KR20000071074A - 균일한 미립물질 운반을 위한 펄스화되고 가압된 분말 공급 시스템 및 방법 - Google Patents

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데이비드 에스. 라쉬모어
글렌 엘. 빈
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글렌 엘.빈
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Abstract

본 발명은 다량의 미립물질을 분말 압착기의 다이 캐비티(5)에 운반하기 위한 분말 공급 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 분말 공급 시스템은 미립물질을 수용하고 캐비티(5)로 운반하기 위한 리셉터클을 포함한다. 리셉터클(13)은 미립물질이 압력하에 수용되는 입구(15) 및 캐비티의 내부와 통하며 미립물질이 압력하에 공급 도관(21)으로부터 캐비티(5)로 운반되는 출구(17)를 갖는다.

Description

균일한 미립물질 운반을 위한 펄스화되고 가압된 분말 공급 시스템 및 방법 {PULSED PRESSURIZED POWDER FEED SYSTEM AND METHOD FOR UNIFORM PARTICULATE MATERIAL DELIVERY}
분말 야금술에 있어서, 제품 및 부품은 미세하게 분쇄되거나 세분화된 금속 분말을 분말 압착기의 다이 캐비티내에서 원하는 형상으로 압착시킴으로써 제조된다. 일반적으로, 금속 분말이 실온에서 다이 캐비티에서 압축된 후 반밀집 상태의 "그린" 압축물이 다이로부터 제거되고 매우 높은 온도(물질의 융점 또는 근방)에서 가열되어 분말의 단일화된 매스로 결합시킨다. 가열 결합 방법은 일반적으로 분말 야금술에서 신터링으로서 공지되거나 유사하게는 세라믹 또는 카아바이드 분야에서는 점화로서 공지된다.
이들 및 이들과 유사한 방법이 사용되는 경우, 다량의 분말 또는 미립물질을 압착기의 다이 캐비티로 운반하기 위한 수단들이 필요하다. 전형적으로, 중력 충전 시스템을 사용함으로써 압착 사이클 동안 공급 슈(shoe)가 분말 또는 미립물질을 다이 캐비티로 운반하도록 작동된다. 이러한 시스템은 공급 슈의 바닥 공급 홀이 노출되고, 중력의 작용하에 있는 충분히 느슨한 분말을 공급하는 다이 캐비티 위에 놓여 결합하여 다이 캐비티를 용량적으로 충전시키는 위치를 향해 다이 압착기의 테이블을 따라서 슈를 슬라이딩시키는 셔틀상에서 미립물질을 함유하는 공급 슈를 이동시키는 것을 포함한다. 이후, 셔틀은 수축 위치로 다이 압착기의 테이블을 따라서 슈를 배후로 슬라이딩시킨다. 이러한 작용은 공급 슈의 바닥 홀로부터 미립물질의 중력 유도된 흐름을 차단시킨다. 그런 다음, 다이 캐비티내의 미립물질은 물품으로 압축되고 상기 물품은 다이로부터 배출된다. 그런 다음, 셔틀은 다이 압착기의 테이블을 따라서 전방으로 슈를 슬라이딩시켜 배출된 물품을 옮기고 다시 공급 슈의 바닥 홀을 노출시키며, 이때 셔틀은 다이 캐비티 위에 위치하며 이와 결합한다. 그 때문에, 다소의 용적으로 미립물질로 다이 캐비티를 충전시키는데 캐비티가 다시 한번 사용된다. 그러나, 다이 캐비티의 매우 작은 리세스는 균일하게 충전되지 않는다. 그런 다음, 공급 슈는 다시 한번 수축되어 캐비티내로의 미립물질의 중력 흐름을 차단한다.
앞서 언급된 대표적인 예인 공급 슈는 용적에 의해 미립물질을 운반한다. 이러한 용적에 의한 공급 슈는 정확하며 균일한 공급 비율을 위해 운반되는 분말 물질의 양호한 흐름 특성(적은 홀의 수) 및 일관된 용적 밀도에 의존한다. 그러나, 사용되는 대다수의 분말 물질이 무거우며 밀집되어 있기 때문에, 이들은 자체적으로 압축되는 경향을 갖는다. 더욱이, 매우 큰 부분을 미세하게 만드는데 사용되는 다이 캐비티는 균일하게 충전시키는데 특히 어렵다. 이와 같이, 이들 및 그 밖의 용적에 의한 공급 슈 및 운반 방법은 일반적으로 매우 정확하며 균일한 분포 및, 그러므로, 다이 캐비티 전체에 걸쳐 분말의 밀도를 제공하는데 부적합하며 만족스럽지 못하다. 그런 다음, 이들 부품은 특히 다이 캐비티로부터의 배출시에 관련된 크래킹에 역점을 두는 경향이 있다. 설상가상으로, 신터링시에만 크랙이 종종 육안 식별된다.
추가로, 복잡한 부품 형상 및 나선형 기어 및 스프로켓과 같은 타이트한 치수 허용오차를 갖는 부품은 통상적으로 이용되는 분말 공급 방법 및 공급 슈를 사용하여 만족스럽게 생성될 수 있다. 이들 종래의 방법 및 공급 슈가 중력만을 사용하여 미립물질이 다이 캐비티로 흐르게 하기 때문에, 나선형 기어 또는 스프로켓과같은 아이템을 생성시키는데 필요한 복잡한 다이 형상의 모든 영역에 분말을 균일하게 운반할 수 없다.
특히, 분말이 어떠한 특별한 패턴 또는 밀도의 조절 없이 공급 슈로부터 단순한 방식으로 다이에 유입된다. 다이, 특히 복잡하게 형상화된 다이의 특정 영역은 다른 영역 보다 많은 미립물질을 수용한다. 따라서, 생성된 부품은 밀도에 있어 고르지 못하여 실패하게 되고, 결과로서 상업적으로 사용할 수 없게 된다.
통상적인 용적에 의한 분말 공급 방법은 다이내로 운반된 물질의 중량을 조절하여 부품으로부터 부품으로 균일한 중량을 제공하는 것을 불가능하게 하는 무능력에 의해 저지된다. 따라서, 이것은 분말 야금술에 의해 제조된 부품에 대한 사용을 추가로 제한한다.
전형적으로, 다이 캐비티내의 불규칙한 분말 밀도의 문제점에 대한 해결책으로서, 예를 들어 알루미늄 분말과 같은 분말을 사용하는 경우에, 공급 호퍼를 동요시키거나 진동시켜 미립물질의 흐름을 유도하고 다이내의 분말의 밀도를 조절한다. 그러나, 이것은 시간이 많이 들고, 부정확하며, 부품으로부터 부품으로 및 전체에 걸쳐 충분히 균일한 밀도를 달성하는데 적합하지 않다.
또 다른 단점으로서, 미세한 분말을 동요시킴으로써 코우트에 공기로 운반되고 주변을 오염시킬 분말로부터 "미분" 및 분진을 제거하는 것이다. 부품을 제조하기 위해 분말 야금술에서 사용된 다수의 분말화된 물질은 종종 매우 비싸며 일부 경우에는 독성적이다. 공기로 운반되는 알루미늄 분말은 또한 매우 큰 폭발성을 지닌다. 따라서, 분진으로 인한 문제는 상당한 경제적인 손실 또는 건강 및 안전 위험성을 초래할 수 있다. 결과적으로, 비교적 정교하며 값비싼 분진 회수 시스템 및 필터링된 마스크와 같은 개인적인 안전 조치가 현재 사용된다.
먼크(Munk) 등의 미국특허 제 3,697,208호에는 물질을 모울드내로 취입시킴으로써 미분된 섬유질 물질로 모울드를 충전시키기 위한 장치가 기술되어 있다. 물질을 모울드내로 취입시키는데 사용되는 공기는 모울드의 상부에 정위된 관통된 플레이트 또는 스크린으로부터 누출됨으로써 취입 단계 동안 모울드로부터의 물질의 손실을 막는다. 그러나, 이러한 장치는 모든 형태의 미립물질을 모울드내로, 특히, 보다 무거운 경향이 있어서 먼크 등에 의해 기술된 개방 시스템에서 이동되지 않을 금속내로 운반하는데 부적합하다. 먼크 등의 방법은 분말을 분말 공급에 우선하는 공기 스트림내로 유도하는 샌드-블래스터와 같은 방식으로 실시된다. 공기 대 분말의 비는 크며 시간 대 충전의 비는 작다. 더욱이, 압착된 분말 부분의 균일한 밀도는 운반 동안 관통 판 또는 스크린을 향해 날아가는 분말 때문에 만족스럽게 수득되지 않을 것이다. 스크린의 요건은 또한 평평한 상부 표면을 갖지 않는 부품을 제조하는 것을 불가능하게 한다.
산존(Sanzone)의 미국특허 제 4,813,818호에는 공급관을 통해 폐쇄된 충전 챔버와 연통하는 공급원으로부터 분말 물질을 수용하기 위한 호퍼를 갖는 공급 슈가 기술되어 있다. 충전 챔버는 진공 상태이다. 진공은 충전 챔버내로 공급관을 통한 분말의 중력 흐름을 보조하기 위해 적용된다. 그러나, 이러한 챔버의 진공화는 열처리 적용을 위한 물질과 같은 물품, 타이트하게 치수가 조절되는 물품 등을 제조하는데 필요한 엄격한 밀도 균일성을 제공하지 못한다. 열처리 물질에서, 물품 전체에 걸쳐 그리고 물품 마다 엄격하게 균일한 특성(즉, 열팽창 계수, 열전도도 등)이 요구된다. 산존의 진공화는 정확하게 조절된 중량의 분말을 다이 캐비티로 운반시키지 못한다. 또한, 산존의 방법을 사용해서는, 분말에 대한 추진력이 결코 대기압을 능가할 수 없다.
