KR20230128030A - 성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 방법 및 디바이스 Download PDF

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KR20230128030A
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KR
South Korea
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molded parts
inductor
contact surfaces
mechanical fastener
heated
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KR1020237024091A
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English (en)
Inventor
마르텐 라보더스
Original Assignee
코크 앤 반 엔젤렌 콤포시트 스트럭쳐스 비.브이.
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Abstract

성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 디바이스가 설명된다. 디바이스는 가압 바디, 성형 파트들에 대해, 또는 그 반대로, 압력 하에서 용접에 의해 융합될 성형 파트들의 접촉 표면들을 합치기 위해 가압 바디의 가압 표면을 이동시키도록 구성된 제 1 변위 수단, 가압 바디에 제공되고 적어도 성형 파트들의 접촉 표면들에 전자기장을 발생시키도록 구성된 인덕터, 및 인덕터에 의해 발생된 상기 전자기장에 의해, 또는 다른 수단에 의해 가열되도록 구성된 기계적 패스너, 및 상기 성형 파트들을 향해 상기 기계적 패스너를 이동시키도록 구성되고, 상기 성형 파트들의 상기 접촉 표면들보다 더 먼 위치로 가열된 상기 기계적 패스너를 합쳐진 성형 파트들 안으로 구동하는 제 2 변위 수단들을 포함한다. 디바이스를 사용하여 성형 파트들을 전자기 용접하는 방법도 개시되어 있다.

Description

성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 방법 및 디바이스
발명은 성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 방법, 및 전자기 스폿 용접 디바이스에 관한 것이다. 본 출원의 맥락에서 스폿 용접은 교류 전압 하에서 전자기장을 발생시키는 고정 인덕터를 제공함으로써 용접의 일 지점에서 불연속 용접을 생산한다. 이는 인덕터가 용접 궤적을 따라 함께 용접될 성형 파트들 위로 이동되는 연속 용접과 대조된다. 스폿 용접과 연속 용접은 비교될 수 없다. 예를 들어, 용접될 성형 파트들에서의 열 생성은 완전히 다를 수 있다.
예를 들어 섬유 강화 열가소성 수지 또는 열경화성 복합 파트들과 같은 성형 파트들을 합치기 위한 많은 기술이 존재한다. 기계적 패스닝 및 접착 본딩은 전통적으로 성형 파트들의 두 접촉 표면들을 합치는 데 사용된다. 그러나, 기계적 패스닝 및 접착 본딩은 모두 비용과 시간이 많이 소요되는 것으로 보인다. 예를 들어, 기계적 패스닝은 고가의 홀 로케이팅, 드릴링, 시밍(shimming) 및 패스너 설치를 필요로 하며, 접착 본딩은 화학 물질들을 포함함 수 있는 복잡한 표면 전처리들을 필요로 한다.
전자기 용접은 별도의 패스너들의 사용을 없앨 수 있고, 상대적으로 빠른 속도에서, 전처리가 만약 있더라도 거의 없이, 성형된 복합 파트들의 접촉 표면들을 합칠 수 있는 가능성을 잠재적으로 제공한다. 전자기 용접은, 성형 파트(들)의 열 용융 가능한 커플링 수단의 용융 온도 이상으로 커플링 수단을 가열하기 위해, 하나 이상의 성형 파트(들)의 유도 감응 컴포넌트에 전자기장을 발생시킨다. 성형 파트들의 접촉 표면들은 용융 커플링 수단에 의해 서로 합쳐진다. 커플링 수단은 예를 들어 합쳐질 하나 이상의 파트들의 열가소성 수지일 수 있거나, 별도로 도포된 열가소성 수지일 수 있다. 열가소성 및 열경화성 성형 파트들을 함께 용접하기 위해, 유도 감응 컴포넌트가 녹는 열가소성 수지는 예를 들어 핫멜트 접착제로 기능할 수 있다.
섬유 강화 복합 성형 파트들과 같은 성형 파트들 사이에 스폿 용접 연결을 만들기 위해 여러 용접 방법들은 이용 가능하다. 저항 용접에서는, 용접 요소로 작용하기 위해 이물질은 첨가되어야 한다. 전도 용접의 경우, 복합 파트들 또는 라미네이트들이 전체적으로 가열되는 결과 표면에 툴 프린트를 야기하고, 초음파 용접은 특정 에너지 디렉터 재료가 필요하며, 예를 들어 기하학적 공차 및 부분 재결정화에 매우 민감하다. 알려진 전자기 스폿 용접 방법들은, 특히 항공 산업과 같이 용접 연결부의 상대적으로 높은 기계적 강도와 하중 지지 용량이 요구되는 고급 응용 분야들에서, 열등한 품질의 합쳐진 제품들을 생성할 수 있다.
