KR20070110836A

KR20070110836A - 향상된 냉각 특성을 갖는 툴 및 이러한 툴을 생산하기 위한방법

Info

Publication number: KR20070110836A
Application number: KR1020077016520A
Authority: KR
Inventors: 마크 마뉴엘
Original assignee: 플루드쿨링 테크놀로지스, 엘.엘.씨.
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-11-20
Also published as: EP1838468A4; JP2008526523A; US7278197B2; US20060157877A1; EP1838468A2; WO2006078385A2; CA2595187A1; WO2006078385A3

Abstract

열 전도 물질(103)이 적어도 일부분을 둘러싸는, 통로(50)와 같은, 내부 통로들이 툴(10) 안에 효과적으로 형성되는 것을 가능하게 하는 방법에 의해 생성되는 툴(10)이 제공된다. 이러한 툴은 냉각 특성의 향상, 주기 시간 및 생성되는 목적물의 손상 가능성을 감소시킨다.

툴, 내부 통로, 열 전도 물질, 스포크부

Description

향상된 냉각 특성을 갖는 툴 및 이러한 툴을 생산하기 위한 방법{A TOOL HAVING ENHANCED COOLING CHARACTERISTICS AND A METHOD FOR PRODUCING A TOOL HAVING ENHANCED COOLING CHARACTERISTICS}

본 발명은 일반적으로 향상된 냉각 특성을 갖는 툴 및 이러한 툴을 생산하기 위한 방법에 관한 것이며, 특히 생산된 제품/목적물의 스트레스 타입 손상 또는 파손의 가능성을 상당히 감소시키면서 동시에 매우 효율적인 방식으로 제품/목적물을 바람직하게 생산하는 툴을 생산하기 위한 툴 및 방법에 관한 것이다.

툴은 제품 또는 목적물(object)을 선택적으로 생산하기 위해 이용되며, 용어 "툴"은 본 설명을 통해서 사용되는 바와 같이 단지 특정 제품/목적물 또는 특정 종류의 제품들/목적물들을 생산하기 위해 적응(adapt)된 구체적인 구성 또는 구성 타입, 또는 특정 툴 조립체에 한정되어 해석해서는 안 되고 가능한 가장 폭 넓은 방식으로 해석해야 한다.

전통적으로, 툴은 가공하지 않은 재료의 고체 블록으로 만들어진다(즉, 연소, 절단, 또는 상기 재료에 대한 특정 방식으로 행해지는 작업에 의함). 앞서 기술된 접근(approach)은 툴을 선택적으로 만들 수 있지만, 이러한 전통적인 전략(strategy) 또는 기법은 매우 비효율적이고 비용이 많이 든다.

이러한 단점을 극복하기 위하여, 라미네이션(lamination) 기법/전략이 개발 및 발표되고 있다. 예를 들어, 출원인의 양수인에게 양도되고 2003년 7월 1일 공표된 미국특허(특허번호 6,587,742(이하 "'742 특허"라 함))의 내용이 단어 및 단락 그대로 모두 완전하게 본 명세서에 참조로서 합체된다.

특히, 앞서 언급된 라미네이션 기법/전략은 "소프트 툴 디자인(soft tool design)"의 생성(즉, 상기 툴은 초기에 소프트웨어 환경에서 디자인됨)을 포함한다. 상기 소프트 디자인은 서로 결합되는 물리적인 유형의 부분 부재들(sectional members)을 생성하고 이들을 결합하여 툴을 형성하기 위해 이용된다. 이러한 접근은 매우 효율적이고 종래의 툴 생산 전략들 및 기법들과 관련하여 비용을 획기적으로 감소시킨다.

툴을 제조하기 위한 기법 또는 방법과 관계없이, 생산된 제품은 빈번하게 툴 생산 공정(즉, 종종 "몰딩된 스트레스"라 칭함)으로 인한 스트레스에 의해 손상된다. 이러한 스트레스를 경감시키기 위하여, 종종 "주기 시간(cycle time)" 또는 부분/목적물 생산 시간이 바람직하지 않게 증가되며, 따라서 제품/목적물 생산 또는 툴링 공정이 상대적으로 비효율적이 된다.

