KR20220085113A - 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치, 가공시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치, 가공시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절삭본체 및 절삭본체의 하부에 장착되어 탄소섬유복합재의 측부를 라우팅 가공하는 절삭비트를 포함하는 절삭부 및 절삭본체의 내부에 위치하고 절삭비트와 결합되는 트위스트진동부;를 포함하고, 트위스트진동부는 절삭비트의 가공방향과 평행하도록 작용하는 트위스트진동을 발생시켜 절삭비트로 전달함에 따라 탄소섬유복합재에 가해지는 절삭가공에너지를 향상시키는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치, 가공시시스템 및 이의 제어방법을 제공한다.

Description

탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치, 가공시시스템 및 이의 제어방법{A routing processing device and processing system for carbon fiber reinforced plastic and control method thereof}
본 발명은 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치, 가공시시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트위스트진동의 방향을 가공방향과 일치시켜 순간적으로 절삭가공에너지를 집중시키는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치, 가공시시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
최근 탄소섬유복합재(CFRP) 등의 신소재에 대하여 정밀가공 기술의 개발 필요성이 대두되고 있으며, 이와 관련하여 탄소섬유복합재를 라우팅 가공하는 기술이 도 1에 도시되어 있다.
이때, 공구는 가공하고자 하는 깊이만큼 탄소섬유복합재(10)(CFRP)의 측부에 밀착된 상태에서 가공방향을 따라 이동하고 회전하면서 탄소섬유복합재(10)를 라우팅 가공한다.
그러나, 상기한 종래기술은 도 2의 (a), (b), (c), (d)에 도시된 바와 같이 라우팅 가공된 탄소섬유복합재의 단면에 라우팅 가공결함이 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
이에 따라 종전의 절삭 방법에서 벗어난 새로운 절삭 가공 방식이 요구되고 있으며, 라우팅 가공 시 가공결함을 최소화시키기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-1719023호(2017.03.16.)
(특허문헌 2) 일본 공개특허공보 제10-2008-183626호(2008.08.14.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 절삭비트와 결합되는 트위스트진동부에서 발생되는 트위스트진동의 방향을 가공방향과 일치시켜 탄소섬유복합재의 라우팅 가공 시 순간적으로 절삭가공에너지를 집중시킴에 따라 탄소섬유복합재의 가공결함을 최소화시키고 섬유절단 품질을 향상시키는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치, 가공시시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 절삭본체 및 상기 절삭본체의 하부에 장착되어 탄소섬유복합재의 측부를 라우팅 가공하는 절삭비트를 포함하는 절삭부; 및 상기 절삭본체의 내부에 위치하고 상기 절삭비트와 결합되는 트위스트진동부;를 포함하고, 상기 트위스트진동부는 상기 절삭비트의 가공방향과 평행하도록 작용하는 트위스트진동을 발생시켜 상기 절삭비트로 전달함에 따라 상기 탄소섬유복합재에 가해지는 절삭가공에너지를 향상시키는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 트위스트진동부는 상기 절삭비트가 상기 가공방향 및 상기 가공방향의 반대방향으로 상기 트위스트진동을 발생시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 트위스트진동부는 상기 절삭비트의 형상과 상응하는 기설정된 특정주파수를 기반으로 공진을 발생시켜 상기 트위스트진동을 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 절삭부는, 상기 절삭비트의 외주면으로부터 상기 절삭비트의 중심축을 향하여 함입되고 나선형으로 형성되는 절삭홈; 및 상기 절삭홈 사이에 위치하고 상기 절삭홈보다 외측방향으로 돌출되는 상기 절삭비트의 외주면인 절삭날;을 포함하고, 상기 절삭날은 나선형으로 형성되되, 상기 절삭홈과 동일한 피치로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 절삭날은 티타늄, 다이아몬드 및 텅스텐 중 어느 하나로 코팅되어 경도가 향상된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 절삭비트의 회전속도는 6000rpm 내지 20000rpm인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 전술한 바에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치; 및 상기 절삭본체와 전기적으로 연결되어 상기 절삭비트의 온오프(on/off), 가공방향, 이송속도, 회전속도, 상기 트위스트진동부에서 발생하는 상기 트위스트진동의 주기, 세기, 횟수 및 진폭을 고려하여 상기 절삭비트 및 트위스트진동부의 동작을 제어함에 따라 상기 탄소섬유복합재의 섬유절단 품질을 향상시키는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템을 제공한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 절삭비트가 탄소섬유복합재의 측부에 위치하는 단계; (b) 트위스트진동부가 트위스트진동을 발생시켜 절삭비트로 전달하는 단계; (c) 초음파진동부가 초음파진동을 발생시켜 상기 절삭비트로 전달하는 단계; (d) 상기 절삭비트가 회전하면서 상기 탄소섬유복합재를 라우팅 가공하는 단계; (e) 측정장치가 상기 절삭비트를 이송시키는 이송장치의 이송속도 및 상기 절삭비트의 회전속도를 실시간으로 측정하여 제어장치로 전송하는 단계; 및 (f) 상기 제어장치가 상기 이송속도 및 상기 회전속도를 통해 도출한 최적화된 절삭조건을 기반으로 상기 이송장치 및 상기 절삭비트의 동작을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템의 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 절삭비트와 결합되는 트위스트진동부에서 발생되는 트위스트진동의 방향을 가공방향과 일치시켜 탄소섬유복합재의 라우팅 가공 시 순간적으로 절삭가공에너지를 집중시킴에 따라 탄소섬유복합재의 가공결함을 최소화시키고 섬유절단 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 탄소섬유복합재를 라우팅 가공하는 것을 나타낸 일방향에서의 평면도이다.
도 2의 (a), (b), (c), (d)는 종래기술에 따른 라우팅 가공결함을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치를 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치가 탄소섬유복합재를 라우팅 가공하는 것을 나타낸 일 방향에서의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템을 나타낸 블록도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
1. 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치(100)
이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치를 나타낸 일 방향에서의 측단면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치가 탄소섬유복합재를 라우팅 가공하는 것을 나타낸 일 방향에서의 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유복합재(10)의 라우팅 가공장치(100)는 절삭부(110) 및 트위스트진동부(120)를 포함한다.
절삭부(110)는 절삭본체(111), 절삭비트(112), 절삭날(113) 및 절삭홈(114)을 포함한다.
절삭본체(111)는 절삭비트(112)와 결합되고 절삭비트(112)로 동력을 전달하여 절삭비트(112)를 회전시킨다. 절삭본체(111)의 내부에는 트위스트진동부(120)가 위치한다.
절삭비트(112)는 절삭본체(111)의 하부에 장착되어 탄소섬유복합재(CFRP)의 측부를 라우팅 가공한다.
또한, 절삭비트(112)의 회전속도는 6000rpm 내지 20000rpm인 것이 바람직할 수 있다. 본 발명에서는 절삭비트(112)의 회전속도를 상기한 바와 같이 한정하였으나, 이보다 더 빠른 회전속도로도 적용이 가능하다.
본 발명에서는 절삭비트(112)의 회전속도를 최대로 하여 절삭비트(112)를 고속으로 회전시킴에 따라 탄소섬유복합재의 라우팅 가공 시 발생할 수 있는 가공결함을 최소화시킨다.
상기한 절삭비트(112)의 동작은 후술되는 제어장치에 의해 제어되며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
절삭날(113)은 절삭홈(114) 사이에 위치하고 절삭홈(114)보다 외측방향으로 돌출되는 절삭비트(112)의 외주면에 해당한다.
구체적으로 절삭날(113)은 나선형으로 형성되되, 절삭홈(114)과 동일한 피치로 형성된다.
또한, 절삭날(113)은 티타늄, 다이아몬드 및 텅스텐 중 어느 하나로 코팅되어 경도가 향상된 것을 사용한다.
상기한 절삭날(113)은 탄소섬유복합재의 측부에 밀착된 상태로 가공방향을 따라 이동하면서 회전함에 따라 탄소섬유복합재를 라우팅 가공한다.
절삭홈(114)은 절삭비트(113)의 외주면으로부터 절삭비트(112)의 중심축을 향하여 함입되고 나선형으로 형성된다.
트위스트진동부(120)는 절삭본체(111)의 내부에 위치하고 절삭비트(112)와 결합된다.
구체적으로 트위스트진동부(120)는 절삭비트(112)가 가공방향 및 가공방향의 반대방향으로 트위스트진동을 발생시킨다.
이때, 트위스트진동부(120)는 절삭비트(112)의 형상과 상응하는 기설정된 특정주파수를 기반으로 공진을 발생시켜 트위스트진동을 생성한다.
구체적으로 물체마다 특정주파수에 따라 특성 형상으로 진동하는 공진모드를 가지고 있기에 본 발명에서는 상기한 원리에 착안하여 초음파 공진모드 중 트위스트모드를 이용하며 공구의 형상을 고려하고 특정주파수를 인가하여 축방향 진동이 아닌 트위스트모드의 공진을 발생시키고 이를 절삭비트(112)에 반영시킨다.
상기한 트위스트진동부(120)는 절삭비트(112)의 가공방향과 평행하도록 작용하는 트위스트진동을 발생시켜 절삭비트(112)로 전달함에 따라 탄소섬유복합재에 가해지는 절삭가공에너지를 향상시키고, 그에 따라 순간적인 절삭가공에너지를 집중시켜 탄소섬유복합재의 섬유절단품질을 향상시킨다.
2. 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템(300)
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템을 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템을 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템(300)은 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치(100) 및 제어장치(200)를 포함한다.
탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치(100)는 앞서 구체적으로 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 하며, 전술한 바를 참고하도록 한다.
제어장치(200)는 절삭본체(111)와 전기적으로 연결되어 절삭비트(112)의 온오프(on/off), 가공방향, 이송속도, 회전속도, 트위스트진동부(120)에서 발생하는 트위스트진동의 주기, 세기, 횟수 및 진폭을 고려하여 절삭비트(112) 및 트위스트진동부(120)의 동작을 제어함에 따라 탄소섬유복합재(10)의 섬유절단 품질을 향상시킨다.
예를 들어, 라우팅 가공 시 절삭비트(112)가 탄소섬유복합재(10)를 절삭하는데 걸리는 시간이 기존보다 길어질 경우, 제어장치(200)는 절삭본체(111)와 트위스트진동부(120)를 제어하여 절삭비트(112)의 이송속도 및 회전속도를 증가시키고 트위스트진동의 주기가 짧아지며 트위스트진동의 세기를 증가시킬 수 있다.
또한, 탄소섬유복합재는 제조방식, 탄소섬유의 적층배열, 탄소함량 등에 따라 강도가 달라지므로 서로 다른 탄소섬유복합재를 라우팅 가공 시, 제어장치(200)는 절삭비트(112)의 온오프(on/off), 가공방향, 이송속도, 회전속도, 트위스트진동부(120)에서 발생하는 트위스트진동의 주기, 세기, 횟수 및 진폭을 고려하여 절삭비트(112) 및 트위스트진동부(120)의 동작을 제어할 수 있다.
3. 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템의 제어방법
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템의 제어방법은 (a) 절삭비트(112)가 탄소섬유복합재(10)의 측부에 위치하는 단계, (b) 트위스트진동부(120)가 트위스트진동을 발생시켜 절삭비트(112)로 전달하는 단계, (c) 초음파진동부(미도시)가 초음파진동을 발생시켜 절삭비트(112)로 전달하는 단계, (d) 절삭비트(112)가 회전하면서 탄소섬유복합재(10)를 라우팅 가공하는 단계, (e) 측정장치(미도시)가 절삭비트(112)를 이송시키는 이송장치(미도시)의 이송속도 및 절삭비트(112)의 회전속도를 실시간으로 측정하여 제어장치(200)로 전송하는 단계 및 (f) 제어장치(200)가 이송속도 및 회전속도를 통해 도출한 최적화된 절삭조건을 기반으로 이송장치 및 절삭비트(112)의 동작을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 (c) 단계에서, 초음파진동부는 절삭본체(111)의 내부에 위치하고, 전원이 인가되면 초음파진동을 발생시킨 후 절삭비트(112)로 전달한다.
이에 따라 절삭비트(112)는 트위스트진동과 함께 추가적으로 초음파진동을 전달받아 탄소섬유복합재(10)의 측부를 라우팅 가공한다.
상기 (e) 단계에서, 측정장치는 이송장치의 이송속도 및 절삭비트(112)의 회전속도를 실시간으로 측정하여 제어장치(200)로 전송한다.
상기 (f) 단계에서, 제어장치(200)는 이송장치의 이송속도 및 절삭비트(112)의 회전속도를 실시간으로 수신하고, 수신된 이송속도 및 회전속도를 통해 최적화된 절삭조건을 기반으로 이송장치 및 절삭비트(112)의 동작을 제어한다.
여기서, 최적화된 절삭조건은 가장 효과적인 진동절삭이 이루어질 때의 이송속도 및 회전속도를 의미한다.
예를 들어, 실시간으로 측정된 이송장치의 이송속도가 5m/s, 10m/s, 15ms이고, 실시간으로 측정된 절삭비트(112)의 회전속도가 6000rpm, 12000rpm, 18000rpm일 때, 상기한 이송속도 및 회전속도의 조합 중에 이송속도가 5m/s이고 회전속도가 180000rpm일 경우에 가장 효과적인 진동절삭이 이루어졌다면, 5m/s, 180000rpm이 최적화된 절삭조건이 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치
110: 절삭부
111: 절삭본체
112: 절삭비트
113: 절삭날
114: 절삭홈
120: 트위스트진동부
200: 제어장치
300: 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템

Claims (8)

  1. 절삭본체 및 상기 절삭본체의 하부에 장착되어 탄소섬유복합재의 측부를 라우팅 가공하는 절삭비트를 포함하는 절삭부; 및
    상기 절삭본체의 내부에 위치하고 상기 절삭비트와 결합되는 트위스트진동부;를 포함하고,
    상기 트위스트진동부는 상기 절삭비트의 가공방향과 평행하도록 작용하는 트위스트진동을 발생시켜 상기 절삭비트로 전달함에 따라 상기 탄소섬유복합재에 가해지는 절삭가공에너지를 향상시키는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 트위스트진동부는 상기 절삭비트가 상기 가공방향 및 상기 가공방향의 반대방향으로 상기 트위스트진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 트위스트진동부는 상기 절삭비트의 형상과 상응하는 기설정된 특정주파수를 기반으로 공진을 발생시켜 상기 트위스트진동을 생성하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭부는,
    상기 절삭비트의 외주면으로부터 상기 절삭비트의 중심축을 향하여 함입되고 나선형으로 형성되는 절삭홈; 및
    상기 절삭홈 사이에 위치하고 상기 절삭홈보다 외측방향으로 돌출되는 상기 절삭비트의 외주면인 절삭날;을 포함하고,
    상기 절삭날은 나선형으로 형성되되, 상기 절삭홈과 동일한 피치로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 절삭날은 티타늄, 다이아몬드 및 텅스텐 중 어느 하나로 코팅되어 경도가 향상된 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭비트의 회전속도는 6000rpm 내지 20000rpm인 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치.
  7. 제1 항에 따른 탄소섬유복합재의 라우팅 가공장치; 및
    상기 절삭본체와 전기적으로 연결되어 상기 절삭비트의 온오프(on/off), 가공방향, 이송속도, 회전속도, 상기 트위스트진동부에서 발생하는 상기 트위스트진동의 주기, 세기, 횟수 및 진폭을 고려하여 상기 절삭비트 및 트위스트진동부의 동작을 제어함에 따라 상기 탄소섬유복합재의 섬유절단 품질을 향상시키는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템.
  8. (a) 절삭비트가 탄소섬유복합재의 측부에 위치하는 단계;
    (b) 트위스트진동부가 트위스트진동을 발생시켜 절삭비트로 전달하는 단계;
    (c) 초음파진동부가 초음파진동을 발생시켜 상기 절삭비트로 전달하는 단계;
    (d) 상기 절삭비트가 회전하면서 상기 탄소섬유복합재를 라우팅 가공하는 단계;
    (e) 측정장치가 상기 절삭비트를 이송시키는 이송장치의 이송속도 및 상기 절삭비트의 회전속도를 실시간으로 측정하여 제어장치로 전송하는 단계; 및
    (f) 상기 제어장치가 상기 이송속도 및 상기 회전속도를 통해 도출한 최적화된 절삭조건을 기반으로 상기 이송장치 및 상기 절삭비트의 동작을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유복합재의 라우팅 가공시스템의 제어방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120117156A (ko) * 2011-04-14 2012-10-24 인더스트리아 가부시키가이샤 초음파 스핀들 장치
KR101257275B1 (ko) * 2011-10-26 2013-04-22 화천기공 주식회사 자동가공기능을 갖는 지능형 ｃｎｃ공작기계 및 그 제어방법
KR20180008731A (ko) * 2015-06-25 2018-01-24 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 삼차원 형상 조형물의 제조 방법
KR20190069788A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 한국생산기술연구원 유로를 구비한 절삭 공구 및 이를 포함하는 가공 장치
KR20200059359A (ko) * 2018-11-20 2020-05-29 한국생산기술연구원 지그 배치를 고려한 가공 경로와 가공 순서를 이용한 cfrp 가공 방법 및 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120117156A (ko) * 2011-04-14 2012-10-24 인더스트리아 가부시키가이샤 초음파 스핀들 장치
KR101257275B1 (ko) * 2011-10-26 2013-04-22 화천기공 주식회사 자동가공기능을 갖는 지능형 ｃｎｃ공작기계 및 그 제어방법
KR20180008731A (ko) * 2015-06-25 2018-01-24 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 삼차원 형상 조형물의 제조 방법
KR20190069788A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 한국생산기술연구원 유로를 구비한 절삭 공구 및 이를 포함하는 가공 장치
KR20200059359A (ko) * 2018-11-20 2020-05-29 한국생산기술연구원 지그 배치를 고려한 가공 경로와 가공 순서를 이용한 cfrp 가공 방법 및 장치

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