KR20160067155A

KR20160067155A - 물질을 기재 표면 상에 특정한 패턴으로 옮기는 방법

Info

Publication number: KR20160067155A
Application number: KR1020167011727A
Authority: KR
Inventors: 아담 헌트; 토마스 루이스
Original assignee: 프랙스에어 에스.티. 테크놀로지, 인코포레이티드
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2016-06-13
Also published as: JP2016536110A; PL3055077T3; HRP20230919T1; EP3055077C0; EP3055077A1; JP2020006370A; HUE062441T2; EP3055077B1; JP6759098B2; US20150099100A1; ES2955694T3; WO2015054054A1

Abstract

미리 규정된 패턴을 개선된 두께 및 제어된 방식으로 생성하기 위해 물질을 다양한 부품 상에 적용하는 방법이 개시된다. 제어된 양의 물질을 선택된 복합 표면에 적용하여 표면의 특정한 영역에 점증적으로 구축된 미리 결정된 패턴을 생성한다. 공정의 개선된 반복성 때문에, 물질의 활용성이 보다 높아지고 물질 폐기가 감소하고 사람이 잠재적으로 위험한 물질을 취급할 가능성이 최소화된다. 적용될 물질은 건성 막 윤활제 (DFL)일 수 있다.

Description

물질을 기재 표면 상에 특정한 패턴으로 옮기는 방법 {PROCESS FOR TRANSFERRING A MATERIAL IN A SPECIFIC PATTERN ONTO A SUBSTRATE SURFACE}

<관련 출원>

본 출원은 2013년 10월 7일에 출원된 미국 가출원 제61/887,756호에 대해 우선권을 주장하고, 상기 가출원의 개시 내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

<발명의 분야>

본 발명은 미리 결정된 패턴을 기재 표면의 특정한 영역에 생성하기 위해 제어된 양의 물질을 적용하는 신규한 방법에 관한 것이다.

미동마모(Fretting)는 많은 산업 및 응용분야에서 빈번하게 일어나는 금속과 금속 사이의 접촉 마모의 한 유형이다. 금속 부품들이 서로 맞대어지고 부품들 사이에서 마찰 작용이 일어날 때 미동마모가 발생할 수 있다. 금속 표면의 일부를 잠재적으로 파열 및/또는 인열시킬 수 있는 마찰열이 발생한다. 금속 부품들은 결국 금속 부품들 사이의 윤활의 부족으로 인해 함께 작동을 멈춘다.

건성 막 윤활제(dry film lubricant) (이하 "DFL"라고 지칭됨)는 미동마모를 감소시키기 위한 수단으로서 부상하였다. DFL은 부속품에의 깔끔한 부착 및 마찰 감소가 필요한 경우에 그리스 및 오일의 탁월한 대안이다. DFL은 금속 또는 금속 합금 부속품이 그들끼리 또는 다른 합금 물질과 함께 활주하거나 진동 접촉할 때 미동마모되는 경향을 감소시킬 수 있다. 그는 서로 맞대어진 부품들이 마찰 작용에 의해 동작을 멈추는 것을 방지하는 데 효과적이다.

DFL은 다양한 응용분야에서 유용성을 갖는다. 예를 들어, DFL은 마찰력을 감소시키고 내마모성을 향상하기 위해 수많은 부품의 선택적 영역에 적용될 수 있다. DFL이 적용될 수 있는 부품의 예는 압축기 블레이드, 리시버 포켓(receiver pocket) 내로의 샤프트 또는 핀의 맞물림 부분 또는 슬랫 트랙(slat track)의 활주하는 면을 포함한다. 일반적으로 말하면, DFL은, DFL 물질이 허용되지 않는 부위에 DFL이 의도되지 않게 과다 분무되지 않도록, 부품의 미리 규정된 부위 상에만, 바람직하게는 그 주위의 부위가 차폐된 채로, 적용된다.

현재, DFL은 일반적으로 브러싱, 에어브러싱, 분무 또는 침지에 의해 수동으로 적용된다. 그러나, 이러한 DFL의 수동 적용은 수많은 단점을 갖는다. 예를 들어, DFL 또는 임의의 다른 유형의 윤활제 또는 차폐제 또는 다른 물질의 수동 적용은 DFL을 부품의 요구되는 구역만 피복하도록 제어된 두께로 적용할 수 없기 때문에 아주 나쁘게 평가된다. 막으로 피복된 부품의 변동은 종종 낮은 반복성을 초래하며, 이는 궁극적으로 물질 손실, 부품의 재정비 및 생산성의 손실을 의미할 수 있다. DFL의 수동 적용은 또한 보다 오랫동안의 용매 노출을 초래함으로써, 제조자의 안전 위험요소를 유발할 수 있다.