또한, 현재 사용되는 것보다 훨씬 더 빠른 속도로 다이 압착기의 기계 부품을 조절하고 움직이도록 하기 위한 기술은 현재 공지되어 있다. 다이 압착기에 의해 물품이 제조되는 속도는 다이 캐비티가 미립물질로 충전될 수 있는 속도에 의해 제한된다. 이러한 속도는 분말을 다이 캐비티내로 공급하는데 중력을 사용하는 공급 슈 및 미립물질을 운반하기 위한 공지된 방법을 사용하는 경우에 비교적 느리다. 따라서, 공지된 방법은 다이 압착기가 부품을 제조하는 최소한의 능력에 도달하도록 하지 못한다. 다이 압착기에 대한 생성 속도는 보다 규칙적인 분말 흐름을 유도하는 진동 방법을 사용하는 경우에 훨씬 더 느리다.
더욱이, 일부 경우에, 압착 사이클 또는 "스트로크" 동안 다이 압착기의 상부 펀치를 피하기 위해 다이 캐비티로부터 수축 위치로 공급 슈를 전후로 왕복시키는데 시간이 추가로 소모된다. 스트로크 시간은 상부 펀치를 공급 슈가 그 아래로 통과하여 수축된 위치에 이를 정도로 충분한 높이로 상승시키는데 충분한 시간을 소모해야 하는 요건에 의해 길어진다.
앞서 언급된 방법 및 그 밖의 공지된 방법 및 미립물질을 다이 캐비티로 운반하기 위한 공급 슈에 있어, 다이 테이블의 마멸판의 상부 표면상에서 공급 슈를 끌므로써 공급 슈를 수축시키는 단계가 공급 슈로부터의 미립물질의 흐름을 차단하는데 필요하였다. 그러나, 다이 캐비티를 충전시킨 후 이러한 공급 슈의 수축은 공급 슈의 트레일링 에지 근방의 다이내에 분말이 축적되게 한다. 이러한 마찰에 의해 유도된 "웨징(wedging)" 효과는 수반된 앞서 언급된 모든 단점들과 함께 다이 캐비티내에 미립물질을 압축시킬 때 비균일한 밀도를 갖는 부품 및 물품을 수득하는 문제를 악화시킨다.
본 발명은 미분된 물질 또는 미립물질을 압축용 분말 압착기의 다이 캐비티내로 운반하고 용착시키기 위한 분말 운반 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 다이 캐비티 전체에 걸쳐 입자를 균일한 밀도로 분포시키기 위한 운반 시스템 및 방법에 관한 것이다. 운반 시스템 및 운반 방법은 또한 균일한 소정의 일정 중량의 미립물질을 다이 캐비티내로 제공한다. 하나의 구체예로서, 본 발명은 셔틀을 사용하지 않으면서 미립물질을 분말 압착기의 다이 캐비티내로 운반하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 다이 캐비티내로 운반하기 전의 미립물질의 중량을 정확하게 측정하기 위한 스케일 장치를 포함하는 공급 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 분말 공급 시스템의 분해도이다.
도 2a는 공급 (맞물린) 위치에 있는 본 발명에 따른 분말 공급 시스템의 구체예의 개략적인 측면도이다. 도 2b는 휴지 (풀린) 위치에 있는 도 2a의 공급 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 압력 용기 및 공급 도관을 도시하는 분말 운반 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 4는 배압 필터 세정 시스템을 도시하는 본 발명에 따른 분말 공급 시스템에서 사용되는 환상형 공급물 리셉터클의 상부를 도시하는 상세도이다.
도 5는 스케일을 포함하는 본 발명의 분말 공급 시스템의 구체예를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명을 사용하여 제조된 스프로켓의 투시도이다.
도 7은 본 발명에 따라서 제조된 일련의 30개 부품의 동심 값을 나타내는 막대그래프이다.
도 8은 본 발명에 따라서 제조된 일련의 30개 부품의 높이 값을 나타내는 막대그래프이다.
도 9는 본 발명에 따라서 제조된 일련의 30개 부품의 중량 값을 나타내는 막대그래프이다.
도 10은 본 발명에 따라서 제조된 30개의 연속적인 부품의 높이 정확도를 나타내는 그래프이다.
도 11은 500g의 타깃 중량을 갖는 부품에 대한 본 발명의 분말 공급 시스템의 중량 정확도를 나타내는 그래프이다. 이러한 그래프는 중량측정 시스템의 재현성을 설명하고 공급 사이클의 30회 반복성을 나타낸다.
도 12는 2.7인치의 타깃 직경을 갖는 30개의 연속적인 기어의 동심에서 제한적인 변화를 나타내는 그래프이다.
발명의 요약
본 발명은 압력 또는 공기를 사용하여 분말을 다이 캐비티내로 공급함으로써 중력 공급 시스템에서 발생되는 고유의 문제를 피하는 분말 공급 시스템 및 분말 운반 방법을 제공함으로써 앞서 언급된 문제들 및 그 밖의 문제들을 해소시킨다. 압력 또는 공기를 사용하는 본 발명의 분말 공급 시스템 및 운반 방법은 비교적 빠른 속도로 다량의 분말을 다이 캐비티내로 잘 밀어내며, 후속적인 펄스화는 캐비티내의 분말을 균등화된다.
본 발명은 캐비티내에 정위된 미립물질을 유동화시켜 다이 캐비티의 모든 영역에 걸쳐 미립물질을 고르면서 균일하게 분포시키기 위한 방법 및 이에 수반되는 적합한 장치를 추가로 제공한다. 다이 캐비티의 모든 영역에 걸쳐 생성된 물질 분포의 균일성은 양 및 밀도 둘 모두에 해당된다. 더욱이, 다이 압착기상에서의 압축전에 다이 캐비티내에서의 분말의 유동화는 복잡한 형태를 갖는 다이 및 멀티레벨 부품을 제조하기 위한 다이를 포함하는 다이의 균일한 충전을 허용한다. 추가로, 이러한 미립물질 유동화는 상이한 물질(및 밀도)의 분말을 완전히 혼합시켜 다이 내에서 균일한 분말 혼합물을 생성시키는데도 또한 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "분말" 및 "미립" 또는 "미립물질"은 본 발명의 설명 목적상 상호 대체적으로 사용될 수 있으며 미립물질 특성을 갖는 어떠한 물질도 포함하는 것으로 해석되어야 하며 분말화된 금속에만 국한적으로 해석되어서는 안된다는 점을 이해해야 한다.
본 발명은 미립물질을 운반하기 위한 중량측정 공급 시스템 및 방법을 제공함으로써 압착 사이클로부터 압착 사이클로 (압착된 부품으로부터 압착된 부품으로) 일정 중량의 미립물질을 다이 캐비티로 운반해야 했던 문제를 또한 해소시킨다. 본 발명의 목적상 "소정의"는 주어진 요망 중량을 갖는 부품을 제조하기 위해 분말 압착기의 다이 캐비티로 운반되어야 하는 분말의 중량을 나타내는데 사용된다. 이러한 중량은 적용되는 분야에 따라서(부품 마다) 달라지므로, 본 발명의 목적상 제한적으로 수량화될 수 없는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 공지된 분말 운반 방법을 사용하여 지금까지는 이용할 수 없었던 나선형 기어 및 스프로켓과 같은 타이트한 치수 허용오차를 갖는 복잡한 부품 형상 및 부품은 본 발명의 분말 운반 방법 및 장치를 사용함으로써 분말 압착기의 다이 캐비티에서 제조될 수 있다. "압착된" 치수 허용오차를 제공하는 것 이외에, 본 발명은 분말 야금술에 대한 부품 디자인으로의 확대된 응용, 그린 압축물 및 신터링된 부품에 있어 보다 적은 수의 크랙의 결과로서 보다 우수한 부품 수율, 보다 신속한 설치 시간, 및 보다 신속한 생산 속도를 제공한다.
본 발명은 또한 분말 운반을 위한 셔틀이 없는 공급 시스템 및 방법도 허용할 수 있다. 미립물질이 압력 또는 공기를 사용하여 다이 캐비티내로 직접 운반되므로, 분말을 분말 압착기의 다이 캐비티로 운반(왕복)시키기 위한 공급 슈 용기를 늘리거나 수축시키는 것과 관련하여 어떠한 시간 손실도 없다. 셔틀의 부재는 또한 공지된 공급 슈 용기를 다이 캐비티 상에서 후방으로 유도하여 수축 위치에 위치시킴으로써 야기되는 분말의 어떠한 웨징도 없앤다. 또 다른 장점으로서, 본 발명은 완전히 밀폐된 시스템으로서 임의로 사용될 수 있어서 통상의 공급 방법 및 장치를 사용하는 다이 캐비티 주위에서 손실된 분말로부터 분말 폐기물 및 환경적인 위험을 감소시키거나 제거할 수 있다. 추가로, 셔틀 부품을 가동시킬 필요가 없기 때문에, 전체적으로 더 적은 수의 부품이 파손 또는 마멸되어 비용을 절감할 수 있다. 상부 펀치를 가로막을 수 있는 안전성 문제도 또한 제거된다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
가장 기본적인 구체예로서, 본 발명은 압력 또는 공기를 사용하여 배후로부터 다량의 분말을 분말 압착기의 다이 캐비티내로 밀어내고, 이어서, 다이 캐비티내의 분말을 유동시켜 다이 캐비티내에 실질적으로 균일한 밀도 분포를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 유동화는 가압된 운반과는 무관하게 수행될 수 있다. 즉, 통상의 방법을 사용하여 분말 압착기(또는 미립물질을 사용하여 부품 또는 성분요소를 제조하는 그 밖의 어떠한 장치)의 다이 캐비티로 운반된 분말 또는 미립물질은 본 발명을 사용하여 캐비티 내부에서의 후속적인 유동화로부터 이득을 얻을 수 있다.
