KR20150140309A - 추가적인 제조 기법을 이용하여 제작된 피스톤 - Google Patents
추가적인 제조 기법을 이용하여 제작된 피스톤 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150140309A KR20150140309A KR1020157030727A KR20157030727A KR20150140309A KR 20150140309 A KR20150140309 A KR 20150140309A KR 1020157030727 A KR1020157030727 A KR 1020157030727A KR 20157030727 A KR20157030727 A KR 20157030727A KR 20150140309 A KR20150140309 A KR 20150140309A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- piece
- piston body
- pair
- piston
- oil gallery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B22F3/008—
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0084—Pistons the pistons being constructed from specific materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B22F3/1055—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/008—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of engine cylinder parts or of piston parts other than piston rings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F2003/0007—Monolithic pistons; One piece constructions; Casting of pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/04—Forging of engine parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/06—Casting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49249—Piston making
- Y10T29/49252—Multi-element piston making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49249—Piston making
- Y10T29/49252—Multi-element piston making
- Y10T29/49254—Utilizing a high energy beam, e.g., laser, electron beam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
내연 기관용 모노블록 피스톤 바디가 제공된다. 피스톤 바디는 한 쌍의 스커트부 및 한 쌍의 핀 보스를 포함하는 제 1 피스와, 상부 연소 표면 및 적어도 부분적으로 포위된 오일 갤러리가 있는 크라운부를 포함하는 제 2 피스를 포함한다. 제 1 피스와 제 2 피스는 상부 연소 표면의 맞은편에 있는 오일 갤러리의 측면 상에 위치되어 있는 조인트에서 함께 접합된다. 제 1 피스는 주조가공이나 단조가공을 통해 제작되고, 제 2 피스는 직접 금속 레이저 소결과 같은 추가적인 제조 과정을 통해 제작된다.
Description
본 출원은 2013년 4월 5일자로 출원된 미국 출원 61/808,976의 이익을 주장하고, 그 내용은 참조사항으로 본 명세서에 통합되어 있다.
본 발명은 대체로 내연 기관용 피스톤 및 내연 기관용 피스톤을 제작하는 방법에 관한 것이다.
엔진 제조업체들은, 연비를 개선하는 것, 연료 연소를 개선하는 것, 연료 소모를 줄이는 것, 및 차량의 실내를 난방하도록 차후에 사용하기 위하여 배기 온도를 상승시키는 것을 포함하되 이에 제한되지 않는 엔진 효율과 성능을 향상시키는 것에 대한 증가하는 수요에 직면하고 있다. 직접 분사, 수퍼차져 및/또는 터보차져와 같은 진보된 기술은 이러한 목적들 중 하나 이상을 달성하는데 이용되고 있다. 이러한 진보된 기술의 공통 효과는 상승된 연소 압력 및 온도이다. 일부 피스톤 제조업체는 스틸로 피스톤 바디를 제작하는 것 및 이러한 스틸 피스톤 바디에 엔진 가동 중 냉각을 위한 하나 이상의 갤러리를 제공하는 것에 집중해 왔다. 상승된 압력 및 온도 상태에서도 피스톤이 성능을 발휘할 수 있도록 오일 갤러리의 성능을 향상시킬 필요는 꾸준히 존재한다.
본 발명의 일 양태는 내연 기관용 모노블록(monobloc) 피스톤 바디를 제작하는 방법을 제공한다. 방법은 피스톤 바디의 제 1 피스를 주조하거나 단조하는 단계를 포함한다. 방법은 추가적인 제조 과정을 통해 피스톤 바디의 제 2 피스를 제작하는 단계로 계속된다. 방법은 그 후 제 1 피스와 제 2 피스를 함께 접합하는 단계로 속행된다.
