KR102655925B1 - 에필람 처리된 기계적 부품을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

에필람 기계적 부품을 제조하기 위한 방법
본 발명은 제 1 재료로 만들어진 기재(4)를 포함하는 에필람 기계적 부품(2)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 적어도:
- 기재(4) 상에 제 2 재료로 이루어진 에필람 생성물(6)을 디포지션시키는 단계(10)로서, 상기 디포지션은 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔(12; 12A, 12B)의 상기 기재(4) 상으로의 투사의 형태로 수행되는, 상기 에필람 생성물(6)을 디포지션시키는 단계(10); 및
- 상기 기재 (4) 상의 성분들의 결합을 보장하도록 상기 제 2 재료를 처리하는 단계(11)를 포함한다.

Description

에필람 처리된 기계적 부품을 제조하기 위한 방법
발명의 기술 분야
본 발명은 에필람 기계적 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 그러한 제조 방법에 따라 얻어진 에필람 기계적 부품에 관한 것이다. 에필람 층이 디포지션되는 기재를 포함하는 기계적 부품은, 예를 들어, 타임피스, 전형적으로 플레이트, 앵커 리프터, 휠, 밸런스 또는 다른 축이다.
배경 기술
예를 들어 시계 제조 분야와 같이, 마찰 접촉에서의 그리고 상대적 변위에서의 기계적 컴포넌트들의 분야에서, 기계적 부품들의 적절한 작동은, 무엇보다도, 그것들의 윤활에 달려 있다. 따라서, 사용되는 윤활제의 주요 기능은 에너지 소산 및 마모를 감소시키면서 상대적 변위로 접촉하는 면들을 분리하는 것이다.
사용되는 윤활제들은 주로 2 가지 카테고리들로 나뉘어진다: 유체 윤활제들, 및 메커니즘들의 고체 윤활이라 불리는 윤활을 이용하는 윤활제들. 일반적으로 층상 구조를 가지는 고체 윤활제들은 그것들이 본질적으로 파편을 생성하기 때문에 유체 윤활제들보다 시계 제조에서 덜 사용된다. 그러한 고체 윤활제들은 따라서, 다소 긴 기간에 기계적 마모를 유발한다는 단점을 갖는다. 하지만, 예측하기 어려운 그러한 마모는 시계 운동의 신뢰성에 매우 해로운 것으로 입증되었다.
유체 윤활제들은 일반적으로 다소 점성이 있는 그리스 또는 오일의 형태이다. 그것들은 고체 윤활제들보다 적용하기가 더 쉽고 더 빠르다는 이점을 갖는다. 사용될 윤활제의 부피 또한 보다 쉽게 제어된다. 오일의 물리적 특징들 (점성, 습윤성 등) 은 메커니즘의 복잡성에 관계 없이 메커니즘의 여러 기능적 영역들의 윤활을 허용한다. 열에 의해 생성된 에너지는 주로 오일에 의해 소산된다. 유막은 일반적으로 파열 후에도 그리고 적은 부피가 사용되더라도 다시 형성된다. 유체는 자연스럽게 퍼지는 경향이 있는 반면 유체는 기능적 영역들에서 가능한 한 제한된 채로 유지되어야 한다. 윤활제의 내구성은 따라서 동작 영역에서의 그것의 보유에 의존한다: 하지만, 임의의 시계제조자는 윤활제의 방울이 빠르게 깨끗한 부품으로 퍼지는 것을 관찰했다. 이러한 능력은 메커니즘의 모든 민감한 영역들이 효과적으로 커버되기 때문에 유익한 것으로 입증되었지만, 그것은 또한 어셈블리의 적절한 동작에 해로운 것으로 입증될 수 있다. 사실, 심각한 동작 조건들 하에서 부품들의 잠재적인 열화에 의해 강조되는, 중요한 영역들, 통상적으로, 부품들의 접촉 및 상대적 변위의 영역들 (기능적 영역들) 에서의 오일의 손실은 돌이킬 수 없는 손상을 야기할 수 있다. 또한, 윤활제는 원치않는 장소들에 들어가고 접착 문제들, 또는 보다 일반적으로, 심미적인 문제들을 야기할 수 있다.
