KR20190072496A - 가공물의 항복강도를 향상시키는 방법, 장치, 및 그 가공물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선시키는 방법을 개시한다. 이 방법은 펀치 및 다이 어셈블리 내에 하나 이상의 가공물을 위치시키는 단계 및 복수의 표면 돌기부가 하나 이상의 가공물에 형성되도록 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시키는 단계를 포함한다. 복수의 표면 돌기부는 하나 이상의 가공물에 대한 소성 변형에 의해 형성되어 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시킨다. 본 발명은 또한 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시키는 장치를 제공한다. 본 발명은 기계적 특성을 바꾸지 않고도 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선하도록 구성된다.
Description
본 개시는 통상적으로 제조 기술 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선하는 방법에 관한 것이나, 이에 유일한 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예는 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시키는 장치를 개시한다.
일반적으로, 제조업계에서, 원하는 치수의 제품을 제조하기 위해 잉곳(ingots), 판재 등과 같은, 그러나 이에 국한되지는 않는, 가공물들이 사용된다. 그러한 원하는 제품을 제조하는 것은 성형, 스탬핑, 블랭킹 등과 같으나 이에 국한되지 않는 단일 또는 다중 공정의 사용을 포함할 수 있다.
수십 년 동안 에너지 자원 절약을 실현하는 것이 제조 부문에서 가장 중요했다. 이러한 요건을 충족시키기 위해, 제조업계는 품질을 유지하면서 원하는 제품을 제조하는 데 에너지 효율적인 최첨단 기술의 사용에 초점을 옮겼다. 특히, 자동차 산업에서 경쟁 우위를 유지하려면 끊임없이 변하는 안전 규제와 엄격한 배출 기준을 총족해야 한다. 자동차 업체들은 무게 대비 고강도를 지닌 자동차 부품용 소재를 얻기 위해 최첨단 기술을 이용한다. 즉, 경량의 부품을 제조함으로써 자동차 전체의 무게 감소를 돕고, 이는 본질적으로 자동차의 연비 및 성능을 향상시킨다.
무게 대비 고강도를 지닌 자동차 부품 및 가공물을 얻기 위해 많은 종래 기술이 사용된다. 그러한 방법 중 하나가 가공물의 열처리이다. 열처리는 재결정화 온도 이상으로 가공물의 재료를 가열하고 소정의 속도로 가열된 재료 가공물을 냉각시켜 원하는 재료 특성[즉, 미세구조 변화 또는 가공물의 경화 또는 연성 향상]을 얻는 것을 포함한다. 이 과정은 결과적으로 발생한 가공물은 무게 대비 고강도를 지니게 구성되는 것을 보장한다. 그러나, 대게 가공물의 강도 증가함에 따라 가공물의 연성이 점차 감소한다는 것이 관찰된다. 또한, 열처리 기술은 많은 양의 에너지 및 시간을 필요로 하며, 이는 바람직하지 않다.
가공물의 기계적 특성을 향상시키기 위한 다른 통상적인 산업적 실시는 응력 경화 현상을 이용한 냉간 가공(예를 들어, 냉간 압연, 인발(drawing), 가공물의 재결정 온도 미만의 압출)을 포함한다. 이러한 공정은 가공물에 응력 경화를 유도하고, 항복강도를 향상시킨다. 때로는 금속 표면 상의 마이크론 크기의 피쳐/구조가 크기 효과로 인해 개별적으로 강건한 반응을 보인다. 대게 수 마이크론 이하 범위의 작은 부피로 왜곡될 때 크기 효과를 통상적으로 가공물의 강도 증가라 한다. 응력 경화 및/또는 크기 효과를 유도하는 이러한 마이크론 크기의 피처를 생성하기 위한 많은 기술들이 널리 사용된다. 그러한 기술 중 하나는 레이저 표면 텍스쳐링 공정이다. 레이저 표면 텍스처링 공정은 가공물 표면에 마이크론 크기의 딤플(dimples)을 생성한다. 그러나, 레이저 조각기(laser engraving machines) 및 툴-룸 컨디션(tool-room conditions)과 같은 정밀 기기의 사용으로 인해 가공물에 미세 조직을 형성하는 이러한 공정은 비용이 많이 든다.
레이저 표면 텍스쳐링 공정의 단점을 극복하기 위해, 기계 표면 텍스쳐링 방법이 사용되었다. 이 방법은 약 500 마이크론 크기의 판재 상에 텍스쳐 롤을 롤링하여, 약 5 마이크론 내지 약 50 마이크론에 이르는 깊이의 마이크로 채널이 생성되는 단계를 포함한다.
본 개시는 상술한 바와 같은 하나 이상의 문제를 해결하기 위한 것이다.
본 발명의 이러한 배경에 개시된 정보는 단지 본 발명의 일반적인 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것일 뿐이며, 이 정보가 당업자에게 이미 공지된 선행 기술을 이룬다는 인식 또는 어떠한 형태의 제안으로 받아 들여져서는 안된다.
가공물의 항복강도를 향상시키기 위한 방법 및 장치에 대한 종래의 시스템 및 공정의 하나 이상의 단점들이 극복되고, 본 발명에 청구된 바와 같은 장치 및 방법을 통해 부가적인 이점이 제공된다. 추가적인 특징 및 이점은 본 개시의 기술적 사상을 통해 구현된다. 본 개시의 다른 실시예 및 태양들이 본 명세서에 상세히 설명되며, 청구된 개시의 일부인 것으로 간주된다.
본 발명의 하나의 비제한적인 실시 태양에서, 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선시키는 방법이 개시된다. 상기 방법은 펀치 및 다이 어셈블리 내에 하나 이상의 가공물을 위치시키는 단계와, 복수의 표면 돌기부가 하나 이상의 가공물에 형성되도록 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시키는 단계를 포함한다. 복수의 표면 돌기부는 하나 이상의 가공물에 대한 소성 변형에 의해 형성되어, 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시킨다.
일 실시예에서, 하나 이상의 가공물들 각각의 적어도 하나의 표면에 적어도 하나의 템플레이트 메쉬가 선택적으로 제공된다.
일 실시예에서, 상기 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시키는 단계는 상기 하나 이상의 가공물의 상기 적어도 하나의 표면 위에 복수의 홈의 텍스처를 임프린트하기 위한 스탬핑 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 홈의 형성으로 상기 복수의 홈에 인접한 복수의 크레스트를 유도하여 상기 복수의 표면 돌기부가 형성된다.
