예에서 프레스-램 실린더가 제1 및 제2 프레스-램(67, 68) 모두에 대해 커플링될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

센터링 압반(69)은 프레스-램(67, 68)에 의해 전진된 빌릿을 수용하고 회전 다이(70)로 빌릿이 진입하기 전에 압출 프로세스 중에 빌릿을 유지하는 기능을 한다. 센터링 압반(69)이 압출 프로세스를 위해 적소에 위치 설정될 때에, 센터링 압반(69)은 실질적으로 압출 다이(70)의 부품이 된다. 즉, 센터링 압반(69)의 센터링 인서트는 실질적으로 회전 다이(70)에 이웃한다. 그러나, 센터링 압반(69) 자체와 센터링 인서트를 포함하는 그 안의 구성요소는 회전 다이(70)와 함께 회전하지 않는다. 빌릿을 파지하고 이에 의해 빌릿이 회전 다이(70)로 진입하기 전에 빌릿이 회전하지 못하게 함으로써 회전 다이(70)가 회전하는 동안에, 센터링 압반(69)은 제2 프레스-램에 의해 더 이상 유지되지 않는 빌릿이 회전되지 못하게 한다.

다시, 도 1의 다이 조립체(1)를 참조하면, 조립체가 예컨대 도 2의 압출 시스템에서 압출 프로세스에 사용될 때에, 센터링 인서트(9)는 다이 본체(18)의 전방 에지로 전진되어, 센터링 인서트(9)의 전방면(55)은 다이 본체(18)의 전방면(16)과 접촉한다. 압출 중에 다이 본체(18)와 센터링 인서트(9)의 이러한 배향이 도 3에 도시되어 있다. 이 배향에서, 센터링 인서트(9)와 다이 본체(18) 각각의 면(55, 16)들 사이의 접촉은 압출 프로세스 중에 재료가 다이 본체(18)로부터 탈출하지 못하게 한다. 압출을 시작하기 위하여, 빌릿(17)이 화살표(A)의 방향으로 그리고 다이 조립체(1)를 통해 맨드릴 바(10) 위로 전진되고 빌릿(17)을 압출 튜브 제품으로 가압한다. 다이 조립체(1)에 진입하기 전에, 빌릿(17)은 센터링 인서트(9)의 개구(15) 내로 전진되고, 파지부(44)가 빌릿(17)의 외표면과 맞물린다. 빌릿(17)이 개구(15)를 통해 전진됨에 따라, 이들 파지부(44)는 다이 본체(18)의 내표면(14)을 회전시킴으로써 빌릿(17)이 접촉될 때에 빌릿(17)의 회전을 방지한다.

빌릿(17)과 센터링 인서트(9)가 압출 프로세스 중에 회전하지 않는 반면, 다이 본체(18)와, 이 다이 본체가 결합되는 베이스 플레이트(8)가 모터 구동식 스핀들(56)에 의해 회전된다. 빌릿(17)이 센터링 인서트(9)를 통해 전진됨에 따라, 빌릿은 다이 본체(18)의 입구(11)를 통과하고 다이 본체(18)의 내표면(14)과 접촉한다. 회전 다이(18)와 빌릿(17) 사이의 간섭 접촉으로 인해 빌릿(17)의 외표면에 비틀림 힘이 인가된다. 센터링 인서트(9)의 파지부(44)는 이 비틀림 힘에 저항하고 빌릿(17)이 다이 본체(18)에 진입하기 전에 빌릿이 회전하지 못하게 하여, 마찰을 일으키고 빌릿(17)을 가열할 에너지를 생성한다.

다이 본체(18)의 테이퍼진 내표면(14)의 프로파일은 다이 본체(18)의 압반들을 관통하는 중앙 보어의 형상 및 배향에 의해 정해진다. 다이 본체(18)는 강철 단부 홀더(3), 입구 플레이트(4), 제1 중간 플레이트(5), 제2 중간 플레이트(6), 및 출구 플레이트(7)를 비롯한 다이 플레이트들의 스택으로 구성된다. 다이 본체(18)를 구성하는 이 일련의 플레이트들은 함께 적층되고 도 1의 볼트(2) 등과 같은 파스너에 의해 서로 고정되며 베이스 플레이트(8)에 결합된다. 볼트(2)는 각 플레이트(3-8)를 관통하는 관통 홀(12) 각각의 내부에 배치된다. 이어서, 베이스 플레이트(8)는 플레이트(8)뿐만 아니라 다이 본체(18)의 플레이트(3-7)를 회전시키는 모터 구동식 스핀들(56)에 커플링된다. 특정한 실시예에서, 다이 본체(18)에 도시된 5개의 플레이트(3-7)보다 많거나 적은 플레이트를 포함하는 다이 본체가 채용될 수 있다.

다이 본체(18)의 플레이트들의 중앙 보어에 의해 생성되는 내표면(14)은 다이 본체(18)를 통과하는 내부 통로를 입구(11)로부터 출구 플레이트(7)의 통로 출구까지 좁아지게 하는 테이퍼형 프로파일을 보인다. 따라서, 다이 본체(18)를 통해 빌릿을 가압하도록 힘이 빌릿(17)에 인가될 때에, 빌릿(17)의 재료는, 재료의 외경이 감소하도록 압박되어 각 플레이트(3-7)를 통과함에 따라 압출된다. 플레이트(3-7)의 치수, 및 내표면(14)과 빌릿(17) 사이의 상호 작용은 도 4 내지 도 13과 관련하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.

