KR20110009096U - 복합재 공구세공 - Google Patents

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KR20110009096U
KR20110009096U KR2020117000024U KR20117000024U KR20110009096U KR 20110009096 U KR20110009096 U KR 20110009096U KR 2020117000024 U KR2020117000024 U KR 2020117000024U KR 20117000024 U KR20117000024 U KR 20117000024U KR 20110009096 U KR20110009096 U KR 20110009096U
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더글라스 제이. 밀러
로버트 에이. 머큐리
어윈 씨. 루이스
리차드 엘. 샤오
게리 데일 쉬브
제랄드 에프. 호퍼트
데이비드 카스착
존 리히텐베르크
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그라프텍 인터내셔널 홀딩스 인코포레이티드
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Abstract

탄소 폼 물품은 특히 복합재 공구세공 또는 다른 고온 어플리케이션에 유용한데 이것은 탄소 폼, 압출 그라파이트, 그라파이트 폼, 및 아이소몰디드 그라파이트로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 기판을 포함한다. 공구는 작업 표면으로서 역할을 하는 스킨 그리고 상기 스킨 아래에 배치된 충전재를 더 포함한다. 상기 공구는 약 63 마이크로 인치 이하인 표면 거칠기를 가진다. 상기 공구는 복합재 원형 부분을 만드는 데에 사용될 수 있다.

Description

복합재 공구세공 {COMPOSITE TOOLING}
[0001] 본 명세서는 복합재 물질 공구세공 등을 포함하는 어플리케이션에 유용한 물질에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 명세서는 탄소 폼 또는 다른 탄소 또는 그라파이트 물질을 포함하는 공구에 관한 것이고 또한 이러한 물질의 생성 방법 및 이러한 물질로부터 복합재를 만드는 방법을 포함한다.
[0002] 탄소 폼은 매우 높거나 낮은 열 전도성과 커플링된(coupled with), 낮은 열 팽창 및 낮은 밀도라는 성질 때문에 상당한 최근 활용도(recent activity)를 가져왔다(have attracted). 통상적으로, 탄소 폼은 두 일반적인 루트에 의해서 준비된다. 고흑연화성 폼(highly graphitizable foams)이 고압 하에서 메조페이즈 피치들(mesophase pitches)의 열 처리에 의해서 생성되어 왔다. 이들 폼은 높은 열 전도성 및 높은 전기 전도성을 가지는 경향이 있다. 예를 들면, U.S. 등록특허 번호 6,033,506 (Klett)에 의하면, 90-200 미크론의 셀 크기 범위를 가지는 상호연결된(interconnecting) 셀들을 포함하는 개방-셀 홈을 생성하기 위해 1000 psi의 압력에 처한 동안 메소페이즈 피치가 가열된다. Klett에 의하면, 2800℃까지의 열 처리 후에, 폼의 고체 부분이 0.366 nm의 층간 간격(interlayer spacing)을 가지는 고결정질(highly crystalline) 흑연 구조가 되게 전개된다(develop). 폼은 이전의 폼보다 큰 압축 강도(compressive strengths)를 가지는 것으로 당연시된다(0.53 g/cc인 밀도에 대하여 3.4 MPa 또는 500 psi).
[0003] U.S. 등록특허 번호 6,776,936 (Hardcastle 등)에 의하면 최대 800 psi인 압력에서 몰드 내 피치를 가열하는 것에 의해서 0.678-1.5 g/cc 범위의 밀도를 가지는 탄소 폼이 생성된다. 상기 폼은 고흑연화성을 가지고 높은 열 전도성(250 W/m-K)을 제공하는 것으로 추정된다.
[0004] 43회 국제 SAMPE 미팅 회보(proceedings)(1998년, 756페이지)에 있어서 H. J. Anderson 등에 의하면, 900℃까지의 탄화 및 산화 열경화(oxidative thermosetting)가 뒤따르는 메소페이즈 피치로부터 탄소 폼이 생성된다. 상기 폼은 상호연결된 세공들을 구비하는 개방 셀 구조를 가지는데, 상호연결된 셀들은 가변 셀 형태 및 39 미크론으로부터 480 미크론 이상에 이르는 직경을 가진다.
[0005] 45회 SAMPE 컨퍼런스 회보(2000년, 293페이지)에 있어서 Rogers 등에 의하면, 0.35-0.45 g/cc의 밀도를 가지고 2000-3000 psi인 압축 강도를 가지는 (이로써 약 6000 psi/g/cc인 압축/밀도 비를 가짐) 물질을 생성하기 위해서 고압 하에서 열 처리에 의해서 석탄-계열 전구체로부터 탄소 폼을 준비하는 것이 기술되어 있다. 이들 폼은 최대 1000 미크론인 범위의 셀 크기를 가지는 상호연결된 세공들의 개방 셀형 구조를 가진다. 앞서 기술한 메조페이즈 피치-유도(mesophase pitch-derived) 폼과는 달리, 이들은 고흑연화성을 가지지 아니한다. 최근에 간행물(High Performance Composites, 2004년 9월, 25페이지)에서, 이러한 유형의 폼의 성질이 기술되었다. 상기 폼은 0.27 g/cc의 밀도에서 800 psi의 압축 강도 또는 3000 psi/g/cc의 강도 대 밀도 비를 가진다.
[0006] 미국등록특허 번호 5,888,469 (Stiller 등)은 수소처리된(hydrotreated) 석탄 추출물의 압력 열 처리에 의해서 탄소 폼을 생성하는 것이 기술되어 있다. 이들 물질은 0.2-0.4 g/cc의 밀도에 대하여 600 psi의 압축 강도(1500-3000 psi/g/cc으로부터의 압축/밀도 비)를 가지는 것으로 청구되어 있다. 흑연화성인 아닌 유리질 탄소(glassy carbon) 또는 유리질 속성(vitreous nature)을 가지는 것들보다 이들 폼이 더 강한(stronger) 것으로 제안된다.
