KR102557330B1 - 순수 워터젯을 이용하여 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭하는 방법 - Google Patents

순수 워터젯을 이용하여 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭하는 방법 Download PDF

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Abstract

박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열 없이 최종 성분 프로파일을 제공하기 위한 다른 절삭 파라미터와 함께, 60,000psi 이상의 작동 압력으로 절삭 헤드에서 배출되는 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯을 사용하는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법이 제공된다.

Description

순수 워터젯을 이용하여 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭하는 방법
본 발명은 고압 워터젯 절삭 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 순수 워터젯을 이용하여 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭하는 방법에 관한 것이다.
워터젯 또는 연마 워터젯(abrasive waterjet) 절삭 시스템은 석재, 유리, 세라믹 및 금속을 포함하는 다양한 재료를 절삭하는데 사용된다. 전형적인 워터젯 절삭 시스템에서, 고압의 물은 절삭 젯(cutting jet)을 워크피스 상으로 지향시키는 노즐을 갖는 절삭 헤드를 통해 흘러 나온다. 상기 시스템은 연마 매질(abrasive media)을 고압 워터젯에 끌어들이거나 공급하여 고압 연마 워터젯을 형성할 수 있다. 상기 워크피스를 원하는 대로 절삭하기 위해 상기 절삭 헤드가 상기 워크피스를 가로질러 제어 가능하게 이동되거나, 또는 상기 워크피스가 상기 워터젯 또는 연마 워터젯 아래에서 제어 가능하게 이동될 수 있다. 예를 들면, 본 출원의 양수인인, 플로우 인터내셔널 코퍼레이션(Flow International Corporation)에 의해 제조된 마하 4™(Mach 4™) 5축 워터젯 절삭 시스템과 같은, 고압 워터젯을 생성하기 위한 시스템이 현재 이용 가능하다. 워터젯 절삭 시스템의 다른 예가 플로우 인터내셔널 코퍼레이션의 미국 특허 제5,643,058호에 개시되어 있다.
연마 워터젯 절삭 시스템은 예를 들어, 엄격한 기준을 만족시키기 위해 고장력 금속(high-strength steel) 및 섬유 강화 폴리머 복합재료와 같이 특히 단단한 재료로 제조된 워크피스를 절삭할 때 유리하게 사용된다; 그러나, 연마재의 사용은 복잡성을 야기하고, 연마 워터젯 절삭 시스템은 소모된 연마재를 포함하고 관리하는 필요성을 포함하는 다른 단점을 겪을 수 있다.
섬유 강화 폴리머 복합재료를 절삭하는 다른 공지된 옵션은 카바이드 및 다이아몬드 코팅된 카바이드 절삭 도구(예로서, 드릴 비트, 라우터)로 이러한 재료를 기계 가공(예로서, 드릴링, 라우팅)하는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 절삭 도구의 가공력은 박리, 마모, 쪼개짐, 섬유 폴아웃(pallout), 섬유 파열 및/또는 매트릭스 스미어링과 같은 워크피스 실패를 촉진할 수 있다. 이러한 유형의 절삭 도구는 조기 마모에 취약할 수 있으며, 허용 가능한 마감을 보장하기 위해 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭할 때 빈번히 교체되어야 하므로, 운영 비용을 증가시킨다. 또한, 카바이드 절삭 도구로 섬유 강화 폴리머 복합 부품을 가공하는 것은, 환경 오염을 초래하며 가공 성능에 부정적인 영향을 주는 먼지를 발생시킨다.
본원에 기재된 구현예는 고체 입자가 없는 액상의 고압 순수 워터젯으로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭하는 방법을 제공하는 것으로, 특히 자동차 산업의 품질기준과 같이 일반적으로 인정되는 업계 품질기준을 충족시키는 최종 성분 프로파일을 포함하도록 얇은 쉘 구조를 갖는 섬유 강화 폴리머 복합 부품을 트리밍하는데 적합하다.
구현예는 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열 없이 최종 성분 프로파일을 제공하기 위한 다른 절삭 파라미터와 함께, 60,000psi 이상의 작동 압력으로 절삭 헤드에서 배출되는 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯을 사용하는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법을 포함한다. 유리하게는, 석류석(garnet)과 같은 연마 매질의 사용을 피할 수 있으며, 이는 절삭 공정을 단순화하고 보다 깨끗한 작업 환경을 제공할 수 있다. 또한, 순수 워터젯이 워크피스의 아래에 있는 지지 구조물에 대해 덜 파괴적이기 때문에 트리밍 또는 순수 워터젯으로 절삭할 때 고정 장치가 단순화 될 수 있다.
하나의 구현예에서, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 트리밍하는 방법은 다음을 포함하는 것으로 요약될 수 있다: 워크피스의 섬유 강화 폴리머 복합재료를 그 최종 성분 프로파일을 초과하여 연장되는 미완성 상태로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 제공하는 단계; 60,000psi 이상의 작동 압력으로 절삭 헤드를 통해 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯을 생성하는 단계; 상기 순수 워터젯을 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하도록 지향시키는 단계; 및 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합재료를 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열 없이 최종 성분 프로파일로 트리밍하도록 60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한채 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계.
상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 서로에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 두께 및 작동 압력의 크기에 적어도 부분적으로 기초하는 절삭 속도로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 절삭 속도는 섬유의 유형, 매트릭스 재료의 유형, 및/또는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 제조 방식에 적어도 부분적으로 더 기초할 수 있다. 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유 또는 폴리아미드 섬유를 포함할 수 있으며, 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 매트릭스 재료로 함침된 섬유, 테이프 또는 직물의 층으로 구성될 수 있다. 상기 절삭 속도는 순수 워터젯을 생성하는데 사용된 오리피스 부재의 오리피스 사이즈에 적어도 부분적으로 더 기초할 수 있다.
상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법은, 최종 성분 프로파일 내 영역의 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 임의의 작동 압력(60,000psi 이하를 포함)으로 관통시키고, 국부적인 박리 영역으로 둘러싸인 애퍼처(aperture)를 생성하는 단계; 및 순수 워터젯이 섬유 강화 폴리머 복합재료 내의 내부 형상을 절삭하고 국부적인 박리 영역을 제거하도록, 60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한채 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 다른 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법은, 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 서로에 대해 상기 미리 결정된 경로의 적어도 일부를 따라 이동시키면서, 동시에, 상기 순수 워터젯과 이격되어, 유체 또는 입자상 물질이 실질적으로 존재하지 않는 절삭 위치에서의 절삭 환경을 유지하기 위해, 상기 순수 워터젯의 상기 절삭 위치에 또는 인접하여 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 노출된 표면 상으로 가스 스트림을 지향시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법은, 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하며 관통하도록 상기 순수 워터젯을 지향시키면서, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스로부터 절삭 헤드의 말단부를 임계 거리를 초과하는 거리로 떨어뜨려 유지하는 단계; 및 이후, 섬유 강화 폴리머 복합재료를 최종 성분 프로파일로 트리밍하면서 절삭 헤드의 말단을 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스에 상대적으로 더 가깝게 이동시키고 유지하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법은, 상기 트리밍 방법의 적어도 일부 동안 상기 순수 워터젯의 집속성(coherence)을 변경하기 위해 상기 순수 워터젯의 경로로 가스 스트림을 도입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는, 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스가 고정되어 유지된 상태에서 다축 매니퓰레이터로 절삭 헤드를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는, 상기 절삭 헤드가 고정되어 유지된 상태에서 다축 매니퓰레이터로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법은 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열 없이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 상기 최종 성분 프로파일을 따라 절삭하기에 충분한 임계 선형 출력 밀도 이상으로 상기 순수 워터젯의 선형 출력 밀도를 유지시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법은 재료 두께, 재료 유형, 작동 압력 및 오리피스 사이즈를 포함하는 복수의 작동 파라미터에 기초하여 절삭 속도를 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 복수의 작동 파라미터는 공차 수준을 추가로 포함할 수 있다.
임계 허용 가능한 결함 수준 이하의 작은 국부적인 박리 영역으로 구성된 후면의 선형 결함을 유지하도록 복수의 작동 파라미터에 기초하여 절삭 속도를 조절하는 단계를 포함하는, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법이 또한 제공될 수 있다.
도 1은 하나의 구현예에 따른 고압 워터젯 절삭 시스템의 예시적인 도면으로, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 트리밍하기 위해 그 작업 단부에서 절삭 헤드 어셈블리를 지지하는 다축 매니퓰레이터(예로서, 갠트리 동작 시스템)를 포함한다.
도 2는 다른 구현예에 따른 고압 워터젯 절삭 시스템의 예시적인 도면으로, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 트리밍하기 위해 그 작업 단부에서 절삭 헤드 어셈블리를 지지하는 다축 매니퓰레이터(예로서, 다축 로봇 아암(arm))를 포함한다.
도 3은 또 다른 구현예에 따른 고압 워터젯 절삭 시스템의 예시적인 도면으로, 트리밍 목적으로 절삭 헤드 어셈블리 아래에 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 조작하기 위한 매니퓰레이터(예로서, 다축 로봇 아암)를 포함한다.
도 4는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 예시적인 도면으로, 본원에 기재된 방법 및 시스템에 의해 트리밍된 것일 수 있다.
도 5는 일 구현예에 따른 절삭 헤드 어셈블리 부분의 등각투상도로서, 도 4의 예시된 워크피스와 워크피스와 같은 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭하기 위해 도 1 내지 도 3에 도시된 고압 워터젯 절삭 시스템의 예와 함께 사용될 수 있다.
도 6은 도 5의 절삭 헤드 어셈블리 부분의 측 단면도이다.
도 7은 도 5의 절삭 헤드 어셈블리 부분의 등각투상도로서, 절삭 헤드 어셈블리를 다른 방향에서 도시한다.
도 8은 한 방향에서 도 5에 도시된 절삭 헤드 어셈블리의 노즐 부품의 등각투상도로서, 그의 여러 내부 통로를 도시한다.
도 9는 동일한 방향에서 도 8의 노즐 부품의 등각투상도로서, 그의 다른 내부 통로를 도시한다.
도 10은 다른 방향에서 도 8의 노즐 부품의 등각투상도로서, 그의 다른 내부 통로를 도시한다.
도 11A 내지 11C는 본원에 기재된 트리밍 방법에 따라 순수 워터젯으로 절삭된 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 단면의 현미경 사진이다.
도 12는 허용 절삭 속도(Acceptable Cutting Speed)에 대한 압력 및 오리피스 사이즈의 영향을 나타낸 그래프이다.
도 13은 작동 압력 및 오리피스 사이즈에 대한 최대 절삭 속도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 14는 2개의 각각 다른 작동 압력에 있어서 재료 두께에 대한 허용 절삭 속도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 15는 상이한 작동 파라미터 하에서 절삭 속도에 대한 작은 국부적인 박리 영역으로 구성된 후면의 선형 결함의 백분율을 도시한 그래프이다.
이하에서, 개시된 다양한 구현예에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 소정의 세부사항들이 제공된다. 그러나, 관련 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 구현예가 이들 소정의 세부사항 중 하나 이상이 없이도 실시될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 다른 경우에, 구현예에 대해 불필요하게 모호한 설명을 피하기 위해 워터젯 절삭 시스템과 관련된 공지의 구조 및 이를 작동시키는 방법은 상세하게 도시되지 않거나 설명되지 않을 수 있다. 예를 들어, 공지의 제어 시스템 및 구동 부품은 워터젯 절삭 시스템에 통합되어 처리될 워크피스 또는 작업면에 대해 워터젯 절삭 헤드 어셈블리의 이동을 용이하게 할 수 있다. 이러한 시스템은 다중 회전 및 병진축에 대해 상기 절삭 헤드를 조작하기 위한 구동 부품을 포함할 수 있고, 이는 워터젯 절삭 시스템의 다축 매니퓰레이터에서 일반적이다. 예시적인 워터젯 절삭 시스템은 도 1에 도시된 바와 같은 갠트리 형 동작 시스템, 도 2에 도시된 바와 같은 로봇 아암 동작 시스템, 또는 워크피스에 대해 상기 절삭 헤드를 이동시키는 다른 동작 시스템에 결합된 절삭 헤드 어셈블리를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 로봇 아암 동작 시스템 또는 다른 동작 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 절삭 헤드에 대해 워크피스를 조작할 수 있다.
본 명세서 및 청구범위 전반에 걸쳐 문맥 상 달리 요구하지 않는 한, 단어 "포함하다(comprise)" 및 그의 변형, 예컨대 "포함하다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"은 "포함하나, 이에 제한되지 않는다"와 같이 개방적이고 포괄적인 의미로 이해되어야 한다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 구현예(one embodiment)" 또는 "구현예(an embodiment)"는 구현예와 관련하여 설명된 소정의 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 구현예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 "하나의 구현예에서(in one embodiment)" 또는 "구현예에서(in an embodiment)"라는 문구가 필연적으로 동일한 구현예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 상기 특정한 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 구현예에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수형 "하나(a, an)" 및 "상기(the)"는 내용이 명확히 달리 지시하지 않는 한, 복수형의 대상을 포함한다. 또한, 용어 "또는(or)"은 내용이 명확히 달리 지시하지 않는 한, 일반적으로 "및/또는(and/or)"을 포함하는 의미로 사용됨을 유의해야 한다.