도 1에는 중량 측정의 펄스 공급 분말 운반 시스템의 특징부가 도시된다. 도시된 바와 같은 공급 시스템은 정확한 양의 분말화된 금속을 다이 캐비티내로 공급하고 운반하는 것과 관련된다. 분말화된 금속(도시되지 않음)은 다량의 분말을 다이 캐비티(5)의 모든 영역내로 밀어내도록 배후로부터의 압력을 사용하여 균일하게 운반되며, 상부 다이 펀치(7)와 하부 다이 펀치(11)의 동시적인 적용에 의해 압축된다. 금속 분말은 설명의 목적만을 위해 사용되는 것이므로, 본 발명은 금속 분말을 취급하는데만 국한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어, 박편, 분말, 섬유 또는 세라믹, 중합체, 카바이드 및 시멘트(물과 배합된 시멘트 결합 물질)을 포함하지만 이에 제한되지 않으면서 다양한 중량 및 유형을 갖는 미립물질의 취급 및 운반에도 동일하게 적용된다.
본 발명은 500g의 분말을 3초 이하의 짧은 시간내에 다이내로 밀어낼 수 있다. 결과적으로, 부품을 제조하기 위한 전체 사이클 시간은 통상의 분말 공급 방법을 사용하는 약 10초 이하의 시간으로부터 본 발명의 방법 및 시스템을 사용하는 4초 이하의 시간으로 감소된다. 이러한 부품의 동심, 및 높이 및 중량 허용 오차도 또한 크게 증가된다.
보다 명확하게는, 본 발명은 다량의 미립물질을 분말 압착기의 다이 캐비티로 운반하기 위한 분말 공급 시스템(도 1에 예시된 분말 공급 시스템)에 관한 것이다. 분말 압착기는 다이 캐비티(5)와 동일 평면에 있으며 다이 캐비티를 둘러싸는 테이블형 표면(2)을 갖는 압반(1)을 포함한다. 상기 압착기는 상부 램(9)에 고정되어 있는 상부 펀치(7), 및 하부 펀치(11)를 임의로 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같은 분말 운반 시스템은 미립물질을 수용하고 다이 캐비티(5)로 운반하기 위한 리셉터클(13)(여기에서는 환상으로 도시됨)을 포함한다. 리셉터클(13)은 리셉터클 홀(24)을 통해 연장되고 이어서 다이 표면(22)의 나사식 홀(6)을 통해 연장되는 볼트(4)로서 도시된 커넥터와 같은 어떠한 적합한 커넥터에 의해서도 다이 표면(22)에 연결된다. 리셉터클(13)은 다량의 미립물질이 압력하에 수용되는 입구(15) 및 미립물질이 유출되며 캐비티(5)의 내부(19)와 연통하는 출구(17)를 가지며, 상기 출구를 통해 미립물질이 압력하에 내부 공간(16)을 통해 공급 도관(21)으로부터 캐비티(5)내로 푸싱된다. 공급 도관(21)은 제 1 단부(23)에서 리셉터클 입구(15)에 밀봉 부착된다.
도 1에서, 본 발명에 따른 가압된 분말 공급 시스템은 환상 리셉터클(13)을 갖는 것으로 도시되며, 내부 공간(16)을 둘러싸고 내부 공간을 규정하는 환상 리셉터클 몸체(14)를 포함한다. 리셉터클 몸체(14)는 상부면(18) 및 바닥면(20)을 가지며, 바닥면에서 다이 표면(22)에 밀봉 부착되며, 상기 다이 표면(22)은 환상 리셉터클 몸체(14)가 다이 캐비티(5)의 상부 림(3)을 둘러싸고 내부 공간(16)이 캐비티(5)와 접촉하도록 압반(1)의 테이블 유사 표면(2)과 접촉된다. 배출 포트(35)는 다이 캐비티(5)의 내부(19)로부터 압력을 방출시키기 위해 리셉터클 몸체(14)를 통해 연장된다.
도 2a 및 2b는 리셉터클(113)이 환상이고, 상부 펀치(107)가 통과하는 내부 공간(116)을 둘싸싸고 내부 공간을 규정하는 환상 리셉터클 몸체(114)를 포함하는 본 발명의 가압된 분말 공급 시스템의 대안적인 구체예를 도시한다. 배출 포트(135)는 리셉터클 몸체(114)를 통해 연장된다. 리셉터클 몸체(114)는 (도 2a의 맞물림 위치에 도시된) 압반(101)에 의해 둘러싸여진 다이 표면(122)을 밀봉으로 맞물려지게 하기 위한 바닥 표면(120), 및 제 1 단부(145)에서 리셉터클 몸체(114)에 고정되고 제 2 단부(114)에서 상부 램(109)의 리세스(149)내로 미끄러지듯이 연장되는 앵커링 포스트(146)를 통과하는 스프링 유사 서스펜더(143)에 의해 상부 램(109)에 이동가능하게 부착되고 이에 고정되는 상부 표면(118)을 갖는다. 작동시에, 상부 램(109)은 하향으로 이동하여, 환상 유사 리셉터클 몸체(114)를 낮추고, 이에 의해 리셉터클 몸체(114)의 바닥 표면(120)이 다이 캐비티(105)의 상부 표면(122)과 맞물린다. 상부 램(109)은 내부 공간(116)을 통해 상부 펀치(107)를 하향으로 계속해서 낮추며, 이에 의해 다이 캐비티(105)내로 계속해서 낮아지고 하부 펀치(111)에 대하여 (공급 도관(121)을 통해 다이 캐비티(105)내로 푸싱되는) 미립물질을 가압시키기 전에 내부 공간(116)을 밀봉시킨다.
본원에서는 구체적으로 설명되지 않겠지만, 하나의 대안적인 구체예로서, 리셉터클 몸체가 다이의 일부를 형성하고 캐비티 "내에" 안치되어 리셉터클 몸체의 상부가 압반의 표면과 동일 평면에 놓이게 될 수 있다. 이러한 구체예에서, 본 발명에 따른 분말 공급 시스템은 다이 캐비티를 둘러싸고 이를 규정하는 환상(또는 그 밖의 적합한 모양의) 리셉터클 몸체를 포함한다. 리셉터클 몸체는 상부 및 바닥면을 가지며, 리셉터클 몸체의 상부면이 압반의 테이블 유사 표면과 동일 평면에 놓이도록 위치된다. 이러한 배열은 분말 압착기가 정지 상태인 하부 펀치에 대하여 압반을 낮춰 부품을 다이 캐비티로부터 위로 및 바깥쪽으로 밀어냄으로써 부품을 배출시키는 경우에 유용하다. 당업자라면 상상할 수 있듯이, 공급 리셉터클이 압반의 상부에 조여지는 본 발명의 구체예에서, 배출시에 리셉터클의 내부 공간내에 부분이 포집될 수 있다.
앞서의 모든 구체예에서, 리셉터클의 "환상"은 단지 예시적인 목적이며 리셉터클은 다이 캐비티를 적합하게 둘러싸고, 캐비티의 테두리를 다소 따르는 다이 캐비티의 형태를 규정하는 내부를 갖는 어떠한 형태일 수 있음을 이해해야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 환상 리셉터클로만 제한적으로 해석되어서는 안된다.
특정의 경우에, 리셉터클은 다이 압착기의 상부 펀치 또는 하부 펀치일 수 있다. 이러한 배열은 매우 작은 부품이 제조되는 경우에 특히 적합하다. 이러한 경우에, 펀치 완전성은 분말이 운반되는 리셉터클로 전환시키는데 필요한 펀치 질량의 손실에 의해 감소되고 타협된다.
더욱 또 다른 대안적인 구체예(도시되지 않음)에서, 리셉터클은 박스 형상이며, 입구는 상부 입구이고, 출구는 바닥 출구이다. 박스형 리셉터클은 위로 상승된 수평면을 따라서 그리고 피스톤 방향으로 횡단하여 리셉터클을 선택적으로 왕복시키고(리셉터클의 바닥 출구 위로 다이 캐비티가 돌출됨), 리셉터클을 하향으로 이동시켜 바닥 개구를 다이 캐비티와 결합시키기 위한 공압식 피스톤/실린더 또는 기계식 연동 장치와 같은 셔틀과 협동하도록 임의로 구성된다. 그런 다음, 압력 및 공기를 사용하여 리셉터클내의 분말이 다이 캐비티내로 푸싱된다. 그런 다음, 박스 유사형 리셉터클은 상부 펀치가 다이 캐비티내로 낮추고 부품을 압착시키도록 왕복된다.
도 3을 참조하여, 본 발명이 추가로 설명되며, 여기에서 1개 이상의 압력 발생기(225)는 압력 용기(229)의 상단부(227)에 밀봉 부착되고 개방 연통된다. 압력 용기(229)는 이의 바닥 단부(226)에서 공급 도관(221)의 제 2 단부(231)에 부착된다. 압력 발생기(225)는 초대기압을 제공하여 미립물질을 공급 도관(221)을 통해 용기(221)로부터 다이 캐비티(233)로 밀어내기 위한 것이며, 다이 캐비티(205)내의 미립물질(233)을 임의로 유동시켜 다이 캐비티(205)내의 미립물질(233)을 실질적으로 균일한 밀도 분포가 되도록 하기 위한 것이다. 공급 도관(221)은 정전기를 발생시키지 않는 물질로부터 제조되는 것이 바람직하다. 본 발명자들은 그래파이트 단편이 내부에 분산된 전도성 테플론 물질이 스테인레스강 슬리이브 대신에 위치하여 유용한 분쇄 목적이 달성됨을 발견하였다. 그러나, 어떠한 비정전기 물질도 공급 도관으로서 사용하기에 적합하다. 하나 이상의 배출 포트(235)는 다이 캐비티(205) 내부로부터 압력을 방출시키기 위해 리셉터클 몸체(214)를 통해 연장된다. 리셉터클 몸체(214)는 여기에서 내부 공간(216)을 둘러싸고 내부 공간을 규정하도록 도시된다. 리셉터클 몸체(214)는 상부면(218) 및 바닥면(220)을 가지며 바닥면(220)에서 압반(201)에 의해 둘러싸여진 다이 표면(222)에 밀봉 부착되어 환상 리셉터클 몸체(214)가 다이 캐비티(205)의 상부 테두리(203)를 둘러싸고 내부 공간(216)이 캐비티(205)와 연속된다.
