KR20220005575A - 강화된 강성을 갖는 부가적 제조 부품 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

강화된 강성을 갖는 부가적 제조 부품 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

부가적 제조 부품이, 부가적 제조 분말을 포함하는 재료의 고형체, 분말을 고형체의 형상으로 지지하는 바인더 재료, 및 고형체 내부에 주입되는 보강 수지로 형성된다. 부가적 제조 분말은, 모래일 수 있다. 주입되는 수지는, 2-액형 수지로서, 불활성 가스가 혼합 도중에 2-액형 수지의 두 부분의 혼합물에 첨가되는 것인, 2-액형 수지일 수 있다. 주입되는 수지는, 고형체의 둘레 표면으로부터 내측으로 주입될 수 있으며 그리고 고형체의 두께를 부분적으로 또는 완전히 관통하여 침투할 수 있다.

Description

강화된 강성을 갖는 부가적 제조 부품 및 이를 제조하는 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2019년 5월 7일에 출원된 미국 가특허출원 제62/844,142호 및 2019년 9월 16일에 출원된 미국 가특허출원 제62/900,830호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 각각의 출원이 전체적으로 본 명세서에 참조로서 인용된다.
부가적 제조 프로세스는, 완성 부품의 형상을 함께 한정하는 연속적인 층들로 분말을 증착함으로써 부품을 형성할 수 있다. 바인더(binder) 재료가, 분말을 요구되는 형상으로 지지 및 유지하기 위해, 분말과 함께 증착된다. 경우에 따라, 모래가 분말로서 사용된다.
부가적 제조 부품이, 부가적 제조 분말을 포함하는 재료의 고형체, 분말을 고형체의 형상으로 지지하는 바인더 재료, 및 고형체 내부에 주입되는 보강 수지를 포함한다.
부가적 제조 분말은 모래일 수 있다. 주입된 수지는, 에폭시 수지와 에폭시 경화제를 포함하는 2-액형 수지일 수 있다. 주입된 수지는, 고형체의 둘레 표면으로부터 내측으로 주입될 수 있으며 그리고 고형체의 두께를 부분적으로 또는 완전히 관통하여 침투할 수 있다.
주어진 예에서, 고형체는, 도구(tool)의 구성으로 형성된다. 일 예에서, 도구는, 도끼 헤드이다. 다른 예에서, 도구는, 성형 표면 및 이 성형 표면과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는 진공 금형 도구이다. 금형 도구는, 진공 금형 조립체의 베이스부를 가로질러 슬라이딩하기 위해 레일들 상에 지지될 수 있다. 그러한 금형 도구는, 조합된 성형 표면을 한정하는 서로 인접하는 위치로 슬라이딩하는, 복수의 도구 중의 하나일 수 있다. 금형 도구는 또한, 성형 표면 내의 절결부들에 의해 한정되는 트림 라인들(trim lines)을 구비할 수 있다.
부품을 형성하기 위한 방법이, 먼저, 부가적 제조 분말 및 바인더 재료의 다공형 몸체를 형성한다. 그런 다음, 보강 수지가, 다공형 몸체 내로 주입되며 그리고 다공형 몸체 내부에서 경화된다.
금형 도구로서 사용되는 경우, 부품은, 금형 도구의 공기 유동 채널들과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는 베이스부 상에 배치된다. 진공 성형 재료의 시트(sheet)가, 금형 도구의 성형 표면 위에 배치된다. 진공 압력이, 성형 표면에 대해 성형 재료 시트를 인입하기 위해, 베이스부 및 금형 도구 내의 공기 유동 채널들 내에 인가된다.
하나의 방법에서, 불활성 가스가, 2-액형 주입 수지 및/또는 2-액형 도구 겔 코트(two-part tooling gel coat) 내로, 두 부분이 함께 혼합되는 도중에, 도입된다. 일 양태에서, 불활성 가스는, 질소 가스 또는 아르곤 가스일 수 있을 것이다.
일 양태에서, 방법으로서, 부가적 제조 프로세스에서 부가적 제조 분말 및 바인더 재료의 다공형 몸체를 형성하는 단계; 다공형 몸체 내로 수지를 주입하는 단계로서, 수지는 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고 불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 2-액형 수지에 적용되는 것인, 수지를 주입하는 단계; 및 다공형 몸체 내부의 주입된 수지를 경화시키는 단계를 포함하는 것인, 방법이 제공된다.
다른 양태에서, 방법으로서, 공기 유동 채널들을 구비하는 베이스부 상에, 성형 표면 및 베이스부 내의 공기 유동 채널들과 성형 표면을 연통시키는 공기 유동 채널들을 구비하는, 금형 도구를 배치하는 단계로서, 금형 도구는, 부가적 제조 분말 및 성형 표면을 구비하는 고형체로서 부가적 제조 분말을 지지하는 바인더를 포함하며, 그리고 고형체 내부에 주입되는 수지를 더 포함하고, 수지는 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고 불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 2-액형 수지에 적용되는 것인, 금형 도구를 배치하는 단계; 성형 표면 위에 진공 성형 재료의 시트를 배치하는 단계; 및 성형 표면에 대해 성형 재료 시트를 인입하도록, 베이스부와 금형 도구의 공기 유동 채널들 내에 진공 압력을 인가하는 단계를 포함하는 것인, 방법이 제공된다.
일 양태에서, 형상을 갖는 재료의 고형체를 포함하는 장치로서, 재료는, 부가적 제조 분말, 부가적 제조 분말을 고형체의 형상으로 지지하는 바인더 재료, 및 고형체 내부에 주입되는 수지를 포함하며, 수지는, 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고 불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 2-액형 수지에 적용되는 것인, 장치가 제공된다.
다른 양태에서, 성형 표면 및 이 성형 표면과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는 금형 도구를 포함하는 장치로서, 금형 도구는, 부가적 제조 분말, 부가적 제조 분말을 성형 표면을 구비하는 고형체로서 지지하는 바인더, 및 고형체 내부에 주입되는 수지를 포함하고, 수지는, 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고 불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 2-액형 수지에 적용되는 것인, 장치가 제공된다.
일 양태에서, 혼합 도구로서, 중공 보어를 구비하는 하우징; 중공 보어를 통해 연장되는 혼합 샤프트로서, 혼합 샤프트의 원위 단부에 혼합 헤드를 구비하며, 그리고 회전 유도 장치에 의해 맞물리는 근위 단부를 구비하는 것인, 혼합 샤프트; 및 원위 단부에 노즐을 구비하는 공기 라인으로서, 공기 라인은 노즐을 통해 유도되는 불활성 가스의 흐름을 수용하며, 노즐은 혼합 헤드 부근으로 배향되는 것인, 공기 라인을 포함하는 것인, 혼합 도구가 제공된다.
다른 양태에서, 장치로서, 성형 표면 및 이 성형 표면과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는 금형 도구를 포함하고, 금형 도구는, 부가적 제조 분말, 부가적 제조 분말을 성형 표면을 갖는 고형체로서 지지하는 바인더, 및 고형체 내부에 주입되는 수지를 포함하며, 수지는, 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고 불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 2-액형 수지에 적용되며; 그리고 금형 도구는, 성형 표면을 통해 연장되는 이젝터 요소를 구비하는 것인, 장치가 제공된다.
도 1은 부가적 제조 부품을 형성하기 위한 방법에서 취해지는 단계의 흐름도이다.