또 다른 문제는 (스폿) 용접 연결부들이 용접된 성형 파트들의 일 평면에 수직인 방향으로 충분한 강도를 제공하지 못할 수 있다는 것이다. 소위 평면 외(out-of-plane) 하중들은 (스폿) 용접된 성형 파트들(의 부분들)을 박리(delaminate)하는 경향이 있다.
발명의 목적은 성형 파트들의 스폿 용접을 위한 개선된 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. 발명의 또 다른 목적은, 평면 외 하중들 및 박리에 대해 저항이 증가된 용접 성형 파트들을 생산할 수 있는, 성형 파트들의 스폿 용접을 위한 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다.
발명은 이러한 목적을 위해 청구항 1에 따른 성형 파트들의 전자기 스폿 용접 장치를 제공한다. 발명된 디바이스는
- 가압 바디,
- 성형 파트들에 대해, 또는 그 반대로, 압력 하에서 용접에 의해 융합될 성형 파트들의 접촉 표면들을 합치기 위해 가압 바디의 가압 표면을 이동시키도록 구성된 제 1 변위 수단;
- 가압 바디에 제공되고 적어도 성형 파트들의 접촉 표면들에 전자기장을 생성하도록 구성된 인덕터;
- 인덕터에 의해 발생된 전자기장에 의해, 또는 다른 수단에 의해 가열되도록 구성된 기계적 패스너, 및
- 성형 파트들을 향해 기계적 패스너를 이동시키도록 구성되고, 성형 파트들의 접촉 표면들보다 더 먼 위치로 가열된 기계적 패스너를 합쳐진 성형 파트들 안으로 구동하는 제 2 변위 수단들
을 포함한다.
발명의 장치로, 스폿 용접은 효과적으로 강화될 것이고, 특히 접촉 표면들과 0이 아닌 각도로 연장하는 평면 외 방향으로 효과적으로 강화될 수 있다. 용접하는 동안, 기계적 패스너는 인덕터에 의해 발생되는 전자기장에 의해, 또는 다른 수단에 의해 가열된다. 그런 다음 가열된 기계적 패스너는 가열된 성형 파트들을 향해 제 2 변위 수단에 의해 이동되고, 성형 파트들의 접촉 표면들보다 더 먼 위치로 합쳐지고 가열된 성형 파트들 안으로 기계적 패스너가 구동된다. 스폿 용접 후, 동시에 기계적 패스너를 성형 파트들에 제공하고 기계적 패스너 및 성형 파트들을 냉각하면, 평면 외 기계적 강도가 개선된 합쳐진 어셈블리가 얻어진다.
가열되어 이로 인해 상대적으로 부드러운 성형 파트들 안으로 기계적 패스너가 구동되기 때문에, 성형 파트들의 강화 섬유들은 상대적으로 쉽게 이탈되고 기계적 패스너에 의해 생성된 캐비티 주위에 형성된다. 이는 예를 들어 중실한 성형 파트들에 홀을 보링(boring)하여 기계적 패스너를 제공하는 것보다 더 많은 이점을 제공한다. 이러한 보링은 실제로 강화 섬유들을 절단하고 이는 홀 주위의 성형 파트들의 강도를 낮춘다.
발명된 디바이스의 일 실시 예에서, 제 2 변위 수단들은 바람직하게는 접촉 표면들과 0이 아닌 각도 하에서 일 방향으로, 더 바람직하게는 접촉 표면들에 거의 수직인 방향으로, 합쳐진 성형 파트들 안으로 가열된 기계적 패스너를 구동하도록 구성된다.
실용적인 실시 예는, 가압 바디는 가압 표면까지 연장하는 캐비티, 선택적으로 중앙 캐비티를 갖고, 제 2 변위 수단들은 캐비티를 통해 기계적 패스너를 이동시키도록 구성된 디바이스에 관한 것이다.
기계적 패스너의 기하학적 형상은 제한되지 않으며, 목적에 적합한 임의의 기하학적 형상은 사용될 수 있다. 그러나 개선된 실시 예는 기계적 패스너에 합쳐진 성형 파트들의 평면 외 하중을 받도록 구성된 기하학적 형상을 제공한다. 이 목적은 예를 들어 샤프트 위로(over) 일정 거리를 두고 옆으로 돌출하는 샤프트 및 헤드 형태의 기계적 패스너를 제공함으로써 달성될 수 있다. 헤드는 스폿 용접 중에 일정 거리를 두고 어셈블리 상단에 있는 성형 파트 안으로 구동될 것이다. 이는 그 후 헤드가 상기 성형 파트와 적어도 부분적으로 통합되기 때문에, 냉각 후에 추가의 평면 외 강도를 제공한다.