오일 또는 그리스 형태이든지 간에 유체 윤활제들의 확산은 따라서 타임피스 메커니즘의 동작에 대해 주요 문제가 된다. 그리스의 경우에, 비누와 베이스 오일 사이의 탈혼합이 매우 자주 관찰된다. 베이스 오일은 따라서 부품의 표면 상으로 이동하여 기능 영역들을 떠날 수 있을 것이고, 이는 오일 형태의 유체 윤활제들에 대해 상기 언급된 문제를 초래한다. 일반적으로, 유체 윤활제들은 그것의 표면 장력이 그것이 쌓인 지지부의 표면 장력보다 더 높은 경우에 제 자리에 유지된다. 윤활제의 표면 장력이 너무 낮은 경우에, 오일은 퍼질 것이고, 제 자리에 머물지 않을 것이다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 시계제조자들은 그것들의 컴포넌트들 상에 에필람 (epilame) 이라고 불리는 코팅을 디포짓 (deposit) 한다. 종종 보이지 않는 소유성 분자 층의 형태인 이 에필람은 지지부의 분명한 표면 장력을 감소시키는 제품이다. 에필람에 의해 주어지는 표면 장력은 20 내지 30 mN/m 정도인 한편, 타임피스 오일의 표면 장력은 통상적으로 35 mN/m 임에 유의하여야 한다. 이러한 5 내지 15 mN/m 의 차이는 시계제조자들에 수용가능한 연결 각으로 방울 (drop) 형상을 제공한다. 그것은 일반적으로 25 내지 60 정도이다. 이것은 윤활제를 원하는 영역에 유지하도록 허용한다. 더 큰 각도는 원치않는 변위 (예를 들어 새로운 Gore-TexTM 상의 물과 같이 표면 상에서 구르는 윤활제의 볼) 를 초래할 수 있다.
이 에필람은 여러 가지 방식들로 디포짓될 수 있지만, 이 목적을 위한 주로 알려진 방법은, 용매와 소정 양의 분자들로 이루어진 용액에 기계적 부품을 담가서 에필람 코팅되도록 하여, 그 분자들이 부품의 표면 상에 디포짓되어 부품의 표면 장력을 수정하도록 하는 것으로 이루어진다. 용매는 그 후에 다음 단계 동안 증발되어, 디포짓된 분자들의 분자 층만 남게 된다. 에필람은 그러면 부품의 전체 표면을 커버한다. 동작의 처음 순간들에서 그리고 마찰의 영역들에서, 에필람은 마멸에 의해 제거되어, 윤활제가 젖을 수 있는 표면을 남긴다. 탈진기와 같이 몇몇 중요한 메커니즘들은 이러한 에필람 마멸이 발생하기 위한 최소 기간 동안 동작하도록 내버려둬질 수 있다. 일단 이러한 동작이 완료되고 나면, 새로운 윤활이 수행된다. 윤활제는 그러면 정확히 마멸이 마찰 지점에서 발생한 표면들을 적신다.
하지만, 그러한 침지 코팅 방법의 주요 단점들 중 하나는, 그것이 다량의 부품들을 배스들에 담글 필요가 있다는 사실에 관련되고, 여기서, "활성" 분자들의 농도들이 감소하며, 이는 정기적인 프로세스 모니터링을 필요로 하고 이는 너무 낮은 농도 그리고 따라서 너무 낮은 에필람 효과를 갖는 가능한 기술적 위험을 수반한다. 또한, 이 방법에 의해 구현되는 불소화 화합물을 기반으로 한 에필람-코팅 용매들은 특히 온실 가스 배출에 대해 싸우기 위한 기존의 표준들에 종종 위배된다. 그리고 마지막으로, 이 방법은 특히 너무 높은 농도의 "활성" 분자들 또는 보다 친환경적인 하지만 덜 휘발성인 용매를 제공하고, 이는 에필람-코팅 공정 동안 얼룩들을 야기할 수 있다. 하지만, 그것들은 기능적 영역들로부터 멀리 위치할 수 있고, 따라서 에필람-코팅을 필요로 하지 않는다.
또한, 이러한 방법은 용매의 증발이 불량하고/하거나 에필람에서의 집중도가 부족하기 때문에, 부품에 미적 문제를 야기할 가능성이 있다. 보다 일반적으로 이러한 글로벌 디핑 디포지션 방법은 국부화되지 않고, 접촉 면적을 아끼지 않기 때문에 상대적으로 정확하지 않다.
본 발명의 개요
본 발명의 목적은 따라서, 단순하고 비싸지 않은 방식으로, 윤활제의 한정의 정확한 영역들을 한정하기 위해 부품 상에 에필람의 국부적 디포지션 (local deposition) 을 허용하는 에필람 기계적 부품을 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 독립 청구항 제 1 항에 기재된 특징들을 포함하는 에필람 기계적 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 방법의 특정 실시형태들은 종속 청구항들 제 2 항 내지 제 17 항에 정의된다.