추가적인 제조 과정을 통해 피스톤 바디를 제작하는 단계는 종래의 과정에 비해 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 복잡한 특정 형상을 가진 연소 보울 또는 오일 갤러리와 같은 특정 부재는 종래의 제조 과정을 통해서 비용면에서 효과적으로 제작될 수 없다. 이러한 부재들을 만들어내기 위한 추가적인 제조 과정의 이용은 이러한 문제점을 극복한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 주조가공되거나 단조가공된 제 1 피스는 한 쌍의 스커트부 및 한 쌍의 핀 보스를 포함하고, 추가적인 제조 과정을 통해 제작된 제 2 피스는 상부 연소 표면 및 적어도 부분적으로 포위된 오일 갤러리를 포함한다. 이는 특히 유리할 수 있는데, 상부 연소 표면이 있는 제 2 피스가 핀 보스와 스커트부가 있는 제 1 피스의 재료보다 내산화성이 우수한 재료로 제작될 수 있기 때문이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 피스톤 바디의 제 1 피스 및 제 2 피스는 마찰 용접과 같은 용접을 통해 함께 접합된다.
본 발명의 다른 양태에는 내연 기관용 피스톤 바디를 제작하는 다른 방법이 제공된다. 이 방법은 피스톤 바디의 일 부분을 주조하거나 단조하는 단계를 포함한다. 이 방법은 피스톤 바디의 주조가공되거나 단조가공된 부분에 피스톤 바디의 잔여부를 형성하기 위해서 추가적인 제조 과정을 통해 금속 분말을 용융시키는 단계로 계속된다.
본 발명의 다른 양태는 내연 기관용 모노블록 피스톤 바디가 제공된다. 피스톤 바디는 한 쌍의 스커트부 및 한 쌍의 핀 보스가 있는 제 1 피스, 및 상부 연소 표면 및 적어도 부분적으로 포위된 오일 갤러리를 가지는 크라운부가 있는 제 2 피스를 포함한다. 제 1 피스와 제 2 피스는 상부 연소 표면의 맞은편에 있는 오일 갤러리의 측면 상에 위치되어 있는 조인트에서 함께 접합된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 제 2 피스는 제 1 피스에 비해 증가된 내산화성을 가지는 재료로 제작된다.
본 발명의 여러 가지 특징과 이점은 첨부의 도면과 관련하여 고려하면 다음에 오는 발명의 상세한 설명을 참조하여 보다 잘 이해되는 바와 마찬가지로 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 피스톤 바디의 예시적인 실시예의 정면도이다.
도 2는 도 1의 피스톤 바디의 저면도이다.
도 3은 도 1의 피스톤 바디의 사시도이다.
도 4는 도 1의 피스톤 바디의 평면도이다.
도 5는 내부 냉각 갤러리가 나타나 있는, 도 1의 피스톤 바디의 X-레이 투시도이다.
도 6은 직접 금속 레이저 소결 공정을 통해 부분적으로 형성되는 피스톤 바디의 일 부분이 나타나 있는 사시도이다.
도 7은 도 1의 예시적인 피스톤 바디의 단면도이다.
도 8은 직접 금속 레이저 소결 공정을 통해 형성되는 피스톤 바디의 다른 부분이 나타나 있는 사시도이다.
도 1은 피스톤 바디의 예시적인 실시예의 정면도이다.
도 2는 도 1의 피스톤 바디의 저면도이다.
도 3은 도 1의 피스톤 바디의 사시도이다.
도 4는 도 1의 피스톤 바디의 평면도이다.
도 5는 내부 냉각 갤러리가 나타나 있는, 도 1의 피스톤 바디의 X-레이 투시도이다.
도 6은 직접 금속 레이저 소결 공정을 통해 부분적으로 형성되는 피스톤 바디의 일 부분이 나타나 있는 사시도이다.
도 7은 도 1의 예시적인 피스톤 바디의 단면도이다.
도 8은 직접 금속 레이저 소결 공정을 통해 형성되는 피스톤 바디의 다른 부분이 나타나 있는 사시도이다.
