KR20050025140A - A process for producing a high density by high velocity compacting - Google Patents

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KR20050025140A
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올손켄트
지앙호리
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씨케이 매니지먼트 에이비
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Abstract

A method of producing a body from a particulate or solid material comprises filling a precompacting mould with the material, optionally vibrating the mould, pre-compacting the material and compressing it by at least one stroke with high kinetic energy in order to cause coalescence or high density of the material.

Description

고속 성형에 의한 고밀도화 프로세스{A PROCESS FOR PRODUCING A HIGH DENSITY BY HIGH VELOCITY COMPACTING}Densification process by high speed molding {A PROCESS FOR PRODUCING A HIGH DENSITY BY HIGH VELOCITY COMPACTING}

본 발명은 보디를 합체 또는 성형에 의해 고밀도로 만드는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of making a body high density by coalescence or molding.

WO-A1-9700751호에서, 성형기계 및 이 기계를 이용하여 막대봉을 커팅하는 방법이 기재되어 있다. 이 공보는 또한 금속체를 변형하는 방법도 기술하고 있다. 그 방법은 이 공보에 기재된 기계를 사용하고, 또한, 바람직하게는 고체형태 또는 그레인(grain), 펠릿(pellet) 등과 같은 분말형태로 된 금속성 물질이 바람직하게는 몰드, 홀더 등의 끝에 고정되어 있는 것을 특징으로 하고, 또한 이 물질이, 그 움직임이 액체에 의해 영향받는 임팩트 램(impact ram)과 같은 스트라이킹 유닛에 의해 단열 합체되는 것을 특징으로 한다. 이 기계는 상기 WO 공보에 전부 기술되어 있다. In WO-A1-9700751, a molding machine and a method for cutting rods using this machine are described. This publication also describes a method of deforming a metal body. The method uses the machine described in this publication, and preferably, a metallic material, preferably in solid form or in powder form, such as grain, pellets, etc., is preferably fixed to the end of a mold, holder, or the like. It is also characterized in that the material is thermally coalesced by a striking unit, such as an impact ram whose movement is influenced by the liquid. This machine is described fully in the above WO publication.

WO-A1-9700751호에는, 구형체 등과 같은 구성요소의 형성이 기재되어 있다. 금속 분말은 두 부분으로 나뉘어진 공구에 공급되고, 이 분말은 연결 튜브를 통해 공급된다. 금속 분말은 바람직하게는 가스 오토마이즈되어 있다. 구형 몰드에 들어있는 물질에 영향을 주기 위해, 연결 튜브를 통과한 로드(rod)는 타격(percussion) 기계로부터의 임팩트(impact)에 영향을 받기 쉽다. 그러나, 어떻게 이 방법에 의해 보디가 만들어지는지에 대해 파라미터를 특정하는 것은 어느 실시예에도 나타나 있지 않다. WO-A1-9700751 describes the formation of components such as spheres. The metal powder is fed to a tool divided into two parts, which are fed through a connecting tube. The metal powder is preferably gas automated. In order to affect the material contained in the spherical mold, the rod through the connection tube is susceptible to impact from the percussion machine. However, specifying a parameter as to how the body is made by this method is not shown in any embodiment.

이 공보에 따른 성형은 몇 단계로, 예컨대 세 단계로, 실행된다. 이들 단계는 매우 신속하게 실행되고 아래의 설명과 같이 세번의 스트로크(stroke)가 행해진다. Molding according to this publication is carried out in several steps, for example in three steps. These steps are executed very quickly and three strokes are made as described below.

스트로크 1: 매우 약한 스트로크로서, 분말로부터 공기의 대부분이 빠져나오게 하고 분말 입자의 방향을 맞추어서 큰 불규칙성이 없도록 보장한다. Stroke 1: A very weak stroke, allowing most of the air to escape from the powder and orienting the powder particles to ensure no large irregularities.

스트로크 2: 분말 입자들의 국부적인 단열 합체를 위해 매우 큰 에너지 밀도와 높은 임팩트 속도를 가진 스트로크로서, 이에 따라 입자들이 서로에 대해 성형하게 되어 매우 높은 밀도가 된다. 각 입자들의 국부적인 온도 상승은 스트로크 동안의 변형의 정도에 의존한다. Stroke 2: A stroke with a very high energy density and a high impact rate for local thermal coalescing of powder particles, whereby the particles are molded against each other resulting in a very high density. The local temperature rise of each particle depends on the degree of deformation during the stroke.

스트로크 3: 실질적인 성형 물질 보디의 최종 형성을 위해 미디엄-하이의 에너지와 높은 접촉 에너지를 가진 스트로크이다. 그 이후속 성형된 보디는 소결된다. Stroke 3: A stroke with medium-high energy and high contact energy for the final formation of the substantial molding material body. After that, the molded body is sintered.

SE 9803956-3호에는 물질 보디를 변형하는 방법 및 디바이스가 기술되어 있다. 이것은 실제적으로 WO-A1-9700751호에 기재된 발명의 개선이다. SE 9803956-3호에 따른 방법은, 스트라이킹 유닛의 적어도 한번의 리바운딩(rebounding) 운동이 발생될 정도의 속도로 스트라이킹 유닛이 물질에 도입되고, 이 때의 리바운딩은 반작용(counteracting)을 받고 그에 따라 스트라이킹 유닛의 적어도 하나의 추가의 스트로크가 발생된다. SE 9803956-3 describes a method and device for modifying a material body. This is actually an improvement of the invention described in WO-A1-9700751. The method according to SE 9803956-3 is characterized in that the striking unit is introduced into the material at a rate such that at least one rebounding motion of the striking unit occurs, at which time the rebounding is counteracting and accordingly the striking At least one additional stroke of the unit is generated.

WO-A1-9700751호에 기술된 방법에 따른 스트로크는 물질에 국부적으로 매우 높은 온도상승을 일으키고, 이것은 가열 또는 냉각 동안 물질에 상변화를 초래할 수 있다. SE 9803956-3호에 따라서 적어도 하나의 추가 스트로크를 발생시키는 리바운딩 운동을 사용할 때, 이 스트로크는, 앞뒤로 움직이고 첫번째 스트로크의 운동에너지에 의해 발생되며 보다 긴 주기동안 계속되는 파동의 원인이 된다. 이것은, 반작용이 없을 때 필요한 것보다 더 낮은 임펄스를 가지고서 물질의 추가적 변형을 일으킨다. The stroke according to the method described in WO-A1-9700751 causes a very high temperature rise locally in the material, which can lead to a phase change in the material during heating or cooling. When using a rebounding motion that generates at least one additional stroke in accordance with SE 9803956-3, this stroke moves back and forth and is caused by the kinetic energy of the first stroke and causes a continuous wave for longer periods. This causes further deformation of the material with a lower impulse than necessary when there is no reaction.

이들 공보에 따른 기계들은 그렇게 잘 작동하지 않는 것으로 이제 밝혀졌다. 예컨대, 이들이 언급한 스트로크들 사이의 시간 간격은 달성 불가능한 것이다. 더욱이, 이들 공보는 보디가 형성될 수 있음을 보여주는 어떤 실시예도 포함하지 않았다. 또한 리바운딩 스트로크는 물질의 크랙을 초래하는 것으로 판명되었다. The machines according to these publications have now been found to not work so well. For example, the time interval between the strokes they mentioned is unachievable. Moreover, these publications do not include any embodiments that show that a body can be formed. Rebound strokes have also been found to cause cracking of the material.

발명의 목적Purpose of the Invention

본 발명의 목적은 합체 또는 성형에 의해 입자 물질 또는 고체 물질로부터 고밀도의 제품을 효과적으로 생산하는 저비용 공정을 달성하는 것이다. 이러한 제품은, 정형외과 수술에서의 의료용 임플란트 또는 뼈의 백악질(cement), 외과용 칼등의 도구, 또는 진단용 장비 등의 의료용 디바이스, 또는 볼 베어링, 절단용 공구, 싱크, 욕조, 디스플레이, 글레이징(특히 비행기에서), 렌즈 및 광학 커버 등의 비의료용 디바이스일 수 있다. 또 다른 목적은 이러한 서술된 형태의 제품을 얻는 것이다. It is an object of the present invention to achieve a low cost process for the efficient production of high density products from particulate or solid materials by coalescence or molding. Such products may include medical devices such as medical implants or bone cements in orthopedic surgery, tools such as surgical knives, or diagnostic equipment, or ball bearings, cutting tools, sinks, tubs, displays, glazing (especially Airplanes), non-medical devices such as lenses and optical covers. Another object is to obtain a product of this described type.

고밀도를 달성하기 위한 목적은 고밀도가 높은 기계적 특성에 대한 필요조건이라는 사실에 기초한다. The purpose for achieving high density is based on the fact that high density is a requirement for high mechanical properties.

이 공정은 위에 기술된 기계를 사용하는 것에 한정되어서는 안된다.This process should not be limited to using the machine described above.

도 1a 및 도 1b는 분말, 펠릿, 그레인 등과 같은 형태의 물질의 변형을 위한 기계의 두개의 실시예의 모식적 단면도,1A and 1B are schematic cross-sectional views of two embodiments of a machine for deformation of materials in the form of powders, pellets, grains, and the like;

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 공정을 나타내는 흐름도,2 to 5 are flow charts illustrating the process according to the invention,

도 6 내지 도 36은 후속 예시들에 기술된 비교테스트에서 얻어진 결과들을 보여주는 다이어그램.6-36 are diagrams showing results obtained in a comparative test described in subsequent examples.

본 발명의 청구항 제 1항 내지 제5항에 정의된 새로운 방법에 따를 경우 서로다른 물질들을 성형하는 것이 가능하다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다. 이 물질은 예를 들면 분말, 펠릿, 그레인 등과 같은 형태이고, 몰드내에 채워지고 예비 성형(pre compacting)되고, 적어도 하나의 스트로크에 의해 성형된다. 이 방법에 사용하는 기계는, 공구 또는 몰드의 진동을 얻기 위해 추가된 진동 디바이스를 갖는 WO-A1-9700751호 및 SE 9803956-3호에 기술된 것이 될 수 있다. 물질은 또한 고체 형태가 될 수 있고 몰드속에 삽입될 수 있으며, 물질을 타격할 때 보디를 형성하기에 충분한 운동에너지를 방출하고 물질의 보다 높은 밀도 또는 합체를 야기하는 두개 이상의 스트라이킹 유닛을 사용하는, 동시에 둘 이상의 측면으로부터의 적어도 하나의 스트로크에 영향을 받기 쉽다. 이 경우 사용된 기계는 적어도 두개의 대향하는 스트라이킹 유닛을 포함한다. It has surprisingly been found that it is possible to mold different materials according to the new method as defined in claims 1 to 5 of the present invention. This material is, for example, in the form of powder, pellets, grains and the like, filled into the mold, pre compacted and molded by at least one stroke. The machine used in this method can be that described in WO-A1-9700751 and SE 9803956-3 with a vibration device added to obtain vibration of the tool or mold. The material may also be in solid form and inserted into the mold, using two or more strike units to release sufficient kinetic energy to form a body when striking the material and cause a higher density or coalescence of the material, It is susceptible to at least one stroke from two or more sides at the same time. The machine used in this case comprises at least two opposing strike units.

본 발명에 따른 방법은 타격 기계에 수력학을 이용할 수 있으며, WO-A1-9700751호 및 SE 9803956-3호에서 사용된 기계와 동일한 원리로 구성될 수 있다. 이 기계에 순수한 유압식 수단을 사용할 경우, 물질이 성형되도록 임팩트를 가할 때, 합체를 달성하기에 충분한 속도에서 충분한 에너지를 방출하기 위해 스트라이킹 유닛이 이러한 기계장치에 제공될 수 있다. 이 합체는 단열적이다. 스트로크는 매우 신속히 수행되고, 일부 물질에 대해, 물질에서의 파동이 5 내지 15 밀리초 사이에서 감쇠한다. 유압식의 사용은 성형공기의 사용에 비해 더 좋은 시퀀스 제어 및 더 낮은 운영비용을 가져다 준다. The method according to the invention can use hydraulics in the striking machine and can be constructed on the same principle as the machines used in WO-A1-9700751 and SE 9803956-3. When using pure hydraulic means in this machine, a striking unit may be provided to such machinery to release sufficient energy at a speed sufficient to achieve coalescence when impacting the material to be molded. This coalescence is adiabatic. The stroke is performed very quickly and for some materials, the wave in the material attenuates between 5 and 15 milliseconds. The use of hydraulics results in better sequence control and lower operating costs compared to the use of molded air.

그러나, 본 발명은 유압식 기계를 사용하는 것에 한정되지 않는다. 스프링에 의한 동작 또는 전기적으로 동작하는 타격 기계 또는 성형공기를 사용하는 기계를 이용하는 것도 또한 가능하다. 합체를 얻는 것이 항상 필요한 것은 아니다. 어떤 경우, 보다 높은 밀도로 성형을 수행하는 것으로 충분하다. However, the present invention is not limited to using a hydraulic machine. It is also possible to use a spring driven or electrically operated striking machine or machine using shaped air. It is not always necessary to obtain coalescence. In some cases, it is sufficient to carry out the molding to a higher density.

최적의 기계는 예비 성형 및 후속 성형(post compacting)을 위한 대규모 프레스, 및 가변 속도로 때릴 수 있는 적어도 하나의 작은 스트라이킹 유닛을 가진다. 따라서 이러한 구조에 따른 기계는 아마도 사용하기에 더욱 흥미로울 것이다. 서로 다른 기계가 또한 사용될 수 있는데, 하나는 예비 성형 및 후속 성형을 위한 것이고 다른 하나는 성형을 위한 것이다.The optimum machine has a large-scale press for preforming and post compacting, and at least one small striking unit that can hit at variable speeds. Therefore, a machine according to this structure is probably more interesting to use. Different machines can also be used, one for preforming and subsequent molding and the other for molding.

본 발명은 입자 물질로부터 보디를 만드는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 다음의 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of making a body from particulate matter. This method includes the following steps.

a) 예비 성형 몰드를 분말, 펠릿, 그레인 등의 형태의 물질로 채우는 단계,a) filling the preform mold with a material in the form of powder, pellets, grains, etc.,

b) 몰드를 진동시키는 단계,b) vibrating the mold,

c) 예비 성형 수단으로 물질을 적어도 한번 예비 성형하는 단계, 및c) preforming the material at least once by preforming means, and

d) 성형 몰드에서 적어도 하나의 스트로크에 의해 물질을 성형하는 단계, 여기서 스트라이킹 유닛은 성형 몰드에 삽입된 물질을 스트라이킹 수단으로 스트라이크 할 때 보디를 형성하기에 충분한 운동에너지를 방출하고, 합체 또는 보다 높은 물질의 밀도를 야기한다. d) shaping the material by at least one stroke in the forming mold, wherein the striking unit releases sufficient kinetic energy to form a body when striking the material inserted into the forming mold with the striking means, and coalescing or higher Causes the density of the material.

진동을 사용함으로써, 예비 성형 몰드에서의 입자는 서로 더 가깝게 움직여서 입자들 사이의 공기 또는 가스를 밖으로 밀어내고, 더 쉽게 성형될 수 있도록 자체적으로 방향을 정렬한다. 따라서, 예비 성형이 시작되기 전에 이미 더 높은 밀도가 달성된다. 따라서 예비 성형은 느슨하게 모여있는 분말로부터 시작하는 것이 아니라 더 밀집되게 모여있는 분말로부터 시작된다. 이에 따라, 더 적은 예비 성형 스트로크가 요구될 수 있다. 예비 성형 단계동안 진동이 계속된다면, 동일한 예비 성형 압력을 사용하여 더 높은 밀도가 달성될 것이다. By using vibration, the particles in the preformed mold move closer to each other to push out air or gas between the particles and orient themselves so that they can be molded more easily. Thus, a higher density is already achieved before the preforming starts. The preforming thus starts not with loosely gathered powder but with more dense powder. Accordingly, less preforming strokes may be required. If vibration continues during the preforming step, higher densities will be achieved using the same preforming pressure.