본원에 기재된 구현예는 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열없이 최종 성분 프로파일을 제공하는 절삭 파라미터와 함께, 적어도 60,000psi 이상의 임계 작동 압력으로 절삭 헤드로부터 배출되는 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯으로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 트리밍 하는 방법을 제공한다.
본원에서 사용된, 용어 "절삭 헤드(cutting head)" 또는 "절삭 헤드 어셈블리(cutting head assembly)"는 일반적으로 워터젯 기계 또는 시스템의 작업 단부에서 부품들의 어셈블리를 지칭할 수 있으며, 예를 들어, 고압 워터젯을 생성하기 위해 작동 중 유체가 통과하는 쥬얼(jewel) 오리피스와 같은 오리피스 부재, 고압 워터젯을 배출하기 위한 노즐 부품(예로서, 노즐 너트), 및 그와 직접 또는 간접적으로 결합되어 그와 함게 움직이는 주변 구조물 및 장치를 포함할 수 있다. 절삭 헤드는 또한 엔드 이펙터(end effector) 또는 노즐 어셈블리로 지칭될 수 있다.
상기 워터젯 절삭 시스템은 상기 시스템에 의해 처리될 워크피스를 지지하도록 구성된 지지 구조물의 부근에서 작동할 수 있다. 지지 구조물은 절삭, 트리밍, 또는 달리 처리될 위치에서 하나 이상의 워크피스(예로서, 섬유 강화 폴리머 복합재 자동차 부품)를 지지하기에 적합한 강성 구조 또는 재구성 가능한 구조일 수 있다.
도 1은 워터젯 절삭 시스템(10)의 예시적인 구현예를 도시한다. 상기 워터젯 절삭 시스템(10)은 상기 시스템(10)에 의해 처리되는 워크피스(14)를 지지하도록 구성된 작업 지지면(13)(예로서, 슬랫 배열)을 갖는 캐쳐 탱크 어셈블리(11)를 포함한다. 상기 워터젯 절삭 시스템(10)은 한 쌍의 베이스 레일(16)을 따라 이동 가능하고 캐쳐 탱크 어셈블리(11)에 걸쳐있는 브릿지 어셈블리(15)를 추가로 포함한다. 동작시, 상기 워크피스(14)를 처리하기 위해 상기 시스템(10)의 절삭 헤드 어셈블리(12)를 위치시키도록 상기 브릿지 어셈블리(15)는 병진축 X에 대해 베이스 레일(16)을 따라 전후로 이동할 수 있다. 도구 운반대(tool carriage)(17)는 브릿지 어셈블리(15)에 이동 가능하게 연결되어 전술한 병진축 X에 수직으로 정렬된 다른 병진축 Y를 따라 전후로 병진 운동할 수 있다. 상기 도구 운반대(17)는 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)를 상기 워크피스(14)를 향하도록 그리고 이로부터 멀어지도록 이동시키기 위해, 또 다른 병진축 Z를 따라 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)를 상승 및 하강시키도록 구성될 수 있다. 추가적인 기능성을 제공하기 위해 하나 이상의 조작 가능한 링크 또는 부재가 절삭 헤드 어셈블리(12) 및 도구 운반대(17)의 사이에 제공될 수 있다.
예로서, 상기 워터젯 절삭 시스템(10)은 절삭 헤드 어셈블리(12)를 회전축에 대해 회전시키기 위해 도구 운반대(17)에 회전 가능하게 결합된 전완부(forearm)(18) 및 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)를 상기 전술한 회전축과는 평행하지 않은 다른 회전축에 대해 회전시키기 위해 전완부(18)에 회전 가능하게 결합된 손목부(19)를 포함할 수 있다. 조합하면, 전완부(18) 및 손목부(19)의 회전축은, 예를 들어, 복잡한 프로파일의 절삭을 용이하게 하기 위해 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)가 상기 워크피스(14)에 대해 넓은 범위의 방향으로 조작될 수 있게 한다. 상기 회전축은 일부 구현예에서, 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)의 노즐 부품(예로서, 도 8 내지 도 10의 노즐 부품 (120))의 단부 또는 팁으로부터 오프셋(offset)될 수 있는 초점에 수렴할 수 있다. 절삭 헤드 어셈블리(12)의 노즐 부품의 단부 또는 팁은 바람직하게는 처리될 워크피스(14) 또는 작업 면으로부터 원하는 스탠드오프(standoff) 거리에 위치된다. 상기 스탠드오프 거리는 상기 워터젯의 절삭 성능을 최적화하기 위해 원하는 거리로 선택되거나 유지될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 스탠드오프 거리는 약 0.20인치(5.1mm) 또는 그 미만, 또는 일부 구현예에서 약 0.10인치(2.5mm) 또는 그 미만으로 유지될 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 스탠드오프 거리는 트리밍 동작 중, 또는 예를 들어, 상기 워크피스를 관통할 때와 같은 절삭 공정 중에 변할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 워터젯 절삭 헤드의 상기 노즐 부품은, 다른 것들 중에서, 최소한의 스탠드오프 거리로 상기 워크피스에 대해 노즐 부품을 기울일 수 있도록 특히 가늘거나 얇을 수 있다(예로서, 약 0.5인치(12.7 ㎜)보다 작거나 같은 스탠드오프 거리에서 30도 기울기).
동작 중, 상기 각각의 병진축 및 하나 이상의 회전축에 대한 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)의 이동은 다양한 종래의 구동 부품 및 적절한 제어 시스템(20)에 의해 달성될 수 있다(도 1). 상기 제어 시스템은 일반적으로, 프로세서, 마이크로 프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processors, DSP), 주문형 반도체(application-specific integrated circuits, ASIC) 등과 같은 하나 이상의 컴퓨팅 장치를 제한없이 포함할 수 있다. 정보를 저장하기 위해, 상기 제어 시스템은 휘발성 기억장치, 비-휘발성 기억장치, 읽기전용 기억장치(ROM), 임의 접근 기억장치(RAM) 등과 같은 하나 이상의 기억장치를 또한 포함할 수 있다. 상기 기억장치는 하나 이상의 버스에 의해 상기 컴퓨팅 장치에 결합될 수 있다. 상기 제어 시스템은 하나 이상의 입력장치(예로서, 디스플레이, 키보드, 터치패드, 제어기 모듈, 또는 사용자 입력을 위한 임의의 다른 주변장치) 및 출력장치(예로서, 디스플레이 스크린, 표시등과 같은)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 시스템은 다양한 절삭 헤드 이동 명령에 따라 임의의 수의 상이한 워크피스를 처리하기 위한 하나 이상의 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 제어 시스템은 또한, 예를 들어, 상기 순수 워터젯 절삭 헤드 어셈블리 및 본원에 기재된 부품에 결합된 2차 유체원, 진공 장치 및/또는 가압 가스원과 같은 다른 부품의 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어 시스템은, 일 구현예에 따르면, 범용 컴퓨터 시스템의 형태로 제공될 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템은 CPU, 다양한 I/O 부품, 저장장치, 및 기억장치와 같은 부품을 포함할 수 있다. 상기 I/O 부품은 디스플레이, 네트워크 연결, 컴퓨터-판독 가능 미디어 드라이브, 및 다른 I/O 장치(키보드, 마우스, 스피커 등)를 포함할 수 있다. 제어 시스템 관리자 프로그램은 CPU의 제어 하에, 기억장치에서 실행될 수 있고, 다른 것들 중에서, 본원에 기재된 상기 워터젯 절삭 시스템을 통해 고압의 물을 라우팅(route)하는 것, 배출된 유체 제트(fluid jet)의 집속성을 조정 또는 변경하기 위해 2차 유체의 흐름을 제공하는 것, 및/또는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 장애물이 없는 순수 워터젯 절삭을 제공하기 위해 가압 가스 스트림을 제공하는 것과 관련된 기능성을 포함할 수 있다.
예를 들어, CNC 기능성을 포함하여, 본원에 기재된 상기 워터젯 절삭 시스템에 적용 가능한, 워터젯 절삭 시스템을 위한 추가의 예시적인 제어 방법 및 시스템은 플로우(Flow)의 미국 특허 제6,766,216호에 개시되어 있으며, 그 전체가 본원에 참조로 인용된다. 일반적으로, 캠(computer-aided manufacturing, CAM) 프로세스는 컴퓨터-지원 설계를 사용하여 생산된 워크피스의 2차원 또는 3차원 모델(즉, CAD 모델)이 기계를 구동시키기 위한 코드를 생성하는데 사용되게 함으로써, 워터젯 절삭 헤드를 지정된 경로를 따라 효율적으로 구동 또는 제어하는데 사용된다. 예를 들어, 일부 경우에, CAD 모델은 다양한 병진 및/또는 회전축에 대해 상기 절삭 헤드를 조작하기 위해 워터젯 절삭 시스템의 적절한 제어장치 및 모터를 구동하기 위한 명령을 생성하는데 사용될 수 있어, CAD 모델 내에 반영된 바와 같이 워크피스를 절삭 또는 처리한다. 그러나, 제어 시스템의 세부사항, 워터젯 절삭 시스템과 관련된 종래의 구동 부품 및 다른 공지된 시스템은 구현예의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 상세히 도시되거나 설명되지 않는다. 워터젯 절삭 시스템과 관련된 다른 공지된 시스템은, 예를 들어, 상기 절삭 헤드에 고압 유체를 공급하기 위한 고압 유체원(예로서, 약 60,000psi 내지 110,000psi의 범위 및 그 이상의 압력 등급을 갖는 직접 구동 및 증압기 펌프)을 포함한다.
일부 구현예에 따르면, 상기 워터젯 절삭 시스템(10)은 예를 들어, 적어도 60,000psi 또는 약 60,000psi 내지 약 110,000psi 또는 그 이상의 작동 압력에서 고압 수원을 선택적으로 제공하기 위해, 직접 구동 펌프 또는 증압기 펌프(도시되지 않음)와 같은 펌프를 포함한다. 상기 워터젯 절삭 시스템(10)의 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)는 상기 펌프에 의해 공급된 고압의 물을 수용하고, 특히, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 포함하는 워크피스를 처리하기 위한 고압 순수 워터젯을 생성하도록 구성된다. 유체 연통(fluid communication)에서 상기 펌프 및 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)가 구비된 유체 분배 시스템은 상기 절삭 헤드 어셈블리(12)로 고압의 물을 라우팅하는 것을 돕기 위해 제공된다.
도 2는 워터젯 절삭 시스템(10')의 다른 예시적인 구현예를 도시한다. 이러한 예시적인 구현예에 따라, 상기 워터젯 절삭 시스템(10')은 다축 로봇 아암(21) 형태로 다축 매니퓰레이터의 단부에서 지지되는 절삭 헤드 어셈블리(12')를 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 다축 로봇 아암(21)은 별도의 워크피스 지지 구조물 또는 고정구(도시되지 않음)에 의해 지지되는 워크피스를 처리하기 위한 공간에서 상기 절삭 헤드 어셈블리(12')를 조작할 수 있다.
도 3은 워터젯 절삭 시스템(10")의 또 다른 구현예를 도시한다. 이러한 예시적인 구현예에 따라, 상기 워터젯 절삭 시스템(10")은 강성 지지 구조물(26)을 통해 제트 수용 리셉터클(23)에 대해 마주하여 지지되는 절삭 헤드 어셈블리(12")를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제트 수용 리셉터클(23)은 상기 절삭 헤드 어셈블리(12") 및 상기 제트 수용 리셉터클(23)의 입구 애퍼처(24) 사이의 클리어런스 간극 거리(D)를 조절되게 하는 방식으로 상기 지지 구조물(26) 또는 다른 기초 구조물과 결합될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 선형 포지셔너(30)는 화살표(32)로 표시된 것과 같이, 지지 구조물(26) 및 제트 수용 리셉터클(23) 사이에 제공되어 상기 제트 수용 리셉터클(23)이 상기 절삭 헤드 어셈블리(12")를 향하도록 그리고 이로부터 멀어지도록 제어 가능하게 이동될 수 있도록 한다. 선형 포지셔너(30)의 예로는 펜실베니아 주 어윈(Irwin)에 소재한 Parker Hannifin Corporation의 전자기계 자동화 사업부(Electromechanical Automation Division)에서 제공하는 HD 시리즈 선형 포지셔너(HD Series linear positioner)를 포함한다. 상기 선형 포지셔너(30)는 클램프 또는 다른 고정 장치로 지지 구조물(26)에 결합될 수 있고, 상기 제트 수용 리셉터클(23)은 지지 팔 또는 다른 구조 부재에 의해 상기 선형 포지셔너(30)에 결합될 수 있다.