도면을 참조하면, 여기서 유사한 부재번호는 몇몇 도면에 걸쳐 대응하는 부품들을 지시한다. 도 1 내지 도 4에는 본 발명의 일 양태에 따라 구성된 피스톤 바디(20)가 도시되어 있다. 보다 상세하게는, 그 최종 형태에 있어서, 모노블록에 관한 도 1 내지 도 4의 예시적인 피스톤 바디(20)는, 원피스형 피스톤 바디(20)로 보이도록 서로 일체형으로 모두 연결되어 있는 크라운부(22), 한 쌍의 스커트부(24) 및 한 쌍의 핀 보스(26)를 포함하도록 설계되고, 부분적으로는 직접 금속 레이저 소결(direct metal laser sintering; DMLS)과 같은 추가적인 제조 과정으로 형성되도록 설계된다. 예시적인 실시예의 피스톤 바디(20)는 디젤 연료방식, 즉 압축 점화 내연 기관에서 사용하도록 구성되어 있다. 그러나, 이와 달리 피스톤 바디는, 예컨대 불꽃 점화 또는 압축 점화 2 행정 또는 4 행정 내연 기관을 포함하는 다양한 타입의 내연 기관의 범위에서 사용하도록 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 더 참조하면, 크라운부(22)는 피스톤(20)을 내연 기관의 실린더 벽(미도시)에 대하여 밀착하기 위해서 하나 이상의 피스톤 링(미도시)을 수용하기 위한 복수의 링 그루브(28)가 있는, 반경방향으로 바깥쪽을 향하고 있으면서 대체로 실린더 형상의 링 벨트 영역을 가진다. 예시적인 피스톤(20)의 크라운부(22)는 또한 그 내부에 형성된 "멕시코 모자" 형상의 연소 보울(30)이 있는 상부 연소 표면을 가진다. 연소 보울(30)이 적합한 형상이나 구성을 가질 수 있다는 것뿐만 아니라, 피스톤 바디가 거기에 맞게 설계되어 있는 특정 적용처에 따라서는 이와 달리 크라운부가 연소 보울이 없는 상태로 형성될 수 있다는 것은 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 스커트부(24)와 핀 보스(26)는 크라운부(22)로부터 늘어져 있으면서 크라운부(22)로부터 축방향으로 아래쪽을 향하여 뻗어있다. 도 1과 도 3에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이, 핀 보스(26)에는 피스톤(20)을 커넥팅 로드(미도시)와 연결하도록, 궁극적으로는 내연 기관의 크랭크 샤프트(미도시)와 연결하도록 거전 핀(gudgeon pin)(리스트 핀(wrist pin)으로도 알려짐)을 수용하기 위하여 핀 보어 축을 따라 서로 정렬되어 있는 핀 보어(30)들이 존재한다.
이어서 도 7의 단면도를 참조하면, 피스톤 바디(20)의 크라운부(22)는 내연 기관의 가동 중 크라운부(22)를 냉각시키도록 냉각 오일(또는 임의의 다른 냉각 유체)을 수용하면서 유지하기 위하여 그 내부에 형성되어 있는 포위된 오일 갤러리(32)를 가진다. 예시적인 실시예에서, 오일 갤러리(32)는 대체로 링이나 고리 모양이고, 축 둘레에 360˚ 뻗어있다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 피스톤 바디(20)는 또한, 냉각 오일을 하나 이상의 오일 제트(미도시)로부터 오일 갤러리(32) 속에 수용하기 위해서 뿐만 아니라 냉각 오일을 오일 갤러리(32)로부터 분배하고 엔진의 가동 중에는 내연 기관의 크랭크 케이스로 다시 분배하기 위해서 적어도 하나의 개구(34)를 가진다(예시적인 실시예에는 2개의 개구(34)가 나타나 있음). 오일 갤러리(32) 속으로의 오일의 이러한 연속적인 사이클링은 크라운부(22)로부터 열을 제거하는 효과가 있어서, 크라운부(22)를 냉각시킬 뿐만 아니라 상승된 연소 압력 및 온도에서 가동시킨다.
다시 도 7을 참조하면, 본 발명의 이러한 양태에 따르는 모노블록 피스톤 바디(20)는 별도로 형성되고 함께 접합되는 2개의 피스들로 제작된다. 특히, 스커트부(24)와 핀 보스(26)는 주조나 단조 같은 추가적인 제조 과정을 거치지 않고 형상이 정해지는 하나의 일체형 피스(이하에서 "제 1 피스"로 지칭됨)로 형성된다. 크라운부(22)를 포함하는 다른 피스(이하에서는 "제 2 피스"로 지칭됨)는 DMLS와 같은 추가적인 제조 과정 또는 기법을 통해 형성된다. 제 1 피스와 제 2 피스는 별도로 형성되기 때문에 상이한 재료로 제작될 수 있다. 예를 들어, 크라운부(22)가 있는 제 2 피스는 높은 연소 압력 및 온도를 견딜 수 있도록 스틸로 제작될 수 있는 한편, 제 1 피스는 피스톤 바디의 총 중량을 줄이기 위해서 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 제작될 수 있다. 이와 달리, 제 1 피스와 제 2 피스는 피스톤 바디(20)의 중량 및 성능의 최적화를 제공하기 위해서 상이한 등급의 스틸로 형성될 수 있다. 제 2 피스는 또한 제 1 피스의 재료보다 내산화성이 더 양호한 재료로 제작될 수 있다. 제 1 피스와 제 2 피스는, 예컨대 마찰 용접, 유도 용접, 납땜, 기계적 패스너 또는 적합한 기술을 통해 함께 접합될 수 있다.
나타나 있는 바와 같이, 오일 갤러리(32)는 전체적으로, 크라운부(22)를 가지는 제 1 피스 내부에 형성된다. 따라서, 제 1 피스와 제 2 피스 사이의 조인트는 상부 연소 표면의 맞은편에 있는 오일 갤러리(32)의 측면 상에 위치된다. 오일 갤러리(32)는 전체적으로, DMLS와 같은 추가적인 제조 과정 또는 기법을 통해 형성된다. 따라서, 오일 갤러리(32)는 대체로 매끄러운 벽을 가지고, 오일 갤러리가 있는 다른 피스톤에서 통상적으로 발견되는 바와 같이 그 내부에 형성된 용접 플래시를 포함하지 않는다. 이는 성능을 향상시킬 수 있는 여지가 있는데, 오일 갤러리(32) 속으로의 오일의 이동 또는 오일 갤러리(32)를 벗어나는 오일의 이동뿐만 아니라 오일 갤러리(32) 내부에서의 오일의 이동을 방해하는 용접 플래시가 없기 때문이다. 추가적으로, 추가적인 제조 공정 또는 기법을 통해 크라운부(22)를 형성하는 것은 다른 방법으로 크라운부(22)의 냉각을 더욱 강화할 수 있는 형상보다 더 복잡한 형상을 가질 수 있는 여지가 있다. 또한, 링 벨트의 그루브(28)는 추가적인 성형 과정 동안 크라운부(22) 속에 직접 형성될 수 있고, 이로써 그루브(28)를 성형하는 것이 요구되는 기계가공을 없애거나 적어도 줄일 수 있다. 이는 제조 효율을 향상시키면서 비용을 줄일 수 있는 여지가 있다.
도 6에는 DMLS를 통해 형성되는 크라운부(22)가 나타나 있다. DMLS 과정 동안, 작업대(build platform) 상의 금속 파우더(36)는 크라운부(22)에 레이어 또는 슬라이스를 만들어내기 위해서 소정의 패턴을 따라 고출력 레이저(38)로 선택적으로 용융된다. 이 과정은 모든 슬라이스들이 크라운부(22)에 만들어지는 것이 완료될 때까지 상이한 형상의 슬라이스들에 따라 용융 패턴(melting pattern)을 바꾸면서 소정의 횟수로 반복된다.
이어서 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 양태에 따르되 스커트부(24)와 핀 보스(26)가 있는 제 1 피스는 주조나 단조를 통해 형성되고, DMLS 머신에 장전된다. 그 후 DMLS 과정은 소정의 패턴을 따라 금속 분말(36)을 용융시키는 것이 시작되고, 이로써 제 2 피스를 제작하는 동안 제 1 피스와 맞닿도록 제 2 피스를 크라운부(22)(도 1에 도시됨)와 직접 접합할 수 있다. 제 1 피스에 제 2 피스를 접합하는 것이 제 1 피스를 제작하는 것과 동시에 일어나기 때문에, 별도의 접합 과정(예컨대 용접)은 요구되지 않는다.
본 발명의 다른 양태는 내연 기관용 모노블록 피스톤 바디(20)를 제작하는 방법이다. 방법은 한 쌍의 스커트부(24) 및 한 쌍의 핀 보스(26)를 포함하도록 피스톤 바디(20)의 제 1 피스를 주조하거나 단조하는 단계를 포함한다. 방법은 DMLS를 통해 피스톤 바디(20)의 제 2 피스를 제작하는 단계로 계속된다. 제 2 피스를 제작하는 단계 및 제 1 피스와 제 2 피스를 함께 접합하는 단계는 동시에 일어날 수도 있고(제 2 피스를 제 1 피스에 직접 제작하여 행해짐), 또는 제 2 피스가 제 1 피스로부터 별도로 형성될 수도 있으며, 2개의 피스들이, 예컨대 용접을 통해 순차적으로 접합될 수도 있다.
명백하게도, 본 발명의 다수의 수정과 변경은 위 교시사항의 관점에서 가능성이 있고, 첨부의 청구범위의 범위 내에 있으면서 특히 기술된 바와 달리 실시될 수도 있다.
Claims (15)
- 내연 기관용 피스톤 바디를 제작하는 방법으로서,
피스톤 바디의 일 부분을 주조하거나 단조하는 단계; 및
피스톤 바디의 주조가공되거나 단조가공된 부분에 피스톤 바디의 잔여부를 형성하기 위해서 추가적인 제조 과정을 통해 금속 분말을 용융시키는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
추가적인 과정은 직접 금속 레이저 소결인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
피스톤 바디의 주조가공되거나 단조가공된 부분은 한 쌍의 스커트부 및 한 쌍의 핀 보스를 포함하고,
추가적인 제조 과정을 통해 형성된 피스톤의 부분은 상부 연소 표면 및 적어도 부분적으로 포위된 오일 갤러리를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
금속 분말은 피스톤 바디의 주조가공되거나 단조가공된 부분과 상이한 재료로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 내연 기관용 모노블록 피스톤 바디를 제작하는 방법으로서,
피스톤 바디의 제 1 피스를 주조하거나 단조하는 단계;
추가적인 제조 과정을 통해 피스톤 바디의 제 2 피스를 제작하는 단계; 및
제 1 피스와 제 2 피스를 함께 접합하는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
주조가공되거나 단조가공된 제 1 피스는 한 쌍의 스커트부 및 한 쌍의 핀 보스를 포함하고,
추가적인 제조 과정을 통해 제작된 제 2 피스는 상부 연소 표면 및 적어도 부분적으로 포위된 오일 갤러리를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
피스톤 바디의 제 2 피스를 제작하는데 사용되는 추가적인 제조 과정은 직접 금속 레이저 소결인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 7 항에 있어서,
직접 금속 레이저 소결을 통해 피스톤 바디의 제 2 피스를 제작하는 단계와 제 1 피스와 제 2 피스를 함께 접합하는 단계는 제 2 피스의 재료가 제 1 피스에 직접 형성되는 상태로 서로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
직접 금속 레이저 소결을 통해 피스톤 바디의 제 2 피스를 제작하는 단계는 제 1 피스의 표면에 금속 분말을 용융시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 7 항에 있어서,
피스톤 바디의 제 1 피스와 제 2 피스는 용접을 통해 함께 접합되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
제 1 피스와 제 2 피스를 접합하는 단계는 제 1 피스와 제 2 피스를 함께 용접하는 것으로 추가로 정의되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
제 1 피스와 제 2 피스를 함께 접합하는 용접은 마찰 용접인 것을 특징으로 하는 방법. - 한 쌍의 스커트부 및 한 쌍의 핀 보스를 포함하는 제 1 피스; 및
상부 연소 표면 및 적어도 부분적으로 포위된 오일 갤러리가 있는 크라운부를 포함하는 제 2 피스;
를 구비하는 내연 기관용 모노블록 피스톤 바디로서,
상기 제 1 피스와 제 2 피스는 상기 상부 연소 표면의 맞은편에 있는 상기 오일 갤러리의 측면 상에 있는 조인트에서 함께 접합되는 것을 특징으로 하는 모노블록 피스톤 바디. - 제 13 항에 있어서,
제 1 피스와 제 2 피스는 상이한 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 모노블록 피스톤 바디. - 제 14 항에 있어서,
제 2 피스의 재료는 제 1 피스의 재료에 비해 증가된 내산화성을 가지는 것을 특징으로 하는 모노블록 피스톤 바디.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361808976P | 2013-04-05 | 2013-04-05 | |
US61/808,976 | 2013-04-05 | ||
PCT/US2014/032931 WO2014165734A1 (en) | 2013-04-05 | 2014-04-04 | Piston made using additive manufacturing techniques |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150140309A true KR20150140309A (ko) | 2015-12-15 |
Family
ID=50694043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020157030727A KR20150140309A (ko) | 2013-04-05 | 2014-04-04 | 추가적인 제조 기법을 이용하여 제작된 피스톤 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140299091A1 (ko) |
EP (1) | EP2981379B1 (ko) |
JP (2) | JP2016519738A (ko) |
KR (1) | KR20150140309A (ko) |
CN (1) | CN105263654A (ko) |
BR (1) | BR112015025346A2 (ko) |
WO (1) | WO2014165734A1 (ko) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013018250A1 (de) * | 2013-10-30 | 2015-04-30 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE102015100088A1 (de) * | 2015-01-07 | 2016-07-07 | Airbus Operations Gmbh | Herstellung metallischer Bauteile mit integrierten Riss-Stoppern |
WO2016201241A1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-12-15 | Parker-Hannifin Corporation | 3d printed solid piston with internal void |
US11028923B2 (en) * | 2015-06-11 | 2021-06-08 | Hamilton Sundstrand Corporation | High vibration pneumatic piston assembly made from additive manufacturing |
DE102015215803A1 (de) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Verfahren zur Herstellung zumindest eines Teils eines Stahl- oder Aluminiumkolbens für einen Verbrennungsmotor sowie Stahl- oder Aluminiumkolben für einen Verbrennungsmotor |
WO2017203779A1 (ja) * | 2016-05-27 | 2017-11-30 | 本田技研工業株式会社 | ピストン及びその製造方法 |
US10151269B2 (en) | 2016-06-16 | 2018-12-11 | GM Global Technology Operations LLC | Mass efficient piston |
DE102016113170A1 (de) * | 2016-07-18 | 2018-01-18 | Abb Turbo Systems Ag | Kolbenring, Turbolader mit Kolbenring und Verfahren zum Herstellen eines Kolbenrings und eines Turboladers |
US10316790B2 (en) | 2016-09-27 | 2019-06-11 | TennecoInc. | Piston ring-belt structural reinforcement via additive machining |
US10926330B2 (en) | 2017-02-17 | 2021-02-23 | Tenneco Inc. | Steel piston with metallurgically bonded bushing and method of manufacturing |
US11060479B2 (en) | 2017-08-29 | 2021-07-13 | General Electric Company | Reciprocating engine |
DE102017216676A1 (de) * | 2017-09-20 | 2019-03-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Produktes |
EP3470655B1 (en) * | 2017-10-10 | 2020-04-22 | Lombardini S.r.l. | Piston and method of manufacturing thereof |
US11229953B2 (en) | 2017-11-29 | 2022-01-25 | Lincoln Global, Inc. | Methods and systems for additive manufacturing |
CN109986011A (zh) | 2018-01-02 | 2019-07-09 | 通用电气公司 | 锻造头、锻造装置以及增材制造系统 |
WO2019143403A1 (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | Cummins Inc. | Piston with insulating air gap formed by additive manufacturing |
DE102018104103A1 (de) | 2018-02-23 | 2019-08-29 | Man Truck & Bus Ag | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere Fahrzeugbauteils, und entsprechend hergestelltes Bauteil |
CN108339984B (zh) * | 2018-04-28 | 2021-01-22 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 基于丝材3d打印的铸锻件表面生长复杂结构的方法 |
DE102018113944B4 (de) * | 2018-06-12 | 2022-01-13 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Verfahren zur Herstellung eines Kolbens einer Hubkolbenmaschine |
US10801450B2 (en) * | 2018-07-11 | 2020-10-13 | Ford Global Technologies, Llc | Intake system assembly and method for manufacturing the assembly |
FR3087235B1 (fr) * | 2018-10-15 | 2020-12-11 | Renault Sas | Arbre rotatif equilibre, notamment vilebrequin de moteur, realise en partie par une technique de fabrication additive, procede de fabrication et moteur equipe d'un tel arbre |
DE102018008989A1 (de) | 2018-11-15 | 2020-05-20 | Daimler Ag | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils oder einer Oberflächenbeschichtung |
US11112009B2 (en) | 2019-04-10 | 2021-09-07 | Cummins Inc. | Low heat transfer piston via binder jet technology |
DE102020207512A1 (de) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 | Mahle International Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kolbens |
IT202000014458A1 (it) * | 2020-06-17 | 2021-12-17 | Ferrari Spa | Metodo di produzione di una testata per un motore a combustione interna |
DE102021116316A1 (de) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | Transportation Ip Holdings, Llc | Verfahren und system zur fertigung von ausrüstung |
CN112122609A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-12-25 | 北京航空航天大学 | 锻造和选区增材复合的金属构件制造方法 |
DE102021115568A1 (de) | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Neander Motors Aktiengesellschaft | Verbrennungsmotor mit Kolben |
US11821384B1 (en) * | 2022-04-28 | 2023-11-21 | GM Global Technology Operations LLC | Manufacturing of aluminum piston with cast iron ring carrier using powder bed fusion method |
US11994085B2 (en) | 2022-06-28 | 2024-05-28 | GM Global Technology Operations LLC | Piston for use in internal combustion engines and method of making the piston |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19900385C2 (de) * | 1999-01-08 | 2001-02-01 | Man B & W Diesel As Kopenhagen | Hubkolbenmaschine |
DE10244511A1 (de) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Mahle Gmbh | Mehrteiliger gekühlter Kolben für einen Verbrennungsmotor |
DE10316002B3 (de) * | 2003-04-08 | 2004-10-28 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor |
US7005620B2 (en) * | 2003-11-04 | 2006-02-28 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Piston and method of manufacture |
US20050132569A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-23 | Clark Donald G. | Method of repairing a part using laser cladding |
GB2416319A (en) * | 2004-07-20 | 2006-01-25 | Sustainable Engine Systems Ltd | Tube formation using laser remelting |
CN102579142B (zh) * | 2005-01-25 | 2015-03-25 | 奥美科股份有限公司 | 用于成形生坯体的方法和由该方法制成的制品 |
JP2008267158A (ja) * | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用のピストンおよびその製造方法 |
US8171842B2 (en) * | 2007-06-20 | 2012-05-08 | Mahle International Gmbh | Two-piece twist lock piston |
US7383808B1 (en) * | 2007-07-03 | 2008-06-10 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Articulated piston skirt |
DE102007061601A1 (de) * | 2007-12-20 | 2009-06-25 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
US20090183850A1 (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-23 | Siemens Power Generation, Inc. | Method of Making a Combustion Turbine Component from Metallic Combustion Turbine Subcomponent Greenbodies |
BRPI1010299A2 (pt) * | 2009-04-10 | 2016-03-22 | Federal Mogul Corp | pistão para um motor de combustão interna, e , método para resfriar um pistão. |
US8181891B2 (en) * | 2009-09-08 | 2012-05-22 | General Electric Company | Monolithic fuel injector and related manufacturing method |
DE102009058970A1 (de) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | RHP GmbH, 31629 | Brennkraftmaschine |
DE102011013113A1 (de) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung |
KR101243280B1 (ko) * | 2011-04-28 | 2013-03-13 | 주식회사 인스텍 | 내부공간이 형성된 금속제품 및 그 제조방법 |