도 4 내지 도 9는 다이 본체(18)의 플레이트(3-7) 각각 그리고 다이 본체(18)가 결합되는 베이스 플레이트(8)를 도시한다. 도 4는 다이 본체의 내부 통로에 대한 입구(11) 및 다이 본체의 전방면(16)을 형성하는 다이 본체(18)의 강철 단부 홀더(3)를 도시한다. 강철 단부 홀더(3)는 다이 본체(18) 내에 적층될 때에 개구 입구(11)의 직경을 획정하는 중앙 원형 보어(21)를 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 강철 단부 홀더(3)는 2개의 재료로 형성되는데, 플레이트의 외주부(19)가 하나의 재료로 형성되고 보어(21)의 주변부(20)가 상이한 재료로 형성된다. 강철 단부 홀더(3)를 구성하는 2개의 재료는 강철 단부 홀더(3)와, 센터링 인서트(9) 및 입구 플레이트(4) 양자 사이에 상보적인 계면을 형성하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 외주부(19)는 입구 플레이트(4)의 외주부를 형성하는 재료와 동일하거나 유사한 H13 강철 등의 강철로 형성될 수 있고, 보어 주변부(20)는 센터링 인서트(9)를 형성하기 위해 사용되는 재료와 동일하거나 유사한 인코넬 강철 등의 다양한 재료로 형성될 수 있다. 보어 주변부(20)와 센터링 인서트(9)의 재료를 일치시킴으로써, 센터링 인서트(9)의 전방면(55)과 접촉하는 보어 주변부(20)의 전방면(23)은 다이 조립체(1)가 사용 중일 때에 마모를 감소시키는 상보적인 계면을 제공한다. 다이 본체(18)가 회전하고 센터링 인서트(9)가 정지 상태로 남아 있기 때문에, 전방면(23)과 전방면(55) 사이에서 마찰이 발생될 수 있다. 전방면(16)에 대해 전방면(55)의 압력을 조정하는 것과 함께 보어 주변부(20)와 센터링 인서트(9)를 동일한 재료 또는 유사한 재료로 형성함으로써, 특히 다이 본체(18)의 회전이 시작되거나 중지될 때에 압출 프로세스의 개시 및 중단 중에 이 마찰의 마모 효과가 최소화될 수 있다.

다이 본체(18)의 제2 플레이트는 도 5에 도시된 입구 플레이트(4)이다. 강철 단부 홀더(3)에서와 같이, 입구 플레이트(4)는 2개의 상이한 재료로 형성된다. 하나의 재료는 플레이트의 외주부(25)를 형성하고 제2 재료는 플레이트의 중앙을 관통하는 중앙 보어(26) 둘레에 보어 주변부(24)를 형성한다. 외주부(25)는 강철 단부 홀더(3)의 외주부와 동일한 재료 또는 유사한 재료, 예컨대 H13 강철 재료로 제조될 수 있다. 보어(26)의 주변부(24)는, 빌릿(17)과 같은 빌릿이 보어(26)를 통해 가압되고 내표면(27)과 접촉할 때에 열화에 저항하는 내마모성 재료, 예컨대 세라믹 재료로 형성된다.

입구 플레이트(4)는 입구(11)로부터 다이 본체의 출구까지 다이 본체(18)의 내표면(14)의 테이퍼를 시작한다. 주변부(24)의 내표면(27)은, 중앙 보어(26)의 직경을 가로지르는 직경이 강철 단부 홀더(3)의 후방면과 이웃하는 플레이트(4)의 전방면에서 더 크고 제1 중간 플레이트(5)와 이웃하는 입구 플레이트(4)의 후방면에서 더 작도록 경사지게 되어 있다. 전방면에서 보어(26)의 직경과 동일한 직경을 갖는 빌릿(17)이 입구 플레이트(4)를 통해 가압될 때에, 내표면(27)의 테이퍼링은 회전하는 플레이트(4)와 빌릿(17) 사이에 마찰을 일으킨다. 이 마찰은, 빌릿(17)이 회전하는 다이 본체(18) 내로 전진될 때에 빌릿(17)을 가열하는 에너지를 발생시켜, 테이퍼형 내표면(14)을 통해 빌릿의 변형이 시작되도록 한다. 예열된 빌릿과 비회전 다이 사이의 접촉이 부산물로서 열 에너지를 생성하는 압출 프로세스와 달리, 빌릿을 변형에 적절한 온도로 가열하는 것이 요구될 때에 예열되지 않은 빌릿(17)의 마찰 가열은 압출을 위해 필수적이다.

도 6은 다이 본체(18)를 구성하는 플레이트들의 스택에서 입구 플레이트(4) 후방에 배치되는 제1 중간 플레이트(5)를 도시한다. 제1 중간 플레이트(5)는 제1 재료로 형성되는 외주부(29)와, 제2 재료로 형성되는 보어 주변부(28)를 포함한다. 외주부(29)는 스택에서 다른 플레이트들의 외주부와 동일한 재료 또는 유사한 재료, 예컨대 H13 강철로 형성될 수 있다. 플레이트를 관통하는 중앙 보어(30)의 주변부(28)는 입구 플레이트(4)의 보어 주변부(24)와 관련하여 설명된 내마모성 재료, 예컨대 세라믹 재료로 형성된다. 보어 주변부(28)의 내표면(31)은 스택에서 입구 플레이트(4)에 이웃하는 제1 중간 플레이트(5)의 전방면으로부터 플레이트 스택에서 제2 중간 플레이트(6)에 이웃하는 제1 중간 플레이트(5)의 후방면까지 테이퍼진다. 내표면(31)의 경사는 중앙 보어(30)를 전방면으로부터 후방면으로 테이퍼지게 하고 입구 플레이트(4)의 중앙 보어(26)와 관련하여 전술한 바와 같이 다이 본체(18)의 내부 통로 및 표면(14)을 더 테이퍼지게 한다.