일 실시예에서, 상기 스탬핑하는 단계는 상기 하나 이상의 가공물의 상기 적어도 하나의 표면 위에 상기 적어도 하나의 템플릿 메시의 형상을 임프린팅하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 홈 및 상기 복수의 크레스트는 대칭 형상 및 비대칭 형상 중 적어도 하나가 되도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 템플릿 메시의 형상이 펀치 상에 정의된다.
일 실시예에서, 상기 펀치의 형상은 복수의 돌기부 및 복수의 공동 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 템플릿 메시의 형상이 다이 상에 정의된다.
일 실시예에서, 상기 다이의 형상은 상기 복수의 돌기부 및 상기 복수의 공동 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 펀치 및 상기 다이 중 적어도 하나에 상기 복수의 돌기부 및 상기 복수의 공동 중 적어도 하나를 스탬핑하는 단계로 상기 하나 이상의 가공물 상에 복수의 표면 돌기부가 형성된다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 가공물 각각 사이에 상기 하나 이상의 템플릿 메시가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시키는 단계는 상기 하나 이상의 가공물을 스탬핑하여 상기 복수의 홈을 형성하고, 이로써 상기 복수의 표면 돌기부를 형성한다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 템플릿 메시를 제공하는 단계는, 복수의 표면 돌기부를 형성하기 위해 상기 펀치 및 상기 다이 중 적어도 하나에 상기 적어도 하나의 템플릿 메시를 마운팅하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 가공물 상에 상기 복수의 표면 돌기부의 형성으로 복수의 표면 돌기부가 없는 하나 이상의 가공물에 비해 적어도 10%만큼 상기 하나 이상의 가공물의 항복강도가 개선된다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 가공물은 강철 시트, 알루미늄 시트, 스테인레스 스틸 시트 또는 임의의 다른 시트 중 적어도 하나로부터 선택된다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 가공물은 노출 가공물, 성형 가공물, 성형된 가공물, 열처리 가공물 또는 임의의 다른 가공물 중 적어도 하나로부터 선택된다.
일 실시예에서, 상기 복수의 표면 돌기부의 치수는 약 5 마이크론 내지 약 100 마이크론 범위에서 변하고, 상기 복수의 표면 돌기부의 피치는 약 10 마이크론 내지 약 1000 마이크론에서 변한다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 템플릿 메시의 형상은 정사각형 형상, 삼각형 형상, 직사각형 형상 또는 임의의 다른 형상 중 적어도 하나로부터 선택된다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 템플릿 메시는 상기 펀치 및 상기 다이 중 적어도 하나로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 또 다른 비제한적인 실시예에서, 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는 프레스 상에 장착 가능한 펀치 및 다이 어셈블리를 구비한다. 상기 펀치 및 다이 어셈블리는 펀치에 연결된 상부 지지대와 다이에 연결된 하부 지지대를 포함한다. 상기 다이는 상기 펀치 및 다이 어셈블리 작동시 복수의 표면 돌기부가 하나 이상의 가공물에 형성되도록 상기 하나 이상의 가공물을 위치시키도록 구성된다. 상기 하나 이상의 가공물의 적어도 하나의 표면에 소성 변형에 의해 형성된 상기 복수의 표면 돌기부가 상기 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시킨다.
또 다른 비제한적인 실시예에서, 가공물이 개시된다. 가공물은 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시킴으로써 유도된 소성 변형에 의해 형성된 복수의 표면 돌기부를 포함한다. 상기 복수의 표면 돌기부는 복수의 홈을 포함하여, 상기 가공물이 상기 복수의 표면 돌기부가 없는 가공물에 비해 적어도 10% 만큼 항복강도가 증가된다.
상술한 개시의 태양 및 실시예는 서로 임의의 조합으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 여러 태양 및 실시예는 본 개시의 추가 실시예를 형성하기 위해 조합 될 수 있다.
상술한 요약은 단지 예시적인 것이며 임의의 방식으로 제한하려는 것은 아니다. 상술한 예시적인 태양, 실시예 및 특징 이외에, 추가적인 태양, 실시예 및 특징은 도면 및 하기의 상세한 설명을 참조로 명백해질 것이다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 개시의 신규한 특징 및 특성이 첨부 명세서에 기재되어 있다. 그러나, 개 그자체뿐만 아니라 바람직한 사용 모드, 다른 목적 및 이점은 첨부도면과 결부해 읽을 때 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다. 첨부도면을 참조로 하나 이상의 실시예가 단지 예로써 기술되어 있으며, 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나 이상의 가공물 상에 복수의 표면 돌기부를 형성하기 위한 장치를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 장치에 연결 가능한 펀치 및 다이 어셈블리를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 장치에 연결 가능한 펀치 및 다이 어셈블리를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 템플릿 메시를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 가공물을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 표면 돌기부로 형성된 하나 이상의 가공물을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선하기위한 방법의 흐름도를 예시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 표면 돌기부를 갖는 하나 이상의 가공물의 항복강도의 증가에 대한 비교 차트를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 적재시 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12의 하나 이상의 가공물의 기계적 거동의 그래프 표현을 도시한 것이다.
도면은 단지 설명을 위해서만 본 발명의 실시예를 도시한 것이다. 당업자는 본 명세서에 설명된 구조 및 방법의 대안적인 실시예가 본 명세서에 기재된 개시의 원리를 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 다음의 설명으로부터 쉽게 인식할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나 이상의 가공물 상에 복수의 표면 돌기부를 형성하기 위한 장치를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 장치에 연결 가능한 펀치 및 다이 어셈블리를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 장치에 연결 가능한 펀치 및 다이 어셈블리를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 템플릿 메시를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 가공물을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 표면 돌기부로 형성된 하나 이상의 가공물을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선하기위한 방법의 흐름도를 예시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 표면 돌기부를 갖는 하나 이상의 가공물의 항복강도의 증가에 대한 비교 차트를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 가공물 상에 형성된 복수의 표면 돌기부의 일부의 미시적 도면을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 적재시 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12의 하나 이상의 가공물의 기계적 거동의 그래프 표현을 도시한 것이다.
도면은 단지 설명을 위해서만 본 발명의 실시예를 도시한 것이다. 당업자는 본 명세서에 설명된 구조 및 방법의 대안적인 실시예가 본 명세서에 기재된 개시의 원리를 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 다음의 설명으로부터 쉽게 인식할 것이다.
