KR20140109919A - 결합된 재료의 첨가 및 성형에 의한 방법 및 기계가공 디바이스 - Google Patents

결합된 재료의 첨가 및 성형에 의한 방법 및 기계가공 디바이스 Download PDF

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KR20140109919A
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장이브 하스코에트
질스 카라빈
파스칼 모그놀
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에꼴 센트랄 데 낭트
쌩뜨레 나티오날 데 라 르세르쉬 생띠끄 (씨. 엔. 알. 에스)
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Abstract

본 발명은 부품을 기계가공하는 디바이스에 관한 것으로, 상기 디바이스는: a. 기계가공헤드(370) 및 작업 공간으로 공지되는 공간 내에서 상기 헤드를 이동시키는 회전축을 포함하는 전동축들; b. 부품을 위치 배치하고 상기 부품을 상기 작업 공간 내의 제 위치에서 홀딩하는 수단을 포함하고; c. 기계가공헤드(370)는 재료를 성형하는 성형 툴들을 지원하는 수단(440) 및 재료를 공급할 수 있는 수단(250, 451, 452)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 상기 디바이스에 의해 구현되는 기계가공 방법에 관한 것이다.

Description

결합된 재료의 첨가 및 성형에 의한 방법 및 기계가공 디바이스{METHOD AND MACHINING DEVICE BY COMBINED ADDITION OF MATERIAL AND SHAPING}
본 발명은 결합된 재료의 첨가(addition) 및 성형(shaping)에 의한 기계가공(machining)을 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 방법 및 디바이스는 개별적으로 적용되는 재료의 첨가 및 성형에 의해 기계가공하는 방법들을 사용하여 3차원 형상 또는 표면들의 미세 기하학적(micro geometric) 특성이 달성될 수 없는 부품(part)들을 제조하는 데 특히 더 적합하다. 이후의 내용에서, 제조되는 부품이 기계의 마운트(mount) 또는 기계가공 팰릿(pallet) 상에서 유지되는 경우, 상기 부품이 기계 공간 내에서 위치 재배치(reposition)될 때(그와 같은 위치 재배치(repositioning)가 기계를 변경함으로써 달성되든지 또는 상기 부품을 이송 기계의 하나의 존(zone)으로부터 상기 이송 기계의 다른 존으로 이송시킴으로써 달성되는지 간에), 또는 상기 제조되는 부품이 동일한 기계 상에 장착된 채로 남아 있고 예를 들어 기계가공헤드(machining head)를 변경함으로써 또는 기계의 수많은 제어 시스템 내에 저장되어 있는 이동 보상 테이블(table)들이 수정되거나 또는 이 테이블들이 동일한 구성으로 유지될지라도 더 이상 기계의 거동(behavior)을 반영하지 않는 경우 상기 기계의 구성이 현저하게 변경됨으로써 축들의 원점 또는 기계의 동적 거동(dynamic behavior)이 변경될 때, 하나의 방법은 다른 방법과 별개로 적용되는 것으로 고려된다. 그러므로 문서의 나머지에서, 용어 '기계가공 단계(machining phase)'는 상기 부품의 기계가공 스테이션(station)을 변경하지 않고, 기계가공 스테이션의 구성 또는 상기 부품의 위치 배치를 수정하지 않고, 동일한 부품에 대해 수행되는 일련의 기계가공 동작들을 지칭한다.
전체 문서에서, 용어 '기계가공(machining)'은 기계가공하는 행위에 적용되고, 동사 '기계가공하다'는 재료 또는 기계 툴(tool) 상에서 부품을 가공하는 일반적인 의미로 이해된다.
재료를 첨가 및 제거하는 것 이 둘 모두에 의한 기계가공 방법들은 종래 기술에 공지되어 있다. 일본 특허 출원 JP-A-2 010 2 801 73은 동일한 기계 상에서 첨삭 기계가공(additive machining) 방법과 재료의 제거를 사용하는 기계가공 방법의 결합을 포함하는 디바이스 및 방법을 기술한다. 상기 종래의 기술에서, 상기 방법의 구현은 동일한 프레임 상에 장착되지만 상이한 이동 축들을 사용하는 2개의 별개의 기계가공 디바이스들을 사용한다. 그러므로, 종래 기술에서는, 파우더의 베드(bed)를 침착(deposit)시키고 미러(mirror)의 이동들에 의해 상기 베드에서의 자체의 궤적(trajectory)이 결정되는 레이저 빔으로 상기 파우더의 베드 부분을 소결하는 데에 제 1 직렬 이펙터(effector)들이 사용되고 제 2 직렬 이펙터들은 밀링 스핀들(milling spindle)을 포함하고, 밀링 스핀들의 이동들은 미러의 이동들을 제어하는 축들과는 별개인 수치 제어 축들에 의해 제어된다. 이것들은 실제로 동일한 프레임을 공유하는 2개의 별개의 기계들이다. 게다가, 상기 종래 기술에 따른 재료 제거 방법은 이후의 동작 동안에 침착되는 재료의 층의 본딩(bonding)을 유리하게 하기 위하여 표면의 기하 구조를 정정하고 이 표면으로부터 모든 오염들을 제거하도록 침착되는 재료의 표면을 손질(retouch)함으로써 첨삭 기계가공 방법을 구현하는 여건들을 유리하게 하는 것을 목적으로 한다. 그러므로, 종래 기술은 첨삭 기계가공에 의해 제조되는 부품의 재료의 온전성(soundness)을 보장하는 것을 주 목적으로 하므로, 결합되는 기계가공 동작들의 정확성과 관련해서는 특정한 목적이 없으므로, 재료를 첨가하는 동작 및 제거하는 동작 사이의 단계의 변경으로 인해 이 정확성이 달성될 수 없다.
본 발명은 특히 그러나 배타적이지 않게, 도 1에 표현되는 것과 같은 복잡한 형상을 가지는 부품을 제조하는 것을 목적으로 한다. 어떠한 방식으로도 제한하지 않고 단지 본 발명에 의해 해결되는 기술적인 문제를 예시하도록 의도되는 상기 예에서, 제조되는 부품(100)은 기질(substrate)을 구성하고 자체의 중심에 보어(bore)(115)를 포함하는 편평한 강성 플레이트(110) 및 상기 보어(115)를 중심으로 하여 복합 원뿔 형상을 지니고 재료를 첨가함으로써 획득될 수 있는 중공(hollow) 연장부(120)를 포함한다. 상기 부품(100)의 전체는 복합 형상을 지니는 연장부(120)의 외측 및 내측 이 둘 모두에서 표면 여건과 관련되는 제약들로, 예를 들어 표준 ISO 4287에 따른 거칠기(roughness) 1.6㎛(10-6미터)의 Ra로 제조된다. 게다가, 상기 부품은 또한 플레이트의 보어(115) 및 동일한 플레이트에 있는 원뿔 연장부(120)의 보어 사이의 동심 공차(concentricity tolerance) 및 연장부(120)의 벽들의 두께(들)에 대한 공차와 같은 기하학적 제약들을 가지고 제조될 수 있다. 예를 들어, 이 공차들은 0.05mm이다. 종래 기술의 공지된 방법들에 따르면, 그와 같은 성취 제약들을 지니는 그러한 부품(100)은 단 한 번 위치 배치(positioning)하는 것에 의해서는 제조될 수 없고; 결과적으로, 요구되는 정확성을 획득하는 것은 세심한 주의를 요하므로 대량 제작과는 양립될 수 없다.
이후의 내용에서, 용어 '기질(substrate)'은 재료가 첨가에 의한 기계가공을 사용하는 방법에 의하여 침착되는 부품의 초기 재료를 칭하고, 여기서 그렇게 침착되는 재료는 동일한 유형으로 이루어지거나 기질의 재료와 상이한 유형으로 이루어질 수 있다.