내표면(31)이 입구 플레이트(4)의 내표면(27)의 테이퍼 각도에 대해 제1 중간 플레이트(5)의 중앙 보어(30)의 중앙 축선과 관련하여 테이퍼지는 정도는, 압출되는 재료 및 다이 플레이트들의 전체 총 갯수에 따라 좌우된다. 특별한 재료를 위한 특정한 실시예에서, 내표면(31)이 테이퍼지는 정도는 입구 플레이트(4)의 내표면(27)의 테이퍼 각도보다 작을 수 있다. 내표면의 각도에 있어서의 이러한 변화와 중앙 보어(26)에 비해 더 작은 중앙 보어(30)의 직경으로 인해, 빌릿(17)과의 마찰 계면이 확산되고 빌릿(17)을 변형시키는 데에 필요한 일(work)이 입구 플레이트(4)와 제1 중간 플레이트(5)에 걸쳐서 더 균등하게 확산되어, 재료 마모를 감소시키고 다이 플레이트들의 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 압출 제품의 동심성 및 균일성을 향상시킨다. 일과 마찰력의 이러한 확산과 재료들 간의 상호 관계 및 표면 테이퍼링의 정도가 도 10, 도 12 및 도 13에 도시된 단면과 관련하여 아래에서 더 자세하게 설명된다.

다이 스택에서 제1 중간 플레이트(5)의 다음에 있는 제2 중간 플레이트(6)가 도 7에 도시되어 있다. 플레이트(3-5)와 유사하게, 제2 중간 플레이트(6)는 제1 재료로 구성되는 외주부(32)와, 제2 재료로 구성되는, 중앙 보어(34) 둘레의 주변부(33)를 갖는다. 외주부(32)를 형성하는 제1 재료는 스택에서의 다른 플레이트들과 동일하거나 유사한 재료, 예컨대 H13 강철일 수 있고, 보어 주변부(33)를 형성하는 재료는 세라믹 등의 내마모성 재료일 수 있다. 중앙 보어(34) 둘레에서 주변부(33)의 내표면(35)은 제1 중간 플레이트(5)에 이웃하는 플레이트(6)의 전방면으로부터 출구 플레이트(7)에 이웃하는 플레이트(6)의 후방면까지 경사진다.

다이 본체(18)를 구성하는 플레이트 스택에서의 최종 플레이트는 도 8에 도시된 출구 플레이트(7)이다. 출구 플레이트(7)는 플레이트(3-6)와 유사하게 H13 강철 등의 제1 재료로 형성된 외주부(36)와, 제2 재료, 예컨대 내마모성 세라믹으로 형성된 중앙 보어(38) 둘레의 주변부(37)를 갖는다. 출구 플레이트(7)의 직경은 강철 단부 홀더(3)로부터 출구 플레이트(7)로 내표면(14)의 테이퍼링의 결과로서 도 4에 도시된 강철 단부 홀더(3)에서 개구(11)의 직경보다 실질적으로 작다. 출구 플레이트(7)의 중앙 보어(38)를 둘러싸는 내표면(39)은 중앙 보어(38)의 중앙 축선에 대해 경사져 있다. 중앙 보어(38)의 가장 좁은 섹션은 다이 본체(18)를 관통하는 통로의 가장 좁은 부분을 획정하고, 이에 따라 빌릿(17)이 다이 본체(18)를 통해 가압될 때에 생성되는 압출 튜브의 외경을 설정한다. 다이 조립체(1)를 이용하여 생성되는 압출 제품의 이러한 직경과 치수는 도 13과 관련하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.

도 9는 다이 본체(18)를 형성하는 적층된 플레이트들을 회전식 전원에 커플링하는 베이스 플레이트(8)를 도시한다. 예컨대, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다이 조립체(1)의 베이스 플레이트(8)는 다이 본체(18)를 스핀들(56)에 커플링시킨다. 스핀들(56)은 설정된 회전 속도로 스핀들(56)의 회전에 동력을 공급하는 모터에 의해 회전하도록 구동된다. 스핀들(56)은, 베이스 플레이트(8)의 주변부 둘레의 외측 관통홀(43)을 통과하고 스핀들(56)의 회전력을 베이스 플레이트(8)에 전달하는 볼트에 의해 베이스 플레이트(8)에 결합된다. 베이스 플레이트(8)는 또한, 다이 본체(18)의 관통홀(12)을 통해 그리고 베이스 플레이트(8)에서의 홀(42) 내로 관통하는, 도 1에 도시된 볼트(2)와 같은 볼트에 의해 다이 본체(18)의 플레이트에 회전식으로 커플링된다.

베이스 플레이트(8)는 내표면(41)을 갖는 중앙 보어(40)를 포함한다. 보어(40)와 내표면(41)은, 출구 플레이트(7)의 보어의 직경보다 넓은 직경을 가질 수 있는 베이스 플레이트(8)의 개구를 획정한다. 베이스 플레이트 보어(40)의 더 넓은 직경은 내표면(41)과 직접 접촉하는 일 없이 압출된 재료가 다이 본체(18)를 빠져나가게 하고 유체 소스 등의 냉각 구성요소가 베이스 플레이트(8)에 부분적으로 진입하게 하며 다이 본체(18)의 출구 근처에서 출구 플레이트(7)를 빠져나가는 압출된 재료에 냉각 유체를 인가할 수 있게 한다. 출구 플레이트(7)는 또한 도 13과 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이 냉각 유체의 인가를 더 용이하게 하는 플레이트의 후방면 근처의 릴리프 각도(relief angle)를 포함할 수 있다.