다른 기하학적 특징들은, 예를 들어 스크류에서 관찰되는 것과 같이, 측방향 연장부들을 샤프트에 제공하는 것일 수 있다. 그러나 나선을 형성하지 않는 다른 연장부들도 사용될 수 있다. A
위의 특징들은 또한 합쳐진 성형 파트들에서 셀프 로킹되도록 구성되는 기계적 패스너를 제공할 수 있다.
발명에 따른 디바이스는 가압 바디에 의해 스폿 용접될 성형 파트들 상으로(onto) 압력을 가한다. 디바이스의 다른 실시 예는 제 1 변위 수단에 반대되는 합쳐진 성형 파트들의 일 사이드에 있는 수동 또는 능동 역압 수단을 포함한다.
실제 실시 예에서 청구된 바와 같은 디바이스는 로봇 암 또는 다른 도구의 일 단에 엔드 이펙터로서 제공된다. 이것은 복수 개의 스폿 용접들을 달성하기 위해 합쳐진 성형 파트들 상에(on) 가압 바디를 정확하게 위치시키게 한다.
하나 이상의 성형 파트들은 바람직하게는 융합에 의해 용접될 수 있는 열가소성 재료로 제조되지만, 열 커플링 수단으로서 성형 파트들 사이의 접촉 표면 상에만 열가소성 재료 또는 열 용융 가능한 접착제를 배치하는 것도 예상할 수 있다.
이 디바이스로는 빠르고 효율적인 방식으로 성형 파트들 사이의 우수한 품질의 스폿 용접 연결을 실현할 수 있으며, 스폿 용접 제품은 특히 우수한 기계적 하중 지지 용량을 갖는다. 성형 파트들은 열 용융 가능한 커플링 수단 및 유도 감응 컴포넌트를 포함한다. 청구된 디바이스는 가압 바디의 인덕터에 의해 적어도 성형 파트들의 접촉 표면들에 전자기장을 발생시키고, 이에 따라 유도 감응 컴포넌트를 가열함으로써 커플링 수단을 열 용융시킨다. 청구된 가압 바디의 특징을 포함하는 청구된 디바이스는, 성형 파트들에 기하학적으로 집중되어 가열된 체적을 제공하도록 구성된다.
유용한 실시 예에서, 디바이스는 가압 바디, 제 1 변위 수단, 기계적 패스너, 및 가압 바디에 제공된 인덕터 외에도, 과열에 대해 보호하도록 구성되고 인덕터의 적어도 일 부분의 주위로 가압 바디에 제공된 차폐부를 더 포함한다.
차폐부는 과열에 대해 보호하도록 구성된 인덕터의 적어도 일 부분의 주위로 제공된다. 디바이스의 예시적인 실시 예에서, 가압 바디는 가압 표면 외에 두 개의 사이드 표면들 및 가압 표면에 반대되는 상단 표면을 가지고, 차폐부는 인덕터 및 사이드 표면들 사이에 위치된다.
차폐부의 재료는 바람직하게는 단열재이다. 차폐부가 제조될 수 있는 적합한 재료들은 자기 유전체 재료들, 및, 유기 바인더에 임베드된 전기적으로 절연된 철 입자들과 같은, 바인더에 임베드된 금속 입자들을 갖는 재료들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 이러한 재료들은 예를 들어 Fluxtrol®이라는 상품명으로 상업적으로 이용 가능하다.
또 다른 개선된 실시 예는, 디바이스를 제공하고, 인덕터는 인덕터를 냉각하도록 구성된 냉각 수단을 포함하고, 예를 들면, 냉각 수단은 시스 냉각 형태로 인덕터 주위에 제공된다.
또 다른 더욱 개선된 실시 예에서, 디바이스는, 인덕터 및 가압 표면과 직접 접촉하며 인덕터 및 가압 표면 사이에서 제공된 히트 싱크를 포함하는 것이 특징이 된다. 일 실시 예에서, 인덕터를 냉각하도록 구성된 냉각 수단을 포함하는 인덕터는 다른 실시 예에서 차폐부를 냉각하기 위해 사용될 수 있고, 또 다른 실시 예에서 히트 싱크를 냉각하기 위해 사용될 수 있다.