하나 이상의 배출 포트는 본 발명의 분말 운반 시스템의 어떠한 적합한 지점에도 제공된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 리셉터클 몸체(214)를 통해 연장되는 이상의 배출 포트(235)가 리셉터클(213)상에 위치되거나, 대안적으로는 하나 이상의 배출 포트가 압력 용기(229)상에 위치될 수 있거나, 둘 모두에 위치될 수 있다. 압력이 분말을 캐비티(205)내로 밀어내는데 사용되는 경우 및 펄스식 압력과 함께 사용되어 다이 캐비티(205)내의 분말을 유동시킬 수 있는 경우에 배출 포트(235)는 캐비티(205) 내부로부터의 압력의 방출을 허용한다. 배출 포트(235)에는 다이 캐비티(205)내의 압력을 해제시키기 위해 개폐용 포핏 밸브와 같은 밸브(236)가 장착된다.
도 4를 참조하여, 배출 포트(335)에는 분말 운반 도관(도시되지 않음)을 통해 다이 캐비티(305)내로 압력 운반 동안 포트(335)를 통해 다이 캐비티(305)로부터 분말이 새어나가지 않도록 이의 근위부에 정위된 스크린(337)이 추가로 임의로 장착된다. 배출 포트(335)에는 스크린(337)으로부터 분말을 밀어내어 스크린을 깨끗하게 하기 위해 이의 원위부에서 보조 압력 발생기(도시되지 않음)가 임의로 추가 장착된다. 제 3 임의 도관, 보조 도관(338)이 리셉터클(313)내에 제공되어 어떠한 수의 유용한 첨가 물질도 다이 캐비티(305)내로 운반된다. 이러한 첨가제로는 용매, 반응물 다이 벽 윤활제, 활성화 용액 (분말의 냉각 용접을 위한 묽은 산), 분말 압착기를 사용하여 부품 및 성분을 생성시키는데 유용한 그 밖의 어떠한 다수의 물질이 있다.
기술된 바와 같이, 앞서 언급된 공급 시스템은 중량계일 수 있으며, 따라서, 공급 시스템 리셉터클과 미립물질의 공급원 사이에 병치된 스케일(또는 복식의 중량 측정을 위한 스케일)을 임의로 추가로 포함한다. 상기 스케일은 미립물질이 다이 캐비티로 운반되기 전에 미립물질의 중량을 측정하는데 사용된다. 본 발명의 중량 측정 운반 방법 및 공급 시스템은 약 0.1g 범위 내의 정확도로 미리 중량이 측정되는 약 3000g 이상까지 분말의 개별적인 쇼트를 제공할 수 있다. 분말 쇼트는 임의로 중량이 측정되며, 압력하에 배후로부터 다이 캐비티내로 푸싱되고, (본질적으로 유체와 같이 거동하도록) 다이 캐비티 내부에서 한번 유동화됨으로써 캐비티내의 모든 영역을 균일하게 충전시켜 밀도를 균일화시킨다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 스케일은 호퍼(464)의 하단부(462)로부터 다량의 미립물질을 수용하기 위한 스케일 용기(460)(도시되지 않음)로 구성된다. 스케일 용기(460)는 다량의 미립물질을 수용한다. 스케일 용기(460)는 미립물질을 압력 용기(429)내로 방출시키기 위한 하나 이상의 바닥 출구 개구(466)를 갖는다. 스케일 용기(460)는 그 상에 정위된 두 개 이상의 지지 포인트(470)를 갖는 상부 에지(468)를 갖는다. 길쭉한 지지 빔(472)은 매달려 있는데, 근위 단부(475)에서 상기의 두 개 이상의 지지 포인트(470)에 부착되고 이의 원위 단부(476)에서 크로스바아(478)에 부착된다. 크로스바아(478)는 로드 셀(479)상에 얹혀 있다. 로드 셀(479)은 호퍼(464)의 배출 개구(462)와 결합된 밸브(480)를 개폐하기 위한 조절장치(도시되지 않음)로 시그날을 전하기 위한 시그날 송신기(도시되지 않음)를 갖는다. 압력 용기(429)는 압력 밸브(429)가 압력 발생기(425)에 의해 제공된 압력을 수용하는 경우 이로부터 압력이 새어나가지 못하도록 이와 결합된 밸브(482)를 갖는다. 압력 용기(429)는 상부에 지지되고 브리징 부재(484)에 의해 로드 셀(479)로부터 상쇄된다. 브리징 부재(484)는 수평의 브릿지 지지체(485) 및 수직의 브릿지 지지체(486)로 구성되며, 이들 각각의 로드 셀(479)을 지탱시킨다. 압력 용기(429)는 용기 서스펜더(487)에 의해 상부 수평 브릿지 지지체(485)에 매달려 있다. 압력 발생기(425)는 용기(429), 공급 도관(421) 및 다이 캐비티(405)내에서 초대기압을 발생시키기 위한 것이며, 압력 덕트(488)를 통해 압력 용기에, 그리고 용기(429)로의 압력 전달을 개시하고 중단시키기 위한 전자 조절장치(도시되지 않음)에 결합된다.
본 발명에 따른 중량측정 시스템은 압력 운반 시스템과 무관하게 작동하기 때문에, 시스템에 대한 전체 시간 단점을 제공하지 않는다는 점에 주목해야 한다. 따라서, 적합한 양의 분말화된 물질이 압착 사이클 동안 중량 측정되고, 그러므로 가압된 공급 시스템 리셉터클의 함유물이 다이 캐비티로 운반되는 경우에 곧바로 이용될 수 있다.
도 5에 추가로 도시된 바와 같이, 가압된 공급 시스템은 일반적으로 다량의 미립물질(도시되지 않음)이 다이 캐비티(405) 및 리셉터클 몸체(414)와 연통하기 위한 분말 공급 도관(421)내로 푸싱되는 공급 시스템 리셉터클 몸체(414)를 포함한다. 추가로, 수개의 압력 시스템은 알루미늄 구리와 같은 상이한 물질을 운반하여 작용 등급의 합금을 제조하는데 상이한 조성의 합금의 낮은 열 전도 계수 또는 다중도를 위한 알루미늄 구리 베이스를 갖는 탈열제를 제조하는데 사용될 수 있다.
작동시에, 공급 리셉터클 몸체(414)는 내부 공간(416)이 다이 캐비티(405)와 결합되고 다이 캐비티(405)와 연속하도록 위치된다. 상부 펀치(407)는 일정 위치로 낮아져 리셉터클 몸체(414)의 내부 원주부(408)와 맞물리고 시스템을 가압시키는 외부 대기로부터 다이 캐비티(405)를 밀봉시킨다. 호퍼 밸브(454)는 개방되고 호퍼(464)로부터 미립물질이 닫겨진(플래퍼) 밸브(467)를 갖는 스케일 용기(460)로 흐르게 한다. 로드 셀(479)에 소정의 중량으로서 스케일 용기(460) 내부에 일정 중량의 미립물질이 유입되는 경우, 밸브(454)는 완전히 밀폐되어 호퍼(464)로부터 스케일 용기(460)내로의 미립물질의 흐름을 중단시킨다. 밸브(467)는 개방되어 미립물질을 압력 용기(429)내로 방출시킨다. 밸브(482)는 밀폐되고 압력 발생기(425)는 압력 용기(429)내에 압력을 발생시켜 분말 공급 도관(421)을 통해 리셉터클 몸체(414)의 내부 공간(416)내로 및 다이 캐비티(405)내로 미립물질을 밀어낸다. 압력은 발생된 압력이 미립물질을 밀어냄과 동시에 또는 그 후 곧바로 배출 포트(435)를 통해(또는 도시되지 않은 보조 배출 포트를 통해) 배출된다. 발생된 압력은 일련의 하나 이상의 펄스로 후속적으로 배출되어 다이 캐비티(405)내에서 미립물질을 유동시키고 분말을 균일하게 분포시켜 다이 캐비티(405)의 모든 영역 내의 밀도를 균일하게 한다. 상부 펀치(407)는 계속해서 하향으로 움직이고 미립물질은 다이 캐비티(405)내에서 압축되어 부품(도시되지 않음)을 생성시킨다. 사이클을 반복하여 각각의 부분을 생성시킨다.
유동화 단계는 본 발명의 목적상 다이 캐비티내의 분말을 고르게 하는 역할을 하여 다이 캐비티 전체에 걸쳐 균일한 밀도를 갖도록 한다. 분말을 유동화시키는 이러한 단계는 가압된 분말 운반과 무관하게 수행될 수 있으며, 따라서, 통상적인 분말 공급 방법 및 셔틀이 단순한 방식으로 분말을 다이 캐비티내로 낙하시키는 공급 슈(shoe)에서 사용될 수 있다. 본 발명의 목적상, 유동화는 어떠한 수의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 다이 캐비티를 가압시키고 배출시키고, 충전된 캐비티를 진동(초음파, 음파, 충격, 전기장 또는 자기 펄스 등)에 의해 또는 액체 성분과 배합된 분말을 다이 캐비티에 첨가함으로써 교반하는 것을 포함할 수 있으며, 이에 국한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 이러한 액체는 증발, 흡입에 으해 후속적으로 제거될 수 있거나, 압력에 의해 영향을 받을 수 있다.