단 한 번 위치 배치함으로써 도 1에 표현되는 부품(100)을 제조하는 것은 첨삭 기계가공 동작들 및 재료의 제거 또는 삭마 기계가공(ablative machining)을 수반하는 기계가공 동작들 이 둘 모두에 대해 회전 모션(rotary motion) 및 심지어 두 회전 모션들을 사용할 것을 필요로 한다. 전형적으로, 그와 같은 부품은 상기 부품 및 툴(tool) 사이에 적어도 5개의 상대적 이동 축들을 가지는 기계 상에서 제조되어야 하며, 여기서 5개의 축들은 예를 들어 3개의 직교 변위들 및 직교 축들을 따른 2개의 회전들을 포함한다. 그와 같은 부품을 제조하기 위해, 5개의 축들은 계속해서 사용되어야 하는, 즉 기계가공 툴은 기계가공되는 표면에 관하여 계속해서 지향되어야만 한다. 5-축 기계 아키텍처들은 다양하며 종래 기술에 공지되어 있다. 기계가공 프로그램들이 상이한 기계 구성들 사이에서 특정한 정도까지 이동 가능하도록 하기 위하여, 프로그래밍은 공지되어 있고 흔히 사용되는 방법에 따라, 툴의 작용부의 단부의 이동을 기술함으로써 수행된다. 기계에서 프로그램을 구현하기 위해, 각각의 툴은 상기 툴이 상기 기계의 스핀들 내에 설비되어 있을 때 '게이지(gage)'들, 즉 기계 기준점(machine reference)으로 상기 툴의 작용부의 위치를 규정하는 수치 값들을 가지는 파일과 연관된다. 게이지 파일은 기계의 제어 시스템의 메모리에 저장되는 운동학적 작업 테이블들에 통합되고, 여기서 상기 작업 테이블들은 요구되는 궤적을 획득하도록, 프로그램된 변위 명령들을 전동축(motorized axis)들의 변위로 변환한다. 그러므로, 특히 기계의 아키텍처가 병렬 형으로 이루어질 때, 변위와 같은 간단한 이동이라도 아키텍처에 따라 5개의 전동축 또는 훨씬 더 많은 전동축들을 동원하게 된다.
특히 높은 공급 속도에서 필요한 기계가공 정확도를 달성하기 위해, 최신 기술을 사용하는 수치 제어 기계가공 기계들은 보상 테이블들을 가진다. 이 테이블들은 기계 에러들, 특히 기계적 에러들을 정정하는 것을 가능하게 한다. 그와 같은 에러들에는 다양한 원인들이 있을 수 있다: 제조 결함, 강성 변화, 변형, 열 팽창(thermal dilatation) 등. 그러므로, 모든 수치 제어 기계들은 자신들의 정확성 및 성능이 최적인 작업 체적을 가지며; 상기 체적 외부에서 이 성능은 하락된다. 게이지들이 상기 최적의 동작 체적을 벗어나 이동하는 것을 불가피하게 만드는 경우 또는 상기 구조에 추가되는 질량이 자체의 동적 거동을 수정하는 경우에 툴로 궤적을 따르는 것은 기계가 불리한 여건들 또는 새 보상 테이블들을 리로딩(reloading)하는 것을 불가피하게 하는 여건들에서 동작하게 만들며, 이로 인해 다른 기계가 사용하거나 기계가공 단계가 변경되는 것에 이르게 된다.
문서 EP 1 614 497은 동일한 기계를 사용하는 첨삭 기계가공(additive machining) 및 삭마 기계가공을 결합한 기계가공을 위한 디바이스 및 방법을 기술한다. 기계가공헤드의 단부에 또는 기계의 스핀들에 직접 첨삭 기계가공 디바이스를 장착함으로써 하나의 기계가공 모드에서 다른 기계가공 모드로의 변경이 행해진다. 상기 첨삭 기계가공 디바이스는 용융 수단(melting means), 재료를 공급하는 디바이스 및 송풍 수단(blowing means)을 포함한다. 그러므로, 기계의 헤드 상에 상기 첨삭 기계가공 디바이스를 장착하는 것은 이동에 있어서 질량을 현저하게 바꾸고, 기계의 첨삭 기계가공 동안의 거동은 동일한 기계의 삭마 기계가공 동안의 거동과 상이하다.
문서 EP 0 529 816은 첨삭 기계가공 및 삭마 기계가공을 결합하여 기계가공하는 디바이스 및 방법을 기술한다. 첨삭 기계가공 디바이스는 기계 질량이 양 기계가공 구성들에서 실질적으로 동일하도록 삭마 기계가공 스핀들 부근에 영구적으로 장착된다. 상기 문서는 재료를 제거함으로써 기계가공하기 위하여 기존 기계 상에 첨삭 기계가공 디바이스를 추가하는 것을 교시한다. 그러므로, 자동 툴 변경 능력을 보유하고 삭마 기계가공 동작들 동안 디바이스 및 부품 사이의 간섭을 방지하기 위하여, 첨삭 기계가공 디바이스는 기계 스핀들로부터 떨어져서 배치된다. 그러므로, 첨삭 기계가공이 사용될 때, 기계는 경계들에서의 체적에서 또는 심지어 자체의 최적의 체적 외부에서 작동한다. 이것의 효과는 상기 문서에서 기술되는 바와 같이 기계가 직렬 아키텍처를 가지고 단지 3개의 직교 선형 이동 축들만을 포함할 때 적정하다. 더욱이, 상기 문서는 프리폼(preform), 즉 블랭크(blank)의 방식으로 형성되는 재료의 블록의 첨삭 기계가공을 교시한다. 첨삭 기계가공에 필요한 정확도가 기계의 정확도에 수 천 배 또는 수 만 배 더 낮도록, 정확도는 삭마 기계가공에 의해 획득된다. 제조되는 표면과 관련하여 툴의 방향을 계속 제어하면서 기계가공 동작들 중 하나인 첨삭 또는 삭마가 요구되는 경우들에는 상기 문서에서 교시된 기술 해법이 적용 가능하지 않다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하려는 것이다.
본 발명은 종래 기술의 결점을 제거하는 것을 목적으로 하고 따라서 부품을 기계가공하기 위한 디바이스와 관련되고, 상기 디바이스는:
a. 기계가공헤드 및 작업 공간으로서 공지되는 공간 내에서 상기 헤드를 변위시키는 회전축을 포함하는 전동축(motorized axis)들;
b. 부품을 위치 배치하고 이 부품을 상기 작업 공간 내의 제 위치에 홀딩(holding)하는 수단을 포함함으로써;
c. 상기 기계가공헤드는 재료 성형 툴을 지지하는 수단 및 재료를 공급할 수 있는 수단을 포함하게 된다.
그러므로 본 발명에 따른 디바이스는 동일한 수단에 이동되는 동일한 기계가공헤드를 사용하여 첨가에 의한 기계가공으로부터 성형에 의한 기계가공으로, 그리고 그 역으로 진행하는 것이 가능하다. 상기 구조의 질량은 기계가공 동작이 변경될 때 동일하게 유지된다.
본 발명은 또한 이전의 디바이스에 의해 구현되는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은:
i. 첨가 동작 동안 공급 수단을 사용하여 부품 상에 재료의 층을 침착하는 단계;
ii. 성형 동작 동안 성형 툴에 의해 상기 부품의 일부를 성형하는 단계를 포함하고;
iii. 첨가 및 성형 동작들은 동일한 단계에서 상기 공간의 3차원들로 확장되는 궤적들을 따라 수행되고 공급 수단 및 성형 툴은 상기 궤적들에 관하여 법선으로 지향된다.