다이 조립체(1)는, 플레이트(3-7)를 적층하고 플레이트들에 의해 형성되는 다이 본체(18)를 다이 본체 플레이트의 관통홀(12) 내에 그리고 베이스 플레이트의 홀(42) 내에 배치되는 볼트에 의해 베이스 플레이트(8)에 결합시킴으로써, 압출 전에 조립된다. 다이 본체(18)를 형성하는 이들 플레이트들의 적층은 다이 조립체(1)를 통해 가압된 빌릿의 압출을 야기하는 다이 본체(18)의 내부 프로파일을 형성한다. 적층된 플레이트들의 이러한 내부 프로파일과 배향은 도 10의 다이 조립체(1)의 단면도에 도시되어 있다.

도 10의 단면은 압출을 위해 위치 설정된 다이 본체(18) 및 센터링 인서트(9)를 보여준다. 다이 플레이트(3-7)는 함께 커플링되고 플레이트들의 외주부(19, 25, 29, 32, 36)에 있는 일련의 관통홀(12) 내에 삽입되는 볼트(2)에 의해 베이스 플레이트(8)에 고정된다. 이 배향에서, 다이 본체(18)에 있는 내부 통로(54)의 개구(11)는 센터링 인서트(9)와 정렬되어 센터링 인서트(9)의 개구(15)를 통해 그리고 내부 통로(54)의 중앙 축선(45)을 따라 다이 본체(18) 내로 가압되는 빌릿을 수용한다.

다이 플레이트(3-7)의 보어 주변부(23, 24, 28, 33, 37) 각각은 이웃한 플레이트들의 보어 주변부에 이웃하여 다이 본체(18)를 통과하는 내부 통로를 나타내는 테이퍼형 내표면(14)을 형성한다. 내표면(14)은, 내부 통로(54)를, 개구(11)에 있는 통로의 가장 큰 직경으로부터 출구(81)에 있는 가장 작은 직경으로 좁아지게 하고, 통로(54)의 이러한 좁아짐은 작업 중에 회전하는 다이 본체(18)로 가압되는 빌릿을 좁게 변형시키고 압출을 유발한다. 압출은, 빌릿을 가열하도록 내표면(14)의 계면에 생성되는 마찰 에너지를 필요로 하고, 이 에너지는 다이 플레이트(3-7)의 보어 주변부에 마모를 일으킬 수 있다. 압출 중에 마찰 마모 효과를 감소시키고 내표면(14)을 가로질러 균일한 응력을 생성하기 위하여, 내표면(27, 31, 35, 39)은, 마찰 계면을 확산시키고 임의의 하나의 플레이트에 관한 에너지 및 마찰의 집중을 감소시키도록 설계된다. 내표면의 설계 및 내표면(14)의 프로파일은 상이한 용례에 대해, 특히 상이한 재료의 압출에 대해 상이할 수 있다. 압출을 위해 사용되는 빌릿의 재료 특성, 예컨대 압출 중에 빌릿의 가열에 영향을 미칠 수 있는 열전달 특성에 따라, 다이 본체에서의 다이 플레이트의 내부 프로파일은 다이 플레이트들에 걸쳐 일과 마모를 확산시키도록 변경될 수 있다. 게다가, 다이 회전 속도는, 다이의 효율을 증가시키고 빌릿의 재료 특성을 벗어나는 것을 방지하도록 변경될 수 있다. 예컨대, 약 200 rpm 내지 약 1000 rpm 사이의 다이 회전 속도가 사용될 수 있다. 특정한 실시예에서, 변형에 충분한 온도로 빌릿을 여전히 가열시키면서 높은 레벨의 비틀림 전단을 빌릿에 인가하는 것을 피하기 위하여 보다 느린 회전 속도, 예컨대 약 300 rpm이 바람직할 수 있다. 보다 높은 비틀림 전단에 의해 악영향을 받지 않거나, 변형 온도로의 가열을 위해 보다 많은 에너지, 이에 따라 보다 큰 마찰을 필요로 하는 재료를 위해 더 높은 속도, 예컨대 약 800 rpm이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 100 rpm을 초과하는 다이 회전 속도가 압출을 위해 바람직할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 내표면(27, 31, 35, 39)은 중앙 축선(45)에 관하여 균일한 각도로 테이퍼지지 않는다. 도시된 다이에서 각 표면은 개구(11) 근처의 입구 플레이트(4)로부터 출구(81)에 있는 출구 플레이트(7)를 향해 감소하는 각도로 테이퍼진다. 이러한 각도 감소 설계는 다이 조립체(1)의 특정한 압출 재료 또는 용례에 바람직할 수 있다. 그러나, 특정한 실시예에서, 중앙 축선(45)에 관한 내표면(27)의 테이퍼 각도는 이웃한 표면(31)의 테이퍼 각도와 동일하거나 그보다 작을 수 있다. 도 10에 도시된 실시예에서, 입구 플레이트(4)의 내표면(27)이 테이퍼지는 각도(46)는 출구 플레이트(7)의 내표면(39)이 테이퍼지는 각도(47)보다 크다. 플레이트들 사이의 테이퍼 각도의 차이는, 개구(11)로부터 출구(81)까지 중앙 보어의 직경들의 차이의 결과로서 플레이트들에 걸쳐서 마찰 에너지와 응력을 확산시킨다.