에필람 생성물 (epilame product) 을 함유하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔 (collimated or localised beam) 의 기재 상으로의 투사 (projection) 의 형태로 디포지션하는 단계 덕분에, 본 발명에 따른 방법은 디포지션된 유체의 부피 및 국부화 양자 모두에서 부품 상에 에필람의 매우 정확한 디포지션을 허용한다. 따라서, 종래 기술의 방법과는 달리, 얇은 에필람 비드 (epilame bead) 는 여기서 부품 상에 국부적으로 디포지션되고, 이는 디포지션된 비드에 의해 한정된 영역에 윤활제를 한정하도록 한다는 것이 이해된다. 따라서 한정된 표면은 윤활제에 의해 완전히 습윤되어, 한정된 영역이 적어도 하나의 표적화된 기능 영역에 대응한다면 부품에 대한 완벽한 작동을 보장한다. 본 발명의 맥락에서, 디포지션된 에필람 생성물은 불상이하게 (indifferently) 에필람 생성물일 수 있고, 이는 물리적 효과에 의해, 화학적 효과에 의해, 또는 이들 두 효과들 사이의 조합을 통해 윤활제의 그립 (grip) 또는 척력 (repulsion) 을 초래한다.
유리하게는, 디포지션 단계는 입자들의 용액 또는 현탁액의 형태로 에필람 생성물을 함유하는 잉크의 분무 페이즈 (phase), 및 분무된 잉크를 부품의 기재 상으로 투사하는 페이즈를 포함하고; 제 2 재료를 처리하는 단계는 상기 제 2 재료를 경화시키는 페이즈를 포함한다. 이 방법은 AJP (Aerosol Jet Printing) 방법이라고 불리는 방법에 대응한다. 대안으로, 일부 잉크는 예를 들어 엄격히 말해 가교결합 (crosslinking) 에 의해 경화 단계 (curing step) 를 필요로 하지 않는다는 것이 주목될 것이다. 잠깐 동안의 개방된 공기는 용매가 증발하고 수지가 "저절로" 가교결합하기에 충분하다. 이러한 방법은 에필람 생성물의 디포지션을 위한 가능한 재료들의 선택에서 매우 넓은 다양성을 제공하고, 특히 평평하지만 또한 가요성 및/또는 3차원적 부품들 상의 마이크로메트릭 스케일에서 매우 정확한 디포지션을 허용한다.
본 발명의 특정 기술적 특징에 따르면, 경화 페이즈는 적어도 어닐링 단계 (annealing step) 및/또는 국부적 소결 단계 (sintering step) 및/또는 진공 단계 (vacuum step) 를 포함하는 열 처리 (heat treatment) 로 이루어진다. 이것은 응고 과정을 가속화한다. 고체 및 분말 형태의 활성 성분들을 함유하는 에필람 생성물의 경우, 이러한 열처리는 또한 결정립들 사이의 결합 (cohesion) 을 보장하기 위해 재료를 용융시키는 것을 허용한다.
본 발명의 다른 특정 기술적 특징에 따르면, 국부화된 소결 단계는 상기 제 2재료를 레이저로 조사함으로써 이루어진다.
본 발명의 다른 특정 기술적 특징에 따르면, 경화 페이즈는 광 가교결합에 의한 및/또는 화학 가교결합에 의한 중합 (polymerisation) 으로 이루어진다.
본 발명의 다른 특정 기술적 특징에 따르면, 광-가교결합에 의한 중합의 페이즈는, 에필람 생성물을 함유하는 재료 상에 소정의 파장으로 자외선을 투사함으로써 얻어진다.
본 발명의 다른 특정 기술적 특징에 따르면, 상기 제 2 재료를 처리하는 단계는 다음과 같은 페이즈들 중 적어도 하나를 포함한다:
- 에필람 생성물을 함유하는 재료의 화학적 구조를 변형시키는 페이즈, 특히 이온 주입 페이즈;
- 에필람 생성물을 함유하는 재료의 결정학적 구조를 변형시키는 페이즈, 특히 국부화된 레이저 열 처리 페이즈;
- 에필람 생성물을 함유하는 재료의 거칠기를 변경하는 페이즈, 특히 레이저 처리 페이즈.
본 발명의 일 실시양태에 따르면, 에필람 생성물의 디포지션은 에필람 생성물을 함유하는 재료의 국부화된 비드의 기재 상에의 투사의 형태로 수행되며, 상기 비드는 연속적 또는 불연속적 비드이다.
유리하게는, 재료의 국부화된 비드는 적어도 10 ㎛, 바람직하게는 적어도 15 ㎛의 폭을 갖는다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 에필람 생성물의 디포지션은 액체 재료의 2개의 시준된 또는 국부화된 빔들의 기재 상에의 투사의 형태로 수행되며, 액체 재료들 중 적어도 하나는 에필람 생성물을 포함하고, 빔에 의해 투사되는 2개의 액체 재료들은 서로 접촉될 때 응고 (solidification) 를 야기하도록 선택된다.
