KR20220164632A - 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

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한스-위르겐 와치터
오이겐 밀케
하메드 샤커 샤하비
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헤레우스 엠로이 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

비정질 특성을 갖는 제조될 가공물(workpiece)(4)을 위한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템(2)으로서, - 제조될 가공물(4)에 대한 요건 프로파일(A)을 입력하기 위한 입력 유닛(6), - 정보 데이터(I)를 저장하도록 설계된 적어도 하나의 메모리 유닛(8)으로서, 정보 데이터(I)는 비정질 특성을 갖는 가공물(4)을 생성하기 위한 다수의 합금(L)의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보 및 제조 방법(V)에 관한 정보를 특정하는, 상기 적어도 하나의 메모리 유닛(8), ○ 다수의 가공물(4)을 요건 프로파일(A) 및 정보 데이터(I)에 따라 시뮬레이션하여 시뮬레이션 데이터를 생성하도록, ○ 시뮬레이션된 가공물을 시뮬레이션 데이터 및 요건 프로파일(A)에 기초하여 평가하도록, ○ 제조될 가공물(4)을 위한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 평가에 기초하여 선택하도록 설계된 분석 유닛(10), 및 선택된 합금(L) 및 선택된 제조 방법(V)을 출력하도록 설계된 출력 유닛(20)을 포함하는, 시뮬레이션 시스템(2).

Description

비정질 특성을 갖는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템
본 발명은 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물(workpiece)을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템 및 방법, 컴퓨터-판독가능 저장 매체, 비정질 특성을 갖는 가공물을 제조하기 위한 제조 플랜트, 및 제어 방법에 관한 것이다.
비정질 금속은 다른 재료에서 실현될 수 없는 물리적 특성 또는 특성들의 조합을 갖는 신규한 재료 부류이다.
용어 "비정질 금속"은 원자 수준에서 결정질 구조가 아니라 비정질 구조를 갖는 금속 합금을 지칭한다. 금속의 경우에 흔치 않은 비정질 원자 배열은 물리적 특성들의 독특한 조합을 생성한다. 비정질 금속은 종래의 금속보다 대체로 더 경질이고, 더 내부식성이며, 더 강하고, 동시에 고도로 탄성적이다. 입계(grain boundary)의 부재는 더 적은 화학 공격 표면을 초래하며, 따라서 금속 유리는 부식에 덜 민감하다.
비정질 금속으로도 불리는 금속 유리는 캘리포니아 공과대학교(California Institute of Technology)에서 발견된 이래로 광범위한 연구의 주제였다. 수 년에 걸쳐, 이러한 재료 부류의 가공성 및 특성을 지속적으로 개선하는 것이 가능하였다. 처음의 금속 유리는 그 제조가 초당 106 켈빈(Kelvin)(K/s)의 범위 내의 냉각 속도를 필요로 하는 간단한 이원 합금(두 가지 성분으로 구성됨)이었지만, 더 새로운 더 복합적인 합금은 수 K/s의 범위 내의 상당히 더 낮은 냉각 속도로 유리질(glassy) 상태로 변환될 수 있다. 이는 제조될 수 있는 공정 관리 및 가공물에 상당한 영향을 미친다. 용융물의 결정화가 적용을 멈추고 용융물이 유리질 상태로 고화되는 냉각 속도는 임계 냉각 속도로 지칭된다. 임계 냉각 속도는 용융물의 조성에 강하게 의존하고 최대 달성가능 구성요소 두께를 또한 한정하는 시스템-특이적 변수이다. 용융물에 저장된 열 에너지가 시스템에 의해 충분히 빠르게 제거되어야 한다는 것을 고려할 때, 높은 임계 냉각 속도를 갖는 시스템으로부터 작은 두께를 갖는 가공물만이 제조될 수 있다는 것이 명백하다. 따라서, 초기에, 금속 유리는 통상적으로 용융 방사(melt spinning)에 의해 제조되었다. 이 경우, 용융물은 회전하는 구리 휠 상으로 긁어내어지고, 백분의 몇 밀리미터 내지 십분의 몇 밀리미터의 범위의 두께를 갖는 얇은 스트립(strip) 또는 필름의 형태로 유리-유사 방식으로 고화된다. 상당히 더 낮은 임계 냉각 속도를 갖는 새로운 복합 합금의 개발의 결과로서, 다른 제조 방법들을 사용하는 것이 점점 더 가능하다. 오늘날의 벌크-유리-형성 금속 합금은 냉각된 구리 주형 내에서 용융물을 주조함으로써 이미 유리질 상태로 변환되어 있을 수 있다. 이 경우, 실현가능 구성요소 두께는 합금에 따라 수 밀리미터 내지 수 센티미터의 범위이다. 이러한 종류의 합금은 벌크 금속 유리(bulk metallic glass, BMG)로 지칭된다. 오늘날, 다수의 그러한 합금 시스템이 알려져 있다.
벌크 금속 유리의 세분은 통상적으로 그들의 조성물에 기초하여 실시되는데, 여기서 최고 중량비를 갖는 합금화 원소는 기본 원소로 지칭된다. 기존 시스템은, 예를 들어, 귀금속-기반 합금, 예를 들어 금-, 백금-, 및 팔라듐-기반 벌크 금속 유리; 앞 전이금속(early transition metal)-기반 합금, 예를 들어 티타늄- 또는 지르코늄-기반 벌크 금속 유리; 구리, 니켈 또는 철에 기반한 뒷 전이금속(late transition metal)-기반 시스템; 그러나 또한 희토류, 예를 들어 네오디뮴 또는 테르븀에 기반한 시스템을 포함한다.
벌크 금속 유리는 전형적으로 전통적인 결정질 금속과 비교하여 다음과 같은 특성을 갖는다:
- 예를 들어, 더 얇은 벽 두께를 가능하게 하는 더 높은 비강도(specific strength),
- 표면들이 특히 내스크래치성일 수 있게 하는 더 큰 경도,
- 훨씬 더 높은 탄성 신장성 및 탄력성,
- 열가소성 성형성 및
- 더 높은 내식성.
고 강도 및 고화 수축의 부재와 같은 그들의 유리한 특성으로 인해, 금속 유리, 특히 벌크 금속 유리는, 성형 후 필수적인 추가의 가공 단계 없이, 사출 성형과 같은 계열 생산(series production) 방법으로의 구성요소의 제조에 원칙적으로 적합한 매우 흥미로운 구성 재료이다. 냉각 동안 용융물로부터의 합금의 결정화를 방지하기 위해, 임계 냉각 속도가 초과되어야 한다. 그러나, 용융물의 체적이 클수록 용융물의 냉각은 더 느려진다(그 외에는 변하지 않은 조건들을 가짐). 소정 샘플 두께가 초과되면, 합금이 비정질적으로 고화될 수 있기 전에 결정화가 일어난다.