수동 적용의 단점을 극복하기 위해, 자동 분무와 같은 자동 공정이 막을 부품 상에 적용하는 대안적인 수단으로서 부상하였다. 그러나, 현재 다양한 산업에서 활용되고 있는 자동 분무 공정은, 두께 제어, 부품 상에 형성된 결과물인 막의 품질 및 반복성을 포함하는, 수동 적용과 연관된 많은 문제를 계속 안고 있다. 부가적으로, 자동 분무 시스템을 통한 물질의 원활하지 못한 물질 흐름은 많은 현재의 자동 분무 공정이 갖고 있는 문제이다.

건성 막 윤활제를 적용하는 통상적인 공정과 연관된 문제를 보건대, DFL을 기재의 선택된 영역 상에 제어된 두께 및 형상으로 선택적으로 적용할 수 있는 개선된 DFL 적용 공정에 대한 필요가 충족되지 않은 채로 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 다른 이점 및 응용분야도 명백하게 알게 될 것이다.

<발명의 요약>

본 발명은 임의의 하기 측면을 다양한 조합으로서 포함할 수 있고 또한 하기에 작성된 설명에 기술된 본 발명의 임의의 다른 측면을 포함할 수 있다.

첫 번째 측면에서, 기재 표면 상에 미리 규정된 패턴을 생성하는 방법이 제공된다. 원위 첨단부(tip)를 포함하는 비-다공성 멤브레인이 제공된다. 선택된 물질로 충전되고 내부에 미리 규정된 패턴이 새겨져 있는 트로프(trough)를 갖는 플레이트가 제공된다. 비-다공성 멤브레인은, 원위 첨단부가 트로프에 잠기는 것이 피해지는 위치에서 플레이트를 향해 하강한다. 비-다공성 멤브레인의 선택된 표면은 물질과 맞붙는다. 물질은 저장소로부터 멤브레인의 표면 상으로 옮겨지며, 그래서 물질은 상기 트로프 내에 함유된 미리 규정된 패턴과 합치하는 양상으로 멤브레인에 부착된다. 비-다공성 멤브레인의 선택된 표면은 기재와 맞붙는다. 물질은 멤브레인으로부터 기재에게로, 기재를 따라 선택된 위치에서 옮겨진다. 멤브레인은 기재로부터 멀어지도록 들어올려지고, 이로써 기재 상에 패턴이 형성된다.

두 번째 측면에서, 기재 표면 상에 미리 규정된 패턴을 생성하는 방법이 제공된다. 원위 첨단부를 포함하는 비-다공성 멤브레인이 제공된다. 건성 막 윤활제 (DFL)로 충전된 트로프를 갖는 플레이트가 제공된다. 트로프의 내부에는 미리 규정된 패턴이 새겨져 있다. 비-다공성 멤브레인은, 원위 첨단부가 트로프에 잠기는 것이 피해지는 위치에서 플레이트를 향해 하강한다. 비-다공성 멤브레인의 선택된 표면은 DFL과 맞붙는다. DFL 물질은 저장소로부터 멤브레인의 표면 상으로 옮겨진다. DFL은 상기 트로프 내에 함유된 미리 규정된 패턴과 합치하는 양상으로 멤브레인에 부착된다. 비-다공성 멤브레인의 선택된 표면은 기재와 맞붙고, 그럼으로써 DFL은 멤브레인으로부터 기재에게로, 기재를 따라 선택된 위치에서 옮겨질 수 있게 된다. 멤브레인이 기재로부터 멀어지도록 들어올려지자마자, 기재 상에 패턴이 형성된다. 기재의 임의의 부분이 차폐되지 않고서도 패턴이 형성된다.