본 발명의 제 1 변형 실시양태에 따르면, 디포지션 단계 동안, 에필람 생성물을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔의 기재 상으로의 투사는 적어도 하나의 고정된 투사 노즐에 의해 수행되며, 상기 또는 각각의 투사 노즐은 시준된 또는 국부화된 재료 빔을 상부에서 하부로 실질적으로 수직으로 투사하도록 구성되며; 기재의 공간 내의 배향 및/또는 포지션은 디포지션 단계 동안 수정된다. 상부에서 하부로의 재료의 수직 투사를 구현하는 이러한 구성은 에필람 생성물의 디포지션의 정밀도를 향상시키며, 이는 디포지션이 부품 상의 원하는 정확한 위치에서 수행되는 것을 보장할 수 있다.
본 발명의 제 2 변형 실시양태에 따르면, 디포지션 단계 동안, 에필람 생성물을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔의 기재 상으로의 투사는 기재에 대해 이동가능하게 탑재된, 예를 들어 다축 로봇 (multi-axis robot) 상에 탑재된 적어도 하나의 투사 노즐에 의해 수행되고; 기재는 디포지션 단계 동안 고정된 상태로 유지된다.
본 발명의 특정 기술적 특징에 따르면, 제 2 재료는 단일 성분, 특히 중합체, 더욱 특히 에폭시 수지로 이루어진다. 중합체는 전형적으로 광경화성 중합체 또는 열경화성 중합체이다.
대안적으로, 제 2 재료는 여러 성분들 (several components) 을 포함한다. 성분들의 각각은 전형적으로 액체 또는 고체 형태이다.
본 발명의 특정 기술적 특징에 따르면, 성분들의 각각은 계면활성제 성분; 용매; 물리적, 화학적 또는 기계적 척력 기능을 갖는 성분; 심미적 기능을 갖는 성분; 가교결합을 촉진하기 위한 기능을 갖는 성분; 또는 이들의 조합으로 이루어진 성분들의 군으로부터 선택된다.
유리하게는, 기재는 상기 에필람 생성물을 포함하는 표면을 포함하고, 상기 표면은 다음을 포함한다:
- 기재의 바깥쪽 섹션으로서 이 기재를 모든 방향들에서 한정하는, 즉 기재의 전체 바깥쪽 면을 한정하는 상기 기재의 바깥쪽 섹션, 또는
- 이 바깥쪽 섹션의 부분, 즉 기재의 바깥쪽 면의 부분.
이러한 목적을 위하여, 본 발명은 또한, 상기 설명된 제조 방법에 의해 얻어진 에필람 기계적 부품에 관한 것이고, 그리고 이는 종속 청구항 제 17 항에 언급된 특징들을 포함한다.
에필람 기계적 부품의 특정 형태는 종속 청구항 제 18 항에서 정의된다.
본 발명의 특정 기술적 특징에 따르면, 에필람 기계 부품은 타임피스 (timepiece) 이다.
도면들의 간단한 설명
본 발명에 따른 에필람 기계적 부품을 제조하기 위한 방법의 목적들, 이점들 및 특징들은 도면들에 의해 예시된 적어도 하나의 비제한적인 실시형태에 기반하여 다음의 설명에서 더 명백해질 것이다.
- 도 1 은 본 발명에 따른 에필람 기계적 부품을 제조하기 위한 방법의 단계들을 나타내는 플로우차트이다.
- 도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른, 도 1 의 방법을 구현하기 위한 시스템의 개략적 뷰이다.
- 도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른, 도 2 의 것과 유사한 뷰이다.
- 도 4 는 도 1 의 방법에 의해 얻어지는 에필람 기계적 부품의 투시도이다.
발명의 상세한 설명
도 1 은 본 발명에 따른 에필람 기계적 부품(2)을 제조하기 위한 방법을 나타낸다. 도 2 내지 도 4 에서 볼 수 있는 그러한 에필람 기계적 부품(2)은 기재(4)를 포함한다. 이 기재(4)는 에필람 생성물(6)이 디포지션될 지지체이다. 에필람 생성물을 수용할 수 있는 이러한 지지체는 이 기재(4)의 에필람 표면 (epilame surface) 이라 불리는 표면을 포함한다. 그것은:
- 기재의 바깥쪽 섹션으로서 이 기재를 모든 방향들에서 한정하는, 즉 상기 기재의 전체 바깥쪽 면을 한정하는 상기 기재의 바깥쪽 섹션, 또는
- 이 바깥쪽 섹션의 부분, 즉 상기 기재의 전체 바깥쪽 면의 부분
을 포함하는 면일 수도 있다.
따라서, 이 표면은 이러한 표면의 및 그에 따른 지지체의 및 결과적으로 기재의 표면 장력을 감소시키는 것을 목적으로 하는 이러한 에필람 생성물(6)을 수용 또는 포함하도록 의도되는 것으로 이해된다.