각 플레이트는 입구 직경, 예컨대 플레이트(4)의 직경(d5)과, 출구 직경, 예컨대 플레이트(4)의 직경(d7)을 갖는다. 빌릿이 플레이트 내로 가압될 때에, 임계량의 에너지가 발생되어야만 빌릿을 가열하고 직경(d5)으로부터 직경(d7)으로 변형시킬 수 있다. 이 에너지의 양은, 빌릿이 플레이트(4)를 통과함에 따라 직경의 비율 감소, 특히 결과적인 빌릿의 단면적의 비율 감소에 의해 영향을 받는다. 플레이트(3-7)의 중앙 보어가 단일의 균일 각도에서 각각 테이퍼지면, 각 플레이트의 입구로부터 출구까지의 직경 변화는 동일하게 되고, 이에 따라 빌렛 단면적의 비율 감소가 각각의 연속적인 플레이트에 대해 증가하게 된다. 예컨대, 플레이트(4)의 직경(d5)과 직경(d7) 간의 절대값 차이가 플레이트(7)의 직경(d6)과 직경(d8) 간의 절대값 차이와 동일하면, 중앙 보어의 직경의 비율 감소는 플레이트(4)보다 플레이트(7)에서 더 크게 되고, 더 큰 양의 응력 및 에너지로 인해 플레이트(7)는 플레이트(4)보다 더 빠르게 마모될 수 있다.

플레이트에 걸쳐 빌릿의 비율 면적 감소에 추가하여, 빌릿 재료의 기계적 특성 및 열적 특성이 다이 스택에서의 플레이트의 갯수 및 설계에 영향을 줄 수 있다. 예컨대, 높은 열 전도도를 갖는 빌릿 재료는 낮은 열 전도도를 갖는 재료보다 더 빠르게 변형 가능한 온도까지 가열될 수 있고, 이에 따라 높은 전도도 재료에 대해 더 적은 플레이트를 갖는 짧은 다이가 사용될 수 있다. 게다가, 다이의 내표면의 테이퍼링 각도는 빌릿의 더 빠른 가열의 결과로서 높은 전도도 재료에 대해 더 클 수 있다. 다른 실시예에서, 동일한 갯수의 플레이트를 갖는 동일한 크기의 다이가 사용될 수 있고, 다이의 테이퍼링 각도는, 다이 표면과 다이 내의 맨드릴 팁의 표면에 걸쳐서 가능한 한 균등하게 일과 마모를 확산시키면서, 다양한 열적 특성에 적응하도록 그리고 빌릿을 변형 가능한 온도로 가열시키도록 상이할 수 있다.

다이 본체(18)를 통해 가압된 빌릿은 직경(d8)과 유사한 외경[이 직경은 출구 플레이트(7)의 가장 좁은 부분에 있음]을 갖는 다이 본체(18)의 출구(81)를 통해 압출 튜브 제품을 생산한다. 압출된 제품의 내경은 맨드릴 바(10)를 다이 본체(18) 내로 전진시킴으로써 선택되는데, 맨드릴 팁은 맨드릴 바(10)의 단부에서 튜브 제품의 내경을 생성하도록 선택되는 단부 치수를 갖는다. 도 11은 압출된 배관을 위해 원하는 내경을 생성하도록 맨드릴 바(10)의 단부에 커플링될 수 있는 맨드릴 팁(48)을 도시하고 있다. 맨드릴 팁(48)은 맨드릴 바(10)의 단부에 커플링되도록 구성되는 개방 단부(82)를 갖는다. 압출 중에 발생되는 마찰 에너지와 열은 맨드릴 팁(48)을 가열할 수 있고, 개방 단부(82)는 맨드릴 바(10)를 통해 실행되어 맨드릴 팁(48)을 냉각시키는 냉각 시스템으로부터 물 또는 가스 등의 냉각 유체를 받아들일 수 있다.

맨드릴 팁(48)의 개방 단부(82)에 대향하여 폐쇄 단부(51)가 존재한다. 폐쇄 단부(51)의 직경은 팁(48) 위에서 압출되는 튜브의 내경을 설정하는 치수이고, 팁(48)은 상이한 내경 치수를 갖는 압출을 달성하도록 상이한 직경을 갖는 일련의 팁으로부터 선택될 수 있다. 개방 단부(82)와 폐쇄 단부(51) 사이에는 팁 외표면(84)의 3개의 부분(49, 83, 50)이 있다. 압출 중에, 빌릿이 맨드릴 바(10) 및 팁(48) 위에서 화살표(C)의 방향으로 가압되어, 빌릿은 팁 부분(49, 83)과, 단부 부분(50)을 비롯한 변형 구역을 통과한다. 팁(48)이 압출을 위해 위치 설정된 경우, 팁은, 다이 직경이 가장 좁은 다이의 후방 출구를 지나서 폐쇄 단부(51)가 연장될 때까지 다이 내로 전진된다. 이어서, 팁 부분(49)의 외경과 실질적으로 동일한 중공 코어 직경을 갖는 빌릿이 맨드릴 바(10)와 팁(48) 위에서 통과된다. 팁 부분(49)에서, 다이를 둘러싸는 직경이 좁아지고, 빌릿의 외경이 압축됨에 따라 다이와 빌릿 간의 마찰에 의해 빌릿을 가열하는 에너지가 발생된다. 가열된 빌릿은 이제 팁 부분(83) 위를 통과하고, 재료가 압출됨에 따라 빌릿의 중공 코어의 내경이 단부 부분(50)의 외경으로 감소된다. 맨드릴 팁(48) 위에서의 이 압출은 도 12 및 도 13과 관련하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.