예비 성형 동안에 달성된 더 높은 밀도는 성형단계를 촉진할 것이다. The higher density achieved during the preform will facilitate the forming step.

두개 이상의 스트라이킹 유닛을 사용하여 동시에 둘 이상의 측면에서 물질이 성형될 경우 추가의 이점이 얻어진다. Further advantages are obtained when the material is molded in two or more sides at the same time using two or more strike units.

예비 성형 몰드는 성형 몰드와 동일한 것일 수 있는데, 이것은 물질이 단계 c) 및 d) 사이에서 이동할 필요가 없다는 것을 의미한다. 또한, 서로 다른 몰드를 사용하고 물질을 예비 성형 몰드로부터 성형 몰드까지 단계 c) 및 d) 사이에서 이동시킬 수도 있다. 이것은, 예비 성형 단계에서 입자 물질로부터 보디가 형성될 경우에만 행해질 수 있다. The preform mold may be the same as the mold, which means that the material does not need to move between steps c) and d). It is also possible to use different molds and to move the material between steps c) and d) from the preform mold to the mold. This can only be done if a body is formed from the particulate material in the preforming step.

또한 본 발명은 다음의 단계를 포함한다.The present invention also includes the following steps.

a) 고체 물질을 몰드에 삽입하는 단계,a) inserting a solid material into the mold,

b) 예비 성형 수단으로 물질을 적어도 한번 예비 성형하는 단계, 및b) preforming the material at least once by preforming means, and

d) 물질을 스트라이킹할 때 보디를 형성하기에 충분한 운동에너지를 방출하는 두개 이상의 스트라이킹 유닛을 사용하여 동시에 둘 이상의 측면에서, 적어도 하나의 스트로크에 의해 몰드내의 물질을 성형하는 단계, d) shaping the material in the mold by at least one stroke at two or more sides simultaneously using two or more strike units that release sufficient kinetic energy to form a body when striking the material,

예비 성형 수단은, 성형단계 d) 동안 스트라이킹 유닛에 의해 동일하거나 더 높은 압력으로 물질에 대해 계속해서 인가되는 것이 바람직하다. The preforming means is preferably applied continuously to the material at the same or higher pressure by the strike unit during the forming step d).

대향하는 두 방향으로부터 몰드내의 물질을 스트라이크할 수 있고 또한 분말내의 입자가 더 잘 방향정렬 될 수 있는 방향에서부터 성형할 수 있는 기계를 사용함으로써, 입자들간의 더 양호한 접촉이 얻어지게 되며 입자들의 더 효과적인 용접이 그 결과로서 나타난다. 얻어진 보디는 단지 한 방향에서 인가된 동일한 에너지와 압력하에서 만들어진 보디보다 더 균일하다. 예비 성형 및 성형 동안의 양측 처리(double-sided treatment)로부터 장점이 발생한다. By using a machine capable of striking the material in the mold from two opposing directions and shaping from the direction in which the particles in the powder can be more oriented, better contact between the particles is obtained and the particles are more effective Welding is the result. The body obtained is more uniform than the body made under the same energy and pressure applied in only one direction. Advantages arise from pre-molding and double-sided treatment during molding.

본 발명에 따른, 입자 물질로부터 보디를 만드는 바람직한 방법은 다음 방식으로 기술될 수 있다. According to the present invention, a preferred method of making a body from particulate material can be described in the following manner.

1) 분말이 진동하에서 그린 보디로 프레스되고, 보디는 (반(半)) 고체 보디로의 임팩트에 의해 성형되고 따라서 후속 성형에 의해 보디내에 에너지 보유(retention)가 달성된다. 동적 단조 임팩트 에너지 보유(Dynamic Forging Impact Energy Retention:DFIER)로 기술될 수 있는 이 처리는 세개의 주요 단계를 포함한다. 1) The powder is pressed into the green body under vibration, the body is shaped by the impact into the (semi) solid body and thus energy retention in the body is achieved by subsequent molding. This treatment, which can be described as Dynamic Forging Impact Energy Retention (DFIER), involves three main steps.

a) 가압(Pressuring)a) Pressing

이 가압 단계는 저온 및 고온 가압과 거의 같다. 이 목적은 분말로부터 그린 보디를 얻는 것이다. 분말에 대해 두번의 성형을 수행하는 것이 가장 유리한 것으로 판명되었다. 한번의 성형만 하는 것은 분말을 두번 연속적으로 성형하는 것보다 2~3% 더 낮은 밀도를 가져다 준다. 이 단계는 공기의 배출 및 이로운 방식으로 분말 입자를 방향정렬하는 것에 의해 분말을 준비하는 것이다. 그린 보디의 밀도값은 보통의 저온 및 고온 가압에 대한 것과 다소 동일하다. This pressurization step is almost the same as the low temperature and high temperature pressurization. This object is to obtain a green body from powder. It has proved to be most advantageous to carry out two moldings on the powder. Only one shaping resulted in a density of 2-3% lower than two successive shapings of the powder. This step is to prepare the powder by evacuating the air and aligning the powder particles in an advantageous manner. The density values of the green body are somewhat the same as for normal low temperature and high temperature pressurization.

b)임팩트b) impact

임팩트 단계는 실제적인 고속 단계인데, 여기서 스트라이킹 유닛이 한정된 범위에서 분말을 스트라이크한다. 물질 파동은 분말에서 시작하고 분말 입자들 사이에서 입자간 용융(melting)이 발생한다. 스트라이킹 유닛의 속도는 처음의 매우 짧은 시간동안에서만 중요한 역할을 하는 것 같다. 분말의 양과 물질의 특성은 발생하는 입자간 용융의 정도를 결정한다. The impact stage is an actual high speed stage where the strike unit strikes the powder in a defined range. The mass wave starts in the powder and interparticle melting occurs between the powder particles. The speed of the striking unit seems to play an important role only during the first very short time. The amount of powder and the properties of the material determine the degree of interparticle melting that occurs.

c) 에너지 보유c) energy retention

에너지 보유 단계는 고체 보디내에서 전달된 에너지가 만들어지도록 하는데 목적이 있다. 이것은 물리적으로는 분말의 예비 성형과 거의 동일한 압력을 갖는 성형이다. 결과는 생성된 보디의 밀도가 약 1~2% 증가한 것이다. 이것은, 예컨대 예비 성형에서와 거의 동일한 압력 및 임팩트의 이후에 스트라이킹 유닛을 고체 보디 상에 위치시키도록 하거나 또는 임팩트 단계 이후에 스트라이킹 유닛이 해제되는 것으로써 수행된다. 생성된 보디 내에서 분말의 더 많은 변환이 일어날 것이라고 생각한다. The energy retention step aims to produce the delivered energy in the solid body. This is a molding which has a pressure which is physically almost identical to the preforming of the powder. The result is an increase in density of the resulting body of about 1 to 2%. This is done, for example, by placing the striking unit on the solid body after pressure and impact which are about the same as in preforming, or by releasing the striking unit after the impact step. It is believed that more conversion of the powder will occur within the resulting body.

도 1a는 상부 및 하부 측으로부터 물질을 성형하고 성형하는 기계를 도시하고 있다. 도 1b는 한쪽 측면으로부터만 성형하고 스트라이크할 수 있는 대응하는 기계를 도시하고 있다. 유사한 부분에 대해 참조번호는 도 1a 및 도 1b 양쪽에 동일하다. 1a shows a machine for shaping and shaping material from the upper and lower sides. 1B shows a corresponding machine that can be molded and striked only from one side. For similar parts reference numerals are the same in both FIGS. 1A and 1B.

도 1a에 도시된 기계는 상부 및 하부 스트라이킹 디바이스(1a,1b)를 포함한다. 각각의 스트라이킹 디바이스는, 웨이트(10)를 포함하며 또한 임팩트 램 하우징(11a,11b) 안에 정렬되어 있는 임팩트 램(2a,2b)을 가지고 있다. 임팩트 램의 질량은 임팩트 램(2a,2b) 내부의 임팩트 램 웨이트(10)의 갯수를 조절함으로써 변동될 수 있다. 스트라이킹 디바이스(1a,1b)의 사이에는, 상부 및 하부 정적 예비 성형 프레스 램(5a,5b)이 통과하는 상부 및 하부 정적 프레스 테이블(12a,12b)을 연결하는 지지 로드(7)를 포함하는 중앙 부분이 있다. 도면에는 두 측면의 지지 로드(7)가 도시되어 있다. 기계는 두개의 추가의 전면 및 후면 로드(7)(도면에서는 도시생략)을 포함한다. 상부 및 하부 펀치(9a,9b)가 예비 성형 램(5a,5b)에 연결되어 있다. 몰딩 다이 테이블(13)은 상부 및 하부 펀치(9a,9b) 사이에 정렬되어 있는 몰드(8)를 지지하면서 지지 로드에 연결되어 있다. 진동 디바이스(6)는 몰딩 다이 테이블(13)에 연결되어 있다. 또한, 입자들이 나와서 몰드(8)로 공급되는 호퍼(3)도 있다. The machine shown in FIG. 1A comprises upper and lower striker devices 1a, 1b. Each striking device has an impact ram 2a, 2b that includes a weight 10 and is aligned within the impact ram housings 11a, 11b. The mass of the impact ram can be varied by adjusting the number of impact ram weights 10 inside the impact rams 2a and 2b. Between the striker devices 1a, 1b is a center comprising support rods 7 which connect the upper and lower static press tables 12a, 12b through which the upper and lower static preform press rams 5a, 5b pass. There is a part. In the figure two support rods 7 are shown. The machine includes two additional front and rear rods 7 (not shown in the figure). Upper and lower punches 9a and 9b are connected to the preformed rams 5a and 5b. The molding die table 13 is connected to the support rod while supporting the mold 8 aligned between the upper and lower punches 9a and 9b. The vibration device 6 is connected to the molding die table 13. There is also a hopper 3 in which the particles come out and are fed into the mold 8.

도 1b의 기계는 다음의 예외들 외에는 도 1a의 기계와 동일한 부품을 포함한다. 이 기계는 하부 임팩트 디바이스(1b)를 포함하지 않으며, 하부 정적 예비 성형 프레스 램(5b)이나 하부 정적 프레스 테이블(12b)을 포함하지 않는다. 하부 펀치(9b)는 리그 펀더멘트(rig fundament)(4)에 연결되어 있다. The machine of FIG. 1B includes the same parts as the machine of FIG. 1A with the following exceptions. The machine does not include the bottom impact device 1b and does not include the bottom static preform press ram 5b or the bottom static press table 12b. The lower punch 9b is connected to a rig fundament 4.

프로세스 단계는 도 2~5에 도식적으로 도시되어 있다. 도 2 및 도 3은 (비-DFIER 기계를 이용한) 에너지 보유없는 프로세스를 나타내고 도 4 및 도 5는 (DFIER 기계를 이용한) 에너지 보유가 있는 것을 나타낸다. 도 2 및 도 4는 단일-사이클 프로세스를 나타내고 도 3 및 도 5는 수개의 스트로크가 사용되는 멀티-사이클 프로세스를 나타낸다. Process steps are shown diagrammatically in FIGS. 2 and 3 show a process without energy retention (using a non-DFIER machine) and FIGS. 4 and 5 show that there is energy retention (using a DFIER machine). 2 and 4 show a single-cycle process and FIGS. 3 and 5 show a multi-cycle process in which several strokes are used.

도 2~5의 윗 부분은 시간 기준을 나타내며 이 위에서 서로 상이한 단계들이 수행된다. 도면의 아래 부분은 프로세스 동안의 일부 파라미터의 변화를 보여주는 다이어그램을 포함한다. 압력 파라미터는 몰드내의 대기압이다. The upper part of Figs. 2 to 5 represent a time reference, on which different steps are performed. The lower part of the figure contains a diagram showing the change of some parameters during the process. The pressure parameter is the atmospheric pressure in the mold.

도 2 및 도 3에 도시된 프로세스에서, 입자 물질이 몰드내에 처음 채워진다. 대기압이하로 도달하고, 물질은 예비 성형 단계동안 램에 의해 성형된다. 지연동안 램은 제거되고 그 이후 예비 성형된 물질은 임팩트 램으로 한번 또는 여러번 스트라이크됨으로써 동적으로 단조된다. 이 경우 물질은 스트로크동안 가열된 저항이고, 인가된 전류는 임팩트의 트리거링(triggering)에 동기된다. 선택적으로, 추가의 예비 성형 램으로 성형된 이후, 진공상태가 해제되고, 얻어진 구성요소는 프레스된다. In the process shown in FIGS. 2 and 3, particulate material is first filled in the mold. It reaches below atmospheric pressure and the material is shaped by the ram during the preforming step. During the delay, the ram is removed and then the preformed material is forged dynamically by striking once or several times with the impact ram. In this case the material is a resistance heated during the stroke, and the applied current is synchronized with the triggering of the impact. Optionally, after being molded into an additional preformed ram, the vacuum is released and the resulting component is pressed.

도 4 및 도 5에 도시된 프로세스에서, 대기압 이하에 도달하고 물질은 예비 성형 단계 동안 램에 의해 성형된다. 램은 후속 단계들 동안 입자를 가압하면서 유지된다. 입자 물질의 진동은 예비 성형 동안 사용된다. 도 2 및 도 3에서처럼 물질은 쇼킹(shocking) 동안 전류에 의해 가열된다. 예비 성형 램으로부터의 압력은 에너지 보유를 위한 쇼킹 이후에도 유지되고, 진공상태가 해제되고 얻어진 구성요소는 프레스된다. In the process shown in FIGS. 4 and 5, subatmospheric pressure is reached and the material is shaped by the ram during the preforming step. The ram is maintained while pressing the particles during the subsequent steps. Vibration of the particulate material is used during the preforming. As in Figures 2 and 3 the material is heated by the current during shocking. The pressure from the preformed ram is maintained even after shock for energy retention, the vacuum is released and the components obtained are pressed.

상기 실시예들에서 예비 성형 몰드는 성형 몰드와 동일한다. 또한, 보디가 형성되는 물질은 입자 형태로 형성된다. 그러나, 고체 물질을 이용하는 것도 또한 가능하다. 이 경우 예비 성형을 사용하는 것은 필수적이지 않다. 고체 물질의 밀도에 따라 예비 성형 단계가 유리할 수 있다. 가능한 예비 성형 이후에, 고체 물질은 두개의 대향하는 임팩트 램에 의해 동시에 쇼크된다. 입자 물질을 형성할 때와 동일한 단계들이 사용될 수 있다. In the above embodiments the preformed mold is the same as the mold. In addition, the material from which the body is formed is formed in the form of particles. However, it is also possible to use solid materials. In this case it is not necessary to use preforms. Depending on the density of the solid material, the preforming step may be advantageous. After a possible preform, the solid material is shocked simultaneously by two opposing impact rams. The same steps as when forming the particulate material can be used.

입자 물질 및 고체 물질에서부터 시작할 때, 두개의 대향하는 임팩트 램을 사용함으로써 형성과정이 수행될 수 있다. 또한, 비스듬한 변형을 얻으려고 할 때 등과 같은 경우 적어도 두개의 임팩트 램을 사용할 수도 있다. Starting with the particulate material and the solid material, the formation process can be performed by using two opposing impact rams. In addition, at least two impact RAMs may be used, for example, to obtain an oblique deformation.