그러므로, 첨가 및 성형 동작들 동안 기계가공되는 부품의 부분들은 서로에 관하여 완벽하게 위치 배치되는데, 왜냐하면 상기 부분들은 동일한 단계에서, 즉 상기 부품의 위치 배치의 변경 없이 그리고 기계가공 스테이션의 구성을 변경 없이 제조되기 때문이다. 궤적들에 관한 기계가공헤드의 법선 방향은 침착되는 재료의 양을 엄밀하게 필요한 양으로 제한하고 제조되는 부품들의 표면 품질을 개선하는 것을 가능하게 만든다.
본 발명은 후술되는 유용한 실시예들에서 구현될 수 있고, 상기 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 기술적인 동작의 결합으로 고려될 수 있다.
유용하게는, 본 발명에 따른 디바이스는:
d. 기계가공헤드 상에 배치되는 감지 수단;
e. 전동축들 상에서 기계 공간 내의 상기 감지 수단의 위치를 측정하는 수단을 포함한다.
그러므로, 두 기계가공 동작들을 연결하기 위한 기계에 고유한 정확성 이외에, 감지 수단에 의해 두 연속하는 기계 동작들을 완벽하게 연결하고 특히 부품의 열 팽창으로 인한 이동들을 보상하는 것이 가능하게 된다.
유용하게는, 성형 툴은 커팅 툴(cutting tool)이다. 그러므로, 기질 및 상기 부품 상에 침착되는 재료 이 둘 모두는 재료를 제거하여 자신들의 치수를 교정하거나 명확한 표면 상태들을 획득함으로써 기계가공될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 하나의 실시예에서, 디바이스는:
f. 커팅 모션을 커팅 툴로 전달하는 수단을 포함한다.
그러므로, 본 발명에 따른 디바이스는 밀링(milling) 또는 연마(abrasion)에 의해, 특히 그라인딩 휠(grinding wheel)로 재료 제거 동작들을 완료하도록 적응된다.
이전의 실시예와 양립되는 본 발명에 따른 디바이스의 다른 실시예에서, 디바이스는:
g. 커팅 모션을 부품으로 전달하는 수단을 포함한다.
그러므로, 본 발명에 따른 디바이스는 상기 커팅 모션에 의해 회전 시에 대칭이 획득되는 회전하는 부품들 상에 선삭(turning) 또는 폴리싱(polishing) 동작들을 행함으로써 기계가공을 수행하는 데 적합하다.
유용하게는, 본 발명에 따른 디바이스의 성형 툴은 소성 변형에 의해 재료를 성형하는 툴이다. 그러므로, 본 발명에 따른 디바이스는 기질 또는 침착된 재료를 성형하는 것과 직선교정(straightening)하는 것 이 둘 모두를 위한 성형 동작들을 구현하는 것을 가능하게 한다. 이 실시예는 게다가 이전의 실시예들과 양립 가능하다.
유용하게는, 본 발명에 따른 디바이스의 재료를 공급하는 수단은:
ci. 금속 파우더를 분무하기 위한 오리피스(orifice)를 포함하는 노즐(nozzle);
cii. 노즐의 오리피스와 동축이고 파우더가 분무될 때 상기 파우더를 용융시킬 수 있는 레이저 빔을 발생시키는 디바이스를 포함한다.
그러므로, 재료의 첨가 지점이 기계의 공간 내에서 완벽하게 규정될 때, 재료를 침착하는 것은 정확한 궤적들을 따라 제어된다.
유용하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 첨가 동작 및 성형 동작은 실질적으로 일정한 대량의 기계가공 열에 의해 연속해서 수행된다. 그러므로, 이 두 동작들은 기계의 보상 테이블들을 최적으로 사용한다.
유용하게는, 본 발명에 따른 방법을 사용하는 첨삭 기계가공 및 성형 기계가공은 상기 공간의 3차원들로 확장되는 궤적 및 용융되는 파우더의 분무의 축을 따라 수행되거나 성형 툴은 상기 궤적에 관하여 법선으로 지향된다.
유용하게는, 본 발명에 따른 방법을 사용하는 성형 동작은 초기의 첨가 동작 동안 침착되는 재료의 층에 대해 수행되는 윤곽 커팅(contour cutting) 동작이다. 그러므로, 침착된 재료의 층은 윤곽 및 두께와 관련하여 교정될 수 있다.
유용하게는, 첨가 동작 동안 침착되는 층은 성형을 먼저 겪은 표면 상에 추가된다. 그러므로, 상기 표면 상에 침착되는 층의 본딩(bonding)이 선호되는 사실 외에도, 두 방법들을 결합하는 것은 원하는 형상을 제조하는 데에 대한 각각의 기여도를 최적화하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 유용한 실시예에서, 상기 방법은:
iv. 기계 공간에서 상기 동작을 재조정하기 위하여, 성형 또는 첨가 동작 이전에 부품 감지 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
그러므로, 부품들은 더 큰 정확도로 제조되고, 어떠한 기하학적 차들도 정정될 수 있다. 용어 '감지(sensing)'는 여기에서 더 넓은 의미로 이해되어야만 하고 또한 무접촉 측정 방법들 또는 기계가공헤드에 설치되는 디바이스들을 포함한다.
유용하게는, 성형 동작은 점진 성형(incremental forming) 동작이다. 그러므로 본 발명에 따른 디바이스는 금속 시트로 시작하는 복합 형상들을 획득하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 특정한 실시예에서, 첨가 동작 동안 침착되는 재료 및 기질은 상이한 유형들로 이루어진다. 그러므로, 첨가에 의한 기계가공의 동작은, 형상을 만드는 것 외에, 특정한 특성들, 특히 금속의 침착된 층의 경도 또는 내 부식성, 따라서 제조되는 부품의 경도 또는 내부식성의 달성이 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 유용한 실시예에서, 재료가 침착되는 표면의 이전의 성형은 점진 성형 동작이다. 그러므로, 기질은 성형성이 우수한 재료로부터 선택될 수 있고, 여기서 활용 특성들은 재료를 침착함으로써 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 이 최종 유용한 실시예에서, 본 발명은 점진 성형에 의해 우선 성형되었던 표면 상에 재료를 첨가하는 동작의 말에:
v. 이전에 성형된 표면 상에 침착되는 재료의 층에 대해 커팅 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
그러므로, 개선된 표면 품질 외에도, 이 동작은 성형 방법에 의해 또는 첨가 방법에 의해 달성될 수 없는 미세 세목(detail)들을 성형하는 것을 가능하게 한다.
유용하게는, 본 발명에 따른 방법의 구현은 레이저 빔을 사용하는 재료를 첨가함으로써 기계가공하기 위하여 헤드를 포함하는 디바이스를 사용하고, 상기 방법은:
vi. 본 발명에 따른 방법의 단계들 (i) 내지 (iii)에서 제조되는 부품 상에 추가 피스(piece)를 배치하는 단계;
vii. 기계가공헤드의 레이저 빔을 사용하여 상기 추가 피스를 상기 부품에 용접하는 단계를 포함한다.
그러므로, 상기 방법은 기질 및 추가 피스 사이에 포함되는 표면들을 포함하는 부품들을 제조하는 데 사용될 수 있다.
그러므로, 본 발명은 또한 '샌드위치' 부품이라 칭해지고 상기 최종 실시예에서의 본 발명에 따른 방법에 의해 획득되는 복합 부품에 관한 것으로, 이 부품은:
x. 제 1 기계가공 기질;
y. 제 1 기질로부터 기립되고, 본 발명의 실시예들 중 하나에 따른 방법에 의해 기질 상에 침착되는 보강재(stiffener)들;
z. 상기 보강재들의 상부에 배치되고 용접에 의해 상기 보강재들에 고정되는 제 2 기질을 포함한다.
그러므로, 본 발명에 따른 방법의 상이한 실시예들을 결합함으로써, 벌집형(honeycomb) 부품들과 같은 복합 샌드위치 부품들이 제조될 수 있다. 예를 들어, 두 기질들은 상이하지만 평행하지 않게 성형될 수 있거나 보강재들의 밀도는 상기 부품의 표면에 걸쳐 가변적일 수 있다.