따라서, 종래 툴들 및 방법들과 관련되어 앞서 기술된 단점들을 극복하기 위하여, 향상된 냉각 특성들을 갖는 새롭고 개선된 툴 및 이러한 툴을 생산하는 방법이 필요하다. 라미네이션 툴 생산 전략은 상기 툴의 생산 및 상기 툴 생산 방법에 매우 적합하다.

본 발명이 이루고자 하는 비제한적 목적은 향상된 냉각 특성들을 갖는 툴을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 비제한적 목적은 향상된 냉각 특성들을 갖는 툴을 생산하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 비제한적 목적은 툴들을 생산하는 종래의 툴들 및 방법들의 앞서 기술된 다양한 단점들을 극복하는 툴을 생산하기 위한 툴 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 비제한적 측면에 따르면, 툴이 제공된다. 상기 툴은 제1 물질로 형성되는 형성 표면(forming surface); 적어도 하나의 통로를 포함하는 내부 공동(cavity); 및 상기 적어도 하나의 통로의 적어도 일부분을 둘러싸는 제2 물질을 포함한다.

본 발명의 다른 비제한적 측면에 따르면, 라미네이트 타입 툴에 이용되는 부분 부재가 제공된다. 상기 부분 부재는 내부 영역을 정의하는 프레임부; 및 상기 내부 영역으로 확장되는 스포크부(spoke portion)를 포함하고, 여기서 상기 스포크부는 상기 프레임부 상에서 종결되는 암 및 상기 내부 영역 안에서 위치하는 원형의 개방부(open circular portion)를 포함한다.

본 발명의 또 다른 비제한적 측면에 따르면, 툴을 생산하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 통로 형성부를 갖는 제1 부분 부재를 생성하는 단계; 제2 통로 형성부를 갖는 제2 부분 부재를 생성하는 단계; 상기 제1 통로 형성부가 상기 제2 통로 형성부에 정합되도록 효율적으로 상기 제1 부분 부재를 제 1 부분 부재에 결합하는 단계, 여기서 내부 통로를 갖는 예비-툴(pre-tool)이 형성되며; 및 열 전도 물질을 상기 형성된 내부 통로의 적어도 일부분에 부착시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 예비-툴로부터 툴이 형성된다.

본 발명의 상기 및 다른 특징, 양상 및 장점들은 추가되는 청구항을 포함하고 첨부된 도면을 참조하여 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해서 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 툴의 사시도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 도 1에서 도시되는 툴을 생성하기 위해 이용되는 부분 부재들 중 하나에 대한 측면도를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 두번째 실시예에 따른 도 1에서 도시되는 툴을 생성하기 위해 이용되는 부분 부재의 측면도를 나타낸다.

도 4는 도 1에서 개략적으로 도시된 툴의 제1 실시예의 단면도(라인 4-4'를 따라 절취됨)를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 형성되는 툴(도 1에서 개략적으로 도시됨)에 대한 도 4에서 도시되는 도면과 유사한 도면을 나타낸다.

도 6은 도 5에서 도시되는 도면과 유사한 도면이나 도1에서 도시되는 툴(완성 전 단계에 있음)을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 다양한 발명들의 교시들에 따라 만들어진 툴(10)이 개략적 으로 나타나 있다. 특히, 툴(10)은 부분 부재들(sectional members)(12 및 14)과 같은 다수의 부분 부재들을 순차적으로 결합함으로써 만들어지는 라미네이트 타입 툴(laminate type tool)이 된다. 더욱이 툴(10)은 목적물을 형성 또는 생성하는데 선택적으로 이용될 수 있는 형성 표면(forming surface)(16)을 포함한다. 상기 라미네이트 타입 툴 제조 기법 또는 전략에 대한 더욱 상세한 설명은 상기 '742 특허에서 찾아볼 수 있다. 하지만, 어떤 종류의 라미네이션(lamination) 전략도 툴(10)을 선택적으로 생성하는데 이용될 수 있고, 본 설명에 있어서는 어느 것도 다양한 발명들을 특정 타입의 라미네이트 툴 생성 전략에 한정시키는 의미로 사용되지 않음을 유념해야 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 비제한적(non-limiting) 일 실시예에 따라 툴(10)을 생성하는데 이용되는 부분 부재(14) 및 다양한 다른 부분 부재들과 대체로 유사한 부분 부재(12)가 나타나 있다.