예비 성형 단계는 하나 이상의 성형을 포함할 수 있다. 입자 물질이 진동되므로 단지 하나의 성형이 요구될 수 있다. 하지만, 몇번의 성형은 다소 더 높은 밀도를 가져다 줄 수 있다. The preforming step may comprise one or more moldings. Since the particulate material is vibrated, only one molding may be required. However, several moldings can yield somewhat higher densities.

본 발명의 바람직한 특성들을 사용함으로써 단조를 사용하거나 HIP 또는 HIP+단조를 사용함으로써 달성되는 것과 동일한 수준의 물질 특성을 얻는 것이 가능하다. By using the preferred properties of the invention it is possible to obtain the same level of material properties as achieved by using forging or by using HIP or HIP + forging.

본 발명의 프로세스의 정의내에서 변형가능한 특성들은 다음과 같다. Modifiable properties within the definition of the process of the present invention are as follows.

1) 스트라이킹의 방향. 하나 또는 둘이상의 방향일 수 있다. 1) The direction of the strike. It may be in one or more directions.

2) 진동. 예비 성형 단계 및/또는 성형 단계 및/또는 에너지 보유 단계 동안 일 수 있다. 2) vibration. During the preforming step and / or during the forming step and / or the energy retention step.

3) 예비 성형의 수3) number of preforms

4) 예비 성형 스트로크들 사이의 간격4) spacing between preformed strokes

5) 예비 성형 동안의 온도5) temperature during preforming

6) 예비 성형 압력6) preforming pressure

7) 임팩트 단계에 대해서 동일한 파라미터가 변경될 수 있다.7) The same parameters can be changed for the impact stage.

8) 임팩트 스트로크 압력 및 에너지. 서로 상이한 스트로크에 대해 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 8) Impact stroke pressure and energy. It may be the same or different for different strokes.

9) 하나 이상의 단계에서 후속 성형이 사용될 수 있고 그렇지 않을 수도 있다.9) Subsequent molding may or may not be used in one or more steps.

10) 몰드내의 대기압. 감소될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 10) Atmospheric pressure in the mold. It may or may not be reduced.

11) 공기가 아닌 다른 가스의 사용. 예를들어 불활성 가스나 반응성 가스. 11) Use of gases other than air. For example inert gas or reactive gas.

12) 몰드 및 물질의 온도. 증가될 수도 있고, 몇몇 경우 감소되거나 주변 온도일 수 있다. 12) The temperature of the mold and the material. It may be increased, in some cases reduced or may be at ambient temperature.

13) 형성될 물질이 분말, 펠릿, 또는 그레인등과 같은 입자이거나 또는 고체일 수 있다. 13) The material to be formed may be particles such as powders, pellets, grains or the like or solids.

14) 전류가 사용될 수 있고 그렇지 않을 수도 있다. 14) Current may or may not be used.

15) 진동이 진폭, 빈도수, 또는 방향에 대해 변경될 수 있고, 수직 및/또는 수평일 수 있다. 15) The vibration can be varied with respect to amplitude, frequency, or direction, and can be vertical and / or horizontal.

16) 예비 성형 몰드 및 성형 몰드가 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 16) The preform mold and the molding mold may be the same or may be different.

17) 단계의 수가 변경될 수 있다. 일부 단계는 이전 단계를 반복한 후에 몇번 반복될 수 있고, 예비 성형 또는 성형 이후에 더 많은 물질이 몰드내에 채워질 수 있고 그 이후 예비 성형 및/또는 성형이 반복될 수 있다. 17) The number of steps can be changed. Some steps may be repeated several times after repeating the previous steps, after which preform or molding may be filled with more material and then the preforming and / or molding may be repeated.

18) 임팩트 램의 질량, 펀치의 질량, 또는 형성될 물질의 질량 사이의 관계가 변경될 수 있다. 18) The relationship between the mass of the impact ram, the mass of the punch, or the mass of the material to be formed may vary.

19) 에너지 보유가 사용될 수 있고 그렇지 않을 수도 있다. 19) Energy retention may or may not be used.

스트라이킹 유닛의 질량(m)은 물질의 질량보다 반드시 커야 한다. 그럼으로써, 스트라이킹 유닛의 높은 임팩트 속도의 요구가 다소 감소될 수 있다. 스트라이킹 유닛이 물질을 치게 되면, 이것은 국부적인 합체를 야기하고 이에 따라 물질의 결과적인 변형을 일으킨다. 어떤 경우에도 밀도의 증가가 얻어진다. 파동이나 진동이 임팩트의 방향으로 물질내에서 발생되고, 이들 파동이나 진동은 높은 운동에너지를 가지며, 물질내의 슬립 플레인(slip plane)을 활성화하고 또한 분말의 그레인의 상대적 변위를 야기할 것이다. 합체가 단열 합체일 수도 있다. 온도의 국부적 증가는 물질내의 스팟 웰딩(spot welding)(입자간 용융)를 발전시키고, 밀도를 증가시킨다. The mass m of the strike unit must be greater than the mass of the substance. Thereby, the demand for the high impact speed of the strike unit can be somewhat reduced. When the striking unit strikes the material, this causes local coalescing and thus the resulting deformation of the material. In any case, an increase in density is obtained. Waves or vibrations are generated in the material in the direction of impact, and these waves or vibrations have a high kinetic energy, activate the slip plane in the material and also cause relative displacement of the grain of the powder. The coalescence may be adiabatic coalescence. Local increases in temperature develop spot welding (interparticle melting) in the material and increase density.

예비 성형은 매우 중요한 단계이다. 이것은 공기를 배출시키고 물질내의 입자의 방향을 맞추기 위해 행해진다. 예비 성형 단계는 성형 단계보다 더 느리고, 따라서 공기를 배출하는 것이 더 쉽다. 이것은 또한 예비 성형 동안 또는 그 이전에 진동을 사용함으로써 더 용이하게 될 수 있다. 매우 빨리 진행되는 성형 단계는 공기를 배출할 동일한 가능성을 가지지 못한다. 따라서, 예비 성형 이후에도 잔존하는 공기는 생산된 보디 내에 포함될 수 있는데, 이것은 단점이다. 예비 성형은, 입자간 최대한의 접촉면을 야기하는 최대한의 입자의 패킹도(degree of packing)를 얻기에 충분한 최소한의 압력에서 수행된다. 이것은 물질 의존적이고, 물질의 연성(softness) 및 용융점에 의존한다. Preforming is a very important step. This is done to vent the air and to orient the particles in the material. The preforming step is slower than the forming step and therefore easier to vent air. This can also be made easier by using vibrations during or before the preform. A very fast forming step does not have the same possibility of releasing air. Thus, air remaining even after preforming can be included in the produced body, which is a disadvantage. The preforming is carried out at a minimum pressure sufficient to obtain the maximum degree of packing of the particles resulting in the maximum contact surface between the particles. It is material dependent and depends on the softness and melting point of the material.

실시예에서의 예비 성형 단계는 117680N의 축성 로드(axial load)에 의해 성형됨으로써 수행되었다. 이것은 예비 성형 몰드 또는 최종 몰드에 의해 수행된다. 아무것도 언급되지 않은 모든 실시예에서, 사용된 몰드는 원통형 몰드이고, 이것은 공구의 일부분이고 지름 30㎜의 원형 단면을 가진다. 이 단면의 면적은 대략 7㎠ 이다. 이것은 대략 1.7×108 N/㎡의 압력이 사용되었음을 의미한다. 물질은 적어도 약 0.25×108 N/㎡의 압력에서, 바람직하게는 적어도 약 0.6×108 N/㎡의 압력에서, 예비 성형될 수 있다. 사용되는 필수적인 또는 바람직한 예비 성형 압력은 물질 의존적이고, 일부 물질에 대해서는 약 2000 N/㎡의 압력에서 성형되기에 충분할 수 있다. 다른 가능한 값들은 1.0×108 N/㎡, 1.5×108 N/㎡ 이다. 진공상태 또는 가열된 물질이 사용될 경우 더 낮은 압력을 사용할 수도 있다. 원통형 몰드의 높이는 60㎜이다.The preforming step in the example was performed by molding with an axial load of 117680N. This is done by preforming mold or final mold. In all embodiments where nothing is mentioned, the mold used is a cylindrical mold, which is part of the tool and has a circular cross section with a diameter of 30 mm. The area of this cross section is approximately 7 cm 2. This means that a pressure of approximately 1.7 × 10 8 N / m 2 was used. The material may be preformed at a pressure of at least about 0.25 × 10 8 N / m 2, preferably at a pressure of at least about 0.6 × 10 8 N / m 2. The necessary or preferred preforming pressure used is material dependent and for some materials may be sufficient to mold at a pressure of about 2000 N / m 2. Other possible values are 1.0 × 10 8 N / m 2 and 1.5 × 10 8 N / m 2. Lower pressures may be used if vacuum or heated materials are used. The height of the cylindrical mold is 60 mm.

성형 스트로크는 공기 및 실온에서 기술된 원통형 공구내에서 적어도 100 Nm에 대응하는 총 에너지를 방출할 수 있다. 다른 총 에너지 레벨은 적어도 300, 600, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 및 3500 Nm 일 수 있다. 적어도 10000, 20000 Nm의 에너지 레벨이 사용될 수도 있다. 한번의 스트로크에 60000 Nm을 가지고 스트라이크하는 능력을 가진 새로운 기계도 있다. 물론 그러한 높은 값이 사용될 수 있다. 그리고 만약 몇몇의 그러한 스트라이크가 사용되면 에너지의 총량은 수 100000 Nm에 도달할 수 있다. 에너지 레벨은 사용된 물질에 의존하고, 생산된 보디가 어떤 응용에 사용될지에 의존한다. 하나의 물질에 대해 서로 상이한 에너지 레벨은 물질 보디의 서로 상이한 상대적 밀도를 제공할 것이다. 에너지 레벨이 높을수록 더 밀도있는 물질이 얻어질 것이다. 서로 상이한 물질은 동일한 밀도를 얻기위해 서로 상이한 에너지 레벨을 필요로 한다. 이것은 예컨대 물질의 경화도 및 물질의 용융점에 의존한다. The forming stroke may release total energy corresponding to at least 100 Nm in the cylindrical tool described at air and at room temperature. Other total energy levels can be at least 300, 600, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, and 3500 Nm. Energy levels of at least 10000, 20000 Nm may be used. Some new machines have the ability to strike with 60000 Nm in one stroke. Of course such high values can be used. And if some such strike is used, the total amount of energy can reach several hundred thousand Nm. The energy level depends on the material used and on which application the body produced is used. Different energy levels for one material will give different relative densities of the body of material. The higher the energy level, the denser the material will be obtained. Different materials require different energy levels to achieve the same density. This depends, for example, on the degree of cure of the material and the melting point of the material.

에너지 레벨은 몰드의 형태 및 구조에 따라 보정되고 적용될 필요가 있다. 예를 들어 만약 몰드가 구형체인 경우 다른 에너지 레벨이 요구될 것이다. 당업자는 특정 몰드에 대해 어떤 에너지 레벨이 요구되는지를 테스트할 수 있을 것이다. 에너지 레벨은 보디가 어떤 용도로 사용되는지, 즉 어떤 상대 밀도가 필요한지에 의존하고, 몰드의 기하학적 형태 및 물질의 특성에 의존한다. 스트라이킹 유닛은 성형 몰드에 삽입된 물질을 스트라이크할 때 보디를 형성할 수 있을 정도로 충분한 운동에너지를 방출해야 한다. 더 높은 스트로크 속도에 의해, 더 많은 진동, 입자간의 증가된 마찰, 증가된 국부 열, 및 물질의 증가된 입자간 용융가 달성된다. 스트로크 면적이 더 클수록 더 많은 진동이 얻어진다. 더 많은 에너지가 물질이 아닌 공구에 전달될 것이라는 제한이 있다. 따라서 물질의 높이에 대한 최적 조건도 또한 있다. The energy level needs to be corrected and applied depending on the shape and structure of the mold. For example, if the mold is spherical, different energy levels will be required. One skilled in the art will be able to test what energy level is required for a particular mold. The energy level depends on what the body is used for, i.e. what relative density is needed, and on the geometry of the mold and the properties of the material. The striking unit must release sufficient kinetic energy to form a body when striking the material inserted into the molding mold. With higher stroke speeds, more vibration, increased friction between particles, increased local heat, and increased interparticle melting of the material are achieved. The larger the stroke area, the more vibration is obtained. There is a limit that more energy will be delivered to the tool rather than the material. There is therefore also an optimum for the height of the material.

물질이 합체 기술에 의해 더욱 성형될수록, 더 부드러운 표면이 얻어진다. 물질의 다공성 및 표면은 방법에 영향을 받는다. 다공성 표면 또는 보디가 요구된다면 다공성이 덜한 표면 또는 보디가 요구되는 정도로 성형되어서는 안된다. The more shaped the material is by the coalescence technique, the smoother the surface is obtained. The porosity and the surface of the material are affected by the method. If a porous surface or body is desired, the less porous surface or body should not be shaped to the extent required.

에너지 변환 및 파동 생성에 대해 위에서 기술한 것은 또한 고체 보디에 적용된다. 본 발명에서 고체 보디는 특정 응용에 대한 타겟 밀도가 달성되었을 때의 보디이다. What was described above for energy conversion and wave generation also applies to solid bodies. The solid body in the present invention is the body when the target density for a particular application is achieved.

임팩트에 요구되는 에너지 레벨을 주기 위해, 스트라이킹 유닛은 스트로크 동안 바람직하게는 적어도 0.1 m/s 또는 적어도 1.5 m/s의 속도를 가진다. 종래기술의 방식에 따를 때보다 더 낮은 속도가 사용될 수 있다. 속도는 스트라이킹 유닛의 무게 및 어떤 에너지가 요구되는지에 의존한다. 성형 단계에서의 총 에너지 레벨은 적어도 약 100 내지 4000 Nm 이다. 그러나 더 높은 에너지 레벨이 사용될 수도 있다. 총 에너지는 함께 추가된 모든 스트로크에 대한 에너지 레벨을 의미한다. 스트라이킹 유닛은 적어도 하나의 스트로크 또는 다수의 연속적인 스트로크를 만들어낸다. 실시예에 따른 스트로크간의 간격은 0.4 및 0.8초 이다. 예를 들어 적어도 두개의 스트라이크가 사용될 수 있다. To give the energy level required for the impact, the strike unit preferably has a speed of at least 0.1 m / s or at least 1.5 m / s during the stroke. Lower speeds may be used than in the prior art. The speed depends on the weight of the strike unit and what energy is required. The total energy level in the forming step is at least about 100 to 4000 Nm. However, higher energy levels may be used. Total energy means energy levels for all strokes added together. The striking unit produces at least one stroke or a plurality of consecutive strokes. The interval between strokes according to the embodiment is 0.4 and 0.8 seconds. For example at least two strikes may be used.

본 방법은 또한 물질을 적어도 두번 예비 성형하는 것을 포함한다. 동일한 총 에너지 및 단지 한번의 예비 성형을 사용한 스트로크에 비해 높은 상대밀도를 얻기 위해 이것이 장점이 될 수 있다는 것이 실시예에 나타나있다. 두번의 성형은 사용된 물질에 의존하는 한번의 예비 성형보다 약 1~5% 더 높은 밀도를 제공한다. 이 증가는 일부 물질에 대해 더 높을수도 있다. 예비 성형이 두번 할 때, 성형 단계는 약 5초 등과 같은 시간사이의 작은 간격으로 실행된다. 대략 동일한 압력이 두번째 예비 성형에서도 사용될 수 있다. The method also includes preforming the material at least twice. It is shown in the examples that this can be an advantage in order to obtain high relative densities over strokes using the same total energy and only one preform. Two moldings provide about 1-5% higher density than one preforming depending on the material used. This increase may be higher for some materials. When the preforming is done twice, the forming step is performed at small intervals between times such as about 5 seconds. Approximately the same pressure can be used for the second preform.