상기 선형 포지셔너(30)는 상기 선형 포지셔너(30)의 제어된 이동 및 워크피스의 처리 동작 전, 동작 중, 및/또는 동작 후 클리어런스 간극 거리(D)의 조정을 가능하게 하는 제어 시스템과 통신하는 모터(36)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 제트 수용 리셉터클(23)의 상기 입구 애퍼처(24)는 처리된 워크피스(14")의 배출 측에 근접하여 유지될 수 있다. 상기 클리어런스 간극 거리(D)는 상이한 두께 또는 다양한 두께의 워크피스(14")를 수용하도록 조정될 수 있다. 일부 구현예에서, 로봇 아암(22) 형태의 다축 매니퓰레이터가 상기 절삭 헤드 어셈블리(12") 아래의 워크피스(14")를 이동시키는 동안, 상기 클리어런스 간극 거리(D)는 상기 워크피스(14")의 후방 배출면 및 상기 제트 수용 리셉터클(23)의 입구 애퍼처(24) 사이의 간극을 감소시키거나 최소화시키기 위해 워크피스(14")(또는 그의 일부분)의 처리 중에 조정될 수 있다.
도 3의 예시적인 구현예가 상기 제트 수용 리셉터클(23)을 고정된 절삭 헤드 어셈블리(12")에 대해 이동하는 것으로 도시하고 있으나, 전술한 유체 제트 시스템(10")의 변형이 제공될 수 있고, 상기 제트 수용 리셉터클(23)은 상기 지지 구조물(26)에 대해 고정되며, 상기 선형 포지셔너(30)는 상기 지지 구조물(26) 및 상기 절삭 헤드 어셈블리(12") 사이에 제공되어 상기 로봇 아암(22)가 상기 절삭 헤드 어셈블리(12") 아래의 워크피스(14")를 이동시키는 동안 상기 절삭 헤드 어셈블리(12")가 상기 제트 수용 리셉터클(23)를 향하도록 그리고 이로부터 멀어지도록 제어 가능하게 이동될 수 있도록 한다.
본원에 기재된, 상기 워터젯 절삭 시스템(10, 10', 10"), 및 그 변형은 특히 도 4에 도시된 예시적인 워크피스와 같은 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 트리밍하는데 사용될 수있다. 예시적인 워크피스(50)는 자동차용에 매우 적합한 조립된 얇은 껍질의 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 포함한다. 예시적인 워크피스(50)는 워크피스(50)의 섬유 강화 폴리머 복합 재료가 그 최종 성분 프로파일(52)을 넘어 연장되는 미완성 상태로 도시되어 있다. 외부 프로파일(56)을 갖는 애퍼처(54) 형태의 내부 형상은 최종 성분 프로파일(52)에 국한되어 도시되어 있으며, 예시적인 워크피스(50)을 최조 성분 프로파일(52)로 트리밍하기 위해 본원에 기재된 것과 유사한 기술을 사용하여 절삭될 수 있다. 예시적인 워크피스(50)는 워크피스(50)를 상기 최종 성분 프로파일(52)로 트리밍하고 임의의 내부 형상을 절삭하는 것과 같은 후속 처리를 위해, 상기 워터젯 절삭 시스템(10, 10', 10")의 좌표계에 대해 워크피스(50)를 정렬 및 고정하기 위해 (58)로 표시된 표시 내에 도시된 하나 이상의 인덱싱 형상(60)(예로서, 노치, 애퍼처 또는 다른 인덱싱 형상)을 더 포함한다. 일부 구현예에서, 워크피스(50)는 워크피스(50)의 위치 및 방향을 프로빙(probing) 및 평가하기 위한 적절한 형상을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 기계 가공(machining) 경로가 생성되거나 워크피스(50)의 위치 및 방향을 프로빙 및 평가함으로써 얻어진 데이터에 기초하여 조정될 수 있기 때문에, 인덱싱 형상(60)을 포함할 필요가 없거나, 또는 워크피스(50)의 위치 또는 방향을 정확하게 제어할 필요가 없을 수 있다. 도 4에 도시된 예시적인 워크피스(50)는 워크피스(50)에 존재할 수 있는 표면 토포그래피(topography)의 수많은 변형의 일 예를 도시하는 복수의 강화된 보강 리브를 더 포함한다.
도 5 내지 도 7은, 다른 것들 중에서, 탄소 섬유 강화 폴리머 복합재와 같은 섬유 강화 폴리머 복합재료로 제조된 워크피스를 고체 입자가 없는 순수 워터젯으로 절삭하는 것에 특히 적합한 절삭 헤드 어셈블리(112)의 일부의 일 예를 도시한다. 상기 절삭 헤드 어셈블리(112)는 도 1 내지 도 3에 도시된 상기 예시적인 고압 워터젯 절삭 시스템(10, 10', 10")과 함께 사용될 수 있거나, 또는 도 4에 도시된 상기 예시적인 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스와 같은 워크피스의 처리를 위해 다른 다축 매니퓰레이터를 포함하는 다른 동작 시스템에 결합될 수 있다.
도 6에 도시된 단면도를 참조하면, 상기 절삭 헤드 어셈블리(112)는 작동 중에 절삭 유체(즉, 물)가 통과하여 고압 워터젯을 생성하는 오리피스 유닛(114)을 포함한다. 상기 절삭 헤드 어셈블리(112)는 오리피스 유닛(114)을 향해 절삭 유체(즉, 고압의 물)를 보내기 위해 관통하여 연장되는 유체 전달 통로(118)을 갖는 노즐 바디(116)를 더 포함한다. 노즐 부품(120)은 노즐 부품과 노즐 바디(116) 사이에 위치되거나 샌드위치된 오리피스 유닛(114)과 함께 노즐 바디에 결합된다. 상기 노즐 부품(120)은 예를 들어, 나사 연결부(122) 또는 다른 커플링 장치에 의해 노즐 바디(116)에 제거 가능하게 결합될 수 있다. 상기 노즐 부품(120)을 상기 노즐 바디(116)에 커플링시키는 것은 상기 오리피스 유닛(114)을 상기 노즐 바디(116)와 맞물리게 하여, 예를 들어, 금속 대 금속 밀봉과 같은 그들 사이에 밀봉을 생성할 수 있다.
상기 노즐 부품(120)은 일체형 구조를 가질 수 있고, 전체 또는 부분적으로, 하나 이상의 금속(예로서, 강, 고장력 금속 등), 금속 합금 등으로 제조될 수 있다. 상기 노즐 부품(12)은 절삭 헤드 어셈블리(112)의 다른 부품에 커플링하기 위한 나사 또는 다른 커플링 장치를 포함할 수 있다.
상기 오리피스 유닛(114)는 고압의 유체(예로서, 물)가 오리피스 부재(132) 내에서 개구(134)(즉, 오리피스)를 통과할 때 고압의 유체 제트를 생성하도록 지지되는 오리피스 마운트(130) 및 오리피스 부재(132)(예로서, 쥬얼 오리피스)를 포함할 수 있다. 작동 중에 제트가 통과하는 오리피스 부재(132) 하류의 오리피스 마운트(132) 내에는 유체 제트 통로(136)가 제공될 수 있다. 상기 오리피스 마운트(130)는 노즐 부품(120)에 대해 고정되고, 오리피스 부재(132)를 수용 및 유지하도록 설계된 리세스를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 오리피스 부재(132)는 결과적인 유체 제트의 바람직한 유체 특성을 달성하는데 사용되는 쥬얼 오리피스, 또는 다른 유체 제트, 또는 절삭 스트림 생성 장치이다. 상기 오리피스 부재(132)의 개구는 약 0.001인치(0.025mm) 내지 약 0.020인치(0.508mm) 범위의 직경을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 오리피스 부재(132)는 약 0.005인치(0.127mm) 내지 약 0.010인치(0.254mm) 범위의 직경을 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 바디(116)는 예를 들어, 고압의 수원(예로서, 직접 구동 또는 증압기 펌프)와 같은 고압 절삭 유체원(140)에 결합될 수 있다. 작동 중, 상기 절삭 유체원(140)으로부터의 고압의 물은 상기 노즐 바디(116)의 유체 전달 통로(118) 내로 제어 가능하게 공급되고, 상기 오리피스(114)를 향해 라우팅되어 제트(도시되지 않음)를 생성할 수 있고, 상기 고압의 물은 궁극적으로 그 종축(A)을 따라 상기 노즐 부품(120)을 통해 연장되는 워터젯 통로의 말단부에서 출구(142)를 통해 상기 절삭 헤드 어셈블리(112)로부터 배출된다.
상기 워터젯 통로(144)를 포함하는 상기 노즐 부품(120) 내부 통로의 세부사항이 도 8 내지 도 10을 참조하여 도시되고 기술된다.
도 8을 참조하면, 상기 워터젯 통로(144)가 종축(A)를 따라 상기 노즐 부품(120)의 바디(121)를 통해 연장되어 도시되어 있다. 상기 워터젯 통로(144)는 그 상류 단부(148)에 입구(146) 및 그 하류 단부(149)에 출구(142)를 포함한다.
적어도 하나의 제트 변경 통로(150)가 노즐 부품(120)의 출구(142)로부터 배출되는 제트를 조정, 수정 또는 변경하기 위해 노즐 부품(120) 내에 제공될 수 있다. 상기 제트 변경 통로(150)는 상기 노즐 부품(120)의 상기 바디(121)를 통해 연장할 수 있고 작동 중 상기 워터젯의 그러한 변경을 가능하게 하기 위해 상기 입구(146) 및 상기 출구(142) 사이의 상기 워터젯 통로(144)와 교차할 수 있다. 보다 구체적으로, 제트 변경 통로(150)는 상기 노즐 부품(120)의 상기 바디(121)를 통해 연장될 수 있고, 상기 워터젯 통로(144)와 교차하는 하나 이상의 하류 부분(152)을 포함할 수 있어서, 작동 중 상기 제트 변경 통로(150)를 통과한 2차 유체(예로서, 물, 공기 또는 다른 가스)가 이를 통해 유동한 유체 제트에 충격을 주도록 지향될 수 있다. 예로서, 상기 제트 변경 통로(150)는 그로부터 배출된 각각의 2차 유체 스트림이 상기 워터젯 통로(144)를 통해 이동하는 상기 유체 제트에 충돌하도록 배열된 복수의 별개의 하류 부분(152)을 포함할 수 있다. 도 8에 개시된 예시적인 구현예는 이러한 방식으로 배열된 3개의 별개의 하류 부분(152)을 포함한다; 그러나, 2개, 4개 또는 그 이상의 하류 통로 부분(152)이 이러한 방식으로 배열될 수 있음을 알 수 있다.
상기 통로(150)의 2개 이상의 하류 부분(152)은 상류 접합부(154)에서 결합될 수 있다. 상기 상류 접합부(154)는 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 일반적으로 상기 하류 통로 부분(152) 각각의 상류 단부와 유체 연통하는 환형의 통로 부분일 수 있다. 상기 제트 변경 통로(150)의 상기 하류 부분(152)은 일반적으로 환형 통로 부분 및 상기 워터젯 통로(144) 사이에서 연장되는 브릿지 통로일 수 있다. 상기 브릿지 통로는 상기 워터젯 통로(144)에 대해 원주상 일정한 패턴으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 상기 하류 부분(152)은 120도 간격으로 상기 워터젯 통로(144)에 대해 원주상 이격된 3개의 별개의 브릿지 통로를 포함한다. 다른 경우에, 상기 브릿지 통로는 상기 워터젯 통로(144)에 대해 원주상 불규칙한 패턴으로 이격될 수 있다. 또한, 각각의 브릿지 통로는 상기 워터젯 통로(144)의 출구(142)를 향해 경사지는 각도로 2차 유체를 상기 워터젯 통로(144) 내로 배출하도록 구성된 하류 단부를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 제트 변경 통로(150)을 통해 도입된 2차 유체는 상기 워터젯 통로(144)를 통과하는 제트에 비스듬한 궤적으로 충돌할 수 있다.
상기 제트 변경 통로(150)의 상기 하류 부분(152)은 작동 중 상기 워터젯 통로(144)를 통과하는 상기 워터젯의 경로로 동시에 2차 유체원(158)(도 5 내지 도 7)으로부터 2차 유체를 배출하도록 구성된 서브-통로일 수 있다. 상기 서브-통로의 하류 출구(153)는 상기 워터젯 통로(144)와 교차할 수 있어, 상기 출구(153)는 상기 워터젯 통로(144)와 교차하는 상기 출구(153)에 대응되는 높이로 규정되는 높이를 갖는 상기 워터젯 통로(144)의 둘레 부분의 적어도 대부분을 집합적으로 규정한다. 일부 경우에, 상기 서브-통로의 상기 하류 출구(153)은 상기 워터젯 통로(144)와 교차하여, 상기 출구(153)가 상기 워터젯 통로(144) 둘레의 단면의 75% 이상을 집합적으로 정의한다. 또한, 일부 경우에, 상기 출구(153)는 상기 워터젯 통로(144)와의 교차점에서 서로 중첩되거나 거의 중첩될 수 있다.