유리하게도, 본 발명에서는 이전에 통상적인 방법을 사용해서는 달성할 수 없었던 맞춤 제작 수준으로 미리 규정된 패턴을 기재의 특정한 위치에 형성하도록 다양한 물질을 제어된 두께 및 형상으로 선택적으로 적용할 수 있다. 미리 규정된 패턴의 품질, 정밀성 및 정확성을 희생시키지 않고서도 제조 시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 도면과 관련된 하기 그의 바람직한 실시양태의 상세한 설명을 통해 보다 잘 이해될 것이며, 도면에서 유사한 숫자는 도면 전체에 걸쳐 동일한 특징부를 표시한다.
도 1은 기하구조 설정 플레이트 (GDP) 내로 연장되는 트로프 바로 위에 위치될 때까지 GDP를 따라 활주하는 DFL 물질 저장소를 도시한다.
도 2는 도 1의 저장소가 트로프로부터 충분히 멀리 위치될 때까지 GDP의 표면을 따라 활주하는 것을 도시한다.
도 3은 물질을 트로프로부터 멤브레인의 선택된 복합 표면으로 옮기기 위해 비-다공성 멤브레인이 도 2의 GDP의 트로프를 향해 하강하는 것을 도시한다.
도 4는 비-다공성 멤브레인이 물질을 GDP로부터 멀어지도록 들어올리는 것을 도시한다.
도 5는 DFL 물질의 추가의 증발 또는 용매 플래싱(flashing)을 방지하기 위해 DFL 저장소가 이동하여 도 3의 트로프 위의 위치로 복귀하는 것을 도시한다.
도 6은 도 4의 비-다공성 멤브레인이 기재의 표면 위로 하강하는 것을 도시한다.
도 7은 도 5의 멤브레인이 기재로부터 멀어지도록 위쪽으로 상승하는 것을 도시한다.
도 8은 본 발명의 원칙에 따른 예시적인 비-다공성 멤브레인을 도시한다.
도 9는 GDP로부터 종이 목표 기재로 옮겨지는 DFL의 다양한 사이클을 도시한다.
도 10은 GDP로부터 금속성 플레이트 기재로 옮겨지는 DFL의 다양한 사이클을 도시한다.
도 11은 본 발명의 원칙에 따라 막 패턴을 생성하도록 DFL 물질이 적용될 수 있는 부품의 한 예를 도시한다.

본 발명의 목적 및 이점은 하기 그의 관련된 바람직한 실시양태의 상세한 설명을 통해 보다 잘 이해될 것이다. 본 개시 내용은 윤활제 및 다른 물질을 다양한 기재 상에 적용하는 신규한 공정에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 터빈 블레이드 루트(turbine blade root) (즉, 도브테일(dovetail)) 상에 물질을 적용하는 데 특히 적합하다. 개시 내용은 본원에서 다양한 실시양태로서 본 발명의 다양한 측면 및 특징부와 연관하여 제시된다.

본 발명의 다양한 요소들의 관계 및 기능은 하기 상세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 것이다. 상세한 설명에서는 특징부, 측면 및 실시양태가 다양한 변형태 및 조합으로서 개시 내용의 범주 내에 포함되는 것으로 간주된다. 그러므로 개시 내용은 이들 특정한 특징부, 측면, 및 실시양태의 임의의 이러한 조합 및 변형태, 또는 이들 중 선택된 하나 또는 다수를 포함하거나 이로 이루어지거나 이로 본질적으로 이루어지는 것으로 규정될 수 있다.

본 발명의 한 실시양태는 이제 도 1 내지 7과 관련하여 기술될 것이다. 도면에는 DFL을 기재의 표면 상에 적용하는 개선되고 신규한 방법이 도시되어 있다. DFL은 기재 표면의 선택된 표면 및 영역 상에 제어된 두께로 적용될 수 있다. 기술될 바와 같이, 제어된 두께 및 형상의 DFL의 적용의 정확성 및 반복성 때문에, 물질이 적용되도록 의도되지 않은 기재의 표면 및 영역을 차폐할 필요가 없다.

도 1을 참조하자면, DFL 물질 저장소(10)는 기하구조 설정 플레이트 (GDP)(20) 내로 연장하는 트로프(30) 바로 위에 위치될 때까지 GDP(20)를 따라 활주한다. 저장소(10)가 트로프(30) 위에 놓일 때, DFL 물질(40)은 저장소(10) 내로 투입될 수 있다. DFL 물질(40)을 저장소(10) 내에 담기 위한 임의의 적합한 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 저장소(10)는 컵과 유사한 구조를 갖도록 뒤집어짐으로써 저장소(10)의 개구가 노출되어 물질(40)이 저장소 내에 투입될 수 있다. 후속적으로, GDP(20)는 충전된 저장소(10) 위에서 클램프에 의해 제자리에 고정될 수 있다. 이어서 저장소-GDP 조립체는 일체형 구조를 갖도록 다시 뒤집어짐으로써 도 1에 도시된 형태를 갖게 된다. 대안으로서, DFL 물질(40)이 저장소(10)의 상단부(80)에 연결된 밸브 조립체를 통해 투입되는 자동 재충전 절차가 활용될 수 있다. 이렇게 하면, 저장소(10)는 뒤집어질 필요가 없다.

저장소(10)는 DFL(40)이 저장소(10)에 들어가고 DFL 물질(40)이 흘러서 GDP(20)의 트로프(30)에 충전되도록 개방된 저부(85)를 갖는다. 저장소(10)는 DFL 물질(40)이 GDP(20)의 표면 상으로 흐르는 것을 최소화하도록 완전히 밀폐된다. 부가적으로, 저장소(10)의 주변부를 따라 존재하는 밀봉부(50)에 의해, DFL(40)은 저장소(10)의 내부 영역 내에 가두어진다. 트로프(30)에는, 트로프(30) 내에 함유된, 새겨진 미리 규정된 패턴의 표면을 습윤시키기에 충분한 양이 충전된다. 패턴은 기재(100) 상에 적용될 요구되는 형상을 갖는 것으로 정의된다.