에필람 기계적 부품(2)은 예를 들어 플레이트, 앵커 리프터, 휠, 밸런스 또는 다른 축과 같은 타임피스일 수 있다. 부품(2)은 또한, 상대적 변위에서 기계적 또는 마이크로기계적 엘리먼트들을 이용하는 물체의 그리고 이동할 수 있고 따라서 마찰적 기능을 변경할 수 있는 유체 윤활제로 접촉부들이 윤활되는 물체의 부분일 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 이러한 에필람 기계적 부품(2)의 제조를 위한 방법은 에필람을 사용하는 모든 응용에 적합할 수 있다.
도 1 로 돌아가면, 방법은 기재(4) 상에 에필람 생성물(6)을 디포지션하는 초기 단계(10)를 포함한다. 기재(4)는 제 1 재료로 이루어지고, 에필람 생성물(6)은 제 1 재료와 구별되는 제 2 재료로 이루어진다. 상기 제 1 재료는 예를 들어 금속, 세라믹, 루비, 사파이어, 플라스틱, 다이아몬드, 석영, 유리, 실리콘 카바이드, 비정질 물질(예를 들어, 금속성 유리) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다. 제 2 재료는 예를 들어 중합체와 같은 단일 성분으로 이루어질 수도 있다. 중합체는 전형적으로 예를 들어 에폭시 수지와 같은 광경화성 또는 열경화성 중합체이다. 대안적으로, 제 2 재료는 여러 성분들을 포함한다. 성분들의 각각은 예를 들어 액체 또는 고체 형태이다. 성분들은 특히, 예를 들어, 가교결합을 촉진하거나, 재료의 로케이션을 용이하게 하거나, 윤활제의 척력에 특이적인 기능을 제공하거나, 예를 들어, 색상 또는 질감과 관련된 심미적 기능을 제공하거나, 디포지션된 물질에 거칠기 (roughness) 를 가져오거나, 또는 최종 기능에 유용한 성분(들)의 수송을 수행하기 위해, 이들의 기능들이 상보적이도록 선택될 수 있다. 이와 같이, 성분들은 계면활성제 성분; 용매; 물리적, 화학적 또는 기계적 척력 기능을 갖는 성분; 미적 기능을 갖는 성분; 또는 가교결합을 촉진하도록 의도된 기능을 갖는 성분으로 이루어진 성분들의 군으로부터 선택될 수 있다. 용매로서 선택된 성분은 최종 기능을 위해 유용한 다른 성분(들)의 수송을 용이하게 할 수 있다. 에필람 생성물(6)에 가시적인 색소침착을 제공하도록 선택된 성분은, 예를 들어 윤활제에 색상을 부여함으로써, 조작자에 의해 수행되는 작업을 시각적으로 용이하게 할 수 있다.
이 방법은 부품(2)의 기재(4) 상의 성분들의 결합을 보장하기 위해 에필람 생성물(6)을 구성하는 제 2 재료의 처리의 후속 단계(11)를 포함한다. 이들 성분들은 제 2 재료의 성분들일 수 있다.
디포지션 단계(10)는 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔(12, 12A, 12B)의 기재(4) 상으로의 투사의 형태로 수행된다. 도 2 에 예시된 본 발명의 제 1 실시양태에 따르면, 디포지션은 에필람 생성물(6)을 포함하는 단일 빔(12)의 기재(4) 상으로의 투사의 형태로 수행된다. 빔(12)은 예를 들어 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 연속적이고 국부화된 비드(14)를 기재(4) 상에 투사하도록 구성된다. 연속 비드(14)는 전형적으로 적어도 10 ㎛, 바람직하게는 적어도 15 ㎛ 의 폭을 갖는다. 비드의 최대 폭은 부품의 기하학적 형상 및 원하는 심미성에 의존한다는 것에 유의할 것이다. 따라서, 극단적으로 기능적 영역만을 제외한 부분을 완전히 덮는 것도 가능하다. 도시되지 않은 변형예에서, 빔(12)은 예를 들어 점 또는 선과 같은 불연속적인 일련의 패턴들의 형태로, 에필람 생성물을 포함하는 재료의 불연속적이고 국부화된 비드를 기재(4) 상에 투사하도록 구성된다.
비드가 한정되어야 하는 경우에 그 비드는 폐쇄되어야만 함에 유의한다. 예로서, 빔(12)은 윤활제가 제어된 방식으로 변위되는 인출 이동 경로들이 있는 기재(4) 상에 에필람 생성물을 함유하는 재료의 폐쇄된 비드를 투사하도록 구성된다. 이는 윤활제가 표적화된 기능적 영역을 향해 이동하는 쉽게 접근가능한 영역에 윤활제를 디포지션시키지만, 접근하기는 덜 쉽다.
