KR20230011983A - 초음파 도구 및 도구 제조 방법 - Google Patents

초음파 도구 및 도구 제조 방법 Download PDF

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로렌트 토리아니
마르쎌 애슐리만
안토이네 히르쉬
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보소닉 아게
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Abstract

초음파 기구에 사용하기 위한 초음파 절단(커팅) 도구가 설계된다. 도구는 적어도 제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113)으로 제조된 평평한 섹션(11)을 포함하는 블레이드(10)이며, 제1 및 제2 블레이드 층 각각은 서로 평행하게 배열되며 서로 결합되는 평평한 금속판이다.

Description

초음파 도구 및 도구 제조 방법
본 발명은 초음파 기구(ultrasonic instruments) 분야에 관한 것이다. 본 발명은 특히 절단(커팅) 또는 연마 가공(cutting or abrasive machining)을 위한 초음파 기구에 사용하기 위한 초음파 도구(ultrasonic tool) 및 도구 제조 방법(method for manufacturing the tool)에 관한 것이다.
초음파 기구는 초음파 에너지 발생기(generator of ultrasonic energy)와 세장형 팁(elongated tip) 또는 도구(tool) 또는 블레이드(blade)를 가지며, 그 근위 단부(proximal end)는 발생기에서 초음파 에너지를 받아 그것을 끝 부분 원위 단부(tip distal end)로 전달한다. 응용 분야에 따라 원위 단부는 프로브(probe)로 사용되는 기구 및/또는 연조직 관통(penetrating soft tissue), 골 조직(뼈 조직)(bone tissue) 커팅(절단)(cutting) 또는 작업(working)용으로 성형될 수 있다.
유체 냉각을 위한 도관(conduit)을 갖는 초음파 도구를 제공하는 것은 알려져 있다. 유체는 물 또는 에탄올 및/또는 소독액과 물의 혼합물일 수 있다. 유체는 블레이드를 식히고 절단된 재료를 헹구는 데 사용된다. US 4515583 및 US 6165150 A에 도시된 바와 같이, 도관은 유체 물질 흡입을 위한 추가 도관을 제공하기 위해 이중벽일 수 있다. 또한, US 5188102에서와 같이 복수의 출구 개구부로 분기하는 냉각수 채널을 가지거나 US 2015/0005774 A1에서와 같이 초음파 절단 블레이드의 표면을 통해 물이 빠져나갈 수 있도록 다공성 소결 재료로 제조되는 것이 알려져 있다. 뼈 절단(bone cutting) 중에 블레이드를 효율적으로 냉각하는 것은 오늘날에도 여전히 어려운 과제이다.
EP3061415는 블레이드의 종축을 따라 분리된 블레이드의 2개의 절반(반부)을 제조하고, 블레이드의 각 절반에서 도관(conduit)의 일부를 절단하고, 블레이드의 2개의 절반을 블레이드로 용접하고, 도파관(waveguide)의 원위 단부에 블레이드를 용접함에 의해 제조되고 도파관에 부착된 블레이드를 개시하고 있다.
US2005165345는 지방 제거 장치에서 전기 소작(electrocauterisation)에 사용되는 3층 전극(three-layered electrode)(절연체로 분리된 2개의 전도체)을 보여준다. 전극은 회전하는 블레이드를 대신할 수 있다.
US5695510은 스레드(threads)를 갖는 베이어닛 조인트(bayonet joint)에 의한 블레이드 부착을 보여준다.
이러한 장치는 일반적으로 기계가공 또는 소결과 같은 정교하거나 시간 소모적인 공정으로 제조되어 비용이 많이 든다. 효율적이고 경제적으로 제조될 수 있는 간단한 구조의 초음파 절단 도구(ultrasonic cutting implement)가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 위에서 언급한 단점을 극복하는 초기에 언급된 유형의 초음파 도구(ultrasonic tool)를 창출하는 것이다. 또 다른 목적은 상기 도구를 제조하는 방법을 창출하는 것이다.
상기 목적은 청구항들에 따른 초음파 도구 및 상기 도구를 제조하는 방법에 의해 달성된다.
한 가지 장점은 냉각제와 세척액이 도구 내부에서 공급된다는 것이다. 이렇게 하면 작업 영역에서 대량의 문 분사가 생성되는 것을 방지할 수 있으므로 작업 영역의 가시성(visibility in the working area)이 향상될 수 있다.
초음파 기기에 사용하기 위한 초음파 절단 도구로서, 상기 도구는 블레이드이며 적어도 제1 블레이드 층 및 제2 블레이드 층으로 제조된 평평한 섹션(flat section)을 포함하며, 제1 및 제2 블레이드 층 각각은 서로 평행하게 배열되며 서로 결합(접합)되는 평평한 금속판이다. 선택적으로, 하나 이상의 추가 블레이드 층이 제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층 사이에 배열될 수 있다.
이것은 블레이드를 형성하는 데 높은 자유도(degree of freedom)를 갖는 얇은 블레이드를 생성하는 것을 가능하게 한다. 평평한 섹션은 예를 들어 스탬핑(stamping) 또는 레이저 절단 및/또는 광화학 에칭(photochemical etching) 또는 포토 에칭(photo-etching)에 의해 저렴하게 제조될 수 있다. 이러한 작업은 또한 (블레이드의 내부에서) 채널 역할을 하는 블레이드 층 상의 구조 및 (블레이드의 외부에서) 절단 및 연마 작업을 위한 도구의 사용을 위한 치형부(teeth)와 같은 다른 구조를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
도구의 길이는 예를 들어 10 mm와 100 mm 사이, 특히 20 mm와 80 mm 사이, 특히 30 mm와 60 mm 사이일 수 있다. 평평한 섹션의 두께는 0.3 mm 또는 0.5 mm와 3 mm 사이일 수 있다.