특히, 부분 부재(12)는, 본 발명의 비제한적 일 실시예에 있어서, 일반적으로 직사각형 모양을 갖는 일반적으로 평평한 프레임부(2)를 포함한다. 본 발명의 비제한적 일 실시예에 있어서, 프레임부(20)는 영역(23)을 정의하고, 스템부(stem portion) 또는 암부(arm portion)(25)를 갖는 스포크부(22)를 포함한다. 스템부 또는 암부(25)의 한쪽은 프레임부(20) 상에 또는 안에서 종결되고 (또는 프레임부(20)로부터 뻗어나옴), 다른 쪽은 프레임부(20)로부터 정의된 내부 영역(23)으로 확장된다. 또한, 스템부(25)는 일반적으로 개방(open)되고 원형인 부분(27) 안에서 또는 상에서 종결된다(또는 일반적으로 개방되고 대략 원형인 부분을 형성함). 도 시된 바와 같이, 원형부(27)는 오리피스(29)을 포함하고, 정의된 내부 영역(23) 안에 존재한다. 본 발명의 비제한적 일 실시예에 있어서, 스포크부(22)는 프레임부(20)와 일체로 형성되고, 원형부(27)는 스템부(25)와 일체로 형성된다.

또한, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들 각각은 실질적으로 동일한 물질(예를 들어, 탄소 기반 또는 스테인레스 타입의 강철 또는 알루미늄)로 형성될 수 있고, 이후에 각 부분 부재(12 및 14)는 협력하여(coorperately) 툴(10)을 형성하도록 선택적으로 접합(bond) 또는 결합될 수 있음을 이해해야 한다. 상기 '742 특허는 이러한 비제한적 결합 중 하나에 대해 기술하고 있다.

본 발명의 비제한적 일 실시예에서, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들 각각은 오리피스(29)(즉, "통로 형성부")을 갖는다. 각각의 오리피스(29)은 부분 부재들과 접하여 결합 또는 맞물리게(engaged) 되는 다른 부분 부재들의 오리피스들(29) 또는 통로 형성부들과 정렬 또는 정합된다. 이러한 방식에서는, 통로(50)와 같은 내부 통로는 협동적으로 툴(10)을 형성하는 부분 부재들(12 및 14)과 같은 다양한 부분 부재들을 선택적으로 결합함으로써 선택적으로 생성되는 툴(10) 안에 선택적으로 형성될 수 있다.

오리피스들(29)은 요망되는 임의의 모양 및 크기를 가질 수 있고, 스포크부들(22) 각각은 실질적으로 동일한 모양 및 크기를 가질 수 있음을 유념해야 한다. 그러므로, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들 중 단지 일부만이 오리피스들(29)을 정합시킴으로서, 형성되는 내부 통로가 툴(10)의 단지 일부만을 가로지르도록 할 수 있음을 또한 유념해야 한다.