게다가, 상기 방법은 압축 단계 이후에 적어도 한 번 상기 물질을 성형하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 이것은 매우 월등한 결과를 가져오는 것으로 알려져 왔다. 후속 성형은 예비 성형 압력, 즉 2000N/m2과 적어도 같은 압력에서 수행되어야 한다. 다른 가능한 값은 1.0×108N/m2이다. 예비 성형 압력의 두배의 압력과 같은 더 높은 후속 성형 압력이 또한 바람직하다. 예비 성형 값은 모든 물질에 대해 테스트되어야 한다. 후속 성형은 예비 성형과는 다르게 샘플에 영향을 미친다. 스트로크로부터 분말 입자사이에 국부 온도를 증가시키는 전송된 에너지는 장시간 보존되고, 스트로크이후에 장기간동안 샘플이 굳도록 영향을 미칠 수 있다. 에너지는 생산된 고체 보디내에 유지된다. 아마도, 샘플냉의 물질파에 대한 "수명"이 증가되어 샘플에 장기간 영향을 미치고 더 많은 입자들이 함께 용융될 수 있다. 그 결과는 약 1-4%의 생산된 보디의 밀도의 증가이고 이 또한 물질에 의존적이다.In addition, the method may also include molding the material at least once after the compacting step. This has been known to produce very good results. Subsequent moldings should be carried out at a preforming pressure, ie at least equal to 2000 N / m 2 . Another possible value is 1.0 × 10 8 N / m 2 . Higher subsequent molding pressures, such as twice the preforming pressure, are also preferred. Preform values should be tested for all materials. Subsequent moldings affect the sample differently than preforming. The transmitted energy that increases the local temperature between the powder particles from the stroke is preserved for a long time, and can affect the sample to harden for a long time after the stroke. Energy is maintained in the solid body produced. Perhaps the "lifetime" for the material wave of the sample cold is increased to affect the sample for a long time and more particles can melt together. The result is an increase in the density of the produced body of about 1-4%, which is also material dependent.

예비 성형 및/또는 후속 성형을 사용할 때, 더 가벼운 스트로크 및 더 높은 사전 및/또는 후속 성형을 사용할 수 있고, 이는 더 낮은 에너지 레벨이 사용될 수 있으므로 장비를 절약할 수 있다. 이것은 사용 목적 및 사용되는 물질에 의존한다. 또한 더 높은 상대 밀도를 가지는 방법이 될 수도 있다.When using preforming and / or subsequent molding, lighter strokes and higher pre and / or subsequent molding can be used, which saves equipment since lower energy levels can be used. This depends on the purpose of use and the materials used. It may also be a method with a higher relative density.

향상된 상대 밀도를 얻기 위해, 상기 처리전에 상기 물질을 전처리할 수도 있다. 분말은 예를 들어 ~50-300℃ 또는 예열되는 물질의 타입에 따라 더 높은 온도로 예열될 수 있다. 분말은 물질의 용융점에 가까운 온도로 예열될 수 있다. 오븐에서 분말의 일반적인 가열과 같은 예열의 적당한 방법이 사용될 수 있다. 예비 성형단계 동안 좀 더 조밀한 물질을 얻기 위해 진공 또는 비활성 가스가 사용될 수 있다. 이것은 처리과정동안 공기가 그 만큼 물질내에 포함되어 있지 않는 효과를 가질 것이다.In order to obtain an improved relative density, the material may be pretreated before the treatment. The powder may for example be preheated to ˜50-300 ° C. or higher temperature depending on the type of material being preheated. The powder may be preheated to a temperature close to the melting point of the material. Suitable methods of preheating can be used, such as general heating of the powder in an oven. Vacuum or inert gases can be used to obtain more dense material during the preforming step. This will have the effect that air is not contained in the material as much during the process.

처리전에 중합체는 첨가제와 균질하게 섞여질 수 있다.The polymer may be mixed homogeneously with the additive before treatment.

보디는 본 발명의 다른 실시예에 따라 압축 또는 후속 성형이후 어느 시점에서 가열 및/또는 소결될 것이다.The body will be heated and / or sintered at some point after compression or subsequent molding in accordance with another embodiment of the present invention.

공통의 후처리 단계는 다음과 같다:Common post-processing steps are:

생산된 보디는 그린 보디이고 상기 방법은 그린 보디를 소결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 그린 보디는 다른 첨가제의 사용없이도 완전 밀착 보디를 생산한다. 따라서, 그린 보디는 예를 들어 미완성체는 저장되고, 취급되고, 또한 예를 들어 연마 또는 절삭과 같은 처리될 수 있다. 그린 보디를 중간의 소결과정없이 최종 생산품으로 사용할 수도 있다. 이것은 보디가 이식이 뼈속에 용해되어야하는 뼈 이식이나 교체일 경우이다. The body produced is a green body and the method may further comprise sintering the green body. The green body of the present invention produces a fully tight body without the use of other additives. Thus, the green body can be stored, handled, for example, and also processed, such as for example grinding or cutting, of unfinished bodies. Green bodies can also be used as final products without intermediate sintering. This is when the body is a bone graft or replacement in which the graft must dissolve in the bone.

불규칙한 입자 조직을 가지는 입자로 더 우월한 결과가 획득됨이 이전부터 알려져 있다. 입자 크기 분포는 아마도 광범위할 것이다. 작은 입자는 큰 입자 사이의 공극을 채울 것이다.It has previously been known that superior results are obtained with particles having an irregular particle structure. The particle size distribution will probably be wide. Small particles will fill the voids between the large particles.

미립자 물질은 윤활제 및/또는 소결보조제를 포함한다. 윤활제는 물질을 섞는데 유용하다. 때때로 물질은 보디를 용이하게 제거하기 위해 몰드에서 윤활제를 필요로 한다. 어떤 경우에 윤활제가 물질에서 사용된다면 이것은 선택사항이 될 수 있다. 왜냐하면 이것은 몰드로부터 보디를 제거하는 것을 쉽게 해 줄 것이기 때문이다.Particulate materials include lubricants and / or sintering aids. Lubricants are useful for mixing materials. Sometimes the material requires a lubricant in the mold to easily remove the body. In some cases this may be optional if a lubricant is used in the material. This will make it easier to remove the body from the mold.

윤활제는 물질 입자를 냉각하고, 공간을 채우고 매끄럽게 한다. 이것은 장점이자 단점이다.Lubricants cool material particles, fill spaces and smooth them. This is both an advantage and a disadvantage.

내부 윤활은 좋다. 왜냐하면 입자들이 공간에서 쉽게 미끄러지고, 보디를 더 높은 정도로 성형할 수 있기 때문이다. 이것은 순수한 성형에 유용하다. 내부 윤활은 입자사이의 간격을 줄이서, 에너지를 덜 방출하고, 입자간 용융을 줄인다. 압축이 더 높은 밀도를 얻는데 좋지 않고 윤활제는 예를 들어 소결로 제거되어야 한다.Internal lubrication is good. This is because particles can easily slide in space and shape the body to a higher degree. This is useful for pure molding. Internal lubrication reduces the spacing between particles, releasing less energy and reducing interparticle melting. Compression is not good at obtaining higher densities and the lubricant must be removed, for example by sintering.

외부 윤활은 물질로 전달된 에너지의 양을 증가시키고 공구의 부하를 간접적으로 줄인다. 그 결과는 물질내에서 더 많은 진동, 증가된 에너지, 더 큰 정도의 입자간 용융이다. 몰드에 물질이 덜 고착되고 보디는 쉽게 압출성형된다. 이것은 성형 및 압축에 유용하다. External lubrication increases the amount of energy delivered to the material and indirectly reduces the load on the tool. The result is more vibration, increased energy, and a greater degree of interparticle melting in the material. Less material adheres to the mold and the body is easily extruded. This is useful for molding and compression.

윤활제의 예는 아크라왁스 시(Acrawax C)이고, 하지만 다른 공지의 윤활제가 사용되어 질 수 있다. 물질이 의료용 보디에 사용된다면, 윤활제는 의학적으로 수용가능하거나, 처리과정동안 제거될 수 있어야 한다. An example of a lubricant is Accrawax C, but other known lubricants may be used. If the material is to be used in a medical body, the lubricant must be medically acceptable or removable during processing.

몰드의 연마와 세척은 공구가 매끄럽게 되고 분말이 예열되었다면 생략될 수 있다. Grinding and cleaning of the mold can be omitted if the tool is smooth and the powder is preheated.

보디를 용이하게 제거하기 위해 몰드내에 윤활제를 사용하는 것이 필요한 경우가 있다. 몰드내에 코팅을 사용하는 것도 가능하다. 코팅은 예를 들어 TiNA1 또는 Balinit Hardlube로 구성된다. 공구가 최적의 코팅을 가진다면 물질이 공구 부분에 고착되지 않고, 전달된 에너지 일부도 소비하지 않을 것이고, 이는 분말에 전달되는 에너지를 증가시킨다. 형성된 보디를 제거하는 것이 어려운 경우에 시간이 오래 걸리지 않는 윤활이 필요할 것이다.In some cases, it is necessary to use a lubricant in the mold to easily remove the body. It is also possible to use a coating in the mold. The coating consists of for example TiNA1 or Balinit Hardlube. If the tool has an optimal coating, the material will not stick to the tool portion and will not consume some of the delivered energy, which increases the energy delivered to the powder. If it is difficult to remove the formed body, it will require time-consuming lubrication.

예를 들어, 약 6번의 스트로크 당 한번이 사용될 수 있다. 에너지 레벨은 모든 스트로크에 대해 동일하고, 에너지는 증가되거나 감소될 수 있다. 스트로크 세트는 적어도 동일한 레벨의 2번의 스트로크로 시작하고 마지막 스트로크은 두배의 에너지를 가진다. 그 반대도 가능하다.For example, about once per six strokes may be used. The energy level is the same for all strokes, and the energy can be increased or decreased. The stroke set starts with at least two strokes of the same level and the last stroke has twice the energy. The reverse is also possible.

최고 밀도는 하번의 스트로크로 전체 에너지를 전달함으로써 획득될 수 있다. 동일한 전체 에너지를 여러번 스트로크로 전달한 경우에는, 더 낮은 상대 밀도가 획득되나, 공구가 보존된다. 다중 스트로크은 따라서, 최대의 상대 밀도가 필요하지 않은 응용에 사용되어 질 수 있다. 그러나, 여러번의 스트로크은 스트로크 사이의 시간 간격이 극히 짧다면 한번의 스트로크과 같은 밀도를 생산할 수 있다. The highest density can be obtained by transferring the total energy in one stroke. If the same total energy is delivered in multiple strokes, a lower relative density is obtained, but the tool is preserved. Multiple strokes can therefore be used in applications where maximum relative density is not required. However, multiple strokes can produce the same density as one stroke if the time interval between strokes is extremely short.

일련의 짧은 임팩트를 통하여 물질 보디는 전후 진행파가 활성화되도록 유지하는 데 기여하는 정적 에너지가 계속적으로 공급되어 진다. 이것은 새로운 충격이 물질의 소정의 영구적인 변형을 더 발생시키는 것처럼 동시에 물질의 추가의 변형의 발생을 지원한다. Through a series of short impacts, the body of material is continuously supplied with static energy which contributes to keeping the traveling wave forward and back active. This supports the generation of further deformation of the material at the same time as the new impact will produce some more permanent deformation of the material.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 스트라이킹 유닛이 물질 보디를 치는 것과 더불어, 임펄스는 일련의 스트로크에서 각각의 스트로크에 대해 감소한다. 바람직하게 제 1 스트로크 및 제 2 스트로크사이에 그 차이는 크다. 그런 짧은 기간(바람직하게 약 1ms)동안 제 1 임펄스보다 더 작은 임펄스로 제 2 스트로크을 이루는 것이 예를 들어 반발 타격의 효과적인 감소에 의해 더 용이할 것이다. 그러나, 필요하다면 제 1 또는 선행하는 스트로크보다 더 큰 임펄스를 적용하는 것이 가능하다.According to another embodiment of the invention, in addition to the strike unit hitting the material body, the impulse decreases for each stroke in a series of strokes. Preferably the difference between the first stroke and the second stroke is large. It will be easier to make the second stroke with an impulse smaller than the first impulse for such a short period (preferably about 1 ms), for example by an effective reduction of the recoil strike. However, it is possible to apply a larger impulse than the first or preceding stroke if necessary.

몰드내로 삽입된 물질이 융합된다면, 단단하고, 매끄럽고 조밀한 표면이 형성된 보디에 획득된다. 이것은 보디의 중요한 특질이다. 단단한 표면은 보디에 높은 내마모성 및 내긁힘성과 같은 우수한 기계적 특성을 제공한다. 매끄럽고 조밀한 표면은 물질이 예를 들어 부식에 잘 견디도록 해준다. 기공이 적을 수록, 더 큰 강도가 제품내에서 획득된다. 이것은 열려진 기공과 기공의 전체 양을 둘 다 언급한다. 종래의 방법에서, 소결에 의해 열려진 기공을 감소시키는 것이 불가능하기 때문에 열려진 기공의 양을 줄이는 것이 목표이다. 최적의 특성을 가지는 보디를 획득하기 위해 가능한한 균질하게 될 때까지 분말 혼합물을 혼합하는 것이 중요하다.If the material inserted into the mold is fused, a hard, smooth and dense surface is obtained on the formed body. This is an important characteristic of the body. Hard surfaces provide the body with excellent mechanical properties such as high wear and scratch resistance. Smooth and dense surfaces make the material resistant to corrosion, for example. The less pores, the greater the strength obtained in the product. This refers to both open pores and the total amount of pores. In conventional methods, the goal is to reduce the amount of open pores because it is impossible to reduce the open pores by sintering. It is important to mix the powder mixture until it is as homogeneous as possible to obtain a body with optimal properties.

코팅은 본 발명의 방법에 따라 제조될 수 있다. 코팅된 소자를 제조할 때, 소자는 몰드내에 위치되어 지고, 종래의 방법으로 고정될 수 있다. 코팅 물질이 예를 들어 가스 오토마이즈로 몰드내에 코딩될 소자 주위로 삽입되고, 그 후 코딩이 융합에 의해 형성된다. 코팅될 소자는 본 응용에 따라 형성된 물질일 수 있고, 종래의 방법으로 형성된 소자일 수 있다. 코팅은 소자의 특정 특성을 제공할 수 있기 때문에 그런 코팅은 매우 유익하다. The coating can be prepared according to the method of the present invention. When manufacturing a coated device, the device is placed in a mold and can be fixed in a conventional manner. The coating material is inserted around the device to be coded in the mold, for example with gas automation, after which the coding is formed by fusion. The device to be coated may be a material formed according to the present application, and may be a device formed by conventional methods. Such coatings are very beneficial because they can provide specific properties of the device.

코팅은 본 발명에 따라 생산된 보디에 담금 코팅 및 스프레이 코팅과 같은 종래의 방법으로 적용될 수 있다. The coating can be applied by conventional methods such as dip coating and spray coating to the body produced according to the invention.