도 12는 센터링 인서트(9)를 통해 그리고 다이 본체(18)의 중앙 통로(54) 내로 맨드릴(10)과 맨드릴 팁(48)이 전진되어 있을 때의 다이 조립체(1)를 도시한다. 맨드릴(10)은 맨드릴 팁(48)이 출구 플레이트(7)의 출구(81)를 통과하여 연장되도록 위치 설정된다. 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이, 압출 프레스 시스템의 파지 요소는, 맨드릴 바(10)를 도 12에 도시된 배향으로 유지하기 위해, 그리고 다이 본체(18)가 회전되며 빌릿이 맨드릴 바(10) 위를 통과하는 동안에 회전을 저지하기 위해 사용될 수 있다.

도 13은 빌릿(17)이 다이 본체(18)를 통해 통과되고 압출되어 배관(53)을 형성할 때에 도 12의 다이 조립체와 맨드릴 팁 형태를 보여준다. 압출 중에, 다이 본체(18)는 맨드릴 바(10)와 센터링 인서트(9)가 고정 상태로 유지되면서 회전된다. 빌릿(17)은 화살표(A)의 방향으로 다이 본체(18) 내로 가압되고 제1 접촉점(85)에서 다이 본체(18)의 내표면(14)과 접촉한다. 내표면(14)과 빌릿(17) 간의 간섭 접촉은 접촉점(85)에서 시작하고, 빌릿(17)을 소성 변형 가능한 온도로 가열하는 에너지를 발생시킨다.

빌릿(17)이 맨드릴 팁(48)의 제1 부분(49)에서 전진될 때에, 내표면(14)의 테이퍼는 맨드릴 팁(48)을 향해 내측으로 빌릿(17)을 가압하는 압축력을 빌릿(17)의 외표면에 대해 인가한다. 빌릿(17)은 소성 변형 상태에 있기 때문에, 다이 본체(18)가 빌릿(17)의 외경을 원래의 직경(d2)으로부터 감소시킴에 따라 빌릿의 재료는 맨드릴 팁(48)의 부분(83)의 방향으로 압출된다. 빌릿(17)이 팁 부분(83)에 도달할 때에, 빌릿이 맨드릴 팁(48) 위로 더 전진함에 따라 단부 부분(50)을 향한 팁 부분(83)의 테이퍼는 빌릿(17)의 내경이 압출되도록 그리고 원래의 직경(d1)으로부터 감소되도록 한다. 팁 부분(83)에서 맨드릴 팁(48)의 테이퍼 표면은 팁 부분(83)을 둘러싸는 영역에서 내표면(14)의 각도에 실질적으로 대응하여 해당 부분에서 실질적으로 균일한 압출이 가능하게 할 수 있다. 예컨대, 빌릿(17)의 외경 및 내경은 제1 팁 부분(49) 근처의 팁 부분(83)의 단부로부터 단부 부분(50) 근처의 팁 부분(83)의 단부까지 실질적으로 동일한 양만큼 또는 실질적으로 동일한 비율만큼 감소될 수 있다.

압출 빌릿(17)이 단부 부분(50)에 도달할 때에, 빌릿의 내경은 원래의 직경(d1)으로부터 단부 배관 제품의 최종 직경(d3)으로 감소된다. 빌릿(17)이 단부 부분(50) 위를 통과함에 따라, 압출된 배관 제품(53)이 출구 플레이트(7)를 빠져나갈 때에 빌릿(17)의 외경은 최종 외경(d4)으로 계속 감소하게 된다. 출구 지점에서, 압출된 제품(53)의 형성이 완성된다. 다이 본체(18) 내에서의 마찰 및 가열로 인해, 제품(53)은 다이 본체(18)로부터 나올 때 온도가 높아져, 추가 변형을 방지하거나 압출 프레스의 작동 안전을 증가시키거나, 압출된 재료의 탈출을 배제하거나, 원하는 재료 특성을 유지하기 위하여 냉각 요소가 적용될 수 있다. 출구 플레이트(7)의 출구 직경보다 큰 직경을 갖는 베이스 플레이트(8)의 보어(40)가 도 13에 도시되어 있다. 이 형태는, 냉각 요소 및 냉각 유체가 베이스 플레이트(8) 내에 도달하게 하고, 압출된 제품(53)이 출구 플레이트(7)의 최종 베어링을 빠져나오자마자 조기 냉각을 위해 압출된 제품과 접촉하게 하는 데에 바람직할 수 있다. 출구 플레이트(7)는 다이 본체(18)의 출구(81)에 가능한 한 가까운 지점에서 유체 재료의 도입을 더욱 용이하게 하도록 경사진 릴리프 표면(86)을 포함한다. 제품(53)이 베이스 플레이트(8)를 빠져나와 냉각 시스템을 통과한 후에, 압출 프로세스가 완료되고 후처리를 위해 제품(53)이 포집될 수 있다.

전술한 설명은 단순히 예시적이고 본 명세서에 제공된 상세로 제한되지 않다는 것을 이해할 것이다. 여러 가지 실시예가 본 개시에서 제공되었지만, 개시된 시스템, 디바이스 및 방법과 그 구성요소는 본 개시의 범위로부터 벗어남이 없이 많은 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있다는 것을 알아야 한다.

본 개시를 검토한 후에 당업자에게는 다양한 변형이 가능할 것이다. 개시된 특징은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 특징과 다수의 종속 조합 및 서브 조합을 비롯하여 임의의 조합 및 서브 조합으로 실시될 수 있다. 임의의 구성요소를 비롯하여 위에서 설명되거나 예시된 다양한 특징은 다른 시스템에 결합되거나 일체화될 수 있다. 더욱이, 특정한 특징이 생략되거나 실시되지 않을 수 있다. 변화, 대체 및 변경의 예가 당업자에 의해 확인될 수 있고 본 명세서에 개시된 정보의 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 인용된 모든 참증은 그 전체가 참조로서 통합되고 본 출원의 일부를 구성한다.