부가적으로, 부분 부재들(12 및 14)과 같이 선택적으로 결합된 부분 부재들 각각 또는 그 일부만이 다수의 스포크부들(22)을 가질 수 있으며, 복수의 스포크 부들(22)은 형성된 툴(10) 안에 다수의 내부 통로들을 선택적으로 생성시키는데 앞서 기술한 방식으로 이용될 수 있음을 또한 이해해야 한다. 즉, 각 스포크부(22)의 각 오리피스(29)은 적어도 하나의 다른 부분 부재의 적어도 하나의 다른 독특한 오리피스(29)과 선택적 개별적으로 정렬(aligned)됨으로써 형성된 툴(10) 안에 통로(5)와 같은 독특한(unique) 단일 내부 통로를 생성하는데 이용될 수 있다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 부분 부재들(12 및 14)과 같이 선택적으로 결합된 부분 부재들의 각각의 내부 영역들(23)은 협력하여 형성되는 툴(10) 안에 내부 공동(cavity)(70)을 형성한다. 내부 통로(50)와 같이 선택적으로 형성된 내부 통로들은 내부에 형성되는 툴 공동(70) 안에 존재한다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 내부 통로(50)와 같이 선택적으로 형성된 내부 통로들 각각은 양측면의 단부 부분 부재들(예를 들어, 부분 부재(14)) 전부 또는 그 중 하나를 통하여 확장한다(즉, 부분 부재(14)와 같은 "단부(end)" 타입 부분 부재는 단일의 부분 부재와만 결합되는 부분 부재를 의미하거나 지칭함). 첫 번째 부분 부재의 프레임부(20)가 두 번째 부분 부재의 프레임부(20)에 정렬되어 결합함으로써 상기 첫 번째 부분 부재(예를 들어, 부분 부재(12))는 상기 두 번째 부분 부재(예를 들어, 부분 부재(14))와 결합될 수 있음을 유념해야 한다. 이러한 방식에서는, 내부 통로(50)와 같은 상기 형성된 내부 통로들은 액세스(access)될 수 있고, 상기 툴을 선택적으로 냉각시키는데 효율적인 물(또는 다른 매개체(medium))을 선택적으로 수 용 및 배출할 수 있어서, 그 결과 전체적인 생산 주기 시간(cycle time)을 감소시키고 생산되는 일부분 또는 유형의 제품에 대한 스트레스 관련 손상의 가능성을 실질적으로 감소시킨다. 이하에서 더욱 상세하게 논의되는 것처럼, 통로(50)와 같이 선택적으로 형성된 냉각 통로들에 의해 제공되는 상기 냉각은 공동(70) 안에 열 전도 물질을 도입함으로써 현저하게 향상될 수 있다. 그리고/또는 상기 냉각은 통로(50)와 같이 효율적으로 내재된 다양한 냉각 통로들과 의도적으로 접촉관계(contact relationship)에 있을 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기에서 서술된 바와 같이, 본 발명의 비제한적 일 실시예에 있어서, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들 각각이 실질적으로 동일한 한 쌍의 스포크부들(22)을 포함할 수 있다. 한쌍의 스포크부들(22)은 각 부분 부재의 정의된 영역(23)에 배치되고, 한쌍의 스포크부들(22)에서 각 스포크부는 실질적으로 동일한 원형부(27)를 포함한다. 원형부(27)는 개별적이고 독특한 통로 형성부 또는 오리피스(29)을 갖는다. 본 발명의 다른 비제한적 실시예들에 있어서, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재 안에 또는 상에서, 한 쌍의 스포크부들(22)은 실질적으로 동일하지 않아도 되고, 또한 더 많은 수의 스포크부들(22)이 이용될 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 본 발명의 비제한적 일 실시예에서, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 각 부분 부재에 있어서 독립적이며 인접하여 위치하는 한 쌍의 원형부들(27)은 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들을 구조적으로 더욱 강화시키기 위해 결합 부재(73)에 의해 결합된다. 대안적인 일 실시예에서, 프레임부(20)로부터 뻗어나오거나 프레임부(20) 안에서 종결되는 각 스포크부(22)는 프레임부(20)와 일체로 형성될 수 있다.

이러한 "복수의 스포크부들"에 관한 실시예에서, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들은 선택적으로 결합되고 협력하여 툴(10)을 형성한다. 각 부분 부재의 각 통로 형성부(29)는 선택적 개별적으로 다른 독특한 통로 형성부들(29)과 앞서 기술한 방식으로 정합하여 공동(70) 안에 다양한 길이를 가지는 복수의 통로들을 선택적으로 생성한다.

이용되는 스포크부들(22)의 갯수에 관계없이, 생성된 툴(10)은 하기의 방식으로 내부 공동(70) 안에 열 전도 물질을 선택적으로 배치시킴으로서 향상된 냉각 특성들을 선택적으로 가질 수 있다.

즉, 본 발명의 첫 번째 비제한적 실시예에서, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 첫 번째 한 쌍의 부분 부재들이 접하여 맞물리게(engaged) 되어(즉, 한 쌍의 부분 부재들의 각 프레임부(20)가 정렬되어 결합됨) 한 쌍의 부분 부재들에서 정의된 각 내부 영역(23)을 효율적으로 둘러싸고 영역들(23)이 정렬되어 정합되도록 한다. 따라서, 상기 부분 부재들의 각 오리피스(29)이 상호 정합되어 정렬된다. 이후, 오버플레이된(overplayed), 정렬된, 그리고 이전에 정합된 내부 정의 영역들(23) 안에 금속 분말(110)이 놓이게 된다. 부분 부재들(12 및 14)과 같이 접하여 맞물리는 한 쌍의 부분 부재들이 브레이징(brazing)에 의해 접합(bond)된다(즉, 한 쌍의 부분 부재들의 각 프레임부(20)가 접합됨). 한편, 구리가 강철 분말 물질(즉, 금속분말)에 침투하여, 부분 부재들(12 및 14)과 같이 접하여 맞물리는 한 쌍의 부분 부재들이 접합되고, 금속분말과 구리의 조합(combination)이 이전에 정렬되어 정합된 한 쌍의 원형부들(27)(즉, 금속 분말과 침투된 구리의 조합, 상기 조합은 물질(103)로 표시됨)의 외면(101)의 적어도 일부분에 부착된다. 도시된 바와 같이, 물질(103)은 외면(101)의 적어도 일부분을 둘러싼다(예를 들어, 정렬되고 정합된 한쌍의 오리피스(29)에 의해 선택적으로 형성되는 통로의 적어도 일부분을 둘러쌈). 그리고 물질(103)은 실질적으로 정렬된 내부 영역들(23)의 전체 또는 단지 특정된 작은 일부분에만 존재할 수 있다. 툴(10)이 단지 한 쌍의 부분 부재들(예를 들어, 부분 부재들(12 및 14))로 구성되지 않는 한 이렇게 결합된 첫 번째 부분 부재들은 "예비-툴(pre-tool)" 조립체(즉, 제조 진행 중에 있는 툴)를 형성한다. 한 쌍의 부분 부재들로 구성되는 경우에는, 결합된 부분 부재들은 협력하여 최종 툴(10)을 형성한다.

만약 부가적인 부분 부재들이 툴(10)을 생성하는데 필요하다면, 이러한 부가적인 부분 부재들은 선택적 순차적으로 예비-툴에 동일한 방식으로 결합된다. 즉, 새롭게 부가된 부분 부재의 내부 영역(23)이, 부분 부재(12, 14)와 같은, 이전에 결합된 부분 부재들 각각이 정렬됨으로써 형성되는 내부 영역(23)에 덧붙여진다. 이렇게 새롭게 부가된 부분 부재의 오리피스(29)은 이전에 결합된 부분 부재들 각각의 정렬된 오리피스들(29)에 또한 정렬된다. 그리고, 새롭게 부가된 부분 부재의 프레임부(20)는 이전에 결합된 부분 부재들 중 하나의 프레임부(20)와 정렬되어 결합한다. 금속 분말(110)은 새롭게 부가된 부분 부재의 내부에 정의된 영역(23) 안에 존재하고, 새롭게 부가된 부분 부재는 상기 예비-툴 상에 브레이징된다(즉, 새롭게 부가된 부분 부재의 프레임부(20)가 이전에 결합된 부분 부재들 중 하나의 프 레임부(20)에 브레이징됨). 한편, 구리가 새롭게 부가된 부분 부재의 정의된 내부 영역(23)으로 침투하여, 새롭게 부가된 부분 부재가 예비-툴에 결합되고, 정렬된 오리피스들(29)에 의해 형성된 내부 통로를 확장 또는 성장시키고, 구리와 금속 분말의 조합으로부터 형성된 열 전도 물질(103)이 새롭게 부가된 부분 부재의 스포크부(22)의 표면(101)의 적어도 일부분을 둘러싼다. 이 방식에서, 예비-툴은 "한 개의 부분 부재씩(sectional member by sectional member)" 선택적으로 성장되고, 통로(50)와 같은 통로는 내부 툴 공동(70) 안에서 확장되고, 내부 툴 공동(70)은 실질적으로 물질(103) 및/또는 물질(110)로 채워질 수 있어, 통로(50)와 같이 형성되는 통로들과 접하여 맞물리고 상기 통로들의 적어도 일부분을 둘러싸는 구리/브레이즈(braze) "구조"를 갖는 실질적인 "고체" 툴(10)이 형성된다.

한편 앞선 논의는 툴(10) 안에 단일 통로의 선택적인 형성을 포함하고, 이것은 다수의 스포크부들(22)로부터 형성되는 복수 통로들의 선택적인 형성에도 동일하게 적용가능함을 인식해야 한다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 실질적으로 내부 공동(70)을 채우는 물질(110) 및/또는 물질(103)에 대한 간섭을 방지하기 위하여 부분 부재들(12 및 14)과 같이 결합된 부분 부재들 각각의 스템부(25)는 파손됨을 이해해야 한다.