본 발명은 추가로 분말 압착기의 다이 캐비티내에 정위된 다량의 미립물질의 균일한 밀도 분포를 생성시키는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 다량의 미립물질을 다이 캐비티로 운반하고 다이 캐비티내의 미립물질을 유동화시켜 미립물질을 균일하게 분포시키는 것을 포함하여 실질적으로 다이 캐비티 전체에 걸쳐 미립물질을 고르게 분포시킨다. 바람직하게는, 유동화 단계는 대기로부터 다이 캐비티를 밀봉시킨 후, 일련의 하나 이상의 압력 펄스를 다이 캐비티의 내부로 적용하는 것을 포함한다. 일련의 압력 펄스는 약 2 내지 약 100 압력 펄스를 포함하며, 이들 각각은 초대기압을 밀봉된 다이 캐비티내로 운반한 후, 다이 캐비티 내부로부터 압력을 배출시키는 것을 포함한다. 바람직하게는, 각각의 압력 펄스는 약 10× 초 동안 약 1psi 내지 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고, 약 × 초의 시간 동안 1회 이상 압력을 배출시키는 것을 포함한다. 전형적으로, 이러한 압력 펄스는 약 .01초 내지 약 60초의 시간 동안 약 1psi 내지 약 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고 약 .01초 내지 약 60초의 시간 동안 1회 이상 압력을 배출시키는 것을 포함한다.
특히 바람직한 방법에서, 일련의 압력 펄스는 약 2 내지 약 100 압력 펄스를 포함한다. 각각의 압력 펄스는 약 .01초 내지 약 60초의 시간 동안 약 1psi 내지 약 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고 약 .01초 내지 약 60초의 시간 동안 1회 이상 압력을 배출시키는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 방법에서, 초대기압은 분말 운반 단계와 동시에 임의로 적용되어 미립물질을 다이 캐비티내로 밀어낸다. 이러한 경우에, 분말 운반 동안 적용된 압력은 약 1psi 내지 약 150psi이며 약 .01초 내지 약 60초의 시간 동안 적용된다. 미립물질을 다이 캐비티내로 밀어내는데 압력이 또한 사용되는 본 발명에 따른 방법에서, 유동화 단계는 미립물질을 다이 캐비티내로 밀어내는데 사용되는 압력을 다이 캐비티로부터 일련의 하나 이상의 펄스식 배출 형태 배출시키는 것을 대안적으로 포함할 수 있다. 이러한 연속 과정은 약 2 내지 약 100 펄스식 배출을 포함하는 것이 바람직하고, 각각의 펄스식 배출은 바람직하게는 약 .01초 내지 약 60초 지속되어야 한다.
일반적으로, 본 발명의 방법 및 분말 공급 시스템을 사용하는 경우에 다이 캐비티내에서 발생되는 적합한 특정 압력은 용이하게 최적화될 수 있으며 이상에서 명확하게 기술된 그러한 범위에 국한되는 것으로 이해되어서는 안된다. 이러한 압력은 일반적으로 다이 캐비티의 크기 및 복잡성, 및 다이 캐비티를 균일하게 충전시키는데 있어 난이도에 따라서 다양할 것이다. 마찬가지로, 가압시키는데(그리고 배출시키는데) 적합한 지속 시간은 또한 당업자에 의해 용이하게 최적화된다. 앞서 언급된 최적화는 또한 다이 캐비티내에 분말 유동층을 생성시키기 위해 압력을 운반하고 배출시키기 위한 적합한 패턴의 펄스를 생성시키도록 적용됨으로써 분말 압축 보다 우수한 내부에 분말의 균일한 밀도 분포를 생성시키고 다이 캐비티내에서 상이한 분말(임의로, 상이한 각각의 밀도를 갖는)을 균일하게 혼합시킨다. 그러나, 다이 캐비티내에서 분말을 유동화시키는 단계는 캐비티내에서 압력을 발생시키고 배출시키는데만 국한되어서는 안되며, 다이 캐비티내에서 미립물질이 유체와 같이 거동하여 다이 캐비티 전체에 걸쳐 균일하게 분포되게 하는 그 밖의 어떠한 수단도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 다른 수단은 전기장, 초음파 및 음파 진동, 기계 진동, 자기장 및 이들의 조합을 생성시키는 것과 같이 충전된 다이 캐비티를 교반시키는 방법을 포함할 수 있으며, 이에 국한되지 않는다. 대안적으로, 유동화 단계는 증발에 의해 후속적으로 제거될 적합한 액체와 분말을 배합시키거나 다이로부터 강제되거나 진공화됨으로써 수행될 수 있다. 다이 캐비티내의 균일한 분말 분포는 분말 물질 주위에서 단단하게 스트레칭되는 수축되고 포장된 쌕(sack)의 다이 캐비티에 분말을 제공함으로써 대안적으로 달성될 수 있다. 이러한 쌕은 또한 압축될 때 다이 캐비티내의 물질을 고르는 작용을 할 것이다.
상기된 분말 공급 시스템에서와 같이, 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 미립물질은 부분 또는 성분을 제조하는데 사용되는 어떠한 공지되거나 아직 공지되지 않은 미립물질(예, 입자, 플레이크, 섬유 또는 이들의 혼합물)일 수 있다. 이러한 적합한 물질의 예로는 금속 분말, 비금속 분말, 중간적인 금속성 분말 및 복합 분말이 있으며, 이에만 국한시키지 않아야 한다.
본 발명의 방법은 임의로 미립물질을 다이 캐비티의 내부로 운반하기 전에 미립물질의 중량을 재는 것을 포함한다. 이러한 방법은 다량의 미립물질을 제공하고 미립물질이 제 1 속도로 미립물질의 중량을 기입하기 위한 스케일상에 놓여진 중량 측정 리셉터클내로 미립물질이 유입되게 하는 것을 포함한다. 유속은 스케일이 소정 중량의 약 4분의 1 내지 약 4분의 3, 바람직하게는 소정 중량의 약 절반을 가리킬 때 제 2 속도로 감소된다. 미립물질 흐름은 스케일이 일정 중량을 가리킬 때 중지된다. 그런 다음, 일정 중량의 미립물질이 다이 캐비티와 결합되어 있는 공급 리셉터클로 운반된다. 다이 캐비티의 상부는 상부 펀치로 밀봉된다. 운반 단계와 동시에, 압력은 압력 용기내에서 및 공급 리셉터클내로 발생되어 다량의 미립물질을 배후로부터 다이 캐비티내로 밀어낸다. 압력이 발생되고 배후로부터 적용되기 때문에, 미립물질은 전체 질량의 물질로서 가압된 공기의 정면에서 이동한다. 바람직하게는, 다량의 미립물질이 하부와 결합된 밸브를 갖는 호퍼에 제공된다. 밸브는 미립물질이 일정 속도로 미립물질의 중량을 나타내기 위한 스케일상에 정위된 호퍼로부터 중량측정 리셉터클내로 흐르도록 개방된다. 밸브는 스케일이 일정 중량의 약 4분의 1 내지 약 4분의 3, 가장 바람직하게는 약 절반을 가리킬 때 부분적으로 밀폐된다. 밸브는 로드 셀이 일정 중량을 나타낼 때 완전히 밀폐된다.
이러한 방법은 물론 다이 캐비티내에서 미립물질을 유동시켜 다이 캐비티 전체에 걸쳐 미립물질을 균일한 밀도로 분포시키는 단계도 또한 임의로 포함한다. 이러한 유동화 단계는 상기된 어떠한 방법을 사용해서도 수행될 수 있다.
주지된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 특히, 분말 야금술에 의해 복잡한 모양 및 타이트한 치수 허용 오차를 갖는 부분을 생성시키는데 매우 적합하다. 이들 방법에서, 다이 캐비티는 부분의 모양에 상응하는 모양으로 제공된다. 본 발명을 사용하여 제조될 수 있는 부분의 예로는 시계 홈, 스프로켓, 나선형 기어, 웜기어, 스테이터 코어, 탈열기 구조체, 자동차 관련 로드 및 전기 모터용 전기자를 들 수 있으며, 이에 국한되어서는 안된다.
본 발명에 따른 분말 공급 시스템 및 방법은 어떠한 공지된 분말 압착기 제조 공정에서도 사용하기에 적합할 수 있으며, 또한 예를 들어 단열, 또는 대류 또는 유도에 의한 가열, 또는 마이크파 시스템, 또는 파이프 또는 코일을 통해 오일 또는 고온수를 펌핑하는 열 전달 방법에 의해 적합하게 온도 조절될 수 있다. 기술된 공급 시스템 및 방법은 또한 복수의 공급 상태로 사용될 수 있다.
더욱 또 다른 구체예에서, 본 발명은 미립물질로부터 부분을 제조하기 위한 분말 압착기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 분말 압착기는 미립물질을 다이 캐비티로 운반하기 위한 상기된 분말 공급 시스템 및 분말 압착기의 다이 테이블을 규정하는 마멸판을 포함한다. 셔틀을 수반하는 본 발명의 구체예에서, 공급 시스템 리셉터클의 셔틀은 마멸판의 상부 표면의 밑면에 고정된다. 셔틀이 없는 구체예에서, 환상 공급 고리는 다이 테이블의 상부 표면에 부착되거나 안쪽에 설치되며, 다이 표면과 동일 평면상에 있으며 이를 둘러싼다. 대안적으로, 환상 고리는 떠 있으며, 분말 압착기의 상부 펀치 주위에 매달려 있다.