도 3 에 예시된 본 발명의 제 2 실시양태에 따르면, 디포지션은 액체 재료의 2개의 시준된 또는 국부화된 빔(12A, 12B)의 기재(4) 상으로의 투사의 형태로 수행된다. 액체 재료들 중 적어도 하나는 에필람 생성물(6)을 포함한다. 도 3의 특정 실시양태에서, 제 1 노즐(16A)에 의해 투사된 액체 재료만이 에필람 생성물(6)을 포함한다. 빔들(12A, 12B)에 의해 투사된 2개의 액체 재료들은 서로 접촉할 때 응고를 야기하도록 선택된다. 이것은, 에폭시 수지 및 중합제, 1,4,7,10-테라아자데칸으로 이루어지는 2-성분 접착성 AralditeTM 의 원리이다. 이들 2 개의 성분들과 접촉하여, 폴리에폭시드가 형성된다.
바람직하게는, 그리고 도 2 및 도 3 의 2개의 실시양태들에서 예시된 바와 같이, 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔(12, 12A, 12B)의 기재(4) 상으로의 투사는 적어도 하나의 고정된 투사 노즐(16, 16A, 16B)에 의해 수행된다. 이러한 목적을 위해, 노즐(들)(16, 16A, 16B)에 더하여, 상기 노즐(들)에 의해 투사된 제트를 제어하기 위한 디바이스(20)를 포함하는 시스템(18)이 사용된다. 에필람 생성물(6)이 디포지션되는 기계적 부품(2)은 상기 노즐(들) 바로 아래에서 또는 각각의 노즐(16, 16A, 16B) 아래에 배치된다. 도 2 에 예시된 제 1 실시양태에서, 시스템(18)은 단일의 고정된 투사 노즐(16)을 포함한다. 도 3 에 예시된 제 2 실시양태에서, 시스템(18)은 2개의 고정된 투사 노즐(16A, 16B)을 포함하고, 각각의 노즐(16A, 16B)은 액체 재료의 시준된 또는 국부화된 빔(12A, 12B) 중 하나를 투사한다. 양자의 경우에, 상기 또는 각각의 고정된 투사 노즐(16, 16A, 16B)은 재료의 대응하는 빔(12, 12A, 12B)을 상부에서 하부로 실질적으로 수직으로 투사하도록 구성된다. 기계적 부품(2)의 그리고 따라서 에필람 생성물(6)이 디포지션되는 기재(4)의 공간 내의 배향 및/또는 포지션은 디포지션 단계(10) 동안 수정된다. 이를 위해, 시스템(18)은 예를 들어 제어 디바이스(20)에 연결된 부품(2)을 다축으로 포지셔닝시키기 위한 디바이스(22)를 포함한다. 이는 제어 디바이스(20)를 통해 기계적 부품(2)의 공간 내의 배향 및/또는 포지션을 정밀하게 조정할 수 있게 한다. 이러한 구성은 에필람 생성물(6) 디포지션의 정밀도를 향상시키며, 이는 디포지션이 기계적 부품(2) 상의 원하는 정확한 위치에서 수행되는 것을 보장할 수 있게 한다.
도시되지 않은 변형예에서, 다축 포지셔닝 디바이스(22)는 공간 내의 이동성을 상기 또는 각각의 투사 노즐에 부여하기 위해 사용된다. 기계적 부품(2) 및 따라서 에필람 생성물(6)이 디포지션되는 기재(4)는 임의의 공지된 수단에 의해 디포지션 단계(10) 동안 고정된 상태로 유지된다. 포지셔닝 디바이스는 예를 들어, 공간의 3차원에 따라 노즐 또는 각각의 노즐의 공간 내의 배향 및/또는 포지션을 수정할 수 있게 하는 다축 로봇이고, 노즐 또는 각각의 노즐은 그러면 부품(2) 주위를 이동한다.
바람직하게는, 그리고 이것이 본 발명의 맥락에서 제한하지는 않지만, 디포지션 단계(10)는 입자들의 용액 또는 현탁액의 형태로 에필람 생성물(6)을 함유하는 잉크의 분무의 페이즈(24), 및 분무된 잉크를 부품(2)의 기재(4) 상으로 투사하는 페이즈(26)를 포함한다. 이 경우에, 또는 투사 노즐 또는 각각의 투사 노즐(16, 16A, 16B)은 명확성을 위해 도면에 도시되지 않은 그러한 챔버와 같은 분무 챔버에 연결된다. 분무 페이즈(24)는 그러면 분무 챔버 내에서 일어나며, 필요한 경우 제어 디바이스(20)에 의해 제어되는 노즐(들)(16, 16A, 16B)에 의해 투사 페이즈(26)가 수행된다. 입자들은 전형적으로 마이크로메트릭 (micrometric), 서브마이크로닉 (submicronic), 또는 그 외에 나노메트릭 (nanometric) 입자들이며, 이는 상기에 상세하게 기재된 유형의 활성 기능을 갖는다. 물론, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 디포지션 단계(10)에 대해 다른 변형 실시양태들이 가능하다. 본원에 기술된 이러한 디포지션 단계는 "Aerosol Jet Printing"의 약어인 AJP 기술에 기초한다는 것이 주목될 것이다. 그러나, 예를 들어 디지털 인쇄, 함께 근접하여 비드를 형성하는 방울들의 스피팅 등과 같은 다른 기술들에 의해 재료를 디포지션시키는 것이 가능하다. 따라서 이러한 디포지션 단계가 이러한 AJP 기술에만 한정되지는 않는다는 것이 이해된다.