부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들이 탄소 기반 강철 또는 스테인레스 강철 같은 "고온" 물질로부터 형성되는 경우에 앞선 공정은 특별히 적용 또는 이용될 수 있다. 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들이 알루미늄 같이 상대적으로 저온 물질로부터 형성되는 경우에는, 부분 부재들(12 및 14)을 형성하는데 이용되는 물질의 용융점보다 낮은 용융점을 갖는 열 전도 물질을 공동(70) 안에서 이용하는데 신중을 기하여야 한다.

대안적으로, 툴(10)이 생성된 후, 단지 도 5에서 예시로서 그리고 제한없이 도시되는 열 전도 물질(160)이 부분 부재(14) 같은 "단부 부분 부재" 중 하나를 통해 내부 공동(70) 안에 삽입될 수 있다. 즉, 도 6에서 도시되는 바와 같이, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 라미네이션 부분 부재들은 툴(10)을 선택적으로 "성장"시키는데 용이하게 적응되며, 동시에 열 전도 물질을 배치하기 위해 이용될 수 있는 매우 접근하기 쉬운 공동(70)을 제공한다.

특히, 비제한적 일 실시예에서, 부분 부재들(12 및 14)과 같은 다양한 부분 부재들이 접합 또는 부착된 후, 툴(10)을 형성하는데 이용되는 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들을 형성하는데 이용되는 물질의 용융점 보다 낮은 용융점을 갖는 구리, 알루미늄, 또는 임의의 요망되는 열 전도 물질에 의해 공동(70)이 주조방식으로(예를 들어, 주조 공정으로) 채워질 수 있다. 공동(70) 안에서 이용되는 열 전도 물질들에는 대안적으로 열 전도 에폭시, 흑연, 에폭시와 흑연의 조합, 또는 다른 합성물이 포함될 수 있다. 또한 바람직하게, 주조 공정으로부터의 열은 부분 부재들(12 및 14)과 같은 부분 부재들을 동시에 접합 또는 브레이징하는데 이용될 수 있어서, 툴 형성 공정에서의 전체적인 에너지 요구량을 감소시킬 수 있다. 비제한적 일 실시예에서, 공동(70) 안에 포함된 각 스포크부(22)의 각 표면(101) 상에 열 전도 물질이 주조(cast)될 수 있다. 부가적으로, 출원인은 액상의 구리 물질이 틈새들을 자연스럽게 채우는 것을 발견했다. 따라서, 구리 또는 브레이즈 타 입 페이스트(braze type paste)가 인접하고 접하여 맞물리는 부분 부재들(예를 들어, 부분 부재들(12 및 14)(즉, 접하는 프레임부들(20) 상에))의 각 쌍 사이에 미리 공급될 수 있다. 그리고, 공동(70) 안에 위치하는 용해된 물질에 의해 열이 생성된 경우에, 주조 공정의 일부로서, 미리 공급된 구리 또는 브레이즈 페이스트가 인접하여 결합된 부분 부재들(예를 들어, 부분 부재들(12 및 14)) 사이에 흘러들어가서 상기 선택적으로 결합된 부분 부재들(예를 들어, 접하는 프레임부들(20)의 사이) 사이에 존재할 수 있는 틈새들을 채우게 된다.

상기 발명들은 상기에서 기술되고 도시되는 특정 제조 및 방법에만 한정되지 않고, 청구항에서 서술되는 바와 같은 상기 발명들의 사상 및 범위에 벗어남이 없이 다양한 변화 및 변형이 가능함을 이해해야 할 것이다. 열 전도 물질은 열 타입 에너지(heat type energy)를 툴(10)로부터 담겨있는 매개체로 효율적으로 전달함으로써 형성된 통로들(예를 들어, 통로(50))을 통과하는 물(또는 다른 매개체)의 전체적인 냉각 효율을 증가시킨다. 이러한 향상된 냉각은 주기 시간을 감소시키고, 형성된 부분 또는 목적물에 대한 스트레스 타입 손상의 가능성을 현저하게 감소시킨다. 또한, 중요하게, 통로(50)와 같은 통로들의 "주위"를 주조(casting)함으로써(즉, 물질(103)이 통로(50)와 같이 형성되는 통로들의 적어도 일부분을 둘러싸게 함), 또는 실질적으로 공동(70)을 물질(예를 들어, 물질(110) 및/또는 물질(103))로 채움으로써, 상기 통로들로부터 툴의 표면(예를 들어, 형성부(forming portion)(16))로의 누출의 가능성을 현저하게 최소화시킨다. 수용가능한(acceptable) 구리의 침투 공정의 비제한적인 예가 2001년 11월 1일 제출된 출원 중인 출원번호 10/000,910의 특허출원(본 발명의 발명자에 의해 발명됨)에서 개시되고 있다. 상기 특허출원의 내용은 단어 및 단락 그대로 모두 완전하게 본 명세서에 참조로서 합체된다.