본 발명의 실시예들은 다양한 변형 및 대안적인 형태로 되기 쉬우나, 특정 실시예를 도면에서 예로서 도시하고 하기에서 설명할 것이다. 그러나, 개시된 특정 형태로 본 개시를 한정하고자 하는 것이 아니라, 반대로, 본 개시는 본 개시의 범위 내에 있는 모든 변경, 등가물 및 대안을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
당업자는 가공물의 항복강도를 향상시키는 방법 및 장치에 도달하기 위해 본 개시로부터 동기부여될 수 있음을 알아야 한다. 가공물의 항복강도를 향상시키는 이러한 방법 및 장치는 하나 이상의 가공물의 구성에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 그러한 변형은 본 발명의 범위 내에서 해석되어야 한다. 따라서, 도면은 본 명세서의 설명의 이점을 가지며 당업자에게 명확해질 상세한 설명으로 본 발명을 모호하게하지 않기 위해, 본 개시의 실시예를 이해하는 데 관련된 특정 상세 사항만을 도시한 것이다.
본 명세서에 사용된 용어 "포함한다", "포함하는" 또는 그 임의의 다른 변형은 비배타적인 개재물을 포함하도록 의도되어 있어, 구성요소 목록을 포함하는 장치, 시스템 및 어셈블리가 이들 구성요소만을 포함하는 것이 아니라 그러한 시스템, 또는 어셈블리 또는 장치에 고유하거나 명백히 열거되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 즉, "-를 포함하는"으로 처리된 시스템 또는 장치의 하나 이상의 요소는 더 이상의 제약없이 시스템이나 장치에 다른 요소나 추가 요소의 존재를 배제한다.
본 개시는 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 복수의 표면 돌기부가 하나 이상의 가공물에 형성되도록 펀치 및 다이 어셈블리 내에 하나 이상의 가공물을 위치시키고 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시키는 단계를 포함한다. 소성 변형에 의해 형성된 복수의 표면 돌기부는 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시킨다. 펀치 및 다이 어셈블리는 하나 이상의 가공물의 적어도 하나의 표면 위에 복수의 홈을 임프린트한다. 따라서, 복수의 홈이 하나 이상의 가공물의 적어도 하나의 표면 상에 복수의 크레스트(crest)를 남겨 복수의 표면 돌기부를 형성한다. 적어도 하나의 템플릿 메시가 하나 이상의 가공물의 적어도 하나의 표면 상에 선택적으로 제공되어, 복수의 표면 돌기부가 적어도 하나의 템플릿 메시의 형상에 대응하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 템플릿 메시는 펀치 및 다이 어셈블리에 장착 가능해 하나 이상의 가공물에 복수의 표면 돌기부를 형성할 수 있다.
본 발명은 또한 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시키는 장치를 제공한다. 상기 장치는 프레스 상에 장착 가능한 펀치 및 다이 어셈블리를 포함한다. 펀치 및 다이 어셈블리는 펀치에 연결된 상부 지지대 및 다이에 연결된 하부 지지대를 포함한다. 다이는 하나 이상의 가공물을 위치 시키도록 구성되어, 펀치 및 다이 어셈블리의 작동시, 복수의 표면 돌기부가 하나 이상의 가공물에 형성된다. 복수의 표면 돌기부는 소성 변형으로 형성되어, 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시킨다. 적어도 하나의 템플릿 메시는 복수의 돌기부를 형성하도록 펀치 및 다이 중 적어도 하나에 장착될 수 있다. 일 실시예에서, 펀치 및 다이는 적어도 하나의 템플릿 메시를 이용하지 않고, 복수의 표면 돌기부를 형성하기 위한 적어도 하나의 템플릿 메시의 형상을 포함할 수 있다. 펀치 및 다이는 복수의 표면 돌기부를 형성하기 위해 복수의 돌기부 및 복수의 공동을 갖는 형상을 포함할 수 있다. 작동시의 장치의 이러한 구성이 복수의 표면 돌기부를 형성하며, 이는 복수의 표면 돌기부가없는 하나 이상의 가공물의 항복강도에 비해 하나 이상의 가공물의 항복강도를 적어도 10%만큼 증가시킨다.
또한, 본 발명은 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시킴으로써 유도된 소성 변형에 의해 형성된 복수의 표면 돌기부를 갖는 하나 이상의 가공물을 개시한다. 복수의 표면 돌기부는 복수의 홈을 포함하고, 하나 이상의 가공물은 복수의 표면 돌기부가 없는 가공물의 항복강도에 비해 적어도 10%의 증가된 항복강도로 구성된다.
본 발명은 복수의 표면 돌기부를 임프린팅함으로써 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시키도록 구성된다. 이 제조방법은 하나 이상의 가공물의 임의의 표면의 임의의 부분 상에 복수의 돌기부를 임프린트할 수 있게 하며, 따라서 시간 효율적이고 경제적인 한편 다기능이다. 본 발명의 방법은 또한 복수의 표면 돌기부를 형성하기 위한 값 비싼 장비가 필요하지 않다.
하기의 단락은 도 1 내지 도 13을 참조로 본 개시를 기술한다. 도면에서, 유사한 기능을 갖는 동일한 요소 또는 요소들은 동일한 참조부호로 표시된다.
도 1은 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 향상시키는 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하기 위한 장치(100)의 사시도를 도시한 본 발명의 예시적인 실시예이다.
장치(100)는 유압 프레스 또는 공압 프레스와 같은 프레스(101) 상에 장착 가능하도록 구성된 [도 2a 및 도 2b에 도시된] 펀치 및 다이 어셈블리(102)를 포함한다. 펀치 및 다이 어셈블리(102)는 펀치(3)에 연결 가능한 상부 지지대(101a) 및 다이(4)에 연결 가능한 하부 지지대(101b)를 포함한다. 다이(4)는 펀치 및 다이 어셈블리(102)에서 하나 이상의 가공물(1)을 수용하고 위치시키도록 구성된다. 이 구성은 펀치 및 다이 어셈블리(102)의 작동시 하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)를 형성할 수 있게 한다. 복수의 표면 돌기부(2)는 항복강도를 향상시키기 위해 하나 이상의 가공물(1)의 소성 변형에 의해 형성된다.
[도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이] 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 포함한 상기 장치(100)는 하나 이상의 가공물(1)의 적어도 하나의 표면(1a) 상에 선택적으로 제공되어 복수의 표면 돌기부(2)를 형성한다. 적어도 하나의 표면(1a)은 하나 이상의 가공물(1)의 횡단면을 기반으로 복수의 표면 돌기부(1)를 형성하기에 적합한 하나 이상의 가공물(1)의 임의의 면을 말한다. 예시로서, 도 2a 및 2b의 적어도 하나의 표면(1a)을 하나 이상의 가공물(1)의 상부면이라 한다. 일실시예에서, 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 [도 2a에 도시된] 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하기 위해 하나 이상의 가공물(1) 위에 제공 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 하나 이상의 템플릿 메시(6)의 확대도가 도시되어 있다. 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 서로 상호 연결된 복수의 와이어(6a)를 포함한다. 복수의 와이어(6a)는 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 형성하기 위해 십자형 구조로 상호 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 십자형 구조는 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 형성하기 위해 복수의 와이어(6a)를 직선으로 교차하는 선을 직조하거나 용접하여 얻어질 수 있다. 복수의 와이어(6a)가 직선으로 교차하는 선으로 직조 또는 용접되기 때문에, 복수의 와이어(6a)의 각 상호 연결부 사이에 복수의 공극(voids)(6b)이 형성된다. 복수의 공극(6b)은 하나 이상의 가공물(1)의 표면을 돌출시키는 반면, 복수의 와이어(6a)의 상호 연결된 에지는 하나 이상의 가공물(1) 상에 소성 변형에 의해 오목부 또는 복수의 홈을 생성하기 위한 수단으로서 작용할 수 있다. 따라서, 이러한 구성은 [도 7에 도시된] 복수의 홈(2a) 및 복수의 크레스트(2b)를 갖는 복수의 표면 돌기부(2)가 형성되는 것을 보장한다.
예시적인 실시예에서, [도 4에 도시된] 모자 형상의 가공물이 개시된다. [도 4에 도시된 바와 같이] 하나 이상의 가공물(1)의 내부 표면 상에 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하기 위해 하나 이상의 가공물(1)의 내부 표면 상에 적어도 하나의 템플릿 메시(6)가 제공될 수 있다. 또한, 하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하기 위해 적어도 하나의 템플릿 메시(6)가 하나 이상의 가공물(1)의 적어도 하나의 표면(1) 중 임의의 곳에 제공될 수 있다. 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 또한 하나 이상의 가공물(1)의 적어도 하나의 표면(1a)의 일부분 상에 제공되어 복수의 표면 돌기부(2)를 형성할 수 있다. 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 펀치 및 다이 어셈블리(102)를 통해 하중이 가해질 때 하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)를 임프린트한다. 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 하나 이상의 가공물(1)보다 큰 재료 강도로 구성될 수 있으며, 하중의 인가시 하나 이상의 가공물(1)에 대한 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 변형을 방지한다.
적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 소정의 횡단면의 복수의 와이어(6a)로 형성될 수 있다. 복수의 와이어(6a)의 횡단면은 하나 이상의 가공물(1)에 필요한 복수의 홈(2a)의 형상에 기초하여 선택될 수 있다. 복수의 와이어(6a)의 횡단면은 정사각형 횡단면, 직사각형 횡단면, 원형 횡단면 등과 같으나 이에 국한되지 않는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 예로서, 복수의 홈(2a)의 요구되는 형상이 직사각형인 경우, 직사각형 횡단면의 복수의 와이어(6a)가 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 형성하는데 사용될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 템플릿 메시(6)에 하중이 가해질 때, 직사각형의 오목부가 형성되어, 이로써 직사각형 형상을 갖는 복수의 홈(2a)을 형성한다. 예를 들어, 복수의 크레스트(2b)의 요구되는 형상이 직사각형인 경우, 복수의 와이어(6a)가 상호 연결되어 각 상호 연결된 와이어 사이에 직사각형의 복수의 공극(6b)이 형성된다. 따라서, 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 이러한 형상에 대한 하중의 인가로 직사각형 형상의 복수의 크레스트(2b)의 형성을 보장한다. 일 실시예에서, 복수의 공극(6b)의 크기는 실현 가능성 및 요건에 따라 약 10 마이크론 내지 약 110 마이크론의 범위에서 변할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 와이어(6a)의 크기는 실현 가능성 및 요구 사항에 따라 약 15 마이크론 내지 약 100 마이크론의 범위에서 변할 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 가공물(1) 상에 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 제공하는 것은 펀치 및 다이 어셈블리(102)의 동작 중에 오정렬을 방지하기 위해 하나 이상의 가공물(1) 상에 고정된 적어도 하나의 템플릿(6)을 참조한다. 하나 이상의 가공물(1) 상에 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 제공하지 않고도 하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)의 형성을 보장하기 위해 상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 또한 펀치(3) 및 다이(4) 중 적어도 하나에 장착될 수 있다. 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 수용 및 유지하기 위해 상기 펀치(3) 및 다이(4) 중 적어도 하나에 슬롯[미도시]이 제공될 수 있다. 펀치(3) 및 다이(4) 중 적어도 하나에 볼트 및 너트 장치, 스냅-핏 장치 등과 같은 체결 메카니즘(미도시)이 제공될 수 있다. 이 구성으로, 하나 이상의 가공물(1) 상에 형성된 복수의 돌기부(2)의 설계 필요를 기초로, 펀치(3)와 다이(4) 중 적어도 하나에 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 카세트 타입의 교체가 보장된다. 또한, 이 구성으로 펀치(3) 및 다이(4)의 노출된 구성 또는 드러난 형상이 하나 이상의 템플릿 메시(6)의 구성을 이용함으로써 복수의 표면 돌기부(2)가 또한 임프린트될 수 있음이 보장된다.
실시예에서, 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 형상은 펀치(3) 및 다이(4) 중 적어도 하나에 형성되어, 적어도 하나의 템플릿 메시(6)가 없는 경우에도, 복수의 표면 돌기부(2)가 하나 이상의 가공물(1)에 형성될 수 있다. 펀치(3) 및 다이(4) 중 적어도 하나에 정의된 형상은 실현 가능성 및 요구 사항에 따라 복수의 돌기부(7) 및 복수의 공동(8) 중 적어도 하나일 수 있다. 복수의 돌기부(7) 및 복수의 공동(8)은 복수의 표면 돌기부(2)의 형성을 용이하게 하기 위해 펀치(3)와 다이(4) 상에 서로 상보적으로 형성된다. 예시적인 실시예에서, 펀치(3) 상에 복수의 돌기부(7)가 형성되고, 다이(4) 상에 복수의 공동(8)이 형성되어, 하나 이상의 가공물(1)의 일 표면 상에 복수의 표면 돌기부(2)를 형성한다. 대안으로, 다이(4) 상에 복수의 돌기부(7)가 형성되고, 펀치(3) 상에 복수의 공동(8)이 형성되어 하나 이상의 가공물(1)의 다른 표면 상에 복수의 돌기부(3)가 형성된다. 다른 실시예에서, 복수의 돌기부(7) 및 복수의 공동(8)은 펀치(3) 및 다이(4) 상에 서로 상보적으로 형성되어, 하나 이상의 가공물(1)의 각 부분이 복수의 표면 돌기부(2)의 다른 형상으로 유도된다. 또한, 복수의 돌기부(7) 크기[높이] 및 복수의 공동(8)의 크기는 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 크기에 대응한다. 이 구성은 펀치(3)와 다이(4)의 작동에 의해 얻어지는 복수의 표면 돌기(2)가 적어도 하나의 템플릿 메시(6)에 의해 얻어지는 복수의 표면 돌기(2)와 일치하는 것을 보장한다.
일 실시예에서, 다이(4)는 의도하지 않은 이동을 방지하기 위해 펀치 및 다이 어셈블리(102)의 작동 중에 하나 이상의 가공물(1)을 견고하게 위치시키는 고정수단(미도시)을 포함한다. 일 실시예에서, 고정수단은 하나 이상의 가공물(1)을 고정시키는 목적을 제공하는 체결부재, 스냅핏 장치 등 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 다이(4)는 하나 이상의 가공물(1)을 유지하기 위한 지지부재(5)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 프레스(101)의 상부 지지대(101a) 및 하부 지지대(101b)는 사용 전에 펀치(3)와 다이(4)를 연결하기 위한 장치[도면에 미도시]를 포함한다. 이 메커니즘은 장치(100)의 미작동 상태에서 펀치(3) 및 다이(4)를 분리할 수 있다. 일 실시예에서, 실행 가능성 및 요구 사항에 기초하여 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하기 위한 상이한 펀치(3) 및 다이(4) 조합이 프레스(101)에 장착될 수 있다. 상기 메커니즘은 펀치(3)를 상부 지지대(101a)에 그리고 다이(4)를 하부 지지대(101b)에 연결시키는 역할을 하는 체결 메커니즘, 스냅핏 메커니즘, 슬라이딩 메커니즘 또는 임의의 다른 메커니즘 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 가공물(1)은 상기 하나 이상의 가공물(1)이 하중을 받을 때 파열되는 대신에 소성 변형을 겪을 수 있도록 충분한 연성을 포함하는 재료 특성으로 선택될 수 있다. 또한, 하나 이상의 가공물(1)은 강철 시트, 알루미늄 시트, 스테인레스 스틸 시트 또는 요구 사항을 충족시키는 임의의 다른 시트 중 적어도 하나로부터 선택된다. 또한, 하나 이상의 가공물(1)은 노출 가공물, 성형 가공물, 성형된 가공물, 열처리 가공물 또는 임의의 다른 가공물 중 적어도 하나로부터 선택된다.
일 실시예에서, 복수의 표면 돌기부(2)는 소성 변형에 의해 유발된 응력 경화 효과로 인해 형성된다. 응력 경화는 하나 이상의 가공물(1)의 표면에 크기 효과를 유도하여, 이로써 복수의 홈(2a) 및 복수의 크레스트(2b)를 포함하는 형상을 이룬다. 이러한 구성은 하중을 수용하거나 접촉하기 위해 이용 가능한 표면이 최소화 됨으로써, 변형을 방지하는 것을 보장하며, 이는 본질적으로 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 향상시킨다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 복수의 공극(6b)의 크기는 약 20 마이크론 내지 약 1000 마이크론 범위이다. 복수의 와이어(6a)의 크기는 약 20 마이크론 내지 약 500 마이크론의 범위이다.
일 실시예에서, 하나 이상의 가공물(1)은 약 0.25mm 내지 약 2mm 범위의 두께를 갖는 판재일 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 가공물(1)은 열간 압연 판재 및 냉간 압연 판재 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 펀치(3) 및 다이(4)는 하나 이상의 가공물(1)보다 더 단단한 공구 등급의 강철 재료로 제조될 수 있다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예에서의 도 6은 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 개선하기 위한 방법의 흐름도를 예시한다.
단계(601)에서, 하나 이상의 가공물(1)은 펀치 및 다이 어셈블리(102)의 작동 중 오정렬을 방지하기 위해 적절한 메커니즘에 의해 펀치 및 다이 어셈블리(102)에 단단히 위치된다.
단계(602)에서, 펀치 및 다이 어셈블리(102)는 펀치를 다이(4)쪽으로 이동시키기 위해 프레스(101)에 의해 작동된다. 펀치 및 다이 어셈블리(102)의 작동은 하나 이상의 가공물(1) 상의 적어도 하나의 표면(1a) 위에 복수의 홈(2a)을 임프린트하기 위해 펀치(3)로 적어도 하나의 템플릿 메시(6) 상에 스탬핑하는 단계를 포함한다. 복수의 홈(2a)은 하중의 인가에 의해 하나 이상의 가공물(1)의 소성 변형으로 인해 형성된다. 적어도 하나의 표면(1a) 위에 형성된 복수의 홈(2a)은 상기 복수의 홈(2a)에 인접하여 복수의 크레스트(2b)를 유도하고, 이에 따라 [도 7에 도시된 바와 같이] 복수의 표면 돌기부(2)를 형성한다. 복수의 표면 돌기부(2)는 펀치(3) 및 다이(4)의 형상과 일치하게 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 표면(1a) 위에 형성된 복수의 홈(2a) 및 복수의 크레스트(2b)는 대칭 형상 및 비대칭 형상 중 적어도 하나가 되도록 구성된다. 즉, 하나 이상의 가공물(1)상의 복수의 홈(2a) 및 복수의 크레스트(2b)의 크기는 설계 실현 가능성 및 요구 사항에 기초하여 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
단계(603)에서, 적어도 하나의 템플릿 메시(6)가 펀치 및 다이 어셈블리(102)에 제공될 수 있어, 상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)가 하나 이상의 가공물(1)상의 적어도 하나의 표면(1a)에 선택적으로 배치될 수 있다. 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하도록 적어도 하나의 표면(1a) 상에 상기 템플릿 메시 형상의 텍스처를 임프린트하도록 구성된다. 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 제공은 펀치(3) 및 다이(4) 중 적어도 하나에 복수의 돌기부(7) 및 복수의 공동(8)을 형성할 필요성을 완화시킨다. 따라서, 이러한 제공은 하나 이상의 가공물(1)의 적어도 하나의 표면(1a) 상에 복수의 돌기부(2)를 임프린팅하는 공정을 더 단순화시킨다.
일 실시예에서, 하나 이상의 가공물(1)은 사용자에 의해 수동으로 또는 단계(101)에서 로봇에 의해 자동으로 펀치 및 다이 어셈블리(102)에 위치될 수 있다.
도 1과 관련하여 도 8을 참조하면, 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도의 향상이 그래픽으로 도시되어 있다. 이 표현에 따르면, 하나 이상의 가공물(1)상의 복수의 표면 돌기부(2)의 제공은 항복강도를 약 25% 만큼 현저하게 향상시키며, 하나 이상의 가공물(1)의 두께는 1% 미만으로 감소시킨다. 소성 변형으로 인한 복수의 홈(2a)의 형성은 하나 이상의 가공물(1)의 압축[소성 변형]을 유도한다. 복수의 홈(2a)의 형성시 이러한 압축은 이 영역에서 재료 분자의 농도를 증가시킴으로써, 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 향상시킨다. 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도의 향상은 응력 경화 현상에 기인하며, 이는 크기 효과 현상을 더 유도한다. 일 실시예에서, 복수의 표면 돌기부(2)는 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 적어도 10% 만큼 향상시킨다. 일 실시예에서, 복수의 표면 돌기부(2)의 치수는 약 5마이크론 내지 약 100 마이크론의 범위에서 변하고, 복수의 표면 돌기부(2)의 피치 [복수의 표면 돌기부 각각 사이의 거리]는 약 10 마이크론 내지 약 1000 마이크론의 범위에서 변한다.
예시적인 실험 결과:
상술한 바와 같이 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 개선시키는 방법에 기초하여, 복수의 표면 돌기부(2)를 형성한 후에 하나 이상의 가공물(1)의 기계적 성질에 대한 비교가 수행된다. 비교는 하나 이상의 가공물(1)의 상이한 등급들로 수행된다.
기계적 성질의 비교에 관한 파라미터가 하기 표 1에 정리되어 있다.
| 등급 | 평균 이전 항복강도 (MPa) | 일측에 돌기부의 형성 후 평균 항복강도(MPa) | 항복강도의 개선% |
양측에 돌기부의 형성 후
평균 항복강도(MPa) |
항복강도의 개선% |
UTS
의 변화 (예/아니오) |
(표면 돌기후) 신장의 변화%
|
| 극저탄소 | 172 | 214 | 24.4 | 236 | 37 | 아니오 | < 2 |
| 다상(多相) | 350 | 397 | 13.4 | 424 | 21.1 | 아니오 | < 2 |
| 마이크로 합금 | 355 | 396 | 11.5 | 420 | 18.3 | 아니오 | <2 |
비교에는 두 세트의 실험이 포함된다. 첫 번째 실험 세트는 크기가 10mm * 15mm * 0.6mm인 하나 이상의 가공물(1)의 직사각형 샘플에서 수행된다. 일축 인장 테스트 샘플에 대해 두 번째 세트의 실험이 수행된다. 샘플의 치수는 ASTM-E6 표준에 따른다.
첫 번째 실험 세트:
이 테스트에서, 100μm 정사각형 형상의 복수의 표면 돌기부(2)들은 높이가 30μm에서 50μm 범위로 형성된다. 사전 정의된 펀치 하중은 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도의 3배에 상당하는 평균 압축 응력을 생성하기에 충분하도록 선택된다. 그 결과가 아래 표 2에 나타나 있다.
| 금속: 초저탄소강 | |||
| 샘플 치수 | 압축 하중 | 표면 상에 평균 응력 | 메시 크기 |
| 10mmX15mmX0.6mm | 67 KN | 2.5배의 항복강도 | 100 μm |
| 10mmX15mmX0.6mm | 67 KN | 2.5배의 항복강도 | 35 μm |
| 20mmX10mmX0.7mm | 85 KN | 2.5배의 항복강도 | 100 μm |
| 20mmX10mmX0.7mm | 85 KN | 2.5배의 항복강도 | 35 μm |
표 1의 하나 이상의 가공물(1)에 대해 생성된 복수의 표면 돌기부(2)가 도 9 내지 도 12에 도시되어 있다. 35μm 마이크로-필라에 대해 500배의 광학 현미경을 사용하여 복수의 표면 돌기부(2)의 이미지를 포착했다.
표 1 및 도 9 내지 도 12에 예시된 바와 같이, 복수의 표면 돌기부(2)의 형성은 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 적어도 10% 개선한 것이 명백하다.
또한, 복수의 표면 돌기부(2)가 이들 샘플에서 얻어진 후에 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도의 향상을 특성화하기 위해 일련의 일축 인장 테스트를 수행했다.
두 번째 실험 세트:
이 연구에서 고려된 물리적 특성은 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도이다. 하나 이상의 가공물(1)은 게이지 영역의 폭이 12.5인 ASTM-E8 표준 샘플에서 테스트된다. 공정 파라미터가 표 3에서 표로 작성되어 있고 그 결과는 표 4에서 표로 작성되어 있다.
| 금속: 초저탄소강 | |||||||
| 샘플 타입 | 샘플 치수(게이지 폭) | 두께 | 압축 하중 | 표면 상의 평균 응력 | 메시 크기 | ||
| 1 | 12.5 mm | 0.8 mm | 450 KN | 1.33배의 항복강도 | 100 μm | ||
| 2 | 12.5 mm | 0.8 mm | 450 KN | 1.33배의 항복강도 | 35 μm | ||
| 샘플 번호 | 평균 이전 항복강도 | 돌기부 형성 후 평균 항복강도 | 항복강도의 개선% |
| 1 | 180 MPa | 210 MPa | 16.7% |
| 2 | 181 MPa | 211 MPa | 16.6% |
표 3 및 표 4에서 대조된 데이터로부터, 하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하는 것은 복수의 표면 돌기부(2)가 없는 하나 이상의 가공물(1)과 비교하여 적어도 10% 만큼 항복강도를 향상시킨다는 것이 명백하다.
도 13을 참조하면, 100 마이크론 및 35 마이크론 크기의 복수의 표면 돌기부(2)를 갖는 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도의 그래프가 롤링된 하나 이상의 가공물(1)과 비교된다. 그래프로부터, 복수의 표면 돌기부(2)를 갖는 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도가 롤링된 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도보다 더 크다는 것이 명백하다. 또한, 낮은 돌기부를 갖는 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도는 깊은 돌기부를 갖는 하나 이상의 가공물(1)에 비해 낮다는 것이 주목될 수 있다. 마이크로 합금강의 이러한 변화에 대한 데이터가 표 5에 작성되어 있다.
| 복수의 표면 돌기부의 높이(μm) | 달성된 강도(MPa) |
| 22 | 370 |
| 25 | 379 |
| 33 | 380 |
| 38 | 408 |
| 40 | 423 |
설명 및 실시예가 항복강도에 관한 결과를 나타냈지만, 설명은 또한 흐름 강도(flow strength)와 같은 임의의 다른 파라미터로 확장될 수 있다.
장점:
본 발명은 복수의 표면 돌기부를 형성함으로써 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 하나 이상의 가공물의 항복강도를 향상시키는 비용 효율적인 방법을 제공한다.
본 발명은 하나 이상의 가공물의 에칭 또는 제거없이, 노출된 또는 종래의 가공물보다 적어도 10%만큼 하나 이상의 가공물의 항복강도를 개선시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 원하는 위치에서 가공물의 물리적 및 기계적 특성을 개선하는 방법을 제공한다.
본 발명은 특히 자동차 패널과 같은 구성요소를 형성한 후에 보다 높은 강도가 바람직한 경우에 항복강도를 개선시키는 방법을 제공한다.
등가물
본 명세서에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수 용어의 사용과 관련하여, 당업자는 문맥 및/또는 애플리케이션에 적합하게 복수에서 단수로 및/또는 단수에서 복수로 번역할 수 있다. 다양한 단수/복수의 순열은 명확히 하기 위해 본원에서 명백히 설명될 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 사용된 용어, 및 특히 첨부된 청구범위(예를 들어, 첨부된 청구범위의 본문)는 일반적으로 "개방형" 용어로 의도되어 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다(예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "포함하는"으로 해석되어야 하나 이에 국한되지 않으며, "갖는"이라는 용어는 "적어도 하나를 갖는"으로 해석되며, "포함한다"라는 용어는 "포함하나 이에 국한되지 않는다" 등으로 해석되어야 한다). 소개된 청구항 기재의 특정 번호가 의도되어 있다면, 그러한 의도는 청구항에서 명백히 언급될 것이며, 그러한 기재가 없을 경우, 그러한 의도가 없다는 것이 당업자에 의해 더 잘 알 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 하기의 첨부된 청구범위는 청구항 기재를 도입하기 위해 "적어도 하나" 및 "하나 이상"이라는 도입 문구의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 문구의 사용은, 동일 청구범위가 "적어도 하나" 및 "하나 이상"이라는 도입 문구 및 "a" 또는 "an"과 같은 부정관사를 포함하더라도, 부정관사 "a" 또는 "an"에 의한 청구범위 기재의 도입이 그런 도입된 청구항 기재를 포함한 임의의 특정 청구항을 국한하는 것을 의미하는 것으로 해석해서는 안된다(가령, "a" 및/또는 "an"은 일반적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다); 청구항 기재 사항을 도입하는 데 사용된 정관사의 사용에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 도입된 청구범위 기재의 특정 번호가 명시적으로 언급되더라도, 당업자는 그러한 인용이 일반적으로 적어도 인용된 번호를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 수식어가 없는 경우, "2개의 기재"라는 있는 그대로의 기재는 통상적으로 적어도 2개의 기재 또는 2 이상의 기재를 의미한다). 더욱이, "A, B, 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용된 이들 예에서, 일반적으로 이러한 구조는 당업자가 관례를 이해할 수 있는 의미로 의도되어 있다(예를 들어, "A, B 및 C 등 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A만, B만, C만, A 및 B와 함께, A 및 C와 함께, B 및 C와 함께, 및/또는 A, B 및 C와 함께 갖는 시스템을 포함하나 이에 국한되지 않는다). 그러한 경우, "A, B, 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 관례가 사용되는 이들 예에서, 일반적으로 그러한 구성은 당업자가 관례를 이해할 수있는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B, 또는 C 등 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A만, B만, C만, A 및 B와 함께, A 및 C와 함께, B 및 C와 함께, 및/또는 A, B 및 C와 함께 갖는 시스템을 포함하나 이에 국한되지 않는다). 명세서, 청구범위 또는 도면에서 2개 이상의 대안적인 용어를 제시하는 사실상 임의의 이원적인 단어 및/또는 어구는 용어들 중 하나 또는 둘 다를 포함할 가능성을 고려하도록 이해되어야 한다는 것을 당업자는 더 이해할 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 문구는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
다양한 태양 및 실시예가 본 명세서에 개시되었지만, 다른 태양 및 실시예는 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 태양 및 실시예는 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것은 아니며, 진정한 범위 및 기술사상은 하기의 청구범위에 나타나 있다.
100: 하나 이상 가공물의 항복강도 개선을 위한 장치
101: 프레스
102: 펀치 및 어셈블리
1: 하나 이상 가공물
2: 복수의 표면 돌기부
2a: 복수의 홈
2b: 복수의 크레스트
3: 펀치
4: 다이
5: 지지부재
6: 적어도 하나의 템플레이트 메시
6a: 복수의 와이어
6b: 복수의 공극
7: 복수의 돌기부
8: 복수의 공동
101: 프레스
102: 펀치 및 어셈블리
1: 하나 이상 가공물
2: 복수의 표면 돌기부
2a: 복수의 홈
2b: 복수의 크레스트
3: 펀치
4: 다이
5: 지지부재
6: 적어도 하나의 템플레이트 메시
6a: 복수의 와이어
6b: 복수의 공극
7: 복수의 돌기부
8: 복수의 공동
Claims (34)
- 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 개선시키는 방법으로서,
펀치 및 다이 어셈블리(102)에 하나 이상의 가공물(1)을 위치시키는 단계; 및
상기 하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)가 형성되도록 상기 펀치 및 다이 어셈블리(102)를 작동시키는 단계를 포함하고,
상기 하나 이상의 가공물(1)에 대해 소성 변형에 의해 형성된 복수의 표면 돌기부(2)가 상기 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 향상시키는, 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
하나 이상의 가공물(1) 각각의 적어도 하나의 표면(1a) 상에 선택적으로 제공되는 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 포함하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시키는 단계는 상기 하나 이상의 가공물의 상기 적어도 하나의 표면(1a) 위에 복수의 홈(2a)의 텍스처를 임프린트하기 위한 스탬핑 단계를 포함하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 복수의 홈(2a)의 형성으로 상기 복수의 홈(2a)에 인접한 복수의 크레스트(2b)를 유도하여 상기 복수의 표면 돌기부(2)가 형성되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 스탬핑 단계는 상기 하나 이상의 가공물(1)의 상기 적어도 하나의 표면(1a) 위에 상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 형상을 임프린팅하는 단계를 포함하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 복수의 홈(2a) 및 상기 복수의 크레스트(2b)는 대칭 형상 및 비대칭 형상 중 적어도 하나가 되도록 구성되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 형상이 펀치(3) 상에 정의되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 펀치(3)의 형상은 복수의 돌기부(7) 및 복수의 공동(8) 중 적어도 하나를 포함하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 형상이 다이(4) 상에 정의되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 다이(4)의 형상은 상기 복수의 돌기부(7) 및 상기 복수의 공동(8) 중 적어도 하나를 포함하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 펀치(3) 및 상기 다이(4) 중 적어도 하나에 상기 복수의 돌기부(7) 및 상기 복수의 공동(8) 중 적어도 하나를 스탬핑하는 단계로 상기 하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)가 형성되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 가공물(1) 각각 사이에 상기 하나 이상의 템플릿 메시(6)가 제공되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 펀치 및 다이 어셈블리를 작동시키는 단계는 상기 하나 이상의 가공물(1)을 스탬핑하여 상기 복수의 홈(2)을 형성하고, 이로써 상기 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 제공하는 단계는, 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하기 위해 상기 펀치(3) 및 상기 다이(4) 중 적어도 하나에 상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 마운팅하는 단계를 포함하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 가공물(1) 상에 상기 복수의 표면 돌기부(2)의 형성으로 복수의 표면 돌기부(2)가 없는 하나 이상의 가공물(1)에 비해 적어도 10%만큼 상기 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도가 개선되는, 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 가공물(1)은 강철 시트, 알루미늄 시트, 스테인레스 스틸 시트 또는 임의의 다른 시트 중 적어도 하나로부터 선택되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 가공물(1)은 노출 가공물, 성형 가공물, 성형된 가공물, 열처리 가공물 또는 임의의 다른 가공물 중 적어도 하나로부터 선택되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 표면 돌기부(2)의 치수는 약 5 마이크론 내지 약 100 마이크론 범위에서 변하고, 상기 복수의 표면 돌기부(2)의 피치는 약 10 마이크론 내지 약 1000 마이크론에서 변하는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 구성은 정사각형 형상, 삼각형 형상, 직사각형 형상 또는 임의의 다른 형상 중 적어도 하나로부터 선택되는 항복강도를 개선시키는 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 하나 이상의 템플릿 메시(6)는 상기 펀치(3) 및 상기 다이(4) 중 적어도 하나로부터 분리될 수 있는 항복강도를 개선시키는 방법. - 프레스(101) 상에 장착 가능하며, 펀치(3)에 연결된 상부 지지대(101a)와 다이(4)에 연결된 하부 지지대(101b)를 포함하는 펀치 및 다이 어셈블리(102)를 구비한 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 개선하기 위한 장치(100)로서,
상기 다이(4)는 상기 펀치 및 다이 어셈블리(102) 작동시 복수의 표면 돌기부(2)가 하나 이상의 가공물(1)에 형성되도록 상기 하나 이상의 가공물(1)을 위치시키고,
상기 하나 이상의 가공물(1)에 소성 변형에 의해 형성된 상기 복수의 표면 돌기부(2)가 상기 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도를 개선시키는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 21 항에 있어서,
상기 하나 이상의 가공물(1)의 적어도 하나의 표면(1a) 상에 선택적으로 제공되는 적어도 하나의 템플릿 메시(6)를 포함하는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 22 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 상기 펀치(3) 및 상기 다이(4) 중 적어도 하나에 장착되어 상기 복수의 표면 돌기부(2)를 형성하는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 22 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)는 상기 펀치 및 다이 어셈블리(102)의 작동시 상기 하나 이상의 가공물(1)의 적어도 하나의 표면(1a) 상에 복수의 홈(2a)의 테스처를 임프린트하는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 22 항에 있어서,
상기 하나 이상의 템플릿 메시(6)의 형상이 상기 펀치(3) 상에 정의되는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 25 항에 있어서,
상기 펀치(3)의 형상은 복수의 돌기부(7) 및 복수의 공동(8) 중 적어도 하나를 포함하는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 22 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 형상이 상기 다이(4) 상에 정의되는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 27 항에 있어서,
상기 다이(4)의 형상은 상기 복수의 돌기부(7) 및 상기 복수의 공동(8) 중 적어도 하나를 포함하는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 21 항에 있어서,
하나 이상의 가공물(1) 상에 복수의 표면 돌기부(2)를 형성함으로써 상기 하나 이상의 가공물(1)의 항복강도가 상기 복수의 표면 돌기부(2)가 없는 하나 이상의 가공물(1)에 비해 적어도 10% 만큼 개선되는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 21 항에 있어서,
상기 하나 이상의 가공물(1)은 강철 시트, 알루미늄 시트, 스테인레스 스틸 시트 또는 임의의 다른 시트 중 적어도 하나를 포함하는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 21 항에 있어서,
상기 복수의 돌기부들의 치수는 약 5 마이크론 내지 약 100 마이크론 범위로 변하는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 22 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 템플릿 메시(6)의 형상은 정사각형 형상, 삼각형 형상, 원형 형상, 직사각형 형상 또는 임의의 다른 형상 중 적어도 하나가 되도록 선택되는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 제 22 항에 있어서,
상기 하나 이상의 템플릿 메시(6)는 상기 펀치(3) 및 상기 다이(4) 중 적어도 하나로부터 분리될 수 있는 항복강도를 개선하기 위한 장치(100). - 복수의 홈(2a)을 포함하고, 펀치 및 다이 어셈블리(102)를 작동시킴으로써 유도된 소성 변형에 의해 형성된 복수의 표면 돌기부(2)를 포함하는 가공물(1)로서,
상기 가공물(1)는 상기 복수의 표면 돌기부(2)가 없는 가공물(1)에 비해 적어도 10% 만큼 항복강도가 증가되게 구성되는 가공물(1).
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |