KR20150099398A - 스택에 개구를 형성하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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개리 립크진스키
웨슬리 이. 홀맨
에릭 휜넴
윌리엄 피. 잔테슨
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더 보잉 컴파니
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Abstract

개시의 하나의 양태는 두 개 이상의 층들을 포함하는 스택(230) 내에 최종 개구 및 예비 개구 크기를 가지며 두 개 이상의 층들 중 하나 이상을 통하여 연장하는 예비 개구(240)를 형성하기 위한 절삭 공구(100)에 관한 것이다. 상기 절삭 공구(100)는 섕크(120)를 포함한다. 상기 절삭 공구(100)는 또한, 제 1 코팅(116) 또는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분(112)을 포함하며, 상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 1 부분(112)을 적어도 부분적으로 덮는다. 상기 절삭 공구(100)는 또한, 상기 섕크(120)와 상기 제 1 부분(112) 사이의 제 2 부분(114)을 포함하며, 상기 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)을 포함하고, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 2 부분(114)을 적어도 부분적으로 덮는다.

Description

스택에 개구를 형성하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR FORMING AN OPENING IN A STACK}
특정 제품들, 예를 들면 항공기 또는 항공기 조립체들은 상이한 재료 유형들의 컴포넌트(component)들을 포함할 수 있다. 개구를 형성하기 위해(예를 들면, 구멍을 드릴링(drill)하기 위해) 사용되는 절삭 공구(cutting tool)들이 관통하는 스택의 층들 내의 상이한 재료들의 존재는 드릴링 프로세스를 복잡하게 할 수 있고 조립 전에 드릴링을 완료하기 위한 프로세스들 및 절삭 공구들에 대해 고비용들을 초래할 수 있다. 효율적으로 및/또는 비용-효율적으로 상이한 층들을 통과하여 드릴링하기 위해서 상이한 공구(tool)들 또는 상이한 공구 코팅들이 요구될 수 있다. 예를 들면, 코팅되지 않은(bare) 탄화물 공구(carbide tool)들은 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 드릴링하기 위해 사용될 때 일반적으로 비교적 빨리 마모된다. 다이아몬드 코팅들을 구비한 공구들이 CFRP를 드릴링하기 위한 마모 특성들을 개선하기 위해 사용될 수 있지만, 다이아몬드 코팅들은 강 층(steel layer)들 내의 철(iron)과 화학 반응하여, 다이아몬드 코팅들을 강과 함께 사용하는 것을 부적절하게 만든다.
따라서, 상기 인식된 고려 사항들을 해결하기 위해 의도된, 다수의 층들을 가지는 스택(stack) 내에 개구들을 형성하기 위한 절삭 공구의 유용이 발견되었다.
본 개시의 일 예는 두 개 이상의 층들을 포함하는 스택 내에 최종 개구 및 예비(pilot) 개구 크기를 가지고 두 개 이상의 층들 중 하나 이상의 층을 통하여 연장하는 예비 개구를 형성하기 위한 절삭 공구에 관한 것이다. 절삭 공구는 섕크(shank)를 포함한다. 절삭 공구는 또한 제 1 코팅 또는 제 1 코팅 및 제 2 코팅 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분을 포함하며, 제 1 코팅은 제 1 부분을 적어도 부분적으로 덮는다. 절삭 공구는 또한 섕크와 제 1 부분 사이에 제 2 부분을 포함하며, 제 2 부분은 제 2 코팅을 포함하며, 제 2 코팅은 제 2 부분을 적어도 부분적으로 덮는다.
본 개시의 일 예는 두 개 이상의 층들을 포함하는 스택을 프로세싱하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 절삭 공구를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 절삭 공구는 섕크; 제 1 코팅 또는 제 1 코팅 및 제 2 코팅 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분으로서, 상기 제 1 코팅은 상기 제 1 부분을 적어도 부분적으로 덮는 제 1 부분; 그리고 상기 섕크와 상기 제 1 부분 사이에 제 2 부분을 포함하며, 여기서 상기 섕크, 제 1 부분, 및 제 2 부분은 길이방향 대칭 축선을 가지며, 상기 제 2 부분은 제 2 코팅을 포함하고, 상기 제 2 코팅은 상기 제 2 부분을 적어도 부분적으로 덮는다. 상기 방법은 또한 상기 절삭 공구를 길이 방향 대칭 축선을 중심으로 회전시키고 두 개 이상의 층들을 통하여 연장하고 최종 개구 직경을 가지는 최종 개구를 형성하도록 상기 스택을 통하여 상기 절삭 공구를 압박하는 단계(urging)를 포함하며, 상기 제 1 부분은 예비 개구 크기를 가지며 두 개 이상의 층들 중 하나 이상의 층을 통하여 연장하는 예비 개구보다 작으며, 상기 최종 개구 직경은 실질적으로, 예비 개구 크기와 동일하거나 예비 개구 크기보다 크며, 상기 최종 개구는 예비 개구와 실질적으로 동축이다.
이와 같이 개시의 예들이 보편적으로(in general terms) 설명되었지만, 지금부터 첨부된 도면들이 참조될 것이며, 이 도면들은 반드시 실척 대로 도시되지는 않았으며, 여기서 동일한 도면 부호들은 수 개의 도면들을 통하여 동일하거나 유사한 부분들을 나타낸다.
도 1은 개시의 하나의 양태에 따른, 절삭 공구의 블록도이며;
도 2는 개시의 하나의 양태에 따른, 도 1의 절삭 공구 및 절삭 공구에 의해 드릴링될 부분들의 스택의 개략적인 단면도이며,
도 3은 개시의 하나의 양태에 따른, 도 2의 절삭 공구의 개략적인 사시도이며,
도 4는 개시의 하나의 양태에 따른, 테이퍼진 표면(tapered surface)들을 가지는 도 1의 절삭 공구의 개략적인 측면도이며,
도 5 내지 도 7은 상이한 코팅 구성들을 가지는 도 1의 절삭 공구의 예들을 예시하는 개략적인 단면도들이며,
도 8 내지 도 10은 상이한 예비 개구 배열들을 예시하는 개략적인 단면도들이며,
도 11a 내지 도 11d는 부분들의 스택(a stack of parts) 내에 개구들의 형성을 예시하는 개략적인 단면도들이며,
도 12a 및 도 12b는 개시의 하나 또는 둘 이상의 양태들에 따른, 도 2의 절삭 공구의 궤도 이동(orbiting)을 도시하는 도면들이며,
도 13은 개시의 하나의 양태에 따른, 부분들의 스택 내에 개구를 형성하기 위한 도 1의 절삭 공구를 사용하는 방법의 블록도이며,
도 14는 항공기 생산 및 서비스(service) 방법의 흐름도이며,
도 15는 항공기의 개략적인 사시도이다.
위에서 언급된 블록도(들)에서, 다양한 요소들 및/또는 컴포넌트들을 연결하는 실선들은 기계적, 전기적, 유체, 광학, 전자기적, 및 다른 커플링 및/또는 이들의 조합들을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은, "커플링된(coupled)"은 직접적으로뿐만 아니라 간접적으로 결합된 것을 의미한다. 예를 들면, 부재 A는 부재 B와 직접 결합될 수 있거나 예를 들면 다른 부재 C를 통해 부재 B와 간접적으로 결합될 수 있다. 블록도(들)에서 도시된 것 외의 커플링들이 또한 존재할 수 있다. 다양한 요소들 및/또는 컴포넌트들을 연결하는 파선들(있다면)은 실선들에 의해 표시된 것들과 기능 및 목적이 유사한 커플링들을 표시하나; 파선들에 의해 표시된 커플링들은 선택적으로 제공되거나 개시들의 대안적이거나 선택적인 양태들과 관련된다. 또한, 파선들로 표시되는 임의의 요소들 및/또는 컴포넌트들은 개시의 대안적이거나 선택적인 양태들을 나타낸다. 환경적 요소들(있다면)은 점선들로 표시된다.
후술되는 설명에서, 다양한 특정 상세들은 이러한 자세한 내용들 중 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있는, 개시된 개념들의 철저한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 다른 예들에서, 공지된 장치들 및/또는 프로세스들의 상세들은 개시들을 불필요하게 애매하게 만드는 것을 회피하기 위하여 생략되었다. 일부 개념들은 특정 예들과 관련하여 설명될 것이지만, 이러한 예들은 제한되는 것으로 의도되지 않는 것이 이해될 것이다.
본 명세서에서 "일 예" 또는 "하나의 양태"에 대한 참조는 예 또는 양태와 관련하여 설명된 하나 또는 둘 이상의 특징, 구조, 또는 특성이 하나 이상의 구현예를 포함하는 것을 의미한다. 명세서 내의 다양한 위치들에서 구절 "일 예" 또는 "하나의 양태"는 동일한 예 또는 양태를 참조할 수 있거나 참조하지 않을 수도 있다.
도 1 내지 도 12에서 예시된 바와 같이, 그리고 특히 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 예는 두 개 이상의 층들(예를 들면, 철 함유 층(ferrous layer; 232) 및 복합재 층(composite layer; 234))을 포함하는 스택(230) 내에 최종 개구(1104)(도 11d) 및 두 개 이상의 층들 중 하나 이상의 층(예를 들면, 철 함유 층(232))을 관통하여 연장하고 예비 개구 크기(242)를 가지는 예비 개구(240)를 형성하기 위한 절삭 공구(100)에 관한 것이다. 절삭 공구(100)는 섕크(120)를 포함한다. 절삭 공구(100)는 또한 제 1 코팅(116) 또는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분(112)을 포함하며, 제 1 코팅(116)은 제 1 부분(112)을 적어도 부분적으로 덮는다. 절삭 공구(100)는 또한 섕크(120)와 제 1 부분(112) 사이에 제 2 부분(114)을 포함하고, 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)을 포함하며, 상기 제 2 코팅(118)은 제 2 부분(114)을 적어도 부분적으로 덮는다. 예비 개구 크기(242)는 직경일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 달리 특정되지 않는 한 용어 "제 1", "제 2", 및 "제 3" 등은 단지 명칭들로서 사용되며, 이 용어들이 속한 요소들에 대한 순서 또는 위치 요건들을 부과하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들면, "제 1" 및 "제 2" 대상은, 단지 "제 1" 및 "제 2"로 지정되었다는 이유만으로, 서로에 대해 또는 다른 대상들에 대해 서로 인접하게 또는 특별한 순서로 위치될 필요가 없다. 더욱이, "제 1" 및 "제 2" 대상의 사용은 반드시 "제 3 대상", "제 4 대상" 등의 사용을 요구하거나 배제하는 것은 아니다.
계속해서 도 2를 참조하면, 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114)은 스택(230)의 하나 또는 둘 이상의 층들로부터 재료를 제거하기 위해 사용된 절삭 부분들로서 구성될 수 있거나 절삭 부분들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)은 재료 제거를 위해 구성된 하나 또는 둘 이상의 치형부들, 플루트(flute)들 또는 채널들 등을 포함할 수 있다. 일반적으로, 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114)은 절삭 공구(100)의 길이 방향 대칭 축선(202)을 중심으로 회전되고 스택(230)으로부터 재료를 제거하기 위하여 스택(230)을 통하여 압박되도록 구성된다. 본 명세서에서 사용된 "회전(rotation)"은 몸체의 회전 축선이 몸체의 질량 중심을 통하여 지나갈 때 발생하며, 이에 의해 몸체가 자전하거나 스핀한다. 일부 예들에서, 회전에 부가하여, 절삭 공구(100)는 또한 궤도 이동 운동(orbital motion)으로 이동될 수 있다. 절삭 공구(100)는, 다양한 예들에서, 축방향 드릴링 및/또는 궤도 이동식 드릴링에서의 사용을 위해 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 절삭 공구(100)는 부가 또는 다른 공정(operation)에의 사용을 위해 구성될 수 있다. 일 예에서 절삭 공구(100)는 리밍(reaming)을 위해 이용될 수 있다. 섕크(120)는 절삭 공구(100)를 회전시키거나 회전과 궤도를 이동시키며 절삭 공구(100)를 스택(230) 내로 압박하는데 사용되는 액추에이터(210)에 절삭 공구(100)를 고정하기 위한 표면을 제공하기 위한 크기 및 구성을 갖는다. 도 2에 도시된 예에서, 섕크(120)는 액추에이터(210)의 홀더(220)에 절삭 공구(100)를 고정하는데 사용된다. 섕크(120)는 예를 들면 홀더(220)의 개구에 의해 수용되기 위한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 섕크(120)는 다양한 예들에서 원형, 사각형, 또는 이와 달리 다각형 횡단면을 가질 수 있고 및/또는 단차형(stepped)일 수 있다. 홀더(220)(예를 들면, 척)는 절삭 공구(100)의 섕크(120)를 해제가능하게 수용하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 액추에이터(210)는 절삭 공구(100)를 회전시키거나 회전과 궤도를 이동시키고/시키거나 스택(230)에서 재료를 제거하기 위해(예를 들면, 개구를 형성하고 및/또는 개구를 확장하기 위해) 절삭 공구(100)를 스택(230) 내로 압박하도록 구성된다. 다양한 예들에서, 액추에이터(210)는 특히 축방향 드릴 또는 궤도 이동식 드릴로서 구성될 수 있다.
본 명세서에서 참조된, 코팅들(예를 들면, 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118))은 코팅들이 도포되는 하부에 있는(underlying) 기재(예를 들면 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)의 외부 표면)와 상이한 하나 또는 둘 이상의 재료들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)은 하나 또는 둘 이상의 코팅들이 도포되는 기재로서 사용된 탄화물 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118)에는 절삭 공정(operation)들을 위한 개선된 내구성, 마모성, 신뢰성 및/또는 정밀도를 제공하도록 선택된 재료들이 포함될 수 있다. 일반적으로 균일한 두께를 가지는 제 1 코팅(116) 및/또는 제 2 코팅(118)이 도포될 수 있다. 예를 들면 화학 기상 증착(CVD) 프로세스를 사용하여, 제 1 코팅(116) 및/또는 제 2 코팅(118)이 도포될 수 있다. 다른 예에서, 제 1 코팅(116) 및/또는 제 2 코팅(118)은 스퍼터 증착과 같은, 물리 기상 증착(PVD) 프로세스를 사용하여 도포될 수 있다. 코팅들의 특별한 조성, 코팅들의 두께, 및 코팅들을 도포하기 위해 사용된 기술(들)은 절삭 공구(100)에 의해 프로세싱될 재료(들)을 포함한, 주어진 특별한 도포 요건들을 기초로 하여 결정될 수 있다.
예를 들면 도 2에 예시된 바와 같이, 절삭 공구(100)는 제 1 부분(112), 제 2 부분(114), 및 섕크(120)를 포함하는 몸체(110)를 포함할 수 있다. 섕크(120)는 섕크 단부(206) 근처에 배치될 수 있고 제 1 부분(112)은 절삭 공구(100)의 절삭 단부(204) 근처에 배치될 수 있고, 위에서 설명된 바와 같이 제 2 부분(114)은 섕크(120)와 제 1 부분(112) 사이에 배치된다. 도 2에 도시된 예에서, 섕크(120)는 제 2 부분(114)에 바로(immediately) 가깝게 있으며(인접하고), 제 2 부분(114)은 제 1 부분(112)에 바로 가깝게 있으며(인접하며); 그러나, 다른 예들에서, 위에서 언급된 인접함들은 존재할 수 없거나/없으며 부가 부분들이 존재할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114)은 절삭을 위해 구성된 부분들, 또는 절삭 부분들을 포함한다. 일부 예들에서, 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)은 절삭을 위해 구성되지 않은 하나 이상의 부분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 예시된 바와 같이, 절삭 공구(100)의 몸체(110)의 제 2 부분(114)은 섕크 단부(206)에 인접한 비-절삭 부분(115)을 포함할 수 있다. 비-절삭 부분(115)과 같은 비-절삭 부분들에는, 일부 예들에서 코팅(예를 들면, 제 1 코팅(116) 및/또는 제 2 코팅(118))이 제공될 수 있고, 다른 예들에서 코팅이 제공되지 않을 수 있다.
전술되고 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 예를 들어 도 5 내지 도 7을 참조하면, 제 1 코팅(116)은 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112)을 실질적으로 완전히 덮으며 제 2 코팅(118)은 상기 절삭 공구의 제 2 부분(114)을 실질적으로 완전히 덮는다. 다른 예들에서, 제 1 코팅(116)은 제 1 부분(112)을 완전히 덮지 않을 수 있고/있거나 제 2 코팅(118)은 제 2 부분(114)을 완전히 덮지 않을 수 있다. 예를 들면, 도 2에 예시된 바와 같이, 도시된 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)이 도포되지 않는 비-절삭 부분(115)을 포함한다.
전술되고 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 예를 들어 도 2, 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 제 1 코팅(116)은 절삭 공구(100)의 제 2 코팅(118)과 상이하다. 예를 들면, 제 1 코팅(116)은 스택(230) 내의 주어진 재료 및/또는 층을 절삭하는데 사용하기에 적합하지 않은 제 1 재료를 포함할 수 있고, 반면 제 2 코팅(118)은 스택(230) 내의 주어진 재료 및/또는 층을 절삭하는데 사용하기에 적합한 상이한 제 2 재료를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 스택 재료를 절삭하기 위한 것과 같은 정상적인 사용을 위해 코팅 재료가 상업적으로 허용가능한 경우, 예를 들면, 당업자에 의해 이해된 바와 같이 스택 재료를 마모, 성능, 및 반응성에 대한 합리적이거나 실용적인 수준으로 절삭하기 위해 코팅 재료가 사용될 수 있는 경우, 코팅 재료는 스택 재료를 절삭하기에 적합하다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 불충분한 절삭 특성들 및/또는 재료들 간의 바람직하지 않은 상호 작용들, 예를 들면 더러워짐(fouling) 또는 오염(contamination)에 의해 스택 재료를 절삭하기 위한 코팅 재료의 사용이 당업자에 의해 이해된 바와 같이 비실용적이거나 과도하게 비용이 많이 드는 경우, 코팅 재료는 스택 재료를 절삭하기에 적합하지 않다. 예를 들면, 주어진 스택 재료와 함께 사용될 때 당업자가 예상하는 것보다 더 빨리 마모되거나 적절한 성능을 제공하지 않는(예를 들면, 필요한 재료 제거율보다 낮으며 또는 열등한 표면 마무리를 생성하는) 코팅 재료는 주어진 스택 재료와 함께 사용하는 것이 용납되지 않는다. 다른 예로서, 코팅 재료가 스택 재료와 화학 반응하여 코팅 재료 및/또는 스택 재료를 더럽히거나 손상시키는 경우, 코팅 재료는 스택 재료와 함께 사용하기에 적합하지 않다.