제 1 몰드내에서 적어도 한번의 스트로크에 의해 물질을 제 1 압축하는 것이 또한 가능하다. 그 후 물질은 다른 큰 몰드로 이동되고, 추가의 중합체 물질이 몰드내로 삽입되어, 적어도 한번의 스트로크에 의해 상기 제 1 압축된 물질의 상부 또는 측면에 압축되어질 수 있다. 스트로크의 에너지 및 물질의 선택에 따라 많은 다른 조합이 가능하다.It is also possible to first compress the material by at least one stroke in the first mold. The material can then be transferred to another large mold and additional polymeric material can be inserted into the mold and compressed onto the top or side of the first compressed material by at least one stroke. Many other combinations are possible depending on the energy of the stroke and the choice of material.

본 발명은 상술한 방법에 의해 획득된 제품에 관련된다.The present invention relates to a product obtained by the method described above.

현재의 프로세스의 사용에 의해 하나의 조각의 큰 보디를 생산하는 것이 가능하다. 주조와 관련된 현재 사용되는 프로세스에서 사용하기 전에 함께 결합되어야 할 여러 조각으로 목적 보디를 생산하는 것이 종종 필요하다. 이 조각은 예를 들어 나사, 접착제, 또는 그 조합을 이용하여 결합될 수 있다.By the use of the current process it is possible to produce a large body of one piece. It is often necessary to produce the desired body in several pieces that must be joined together before use in the currently used processes associated with casting. These pieces can be joined using, for example, screws, adhesives, or a combination thereof.

추가의 이점은 본 발명의 방법이 분말이 전하를 중화하도록 처리함이 없이 입자를 반발시키는 전하를 운반하는 분말에 사용될 수 있다는 것이다. 본 프로세스는 전기적인 전하 또는 분말 입자의 표면 장력과 무관하게 수행될 수 있다. 그러나, 이것은 추가의 분말이나, 반대 전하를 운반하는 첨가제의 사용을 배제하는 것이 아니다. 본 발명의 사용에 의해 생산된 보디의 표면 장력을 제어하는 것이 가능하다. 어떤 경우에는 유막을 요구하는 웨어링 표면과 같이 낮은 표면 장력이 바람직하고, 다른 경우에는 높은 표면 장력이 바람직할 때가 있다. A further advantage is that the method of the present invention can be used for powders that carry charges that repel particles without treating the powders to neutralize the charges. This process can be carried out irrespective of the electrical charge or the surface tension of the powder particles. However, this does not preclude the use of additional powders or additives that carry opposite charges. It is possible to control the surface tension of the body produced by the use of the present invention. In some cases, low surface tensions are desirable, such as wear ring surfaces that require an oil film, while in other cases high surface tensions are desirable.

본 발명을 예시하는 몇몇의 예가 후술된다.Some examples illustrating the invention are described below.

실시예는 기술되고 본 프로세스에 따라 처리된 금속, 세라믹 및 중합체 샘플의 상대 밀도를 증가하기 위해 상이한 파라미터가 어떻게 바뀔 수 있는지를 도시한다. 스테인레스강은 분말 높이, 이론 밀도, 분말 경도 및 용융 온도 연구를 제외한 모든 연구에서 테스트되는 물질이다. 사용된 스테인레스강의 기술적인 데이터에 대해 표 1을 참조하라The examples illustrate how different parameters can be changed to increase the relative density of the metal, ceramic and polymer samples described and processed according to the present process. Stainless steel is the material tested in all studies except powder height, theoretical density, powder hardness and melting temperature studies. See Table 1 for technical data on the stainless steels used.

샘플의 차원은 2개의 샘플 차원이 사용된 충돌 영역 연구를 제외한 모든 연구에서 동일하다.The dimension of the sample is the same for all studies except for the collision area study where two sample dimensions were used.

스테인레스강의 기술적인 데이터Technical data of stainless steel 특성characteristic 스테인레스강 316LStainless steel 316L 1. 입자 크기(미크론)1. Particle size (microns) <150<150 2. 입자 분포(미크론)2. Particle Distribution (microns) 0.60wt%>15042.70%<450.60wt%> 15042.70% <45 3. 입자 형태3. Particle Form 불규칙irregular 4. 분말 생산4. powder production 와터 오토마이즈Water Automation 5. 결정 구조5. Crystal Structure FCCFCC 6. 이론 밀도(g/cm3)6. Theoretical Density (g / cm 3 ) 7.907.90 7. 겉보기 밀도(g/cm3)7. Apparent Density (g / cm 3 ) 2.642.64 8. 용융온도(℃)8. Melting temperature (℃) 14271427 9. 소결온도(℃)9. Sintering temperature (℃) 13151315 10. 경도(HV)10. Hardness (HV) 160-190160-190

생산된 샘플은 직경이 ~30.0mm이고 높이가 5-10mm인 디스크 형태이다. 높이는 획득된 상대 밀도에 의존한다. 100%의 상대 밀도가 획득된다면 두께는 5.00mm이다.The sample produced was in the form of a disc with a diameter of 30.0 mm and a height of 5-10 mm. The height depends on the relative density obtained. If 100% relative density is obtained, the thickness is 5.00 mm.

몰딩 다이(공구의 일부)에서 직경 30.00mm의 구멍이 뚫어진다. 높이는 60mm이다. 2개의 스탬프가 사용된다(역시 공구의 일부). 하부 스탬프는 몰딩 다이의 하부에 위치된다. 분말은 몰딩 다이와 하부 스탬프사이에 형성된 공동내에 채워진다. 따라서, 임팩트 스탬프는 몰딩 다이의 상부에 위치되고 스트로크이 수행될 수 있다.Holes with a diameter of 30.00 mm are drilled in the molding die (part of the tool). The height is 60mm. Two stamps are used (also part of the tool). The bottom stamp is located at the bottom of the molding die. The powder is filled in a cavity formed between the molding die and the lower stamp. Thus, the impact stamp is located on top of the molding die and the stroke can be performed.

실시예Example

1. 분말 높이 연구1. powder height research

금속, 세라믹, 중합체 분말이 분말 높이 연구에 테스트된다. 사용된 분말은 스테인레스강, hydroxyapatite 및 UHMWPE이다. 테스트된 분말의 특성에 대해 표 2를 참조하라.Metal, ceramic and polymer powders are tested in powder height studies. Powders used are stainless steel, hydroxyapatite and UHMWPE. See Table 2 for the properties of the powders tested.

분말 높이 연구에서 테스트된 분말에 대한 기술적인 데이터Technical data for powders tested in powder height studies 특성characteristic 스테인레스강316LStainless steel316L HydroxyapatiteHydroxyapatite UHMWPEUHMWPE 1. 입자크기(미크론)1. Particle size (microns) <150<150 <1<1 <150<150 2. 입자분포(미크론)2. Particle Distribution (micron) 0.60wt%>15042.70wt%<450.60wt%> 15042.70wt% <45 <1<1 -- 3. 입자형태3. Particle form 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 4. 분말 생산4. powder production 와터 오토마이즈Water Automation 습식화학학침전Wet Chemistry Precipitation -- 5. 결정구조5. Crystal Structure FCC FCC ApatiteApatite 50%비정질50% amorphous 6. 이론 밀도(g/cm3)6. Theoretical Density (g / cm 3 ) 7.907.90 3.15g/cm3 3.15g / cm 3 0.940.94 7. 겉보기 밀도(g/cm3)7. Apparent Density (g / cm 3 ) 2.642.64 0.60.6 5050 8. 용융온도(℃)8. Melting temperature (℃) 14271427 16001600 125125 9. 소결온도(℃)9. Sintering temperature (℃) 13151315 900900 -- 10. 경도10. Hardness 160-190HV160-190HV 450HV450HV R50-70(락웰)R50-70 (Rockwell)

금속 metal

도 6 및 7은 상이한 분말 질량으로 처리된 샘플에 대해 전체 임팩트 에너지 및 질량당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 제각각 도시한다. 모든 샘플은 동일한 원통 몰드내에서 그러나, 상이한 분말 높이, 이에 따라 상이한 질량으로 테스트되었다. 기준 질량은 28g이다.6 and 7 show the relative density as a function of the total impact energy and the impact energy per mass, respectively, for samples treated with different powder masses. All samples were tested in the same cylindrical mold but at different powder heights and thus different masses. The reference mass is 28 g.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실내온도Room temperature 에너지 보유Energy reserve 없음none 물질matter 스테인레스강Stainless steel 충돌 영역Collision area 일정calendar 기준 질량Reference mass 28g28 g

결과result

결과는 동일한 밀도에 이르기 위해, 더 큰 분말 높이, 이에 따라 더 큰 질량을 가진 보디가 더 작은 분말 높이를 가지는 보디에 비해 질량당 에너지가 적게 필요하다는 것을 보여준다. 대략적으로, 동일한 전체 에너지가 분말 질량이나 높이에 상관없이 동일한 밀도를 획득하기 위해 필요하다.The results show that to reach the same density, a body with a larger powder height, and therefore a higher mass, requires less energy per mass than a body with a smaller powder height. Roughly, the same total energy is needed to achieve the same density regardless of powder mass or height.

세라믹 ceramic

도 8 및 9는 상이한 분말 질량으로 처리된 세라믹 샘플에 대해 전체 임팩트 에너지 및 질량당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 제각각 도시한다. 모든 샘플은 동일한 원통 몰드내에서 그러나, 상이한 분말 높이, 이에 따라 상이한 질량으로 테스트되었다. 기준 질량은 11.1g이다.8 and 9 show the relative density as a function of the total impact energy and impact energy per mass, respectively, for ceramic samples treated with different powder masses. All samples were tested in the same cylindrical mold but at different powder heights and thus different masses. The reference mass is 11.1 g.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실내온도Room temperature 에너지 보유Energy reserve 없음none 물질matter HydroxyapatiteHydroxyapatite 충돌 영역Collision area 일정calendar 기준 질량Reference mass 11.1g11.1 g

결과result

도 8은 3개의 곡선이 서로서로 따르는 것을 보여주는데, 이는 어떤 밀도가 중량당 임팩트 에너지에 대해 표본의 형태에 관계없이 획득됨을 의미한다. 이것은 밀도가 전체 임팩트 에너지의 함수로 그려진 도 9에서도 보여진다. 곡선은 낮은 샘플 질량에 대해 다이어그램상에서 왼쪽으로 이동하였다. 11.1g에 대한 더 높은 밀도는 2.8g 및 5.5g 샘플에 대해 지시된 바와 같이 정체 밀도에 도달하지 못함을 알 수 있다. 결과는 몰드내의 샘플의 질량 및 분말의 높이가 전체 임팩트 에너지에 관련하여 밀도에 영향을 미침을 보여준다. 즉 더 큰 샘플 질량은 어떤 밀도를 얻기위해더 많은 에너지를 필요로 한다. 그 결과는 도8에서 보는 바와 같이, 또한 질량당 임팩트 에너지가 적어도 271Nm/g까지는 밀도와 질량사이에 선형 관계가 있음을 보여준다. 8 shows that the three curves follow each other, meaning that some density is obtained regardless of the shape of the sample for impact energy per weight. This is also shown in FIG. 9 where density is plotted as a function of total impact energy. The curve shifted left on the diagram for low sample mass. It can be seen that higher densities for 11.1 g do not reach stagnant densities as indicated for 2.8 g and 5.5 g samples. The results show that the mass of the sample and the height of the powder in the mold affect the density in relation to the overall impact energy. That is, larger sample masses require more energy to achieve some density. The results also show that as shown in Figure 8, the impact energy per mass has a linear relationship between density and mass up to at least 271 Nm / g.

중합체polymer

도 10 및 11은 상이한 분말 질량으로 처리된 중합체 샘플에 대해 전체 임팩트 에너지 및 질량당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 제각각 도시한다. 모든 샘플은 동일한 원통 몰드내에서 그러나, 상이한 분말 높이, 이에 따라 상이한 질량으로 테스트되었다. 기준 질량은 4.2g이다10 and 11 show the relative densities as a function of the total impact energy and the impact energy per mass, respectively, for polymer samples treated with different powder masses. All samples were tested in the same cylindrical mold but at different powder heights and thus different masses. Reference mass is 4.2g

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실내온도Room temperature 에너지 보유Energy reserve 없음none 물질matter UHMWPEUHMWPE 충돌 영역Collision area 일정calendar 기준 질량Reference mass 4.2g4.2g

결과result

더 낮은 질량의 곡선이 밀도 에너지 그래프에서 오른쪽 혹은 더 높은 에너지쪽으로 이동하였다. 더 낮은 밀도쪽으로의 이동이 더 작은 샘플 질량에 대해 관찰되었다. The lower mass curve shifted to the right or higher energy in the density energy graph. Movement towards lower densities was observed for smaller sample masses.

도 10은 분말 높이가 질량당 주어진 임팩트 에너지에 대해 증가되는 경우에 더 높은 밀도가 획득되는 것을 도시한다. 따라서, 최대 밀도는 무거운 샘플에 대해 질량당 더 낮은 임팩트 에너지에서 도달된다. 개별적인 밀도-에너지 그래프를 연구해 보면, 3개의 상으로 나누어질 수 있다. 상 1은 압축상으로 특정될 수 있고, 상 2는 정체상으로 특정되고, 상 3은 반응상으로 특정되어 질 수 있다. 압축상에서, 밀도-에너지 곡선은 초기 고 압축율과 대수 관계를 따른다. 기울기는 에너지가 증가함에 따라 감소하고 결국 곡선은 정체상에 이른다. 정체상는 거의 일정한 경사도와 일정한 밀도로 특정된다. 어떤 에너지 레벨에서 밀도는 다시 증가하기 시작한다. 곡선의 이 부분은 초기 양의 증가하는 도함수와 비선형이다. 곡선 도함수는 결국 감탈하고, 곡선은 100% 상대 밀도에 점근적으로 도달한다. 상 1 및 상 2는 금속 대조물에서 보여질 수 있다. 상 1 및 상 2의 샘플은 투명하고 깨지기 쉬운 특성에 의해 특정된다. 상 3으로 진입하면, 샘플은 점차적으로 그 특성이 변한다. 새로운 물질 상태가 먼저 외부 모서리 및 상하부에서 발생하고 표면에서 끝난다. 이 물질 상태는 더 강하고, 투명하고 플라스틱 및 두터운 표면 질감을 가진 것으로 특정된다. 더 작은 질량 샘플에 대해서는 반응은 점차적으로 일어나지 않고 직접적이다. 상 3에서 프로세스는 다소 극적이고 작은 폭발로 묘사될 수 있다. 임팩트 스트로크 바로 이후에, 흰 연기가 샘플로부터 나오는 것이 관찰되고, 물질은 스탬프와 몰딩 다이 사이로부터 방출된다. 게다가, 반응상에서 일어나는 압력은 한번의 테스트동안 몰딩 다이가 깨져서 열릴 때 매우 높은 것으로 판명되었다. 더 큰 중량 샘플은 더 낮은 질량당 에너지 레벨에서 더 강하게 조밀화하기 위해 발견되고, 작은 샘플에 대해서 물질 상태의 반응 이동이 직접적이기 보다 점차적으로 일어난다. 12.8g의 제한된 테스트 세트는 공구의 제한된 분말 기둥 높이때문이다. 삽입 거리가 30mm(스탬프의 직경)의 소정의 거리보다 작았다. 테스트는 따라서 공구 고장을 제거하기 위해 2100Nm의 임팩트 에너지에서 멈춰야 했다. 8.4g 샘플에 대한 밀도에서 두개의 움푹한 곳은 함께 유지되지 않고 분말로서 나와버린 샘플에 의존한다.10 shows that higher density is obtained when the powder height is increased for a given impact energy per mass. Thus, the maximum density is reached at lower impact energy per mass for heavy samples. By studying the individual density-energy graphs, it can be divided into three phases. Phase 1 may be specified as a compressed phase, phase 2 may be specified as a stationary phase, and phase 3 may be specified as a reaction phase. In the compressed phase, the density-energy curve follows an initial high compression rate and logarithmic relationship. The slope decreases with increasing energy and eventually the curve reaches a plateau. The stagnant phase is characterized by almost constant gradient and constant density. At some energy level, density begins to increase again. This part of the curve is nonlinear with increasing derivative of the initial amount. The curve derivative eventually decays, and the curve asymptotically reaches 100% relative density. Phase 1 and phase 2 can be seen in the metal control. The samples of phase 1 and phase 2 are characterized by their transparent and brittle properties. Entering phase 3, the sample gradually changes its properties. New material states first occur at the outer edges and top and bottom and end at the surface. This material state is specified as being stronger, transparent and with a plastic and thick surface texture. For smaller mass samples, the reaction does not occur gradually and is direct. In phase 3 the process can be described as a rather dramatic and small explosion. Immediately after the impact stroke, white smoke is observed coming from the sample and the material is released from between the stamp and the molding die. In addition, the pressure occurring in the reaction phase turned out to be very high when the molding die broke open during one test. Larger weight samples are found to be more compact at lower energy per mass levels, and for small samples, reaction shifts of the material state occur rather than directly. The limited test set of 12.8 g is due to the limited powder column height of the tool. The insertion distance was smaller than the predetermined distance of 30 mm (diameter of the stamp). The test thus had to stop at an impact energy of 2100 Nm to eliminate tool failure. At densities for 8.4 g samples the two dents do not stay together and depend on the sample coming out as a powder.