FR2975320B1 (fr) * | 2011-05-20 | 2015-05-29 | Snecma | Installation de fabrication d'une piece par fusion selective de poudre |
DE102011106381A1 (de) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
CN103016194A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-04-03 | 山东滨州渤海活塞股份有限公司 | 双冷却油腔焊接式整体锻钢内燃机活塞及其制造方法 |
CN104885235B (zh) * | 2013-01-10 | 2018-06-22 | 亮锐控股有限公司 | 用于侧发射的具有成形的生长衬底的led |
DE102013205244A1 (de) * | 2013-03-25 | 2014-09-25 | Mahle International Gmbh | Verwendung eines additiven Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines Bauteils für ein Kraftfahrzeug |
CH707789A1 (de) * | 2013-03-25 | 2014-09-30 | Liebherr Machines Bulle Sa | Kolben für eine Axialkolbenmaschine. |
US9765727B2 (en) * | 2014-03-03 | 2017-09-19 | Federal-Mogul Llc | One-piece piston featuring additive machining produced combustion bowl rim and cooling gallery |
-
2014
- 2014-04-04 KR KR1020157030727A patent/KR20150140309A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-04-04 EP EP14723620.2A patent/EP2981379B1/en active Active
- 2014-04-04 BR BR112015025346A patent/BR112015025346A2/pt active Search and Examination
- 2014-04-04 WO PCT/US2014/032931 patent/WO2014165734A1/en active Application Filing
- 2014-04-04 US US14/245,138 patent/US20140299091A1/en active Pending
- 2014-04-04 JP JP2016506634A patent/JP2016519738A/ja active Pending
- 2014-04-04 CN CN201480030831.1A patent/CN105263654A/zh active Pending
-
2019
- 2019-12-24 JP JP2019233237A patent/JP2020076409A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140299091A1 (en) | 2014-10-09 |
JP2020076409A (ja) | 2020-05-21 |
WO2014165734A1 (en) | 2014-10-09 |
BR112015025346A2 (pt) | 2017-07-18 |
JP2016519738A (ja) | 2016-07-07 |
EP2981379B1 (en) | 2019-05-15 |
EP2981379A1 (en) | 2016-02-10 |
CN105263654A (zh) | 2016-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20150140309A (ko) | 추가적인 제조 기법을 이용하여 제작된 피스톤 | |
US7104183B2 (en) | One-piece steel piston | |
EP3240950B1 (en) | Reduced compression height dual gallery piston, piston assembly therewith and methods of construction thereof | |
JP6452052B2 (ja) | 完全なスカートを伴う二重溶接された鋼ピストン | |
US20130276740A1 (en) | Two-piece friction-welded piston | |
JP6170509B2 (ja) | 内燃エンジン用のピストン組立体 | |
JP6305436B2 (ja) | ピストンとピストンの製造方法 | |
JP2007270813A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
JP2016537551A (ja) | 一体型のギャラリなしピストンおよびその構築方法 | |
JP2007270812A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
CN103782016A (zh) | 具有冷却通道的活塞 | |
US20130008404A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
KR101449304B1 (ko) | 자동차 엔진용 피스톤의 제조 방법 | |
KR20180118214A (ko) | 핀 보어 위에 컷아웃을 갖는 갤러리리스 피스톤 | |
EP3577331A1 (en) | Multi-part piston construction for an opposed-piston engine | |
KR102364805B1 (ko) | 부가적인 기계가공을 통한 피스톤 링-벨트 구조 보강 | |
KR20180116408A (ko) | 포켓으로의 연결부를 갖는 갤러리리스 피스톤 | |
EP2726724B1 (en) | Piston with an undercrown support feature | |
KR20180120733A (ko) | 오일 드레인 피처를 갖는 갤러리리스 피스톤 | |
US20200355139A1 (en) | Engine piston and method for manufacturing the same | |
JP3635473B2 (ja) | 内燃機関用ピストンおよびその製造方法 | |
JP2023039250A (ja) | ピストン、内燃機関、及びピストンの製造方法 | |
KR20050083276A (ko) | 자동차 엔진용 피스톤의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |