KR20170082593A - 파이프의 적층 가공 - Google Patents

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코리 에이. 플라이셔
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랜디 엘. 가이글러
마이클 더블유. 파펙
제임스 에이. 와이쿠카우스키
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Abstract

파이프의 적층 가공이 개시된다. 하강 기구는 플랫폼에 대해 결합되고 플랫폼의 개구를 통해 파이프를 하강시키도록 구성된다. 압출 헤드는 재료를 공급받아 노즐을 통해 선택적으로 재료를 압출하도록 구성된다. 갠트리는 압출 헤드에 결합되어 압출 헤드를 식별된 위치로 이동시키도록 구성된다. 제어기는 갠트리에 결합되어 파이프의 기하학적 구조를 식별하는 파이프 데이터에 기초하여 압출 헤드를 이동시키기 위해 갠트리를 유도하도록 구성된다. 안정화 기구는 재료의 압출 동안 파이프를 요구되는 위치에 유지하도록 구성된다.

Description

파이프의 적층 가공{ADDITIVE MANUFACTURING OF PIPES}
본 출원은 2014년 11월 13일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/079,187호("파이프의 적층 가공")의 이익을 주장하며, 그 개시 내용은 전체가 참조로 본원에 통합되어있다.
실시예는 대체로 파이프 가공에 관한 것으로, 특히 파이프의 적층 가공에 관한 것이다.
전기 에너지의 재생 가능한 공급원으로서 해수 온도차 발전(OTEC)에 대한 관심이 증가하고 있다. OTEC은 해양의 자연적인 온도 기울기를 사용하여 전력을 생성한다. 따뜻한 지표수 및 차가운 심층수가 있는 지리학적 영역에서, 온도 차이는 터빈을 회전시키고 동력을 생산하는 증기 사이클을 구동시키는데 이용될 수 있다. 따뜻한 표면 해수는 열 교환기를 통과하여 저비점 작동 유체를 기화시킴으로써 터빈 발전기를 구동시켜 전기를 생산한다. 불행히도, OTEC의 한 가지 과제는 해양 깊은 곳에서 표면까지 많은 양의 물을 끌어올 수 있어야 하는 냉각수 파이프(CWP)가 필요하다는 것이다.
OTEC에서 사용되는 CWP는 매우 길며 큰 직경을 갖는다. 예컨대, CWP는 직경이 4미터(m) 이상일 수 있으며 길이가 1000미터 이상일 수 있다. 종래의 CWP는 파이프의 요구되는 길이의 CWP를 형성하기 위해 작은 세그먼트를 함께 결합하거나 심층수 위치에서 파이프 세그먼트를 성형하고 성형되는 대로 조립하는 방식으로 현장에서 제작된다. 이러한 파이프를 제작하는데 걸리는 시간의 양 및 파이프 세그먼트를 성형하는데 필요한 공간을 포함하여 종래의 CWP 제작 기술에는 많은 문제가 있다. 이러한 문제는 단독으로 OTEC를 많은 다른 응용예에 있어서 비현실적으로 만들 수 있다. 따라서, 이러한 점을 회피하는 CWP 가공 기술은 바람직할 것이다.
본 실시예는 적층 가공을 이용하는 파이프 생성용 기구에 관한 것이다. 본 실시예는 비교적 큰 직경을 갖는 비교적 긴 파이프를 현장에서 수직 생성하는 것을 용이하게 한다. 일부 실시예에서, 파이프는 4미터(m)를 초과하는 내부 직경을 가질 수 있고 1000m을 초과하는 길이를 가질 수 있다. 무엇보다, 실시예는 해수 온도차 발전(OTEC) 시스템에서 냉각수 파이프(CWP)를 설치하는데 필요한 시간을 크게 단축시킨다.
한 실시예에서 시스템이 제공된다. 시스템은 플랫폼에 대해 결합되며 플랫폼의 개구를 통해 파이프 조립체를 하강시키도록 구성된 하강 기구를 포함한다. 시스템은 재료를 공급받으며 노즐을 통해 선택적으로 재료를 압출하도록 구성된 압출 헤드 또한 포함한다. 갠트리(gantry)가 압출 헤드에 결합되며 압출 헤드를 식별된 위치로 이동시키도록 구성된다. 제어기가 갠트리에 결합되며 파이프 조립체의 기하학적 구조를 식별하는 파이프 데이터에 기초하여 압출 헤드를 이동시키기 위해 갠트리를 제어하도록 구성된다. 안정화 기구가 파이프 조립체를 요구되는 위치에 유지하도록 구성된다.