도 2가 또한 부가적 제조 부품을 형성하기 위한 방법에서 취해지는 단계의 흐름도이다.
도 3은 부가적 제조 부품을 형성하기 위한 방법에서 취해지는 단계의 다른 흐름도이다.
도 4a는 부분적으로 형성된 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 4b는 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 5a는 부가적 제조 부품의 부분 단면도이다.
도 5b는 부품에 대한 대안적 구조를 도시하는 도 5a와 유사한 도면이다.
도 6a는 진공 금형 도구로서 구성된 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 6b는 진공 금형 도구로서 구성된 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 6c는 진공 금형 도구로서 구성된 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 6d는 진공 금형 도구로서 구성된 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 7a는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 7b는 진공 금형 조립체의 베이스부 상의 도 7a의 장치를 도시하는 도면이다.
도 8은 진공 금형 도구로서 구성된 부가적 제조 부품의 저면도이다.
도 9는 진공 금형 조립체의 베이스부의 개략적인 측단면도이다.
도 10은 도 9의 베이스부 상의 진공 금형 도구를 도시하는 개략적인 측단면도이다.
도 11은 진공 금형 도구로서 구성된 다른 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 12는 진공 금형 도구로서 구성된 다른 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 13a는, 또한 진공 금형 조립체의 부품들을 도시하도록, 진공 금형 도구로서 구성된 한 쌍의 부가적 제조 부품을 예시한다.
도 13b는, 또한 진공 금형 조립체의 부품들을 도시하도록, 진공 금형 도구로서 구성된 한 쌍의 부가적 제조 부품을 예시한다.
도 13c는, 또한 진공 금형 조립체의 부품들을 도시하도록, 진공 금형 도구로서 구성된 한 쌍의 부가적 제조 부품을 예시한다.
도 14a는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 14b는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품의 단면도이다.
도 14c는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 14d는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 14e는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 한 쌍의 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 14f는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 한 쌍의 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 15a는 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품의 단면도이다.
도 15b는 도 15a에 도시된 부가적 제조 부품의 부분 단면도이다.
도 16은 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품의 도면이다.
도 17a는 불활성 가스를 혼합물 내로 도입하는 가운데 2-액형 수지 및/또는 코팅을 혼합하기 위한 도구의 도면이다.
도 17b는 불활성 가스를 혼합물 내로 도입하는 가운데 2-액형 수지 및/또는 코팅을 혼합하기 위한 도구의 도면이다.
도 17c는 불활성 가스를 혼합물 내로 도입하는 가운데 2-액형 수지 및/또는 코팅을 혼합하기 위한 도구의 단면도이다.
도 18은 부가적 제조 부품을 형성하기 위한 방법에서 취해지는 단계의 흐름도이다.
도 19는 공압 이젝터 요소를 갖는 진공 금형 도구를 도시하는 측단면도이다.
도 20a는 공압 이젝터 요소의 도면이다.
도 20b는 공압 이젝터 요소의 도면이다.
도 21a는 후퇴 위치에 놓이는 공압 이젝터 요소의 단면도이다.
도 21b는 신장 위치에 놓이는 공압 이젝터 요소의 단면도이다.
도면에 도시된 장치는, 장치 청구항들에 인용되는 요소의 예들인 구조물들을 포함하며 그리고 방법 청구항들에 인용되는 단계들을 수행하기 위해 채용될 수 있다. 따라서, 도시된 장치는, 당업자가 청구된 발명을 만들고 사용할 수 있는 방법의 예들를 포함한다. 이러한 예들은, 청구 범위에 언급되지 않은 제한 사항을 부과하지 않는 가운에, 특허법의 서면 설명 및 실시 가능성 요건을 충족하도록 설명된다. 일 양태의 하나 이상의 요소가, 청구된 발명의 임의의 특정 구현을 위해 필요에 따라 다른 양태의 하나 이상의 요소와 조합하여 또는 이에 대한 대체물로서 사용될 수 있을 것이다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 부가적 제조 부품을 형성하는 방법 그리고 사용하는 방법이, 개략적으로 설명되는 단계들로 수행될 수 있다.
방법(100)은, 다음의 단계들: 부가적 제조를 사용하여 모래 및 바인더 혼합물로부터 부품을 생성하는 단계(102); 및 모래 및 바인더 부품의 표면 내로 침투하도록 수지를 모래 및 바인더 부품에 주입하는 단계(104)를 포함할 수 있을 것이다.
방법(200)은, 다음의 단계들: 부가적 제조를 사용하여 모래 및 바인더 혼합물로부터, 안내 레일들을 위한 정사각형 개구들 및 균일한 진공 인가를 위한 채널 구멍들을 구비하는, 부품을 생성하는 단계(202); 모래 및 바인더 부품의 표면 내로 침투하도록 수지를 모래 및 바인더 부품에 주입하는 단계(204); 부품의 성형 표면을 요구되는 표면 마감으로 연마하는 단계(206); 부품의 성형 표면에 트림 라인들을 부가하는 단계(208); 진공을 인가하기 위한 진공 구멍들 및 채널들을 구비하는 베이스부에 부품을 부착하는 단계(210); 성형될 가열된 재료의 시트를 부품의 성형 표면에 적용하는 단계(212); 및 베이스부의 진공 구멍들 및 채널들 그리고 부품 내부의 채널 구멍들 내부에 음압을 생성하도록, 부품에 진공을 인가하는 단계(214)를 포함할 수 있을 것이다.
방법(300)은 다음의 단계: 부가적 제조를 사용하여 모래 및 바인더 혼합물로부터, 안내 레일들을 위한 정사각형 개구들 및 균일한 진공 인가를 위한 채널 구멍들을 구비하는, 부품을 생성하는 단계(302); 모래 및 바인더 부품의 표면 내로 침투하도록 수지를 모래 및 바인더 부품에 주입하는 단계(304); 부품의 성형 표면을 요구되는 표면 마감으로 연마하는 단계(306); 부품의 성형 표면에 트림 라인들을 부가하는 단계(308); 복수 부품 성형 표면을 생성하도록, 동일한 방식으로 형성되는 부가적 부품들에 부품을 부착하는 단계(310); 진공을 인가하기 위한 진공 구멍들 및 채널들을 구비하는 베이스부에 부품을 부착하는 단계(312); 성형될 가열된 재료의 시트를 복수 부품 성형 표면에 적용하는 단계(314); 및 베이스부의 진공 구멍들 및 채널들 그리고 부품 내부의 채널 구멍들 내부에 음압을 생성하도록, 부품에 진공을 인가하는 단계(316)를 포함할 수 있을 것이다.
도 4는 재료(400)의 다공형 몸체의 부분도이다. 다공형 몸체(400)는 도구, 특히, 도 4b의 도끼 헤드(402)의 형상을 갖는다. 몸체(400)를 형성하는 재료는, 부가적 제조 분말을 포함하며, 그리고 분말을 몸체(400)의 형상으로 지지하도록 경화되는 바인더 재료를 추가로 포함한다. 이 예에서, 부가적 제조 분말은 모래이다. 바인더 재료는, 당업계에 공지된 임의의 적합한 바인더 재료일 수 있다.