[0007] 탄소 폼은 폴리머 또는 폴리머 전구체 혼합물(blend)의 직접 탄화에 의해서 또한 생성된다. 미국등록특허 번호 3,302,999 (Mitchell)은 900℃에서 비활성 분위기(inert atmosphere)에서 탄화가 뒤따르는 공기 내 200-255℃에서 폴리우레탄 폴리머 폼을 가열하는 것에 의해서 탄소 폼을 준비하는 것을 기술한다. 이러한 폼은 0.085-0.387 g/cc의 밀도를 가지고 130 내지 2040 psi의 압축 강도(1529- 5271 psi/g/cc의 강도/밀도 비)를 가진다.
[0008] 미국등록특허 번호 5,945,084 (Droege)는 수산화된 벤젠(hydroxylated benzene) 및 알데히드(페놀수지 전구체)로부터 유도된 유기 겔(organic gel)을 열 처리하는 것에 의해서 개방 셀형 탄소 폼을 준비하는 것이 기술된다. 이런 폼은 0.3-0.9 g/cc의 밀도를 가지고 2 내지 50 nm인 크기 범위의 작은 메조-공(mesopore)으로 구성된다.
[0009] 9회 탄소 컨퍼런스 회보(1969년, 206페이지)에서 Mercuri 등은 페놀수지의 열분해(pyrolysis)에 의해서 탄소 폼을 준비한다. 밀도 범위가 0.1-0.4 g/cc인 폼에 대하여, 압축 강도 대 밀도 비는 2380 내지 6611 psi/g/cc였다. 밀도가 0.25 g/cc인 탄소 폼에 대하여 셀은 셀 직경이 25-75 미크론인 타원형 형태였다.
[0010] 미국등록특허 번호 6,103,149 (Stankiewicz)에 의하면 0.6-1.2의 제어된 종횡비(aspect ratio)를 가지는 탄소 폼이 준비된다. 특허권자는 우월한 특성을 위하여 완전히 등방성인 폼이 종종 사용자에 의해 요구된다고 지적한다(1.0의 종횡비가 이상적이다). 열 경화 및 탄화가 뒤따르는 탄화가능 수지의 폴리우레탄 폼에의 주입(impregnation)에 의해서 개방-셀형 탄소 폼이 생성된다. 이에 의해서 원래 폴리우레탄 폼의 셀 종횡비가 1.3-1.4으로부터 0.6-1.2로 변화된다.
[0011] 불행히도 종래 기술에 따른 프로세스에 의해 생성된 몇몇 탄소 폼은 복합재 공구세공과 같은 많은 고온 어플리케이션에 대하여 유효하지 아니하다. 일반적으로 가용한 폼은 모놀리식(monolithic)이 아니고 이러한 어플리케이션에 대하여 요구되는 강도 및 강도 대 밀도를 가지지 아니한다. 또한, 고도로 상호연결된 셀을 구비하는 개방 셀형 폼은 이러한 어플리케이션에 대하여 그들을 오배치(ill-place)시키는 다공성을 가진다.
[0012] 미국공개특허출원번호 US2006/086043 (Douglas J. Miller, Irwin C. Lewis 및 Robert A. Mercuri)는 종래 기술에 따른 프로세스에 의해 생성되는 폼의 두드러진 결함을 극복하는 탄소 폼을 개시한다. 보다 구체적으로, Miller 등에 의하면, 폼은 상대적으로 더 큰 및 더 작은 구형 셀들의 조합을 구비하는 2모드(bimodal) 셀 구조를 가지는데, 이것은 희망하는 크기 및 형상(configuration)로 생성될 수 있고 용이하게 기계가공될 수 있는 탄소 폼을 제공하면서, 지금까지 보지 못한 강도 및 상대적인 저중량 특징의 조합을 제공하기 위한 밀도, 압축 강도 및 압축 강도 대 밀도 비를 나타내는 탄소 폼을 제공한다. 이러한 2모드 셀 분포는 두 평균 셀 크기의 조합을 제공하는데 주분율(primary fraction)은 더 큰 크기의 셀들이고 부분율(minor fraction)는 더 작은 크기의 셀들이다.
요약( BRIEF DESCRIPTION )
[0013] 기판 및 스킨을 포함하는 공구가 본 명세서에 개시되는데, 상기 기판은 탄소 폼, 압출 그라파이트, 그라파이트 폼, 및 아이소몰디드 그라파이트로부터 선택된 하나 이상을 포함한다. 상기 스킨은 상기 공구의 작업 표면(working surface)을 형성할 수 있다. 상기 공구는 상기 기판의 최상부 표면(top surface)을 따라 개방 셀들(open cell)을 실질적으로 채우는 충전재(filler)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 작업 표면의 표면 거칠기가 약 63 마이크로-인치 이하이다. 바람직하게는, 상기 공구가 적어도 약 5분의 시구간에 걸쳐 약 0.5 in-Hg의 손실보다 작은 진공 무결성(vacuum integrity)을 가지고, 상기 충전재 및 상기 스킨의 조합이 상기 기판의 최상부 표면으로부터 약 525 마이크로미터 이하로 연장된다. 또한 본 명세서에는 이러한 공구의 제조 방법이 개시된다.
[0014] 복합재 원형 부분의 제조 방법이 또한 개시된다. 상기 방법은 상기 공구에 원형 부분을 제조하기 위한 프레프레그를 적용하는 것을 포함한다. 상기 공구는 기판 그리고 충전재 및 스킨의 조합을 구비하되, 상기 충전재 및 스킨의 조합은 기판의 최상부 표면으로부터 약 525 마이크로미터 이하로 연장되고, 상기 공구는 표면 거칠기가 약 63 마이크로-인치 이하인 작업 표면을 구비한다.
[0015] 앞서의 일반적인 설명(general description) 및 후술하는 상세한 설명은 본 발명의 실시예들을 제공하기 위한 것이며 청구된 바와 같은 본 발명의 이해 그리고 속성(nature) 및 특징(character)의 개괄(overview) 또는 틀(framework)을 제공하도록 의도되었음을 이해할 수 있을 것이다. 첨부된 도면은 본 발명의 더 나은 이해를 제공하기 위하여 포함되었고 본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 다양한 실시에들을 나타내고 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 작동(operations)을 기술하는 역할을 한다.
[0016] 도 1은 본 상세한 설명에 개시된 공구의 일 실시예의 개략도이다.