금속 유리의 우수한 기계적 특성에 더하여, 유리질 상태로부터 특유한 가공 선택사양이 또한 유래한다. 따라서, 금속 유리는 야금 용융 공정에 의해서뿐만 아니라 열가소성 재료 또는 규산염 유리와 유사한 방식으로 비교적 낮은 온도에서의 열가소성 성형에 의해서 형상화될 수 있다. 이 목적을 위해, 금속 유리는 먼저 유리 전이점 초과로 가열되어, 이어서 상대적으로 낮은 힘으로 형성될 수 있는 고 점성 액체처럼 거동한다. 형성 후, 재료는 다시 유리 전이 온도 미만으로 냉각된다.
비정질 금속들을 가공할 때, 이들이 결정 배열을 취할 수 있기 전에 원자들이 그들의 이동성을 상실하도록 용융물의 급속 냉각(용융 상태에서 동결)에 의해 자연적 결정화가 방지된다. 결정질 재료의 많은 특성은 원자 구조에서의 결점에 의해, 즉 소위 격자 결함(lattice defect)(간극, 이동, 입계, 상 경계(phase boundary) 등)에 의해 영향을 받거나 결정된다.
급속 냉각의 결과로서, 재료의 수축이 감소되어, 비정질 금속에서 더 정밀한 구성요소 기하학적 구조가 달성될 수 있도록 한다. 소성 변형은 1.8% 초과의 연신율에서만 일어난다. 그에 비해, 결정질 금속 재료는 상당히 더 작은 연신율(<0.5%)에서 비가역적 변형을 나타낸다. 또한, 높은 항복 강도와 높은 탄성 연신율의 조합은 높은 탄성 에너지 저장 용량을 생성한다.
그러나, 구성요소에 함유된 열이 표면을 통해 환경으로 방출되어야 하므로, 사용되는 재료의 열 전도율은 냉각 속도에 물리적 제한을 가한다. 이는 구성요소의 제조성에서의 그리고 제조 방법의 적용 가능성에서의 제한들로 이어진다.
비정질 금속으로부터 가공물을 제조하기 위한 다양한 방법이 공지되어 있다. 예를 들어, 3D 인쇄와 같은 적층 제조(additive manufacturing) 방법을 사용하여 가공물을 제조하는 것이 가능하다. 가공물의 비정질 특성은 스캔 속도, 레이저 빔의 에너지, 또는 스캔될 패턴과 같은 공정 파라미터들을 조절함으로써 보장될 수 있다.
적층 제조 기술의 하나의 이점은, 원칙적으로, 임의의 고려될 수 있는 기하학적 구조가 실현될 수 있다는 것이다. 또한, 적층 제조 방법의 경우에, 레이저 에너지와 레이저의 스캔 경로를 통한 용융 풀(melt pool)의 크기의 조정 및 가공물의 한 층 한 층(layer-by-layer) 생성에 의해 효과적인 냉각이 보장될 수 있으므로 별도의 냉각 공정이 필요하지 않다는 것이 유리할 수 있다.
적층 제조 방법의 단점은, 특히 큰 치수의 가공물에 대해, 적용 시의 낮은 구축 속도이다. 또한, 고순도 분말 재료는 일부 응용 분야, 즉 제조될 소정 가공물에 대한 적층 제조 공정을 위한 시재료로서 사용되어야 한다. 재료에 불순물이 존재한다면, 비-비정질 금속을 초래하는 불순물의 위치에서 결정화가 일어날 수 있는데, 이는 기계적 및 화학적 특성들에서의 열화로 이어질 수 있다. 불순물로 인해 가공물의 표면을 마무리하는 것이 필요할 수 있는데, 이는 복잡하다. 게다가, 적층 제조는 가공물의 표면 상에 소정의 조도(roughness)를 항상 초래하여, 대부분의 경우에 가공물은 연삭 또는 밀링에 의해 마무리되어야 한다.
추가의 제조 가능성은 사출 성형이다. 이 경우, 적용 시 80 내지 120 g 이상의 범위 내의 가공물 중량이 실현될 수 있다. 사용될 재료는 보통 대략 10 내지 60초 내에 대략 900 내지 1100℃까지 유도 가열에 의해 가열되고 균질화된다.
가열 후, 용융된 재료는 펀치(punch)에 의해 주형 내로 가압된다. 주형이 재료로 완전히 충전될 때, 주형 내의 재료가 재료 융점 초과인 온도를 전체에 걸쳐 가져야 하는 것이 재료 특성을 위해 중요하다. 비정질 재료 특성을 달성하기 위해, 주형 내의 액체 재료는 후속적으로 유리 전이 온도 미만으로 신속하게 냉각되어야 한다.
사출 성형에서의 가능한 기하학적 구조는 재료의 냉각 속도로 인해 0.3 내지 7.0 mm의 벽 두께로 제한된다. 더 큰 벽 두께의 경우, 냉각 속도가 너무 낮아서, 재료가 유리 전이 온도 미만으로 냉각되기 전에 결정질 구조가 형성된다. 더 작은 벽 두께의 경우, 재료는 충전될 길이에 따라 너무 빠르게 냉각되고, 주형이 완전히 충전되기 전에 고화된다.
재료에 공급되는 열의 양이 환경으로 충분히 빠르게 방출될 수 있음을, 구성, 치수 설정, 합금 재료의 선택, 제조 방법의 선택 등의 동안에 미리 보장하기 위하여, 냉각 거동이 시뮬레이션되고 분석될 수 있다.
DE 10 2015 110 591 A1호는, 예를 들어, 주조 알루미늄-기반 구성요소의 재료 특성을 예측하기 위한 장치 및 제조된 생성물을 기술한다. 이 경우, 컴퓨터-기반 시스템은, 모듈이 주조 알루미늄-기반 구성요소에 대응하는 데이터를 수신할 때 재료의 성능 특징을 제공하는 방식으로 프로그래밍의 관점에서 서로 상호작용하는 다수의 계산 모듈을 포함한다.
여기서, 기술된 장치는 단지 합금을 선택하도록 설계된 것이지 추가로 제조 방법을 선택하도록 설계된 것은 아니라는 단점이 있다. 이미 상기에 상세히 설명된 바와 같이, 비정질 금속에 대한 구체적인 기술적 지식이 없는 사용자는 적합한 합금 및 적합한 제조 방법을 선택하기 어렵다.