결론conclusion

본 발명에 따라 처리된 세라믹 분말에 대해 동일한 밀도가 분말 높이나 질량에 관계없이 질량당 동일한 임팩트 에너지로 획득되었다. 반대로, 본 발명에 따라 처리된 금속 및 중합체 분말에 대해서는, 동일한 밀도가 분말 높이나 질량에 관계없이 동일한 전체 임팩트 에너지로 획득되었다.The same density was obtained with the same impact energy per mass, regardless of powder height or mass, for the ceramic powder treated according to the invention. In contrast, for the metal and polymer powders treated according to the invention, the same density was obtained with the same overall impact energy regardless of the powder height or mass.

2. 충돌 영역2. Collision Area

도 12 및 13은 상이한 충돌 표면 영역을 가지는 샘플에 대해 전체 임팩트 에너지 및 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 제각각 보여준다.12 and 13 show the relative impact as a function of total impact energy and impact energy, respectively, for samples with different impact surface areas.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실내온도Room temperature 에너지 보유Energy reserve 없음none 물질matter 스테인레스강Stainless steel 질량(M)Mass (m) M2/M1=25M2 / M1 = 25 충돌 표면 영역(S)Collision Surface Area (S) S2/S1=8S2 / S1 = 8

결과result

곡선은 충돌 표면 영역, 쇼크 에너지 및 압력사이에서 선형 관계를 보여준다. 상이한 직경을 가지는 샘플은 그들이 동일한 질량당 임팩트 에너지로 처리된다면 동일한 밀도에 이를 것이다.The curve shows a linear relationship between the impact surface area, shock energy and pressure. Samples with different diameters will reach the same density if they are treated with the same impact energy per mass.

3. 수축3. Shrink

도 14는 종래의 분말 야금술(PM)로 처리된 샘플과 비교하여 본 발명에 따라 처리된 샘플에 대해 %체적에서 수축의 함수로서 상대 밀도를 보여준다. 모든 샘플은 쇼킹 및 가압 단계후에 제각각 소결되었다. 도 15는 발명(DFIER)에 따라 처리된 샘플과 종래의 방법으로 처리된 샘플에 대해 소결 후에 획득된 밀도사이의 비교를 제각각 보여준다. FIG. 14 shows the relative density as a function of shrinkage in% volume for samples treated according to the present invention as compared to samples treated with conventional powder metallurgy (PM). All samples were sintered separately after the shocking and pressing step. 15 shows a comparison between the density obtained after sintering for samples treated according to the invention (DFIER) and for samples treated by conventional methods, respectively.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실내온도Room temperature 에너지 보유Energy reserve 없음none 물질matter 스테인레스강Stainless steel 물질 첨가제Substance additives 내부 윤활제(1.0wt% 아크라왁스)Internal Lubricant (1.0wt% Accrawax) 후처리After treatment 소결Sintered

결과 result

방법 X에 의해 처리된 샘플은 종래의 PM 처리된 샘플에 비해 더 높은 밀도에 도달한다. 샘플이 성형 단계이후에 소결되면, 물질은 물질의 내부 공극때문에 수축한다. 물질의 수축은 최종품의 구조 및 기계적인 특성에 부정적인 영향을 미친다.Samples treated by Method X reach higher densities than conventional PM treated samples. If the sample is sintered after the forming step, the material shrinks due to the internal voids of the material. Shrinkage of the material negatively affects the structural and mechanical properties of the final product.

도 14의 곡선은 모든 샘플에 대해 상대 밀도가 증가함에 따라 수축 체적이 감소함을 보여준다. DFIER로 처리된 샘플은 종래의 방법으로 처리된 샘플에 비해 더 많이 수축한다. 그 이유는 아마도 DFIER로 처리된 샘플이 입자의 지향성이 더 좋고, 쇼킹 상태동안 전달된 에너지가 결 경계에 저장되고, 소결동안 해방되기 때문일 것이다. 자유 에너지는 소결동안 물질을 응고시키고 공극을 붕괴하는 구동력을 증가시킨다. 종래의 방법으로 눌려진 샘플은 DFIER로 처리된 샘플에 비해 소결동안 더 적은 구동력을 가진다.The curve in FIG. 14 shows that shrinkage volume decreases as the relative density increases for all samples. Samples treated with DFIER shrink more than samples treated with conventional methods. The reason is probably that the samples treated with DFIER have better directivity of the particles and the energy delivered during the shocking state is stored at the grain boundaries and released during sintering. Free energy increases the driving force to solidify the material and collapse the voids during sintering. Samples pressed by conventional methods have less driving force during sintering compared to samples treated with DFIER.

DFIER로 처리된 샘플은 소결전에 더 높은 원시 밀도를 가지는데, 이는 종래의 가압을 이용하여 성형된 샘플에 비하여 물질이 덜 수축하고, 따라서 더 좋은 기계적 특성이 회득됨을 의미한다. 낮은 원시 밀도를 가지는 샘플은 물질내의 모든 공극을 제거하기위해 복잡하고 고비용의 소결 처리를 요구한다. DFIER로 처리된 샘플의 높은 원시 밀도는 완전한 밀도에 이르기 위해 저렴하고 쉬운 소결 프로세스를 사용하는 것을 가능하게 해준다.Samples treated with DFIER have a higher raw density prior to sintering, which means less material shrinks and thus better mechanical properties are acquired compared to samples molded using conventional pressurization. Samples with low raw densities require complex and expensive sintering to remove all voids in the material. The high raw density of the sample treated with DFIER makes it possible to use an inexpensive and easy sintering process to reach full density.

4. 속도 연구4. Speed research

도 16은 임팩트 램의 상이한 임팩트 속도로 쇼크된 샘플에 대해 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 보여준다. 임팩트 램 및 펀치에 대한 임팩트 속도가 각각 도 17, 18, 19에 도시된다. 도 20은 모든 속도 연구에 대해 최대 사용 쇼크 에너지, 3000 Nm에 대해 상이한 임팩트 램 질량에 대해 펀치의 획득된 임팩트 속도를 도시한다.FIG. 16 shows relative density as a function of impact energy for samples shocked at different impact rates of impact ram. Impact speeds for impact ram and punch are shown in FIGS. 17, 18 and 19, respectively. 20 shows the obtained impact velocity of the punch for different impact ram masses for maximum use shock energy, 3000 Nm for all velocity studies.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실내온도Room temperature 에너지 보유Energy reserve 없음none 물질matter 스테인레스강Stainless steel 임팩트 램의 임팩트 속도(m/s)Impact speed of impact ram (m / s) V7<V6<...<V1V7 <V6 <... <V1 펀치의 임팩트 속도(m/s)Impact Speed of Punch (m / s) 7>VP6>..>VP17> VP6> ..> VP1 모멘텀의 등식Momentum Equation mpact ram*V=Mpunch*VPmpact ram * V = Mpunch * VP

결과result

도 16의 커브는 임팩트 램의 저 임팩트 속도로써 특정 쇼크 에너지에 대한 최고 밀도에 가장 빨리 도달된다는 것을 나타내고 있다. The curve in FIG. 16 shows that the low impact speed of the impact ram reaches the highest density for a particular shock energy fastest.

실행되는 7개의 시리즈에 대한 최대 밀도 사이의 차이는 10퍼센트에 이른다. 결과는 임팩트 램 질량이 증가되거나 질량 당 주어진 에너지 레벨에 대한 감소된 임팩트 속도와 동등할 때 보다 높은 밀도가 얻어진다는 것을 나타낸다. 결과는 에너지가 증가됨에 따라 감소된다. 예비 성형에서 상대 밀도는 정적 압력에 의존하는 정도가 크다. The difference between the maximum densities for the seven series run is 10 percent. The results indicate that higher densities are obtained when the impact ram mass is increased or equal to the reduced impact rate for a given energy level per mass. The result decreases with increasing energy. The relative density in the preform is largely dependent on the static pressure.

임팩트 램의 질량은 분말을 가속하는 속도인 펀치의 임팩트 속도를 결정한다. 고 임팩트 램 질량은 보다 낮은 질량을 가진 임팩트 램과 비교하여 보다 높은 속도로 라이트 펀치를 가속시킬 것이다. 도 18 및 도 19에는 최고 임팩트 속도가 최고 및 최저의 임팩트 램에 의해 가속되는 펀치에 대해 얻어진다는 것을 도시하고 있다. The mass of the impact ram determines the impact speed of the punch, which is the speed at which the powder is accelerated. The high impact ram mass will accelerate the light punch at a higher speed compared to the impact ram with the lower mass. 18 and 19 show that the highest impact speed is obtained for punches accelerated by the highest and lowest impact rams.

다이어그램은 임팩트 램의 질량이 무한대로 증가하면 램의 임팩트 속도는 0m/s에 이르는 것을 도시하는데, 이것은 고 펀치 속도를 얻는데 얼마나 많은 임팩트 램이 사용될 수 있는가에 대하여 제한이 있다는 것을 의미한다. The diagram shows that the impact speed of the ram reaches 0 m / s as the impact ram's mass increases indefinitely, which means that there is a limit to how many impact rams can be used to achieve high punch speeds.

최고 밀도에 도달하기 위한 펀치와 임팩트 램의 질량 사이의 관계는 이러한 연구에서 1:3846이었다. The relationship between the punch and impact ram mass to reach the highest density was 1: 3846 in this study.

공구에서 사용되는 재료는 물론 공구의 구성 및 처리되는 분말의 재료 특성은 임팩트 램과 펀치 사이의 최적 질량 관계를 찾아내기 위해 고려되어야 한다. The material used in the tool, as well as the material composition of the tool and the powder processed, must be considered to find the optimal mass relationship between the impact ram and the punch.

5. 복수의 쇼크 연구 15. Multiple Shock Studies 1

도 21에는 각각, 3000Nm 및 4000Nm의 전체 쇼크 에너지로써 처리된 샘플에 대한 쇼크의 수의 함수로서 상대 밀도가 도시되어 있다. FIG. 21 shows the relative density as a function of the number of shocks for the sample treated with the total shock energies of 3000 Nm and 4000 Nm, respectively.

조건Condition 압력pressure 대기Waiting 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve furnace 재료material 스테인레스강Stainless steel 전체 쇼크 에너지Full shock energy 각각의 연구에 대하여 일정Schedule for each study

결과result

다이어그램의 커브는 복수의 쇼크 시리즈로 실행되는 동일한 전체 에너지로써 처리된 샘플과 비교하여, 하나의 단일 쇼크로서 처리된 샘플에 대하여 최고의 밀도에 도달되는 것을 도시하고 있다. The curve in the diagram shows that the highest density is reached for the sample treated as one single shock, compared to the sample treated with the same total energy executed in multiple shock series.

우리는 커브 사이의 거리가 스트로크의 수가 증가됨에 따라 증가하는 경향에 주목할 수 있다. We can note that the distance between the curves increases as the number of strokes increases.

6. 복수의 쇼크- 연구 26. Multiple shocks-study 2

도 22에는 쇼크의 수의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. 4개의 연구가 실행되었다. 각각의 연구에서, 샘플은 쇼크 당 일정 에너지를 가지고 복수의 쇼크 또는 복수의 쇼크로써 처리되었다. Figure 22 shows the relative density as a function of the number of shocks. Four studies were conducted. In each study, the samples were treated with multiple shocks or multiple shocks with a constant energy per shock.

조건Condition 압력pressure 대기Waiting 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve furnace 재료material 스테인레스강Stainless steel 전체 쇼크 에너지Full shock energy 각각의 연구에 대하여 일정Schedule for each study

결과result

쇼크 당 최고의 에너지로써 처리된 샘플에 대한 커브는 보다 낮은 쇼크 당 에너지로써 처리된 샘플과 비교하여 고밀도로 가장 빨리 증가한다. 이 커브는 고밀도가 쇼크 당 50Nm의 쇼크 에너지에 대하여 도달되는 것을 나타내고, 이것은 전체 에너지가 복수의 쇼크로 분할될 때 쇼크 당 에너지에 대하여 보다 낮은 리미트가 있다는 것을 의미한다. The curve for the sample treated with the highest energy per shock increases most rapidly at a higher density compared to the sample treated with the lower energy per shock. This curve shows that high density is reached for a shock energy of 50 Nm per shock, which means that there is a lower limit to the energy per shock when the total energy is divided into a plurality of shocks.

7. 가열 연구7. heating research

조건Condition 압력pressure 대기Waiting 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve furnace 재료material 스테인레스강Stainless steel 가열 온도Heating temperature 150℃150 ℃

결과result

실온 보다 높은 온도에서 처리된 샘플은 거의 100%의 밀도에 도달한다. 이 커브는 실온에서 처리된 샘플에 대한 밀도 결과를 도시하는 커브와 비교하여 보다 높은 밀도로 보다 빨리 증가한다. Samples treated at temperatures above room temperature reach a density of nearly 100%. This curve increases faster with higher density compared to the curve showing density results for samples treated at room temperature.

DFIER 처리 전에 및 그동안에 분말의 가열은 분말의 초기 에너지 상태를 증가시킨다. 따라서, 분말 컴팩팅은 보다 온도 레벨로부터 시작하고 그 결과로 보다 높은 최종 밀도를 내게 된다. 이것은 쇼크 페이즈 동안 분말 입자 사이의 스폿 용접을 얻기 위해 재료에서 충분히 높은 온도에 도달하기 위해 보다 적은 에너지가 필요하다는 것을 의미한다. Heating of the powder before and during DFIER treatment increases the initial energy state of the powder. Thus, powder compacting starts from a higher temperature level and results in a higher final density. This means that less energy is needed to reach sufficiently high temperatures in the material to achieve spot welding between powder particles during the shock phase.

스테인레스강 분말을 150℃로 가열하면 ~2%의 상대 밀도 향상을 가져올 수 있다. Heating the stainless steel powder to 150 ° C. can result in a relative density improvement of ˜2%.

처리된 분말의 재료 특성은 가열에 대한 최적 파라미터 값을 찾아내기 위해 고려되어야만 한다. The material properties of the treated powder must be taken into account to find the optimal parameter value for heating.

전류가 DFIER 동안 분말을 가열하기 위해 사용될 수 있다. An electric current can be used to heat the powder during the DFIER.

8. 진공 연구8. Vacuum Research

도 24는 진공에서 처리된 샘플에 대한 질량 당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. FIG. 24 shows relative density as a function of impact energy per mass for samples treated in vacuo.

조건Condition 압력pressure 진공vacuum 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve furnace 재료material 스테인레스강Stainless steel 진공vacuum -100Pa-100 Pa

결과 result

진공에서 처리된 샘플에 대한 커브는 보다 빨리 증가하고 샘플은 대기압에서 처리된 샘플보다 높은 밀도에 도달한다. The curve for the sample treated in vacuo increases faster and the sample reaches a higher density than the sample treated at atmospheric pressure.

압력이 분말 입자 사이에서 감소될 때 반응성은 재료에서 증가되고 스폿 용접은 대기압에서 처리된 분말와 비교하여 보다 낮은 처리 에너지로 달성된다. When the pressure is reduced between the powder particles, the reactivity is increased in the material and spot welding is achieved with lower processing energy compared to the powder treated at atmospheric pressure.

공기에서 고밀도로 컴팩팅되는 샘플은 공기로써 채워진 포어를 갖는다. 이러한 샘플이 DFIER 후에 소결된다면, 소결 동안의 가열은 클로즈된 포어에서 공기를 팽창시켜 재료를 팽창시킬 것이다. 이 포어가 보다 낮은 압력, 즉, 진공 또는 준진공이라면, 포어는 팽창하지 않을 것이고 대신에 소결 동안 붕괴할 것이고 100% 의 밀도가 얻어질 수 있다. Samples that are compacted in air have a pore filled with air. If such sample is sintered after DFIER, heating during sintering will expand the air in the closed pore to expand the material. If this pore is at a lower pressure, ie vacuum or quasi-vacuum, the pore will not expand and instead will collapse during sintering and a density of 100% can be obtained.

처리되는 분말의 재료 특성은 진공에서 처리되기 위한 최적의 파라미터 값을 찾아내기 위해 고려되어야만 한다. The material properties of the powder to be treated must be taken into account in order to find the optimal parameter values for processing in vacuum.

9. 임팩트 방향9. Impact direction

도 25는 1 개 또는 2개의 임팩트 방향으로 처리된 샘플에 대한 질량 당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. FIG. 25 shows relative density as a function of impact energy per mass for samples processed in one or two impact directions.

조건Condition 압력pressure 대기Waiting 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve furnace 재료material 스테인레스강Stainless steel

결과result

2개의 방향으로 임팩팅함으로써 처리된 샘플은 밀도가 보다 빨리 증가하고 동일한 에너지에 대하여 하나의 임팩트 방향으로 처리된 샘플과 비교하여 보다 높은 밀도에 도달한다. 그 이유는 2개의 방향으로부터 처리된 분말는 1개의 방향으로부터 처리된 분말와 비교하여 DFIER 동안 분말 입자의 보다 나은 방위를 얻기 때문이다. 분말 입자의 양호한 방위는 응고 프로세스를 촉진시킨다. Samples processed by impacting in two directions increase in density faster and reach higher densities compared to samples processed in one impact direction for the same energy. This is because powders treated from two directions get a better orientation of the powder particles during DFIER as compared to powders treated from one direction. Good orientation of the powder particles facilitates the solidification process.

처리된 분말의 재료 특성은 2개의 임팩트 바향으로 분말을 처리하는 최적의 파라미터 값을 찾아내기 위해 고려되어야만 한다. The material properties of the treated powder must be taken into account in order to find the optimal parameter values for treating the powder with two impact directions.

10. 시간 간격 연구10. Time interval study

도 26은 2개의 연속된 쇼크 사이의 시간 간격의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. 모든 샘플은 쇼크 사이의 상이한 타임 지연으로 2번 쇼킹되었다. FIG. 26 shows the relative density as a function of the time interval between two successive shocks. All samples were shocked twice with different time delay between shocks.

조건Condition 압력pressure 대기Waiting 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve furnace 재료material 스테인레스강Stainless steel 스트로크 당 쇼크 에너지Shock energy per stroke 800 Nm800 Nm 쇼크의 수Number of shocks 22

결과result

커브는 2개의 쇼크 사이의 타임지연이 재료에 적합하게 영향을 주기 위해 매우 짧아야 하는 것을 도시한다. The curve shows that the time delay between the two shocks must be very short in order to properly affect the material.

2개의 쇼크 사이의 최적 타임 지연은 처리된 재료의 기계적 특성에 의존한다. 고려해야할 중요한 재료 특성은 열전도성 및 음향 속도이다. The optimum time delay between the two shocks depends on the mechanical properties of the treated material. Important material properties to consider are thermal conductivity and sound velocity.

11. 에너지 보유 연구 111. Energy Reserve Research 1

도 27은 에너지 보유에 의해 포스트 컴팩팅되고 쇼킹되는 샘플과 비교하여 쇼킹된 샘플에 대한 질량 당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. FIG. 27 shows relative density as a function of impact energy per mass for shocked samples compared to samples that are post compacted and shocked by energy retention.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve 예스Yes 재료material 스테인레스강Stainless steel

결과result

쇼킹되고 포스트 컴팩팅된 샘플에 대한 결과를 도시하는 커브는 단지 쇼킹된 샘플에 대한 커브와 비교하여 보다 빠르게 증가하고 보다 높은 밀도에 도달한다. The curve showing the results for the shocked and post compacted sample only increases faster and reaches a higher density compared to the curve for the shocked sample.

에너지 보유 단계를 사용한 결과, 쇼킹 페이즈 동안 전달된 에너지가 재료에 보유되고, 샘플을 영향을 줄 있고 분말 입자 사이의 금속 결합 및 스폿 용접을 증가시키게 된다. 따라서, 포스트 컴팩팅 단계를 사용함으로써 거의 100%로 상대 밀도를 증가시키는 것이 가능하다. As a result of using the energy retention step, the energy delivered during the shocking phase is retained in the material, affecting the sample and increasing the metal bond and spot welding between the powder particles. Thus, it is possible to increase the relative density by almost 100% by using a post compacting step.

처리된 분말의 재료 특성은 에너지 보유에 대한 최적의 파라미터 값을 찾아내기 위해 고려되어야만 한다. The material properties of the treated powder must be considered in order to find the optimal parameter value for energy retention.

12. 에너지 보유 연구 212. Energy Reserve Study 2

도 28은 에너지 리켄션의 스타트와 쇼크 사이의 상이한 시간 지연을 가지고 처리된 샘플에 대한 질량 당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. FIG. 28 shows relative density as a function of impact energy per mass for samples treated with different time delays between start and shock of energy reclamation.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve 예스Yes 재료material 스테인레스강Stainless steel

결과result

쇼크 단계후의 에너지 보유의 직접 스타트로써 처리된 샘플에 대한 커브는 가장 빨리 증가하고 가장 높은 상대 밀도에 도달한다. 이 커브는 쇼크 프로세스와 에너지 보유 사이의 타임이 최대의 효과를 얻기 위해 1s 보다 작아야 한다는 것을 도시한다. 에너지 보유은 쇼크와 에너지 보유 사이의 타임 지연이 증가한다면 보다 작은 효과를 가지게 된다. The curve for the sample treated as a direct start of energy retention after the shock phase increases fastest and reaches the highest relative density. This curve shows that the time between the shock process and energy retention should be less than 1 s to get the maximum effect. Energy reserves have a smaller effect if the time delay between shock and energy reserves increases.

쇼크 페이즈 후의 분말 입자 사이의 온도의 국부적 증가의 지속시간은 매우 짧다. 에너지 보유의 효과를 달성하기 위한 조건은 샘플이 여전히 증가되는 에너지 상태에 있는 것이고, 샘플이 이미 실온으로 냉각된 경우는 아니다. 처리되는 분말의 재료 특성은 에너지 보유에 대한 최적의 파라미터 값을 찾아내기 위해 고려되어야만한다. The duration of the local increase in temperature between the powder particles after the shock phase is very short. The condition for achieving the effect of energy retention is that the sample is still in an increased energy state, not when the sample is already cooled to room temperature. The material properties of the powder to be treated must be taken into account in order to find the optimal parameter values for energy retention.

13. 에너지 보유 연구 313. Energy Reserve Research 3

도 29는 쇼킹되고 포스트 컴팩팅된 샘플에 대한 에너지 보유 시간의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. 커브는 에너지 보유의 지속의 효과를 도시하고 있다. 29 shows relative density as a function of energy retention time for shocked and post compacted samples. The curve shows the effect of sustaining energy retention.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve 예스Yes 재료material 스테인레스강Stainless steel

결과result

커브는 에너지 보유 감소의 효과가 수초후에 감소하는 것을 나타내고 있다. 에너지 보유에 대한 최적 타임은 샘플 사이즈와 조합하여, 처리된 재료의 특성에 따른다. 보다 큰 질량이 보다 긴 기간동안 열을 보유할 것이고, 따라서, 에너지 보유을 증가시키고 여전히 효과를 얻는 것이 가능한다. The curve shows that the effect of reducing energy retention decreases after a few seconds. The optimal time for energy retention depends on the nature of the treated material, in combination with the sample size. Larger masses will retain heat for longer periods of time, so it is possible to increase energy retention and still benefit.

14. 예비 성형 연구 114. Preformation Study 1

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 재료material 스테인레스강Stainless steel

결과result

커브는 예비 성형 압력의 증가가 예비 성형된 샘플의 밀도를 증가시키는 것을 나타내고 있다. The curve shows that increasing the preforming pressure increases the density of the preformed sample.

샘플의 그린 밀도가 완전한 DFIER 프로세스 후에 달성된 최종 재료 특성에 영향을 줄 것이기 때문에 쇼크 페이즈 전의 샘플상의 예비 성형 압력은 고려해야 할 중요한 파라미터이다. The preforming pressure on the sample before the shock phase is an important parameter to consider because the green density of the sample will affect the final material properties achieved after the complete DFIER process.

15. 예비 성형 연구 215. Preform Study 2

도 31은 예비 성형 압력의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. 커브는 상이한 주변 압력에서의 예비 성형 효과를 나타내고 있다. Figure 31 shows relative density as a function of preforming pressure. The curve shows the effect of preforming at different ambient pressures.

조건Condition 압력pressure 1. 대기압:(P=1)2. 진공:(P=0)Atmospheric pressure: (P = 1) 2. Vacuum: (P = 0) 온도Temperature 실온Room temperature 재료material 스테인레스강Stainless steel

결과 result

진공에서 예비 성형된 샘플에 대한 커브는 최고의 밀도에 도달한다. The curve for the sample preformed in vacuo reaches the highest density.

대신에 정상 압력에서 예비 성형에서 분말에서의 공기의 제거와 대기압을 극복하기 위해 필요한 에너지는 진공에서 예비 성형에서 분말에 직접 영향을 줄 수 있다. Instead, the energy needed to remove air from the powder in the preform at normal pressure and overcome the atmospheric pressure can directly affect the powder in the preform in vacuum.

16. 예비 성형 연구 316. Preform Study 3

도 32는 질량 당 임팩트 에너지의 함수로서 상대 밀도를 도시하고 있다. 샘플은 예비 성형 페이즈의 지속시간을 변화시킴으로서 상이하게 예비 성형되었다. 32 shows the relative density as a function of impact energy per mass. The samples were preformed differently by varying the duration of the preform phase.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 재료material 스테인레스강Stainless steel

결과result

커브는 샘플이 1s 보다 길게 예비 성형된다면 보다 높은 밀도에 도달한다는 것을 나타내고 있다. The curve indicates that higher density is reached if the sample is preformed for longer than 1 s.

처리된 분말의 재료 특성은 예비 성형 단계에 대한 최적의 파라미터 값을 찾아내기 위해 고려되어야만 한다. The material properties of the treated powder must be taken into account to find the optimal parameter values for the preforming step.

특성 연구Characteristic study

3개의 특성 연구, 즉, 밀도 연구, 분말 하드니스 연구 및 용융 온도 연구가 실행되었다. 분말에 대한 분말 특성은 표 21 및 표 22에 설명되어 있다. Three characterization studies were performed: density study, powder hardness study and melt temperature study. Powder properties for the powders are described in Table 21 and Table 22.

특성 연구에 사용된 금속에 대한 분말 특성Powder Properties for Metals Used in Characterization Studies 특성characteristic Ti-6A1-4VTi-6A1-4V 티타늄titanium Co-28Cr-6MoCo-28Cr-6Mo Al-합금Al-alloy Ni-alloyNi-alloy 1. 입자 크기(미크론)1. Particle size (microns) <150<150 <150<150 <150<150 <150<150 <150<150 2. 입자 분포(미크론)2. Particle Distribution (microns) 2wt%>150밸런스<1502wt%> 150 Balance <150 0.1wt%>2503wt%>2005wt%>1605-20wt%>10020-35wt%>6310-25wt%>4535 50wt%<450.1wt%> 2503wt%> 2005wt%> 1605-20wt%> 10020-35wt%> 6310-25wt%> 4535 50wt% <45 6.57wt%>12550.80wt%>10624.25wt%>10012.26wt%>906.12wt%<906.57wt%> 12550.80wt%> 10624.25wt%> 10012.26wt%> 906.12wt% <90 3. 입자 조직3. Particle Tissue 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 4. 분말 생성4. produce powder 수화Sign Language 와터 오토마이즈Water Automation 와터 오토마이즈Water Automation 와터 오토마이즈Water Automation 5. 결정 구조5. Crystal Structure Al이 HCP를 안정화한다V가 BCC를 안정화한다Al Stabilizes HCP V Stabilizes BCC HCPHCP 85%알파상15%카바이드85% alpha phase 15% carbide FCCFCC FCCFCC 6. 이론적 밀도(g/cm3)6. Theoretical Density (g / cm 3 ) 4.424.42 4.54.5 8.58.5 2.662.66 8.388.38 7. 겉보기 밀도(g/cm3)7. Apparent Density (g / cm 3 ) 1.771.77 1.801.80 3.43.4 1.221.22 2.592.59 8. 융점(℃)8. Melting point (℃) 1600-16501600-1650 16601660 1350-14501350-1450 658658 16451645 9. 소결점(℃)9. Sintering point (℃) 12601260 10001000 12001200 600600 13151315 10. 경도(HV)10. Hardness (HV) -- 6060 460-830460-830 50-10050-100 80-20080-200