본 발명은 하기의 비제한적인 실시예를 참조로 더욱 구체적으로 기술될 것이다.
실시예 1
하기의 내용을 따라서 본 발명을 사용하여 타깃 높이가 1.5인치이고 타깃 직경이 2.7인치인 도 6에 도시된 모양과 유사한 모양을 갖는 일련의 30개의 500g 스프로켓 부품을 제조하였다:
약 250g/초의 속도로 전자식 조절장치(노르그렌(Norgren) 전자 조절 장치)에 의해 조절된 핀치 밸브(레드 밸브 시리즈 2600, 1" 직경)를 통해 스틸 분말(탄소와 배합된 호에가나스(Hoeganas) 1000B)을 로드 셀(테데아 훈틀레이그(Tedea Huntleigh) 로드셀 모델 #9010)상에 놓인 스케일상으로 공급하고, 로드 셀이 약 250g을 가리킬 때, 전자식 조절장치에 의해 차단용 핀치 밸브가 로드 셀상으로의 분말 공급 속도를 느리게 하였다. 로드 셀이 타깃 중량(500g)을 가리키고 있을 때, 핀치 밸브를 완전히 차단시켰다. 로드 셀을 아날로그 시그날 방식으로 자체 조절되는 전자식 조절장치에 결합시켰다. 분말은 초기에 핀치 밸브를 통해, 전자기 솔레노이드 밸브(도어마이어 인더스트리즈(Dormeyer Industries) B24253-A-7)에 의해 조절되는 밀폐된 플래퍼 밸브를 갖는 스케일 펀늘(funnel)내로 유입되었다. 스케일 펀늘을 로드 셀에 부착시켰다. 로드 셀 조절장치를 느린 공급 및 드리블 중량 뿐만 아니라 부품 중량 당 타깃 500g으로 프로그래핑하였다. 솔레노이드 밸브를 개방하여 플래퍼 밸브를 개방시키고 정량된 분말을 유출시키고 플래퍼 밸브를 차단하였다. 분말은 상부에 핀치 밸브를 갖는 압력 용기내로 유입되어 용기를 개폐시켰다. 핀치 밸브는 압력 용기로의 입구를 스케일링하는 것을 막는다. 압력 용기의 출구를 공급관(스테인레스 피복 재료 SC8-608-608-66을 갖는 탄소/테플론 복합체)에 연결시켰다. 그 상에 부착된 분말 운반 도관을 통해 이의 원위 단부에서 환상 고리 형상의 공급 시스템 리셉터클에 공급관을 부착시켰다. 물 및 물질을 5미크론 크기 미만까지 여과시킬 수 있는 사전 여과기를 통해, 이어서 물질을 1미크론 크기 미만까지 제거할 수 있는 유착식 여과기를 통해 조절장치(노어그렌 전자식 압력 조절장치 R26-200-RMLA)에 의해 조절된 압력 발생기에 의해 압력 용기에 가압된 공기를 제공하였다. 공기를 전자식 조절장치(다이얼 PSI 인디케이터를 갖는 노어그렌 공기 압력 조절장치 11-018-110)로 유입시켰다. 공기를 여과기를 통해 및 포핏 밸브(노어그렌 3-경로 포핏 밸브 D1023H-CC1WA)를 통해 배출시켰다. 충전시에, 전자식 조절장치를 조절장치(노어그렌 공기 압력 조절장치 11-018-110w/다이얼 PSI 인디케이터)에 의해 조절되는 적합한 양의 압력에 의해 프로그래밍시켰다. 분말 압착기의 상부 펀치를 낮춰 환상 고리 공급 시스템 리셉터클의 상부를 밀봉시켜 시스템을 효과적으로 밀봉시키고, 조절장치를 개방하고, 공기를 공급 도관내로 유입시켜 유입된 공기를 공급 고리로부터 배출시키는 포핏 밸브를 닫았다. 분말을 압력 용기의 바닥에 위치시키고 공기가 압력 용기내로 유입되게 하는 포핏 밸브를 개방시키고 분말을 공급관을 통해 공급 시스템 환상 리셉터클내로 및 궁극적으??는 다이 캐비티내로 밀어내도록 하였다. 포핏 밸브는 다이 캐비티로부터 공기의 배출을 허용하는 환상 공급 시스템 리셉터클의 배출 포트상에 떨어진 위치에 있다. 이러한 배출 포트를 공기가 배출되는 방향과 반대 방향으로 상기 배출 포트를 통해 공기를 유입시킴으로써 세정시키는 스크린에 의해 커버링하였다. 조절장치를 사용하여 압력 발생기의 압력을 유동 압력으로 떨어뜨린 후, 다이내의 분말을 다이 캐비티 내외로의 압력의 신속한 운반 및 배출에 의해 유동화시켰다. 이러한 공정의 관련된 공정 파라미터는 다음과 같다:
공정:
55 PSI에서 1초 동안 3 펄스로 분말을 다이 캐비티내로 공급하고 .09초 동안 배출시킴.
10PSI에서 .1초 동안 8 펄스로 유동화시키고 .09초 동안 배출시킴.
내경이 0.37"인 공급관.
분말을 다이 캐비티로 운반한 후, 분말을 분말 압착기의 상부 및 하부 펀치 사이에서 압착시켜 220톤 신시내티 압착기에서 6.9g/cc의 밀도가 되게 하여 다음과 같이 요구되는 부품 허용오차를 갖는 스프로켓을 제조하였다 :
중량 : +/- 0.6g (+/- 3 시그마)
높이 : +/- 0.0009 인치 (+/- 3 시그마)
동심 : +/- 0.0009 인치 (+/- 3 시그마)
공구의 동심 허용 오차는 +/- 0.006이다.
동심, 높이 및 중량 측정치를 30 부분으로 취하여(동심은 미토토요 벤치센터(Mitotoyo BenchCenter)를 사용하여 측정됨) 하기 표 1에 기재하였다.
부품 번호 동심 압력(PSI) 높이(인치) 중량(g)
후방 좌측 전방 우측
1 .0000 -.0005 +.0015 +.0015 120.2 1.44420 500.06
2 .0000 .0000 +.0020 +.0020 120.6 1.44530 500.42
3 .0000 .0000 +.0015 +.0010 119.9 1.44525 495.91
4 .0000 +.0010 +.0035 +.0015 120.9 1.44535 500.80
5 .0000 +.0005 +.0025 +.0010 119.9 1.44450 499.87
6 .0000 .0000 +.0015 +.0010 120.5 1.44495 500.36
7 .0000 .0000 +.0015 +.0010 120.3 1.44500 500.36
8 .0000 .0000 +.0015 +.0010 120.5 1.44495 500.27
9 .0000 .0000 +.0010 +.0000 120.5 1.44495 500.51
10 .0000 +.0005 +.0020 +.0010 120.3 1.44450 500.38
11 .0000 +.0005 +.0025 +.0015 120.6 1.44465 500.36
12 .0000 +.0005 +.0020 +.0010 120.5 1.44480 500.22
13 .0000 +.0010 +.0025 +.0015 120.3 1.44495 500.24
14 .0000 .0000 +.0015 +.0010 120.6 1.44490 500.32
15 .0000 .0000 +.0025 +.0015 120.6 1.44450 500.25
16 .0000 +.0005 +.0020 +.0015 120.6 1.44450 500.45
17 .0000 +.0005 +.0025 +.0010 120.8 1.44485 500.50
18 .0000 +.0010 +.0020 +.0005 121.0 1.44490 500.65
19 .0000 +.0005 +.0025 +.0010 120.6 1.44475 500.36
20 .0000 +.0010 +.0020 +.0015 120.5 1.44460 500.26
21 .0000 +.0010 +.0020 +.0010 120.8 1.44480 500.49
22 .0000 +.0005 +.0025 +.0015 121.2 1.44470 500.77
23 .0000 +.0005 +.0025 +.0015 120.6 1.44465 500.47
24 .0000 +.0005 +.0025 +.0015 120.6 1.44455 500.47
25 .0000 +.0005 +.0020 +.0010 120.2 1.44430 499.96
26 .0000 +.0001 +.0025 +.0010 120.6 1.44495 500.28
27 .0000 +.0005 +.0025 +.0015 120.9 1.44475 500.61
28 .0000 +.0005 +.0020 +.0015 119.6 1.44370 499.60
29 .0000 +.0005 +.0025 +.0015 121.3 1.44520 500.75
30 .0000 +.0005 +.003 +.0015 121.6 1.44465 500.63
동심 측정치는 도 7에 도시된 바와 같이 막대그래프상에 플로팅되어 있으며, 측정치는 발생 빈도수에 대하여 플로팅되어 있다. 동심 값 범위 내의 샘플의 수는 타깃 값에 대한 동심의 변화를 나타내기 위해 그룹화되어 있다.
높이 측정치는 도 8로서 도시된 막대그래프상에 플로팅되어 있으며, 측정치는 발생 빈도수에 대하여 플로팅되어 있다. 높이 값 범위 내의 샘플의 수는 타깃 값에 대한 동심의 변화를 나타내기 위해 그룹화되어 있다.
중량 측정치는 도 9로서 도시된 막대그래프상에 플로팅되어 있으며, 측정치는 발생 빈도수에 대하여 플로팅되어 있다. 중량 값 범위 내의 샘플의 수는 타깃 값에 대한 동심의 변화를 나타내기 위해 그룹화되어 있다.
실시예 2
하기의 파라미터를 사용하여 실시예 1에 기술된 과정에 따라 30개의 500g 부분을 제조하였다 :
펄스 공급 : 25 PSI에서 1초 동안 3 펄스, .09초 동안 배출.
유동화 : 12 PSI에서 1초 동안 8 펄스, .09초 동안 배출.