상기 제트 변경 통로(150)의 상기 상류 접합부(154)는 포트(156)와 직접 또는 중간부를 통해 유체 연통될 수 있다. 상기 포트(156)는 상기 노즐 부품(120)의 상기 제트 변경 통로(150)를 상기 2차 유체원(158)에 결합하기 위해 제공될 수 있다(도 5 내지 도 7). 도 5 또는 도 7을 참조하면, 상기 포트(156)는 공급 도관(159)을 통해 상기 제트 변경 통로(150)를 2차 유체원(158)에 결합하기 위한 피팅, 어댑터 또는 다른 커넥터(157)를 수용하도록 나사 결합되거나, 또는 다르게 구성될 수 있다. 2차 유체(예로서, 물, 공기 또는 다른 가스)를 상기 제트 변경 통로(150)로의 전달을 제어하는 것을 돕기 위해 중간 밸브(도시되지 않음) 또는 다른 유체 제어장치가 제공될 수 있다. 다른 경우에, 상기 포트(156)는 상기 워터젯 통로(144)를 통해 통과하는 상기 워터젯의 유체 특성을 변경하기에 충분한 제트 변경 통로(150) 내에서 진공을 생성하기 위한 진공원(도시되지 않음)에 상기 제트 변경 통로(150)를 결합시키기 위해 제공될 수 있다. 상기 제트 변경 통로(150)은 제트 집속성 또는 다른 제트 특성을 조정하기 위해 절삭 작업의 일부 동안 간헐적으로 또는 연속적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 물 또는 공기와 같은 2차 유체가 관통 또는 드릴링 작동 중 상기 제트 변경 통로(150)를 통해 상기 워터젯으로 도입될 수 있다.
도 9를 참조하면, 절삭 작업 중 상기 워터젯이 상기 워크피스를 관통 또는 절삭하는 위치(즉, 워터젯 충돌 위치)에 또는 인접하여 가압 가스 스트림을 배출하여 워크피스의 노출된 표면 상에 충돌시키기 위해, 노즐 부품(120) 내에 환경 제어 통로(160)가 제공될 수 있다. 상기 환경 제어 통로(160)는 상기 노즐 부품(120)의 바디(121)를 통해 연장될 수 있고, 상기 워터젯 통로(144)(도 6, 8, 및 10)에 대해 정렬되는 하나 이상의 하류 부분을 포함하여, 작동 중 상기 환경 제어 통로(160)를 통과하는 공기 또는 다른 가스는 상기 워터젯 충돌 위치에 또는 인접하여 상기 워크피스에 충돌하도록 지향된다. 예로서, 상기 환경 제어 통로(160)는 출구(163)로부터 배출된 각각의 가스 스트림이 상기 워터젯 충돌 위치에서 또는 그 근처에서 수렴되도록 배열된 복수의 별개의 하류 부분(162)을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 하류 부분(162)의 출구(163)로부터 배출된 상기 가스 스트림은 상기 배출된 제트의 궤적(123)과 교차하는 각각의 궤적(161)을 따를 수 있다. 상기 가스 스트림의 궤적은(161), 예를 들어, 초점 또는 상기 워터젯 절삭 시스템(10, 10', 10")의 스탠드오프 거리에 또는 그 근처에 있는 교차 위치(124)에서 배출된 제트의 궤적(123)과 교차할 수 있다. 일부 경우에, 상기 교차 위치(124)는 상기 초점 또는 스탠드오프 거리보다 약간 짧을 수 있다. 일부 경우에, 상기 교차 위치(124)는 상기 초점 또는 스탠드오프 거리를 약간 초과하여, 각각의 가스 스트림 궤적(161)은 상기 워터젯 충돌 위치에 도달하기 전에 상기 워크피스의 노출된 표면과 교차하며, 이후 상기 워크피스의 표면에 의해 지향되어 방향을 변경하고 상기 워터젯 충돌 위치를 가로질러 흐른다.
도 9에 도시된 예시적인 환경 제어 통로(160)는 하류 방향으로 수렴하는 3개의 별개의 하류 부분(162)을 도시하고 있으나, 2개, 4개 또는 그 이상의 하류 통로 부분(162)이 이러한 방식으로 배열될 수 있음을 알 수 있다. 다른 경우에, 단일 하류 통로 부분(162)가 제공될 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 하나 이상의 가스 스트림은 배출된 제트와 일반적으로 동일 선상으로 지향되어 상기 제트 주위에 슈라우드(shroud)를 형성할 수 있다.
도 9를 계속하여 참조하면, 상기 통로(160)의 하류 부분(162) 중 2 이상이 상류 접합부(164)에 결합될 수 있다. 상기 상류 접합부(164)는, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 일반적으로 각각의 상기 하류 통로 부분(162)의 상류 단부와 유체 연통하는 환형의 통로일 수 있다. 상기 환경 제어 통로(160)의 하류 통로 부분(162)은 일반적으로 환형의 통로 부분 및 노즐 부품(120)의 외부 환경 사이에서 연장되는 별개의 서브-통로일 수 있다. 상기 환경 제어 통로(160)의 하류 통로 부분(162)은 상기 워터젯 통로(144)에 대해 원주상 일정한 패턴으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 상기 하류 통로 부분(162)은 120도 간격으로 상기 워터젯 통로(144)에 대해 원주상 이격된 3개의 별개의 서브-통로를 포함한다. 다른 경우에, 상기 하류 통로 부분(162)는 상기 워터젯 통로(144)에 대해 원주상 불규칙한 패턴으로 이격될 수 있다.
일부 경우에, 상기 하류 통로 부분(162)는 공동의 가압 가스원(168)(도 5 및 7)으로부터 공기 또는 다른 가스를 동시에 배출하여 상기 워터젯 충돌 위치에서 또는 인접하여 상기 워크피스에 충돌하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 환경 제어 통로(160)을 통해 도입된 가압 공기 또는 다른 가스는 상기 워크피스의 노출된 표면에 충돌하거나 충격을 가할 수 있고, 임의의 장애물(예로서, 고여있는 물방울 또는 입자상 물질)을 제거하여 상기 워터젯이 특히 정밀한 방식으로 상기 워크피스를 절삭할 수 있게 한다. 또한, 다른 구현예에서, 고여있는 물방울 또는 입자상 물질과 같은 장애물이 없도록 상기 절삭 위치 주변의 환경을 유지하기 위해, 하나 이상의 가스 스트림이 상기 배출된 제트와 동일 선상으로 지향되어 슈라우드를 형성한다.
상기 상류 접합부(164)는 포트(166)와 직접 또는 중간부(165)를 통해 유체 연통될 수 있다. 상기 포트(166)는 상기 노즐 부품(120)의 환경 제어 통로(160)를 가압 가스원(168)에 결합하기 위해 제공될 수 있다(도 5 및 도 7). 도 5 또는 도 7을 참조하면, 상기 포트(166)는 공급 도관(169)을 통해 상기 환경 제어 통로(160)를 가압 가스원(168)에 결합하기 위한 피팅, 어댑터 또는 다른 커넥터(167)를 수용하도록 나사 결합되거나, 또는 다르게 구성될 수 있다. 상기 환경 제어 통로(160) 및 궁극적으로 처리될 상기 워크피스의 노출된 표면으로 가압 가스의 전달을 제어하는 것을 돕기 위해 중간 밸브(도시되지 않음) 또는 다른 유체 제어장치가 제공될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상태 검출 통로(170)는 상기 노즐 부품(120) 내에 제공되어 상기 워터젯을 생성하는데 사용되는 상기 오리피스 부재(132)(도 6)의 상태를 검출할 수 있게 한다. 상기 상태 검출 통로(170)는 상기 노즐 부품(120)의 바디(121)를 통해 연장될 수 있고, 상기 워터젯 통로(144)와 교차하는 하나 이상의 하류 부분(172)을 포함하여, 상기 오리피스 부재(132)의 상태를 나타내는 진공 수준이 감지될 수 있다. 예로서, 상기 상태 검출 통로(170)는 상기 오리피스 마운트(130)의 상기 유체 통로(136)의 출구 부근 및 그 하류에서 상기 워터젯 통로(144)와 교차하는 곡선형 통로(175)를 포함할 수 있다. 상기 상태 검출 통로(170)는 예를 들어, 도 5 및 도 7에 개시된 바와 같이, 상기 노즐 부품(120)의 상기 상태 검출 통로(170)를 진공 센서(178)에 결합하기 위해 제공될 수 있는 포트(176)와 유체 연통될 수 있다. 도 5 또는 도 7을 참조하면, 상기 포트(176)는 공급 도관(179)을 통해 상기 상태 검출 통로(170)를 상기 진공 센서(178)에 결합하기 위한 위한 피팅, 어댑터 또는 다른 커넥터(177)를 수용하도록 나사 결합되거나, 또는 다르게 구성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 노즐 부품(120)은 상기 노즐 바디(116)의 하류 단부를 수용하기 위한 노즐 바디 캐비티(180) 및 조립 시 상기 오리피스 유닛(114)의 상기 오리피스 마운트(130)를 수용하기 위한 오리피스 마운트 수용 캐비티 또는 리세스(182)를 더 포함할 수 있다. 상기 오리피스 마운트 수용 캐비티 또는 리세스(182)는 상기 워터젯 통로(144)의 축(A)을 따라 상기 오리피스 유닛(114)을 정렬시키는 것을 돕기 위해 크기가 정해질 수 있다. 예를 들어, 오리피스 마운트 수용 캐비티 또는 리세스(182)는 상기 오리피스 유닛(114)의 오리피스 마운트(130)를 삽입 가능하게 수용하는 크기의, 일반적으로 원통형의 리세스를 포함할 수 있다. 상기 오리피스 수용 캐비티 또는 리세스(182)는 상기 노즐 바디 캐비티(180)의 하류 단부 내에 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 노즐 부품(120)은 상기 노즐 바디 캐비티(180)와 벤트(vent) 출구(190)에서 상기 노즐 부품(120)의 외부 환경 사이에서 연장되는 벤트 통로(192)를 더 포함할 수 있다. 상기 벤트 통로(192) 및 벤트 출구(190)는 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 노즐 바디(116) 및 상기 노즐 부품(120) 사이의 오리피스 유닛(114) 주위에 형성된 내부 캐비티 내에 생길 수 있는 압력을 완화하는 역할을 할 수 있다.
도 5 내지 도 10에 도시된 구현예에 따르면, 상기 노즐 부품(120)은 고압 워터젯 적용에 적합한 재료 특성(예로서, 내구성)을 갖는 재료를 사용하는 첨가제 제조 또는 주조 공정으로부터 형성될 수 있는 단일 또는 일체형 바디(121)를 갖는다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 노즐 부품(120)은 15-5 스테인리스 강 또는 다른 강재를 사용하는 직접 금속 레이저 소결 공정(sintering process)에 의해 형성될 수 있다. 다른 경우에, 노즐 부품(120)은 예를 들어, 절삭 가공 공정(예로서, 드릴링, 밀링, 그라인딩 등)과 같은 기계 가공 또는 제조 공정에 의해 형성된 단일 또는 일체형 바디를 포함할 수 있다. 상기 노즐 부품(120)은 예를 들어, 상기 노즐 부품(120)의 경도를 증가시키는 것과 같이, 노즐 부품(120)의 물리적 특성을 변화시키기 위해 열처리 또는 다른 제조 공정을 거칠 수 있다. 상기 예시적인 노즐 부품(120)이 그 측면으로부터 돌출된 포트(156, 166, 177)의 배열을 갖는 일반적으로 원통형인 바디를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 다른 구현예에서, 상기 노즐 부품(120)은 상이한 형태를 취할 수 있으며, 상이한 위치와 상이한 방향으로 배치된 포트(156, 166, 176)를 가질 수 있음을 알 수 있다.
상기 관점에서, 고압 워터젯 절삭 시스템(10, 10', 10")을 위한 노즐 부품(120)이 본원에 기재된 다양한 양태에 따라 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이며, 이는 트리밍을 위해 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 노출된 표면을 향해 상기 순수 워터젯을 배출하는 동안, 연마 입자 또는 다른 고체 입자가 없는 고압의 순수 워터젯을 수용하고, 제트 집속성 조정 및/또는 절삭 환경을 제어할 수 있도록 선택적으로 2차 유체 및/또는 가압 가스의 흐름을 수용하는 것에 특히 잘 적응된다. 상기 노즐 부품(120)은 유체 또는 다른 물질을 특히 효과적이고 신뢰할 수 있는 폼 팩터로 라우팅하는데 매우 적합한 복잡한 통로(예로서, 곡선 궤적 및/또는 다양한 단면 형상 및/또는 크기를 갖는 통로)를 포함할 수 있다. 이러한 노즐 부품(120)의 구현예의 이점은 향상된 유체 특성 및/또는 상기 내부 통로의 난류(turbulence)를 감소시키는 능력을 포함한다. 이는 공간 제약으로 인해 양호한 유체 특성을 개발하기에 충분한 공간을 제공하지 못할 때 특히 유리할 수 있다. 예를 들어, 좁은 공간 내에서 워크피스를 절삭할 시 낮은 프로파일 노즐 부품(120)이 바람직할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이 내부 통로를 갖는 노즐 부품(120)을 포함하는 것은 이러한 낮은 프로파일 노즐 부품(120)이 이러한 공간 제약에도 불구하고 원하는 제트 특성을 갖는 유체 제트를 생성할 수 있게 한다. 또한, 이러한 노즐 부품(120)의 피로 수명은 날카로운 모서리, 급격한 전이 및 다른 스트레스 집중 특징을 제거함으로써 연장될 수 있다. 이러한 이점 및 다른 이점은 본원에 기재된 상기 노즐 부품(12)의 다양한 양태에 의해 제공될 수 있다.