EP3246831호는 수치 방법에 기초한, 복잡한 구성요소의 제조를 위한 확장성 예측 3D 인쇄 시뮬레이션을 기술하는데, 여기서 주로 인쇄 프로파일, 인쇄 시간 및 냉각 능력이 국소화된 가열 효과에 기초하여 시뮬레이션된다. 특히 용융 상태 및 후속 냉각에 대한 구성요소의 제조가능성 분석이 수행되지 않는다.
또한, DE102006047806호는 유한 요소 방법의 도움으로, 변환가능한 강철 재료로부터 금속 블랭크(blank)를 열간 성형하는 모델을 시뮬레이션하는 것을 개시한다. 열간 성형 시뮬레이션에 의해, 성형될 강철 재료의 기계적 및 물리적 특성들이 고려될 뿐만 아니라, 복합 열-기계 결합형 시뮬레이션의 맥락에서 특정 강철 재료의 시간-온도 변환 데이터 세트의 형태로 방법 내에 통합되는 재료 데이터가 고려된다. 이러한 방식으로, 관련 상 조성에 기초한 결정된 일시적인 국소 기계적 특성 값들은 구성요소 예후를 개선하고 공정 최적화를 위해 파손 모델(failure model)로 전달될 수 있다.
따라서, DE102006047806호는 유한 요소 방법의 도움으로, 변환가능한 강철 재료로부터의 금속 블랭크의 열간 성형을 모델링하기 위한 시뮬레이션 방법을 기술한다. 이 경우, 강철 재료의 국소 및 일시적 상 조성에 기초한 열간 성형 시뮬레이션 동안 및 그 종료 후의 금속 플레이트의 일시적 국소 기계적 특성, 예를 들어 경도 및 물리적 특성이 초점이다.
다른 예가 WO2018182513호로부터 알려져 있는데, 이는 적층 제조 공정에 의해 제조될 물체의 기하학적 변화를 평가하기 위한 컴퓨터-구현식 방법을 기술하고, 여기서 이러한 적층 제조 공정 동안에 결정화가능 재료가 분말로부터 벌크 형태로 변환되고, 이 공정에서 벌크 형태로부터 물체가 형성된다.
WO2018182513호의 방법은 하기를 포함한다:
i. 분말의 시뮬레이션된 케이크(cake) 내에 매립된 물체의 유한 요소 모델을 포함하는 시뮬레이션 도메인을 제공하는 단계로서, 유한 요소 모델은 물체의 유한 요소들 및 분말의 시뮬레이션된 케이크의 유한 요소들을 포함하는, 상기 단계;
ii. 벌크 결정 수지성(resinable) 재료의 열 특성들을 물체의 각각의 유한 요소와 연관시키는 단계;
iii. 분말 결정화가능 재료의 열 특성들을 분말의 시뮬레이션된 케이크의 각각의 유한 요소와 연관시키는 단계;
iv. 시뮬레이션된 제1 온도를 각각의 유한 요소와 연관시키는 단계;
v. 시뮬레이션된 냉각 조건 하에서 유한 요소 모델의 유한 요소 분석을 수행하는 단계로서, 시뮬레이션된 냉각 조건은 시뮬레이션된 제2 온도를 시뮬레이션 영역의 적어도 하나의 경계에 적용하는 것을 포함하고, 시뮬레이션된 제2 온도는 시뮬레이션된 제1 온도보다 더 낮은, 상기 단계.
이 경우, WO2018182513호의 유한 요소 분석은 하기를 포함한다:
i. 물체의 각각의 유한 요소에 대해 시뮬레이션된 벌크 결정화가능 재료의 시뮬레이션된 결정질 체적 분율을 결정하는 단계;
ii. 시뮬레이션된 결정질 체적 분율, 결정화가능 재료의 결정질 상의 열팽창 계수(<3~4), 및 결정화가능 재료의 비정질 상의 열팽창 계수의 함수로서 물체의 각각의 유한 요소에 대한 시뮬레이션된 열팽창 계수를 결정하는 단계;
iii. 평형 상태에 도달될 때까지 유한 요소 분석을 수행하는 단계.
WO2018182513호는 적층 제조 공정에 의해 제조될 구성요소의 기하학적 변화를 평가하기 위한 컴퓨터-구현식 방법을 기술한다. 여기서, 체적에서의 결정화-관련 변화가 초점이다.
종래 기술의 설명된 단점으로부터, 목적은 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법의 간단한 선택을 위한 시뮬레이션 시스템을 사용자에게 제공하는 것이다.
청구항 1의 특징을 갖는 시뮬레이션 시스템에 의해 본 발명에 따라 목적이 달성된다. 유리한 실시 형태, 개발 및 변형이 종속항의 요지(subject matter)를 형성한다.
특히, 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템에 의해 목적이 달성되며, 시스템은 제조될 가공물에 대한 요건 프로파일(requirements profile)을 입력하기 위한 입력 유닛을 포함한다.
또한, 시스템은 정보 데이터를 저장하도록 설계된 적어도 하나의 메모리 유닛을 포함하고, 정보 데이터는 비정질 특성을 갖는 가공물의 제조를 위한 복수의 합금의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보를 특정한다. 단순화를 위해, 단지 하나의 메모리 유닛만 하기 설명의 맥락에서 비제한적인 방식으로 언급된다. 그러나, 복수의 메모리 유닛, 또는 복수의 파티션 또는 모듈을 갖는 메모리 유닛이 또한 제공될 수 있다.
또한, 정보 데이터는 특히 이러한 가공물을 제조하기 위한 제조 방법에 관한 정보를 또한 제공한다.
또한, 시뮬레이션 시스템은 분석 유닛을 포함한다. 분석 유닛은 복수의 가공물을 요건 프로파일 및 정보 데이터에 따라 시뮬레이션하여 시뮬레이션 데이터를 생성하도록 설계된다. 또한, 분석 유닛은 시뮬레이션된 가공물을 시뮬레이션 데이터 및 요건 프로파일에 기초하여 평가하도록 설계된다.
분석 유닛은 제조될 상기 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 평가에 기초하여 선택하도록 추가로 설계된다. 이러한 선택은 시뮬레이션된 가공물 - 즉, 메모리 유닛에 저장된 제조 방법으로 이러한 합금으로부터 시뮬레이션된 가공물 - 이 제조될 가공물 또는 그의 요건 프로파일에 실질적으로 대응하거나 이상적으로 완전히 대응하는 합금 및 제조 방법을 선택하는 방식으로 바람직하게는 수행된다. 본 출원의 범위 내에서, 일치(identity)는 제조될 가공물의 질량, 체적 또는 일반적으로 파라미터로부터 1%, 5%, 10%, 20%, 25% 또는 30% 이하의 편차를 가짐을 실질적으로 의미할 수 있다.
시뮬레이션 시스템은 또한 선택된 합금 및 선택된 제조 방법을 사용자에게 출력하도록 설계된 출력 유닛을 포함한다. 즉, 출력 유닛은 선택된 합금 및/또는 선택된 제조 방법을 사용자에게 전달한다.
따라서, 본 발명에 따른 시뮬레이션 시스템은 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법의 선택을 제공하며, 이에 의해 가공물을 위해 적합한 합금 및 적합한 제조 방법이 사용자의 전문적인 지식 없이 특정될 수 있다. 따라서, 요건 프로파일은 가능한 최상의 방식으로 충족될 수 있다.
일 실시 형태에서, 분석 유닛은 요건 프로파일에 의해 특정되는 제조될 가공물의 특성을 계산하도록 설계될 수 있는 계산 유닛을 포함할 수 있다. 이들은 특히 제조될 가공물의 요건 프로파일로부터 직접적으로 명백하지는 않지만 적합한 합금 및 적합한 제조 방법의 선택에 중요한 특성일 수 있다. 그 결과, 더 큰 정보 밀도로 인해, 적합한 합금 및 적합한 제조 방법의 시뮬레이션 및 후속 선택이 더 정밀해진다.
일 실시 형태에서, 분석 유닛은, 합금에 따라 그리고 요건 프로파일 및 계산된 특성에 따라, 제조될 가공물에 대한 기계적 하중을 시뮬레이션하고 시뮬레이션된 기계적 하중에 관한 정보를 시뮬레이션 데이터에 추가하도록 설계될 수 있는 제1 시뮬레이션 유닛을 포함할 수 있다. 기계적 하중은 예를 들어 제조될 가공물에 대한 (필요한) 굽힘 및/또는 비틀림 저항 또는 제조될 가공물에 대한 하중을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 대안적으로, 기계적 하중은 또한 제조될 가공물의 강성과 같은 기계적 특성으로서 이해될 수 있다.
추가 실시 형태에서, 분석 유닛은, 합금에 따라 그리고 요건 프로파일 및 정보 데이터에 따라, 제조될 가공물의 화학적 특성을 시뮬레이션하고 시뮬레이션된 화학적 특성에 관한 정보를 시뮬레이션 데이터에 추가하도록 설계될 수 있는 제2 시뮬레이션 유닛을 포함할 수 있다. 화학적 특성은, 예를 들어, 특히 제조될 가공물이 산 및/또는 염기에 노출될 때, 부식 거동 또는 매체 저항일 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 추가 실시 형태에서, 분석 유닛은 제3 시뮬레이션 유닛을 포함할 수 있다. 제3 시뮬레이션 유닛은 요건 프로파일에 따라 적어도 하나의 메모리 유닛에 포함된 제조 방법에 의한 가공물의 제조를 시뮬레이션하도록 설계될 수 있다. 이 경우, 이미 전술한 바와 같이, 적어도 하나의 메모리 유닛 상에 포함된 제조 방법으로 시뮬레이션된 방식으로 생성되는 가공물이 시뮬레이션된다. 시뮬레이션된 제조에 관한 정보는 상기 2가지 실시 형태에서와 같이 시뮬레이션 데이터에 또한 추가될 수 있다.
본 발명의 이점은 정보 데이터를 증가시켜 이를 더 정밀해지도록 하고, 따라서 정보 데이터와 관련된 양을 증가시키는 것에서 알 수 있으며, 이에 따라 시뮬레이션 시스템은 적합한 합금 및 적합한 제조 방법의 선택에 이용가능한 더 많은 정보를 갖게 되고, 따라서 더 정확한 선택이 행해질 수 있다.
제1 시뮬레이션 유닛, 제2 시뮬레이션 유닛 및 제3 시뮬레이션 유닛은 단일 유닛으로서 설계될 수 있거나 논리적으로 분할될 수 있다. 그러나, 이들은 단일 데이터 구조로서 또는 프로그램의 함수 또는 복수의 기능으로서 설계될 수 있다.
요건 프로파일은 바람직하게는 제조될 가공물의 기하학적 및/또는 기계적 및/또는 화학적 특성을 특정할 수 있다. 예를 들어, 기하학적 특성은 제조될 가공물의 치수 및/또는 중량을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 특히, 제조될 가공물의 중량은 예를 들어 적합한 제조 방법에 영향을 미친다. 예를 들어, 중량이 80 그램 내지 100 그램인 가공물은 바람직하게는 사출 성형 방법에 의해 생성될 수 있는 한편, 이러한 전술한 중량 범위에서 벗어난 질량을 갖는 가공물은 편의상 3D 인쇄 방법에 의해 생성된다.
일부 제조 방법 및/또는 일부 합금은 또한 제조될 가공물의 복잡한 기하학적 구조를 위해 바람직한 한편, 다른 합금 및/또는 제조 방법은 일부 기하학적 구조에 부적당할 수 있다. 그러나, 기계적 특성은, 비제한적으로, 이미 전술된 제조될 가공물의 기계적 특성을 의미하는 것으로 바람직하게는 이해될 수 있다.
제조될 가공물의 화학적 특성은 또한 전술한 화학적 특성으로 이해될 수 있다. 그러나, 이는 또한, 예를 들어, 선택될 합금의 품질, 즉, 예를 들어, 특히 관련 합금의 산소 함량을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 화학적 특성은 편의상 제조될 가공물의 크기와 관련하여 고려되어야 하며, 그 이유는 제조될 큰 가공물(예를 들어, Zr계 합금의 경우 2 내지 6 mm)의 경우에 시작 요소의 품질에 대한 더 높은 요구가 바람직하게 설정되기 때문이다. 제조될 더 작은 가공물(예를 들어, Zr계 합금의 경우 2 mm 미만)의 경우, 합금의 품질 및 특히 산소 함량은 때때로 비용 효율과 관련하여 무시할 만한 수준일 수 있다. 그러나, 게다가 화학적 특성은 특히 의료 분야에서 또는 의료 응용에서 반영되는 합금의 생체적합성을 의미하는 것으로 또한 이해될 수 있다. 예를 들어, 특히 구리-무함유 합금은 의료 기술 분야에서 유리한 것으로 입증되었다. 이미 상기에 언급된 부식 거동뿐만 아니라, 예를 들어, 발한에 의한 소위 금속 이온 방출과 관련하여, 특히 지르코늄계, 티타늄계 또는 백금계 합금이 유리한 것으로 입증되었다.
따라서, 일 실시 형태에서, 정보 데이터는 적어도 하나의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보를 특정할 수 있다. 특히, 이들은 하기에 열거된 특성 그룹이다:
- 합금의 열적 특성,
- 합금의 매체 저항,
- 화학적 특성,
- 오염도(산소 함량)에 기초한 비정질성,
- 하중-의존성 에이징 현상 및/또는
- 합금의 냉각 거동.
특히, 마지막에 언급된 특성, 즉 합금의 냉각 거동은 바람직하게는 선택될 제조 방법과 관련되는 반면, 상기에 열거된 다른 특성/특성 그룹은 주로 제조될 가공물을 대상으로 한다. 메모리 유닛은 예를 들어 데이터베이스로서 설계될 수 있다. 이어서, 전술한 특성들은 예를 들어 데이터베이스 내의 데이터 기록으로서 저장 가능하거나 저장될 수 있다.
일 실시 형태에서, 정보 데이터는 제조 방법의 제조 단계에 관한 정보를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 정보는 특히 처리될 합금의 펀치 속도 및/또는 출발 온도일 수 있다. 그러나, 제조 방법의 제조 단계에 관한 다른 공정 정보가 또한 정보의 일부일 수 있다. 따라서, 특히 적합한 제조 방법의 선택이 추가로 개선된다.
일 실시 형태에서, 분석 유닛은 요건 프로파일에 따라 메모리 유닛 내에 저장된 합금 및/또는 메모리 유닛 내에 저장된 제조 방법으로부터의 사전선택을 수행하도록 설계될 수 있다. 또한, 이러한 사전선택을 사용하여 적합한 합금 및/또는 적합한 제조 방법이 선택될 수 있다. 예를 들어, 합금의 전술한 생체적합성과 같은 화학적 요건뿐만 아니라 기계적 요건, 예를 들어, 내마모성, 경도 및 전기적 요건 및/또는 또한 자기적 요건이 사전선택에서 고려될 수 있다.
따라서, 사전선택은, 이러한 전술한 특성들에 기초하여, 소정 합금 및/또는 제조 방법이 시뮬레이션 없이 이미 배제되어 있음을 의미하는 것으로 이해될 수 있는데, 그 이유는 부적합한 합금 또는 제조 방법이 더 이상 추후 선택을 위해 고려되지 않으므로 시뮬레이션 노력이 최소화되기 때문이다.
일 실시 형태에서, 분석 유닛은 선택된 합금 및 선택된 제조 방법을 요건 프로파일과 연관시킴으로써 데이터 쌍을 생성하도록 설계될 수 있다. 즉, 선택된 합금 및 선택된 제조 방법은 요건 프로파일과 연관될 수 있고, 이러한 연관은 메모리 유닛에 데이터 쌍의 형태로 저장될 수 있다. 또한, 이 실시 형태에서, 분석 유닛은 메모리 유닛에 저장된 요건 프로파일이 사용자에 의해 입력되는 경우, 요건 프로파일과 연관된 합금 및 연관된 제조 방법을 특정하도록 설계될 수 있다. 따라서, 이러한 요건 프로파일이 입력되면, 시뮬레이션이 생략될 수 있고, 적합한 합금 및 적합한 방법이 즉시 제안되고 출력된다.
본 발명의 이점은 상당히 감소된 시뮬레이션 노력으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 적합한 합금 및/또는 적합한 제조 방법의 시뮬레이션 시스템 및 선택이 한 편으로는 가속되고 다른 한편으로는 단순화될 수 있다.
본 출원의 맥락에서, 비정질 특성을 갖는 가공물을 제조하기 위한 합금 및 제조 방법을 선택하는 방법이 또한 개시되고 청구되며, 이 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 제조될 가공물의 요건 프로파일을 특히 입력 유닛에 의해 입력하는 단계,
- 기계적 및/또는 화학적 및/또는 물리적 파라미터를 계산하고, 비정질 특성을 갖는 가공물을 생성하기 위한 복수의 합금의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보를 포함하는 저장된 정보 데이터와 계산된 파라미터를 비교하는 단계,
- 복수의 가공물을 요건 프로파일 및 정보 데이터에 따라 시뮬레이션하는 단계,
- 시뮬레이션에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계,
- 시뮬레이션된 가공물을 시뮬레이션 데이터 및 요건 프로파일에 기초하여 평가하는 단계,
- 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 평가에 기초하여 선택하는 단계,
- 선택된 합금 및 선택된 제조 방법을 출력하는 단계.
본 방법의 일 실시 형태에서, 요건 프로파일에 의해 특정되는 제조될 가공물의 특성이 계산될 수 있다.
일 실시 형태에서, 제조될 가공물에 대한 기계적 하중의 합금-의존성 시뮬레이션이 수행될 수 있다. 이것은 요건 프로파일 및 계산된 특성에 따라 수행될 수 있다. 또한, 시뮬레이션된 기계적 하중에 관한 정보가 시뮬레이션 데이터에 추가될 수 있다.
일 실시 형태에서, 제조될 가공물의 화학적 특성은 합금에 따라 그리고 요건 프로파일 및 정보에 따라 추가로 시뮬레이션될 수 있고, 이러한 시뮬레이션된 화학적 특성에 관한 정보는 시뮬레이션 데이터에 추가될 수 있다.
전술한 실시 형태에 대안적으로 또는 추가적으로, 저장된 제조 방법에 의해 요건 프로파일에 따라 가공물의 제조가 시뮬레이션될 수 있다. 이어서, 시뮬레이션된 제조에 관한 정보가 시뮬레이션 데이터에 추가될 수 있다.
일 실시 형태에서, 정보 데이터에 의해, 특히 다음으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보가 특정될 수 있다:
- 합금의 열적 특성,
- 합금의 매체 저항,
- 화학적 특성,
- 오염도에 기초한 비정질성,
- 하중-의존성 에이징 현상 및/또는
- 합금의 냉각 거동.
이는 적어도 적합한 합금 및/또는 적합한 방법을 선택하는 데 중요한 특성이 특정되어, 선택 방법에 대한 기초로서 사용되는 것을 보장한다.
추가 실시 형태에서, 저장된 합금 및/또는 저장된 제조 방법으로부터의 사전선택은 요건 프로파일에 따라 수행될 수 있다. 또한, 이 실시 형태에서, 합금 및/또는 제조 방법의 선택은 사전선택에 기초하여 수행될 수 있다.
일 실시 형태에서, 선택된 합금 및 선택된 제조 방법을 요건 프로파일과 연관시킴으로써 데이터 쌍이 생성될 수 있다. 이어서, 생성된 데이터 쌍은 메모리 유닛에 저장될 수 있다.
메모리 유닛에 이미 저장되어 있는 요건 프로파일이 이제 입력되면, 바람직하게는 시뮬레이션이 시작되지 않고, 오히려 저장된 요건 프로파일과 연관된 합금 및 요건 프로파일과 연관된 제조 방법이 출력된다.
목적은 또한 방법이 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 적어도 하나의 프로세서가 방법을 구현하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 저장 매체에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 이 방법은 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 전술한 방법이다. 또한, 비정질 특성을 갖는 가공물을 제조하기 위한 제조 플랜트가 개시되고 청구되며, 여기서 제조 플랜트는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템을 포함한다. 시뮬레이션 시스템은 특히 본 출원의 맥락에서 이미 전술한 시뮬레이션 시스템이다. 또한, 제조 플랜트는 시뮬레이션 시스템을 사용하여 가공물을 제조하도록 설계된 제조 유닛을 포함한다.
제조 플랜트의 일 실시 형태에서, 제조 유닛은 사출 성형 장치 또는 적층 제조 장치로서 설계될 수 있다. 적층 제조 장치는 본 명세서에서 예를 들어 3D 인쇄 장치를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 그 결과, 제조 플랜트는 특히 제조될 가공물의 크기와 관련하여 다양한 요건에 적당할 수 있다.
또한, 비정질 특성을 갖는 가공물을 제조하기 위한 제조 플랜트를 제어하기 위한 제어 방법이 개시되고 청구된다. 이 제어 방법은 특히 전술한 제조 플랜트를 제어하는 데 사용된다. 이 경우, 제조 플랜트는 합금 및 제조 방법을 사용하여 가동되며, 여기서 합금 및 제조 방법 둘 모두는 특히 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 전술한 방법을 사용하여 선택된다.
시뮬레이션 시스템과 관련하여 언급된 이점 및 바람직한 실시 형태는 합금 및/또는 제조 방법을 선택하는 방법에, 컴퓨터-판독가능 저장 매체에, 그리고 제조 플랜트 및 이의 제어 방법에 유사하게 전이될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
시뮬레이션 시스템 및 제조 플랜트는 또한 서로 공간적으로 분리되도록 배열될 수 있다. 이 경우, 시뮬레이션 시스템 및 제조 플랜트는 통신망, 예를 들어 인터넷을 통해 서로 통신할 수 있다. 적합한 합금 및 적합한 제조 방법의 출력 및/또는 요건 프로파일의 입력은, 예를 들어, 웹사이트 상에서 또는 API와 같은 프로그래밍 인터페이스를 통해 수행될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시 형태를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도면에서:
도 1은 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하기 위한 개략적 시뮬레이션 시스템을 도시하고;
도 2는 제조 유닛의 개략도를 도시하고;
도 3은 공구의 개략도를 도시한다.
도 1은 개략적으로 도시된 시뮬레이션 시스템(2)을 도시한다. 시뮬레이션 시스템(2)은 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물(4)(도 4 참조)을 위한 합금 및 제조 방법을 선택하도록 설계된다.
이를 위해, 도 1에 따른 시뮬레이션 시스템(2)은 제조될 가공물(4)에 대한 요건 프로파일(A)을 입력하는 데 사용되는 입력 유닛(6)을 포함한다. 이는 제조될 가공물(4)의 필요한 특성을 요건 프로파일(A)의 형태로 사용자가 시뮬레이션 시스템(2)에 제공할 수 있게 하거나, 아니면 요건 프로파일(A)을 시뮬레이션 시스템(2)에 공급하게 할 수 있다.
또한, 시뮬레이션 시스템(2)은 정보 데이터(I)를 저장하도록 설계된 적어도 하나의 메모리 유닛(8)을 포함하며, 여기서 정보 데이터(I)는 가공물(4)을 생성하기 위한 복수의 합금(L)의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보 및 제조 방법(V)에 관한 정보를 특정한다. 이러한 목적상, 메모리 유닛(8)은 예를 들어 복수의 파티션을 가질 수 있고/있거나 다수의 부분으로 설계될 수 있으며, 즉 복수의 서브-메모리 유닛으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리 유닛(8)은 분석 유닛(10)에 통신 가능하게 그리고 양방향으로 연결된다.
이 경우에, 분석 유닛(10)은 복수의 가공물(4)을 요건 프로파일(A) 및 정보 데이터(I)에 따라 시뮬레이션하도록 설계된다. 이는 시뮬레이션 데이터를 생성하는 데 사용된다. 더욱이, 분석 유닛(10)은, 시뮬레이션된 가공물을 시뮬레이션 데이터 및 요건 프로파일(A)에 기초하여 평가한 후, 제조될 가공물(4)의 요건 프로파일(A)과 관련하여 특히 적합한 합금(L) 및 제조 방법(V)이 상기 평가에 기초하여 선택되도록 구성된다.
상기 방법 단계를 실현하기 위해, 분석 유닛(10)은 계산 유닛(12)을 포함하며, 이를 통해 요건 프로파일(A)에 의해 특정된 제조될 가공물의 특성이 계산된다. 또한, 분석 유닛(10)은 제1 시뮬레이션 유닛(14)을 포함한다. 제1 시뮬레이션 유닛(14)에 의해, 제조될 가공물(4)에 대한 기계적 하중의 시뮬레이션이 요건 프로파일(A) 및 계산된 특성에 기초하여 그리고 그에 따라 수행된다. 후속하여, 시뮬레이션된 기계적 하중에 관한 정보가 시뮬레이션 데이터에 추가된다.
유사하게, 분석 유닛(10)은 또한 제2 시뮬레이션 유닛(16) 및 제3 시뮬레이션 유닛(18)을 포함한다. 제조될 가공물(4)의 화학적 특성의 시뮬레이션은 제2 시뮬레이션 유닛(16)에 의해 요건 프로파일(A) 및 정보 데이터(I)에 따라 수행된다. 제3 시뮬레이션 유닛(18)에 의해, 가공물(4)의 제조는 메모리 유닛(8)에 포함된 제조 방법(V)에 의해 시뮬레이션된다. 제2 시뮬레이션 유닛(16)에 의해 제공되는 화학적 특성 및 제3 시뮬레이션 유닛(18)에 의해 생성되는 시뮬레이션된 제조에 관한 정보 둘 모두는 후속적으로 시뮬레이션 데이터에 추가되고, 분석 유닛(10)에 의한 평가의 일부로서 적합한 합금(L) 및 적합한 제조 방법(V)의 선택을 위해 사용된다. 선택 및 평가는, 요건 프로파일(A)에 의해 정의된, 제조될 가공물(4)의 특성을 충족하거나 적어도 실질적으로 충족하는 합금(L) 및 제조 방법(V)이 선택되는 방식으로 수행된다. 복수의 합금(L) 및/또는 복수의 제조 방법(V)이 고려되는 경우, 분석 유닛(10)은 더 높은 수준의 선호도와 관련하여, 예를 들어 비용 효율과 관련하여 가장 적합한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 선택한다.
분석 유닛(10)에 의한 적합한 합금(L) 및 적합한 제조 방법(V)의 선택 후에, 선택된 합금(L) 및 선택된 제조 방법(V)은 출력 유닛(20)에 의해 출력된다. 출력 유닛(20)은, 예를 들어, 출력이 스크린 상에서 수행되는 광학 출력 유닛(10)일 수 있다.
일 실시 형태에 따르면, 분석 유닛(10)은 선택된 합금(L) 및 선택된 제조 방법(V)을 요건 프로파일과 연관시킴으로써 데이터 쌍을 생성하도록 설계된다. 이 경우, 생성된 데이터 쌍은 메모리 유닛(8)에 저장된다. 메모리 유닛(8)에 저장된 요건 프로파일(A)이 이제 입력되면, 시뮬레이션이 일어나지 않고서 요건 프로파일(A)과 연관된 합금(L) 및 요건 프로파일(A)과 연관된 제조 방법(V)이 특정된다.
일 실시 형태에서, 적합한 합금(L) 및/또는 적합한 제조 방법(V)의 선택을 최적화하기 위해 시뮬레이션 시스템(2)이 인공 신경망을 갖는 것을 고려할 수 있다.
도 2는 AMM(비정질 금속) 사출 성형 플랜트로서 설계된 제조 유닛(38)의 개략도를 도시한다. 제조 유닛(38)은 공구(40) 내의 주형, 및 용융 챔버(42)를 포함한다. 비정질적 고화형 합금(amorphously solidifying alloy)의 고체 합금 세그먼트(블랭크)(44)가 로봇에 의해 용융 챔버(42)에 공급되고 유도 코일(46)에서 중심에 배치된다. 블랭크(44)(도면에서는 "44" 대신에 "4")는 가열 요소, 특히 유도 코일(46)에 의해 생성되는 유도장(induction field)에 의하여 용융 챔버(42) 내에서 가열된다. 블랭크(44)는 비정질적 고화형 합금의 고체 합금 세그먼트이다. 합금 세그먼트(44)는, 예를 들어 소정량의 팔라듐, 백금, 지르코늄, 티타늄, 구리, 알루미늄, 마그네슘, 니오븀, 규소 및/또는 이트륨을 포함한다.
블랭크(44)는 가열 요소 또는 유도 코일(46)에 의해 용융되어, 용융된 형태로 존재한다. 바람직하게는, 블랭크(44)는 1050℃의 온도로 가열된다. 용융된 재료는 플런저(48)에 의해 공구(40) 내로 사출된다.
도 3은 사출 성형 공구(40)의 개략적인 구조를 도시한다. 성형 챔버(52)는 공구(40)의 성형 챔버(52) 내로 이어지는 하나 또는 복수의 개구(50)에 의해 용융물로 충전된다. 성형 챔버(52)는 제조될 가공물(4)의 음각 주형(negative mold)으로서 설계된다. 도 3의 예시적인 실시 형태에서, 개구(50)가 액체 재료를 성형 챔버(52) 내로 안내하는 데 사용될 수 있다는 것이 제공된다. 균일한 온도 분포를 달성하고 용융물에서 난류를 감소시키기 위해, 성형 챔버(52)를 충전하기 위한 복수의 탕구(sprue)를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 균일한 온도 분포 및 적은 난류는 더 양호한 냉각 작동으로, 균질한 냉각으로, 그리고 이에 따라 균일한 비정질 재료 특성으로 이어진다.
액체 재료는 결정화를 방지하기 위해 성형 챔버(52) 내에서 빠르게 냉각되어야 한다. 액체 재료의 냉각은 제조될 구성요소 또는 가공물(4)의 기하학적 구조에 크게 의존한다.
본 발명은 전술한 예시적인 실시 형태들로 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명의 다른 변형이 또한 본 발명의 요지를 벗어나지 않고서 당업자에 의해 그로부터 유도될 수 있다. 특히, 예시적인 실시 형태와 관련하여 기술된 모든 개별 특징은 또한 본 발명의 요지를 벗어나지 않고서 다른 방식으로 서로 조합될 수 있다.
2 시뮬레이션 시스템
4 가공물
6 입력 유닛
8 메모리 유닛
10 분석 유닛
12 계산 유닛
14 제1 시뮬레이션 유닛
16 제2 시뮬레이션 유닛
18 제3 시뮬레이션 유닛
20 출력 유닛
22 인공 신경망
24 입력 데이터
26 특징 검출기
28 제1 접힘부
38 제조 유닛
40 공구
42 용융 챔버
44 비정질적 고화형 합금의 블랭크
46 유도 코일
48 플런저
50 개구
52 성형 챔버
A 요건 프로파일
I 정보 데이터
L 합금
V 제조 방법

Claims (15)

  1. 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물(workpiece)(4)을 위한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템(2)으로서,
    - 제조될 상기 가공물(4)에 대한 요건 프로파일(A)을 입력하기 위한 입력 유닛(6),
    - 정보 데이터(I)를 저장하도록 설계된 적어도 하나의 메모리 유닛(8)으로서, 상기 정보 데이터(I)는 비정질 특성을 갖는 가공물(4)을 생성하기 위한 복수의 합금(L)의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보 및 제조 방법(V)에 관한 정보를 특정하고, 상기 요건 프로파일은 제조될 상기 가공물의 기하학적 및/또는 기계적 및/또는 화학적 특성을 특정하는, 상기 적어도 하나의 메모리 유닛(8),
    - ○ 복수의 가공물(4)을 상기 요건 프로파일(A) 및 상기 정보 데이터(I)에 따라 시뮬레이션하여 시뮬레이션 데이터를 생성하도록,
    ○ 상기 시뮬레이션된 가공물을 상기 시뮬레이션 데이터 및 상기 요건 프로파일(A)에 기초하여 평가하도록,
    ○ 제조될 상기 가공물(4)을 위한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 상기 평가에 기초하여 선택하도록 설계된 분석 유닛(10), 및
    - 상기 선택된 합금(L) 및 상기 선택된 제조 방법(V)을 출력하도록 설계된 출력 유닛(20)을 포함하는, 시뮬레이션 시스템(2).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분석 유닛(10)은, 상기 합금에 따라 그리고 상기 요건 프로파일(A) 및 상기 계산된 특성에 따라, 제조될 상기 가공물(4)에 대한 기계적 하중을 시뮬레이션하고 상기 시뮬레이션된 기계적 하중에 관한 정보를 상기 시뮬레이션 데이터에 추가하도록 설계된 제1 시뮬레이션 유닛(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 시스템(2).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분석 유닛(10)은, 상기 합금에 따라 그리고 상기 요건 프로파일(A) 및 상기 정보 데이터(I)에 따라, 제조될 상기 가공물(4)의 화학적 특성을 시뮬레이션하고 상기 시뮬레이션된 화학적 특성에 관한 정보를 상기 시뮬레이션 데이터에 추가하도록 설계된 제2 시뮬레이션 유닛(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 시스템(2).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정보 데이터(I)는 특히
    - 상기 합금의 열적 특성,
    - 상기 합금의 매체 저항,
    - 화학적 특성,
    - 오염도에 기초한 비정질성,
    - 하중-의존성 에이징 현상 및/또는
    - 상기 합금의 냉각 거동
    으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보를 특정하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 시스템(2).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분석 유닛(10)은, 상기 요건 프로파일(A)에 따라, 상기 적어도 하나의 메모리 유닛(8) 내에 저장된 합금(L)으로부터의 및/또는 상기 적어도 하나의 메모리 유닛(8) 내에 저장된 제조 방법(V)으로부터의 사전선택을 수행하도록 설계되며, 합금(L) 및/또는 제조 방법(V)의 선택은 상기 사전선택에 기초하여 일어나는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 시스템(2).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분석 유닛(10)은
    - 상기 선택된 합금(L) 및 상기 선택된 제조 방법(V)을 상기 요건 프로파일(A)과 연관시킴으로써 데이터 쌍을 생성하도록,
    - 상기 생성된 데이터 쌍을 상기 적어도 하나의 메모리 유닛(8)에 저장하도록,
    - 상기 메모리 유닛(8)에 저장된 요건 프로파일(A)이 입력될 때 상기 요건 프로파일(A)과 연관된 합금(L) 및 상기 요건 프로파일(A)과 연관된 제조 방법(V)을 특정하도록 설계되는, 시뮬레이션 시스템(2).
  7. 비정질 특성을 갖는 제조될 가공물(4)을 위한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 선택하는 방법으로서,
    - 제조될 상기 가공물(4)의 요건 프로파일(A)을 특히 입력 유닛(6)에 의해 입력하는 단계로서, 상기 요건 프로파일은 제조될 상기 가공물의 기하학적 및/또는 기계적 및/또는 화학적 특성을 특정하는, 상기 단계,
    - 기계적 및/또는 화학적 및/또는 물리적 파라미터를 계산하고, 비정질 특성을 갖는 가공물(4)을 생성하기 위한 복수의 합금(L)의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보를 포함하는 저장된 정보 데이터(I)와 상기 계산된 파라미터를 비교하는 단계,
    - 복수의 가공물(4)을 상기 요건 프로파일(A) 및 상기 정보 데이터(I)에 따라 시뮬레이션하는 단계,
    - 시뮬레이션에 기초하여 시뮬레이션 데이터를 생성하는 단계, 및
    - 시뮬레이션된 가공물을 상기 시뮬레이션 데이터 및 상기 요건 프로파일(A)에 기초하여 평가하는 단계,
    - 제조될 상기 가공물(4)을 위한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 평가에 기초하여 선택하는 단계,
    - 상기 선택된 합금(L) 및 상기 선택된 제조 방법(V)을 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 요건 프로파일(A)에 의해 특정되는 제조될 상기 가공물(4)의 특성을 계산하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 정보 데이터(I)는 특히
    - 상기 합금(L)의 열적 특성,
    - 상기 합금(L)의 매체 저항,
    - 화학적 특성,
    - 오염도에 기초한 비정질성,
    - 하중-의존성 에이징 현상 및/또는
    - 상기 합금(L)의 냉각 거동
    으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 특성에 관한 정보를 특정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 요건 프로파일(A)에 따라 저장된 합금(L) 및/또는 저장된 제조 방법(V)으로부터의 사전선택을 수행하는 것,
    - 상기 사전선택에 기초하여 합금(L) 및/또는 제조 방법(V)을 선택하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 선택된 합금(L) 및 상기 선택된 제조 방법(V)을 상기 요건 프로파일(A)과 연관시킴으로써 데이터 쌍을 생성하는 것,
    - 상기 생성된 데이터 쌍을 저장하는 것,
    - 상기 요건 프로파일(A)이 이미 저장되어 있는 경우, 저장된 요건 프로파일(A)과 연관된 합금(L) 및 상기 요건 프로파일(A)과 연관된 제조 방법(V)을 출력하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법이 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 상기 방법을 구현하게 하는 명령어들을 포함하는, 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  13. 비정질 특성을 갖는 가공물을 제조하기 위한 제조 플랜트로서,
    - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따라 제조될 상기 가공물(4)을 위한 합금(L) 및 제조 방법(V)을 선택하기 위한 시뮬레이션 시스템(2), 및
    - 상기 시뮬레이션 시스템(2)을 사용하여 가공물(4)을 제조하도록 설계된 제조 유닛(38)을 포함하는, 제조 플랜트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제조 유닛(38)은 사출 성형 장치 또는 적층 제조(additive manufacturing) 장치로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 제조 플랜트.
  15. 제13항 또는 제14항에 따른 제조 플랜트를 제어하기 위해, 비정질 특성을 갖는 가공물(4)을 제조하기 위한 제조 플랜트를 제어하기 위한 제어 방법으로서,
    상기 제조 플랜트는 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 선택된 합금(L) 및 제조 방법(V)을 사용하여 가동되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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