KR20190010574A - METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING PARTS CONTAINED, at least in part, of metal alloys - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 부분적으로 금속 합금으로 구성되는 부품(20)의 제조 방법으로서, 상기 방법은 상기 부품(20)의 바디(21)를 제조하는 야금에 의한 제조 단계(metallurgical manufacturing step) a1)를 포함하고, 상기 방법은 다음으로 상기 부품(20)의 응력 하의 영역(Z4, Z5, Z6)에서 상기 바디(21) 상에 직접 국부적인 강화부(40, 50, 60)를 형성하는 강화 단계 a2)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 부품을 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a component (20) consisting at least in part of a metal alloy, said method comprising a metallurgical manufacturing step a1) of manufacturing a body (21) of said component And the method then comprises an augmenting step a2) of forming local reinforcements 40, 50, 60 directly on the body 21 in regions Z4, Z5, Z6 under stress of the part 20, And a control unit. The present invention also relates to a method for optimizing a part.
Description
본 발명은 적어도 부분적으로 금속 합금으로 구성된 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 부품의 최적화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a component at least partially composed of a metal alloy. The present invention also relates to a method of optimizing a part.
본 발명의 분야는 금속(철 또는 비철) 합금의 전체 또는 일부를 구성하는 부품의 제조에 관한 것이며, 상기 제조는 연속 파운드리(foundry) 및 단조 공정을 포함한다.The field of the invention relates to the manufacture of components which make up all or part of a metal (iron or non-ferrous) alloy, which includes continuous foundry and forging processes.
생 장 앵뒤스트리(Saint-Jean Industries)는 30년 전에 알루미늄 및 그 합금에 대한 COBAPRESS(상표) 방법을 개발했다. 이 기술은 특히 EP0119365, EP0586314 및 EP2877353의 문헌에 기술된 바와 같이 단일 단조(single forge) 공정에서 파운드리 프리폼을 단조하는 것으로 구성된다.Saint-Jean Industries developed the COBAPRESS (trademark) method for aluminum and its
COBAPRESS 방법은 대부분의 자동차 제조업에서 서스펜션 적용에 매우 효과적임이 입증되었다. 특히, 종래의 파운드리와 비교하여, 기계적 성질 및 특히 감소 보조(decrease assistance)의 주목할 만한 개선이 이 방법으로 가능하다. 또한 이 방법은 비용 및 달성할 수 있는 기하학적 복잡성 측면에서 단조와 비교하여 경쟁력이 있다.The COBAPRESS method proved to be very effective for suspension applications in most automotive manufacturing industries. Particularly, compared with conventional foundries, a remarkable improvement in mechanical properties and in particular decrease assistance is possible in this way. This method is also competitive with forging in terms of cost and achievable geometric complexity.
유럽 특허 제 0586314 호는 파운드리 프리폼내의 삽입물(insert)의 위치를 정한 다음 프리폼을 타격하여 최종 부품을 얻는 방법을 개시한다. 삽입물은 재료의 변형에 의해 고정되고 영구적으로 통합되어 국부적으로 강화된 영역을 규정한다. 삽입물은 옆으로 형성되어 프리폼으로 구성된 부품의 바디에 추가되고; 이는 본 발명이 피하고자 하는 것이다.EP 0586314 discloses a method of locating an insert in a foundry preform and then striking the preform to obtain a final part. The insert is fixed by the deformation of the material and permanently integrated to define the locally enhanced area. The insert is laterally formed and added to the body of the part comprising the preform; This is to be avoided by the present invention.
오늘날 자동차, 항공 및 산업 분야에서 구조물의 무게를 줄이는 것은 안전, 환경 및 기타 표준에 있어서의 개선과 관련되어 있다.Reducing the weight of structures in the automotive, aerospace and industrial sectors today is associated with improvements in safety, the environment and other standards.
구조물에 대한 중량 목표는 구조물에 대한 응력이 증가하고 시장과 양립할 수 있는 비용 목표에 따라 영구적으로 감소하는 것이다. 오늘날 대부분의 경우 이러한 제약으로 인해 재료, 프로세싱, 중량 및 비용의 선택을 포함하는 절충을 이끌어 낸다.The weight goal for the structure is that the stress on the structure increases and permanently decreases with cost goals that are compatible with the market. In most cases today these constraints lead to compromises, including selection of materials, processing, weight and cost.
예를 들어 부품의 특정 영역에 큰 압력이 가해지는 경우 전체적으로 이 부품의 재료가 이 영역에 의해 유도되어 이 재료의 선택과 관련하여 더 높은 비용을 발생하게된다.For example, if a large pressure is applied to a particular area of a part, the material of this part as a whole is guided by this area, resulting in higher costs associated with the selection of this material.