도 2를 참조하자면, DFL(40)이 트로프(30)에 충전된 후에, 저장소(10)는 트로프(30)로부터 충분히 멀리 위치될 때까지 GDP(20)의 표면을 따라 활주한다. 저장소(10)는 도 2에서 화살표에 의해 도시된 방향으로 트로프(30)로부터 멀어지도록 이동한다. 저장소(10)가 GDP(20)의 표면을 따라 활주함에 따라, 그의 경화된 밀봉된 표면(50)은 트로프(30)로부터 GDP(20)의 표면 상으로 넘쳐흐를 수 있는 임의의 과량의 DFL(40)을 긁어내서 닦아낸다. 이렇게 하여, 균등한 부피의 DFL 물질(40)이 트로프(30)의 내부 영역 내에 완전히 가두어진다.

DFL 저장소(10)가 트로프(30)로부터 멀어지도록 이동했기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, DFL 물질(40)이 충분한 시간 동안 대기에 노출된다. 이러한 노출 때문에 용매 플래시가 DFL 물질의 표면으로부터 일어남으로써 점성 표면 또는 점착성 층이 형성될 수 있다.

여전히 도 2를 참조하자면, 원위 첨단부(65)를 갖는 비-다공성 멤브레인(60)은 저장소(10)의 상단부(80)와 조립된다. 저장소(10)가 GDP(20)의 트로프(30)로부터 멀어지도록 활주함에 따라, 멤브레인(60)은 GDP(20) 위에 위치된다. 적합한 멤브레인은 압축 가능하면서도 물질을 멤브레인(60)의 선택된 복합 표면(90)으로 옮기고 상기 표면으로부터 옮기는 것을 보장하기에 충분한 경도를 유지하도록 선택된다. 본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "복합 표면"은 연속적인 또는 편조된(knitted) 표면 프로필을 구성하도록 단순한 선, 평면, 파상 사선 또는 혼합된 표면의 조합 또는 그의 임의의 조합을 포함할 수 있는 복잡한 표면을 의미하도록 의도된다. 멤브레인(60)은 원위 첨단부(65)가 트로프(30)의 가장자리로부터 미리 결정된 거리만큼 멀리 이격되도록 하는 위치에서 트로프(30) 위에 위치된다.

이러한 선택된 위치에서, 멤브레인(60)은 트로프(30) 내에 함유된 DFL 물질(40)과 맞붙을 수 있다. 도 3은 멤브레인(60)이 트로프(30)를 향해 하강한 것을 도시한다. 멤브레인(60)은, 아래쪽을 향하는 화살표에 의해 표시된 바와 같이, 원위 첨단부(65)가 플레이트(20)의 표면에 밀접 또는 인접할 때까지 하강할 수 있다. 원위 첨단부(65)는 트로프(30) 내에 함유된 DFL 물질(40)과 접촉하지 않는다. 멤브레인(60)의 선택된 복합 표면(90)만이 트로프(30) 내에 함유된 DFL 물질(40)의 점성 표면과 접촉하고 맞붙는다. 멤브레인(60)은 트로프(30)의 조각된 또는 새겨진 부위로부터 DFL 물질(40)을 받아들이도록 압축되고 그의 형상을 바꾼다. DFL 물질(40)은 그의 표면에서 증가된 점성을 갖기 때문에, 그의 미리 결정된 부분이 저장소(10)로부터 멤브레인(60)의 선택된 복합 표면(90) 상으로 옮겨질 수 있다. 물질(40)은 미리 규정된 패턴과 합치하는 양상으로 비-다공성 멤브레인(60)에 부착된다. 이렇게 하여, 본 발명에서는 멤브레인(60)의 복합 표면 상에 생성된 패턴의 의도하지 않은 변형이 회피됨으로써, 결과물인 패턴의 완전성이 각각의 사이클 동안에 유지되는 것이 보장된다.