이 도구는 초음파 진동 발생기에 결합된 초음파 기구에서 절단 또는 연마 가공을 위한 블레이드로 사용될 수 있다. 상기 도구는 종방향을 따라 도구를 통해 냉각제를 통과시켜 내부에서 냉각될 수 있다. 반대로, 재료는 도구 근처에서 흡입될 수 있다. 평평한 섹션은 커팅 도구(cutting tool)를 형성하도록 제조될 수 있다. 특히, 그의 평평한 표면은 파일(file)(줄) 또는 래스프(rasp)를 구성하도록 형성될 수 있으며 및/또는 평평한 섹션의 에지는 파일(file) 또는 래스프(rasp) 또는 나이프(knife)를 구성하도록 형성될 수 있다.
실시예에서, 평평한 섹션(flat section)은 블레이드의 내부를 따라 유체를 안내하는 데 적합한 하나 이상의 채널을 형성한다. 채널은 냉각 유체를 블레이드의 원위 단부(distal end)로 운반할 수 있으며 및/또는 블레이드를 통해 액체 또는 입자를 흡입할 수 있다.
이것은 블레이드의 내부, 특히 평평한 섹션을 따라 그리고 이를 통해 냉각 유체를 안내하는 것을 가능하게 한다. 이것은 차례로 블레이드와 그 주변을 냉각시키는 역할을 할 수 있다. 외부 냉각에 비해 작업 영역의 가시성(visibility)이 더 좋다.
유체가 부착 영역을 통해 그리고 평평한 섹션 내부에서 안내되는 것은 냉각제를 제공하기 위한 외부 튜브 또는 호스가 제거되기 때문에 도구를 잡고 이동시키는 로봇(robot)과 결합하여 사용하기에 도구를 특히 적합하게 만든다.
실시예에서, 제1 블레이드 층 또는 제2 블레이드 층 또는 둘 모두는 다른 블레이드 층을 향하여 배향된 면 상에, 블레이드를 따라 유체를 안내하기에 적합한 채널을 정의하는 리세스(recess)를 포함하며, 특히 리세스는 서브트랙티브 공정(제거 공정)(subtractive process), 특히 기계 가공 또는 포토 에칭에 의해 생성된다.
이에 의해, 채널을 형성하는 데 높은 자유도가 있다. 채널은 하나 또는 두 레이어(layer)의 내부에 리세스를 형성하여 쉽게 생성될 수 있다. 채널의 형상과 특히 너비는 냉각 요구 사항에 맞게 조정될 수 있으므로 높은 냉각 및 세정 효율을 가능하게 한다. 채널이 평평한 섹션을 빠져나가는 위치는 이에 따라 리세스를 형성함에 의해 정의될 수 있다.
에칭, 특히 포토 에칭은 생산 규모를 쉽게 조정할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어 그것은 롤투롤 공정(roll to roll process)으로 수행될 수 있다. 채널을 정의하는 리세스(recess) 또는 컷아웃(cut-out)은 각 레이어의 외부 윤곽선(outer contour of each layer)과 동시에 생성될 수 있다. 그것은 대량 생산에 정확하고 비용 효율적이다.
실시예에서, 제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층은 서로 용접된다(welded).
실시예에서, 평평한 섹션은 하나 이상의 웰드 라인(weld line)을 포함하고, 이에 의해 제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층이 서로에 대해 놓이는 면에서 제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층이 서로 용접된다.
환언하면, 2개의 블레이드 층은 제1 에지 및 제2 에지와 같은 종방향 에지에서 서로 용접되지 않는다.
실시예에서, 웰드 라인은 평평한 섹션이 연장되는 종방향을 따라 진행하고, 특히 하나의 웰드 라인은 평평한 섹션의 제1 종방향 에지에 인접하여 진행하고 또 다른 웰드 라인은 평평한 섹션의 제2 종방향 에지에 인접하여 진행한다.
다른 실시예에서, 웰드 라인은 채널의 2개의 측면에 인접하여 이어진다.
실시예에서, 웰드 라인은 채널의 섹션을 가로지르는 위치에서 중단된다.
실시예에서, 평평한 섹션은 블레이드를 초음파 발생기에 부착하기 위한 부착 섹션(attachment section)에 결합되며, 특히 부착 섹션은 회전 대칭 몸체를 갖는다.
이러한 몸체는 특히 회전 대칭 몸체가 아래에 설명된 바와 같이 링이 주위에 배치되는 부착 몸체(부착 본체)인 경우 부착 섹션의 구성을 단순화한다.
실시예에서, 평평한 섹션은 특히 압입 끼워맞춤(press fit)으로 부착 섹션의 클램핑 슬릿(clamping slit)에 유지된다.
실시예에서, 평평한 섹션은 예를 들어 용접, 납땜 또는 접착제에 의해 클램핑 슬릿에 결합된다.
실시예에서, 평평한 섹션은 클램핑 슬릿에 유지되는 영역에서 제1 블레이드 층 및 제2 블레이드 층 중 적어도 하나는 채널과 액체 연통하는(in liquid communication with the channel) 블레이드 입구를 구성하는 구멍을 포함한다.
이렇게 하면 블레이드 레이어들(blade layers) 중 하나의 면을 통해 채널 안으로(또는 채널 밖으로) 유체를 안내하는 부착 섹션에서 채널로 도관이 생성된다.
실시예에서, 구멍은 블레이드 층 중 하나에만 있고 다른 층에는 없다. 이렇게 하면 방사형 도관과 반대 방향으로 도관이 닫힌다.
실시예에서, 부착 섹션은 블레이드 입구와 액체 연통하는 방사형 도관(radial conduit)을 포함하고, 특히 방사형 도관은 종방향 도관과 액체 연통한다.
따라서, 유체는 종방향 도관으로부터 방사형 도관 및 블레이드 입구를 통해 채널로 그리고 반대 방향으로 안내될 수 있다.
실시예에서, 부착 섹션은 클램핑 슬릿이 배열되는 부착 본체를 포함하고, 특히 부착 본체를 압축하기 위해 부착 본체 주위에 링이 배열된다.
실시예에서 링은 방사형 도관을 위한 밀봉(seal) 역할을 한다.
실시예에서, 중공 도관(hollow conduit) 또는 니들(needle)이 채널에 배열되고 중공 니들과 부착 섹션 사이에 액밀 연결(liquid-tight connection)로 평평한 섹션에서 부착 섹션으로 종방향으로 연장된다. 평평한 섹션 내에서, 중공 니들은 평평한 섹션의 원위 단부까지 또는 부착 섹션으로부터 원위 단부까지의 거리의 적어도 절반 또는 3/4까지 연장될 수 있다.
실시예에서, 부착 섹션은 내부 나사산(internal thread) 또는 외부 나사산(external thread)을 포함한다.
실시예에서, 평평한 섹션은 하나 이상의 채널과 유체 연통하는(in fluid communication with the one or more channels) 하나 이상의 구멍을 포함한다.
실시예에서, 평평한 섹션의 하나 이상의 에지(edge)는 치형부(teeth)를 포함한다.
실시예에서, 평평한 섹션의 하나 이상의 에지는 커팅 에지(절삭날)(cutting edge)를 구성하도록 기계가공된다.
실시예에서, 평평한 섹션의 하나 이상의 에지는 하나 이상의 채널과 액체 연통(소통)하는 개구부를 구성하는 하나 이상의 노치(notches)를 포함한다.
실시예에서, 평평한 섹션의 외부 표면은 특히 치형부(teeth) 또는 그루브(grooves)를 갖는 구조화된 표면(structured surface)을 포함하도록 형상화된다. 구조화된 표면은 파일(file)(줄)로서 역할(기능)을 할 수 있다.
치형부 및/또는 커팅 에지(절삭날) 및/또는 노치 및/또는 구조화된 표면 및/또는 구멍의 존재는 절단(커팅) 및/또는 연마의 효율성을 향상시킬 수 있다. 특히, 구멍의 에지는 절단(커팅) 및/또는 연마(cutting and/or abrading)에 참여할 수 있다. 채널과 액체 연통하는 구멍 및/또는 노치는 절단 및/또는 연마가 발생하고 냉각 효과가 가장 필요할 수 있는 위치로 액체를 안내하는 역할을 한다.
블레이드를 제조하는 방법은
Figure pct00001
제1 블레이드 층 및 제2 블레이드 층을 제공하며, 이들 중 적어도 하나는 블레이드에서 채널 역할을 하는 리세스를 포함하는 단계;
Figure pct00002
제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층을 서로 결합하며, 그 사이에 리세스가 배치되며, 이에 의해 블레이드의 평평한 섹션을 형성하는 단계;
Figure pct00003
부착 섹션의 클램핑 슬릿(clamping slit)에 평평한 섹션을 클램핑함에 의해 평평한 섹션을 부착 섹션에 결합하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 상기 방법은
Figure pct00004
제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층 및 하나 이상의 추가 블레이드 층을 제공하며, 이들 중 적어도 하나는 블레이드에서 채널 역할을 하는 리세스 또는 컷아웃을 포함하는 단계;
Figure pct00005
제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층 및 하나 이상의 추가 블레이드 층을 서로 결합하고, 제1 블레이드 층과 제2 블레이드 층 사이에 리세스 또는 컷아웃이 배치되며, 이에 의해 블레이드의 평평한 섹션을 형성하는 단계;
Figure pct00006
평평한 섹션을 부착 섹션의 클램핑 슬릿에 클램핑함에 의해 평평한 섹션을 부착 섹션에 결합하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 평평한 섹션을 부착 섹션에 결합(연결)하는 단계는 부착 섹션을 가열하는 단계, 부착 섹션의 클램핑 슬릿에 평평한 섹션을 삽입하는 단계, 및 부착 섹션을 냉각하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 방법은 부착 섹션과 적어도 하나의 블레이드 층을 통해 구멍을 가공하는 추가 단계를 포함하며, 이에 의해 채널과 액체 연통(소통)하는 방사형 도관(radial conduit)을 생성한다.
실시예에서, 구멍은 블레이드 층 중 하나를 통해서만 가공된다.
실시예에서, 방사상 도관 및 종방향 도관의 경사 부분은 부착 섹션의 부착 본체의 원주(둘레) 위치에서 시작하여 가공되고, 이어서 방사상 도관과 경사 부분 사이에 폐쇄된 도관을 생성하도록 덮인다.
동일한 원주(둘레) 위치에서 방사형 도관과 경사 부분을 가공하면 이들을 액체 연통 상태가 되게 한다. 그런 다음 가공 프로세스를 위해 필요하고 가공 프로세스에 의해 생성된 개구부가 닫힌다.
실시예에서, 방사형 도관 및 종방향 도관의 경사 부분은 부착 본체 주위에 링을 장착함에 의해 덮인다.
이러한 링은 제조가 간단하고 블레이드의 대칭을 균형 있게 유지하며, 이것은 진동과 관련하여 유리하다.
다른 실시예에서, 도관은 나사에 의해, 또는 용접에 의해 또는 개구를 폐쇄하기 위한 다른 수단에 의해 밀봉된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 명세서에 기술된 바와 같은 커팅 도구(cutting tool)가 장착되도록 구성된 로봇 시스템(robotic system)이 제공되며, 로봇 시스템은 물체 또는 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍된다.
실시예에서, 공작물(workpiece)은 동물 또는 인간 조직, 특히 뼈의 부분이다.
실시예에서, 로봇 시스템은 공작물을 기계 가공하는 동안 커팅 도구에 유체 냉각제를 공급하도록 구성된다.
내부적으로 냉각되는 도구는 보다 효율적인 방식으로 그리고 냉각 및 이에 따른 도구 온도의 더 우수한 제어로 도구의 연속적인 냉각을 가능하게 한다. 이것은 차례로 더 긴 가공 시간 윈도우(기간)(longer machining time windows)를 가능하게 한다.
더 긴 가공 시간 윈도우(기간)는 도구를 빼지 않고 공작물을 가공하는 것을 가능하게 하며, 그렇지 않으면 도구가 다시 삽입되어 정밀도의 손실로 이어진다. 또한 도구를 빼지 않고도 동일한 도구를 사용하여 다른 기능을 구현할 수 있다. 이러한 기능은 재료의 절단(커팅)(cutting), 톱질(sawing), 파일링(filing), 냉각(cooling) 및 흡인(aspiration)이 될 수 있다.
로봇 매니퓰레이터(robot manipulator)와 도구를 결합하면 각각 3차원 컷(cut) 및 형상의 제어된 절단(커팅) 또는 가공을 가능하게 한다.
실시예에서, 로봇 시스템은 매니퓰레이터 암(manipulator arm)을 포함하며 여기에 도구가 부착되고 이에 의해 도구가 이동 가능하며, 도구에는 매니퓰레이터 암을 통해 냉각 유체가 제공되며, 특히 냉각 유체 도관은 매니퓰레이터 암의 적어도 하나의 최원위 링크의 케이싱 내부에 배열된다.
실시예에서, 로봇 시스템은 공작물에 적용되는 영역으로부터 도구를 후퇴시키지 않고(도구를 빼지 않고) 중단되지 않은 시퀀스로 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍된다.
실시예에서, 로봇 시스템은 도구를 후퇴시키지 않고 도구의 2개 이상의 상이한 기능을 사용하여 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍되며, 특히 기능은 재료의 절단(커팅), 톱질, 파일링, 및 흡인이다.
실시예에서, 로봇 시스템은 공작물의 상이한 면들, 특히 그 표면 법선이 서로에 대해 45도 이상 또는 90도 이상의 각도로 배향되는 공작물의 표면들을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍된다.
즉, 이 도구는 공작물의 두 개 이상의 다른 면들을 가공하는 데 사용된다.
실시예에서, 로봇 시스템은 적어도 2분 또는 3분 또는 4분 또는 5분 또는 6분의 중단되지 않은 시퀀스로 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍된다.
실시예에서, 도구는 줄(file), 톱(saw) 또는 나이프(knife) 중 적어도 2개의 기능을 포함하도록 형성된다.
예를 들어, 도구는 줄과 톱, 또는 톱과 나이프 등을 포함할 수 있다. 이것은 기계가공 작업을 중단하고 도구를 후퇴시킬 필요 없이 도구를 적용하는 것을 가능하게 한다.
실시예에서, 도구는 동일한 기능을 갖지만 상이한 매개변수를 갖는 적어도 2개의 변형을 포함하도록 형성된다.
예를 들어, 도구는 거친 줄과 가는 줄, 또는 거친 톱과 가는 톱을 포함할 수 있다.
실시예에서, 로봇 시스템은 공작물에 도구에 의해 가해지는 도구 힘을 측정하도록 구성되고 측정된 도구 힘에 따라 도구의 운동을 제어하도록 구성되는 감지 유닛(sensing unit)을 포함한다.
이것은 원하는 가공력을 유지하기 위해 도구의 운동을 제어하는 것을 가능하게 만든다. 이것은 차례로 가공 속도를 최적화하며 및/또는 도구의 과도한 가열을 방지하는 데 사용될 수 있다.
실시예에서, 로봇 시스템은 간헐적으로, 특히 냉각 유체가 제공되지 않는 제2 지속시간과 교대로 냉각 유체가 제공되는 제1 지속시간으로, 도구에 냉각 유체를 제공하도록 구성된 냉각제 공급 유닛을 포함하며, 특히, 제1 지속시간이 발생한 후의 시간 기간은 1초와 10초 사이, 특히 2초와 5초 사이에 있다.
환언하면, 냉각 유체가 제공되는 제1 지속시간은 냉각 유체의 펄스에 대응하며, 펄스는 시간 주기에 따른 주기 길이로 반복될 수 있다.
냉각 유체의 흐름이 간헐적이면 도구와 공작물 사이에 유체의 쿠션(cushion of fluid)이 생성 및 유지되어 도구의 작동이 손상되는 것(장애가 있는 것)을 방지할 수 있다. 냉각 유체 펄스 동안 도구의 작동으로 인한 파편이 씻겨 나갈 수 있다.
실시예에서, 로봇 시스템 또는 냉각제 공급 유닛은 도구 온도를 측정하도록 구성된 감지 유닛 및 측정된 도구 온도에 따라 도구로의 냉각 유체의 흐름을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다.
이것은 도구와 공작물 사이의 작업 조건에 따라 달라지는 실제 냉각 요구 사항에 따라 냉각제의 흐름을 조정하는 것을 가능하게 한다.
흐름을 제어하는 것은 흐름을 지속적으로 변화시키거나, 특히 흐름을 켜고 끄는 것, 즉 맥동 흐름(pulsating flow)에 의해 개별(이산) 단계(discrete steps)로 수행될 수 있다. 후자의 경우 제어기(controller)는 펄스 폭, 또는 펄스 주파수 또는 냉각제 펄스를 설정할 수 있다.
실시예에서, 감지 유닛은 도구 진동의 드라이버 주파수(driver frequency of oscillation)에 기초하여 도구 온도를 결정하도록 구성되며, 진동의 드라이버 주파수는 도구의 실제 공진 주파수(actual resonance frequency)에 지속적으로 적응된다.
이것은 도구의 온도가 도구의 기계적 특성, 특히 그 길이에 영향을 미치며, 이에 의해 도구의 실제 공진 주파수에 영향을 미친다는 관찰을 기반으로 한다. 실제 공진 주파수는 동작 주파수를 도구의 실제 공진 주파수에 자동으로 맞추는 초음파 드라이버를 사용하여 결정될 수 있다. 이 자동 주파수 적응은 기존의 많은 초음파 드라이버들의 특징이다.
그 결과, 초음파 드라이버의 실제 동작 주파수에 따라 냉각제의 흐름이 제어될 수 있다.
여기에 설명된 바와 같은 도구에 냉각 유체를 간헐적으로 제공하는 것 및/또는 유체의 흐름을 제어하는 것 및/또는 온도를 측정하는 것은 로봇 시스템이 존재하지 않는 설정의 일부인 냉각제 공급 유닛에 의해 또한 구현될 수도 있다.
추가 실시예는 종속 특허 청구항에서 명백하다. 방법 청구항의 특징은 장치 청구항의 특징과 결합될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
본 발명은 배경기술에서 언급한 단점을 극복하는 초기에 언급된 유형의 초음파 도구(ultrasonic tool)를 창출하는 효과가 있다. 또한 본 발명은 상기 도구를 제조하는 방법을 창출하는 효과가 있다.
본 발명의 내용은 개략적으로 도시된 첨부 도면에 예시된 예시적인 실시예를 참조하여 이하 텍스트에서 더 상세하게 설명될 것이다:
도 1 내지 도 4는 일 실시예에 따른 블레이드의 상이한 도면 및 섹션을 도시하며;
도 5 내지 도 8은 서로 다른 채널 형상을 갖는 블레이드 레이어(층)를 도시하며;
도 9 내지 도 14는 추가 실시예를 각각의 단면도 및 입면도로 도시하며;
도 15 내지 도 16은 추가 실시예를 입면도로 도시하며;
도 17은 추가적인 실시예에 대해 제1 블레이드 층 단독으로 및 제2 블레이드 층과의 조합으로 도시하며;
도 18 내지 도 19는 도구의 평평한 섹션으로 유체를 안내하기 위한 축방향 중공 니들을 갖는 실시예를 도시한다.
원칙적으로, 동일한 부품에는 도면에서 동일한 참조 부호가 제공된다.
도 1 내지 도 4는 일 실시예에 따른 블레이드의 상이한 도면 및 섹션을 도시한다. 도 1은 사시도를 도시하고, 도 2는 블레이드(10)가 놓이는 평면에 수직인 뷰를 갖는 종단면을 도시하고, 도 3은 상기 평면에 평행한 뷰를 갖는 종단면을 도시하고, 도 4는 분해도를 도시한다.
블레이드(10)는 부착 섹션(attachment section)(14)에 의해 유지되는 평평한 섹션(flat section)(11)을 포함한다. 평평한 섹션(11)은 작업 섹센(working section), 즉 재료, 특히 뼈 및/또는 연조직을 절단 또는 연마하기 위한 작업 섹션을 구성한다. 평평한 섹션(11)은 제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113)을 포함하며, 바람직하게는 금속으로 된 평평한 부분(피스)이다. 두 층은 예를 들어 용접에 의해 서로 결합(접합)된다. 대응하는 웰드 라인(24)은 점선으로 표시된다. 그들은 종방향 제1 에지(25) 및 제2 에지(26)에 인접하여 이어진다. 층들 중 적어도 하나는 평평한 섹션(11)의 길이를 따라 채널(20)을 형성하는 리세스(recess)를 포함한다. 채널(20)은 부착 섹션(14)을 통해 제공되는 냉각제를 안내, 분배 및 디스펜싱하는 역할을 할 수 있다.
부착 섹션(14)에 의해, 블레이드(10)는 예를 들어 도시된 바와 같은 외부 스레드(outer thread)(15) 또는 내부 스레드(inner thread)에 의해 초음파 진동 발생기(ultrasonic vibration generator)에 부착될 수 있다.
유체의 수송(transporting) 및 디스펜싱(dispensing)은 블레이드(10) 및 특히 평평한 섹션(11)의 초음파 진동에 의해 야기되는 펌핑 효과(pumping effect)에 의해 향상되거나 촉진될 수 있다.
근위 단부에서, 평평한 섹션(11)은 부착 섹션(14)의 일부인 부착 본체(131)에 위치된 클램핑 슬릿(clamping slit)(135)에 클램핑된다.
부착 섹션(14)을 가열하고, 부착 섹션(14)이 뜨거울 때 평평한 섹션(11)을 삽입하고, 부착 섹션(14)을 다시 냉각함에 의해 압입(press fit)을 생성함에 의해 평평한 섹션이 클램핑 슬릿(135)에 클램핑될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이 연결은 용접, 납땜, 접착 등과 같은 본딩에 의해 이루어질 수 있다.
링(130)은 부착 본체(131) 둘레에 끼워지며 부착 본체(131)에 의해 평평한 섹션(11)에 가해지는 클램핑력을 추가할 수 있다. 링(130)은 또한 부착 섹션(14)의 종방향 도관(32)으로부터 평평한 섹션(11)의 채널(20)로(또는 다른 방향으로) 유체를 안내하기 위한 도관을 폐쇄하는 역할을 한다. 도관은 부착 본체(131)의 원주(둘레) 상의 한 지점에서 시작하여 평평한 섹션(11)으로 이어지는 방사형 도관(133) 및 종방향 도관(32)의 일부가 되는 경사진 도관 섹션(132)을 기계 가공함에 의해 형성된다. 기계 가공 후, 2개의 도관은 링(130)에 의해 폐쇄된다.
방사상 도관(133)에 의해, 유체는 제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113) 중 하나의 측면으로부터 채널(20)로 안내된다. 이것은 평평한 섹션(11)의 상대적으로 얇은 근위 에지를 통해 유체를 안내하는 것보다 더 신뢰 가능하며 달성하기 더 쉽다.
평평한 섹션(11) 및 부착 섹션(14) 및 링(130)과 같은 블레이드(10)의 주요 부분은 일반적으로 티타늄 및/또는 의료용 스테인리스 스틸로 제조된다. 일부 부품은 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다.
실시예에서, 평평한 섹션(11)와 링(130)은 스테인리스 스틸로 제조되고 부착 섹션(14)도 스테인리스 스틸로 제조된다. 압입을 생성할 때, 부착 섹션(14)은 평평한 섹션(11)을 삽입하기 전에 예를 들어 섭씨 400 내지 500도로 가열된다.
채널(20) 또는 대응하는 리세스 또는 리세스들은 에칭, 레이저 인그레이빙(laser engraving), 전기화학적 가공 및 기타 방법에 의해 성형될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 상이한 채널과 블레이드 형상을 갖는 블레이드 층을 도시한다. 이들 예는 블레이드(10)의 형상 및 채널(20)의 형상 모두와 관련하여 쉽게 달성될 수 있는 다양성을 예시한다. 도시된 형상은 제1 블레이드 층(112), 제2 블레이드 층(113) 또는 둘 다의 리세스를 나타낸다. 웰드 라인(24)은 채널(20)의 형상 및/또는 블레이드의 외부 윤곽에 따라 조정된다. 도 5는 블레이드 입구(134)로부터 전방 에지(27)로 이어지는 직선 채널(20)을 도시한다. 도 6은 전방 에지(27)에 있는 출구에 더하여 제1 에지(25) 및 제2 에지(26)를 따라 출구로 이어지는 측면 채널로 분기되는 채널(20)을 도시한다. 웰드 라인(24)은 측면 채널을 가로지르는 곳에서 중단된다. 도 7은 전방 에지(27)를 향해 넓어지는 블레이드 입구(134)로부터 전방 에지(27)로 이어지는 채널(20)을 도시한다. 도 8은 블레이드 입구(134)로부터 전방 에지(27)로 이어지는 직선 채널(20)과 함께 진동할 때 절단 작용을 수행하도록 성형된 전방 에지(27)를 갖는 평평한 섹션(11)을 도시한다.
도시되지 않은 실시예에서, 2개 이상의 개별 채널(20)이 존재한다. 별도의 채널은 평평한 섹션(11)을 따라 냉각제를 고르게 분배하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 이들은 상이한 목적을 위해 사용될 수 있다: 적어도 하나의 냉각제 채널은 평평한 섹션(11)에 냉각제를 제공하기 위해 사용될 수 있고, 적어도 하나의 흡입 채널은 평평한 섹션(11)을 둘러싸는 영역으로부터 재료를 흡입하기 위해 사용될 수 있다.
2개의 채널(20)은 전형적으로 서로에 대해 측방향으로 변위된다. 2개의 방사상 도관(radial conduit)(133)이 존재할 수 있고, 각각은 2개의 채널 중 하나로 이어진다. 2개의 방사상 도관(133)은 동일한 측 또는 반대 측으로부터 평평한 섹션(11)으로 이어질 수 있다. 따라서, 후자의 경우에, 방사상 도관(133) 중 하나는 제1 블레이드 층(112)의 블레이드 입구(134)를 통해 이어지고, 다른 하나는 제2 블레이드 층(113)의 블레이드 입구(134)를 통해 이어진다. 다른 실시예에서, 채널 중 하나는 부착 본체(131) 내의 축방향으로 향하는 (또는 종방향) 채널과 액체 연통한다.
도 1 내지 도 8은 뭉툭한(무딘) 것으로 단순화된 표현으로 블레이드의 에지를 도시한다. 실제 실시예에서, 에지는 날카로울 수 있으며 및/또는 아래에 도시된 바와 같이 톱니 또는 노치를 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 16은 블레이드(10)의 평평한 섹션(11)의 횡단면도 및 입면도를 도시하며, 일반적으로 제1 종방향 에지(25) 및 제2 종방향 에지(26)에 인접한 종방향 웰드 라인(weld line)(24)을 갖는다. 평평한 섹션(11)의 주요 표면은 전형적으로 치형부(teeth) 또는 그루브(grooves)와 같은 구조화된 표면(structured surfaces)(23)을 포함한다. 도면은 층들 중 하나에서만 형성된 채널(20)을 도시하지만, 각각의 경우에 그것들은 두 층 모두에서 형성될 수 있음을 이해해야 한다.
일반적으로, 제1 종방향 에지(25), 제2 종방향 에지(26) 및 전방 에지(27)는 노치(21), 치형부, 톱니를 갖는 또는 블레이드로서, 또는 이들 및 심지어 다른 요소의 조합으로 상이하게 또는 동일한 방식으로 형성될 수 있다. 채널(20) 또는 채널들(20)의 형상은 그에 따라 적응된다.
도 9 내지 도 10은 단일 종방향 채널을 갖는 블레이드(10)의 평평한 섹션의 횡단면도 및 입면도를 도시한다. 채널(20)의 상응하는 형상은 도 5 또는 도 7과 같을 수 있다.
도 11 내지 도 12는 단일 채널(20)(미도시) 또는 2개의 평행 채널(20)에 대한 개구를 구성하는 구멍(22)이 존재하는 블레이드(10)의 평평한 섹션의 횡단면 및 입면도를 도시한다. 각 채널은 두 층들 중 해당하는 층에서 형성된다. 따라서 단일 유형의 층만 제조될 필요가 있다. 구멍의 에지는 절단(커팅) 효과를 가질 수 있다. 구멍(22)의 직경은 평평한 섹션(11)의 길이를 따라 냉각제 흐름의 분포를 제어하기 위해 종방향으로 변화된다. 이는 흐름을 고르게 분포시키는 역할을 할 수 있다.
도 13 내지 도 14는 블레이드(10)의 평평한 섹션의 횡단면도 및 입면도를 도시하며, 여기에서 노치(21)는 제1 에지(25) 및/또는 제2 에지(26) 및/또는 전방 에지(27) 중 하나 이상에 존재한다. 노치(21) 한편으로는 절단을 위한 톱니 모양의 역할을 하고, 다른 한편으로는 냉각제를 채널(20) 밖으로 안내하는 도관 역할을 한다. 채널(20)의 해당 형상은 도 6과 같을 수 있다.
도 9 내지 도 14는 웰드 라인(24), 구조화된 표면(23), 구멍(22) 및 노치(21)와 같은 요소를 개별적으로 도시한다. 다른 실시예에서, 이들은 결합된다. 예를 들어, 도 15에 따르면, 노치(21)는 제1 에지(25)에 존재하고, 구멍(22)은 제2 에지(26) 근처에 배열되며, 제2 에지(26)는 절단(커팅) 에지로서 성형될 수 있다. 상응하게 성형된 채널(20)(미도시)은 구멍(22) 및 노치(21)와 유체 연결되도록 배열된다.
다른 실시예에서, 그들 사이의 채널(20)의 형상에 따라 2개 이상의 웰드 라인(24)이 존재한다. 웰드 라인(24)은 평평한 섹션(11)의 구조를 강화하기 위해 사용될 수 있고 이에 따라 특히 기생 측면 진동(parasitic lateral oscillations)을 감소시킴으로써 고유 진동 주파수를 수정한다. 도 16은 피시본 패턴(fishbone pattern)의 웰드 라인(24)을 도시한다.
도 17은 제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113)이 각각 부착 섹션(14)의 일부를 포함하는 추가 실시예를 도시하며, 이것은, 층을 결합할 때, 원통형 및 특히 관형 부착 섹션(14)을 형성한다. 관형 섹션은 하나 이상의 채널(20)(미도시)과 액체 연통(소통)한다. 두 층은 몰딩 또는 딥 드로잉으로 제조될 수 있다.
도 17 및 도 19는 냉각제가 중공 니들(28)에서 평평한 섹션(11)을 통해 안내되는 추가 실시예를 도시한다. 중공 니들은 블레이드(10)의 종방향으로 연장된다. 평평한 섹션(11)에서, 그것은 채널(20) 내에 놓인다. 예시의 목적을 위해, 도면은 중공 니들(28)과 평평한 섹션(11)의 일부 사이의 갭을 도시한다. 그러나 특히 중공 니들(28)은 열 전달을 가능하게 하기 위해 평평한 섹션(11), 즉 제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113)과 밀접하게 접촉하도록 배열 및/또는 형상화될 수 있다. 실시예에서, 양호한 열 전도성을 갖는 충전제가 중공 니들(28)과 평평한 섹션(11) 사이에 배치된다. 중공 니들(28)은 평평한 섹션(11)으로부터 부착 섹션(14)으로 연장되며, 예를 들어 압입(press fit)에 의해 안착될 수 있다. 이는 부착 섹션(14)으로부터 평평한 섹션(11)으로의 액밀 도관(liquid-tight conduit)을 가능하게 한다.
구멍(22) 및 노치(21)와 같은 컷아웃은 특히 평평한 섹션(11) 또는 층의 형상이 기계가공될 때 동시에, 예를 들어 스탬핑 또는 레이저 절단에 의해 기계가공될 수 있다. 구조화된 표면(23)과 같은 다른 더 작은 구조는 레이저 인그레이빙(laser engraving) 또는 에칭(etching)에 의해 생성될 수 있다. 컷아웃 및 다른 구조는 제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113)을 서로에 대해 용접하기 전 또는 후에 제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113)에 생성될 수 있다.
구조화된 표면(23)은 평평한 섹션(11)을 형성하기 위해 블랭크를 평평하게 하는 과정에서 생성될 수 있다.
블레이드(10)는 동작 주파수가 26 kHz인 초음파 드라이버로 작동될 수 있다.
본 발명이 본 실시예에서 설명되었지만, 본 발명이 이에 제한되지 않고 청구범위의 범위 내에서 달리 다양하게 구현되고 실행될 수 있음이 명백히 이해된다.

Claims (41)

  1. 초음파 기구에 사용하기 위한 초음파 절단(커팅) 도구로서, 상기 도구는 적어도 제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113)으로 제조된 평평한 섹션(11)을 포함하는 블레이드(10)이며, 제1 및 제2 블레이드 층 각각은 서로 평행하게 배열되며 서로 또는 하나 이상의 중간층에 결합되는 평평한 판이며, 특히 적어도 하나의 블레이드는 금속 또는 세라믹 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단(커팅) 도구.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 블레이드 층(112) 또는 제2 블레이드 층(113) 또는 둘 모두는 다른 블레이드 층을 향하여 배향된 면 상에, 블레이드(10)를 따라 유체를 안내하기에 적합한 채널(20)을 정의하는 리세스를 포함하며, 특히 리세스는 서브트랙티브 공정, 특히 기계 가공 또는 포토 에칭에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113)은 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)은 하나 이상의 웰드 라인(24)을 포함하고, 이에 의해 제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113)이 서로에 대해 놓이는 면에서 제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113)이 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  5. 제4항에 있어서,
    웰드 라인(24)은 평평한 섹션(11)이 연장되는 종방향을 따라 진행하고, 특히 하나의 웰드 라인(24)은 제1 종방향 에지(25)에 인접하여 진행하고 또 다른 웰드 라인(24)은 평평한 섹션(11)의 제2 종방향 에지(26)에 인접하여 진행하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    웰드 라인(24)은 채널(20)의 섹션을 가로지르는 위치에서 중단되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)은 블레이드(10)를 초음파 발생기에 부착하기 위한 부착 섹션(14)에 결합되며, 특히 부착 섹션(14)은 회전 대칭 몸체를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  8. 제7항에 있어서,
    평평한 섹션(11)은 특히 압입 끼워맞춤으로 부착 섹션(14)의 클램핑 슬릿(135)에 유지되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  9. 제8항에 있어서,
    평평한 섹션(11)은 클램핑 슬릿(135)에 유지되는 영역에서 제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113) 중 적어도 하나는 채널(120)과 액체 연통하는 블레이드 입구(134)를 구성하는 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  10. 제9항에 있어서,
    부착 섹션(14)은 블레이드 입구(134)와 액체 연통하는 방사형 도관(133)을 포함하고, 특히 방사형 도관(133)은 종방향 도관(32)과 액체 연통하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    부착 섹션(14)은 클램핑 슬릿(135)이 배열되는 부착 본체(131)를 포함하고, 특히 부착 본체(131)를 압축하기 위해 부착 본체(131) 주위에 링(130)이 배열되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  12. 제10항에 따른 제11항에 있어서,
    링(130)은 방사형 도관(133)을 위한 밀봉부 역할을 하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    중공 도관 또는 니들(28)이 채널(20)에 배열되고 중공 니들(28)과 부착 섹션(14) 사이에 액밀 연결로 평평한 섹션(11)에서 부착 섹션(14)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    부착 섹션(14)은 내부 나사산 또는 외부 나사산(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)은 하나 이상의 채널(20)과 유체 연통하는 하나 이상의 구멍(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)의 하나 이상의 에지(25),(26),(27)는 치형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)의 하나 이상의 에지(25),(26),(27)는 커팅 에지를 구성하도록 기계가공되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)의 하나 이상의 에지(25),(26),(27)는 하나 이상의 채널(20)과 액체 연통하는 개구부를 구성하는 하나 이상의 노치(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)의 외부 표면은 특히 치형부 또는 그루브를 갖는 구조화된 표면(23)을 포함하도록 기계가공되는 것을 특징으로 하는 초음파 절단 도구.
  20. 특히 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 블레이드(10)를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    Figure pct00007
    제1 블레이드 층(112) 및 제2 블레이드 층(113)을 제공하는 단계;
    Figure pct00008
    제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113)을 서로 결합하고, 이에 의해 블레이드(10)의 평평한 섹션(11)을 형성하는 단계;
    Figure pct00009
    부착 섹션(14)의 클램핑 슬릿(135)에 평평한 섹션(11)을 클램핑함에 의해 평평한 섹션(11)을 부착 섹션(14)에 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  21. 특히 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 블레이드(10)를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    Figure pct00010
    제1 블레이드 층(112), 제2 블레이드 층(113) 및 하나 이상의 추가 블레이드 층을 제공하는 단계;
    Figure pct00011
    제 1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113) 및 하나 이상의 추가 블레이드 층을 서로 결합하고, 이에 의해 블레이드(10)의 평평한 섹션(11)을 형성하는 단계;
    Figure pct00012
    평평한 섹션(11)을 부착 섹션(14)의 클램핑 슬릿(135)에 클램핑함에 의해 평평한 섹션(11)을 부착 섹션(14)에 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113) 및 선택적으로 추가 블레이드 층 중 적어도 하나는 블레이드(10)에서 채널(20) 역할을 하는 리세스 또는 컷아웃을 포함하며, 그리고 여기서
    Figure pct00013
    제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113) 및 선택적으로 하나 이상의 추가 블레이드 층을 서로 결합하는 경우, 제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113) 사이에 리세스 또는 컷아웃이 배치되는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  23. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    Figure pct00014
    제1 블레이드 층(112)과 제2 블레이드 층(113) 및 선택적으로 하나 이상의 추가 블레이드 층을 서로 결합하는 경우, 적어도 하나의 중공 니들(28)이 2개의 층 사이에 배열되며;
    Figure pct00015
    평평한 섹션을(11)을 부착 섹션(14)에 결합하는 경우, 평평한 섹션(11) 밖으로 연장되는 종공 니들(28)의 섹션은 부착 섹션(14)에 삽입되고 그들 사이에 유밀 연결이 설정되는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    평평한 섹션(11)을 부착 섹션(14)에 결합하는 단계는 부착 섹션(14)을 가열하는 단계, 부착 섹션(14)의 클램핑 슬릿(135)에 평평한 섹션(11)을 삽입하는 단계, 및 부착 섹션(14)을 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  25. 제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    부착 섹션(14)과 적어도 하나의 블레이드 층을 통해 구멍을 가공하는 추가 단계를 포함하여, 채널(20)과 액체 연통하는 방사형 도관(133)을 생성하는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  26. 제9항에 따른 도구를 제조하기 위한 제25항에 따른 방법에 있어서,
    방사형 도관(133) 및 종방향 도관(32)의 경사 부분(132)은 부착 섹션(14)의 부착 본체(131)의 원주(둘레) 위치에서 시작하여 가공되고, 이어서 방사형 도관(133)과 종방향 도관(32) 사이에 폐쇄된 도관을 생성하도록 덮이는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    방사형 도관(133) 및 종방향 도관(32)의 경사 부분(132)은 부착 본체(131) 주위에 링(130)을 장착함에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  28. 제20항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    블레이드 층(112, 113)을 제공하는 단계는 적어도 하나의 층에 바람직하게는 롤투롤 공정으로 포토 에칭에 의해 채널(20)을 정의하는 리세스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 제조 방법.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 절단 도구가 장착되도록 구성된 로봇 시스템으로서, 로봇 시스템은 물체 또는 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    매니퓰레이터 암을 포함하며 여기에 도구가 부착되고 이에 의해 도구가 이동 가능하며, 도구에는 매니퓰레이터 암을 통해 냉각 유체가 제공되며, 특히 냉각 유체 도관은 매니퓰레이터 암의 적어도 하나의 최원위 링크의 케이싱 내부에 배열되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  31. 제29항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    공작물에 적용되는 영역으로부터 도구를 후퇴시키지 않고(도구를 빼지 않고) 중단되지 않은 시퀀스로 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    도구를 후퇴시키지 않고 도구의 2개 이상의 상이한 기능을 사용하여 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍되며, 특히 기능은 재료의 절단, 톱질, 파일링, 및 흡인인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  33. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    공작물의 상이한 면들, 특히 그 표면 법선이 서로에 대해 45도 이상 또는 90도 이상의 각도로 배향되는 공작물의 표면들을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  34. 제29항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2분 또는 3분 또는 4분 또는 5분 또는 6분의 중단되지 않은 시퀀스로 공작물을 기계 가공하기 위해 도구를 적용하도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  35. 제29항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    도구는 줄(file), 톱(saw) 또는 나이프(knife) 중 적어도 2개의 기능을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    도구는 동일한 기능을 갖지만 상이한 매개변수를 갖는 적어도 2개의 변형을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  37. 제29항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    공작물에 도구에 의해 가해지는 도구 힘을 측정하도록 구성되고 측정된 도구 힘에 따라 도구의 운동을 제어하도록 구성되는 감지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  38. 제29항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    간헐적으로, 특히 냉각 유체가 제공되지 않는 제2 지속시간과 교대로 냉각 유체가 제공되는 제1 지속시간으로, 도구에 냉각 유체를 제공하도록 구성되며, 특히, 제1 지속시간이 발생한 후의 시간 기간은 1초와 10초 사이, 특히 2초와 5초 사이에 있는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  39. 제29항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    도구 온도를 측정하도록 구성된 감지 유닛 및 측정된 도구 온도에 따라 도구로의 냉각 유체의 흐름을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    감지 유닛은 도구 진동의 드라이버 주파수에 기초하여 도구 온도를 결정하도록 구성되며, 진동의 드라이버 주파수는 도구의 실제 공진 주파수에 지속적으로 적응되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  41. 제29항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    초음파 드라이버의 실제 동작 주파수에 따라 도구로의 냉각 유체의 흐름을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
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