부분의 높이 및 중량을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
부품 번호 높이(인치) 중량(g)
100 1.4435 500.04
101 1.4435 500.03
102 1.4435 500.1
103 1.4436 500.01
104 1.4436 500.03
105 1.4437 499.92
106 1.4439 500.06
107 1.4438 499.93
108 1.4434 499.92
109 1.4433 499.82
110 1.4432 499.92
111 1.4435 500.02
112 1.4432 499.53
113 1.4425 500.03
114 1.4441 500.08
115 1.4435 499.97
116 1.4437 500.26
117 1.4438 499.78
118 1.4426 499.74
119 1.4430 500.11
120 1.4432 499.7
121 1.4430 499.87
122 1.4430 499.95
123 1.4438 499.93
124 1.4429 499.93
125 1.4427 499.64
126 1.4424 500.03
127 1.4433 499.97
128 1.4430 500.02
129 1.4428 499.74
130 1.4431 500.04
30 부분의 각각에 대해 높이 측정치(인치)를 부분 높이의 최소 변화를 나타내는 도 10에 도시된 그래프상에 플로팅시켰다.
30 부분의 각각에 대해 중량 측정치(g)를 도 11에 도시된 그래프상에 플로팅시켰다. 각각의 측정치는 ■로서 그래프에 나타내어져 있다. 브라켓 아래 영역은 베스트 인더스트리얼 프랙티스(Best Industrial Practice)를 사용하여 예기된 가변성을 나타낸다.
실시예 3
하기의 파라미터를 사용하여 실시예 1에 기술된 과정에 따라서 30개의 50g 부분을 제조하였다.
펄스 공급 : 1초 동안 40PSI의 3 펄스, .09초 동안 배출.
유동화 : 1초 동안 12PSI의 8 펄스, .09초 동안 배출.
생성된 부분의 동심을 측정한 바, 다음과 같음이 밝혀졌다 :
부품 번호 후방 전방 측면 1 측면 2
200 0.0000 -0.00075 -0.002 0.001
201 0.0000 0.0000 -0.002 0.001
202 0.0000 0.002 -0.002 0.001
203 0.0000 -0.002 -0.002 0.001
204 0.0000 -0.003 -0.002 0.001
205 0.0000 -0.001 -0.002 0.001
206 0.0000 0.0000 -0.002 0.001
207 0.0000 0.0000 -0.002 0.001
208 0.0000 0.002 -0.002 0.001
209 0.0000 0.002 -0.002 0.001
210 0.0000 -0.002 -0.002 0.001
211 0.0000 0.003 -0.002 0.001
212 0.0000 -0.001 -0.002 0.001
213 0.0000 0.0015 -0.002 0.001
214 0.0000 0.0000 -0.002 0.001
215 0.0000 -0.0025 -0.002 0.001
216 0.0000 -0.003 -0.002 0.001
217 0.0000 -0.0035 -0.002 0.001
218 0.0000 -0.001 -0.002 0.001
219 0.0000 -0.00125 -0.002 0.001
220 0.0000 -0.0035 -0.002 0.001
221 0.0000 0.001 -0.002 0.001
222 0.0000 -0.0005 -0.002 0.001
223 0.0000 0.0000 -0.002 0.001
224 0.0000 -0.002 -0.002 0.001
225 0.0000 0.0000 -0.002 0.001
226 0.0000 -0.0035 -0.002 0.001
227 0.0000 0.0005 -0.002 0.001
228 0.0000 -0.002 -0.002 0.001
229 0.0000 0.001 -0.003 0.001
230 0.0000 0.0000 -0.003 0.0000
이들 동심 값을 도 12에 도시된 그래프상에 플로팅하였다. 좌측 값은 ●에 의해 나타내어져 있다. 우측 값은 ■에 의해 나타내어져 있다. 브라켓 아래 영역은 베스트 인더스트리얼 프랙티스를 사용하여 수득된 값이 떨어질 것으로 예기되는 그래프의 영역을 나타낸다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 본질적인 특성으로부터 벗어나지 않으면서 그 밖의 특정 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 구체예는 모든 측면에서 설명을 위한 것이지 제한하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 앞서의 설명에서 보다 청구의 범위에 의해서 나타내어지며, 따라서, 모든 변화는 청구의 범위 내에 포함되어지도록 의도된다.

Claims (41)

  1. 분말 압축기가 다이와 동일 평면상에 위치되어 있고 다이 캐비티가 형성되는 다이를 둘러싸고 있는 테이블형 압반 표면을 지니고 있고, 다이 캐비티가 상부 림, 상부 램에 고정되어 있는 상부 펀치, 및 하부 펀치를 지니도록 구성되어 있으며, 다량의 미립물질질을 분말 압착기의 다이 캐비티에 운반하기 위한 분말 운반 시스템으로서,
    미립물질을 수용하고 캐비티로 운반하며, 미립물질이 배후로부터 압력하에 수용되는 입구 및 캐비티 내부와 통하며 미립물질이 압력하에 공급 도관으로부터 캐비티로 운반되는 출구를 갖는 리셉터클로서, 상기 공급 도관이 제 1 단부에서 리셉터클 입구에 밀봉 부착되는 리셉터클;
    공급 도관의 제 2 단부에서 부착된 압력 용기의 상단부에 밀봉 부착되고 개방 연통되며, 초대기압을 제공하여 미립물질을 공급 도관 및 리셉터클을 통해 용기로부터 다이 캐비티내로 밀어내며, 다이 캐비티내의 미립물질을 임의로 유동시켜 다이 캐비티내의 미립물질을 실질적으로 균일한 밀도로 분포시키는 하나 이상의 압력 발생기; 및
    다이 캐비티의 내부로부터 압력을 방출시키기 위한 하나 이상의 배출 포트를 포함하는 분말 운반 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 하나 이상의 배출 포트가 리셉터클상에 위치함을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 하나 이상의 배출 포트가 압력 용기상에 위치함을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 리셉터클이 환상이며, 내부 공간을 둘러싸고 규정하는 환상 리셉터클 몸체를 포함하며, 상기 리셉터클 몸체가 상부면 및 바닥면을 가지며 이의 바닥면에서 다이 표면에 밀봉 부착되어 환상 리셉터클 몸체가 다이 캐비티의 상부 테두리를 둘러싸고 내부 공간이 캐비티와 연결됨을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 리셉터클이 환상이며, 다이 캐비티를 둘러싸고 규정하는 환상 리셉터클 몸체를 포함하며, 상기 리셉터클 몸체가 상부면 및 바닥면을 가지며 리셉터클 몸체의 상부면이 다이의 표면과 동일 평면상에 위치하도록 위치됨을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 리셉터클이 환상이며, 상부 펀치가 통과하는 내부 공간을 둘러싸고 규정하는 환상 리셉터클 몸체를 포함하며, 상기 리셉터클 몸체가 다이의 표면을 밀봉적으로 맞물리게 하기 위한 바닥 표면 및 상부 램에 고정되어 이동 가능하게 부착되는 상부 표면을 가짐을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 리셉터클이 상부 펀치임을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 리셉터클이 하부 펀치임을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 리셉터클이 박스형이며, 입구가 상부 입구이고 출구가 바닥 출구이며, 위로 상승된 수평면에서 리셉터클을 따라서 그리고 특정 위치로 횡단하여 리셉터클을 선택적으로 이동시킴으로써 바닥 출구 위로 다이 캐비티가 돌출되며 공급 시스템 몸체를 하향으로 이동시켜 바닥 출구를 다이 캐비티와 통하도록 리셉터클에 이동 가능하게 부착된 셔틀을 추가로 포함함을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 공급 시스템 리셉터클과 미립물질 공급원 사이에 병치된 스케일을 추가로 포함하며, 상기 스케일은 미립물질이 다이 캐비티로 운반되기 전에 미립물질의 중량을 측정하기 위한 것임을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 스케일이 다량의 미립물질을 수용하는 호퍼의 하단부로부터 다량의 미립물질을 수용하기 위한 스케일 용기로서, 상기 스케일 용기는 미립물질을 압력 용기내로 방출시키도록 개방되어 있는 하나 이상의 바닥 출구를 가지며, 매달려 있으면서 그 위에 위치한 둘 이상의 지지 지점과 상부 에지, 이의 근위 단부에서 둘 이상의 각각의 지지 지점에 부착되고 이의 원위 단부에서 크로스바아에 부착된 길쭉한 지지 빔을 갖는 스케일 용기, 및
    크로스바아가 안치되어 있으며, 호퍼의 배출 개구와 결합된 밸브를 개폐시키기 위한 조절장치에 시그날을 전하기 위한 시그날 송신기를 갖는 로드 셀로 구성됨을 특징으로 하는 분말 운반 시스템.
  12. 다량의 미립물질을 수용하며, 이의 하단부에 배출 개구, 배출 개구와 결합된 밸브를 갖는 호퍼로서, 상기 밸브가 개방 위치 및 밀폐 위치를 갖는 호퍼;
    밸브가 개방될 때 호퍼의 하단부로부터 다량의 미립물질을 수용하며, 내부의 미립물질을 방출시키기 위해 개방된 하나 이상의 출구를 가지며, 그 상에 위치하는 두 개 이상의 지지 지점을 갖는 상부 에지를 가지며, 매달려 있으면서 이의 근위 단부에서 두 개 이상의 지지 지점의 각각에 부착되고 이의 원위 단부에서 크로스바아에 부착되어 있는 길쭉한 지지 빔을 갖는 스케일 용기;
    바닥 출구로부터 미립물질을 수용하기 위한 바닥 출구 아래에 직접 위치한 밀봉 가능한 상부 개구 및 공급 도관에 밀봉 연결되는 바닥 개구를 갖는 압력 용기로서, 상기 공급 도관이 분말을 운반하기 위한 운반 리셉터클의 내부에 밀봉 연결되고 개방 연통되는 압력 용기;
    다이 캐비티의 내부에 초대기압을 제공하기 위한 압력 용기에 밀봉 부착되는 압력 발생기;
    다이 캐비티의 내부로부터 초대기압을 방출시키기 위한 배출 포트; 및
    크로스바아가 안치되어 있으며, 호퍼의 배출 개구와 결합된 밸브를 개폐시키기 위한 조절장치에 시그날을 전하기 위한 시그날 송신기를 갖는 로드 셀을 포함하여, 다중량의 미립물질을 분말 압착기의 다이 캐비티로 운반하기 위한 가압된 분말 운반 시스템.