본 발명의 목적은 개선된 제조 방법을 제안하는 것이다.An object of the present invention is to propose an improved manufacturing method.
이와 관련하여, 본 발명은 적어도 부분적으로 금속 합금으로 구성되는 부품의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 상기 부품의 바디를 제조하는 야금에 의한 제조 단계(metallurgical manufacturing step) a1)를 포함하고, 상기 방법은 다음으로 상기 부품의 응력 하의 영역에서 상기 바디 상에 직접 국부적인 강화부를 형성하는 강화 단계 a2)를 포함한다.In this regard, the present invention relates to a method of manufacturing a component consisting at least in part of a metal alloy, said method comprising a metallurgical manufacturing step a1) of manufacturing the body of said part, The method then includes an enforcing step a2) to form a local reinforcement directly on the body in the area under stress of the part.
따라서, 강화된 부품의 질량을 가능한 한 낮게 유지하면서 부가된 부분을 사용하지 않으면서 부품의 기계적 성질, 예를 들어 내피로성 또는 경도가 본 발명으로 국부적으로 개선될 수 있다. 대체품 또는 보완물로서, 공간 절약을 야기하는 본 발명으로 인해 부품의 섹션을 국부적으로 줄일 수 있다. 또한, 부품의 전체적인 성능, 예를 들어 그 강성이 본 발명으로 개선될 수 있다.Thus, the mechanical properties of the part, such as fatigue resistance or hardness, can be improved locally with the present invention without using additional parts while keeping the mass of the reinforced part as low as possible. As a replacement or complement, the present invention, which results in space savings, can reduce the section of the part locally. In addition, the overall performance of the part, for example its stiffness, can be improved with the present invention.
제 1 실시예에 따르면, 상기 야금에 의한 제조 단계 a1)는 파운드리 프리폼(foundry preform)을 제조하는 파운드리 공정 a11) 및, 다음으로 상기 부품의 상기 바디를 획득하도록 상기 파운드리 프리폼을 단조하는(forge) 단조 공정 a12)을 포함한다. 이 야금에 의한 제조 단계 a1)는 COBAPRESS 방법의 구현에 대응한다.According to the first embodiment, the metallurgical manufacturing step a1) comprises a foundry preform a11) for manufacturing a foundry preform, and then a forging of the foundry preform to obtain the body of the part, Forging step a12). This metallurgical manufacturing step a1) corresponds to the implementation of the COBAPRESS method.
제 2 실시예에 따르면, 상기 야금에 의한 제조 단계 a1)는 부품의 바디를 제조하는 파운드리 공정 a11)을 포함한다. 이 파운드리 공정 a11)에는 단조 공정 a12)이 뒤따르지 않는다.According to the second embodiment, the metallurgical manufacturing step a1) comprises a foundry process a11) for manufacturing the body of the part. In this foundry process a11), the forging process a12) is not followed.
제 3 실시예에 따르면, 상기 야금에 의한 제조 단계 a1)는 부품의 바디를 제조하는 단계로 이루어진 단조 공정 a12)을 포함한다. 이 단조 공정 a12)에는 파운드리 공정 a11)이 선행되지 않는다.According to a third embodiment, the metallurgical manufacturing step a1) comprises a forging step a12) comprising a step of manufacturing the body of the part. The forging process a12) does not precede the foundry process a11).
본 발명은 금속 합금 바디를 포함하는 기존 부품의 설계의 최적화 방법에 관한 것이며, 상기 최적화 방법은 다음의 연속적인 단계(phase)들 :The present invention relates to a method of optimizing the design of existing components comprising metal alloy bodies, said optimization method comprising the steps of:
b1) 예를 들어 수치 시뮬레이션에 의해 상기 기존 부품의 응력 하의 영역을 식별하는 단계;b1) identifying an area under stress of said existing part by, for example, numerical simulation;
b2) 응력 하의 영역의 상기 바디 상에 형성된 적어도 하나의 국부적인 강화부를 제공함으로써 변형된 바디를 포함하는 최적화된 부품을 규정하는 단계; b2) defining an optimized part comprising the deformed body by providing at least one local reinforcement formed on the body of the area under stress;
b3) 상기 최적화된 부품의 상기 바디에 맞추어진 야금에 의한 제조 공구를 규정하는 단계;b3) defining a manufacturing tool by metallurgy tailored to the body of the optimized part;
b4) 공구들을 사용하여 상기 최적화된 부품의 바디를 제조하는 단계; 및b4) using the tools to manufacture the body of the optimized part; And
b5) 상기 최적화된 부품의 상기 응력 하의 영역에서 상기 바디에 직접적으로 상기 국부적인 강화부를 형성하는 단계를 포함한다.b5) forming the local reinforcement directly in the body in the area under stress of the optimized part.