Claims

제1 물질로 형성되는 형성 표면(forming surface);

적어도 하나의 통로를 포함하는 내부 공동(cavity); 및

상기 적어도 하나의 통로의 적어도 일부분을 둘러싸는 제2 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴.
상기 제1항에 있어서,

상기 제1 물질은 강철(steel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴.
상기 제2항에 있어서,

상기 제2 물질은 열 전도 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴.
상기 제3항에 있어서,

상기 열 전도 물질은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴.
상기 제4항에 있어서,

상기 제2 물질이 상기 적어도 하나의 통로에 대하여 실질적(substantially) 연속적(linearly)으로 동시확장되는(coextensive) 것을 특징으로 하는 툴.
상기 제5항에 있어서,

상기 적어도 하나의 통로가 상기 툴을 가로지르는 것을 특징으로 하는 툴.
상기 제6항에 있어서,

상기 적어도 하나의 통로는 일반적으로 원형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 툴.
상기 제1항에 있어서,

상기 제1 물질은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴.
내부 영역 및 스포크부를 정의하는 프레임부를 포함하고, 여기서 상기 스포크부는 상기 프레임부로부터 상기 내부 영역으로 확장되고 상기 프레임부 상에서 종결되는 암 및 상기 내부 영역 안에서 잘라지는 원형의 개방부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라미네이트 타입 툴(laminate type tool)에서 사용되는 부분 부재(sectional member).
상기 제9항에 있어서, 상기 부분 부재는 알루미늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 부분 부재.
상기 제9항에 있어서, 상기 프레임부는 일반적으로 직사각형 모양이고 상기 스템부는 일반적으로 직사각형 모양인 것을 특징으로 하는 부분 부재.
상기 제11항에 있어서, 상기 스템부는 상기 프레임부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 부분 부재.
제1 통로 형성부를 갖는 제1 부분 부재를 생성하는 단계;

제2 통로 형성부를 갖는 제2 부분 부재를 생성하는 단계;

상기 제1 통로 형성부가 상기 제2 통로 형성부에 정합되도록 효율적으로 상기 제1 부분 부재를 결합하여 내부 통로를 갖는 예비-툴(pre-tool)을 형성하는 단계; 및

열 전도 물질을 상기 형성된 내부 통로의 적어도 일부분에 부착시켜서 상기 예비-툴로부터 상기 내부 통로를 갖는 툴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 제1 부분 부재 및 상기 제2 부분 부재가 실질적으로(substantially) 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제14항에 있어서,

상기 실질적으로 동일한 물질은 강철(steel)을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제14항에 있어서,

상기 실질적으로 동일한 물질은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 열 전도 물질은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 열 전도 물질은 강철 분말 및 상기 내부 통로에 브레이징(brazing)되는 구리의 조합(combination)을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 열 전도 물질은 전도성 에폭시(conductive epoxy)를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 열 전도 물질은 전도성 흑연(conductive graphite)을 포함하는 것을 특 징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 열 전도 물질은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 열 전도 물질을 상기 내부 통로에 부착시키는 단계가 상기 열 전도 물질을 상기 내부 통로 상에 주조(casting)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

각 통로 형성부가 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 부분 부재들 각각이 내부 영역을 정의하는 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제24항에 있어서,

상기 제1 통로 형성부는 상기 제1 부분 부재의 상기 프레임부에 부착되는 상기 스템부 및 원형의 개방부를 포함하고, 상기 제2 통로 형성부는 상기 제2 부분 부재의 상기 프레임부에 부착되는 상기 스템부 및 원형의 개방부를 포함하며, 각 스템부를 파손하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.
상기 제13항에 있어서,

상기 제1 부분 부재와 상기 제2 부분 부재의 결합은 상기 열 전도 물질에 의해 발생하고 상기 결합은 상기 열 전도 물질이 상기 내부 영역들에 부착되는 중에 발생하는 것을 특징으로 하는 툴을 생산하는 방법.