한 실시예에서, 하강 기구는 대응되는 케이블을 포함하는 복수의 윈치(winch)를 포함하며, 각각의 케이블은 파이프 조립체와 결합되도록 구성된다. 한 실시예에서, 파이프 조립체는 클럼프 추와 같은, 재료의 고리를 포함할 수 있고, 그 위에 파이프 벽이 생성된다.
한 실시예에서, 재료는 고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
한 실시예에서, 제어기는 파이프 조립체의 파이프 벽을 셀룰라(cellular) 구조로 생성하기 위해 압출 헤드를 유도하도록 구성된다. 셀룰라 구조는 공극 대 재료 비율로 특성화될 수 있다. 한 실시예에서, 공극 대 재료 비율은 파이프 벽의 종방향 길이를 따라 달라진다.
한 실시예에서, 제어기는 하강 기구에 결합되며 선택적으로 하강 기구에 신호를 보내서 정지 모드에 진입하거나 하강 모드에 진입하게 하도록 추가로 구성된다. 한 실시예에서, 제어기는 갠트리에 신호를 보내서 파이프 조립체의 단부에 대하여 압출 헤드를 이동시키고, 압출 헤드에 신호를 보내서 파이프 조립체의 단부의 상부 에지 상에 재료층을 압출시키고, 재료층이 파이프 조립체의 단부의 상부 에지 상에 압출된 후에, 하강 기구에 신호를 보내서 파이프 조립체를 소정 거리만큼 하강시키기 위해 하강 모드에 진입시키도록 추가로 구성된다.
다른 실시예에서, 파이프 조립체를 생성하는 방법이 제공된다. 재료의 고리가 압출 헤드에 대해 배치된다. 재료의 고리가 하강 기구에 결합된다. 재료의 고리 상에 파이프 벽을 형성하기 위해, 재료가 재료의 고리 상부에 압출된다. 반복적으로 재료의 고리 및 파이프 벽은 소정 거리만큼 하강되며, 파이프 벽이 요구되는 길이가 될 때까지 파이프 벽을 연장시키기 위해 파이프 벽 상에 재료를 압출한다.
한 실시예에서, 플랫폼은 개구를 형성하며, 플랫폼의 개구를 통해 재료의 고리 및 파이프 벽이 하강된다. 한 실시예에서, 플랫폼은 해양 등의 수역(body of water) 내에 있으며, 재료의 고리 및 파이프 벽은 플랫폼의 개구를 통해 수역 내로 하강된다.
당업자는 첨부된 도면과 관련된 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 읽은 후에 본 개시 내용의 범위를 이해하고 추가적인 양태를 실현하게 할 것이다.
본원에 통합되어있으며 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 개시 내용의 수 개의 양태를 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 개시 내용의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 해양에서의 해수 온도차 발전(OTEC) 시스템의 도면이다.
도 2는 한 실시예에 따른 파이프 조립체를 생성하는 시스템의 블록도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 파이프 조립체를 생성하는 시스템의 특정한 구성 요소를 도시한 개략도이다.
도 4는 한 실시예에 따른 파이프 조립체를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 한 실시예에 따른 파이프 조립체를 생성하는 시스템의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 시스템의 더 세부적인 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 시스템을 도 6과는 다른 시각에서 본 사시도이다.
도 8은 한 실시예에 따른 파이프 조립체의 파이프 벽의 상부 에지의 렌더링(rendering)이다.
이하에서 설명되는 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있도록 하는 정보를 나타내며 실시예를 수행하는데에 있어서 최상의 모드가 설명된다. 첨부 도면을 고려하여 다음의 상세한 설명을 읽을 때, 당업자는 본 개시 내용의 개념을 이해할 것이며 본원에서 특별히 다루지 않은 이러한 개념의 응용예를 인식할 것이다. 이러한 개념 및 응용예는 본 개시 내용 및 첨부된 청구 범위의 범위 내에 있다는 점이 이해되어야 한다.