점성 DFL 물질(40)이 멤브레인(60)의 선택된 복합 표면(90) 상으로 옮겨진 후에, 멤브레인(60)은, 도 4에서 위쪽을 향하는 화살표에 의해 나타내어진 바와 같이, 트로프(30) 및 플레이트(20)로부터 멀어지도록 위쪽으로 상승한다. 트로프(30)가 노출되면, 도 5에 도시된 바와 같이, DFL 물질(40)의 추가의 증발 또는 용매 플래싱을 방지하기 위해, DFL 저장소(10)가 (도 5에서 화살표에 의해 나타내어진 바와 같이) 활주하여 트로프(30) 위의 위치로 복귀한다. 부가적으로, 저장소(10)가 GDP(20)의 트로프(30) 위에 위치됨에 따라, 멤브레인(60)은 기재(100) 위쪽에 미리 결정된 위치에 위치하게 된다. 도 6에는, 미리 결정된 위치에서, 멤브레인(60)이 기재(100)의 표면 상으로 하강한 것이 도시되어 있다. 멤브레인(60)은 적절한 압력에 의해 기재(100) 표면과 맞붙고, DFL 물질(40)은 멤브레인(60)의 복합 표면(90)으로부터 기재(100)의 표면으로 옮겨짐으로써, 요구되는 윤활성을 갖는 기능성 막 패턴(110)이 형성된다. 멤브레인(60)의 압축성 때문에, 기재(100)가 손상되지 않도록 기재(100) 상에 적절한 압력이 가해질 수 있다. 한 실시양태에서, 물질(40)은 균일한 두께를 갖는 막 패턴(110)을 형성하도록 얇은 층으로서 제어된 방식으로 옮겨진다.

도 7에는 멤브레인(60)이 기재(100)로부터 멀어지도록 위쪽으로 상승하는 것이 도시되어 있다. 기재(100)와 물질(40) 사이의 부착이 멤브레인(60)과 물질(40) 사이의 부착보다 강하기 때문에, 멤브레인(60)의 선택된 복합 표면(90)은 임의의 잔류 물질을 함유하지 않는다. 이렇게 하여, 미리 규정된 패턴(110)을 갖는 기능성 막이 기재(100) 상에 형성된다.

DFL 물질(40)의 제2 층이 제2 사이클에서 도 1 내지 7과 관련하여 기술된 상기 단계에 따라 적용될 수 있다. 상기 공정은 막 패턴(110)의 요구되는 두께가 달성될 때까지 반복될 수 있다. 필요한 경우에, 용매 및/또는 부가적인 DFL 물질(40)이 간헐적으로 트로프(30)에 첨가될 수 있다. 각각의 후속 층은, 각각의 층이 실질적으로 중복되지 않게, 선행 층 바로 위에 적용된다. 각각의 층은, 명확하게 규정된 패턴이 구축 및 형성되는 것이 보장되도록, 선행 층 위에 정확하게 위치될 수 있다. 이렇게 하여, 본 발명은 각각의 DFL 층이 동일한 기하구조, 크기, 위치 및 두께를 갖고서 기재(100) 상에 적용되도록 개선된 반복성을 제공함으로써, 막 패턴(110)이 이전에 통상적인 기술에 의해서는 달성될 수 없었던 정밀하게 제어된 두께 및 기하구조를 갖고서 점증적으로 구축 및 형성될 수 있도록 한다. DFL 물질(40)을 적용하는 통상적인 방법과는 달리, 본 발명은 멤브레인(60)이 기재(100)와 맞붙을 때마다 100마이크로미터 이하의 점증적 두께로 막 패턴(110)이 기재(100) 상에 구축될 수 있도록 한다. 요구되는 막 패턴(110)을 이렇게 제어된 방식으로 생성하는 것은, DFL(40)을 브러싱, 분무, 침지 등과 같은 방법을 통해 수동 또는 자동으로 적용하는 방식으로는 가능하지 않다. 본 발명에서는, 예를 들어 각각의 사이클마다 저장소(10) 내에서의 대기 노출을 통한 용매 플래싱으로 인해 형성된 점착성 DFL(40)의 양, 및 멤브레인(60)이 트로프(30) 및 이후 기재(100)와 맞붙을 때의 압력을 포함하지만 이로만 제한되는 것은 아닌 다양한 변수를 제어함으로써, 지정된 상한을 벗어나게 과량의 DFL 물질(40)이 적용될 위험이 없거나 상당히 감소된다.

더욱이, 각각의 사이클마다 트로프(30) 내에 함유된 DFL(40)의 고체 농도가 임의의 고체 침강에 의해 유리하게 증가하는 것을 보장하도록, DFL 물질(40)은 바람직하게는 DFL 저장소(10)의 저부로부터 당겨진다. 그로 인해, 본 발명에서는 침강 시 용이하게 형성될 수 있는 DFL 물질의 침전을 주기적으로 재분산시킬 필요가 없다.

저장소(10), 비-다공성 멤브레인(60) 및 GDP(20)는 기계적 결합, 통합된 전기기계적 운동 또는 프로그래밍 가능한 위치화 장치와 같은 임의의 적합한 수단에 의해 서로 연결될 수 있다. 다양한 부속품들의 이동은 관련 기술분야에 공지된 바와 같은 제어 시스템에 의해 자동 통제될 수 있다.

도 11은 본 발명의 원칙에 따라 패턴(1110)을 형성하도록 DFL 물질(40)이 적용될 수 있는 부품(1100)의 한 예를 도시한다. 도 11은 하나 이상의 사이클을 통해 점증적으로 구축된 최종 두께를 갖는 명확하게 설정된 직사각형 막 패턴(1110)을 형성하도록 DFL(40)이 본 발명의 방법에 의해 적용된 터빈 블레이드 루트 (즉, 도브테일)(1100)을 도시한다. 유리하게도, 통상적인 기술과는 대조적으로, 본 발명의 개선된 정밀성 및 정확성 때문에 DFL 물질(40) 주위의 터빈 블레이드 루트(1100)의 영역을 차폐할 필요가 없다. 본 발명에 의해, DFL 물질(40)이 적용되도록 의도되지 않은 부품(1100)의 영역과 잔류 DFL 물질(40)이 접촉할 위험이 없이, 패턴(1110)이 생성될 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 도 11에 도시된 바와 같은 부품(1100) 상에 보호성을 갖는 맞춤 제작된 막 패턴(1110)을 특정한 형상 및 두께로 적용하는 능력은 수동 및 자동 적용 방법보다 현저하게 발전한 것이다. 건성 막 윤활제 (DFL) 또는 다른 물질, 예컨대 코팅 차폐제 (CMA), 세라믹 금속성 박막, 세라믹-세라믹 박막 또는 유기금속성 박막은 전형적으로 브러시 또는 다른 적합한 적용 기구를 사용하여 수동적으로 또는 분무 장치를 사용하여 자동적으로 도 11의 것과 같은 부품에 적용될 것이다. 이러한 통상적인 방법을 사용하면 조악한 패턴을 생성하게 되는데, 왜냐하면 작업자 또는 적용 장치가 물질을 제한된 영역 내에 적용할 수가 없기 때문에 물질이 적용될 영역이 명확하지 않게 설정되기 때문이다. 더욱이, 물질의 효율성 및 안전성이라는 공정상의 이익이 통상적인 방법에 의해서는 구현되지 않는데, 왜냐하면 이러한 방법은 후속적으로 제거되어야 하는 몇몇 다른 프레임(framing) 물질에 의해 통제되어야 하기 때문이다.

부품의 선택된 영역을 차폐할 필요가 없다는 것은 폐기되는 물질의 양이 감소한다는 것을 의미한다. 패턴을 점증적 두께로 구축할 수 있고 DFL 물질을 트로프의 내부 부피 내에서만 가둘 수 있기 때문에, 차폐제가 필요없을 뿐만 아니라, DFL 폐기물이 덜 발생한다. 더욱이, 차폐제가 필요 없고 사람이 각각의 사이클 동안에 위험한 용매 물질을 부품 상에 수동으로 브러싱 또는 분무할 필요가 없기 때문에, 위험한 물질에의 노출 가능성이 감소하고, 그럼으로써 보다 안전한 환경이 조성된다.

DFL 외에도 임의의 적합한 물질을 본 발명에서 사용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 적합한 물질은, 적어도, 결과물인 물질의 성질이, 부품이 노출되는 작업 환경과 양립 가능함을 보장하는지를 고려하여 선택된다. 한 실시양태에서, 임의의 기능성 막을, 예를 들어 코팅 차폐제, 세라믹 금속성 박막, 유기금속성 박막 또는 세라믹-세라믹 박막과 같은 기재의 선택된 표면 바로 위에 적용할 수 있다. 이러한 막은 항공우주 산업 및 에너지 산업을 포함하는 다양한 산업에서 사용될 수 있다. 사이클 동안에 사용되는 비-다공성 멤브레인의 유형 및 디자인은, 물질이 적절하게 멤브레인으로 옮겨지고 멤브레인으로부터 옮겨지는 것을 보장하도록, 적어도 부분적으로, 부품 상에 적용되도록 선택된 물질의 유형에 따라 결정될 수 있다.

부품에는 본원에서 언급된 물질을 포함하는 임의의 적합한 물질이 적용될 수 있다. 한 실시양태에서, 압축기 블레이드에는, 세라믹 금속성 기능성 박막이 블레이드의 선택된 위치에서 특정한 패턴이 형성되도록 본 발명의 방법에 의해 적용될 수 있다. 부품의 표면은 임의의 형상, 예컨대, 예를 들어, 평평한 표면, 원통형 표면, 구형 표면, 여러 가지 각을 갖는 표면, 텍스처화된(textured) 표면 또는 볼록 및/또는 오목한 표면을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 발명에서 점착성 또는 비-점착성인 다양한 물질을, 결과물인 막의 패턴의 변형 및/또는 손실 없이, 평평한 GDP 표면으로부터 복합 표면으로 옮길 수 있다는 것은, 통상적인 공정에 비해 현저한 개선을 이룬 것이다.