도 4a에 도시된 상태에서, 몸체(400)는, 단지 모래 및 모래를 도끼 헤드의 형상으로 유지하는 경화된 바인더만을 포함한다. 몸체(400)는, "미완성(green)"으로 지칭될 수 있을 것이다. 그러나, 도 4b의 상태에서, 수지(404)가, 몸체(400)의 다공형 구조 내로 주입되었다. 주입된 수지(404)는, 몸체(400)의 둘레 표면(406)(도 4a) 위에 중첩되며 그리고 둘레 표면(406)으로부터 내측으로 침투한다. 수지(404)는, 둘레 표면(406)에 수동으로 적용될 수 있으며, 그리고 침투는, 몸체(400)의 다공형 구조 내에서의 흡수(wicking) 작용에 의해 달성될 수 있을 것이다. 경화될 때, 주입된 수지(404)는, 부가적인 강성을 부여하고, 따라서 몸체(400)는 전체적으로 도끼 헤드(402)의 역할을 할 수 있는 반면, 미완성 모래/바인더 재료는 단독으로는 도끼 헤드에 필요한 강성을 갖지 않을 것이다. 에폭시 수지 및 에폭시 경화제 양자 모두를 포함하는 수지 재료가, 바람직할 수 있을 것이다.
부가적 제조 부품(500)의 다른 예가, 도 5a의 단면도에 부분적으로 도시된다. 부품(500)의 도시된 섹션(502)은, 서로 등지는 둘레 표면 부분들(504, 506) 사이의 두께(T)를 갖는다. 수지(510)가, 서로 등지는 표면 부분들 중 하나(504)로부터 내측으로 주입되며, 두께(T)보다 작은 깊이(D)까지 미완성 모래/바인더 재료(512)에 침투한다. 주입된 수지(510)는, 대안적으로, 전체 두께(T)를 관통하여 침투할 수 있으며 또는, 도 5b의 예에 도시된 바와 같이, 서로 등지는 표면 부분들(504, 506) 양자 모두로부터 내측으로 주입될 수 있다. 침투의 깊이는, 완성된 부품(500)의 의도한 사용을 위해 요구되는 바에 따라, 상응하는 정도의 강화된 강성을 제공하도록 선택될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d의 예는, 진공 금형 도구로서의 사용을 위해 구성되는, 부가적 제조 부품이다. 도구(600)는, 진공 포트들(603)을 갖는 윤곽 성형 표면(602)을 구비한다. 진공 포트들(603)은, 진공 압력 공급원으로 이어지는 내부 공기 유동 통로들과 연통한다. 성형 표면(602)은, 포트들(603)에서의 진공 압력에 의해 성형 표면(602)에 대해 인입되는 진공 성형 재료의 시트에 대응하는 윤곽을 부여하도록, 윤곽 형성된다.
도구(600)를 형성하는 재료는, 이 예에서 모래인, 부가적 제조 분말을 포함하며, 그리고 분말을 진공 금형 도구의 형상으로 지지하도록 경화되는 바인더 재료를 추가로 포함한다. 부가적으로, 수지(610)는, 모래/바인더 재료의 둘레 표면으로부터 내측으로 주입된다. 주입된 수지(610)는, 진공 금형 도구로서의 도구(600)의 사용을 위해 요구되는 강성을 갖는 모래/바인더 재료의 몸체를 제공한다. 전술한 바와 같이, 주입된 수지(610)는, 에폭시 수지 및 에폭시 경화제를 포함할 수 있다. 도구(600)는, 성형 표면(602) 반대편의 하부 부분(608)을 구비할 수 있을 것이다. 하부 부분(608)은, 베이스부와 상호 작용하고 및/또는 맞물릴 수 있을 것이다. 측면 부분들(612)이, 성형 표면(602)과 하부 부분(608)의 사이에 배향될 수 있을 것이다. 측면 부분들(612) 중의 적어도 일부가, 도구(600)의 설계에 의존하여 그리고 진공 성형 재료가 측면 부분들(612)과 접촉하도록 의도되는지 여부에 따라, 성형 표면의 일부일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
도 6a 내지 도 6d에 추가로 도시된 바와 같이, 도구(600)는, 진공 성형 조립체 내의 베이스부 상에서 부품(600)을 지지하는 레일들을 수용하기 위한 통로들(620)을 구비한다. 그러한 베이스부는, 진공 공급원을 도구(600) 내의 포트들(603) 및 통로들과 연통시키기 위한, 공기 유동 통로들 및 포트들을 구비한다. 또한, 성형 표면(602) 반대편의 도구(600)의 바닥 측면에 절결부들(622)이, 도시된다. 절결부들(622)은, 재료를 그리고 그에 따라 도구(600)의 중량을 감소시키며, 그리고 리브들(624)이 강도를 위해 제공된다. 포트들(629)을 갖는 공기 유동 채널들(627)이, 진공 성형 베이스부의 공기 유동 특징부들과 연통하도록 배열되며; 포트들(629)이 포트들(603)과 유체 연통 상태에 놓일 수 있을 것이다.
도 7a 및 도 7b의 예는, 도 6a 내지 도 6d의 도구(600)와 실질적으로 동일한 진공 금형 도구(700)를 포함한다. 따라서, 도구(700)는, 진공 포트들(703)을 갖는 윤곽 형성된 성형 표면(702)을 구비한다. 진공 포트들(703)은, 진공 압력 공급원으로 이어지는 내부 공기 유동 통로들과 연통한다. 성형 표면(702)은, 포트들(703)에서의 진공 압력에 의해 성형 표면(702)에 대해 인입되는 진공 성형 재료의 시트에 대응하는 윤곽을 부여하도록, 윤곽 형성된다. 마찬가지로, 도구(700)는, 도구(600)를 참조하여 설명된 바와 같이 절결부들, 공기 유동 채널들, 및 포트들을 갖는 바닥 측면을 구비한다.
도구(700)를 형성하는 재료는, 이 예에서 모래인, 부가적 제조 분말을 포함하며, 그리고 분말을 진공 금형 도구의 형상으로 지지하도록 경화되는 바인더 재료를 추가로 포함한다. 수지(710)가, 모래/바인더 재료의 둘레 표면으로부터 내측으로 주입된다. 주입된 수지(710)는, 진공 금형 도구의 역할을 하기 위해 도구(700)에 대해 요구되는 강성을 갖는 모래/바인더 재료의 몸체를 제공한다. 주입된 수지(710)는, 에폭시 수지 및 에폭시 경화제를 포함할 수 있다.
또한, 도 7a 및 도 7b에, 도구(700) 내의 통로들(720)을 통해 도달하는 레일들(714)이 도시된다. 레일들(714)은, 진공 형성 베이스부(726)(도 7b) 상에서 도구(700)를 지지한다. 목재로, 또는 기계 가공될 수 있으며 그리고 도구(700)의 중량을 지지할 수 있는 임의의 재료로, 형성될 수 있는 베이스부(726)는, 전술한 바와 같은 공기 유동 특징부들을 갖도록 구성된다. 체결구(724)들이, 도구(700)가 베이스부(726) 내의 공기 유동 특징부들과의 정렬을 위해 레일들(714)을 따라 슬라이딩할 수 있도록, 베이스부(726) 상에 레일들(714)을 지지한다. 체결구들(714)은 또한, 도구(700)의 중량의 상당한 부분을 지탱한다.
도 8은 바닥 측면(808)에 절결부들(822), 리브들(824), 및 공기 유동 채널들(827)의 상이하게 구성된 어레이를 구비함으로써 도구(700)와 상이한, 도구(800)의 저면도이다. 공기 유동 채널들(827)은, 리브들(824) 내의 노치들(829)을 포함한다.
진공 형성 베이스부(900)의 다른 예가 도 9에 도시된다. 이러한 베이스부(900)는, 상부 및 하부 패널(902, 904)을 포함하며, 이러한 패널들은 각각, 목재 또는, 기계 가공될 수 있으며 그리고 도구(1000)(도 10)의 중량을 지지할 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 상부 패널(902)은, 전술한 바와 같이 부가적 제조된 진공 금형 도구를 지지하기 위한 평면형 윤곽을 갖는 상측 표면(906)을 구비한다. 하부 패널(904)은, 중앙 포트(909)와 함께 하측 표면(908)을 구비한다. 부속품(910)이, 포트(909)를 진공 공기 라인과 연결하기 위해 제공된다. 패널들(902, 904) 사이의 통로들(913)의 어레이가, 포트(909)를, 상부 패널(902)을 통해 상측 표면(906)의 진공 포트들(917)에 도달하는 부가적인 통로들(915)과 연통시킨다. 둘레 시일(920)이, 패널들(902, 904)의 사이에 제공된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 부가적 제조 진공 금형 도구(1000)의 다른 예가 도 9의 베이스부(900) 상의 작동 위치에서 도시된다. 전술한 금형 도구들과 같이, 이러한 도구(1000)는, 부가적 제조 분말, 바람직하게 모래, 및 분말을 진공 금형 도구의 형상으로 지지하도록 경화되는 바인더 재료를 포함하는 재료로 형성된다. 수지가, 모래/바인더 재료의 몸체의 둘레 표면으로부터 내측으로 주입된다. 주입된 수지는, 모래/바인더 재료의 몸체에, 진공 금형 도구로서 사용되기 위해 도구(1000)에 요구되는 강성을 제공한다. 주입된 수지는, 에폭시 수지 및 에폭시 경화제를 포함할 수 있다.
도구(1000)는, 베이스부(900)의 상측 표면(906)의 진공 포트들(917)의 위에 배치되는 공기 유동 채널들(1007)을 갖는 바닥 측면(1004)을 구비한다. 도구(1000) 내의 내부 공기 유동 통로들(1009)이, 채널들(1007)을 도구(1000)의 성형 표면(1014)의 진공 포트들(1013)과 연통시킨다. 사용 시에, 진공 성형 재료의 가열된 시트(1020)가, 도 10에 도시된 바와 같이 도구(1000)의 위에 배치된다. 그런 다음, 진공 압력이, 성형 표면(1014)에 대해 시트(1020)를 인입시키기 위해 그리고 이에 의해 성형 표면(1014)의 윤곽에 대응하는 윤곽을 갖는 시트(1020)를 형성하기 위해, 상호 연결된 채널들(913, 1007, 1009) 및 포트들(909, 917, 1013)을 통해 인가된다.
도 11의 예에서, 부가적 제조 진공 금형 도구(1100)가, 성형 표면(1104)에 트림 라인들(trim lines)(1102)을 갖도록 제공된다. 트림 라인들(1102)은, 도 10을 참조하여 전술한 방식으로 성형 표면(1104)에 대해 형성된 진공 성형 재료의 시트로부터 절단되도록, 성형된 부품의 윤곽을 가로지른다. 그러한 트림 라인들(1102)은, 성형 표면(1104) 내로 절삭함으로써 한정될 수 있다.
도 12의 예는 또한, 성형 표면(1204) 내로 절삭되는 트림 라인들(1202)을 갖는, 부가적 제조 금형 도구(1200)를 도시한다. 도구(1200)는 추가로, 성형 표면(1204)에 탑코트(topcoat)를 제공하기 위해, 주입된 보강 수지 위에 도포되는 부가적 보강 수지 층들을 구비한다. 부가적 수지 층들은, 수동으로 도포될 수 있으며, 그리고 사포질 및/또는 연마될 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는, 성형 표면(1304, 1306)을 갖는 한 쌍의 부가적 제조 진공 금형 도구(1300, 1302)를 보여준다. 성형 표면(1304, 1306)은, 도 13c에 도시된 바와 같이, 2개의 금형 도구(1300, 1302)가 베이스부(1310) 상의 서로 인접하는 위치들에 위치될 때, 조합된 성형 표면(1308)을 한정하도록 구성된다. 금형 도구들(1300, 1302)은, 도 7을 참조하여 전술한 레일들(714)과 같은 레일들(1312)을 따라 도구들(1300, 1302)을 슬라이딩시킴으로써 서로 인접하는 위치들로 이동된다.
도 14a 내지 도 14f는, 진공 금형 도구로서의 부품의 사용을 위한 레일들을 갖는 부가적 제조 부품을 도시한다. 금형 도구(1400)는, 진공 성형 재료의 시트를 형성하도록 구성되는 성형 표면(1404)을 구비할 수 있을 것이다. 금형 도구(1400)는, 도구(1400)를 통해 연장되는 통로들(1420)을 통해 연장되는 레일들(1412)을 포함할 수 있을 것이다. 통로들(1420)은, 도구(1400)의 바닥(1408) 근처로 배향될 수 있을 것이다.
레일들(1412)은, 도구(1400)를 지지, 취급 및/또는 인덱싱하도록 구성될 수 있을 것이다. 지지 및 취급의 목적으로, 레일들(1412)의 길이는, 레일들(1412)이 완전히 도구(1400)를 관통하여 연장되는 것 및 도구(1400)의 일측 또는 양측 외부로 약 8 inch 내지 10 inch(20.3 cm 내지 25.4 cm)에서 종결되는 것을 허용하도록 하는 것일 수 있을 것이다. 각각의 레일(1412)은, 인접한 레일(1412)로부터 약 12 inch 내지 24 inch(30.5 cm 내지 61.0 cm) 이격될 수 있을 것이다.
각각의 레일(1412)은, 도구(1400)의 중량을 취급 및 지지할 수 있는, 다양한 치수 중 임의의 것을 동반하는, 다양한 재료들 중의 임의의 것으로 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 레일들(1412)은, 금속 재료, 목재 재료, 또는 이와 유사한 것으로 형성될 수 있으며, 그리고 약 1 inch 내지 2 inch(2.5 cm 내지 5.0 cm)의 직경 또는 폭을 가질 수 있을 것이다.
도 14c 및 도 14d에 도시된 바와 같이, 레일들(1412)은, 개방 단부 테이블, 랙, 또는 이와 유사한 것과 같은, 지지 장치(1430) 상에서 도구(1400)를 지지하기 위해 사용될 수 있을 것이다. 도 14d에 도시된 바와 같이, 도구(1400)는, 도구(1400)의 취급 및 지지 양자 모두 행하도록 레일들(1412)을 사용하여 반전될 수 있을 것이다. 이러한 방식으로, 도구(1400)의 둘레를 따르는 모든 영역들이, 도구의 준비 및 마감에 관한 처리를 위해, 접근될 수 있을 것이다.
도 14e 및 도 14f에 도시된 바와 같이, 레일들(1412)은, 복수의 진공 형성 부품을 하나로 형성하기 위해 서로 인접한 복수의 도구(1400, 1402)를 인덱싱하기 위해, 또는 모듈형의 더 큰 도구의 복수의 부품을 조립하기 위해, 사용될 수 있을 것이다. 제1 도구(1400)가 제1 성형 표면(1404)을 가질 수 있는 가운데, 제2 도구(1402)가 제2 성형 표면(1406)을 가질 수 있을 것이다. 선택적으로, 제1 및 제2 성형 표면(1404, 1406)은, 더 큰 성형 표면의 섹션들일 수 있을 것이다. 제1 도구(1400) 및 제2 도구(1402)는, 서로에 대해 요구되는 배향으로 레일들(1412)을 따라 슬라이딩할 수 있을 것이다.
도 15a는 통로(1520)를 통해 연장되는 레일(1512)을 포함하는 금형 도구(1500)의 단면도를 도시한다. 체결구(1532)가, 도구(1500)를 레일(1512)에 고정하기 위해, 도구(1500)의 바닥(1508)을 통해 연장될 수 있을 것이다. 즉, 체결구(1532)는, 레일(1512)이 도구(1500) 내외로 축방향으로 슬라이딩하는 것을 방지할 수 있을 것이다. 체결구(1532)는, 스크류를 포함하는 다양한 체결구 중의 임의의 것을 포함할 수 있을 것이다. 도 15b는, 레일(1512)과 도구(1500)를 서로 고정하는 체결구(1532)를 포함하는, 도 15a에 도시된 도구(1500)의 부분 단면도를 도시한다.
도 16은 성형 표면(1604)을 구비하는 금형 도구(1600)를 도시한다. 도구(1600)는 통로(1620)를 통해 연장되는 복수의 레일(1612)을 포함할 수 있을 것이다. 도구(1600)가 더 이상 다른 도구들(1600)과 함께 취급, 지지, 또는 인덱싱될 필요가 없게 되면, 레일들(1612)은, 도구(1600)의 사용에 방해가 되지 않도록 도구(1600)의 측면과 대략 동일 평면 상에 놓이도록 트리밍(trimming) 처리될 수 있을 것이다.
도 17a 내지 도 17c는, 불활성 가스를 혼합물 내에 도입하는 가운데, 2-액형 수지 및/또는 코팅을 혼합하는 도구(1700)를 도시한다.
혼합 도구(1700)는, 하우징(1750)을 포함할 수 있을 것이다. 하우징(1750)은, 혼합 도구(1700)의 조작을 위해 사용자의 손에 의해 파지되도록 구성되는 손잡이(1752)를 포함할 수 있을 것이다.
하우징(1750)은, 중공 보어를 구비할 수 있으며, 그리고 하우징(1750)의 중공 보어 내부에서, 혼합 샤프트(1754)를 연장시킬 수 있을 것이다. 혼합 샤프트(1754)는, 예를 들어, 하나 이상의 볼 베어링을 통해 하우징(1750)에 회전 가능하게 부착될 수 있을 것이다. 혼합 샤프트(1754)는, 하우징(1750)과 독립적으로 회전하도록 구성된다. 혼합 샤프트(1754)의 원위 단부가, 혼합 헤드(1756)를 포함할 수 있을 것이다. 혼합 헤드(1756)는, 예를 들어, 2-액형 수지 및/또는 2-액형 코팅의 두 부분(예를 들어, 수지 및 경화제)을 포함하는 요소들을 혼합하도록 구성되는, 다양한 장치 중의 임의의 것일 수 있을 것이다.
혼합 도구(1700)는, 회전 유도 장치(1758)를 포함할 수 있을 것이다. 회전 유도 장치(1758)는, 혼합 샤프트(1754) 및 혼합 샤프트(1754)의 원위 단부에 연결된 혼합 헤드(1756)를 회전시킬 수 있다. 회전 유도 장치(1758)는, 혼합 샤프트(1754)의 근위 단부와 맞물릴 수 있을 것이다.
혼합 도구(1700)는 공기 라인(1760)을 포함할 수 있을 것이다. 공기 라인(1760)은, 예를 들어, 2-액형 수지 및/또는 2-액형 코팅의 두 부분(예를 들어, 수지 및 경화제)의 혼합물을 포함하는, 혼합물에 불활성 가스를 도입하도록 구성되는 가요성 튜브일 수 있을 것이다. 혼합 헤드(1756)에 의한 두 부분의 혼합 도중에, 혼합 도구(1700)의 사용자가, 불활성 가스가 공기 라인(1760)을 통해 그리고 공기 라인의 원위 단부에 부착되는 노즐(1762) 밖으로 유동하는 것을 야기할 수 있을 것이다. 불활성 가스는, 질소 및 아르곤 중의 하나 또는 양자 모두일 수 있을 것이다. 노즐(1762)은, 불활성 가스가 요소들의 혼합의 지점 아래로 도입되도록, 불활성 가스를 혼합 헤드(1756)를 향해 유도하도록 배향될 수 있을 것이다. 대안적으로, 노즐(1762)은, 불활성 가스가 혼합의 지점 아래로 도입되며 그리고 요소들의 혼합의 지점을 통해 거품을 일으켜 올리도록, 불활성 가스를 혼합 헤드(1756) 바로 아래로 유도하도록 배향될 수 있을 것이다.
혼합 도중의 불활성 가스의 도입은, 2-액형 수지 및/또는 2-액형 코팅의 유리 전이 또는 Tg를 증가시킬 수 있을 것이다. 혼합 도중의 불활성 가스의 도입은, 2-액형 수지 및/또는 2-액형 코팅의 Tg를, 수지 및/또는 코팅의 제조 업체에서 명시한 Tg의 최대 30%까지 증가시킬 수 있을 것이다. Tg의 증가는, 불활성 가스의 도입의 결과로서, 2-액형 수지 및/또는 코팅의 두 부분(예를 들어, 수지 및 경화제)을 이러한 재료에서의 최대 Tg 전위를 달성하기 위해 균일하게 혼합하는 것을 돕는 혼합 사이클론 효과를 생성할 것이다.
불활성 가스의 도입은, 예를 들어, 방법들(100, 200, 300)을 포함하는, 전술한 금형 도구 제조 방법 중의 임의의 것에 포함될 수 있을 것이다. 실제로, (모래와 같은) 분말과 바인더 혼합물로 형성된 부품이, 부품의 표면 내로 침투하는 수지에 의해 주입된다. 수지는, 불활성 가스가 전술한 바와 같이 수지에 적용되는 가운데 혼합되는, 2-액형 수지일 수 있을 것이다. 일단 혼합되면, 수지는, 부품의 제1 측면(예를 들어, 상면) 상에서 모래 및 바인더 부품에 도포된다. 수지는, 일정 시간(예를 들어, 24시간) 동안 경화하도록 허용되며, 그 후 부품은, 반전될 수 있으며 그리고 수지가 부품의 제2 측면(예를 들어, 바닥면) 상에서 모래 및 바인더 부품에 도포될 수 있을 것이다. 수지는, 일정 기간(예를 들어, 24시간) 동안 경화하도록 허용된다. 이 시점에서, 부품은 대략 시멘트만큼 단단하다.
2-액형 코팅과 같은 표면 처리가, 수지의 도포 및 경화 이후에 부품에 적용될 수 있을 것이다. 2-액형 코팅은, 도구 겔 코팅(tooling gel coating)일 수 있을 것이다. 2-액형 코팅은, 불활성 가스가 전술한 바와 같이 혼합물에 도입되는 가운데, 혼합될 수 있을 것이다. 코팅은, 부품에 도포될 수 있을 것이다(부품이 금형 도구인 경우, 코팅은 성형 표면에 적용될 수 있을 것이다). 코팅은 일정 시간(예를 들어, 24시간) 동안 경화하도록 허용되며, 그리고 프로세스가 완료된다. 선택적으로, 도포된 이후이지만 경화되기 이전에, 샌드 블라스팅 재료와 같은 미세 입자가, 코팅에 적용될 수 있을 것이다. 미세 입자의 부가는, 최종 도구 표면에 질감(texture)을 부가한다.
도 18은 부가적 제조 부품을 형성하는 방법(1800)에서 취해지는 단계들의 흐름도이다. 방법(1800)은, 다음의 단계들: 부가적 제조를 사용하여 모래와 바인더 혼합물로부터 부품을 생성하는 단계(1802); 모래 및 바인더 부품에, 2-액형 수지로서, 불활성 가스(질소 및/또는 아르곤)가 혼합물에 도입되는 가운데 두 부분이 혼합되는 것인, 2-액형 수지를, 수지가 모래 및 바인더 부품의 표면 내로 침투하도록, 주입하는 단계(1804); 및 수지 주입 부품에, 2-액형 코팅으로서, 불활성 가스(질소 및/또는 아르곤)가 혼합물에 도입되는 가운데 두 부분이 혼합되는 것인, 2-액형 코팅을, 부품의 적어도 성형 표면을 커버하도록, 적용하는 단계(1806)를 포함할 수 있을 것이다.
도 19는 공압 이젝터 요소(1970)를 갖는 진공 금형 도구(1900)를 도시하는 측단면도이다. 금형 도구(1900)는, 성형 표면(1904) 및 통로들(1920)을 통해 연장되는 복수의 레일(1912)을 포함할 수 있을 것이다.
이젝터 요소(1970)는, 성형 표면(1904)을 통해 연장될 수 있을 것이다. 즉, 성형 표면(1904)은, 이젝터 요소(1970)가 그를 통해 연장될 수 있는 개구를 구비할 수 있을 것이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 이젝터 요소(1970)는, 이젝터 요소(1970)가 그의 후퇴 위치에 놓이는 동안, 그를 둘러싸는 성형 표면(1904)과 대략 동일한 평면 상에 놓일 수 있을 것이다. 공기 라인(1972)이, 이젝터 요소(1970)의 하측면으로부터 연장될 수 있을 것이다. 공기 라인(1972)은, 성형 표면(1904)에서 이젝터 요소(1970)에 유동적으로 연결되며 그리고 이젝터 요소로부터 도구(1900)의 바닥(1908)까지 연장될 수 있을 것이다. 공기 라인(1972)은, 가압 공기를 이젝터 요소(1970)에 공급하도록 구성될 수 있을 것이다. 공기 라인(1972)은, 바닥(1908)으로부터 또는 그 근처로부터 연장되며 그리고 공기 압축기로부터 연장되는 다른 공기 라인과 같은 가압 공기 공급원을 부착하도록 구성되는, 공기 부속품(air fitting)(1974)을 포함할 수 있을 것이다. 이젝터 요소(1970)의 작동은, 도 21a 및 도 21b를 참조하여 아래에서 추가로 설명된다.
도 20a는, 공기 부속품(2074)에 순차로 연결되는 공기 라인(2072)에 연결되는, 공압 이젝터 요소(2070)를 도시한다. 이러한 배열은, 도 19에 도시된 배열과 실질적으로 유사하며, 그리고 이젝터 요소(2070)가 성형 표면과 대략 동일 평면 상에 놓이게 연장되도록, 공기 부속품(2074)이 도구의 외측면/외표면(예를 들어, 도구의 바닥)으로 연장되도록, 그리고 공기 라인(2072)이 공기 부속품(2074)과 이젝터 요소(2070)의 사이에서 연장되도록, 금형 도구 내부에 배열될 수 있을 것이다. 실제로, (예를 들어, 공기 압축기로부터의) 가압 공기가, 공기 라인(2072)을 통해, 그리고 공압 이젝터 요소(2070) 내로, 유동하는 것을 야기하도록, 공기 부속품(2074)에 선택적으로 공급될 수 있을 것이다.
도 20b는 공압 이젝터 요소(2070)의 분해도를 도시한다. 이젝터 요소(2070)는, 포핏(2076), 부싱(2078), 및 공기 부속품(2080)을 포함할 수 있을 것이다. 공기 부속품(2080)은, 공기 라인(2072)과 맞물리도록 구성될 수 있으며, 또는 대안적으로, 금형 도구가 공기 라인(2072)의 필요성을 완전히 회피할 수 있을 만큼 충분히 작은 두께를 갖는 경우, 공기 부속품(2080)은, 가압 공기 공급원에 직접적으로 연결될 수 있을 것이다.
부싱(2078)은 실질적으로 원통형의 형상일 수 있는 가운데, 외경이 성형 표면에 형성되는 금형 도구의 개구 내부에 끼워지도록 구성된다. 포핏(2076)은, 부싱(2078) 내부에 끼워지도록 크기 결정되며 그리고 성형될 수 있으며, 그리고 포핏(2076)을 부싱(2078) 내부의 위치에 유지하기 위한 편향 요소(도시하지 않음)를 포함할 수 있을 것이다. 이젝터 요소(2070)의 작동은, 아래에서 추가로 설명된다.
도 21a는 금형 도구(2100) 내의 제자리에 사용되는 이젝터 요소(2170)를 도시한다. 도구(2100)는, 성형 표면(2104)을 구비한다. 이젝터 요소(2170)는, 성형 표면(2104) 내로 개방되는 개구 내부에서, 이젝터 요소(2170)가 후퇴 위치에 놓일 때 그의 상부 표면이 성형 표면(2104)과 대략 동일 평면 상에 놓이도록, 배향된다. 진공 성형된 재료(2190)가, 도구(2100)의 내부에서, 성형 표면(2104)과 접촉하도록 배향된다.
이젝터 요소(2170)는, 포핏(2176), 부싱(2178), 및 공기 부속품(2180)을 포함할 수 있을 것이다. 진공 성형된 재료(2190)는, 도구(2100)의 내부에서, (그의 후퇴 위치에서의) 포핏(2176) 및/또는 부싱(2178) 중 적어도 하나와 접촉하도록, 배향될 수 있을 것이다. 부싱(2178)은, 성형 표면(2104) 내로 개방되는 개구 내부에 끼워질 수 있을 것이다. 이젝터 요소(2170)는, 포핏(2176)을 후퇴 위치로 편향시키는 편향 장치(2182)를 포함할 수 있을 것이다(후퇴 위치는 아래쪽이자 이젝터 요소(2170) 내에 놓임). 편향 장치(2182)는, 임의의 편향 장치일 수도 있으며, 그리고 예를 들어, 코일 스프링일 수 있을 것이다.
도 21a에 도시된 이젝터 요소(2170)는 "오프(off)" 및 후퇴 위치에 놓인다. 이러한 후퇴 위치는, 가압 공기가 공기 부속품(2180)을 통해 인가되지 않을 때의 이젝터 요소(2170)의 기본 위치이다. 도 21b는, "온(on)" 및 신장 위치에 놓이는 이젝터 요소(2170)를 도시하며, 여기서 포핏(2176)은 신장 위치에 놓인다(신장 위치는 위쪽이자 이젝터 요소(2170)의 나머지로부터 멀리 놓임).
실제로, 이젝터 요소(2170)는, 진공 성형된 재료(2190)의 진공 성형 도중에, "오프" 위치에 놓인다. 진공 프로세스 도중에 누출시키지 않는 이젝터 요소(2170)의 중요성으로 인해, 포핏(2176) 및 부싱(2178)은, 포핏(2176)이 후퇴 위치에 놓일 때, 성형 표면(2104)에 공기 압력에 대한 기밀 시일을 형성할 수 있을 것이다. 진공 성형 프로세스의 완료 시에, 진공 성형된 재료(2190)는, 도구(2100)로부터 제거를 위해 준비되며, 이젝터 요소(2170)는, 진공 성형된 재료(2190)와 성형 표면(2104) 사이의 임의의 접착력을 깨는 것을 돕기 위해, "온" 위치로 이동된다.
이젝터 요소(2170)가 적절한 압력 및 유량의 가압 공기(2184)의 공급을 수용하면, 포핏(2176)은, 신장 위치로 이동하기 위해 편향 장치(2182)를 극복한다. 신장 위치에서, 포핏(2176)은, 진공 성형된 재료(2190)와 맞물리며 그리고 성형 표면(2104)으로부터 멀어지게 진공 성형된 재료(2190)를 밀어낸다. 포핏(2176)에 의해 진공 성형된 재료(2190)에 공급되는 물리적 충격에 부가하여, 가압 공기(2184)는, 이젝터 요소(2170)를 통해 그리고 진공 성형된 재료(2190)와 성형 표면(2104)의 사이로, 유동할 수 있을 것이다. 가압 공기(2184)의 이러한 유동은, 진공 성형된 재료(2190)를 성형 표면(2104)으로부터 추가로 분리시키도록 그리고 맞물림 해제시키도록 작용할 수 있고, 그에 따라 도구(2100)로부터 진공 성형된 재료(2190)의 제거를 용이하게 한다. 가압 공기(2184)의 압력과 체적 유량은, 진공 성형된 재료(2190)의 손상 없이 진공 성형된 재료(2190)의 제거를 가능하게 하기 위해, 진공 성형된 재료(2190)의 성형 표면(2104)의 크기, 형상의 복잡성 및 접착력에 의존하여, 조정될 수 있을 것이다.
단지 단일 이젝터 요소만이 금형 도구 내부에 도시되지만, 복수의 이젝터 요소가 도구로부터 진공 성형된 재료의 제거를 돕기 위해 임의의 주어진 도구에 적용될 수 있다는 것이, 고려된다.
이상의 다양한 예들이 이젝터 요소와 함께하는 사용을 위한 가압 공기의 사용을 언급했지만, 공기 대신에 또는 공기에 부가하여 임의의 다양한 가압 유체가 사용될 수 있다는 것이, 고려된다.
용어 "구비한다(includes)" 또는 "구비하는(including)"이 명세서 또는 청구범위에서 사용되는 범위에 대해, 해당 용어는 청구범위에 채용되는 경우 이행 단어로서 해석됨에 따라 용어 "포함하는(comprising)"과 유사한 방식으로 포함하는 것으로 의도된다. 또한, "또는(or)"이라는 용어가 채용되는 한(예를 들어, A 또는 B), 이것은 "A 또는 B 또는 양자 모두"를 의미하도록 의도된다. 출원인이 "단지 A 또는 B이며 그러나 양자 모두는 아닌"을 지시하려는 경우에는 "단지 A 또는 B이며 그러나 양자 모두는 아닌"이라는 용어를 사용할 것이다. 따라서, 본 명세서에서 "또는"이라는 용어의 사용은 배타적인 의미의 사용이 아니라 포괄적인 의미이다. 브라이언 에이. 카너(Bryan A. Garner)의 현대 법률 어법 사전(A Dictionary of Modern Legal Usage) 624(제 2 판)(1995)를 참조한다. 또한, 명세서 또는 청구범위에서 "내의(in)" 또는 "내로(into)"라는 용어가 사용되는 한, 이것은 추가적으로 "상에(on)" 또는 "상으로(onto)"를 의미하는 것으로 의도된다. 명세서 또는 청구범위에서 "실질적으로(substantially)"라는 용어가 사용되는 한, 이것은 제조에 이용 가능한 정밀도를 고려하도록 의도된다. 명세서 또는 특허청구범위에서 "선택적으로(selectively)"라는 용어가 사용되는 한, 이것은 장치의 사용자가 필요에 따라 또는 장치의 원하는 용도에 따라 구성 요소의 특징 또는 기능을 활성화 또는 비활성화할 수도 있는 구성 요소의 조건을 지칭하도록 의도된다. 명세서 또는 청구범위에서 "작동적으로 연결되는(operatively connected)"이라는 용어가 사용되는 한, 이것은 식별된 구성 요소가 지정된 기능을 수행하는 방식으로 연결된다는 것을 의미하도록 의도된다. 명세서 및 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 복수를 포함한다. 마지막으로, "약(about)"이라는 용어가 숫자와 함께 사용되는 경우, 이것은 숫자의 ±10%를 포함하도록 의도된다. 다시 말해, "약 10"은 9에서 11까지를 의미할 수 있을 것이다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 출원이 그의 양태들의 설명에 의해 예시되었으며, 그리고 양태들이 상당히 상세하게 설명되었지만, 이것은, 첨부된 청구범위의 범위를 제한하거나 어떠한 방식으로든 제한하려는 출원인의 의도는 아니다. 본 출원의 이점을 갖는, 부가적인 장점들 및 수정예들이, 당업자에서 쉽게 드러날 것이다. 따라서, 더 넓은 양태들에서, 본 출원은, 특정 세부 사항, 도시된 예시적인 예, 또는 언급된 임의의 장치로 제한되지 않는다. 그러한 세부 사항, 예들 및 장치들로부터 출발하는 것이, 발명의 개괄적인 개념의 사상 또는 범위를 벗어나지 않는 가운데, 이루어질 수 있을 것이다.

Claims (42)

  1. 부가적 제조 프로세스에서 부가적 제조 분말 및 바인더 재료의 다공형 몸체를 형성하는 단계;
    상기 다공형 몸체 내로 수지를 주입하는 단계로서,
    상기 수지는 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고
    불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 상기 2-액형 수지에 적용되는 것인, 수지를 주입하는 단계; 및
    상기 다공형 몸체 내부의 주입된 수지를 경화시키는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부가적 제조 분말은, 모래를 포함하는 것인, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공형 몸체는 둘레 표면을 갖도록 형성되며, 그리고 상기 주입된 수지는, 상기 둘레 표면으로부터 내측으로 주입되는 것인, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다공형 몸체는 상기 둘레 표면의 서로 등지는 부분들 사이의 두께를 갖도록 형성되며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 두께를 부분적으로 관통하여 주입되는 것인, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다공형 몸체는 상기 둘레 표면의 서로 등지는 부분들 사이의 두께를 갖도록 형성되며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 두께를 완전히 관통하여 주입되는 것인, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공형 몸체는 도구의 구성으로 형성되는 것인, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도구는, 성형 표면 및 이 성형 표면과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는 진공 금형 도구인 것인, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금형 도구의 상기 성형 표면 상에 트림 라인들(trim lines)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 트림 라인들은, 상기 성형 표면 내로 상기 트림 라인들을 절삭함에 의해 형성되는 것인, 방법.
  10. 공기 유동 채널들을 구비하는 베이스부 상에, 성형 표면 및 상기 베이스부 내의 상기 공기 유동 채널들과 상기 성형 표면을 연통시키는 공기 유동 채널들을 구비하는, 금형 도구를 배치하는 단계로서,
    상기 금형 도구는, 부가적 제조 분말 및 성형 표면을 구비하는 고형체로서 상기 부가적 제조 분말을 지지하는 바인더를 포함하며, 그리고 상기 고형체 내부에 주입되는 수지를 더 포함하고,
    상기 수지는, 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고
    불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 상기 2-액형 수지에 적용되는 것인, 금형 도구를 배치하는 단계;
    상기 성형 표면 위에 진공 성형 재료의 시트를 배치하는 단계; 및
    상기 성형 표면에 대해 상기 성형 재료 시트를 인입하도록, 상기 베이스부와 상기 금형 도구 내의 상기 공기 유동 채널들 내에 진공 압력을 인가하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 부가적 제조 분말은 모래를 포함하는 것인, 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 금형 도구는, 함께 복수의 성형 표면을 구비하는 복수의 금형 도구 중의 하나이며, 그리고
    상기 성형 표면들을 조합된 성형 표면으로 결합하기 위해, 상기 복수의 금형 도구를 상기 베이스부를 가로질러 서로에 대해 변위시키는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 금형 도구는, 상기 베이스부 위에 도달하는 레일들을 따라 상기 복수의 금형 도구 중의 하나 이상을 슬라이딩시킴으로써, 상기 베이스부를 가로질러 서로에 대해 변위되는 것인, 방법.
  14. 형상을 갖는 재료의 고형체를 포함하는 장치로서,
    상기 재료는, 부가적 제조 분말, 상기 부가적 제조 분말을 상기 고형체의 상기 형상으로 지지하는 바인더 재료, 및 상기 고형체 내부에 주입되는 수지를 포함하고,
    상기 수지는, 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고
    불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 상기 2-액형 수지에 적용되는 것인, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 부가적 제조 분말은, 모래를 포함하는 것인, 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 고형체는 둘레 표면을 구비하며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 둘레 표면으로부터 내측으로 침투하는 것인, 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 고형체는 상기 둘레 표면의 서로 등지는 부분들 사이의 두께를 가지며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 두께를 부분적으로 관통하여 침투하는 것인, 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 고형체는 상기 둘레 표면의 서로 등지는 부분들 사이의 두께를 가지며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 두께를 완전히 관통하여 침투하는 것인, 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 고형체는 도구의 구성을 갖는 것인, 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도구는, 성형 표면 및 이 성형 표면과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는, 진공 금형 도구인 것인, 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 진공 금형 도구는, 상기 성형 표면 상에 트림 라인들을 구비하는 것인, 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 트림 라인들은, 상기 성형 표면 내의 절결부들에 의해 한정되는 것인, 장치.
  23. 성형 표면 및 이 성형 표면과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는 금형 도구를 포함하는 장치로서,
    상기 금형 도구는, 부가적 제조 분말, 상기 부가적 제조 분말을 상기 성형 표면을 구비하는 고형체로서 지지하는 바인더, 및 상기 고형체 내부에 주입되는 수지를 포함하고,
    상기 수지는, 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고
    불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 상기 2-액형 수지에 적용되는 것인, 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 부가적 제조 분말은, 모래를 포함하는 것인, 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 고형체는 둘레 표면을 구비하며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 둘레 표면으로부터 내측으로 침투하는 것인, 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 고형체는 상기 둘레 표면의 서로 등지는 부분들 사이의 두께를 가지며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 두께를 부분적으로 관통하여 침투하는 것인, 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 고형체는 상기 둘레 표면의 서로 등지는 부분들 사이의 두께를 가지며, 그리고 상기 주입된 수지는 상기 두께를 완전히 관통하여 침투하는 것인, 장치.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 금형 도구는, 상기 성형 표면 상에 트림 라인들을 구비하는 것인, 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 트림 라인들은, 상기 성형 표면의 절결부들에 의해 한정되는 것인, 장치.
  30. 제23항에 있어서,
    상기 금형 도구 내의 상기 공기 유동 채널들과 연통하도록 구성되는 공기 유동 채널들을 구비하는 베이스부, 및 상기 베이스부를 가로지르는 슬라이딩 이동을 위해 상기 금형 도구를 지지하는 레일들을 더 포함하는 것인, 장치.
  31. 중공 보어를 구비하는 하우징;
    상기 중공 보어를 통해 연장되는 혼합 샤프트로서,
    혼합 샤프트의 원위 단부에 혼합 헤드를 구비하며, 그리고
    회전 유도 장치에 의해 맞물리는 근위 단부를 구비하는 것인, 혼합 샤프트; 및
    원위 단부에 노즐을 구비하는 공기 라인으로서,
    공기 라인은 상기 노즐을 통해 유도되는 불활성 가스의 흐름을 수용하며, 그리고
    상기 노즐은 상기 혼합 헤드 부근으로 배향되는 것인, 공기 라인
    을 포함하는 것인, 혼합 도구.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 하우징은, 손잡이를 더 구비하는 것인, 혼합 도구.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 공기 라인은, 가요성 공기 라인인 것인, 혼합 도구.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 혼합 샤프트는, 하나 이상의 볼 베어링을 통해 상기 하우징에 회전 가능하게 부착되는 것인, 혼합 도구.
  35. 성형 표면 및 이 성형 표면과 연통하는 공기 유동 채널들을 구비하는 금형 도구를 포함하는 장치로서,
    상기 금형 도구는, 부가적 제조 분말, 상기 부가적 제조 분말을 성형 표면을 갖는 고형체로서 지지하는 바인더, 및 상기 고형체 내부에 주입되는 수지를 포함하며,
    상기 수지는, 수지 및 경화제를 포함하는 2-액형 수지이며, 그리고
    불활성 가스가 수지와 경화제의 혼합 도중에 상기 2-액형 수지에 적용되며; 그리고
    상기 금형 도구는, 상기 성형 표면을 통해 연장되는 이젝터 요소를 구비하는 것인, 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 이젝터 요소는, 상기 성형 표면과 동일 평면 상에 놓이는 것인, 장치.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 이젝터 요소는, 상기 이젝터 요소의 하측면으로부터 연장되는 공기 라인을 구비하는 것인, 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 공기 라인으로부터 연장되는 공기 부속품(air fitting)을 더 포함하는 것인, 장치.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 이젝터 요소는, 포핏(poppet)을 더 포함하는 것인, 장치.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 포핏은, 후퇴 위치와 신장 위치 사이에서 이동할 수 있는 것인, 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 이젝터 요소는 가압 공기의 흐름을 수용하고, 가압 공기는 상기 포핏을 상기 신장 위치로 이동시키며, 그리고 상기 가압 공기는 상기 이젝터 요소를 통해 유동하는 것인, 장치.
  42. 제41항에 있어서,
    진공 성형된 재료가 상기 성형 표면과 접촉하도록 배향되며, 그리고 상기 포핏은, 상기 포핏이 상기 신장 위치에 놓일 때, 상기 진공 성형된 재료에 힘을 인가하는 것인, 장치.
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