표 21 계속Table 21 continued

특성characteristic 스테인레스강Stainless steel 저 연강Low mild steel 마르텐사이트강Martensitic River 공구강Tool steel 1. 입자 크기(미크론)1. Particle size (microns) <150<150 <150<150 <150<150 <150<150 2. 입자 분포(미크론)2. Particle Distribution (microns) 0.60wt%>15042.70wt%<450.60wt%> 15042.70wt% <45 3.2wt%>25079.5wt%<1503.2wt%> 25079.5wt% <150 1.06wt%>1504.32wt%>12512.03wt%>10623.59wt%>7519.26wt%>539.04wt%>4535.70wt%<451.06wt%> 1504.32wt%> 12512.03wt%> 10623.59wt%> 7519.26wt%> 539.04wt%> 4535.70wt% <45 0.4wt% 150-18024.48wt% 106-15026.68wt% 75-10628.67wt% 45-7519.77wt%<450.4wt% 150-18024.48wt% 106-15026.68wt% 75-10628.67wt% 45-7519.77wt% <45 3. 입자 조직3. Particle Tissue 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 4. 분말 생성4. produce powder 와터 오토마이즈Water Automation 와터 오토마이즈Water Automation 와터 오토마이즈Water Automation 와터 오토마이즈Water Automation 5. 결정 구조5. Crystal Structure FCCFCC BCC<900℃FCC>900℃BCC <900 ℃ FCC> 900 ℃ FCCFCC BCC<910℃FCC>910℃BCC <910 ℃ FCC> 910 ℃ 6. 이론적 밀도(g/cm3)6. Theoretical Density (g / cm 3 ) 7.907.90 7.757.75 7.737.73 7.757.75 7. 겉보기 밀도(g/cm3)7. Apparent Density (g / cm 3 ) 2.642.64 2.872.87 3.373.37 2.552.55 8. 융점(℃)8. Melting point (℃) 14271427 15401540 14271427 1350-14501350-1450 9. 소결점(℃)9. Sintering point (℃) 13151315 12301230 12301230 13151315 10. 경도(HV)10. Hardness (HV) 160-190160-190 130-280130-280 180-330180-330 207-241207-241

특성 연구에 사용된 세라믹에 대한 분말 특성Powder Properties for Ceramics Used in Characterization Studies 특성characteristic 실리콘 니트라이드Silicon nitride 히드록시아파타이트Hydroxyapatite 알루미나Alumina 지로코니아Zirconia 1. 입자 크기(미크론)1. Particle size (microns) <0.5<0.5 <1<1 <0.5<0.5 0.40.4 2. 입자 분포(미크론)2. Particle Distribution (microns) <0.5<0.5 <1<1 0.3-0.50.3-0.5 <0.6<0.6 3. 입자 조직3. Particle Tissue 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 불규칙irregular 4. 분말 생성4. produce powder 동결건조 그래뉼레이션Lyophilized Granulation 습성 화학적 침전Wet chemical precipitation 그라인딩동결건조 그래뉼레이션Grinding Freeze Dry Granulation 스프레이 건조 그래뉼레이션Spray dry granulation 5. 결정 구조5. Crystal Structure 98%알파2%베타(헥사고날)98% alpha 2% beta (hexagonal) 아파타이트Apatite 알파Alpha 테트라고날Tetragonal 6. 이론적 밀도(g/cm3)6. Theoretical Density (g / cm 3 ) 3.18(배치 1, 2)3.27(배치 3)3.12(배치 4)3.18 (batch 1, 2) 3.27 (batch 3) 3.12 (batch 4) 3.15g/cm3 3.15g / cm 3 3.98(배치 1)3.79(배치 2)3.98(배치 3)3.79(배치 4)3.98 (batch 1) 3.79 (batch 2) 3.98 (batch 3) 3.79 (batch 4) 6.076.07 7. 겉보기 밀도(g/cm3)7. Apparent Density (g / cm 3 ) 0.380.38 0.60.6 0.5-0.80.5-0.8 -- 8. 융점(℃)8. Melting point (℃) 18001800 16001600 20502050 2500-26002500-2600 9. 소결점(℃)9. Sintering point (℃) 18201820 900900 1600-16501600-1650 15001500 10. 경도(HV)10. Hardness (HV) 15701570 450450 17701770 1250-13501250-1350

17. 이론적 밀도 연구17. Theoretical Density Study

도 33은 최대로 획득된 상대 밀도를 다른 금속 분말에 대한 이론적 밀도 함수로서 나타낸다.33 shows the maximum obtained relative density as a theoretical density function for the other metal powders.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve radish 금속metal 금속 분말(표3참조)Metal powder (see table 3)

결론conclusion

도표에 의하여 저 이론밀도를 갖는 금속 분말에 비해, 고 이론 밀도를 갖는 금속 분말이 DFIER에 의해 고밀도로 처리하기가 더 어려움을 알 수 있다. 표 1에서 연구에 사용된 물질이 각 물질에 대한 이론 밀도와 획득된 상대 밀도와 함께 나열되어 있다.It can be seen from the diagram that metal powders having a high theoretical density are more difficult to treat at high density by DFIER compared to metal powders having a low theoretical density. In Table 1 the materials used in the study are listed with the theoretical density and the relative density obtained for each material.

물질이 DFIER에 의해 고밀도로 처리하기가 용이한지 여부를 판정하기 위해 많은 파라메터들이 포함됨은 명백하다. 기타 중요한 분말 특성은 분말 타입, 합금 엘리먼트, 분말 경도, 융점, 입자크기 및 입자 조직이다.It is clear that many parameters are included to determine whether the material is easy to process at high density by the DFIER. Other important powder properties are powder type, alloy element, powder hardness, melting point, particle size and particle structure.

18. 분말 경도 연구18. Powder Hardness Research

도 34는 최대로 획득된 상대 밀도를 상이한 세라믹 및 금속 분말에 대한 분말 경도의 함수로서 각각 나타낸 것이다.34 shows the maximum obtained relative density as a function of powder hardness for different ceramic and metal powders, respectively.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve radish 금속metal 금속 분말(표3참조)세라믹 분말(표4참조)Metallic powder (see Table 3) Ceramic powder (see Table 4)

결론conclusion

도표에 의하여 DFIER을 사용하는 소프트 분말에 비해, 하드 분말을 고밀도로 처리하기가 더 어려움을 알 수 있다. 도시된 금속 분말에 대한 시험치는 세라믹 물질에 대한 값에 비해 작은 기울기를 갖는다. 세라믹 물질에 대한 발산치(400HV, 70.6%)는 물기반 세라믹이기 때문이다. 이것은 저 분말 경도를 의미한다.The plot shows that it is more difficult to treat hard powders at higher density than soft powders using DFIER. The test value for the metal powder shown has a small slope relative to the value for the ceramic material. This is because the divergence (400 HV, 70.6%) for ceramic materials is water-based ceramics. This means low powder hardness.

하드 금속 또는 세라믹 분말은 보다높은 밀도에 이르기 위해 진공 및 증가된 주위 온도에서 처리될 수 있다.Hard metal or ceramic powders can be processed under vacuum and increased ambient temperature to reach higher densities.

19. 융점 연구 19. Melting Point Studies

도 35는 최대로 획득된 상대 밀도를 상이한 금속 및 세라믹 분말에 대한 융점의 함수로서 각각 나타낸 것이다.35 shows the maximum relative density obtained as a function of melting point for different metal and ceramic powders, respectively.

조건Condition 압력pressure 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 에너지 보유Energy reserve radish

결론conclusion

금속 곡선은 금속에 대한 융점과 DFIER로써 고밀도로 처리하는 것에 대한 용이성간에 명확한 관계가 없음을 보여준다. 표 26은 동일한 융점을 가지지만 상이한 분말 경도를 갖는 두개의 강을 나타내고, 이것은 하나의 금속 특성만으로는 금속이 DFIER에 의해 고밀도로 처리하기가 용이한지 여부를 판정할 수 없음을 의미한다.The metal curve shows no clear relationship between the melting point for the metal and its ease of processing at high density with DFIER. Table 26 shows two steels having the same melting point but different powder hardness, which means that one metal property alone cannot determine whether the metal is easy to treat at high density by the DFIER.

물질 타입Substance type 분말 경도(HV)Powder Hardness (HV) 융점(℃)Melting Point (℃) 스테인레스강Stainless steel 160-190160-190 14271427 마르텐사이트 강Martensite River 180-330180-330 14271427

세라믹 분말은 보다 높은 융점을 가지고 있고 또한 금속 분말에 비해 고밀도로 처리하기가 더 어렵고, 이것은 도 35에 도시된다.Ceramic powders have a higher melting point and are more difficult to treat at higher density than metal powders, which is shown in FIG. 35.

20. 진동 성형 연구20. Vibration forming study

도 36은 상대 밀도를 다른 프로세스와 결합하여 진동 성형(VC)으로써 처리된 샘플에 비해 종래의 정적 성형에 의해 처리된 샘플에 대하여 가해진 압력의 함수로서 나타내고 있다.FIG. 36 shows the relative density as a function of pressure applied to a sample treated by conventional static forming relative to a sample treated by vibration forming (VC) in combination with other processes.

조건Condition 압ㄺAbsin 대기압Atmospheric pressure 온도Temperature 실온Room temperature 물질matter 스테인레스강Stainless steel 진동 속도Vibration speed 233오실레이션/s233 oscillation / s 쇼크 에너지Shock energy 300-3000Nm300-3000Nm

결과result

곡선은, 정적 압력 또는/및 쇼크 에너지와 결합하여 있는 동안 제어된 조건하에서 진동된 분말의 상대 밀도가 정적 압력만으로 처리된 샘플에 비해 훨씬 높은 밀도에 이름을 보여주고 있다.The curve shows that the relative density of the powder vibrated under controlled conditions while in combination with static pressure or / and shock energy is much higher than the sample treated with static pressure alone.

진동 성형에 의해 성형된, 두개의 방향으로부터 및 2축 정적 압력에 의해 쇼크된 샘플은 가장낮은 전체 압력에 대하여 가장 높은 밀도에 이른다. Samples shocked from two directions and by biaxial static pressure, formed by vibratory molding, reach the highest density for the lowest overall pressure.

Claims (19)

합체 또는 성형에 의해 미립자 물질로부터 보다높은 밀도로 보디를 생산하는 방법에 있어서,In a method of producing a body at a higher density from particulate matter by coalescence or molding, a) 예비 성형 몰드를 분말, 펠릿, 그레인등의 형태의 물질로 채우는 단계,a) filling the preform mold with materials in the form of powder, pellets, grains, etc., b) 상기 몰드를 진동시키는 단계,b) vibrating the mold, c) 상기 물질을 예비 성형 수단에 의해 적어도 한번 예비성형하는 단계, 및c) preforming the material at least once by preforming means, and d) 적어도 한번의 스트로크에 의해 성형 몰드내의 상기 물질을 성형하는 단계를 포함하고, 상기 물질을 합체 또는 보다 높은 밀도로 만드는, 스트라이킹 수단에 의해 상기 성형 몰드내에 삽입된 상기 물질을 스트라이킹할때 스트라이킹 유닛이 상기 보디를 형성하는데 충분한 운동 에너지를 방출하는 것을 특징으로 하는 방법.d) a striking unit when striking the material inserted into the molding mold by a striking means, comprising molding the material in the molding mold by at least one stroke and coalescing the material into a higher density. Releasing sufficient kinetic energy to form the body. 제 1 항에 있어서, 상기 예비 성형 몰드 및 상기 성형 몰드는 동일한 몰드인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the preformed mold and the molding mold are the same mold. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 예비 성형 단계 c)는 상기 몰드를 진동시키는 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the preforming step c) is performed while vibrating the mold. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, d) 상기 물질은 동시에 두개의 스트라이킹 유닛을 사용하여 두개의 대향측으로부터 성형되는 것을 특징으로 하는 방법.d) the material is molded from two opposing sides using two striking units at the same time. 합체 또는 성형에 의해 고체 물질로부터 보다 높은 밀도로 보디를 생산하는 방법에 있어서, In a method of producing a body at a higher density from a solid material by coalescence or molding, a) 상기 고체 물질을 몰드내에 삽입하는 단계,a) inserting said solid material into a mold, c) 예비성형 수단에 의해 적어도 한번 상기 물질을 가능하게 예비성형하는 단계, 및c) possibly preforming said material at least once by preforming means, and d) 상기 물질을 합체 또는 보다높은 밀도로 만드는, 상기 물질을 스트라이킹할때 상기 보디를 형성하는데 충분한 운동 에너지를 방출하는 두개의 스트라이킹 유닛을 사용하여, 두 측면으로부터 동시에, 적어도 한번의 스트로크에 의해 상기 몰드내의 상기 물질을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.d) by means of at least one stroke simultaneously from two sides, using two strike units which release sufficient kinetic energy to form the body when striking the material, which coalesces the material or at a higher density; Shaping said material in a mold. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느한 항에 있어서, 상기 물질은 적어도 3개의 스트라이킹 유닛을 동시에 사용하여 두개의 대향하는 측 및 적어도 하나의 또다른 측면으로부터 성형되는 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 1, wherein the material is molded from two opposing sides and at least one other side using at least three striking units simultaneously. 7. 제 2 항 내지 제 6 항중 어느한 항에 있어서, 상기 예비 성형 수단은 상기 스트라이킹 유닛 또는 유닛들에 의해 성형하는 단계 d)동안 동일하거나 보다높은 압력에 의해 상기 물질에 연속적으로 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.7. A method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the preforming means is continuously applied to the material by the same or higher pressure during the forming step d) by the striking unit or units. Way. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느한 항에 있어서, 상기 성형하는 단계 d)의 에너지는 상기 스트로크 또는 스트로크들 후에 상기 성형된 물질을 가압하기 위해 상기 스트라이킹 수단을 e) 유지하거나 재인가함에 의하여 상기 성형된 물질내에 보유되는 것을 특징으로 하는 방법.8. The molding according to any one of claims 1 to 7, wherein the energy of the forming step d) is formed by e) holding or reapplying the strike means to pressurize the shaped material after the stroke or strokes. Characterized in that it is retained in the material. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느한 항에 있어서, 상기 몰드내의 상기 물질의 온도는 하나 이상의 단계동안 증가하거나 감소하는 것을 특징으로 하는 방법.9. A method according to any one of the preceding claims, wherein the temperature of the material in the mold increases or decreases during one or more steps. 제 9 항에 있어서, 상기 몰드내의 상기 물질은 상기 예비 성형 c)이전에 및/또는 동안 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the material in the mold is heated before and / or during the preform c). 제 9 항 또는 제 10 항에서, 상기 몰드내의 상기 물질은 상기 성형하는 단계 d) 이전에 및/또는 동안 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 9 or 10, wherein the material in the mold is heated before and / or during the forming step d). 제 10 항 또는 제 11 항에서, 상기 몰드내의 상기 물질은 전류를 사용하여 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 10 or 11, wherein the material in the mold is heated using a current. 제 12 항에 있어서, 상기 전류를 흘리는 것은 상기 예비 성형 c) 및/또는 상기 성형 스트로크 또는 스트로크들 d)과 동시에 일어나게 하는 것을 특징으로 하는 방법.13. The method of claim 12, wherein flowing the current occurs concurrently with the preform c) and / or the forming stroke or strokes d). 제 1 항 내지 제 13 항중 어느한 항에 있어서, 상기 몰드내의 상기 물질은 상기 예비 성형 c)이전에 대기압 이하의 압력에 놓여지는 것을 특징으로 하는 방법.14. A method according to any one of claims 1 to 13, wherein the material in the mold is placed at a pressure below atmospheric pressure before the preforming c). 제 1 항 내지 제 14 항중 어느한 항에 있어서, 상기 몰드 또는 몰드들내의 상기 물질은 공기외의 또다른 가스중에 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the material in the mold or molds is held in another gas other than air. 제 15 항에 있어서, 상기 가스는 비활성가스인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein the gas is an inert gas. 제 15 항에 있어서, 상기 가스는 반응성 가스인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein the gas is a reactive gas. 제 1 항 내지 제 17 항중 어느한 항에 있어서, 상기 진동 b)은 성형 d) 및/또는 에너지 보유 e)동안 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.18. The method according to any one of the preceding claims, wherein the vibration b) is held during the forming d) and / or the energy retention e). 제 1 항 내지 제 18 항중 어느한 항에 따른 방법에 의해 생산된 보디. A body produced by the method according to any one of claims 1 to 18.
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