단독으로 또는 조합하여 고려되는 본 발명의 다른 유리한 특징들에 따르면:According to another advantageous feature of the invention, considered alone or in combination:
- 상기 부품은 자동차용 구조적 부품(특히 피벗 타입 서스펜션, 방향 암, 서스펜션 암, 언더 프레임 구조 부품 등), 항공, 산업용 장비 또는 의료 기기용 부품이다.- These components are components for automotive structural components (especially pivot type suspensions, directional arms, suspension arms, underframe structural components, etc.), aviation, industrial equipment or medical devices.
- 국부적인 강화부는 상기 부품의 상기 바디와 적어도 50% 접촉하게 배열되는 표면을 갖는다.The local reinforcement has a surface arranged to contact at least 50% of the body of the part.
- 국부적인 강화부는 실질적으로 부품의 바디와 결합한다.The local reinforcements substantially combine with the body of the component.
- 다수의 국부적인 강화부가 부품의 응력하에 하나 이상의 영역에서 바디에 형성된다.A plurality of local strengthening parts are formed in the body in one or more areas under the stress of the parts.
- 상기 방법은 야금에 의한 제조 단계 a1)와 강화 단계 a2) 사이에서 강화될 영역의 표면을 준비하는 단계를 포함한다.- the method comprises the step of preparing the surface of the area to be strengthened between the metallurgical manufacturing step a1) and the strengthening step a2).
- 상기 방법은 강화 단계 a2) 후에 강화된 영역에서 부품을 마무리하는 단계를 포함한다.- the method comprises finishing the part in the reinforced area after the reinforcing step a2).
- 상기 방법은 단계 a1)와 단계 a2) 사이에서 적어도 바디의 일부에 적용되는 표면 처리 단계를 포함한다.- the method comprises a surface treatment step applied to at least a part of the body between step a1) and step a2).
- 상기 방법은 단계 a2) 후에 상기 부품의 적어도 일부에 적용되는 표면 처리 단계를 포함한다.- the method comprises a surface treatment step applied to at least a part of the part after step a2).
- 바디와 국부적인 강화부는 상이한 금속 합금으로 구성된다.- The body and local reinforcements consist of different metal alloys.
- 바디는 금속 합금으로 구성되되 국부적인 강화부는 복합 재료로 구성된다.- The body is made of a metal alloy, while the local reinforcement is made of a composite material.
- 바디는 금속 합금으로 만들어졌지만 국부적인 강화부는 세라믹 재질로 만들어졌다.- The body is made of metal alloy, but the local reinforcements are made of ceramic material.
- 국부적인 강화부는 저온 분사(cold spraying)에 의해 형성된다.The local reinforcement is formed by cold spraying.
- 국부적인 강화부는 마이크로-아크 산화(micro-arc oxidation)에 의해 형성된다.The local reinforcement is formed by micro-arc oxidation.
- 국부적인 강화부는 최종 형상을 갖는 복합 조립체를 부품의 바디 상에 부착하여 형성된다.The local reinforcement is formed by attaching a composite assembly having the final shape onto the body of the part.
- 국부적인 강화부는 수지를 베이킹하여 형성된다.- The local reinforcement is formed by baking the resin.
- 국부적인 강화부는 적층 가공으로 형성된다.- The local reinforcement is formed by lamination.
- 국부적인 강화부는 기존 부품의 바디의 원래 부분으로 대체된다.- The local reinforcement is replaced by the original part of the body of the existing part.
- 국부적인 강화부는 기존 부품의 바디에 피트되고, 오버몰드되고 또는 프레스된 삽입물로 대체된다.- The local reinforcement is fitted to the body of the existing part, replaced by an overmolded or pressed insert.
- 최적화된 부품은 기존 부품과 거의 동일한 치수이다.- Optimized parts are almost the same dimensions as existing parts.
- 최적화된 부품은 기존 부품과 비교하여 국부적으로 축소된 치수를 갖는다.- Optimized parts have locally reduced dimensions compared to existing parts.
본 발명은 단지 비한정적인 예로서 제시되고 첨부된 도면을 참조하여 이루어진 다음의 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 파운드리 공정 및 그 다음 단조 공정에 따라 제조된 금속 합금 바디를 포함하는, 최신 기술에 따른 부품의 평면도이다.
도 2는 도 1의 부품의 측면도이다.
도 3 및 도 4는 부품 설계를 위한 최적화 방법을 도시하는 도 1 및 도 2와 유사한 도면이다.
도 5 및 도 6은 응력 하의 영역에서 바디 상에 형성된 국부적인 강화부를 포함하는, 본 발명에 따라 최적화된 부품을 도시하는, 도 1 및 도 2와 유사한 도면이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따른 단면도이다. 과
도 8 내지 도 12는 본 발명에 따라 최적화된 부품의 제 2 실시예를 도시하는 도 3 내지 도 7과 유사한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood when taken in conjunction with the following description, given purely by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.