유용하게는, 제 1 기질, 보강재들 및 제 2 기질은 상이한 재료들로 제조될 수 있다.
본 발명은 어떠한 방식으로도 제한하지 않는 자체의 바람직한 실시예들로, 그리고 도 1 내지 도 10을 참조하여 후술된다:
도 1은 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조되는 부품의 하나의 예에 대한 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 방법 및 디바이스를 사용하여 도 1에서의 부품의 제조의 개시에 대응하는 일련의 제 1 동작들의 부분 단면 정면도;
도 3은 본 발명을 구현하도록 적응되는 수치 제어 기계의 아키텍처의 하나의 예에 대한 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 기계가공헤드의 하나의 예시적인 실시예의 케이싱 개방된 측면도;
도 5는 본 발명에 따른 기계가공헤드의 하나의 예시적인 실시예의 정면 사시도;
도 6은 자체의 케이싱이 없는, 도 5의 기계가공헤드의 단부에서의 사시도;
도 7은 회전 대칭을 나타내는 기질을 포함하는 부품의 하나의 예의 상부 사시도;
도 8은 점진 성형 동작을 포함하는 본 발명에 따른 방법의 일련의 동작들의 하나의 예를 도시하는 도면;
도 9는 본 발명에 따른 샌드위치 부품의 하나의 예시적인 실시예의 사시 분해도; 및
도 10은 본 발명에 따른 방법의 복합 실시예의 논리도.
도 1의 부품(100)을 제조하는 제 1 동작들에 대응하는, 본 발명에 따른 방법의 하나의 예시적인 실시예의 도 2a에서; 상기 방법은 플레이트(110) 내에 보어(115)를 만드는 제 1 윤곽 밀링(contour milling) 기계가공 단계를 포함한다. 이를 위해 상기 플레이트(110)는 기계 공간 및 성형 툴 내에 위치 배치되고 이 경우 밀링 커터(milling cutter)(240)가 선택된다.
도 2b에서, 보어가 만들어지고 형상(120)의 제 1 부분(220)을 제조하기 위해 재료를 첨가함으로써 기계가공하는 수단(250)이 선택된다. 본 발명에 따른 방법에서, 상기 동작은 침착된 재료(220) 및 초기에 만들어진 보어(115)가 서로에 관하여 완벽하게 위치되도록 기계의 헤드를 변경하지 않고 그리고 플레이트(110)의 위치 배치를 수정하지 않고 수행되는데, 왜냐하면 위치 배치의 정확도는 단지 기계의 궤적들에 대한 추적의 정확도에 좌우되기 때문이다. 하나의 예시적인 실시예에서, 재료의 첨가에 의한 기계가공 방법은 용융된 파우더를 분무하는 방법이고, 여기서 그와 같은 파우더는 레이저 빔에 의해 용융된다. 그와 같은 방법은 예를 들어 문서 EP-B-0 574 580에서 기술되었다. 이것은 바인더(binder)가 없는 재료를 첨가하여 기계가공하는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 침착되는 재료는 주조(casting) 방법에 의해 구현될 때 동일한 재료의 기계적 속성들에 가까운 기계적 속성들을 가진다. 연속하는 층들의 침착은 상기 방식으로 제조되는 면들 상에 상승부들 또는 계단들(221)을 발생시킨다.
도 2c에서, 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예에서, 이전의 동작에서 재료를 첨가함으로써 기계가공되는 부분(220)은 자체의 두께(e)를 교정하고, 상승부들을 제거하고 요구되는 면 상태 품질을 달성하도록 윤곽 밀링에 의해 재작업된다. 그러므로, 이 실시예에서, 첨가에 의해 기계가공하는 동작의 파라미터들은 이후의 윤곽 밀링 동작 동안 재작업되는 침착된 재료(220)의 정확한 기하 구조와 관련되는 제약 없이 상기 방법에 의해 허용되는 최상의 품질의 침착된 재료를 획득하도록 최적화된다. 기계는 두 동작들 사이에서 재구성되지 않고 상기 부품의 위치 배치는 수정되지 않으므로, 첨가되는 재료(220)의 부분의 기계 공간 내의 위치가 완벽하게 공지된다. 따라서 윤곽 밀링 동작은 축들을 재조정하지 않고 수행된다. 그러므로 이 윤곽 밀링 동작이 수행되는 정확도는 단지 기계 궤적들을 추적하는 정확도에 좌우된다.
실제로, 예시적인 실시예의 도 3에서, 본 발명에 따른 디바이스는 이펙터(340)를 지지하는 기계가공헤드(370)를 포함하는 기계(300)를 포함한다. 본 발명에서, 상기 이펙터는 첨가에 의한 기계가공을 위한 성형 툴 또는 노즐을 포함하고, 여기서 첨삭 및 성형 기계가공 수단은 상기 기계가공헤드의 질량이 성형 툴의 중량의 범위 내에서 실질적으로 일정하도록 항상 기계가공헤드 내에 결합하여 존재한다. 상기 기계가공헤드(370)는 수치 제어 시스템에 의해 제어되는 전동축들에 의해 기계의 작업 공간 내에서 이동된다. 어떠한 방식으로도 제한되지 않는 이 실시예에서, 기계(300)는 세 수직 변위 축들을 포함한다:
- X 축으로 칭해지고, 기계의 테이블(361)의 변위에 대응하는 수평축(311);
- Y 축으로 칭해지고, 기계가공헤드(370)를 지지하는 램(ram)(362)에 의해 진행되는 이전의 축(311)과 수직인 수평축(312);
- Z 축으로 칭해지고, 기둥(363) 상에서 유도되는 램(362)에 전해지는, 다른 두 축에 수직인 수직 축(313).
변위 이동들에 대응하는 이 세 축들은 이 예시적인 실시예에서 두 회전 변위 축들과 연관된다:
- B 축으로 칭해지고, Y 축을 중심으로 하여 기계가공헤드(370)에 가해지는 하나의 회전 모션(314);
- C 축으로 칭해지고, Z 축을 중심으로 하여 자체가 테이블(361)에 연결되는 플래튼(platen)(364)에 의해 진행되는 하나의 회전 모션(315).
각각의 축의 위치가 기계에 연결되는 기준점(310)으로 공지되도록, 이 모든 축들은 적절한 센서에 의해 각각의 축의 위치를 측정하는 수치 제어 시스템(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 기계 내의 부품(100)의 위치 배치는 상기 기계의 기준점들(310)로 상기 부품, 즉 상기 부품의 표면들의 위치 및 방향을 결정하는 것에 있다. 직렬 아키텍처로서 공지되는 아키텍처를 지니는 기계의 이 실시예는 배타적이지 않고, 다른 유용한 실시예들에서, 이 기계는 병렬 아키텍처로 구성되는 전동축들을 포함한다. 모든 경우들에서, 본 발명에 따른 기계가공 디바이스는 성형 툴 및 첨삭 기계가공 툴 이 둘 모두가 작업 공간 내에서 3차원으로 연장되는 궤적에 대한 법선을 따라 계속해서 지향될 수 있도록, 충분한 수의 변위 축들을 포함한다.
종래 기술의 통상적이고 공지된 특성들에 있어서, 수치 제어 시스템은 첫째로 상기 기계의 기준점에서의 축 위치 및 변위 센서로부터 수신되는 기하학적 정보를 툴 또는 일반적으로 기계가공헤드 내에 장착되는 이펙터의 위치 및 방향으로 변경하는 것이 가능한 수치 테이블들 및 둘째로 보상 테이블들로 공지되고 이 분산원(source of dispersion)들에도 불구하고 이펙터(370)의 실제 궤적 및 프로그램된 궤적 사이의 정합을 보장하기 위해 기계 변형들, 이동 부정확성들 또는 심지어 열 팽창을 보상하는 것이 가능한 테이블들을 포함한다.