[0017] 복합재 공구세공(composite tooling) 용도의 공구로서 유용한 복합재 물품(composite article)(10)의 일 실시예의 횡단면도가 도 1에 도시된다. 물품(10)은 기판(12)을 포함한다. 기판은 탄소 폼(carbon foam), 압출 그라파이트(extruded graphite), 그라파이트 폼, 아이소몰디드 그라파이트(isomolded graphite)로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 기판(12)을 형성하는 탄소 폼은 임의의 유형의 전구 물질(precursor material)로부터 만들어질 수 있는데 상기 전구 물질은 석탄(coal), 피치(pitch, 원유나 콜타르 등을 증류시킨 뒤 남는 검은 찌꺼기), 등방성 피치, 메소페이즈 피치(mesophase pitch) 및/또는 폴리머 폼(polymeric foam)와 같은 것들이지만 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에 있어서, 기판(12)은 탄소 폼의 둘 이상의 피스로부터 만들어질 수 있다. 이러한 실시예에 이어서, 탄소 폼의 피스들은 탄소질 시멘트(carbonaceous cement)의 사용에 의해서 서로 맞붙을(join) 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 폼의 피스들은 필름, 부착제의 사용에 의해서 또는 폼의 인접한 피스들 간의 엘라스토머 시이트(elastomeric sheet)에 의해서 서로 맞붙을 수 있다. 바람직하게는 폼을 접합(bond)하기 위해 사용되는 물질은 공구를 제조하는 프로세스 및 공구를 사용하는 프로세스 중 하나 이상에서의 가장 높은 프로세스 온도를 견뎌야 할 것이다. 이러한 부착제에 대한 적절한 온도의 예시들은 최대 약 540℃를 넘는다. 특정한 일 실시예에 있어서, 부착제의 온도 안정성은 최대 약 300℃이고 다른 실시예에 있어서, 최대 약 250℃이다. 탄소 폼의 블록들을 결합하기 위한 적절한 물질들의 몇몇 예시들은 Pelseal® 3159 (Pelseal Technologies LLC로부터 가용한 불소 엘라스토머(fluoro-elastomer), Hysol® EA 9394/C-2 (Dexter Corp.로부터 가용한 열경화성 플라스틱), Fluorolast WB® 200 (Laurnell International Inc.로부터 가용한 폴리머 코팅), X-Pando® (X-Pando Corp.로부터 가용함), BMI 필름 부착제 (Cytec 또는 Hexcelf로부터 가용함), 및 C-34™ 시멘트 (GrafTech International Holdings Inc.로부터 가용함)을 포함한다. 다른 실시예에 있어서 기판(12)는 탄소 폼의 단일(monolithic) 블록으로 형성된다.
[0018] 지적한 바와 같이, 탄소 폼은 포밍(foam)될 수 있는 피치, 석탄, 메소페이즈 피치, 등방성 피치, 및/또는 다른 탄화가능한 물질로부터 형성될 수 있다. 그러나 바람직한 일 실시예에 있어서, 탄소 폼 기판(12)을 형성하기 위해 사용되는 탄소 폼은 폴리우레탄 폼 또는 페놀 폼(phenolic foams)과 같은 폴리머 폼으로부터 준비되는데 석탄산 폼이 선호된다. 페놀 수지는 페놀의 포름알데히드와의 반응 생성물(reaction product)에 기초하는 광범위한 구조들로 구성된, 대그룹의(a large family of) 폴리머 및 올리고머이다. 페놀 수지는 산 또는 염기 촉매의 존재 하에서 페놀 또는 치환된 페놀의 알데히드 특히 포름알데히드와의 반응에 의해서 준비된다. 페놀 수지 폼은 개방 셀 및 폐쇄 셀로 구성된 경화된 시스템이다. 페놀 수지는 일반적으로 가변적일 수 있지만 바람직하게는 약 2:1인 포름알데히드:페놀 비에서 수산화나트륨에 의해 촉매 작용을 받은(catalyzed) 수성 리소울(aqueous resoles)이다. 프리(free) 페놀 및 포름알데히드 함량(contents)은 비록 요소(urea)가 포름알데히드 제거제(scavenger)로서 사용될 수 있을지라도 낮아야 한다.
[0019] 수지의 물 함량 조정 및 계면활성제(예를 들어, 에톡시레이티드 비이온(ethoxylated nonionic)), 발포제(blowing agent)(예를 들어, 펜탄(pentane), 염화메틸렌(methylene chloride), 또는 클로로플루오로카본(CFC: chlorofluorocarbon), 및 촉매(예를 들어 톨루엔설폰산(toluenesulfonic acid) 또는 PSA(phenolsulfonic acid) 첨가에 의해서 폼이 준비된다. 엑소섬(exotherm)이수지 내에서 유화된(emulsified) 발포제를 증발시키고 폼을 팽창시키는 동안 술폰산이 반응에 촉매 작용을 미친다. 계면활성제는 개방 대 폐쇄 셀 유닛들의 비율 및 셀 크기를 제어한다. 배치 프로세스 및 연속 프로세스가 채택된다. 연속 프로세스에 있어서, 기계설비(machinery)는 연속 폴리우레탄 폼에 사용되는 것과 유사하다. 폼의 성질은 주로 밀도 및 셀 구조에 따라서 달라진다.
[0020] 바람직한 페놀은 레조르시놀(resorcinol)이지만 알데히드와 축합물(condensation product)을 형성할 수 있는 다른 유형의 페놀도 사용될 수 있다. 이러한 페놀은 일가 페놀 및 다가 페놀(monohydric and polyhydric phenols), 피로가텍올(pyrocatechol), 하이드로퀴논(hydroquinone), 알킬 치환 페놀(크레졸(cresols), 또는 자이네놀(xylenols) 등); 다핵(polynuclear) 일가 페놀 및 다가 페놀(나프톨(naphthols), p.p'-dihydrexydiphenyl dimethyl methane 또는 hydroxyanthracenes 등)을 포함한다.
[0021] 폼 시작 물질을 만드는 데 사용된 페놀은 또한 페놀과 같은 방식으로 알데히드와 반응할 수 있는 비-페놀 화합물과 혼합되어 사용될 수 있다.
[0022] 용액(solution)에서 사용되는 바람직한 알데히드는 포름알데히드이다. 다른 적절한 알데히드는 동일한 방식으로 페놀과 반응할 것들을 포함할 수 있다. 이들은 예를 들어 아세트알데히드 및 벤즈알데히드를 포함한다.
[0023] 일반적으로, 본 발명의 프로세스에서 사용될 수 있는 페놀 및 알데히드는 미국등록특허 번호 3,960,761 및 5,047,225에 개시된 것들이고 상기 미국등록특허들은 인용에 의하여 온전히 본 명세서에 편입된다.
[0024] 본 발명에 따른 탄소 폼의 생성에 있어서 시작 물질로서 사용되는 폴리머 폼은 형성될 탄소 폼에 대하여 희망되는 최종 밀도와 거울상인 초기 밀도를 가져야 한다. 다시 말해서, 폴리머 폼은 약 0.01 내지 약 0.6 g/cc의 밀도를 보다 바람직하게는 약 0.01 내지 약 0.5 g/cc의 밀도를 가져야 한다. 탄소 폼 기판(12)으로서 사용되는 탄소 폼의 관점에서, 바람직한 밀도는 약 1.0 g/cc 미만이고 바람직하게는 약 0.6 g/cc 미만이다. 다른 실시예에 있어서, 바람직하게는, 기판(12)을 형성하기 위해 사용되는 폼이 적어도 약 0.03 g/cc의 밀도를 가진다. 폴리머 폼의 셀 구조는 약 65% 내지 약 95%의 다공성을 가져야 하고 상대적으로 높은 압축 강도 다시 말해서 적어도 약 100 psi의 및 약 300 psi 이상과 같이 높은 단위의(on the order of) 압축 강도를 가져야 한다.
[0025] 이롭게도, 탄소 폼은 상대적으로 균일한 셀 분포를 가진다. 또한 셀들이 상대적으로 등방성인 것이 바람직한데, 이것은 셀들이 상대적으로 구형임을 그리고 이로써 셀들이 평균적으로 약 1.0 (완전한 구형 기하형상을 나타냄) 및 약 1.5 사이의 종횡비를 가진다는 것을 의미한다. 임의의 셀의 가장 긴 치수를 가장 짧은 치수로 나누는 것에 의해서 종횡비가 결정된다.
[0026] 지적한 바와 같이, 탄소 폼은 약 65% 내지 약 95%의 보다 바람직하게는 약 70% 내지 약 95%의 전체 다공성을 가질 수 있다. 또한, 폼이 2모드 셀 구조를 가지는 것이 매우 이롭다는 것이 밝혀졌는데, 여기서 2모드 셀 구조는 주분율이 큰 크기의 셀들이고 부분율이 작은 크기의 셀들인 두 평균 셀 크기들의 조합을 의미한다. 바람직하게는 셀들 중 셀 체적의 약 90% 이상이, 보다 바람직하게는 셀 체적의 95% 이상이 큰 크기의 셀들의 분율이어야 하고 셀 체적의 약 1% 이상이, 보다 바람직하게는 셀 체적의 약 2% 내지 약 10%가 작은 크기의 셀들의 분율이어야 한다.
[0027] 탄소 폼 내 2모드 셀 분포의 큰 크기 셀 분율은 직경이 약 10 내지 약 150 미크론인 셀들을 포함하여야 하고 보다 바람직하게는 직경이 약 15 내지 약 95 미크론인 셀들을 포함하여야 하고 가장 바람직하게는 직경이 약 25 내지 약 95 미크론인 셀들을 포함하여야 한다. 작은 크기 셀 분율은 직경이 약 0.8 내지 약 3.5 미크론인 셀들을 포함하여야 하고 보다 바람직하게는 직경이 약 1 내지 약 2 미크론인 셀들을 포함하여야 한다. 탄소 폼 기판(12) 형성을 위해 사용되는 폼 내 셀 분포의 2모드 속성은 개방 셀형 폼 및 폐쇄 셀형 폼 사이의 중간 구조를 제공하고 이로써 폼 구조를 유지하면서 폼의 액체 투과성(liquid permeability)을 제한한다. 실제로 이롭게도 탄소 폼은 약 3.0 다르시(darcys, 투과율의 단위) 이하이고 보다 바람직하게는 약 2.0 다르시 미만인(ASTM C577에 의한 측정시) 질소 투과율을 나타내야 한다.
[0028] 전형적으로, 다공성 그리고 개별 셀 크기 및 형태와 같은 특징들은 명시야 조명(bright field illumination)을 이용하는 에폭시 현미경검사 장착(epoxy microscopy mount)의 사용에 의한 것과 같이 광학적으로 측정되고 그리고 미국, 메릴랜드, 실버 스프링스 소재의 MediaCybernetic로부터 가용한 이미지-프로 소프트웨어와 같은 상업적으로 가용한 소프트웨어를 사용함으로써 결정된다.
[0029] 폴리머 폼을 탄소 폼으로 변환하기 위해서, 질소의 존재 하와 같이 비활성 또는 공기 배제된 분위기에서 약 500℃ 이상의 보다 바람직하게는 약 800℃ 이상의, 최대 약 3200℃의 온도까지 가열하는 것에 의해서 폴리머 폼이 탄화된다. 가열 비율(heating rate)은 수(several) 일 동안 폴리머 폼이 희망되는 온도가 되도록 제어되어야 하는데, 탄화 동안 폴리머 폼의 체적이 약 50% 이상 줄어들 수 있기 때문이다. 바람직하게는 폴리머 폼은 실질적으로 균일하게 가열된다.
[0030] 비활성 또는 공기 배제된 분위기에서 가열된 폴리머 폼의 사용에 의해서, 비-흑연화된(non-graphitizing) 유리질 탄소 폼이 얻어지고 이것은 시작 폴리머 폼의 근사적인 밀도(approximate density)를 가지지만 약 2000 psi 이상의 압축 강도와 그리고 유의미하게(significantly), 약 7000 psi/ (g/cc) 이상의 보다 바람직하게는 약 8000 psi/ (g/cc) 이상의 강도 대 밀도 비를 가진다. 탄소 폼은 앞서 기술한 바와 같이 2모드 셀 크기 내 등방성 셀들의 상대적으로 균일한 분포를 가지는데, 셀들은 평균적으로 약 1.0 및 약 1.5 사이의 종횡비를 가진다. 필요하다면, 탄소 폼은 전형적인 흑연화 온도까지 가열될 수 있다.
[0031] 그라파이트 폼을 포함하는 기판(12)의 경우에, 폼은 전도성 폼일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 폼은 약 0.15 g/cc로부터 약 0.45 g/cc 이상까지 범위인 밀도를 가질 수 있다. 특정한 일 실시예에 있어서, 기판(12)의 그라파이트 폼은 수직 방향(rise direction)으로 실질적으로 균일한 밀도를 가지고 보다 바람직하게는 수직 방향 및 수평 방향으로 실질적으로 균일한 밀도를 가진다. 그라파이트 폼의 벌크 열 전도성은 약 20 W/mK 이상일 수 있고, 바람직하게는 약 40 W/mK 이상일 수 있고 보다 바람직하게는 약 100 W/mK 이상일 수 있고, 훨씬 더 바람직하게는 약 150 W/mK 이상일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열 전도성은 최대 약 180 W/mK이다.
[0032] 그라파이트 폼은 바람직하게는 약 15 psi 이상의 압축 강도를 보다 바람직하게는 약 50 psi 이상의 압축 강도를, 훨씬 더 바람직하게는 100 psi 이상의 압축 강도를, 가장 바람직하게는 약 150 psi 이상의 압축 강도를 가진다. 특정한 일 실시예에 있어서, 압축 강도는 최대 약 200 psi이다. 다른 실시에에 있어서, 그라파이트 폼은 약 100 미크론으로부터 최대 약 500 미크론인 세공 크기를 가지는 세공 구조 내 세공들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 이러한 폼은 인치 당 약 20 세공들의(최대 인치 당 약 100 세공들의) 세공 농도를 포함할 수 있다.
[0033] 탄소 폼 및/또는 그라파이트 폼에 추가하여 또는 이를 대신하여, 기판(12)은 압출 그라파이트 및 아이소몰디드 그라파이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 압출 그라파이트의 비한정적인 예시들로서, 압출 그라파이트는 미국, 오하이오, 파르마 소재의 GrafTech International Holdings Inc.로부터 가용한 CSTM, CSXTM, 및 CBYTM 유형의 그라파이트를 포함하고 아이소몰디드 그라파이트의 비한정적인 예시들로서, 아이소몰디드 그라파이트는 역시 미국, 오하이오, 파르마 소재의 GrafTech International Holdings Inc.로부터 가용한 ATJTM, ATATM, 및 ATRTM을 포함한다. 기판(12)을 형성하기 이해 사용될 수 있는 앞서의 물질은 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
[0034] 도 1을 다시 참조하면, 탄소 폼 기판(12)의 최상부 표면 상에 충전재 물질(14)이 위치된다. 본 명세서에 기재된 일 실시예에 있어서, 물질(14)은 약 25 μm 을 넘는 거리만큼 최상부 표면 위로 연장되지 아니하고 바람직하게는 약 15 μm 을 넘는 거리만큼 최상부 표면 위로 연장되지 아니하고, 보다 바람직하게는 약 10 μm 을 넘는 거리만큼 최상부 표면 위로 연장되지 아니한다. 특정한 일 실시예에 있어서, 충전재(14)는 기판(12)의 최상부 표면 위에 단지 공칭적으로(nominally) 연장된다. 공구로서 사용될 때 물품(10)은 바람직하게는 공구(10)의 작업 표면을 형성하는, 외측 표면 상 스킨 물질(16)을 더 포함한다.
[0035] 충전재(14)로서 사용되기에 이로운 몇몇 물질들은 다음의 이점들을 몇몇 또는 전부를 제공할 수 있다: (1) 기판의 최상부 표면 상에 일단 적용된 충전재(14)는 기판-충전재 조합의 최상부 표면의 표면 거칠기를 기판 홀로 사용된 경우의 표면 거칠기보다 작게 바람직하게는 약 1/3 이상만큼 바람직하게는 약 1/2 이상만큼 줄일 수 있다; (2) 물질이 기판(12)의 최상부 표면을 따라 용이하게 퍼져서 물질이 기판(12)의 표면 상의 임의의 셀, 공동, 움푹부(depression), 또는 다른 불규칙부(irregularities)을 실질적으로 채울 수 있을 정도로 충분한 점성을 가질 수 있어서, 이에 의해서 기판(12) 및 충전재(14)의 조합이 실질적으로 공동이 없는 또는 실질적으로 매끄러운 최상부 표면을 가진다 ; (3) 물질이 입자들을 포함할 수 있고 ; 및/또는 (4) 기판(12)의 셀들, 움푹부들 및/또는 공동들을 충분히 채워서 스킨(14)이 부가되었을 때 공구(10)가 희망되는 매끄러움 및 진공 무결성을 가지는 작업 표면을 가질 수 있다. 충전재(14)는 충분한 진공 무결성을 제공할 수도 제공하지 아니할 수도 있다.
[0036] 바람직한 입자들의 크기는 기판(12)의 최상부 표면에 개방된 임의의 셀, 움푹부 등을 채우기에 적절한 크기를 포함한다. 적절한 입자 크기의 몇몇 예시들은 약 150 미크론 미만, 약 100 미크론 미만, 약 50 미크론 미만, 약 25 미크론 미만, 및 약 10 미크론 미만을 포함한다. 입자들에 적합한 물질들의 예시들은 탄소 및/또는 그라파이트 분말(powders), 점토(clay), 활석(talc), 탄산칼슘, 석영, 및 그 조합과 같은 탄소질 물질을 포함한다.
[0037] 바람직하게는, 충전재(14)는 부분(part)의 제조 프로세스 동안 및/또는 공구(10)의 제조 프로세스 동안 열적 사이클링(thermal cycling) 시 팽창될 수 있는 물질이지만, 팽창하는 충전재(14)가 기판(12)의 내부 구조에 응력을 가할(stress) 정도의 힘을 가지면서 팽창되지는 않는 것이 더 바람직하다. 충전재(14)로서 사용될 수 있는 물질들의 몇몇 예시들은 아크릴 계열 물질, 석고 계열 물질, 니트로셀룰로오스 계열 물질 및 그 조합을 포함한다.
[0038] 일 실시예에 있어서 충전재(14)는 스프레딩(spreading), 스크래핑(scraping) 등과 같은 기계적인 기법에 의해서 기판(12) 상으로 퍼진다.
[0039] 표면 거칠기에 대해서 다시 돌아가면, 특정한 일 실시예에 있어서, 기판(12)의 최상부 표면에의 충전재(14)의 적용은 최상부 표면의 거칠기를 약 400 μ-inches 이상으로부터 약 200 μ-inches 이하까지 감소시킨다.
[0040] 선택적으로 기판(12)-충전재(14) 조합의 최상부 표면은 모래연마(sand)되고 바람직하게는 충전재(14) 경화 후에 가볍게(lightly) 모래연마된다. 이러한 모래연마는 육안에 의해 관찰가능한 충전재(14)의 임의의 고립된 축적을 제거하기 위한 한도에서 행해질 수 있다.
[0041] 스킨(16)과 관련하여, 바람직하게는 스킨(16)은 기판(12) 및 충전재(14) 조립체의 최상부 표면 상에 위치된다. 스킨(16)은 약 500 μm 이하의 두께를 바람직하게는 약 400 μm 미만의 두께를, 훨씬 더 바람직하게는 약 250 μm 미만의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 바람직하게는 스킨(16)은 롤링, 브러싱, 스퀴징(squeegeeing), 스프레잉 등의 작업(operations)에 의해 실질적으로 액체 형태로 가해질 수 있는 충분한 점성을 가진다. 특정한 일 실시예에 있어서, 스킨(16)는 약 250°F보다 큰 온도에서 안정하다. 또한 적어도 약 350°F인 바람직하게는 적어도 약 375°F인 열적 사이클링 동안 공구(10)의 나머지로부터 스킨(16)이 갈라지지(delaminate) 않을 정도의 열적 사이클링에 대한 탄성량을 상기 스킨이 가지는 것이 바람직하다. 또한 스킨 물질이 진공 무결성 상태로 유지될 것이 바람직하다. 나아가 약 100 psi의 압력에서 적어도 약 350°F의 온도에서 나아가 적어도 약 375°F의 온도에서 스킨(16)이 오토클레이브 양생(autoclave curing)을 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 스킨(16)으로서 유용할 수 있는 물질의 예시는 에폭시-아크릴 물질이다. 다른 예시에서, 충전재(14)는 스킨(16)과 상이한 물질일 수 있다.
[0042] 특정한 일 실시예에 있어서, 충전재(14) 및 스킨(16)은 각각 기판의 열 팽창 계수(CTE: coefficient of thermal expansion)보다 약 20배 더 큰 것보다는 작은, 바람직하게는 약 15배 더 큰 것보다는 작은, 훨씬 더 바람직하게는 약 10배 더 큰 것보다는 작은, CTE를 가진다.
[0043] 바람직하게는 충전재(14) 및 스킨(16)을 구비하는 공구(10)가 최상부 표면(작업 표면으로서도 알려짐)을 가지는데, 상기 표면의 적어도 과반은 약 63 μ-in 이하인, 바람직하게는 약 50 μ-in 이하인, 보다 바람직하게는 약 40 μ-in 이하인, 훨씬 더 바람직하게는 약 30 μ-in 이하인 표면 거칠기를 가진다. 바람직하게는 이상의 실시예들 중 임의의 하나에 대하여, 적어도 표면의 약 75%가 전술한 표면 거칠기를 가지고 보다 바람직하게는 적어도 약 90%가 전술한 표면 거칠기를 가지고 훨씬 더 바람직하게는 실질적으로 전부가 전술한 표면 거칠기를 가지고 가장 바람직하게는 모든 작업 표면이 전술한 표면 거칠기를 가진다. Phase II TRlOO 표면 거칠기 테스트기("테스터")가 표면 거칠기를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 특정한 일 실시예에 있어서, 스킨(16)의 최상부 표면의 둘 이상의 위치(location)에서 테스터를 이용하여 표면 거칠기를 이용한다. 일 실시예에 있어서, 테스터는 표면 거칠기를 연산하기 위해 "RMS(root-mean square)" 알고리즘을 사용할 수 있다. 그러나 표면 거칠기를 연산하기 위해 임의의 적절한 알고리즘이 사용될 수 있다. 이러한 다른 알고리즘의 비한정적인 예시로서는 산술 평균이 있다. 선택적으로 요구된다면, 공구 표면은 표면 거칠기를 감소시키기 위해 습식 모래연마될 수 있다. 나아가 공구(10)의 사용 동안 뿐만 아니라 공구(10)의 형성 동안 스킨(16)이 미소크랙(microcrack) 또는 진공 무결성을 방해하는 다른 결함을 형성(develop)하지 않는 것이 바람직하다.
[0044] 원한다면, 공구(10)의 최상부 표면 상 스킨(16)은 표면 거칠기를 조정하거나 물질의 덩어리(agglomeration)의 포켓을 제거하기 위해서와 같은 다양한 이유로 건식 또는 습식 모래연마될 수 있는데,
[0045] 진공 무결성과 관련하여, 적어도 약 5분인, 바람직하게는 적어도 약 20분인, 보다 바람직하게는 적어도 약 30분인, 시구간에 걸쳐 약 0.5 in-Hg 손실 이하를 가지는 정도로 공구(10)가 진공 무결성을 유지할 수 있는 것이 바람직하다. 다른 실시예에 있어서, 앞서 주어진 시구간에 대하여 손실은 약 0.2 in-Hg 이하이고 바람직하게는 약 0.1 in-Hg 이하이다.
[0046] 물품(10)을 형성하는 일 방법은 탄소 폼 기판(12)에 충전재 물질(14)을 적용하는 것과 이어서 충전재(14)를 경화하는 것을 포함한다.
[0047] 다음으로, 스킨 물질(16)이 기판(12) 및 충전재 물질(14)의 조합의 최상부 표면에 적용된다.
[0048] 공구(10)의 기계가공이 또한 이루어진다. 공구(10)는 임의의 원하는 방식으로 기계가공될 수 있다. 일 방식에 있어서, 원하는 공구 이미지가 스킨 내로 기계가공된다. 대안적으로, 기판(12)이 기계가공될 수 있고 원하는 외부 물질(충전재 물질(14) 및/또는 스킨 물질(16))이 기판(12)의 기계가공된 표면에 적용될 수 있다. 다른 대체예에 있어서, 기판(12) 및 충전재 물질(14) 조합의 최상부 표면은 기계가공된 표면일 수 있다. 추가적으로, 공구(10)의 둘 이상의 부분이 기계가공될 수 있다. 비한정적인 예를 들면, 원하는 형태의 거친 이미지가 기판(12)의 표면 내로 기계가공되고 이어서 원하는 형태의 최종 이미지가 기판(12)-충전재(14) 조합의 최상부 표면 내로 기계가공될 수 있다. 바람직하게는 기계가공은 최상부 표면의 적어도 한 방향으로, 보다 바람직하게는 둘 이상의 방향으로(예를 들어 x 및 y 방향), 그리고 몇몇 경우들에서는 모든 세 방향(예를 들어, x, y, 및 z 방향)으로 이루어진다. 바람직하게는 기계가공은 폐쇄된 분위기(enclosed environment) 내에서 이루어진다. 기계가공 공구들의 두 예시들은 카아이드 및 다이아몬드 코팅된 기계가공 공구들을 포함한다.
[0049] 원형 복합재 부분을 만들기 위해 공구(10)가 사용될 수 있다. 일 경우에서, 공구(10)의 작업 표면에 프레프레그가 적용된다. 프레프레그는 임의의 특정한 프레프레그로 제한되지 아니한다. 사용될 수 있는 프레프레그의 적절한 클래스(classes)의 두 예시들은 저온 경화 물질(cure materials)(예를 들어 약 200℃ 이하인 온도에서, 바람직하게는 약 40℃ 내지 200℃인 온도에서 경화됨)을 포함하는 프레프레그와 고온 경화 물질(예를 들어 약 200℃를 넘는 온도 이상에서 경화됨)을 포함하는 프레프레그를 포함한다. 부분을 만들기 위해 프레프레그로서 사용될 수 있는 물질들의 예시들은 WO 2005/070462에서 제공되는데 상기 특허 공보는 인용에 의하여 온전히 본 명세서에 편입된다. 부분을 만들기 위해 사용될 수 있는 프레프레그가 아닌 다른 물질은 수지 및 비닐기 에스테르(vinyl ester)를 포함하는데 이들 또한 앞서 온전히 본 명세서에 편입되는 특허 공보에 개시되어 있다.
[0050] 프레프레그(여기서부터 프레프레그에 관한 설명은 수지 및 비닐기 에스테르에도 적용가능하다)는 작업 표면 상에 비축될 수 있고 원하는 형태로 프로프레그를 몰딩하기 위해 적합한 조건에 처할 수 있어서, 이로써 프로프레그로부터 복합재 부분을 제조할 수 있다. 일 실시에에 있어서, 몰딩은 비축된 프레프레그를 진공 조건과 같은 비-대기압 및/또는 온도에 처하게 하는 것에 의해서 용이해진다. 부분은 다양한 기법을 사용하여 공구(10)로부터 부분이 만들어질 수 있는데 이러한 기법들 중의 둘은 수지 전달 몰딩(resin transfer molding) 및 진공 보조 수지 전달 몰딩이다. 부분을 만들기 위해 사용될 수 있는 조건들의 예시들은 약 600℃ 이하까지인 바람직하게는 약 400℃ 이하까지인 온도까지 프레프레그를 가지는 공구(10)를 가열하는 것 및/또는 공구 상에 배치된 동안 프레프레그를 약 0보다 크고 약 30 in-Hg 까지인 진공에 처하게 하는 것을 포함한다. 수지 전달 몰딩에 과한 보다 상세한 설명에 대해서는 인용에 의하여 본 명세서에 온전히 병합되는 미국등록특허번호 5,152,949를 참조할 수 있다.
[0051] 다른 실시예에 있어서, 프레프레그는 공구(10) 상에 있는 동안 진공 배깅될 수 있다. 진공 배깅은 프레프레그를 작업 표면에 대하여 직접 배깅하는 것을 또는 대안적으로 공구(10)와 함께 프레프레그를 진공 배깅하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 프레프레그는 프레프레그 둘레에(around) 위치된 진공 멤브레인에 의해서 진공 배깅되는데 상기 멤브레인은 공구(10)의 측부들(sides)에 부착되고 이로써 프레프레그가 내부에 넣어지는 인클로저를 형성한다. 특정한 일 실시예에 있어서, 백은 얇은 막이고 백은 나일론, 강화 실리콘 고무(reinforced silicone rubber) 또는 비강화 실리콘 고무와 같은 다양한 유형의 물질로부터 만들어질 수 있다.
[0052] 추가적으로, 공구(10) 상에서 프레프레그가 경화될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 프레프레그를 경화시키기 위해 오븐이 사용될 수 있고 대안적으로 프레프레그는 실질적인 오토클레이브 압력 하에서 경화될 수 있다. 또한 프레프레그의 경화 동안, 공기가 인클로저(enclosure)로부터 빼내질 수 있다. 바람직하게는 공기의 적정량이 경화된 프레프레그 내부의 공동의 형성을 줄이고 견고하게 하기 위해(consolidate) 빼내질 수 있다. 나아가 복합재 부분이 공구(10)로부터 제거된다. 상기 방법은 또한 공구(10)로부터 추가적인 복합재 부분들을 전형적으로 약 10 부분들 이하를 보다 바람직하게는 약 5 부분들 이하를 만드는 것을 더 포함할 수 있다. 최소한, 공구(10)는 하나 이상의 부분을 만드는 것을 견뎌야 한다.
[0053] 공구(10)는 원형 공구세공에 유용한 다른 유형의 공구들에 걸쳐 많은 이점들을 가진다. 이러한 이점들 중의 하나는 공구(10)가 다른 유사하게 위치된 공구들보다 더 높은 경화 온도에서 사용될 수 있다는 것이다. 또한 공구(10)는 매우 신속하게 만들어질 수 있는 이점을 가지는데 이것은 공구(10)의 제조자로 하여금 공구(10)에 대하여 짧은 리드 시간(lead time)을 가질 수 있는 기회를 제공한다.
[0054] 이상의 다양한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합의 형태로 실시될 수 있다.
[0055] 본 특허출원이 참조하는 모든 인용된 특허 및 간행물들의 개시된 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 편입된다.
[0056] 이상의 상세한 설명은 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있도록 의도되었다. 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자가 본 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 가능한 변화들 및 변형들 모두를 기술하도록 의도되지는 아니하였다. 그러나 이런 모든 변형들 및 변화들은 후술하는 청구항에 의해서 정의되는 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다. 문맥이 그렇지 아니하다고 특정하게 가리키지 아니하는 한, 청구항들은 본 발명에 대하여 의도된 목적들(objectives)을 충족시키기는 데에 유효한 임의의 배치 또는 순서로 구성된 요소들 및 단계들을 포괄하도록 의도된다.

Claims (19)

  1. 기판 및 스킨을 포함하는 복합재 공구로서,
    상기 스킨은 상기 공구의 작업 표면(working surface)을 형성하고,
    상기 기판의 최상부 표면(top surface)을 따라 복수의 개방 셀들(open cell)을 실질적으로 채우는 충전재(filler)를 더 포함하고,
    적어도 과반의(a majority) 상기 작업 표면의 표면 거칠기가 약 63 마이크로-인치 이하이고,
    상기 공구가 적어도 약 5분의 시구간에 걸쳐 약 0.5 in-Hg의 손실보다 작은 진공 무결성(vacuum integrity)을 가지고,
    상기 충전재 및 상기 스킨의 조합이 상기 기판의 최상부 표면으로부터 약 525 마이크로미터 이하로 연장되고,
    상기 기판이 탄소 폼, 압출 그라파이트, 그라파이트 폼, 및 아이소몰디드 그라파이트로부터 선택된 하나 이상을 포함하는,
    복합재 공구.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 충전재는 적어도 약 350℉인 온도 안정성을 가지는,
    복합재 공구.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 충전재는 약 150 미크론보다 작은 입자들을 포함하는,
    복합재 공구.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스킨은 약 250℉보다 큰 온도 안정성을 가지는,
    복합재 공구.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 충전재 및 상기 스킨은 각각 상기 기판의 CTE(열 팽창 계수: coefficient of thermal expansion)의 약 20배 이하인 CTE를 가지는,
    복합재 공구.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 충전재는 탄소질 물질을 포함하는,
    복합재 공구.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 스킨은 에폭시-아크릴(epoxy-acrylic) 물질을 포함하는,
    복합재 공구.
  8. 공구에 프레프레그(prepreg, 수지 침투 가공재)를 적용하는 것을 포함하는, 복합재 원형 부분(composite prototype part)의 제조 방법으로서,
    상기 공구는 기판 그리고 충전재 및 스킨의 조합을 구비하되, 상기 충전재 및 스킨의 조합은 폼(foam)의 최상부 표면으로부터 약 525 마이크로미터 이하로 연장되고,
    상기 공구는 작업 표면을 구비하되, 적어도 과반의 상기 작업 표면의 표면 거칠기가 약 63 마이크로-인치 이하이고,
    상기 기판이 탄소 폼, 압출 그라파이트, 그라파이트 폼, 및 아이소몰디드 그라파이트으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 공구로부터 복합재 부분을 제조하는 것을 더 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 공구의 작업 표면 상에 상기 프레프레그를 비축(lay up)하는 것을 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    적어도 상기 프레프레그를 진공 배깅(vacuum bagging)하는 것을 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 프레프레그를 경화(cure)하는 것을 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 공구로부터 경화된 복합재 부분을 제거하는 것을 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    추가적인 복합재 부분을 제조하기 위해 상기 공구를 사용하는 것을 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  15. 원형 공구 제조 방법으로서,
    a) 기판의 다공성(porous) 최상부 표면을 희망하는 윤곽을 가지도록 기계가공하되, 상기 기판은 탄소 폼, 압출 그라파이트, 그라파이트 폼, 및 아이소몰디드 그라파이트로부터 선택된 하나 이상을 포함하고,
    b) 적어도 과반의 입자들이 약 150 미크론보다 작은 크기를 가지는 입자들을 포함하는 충전재 물질을 상기 기판의 최상부 표면에 적용함으로써, 실질적으로 공동(void)이 없는 최상부 표면을 가지는 상기 기판 및 충전재의 복합재를 형성하고, 그리고
    c) 상기 복합재의 최상부 표면에 스킨을 적용함으로써, 상기 공구의 작업 표면을 형성하는
    것을 포함하는, 복합재 원형부 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 공구의 최상부 표면을 모래연마(sanding)되는 것을 더 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  17. 제15 항에 있어서, 상기 기판을 기계가공하는 것은,
    둘 이상의 방향으로 상기 기판을 기계가공하는 것을 포함하는,
    복합재 원형부 제조 방법.
  18. 복합재 부분 생성에 유용한 공구 제조 방법으로서,
    a) 기판의 표면을 희망하는 윤곽을 가지도록 기계가공하되, 상기 기판은 65% 이상의 다공성을 가지고, 상기 기판은 탄소 폼, 압출 그라파이트, 그라파이트 폼, 및 아이소몰디드 그라파이트로부터 선택된 하나 이상을 포함하고,
    b) 상기 기판의 기계가공된 표면을 충전재 물질로 코팅하되, 상기 충전재 물질은 상기 기계가공된 표면을 세공들(pores)을 실질적으로 채움으로써 실질적으로 매끄러운 최상부 표면을 가지는 복합재를 형성하고; 그리고
    c) 상기 복합재의 최상부 표면을 상기 충전재 물질과 상이한 스킨 물질로 코팅함으로써, 작업 표면을 형성하는
    것을 포함하고,
    적어도 과반의 상기 작업 표면의 거칠기가 약 63 마이크로-인치 이하이고,
    상기 공구의 진공 무결성이 적어도 약 5분의 시구간에 걸쳐 약 0.5 in-Hg의 손실보다 작은,
    복합재 부분 생성에 유용한 공구 제조 방법.
  19. 제18 항에 따른 복합재 부분 생성에 유용한 공구 제조 방법을 포함하는 복합재 부분 제조 방법으로서,
    상기 공구의 작업 표면 상에 프레프레그를 비축하고,
    상기 프레프레그를 경화함으로써 복합재 부분을 형성하고,
    상기 공구로부터 상기 복합재 부분을 제거하는
    것을 더 포함하는, 복합재 부분 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170108087A (ko) * 2015-01-30 2017-09-26 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 저밀도 연마 패드

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