일 예에서, 절삭 공구(100)의 제 1 코팅(116)은 스택(230)의 제 1 (하나의) 층을 절삭하는데 사용하기에 적합하지만 스택(230)의 제 2 (다른) 층을 절삭하는데 사용하기에는 적합하지 않으며, 제 2 코팅(118)은 스택(230)의 제 2 층을 절삭하는데 사용하기에 적합하다. 이러한 예에서, 예비 개구(240)가 스택(230)의 제 2 층에 제공될 수 있고 제 1 코팅(116)이 스택(230)의 제 2 층과 접촉하지 않는 정도의 크기를 가지며, 대신에 제 2 코팅(118)은 스택(230)의 제 2 층에 개구를 형성하기 위한 절삭 프로세스 동안 스택(230)의 제 2 층과 접촉한다.
예를 들면, 스택(230)은 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 철 함유 층(232), 복합재 층(234), 및 비철 층(236)을 포함한다. 철 함유 층(232)은 철을 포함하는 재료, 예를 들면 탄소 강과 같은 철 합금으로 형성되거나 이들을 포함할 수 있다. 복합재 층(234)은 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은, 복합재 재료로 형성되거나 이 복합재 재료를 포함할 수 있다. 비철 층(236)은 예를 들면, 특히 비철 금속 또는 합금(티타늄 또는 알루미늄과 같은) 또는 유리 섬유로 형성될 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 위에서 논의된 예를 참조하면, 복합재 층(234)은 제 1 코팅(116)이 절삭용으로 적합한 제 1 층의 일 예일 수 있고, 철 함유 층(232)은 제 1 코팅(116)이 절삭용으로 적합하지 않은 제 2 층의 일 예일 수 있다. 도 2에 예시된 바와 같이, 예비 개구(240)의 예비 개구 크기(242)가 제 1 부분(112)의 통과를 위한 간극(clearance)을 제공하기 위한 크기를 가져서, 액추에이터(210)가 스택(230) 내의 재료를 제거하도록(예를 들면, 개구를 형성하도록) 작동될 때 제 1 코팅(116)은 철 함유 층(232)과 접촉하지 않는다. 철 함유 층(232)으로부터 재료를 제거하기 위해(예를 들면, 예비 개구(240)를 확장하고/하거나 예비 개구(240)의 바람직한 균일함 또는 다듬질을 제공하기 위해) 제 2 코팅(118)이 철 함유 층(232)과 접촉할 수 있도록 예비 개구(240) 및 제 2 부분(114)이 선택되거나 크기를 갖는다.
이에 따라, 다양한 예들에서, 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112) 및 예비 개구(240)는 절삭 공구의 제 1 코팅(116)이 제 1 코팅(116)의 사용에 적합하지 않은 재료와 접촉하는 것을 방지하기 위한 크기 및 구성을 가질 수 있으며, 제 2 부분(114)(및 제 2 코팅(118))은 제 1 코팅(116)의 사용에 적합하지 않은 재료를 절삭하기 위해 사용된다. 도 2의 예비 개구(240)가 단지 철 함유 층(232)을 통하여 연장하는 것으로 도시되었지만, 다른 예들에서 예비 개구(240)는 하나 또는 둘 이상의 다른 층들(예를 들면, 비철 층(236))을 통하여 연장할 수 있고/있거나 부가 예비 개구들이 다른 층들에 존재할 수 있다. 상이한 재료들을 포함하는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118)에 부가하여 또는 대안적으로, 제 1 코팅(116)은 제 2 코팅(118)을 도포하기 위해 사용된 기술과 상이한 기술을 사용하여 절삭 공구(100)에 도포될 수 있다. 예를 들면, CVD가 제 1 코팅(116)을 도포하기 위해 사용될 수 있으며, 제 2 코팅(118)을 도포하기 위해 PVD가 사용될 수 있다.
전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서 예를 들어 도 2를 참조하면, 절삭 공구(100)의 제 1 코팅(116)은 다이아몬드 재료를 포함한다. 다이아몬드 재료는 예를 들면 CVD 기술을 사용하여 도포되는 다이아몬드 코팅일 수 있고 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112)에 도포될 수 있다. 예를 들면, 금속들 또는 합금들은 다이아몬드 코팅이 도포되는 기재로서 사용될 수 있다. 특정 금속들 또는 합금들은 다이아몬드 코팅들의 도포 전에 전처리를 요구할 수 있다. 다이아몬드 코팅들은 CFRP, 유리 섬유, 티타늄, 및 알루미늄과 같은 재료들을 절삭하기 위해 사용될 수 있지만, 절삭 강들 또는 다른 철 함유 재료들에서 사용하기에 적합하지 않을 수 있다. 또한, 다이아몬드 코팅들이 기재상의 표면 오염물들 및 결함들을 비교적 용납하지 않을 수 있어서, 이 같은 표면 오염물들 및 결함들, 및/또는 부적절한 기재의 사용으로부터 기재로의 코팅(들)의 불충분한 접착이 초래될 수 있다. 다양한 예들에서, 다이아몬드 코팅은 비교적 얇을 수 있으며, 예를 들면 약 0.0002 인치(약 0.005 mm)일 수 있다. 더 두꺼운 코팅들이 다른 예들에서 이용될 수 있다. 다양한 예들에서, 코팅들의 입자 크기들이 약 0.00008인치(약 2 마이크로미터)일 수 있다. 더 큰 입자 크기들이 다른 예들에서 활용될 수 있다.
일반적으로, 다이아몬드 코팅들은 코팅되지 않은 절삭 표면들(예를 들면, 탄화물 표면들) 또는 다른 코팅들(예를 들면, 알루미늄 크롬 질화물(AlCrN) 코팅들)에 대한 개선된 경도, 및 개선된 내마모성 및 내마멸성을 제공한다. 그러나, 다이아몬드 코팅들은 다른 코팅들보다 더 고가일 수 있다. 또한, 다이아몬드 코팅들은 철 함유 재료들과 같은 특정 재료들을 절삭하는데 함께 사용할 수 없거나 부적합할 수 있다. 다이아몬드-코팅된 절삭 표면 및/또는 철 함유 재료의 더러워짐 및/또는 오염이 철 함유 재료를 절삭하기 위한 다이아몬드-코팅된 절삭 표면의 사용으로부터 초래될 수 있다. 예를 들면, 철 함유 재료들의 절삭으로부터의 마찰 및 열은 다이아몬드 코팅 내의 탄소를 철 함유 재료 내로 확산시키는 화학적 반응을 초래할 수 있어, 코팅의 오염 또는 더러워짐 및/또는 가속화되거나 조기 마모 또는 손상을 초래한다.
전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 일 양태에서, 절삭 공구(100)의 제 2 코팅(118)은 AlCrN 재료를 포함한다. AlCrN 코팅들은 예를 들면, PVD 프로세스를 사용하여 도포될 수 있다. AlCrN 코팅은 코팅되지 않은 표면(예를 들면, 탄화물)보다 더 큰 경도 및 내마모성을 제공할 수 있지만 다이아몬드 코팅보다 더 낮은 경도 및 내마모성을 제공할 수 있다. AlCrN 코팅들은 철 함유 재료 및 다른(예를 들면, 복합재) 재료 모두를 절삭하기에 적합할 수 있으며, 이에 따라 절삭 공구(100)가 철 함유 층 및 비철 층 모두에 개구를 형성하기 위해 사용될 때 AlCrN 코팅들이 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114)에 도포될 수 있다. 예를 들면, PVD AlCrN 코팅은 강 또는 다른 철 함유 재료들, 뿐만 아니라 CFRP, 유리 섬유, 티타늄, 및 알루미늄을 절삭하기에 적합할 수 있다. 이에 따라, 일부 예들에서, 절삭하는데 제 2 코팅(118)이 적합한 재료를 절삭하는데에는 제 1 코팅(116)이 적합하지 않을 수 있다. AlCrN 코팅이 일반적으로 CFRP를 절삭하기에 적합하게 될 수 있지만, 당업자는 CFRP와 함께 사용하기 위한 AlCrN의 마모 특성보다 바람직한 마모 특성을 다이아몬드 코팅들이 가지는 것을 인정할 것이다. 다양한 예들에서, 하나 또는 둘 이상의 상이한 코팅들이 다이아몬드 코팅 및/또는 AlCrN 코팅에 대안적으로 또는 부가적으로 이용될 수 있다.
이에 따라, 절삭 공구(100)의 제 1 코팅(116)이 다이아몬드 재료를 포함하고 스택(230)이 철 함유 재료를 포함하는 하나 이상의 층을 포함하는 경우에, 절삭 공구(100) 및 스택(230)은 절삭 공구(100)를 이용한 스택(230)의 프로세싱 동안, 철 함유 재료들을 절삭하기에 적합한 제 2 코팅(118)만이 철 함유 재료와 접촉하고, 제 1 코팅(116)은 철 함유 재료와 접촉하지 않도록 구성되어야 한다. 예를 들면, 도 2에 예시된 바와 같이, 예를 들면, 제 1 코팅(116)은 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112)으로 제한될 수 있고, 예비 개구(240)는 철 함유 층(232)에 제공될 수 있고, 제 1 부분(112) 및 예비 개구(240)는 절삭 공구(100)가 스택(230)을 통하여 압박될 때 제 1 부분(112) 및 제 1 코팅(116)이 철 함유 재료와 접촉하지 않는 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 스택(230)에서 하나 또는 둘 이상의 재료들(예를 들면, CFRP)을 절삭하기 위한 제 1 코팅(116)의 바람직한 마모 특성들을 이용할 수 있도록 제 1 코팅(116)(예를 들면, 다이아몬드 코팅)이 이용될 수 있는 반면에, 제 2 코팅(118)(예를 들면, AlCrN 코팅)은 제 1 코팅(116)에 의해 절삭되기에는 적합하지 않은 또 하나의 재료(예를 들면, 강)를 절삭하는데 사용된다.
전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 예를 들면, 도 5에 예시된 바와 같이, 절삭 공구(100)의 제 2 부분(114)에는 실질적으로 제 1 코팅(116)이 없다. 예를 들면, 제 1 코팅(116)이 절삭 공구(100)에 도포될 때 제 2 부분(114)은 도포되지 않을 수 있다(masked off). 또한 전술되고 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함하는 개시의 하나의 양태에서, 도 5에 예시된 바와 같이, 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112)에는 실질적으로 제 2 코팅(118)이 없고 절삭 공구(100)의 제 2 부분(114)에는 실질적으로 제 1 코팅(116)이 없다.
위에서 논의된 다양한 예들에서, 제 1 코팅(116) 및/또는 제 2 코팅(118)은 실질적으로, 제 1 부분(112) 또는 제 2 부분(114) 중 단지 하나로 제한될 수 있다. 그러나, 일부 예들에서, 하나 또는 둘 이상의 코팅들은 상기 부분들 중 두 부분 이상에 도포될 수 있다.
전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서 도 6에 예시된 바와 같이, 절삭 공구(100)의 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118)은 상기 절삭 공구의 제 1 부분(112)을 따라 적어도 부분적으로 겹쳐진다. 전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 제 2 코팅(118)은 제 1 코팅(116)을 덮는다. 전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 예를 들면, 도 7을 참조하면, 제 2 코팅(118)은 실질적으로 제 1 부분(112)을 완전히 덮는다. 일부 예들에서, 제 1 코팅(116)은 다이아몬드 재료를 포함하고, 제 2 코팅(118)은 AlCrN 재료를 포함한다.
AlCrN 코팅은 다이아몬드 코팅 위에 도포하기 위해 다이아몬드 재료에 충분히 부착될 수 있지만, 다이아몬드 재료는 AlCrN 코팅 위에 도포하기 위해 AlCrN 코팅에 충분히 부착되지 않을 수 있음을 당업자가 인정할 것이다. AlCrN 재료가 철 함유 재료들 및 복합재 재료들 모두를 절삭하기에 적합하기 때문에, 그리고 AlCrN 코팅이 다이아몬드 코팅 위에 실용적으로 또는 합리적으로 도포될 수 있기 때문에, 제 2 코팅(118)(AlCrN)은, 제 1 코팅(116)(다이아몬드)이 이미 도포된 제 1 부분(112)을 실질적으로 완전히 덮을 수 있다. AlCrN 코팅이 마모되어 제거되면서, 다이아몬드 코팅이 노출되어 복합재 또는 그와는 달리 비철(예를 들면, 티타늄) 재료들을 프로세싱하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 다이아몬드 코팅이 AlCrN 코팅 위로 실용적으로 또는 합리적으로 도포되지 않을 수 있기 때문에, 그리고 다이아몬드 코팅이 철 함유 재료들을 프로세싱하기에 적합하지 않을 수 있기 때문에, 다이아몬드 코팅은 제 2 코팅(118) 위에 도포되지 않을 수 있다. 따라서, 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118)이 겹쳐지는 일부 실시예들에서, 코팅들은 단지 코팅들의 부착 특성들을 기초로 한 특별한 순서로만 절삭 공구(100)에 도포될 수 있다(예를 들면, 제 1 코팅(116)은 제 2 코팅(118) 전에 도포될 수 있다).
전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 예를 들어 도 2를 참조하면, 제 1 코팅(116)은 제 2 코팅(118)보다 더 큰 내마모성을 갖는다. 예를 들면, 또한 위에서 논의된 바와 같이, 제 1 코팅(116)은 AlCrN 재료를 포함할 수 있는 제 2 코팅(118)보다 더 큰 내마모성을 가지는 다이아몬드 재료를 포함할 수 있다. 내마모성은 반드시 재료의 경도에 의해 결정되는 것은 아니라는 것에 주목될 수 있다. 예를 들면, 심지어 두 개의 재료들이 유사한 경도를 가질 수 있지만, 이 재료들의 내마모성은 상이할 수 있다. 당업자는 상이한 유형들의 내마모성이 존재하는 것을 인정할 것이다. 하나의 유형의 내마모성은 낮은 응력 또는 스크래칭 마모이다. 스크래칭 마모에 대한 재료의 내성을 측정하는 하나의 방법은 드라이 샌드 러버 휠 테스트(Dry Sand Rubber Wheel Test) 또는 ASTM G65이다. 드라이 샌드 러버 휠 테스트는 제어된 세트의 실험실 조건들 하에서 중량 손실의 면에서 재료들의 특징을 나타낸다. 현장 실태들에 대한 상관 관계는 특히 충격량, 부식, 또는 마손 부식(galling)과 같은 다른 마모 매개변수들에 의해 영향을 받을 수 있으나; 재료의 현장 성능에 대한 이해는 재료의 화학적 성질 및 재료의 미세구조에 대한 드라이 샌드 러버 휠 테스트의 결과들을 검토함으로써 얻어질 수 있다. 전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 절삭 공구(100)의 적어도 일 부분(예를 들면, 섕크(120) 및/또는 비-절삭 부분(115))은 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 보다 낮은 내마모성을 갖는다.
위에서 나타난 바와 같이, 다양한 예들에서, 스택(230)이 절삭 공구(100)를 사용하여 프로세싱됨에 따라, 절삭 공구(100)는 제 1 코팅(116) 및 제 1 부분(112)이 예비 개구(240)(예를 들면, 철 함유 층(232))를 함유하는 스택(230)의 하나 또는 둘 이상의 층들과 접촉하지 않도록 구성될 수 있다. 전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 도 2를 한번 더 참조하면, 제 1 부분(112)은 제 1 단부 표면(250) 및 제 1 측부 표면(252)을 포함한다. 제 1 측부 표면(252)은 예비 개구 크기(242)보다 작은 제 1 측부 표면 최대 직경(254)을 갖는다. 제 1 코팅(116)은 제 1 단부 표면(250)을 실질적으로 완전히 덮는다. 제 2 부분(114)은 제 2 단부 표면(260) 및 제 2 측부 표면(262)을 포함한다. 제 2 측부 표면(262)은 제 1 측부 표면 최대 직경(254)보다 더 큰 하나 이상의 제 2 측부 표면 직경(264)을 갖는다. 제 2 코팅(118)은 제 1 코팅(116)과 상이한 재료를 포함하고, 제 2 코팅(118)은 제 2 단부 표면(260)의 적어도 일 부분을 덮는다.
제 1 측부 표면 최대 직경(254) 및 제 2 측부 표면 최대 직경(264)은 절삭 공구(100)의 몸체(110)의 기재 또는 하부에 있는 재료 및 도포된 임의의 코팅의 두께 모두를 포함하도록 측정 또는 결정될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 부분(112)(제 1 측부 표면(252))의 직경은 제 1 부분(112)의 길이를 따라 실질적으로 일정할 수 있어서, 제 1 부분(112)의 길이의 임의의 부분을 따른 직경이 제 1 측부 표면 최대 직경(254)이 되는 것으로 이해될 수 있다. 유사하게, 제 2 부분(114)(제 2 측부 표면(262))의 직경은 제 2 부분(114)의 길이를 따라 실질적으로 일정할 수 있어서, 제 2 부분(114)의 길이의 임의의 부분을 따른 직경이 제 2 측부 표면 직경(264)이 되는 것으로 이해될 수 있다. 용어 "직경"이 사용되지만, 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114)의 횡단면은 완전히 또는 연속적으로 원형일 필요가 없다는 것이 추가로 주목될 수 있다. 예를 들면, 플루트들, 치형부들, 또는 다른 특징들이 제 1 측부 표면(252) 및 제 2 측부 표면(262)을 따라 존재할 수 있다.
절삭 공구(100)의 제 2 측부 표면 직경(264)은 예비 개구 크기(242)와 실질적으로 동일한 크기일 수 있거나 더 커서, 제 2 측부 표면 직경(264)은 예비 개구(240)를 포함하는 스택(230)의 하나 또는 둘 이상의 층들(예를 들면, 철 함유 층(232))로부터 재료를 제거하는데 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 제 2 측부 표면 직경(264)은 예비 개구(240)보다 더 작을 수 있지만, 절삭 공구(100)를 궤도이동시킴으로써 철 함유 층(232)으로부터 재료를 제거하는데 또한 사용될 수 있다. 제 1 측부 표면 최대 직경(254)이 예비 개구(240)보다 더 작기 때문에, 제 1 부분(112)은 제 1 코팅(116)이 철 함유 층(232)과 접촉하지 않으면서 스택(230)을 통하여 압박될 것이다. 더욱이, 길이방향 대칭 축선(202)에 대해 횡단하는 방향으로 제 1 부분(112)의 임의의 움직임(예를 들면, 절삭 공구(100)의 궤도를 따름에 의해)은 제 1 코팅(116)과 철 함유 층(232) 사이의 접촉을 방지하도록 예비 개구(240)보다 더 작은 영역으로 제한될 수 있다.
전술 및/또는 후술하는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 제 2 부분(114)은 제 1 부분(112)에 인접하고, 제 1 단부 표면(250)은 실질적으로 디스크 형상이고, 제 2 단부 표면(260)은 실질적으로 고리형 링이다. 전술 및/또는 후술하는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 예를 들어 도 3을 참조하면, 제 1 단부 표면(250)은 제 1 단부 표면 절삭 날(cutting edge; 256)을 포함하고 제 2 단부 표면(260)은 제 2 단부 표면 절삭 날(266)을 포함한다. 전술 및/또는 후술하는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 제 1 측부 표면(252)은 제 1 측부 표면 절삭 날(258)을 포함하고 제 2 측부 표면(262)은 제 2 측부 표면 절삭 날(268)을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 표면의 절삭 날은 반드시 표면 전체를 점유할 필요가 없거나 두 개의 상이한 표면들 사이의 경계부에 위치될 필요가 없다. 절삭 날은 표면의 일 부분일 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 주어진 표면은 두 개 이상의 절삭 날을 포함할 수 있다. 다양한 예들에서 절삭 날들은 표면 상에, 두 개의 표면들의 접합부(junction)에, 및/또는 두 개의 표면들의 접합부 근처에 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)은 일반적으로 형상이 원통형일 수 있으나; 다른 형상들이 다양한 예들에서 이용될 수 있다. 전술되는 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서 예를 들면, 도 4에 예시된 바와 같이, 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114) 중 하나 이상은 테이퍼진 표면을 포함한다. 예를 들면, 제 1 부분(112)은 제 1 테이퍼진 표면(402)을 포함할 수 있고 제 2 부분(114)은 제 2 테이퍼진 표면(404)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114) 중 하나 이상은 실질적으로 그 전체 길이를 따라 테이퍼질 수 있는 측부 표면을 가질 수 있거나, 일 부분이 테이퍼지거나 일 부분이 테이퍼지지 않는 측부 표면을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)은 일반적으로 원추형 또는 절두 원추형이 되도록 테이퍼질 수 있다. 테이퍼진 측부 표면은 이를 따라 플루트들, 치형부들, 또는 다른 특징들을 가질 수 있다. 원추형 이외에, 예를 들면, 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)을 따라 상이한 직경들을 가지는 형상들이 이용될 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 제 1 부분(112) 및/또는 제 2 부분(114)은 상이한 직경들을 가지는 단차형 부분(stepped portion)들을 포함할 수 있다.
일반적으로 도 1 내지 도 12 및 특히 도 13을 참조하면, 본 개시의 일 예는 두 개 이상의 층들(예를 들면, 철 함유 층(232) 및 복합재 층(234))을 포함하는 스택(230)을 프로세싱하는 방법(1300)에 관한 것이다. 상기 방법(1300)은 절삭 공구(100)를 제공하는 단계를 포함한다(공정 1308). 예를 들면, 도 1 및 도 2에서 예시된 바와 같이, 절삭 공구(100)는 섕크(120); 제 1 코팅(116) 또는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분(112)으로서, 제 1 코팅(116)이 제 1 부분(112)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 1 부분; 및 섕크(120)와 제 1 부분(112) 사이에 배치되는 제 2 부분(114)을 포함하며, 상기 섕크(120), 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114)은 길이방향 대칭 축선(202)을 가지며, 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)을 포함하며, 제 2 코팅(118)은 제 2 부분(114)을 적어도 부분적으로 덮는다. 도 13 및 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 방법은 또한 길이 방향 대칭 축선(202)을 중심으로 절삭 공구(100)를 회전시키는 단계, 및 최종 개구 직경(1106)을 가지며 두 개 이상의 층들을 통하여 연장하는 최종 개구(1104)(예를 들면, 도 11d 참조)를 형성하도록 상기 스택(230)을 통하여 절삭 공구(100)를 압박하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 부분(112)은 예비 개구 크기(242)를 가지며 두 개 이상의 층들 중 하나 이상을 통하여 연장하는 예비 개구(240)보다 작으며, 최종 개구 직경(1106)(예를 들면, 도 11d 참조)은 예비 개구 크기(242)와 실질적으로 동일하거나 그보다 크며, 최종 개구(1104)는 예비 개구(240)와 실질적으로 동축이다(공정 1312).
하나 또는 둘 이상의 개구들(예를 들면, 예비 개구(240) 및/또는 최종 개구(1104))은 실질적으로 원형으로 성형될 수 있다. 다른 예들에서, 다른 형상들(예를 들면, 특히 타원체들 또는 슬롯들)을 가지는 개구들이 이용될 수 있다. 예비 개구(240)는 단지 하나의 층을 통과할 수 있거나 두 개 이상의 층을 통과할 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 두 개 이상의 예비 개구(예를 들면, 제 1 층에 제 1 예비 개구 및 제 2 층에 제 2 예비 개구)가 존재할 수 있다. 예를 들면, 제 2 예비 개구는 제 1 예비 개구가 위치 설정되는 층에 인접하지 않는 층에 있을 수 있고/있거나, 제 2 예비 개구는 제 1 예비 개구와 상이한 크기일 수 있다. 제 1 및 제 2 예비 개구들이 정렬될 수 있다.
본 명세서에서 제시되는 방법(들)의 공정들을 설명하는 개시 및 도면(들)은 이 같은 공정들의 순서를 반드시 결정하는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 오히려, 비록 하나의 예시적인 순서가 나타나지만, 공정들의 순서는 적절할 때 수정될 수 있음이 이해되어야 한다. 부가적으로, 개시의 일부 양태들에서, 본 명세서에서 설명된 공정들 모두가 수행될 필요가 있는 것은 아니다.
전술 및/또는 후술하는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서 예를 들어 도 11a을 참조하면, 방법(1300)을 실시할 때, 스택(230)의 두 개 이상의 층들(예를 들면, 철 함유 층(232) 및 복합재 층(234))은 제 1 층(예를 들면, 철 함유 층(232)) 및 제 2 층(예를 들면, 복합재 층(234))을 포함하며, 제 1 층(예를 들면, 철 함유 층(232))은 제 2 층(예를 들면, 복합재 층(234))과 상이한 재료를 포함한다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 층들 중 하나는 절삭 공구(100)의 제 1 코팅(116) 또는 제 2 코팅(118) 중 하나를 절삭하기에 적합하지 않은 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 코팅(116)은 철 함유 층(232)을 절삭하기에 적합하지 않은 다이아몬드 재료를 포함할 수 있다.
전술 및/또는 후술하는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서 예를 들면, 도 2를 참조하면, 스택(230)의 두 개 이상의 층들은 복합재 재료를 포함하는 복합재 층(234) 및 철 함유 재료를 포함하는 철 함유 층(232)을 포함하며, 여기서 예비 개구(240)는 적어도 철 함유 층(232)을 통하여 연장하며, 절삭 공구(100)가 스택(230)을 통하여 압박될 때 제 1 코팅(116)은 철 함유 층(232)의 철 함유 재료와 접촉하지 않는다. 이에 따라, 예를 들면, 상기 절삭 공구(100)의 제 1 코팅(116)(예를 들면, 다이아몬드 코팅)이 철 함유 층(232)을 절삭하는데 적합하지 않은 경우, 제 1 코팅(116)은 철 함유 층(232)의 철 함유 재료를 절삭하는 것 또는 그와의 다른 접촉이 방지될 수 있다. 개시의 하나의 양태에서(예를 들면, 도 8 내지 도 10 참조), 예비 개구(240)는 철 함유 층(232)을 통하여 연장하고 복합재 층(234)을 통하여 연장하지 않는다. 전술 및/또는 후술하는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 최종 개구(1104)가 철 함유 층(232) 내에 형성되기 전에 최종 개구(1104)가 복합재 층(234)에 형성된다. 예를 들면, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 절삭 공구(100)가 스택(230)의 바닥으로부터 스택(230) 내로 압박되는 경우, 최종 개구(1104)(예를 들면, 도 11d 참조)는 철 함유 층(232) 전의 복합재 층(234)에 형성될 수 있다. 전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 최종 개구(1104)가 복합재 층(234) 내에 형성되기 전에 최종 개구(1104)가 철 함유 층(232) 내에 형성된다. 예를 들면, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 절삭 공구(100)가 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 스택(230)의 상부로부터 스택(230) 내로 압박되는 경우, 최종 개구(1104)는 복합재 층(234) 전의 철 함유 층(232) 내에 형성될 수 있다.
전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 예를 들면, 도 2 및 도 8 내지 도 10을 참조하면, 두 개 이상의 층들은 복합재 재료를 포함하는 복합재 층(234), 철 함유 재료를 포함하는 철 함유 층(232), 및 적어도 부가 층(예를 들면, 비철 층(236))을 포함하며, 예비 개구(240)는 적어도 철 함유 층(232)을 통하여 연장하고 복합재 층(234)을 통하여 연장하지 않는다. 도 8 내지 도 10에서, 예비 개구(240)가 철 함유 층(232)을 통하여 연장하고 복합재 층(234)을 통하여 연장하지 않는 스택(230)의 예들이 도시된다. 예비 개구(240)는 철 함유 층(232)만을 통하여 연장할 수 있거나, 하나 또는 둘 이상의 다른 층들을 통하여 또한 연장할 수 있다. 예를 들면, 도 8 및 도 10에서, 예비 개구(240)는 철 함유 층(232) 및 비철 층(236)을 통하여 연장하지만, 복합재 층(234)을 통하여 연장하지 않는다. 도 9에서, 예비 개구(240)는 철 함유 층(232)만을 통하여 연장한다. 일부 예들에서, 예비 개구(240)는 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이 노출될 수 있다(예를 들면, 스택(230)의 외부 층을 통과한다). 다른 예들에서, 예비 개구(240)는 도 9에 도시된 바와 같이 숨겨질 수 있다(예를 들면, 단지 하나 또는 둘 이상의 내부 층들을 통과한다). 예비 개구(240)가 숨겨지는 예들에서, 스택(230)은 절삭 공구(100)가 스택(230) 내로 압박될 때 미리 결정된 위치에서 유지될 수 있고 및/또는 외부 층은 예비 개구(240) 및 절삭 공구(100)의 정렬을 보조하도록 예비 개구(240)의 위치에 대응하는 마킹(marking) 또는 가이드(guide)를 포함할 수 있다는 것에 주목될 수 있다.
예비 개구(240)가 철 함유 층(232)을 통하여 연장하고 복합재 층(234)을 통하여 연장하지 않는 경우에, 제 1 코팅(116)이 철 함유 층(232)을 절삭하거나 이와 달리 철 함유 층(232)과 접촉하는 것을 방지하면서, 제 1 코팅(116)을 통하는 것보다 제 2 코팅(118)을 통하여 더 빠르게 마모될 수 있는 복합재 재료를 제거하기 위해 제 1 코팅(116)(예를 들면, 다이아몬드 코팅)이 유용하게 이용될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 절삭 공구(100)의 다양한 부분들에는 상이한 코팅들이 제공될 수 있어서 더러워짐, 오염 또는 다른 단점들을 초래할 수 있는 재료들 및 코팅들의 상호 작용을 회피하면서 절삭 공구(100)의 성능 및/또는 사용 수명을 개선한다. 이에 따라, 하나의 유형의 코팅(예를 들면, 다이아몬드 코팅)으로 절삭 공구(100)의 특정 부분들을 덮고 상이한 유형의 코팅(예를 들면, AlCrN과 같은 내마모성 PVD 코팅)으로 다른 부분들을 덮음으로써, 하이브리드-코팅된 절삭기(hybrid-coated cutter)가 복잡한 스택들(예를 들면,복합재 층들 및 철 함유 층들과 같은 상이한 재료들의 층들을 포함하는 스택들) 내에 개구들을 형성하도록 제공될 수 있으며, 이때 절삭 공구(100)는 절삭 공구(100)의 상이한 위치들에서 그 양이 변화하는 의도된 내마모성을 가진다. 절삭 공구(100)의 사용은 예를 들면, 감소된 조립 비용 및/또는 증가된 생산성 및/또는 품질을 제공할 수 있다. 도 8 내지 도 10에 도시된 다양한 스택들은 제한의 예가 아닌 예시의 목적을 위한 예로서 제공된 것에 주목할 수 있다. 스택들에서의 층들의 상이한 개수들, 유형들, 또는 배열들이 다양한 예들에서 이용될 수 있다.`
예비 개구(240)의 배치(예를 들면, 위치)가 스택(230) 내에서 변화할 뿐만 아니라 스택(230)을 형성하기 위한 예를 들면, 하나 또는 둘 이상의 층들의 조립체에 대해 예비 개구(240)를 제공하는 타이밍(timing)도 상이한 예들에서 변할 수 있다. 전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 상기 방법(1300)은 또한 두 개 이상의 층들(예를 들면, 철 함유 층(232) 및 복합재 층(234))이 스택(230)을 형성하도록 조립되기 전(공정 1302)에 예비 개구를 제공하는 단계(공정 1304)를 포함한다. 예를 들면, 일부 예들에서, 철 함유 층(232) 및 복합재 층(234)(및 일부 예들에서, 부가 층들)이 스택(230)을 형성하도록 연결되기 전에 철 함유 층(232) 내에 이미 형성된 예비 개구(240)가 제공될 수 있다. 대안적으로, 전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서, 두 개 이상의 층들(예를 들면, 철 함유 층(232) 및 복합재 층(234))이 스택(230)을 형성하도록 조립된 후(공정 1302) 상기 방법(1300)은 예비 개구를 형성하는 단계(공정 1305)를 또한 포함한다. 예를 들면, 철 함유 층(232)(철 함유 층 내에 예비 개구(240)가 이미 형성됨) 및 복합재 층(234)(, 및 (일부 예들에서) 부가 층들)은 스택(230)을 형성하도록 연결될 수 있으며, 층들이 연결된 후(예를 들면, 스택(230)을 미리 결정된 깊이로 드릴링함으로써) 예비 개구(240)가 형성된다. 일부 실시예들에서, 예비 개구(240)는 또한 스택(230)이 조립된 후 또는 조립되기 전 중 어느 하나에서 부가 층들(예를 들면, 비철 층(236))에 형성될 수 있다(공정 1306).
도 11a 내지 도 11d는 스택(230) 내의 최종 개구(1104)의 형성의 일 예를 예시한다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 스택(230)의 일 측부 상에 철 함유 층(232) 및 스택(230)의 맞은편 상에 복합재 층(234)을 포함하는 스택(230)이 제공되고(공정 1302) 철 함유 층(232)과 복합재 층(234) 사이에 비철 층(236)이 삽입된다. 다른 예들에서, 상이한 또는 부가 층들이 이용될 수 있고/있거나 층들의 특별한 순서 또는 배향이 변화될 수 있다. 도 11a에 예시된 바와 같이, 그 예에서, 스택(230)은 예비 개구(240)가 형성되기 전에 조립된다. 다양한 다른 예들에서, 예를 들면 예비 개구(240)가 단지 하나 또는 둘 이상의 내부 층들에만 제공되는 경우에(예를 들면, 도 9 참조), 스택(230)을 형성하도록 층들이 조립되기 전에 예비 개구(240)가 생성될 수 있다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 일 예에서, 예비 개구(240)는 철 함유 층(232) 내에(공정 1304) 그리고 비철 층(236) 내에(공정 1306) 형성된다. 철 함유 층(232) 및 비철 층(236)을 통하여 연장하지만 복합재 층(234)을 통과하지 않는 깊이를 가지는 예비 개구(240)가 형성될 수 있다. 다른 예들에서, 철 함유 층(232)을 통과하지만 비철 층(236)을 통과하지 않은 채로 예비 개구(240)가 형성될 수 있다. 예비 개구(240)가 형성되는 경우에, 절삭 공구(100)는 최종 개구(1104)를 형성하도록 스택(230)을 통하여 압박될 수 있다.
예를 들어 도 2, 도 3, 도 11c, 및 도 13을 참조하면, 절삭 공구(100)가 회전되어 스택(230)을 통하여 압박되면서, 재료가 제거된다. 예를 들면, 절삭 공구(100)는 스택의 상부로부터 스택(230)을 통하여 압박된다. 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112)은 예비 개구(240)가 관통하여 연장하는 철 함유 층(232) 또는 비철 층(236)과 접촉하지 않으면서 예비 개구(240)를 통과하는 크기를 가진다. 제 1 부분(112)이 복합재 층(234)과 만날 때, 제 1 단부 표면 절삭 날(256)은 복합재 층(234)과 접촉하고 제 1-층 개구(1102)를 형성하도록 복합재 층(234)으로부터 재료를 제거한다(공정 1310). 그 예에서, 제 1-층 개구(1102)는 예비 개구(240)보다 작으며, 이에 의해 예비 개구(240)가 관통하여 통과하는 스택(230)의 층(들)과 제 1 코팅(116) 사이의 접촉을 방지한다. 따라서, 제 1 코팅(116)은 다이아몬드 재료가 철 함유 층(232)와 접촉하고 화학 반응하지 않으면서 복합재 재료를 제거하는데 사용되는 다이아몬드 재료를 포함할 수 있다.
예를 들어 도 2, 도 3, 도 11d 및 도 13을 참조하면, 절삭 공구(100)가 회전되어 스택(230)을 통하여 추가로 압박되면서, 절삭 공구의 제 2 부분(114)이 스택의 다양한 층들과 접촉하여, 재료를 제거하고 최종 개구(1104)를 형성한다(공정 1312). 도 11d에 예시된 예에서, 최종 개구(1104)는 예비 개구 크기(242)보다 큰 최종 개구 직경(1106)을 갖는다. 다른 예들에서, 최종 개구 직경(1106) 및 예비 개구 크기(242)는 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 도 11c 및 도 11d에서, 절삭 공구(100)의 제 1 부분(112) 및 제 2 부분(114)에 의해 형성된 개구들은 예시의 명료성을 위해 별도로(at separate times) 형성되는 것으로 설명되나; 제 2 부분(114) 및 제 1 부분(112)는 다양한 예들에서 일제히 또는 동시에 층들로부터 재료를 제거할 수 있다는 것에 주목하여야 한다(예를 들면, 제 2 부분(114)은 철 함유 층(232)에 최종 개구를 형성하는 반면에, 제 1 부분(112)은 복합재 층(234)에 제 1 개구를 형성한다). 예를 들면, 제 1 부분(112)의 길이 그리고 스택(230)의 층들의 두께 및 배열은 절삭 공구(100)가 스택(230)을 통하여 압박될 때와 실질적으로 동시에 또는 다른 시간에 최종 개구(1104) 및 제 1-층 개구(1102)의 형성을 제공하도록 층들의 두께에 대해 선택될 수 있다. 도 11a 내지 도 11d에 도시된 예는 예시적인 목적을 위해 제공된 것이며 제한하고자 하는 것은 아니다. 스택들에서 층들의 상이한 개수들, 유형들 또는 배열들이 다양한 예들에서 적용될 수 있다.
전술 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서 예를 들면, 도 12a 및 도 13을 참조하면, 상기 방법(1300)은 절삭 공구(100)가 길이방향 대칭 축선(202)을 중심으로 회전하여 스택(230)을 통하여 압박될 때, 작업 축선(1204)을 중심으로 절삭 공구(100)를 궤도 이동시키는 단계를 또한 포함한다(공정 1314). 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 작업 축선(1204)은 예비 개구(240) 및/또는 최종 개구(1104)(도 11d)의 대칭 축선이다. 궤도 이동은 최종 개구(1104) 및/또는 제 1-층 개구(1102)의 형성과 관련하여 수행될 수 있다. 궤도 이동 동안, 절삭 공구(100)는 길이 방향 대칭 축선(202) 둘레로 회전되는 동시에 또한 작업 축선(1204)을 중심으로 회전될 수 있다. 길이 방향 대칭 축선(202) 및 작업 축선(1204)은 오프셋 거리(1202) 만큼 분리된다. 이에 따라, 절삭 공구(100)의 바로 그 주어진 부분의 직경보다 큰 개구는 절삭 공구(100)의 주어진 부분을 사용하여 형성될 수 있다. 도 12b에 예시된 바와 같이, 비-궤도 이동식 드릴링을 사용하여 절삭 공구(100)로 형성된 비-궤도 이동식 개구(1206)는 궤도 이동식 드릴링을 사용하여 절삭 공구(100)로 형성된, 궤도 이동식 개구(1208)보다 작다. 일반적으로, 오프셋 거리(1202)가 크면 클수록, 비-궤도 이동식 개구(1206)와 궤도 이동식 개구(1208) 사이의 크기에서의 차이가 더 커진다. 일 예로서, 최종 개구(1104)는 최종 개구(1104)를 형성하기 위해 사용된, 절삭 공구(100)의 제 2 측부 표면 직경(264)보다 더 큰 최종 개구 직경(1106)을 가질 수 있다. 다른 예로서, 제 1-층 개구(1102)는 제 1-층 개구(1102)를 형성하기 위해 사용된, 절삭 공구(100)의 제 1 측부 표면 최대 직경(254) 보다 더 큰 직경으로 형성될 수 있다. 궤도 이동식 드릴링의 사용을 통하여, 개구들의 다수의 크기들 및/또는 형상들이 단일 크기의 절삭 공구를 사용하여 형성될 수 있다. 절삭 공구(100)의 궤도 이동 운동은 비-원형 궤도(orbit)를 제공하도록 제어될 수 있어서 비-원형 개구가 형성될 수 있다. 예비 개구(240)의 크기, 오프셋 거리(1202), 및 제 1 측부 표면 최대 직경(254)은 절삭 공구(100)의 제 1 코팅(116)이 철 함유 층(232)과 같은, 스택(230)의 하나 또는 둘 이상의 층들과 접촉하는 것을 방지하도록 선택될 수 있다.
전술되는 및/또는 후술되는 예들 및 양태들 중 어느 하나의 요지의 적어도 일 부분을 포함할 수 있는 개시의 하나의 양태에서(예를 들어, 도 11d 참조), 최종 개구(1104)는 스택(230)의 각각의 층을 통하여 형성된다. 그러나, 다른 예들에서, 최종 개구(1104)는 스택의 각각 및 모든 층을 통하여 형성되지 않을 수 있다[예를 들면, 최종 개구(1104)는 카운터 보어(counter bore)로서 또는 일정한-깊이(fixed-depth)의 보어로서 형성될 수 있다].
본 개시에 따른 요지의, 청구되거나 청구되지 않을 수 있는 예시적이고 모든 것을 포함하지 않는(non-exhaustive) 예들은 아래의 항목 1-x로 제공된다:
A1. 두 개 이상의 층들을 포함하는 스택(230) 내에 최종 개구 및 예비 개구 크기를 가지며 두 개 이상의 층들 중 하나 이상을 통하여 연장하는 예비 개구(240)를 형성하기 위한 절삭 공구(100)로서, 상기 절삭 공구(100)는:
섕크(120);
제 1 코팅(116) 또는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분(112)으로서, 상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 1 부분(112)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 1 부분; 및
상기 섕크(120)와 상기 제 1 부분(112) 사이의 제 2 부분(114)으로서, 상기 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)을 포함하며, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 2 부분(114)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 2 부분을 포함한다.
A2. 항목 A1의 절삭 공구(100)로서,
상기 제 1 부분(112)은 제 1 단부 표면(250) 및 제 1 측부 표면(252)을 포함하며, 상기 제 1 측부 표면(252)은 상기 예비 개구 크기보다 더 작은 제 1 측부 표면 최대 직경을 가지며,
상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 1 단부 표면(250)을 실질적으로 완전히 덮으며,
상기 제 2 부분(114)은 제 2 단부 표면(260) 및 제 2 측부 표면(262)을 포함하며, 상기 제 2 측부 표면(262)은 상기 제 1 측부 표면 최대 직경보다 더 큰 하나 이상의 제 2 측부 표면 직경을 가지며,
상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 코팅(116)과 상이한 재료를 포함하고, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 2 단부 표면(260)의 적어도 일 부분을 덮는다.
A3. 항목 A2의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 2 부분(114)은 상기 제 1 부분(112)에 인접하고, 상기 제 1 단부 표면(250)은 실질적으로 디스크 형상이고, 상기 제 2 단부 표면(260)은 실질적으로 고리형 링이다.
A4. 항목 A3의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 1 단부 표면(250)은 제 1 단부 표면 절삭 날(256)을 포함하며 상기 제 2 단부 표면(260)은 제 2 단부 표면 절삭 날(266)을 포함한다.
A5. 항목 A1 내지 항목 A4 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 2 코팅(118)보다 더 큰 내마모성을 갖는다.
A6. 항목 A1 내지 항목 A5 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 1 코팅(116)은 다이아몬드 재료를 포함한다.
A7. 항목 A6의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 2 코팅(118)은 AlCrN 재료를 포함한다.
A8. 항목 A1 내지 A7 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 2 부분(114)에는 실질적으로 상기 제 1 코팅(116)이 없다.
A9. 항목 A1 내지 A8 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 1 코팅(116) 및 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 부분(112)을 따라 적어도 부분적으로 겹쳐진다.
A10. 항목 A1 내지 A9 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 코팅(116)을 덮는다.
A11. 항목 A1 내지 A10 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 부분(112)을 실질적으로 완전히 덮는다.
A12. 항목 A1 내지 A11 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 1 부분(112) 및 상기 제 2 부분(114) 중 하나 이상은 테이퍼진 표면을 포함한다.
A13. 항목 A1 내지 A7 중 어느 한 항목의 절삭 공구(100)로서, 상기 제 1 부분(112)에는 실질적으로 상기 제 2 코팅(118)이 없으며, 상기 제 2 부분(114)에는 실질적으로 상기 제 1 코팅(116)이 없다.
B14. 두 개 이상의 층들을 포함하는 스택(230)을 프로세싱하는 방법으로서, 상기 방법은:
섕크(120);
제 1 코팅(116) 또는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분(112)으로서, 상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 1 부분(112)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 1 부분; 및
상기 섕크(120)와 상기 제 1 부분(112) 사이의 제 2 부분(114)으로서, 상기 섕크(120), 상기 제 1 부분(112), 및 상기 제 2 부분(114)은 길이방향 대칭 축선을 가지며, 상기 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)을 포함하며, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 2 부분(114)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 2 부분을 포함하는 절삭 공구(100)를 제공하는 단계; 및
상기 절삭 공구(100)를 상기 길이 방향 대칭 축선을 중심으로 회전시키고 최종 개구 직경을 가지며 두 개 이상의 층들을 통하여 연장하는 최종 개구를 형성하도록 스택(230)을 통하여 상기 절삭 공구(100)를 압박하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 부분(112)은 예비 개구 크기를 가지며 두 개 이상의 층들 중 하나 이상을 통하여 연장하는 예비 개구(240)보다 작고, 상기 최종 개구 직경은 상기 예비 개구 크기와 실질적으로 동일하거나 상기 예비 개구 크기보다 더 크며, 상기 최종 개구는 상기 예비 개구(240)와 실질적으로 동축이다.
B15. 항목 B14의 방법으로서, 상기 스택(230)의 두 개 이상의 층들은 제 1 층 및 제 2 층을 포함하며, 상기 제 1 층은 상기 제 2 층과 상이한 재료를 포함한다.
B16. 항목 B14 또는 항목 B15의 방법으로서, 상기 스택(230)의 두 개 이상의 층들은 복합재 재료를 포함하는 복합재 층(234) 및 철 함유 재료를 포함하는 철 함유 층(232)을 포함하며, 상기 예비 개구(240)는 적어도 철 함유 층(232)을 통하여 연장하며, 상기 절삭 공구(100)가 상기 스택(230)을 통하여 압박될 때, 상기 제 1 코팅(116)은 상기 철 함유 층(232)의 철 함유 재료와 접촉하지 않는다.
B17. 항목 B16의 방법으로서, 상기 예비 개구(240)는 상기 철 함유 층(232)을 통하여 연장하고, 상기 복합재 층(234)을 통하여 연장하지 않는다.
B18. 항목 B14 내지 항목 B17 중 어느 한 항목의 방법으로서, 두 개 이상의 층들이 스택(230)을 형성하도록 조립되기 전에 상기 예비 개구(240)를 제공하는 단계를 더 포함한다.
B19. 항목 B14 내지 항목 B17 중 어느 한 항목의 방법으로서, 상기 두 개 이상의 층들이 스택(230)을 형성하도록 조립된 후 상기 예비 개구(240)를 형성하는 단계를 더 포함한다.
B20. 항목 B14 내지 항목 B19 중 어느 한 항목의 방법으로서, 상기 절삭 공구(100)가 회전하여 상기 스택(230)을 통하여 압박될 때, 작업 축선을 중심으로 상기 절삭 공구(100)를 궤도 이동시키는 단계를 더 포함한다.
개시의 예들은 도 14에 도시된 바와 같은 항공기 제조 및 서비스 방법(1400) 그리고 도 15에 도시된 바와 같은 항공기(1402)의 맥락에서 설명될 수 있다. 사전-제작 동안, 예시적인 방법(1400)은 항공기(1402) 및 자재 조달(1406)의 사양 및 설계(1404)를 포함할 수 있다. 제작 중에, 컴포넌트 및 부조립체 제조(1408) 그리고 시스템 통합(1410)이 발생한다. 그 후, 항공기(1402)는 취항(1414)시키도록 인증 및 납품(1412)될 수 있다. 고객에 의한 운항 동안, 항공기(1402)는 (수정, 재구성, 재단장, 등을 또한 포함할 수 있는) 정기 유지 보수 및 서비스(1416)를 위해 스케쥴이 잡힌다.
예시적인 방법(1400)의 프로세스들 각각은 시스템 통합 사업자, 제 3 자, 및/또는 조작자(예를 들면, 고객)에 의해 실행되거나 수행될 수 있다. 이러한 설명의 목적을 위해, 시스템 통합 사업자는 임의의 수의 항공기 제조사들 및 주요-시스템 하도급 업체들을 포함할 수 있으며(이에 제한되지 않음); 제 3 자는 임의의 수의 판매자들, 하도급 업체들, 및 공급자들을 포함할 수 있으며(이에 제한되지 않음); 그리고 조작자는 항공사, 리스 회사, 군사 기업(military entity), 서비스 기구(service organization) 등일 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 예시적인 방법(1400)에 의해 생산된 항공기(1402)는 복수의 높은 수준의 시스템(1420)들 및 인테리어(1422)를 구비한 기체(1418)를 포함할 수 있다. 높은 수준의 시스템(1420)들의 예들은 추진 시스템(1424), 전기 시스템(1426), 유압 시스템(1428) 및 환경 시스템(1430) 중 하나 또는 둘 이상을 포함한다. 임의의 개수의 다른 시스템들이 포함될 수 있다. 비록 항공 우주의 예가 도시되었지만, 개시의 원리들은 특히 자동차 및 선박 건조 산업들과 같은, 다른 산업들에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 설명되거나 도시된 장치 및 방법들은 제조 및 서비스 방법(1400)의 단계들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 단계들 동안 이용될 수 있다. 예를 들면, 컴포넌트 및 부조립체 제조(1408)에 대응하는 컴포넌트들 또는 부조립체들은 항공기(1402)가 운항 중에 있는 동안 생산된 컴포넌트들 또는 부조립체들과 유사한 방식으로 제작 또는 제조될 수 있다. 또한, 장치, 방법 또는 이들의 조합의 하나 또는 둘 이상의 양태들은 예를 들면, 항공기(1402)의 실질적인 조립의 신속 처리 또는 비용의 감소에 의해 생산 단계(1408 및 1410)들 동안 활용될 수 있다. 유사하게는, 장치 또는 방법 실시의 하나 또는 둘 이상의 양태들, 또는 이의 조합은 예컨대 그리고 제한 없이, 항공기(1402)가 운항 중인 동안 예를 들면, 유지 보수 및 서비스(1416)에 활용될 수 있다.
다양한 컴포넌트들, 특징들, 및 기능성을 포함하는 상기 장치 및 방법들의 상이한 예들 및 양태들이 본 명세서에서 개시되었다. 본 명세서에 개시된 장치 및 방법들의 다양한 예들 및 양태들이 본 명세서에 개시된 장치 및 방법들의 다른 예들 및 양태들 중 어느 하나의 컴포넌트들, 특징들 및 기능을 임의의 조합으로 포함할 수 있으며, 이 같은 모든 가능성들은 본 개시의 사상 및 범주 내에 있는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다.
전술한 설명 및 관련된 도면들에 제시되는 교시들의 이익을 갖는다면, 개시된 요지의 다수의 수정들은 본 개시가 속한 당업자에게 명백하게 될 것이다. 따라서, 본 개시는 제공된 특정 예들 및 양태들로 제한되지 않고 이들의 수정들이 첨부된 청구항들의 범주 내에 있는 것으로 의도됨이 이해되어야 한다. 더욱이, 비록 전술한 개시 및 관련된 도면들이 요소들 및/또는 기능들의 어떠한 예시적인 조합들을 설명할지라도, 요소들 및/또는 기능들의 상이한 조합들이 첨부된 청구항들의 범주로부터 이탈함이 없이 실현될 수 있다는 것이 인정되어야 한다.

Claims (15)

  1. 두 개 이상의 층들을 포함하는 스택(230) 내에 최종 개구 및 예비 개구 크기를 가지며 두 개 이상의 층들 중 하나 이상을 통하여 연장하는 예비 개구(240)를 형성하기 위한 절삭 공구(100)로서, 상기 절삭 공구(100)는:
    섕크(120);
    제 1 코팅(116) 또는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분(112)으로서, 상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 1 부분(112)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 1 부분; 및
    상기 섕크(120)와 상기 제 1 부분(112) 사이의 제 2 부분(114)으로서, 상기 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)을 포함하며, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 2 부분(114)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 2 부분을 포함하는,
    절삭 공구(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분(112)은 제 1 단부 표면(250) 및 제 1 측부 표면(252)을 포함하며, 상기 제 1 측부 표면(252)은 상기 예비 개구 크기보다 더 작은 제 1 측부 표면 최대 직경을 가지며,
    상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 1 단부 표면(250)을 실질적으로 완전히 덮으며,
    상기 제 2 부분(114)은 제 2 단부 표면(260) 및 제 2 측부 표면(262)을 포함하며, 상기 제 2 측부 표면(262)은 상기 제 1 측부 표면 최대 직경보다 더 큰 하나 이상의 제 2 측부 표면 직경을 가지며,
    상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 코팅(116)과 상이한 재료를 포함하고, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 2 단부 표면(260)의 적어도 일 부분을 덮는,
    절삭 공구(100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 부분(114)은 상기 제 1 부분(112)에 인접하고, 상기 제 1 단부 표면(250)은 실질적으로 디스크 형상이고, 상기 제 2 단부 표면(260)은 실질적으로 고리형 링인,
    절삭 공구(100).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 단부 표면(250)은 제 1 단부 표면 절삭 날(256)을 포함하며 상기 제 2 단부 표면(260)은 제 2 단부 표면 절삭 날(266)을 포함하는,
    절삭 공구(100).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 2 코팅(118)보다 더 큰 내마모성을 갖는,
    절삭 공구(100).
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부분(114)에는 실질적으로 상기 제 1 코팅(116)이 없는,
    절삭 공구(100).
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 코팅(116) 및 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 부분(112)을 따라 적어도 부분적으로 겹쳐지는,
    절삭 공구(100).
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 코팅(116)을 덮는,
    절삭 공구(100).
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 1 부분(112)을 실질적으로 완전히 덮는,
    절삭 공구(100).
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부분(112) 및 상기 제 2 부분(114) 중 하나 이상은 테이퍼진 표면을 포함하는,
    절삭 공구(100).
  11. 두 개 이상의 층들을 포함하는 스택(230)을 프로세싱하는 방법으로서,
    섕크(120);
    제 1 코팅(116) 또는 제 1 코팅(116) 및 제 2 코팅(118) 중 하나 이상을 포함하는 제 1 부분(112)으로서, 상기 제 1 코팅(116)은 상기 제 1 부분(112)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 1 부분; 및
    상기 섕크(120)와 상기 제 1 부분(112) 사이의 제 2 부분(114)으로서, 상기 섕크(120), 상기 제 1 부분(112), 및 상기 제 2 부분(114)은 길이방향 대칭 축선을 가지며, 상기 제 2 부분(114)은 제 2 코팅(118)을 포함하며, 상기 제 2 코팅(118)은 상기 제 2 부분(114)을 적어도 부분적으로 덮는, 제 2 부분을 포함하는 절삭 공구(100)를 제공하는 단계;
    상기 절삭 공구(100)를 상기 길이 방향 대칭 축선을 중심으로 회전시키고 최종 개구 직경을 가지며 두 개 이상의 층들을 통하여 연장하는 최종 개구를 형성하도록 스택(230)을 통하여 상기 절삭 공구(100)를 압박하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 부분(112)은 예비 개구 크기를 가지며 두 개 이상의 층들 중 하나 이상을 통하여 연장하는 예비 개구(240)보다 작고, 상기 최종 개구 직경은 상기 예비 개구 크기와 실질적으로 동일하거나 상기 예비 개구 크기보다 더 크며, 상기 최종 개구는 상기 예비 개구(240)와 실질적으로 동축인,
    두 개 이상의 층들을 포함하는 스택을 프로세싱하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스택(230)의 두 개 이상의 층들은 제 1 층 및 제 2 층을 포함하며, 상기 제 1 층은 상기 제 2 층과 상이한 재료를 포함하는,
    두 개 이상의 층들을 포함하는 스택을 프로세싱하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 스택(230)의 두 개 이상의 층들은 복합재 재료를 포함하는 복합재 층(234) 및 철 함유 재료를 포함하는 철 함유 층(232)을 포함하며, 상기 예비 개구(240)는 적어도 철 함유 층(232)을 통하여 연장하며, 상기 절삭 공구(100)가 상기 스택(230)을 통하여 압박될 때 상기 제 1 코팅(116)은 상기 철 함유 층(232)의 철 함유 재료와 접촉하지 않는,
    두 개 이상의 층들을 포함하는 스택을 프로세싱하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 예비 개구(240)는 상기 철 함유 층(232)을 통하여 연장하고 상기 복합재 층(234)을 통하여 연장하지 않는,
    두 개 이상의 층들을 포함하는 스택을 프로세싱하는 방법.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 절삭 공구(100)가 회전하여 상기 스택(230)을 통하여 압박될 때, 작업 축선을 중심으로 상기 절삭 공구(100)를 궤도 이동시키는 단계를 더 포함하는,
    두 개 이상의 층들을 포함하는 스택을 프로세싱하는 방법.
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