  13. 다량의 미립물질을 다이 캐비티로 운반하는 단계; 및
    다이 캐비티내의 미립물질을 유동시킴으로써 미립물질을 고르게 분포시켜 다이 캐비티 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 밀도가 되게 하는 단계를 포함하여, 분말 압착기의 다이 캐비티내에 위치한 다량의 미립물질을 균일한 밀도로 분포시키는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 미립물질이 금속 분말, 비금속 분말, 중간적 금속 분말 및 복합 분말로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 유동화 단계가 대기로부터 다이 캐비티를 밀봉시킨 후 일련의 하나 이상의 압력 펄스를 다이 캐비티의 내부에 적용하는 것을 포함하며, 상기의 하나 이상의 각각의 펄스는 초대기압을 다이 캐비티내로 운반한 후 다이 캐비티 내부로부터 압력을 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 일련의 하나 이상의 압력 펄스가 약 2 내지 약 100 압력 펄스를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 각각의 하나 이상의 압력 펄스가 약 10x 초 동안 약 1psi 내지 약 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고 약 x 초 동안 1회 이상 압력을 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서, 각각의 하나 이상의 압력 펄스가 약 .01초 내지 약 60초 동안 1psi 내지 약 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고 약 .01초 내지 약 60초 동안 1회 이상 압력을 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 일련의 하나 이상의 압력 펄스가 약 2 내지 약 100 압력 펄스를 포함하고, 하나 이상의 압력 펄스 각각이 약 .01초 내지 약 60초 동안 약 1psi 내지 약 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고 약 .01초 내지 약 60초 동안 1회 이상 압력을 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 13항에 있어서, 유동화 단계가 전기장, 자기장, 초음파 진동, 음파 진동, 기계 진동, 액체 유동화 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 요소의 일련의 하나 이상의 적용을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 13항에 있어서, 초대기압이 운반 단계 동안 적용되어 미립물질을 매스로서 배후로부터 다이 캐비티내로 밀어내고 압력이 약 1psi 내지 약 150psi이며, 약 .01초 내지 약 60초 동안 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  22. 미립물질의 배후에서 초대기압을 발생시키는 단계;
    초대기압을 사용하여 미립물질을 다이 캐비티와 통하고 개방되어 있는 출구를 갖는 공급 리셉터클을 통해 다이 캐비티내로 밀어내는 단계; 및
    다이 캐비티내의 미립물질을 유동시킴으로써 미립물질을 고르게 분포시켜 다이 캐비티 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 밀도로 분포되게 하는 단계를 포하하여, 다량의 미립물질을 분말 압착기의 다이 캐비티로 운반하여 미립물질이 다이 캐비티 전체에 걸쳐 균일한 밀도로 분포되게 하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 미립물질을 다이 캐비티내로 밀어내는데 사용되는 압력이 약 1psi 내지 약 150psi이고, 압력 발생 단계의 지속 시간이 약 .01초 내지 약 60초임을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 22항에 있어서, 유동화 단계가 미립물질을 다이 캐비티로 밀어내는데 사용되는 압력을 다이 캐비티로부터 일련의 하나 이상의 펄스 배출식으로 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 일련의 하나 이상의 펄스 배출이 약 2 내지 약 100 펄스 배출을 포함하고, 펄스 배출 각각이 약 .01초 내지 약 60초 동안 지속됨을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 22항에 있어서, 유동화 단계가 일련의 하나 이상의 압력 펄스를 다이 캐비티내로 적용하는 것을 포함하며, 상기 하나 이상의 압력 펄스 각각은 초대기압을 다이 캐비티내로 운반한 후 다이 캐비티 내부로부터 압력을 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 일련의 하나 이상의 압력 펄스가 약 1 내지 약 100 압력 펄스를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 26항에 있어서, 하나 이상의 압력 펄스 각각이 약 .01초 내지 약 60초 동안 1psi 내지 약 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고 일련의 하나 이상의 배출 기간 동안 압력을 배출시키는 것을 포함하며, 상기 하나 이상의 배출 기간 각각은 .01초 내지 약 60초의 시간 동안 지속됨을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 26항에 있어서, 일련의 하나 이상의 압력 펄스가 약 1 내지 약 100 압력 펄스를 포함하고, 상기 압력 펄스 각각은 약 .01초 내지 약 60초 동안 약 1psi 내지 약 150psi의 양으로 압력을 다이 캐비티로 운반하고 약 .01 내지 약 60초 동안 지속되는 1회 이상의 배출 기간에 압력을 배출시킨는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 22항에 있어서, 유동화 단계가 전기장, 자기장, 초음파 진동, 음파 진동, 기계 진동, 액체 유동화 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 요소의 일련의 하나 이상의 적용을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 22항에 있어서, 미립물질을 다이 캐비티의 내부로 운반하는 단계 전에 미립물질의 중량을 측정하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  32. 다량의 미립물질을 제공하는 단계;
    미립물질을 제 1 속도로 미립물질의 중량을 가리키기 위한 스케일상에 안치된 중량 측정 리셉터클내로 흐르게 하는 단계;
    스케일이 소정 중량의 약 4분의 1 내지 약 4분의 3인 중량을 가리킬 때 유속을 제 2 속도로 감소시키는 단계;
    스케일이 일정 중량을 가리킬 때 흐름을 중지시키는 단계;
    압력 용기내에 압력을 발생시켜 일정 중량의 미립물질을 다이 캐비티와 결합된 공급 리셉터클을 통해 다이 캐비티로 밀어내는 단계를 포함하여, 일정 중량의 미립물질을 다이 캐비티내로 균일하게 운반하기 위한 방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    다량의 미립물질을 이의 하부와 결합된 밸브를 갖는 호퍼에 제공하는 단계;
    밸브를 개방하여 미립물질이 일정 속도로 호퍼로부터 미립물질의 중량을 가리키기 위한 스케일상에 안치된 중량측정 리셉터클내로 흐르게 하는 단계;
    스케일이 일정 중량의 약 4분의 1 내지 약 4분의 3인 중량을 가리킬 때 밸브를 부분적으로 밀폐시키는 단계; 및
    로드 셀이 일정 중량을 가리킬 때 밸브를 완전히 밀폐시키는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 32항에 있어서, 다이 캐비티내의 미립물질을 유동시켜 미립물질을 다이 캐비티 전체에 걸쳐 균일한 밀도로 분포시키는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 34항에 있어서, 다이 캐비티내의 미립물질을 유동시키는 단계가 미립물질을 다이 캐비티내로 밀어내는데 사용되는 압력을 다이 캐비티 내부로부터 배출시킴으로써 수행되며, 상기 배출이 일련의 하나 이상의 배출 펄스에 의해 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 34항에 있어서, 다이 캐비티내의 미립물질을 유동시키는 단계가 일련의 하나 이상의 압력 펄스를 다이 캐비티내로 적용함으로써 수행되고, 상기의 하나 이상의 압력 펄스 각각이 초대기압을 다이 캐비티내로 운반한 후 다이 캐비티 내부로부터 압력을 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  37. 부품의 형상에 상응되는 형상을 갖는 다이 캐비티를 제공하는 단계;
    다이 캐비티와 결합되는 분말 공급 리셉터클의 배후로부터 압력을 발생시켜 미립물질을 리셉터클을 통해 다이 캐비티내로 밀어내는 단계;
    다이 캐비티내의 미립물질을 유동시켜 미립물질을 다이 캐비티 전체에 걸쳐 균일한 밀도로 분포시키는 단계; 및
    다이 캐비티내의 미립물질을 압축시켜 미립물질이 서로 결합되게 함으로써 상기 부품을 제조하는 단계를 포함하여, 분말 야금술에 의해 복잡한 형상 및 타이트한 치수 허용오차를 갖는 부품을 제조하는 방법.
  38. 제 37항에 있어서, 다이 캐비티내의 미립물질을 유동시키는 단계가 미립물질을 다이 캐비티내로 밀어내는데 싸용되는 압력을 다이 캐비티의 내부로부터 배출시킴으로써 수행되며, 상기 배출이 일련의 하나 이상의 배출 펄스에 의해 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 37항에 있어서, 다이 캐비티내의 미립물질을 유동시키는 단계가 일련의 하나 이상의 압력 펄스를 다이 캐비티의 내부로 적용함으로써 수행되고, 상기의 하나 이상의 압력 펄스 각각이 초대기압을 다이 캐비티내로 운반한 후 다이 캐비티의 내부로부터 압력을 배출시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 37항에 있어서, 유동화 단계가 전기장, 자기장, 음파 진동, 초음파 진동, 기계 진동, 액체 유동화 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 일련의 하나 이상의 요소에 다이 캐비티를 적용함으로써 수행되며, 상기 적용에 의해 미립물질이 유체와 유사하게 거동하여 미립물질이 다이 캐비티 전체에 걸쳐 균일하게 분포됨을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 37항에 있어서, 부품이 시계홈, 스프로켓, 나선형 기어, 웜기어, 스테이터 코어, 탈열기, 자동차 관련 로드 및 전기 모터용 전기자로 구성된 군 중의 하나의 요소임을 특징으로 하는 방법.
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