실시예 1

미리 규정된 패턴의 DFL 막을 본 발명의 방법에 따라 종이 목표 기재 상에 적용하는 시험을 수행하였다. DFL 물질은, 영국 버밍엄에 소재한 인데스트럭티블 페인트(Indestructible Paint)에 의해 제조되고 판매되는, 상업적으로 입수 가능한 몰리댁(Molydag)®이었다. 기하구조 설정 플레이트는 미리 규정된 패턴을 갖도록 제작되었다. 미리 규정된 패턴은, 몰리댁® DFL을 GDP로부터 멤브레인으로 옮기는 성능 및 후속적으로 몰리댁® DFL을 멤브레인으로부터 종이 목표 기재 상으로 옮기는 성능을 시험하도록, 직사각형 형상이었다.

몰리댁® DFL을 GDP로부터 종이 목표물에 옮기기 위한 것으로서, 압축성 실리콘 멤브레인을 선택하였다. 멤브레인은 도 8에 도시되어 있다. 멤브레인은 모든 몰리댁® DFL을 5회의 사이클을 통해 종이 목표물에 성공적으로 옮겼음이 관찰되었다. 패턴은 도 9에 도시되어 있다. 시험 결과를 통해, 직사각형 패턴이 5회의 사이클에 의해 종이 목표물 상에 적절하게 형성되는 것이 보장되었다는 것이 관찰되었다.

모든 패턴은 명확하게 설정되었다. 몰리댁® DFL은 GDP로부터 실리콘 멤브레인으로 및 이후에 종이 목표물로 일관성 있게 정확하게 옮겨졌다. 점증적 두께가 제어된 방식으로 구축되었다. 사이클 동안에, 두께는 GDP 내에 있는 트로프의 깊이 또는 적용된 층의 개수 또는 그 둘의 조합에 의해 제어되었다.

실시예 2

직사각형 패턴을 종이 목표물 상에 성공적으로 생성한 후에, 그 다음 세트의 시험을 금속 플레이트 기재 상에서 수행하였다. 부품 표면은, 46 메시의 산화알루미늄 매체를 사용하여 표면을 약하게 블라스팅함으로써 제조한, 냉연 강의 직사각형-형상의 봉이었다. 몰리댁®을 DFL로서 사용하였다. 도 8의 실리콘 멤브레인을 이들 시험에서 사용하였다. 실시예 1에서와 동일한 패턴을 생성하였다.

멤브레인은 모든 몰리댁® DFL을 금속성 플레이트에 성공적으로 옮겼음이 관찰되었다. 시험 결과를 통해, 직사각형 패턴이 5회의 사이클에 의해 종이 목표물 상에 적절하게 형성되는 것이 보장되었음이 관찰되었다. 실시예 1의 결과를 고려해보면, 패턴을 생성하는 데 사용되는 사이클의 개수는 각각 3, 4 및 5였다.

결과가 도 10에 도시되어 있다. 모든 패턴은 명확하게 설정되었다. 몰리댁® DFL은 GDP로부터 실리콘 멤브레인으로 및 이후에 종이 목표물로 일관성 있게 정확하게 옮겨졌다. 점증적 두께가 제어된 방식으로 구축되었다. 사이클 동안에, 두께는 GDP 내에 있는 트로프의 깊이 또는 적용된 층의 개수 또는 그 둘의 조합에 의해 제어되었다.

본 발명의 특정한 실시양태인 것으로 여겨지는 것이 제시되고 기술되었지만, 물론, 본 발명의 개념 및 범주에서 벗어나지 않게 형태 또는 세부사항의 다양한 개질 및 변화가 용이하게 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명은 본원에서 제시되고 기술된 바로 그 형태 및 세부사항으로만 제한되는 것은 아니며, 또한 본원에서 개시되고 이하에 청구되는 본 발명의 전체에 미치지 못하는 임의의 것으로만 제한되는 것은 아니도록 의도된다.