그러므로, 부품(100)을 위치시키거나, 이를 재 위치로 복귀시키거나 기계 공간 내에서 부품의 위치를 변경하는 것은 상기 공간 내에서 상기 부품의 위치 배치 및 방향의 불확실성을 초래하고, 이 불확실성은 상기 위치를 측정하는 수단의 정확도 및 상기 위치 배치 상태를 기계의 축들의 제어를 받도록 전환하는 능력에 좌우된다. 이 문제는 기계 공간 내에서 위치 재배치되는 표면들이 복합 형상들을 가지는 표면들일 때 더욱 첨예하게 인지된다.
유사하게, 기계가공헤드(370)를 변경하거나 종래 기술에서와 같이 한 유형의 이펙터로부터 다른 유형의 이펙터로 이동하기 위하여 다른 변위 축들을 사용하는 것은 첫째로, 특히 기하학적 변환(geometric transformation) 및 보상을 위하여 새로운 수치 테이블들을 로딩할 필요성으로 인하여, 기계 상에서의 새 헤드의 부정확한 위치 배치를 초래한다. 그와 같은 동작은 동일한 기계가공 프로그램에서 수행될 수 없다. 그러므로, 수치 제어되는 기계 상의 헤드를 변경하는 것은 기계를 변경하는 것에 이르고, 심지어 헤드의 변경 중에 부품이 기계 상에서 제 위치에 유지되는 경우에도, 기계 기준점에 있어서의 자체의 유효 위치 및 자체의 방향은 궤적들과 관련하여 변경된다. 그러므로, 본 발명에 따른 디바이스는, 기계 구성의 변경 및 부품의 재 위치 배치 이 둘 모두를 방지함으로써, 도 2c의 두께 치수(e)와 같은 정확한 치수들의 비용 효율적이고 신속한 달성이 가능하다.
도 2d에서, 특히 레이저 빔에 의해 용융되는 파우더의 분무와 같은 첨삭 기계가공 방법의 경우, 부품의 형상은 단지 상기 부품(100)의 열 팽창으로 인해, 두 재료 첨가 동작들 사이에서 변경될 가능성이 있다. 본 발명에 따른 디바이스는 유용하게는 상기 부품의 정확한 형상을 측정하고 그 후에 첨삭 기계가공 또는 성형 기계가공 궤적들을 재조정하는 것을 가능하게 하는 감지 수단(260)을 포함한다.
도 2e에서, 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예에서, 감지 동작으로부터 획득되는 기하학적 정보는 첨삭 기계가공 수단(250)을 다시 한 번 선택함으로써 제 1 섹션(220) 상에 제 2 섹션(230)을 정확하게 침착시키는 데 사용된다. 이 예시적인 실시예에서, 5개의 변위 축들을 가지는 기계(300)를 사용하는 것은 첨삭 기계가공 수단(250)에게 복합 형상들을 제조하라고 지시하는 것을 가능하게 한다.
도 2f에서, 이전의 첨삭 기계가공 동작 동안 침착되는 섹션(230)은 상기 섹션(230)의 형상, 두께 및 표면 상태를 교정하도록 재료 제거 기계가공 수단(240)에 의해 자체의 내측 및 외측에서 마감된다. 특정한 실시예에서, 마감 동작은 다음 첨가 기계가공 동작 동안 침착되는 재료의 층의 본딩을 최적화하기 위해 자체의 형상을 형성하도록, 이전의 첨가 동작 동안 섹션(230)의 상부를 적절한 툴(241)로 재작업하는 것을 포함한다. 이 삭마 기계가공 동작들의 각각의 경우, 툴(240, 241)은 유용하게는 작업 공간 내에서 자체의 작용 단부가 뒤따르는 궤적에 관하여 실질적으로 법선으로 지향된다. 용어 '실질적으로 법선'은 과-커팅(over cutting) 또는 간섭을 방지하는 것을 목적으로 하는 법선 방향과 관련되는 국부적인 방향들을 고려한다.
도 2d 내지 도 2f의 이전의 시퀀스들은 마감된 부품이 제조될 때까지 반복된다. 재료 제거 및 첨가 기계가공 동작들을 교호하여 수행하는 것은 다른 성형 기술들의 도움으로는 절대적으로 불가능했을 완전하고 온전하게 마감된 형상들을 제조하는 것을 가능하게 한다.
이 예시적인 실시예들에서 재료 제거에 의해 기계가공하는 동작들이 윤곽 밀링 및 엔드 밀링(end milling)의 형태로 제시될지라도, 본 발명에 따른 방법은 재료 제거에 의한 모든 유형들의 기계가공, 특히 폴리싱 또는 그라인딩과 같은 연마 기계가공 동작들에 적합하다.
예시적인 실시예의 도 4에서, 본 발명에 따른 디바이스의 기계가공헤드(370)는 자체의 케이싱(casing) 없이 표현되고 계속해서 적어도 두 유형들의 이펙터들을 포함한다:
- 파우더를 분무하고 동축으로 용융하는 첨삭 기계가공 노즐(451),
- 및 재료 제거 기계가공을 위한 밀링 스핀들(440).
체결 계면(fastening interface)(476)은 상기 기계가공헤드를 기계 툴의 램에 연결하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 디바이스의 유용한 실시예의 도 5에서, 기계가공헤드(370)는 계속해서 네 이펙터들, 즉:
제 1 첨삭 기계가공 노즐(451) 및 밀링 스핀들(440) 외에,
- 감지 디바이스(460);
- 및 제 2 첨삭 기계가공 노즐(452)을 포함한다.
이 예시적인 실시예에서, 각각의 첨삭 기계가공 디바이스 또는 노즐(451, 452)은 상기 재료들을 노즐 내에 주입하기 위해 재료를 파우더 형태로 그리고 보관 유체(containment fluid)로 공지되는 유체를 공급하는 수단(453)을 포함한다. 각각의 노즐은 또한 이 방식으로 주입되는 파우더를 용융할 수 있는 레이저 빔을 가져오는 수단(454)에 연결된다.
하나의 예시적인 실시예에서, 사용되는 레이저는 약 4000와트의 정격 전압을 가지는 다이오드 레이저이다. 이 유형의 레이저는 첫째로, 자신이 파우더 재료를 배출하는 수단과 결합될 때 첨삭 기계가공 동작들에 적응되고, 둘째로 상기 레이저는 또한 자신이 단독으로 사용될 때 용접 동작들에 적응된다.
도 6에서, 첨삭 기계가공 노즐들(451, 452)은 가이드들(651, 652) 상의 기계가공헤드 내에 설비된다. 그러므로, 상기 노즐들은 상기 노즐들 및 상기 부품 또는 기계 구성요소들 사이의 충돌의 위험을 방지하기 위해 성형 동작들 동안 기계가공헤드 내로 철수된다. 두 첨삭 기계가공 노즐들(451, 452)을 사용하는 것은 침착하는 재료의 품질 및 제작되는 세목들의 미세도들에 따라, 동일한 기계가공 단계 동안 침착되는 재료의 성질을 바꾸거나 침착되는 재료에 대한 상이한 출력 레이트(output rate)들을 사용하는 것을 가능하게 한다.
이 예시적인 실시예에서, 성형 툴들은 자동 툴 변경들을 제공하는 표준 부착부(441)를 통해 스핀들(440)에 장착된다. 비제한적인 예로서, 부착부는 표준 ISO 12164-1에 따른 HSK 시리즈로부터 스핀들의 정격 전력 및 이의 회전 속도에 적응되는 크기로 선택된다. 종래 기술의 공지되어 있는 구성에서, 그와 같은 부착부들은 툴들에 대한 기하학적 정보를 포함하는 마이크로칩들을 가지고, 여기서 스핀들에는 각각의 툴 변경 동안 상기 정보를 자동으로 판독하고 따라서 이를 궤적들의 계산에 통합할 수 있는 판독기가 설치된다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법을 구현하는 기계에는 유용하게는 자동 툴 변경기가 설치된다. 그 후에 노즐들(451, 452)이 각 툴 변경 시에 철수된다.
스핀들은 유용하게는 재료를 높은 커팅 속도로 제거함으로써 기계가공에 적응된다. 그러므로, 부품의 표면들은 이 동작들 동안 기계 및 부품 이 둘 모두의 변형들을 제한하기 위하여 감소된 커팅 힘으로 마감된다.
이펙터들(451, 452, 440, 460) 모두는 본 발명에 따른 방법에 의해 구현되는 상이한 기계가공 동작들이 성형 툴의 중량의 범위 내에서, 실질적으로 일정한 기계 질량을 가지고 수행되도록, 항상 기계가공헤드 내에 존재한다.
이전의 예시적인 실시예들에서, 재료를 제거함으로써 성형하는 동작들은 밀링에 의해, 커팅 모션을 툴에 전달함으로써 수행된다.
도 7에서, 축(710)을 중심으로 하는 회전에 대하여 대칭인 표면들을 가지는 부품(700)을 제조하는 데 적합한 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 부품은 상기 부품에게 상기 부품의 대칭 축(710)을 중심으로 하는 회전 모션을 제공함으로써, 선삭을 사용하는 성형 방법에 의해 유용하게 제조된다.
이를 위해, 도 3으로 돌아가서, 상기 부품이 고정되는 기계의 플래튼(364)은, 특히 예시적인 실시예에서, 상기 플래튼(364)에 적절한 커팅 모션을 전달할 수 있는 전동 수단과 결합된다. 대안으로, 상기 부품은 수평 또는 수직 선삭 중심부의 인덱싱(indexing)된 주축(mandrel)에 설비된다.
도 7로 다시 가서, 상기 부품(700)은 첨삭 기계가공에 의해 제조되는 부분(720)을 더 포함한다. 대안의 실시예들에서, 상기 부분은 속이 비어 있고 회전에 대해 대칭일 수 있거나 대칭이 아닐 수 있다.
도 8에서, 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 시트 기질(sheet substrate; 810)을 사용하고, 이 기질은 도 8a에서 점진 성형을 사용하여 제 1 성형 동작을 받게 된다. 점진 성형은 예를 들어 문서 US 3 342 051에서 기술되는 소성 변형을 사용하는 성형 방법이고, 궤적들을 따르는 툴을 사용하여 블랭크를 국부적으로 드로잉(drawing)하는 데에 있다.
도 8a에서, 금속 시트(810)는 다이(841) 상의 블랭크 홀더(860)에 의해 자체의 에지들 상에 홀딩된다. 성형은 기계의 헤드, 예를 들어 기계가공 스핀들에 설치되는 점진 성형 툴(840)에 의해 수행된다.
도 8b에서, 성형 후에, 블랭크(810)는 다이(die)(841)의 형상을 따른다. 그 후에 첨삭 기계가공 디바이스(250)는 예를 들어 드로잉(drawing)으로부터 발생되는 블랭크의 두께의 국부적인 손실들을 보상하는 데 사용된다. 본 발명에 따른 방법은 자체의 성형성 특성들을 위하여 블랭크(810)를 구성하는 금속을 선택하는 것을 가능하게 하고; 그 후에 첨삭 기계가공 방법은 상기 금속에 표면 경도 또는 내 산화성(resistance to oxidation)과 같이, 초기 블랭크의 성형성 특성들과 양립할 수 없는 다른 특성들을 제공하기 위해 상기 블랭크 상에 코팅을 침착하는 데 유용하게 사용된다. 하나의 실시예에서, 첨삭 기계가공 동작은 점진 성형에 의해 달성될 수 없는 형상들을 만드는 데 사용된다. 예를 들어, 성형되는 부품의 두께는 예를 들어 체결구(fastener)를 수용하도록 설계되는 보스(boss)를 형성하기 위해 국부적으로 보강될 수 있다.
도 8c에서, 첨삭 기계가공 동작 동안 침착되는 재료(820)는, 상기 재료에 국부적으로 정확한 두께 또는 명확한 표면 품질들을 제공하도록 재료를 제거하는 기계가공을 행함으로써 재작업된다.
동일한 기계가공 단계에서의 모든 이 동작들을 수행하는 것은 성형에 의해 획득되는 표면의 형상과 관련하여 재료의 첨가 및 제거의 위치를 정확하게 찾는 것을 가능하게 하고, 따라서, 부품들을 대량 생산하는 것을 가능하게 한다.
도 9에서, 본 발명에 따른 방법의 예시적인 구현에서, 상기 방법은 벌집형으로 공지되어 있는 것을 구비하는 부품과 같은, 복합 샌드위치 부품(900)을 제조하도록 적응된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 제 1 기질(910)은 예를 들어 부품에 원하는 기하학적 속성들을 제공하도록 재료를 제거함으로써 기계가공된다. 보강재(920)는 첨삭 기계가공에 의해 기질 상에 침착되고, 필요한 경우, 추구되는 기하학적 속성들에 따라 마감된다. 그 후에 제 2 기질(930)은 보강재들(920)의 상부에 배치되고 첨삭 기계가공 노즐들 중 하나의 레이저 빔에 의해 이 보강재들에 투명하게 용접된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 제 1 보강재들(920)과 상이한 형상 또는 방향을 가지는 보강재들(도시되지 않음)은 제 2 기질(930) 상에 배치되고 제 3 기질(도시되지 않음)은 다층 라미네이트(laminate) 복합체를 제조하기 위해 이 보강재들 등에 용접된다.
하나의 예시적인 실시예에서, 제 1 기질(910), 제 2 기질(930) 및 보장재들(920)은 상이한 재료들로 구성된다.
본질적으로 편평한 샌드위치 부품(900)의 경우에 도 9의 예시적인 실시예가 제시된다. 본 발명에 따른 방법은 전개 불가능(non developable)할 수도 있는 복합 형상을 가지는 샌드위치 부품을 제조하는 데 적합하고, 여기서 상기 복합 형상은 재료의 제거, 재료의 첨가 및 소성 변형에 의한 성형을 수반하는 기계가공 동작들의 모두 또는 일부를 결합함으로써 제조된다.
도 10에서, 복합적인 예시적인 실시예에서, 제 1 기질은 기계의 테이블 상에 배치되는 다이(die) 상에 위치 배치된다(1010). 상기 제 1 기질은 자체의 형성 가능성을 위해 선택되는 금속 시트의 형태를 취한다. 성형 동작(1020) 동안, 상기 제 1 기질은 점진 성형(incremental forming)에 의해 다이에 대고 가압된다. 코팅 동작(1030) 동안, 재료의 층은 첨삭 기계가공에 의해 상기 기질의 표면에 침착된다. 그러므로, 두께가 상기 층의 두께로 증가되는 기질은 단단하게 만들어진다. 삭마 기계가공 동작(1040) 동안, 이전의 동작 동안에 침착되는 재료의 층은 자체의 두께를 균일하게 만들기 위해 기계가공된다. 첨삭 기계가공 단계(1050) 동안, 보강재들, 예를 들어 벌집형 보강재들이 상기 기질의 표면에 침착된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 침착되는 셀들의 치수들은 따라서 기질의 모서리들로부터 기질의 중심까지 변경 가능하다. 상기 침착 동작(1050)은 일련의 첨삭 기계가공 동작들(1051) 및 삭마 기계가공 동작들(1052)을 포함한다. 삭마 기계가공 동작(1060)은 상부가 제 1 기질의 표면과 평행하지 않은 표면을 가지도록 상기 셀들의 상부들을 재가공하는 것을 가능하게 한다. 금속 시트의 형태의 제 2 기질은 기계 내에 배치되고(1070) 에지들에 있는 블랭크 홀더에 클램프 고정된다. 점진 성형 동작(1080) 동안, 상기 제 2 기질은 셀들의 상부에 대고 가압된다. 최종적으로, 투명 용접 동작(1090) 동안, 상기 제 2 기질은 상기 셀들의 상부에 용접된다. 그러므로, 본 발명에 따른 디바이스에 의해 구현되는 본 발명에 따른 방법은 기계 외의 부품을 취하지 않아도, 기질 상에서 가변 보강하는 보강재들에 의해 분리되는 2개의 비 평행 측들을 포함하는 복합 형상을 가지는 복합 부품을 획득하는 것을 가능하게 한다.
상기 설명 및 예시적인 실시예들은 본 발명이 추구되는 목적들을 달성하는 것을 나타낸다. 특히, 이는 재료의 제거, 첨가 및 변형을 수반하는 기계가공 방법들을 결합함으로써 부품을 자동으로 제작하는 것을 가능하게 하고, 상기 부품은 여러 재료들로 구성되고 기계가공 방법들의 각각의 궤적들을 서로에 관하여 재조정할 가능성을 제공함으로써 동일한 수치 제어 프로그램을 사용하여 제조된다. 본 발명은 내부 보강재들, 특히 벌집형 보강재들을 포함하는 복합 부품의 제조에 특히 적합하다.

Claims (17)

  1. 부품(100, 700)을 기계가공하는 디바이스에 있어서:
    a. 기계가공헤드(370) 및 작업 공간으로 공지되는 공간 내에서 상기 헤드를 변위시키는 회전축(314, 315)을 포함하는 전동축들(311, 312, 313, 314, 315);
    b. 부품(100)을 위치 배치(positioning)하고 상기 부품을 상기 작업 공간 내에서 제 위치에 홀딩(holding)하는 수단을 포함하고;
    c. 상기 기계가공헤드(370)는 재료 성형 툴(tool)을 지원하는 수단(440) 및 재료를 공급할 수 있는 수단(250, 451, 452)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  2. 제 1 항에 따른 디바이스에 의해 구현되는 방법에 있어서:
    i. 첨가 동작 동안 공급 수단(250)을 사용하여 부품 상에 재료의 층(220, 820)을 침착시키는 단계;
    ii. 성형 동작 동안 성형 툴(240, 840)에 의해 상기 부품(220, 110, 810)의 일부를 성형하는 단계를 포함하고;
    iii. 첨가 및 성형 동작들은 동일한 기계가공 단계에서 공간의 3차원들로 연장되는 궤적들을 따라 수행되고 상기 공급 수단 및 성형 툴은 상기 궤적들에 관하여 법선으로 지향되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    d. 상기 기계가공헤드(370) 상에 배치되는 감지 수단(260, 460);
    e. 상기 전동축들(311, 312, 313, 314, 315) 상에서, 상기 기계 공간 내의 상기 감지 수단의 위치를 측정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형 툴은 커팅 툴(240)인 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 커팅 툴(240)에 커팅 모션(cutting motion)을 전달하는 수단(440, 441)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 부품(700)에 커팅 모션을 전달하는 수단(364)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형 툴은 소성 변형에 의해 상기 재료를 성형하는 툴(840)인 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급 수단은:
    ci. 금속 파우더를 분무하는 오리피스(orifice)를 포함하는 노즐(nozzle)(451, 452);
    cii. 상기 노즐의 오리피스와 동축이고 상기 파우더가 분무될 때 상기 파우더를 용융할 수 있는 레이저 빔을 발생시키는 디바이스(454)를 포함하는 디바이스.
  9. 제 2 항에 있어서,
    첨가 동작 및 성형 동작은 실질적으로 일정한 상기 기계가공헤드의 질량으로 연속해서 수행되는 방법.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 성형 동작은 초기 첨가 동작 동안 침착되는 재료의 층(220, 820) 상에서 수행되는 윤곽 커팅(contour cutting) 동작인 방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 첨가 동작 동안 증착되는 층(220, 820)은 먼저 성형을 겪은 표면 상에 추가되는 방법.
  12. 제 2 항에 있어서,
    제 3 항에 따른 디바이스를 구현하고:
    iv. 상기 기계 공간 내의 상기 동작을 재조정하기 위해, 성형 또는 첨가 동작 전에 부품 감지 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 2 항에 있어서,
    제 7 항에 따른 디바이스를 사용하고, 상기 성형 동작은 점진 성형 동작인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 기질(110, 810) 및 상기 첨가 동작 동안 침착되는 재료(220, 820)는 상이한 유형들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    이전의 성형 동작은 점진 성형 동작인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    점진 성형에 의해 우선 성형된 표면 상에 재료를 첨가하는 동작의 말에:
    v. 이전에 성형된 표면 상에 침착되는 재료의 층(820) 상에서 커팅 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 2 항에 있어서,
    제 8 항에 따른 디바이스를 사용하여:
    vi. 단계 (i) 내지 단계 (iii)에서 제조되는 부품 상에 추가 피스(piece)(930)를 배치하는 단계;
    vii. 상기 기계가공헤드의 레이저 빔을 사용하여 상기 추가 피스(930)를 상기 부품에 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160116167A (ko) * 2015-03-26 2016-10-07 안동대학교 산학협력단 삼차원 구조물 제조장치 및 방법

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201314030D0 (en) * 2013-08-06 2013-09-18 Eads Uk Ltd Extrusion-Based Additive Manufacturing System and Method
FR3015918A1 (fr) 2013-12-31 2015-07-03 Roctool Dispositif pour le chauffage d’un moule
CN104325640A (zh) * 2014-09-16 2015-02-04 王奉瑾 一种3d打印车载工厂
DE102014014202A1 (de) * 2014-09-22 2016-03-24 Technische Universität Dortmund Verfahren und Vorrichtung zur kombinierten Herstellung von Bauteilen mittels inkrementeller Blechumformung und additiver Verfahren in einer Aufspannung
FR3030332B1 (fr) * 2014-12-23 2017-06-30 Snecma Procede d'elaboration laser d'une piece de turbomachine
FR3030338B1 (fr) * 2014-12-23 2019-05-03 Institut De Recherche Technologique Jules Verne Procede et dispositif pour la preparation a l’assemblage d’une piece de grandes dimensions
CN105983837B (zh) * 2015-03-02 2018-08-21 东台精机股份有限公司 复合式计算机数值控制加工机及其加工方法
DE102015204977A1 (de) * 2015-03-19 2016-09-22 Fashion.De Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlkörpers
US10088103B2 (en) * 2015-07-01 2018-10-02 Keystone Engineering Company Method of fabricating space satellite tank components utilizing additive manufacturing and spin forming
US10065241B2 (en) * 2015-11-17 2018-09-04 General Electric Company Combined additive manufacturing and machining system
US10688581B2 (en) * 2015-11-24 2020-06-23 The Board Of Trustees Of Western Michigan University 3D metal printing device and process
EP3383579A1 (en) * 2015-11-30 2018-10-10 The Gleason Works Additive manufacturing of gears
JP6414560B2 (ja) * 2016-02-23 2018-10-31 マツダ株式会社 構造体の製造方法
DE102016103202A1 (de) * 2016-02-24 2017-08-24 Klingelnberg Ag Verfahren zum Bereitstellen einer Fluidzufuhrvorrichtung und Verwendung einer solchen
US10100668B2 (en) * 2016-02-24 2018-10-16 General Electric Company System and method of fabricating and repairing a gas turbine component
CN105643114A (zh) * 2016-03-17 2016-06-08 深圳市海目星激光科技有限公司 一种带有传感器的切割机
WO2017165541A1 (en) * 2016-03-22 2017-09-28 The Penn State Research Foundation New incremental forming tools and method
FR3050391B1 (fr) * 2016-04-22 2018-11-23 Ecole Centrale De Nantes Procede de fabrication additive et piece obtenue par un tel procede
JP6199511B1 (ja) 2016-08-17 2017-09-20 ヤマザキマザック株式会社 複合加工装置及び複合加工方法
JP6100449B1 (ja) * 2016-11-04 2017-03-22 ヤマザキマザック株式会社 複合加工装置及び複合加工方法
CN106311876A (zh) * 2016-11-15 2017-01-11 山东大学 基于渐进成形与增材制造的复杂薄壁件成形系统及方法
FR3059578B1 (fr) * 2016-12-07 2019-06-28 Constellium Issoire Procede de fabrication d'un element de structure
US10478897B2 (en) * 2017-01-04 2019-11-19 GM Global Technology Operations LLC Sheet metal system and manufacturing process joining incremental forming and direct metal deposition
JP6751040B2 (ja) * 2017-03-13 2020-09-02 株式会社神戸製鋼所 積層造形物の製造方法、製造システム、及び製造プログラム
DE102017007734A1 (de) * 2017-08-16 2019-02-21 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Rohrformstücks, insbesondere durch Auftragschweißen
CN107737929A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 南京航空航天大学 一种基于3d打印与渐进成形技术的变壁厚钣金零件加工方法与装置
US10427246B2 (en) * 2018-02-21 2019-10-01 Hamilton Sundstrand Corporation Indirect surface finishing during hybrid manufacturing
EP3628434A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur additiven fertigung und fertigungsanlage
CN109746443A (zh) * 2018-12-29 2019-05-14 华中科技大学 一种增材制造过程中并行控制零件变形和精度的方法
DE102019201085A1 (de) * 2019-01-29 2020-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Herstellungsverfahren für ein Bauteil mit integrierten Kanälen
FR3095606B1 (fr) 2019-05-03 2021-12-24 I Mc Procédé et dispositif pour le contrôle d’une pièce en cours de fabrication
JP7362306B2 (ja) * 2019-06-11 2023-10-17 ニデックマシンツール株式会社 三次元積層装置および方法
CN110434223A (zh) * 2019-07-11 2019-11-12 南京航空航天大学 基于电弧3d打印与渐进成形技术的加强筋钣金件成形方法
JP2021041479A (ja) * 2019-09-09 2021-03-18 株式会社スギノマシン 加工機及び加工方法
GB2592949A (en) * 2020-03-11 2021-09-15 Effective Cnc Solutions Ltd Multi-purpose apparatus
KR102352274B1 (ko) * 2020-03-24 2022-01-18 창원대학교 산학협력단 밀링 가공이 가능한 3d 프린터
CN112296508B (zh) * 2020-11-02 2021-09-10 吉林大学 一种激光自动加工平台
FR3125242B1 (fr) * 2021-07-13 2023-07-21 Pascal Moigne Machine de fabrication hybride combinant l’impression 3d et l’usinage et comportant un support articulé
FR3135637B1 (fr) 2022-05-17 2024-05-10 Fse Dispositif et procédé pour le contrôle d’un apport de matière en fabrication additive
PL442764A1 (pl) * 2022-11-09 2024-05-13 Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza Narzędzie do kształtowania przyrostowego blach

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303141A (en) * 1991-01-03 1994-04-12 International Business Machines Corporation Model generation system having closed-loop extrusion nozzle positioning

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3342051A (en) * 1964-08-10 1967-09-19 Leszak Edward Apparatus and process for incremental dieless forming
DE3410913A1 (de) * 1984-03-24 1985-10-03 Trumpf GmbH & Co, 7257 Ditzingen Werkzeugmaschine zur mechanischen und laserstrahl-bearbeitung eines werkstuecks
US5121329A (en) * 1989-10-30 1992-06-09 Stratasys, Inc. Apparatus and method for creating three-dimensional objects
DE4040554A1 (de) * 1990-12-18 1992-07-02 Maho Ag Werkzeugmaschine zur abtragenden werkstueckbearbeitung mittels laserstrahls
US5207371A (en) * 1991-07-29 1993-05-04 Prinz Fritz B Method and apparatus for fabrication of three-dimensional metal articles by weld deposition
FR2685922B1 (fr) * 1992-01-07 1995-03-24 Strasbourg Elec Buse coaxiale de traitement superficiel sous irradiation laser, avec apport de materiaux sous forme de poudre.
DE59204955D1 (de) * 1992-10-19 1996-02-15 Zeppelin Metallwerke Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Verformen eines Blechrohlings
US5503785A (en) * 1994-06-02 1996-04-02 Stratasys, Inc. Process of support removal for fused deposition modeling
DE19533960C2 (de) * 1995-09-13 1997-08-28 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von metallischen Werkstücken
CN1145840A (zh) * 1995-09-14 1997-03-26 邵文远 集成加工中心
JPH09150228A (ja) * 1995-11-24 1997-06-10 Rikagaku Kenkyusho 金属板積層金型の製作方法
US6144008A (en) * 1996-11-22 2000-11-07 Rabinovich; Joshua E. Rapid manufacturing system for metal, metal matrix composite materials and ceramics
JP3784539B2 (ja) * 1998-07-01 2006-06-14 本田技研工業株式会社 金型の製造方法
US6441338B1 (en) * 1999-04-19 2002-08-27 Joshua E. Rabinovich Rapid manufacturing of steel rule dies and other 3-dimensional products, apparatus, process and products
CN1140377C (zh) * 2000-12-20 2004-03-03 华中科技大学 直接快速制造模具与零件的方法及其装置
DE102004012682A1 (de) * 2004-03-16 2005-10-06 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Lasertechnik und Auftragen eines Absorbers per Inkjet-Verfahren
CA2511699A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-09 Ingersoll Machine Tools, Inc. Method and apparatus for repairing or building up surfaces on a workpiece while the workpiece is mounted on a machine tool
US20070003416A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 General Electric Company Niobium silicide-based turbine components, and related methods for laser deposition
US7951412B2 (en) * 2006-06-07 2011-05-31 Medicinelodge Inc. Laser based metal deposition (LBMD) of antimicrobials to implant surfaces
ATE553910T1 (de) * 2007-07-04 2012-05-15 Envisiontec Gmbh Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
EP2188114B1 (en) * 2007-07-25 2018-09-12 Stratasys Ltd. Solid freeform fabrication using a plurality of modeling materials
ES2376395T3 (es) * 2007-10-18 2012-03-13 Siemens Aktiengesellschaft Reparación de una junta est�?tica de rotor.
US8545142B2 (en) * 2008-03-06 2013-10-01 University Of North Carolina At Charlotte Deformation machining systems and methods
JP5456379B2 (ja) * 2009-06-05 2014-03-26 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法
US8316687B2 (en) * 2009-08-12 2012-11-27 The Boeing Company Method for making a tool used to manufacture composite parts
JP5653657B2 (ja) * 2010-06-09 2015-01-14 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法、得られる三次元形状造形物および成形品の製造方法
DK2629975T3 (da) * 2010-10-21 2022-05-09 Organovo Inc Anordninger til fremstilling af væv
JP5622636B2 (ja) * 2011-03-29 2014-11-12 株式会社東芝 補修装置および補修方法
US9636873B2 (en) * 2012-05-03 2017-05-02 B9Creations, LLC Solid image apparatus with improved part separation from the image plate
US9149988B2 (en) * 2013-03-22 2015-10-06 Markforged, Inc. Three dimensional printing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303141A (en) * 1991-01-03 1994-04-12 International Business Machines Corporation Model generation system having closed-loop extrusion nozzle positioning

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160116167A (ko) * 2015-03-26 2016-10-07 안동대학교 산학협력단 삼차원 구조물 제조장치 및 방법

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