1 is a top view of a component according to the state of the art, including a metal alloy body made according to a foundry process and then a forging process.
Figure 2 is a side view of the part of Figure 1;
Figures 3 and 4 are views similar to Figures 1 and 2 illustrating an optimization method for component design.
Figs. 5 and 6 are views similar to Figs. 1 and 2 showing a part optimized according to the invention, including a local reinforcement formed on the body in the region under stress.
7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. and
Figs. 8-12 are views similar to Figs. 3-7 showing a second embodiment of a part optimized according to the present invention. Fig.
단일 피스 바디(11) 및 상기 바디(11)에 피트되는 환형 삽입물(18)을 포함하는 부품(10)이 도 1 내지 도 4에 도시된다. 예를 들어, 부품(10)은 자동차 서스펜션 부품이다.A
바디(11)는 2개의 연속하는 파운드리 공정 및 단조 공정에 따라 금속 합금, 예를 들어 알루미늄 합금으로 구성된다. 바디(11)는 메인부(12), 단부(13) 및 부분들(12, 13)을 연결하는 긴 부분(14)을 포함한다. 2개의 관통 개구(15, 16)가 부분(12)에 배열된다. 개구(15)는 실질적으로 직사각형인 단면을 갖고, 개구(16)는 원형 단면을 갖는다.The
삽입물(18)은 바디(11)에 형성된 개구(16)에서 금속 합금, 예를 들어 강철로 제조된 후, 피트되고(fitted), 오버몰드되고 또는 (특히 COBAPRESS에 의해) 프레스된다. 삽입물(18)은 바디(11)와 개구(16)를 통해 배열된 도시되지 않은 소자 사이의 다양한 기능: 열적 연결, 마찰 저항, 윤활 등을 제공한다.The
소자(14, 15 및 16)에 각각 대응하는, 부품(10)의 응력 하의 영역(Z4, Z5 및 Z6)은 도 3 및 도 4에 도시된다.Areas under stress Z4, Z5 and Z6 of
본 발명과 관련하여, 부품(10)의 응력 하의 영역은 부품(10)이 작동 중일 때 큰 기계적, 열적, 마찰 및/또는 마모 응력이 가해지는 영역으로 정의된다. 이러한 응력은 그 환경(부품이 통합된 기계 시스템, 외부 요인 등)으로 인해 부품의 작동 무결성을 유지하기 위해 특별한 주의가 요구되는 한 큰 것으로 불린다.In the context of the present invention, the area under stress of
예를 들어:E.g:
- 기계적 응력은 이러한 영역에 의해 경험되는 굴곡(flexion), 비틀림, 견인력 및/또는 압축력으로 인해 발생할 수 있다.Mechanical stresses can be caused by flexion, torsion, traction and / or compressive forces experienced by these areas.
- 열적 응력은 이 지역에서 경험하는 영구적이거나 일시적인 국부적 인 온도 상승으로 인해 발생할 수 있다.- Thermal stresses can be caused by permanent or temporary local temperature increases experienced in this area.
- 부품을 따라 연장하고 이 영역에서 부품의 표면과 마찰하는(rub against) 전기 케이블로 인해 발생하는 마찰 제한(frictional constraint).- Frictional constraints caused by electrical cables that extend along the part and rub against the surface of the part in this area.
- 마찰 제한은 부품이 장착된 자동차가 주행하는 지면으로부터 이 영역에 재료를 분사함으로서 발생할 수 있다.- Friction restrictions can occur by injecting material into this area from the ground on which the part-mounted vehicle is traveling.
실제로, 부품(10)의 영역(Z4, Z5 및 Z6)에는 작동중에 동일한 응력이 가해지지 않는다.In fact, regions Z4, Z5 and Z6 of the
영역(Z4)에서, 기계적 성능을 저하시키지 않으면서 금속 합금으로 구성된 부분(14)의 감소된 무게가 요구된다. 이러한 목적으로, 이 부분(14)의 외부 부분(140)은 복합 재료로 대체될 수 있다.In the zone Z4, a reduced weight of the
영역(Z5)에서, 바디(11)를 구성하는 재료를 변경하지 않고 개구(15)의 영역에서 부품(10)의 개선된 저항이 얻어진다. 이를 위해, 개구(15) 주변에 위치된 부분(150)은 바디(11)의 저항보다 더 강한 금속 합금에 의해 교체될 수 있다.In the region Z5, an improved resistance of the
영역(Z6)에서, 부분(12)의 감소된 중량은 개구(16)의 영역에서 부품(10)의 성능을 저하시키지 않고 얻어진다. 이 목적을 위해, 강철 삽입물(18)은 금속 입자(알루미늄, 구리, 코발트, 니켈, 몰리브덴, 알루미늄 준결정 등의 합금)를 포함하는 분말의 저온 분사에 의해 개구(16)에 형성되는 커버링(covering)에 의해 교체될 수 있다.In the region Z6, the reduced weight of the
물론 충족되어야할 설명서(specification document)에 따라 다른 솔루션을 선택할 수 있다.You can, of course, choose a different solution based on the specification document that needs to be met.
본 발명에 따른 부품(20)은 도 5 내지 도 7에 도시된다. 부품(20)은 도 1 내지 도 4에 도시된 부품(10)의 최적화된 버전이다. 부품(20)은 부품(10)과 유사한 기능 및 치수를 갖는다.The
부품(20)의 일부 구성 요소는 전술한 부품(10)의 구성 요소와 비교될 수 있으며, 간략화를 위해 동일한 참조 번호를 갖는다. 부품(20)의 다른 구성 요소는 부품(10)과 차이가 있으며, 10만큼 증가된 참조 번호를 갖는다.Some of the components of
부품(20)은 바디(21), 및 부품(10)의 영역(Z4, Z5 및 Z6)에서 개별적으로 바디(21)에 직접 형성된 다양한 국부적인 강화부(40, 50 및 60)를 포함한다.The
상기 언급된 바와 같이, 이 영역(Z4, Z5 및 Z6)에는 동작 중에 동일한 응력이 가해지지 않는다. 이러한 조건하에서, 바디(21) 및 국부적인 강화부(40, 50 및 60)를 구성하는 재료의 선택은 성능, 중량 및 비용 측면의 절충이다.As mentioned above, these regions Z4, Z5 and Z6 are not subjected to the same stress during operation. Under these conditions, the choice of materials that make up the
바디(21)는 2개의 연속하는 파운드리 공정 및 단조 공정에 따라 금속 합금, 예를 들어 알루미늄 합금으로 구성된다. 바디(21)는 주요부(22), 단부(13) 및 이 부분들(22, 13)을 연결하는 긴 부분(24)을 포함한다. 2개의 관통 개구(15, 16)가 부분(22)에 배열된다.The
영역(Z4)에서, 바디(21)는 국부적인 강화부(40)로서 제공된 긴 부분(24)을 포함한다. 부분(24)은 금속 합금으로 구성되고, 강화부(40)는 복합 재료로 구성된다. 예를 들어, 강화부(40)는 거의 완성된 상태를 갖는, 수지로 미리 코팅된, 탄소, 유리 또는 열가소성 수지(특히 Kevlar 브랜드 이름으로 알려진 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드))의 층들에 의해 형성된다. 강화부(40)는 바디(21) 상에 부착되고 바디(21)상에서 그 최종 형상을 직접적으로 취하는 복합 요소의 형태가 된다. 강화부(40)는 바디(11)의 부분(140)을 대체하여 실질적으로 부분들(14 및 24)은 실질적으로 동일한 치수를 갖는다. 강화부(40)에 의해, 부품(20)은 기계적 성능을 감소시키지 않고 영역(Z4)에서 더 가볍게 만들어 질 수 있다.In the zone Z4, the
영역(Z5)에서, 강화부(50)는 바디(11)의 부분(150)으로 대체된다. 개구(15)는 부분(22)에서 이 강화부(50)를 통해 형성된다. 개구(15)는 부품(10 및 20)과 동일한 치수를 갖는다. 강화부(50)는 예를 들어 저온 분사에 의해 바디(11)보다 더 강한 금속 합금으로 구성된다. 부품(20)의 강도는 바디(11)에 비해 바디(21)의 재료를 변화시키지 않고 부품(10)에 비해 개구(15) 부근에서 개선된다.In the zone Z5, the
영역(Z6)에서, 삽입물(18)은 개구(16)에서 저온 분사에 의해 형성된 코팅(60)으로 대체된다. 부품(20)의 부분(22)은 개구(16) 부근에서 그 성능을 저하시키지 않으면서 코팅(60)과 함께 가벼워질 수 있다.In the zone Z6, the
바디(21)는 강화부(40, 50 및 60)에 비해 부품의 체적의 대부분을 구성한다.The
도 3 및 도 4의 부품(10)의 변형예가 도 8 및 도 9에 도시된다. 부품(10)의 소자들(14 및 16)에 개별적으로 대응하는 부품(10)의 응력 하의 영역(Z4 및 Z6)이 이 변형예에 도시된다. 영역(Z4)에서, 부분(14)의 2개의 외부 부분(141 및 142)은 복합 재료로 교체될 수 있다. 영역 Z6에서, 강철 삽입물(18)은 개구(16)에서 저온 분사에 의해 형성된 코팅으로 교체될 수 있다.Modifications of the
본 발명에 따른 부품(30)은 도 10 내지 도 12에 도시된다. 부품(30)은 도 8 및 도 9에 도시된 부품(10)의 최적화된 버전이다. 부품(30)은 부품(10)과 유사한 기능 및 치수를 갖는다.The
부품(30)의 일부 구성 요소는 상기 설명된 부품(10)의 구성 요소와 비교될 수 있으며, 간략화를 위해 동일한 참조 번호를 갖는다. 부품(30)의 다른 구성 요소는 부품(10)과 차이가 있으며, 10만큼 증가된 참조 번호를 갖는다.Some of the components of
부품(30)은 바디(31), 및 바디(31) 상에 직접적으로 형성된 다양한 국부적인 강화부(41, 42, 60)를 포함한다.The
바디(31)는 2개의 연속된 파운드리 공정 및 단조 공정에 따라 금속 합금, 예를 들어 알루미늄 합금으로 구성된다. 바디(31)는 주요부(12), 단부(13) 및 부분들(32, 13)을 연결하는 긴 부분(34)을 포함한다. 2개의 관통 개구(15, 16)가 부분(12)에 배열된다.The
영역(Z4)에서, 바디(31)는 2개의 국부적인 강화부(41, 42)가 제공되는 긴 부분(34)을 포함한다. 부품(34)은 금속 합금으로 구성되고, 강화부(41,42)는 복합 재료로 구성된다. 강화부(41, 42)는 바디(11)의 각각의 부분(141, 142)을 대체하여 부분들(14 및 34)이 실질적으로 동일한 치수를 갖는다. 강화부(41, 42)에 의해, 부품(30)은 그 기계적 성능을 감소시키지 않고 영역(Z4)에서 더 가볍게 만들어 질 수 있다.In the region Z4, the
영역(Z6)에서, 삽입물(18)은 개구(16)에서 저온 분사에 의해 형성된 코팅(60)으로 교체된다. 부분(20)의 부분(22)은 개구(16) 부근의 성능을 감소시키지 않으면서 코팅(60)과 함께 가벼워질 수 있다.In the zone Z6, the
또한, 부품(10/20/30)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 도 1 내지도 12와 상이하게 형성될 수 있다.In addition,
도 5 내지 도 7 및 도 10 내지 도 12의 실시예에서, 각각의 강화부(40/41/42/50/60)는 부품(20/30)의 바디(21/31)와 결합한다. 즉, 각각의 강화부(40/41/42/50/60)는 바디(21/31)와 완전히 접촉하게 배열된 표면을 갖는다.In the embodiment of Figures 5-7 and 10-12, each
도시되지 않은 변형예로서, 바디와 접촉하는 강화부의 표면은 바디와 적어도 50%(그리고 최대 100%) 접촉하게 배열될 수 있다. 바람직하게는, 강화부의 표면은 바디와 적어도 90% 접촉하게 배열된다.As a variant not shown, the surface of the reinforcement portion in contact with the body may be arranged to contact at least 50% (and up to 100%) of the body. Preferably, the surface of the reinforcement is arranged in contact with the body at least 90%.
본 발명의 실시예가 무엇이든, 부품(20/30)은 적어도 부분적으로 금속 합금으로 구성되며,Whatever the embodiment of the present invention, the
- 야금에 의한 제조 단계 a1)에 의해 제조된 금속 합금 바디(21/31); 및- the
- 야금에 의한 제조 단계 a1)에 후속하는 강화 단계 a2) 동안 부품(20/30)의 응력하에 있는 영역에서 바디(21/31) 상에 직접적으로 형성된 적어도 하나의 국부적인 강화부를 포함한다.- at least one local reinforcement formed directly on the
바디(21/31)는 강화부에 비해 부품(20/30)의 부피의 대부분을 구성한다. 바디(21/31)는 하나의 기능부로만 구성될 수 있지만, 이 부품의 특성은 강화부에 의해 국부적으로 개선될 수 있다. 각각의 강화부는 바디(21/31)의 부피의 20% 미만, 바람직하게는 10% 미만의 부피를 갖는다.The
본 발명과 관련하여, 국부적인 강화부는 저온 분사, 마이크로-아크 산화, 적층 가공, 몰드 내의 수지의 베이킹(baking), 복합 조립체(접착제가 건조될 때 부품의 바디 상에 그 최종 형상을 취하는)의 부착 또는 임의의 기타 적절한 기법에 의해 형성될 수 있다.In the context of the present invention, the local reinforcement is formed by a combination of low temperature injection, micro-arc oxidation, lamination, baking of the resin in the mold, complex assembly (taking its final shape on the body of the component as the adhesive dries) Attachment, or any other suitable technique.