1 : 다이 조립체
9 : 센터링 인서트
10 : 맨드릴 바
13 : 냉각 시스템
15 : 개구
17 : 빌릿
18 : 다이 본체
56 : 모터 구동식 스핀들

Claims

재료를 압출하기 위한 다이 조립체로서,
함께 커플링되어 다이 본체를 형성하는 복수 개의 다이 플레이트;
상기 다이 본체에 커플링되는 베이스
를 포함하고, 상기 다이 본체는,
입구와 출구를 획정하는 통로로서, 출구의 직경은 입구의 직경보다 작은 것인 통로;
상기 입구와 상기 출구 사이의 테이퍼형 내표면
을 포함하며,
상기 다이 플레이트는 각각 중앙 보어 둘레에 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하고, 제1 다이 플레이트에 있는 중앙 보어의 내표면은 제1 다이 플레이트의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 제2 다이 플레이트에 있는 중앙 보어의 내표면보다 통로의 축선에 대해 더 작은 각도로 테이퍼지며,
상기 베이스의 회전은 다이 본체의 회전을 유발하는 것인 다이 조립체.
제1항에 있어서,
상기 제2 다이 플레이트는 제1 다이 플레이트보다 다이 본체의 입구에 더 가깝게 위치 설정되는 것인 다이 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제3 다이 플레이트
를 더 포함하며, 상기 제3 다이 플레이트는, 제3 다이 플레이트의 전방면에 이웃하게 위치 설정되는 다이 플레이트에 있는 중앙 보어의 내표면보다 상기 축선에 대해 더 큰 각도로 테이퍼지는 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하는 것인 다이 조립체.
제3항에 있어서,
상기 제3 다이 플레이트의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 다이 플레이트는 제1 다이 플레이트인 것인 다이 조립체.
제3항에 있어서,
상기 제3 다이 플레이트는 제1 다이 플레이트보다 다이 본체의 출구에 더 가깝게 위치 설정되는 것인 다이 조립체.
제1항에 있어서,
상기 다이 본체의 일부를 형성하는 제3 플레이트
를 더 포함하고, 상기 제1 다이 플레이트는 상기 축선에 대해 소정 각도로 테이퍼지지 않는 중앙 보어 둘레의 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하는 것인 다이 조립체.
제6항에 있어서,
상기 제3 플레이트의 중앙 보어는 다이 본체의 입구를 획정하는 것인 다이 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 베이스는 중앙 보어를 포함하는 것인 다이 조립체.
제8항에 있어서,
상기 베이스의 중앙 보어는 다이 본체의 출구의 직경보다 큰 직경을 갖는 것인 다이 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다이 본체는 압출 재료의 빌릿(billet)을 받아들이도록 구성되고, 상기 빌릿은 다이 본체에 진입하기 전에 예열되지 않는 것인 다이 조립체.
제10항에 있어서,
상기 다이 본체의 회전은 테이퍼형 내표면과, 입구를 통해 그리고 다이 본체의 내부 통로 내로 전진되는 빌릿 사이에 마찰을 일으키는 것인 다이 조립체.
제11항에 있어서,
상기 마찰은 빌릿 재료의 변형을 유발하기에 충분한 온도로 빌릿을 가열시키는 것인 다이 조립체.
제12항에 있어서,
가열된 상기 빌릿은 빌릿 재료의 기계적 특성 한계값을 초과하지 않는 변형력 하에서 변형 가능한 것인 다이 조립체.
제13항에 있어서,
상기 빌릿과 빌릿이 전진되는 맨드릴 사이의 마찰에 의해, 빌릿과 맨드릴이 가열되는 것인 다이 조립체.
제14항에 있어서,
상기 맨드릴의 내부에 대해 냉각 시스템이 냉각 유체를 제공하는 것인 다이 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다이 플레이트들 중 적어도 하나는 2개의 상이한 재료로 형성되고, 제1 재료는 다이 플레이트의 보어의 주변부를 형성하며 제2 재료는 다이 플레이트의 외부를 형성하는 것인 다이 조립체.
제16항에 있어서,
상기 제1 재료와 상기 제2 재료 중 적어도 하나는 세라믹 재료 또는 강철인 것인 다이 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 입구 근처의 다이 본체의 전방면은 입구의 직경과 동일한 직경을 갖는 센터링 인서트(centering insert)와 합치하도록 구성되는 것인 다이 조립체.
제18항에 있어서,
상기 센터링 인서트와 상기 입구의 주변부는 동일한 재료로 형성되는 것인 다이 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다이 본체는, 맨드릴 팁(mandrel tip)이 다이 본체의 내부 통로 내에 위치 설정될 수 있도록 입구를 통해 맨드릴 팁을 받아들이도록 구성되는 것인 다이 조립체.
제20항에 있어서,
상기 다이 본체의 내표면은 맨드릴 팁의 외표면의 각도에 대응하는 각도를 갖는 상보적인 부분을 포함하는 것인 다이 조립체.
제20항에 있어서,
상기 다이 본체는, 압출된 제품을 형성하기 위해 다이 본체의 내부 통로를 통해 가압되는 빌릿을 받아들이도록 구성되고, 상기 압출된 제품은 다이 본체의 출구의 직경에 대응하는 외경과 맨드릴 팁의 직경에 대응하는 내경을 갖는 것인 다이 조립체.
다이 조립체로서,
복수 개의 플레이트 수단을 포함하는 재료 압출 수단;
상기 재료 압출 수단을 회전 수단에 커플링하기 위한 커플링 수단
을 포함하고, 상기 재료 압출 수단은,
재료 압출 수단의 입구와 출구를 획정하는 통로 수단으로서, 상기 출구의 직경은 상기 입구의 직경보다 작은 것인 통로 수단;
상기 입구와 상기 출구 사이의 테이퍼형 표면 수단
을 포함하며,
상기 플레이트 수단은 각각 중앙 보어 둘레에 테이퍼형 표면을 갖는 중앙 보어를 포함하고, 제1 플레이트 수단에 있는 중앙 보어의 내표면은 제1 플레이트 수단의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 제2 플레이트 수단에 있는 중앙 보어의 내표면보다, 통로 수단의 축선에 대해 더 작은 각도로 테이퍼지며,
상기 커플링 수단의 회전은 재료 압출 수단의 회전을 유발하는 것인 다이 조립체.
제23항에 있어서,
상기 제2 플레이트 수단은 제1 플레이트 수단보다 재료 압출 수단의 입구에 더 가깝게 위치 설정되는 것인 다이 조립체.
제23항 또는 제24항에 있어서,
제3 플레이트 수단
을 더 포함하며, 상기 제3 플레이트 수단은, 제3 플레이트 수단의 전방면에 이웃하게 위치 설정되는 플레이트 수단에 있는 중앙 보어의 내표면보다 상기 축선에 대해 더 큰 각도로 테이퍼지는 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하는 것인 다이 조립체.
제25항에 있어서,
상기 제3 플레이트 수단의 전방면에 이웃하게 위치 설정된 플레이트 수단은 제1 플레이트 수단인 것인 다이 조립체.
제25항에 있어서,
상기 제3 플레이트 수단은 제1 플레이트 수단보다 재료 압출 수단의 출구에 더 가깝게 위치 설정되는 것인 다이 조립체.
제23항에 있어서,
재료 압출 수단의 일부를 형성하는 제3 플레이트 수단
을 더 포함하고, 상기 제3 플레이트 수단은 상기 축선에 대해 소정 각도로 테이퍼지지 않는 중앙 보어 둘레의 내표면을 갖는 중앙 보어를 포함하는 것인 다이 조립체.
제28항에 있어서,
상기 제3 플레이트 수단의 중앙 보어는 재료 압출 수단의 입구를 획정하는 것인 다이 조립체.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 커플링 수단은 중앙 보어를 포함하는 것인 다이 조립체.
제30항에 있어서,
상기 커플링 수단의 중앙 보어는 재료 압출 수단의 출구의 직경보다 큰 직경을 갖는 것인 다이 조립체.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 재료 압출 수단은 압출 재료의 빌릿을 받아들이도록 구성되고, 상기 빌릿은 재료 압출 수단에 진입하기 전에 예열되지 않는 것인 다이 조립체.
제32항에 있어서,
상기 재료 압출 수단의 회전은 테이퍼형 표면 수단과, 입구를 통해 그리고 재료 압출 수단의 통로 수단 내로 전진되는 빌릿 사이에 마찰을 일으키는 것인 다이 조립체.
제33항에 있어서,
상기 마찰은 빌릿 재료의 변형을 유발하기에 충분한 온도로 빌릿을 가열시키는 것인 다이 조립체.
제34항에 있어서,
가열된 상기 빌릿은 빌릿 재료의 기계적 특성 한계값을 초과하지 않는 변형력 하에서 변형 가능한 것인 다이 조립체.
제35항에 있어서,
상기 빌릿과 빌릿이 전진되는 봉 수단(rod means) 사이의 마찰에 의해, 빌릿과 봉 수단이 가열되는 것인 다이 조립체.
제36항에 있어서,
상기 봉 수단의 내부에 대해 냉각 수단이 냉각 유체를 제공하는 것인 다이 조립체.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 플레이트 수단 중 적어도 하나는 2개의 상이한 재료로 형성되고, 제1 재료는 플레이트 수단의 보어의 주변부를 형성하며 제2 재료는 플레이트 수단의 외부를 형성하는 것인 다이 조립체.
제38항에 있어서,
상기 제1 재료와 상기 제2 재료 중 적어도 하나는 세라믹 재료 또는 강철인 것인 다이 조립체.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 입구 근처의 재료 압출 수단의 전방면은 빌릿을 센터링하는 센터링 수단과 합치하도록 구성되고, 상기 센터링 수단은 상기 입구의 직경과 동일한 직경을 갖는 것인 다이 조립체.
제40항에 있어서,
상기 센터링 수단과 상기 입구의 주변부는 동일한 재료로 형성되는 것인 다이 조립체.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 재료 압출 수단은, 봉 팁 수단이 재료 압출 수단의 내부 통로 내에 위치 설정될 수 있도록 입구를 통해 봉 팁 수단을 받아들이도록 구성되는 것인 다이 조립체.
제42항에 있어서,
상기 재료 압출 수단의 테이퍼형 표면 수단은 봉 팁 수단의 외표면의 각도에 대응하는 각도를 갖는 상보적인 부분을 포함하는 것인 다이 조립체.
제42항에 있어서,
상기 재료 압출 수단은 압출된 제품을 형성하기 위해 재료 압출 수단의 통로 수단을 통해 가압되는 빌릿을 받아들이도록 구성되고, 상기 압출된 제품은 재료 압출 수단의 출구의 직경에 대응하는 외경과 봉 팁 수단의 직경에 대응하는 내경을 갖는 것인 다이 조립체.