디포지션 단계(10)가 잉크의 분무의 페이즈(24) 및 분무된 잉크를 기재(4) 상으로 투사하는 페이즈(26)를 포함할 때, 처리 단계(11)는 바람직하게는 잉크가 필요로 할 때 제 2 재료를 경화시키는 페이즈(28)를 포함한다. "경화 (curing)" 는 입자들의 응집을 얻기 위해 입자들의 직접 또는 간접 결합의 프로세스를 의미한다. 특정 잉크들은, 예를 들어 엄밀하게 말하면 가교결합에 의한 경화 단계를 필요로 하지 않는다는 것이 주목될 것이다. 잠깐 동안의 개방된 공기는 용매가 증발하고 수지가 "저절로" 가교결합하기에 충분하다.
경화 페이즈(28)는 예를 들어 적어도 어닐링 단계 및/또는 국부적 소결 단계 및/또는 진공 단계를 포함하는 제 2 재료의 열 처리로 이루어진다. 이는 특히 제 2 재료가 열경화성 중합체로 이루어진 경우이다. 이러한 어닐링 단계는 또한, 예를 들어 마이크로파 에너지의 인가로부터 이러한 제 2 재료를 가열하는 단계로 지칭될 수 있다는 것이 주목될 것이다. 이러한 열 처리는 응고 프로세스를 가속화시킬 수 있다. 국부적 소결은 예를 들어 적외선 레이저와 같은 레이저에 의해 제 2 재료를 조사함으로써 수행된다. 이러한 자연 경화 페이즈는, 실제 열 처리 전에, 전형적으로 휘발성 용매 중의 입자들의 현탁액의 경우에 자연 건조 단계를 추가로 포함할 수 있다.
일 변형으로서, 경화 페이즈 (28) 는 광 가교결합에 의한 및/또는 화학적 가교결합에 의한 중합을 통해 얻어지는 인위적 경화로 이루어질 수 있다. 이는 특히 제 2 재료가 광경화성 중합체로 이루어진 경우이다. 광-가교결합에 의한 중합은 전형적으로, 미리 결정된 파장에서, 에필람 생성물(6)을 함유하는 재료 상에 자외선을 투사함으로써 얻어진다.
추가의 변형예로서, 보다 일반적으로, 제 2 재료를 처리하는 단계(11)는 다음 페이즈들 중 적어도 하나를 포함한다:
- 에필람 (6) 생성물을 함유하는 재료의 화학적 구조를 변형시키는 페이즈, 특히 이온 주입 페이즈;
- 에필람 생성물(6)을 함유하는 재료의 결정학적 구조를 변형시키는 페이즈, 특히 국부화된 레이저 열처리 페이즈; 및/또는
- 에필람 생성물 (6) 을 함유하는 재료의 거칠기를 변경하는 페이즈, 특히 레이저 처리 페이즈.