본 발명은 예를 들어 용접, 나사 결합 또는 프레싱에 의해 바디 상에 부가된 부품에 의한 강화를 배제한다.The present invention excludes reinforcement by parts added on the body, for example by welding, screwing or pressing.
본 발명은 또한 오버 몰딩에 의해 바디와 일체화된 강화 부품을 배제한다.The present invention also excludes reinforcing components that are integral with the body by overmolding.
본 발명의 목적은 적어도 부분적으로 금속 합금으로 이루어진 부품(20/30)의 제조 방법이다.An object of the present invention is a method for manufacturing a part (20/30) made at least partly of a metal alloy.
이 방법은 다음의 연속적인 단계 a1) 및 a2) :The method comprises the following successive steps a1) and a2):
a1) 부품(20/30)의 바디(21/31)를 제조하는 야금에 의한 제조 단계; 및a1) a manufacturing step by metallurgy for manufacturing the
a2) 부품(20/30)의 응력하에 있는 영역에서 바디(21/31)에 직접적으로 국부적인 강화부를 형성하는 강화 단계를 포함한다.a2) a strengthening step of forming a local reinforcement directly on the
제 1 실시예에 따르면, 단계 a1)는 COBAPRESS 방법에 따라 파운드리 공정 및 다음으로 단조 공정을 포함한다.According to the first embodiment, step a1) comprises a foundry process and then a forging process according to the COBAPRESS method.
제 2 실시예에 따르면, 단계 a1)는 파운드리 공정만을 포함한다.According to the second embodiment, step a1) includes only a foundry process.
제 3 실시예에 따르면, 단계 a1)는 파운드리 공정만을 포함한다.According to the third embodiment, step a1) includes only a foundry process.
이 방법은 단계 a2)에서 사용된 기술에 따라 단계 a1) 및 단계 a2) 사이에서 강화될 영역의 표면을 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 비한정적인 예로서, 이러한 표면 준비 단계는 브러싱(brushing), 탈지(degreasing), 쇼트 블라스팅(shot blasting), 기계 가공 또는 퇴적(depositing)을 포함할 수 있다. 복합 강화의 경우, 퇴적은 부품(20/30)의 바디(21/31)에 접착제를 도포하는 것으로 구성될 수 있다.The method may comprise preparing the surface of the area to be strengthened between step a1) and step a2) according to the technique used in step a2). As a non-limiting example, such surface preparation steps may include brushing, degreasing, shot blasting, machining, or depositing. In the case of composite reinforcement, the deposition may consist of applying an adhesive to the
상기 방법은 또한 강화 단계 a2) 후에 강화된 영역에서 부품(20/30)을 마무리하는 단계를 포함할 수 있다. 비한정적인 예로서, 이러한 마무리 단계는 기계 가공, 연마(polishing) 또는 표면 처리를 포함할 수 있다.The method may also include finishing the
상기 방법은 또한 표면 처리 단계를 포함할 수 있다. 표면 처리는 적어도 단계 a1)와 단계 a2) 사이의 바디(21/31)의 적어도 일부 상에 또는 적어도 단계 a2) 이후 부품의 표면의 적어도 일부상에 적용될 수 있다.The method may also include a surface treatment step. The surface treatment may be applied at least on at least part of the
본 발명은 또한 금속 합금 바디(11)를 포함하는 기존 부품(10)의 설계를 최적화하는 방법에 관한 것이다. 먼저, 이러한 바디(11)는 예를 들어 파운드리 공정 및/또는 단조 공정에 따라 제조된다.The invention also relates to a method for optimizing the design of an existing part (10) comprising a metal alloy body (11). First, the
최적화 방법은 다음의 연속적인 단 b1, b2, b3, b4 및 b5을 포함한다.The optimization method comprises the following successive stages b1, b2, b3, b4 and b5.
b1) 예를 들어 수치 시뮬레이션에 의해 상기 기존 부품(10)의 하나 이상의 응력 하의 영역(Z4/Z5/Z6)을 식별하는 단.b1) Identify one or more stressed areas (Z4 / Z5 / Z6) of the existing part (10) by numerical simulation, for example.
b2) 응력 하의 영역(Z4/Z5/Z6)의 상기 바디(21/31) 상에 형성된 적어도 하나의 국부적인 강화부(40/41/42/50/60)를 제공함으로써 변형된 바디(21/31)를 포함하는 최적화된 부품(20/30)을 규정하는 단.b2) by providing at least one
b3) 상기 최적화된 부품(20/30)의 상기 바디(21/31)를 제조하기 위한 야금에 의한 제조 공구(일반적으로 파운드리 및/또는 단조)를 규정하는 단. 상기 부품(20/30)의 바디(21/31)는 상기 부품(10)의 기존 바디(11)를 위한 제조 공구와 상이하다. 일부 경우에, 바디(11)에 사용될 파운드리 몰드 및 단조 마더 몰드(forge mother mold)는 바디(21/31)를 제조하기 위하여 사용되도록 단순하게 변형될 수 있다.b3) a step of defining metallurgical manufacturing tools (generally foundry and / or forging) for manufacturing said body (21/31) of said optimized part (20/30). The
b4) 공구들을 사용하여 상기 최적화된 부품(20/30)의 바디(21/31)를 제조하는 단. 이러한 단은 COBAPRESS 방법의 구현에 따라 파운드리 공정 및 다음으로 단조 공정을 포함할 수 있다. 대안적으로, 이러한 단은 파운드리 공정만을 포함할 수 있다.b4) Use the tools to manufacture the body (21/31) of the optimized part (20/30). This stage may include a foundry process and then a forging process, depending on the implementation of the COBAPRESS method. Alternatively, this stage may include only a foundry process.
b5) 상기 최적화된 부품(20/30)의 상기 응력 하의 영역(Z4/Z5/Z6)에서 상기 바디(21/31)에 직접적으로 상기 국부적인 강화부(40, 41, 42, 50, 60)를 형성하는 단.b5) applying the local reinforcements (40, 41, 42, 50, 60) directly to the body (21/31) in the region under stress (Z4 / Z5 / Z6) Lt; / RTI >
다양한 실시예 및 상기 언급된 변형예들의 기술적인 특징은 전체적으로 또는 그 일부로서 서로 결합될 수 있다. 따라서, 부품(20/30)은 비용, 기능성 및 성능의 측면에 있어서 적응될 수 있다. The various embodiments and technical features of the above-mentioned variations may be combined together as a whole or as part thereof. Thus, the
Claims (18)
상기 방법은 그 다음으로 상기 부품(20; 30)의 응력 하의 영역(Z4, Z5, Z6)에서 상기 바디(21; 31) 상에 직접 국부적인 강화부(40, 41, 42, 50, 60)를 형성하는 강화 단계 a2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.A method of manufacturing a part (20; 30) consisting at least in part of a metal alloy, the method comprising a metallurgical manufacturing step a1) of manufacturing the body (21; 31) of the part (20; 30)
The method then includes the steps of applying localized reinforcements 40, 41, 42, 50, 60 directly on the body 21, 31 in the regions Z4, Z5, Z6 under stress of the part 20, Gt; a2) < / RTI > to form a reinforcing layer (2).
b1) 예를 들어 수치 시뮬레이션에 의해 상기 기존 부품(10)의 응력하의 영역(Z4, Z5, Z6)을 식별하는 단계;
b2) 응력 하의 영역(Z4, Z5, Z6)의 상기 바디(21; 31) 상에 형성된 적어도 하나의 국부적인 강화부(40, 41, 42, 50, 60)를 제공함으로써 변형된 바디(21; 31)를 포함하는 최적화된 부품(20; 30)을 규정하는 단계;
b3) 상기 최적화된 부품(20; 30)의 상기 바디(21; 31)에 맞추어진 야금에 의한 제조 공구를 규정하는 단계;
b4) 상기 야금에 의한 제조 공구들을 사용하여 상기 최적화된 부품(20; 30)의 바디(21; 31)를 제조하는 단계; 및
b5) 상기 최적화된 부품(20; 30)의 상기 응력 하의 영역(Z4, Z5, Z6)에서 상기 바디(21; 31)에 직접적으로 상기 국부적인 강화부(40, 41, 42, 50, 60)를 형성하는 단계를 포함하는, 최적화 방법.A method of optimizing the design of an existing component (10) comprising a metal alloy body (11), said optimization method comprising the steps of:
b1) identifying areas under stress (Z4, Z5, Z6) of the existing part (10) by numerical simulation, for example;
b2) by providing at least one local reinforcement (40, 41, 42, 50, 60) formed on the body (21; 31) of the area under stress (Z4, Z5, Z6) 31) of the component (20; 30);
b3) defining a manufacturing tool by metallurgy aligned with the body (21; 31) of the optimized part (20; 30);
b4) fabricating the body (21; 31) of the optimized part (20; 30) using the metallurgical production tools; And
b5) applying the local reinforcements (40, 41, 42, 50, 60) directly to the body (21; 31) in the region of stress (Z4, Z5, Z6) The method comprising the steps of:
16. The method of claim 16, wherein the local reinforcement (60) is applied to the body (11) of the existing part (10) by replacing the overmolded or overmolded insert A feature optimization method.
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A201 | Request for examination | ||
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