본원에 기재된 다양한 워터젯 절삭 시스템(10, 10', 10") 및 노즐 부품(120)에 따라, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍에 특히 적합한 방법이 제공된다. 하나의 예시적인 방법은: 상기 워크피스의 섬유 강화 폴리머 복합재료를 그 최종 성분 프로파일을 초과하여 연장되는 미완성 상태로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 제공하는 단계; 60,000psi 이상의 작동 압력으로 절삭 헤드를 통해 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯을 생성하는 단계; 상기 순수 워터젯을 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하도록 지향시키는 단계; 및 상기 순수 워터젯이 섬유 강화 폴리머 복합재료를 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열 없이 최종 성분 프로파일로 트리밍하도록, 60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한채 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계를 포함한다. 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열 없이 상기 워크피스를 최종 성분 프로파일로 트리밍하는 단계는, 박리, 쪼개짐 및 마모 없는 가장자리 및 인접 표면에 의해 입증될 수 있고, 현미경으로 평가한 결과, 예를 들어 대표적인 도 11A 내지 도 11C에 도시된 바와 같이, 섬유 손상 또는 폴아웃 없이 깨끗한 절삭을 갖는 섬유를 보여준다. 일부 구현예에 따르면, 트리밍된 워크피스의 가장자리는 약 22±5 미크론의 Ra 값 또는 128±20 미크론의 Rz값을 갖는 표면 거칠기를 가질 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 미리 결정된 경로를 따라 상기 절삭 헤드 및 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 서로에 대해 이동시키는 단계는 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 두께 및 작동 압력의 크기에 적어도 부분적으로 기초하는 절삭 속도로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 워크피스의 두께(t) 및 스탠드오프 거리(Sod)와 같은 다른 변수를 유지하면서, 절삭 속도는 60,000psi 이상의 작동 압력(p)의 증가와 함께 증가될 수 있다. 이러한 관계를 설명하기 위해, 두 개의 상이한 오리피스 사이즈(dn), 즉 0.005인치(0.127mm) 및 0.007인치(0.178mm) 각각에 대해 약 70,000psi(483MPa) 및 약 87,000psi(600MPa)의 작동 압력의 유사한 조건에서 고체 입자가 없는 순수 워터젯을 사용하여 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스에 대해 예시적인 절삭을 수행하여 허용 가능한 절삭 속도를 평가하였다. 그 결과는 도 12의 그래프에 나타내었다. 상기 시험 조건 하에서, 작동 압력을 약 70,000psi(483MPa)에서 약 87,000psi(600MPa)로 증가시킬 때 상당히 높은 허용 절삭 속도가 가능해졌다. 또한, 0.005인치(0.127mm)에서 0.007인치(0.178mm)로 오리피스 사이즈를 증가시킬 때 보다 높은 허용 절삭 속도가 가능했으나, 작동 압력을 변경했을 때와 비교하여서는 덜 상당한 정도였다. 허용 절삭 속도는 뚜렷한 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열이 없는 워크피스 가장자리 품질을 생산하는 절삭 속도를 확인함으로써 결정되었다.
허용 절삭 속도 및 오리피스 사이즈(dn) 사이의 관계를 더 자세히 설명하기 위해, 세 개의 상이한 오리피스 사이즈(dn), 즉 0.005인치(0.127mm); 0.007(0.178mm); 및 0.010인치(0.254mm) 각각에 대해 약 60,000psi(414MPa); 약 70,000psi(483MPa); 및 약 87,000psi(600MPa)의 작동 압력의 유사한 조건에서 고체 입자가 없는 순수 워터젯을 사용하여 0.125인치(3.2mm)의 재료 두께(t)를 갖는 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스에 대해 예시적인 절삭을 수행하였다. 그 결과는 도 13의 그래프에 나타내었다. 상기 시험 조건 하에서, 약 0.005인치에서 약 0.010인치 범위의 오리피스 사이즈에 대해 오리피스 사이즈의 증가에 따라 더 높은 절삭 속도가 가능해졌다. 따라서, 트리밍 방법의 적어도 일부에 있어서, 상기 절삭 속도는 상기 순수 워터젯을 생성하는 오리피스 부재의 오리피스 사이즈에 적어도 부분적으로 기초하여 선택될 수 있고, 상기 절삭 속도는 약 0.005인치에서 약 0.010인치 범위의 오리피스 사이즈에 대해 오리피스 사이즈의 증가에 따라 증가하였다.
일반적으로, 오리피스 사이즈(dn) 및 스탠드오프 거리(Sod)와 같은 다른 변수를 유지하면서, 허용 절삭 속도는 60,000psi 이상의 작동 압력(p)의 증가와 함께 증가될 수 있으며, 재료 두께(t)의 감소와 함께 증가될 수 있다. 이러한 관계를 설명하기 위해, 다양한 재료 두께(t)에 대해 약 70,000psi(483MPa) 및 약 87,000psi(600MPa)의 작동 압력의 유사한 조건에서 고체 입자가 없는 순수 워터젯을 사용하여 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 예시적인 절삭을 수행하여 허용 가능한 절삭 속도를 평가하였다. 그 결과는 도 14의 그래프에 나타내었다. 상기 시험 조건에서, 약 70,000psi(483MPa)에서 약 87,000psi(600MPa)로 작동 압력을 증가시킬 때, 상당히 높은 허용 절삭 속도가 다시 가능해졌다. 또한, 상기 재료 두께를 줄이면 더 높은 허용 절삭 속도가 가능해졌다. 다시 말해, 허용 절삭 속도는 뚜렷한 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열이 없는 워크피스 가장자리 품질을 생산하는 절삭 속도를 확인함으로써 결정된다.
허용 절삭 속도 및 작동 압력(p) 사이의 관계를 더 설명하기 위해, 약 70,000psi(483MPa) 및 약 87,000psi(600MPa)의 작동 압력의 유사한 조건에서 고체 입자가 없는 순수 워터젯을 사용하여 약 0.120인치(3.05mm)의 재료 두께(t)를 갖는 탄소 섬유 강화 폴리머 워크피스에 대해 예시적인 절삭을 수행하였고, 작은 국부적인 박리 영역으로 이루어진 후면 선형 결함의 백분율을 5가지 상이한 선형 절삭 속도에서 2가지 일련의 시험 각각에 대해 기록하였다. 그 결과는 도 15의 그래프에 나타내었다. 상기 시험 조건 하에서, 약 87,000psi(600MPa)의 작동 압력(p)으로 상기 탄소 섬유 강화 폴리머 워크피스를 절삭 할 경우, 보다 더 높은 허용 절삭 속도를 가능하게 하며, 약 70,000psi(483MPa)의 작동 압력(p)으로 절삭한 경우보다 상당히 작은 선형 결함의 비율을 나타냈다. 따라서, 일부 구현예에서, 트리밍 방법은 후면 선형 결함을 최소화하거나 제거하기 위해 작동 압력을 87,000psi(600MPa) 또는 그 이상으로 유지하면서 유리하게 수행될 수 있다.
상기 관점에서, 트리밍 방법의 적어도 일부에 있어서, 상기 절삭 속도는 다른 인자들 중에서, 중 강도 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 또는 유사한 재료 특성의 섬유 강화 폴리머 복합재로 제조된 워크피스를 절삭할 때 적어도 다음의 조건들 중 어느 하나를 충족하는 재료 두께 및 작동 압력에 따라 선택된다: 상기 작동 압력이 약 60,000psi 내지 약 75,000psi이고 상기 두께가 약 1.00mm±0.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 3,000mm/분 내지 약 6,000mm/분; 상기 작동 압력이 약 60,000psi 내지 약 75,000psi이고 상기 두께가 약 2.50mm±1.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 500mm/분 내지 약 1,000mm/분; 상기 작동 압력이 약 60,000psi 내지 약 75,000psi이고 상기 두께가 약 5.5mm±2.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 100mm/분 내지 약 250mm/분; 및 상기 작동 압력이 약 60,000psi 내지 약 75,000psi이고 상기 두께가 약 10.0mm±2.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 20mm/분 내지 약 40mm/분. 다른 경우에, 트리밍 방법의 적어도 일부에 있어서, 상기 절삭 속도는 다른 인자들 중에서, 중 강도 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 또는 유사한 재료 특성의 섬유 강화 폴리머 복합재로 제조된 워크피스를 절삭할 때 적어도 다음의 조건들 중 어느 하나를 충족하는 재료 두께 및 작동 압력에 따라 선택된다: 상기 작동 압력이 약 75,000psi 내지 약 90,000psi이고 상기 두께가 약 1.00mm±0.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 8,000mm/분 내지 약 12,000mm/분; 상기 작동 압력이 약 75,000psi 내지 약 90,000psi이고 상기 두께가 약 2.50mm±1.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 1,200mm/분 내지 약 2,000mm/분; 상기 작동 압력이 약 75,000psi 내지 약 90,000psi이고 상기 두께가 약 5.5mm±2.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 300mm/분 내지 약 500mm/분; 및 상기 작동 압력이 약 75,000psi 내지 약 90,000psi이고 상기 두께가 약 10.0mm±2.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 약 75mm/분 내지 약 120mm/분.
허용 가능한 또는 최대 절삭 속도는 섬유의 유형, 매트릭스 재료의 유형, 및/또는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 제조 방식에 적어도 부분적으로 더 기초할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유 또는 폴리아미드 섬유 또는 다른 유형의 섬유를 포함할 수 있고, 다른 유형의 폴리머 매트릭스 재료를 포함할 수 있고, 매트릭스 재료로 함침된 섬유, 테이프 또는 직물의 층으로 구성될 수 있어, 강도 또는 경도와 같은 상이한 재료 특성을 갖는 강화 폴리머 복합 워크피스가 얻어진다. 절삭 속도는 이러한 재료 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 더 낮은 강도의 폴리아미드 섬유 중합체 복합체와 비교하여 보다 강도가 높은 탄소 섬유 중합체 복합체와 같이 더 단단한 복합 재료에 대해 상대적으로 더 느린 절삭 속도가 선택될 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 상기 트리밍 방법은 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 폴아웃 또는 섬유 파열 없이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 상기 최종 성분 프로파일을 따라 절삭하기에 충분한 임계 선형 출력 밀도 이상으로 상기 순수 워터젯의 선형 출력 밀도(제트 직경으로 나눈 제트 파워)를 유지시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 임계 선형 출력 밀도는 재료 유형 및 재료 두께를 포함하는 다양한 요인에 의존할 수 있으며, 상기 순수 워터젯의 실제 선형 출력 밀도는 주로 작동 압력 및 오리피스 사이즈에 의해 결정될 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 상기 트리밍 방법은 재료 두께, 재료 유형, 작동 압력 및 오리피스 사이즈를 포함하는 복수의 작동 파라미터에 기초하여 절삭 속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 절삭 속도는 더 얇은 워크피스, 더 부드러운 복합재, 더 높은 작동 압력 또는 더 큰 오리피스 사이즈를 사용할 때 상대적으로 높게 설정될 수 있다. 다른 파라미터는 스탠드오프 거리 및 공차 수준을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 워크피스는 더 엄격한 공차 제어가 필요할 수 있으며, 그에 따라 절삭 속도가 조정될 수 있다(즉, 공차가 엄격할수록 절삭 속도가 더 낮고, 공차가 덜 엄격할수록 절삭 속도가 더 높음). 엄격한 공차 제어는 본원에 기재된 트리밍 방법의 주어진 적용에 대해 요구되거나 허용되는 표면 거칠기의 양에 반영될 수 있다. 또 다른 파라미터는 절삭 중에 상기 제트가 지나가는 호 또는 모서리의 정도와 같은 상기 절삭 경로의 복잡성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 직선 절삭에 상대적으로 높은 절삭 속도가 사용될 수 있는 반면, 박리를 방지하는데 도움이 되도록 단단한 모서리 및 더 작은 반경의 호에 접근하고 탐색할 때 상대적으로 느린 절삭 속도가 사용될 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 모든 박리를 방지하기보다, 트리밍 방법은 작느 국부적인 박리 영역으로 이루어진 후면 선형 결함을, 예를 들어, 10% 미만의 후면 선형 결함 또는 5% 미만의 후면 선형 결함과 같은 임계 허용 가능한 결함 수준 이하로 유지하도록 상기 절삭 속도를 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 상기 트리밍 방법은 임의의 작동 압력(60,000psi 미만을 포함)에서 상기 최종 성분 프로파일 내의 영역(예로서, 도 4의 애퍼처(54)의 위치)에서 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 관통시키는 단계 및 허용 가능한 크기의 국부적인 박리 영역으로 둘러싸인 애퍼처를 생성하는 단계 및 그 후 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합재료 내의 내부 형상을 절삭하고 국부적인 박리 영역을 제거하도록 60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한채 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 다른 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 예시적인 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스(50)의 애퍼처(54)를 참조하면, 상기 관통 작업은 상기 애퍼처(54)의 중심에서 발생할 수 있고, 국부적인 박리 영역을 유발하고, 이후 나선형 또는 다른 곡선 경로가 그에 거의 접하는 외부 프로파일(56)에 접근하도록 할 수 있으며, 이후 절삭은 상기 애퍼처(54)를 형성하고 국부적인 박리 영역을 제거하기 위해 외부 프로파일(56)과 일치하는 경로를 따라 계속될 수 있다. 이러한 방식으로, 주변 영역이 연속적으로 제거되지 않으면 상기 워크피스의 무결성을 손상시킬 수 있는 보다 빠른 관통 기술을 활용하면서, 허용 가능한 가장자리 품질을 갖는 내부 형상이 생산될 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 상기 트리밍 방법은 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하며 관통하도록 상기 순수 워터젯을 지향시키면서, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스로부터 절삭 헤드의 말단부를 임계 거리를 초과하는 거리로 떨어뜨려 유지하는 단계, 및 이후 섬유 강화 폴리머 복합재료를 최종 성분 프로파일로 트리밍하면서 절삭 헤드의 말단을 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스에 상대적으로 더 가깝게 이동시키고 유지하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 섬유 강화 재료는 제1 스탠드오프 거리에서 상기 절삭 헤드의 노즐 부품으로 관통될 수 있으며, 이후 절삭은 제1 스탠드오프 거리보다 작은 제2 스탠드오프 거리에서 노즐 부품과 함께 시작될 수 있다. 이러한 방식으로 진행하는 것은 순수 워터젯으로 상기 워크피스를 관통할 때 발생할 수 있는 박리 또는 마모를 최소화하거나 제거할 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 상기 트리밍 방법은 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 서로에 대해 상기 미리 결정된 경로의 적어도 일부를 따라 이동시키면서, 동시에, 상기 순수 워터젯과 이격되어, 유체 또는 입자상 물질이 실질적으로 존재하지 않는 절삭 위치에서의 절삭 환경을 유지하기 위해, 상기 순수 워터젯의 상기 절삭 위치에 또는 인접하여(예로서, 앞에서) 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 노출된 표면 상으로 가스 스트림을 지향시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 절삭 경로는 제거되지 않을 경우 상기 절삭의 품질을 손상시킬 수 있는 고여있는 물 또는 입자상 물질을 제거할 수 있다. 일부 경우에, 전술한 가스 스트림에 더하여 또는 대신하여 상기 순수 워터젯 주위에 공기 슈라우드가 형성될 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 상기 트리밍 방법은 상기 트리밍 방법의 적어도 일부 동안 상기 순수 워터젯의 집속성을 변경하기 위해 상기 순수 워터젯의 경로로 가스 스트림을 도입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 배출된 제트의 집속성 또는 다른 특성 또는 특징이 선택적으로 변경될 수 있다. 어떤 경우에, 예를 들어, 상기 제트는 드릴링, 관통 또는 다른 공정 중에 변경될 수 있고, 이는 상기 워크피스에 충돌하기 전에 상기 워터젯의 에너지를 감소시켜 이로울 수 있다. 이는 탄소 섬유 강화 폴리머 복합재와 같은 섬유 강화 폴리머 복합 재료를 절삭할 때 박리 및 다른 결함을 줄일 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스가 고정되어 유지된 상태에서 다축 매니퓰레이터로 절삭 헤드를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 상기 절삭 헤드가 고정되어 유지된 상태에서 다축 매니퓰레이터로 이동될 수 있다.
본원에 기재된 상기 순수 워터젯 트리밍 방법의 구현예에 따르면, 순수 워터젯이 워크피스의 아래에 있는 지지 구조물에 대해 덜 파괴적이기 때문에 순수 워터젯을 사용할 때 고정 장치가 단순화 될 수 있다. 따라서, 일부 구현예는 지지 구조물로 상기 워크피스를 지지하는 단계 및 상기 트리밍 방법의 적어도 일부 동안 상기 순수 워터젯이 상기 지지 구조물에 부딪히거나 충돌하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 본원에 기재된 방법을 이용하고 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 절삭하는데 요구되는 임계 수준을 넘어 배출된 순수 워터젯의 선형 출력 밀도는 유지하는 것은 삭이 절삭 위치에 바로 인접한 영역에서 처리될 워크피스의 후면을 지지할 필요가 없어짐으로써 고정 장치를 더욱 단순화할 수 있다.
본원에 기재된 상기 방법을 확장 또는 보충할 수 있는 추가적인 특징 및 다른 양태는 본원의 개시 내용의 상세한 검토로부터 이해될 수 있다. 또한, 전술한 다양한 구현예의 양태 및 특징은 추가의 구현예를 제공하기 위해 결합될 수 있다. 전술한 설명에 비추어 상기 구현예에 대한 이러한 및 다른 변경이 이루어질 수 있다. 일반적으로, 다음의 청구범위에서, 사용된 용어는 명세서 및 청구범위에 개시된 특정 구현예로 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 그러한 청구범위가 부여되는 균등물의 전체 범위와 함께 모든 가능한 구현예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서 내에서 언급된, 및/또는 출원 데이터 시트에 열거된 모든 미국 특허, 미국 특허출원 공보, 미국 특허출원, 외국 특허, 외국 특허출원 및 비-특허 간행물은 2015년 7월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/798,222호를 포함하여 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.

Claims (22)

  1. 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스(workpiece)의 트리밍 방법에 있어서,
    상기 워크피스의 섬유 강화 폴리머 복합재료가 그 최종 성분 프로파일을 초과하여 연장되는 미완성 상태로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 제공하는 단계;
    60,000psi 이상의 작동 압력으로 절삭 헤드를 통해 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯을 생성하는 단계;
    상기 순수 워터젯을 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하도록 지향시키는 단계;
    상기 순수 워터젯이 섬유 강화 폴리머 복합재료를 박리 없이 최종 성분 프로파일로 트리밍하도록, 60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한 채 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계;
    임의의 작동 압력에서 최종 성분 프로파일 내 영역의 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 관통시키고, 국부적인 박리 영역으로 둘러싸인 애퍼처(aperture)를 생성하는 단계; 및
    순수 워터젯이 섬유 강화 폴리머 복합재료 내의 내부 형상을 절삭하고 국부적인 박리 영역을 제거하도록, 60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한 채 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 제2의 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계로서, 상기 제2의 미리 결정된 경로는 그에 접하는 외부 프로파일에 접근하며 곡선인 단계를 포함하는, 트리밍 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 서로에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 두께 및 작동 압력의 크기에 적어도 부분적으로 기초하는 절삭 속도로 이동시키는 단계를 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 워크피스는 탄소 섬유로 강화된 것이며, 상기 트리밍 방법의 적어도 일부에 있어서, 상기 절삭 속도는 적어도 다음 중 어느 하나를 충족하도록, 다른 인자들 중에서, 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 두께 및 작동 압력에 따라 선택되는 것인, 트리밍 방법:
    상기 작동 압력이 60,000psi 내지 75,000psi이고 상기 두께가 1.00mm±0.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 3,000mm/분 내지 6,000mm/분;
    상기 작동 압력이 60,000psi 내지 75,000psi이고 상기 두께가 2.50mm±1.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 500mm/분 내지 1,000mm/분;
    상기 작동 압력이 60,000psi 내지 75,000psi이고 상기 두께가 5.5mm±2.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 100mm/분 내지 250mm/분; 및
    상기 작동 압력이 60,000psi 내지 75,000psi이고 상기 두께가 10.0mm±2.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 20mm/분 내지 40mm/분.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 워크피스는 탄소 섬유로 강화된 것이며, 상기 트리밍 방법의 적어도 일부에 있어서, 상기 절삭 속도는 적어도 다음 중 어느 하나를 충족하도록, 다른 인자들 중에서, 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 두께 및 작동 압력에 따라 선택되는 것인, 트리밍 방법:
    상기 작동 압력이 75,000psi 내지 90,000psi이고 상기 두께가 1.00mm±0.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 8,000mm/분 내지 12,000mm/분;
    상기 작동 압력이 75,000psi 내지 90,000psi이고 상기 두께가 2.50mm±1.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 1,200mm/분 내지 2,000mm/분;
    상기 작동 압력이 75,000psi 내지 90,000psi이고 상기 두께가 5.5mm±2.00mm인 경우, 상기 절삭 속도는 300mm/분 내지 500mm/분; 및
    상기 작동 압력이 75,000psi 내지 90,000psi이고 상기 두께가 10.0mm±2.50mm인 경우, 상기 절삭 속도는 75mm/분 내지 120mm/분.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 절삭 속도는 섬유의 유형, 매트릭스 재료의 유형, 및/또는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 제조 방식에 적어도 부분적으로 더 기초하는 것인, 트리밍 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 탄소 섬유, 유리 섬유, 붕소 섬유 또는 폴리아미드 섬유를 포함하며, 그리고
    상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 매트릭스 재료로 함침된 섬유, 테이프 또는 직물의 층으로 구성되는 것인, 트리밍 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 절삭 속도는 순수 워터젯을 생성하는 데 사용된 오리피스 부재의 오리피스 사이즈에 적어도 부분적으로 더 기초하며, 상기 절삭 속도는 0.005 인치 내지 0.010 인치 범위의 오리피스 사이즈에서 오리피스 사이즈의 증가마다 증가하는 것인, 트리밍 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 헤드를 통해 고체 입자가 없는 액상의 상기 순수 워터젯을 생성하는 단계는, 0.010 인치 미만의 직경을 갖는 오리피스 부재를 통해 상기 순수 워터젯을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 헤드를 통해 고체 입자가 없는 액상의 상기 순수 워터젯을 생성하는 단계는, 0.005 인치의 직경을 갖는 오리피스 부재를 통해 상기 순수 워터젯을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 서로에 대해 상기 미리 결정된 경로의 적어도 일부를 따라 이동시키면서, 동시에, 상기 순수 워터젯과 이격되어, 유체 또는 입자상 물질이 실질적으로 존재하지 않는 절삭 위치에서의 절삭 환경을 유지하기 위해, 상기 순수 워터젯의 상기 절삭 위치에 또는 인접하여 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 노출된 표면 상으로 가스 스트림을 지향시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하며 관통하도록 상기 순수 워터젯을 지향시키면서, 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스로부터 절삭 헤드의 말단부를 임계 거리를 초과하는 거리로 떨어뜨려 유지하는 단계; 및
    이후, 섬유 강화 폴리머 복합재료를 최종 성분 프로파일로 트리밍하면서 절삭 헤드의 말단부를 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스에 상대적으로 더 가깝게 이동시키고 유지하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 관통하거나 트리밍할 때와 같이, 상기 트리밍 방법의 적어도 일부 동안 상기 순수 워터젯의 집속성(coherence)을 변경하기 위해 상기 순수 워터젯의 경로로 가스 스트림을 도입하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는, 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스가 고정되어 유지된 상태에서 다축 매니퓰레이터로 절삭 헤드를 이동시키는 단계를 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는, 상기 절삭 헤드가 고정되어 유지된 상태에서 다축 매니퓰레이터로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 이동시키는 단계를 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 풀아웃(pullout) 또는 섬유 파열 없이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 상기 최종 성분 프로파일을 따라 절삭하기에 충분한 임계 선형 출력 밀도 이상으로 상기 순수 워터젯의 선형 출력 밀도를 유지시키는 단계를 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    재료 두께, 재료 유형, 작동 압력 및 오리피스 사이즈를 포함하는 복수의 작동 파라미터에 기초하여 절삭 속도를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 작동 파라미터는 추가로 공차 수준을 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 순수 워터젯이 섬유 강화 폴리머 복합재료를 박리 없이 최종 성분 프로파일로 트리밍하도록, 60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한 채 상기 절삭 헤드 및 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 어느 하나를 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계는, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 풀아웃 또는 섬유 파열 없이 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 최종 성분 프로파일로 트리밍하는 단계를 추가로 포함하는 것인, 트리밍 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 워크피스는 탄소 섬유로 강화된 것이며, 상기 탄소 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 자동차용으로 적합한 것인, 트리밍 방법.
  21. 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법에 있어서,
    상기 워크피스의 섬유 강화 폴리머 복합재료가 그 최종 성분 프로파일을 초과하여 연장되는 미완성 상태로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 제공하는 단계로서, 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 얇은 쉘 구조를 갖는 것인 단계;
    60,000psi 이상의 작동 압력으로 절삭 헤드를 통해 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯을 생성하는 단계로서, 상기 절삭 헤드는 다축 매니퓰레이터에 의해 지지되는 것인 단계; 및
    60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한 채 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하도록 지향시키고, 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합재료를 뚜렷한 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 풀아웃 또는 섬유 파열 없이 최종 성분 프로파일로 트리밍하도록 재료 두께, 재료 유형, 작동 압력, 이격 거리 및 오리피스 사이즈를 포함하는 복수의 작동 파라미터에 기초하여 절삭 속도를 제어하면서, 상기 절삭 헤드를 다축 매니퓰레이터를 통해 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시킴으로써, 22±5 미크론의 Ra 값 및 128±20 미크론의 Rz 값 중 하나를 갖는 표면 거칠기를 갖는 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 가장자리를 규정하는 단계를 포함하는, 트리밍 방법.
  22. 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스의 트리밍 방법에 있어서,
    상기 워크피스의 섬유 강화 폴리머 복합재료가 그 최종 성분 프로파일을 초과하여 연장되는 미완성 상태로 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 제공하는 단계로서, 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스는 얇은 쉘 구조를 갖는 것인 단계;
    60,000psi 이상의 작동 압력으로 절삭 헤드를 통해 고체 입자가 없는 액상의 순수 워터젯을 생성하는 단계;
    상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 상기 절삭 헤드 및 제트 수용 리셉터클 사이에 위치시키는 단계;
    상기 순수 워터젯을 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하여 상기 제트 수용 리셉터클로 지향시키는 단계;
    60,000psi 이상의 작동 압력을 유지한 채 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스를 통과하도록 지향시키고, 상기 순수 워터젯이 상기 섬유 강화 폴리머 복합재료를 뚜렷한 박리, 쪼개짐, 마모 또는 허용되지 않는 섬유 풀아웃 또는 섬유 파열 없이 최종 성분 프로파일로 트리밍하도록 재료 두께, 재료 유형, 작동 압력, 이격 거리 및 오리피스 사이즈를 포함하는 복수의 작동 파라미터에 기초하여 절삭 속도를 제어하면서, 상기 절삭 헤드 및 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 적어도 하나를 다축 매니퓰레이터를 통해 상기 절삭 헤드 및 상기 섬유 강화 폴리머 복합 워크피스 중 다른 하나에 대해 미리 결정된 경로를 따라 이동시키는 단계; 및
    상기 절삭 헤드 및 상기 제트 수용 리셉터클 중 적어도 하나를 상기 절삭 헤드 및 상기 제트 수용 리셉터클 중 다른 하나에 대해 이동시켜 상기 절삭 헤드로부터 상기 제트 수용 리셉터클까지 측정되는 거리를 조정하는 단계를 포함하는, 트리밍 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9884406B2 (en) * 2014-01-15 2018-02-06 Flow International Corporation High-pressure waterjet cutting head systems, components and related methods
US10596717B2 (en) 2015-07-13 2020-03-24 Flow International Corporation Methods of cutting fiber reinforced polymer composite workpieces with a pure waterjet
USD802634S1 (en) * 2015-10-23 2017-11-14 Flow International Corporation Contour follower for a fluid jet cutting machine
USD802636S1 (en) * 2015-10-30 2017-11-14 Flow International Corporation Contour follower for a fluid jet cutting machine
USD802635S1 (en) * 2015-10-30 2017-11-14 Flow International Corporation Contour follower for a fluid jet cutting machine
JP7277433B2 (ja) 2017-07-31 2023-05-19 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 衝撃および穿刺抵抗を分析するためのシステム
DE102017121203B3 (de) * 2017-09-13 2018-12-20 Benteler Maschinenbau Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Bauteilprobe
DE102019119230A1 (de) * 2019-07-16 2021-01-21 Homag Gmbh Aggregat für Nut- und Trennschnittbearbeitung mit Späneleitfunktion
IT202000010936A1 (it) * 2020-05-13 2021-11-13 Cms Spa Centro di lavoro per tagliare oggetti
WO2022031413A1 (en) * 2020-07-15 2022-02-10 John Bean Technologies Corporation Dual cutter head portioning and trimming
CN113103366B (zh) * 2021-04-06 2022-09-20 山东非金属材料研究所 一种加工带通孔复合材料制品的方法
CN113442217A (zh) * 2021-06-28 2021-09-28 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种热塑性复合材料的切割设备及切割方法
CN114683177B (zh) * 2022-02-24 2023-05-12 大连理工大学 基于多维运动和多物理量协同实时调控的磨料水射流曲面加工方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120297943A1 (en) * 2010-02-10 2012-11-29 Snecma Cutting of preforms prior to rtm injection by means of a water jet and cryonics

Family Cites Families (163)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2658312A (en) 1951-01-26 1953-11-10 Leslie W Smith Spray gun nozzle for spraying buffing compounds
US2985050A (en) 1958-10-13 1961-05-23 North American Aviation Inc Liquid cutting of hard materials
US3531214A (en) 1968-12-09 1970-09-29 Franz W Abramson Radial-driven,multistage jet pump
US3733676A (en) 1969-06-23 1973-05-22 Brown & Root Method for connecting pipelines
US3851421A (en) 1969-12-15 1974-12-03 Hoechst Ag Apparatus for graining surfaces of planographic printing plates
US3589351A (en) 1970-03-16 1971-06-29 Westinghouse Electric Corp Cutting of rocks, glass and the like
US3678689A (en) 1970-09-04 1972-07-25 Samford P Ishiwata Submerged multistage pump usable as propulsion unit
US3894180A (en) 1973-11-05 1975-07-08 Mca Disco Vision Head height control system
US3877334A (en) 1973-11-23 1975-04-15 Gerber Garment Technology Inc Method and apparatus for cutting sheet material with a fluid jet
US3996825A (en) 1975-12-18 1976-12-14 Johns-Manville Corporation Method and apparatus for cutting a web fibrous non-woven mat
US4412402A (en) 1978-07-28 1983-11-01 Cavitron Inc. Equipment and method for delivering an abrasive-laden gas stream
DE3014393C2 (de) 1980-04-15 1984-10-04 Woma-Apparatebau Wolfgang Maasberg & Co Gmbh, 4100 Duisburg Gerät zum Hochdruckwasserstrahlschneiden
US4435902A (en) 1980-12-16 1984-03-13 Flow Industries, Inc. Articulated boom water jet cutting apparatus
US4555872A (en) 1982-06-11 1985-12-03 Fluidyne Corporation High velocity particulate containing fluid jet process
US4478368A (en) 1982-06-11 1984-10-23 Fluidyne Corporation High velocity particulate containing fluid jet apparatus and process
US4541423A (en) 1983-01-17 1985-09-17 Barber Forest C Drilling a curved hole
US4563688A (en) 1983-05-16 1986-01-07 Eastman Kodak Company Fluid jet printer and method of ultrasonic cleaning
US4765540A (en) 1985-11-21 1988-08-23 Fluidyne Corporation Process and apparatus for generating multiple fluid jets
US4723387A (en) 1986-10-06 1988-02-09 Ingersoll-Rand Company Abrasive-jet cutting system
CH670061A5 (ko) 1986-11-26 1989-05-12 Charmilles Technologies
US4849769A (en) 1987-06-02 1989-07-18 Burlington Industries, Inc. System for ultrasonic cleaning of ink jet orifices
US4802156A (en) 1987-07-29 1989-01-31 Industrial Technology Research Institute Cutting machine for pits on CD master
US4878676A (en) 1987-09-18 1989-11-07 Chaldar, Inc. Seal-flushing in centrifugal-pumps, improved methods and apparatuses
JP2597862B2 (ja) 1987-12-15 1997-04-09 富士重工業株式会社 複合材の加工方法
US4843287A (en) 1987-12-31 1989-06-27 Westinghouse Electric Corp. Path contriving system for look-ahead sensor in a robotic control system
FR2627409A1 (fr) 1988-02-24 1989-08-25 Lectra Systemes Sa Appareil de coupe laser muni d'un dispositif d'evacuation des fumees
GB8806574D0 (en) 1988-03-19 1988-04-20 Hepworth Eng Ltd Machine tool error compensation systems
JPH02172629A (ja) 1988-12-26 1990-07-04 Mitsubishi Electric Corp 加工装置
JPH0623670Y2 (ja) 1989-01-18 1994-06-22 スガツネ工業株式会社 ステー
US4934111A (en) 1989-02-09 1990-06-19 Flow Research, Inc. Apparatus for piercing brittle materials with high velocity abrasive-laden waterjets
US5168671A (en) 1989-05-30 1992-12-08 Fuji Seiki Machine Works, Ltd. Dressing method and apparatus for super abrasive grinding wheel
US5207533A (en) * 1990-02-01 1993-05-04 Gaz De France Process and device for replacing an underground pipe
DE4005453A1 (de) 1990-02-21 1991-08-22 Hannover Laser Zentrum Einrichtung zur abstandsmessung bei der laser-materialbearbeitung
US5065789A (en) 1990-09-13 1991-11-19 Halliburton Company Back pressure regulating valve for ultra high pressures
CA2035702C (en) 1991-02-05 1996-10-01 Mohan Vijay Ultrasonically generated cavitating or interrupted jet
US5599223A (en) 1991-04-10 1997-02-04 Mains Jr.; Gilbert L. Method for material removal
DE4120613A1 (de) 1991-06-20 1992-03-05 Suesse Harald Selbstregulierender hochdrucktrennstrahlbeschleuniger
JPH0623670A (ja) 1992-07-07 1994-02-01 Yoshida Tekkosho:Kk ウオータジェット切断用ノズル及びウオータジェットによる切断方法
US5361286A (en) 1993-05-19 1994-11-01 General Electric Company Method for in situ cleaning of inlet mixers
US5418824A (en) 1993-05-19 1995-05-23 General Electric Company In situ inlet mixer cleaning system
US5387969A (en) 1993-06-22 1995-02-07 Optima Industries, Inc. Machine tool position measurement employing multiple laser distance measurements
US5429460A (en) 1994-03-09 1995-07-04 Campian; Jonathon Machine for cutting a workpiece made of styrofoam or like material
US6103049A (en) 1994-05-31 2000-08-15 Johns Manville International, Inc. Method and apparatus for cutting, sealing and encapsulated fibrous products
CN2246028Y (zh) 1994-11-05 1997-01-29 机械工业部北京机械工业自动化研究所 液压切断器
JPH08166813A (ja) 1994-12-14 1996-06-25 Fanuc Ltd ウィービング動作を伴うロボットのトラッキング制御方法
JPH08164565A (ja) * 1994-12-15 1996-06-25 Sekisui Chem Co Ltd 繊維強化合成樹脂管の製造方法
US5643058A (en) 1995-08-11 1997-07-01 Flow International Corporation Abrasive fluid jet system
CN2229553Y (zh) 1995-08-23 1996-06-19 南京晨光机器厂 高压泵连管
DE59608130D1 (de) 1995-10-06 2001-12-13 Elpatronic Ag Bergdietikon Verfahren zum Kontrollieren und Positionieren eines Strahls zum Bearbeiten von Werkstücken
US5642766A (en) 1995-12-05 1997-07-01 John Rock & Company, Inc. Method and apparatus for removing sawdust
US6053424A (en) 1995-12-21 2000-04-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Apparatus and method for ultrasonically producing a spray of liquid
US5794858A (en) 1996-05-29 1998-08-18 Ingersoll-Rand Company Quick assembly waterjet nozzle
US5920483A (en) 1996-06-06 1999-07-06 The Boeing Company Scaling machine media for thermal effects to improve machine accuracy
NL1003403C2 (nl) 1996-06-24 1998-01-07 Johan Massee Inrichting voor het bewerken van een werkstuk.
FR2754331B1 (fr) 1996-10-07 1998-12-18 Sra Savac Outil destine au nettoyage par jets d'eau sous haute pression, notamment nettoyage d'une plaque tubulaire de generateur de vapeur
US6001219A (en) 1997-05-07 1999-12-14 Caspar; Roman C. Water jet edge trimming station for use in papermaking machine
US6062778A (en) 1997-08-15 2000-05-16 Unova Ip Corp. Precision positioner for a cutting tool insert
KR100278137B1 (ko) 1997-09-04 2001-01-15 가나이 쓰도무 반도체소자의 탑재방법 및 그 시스템, 반도체소자 분리장치 및ic카드의 제조방법
US6172374B1 (en) 1997-11-26 2001-01-09 The Boeing Company Dual laser homing sensor
IT250346Y1 (it) 1998-05-05 2003-09-03 Atom Spa Gruppo di taglio a getto d'acqua a teste multiple. in particolare perpelle, cuoio e materiali sintetici.
JP3770295B2 (ja) 1998-07-17 2006-04-26 日特建設株式会社 高圧ジェット噴射混合処理装置
DE19849814A1 (de) 1998-10-29 2000-05-04 Saechsische Werkzeug Und Sonde Wasserstrahldüse in Wasserstrahlschneidköpfen
JP3056723B1 (ja) 1999-01-04 2000-06-26 ファナック株式会社 レ―ザ加工装置
US6280302B1 (en) 1999-03-24 2001-08-28 Flow International Corporation Method and apparatus for fluid jet formation
US6155245A (en) 1999-04-26 2000-12-05 Zanzuri; Clement Fluid jet cutting system and method
US6540586B2 (en) 1999-08-25 2003-04-01 Flow International Corporation Apparatus and methods for collision detection and recovery for waterjet cutting systems
US6379214B1 (en) 1999-08-25 2002-04-30 Flow International Corporation Apparatus and methods for z-axis control and collision detection and recovery for waterjet cutting systems
KR100409201B1 (ko) 1999-09-01 2003-12-11 주식회사 포스코 전자기 초음파 진동을 이용한 노즐막힘 방지장치 및 그 방법
DE29920344U1 (de) 1999-11-19 2000-02-03 Saechsische Werkzeug Und Sonde Wasserstrahlschneidmaschine mit geschützter Hochdruckwasserzuleitung zum Maschinenportal
US6220529B1 (en) 2000-02-10 2001-04-24 Jet Edge Division Tc/American Monorail, Inc. Dual pressure valve arrangement for waterjet cutting system
DE20010047U1 (de) 2000-02-21 2000-09-14 Aba Geraete U Maschinenbau Gmb Vorrichtung zum Abtasten von Arbeitshöhen
IL134693A0 (en) 2000-02-23 2001-04-30 Kulicke & Soffa Investments Attachment for a dicing saw
CN2406979Y (zh) 2000-03-03 2000-11-22 叶晓丰 电梯落底缓冲装置
JP2001287076A (ja) 2000-04-10 2001-10-16 Tanaka Engineering Works Ltd レーザ切断機のピアシング装置
SE523035C2 (sv) 2000-04-13 2004-03-23 Saab Ab Verktyg för fixering av skrovdetaljer
DE10051942B4 (de) 2000-10-19 2004-12-02 Peter Lisec Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Werkstoffplatten
DE10056329B4 (de) 2000-11-14 2006-10-26 Precitec Kg Optisches Abstandsmeßverfahren und Abstandssensor
US7464630B2 (en) 2001-08-27 2008-12-16 Flow International Corporation Apparatus for generating and manipulating a high-pressure fluid jet
EP1908551B1 (en) 2001-08-27 2010-04-21 Flow International Corporation Apparatus for generating a high-pressure fluid jet
US6766216B2 (en) 2001-08-27 2004-07-20 Flow International Corporation Method and system for automated software control of waterjet orientation parameters
US7008481B2 (en) 2002-05-24 2006-03-07 Innovative Thin Films, Ltd. Method and apparatus for depositing a homogeneous pyrolytic coating on substrates
AT412197B (de) 2002-11-22 2004-11-25 Lisec Peter Vorrichtung zum bearbeiten von werkstoffplatten
DE10307871A1 (de) 2003-02-25 2004-09-02 Robert Bosch Gmbh Hochdruckleitung für eine Kraftstoffeinspritzanlage
DE10308330B4 (de) 2003-02-26 2007-06-14 Bauer Spezialtiefbau Gmbh Injektionsvorrichtung
US20050051602A1 (en) 2003-05-13 2005-03-10 Babb Jonathan Allyn Control system for friction stir welding of metal matrix composites, ferrous alloys, non-ferrous alloys, and superalloys
US6981906B2 (en) 2003-06-23 2006-01-03 Flow International Corporation Methods and apparatus for milling grooves with abrasive fluidjets
US20050017091A1 (en) 2003-07-22 2005-01-27 Omax Corporation Abrasive water-jet cutting nozzle having a vented water-jet pathway
US20050050706A1 (en) 2003-09-04 2005-03-10 Douglas Motzno Method and apparatus for rivet removal
CA2543714C (en) 2003-11-03 2011-06-07 Vln Advanced Technologies Inc. Ultrasonic waterjet apparatus
EP1607430A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-21 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Fibre-reinforced polymer composites and processes for preparing the same
US7331842B2 (en) 2004-08-19 2008-02-19 Flow International Corporation Contour follower for tool
US7748750B2 (en) * 2004-08-19 2010-07-06 Flow International Corporation High fatigue life fittings for high-pressure fluid systems
US20060204384A1 (en) 2004-09-03 2006-09-14 Cornell Donald E Water cannon
DE102004063644A1 (de) 2004-12-31 2006-07-20 Tecpharma Licensing Ag Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines fluiden Produkts mit Drehfederantrieb
CN100507778C (zh) 2005-01-19 2009-07-01 三菱电机株式会社 定位装置及定位方法
AU2005326558B9 (en) 2005-02-03 2009-10-01 Vestas Wind Systems A/S Method of manufacturing a wind turbine blade shell member
CN2850822Y (zh) 2005-10-28 2006-12-27 鲍伟康 高压水射流切割机用喷砂管
ATE439213T1 (de) 2006-02-17 2009-08-15 Ant Applied New Technologies A Düsenkopf
US7615128B2 (en) 2006-04-05 2009-11-10 Mikkelsen Graphic Engineering, Inc. Method and apparatus for fray-free textile cutting
CN2895428Y (zh) 2006-05-22 2007-05-02 广州聚能生物科技有限公司 超高压细胞破碎装置
GB0610578D0 (en) 2006-05-27 2006-07-05 Rolls Royce Plc Method of removing deposits
KR100873900B1 (ko) 2006-07-14 2008-12-15 세메스 주식회사 소닉 노즐의 세정 장치 및 방법
US20080057839A1 (en) 2006-09-01 2008-03-06 Thomas Anderson Abrasivejet Cutting Head With Novel Entrainment Structure and Method
JP2008098216A (ja) 2006-10-06 2008-04-24 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの加工装置
US8187056B2 (en) * 2006-12-14 2012-05-29 Flow International Corporation Process and apparatus for surface-finishing
EP2102630B1 (en) 2006-12-28 2014-12-03 Agency for Science, Technology And Research Encapsulated device with integrated gas permeation sensor
US7591615B2 (en) 2007-03-09 2009-09-22 Trimont Mfg. Inc Sheet material cutting machine with vacuum cleaning system
EP2136966B1 (en) 2007-04-24 2013-07-31 Techni Waterjet PTY LTD Improved water jet cutting machine
TR200704706A2 (tr) * 2007-07-05 2008-12-22 Teknodrom Roboti̇k Ve Otomasyon San.Ti̇c. Ltd.Şti̇. Robotik lazer, plazma, su jeti, freze, vb. parça işleme sistemi
US8448880B2 (en) 2007-09-18 2013-05-28 Flow International Corporation Apparatus and process for formation of laterally directed fluid jets
RU2492986C2 (ru) 2007-11-30 2013-09-20 Флоу Интернэшнл Корпорейшн Гибкая система держателей для механической обработки деталей
US8826938B2 (en) 2008-01-22 2014-09-09 Control Components, Inc. Direct metal laser sintered flow control element
US8061142B2 (en) 2008-04-11 2011-11-22 General Electric Company Mixer for a combustor
CN201177121Y (zh) 2008-04-16 2009-01-07 沈阳奥拓福高压水射流技术有限公司 超高压360°动态接头
FR2930902B1 (fr) 2008-05-06 2011-05-20 Exelgom Tete de projection de fluide a haute pression pour une installation de recyclage de pneumatiques usages
US8651920B2 (en) 2008-05-21 2014-02-18 Flow International Corporation Mixing tube for a waterjet system
US20090305611A1 (en) 2008-06-06 2009-12-10 Flow International Corporation Device and method for improving accuracy of a high-pressure fluid jet apparatus
US8210908B2 (en) 2008-06-23 2012-07-03 Flow International Corporation Vented cutting head body for abrasive jet system
US7789734B2 (en) * 2008-06-27 2010-09-07 Xerox Corporation Multi-orifice fluid jet to enable efficient, high precision micromachining
EP2145689A1 (en) 2008-07-16 2010-01-20 VLN Advanced Technologies Inc. Method and apparatus for prepping surfaces with a high-frequency forced pulsed waterjet
US20100089956A1 (en) 2008-09-05 2010-04-15 Blake Garrett B Bike Rack
US20100072261A1 (en) 2008-09-25 2010-03-25 Marcio Fernando Cruz Friction stir welding spindle downforce and other control techniques, systems and methods
US8261959B2 (en) 2008-09-25 2012-09-11 Embraer S.A. Friction stir welding spindle downforce and other control techniques, systems and methods
JP5324187B2 (ja) 2008-10-29 2013-10-23 株式会社森精機製作所 ミスト状切削液の吐出確認方法
TWI507373B (zh) * 2009-02-11 2015-11-11 Ppg Ind Ohio Inc 纖維補強之聚合性複合物及其製造方法
US20100224543A1 (en) 2009-03-05 2010-09-09 Ellis Scott J Connection assembly for ultra high pressure liquid chromatography
JP5372598B2 (ja) 2009-05-15 2013-12-18 株式会社森精機製作所 加工方法及び加工システム
JP2011011314A (ja) 2009-07-05 2011-01-20 Koshinkogyo Co Ltd ウォータジェット切断装置
US8405409B2 (en) 2009-09-22 2013-03-26 Laser Mechanisms, Inc. Fast response capacitive gauging system featuring steep slope filter discrimination circuit
CN102958616B (zh) 2009-10-06 2016-06-01 苏舍美特科（美国）公司 利用脉冲射流为热喷涂层制备气缸孔表面的方法和设备
US20110087363A1 (en) 2009-10-09 2011-04-14 Furmanite Worldwide, Inc. Surface measurement, selection, and machining
CH702451A1 (de) 2009-12-17 2011-06-30 Micromachining Ag Verfahren zum Trennen einer Materialschicht mittels eines Schneidstrahls.
DE102009060689B4 (de) 2009-12-29 2015-12-03 Airbus Operations Gmbh Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102010000478A1 (de) 2010-02-19 2011-08-25 Hammelmann Maschinenfabrik GmbH, 59302 Verfahren zur Funktionsunterbrechung eines Schneidstrahls sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US8423172B2 (en) * 2010-05-21 2013-04-16 Flow International Corporation Automated determination of jet orientation parameters in three-dimensional fluid jet cutting
AU2011203006B2 (en) 2010-06-21 2015-10-01 Omax Corporation Systems for abrasive jet piercing and associated methods
US8821213B2 (en) 2010-10-07 2014-09-02 Omax Corporation Piercing and/or cutting devices for abrasive waterjet systems and associated systems and methods
US8661905B2 (en) 2010-11-09 2014-03-04 Georgia Tech Research Corporation Non-contact microelectronic device inspection systems and methods
US9067331B2 (en) 2011-04-01 2015-06-30 Omax Corporation Waterjet cutting system fluid conduits and associated methods
CN202213012U (zh) 2011-06-15 2012-05-09 上海松江埃驰汽车地毯声学元件有限公司 机器人水刀切割系统的防漏切装置
US9003936B2 (en) * 2011-07-29 2015-04-14 Flow International Corporation Waterjet cutting system with standoff distance control
DE102011080852A1 (de) 2011-08-11 2013-02-14 Dürr Ecoclean GmbH Vorrichtung zum Erzeugen eines pulsierenden mit Druck beaufschlagten Fluidstrahls
KR101904797B1 (ko) 2011-09-15 2018-10-05 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 유리판 절단방법 및 유리판 절단장치
CN202388567U (zh) 2011-10-31 2012-08-22 东莞市伟创东洋自动化设备有限公司 汽车顶蓬自动水切割设备
US8783146B2 (en) 2011-11-04 2014-07-22 Kmt Waterjet Systems Inc. Abrasive waterjet focusing tube retainer and alignment
KR20120031027A (ko) 2012-01-25 2012-03-29 웅진코웨이주식회사 초음파 세척기
US20130213200A1 (en) 2012-02-16 2013-08-22 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Method for cutting fiberglass insulation
US8894468B2 (en) * 2012-05-16 2014-11-25 Flow International Corporation Fluid jet receptacle with rotatable inlet feed component and related fluid jet cutting system and method
JP5590076B2 (ja) * 2012-07-04 2014-09-17 株式会社デンソー 多相回転機の制御装置
WO2014052407A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 G.D.O. Inc. Underwater abrasive entrainment waterjet cutting
US9744645B2 (en) * 2012-09-25 2017-08-29 G.D.O. Inc. Abrasive entrainment waterjet cutting
US9272437B2 (en) 2012-10-31 2016-03-01 Flow International Corporation Fluid distribution components of high-pressure fluid jet systems
CN103895064A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 王楠 携带式水动力切割器
GB2509754A (en) * 2013-01-14 2014-07-16 Bae Systems Plc Ferromagnetic fibre composites
DE102013100473A1 (de) 2013-01-17 2014-07-17 Seho Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen einer Lötdüse
CN103272799A (zh) 2013-06-20 2013-09-04 李乃华 一种喷射式超声波水流清洗装置
US9573289B2 (en) * 2013-10-28 2017-02-21 Flow International Corporation Fluid jet cutting systems
WO2015073925A2 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Neograft Technologies, Inc. Graft devices and related systems and methods
US9884406B2 (en) 2014-01-15 2018-02-06 Flow International Corporation High-pressure waterjet cutting head systems, components and related methods
WO2015134966A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 Hypertherm, Inc. Liquid pressurization pump and systems with data storage
WO2015163408A1 (ja) * 2014-04-24 2015-10-29 帝人株式会社 端面を有する炭素繊維強化樹脂加工品、及びその製造方法
US9346147B2 (en) 2014-05-07 2016-05-24 Hypertherm, Inc. Pedestal style waterjet orifice assembly
US10596717B2 (en) 2015-07-13 2020-03-24 Flow International Corporation Methods of cutting fiber reinforced polymer composite workpieces with a pure waterjet

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120297943A1 (en) * 2010-02-10 2012-11-29 Snecma Cutting of preforms prior to rtm injection by means of a water jet and cryonics

Also Published As

Publication number Publication date
EP3322567A1 (en) 2018-05-23
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