Claims (19)

  1. 기재(4)를 포함하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법으로서,
    상기 기재(4)는 상기 기재(4)의 표면 장력을 감소시키는 에필람 생성물(6)을 포함할 수 있는 제 1 재료로 만들어지며, 상기 방법은, 적어도:
    - 상기 기재(4) 상에 제 2 재료로 이루어진 이 에필람 생성물(6)을 디포지션시키는 단계(10)로서, 상기 디포지션은 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔(12; 12A, 12B)의 상기 기재(4) 상으로의 투사의 형태로 수행되며, 상기 에필람 생성물(6)을 디포지션시키는 단계(10)는 그러면:
    액체 재료의 2개의 시준된 또는 국부화된 빔(12A, 12B)의 상기 기재(4) 상으로의 투사로서, 상기 액체 재료들 중 적어도 하나는 상기 에필람 생성물(6)을 포함하며, 상기 빔들(12A, 12B)에 의해 투사된 2개의 액체 재료들은 서로 접촉될 때 응고를 야기하도록 선택되는, 상기 액체 재료의 2개의 시준된 또는 국부화된 빔(12A, 12B)의 상기 기재(4) 상으로의 투사, 또는
    적어도 하나의 고정된 투사 노즐(16; 16A, 16B)에 의해 수행되는 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔(12; 12A, 12B)의 상기 기재(4) 상으로의 투사로서, 각각의 투사 노즐(16; 16A, 16B)은 상기 재료의 시준된 또는 국부화된 빔(12; 12A, 12B)을 상부에서부터 하부로 실질적으로 수직으로 투사하도록 구성되고; 상기 기재(4)의 공간 내의 배향 및/또는 포지션은 상기 디포지션시키는 단계(10) 동안 변경되는, 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔(12; 12A, 12B)의 상기 기재(4) 상으로의 투사
    를 포함하는, 상기 에필람 생성물(6)을 디포지션시키는 단계(10); 및
    - 상기 기재 (4) 상의 성분들의 결합을 보장하도록 상기 제 2 재료를 처리하는 단계(11)로서, 상기 제 2 재료를 처리하는 단계(11)는 상기 제 2 재료의 레이저에 의한 조사 또는 광 가교결합에 의한 및/또는 화학적 가교결합에 의한 중합에 의해 이루어지는 국부화된 소결 단계를 포함하는 상기 제 2 재료를 경화시키는 페이즈(28)를 포함하는, 상기 제 2 재료를 처리하는 단계(11)를 포함하는, 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디포지션시키는 단계(10)는 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 잉크를 입자들의 용액 또는 현탁액의 형태로 분무하는 페이즈(24) 및 분무된 잉크를 상기 부품(2)의 상기 기재(4) 상으로 투사하는 페이즈(26)를 포함하고; 상기 제 2 재료를 처리하는 단계(11)는 상기 제 2 재료를 경화시키는 페이즈(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화시키는 페이즈(28)는 상기 국부화된 소결 단계를 포함하는 열 처리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 가교결합에 의한 중합의 페이즈는 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 상기 재료 상으로 미리결정된 파장에서 자외선을 투사함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 재료를 처리하는 단계(11)는:
    - 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 상기 재료의 화학적 구조를 변형시키는 페이즈, 또는 이온 주입 페이즈;
    - 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 상기 재료의 결정학적 구조를 변형시키는 페이즈, 또는 국부화된 레이저 열 처리 페이즈;
    - 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 상기 재료의 거칠기를 변경하는 페이즈;
    - 레이저 처리 페이즈인 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 상기 재료의 거칠기를 변경하는 페이즈
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에필람 생성물(6)의 디포지션은 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 국부화된 비드(14)의 상기 기재(4) 상으로의 투사의 형태로 수행되고, 상기 비드(14)는 연속적 또는 불연속적 비드인 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 에필람 생성물(6)의 디포지션은 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 국부화된 비드(14)의 상기 기재(4) 상으로의 투사의 형태로 수행되고, 상기 비드(14)는 연속적 또는 불연속적 비드이며, 상기 재료의 상기 국부화된 비드(14)는 10㎛ 미만, 또는 실질적으로 15㎛ 미만의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 디포지션시키는 단계(10) 동안, 상기 에필람 생성물(6)을 포함하는 재료의 적어도 하나의 시준된 또는 국부화된 빔(12; 12A, 12B)의 상기 기재(4) 상으로의 투사가, 상기 기재(4)에 대해 이동가능하게 탑재된, 또는 다축 로봇 상에 탑재된 적어도 하나의 투사 노즐에 의해 수행되고; 상기 기재(4)는 상기 디포지션시키는 단계(10) 동안 고정된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 재료는 단일 성분, 또는 중합체, 또는 에폭시 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 재료는 여러 성분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분들의 각각은 액체 또는 고체 형태인 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분들의 각각은 계면활성제 성분; 용매; 물리적, 화학적 또는 기계적 척력 기능을 갖는 성분; 심미적 기능을 갖는 성분; 가교결합을 촉진하기 위한 기능을 갖는 성분; 또는 이들의 조합으로 이루어진 성분들의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재는 상기 에필람 생성물을 포함하는 에필람 표면이라 불리는 표면을 포함하고, 상기 표면은:
    - 상기 기재의 바깥쪽 섹션으로서 이 기재를 모든 방향들에서 한정하는, 또는 상기 기재의 전체 바깥쪽 면을 한정하는 상기 기재의 바깥쪽 섹션, 또는
    - 이 바깥쪽 섹션의 부분, 즉 상기 기재의 상기 전체 바깥쪽 면의 부분
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 부품(2)을 제조하는 방법.
  14. 제 1 항에 따른 방법에 따라 획득되는 에필람 기계적 부품(2).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 에필람 기계적 부품(2)은 타임피스인 것을 특징으로 하는 에필람 기계적 부품(2).
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