본원에서 논의된 임의의 흐름도는 설명의 목적을 위해 불가피하게 어떠한 순서로 논의되지만, 달리 명시적으로 지시되지 않는 한, 실시예는 임의의 특정한 단계의 순서로 제한되지 않는다. 본원에서 수치값과 결합되어 사용되는 용어 "약"은 수치값보다 10% 크거나 10% 작은 범위 내의 임의의 값을 의미한다.
본 실시예는 적층 가공을 이용하는 파이프 조립 시스템에 관한 것이다. 본 실시예는 비교적 큰 직경을 갖는 비교적 긴 파이프를 현장에서 생산하는 것을 용이하게 한다. 일부 실시예에서, 파이프는 4미터(m)를 초과하는 내부 직경을 가질 수 있고 1000m를 초과하는 길이를 가질 수 있다. 무엇보다, 실시예는 해수 온도차 발전(OTEC) 시스템에서 냉각수 파이프(CWP)를 설치하는데 필요한 시간을 크게 단축시킨다. 실시예는 또한 CWP를 조립하는데 필요한 구조의 크기를 실질적으로 감소시킨다.
도 1은 해양(12)에서의 OTEC 시스템(10)의 도면이다. 종래의 OTEC 시스템의 특정한 요소들은 생략되었다. OTEC 시스템(10)은 해양(12)의 표면 영역(16)으로부터 해양(12)의 심층수 영역(18)까지 연장되는 CWP 조립체(14)를 포함한다. CWP 조립체(14)는 클럼프 추(clump weight)(20)와 같이 작동 중에 CWP 조립체(14)를 안정화하는 것을 도와주는 추를 포함할 수 있다. 일부 설치에서, CWP 조립체(14)는 해양 바닥(22)에 정박될 수 있다.
일부 실시예에서, CWP 조립체(14)는 1000미터 이상의 종방향 길이를 가질 수 있고 12피트(3.66미터)보다 큰 직경을 가질 수 있다. CWP 조립체(14)를 구현하기위한 종래의 기구는 OTEC 시스템(10)의 위치에서 많은 수의 더 작은 파이프의 세그먼트를 함께 결합하거나, OTEC 시스템(10)의 위치에서 다수의 파이프의 세그먼트를 성형하고 성형되는 대로 조립하는 것을 포함한다. CWP 조립체(14)를 가공하는데 소요되는 시간 및 필요한 공간의 규모를 포함하여, 이러한 종래의 가공 기술에는 많은 문제가 있있다. 일단 CWP 조립체(14)가 완성되고 구현되면, 대부분의 CWP 조립체(14)는 수중에 있기 때문에 허리케인, 사이클론 등과 같은 극한 기후로부터 비교적 보호된다. 그러나, CWP 조립체(14)의 조립 중에, CWP 조립체(14)는 극한 기후의 경우에 비교적 쉽게 손상될 수 있다. 따라서, CWP 조립체(14)의 가공이 더 오래 걸릴수록, 가혹한 날씨가 부분적으로 조립된 CWP 조립체(14)를 손상시킬 가능성이 높아진다.
도 2는 한 실시예에 따른 파이프 조립체를 생성하는 시스템(24)의 블록도이다. 시스템(24)은, CWP 조립체가 가공되는 동안에 CWP 조립체가 해양과 같은 수역 내로 하강될 수 있는 개구를 형성하는 OTEC 플랫폼(26) 상에 구현된다. OTEC 플랫폼(26)은, 예컨대 깊이가 1000m를 초과하는 위치와 같은 해양 심층수 위치에 정박된 심층수 플랫폼을 포함할 수 있다. 제어기(28)는 프로세서(30) 및 메모리(32)를 포함하며, 본원에서 설명된 다양한 기능을 구현 및/또는 조정하는 역할을 한다. 하강 기구(34)는 생성중인 파이프 조립체에 결합하여, 본원에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, OTEC 플랫폼(26)의 개구를 통해 수역 내로 파이프 조립체를 하강시킨다. 하강 기구(34)는 물체를 하강시킬 수 있는 임의의 적절한 구조 및 구성 요소를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 하강 기구(34)는 복수의 윈치를 포함하며, 각각의 윈치는 선택적으로 후퇴되거나 연장될 수 있는 케이블을 포함한다. 케이블은 파이프 조립체에 연결되고 반복적으로 연장되어 파이프 조립체가 가공됨에 따라 개구를 통해 해양 내로 파이프 조립체를 천천히 하강시킨다.
갠트리(gantry)(36)가 압출 헤드(38)에 결합되며 파이프 조립체의 기하학적 구조를 식별하는 파이프 데이터에 기초하여 압출 헤드(38)를 이동시키도록 구성된다. 한 실시예에서, 제어기(28)는 파이프 데이터를 보유하는, 파일과 같은, 데이터 구조에 액세스하고, 파이프 데이터에 기초하여 압출 헤드(38)를 이동시키도록 갠트리(36)를 유도한다. 파이프 데이터는 제한적이지 않은 예시로서, 지-코드(G-code) 형식과 같이 임의의 요구되는 형식일 수 있다. 안정화 기구(40)는 재료의 압출 동안 파이프를 요구되는 위치에 유지하도록 구성된다. 안정화 기구(40)는 파이프 조립체를 안정화시킬 수 있는 임의의 적합한 구조 및 구성 요소를 포함할 수 있으며, 한 실시예에서, 파이프 조립체의 주연 둘레에 각각 배치되고 파이프 조립체가 요구되는 위치에 유지될 수 있도록 다양한 각자의 방향에서 파이프 조립체에 힘을 부과하도록 구성된 복수의 롤러를 포함한다. 대체로, 실시예는 수직 배향으로 파이프 조립체를 생성한다.
도 3은 한 실시예에 따른 시스템(24)의 특정한 구성 요소를 도시한 개략도이다. 압출 헤드(38)는 재료 공급원(미도시)으로부터 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 재료를 공급 받는다. 제한적이지 않은 예시로서, 열가소성 물질, 폴리 비닐 클로라이드(poly-vinyl chloride), ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 또는 PLA(polymer of lactic acid)와 같은 임의의 다른 압출 가능한 물질이 또한 이용될 수 있다. 압출 헤드(38)는 파이프 조립체(46)의 파이프 벽(44)의 상부 에지(42) 상에 재료를 압출한다. 파이프 조립체(46)는, 본 실시예에서는 한 쌍의 대향 롤러 가이드를 포함하는 안정화 기구(40)에 의해 요구되는 위치에 유지된다. 한 실시예에서, 파이프 조립체(46)는 파이프 벽(44)을 형성하기 위한 재료의 증착을 위한 개시 표면을 제공할 뿐만 아니라 파이프 조립체(46)가 생성되는 동안 안정화를 돕는 중량을 제공하는 클럼프 추와 같은 재료의 고리(48)를 포함할 수 있다. 하강 기구(34)는 재료의 고리(48)에 결합된다. 재료의 고리(48)는 제한적이지 않은 예시로서, 알루미늄, 스테인리스강 또는 다른 비부식성 금속, 유리 섬유, 기계 가공된 플라스틱 등을 포함하는 임의의 요구되는 재료를 포함할 수 있다.
작동시, 재료의 고리(48)는 먼저 압출 헤드(38)에 대해 배치되고 하강 기구(34)에 결합된다. 제어기(28)(도 2)는 갠트리(36)가 압출 헤드(38)를 파이프 데이터를 따라서 원형 패턴으로 이동시킴으로써 재료의 고리(48) 상에 초기 파이프 벽 세그먼트를 형성하도록 유도한다. 제어기(28)는 이후에 파이프 조립체(46)를 소정 거리만큼 하강시키도록 하강 기구(34)를 반복적으로 제어한 후에, 갠트리(36) 및/또는 압출 헤드(38)를 제어하여 파이프 조립체(46)의 길이를 연장시키기 위해 이전에 형성된 파이프 벽 세그먼트 상에 추가적인 파이프 벽 세그먼트를 형성한다. 이러한 과정은 파이프 조립체(46)가 요구되는 길이가 될 때까지 반복된다. 한 실시예에서, 파이프 조립체(46)가 요구되는 길이로 생성된 후에, 제어기(28)는 파이프 조립체(46)의 표면 단부 상에 플랜지를 형성하도록 갠트리(36) 및/또는 압출 헤드(38)를 제어한다. 플랜지는 파이프 조립체(46)의 외부 직경보다 더 큰 외부 직경을 가질 수 있으며, 파이프 조립체(46)를 OTEC 시스템 내의 다른 구성 요소에 고정하는데 사용될 수 있다.
도 4는 한 실시예에 따른 파이프 조립체(46)를 생성하는 방법의 흐름도이다. 초기에, 재료의 고리(48) 또는 다른 유사한 지지 구조가 압출 헤드(38)에 대해 배치된다(블록 100). 재료의 고리(48)는 임의의 요구되는 방식으로 하강 기구(34)에 결합된다(블록 102). 예컨대, 재료의 고리(48)는 하강 기구(34)의 케이블이 부착될 수 있는 부착 기구와 함께 가공될 수 있다. 압출 헤드(38)는 재료의 고리(48) 상에 파이프 벽 세그먼트를 형성하도록 재료의 고리(48)의 상부에 재료를 압출한다(블록 104). 파이프 벽 세그먼트는 단일 재료층을 포함할 수 있다. 재료층의 두께(즉, 각각의 파이프 벽 세그먼트의 높이)는 압출되는 특정한 재료에 따라 좌우될 수 있지만, 일부 실시예에서는 재료층 두께가 1 인치(2.54cm) 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 압출 헤드(38)는 재료를 가열하도록 구성될 수 있다. 하강 기구(34)는 파이프 조립체(46)를 소정 거리만큼 하강시킨다(블록 106). 소정 거리는 파이프 조립체(46) 상에 압출되는 각각의 파이프 벽 세그먼트의 높이와 동일할 수 있다. 이러한 과정은 파이프 조립체(46)가 요구되는 길이가 될 때까지 반복된다(블록 110). 파이프 조립체(46)의 파이프 벽은 단일체이다. 파이프 조립체(46)가 요구되는 길이가 된 후에, 플랜지가 파이프 조립체(46)의 단부 상에 선택적으로 형성될 수 있다(블록 112).
도 5는 한 실시예에 따른 시스템(24)의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 시스템(24)의 더 세부적인 사시도이다. 본 실시예에서, 갠트리(36)는 복수의 로드를 포함하고, 이것을 따라 압출 헤드(38)가 파이프 조립체(46) 상에 재료를 압출하도록 이동할 수 있다. 갠트리(36)는 압출 헤드(38)를, 파이프 조립체(46)의 상부 에지 등의 둘레에서 식별된 위치로 이동시키도록 구성된다. 본 실시예에서, 하강 기구(34)는, 파이프 조립체(46)가 생성됨에 따라 플랫폼(26)의 개구를 통해 파이프 조립체(46)를 수역 내로 하강시키는, 플랫폼(26)에 결합된 4 개의 윈치/케이블 조립체를 포함한다(두 개가 라벨링되어 있다). 본 실시예에서, 수납부(50)는 환경에 대해 개방되어있다. 그러나, 일부 실시예에서, 수납부(50)는 밀폐될 수 있고, 선택적으로, 밀폐된 체적은 재료의 연화 및 압출을 용이하게 하기 위해 가열될 수 있다.
한 실시예에서, 제어기(28)는, 파이프 조립체(46)의 기하학적 구조를 식별하는 파이프 데이터(52)에 기초하여 압출 헤드(38)를 이동시키도록 갠트리(36)를 제어한다. 안정화 기구(미도시)는 파이프 조립체(46)를 요구되는 위치에 유지시킨다. 도시된 바와 같이, 파이프 조립체(46)는 수평선에 대해 수직인 배향으로 생성될 수 있다. 제어기(28)는 하강 기구(34)에 선택적으로 신호를 보내서 정지 모드에 진입시키거나 하강 모드에 진입시킨다. 특히, 한 실시예에서, 제어기(28)는, 파이프 조립체(46)의 수직 운동을 정지시키는 정지 모드에 진입하도록 하강 기구(34)에 신호를 보낸다. 제어기(28)는 파이프 조립체(46)의 단부 둘레로 압출 헤드(38)를 이동시키도록 갠트리(36)를 제어하며 파이프 조립체(46)의 단부 상에 재료층을 압출하도록 압출 헤드(38)에 신호를 보낸다. 재료층이 파이프 조립체(46)의 단부의 상부 에지 상에 압출된 후에, 제어기(28)는 하강 기구(34)에 신호를 보내서, 파이프 조립체(46)의 단부의 상부 에지 상에 압출된 재료층의 두께와 동일한 거리처럼 소정 거리만큼 파이프 조립체(46)를 하강시키는 하강 모드에 진입시킨다.
도 7은 도 6에서 도시된 것과 다른 시각에서의 도 6에 도시된 시스템(24)의 사시도이다. 다른 특징 외에도, 도 7은 플랫폼(26) 내에 형성된 개구(54)를 도시하며 파이프 조립체(46)가 가공됨에 따라 파이프 조립체(46)가 이 개구를 통해서 하강된다.
도 8은 한 실시예에 따른 파이프 조립체(46)의 파이프 벽(58)의 상부 에지(56)의 렌더링이다. 본 실시예에서, 파이프 벽(58)은 셀룰라 구조를 포함한다. 셀룰라 구조는 공극 대 재료 비율로 특성화될 수 있다. 일부 실시예에서, 공극 대 재료 비율은 파이프 벽(58)의 길이를 따라 달라진다. 예컨대, 파이프 조립체(46)의 하부 부분에서의 공극 대 재료 비율은 파이프 조립체(46)의 상부 부분에서의 공극 대 재료 비율보다 더 클 수 있다. 특히, 파이프 조립체(46) 상의 해류 및 다른 힘은 수역의 상부 부분보다 수역의 깊은 부분에서 작을 수 있다. 따라서, 파이프 조립체(46)의 하부 부분은 파이프 조립체(46)의 상부 부분보다 더 적은 구조적 완결성을 요구할 수 있고, 파이프 조립체(46)의 하부 부분을 생성하는데 더 적은 재료가 필요할 수 있다.
파이프 조립체(46)의 각각의 부분이 위치될 작동 깊이를 고려하여, 파이프 조립체(46)의 공극 대 재료 비율은 파이프 조립체(46)의 종방향 길이를 따라 연속적으로 달라질 수 있다. 대안적으로, 마찬가지로 파이프 조립체(46)의 각각의 부분이 위치될 작동 깊이를 고려하여, 공극 대 재료 비율은 조립체(46)의 종방향 길이를 따라 단계적으로 변할 수 있다. 파이프 조립체(46)의 파이프 벽(44)은 임의의 요구되는 두께일 수 있다. 일부 실시예에서, 파이프 벽(44)은 약 2인치(5.08센티미터) 내지 약 2피트(60.96센티미터)의 범위의 두께일 수 있다. 파이프 조립체(46)의 파이프 벽(44)의 두께 또한 파이프 조립체(46)의 종방향 길이를 따라 달라질 수 있다. 파이프 조립체(46)를 따라 임의의 지점에서의 특정한 공극 대 재료 비율은, 제한적이지 않은 예시로서, 파이프 조립체(46)를 따르는 각각의 깊이에서의 요구되는 축 강성, 요구되는 탄성, 요구되는 후프(hoop) 강도, 및 요구되는 부력을 포함하는 다수의 인자에 따라 좌우될 수 있다. 다른 실시예에서, 파이프 벽(44)은, 파이프 조립체(46)의 각각의 부분이 위치될 작동 깊이에 기초하여 두께가 달라지는 비셀룰라(non-cellular) 고체 구조일 수 있다.
당업자는 본 개시 내용의 바람직한 실시예에 대한 개선 및 수정을 인식할 것이다. 이러한 모든 개선 및 수정은 본원에 개시된 개념 및 다음의 청구 범위의 범위 내에서 고려된다.

Claims (24)

  1. 파이프 조립체를 생성하는 시스템이며,
    개구를 형성하는 플랫폼에 결합되도록 구성되는 하강 기구로서, 개구를 통해 파이프 조립체를 하강시키도록 구성되는 하강 기구와;
    재료를 공급받으며 노즐을 통해 재료를 선택적으로 압출하도록 구성되는 압출 헤드와;
    압출 헤드에 결합되며 압출 헤드를 식별된 위치로 이동시키도록 구성되는 갠트리와;
    프로세서를 포함하는 제어기로서, 갠트리에 결합되며 파이프 조립체의 기하학적 구조를 식별하는 파이프 데이터에 기초하여 압출 헤드를 이동시키기 위해 갠트리를 제어하도록 구성되는 제어기와;
    파이프 조립체를 요구되는 위치에 유지하도록 구성되는 안정화 기구를 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    압출 헤드는 재료를 가열하도록 추가로 구성되는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하강 기구는 복수의 윈치를 포함하며, 각각의 윈치는 케이블을 포함하며, 각각의 케이블은 파이프 조립체와 결합되도록 구성되는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    재료는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    시스템은 수평선에 대해 수직인 배향으로 파이프 조립체를 생성하도록 추가로 구성되는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    제어기는 파이프 조립체의 파이프 벽을 셀룰라 구조로 생성하기 위해 압출 헤드를 유도하도록 추가로 구성되는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    셀룰라 구조는 공극 대 재료 비율로 특성화될 수 있으며, 공극 대 재료 비율은 파이프 벽의 종방향 길이를 따라 달라지는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    파이프 조립체의 하부 부분에서의 공극 대 재료 비율은 파이프 조립체의 상부 부분에서의 공극 대 재료 비율보다 큰
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    시스템은 4미터를 초과하는 내부 직경을 갖는 파이프 조립체를 생성하도록 추가로 구성되는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    제어기는 하강 기구와 결합되며, 선택적으로 하강 기구에 신호를 보내서 정지 모드에 진입시키거나 하강 모드에 진입시키도록 추가로 구성되는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제어기는 파이프 조립체의 단부 둘레로 압출 헤드를 이동시키도록 갠트리에 신호를 보내며;
    파이프 조립체의 단부의 상부 에지 상에 재료층을 압출하도록 압출 헤드에 신호를 보내며;
    재료층이 파이프 조립체의 단부의 상부 에지 상에 압출된 후에, 파이프 조립체를 소정 거리만큼 하강시키기 위해 하강 기구에 신호를 보내서 하강 모드에 진입시키도록 추가로 구성되는
    파이프 조립체를 생성하는 시스템.
  12. 파이프 조립체를 생성하는 방법이며,
    압출 헤드에 대해 재료의 고리를 배치하는 단계와;
    재료의 고리를 하강 기구에 결합하는 단계와;
    재료의 고리 상에 파이프 벽을 형성하기 위해, 재료의 고리의 상부에 재료를 압출하는 단계와;
    반복적으로 1) 재료의 고리 및 파이프 벽을 소정 거리만큼 하강시키는 단계와; 2) 파이프 벽이 요구되는 길이가 될 때까지 파이프 벽을 연장시키기 위해 파이프 벽에 재료를 압출하는 단계를 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    플랫폼의 개구를 통해 재료의 고리 및 파이프 벽을 하강시키는 단계를 추가로 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    플랫폼의 개구를 통해 수역 내로 재료의 고리 및 파이프 벽을 하강시키는 단계를 추가로 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    파이브 벽 상에 재료를 압출하는 동안 파이브 벽을 안정화하는 단계를 추가로 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    파이프 벽을 셀룰라 구조로 생성하도록 재료를 압출하는 단계를 추가로 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    파이프 벽을 공극 대 재료 비율로 특성화될 수 있는 셀룰라 구조로 생성하도록 재료를 압출하는 단계를 추가로 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    파이프 벽을 셀룰라 구조로 생성하도록 재료를 압출하는 단계를 추가로 포함하며, 셀룰라 구조는 파이프 벽의 종방향 길이를 따라서 상이한 공극 대 재료 비율을 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    파이프 벽의 공극 대 재료 비율은 파이프 벽의 종방향 길이를 따라서 감소하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    하강 기구는 복수의 윈치를 포함하고, 각각의 윈치는 복수의 케이블 중 하나의 케이블을 포함하며, 재료의 고리를 하강 기구에 결합하는 단계가 재료의 고리를 복수의 케이블에 결합하는 단계를 추가로 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    파이프 벽의 단부 상에 플랜지를 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 플랜지는 파이브 벽의 외부 직경보다 큰 외부 직경을 갖는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  22. 제 12 항에 있어서,
    재료의 고리는 클럼프 추를 포함하는
    파이프 조립체를 생성하는 방법.
  23. 파이프 조립체이며,
    1000피트(304.8미터)를 초과하는 종방향 길이를 갖는 단일체 파이프 벽과; 셀룰라 구조를 갖는 단일체 파이프 벽을 포함하며, 단일체 파이프 벽은 공극 대 재료 비율로 특성화될 수 있는
    파이프 조립체.
  24. 제 23 항에 있어서
    단일체 파이프 벽의 종방향 길이에 따라 적어도 두 개의 상이한 위치에서 단일체 파이프 벽의 공극 대 재료 비율이 상이한
    파이프 조립체.
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