Claims

원위 첨단부를 포함하는 비-다공성 멤브레인을 제공하고;
선택된 물질로 충전되고 내부에 미리 규정된 패턴이 새겨져 있는 트로프를 갖는 플레이트를 제공하고;
비-다공성 멤브레인을, 원위 첨단부가 트로프에 잠기는 것이 피해지는 위치에서 플레이트를 향해 하강시키고;
비-다공성 멤브레인의 선택된 표면을 물질과 맞붙게 하고;
상기 물질을 저장소로부터 멤브레인의 표면 상으로 옮기고, 여기서 상기 물질은 상기 트로프 내에 함유된 미리 규정된 패턴과 합치하는 양상으로 멤브레인에 부착되고;
비-다공성 멤브레인의 선택된 표면을 기재와 맞붙게 하고;
상기 물질을 멤브레인으로부터 기재에게로, 기재를 따라 선택된 위치에서 옮기고;
멤브레인을 상기 기재로부터 멀어지도록 들어올림으로써 기재 상에 패턴을 생성하는 것
을 포함하는, 기재 표면 상에 미리 규정된 패턴을 생성하는 방법.
제1항에 있어서,
플레이트의 표면 위에서 이동하도록 구성된 밀폐된 물질 저장소를 제공하고;
물질을 밀폐된 물질 저장소 내에 담고;
밀폐된 물질 저장소를 플레이트 위에 위치시키고;
물질을 저장소로부터 플레이트의 트로프 내로 옮기는 것
을 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 기재의 작업 환경과 양립가능한 성질을 갖는 물질을 선택하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 비-다공성 멤브레인과의 후속적 맞붙음을 위해 트로프를 노출시키기 위해, 밀폐된 물질 저장소를 물질로 충전된 트로프로부터 멀어지도록 이동시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
제4항에 있어서, 임의의 과량의 물질을 플레이트를 따라 닦아내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 패턴이, 멤브레인과 기재가 맞붙을 때마다 약 100마이크로미터 이하의 점증적 두께로, 상기 기재 상에 구축되는 것인 방법.
제3항에 있어서, 물질이 건성 막 윤활제, 코팅 차폐제, 세라믹 금속성 박막, 유기금속성 박막, 세라믹-세라믹 박막 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 선택된 표면이 복합 표면인 방법.
원위 첨단부를 포함하는 비-다공성 멤브레인을 제공하고;
건성 막 윤활제 (DFL)로 충전되고 추가로 내부에 미리 규정된 패턴이 새겨져 있는 트로프를 갖는 플레이트를 제공하고;
비-다공성 멤브레인을, 원위 첨단부가 트로프에 잠기는 것이 피해지는 위치에서 플레이트를 향해 하강시키고;
비-다공성 멤브레인의 선택된 표면을 DFL과 맞붙게 하고;
상기 DFL을 저장소로부터 멤브레인의 표면 상으로 옮기고, 여기서 상기 DFL은 상기 트로프 내에 함유된 미리 규정된 패턴과 합치하는 양상으로 멤브레인에 부착되고;
비-다공성 멤브레인의 선택된 표면을 기재와 맞붙게 하고;
상기 DFL을 멤브레인으로부터 기재에게로, 기재를 따라 선택된 위치에서 옮기고;
멤브레인을 상기 기재로부터 멀어지도록 들어올림으로써 기재 상에 패턴을 생성하는 것
을 포함하고,
여기서 상기 패턴은 기재의 임의의 부분의 차폐 없이 생성되는 것인,
기재 표면 상에 미리 규정된 패턴을 생성하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 DFL을 상기 트로프 내의 평평한 기하구조의 표면으로부터 멤브레인의 선택된 복합 표면으로 옮기는 것을 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 패턴이, 멤브레인과 기재가 맞붙을 때마다 약 100마이크로미터 이하의 점증적 두께로, 상기 기재 상에 구축되는 것인 방법.
제9항에 있어서, 상기 DFL을, 건성 막 윤활제, 코팅 차폐제, 세라믹 금속성 박막, 유기금속성 박막, 세라믹-세라믹 박막 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질이 적용된 기재의 영역 상에 적용하는 것인 방법.
제9항에 있어서,
플레이트의 표면 위에서 이동하도록 구성된 밀폐된 DFL 저장소를 제공하고;
DFL을 밀폐된 DFL 저장소 내에 담고;
밀폐된 DFL 저장소를 플레이트 위에 위치시키고;
DFL을 저장소로부터 플레이트의 트로프 내로 옮기는 것
을 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 비-다공성 멤브레인과의 후속적 맞붙음을 위해 트로프를 노출시키기 위해, 밀폐된 DFL 저장소를 DFL로 충전된 트로프로부터 멀어지도록 이동시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 임의의 과량의 DFL을 플레이트를 따라 닦아내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 패턴이 기능성 막인 방법.
제14항에 있어서, 제어 시스템을 사용하여 미리 규정된 패턴을 생성하는 방법을 자동화하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 밀폐된 DFL 저장소를 밀봉하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제9항의 방법에 의해 기재 상에 적용된, 미리 규정된 패턴.
제19항에 있어서, 상기 기재가 압축기 블레이드인, 미리 규정된 패턴.