히트 싱크는 인덕터 및 가압 표면 양쪽에 직접 접촉하며 인덕터 및 가압 표면 사이에 제공될 수 있다. 히트 싱크의 재료는 전기적으로는 절연성이지만 열적으로는 전도성이고, 주변에서 열을 추출하도록 구성된다. 히트 싱크는 성형 파트들 상부에서 발생되는 열을 주변 공기나 인덕터의 냉각 수단으로 전달하는 수동 열교환기로 동작한다. 히트 싱크에 적합한 재료들은 열전도도는 높지만, 전기 전도성은 매우 낮다.
디바이스의 바람직한 실시 예는 인덕터의 단면 치수보다 큰 가압 표면과 접촉하는 평면 치수를 가지는 히트 싱크를 포함한다. 이 실시 예는 열전달을 향상시킬 뿐만 아니라 성형 파트들에 보다 분산되고 균일한 압력을 제공한다.
인덕터의 단면 형상과 같은, 인덕터의 형상은 원칙적으로 필요에 따라 선택될 수 있다. 단면은 예를 들어 삼각형 또는 원형일 수 있다. 유용한 일 실시 예는 인덕터가 사변형 단면을 가지는 디바이스에 관한 것이다.
인덕터의 3D 형상도 필요에 따라 선택될 수 있다. 이는 이하에 더 개시되는 일부 실시 예들에서, 인덕터가 용접 위치에서 성형 파트들을 가열하기 위해 필요할 뿐만 아니라, 디바이스의 다른 파드들을 가열하기 위해 필요할 수 있기 때문에 관련이 있을 수 있다. 따라서 일부 실시 예들에서 전자기장은 확장될 필요가 있다.
이것은 또한 가압 바디의 인덕터가 제 1 인덕터 및 제 2 인덕터, 또는 심지어 복수 개의 인덕터들을 포함하는 실시 예에서 제공될 수 있다.
인덕터는 선형 세그먼트를 가져서, 인덕터는 적어도 성형 파트들의 접촉 표면들에 실질적으로 원통형 전자기장을 발생시키도록 구성되는 디바이스가 제공될 수 있다. 이러한 방식에서, 접촉 표면은 매우 선택적인 방식으로 가열될 수 있고, 정확한 스폿 용접 연결이 얻어진다. 바람직하게는 코일형 인덕터를 제공하는 것이 가능하고, 또는 더욱 바람직하게는 기계적 패스너 및 함께 합쳐질 표면을 최적의 방법으로 가열할 수 있는 3D 형상의 인덕터를 제공하는 것이 가능하다. 이는 의도된 인덕터가 생산하는 전자기장의 형상과 연장에 따라 인덕터의 기하학적 형상을 변경하는 것과 같다. 3D 형상의 인덕터를 제조하는 적합한 방식은 3D 프린팅일 수 있다.
가압 바디의 인덕터의 위치도 필요에 따라 선택될 수 있다. 디바이스의 실제 실시 예에서, 인덕터는 가압 바디에 위치되어서, 선형 세그먼트는 가압 바디의 가압 표면에 실질적으로 평행하도록 연장한다.
발명의 다른 양태는 성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은
A) 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 장치를 제공하는 단계;
B) 성형 파트들에 대해, 또는 그 반대로, 압력 하에서 용접에 의해 융합될 성형 파트들의 접촉 표면들을 합치기 위해 제 1 변위 수단으로 가압 바디의 가압 표면을 이동시키는 단계 - 성형 파트들은 열 용융 가능한 커플링 수단 및 유도 감응 컴포넌트를 포함함 -;
C) 가압 바디의 인덕터에 의해 적어도 성형 파트들의 접촉 표면들에 전자기장을 발생시키는 단계 - 이에 따라 유도 감응 컴포넌트를 가열하여 커플링 수단을 열 용융함 -;
D) 용융된 열 용융 가능한 커플링 수단에 의해 압력 하에서 성형 파트들을 커플링 하는 단계 - 인덕터에 의해 발생된 전자기장에 의해, 또는 다른 수단에 의해 가열되도록 구성된 기계적 패스너를 더 포함하고, 제 2 변위 수단에 의해 성형 파트들로 그리고 성형 파트들의 접촉 표면들보다 더 먼 위치로 가열된 기계적 패스너를 합쳐진 성형 파트들 안으로 구동하는 방법; 및
E) 상기 수단들을 중실화(solidify)하기 위해 상기 열 용융 가능한 커플링 수단을 냉각시키는 단계를 포함한다.
이 방법에서, 성형 파트들에는 일반적으로 전기 전도성 컴포넌트, 예를 들어 금속 거즈가 제공되거나, 이 컴포넌트가 성형 파트들 사이에 배열된다. 푸코 전류 또는 와전류는 인덕터에 의해 발생되는 변동하는 전자기장에 의해 전도성 컴포넌트에 유도되고, 바람직하게는 발전기에 의해 인덕터에 교류가 공급된다. 줄 효과로 인해, 이러한 푸코 전류는 열 용융 가능한 커플링 수단을 녹이는 데 필요한 열을 발생시킨다. 스폿 용접될 위치 위에(above) 인덕터를 위치시키면, 성형 파트들이 용접 위치에서 상호 연결된다.
방법의 일 실시 예에서 실질적으로 원통형인 전자기장의 사용은, 컨트롤되고 균일하고 표적화된 가열을 가능하게 하여서, 용접될 필요가 없는 성형 파트들의 과열이 가능한 한 방지되게 한다. 과열은 인해 재료가 저하(degradation)되게 하여 구조의 의도치 않게 약화를 야기할 수 있다. 또한 원통형 전자기장은 10-20 mm까지의 폭으로 매우 좁게 만들어질 수 있다. 그러나 다른 장(field)들도 사용될 수 있고, 바람직할 수도 있다.
성형 파트들의 유도 감응 컴포넌트를 가열하기 위해, 성형 파트들은 열 용융 가능한 커플링 수단과 열 접촉해야 한다. 이것은 예를 들어 사출 성형 가능한 화합물에서와 같이, 유도 감응 컴포넌트 및 열 용융 가능한 커플링 수단을 혼합함으로써 가능하다.
사용되는 재료들에 따라, 특히 유도 감응 컴포넌트 및 이 컴포넌트로부터 인덕터까지의 거리에 따라, 적합한 전력 및 주파수는 결정될 수 있다. 주파수는 그 중에서도 전자기장의 투과력을 결정하고; 인덕터의 전력은 변동하는 전자기장의 강도를 결정하며, 이에 따라 유도 감응 컴포넌트에서 발생되는 열의 정도를 결정한다.
열 용융 가능한 커플링 수단이 열가소성 폴리머를 포함하는 것은 유리하다. 열가소성 폴리머는 융합에 의해 간단한 방식으로 커플링될 수 있다. 또한, 열가소성 폴리머를 금속 거즈 또는 탄소 섬유들과 같은 유도 감응 컴포넌트와 혼합하는 것은 쉽다. 특히 적합한 열가소성 폴리머들의 예는 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르 에테르 케톤 및 폴리페닐렌 설파이드이지만, 그 방법은 원칙적으로 임의의 열가소성 재료에 적합하다.
유도에 의해 가열 가능한 컴포넌트는 바람직하게는 탄소 섬유들 및/또는 금속을 포함한다. 이러한 재료들은 유도에 의해 쉽게 가열될 수 있으며, 전기 전도 외에 우수한 열 전도를 가지고, 발생된 열은 잘 분산된다. 열가소성 폴리머에 통합된 탄소 섬유들은 탄소 섬유들이 재료 강도 또한 개선시키기 때문에 권장된다.
방법의 또 다른 바람직한 실시 예에서 유도에 의해 가열 가능한 컴포넌트는 강자성 입자들을 포함한다. 적합한 입자들은 예를 들어 WO0185827에 기재되어 있고, 적합한 입자들은 적합한 입자들의 소위 퀴리 온도에 도달할 때 자기 쌍극자들을 잃고 더 이상 가열하지 않는다는 추가 이점을 갖는다. 이것은 과열에 대해 보호를 형성할 수 있다.
접촉 표면에 유도된 푸코 전류 또는 와전류는 성형 파트들의 형상에 의해 제한(bound)된다. 성형 파트들의 엣지들, 코너들 및 홀들은 푸코 전류의 분포에 영향을 미치고, 그래서 발생되는 열에도 영향을 미친다. 이러한 장의 방해(disruptions of the field) 용접 프로세스를 위해 가열될 필요가 없는 컴포넌트들의 가열을 초래할 수 있다. 반대로, 일부 파트들은 가열하기 어려울 수도 있다. 이러한 문제들은 열가소성 성형 파트들의 결정된 위치들에서 푸코 전류가 발생하기 시작할 수 있는 영역의 경계들을 재배치하여 해결될 수 있다. 이러한 바람직한 실시 예에서, 이전에는 가열하기 어려웠던 파트들이 그럼에도 불구하고 가열될 수 있고 의도되지 않은 위치에서의 고온이 방지될 수 있다.
발명은 인덕터에 의해 발생된 전자기장에 의해, 또는 다른 수단에 의해 가열되도록 구성된 기계적 패스너를, 제 2 변위 수단들로, 성형 파트들을 향해 이동시키고, 성형 파트들의 접촉 표면들보다 더 먼 위치로 가열된 기계적 패스너를 합쳐진 성형 파트들 안으로 구동하는 단계를 더 포함하는 방법을 포함한다.
바람직하게는, 가열된 기계적 패스너는 제 2 변위 수단들에 의해 접촉 표면들과 0이 아닌 각도 하에서 일 방향으로, 바람직하게는 접촉 표면들에 거의 수직인 방향으로, 합쳐진 성형 파트들 안으로 구동된다.
실제 실시 예에서, 가압 바디는 가압 표면까지 연장하는 캐비티를 갖고, 제 2 변위 수단들은 캐비티를 통해 기계적 패스너를 이동시킨다. 캐비티는 임의의 위치에 위치될 수 있지만 바람직하게는 가압 바디의 거의 중앙에 위치된다.
압력은 역압 수단에 의해 제 1 변위 수단에 반대되는 합쳐진 성형 파트들의 일 사이드에 가해질 수 있다.
발명에 청구된 방법에 적용에 있어, 인덕터는 교류 발전기에 연결되고, 교류 발전기는 인덕터의 전기적 연결 수단에 전기적으로 연결된다. 사용 가능한 주파수는 일반적으로 0.1-10 MHz 사이에 있다. 바람직하게는 0.1~0.5 MHz의 주파수는 사용되고, 더 바람직하게는 0.15~0.4 MHz의 주파수가 사용된다. 이러한 바람직한 주파수에서 전자기장의 침투력 및 가열 속도 사이에 최적의 균형이 달성된다.
인덕터는 바람직하게는 복수 개의 권선을 갖는다. 이러한 인덕터는 콤팩트하게 구현될 수 있고 바람직하게는 플랫한 사이드 표면들이 제공될 수 있다. 이는 정확하게 결정된 유도에 적합할 수 있다.
이는 인덕터가 실질적으로 플랫한 경우 유리하다. 이것은 예를 들어 인덕터를 하나의 평면에 놓인 전기 전도체로 구현함으로써 가능하다. 이러한 플랫 인덕터는 유난히 컴팩트하며, 매우 정밀하고 균일한 방식으로 결정된 위치에 전자기장을 적용하는 데 적합하다.
추가의 바람직한 실시 예에서, 인덕터에는 시스 냉각부와 같은 냉각 매체의 통과에 적합한 적어도 하나의 공급 채널이 제공된다. 이로써 인덕터의 온도는 사용 중에 일정하게 유지될 수 있으며, 이는 인덕터의 전기 저항에도 유리하다. 냉각 매체는 바람직하게는 열용량이 높은 물과 같은 액체이다. 유도 부분은 예를 들어 원하는 형태로 구부러진 금속 튜브일 수 있고, 이를 통해 냉각 매체가 펌핑되면서 교류 전압으로 튜브 자체의 금속을 통해 전자기장이 발생한다.
방법의 다른 바람직한 실시 예는 인덕터를 냉각시키는 E) 단계를 더 포함하는 것에 관한 것이다. 이 단계는 냉각되고 중실화된 성형 파트들 안에 기계적 패스너를 굳힌다.
바람직하게는 또한, 가압 바디에 제공된 히트 싱크에 의해 성형 파트들의 상부로부터 멀어지게 열이 전달된다. 더욱 바람직한 것은 열은 가압 바디에 제공된 차폐부에 의해 디바이스의 가열된 기계적 패스너 외의 다른 파트들로 퍼지는 것으로부터 방지되는 방법이다.
다른 바람직한 실시 예는 히트 싱크가 냉각되는 방법 및/또는 차폐부가 냉각되는 방법에 관한 것이다. 이것은 인덕터를 냉각함으로써, 바람직하게는 시스 냉각부에 의해 편리하게 수행된다.
발명은 이하의 도면들을 참조하여 설명될 것이지만, 이에 제한되지는 않는다. 도면들에서
도 1은 발명의 실시 예에 따른 디바이스가 엔드 이펙터로서 제공된 용접 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 발명의 실시 예에 따른 디바이스의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 발명의 실시 예에 따른 방법의 다른 단계에서의 도 1의 디바이스의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 발명의 실시 예에 따른 방법의 또 다른 단계에서 도 1의 디바이스의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 발명의 실시 예에 따른 방법의 또 다른 단계에서 도 1의 디바이스의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 발명의 실시 예에 따른 방법의 또 다른 단계에서 도 1의 디바이스의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 7은 발명의 실시 예에 따른 방법의 또 다른 단계에서 도 1의 디바이스의 단면도를 개략적으로 도시한다. 그리고
도 8은 발명의 실시 예에 따른 방법의 또 다른 단계에서 도 9의 디바이스의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 디바이스(1)가 제공된 스폿 용접 시스템(5)을 도시한다. 디바이스(1)는 산업용 6축 로봇(51)의 일부인 로봇 암(50)의 엔드 이펙터 역할을 한다. 로봇 암(50)은 발명에 필수적인 것이 아니고 정적 액추에이터와 같은 디바이스(1)를 위한 다른 변위 수단이 구상될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 로봇(51)은 로봇 암(50) 및 엔드 이펙터 디바이스(1) 형태의 제 1 변위 수단을, 스폿 용접이 이루어져야 하는 복수 개의 개별 위치들로, 스폿 용접될 성형 파트(2, 3)들의 어셈블리를 향해 이동시키도록 프로그래밍된다. 디바이스(1)의 가압 바디(10)에 통합된 인덕터(11)(도 2 참조)는 전자기장을 발생시키기 위한 목적으로 로봇(51) 상에(on) 배치된 교류 발전기(52)에 연결되어 작동한다. 그러나 교류 발전기(52)는 다른 곳에 위치할 수 있고, 심지어 디바이스(1)의 가압 바디(10)에 통합될 수도 있다. 도시된 실시 예에서, 역압 수단(4)은 제 1 변위 수단 또는 로봇 암(50)이 어셈블리(2, 3)에 접근하는 사이드에 반대되는 합쳐진 성형 파트(2, 3)들의 일 면에 제공된다. 역압 수단(4)은 중실(solid) 바디로 구현될 수 있거나, 합쳐진 성형 파트(2, 3)들의 상기 사이드에 대해 가압될 수 있다는 점에서 활성일 수 있다.
도 2에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 성형 파트(2, 3)들의 전자기 스폿 용접을 위한 디바이스(1)는 가압 바디(10) 및 예를 들어 로봇 암(50) 형태인 제 1 변위 수단(도 2에서 도식적으로 화살표(50)들로 표시됨)을 포함한다. 가압 바디(10)는 철과 같은 금속의 중실 블록일 수 있고, 또는 기판에 압력을 가할 수 있는 한 다른 형태로 구현될 수도 있다. 도 2의 가압 바디(10)는 가압 표면(100) 외에 두 사이드 표면(101a, 101b)들 및 가압 표면(100)에 반대되는 상부 표면(102)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 가압 바디(10)는 특정 실시 예에서 중앙 캐비티(103)를 추가로 가지고, 이하에서 더 설명되지만, 중앙 캐비티는 발명의 필수적인 특징은 아니다. 도 2는 디바이스 1의 수직 중간 평면을 통한 단면도를 나타낸다. 캐비티(103)가 전면 사이드에서 개방된 것처럼 보일 수 있지만, 실시 예에서 그것은, 예를 들어 중실 블록에 제공된 중앙 원통형 캐비티에서와 같이, 가압 바디(10) 재료에 의해 둘러싸일 것이다.
로봇 암(50)은 가압 바디(10)의 가압 표면(100)을 성형 파트(2, 3)들에 대해, 또는 그 반대로 이동시키도록 프로그래밍된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 용접에 의해 융합될 성형 파트(2, 3)들의 접촉 표면(20, 30)들은 압력 하에서 합쳐진다(아직 용접되지 않음).
도 2에 따르면, 가압 바디(10)는 가압 바디(10)에 제공된 인덕터(11)를 더 포함한다. 인덕터(11)는 적어도 성형 파트(2, 3)들의 접촉 표면(20, 30)들에서 전자기장(12)을 발생시키도록 구성된다. 도시된 실시 예에서, 인덕터(11)는 사변형 단면을 갖고, 인덕터에는 선형 세그먼트가 제공되어서, 인덕터는 적어도 성형 파트(2, 3)들의 접촉 표면(20, 30)들에 실질적으로 원통형 전자기장을 발생시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 전자기장은 용접될 위치보다 훨씬 더 연장하지 않도록 집중될 수 있다. 도 2의 선형 세그먼트(들)는 가압 바디(10)로부터 약간의 거리(104)에서 가압 바디(10)의 가압 표면(100)에 실질적으로 평행하게 연장한다. 다른 세그먼트는 가압 표면(100)으로부터 더 큰 거리(105)에 위치될 수 있다. 이 다른 세그먼트는 동일한 인덕터(11)의 부분일 수도 있고, 더 큰 높이에서 가압 바디(10)에 제공된 제 2 인덕터(11)의 부분일 수도 있다.
또한 차폐부(12)는 인덕터(11)의 적어도 일 부분의 주위로 가압 바디(10)에 제공된다. 차폐부는 과열에 대해 보호하도록 구성되고, Fluxtrol®과 같은 적절한 열 차단 재료로 만들어진다. 차폐부(12)는 판형 구조를 포함하고 인덕터(11) 및 가압 바디(10)의 사이드 표면(101a, 101b)들 사이에 위치된다.
발명의 디바이스(10)는, 가압 바디(10)에 통합되고 인덕터(11) 및 가압 표면(100) 사이에 제공되는 히트 싱크(13)를 더 포함한다. 또한 히트 싱크(13)는 인덕터(11)(의 하부 표면) 및 가압 표면(100)과 직접 접촉하도록 위치된다. 적절한 경우, 인덕터 파트(11)들 사이에 추가 히트 싱크 재료(13a)가 제공될 수도 있다. 히트 싱크(13)는 판형 구조로 구현될 수 있으며, 또한 인덕터(11)의 단면 치수(110)보다 큰 가압 표면(100)과 접촉하는 평면 치수(106)를 가질 수 있다. 히트 싱크(13)는 바람직하게는 세라믹 재료로 만들어진다.
또한 도시된 바와 같이, 인덕터(11)에는, 예를 들어 물과 같은 냉각 액체가 흐르는 도관에 의해 구현되는, 시스 냉각부(111)가 제공된다. 시스 냉각부는 인덕터(11)를 냉각할 뿐만 아니라, 차폐부(12) 및 히트 싱크(13)를 적어도 부분적으로 냉각하도록 구성된다.
도면에 도시된 실시 예는 인덕터(11)에 의해 발생된 전자기장에 의해, 또는 별도의 열, IR, ... 히터(미도시) 같은 다른 수단에 의해 가열되도록 구성된 리브된 리벳(6)(ribbed rivet) 형태의 기계적 패스너를 더 포함한다. 이 실시 예의 디바이스(1)는 또한 플런저(7) 형태의 제 2 변위 수단이 갖춰지고, 이는 - 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 - 리벳(6)을 성형 파트(2, 3)들을 향해 이동시키도록 구성되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 성형 파트(2, 3)들의 접촉 표면(20, 30)들보다 먼 위치까지 접촉 표면(20, 30)들에 거의 수직으로, 가열된 리벳(6)을 합쳐진 성형 파트(2, 3)들 안으로 구동한다. 그 결과, 리벳(6)은 합쳐지고 용접된 성형 파트(2, 3)들 안으로 용접된다. 이는 리벳(6)에 의해, 특히 평면 외 방향(8)으로, 기계적으로 강화되는 성형 파트(2, 3)들 사이의 스폿 용접 연결을 제공한다. 이 실시 예에서, 가압 바디(10)에는 선택적으로 가압 바디(10)의 가압 표면(100)까지 연장하는 중앙 캐비티(103)가 제공된다. 제 2 변위 수단 또는 플런저(7)는 캐비티(103)를 통해 리벳(6)을 이동시키도록 구성된다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 발명된 디바이스(1)를 사용하는 성형 파트(2, 3)들의 전자기 스폿 용접을 위한 다수의 방법 단계들이 도시되어 있다.
초기 단계(도 2)에서, 스폿 용접될 필요가 있는 제 1 성형 파트(2) 및 제 2 성형 파트(3)에 근접하여 디바이스(1)는 제공된다. 성형 파트(2, 3)들은 아직 서로 분리되어 있다.
후속 단계에서, 성형 파트(2, 3)들에 대해, 또는 그 반대로, 압력 하에서 스폿 용접에 의해 함께 융합될 성형 파트(2, 3)들의 접촉 표면(20, 30)들이 함께 모이거나 합쳐지도록(용접되지는 않음), 로봇 암(50)으로 가압 바디(10)의 가압 표면(100)이 이동된다. 성형 파트(2, 3)들은 인덕터(11)에 의해 생성된 전자기장의 영향 하에서 가열하기 위한 열 용융 가능한 커플링 수단 및 유도 감응 컴포넌트를 포함한다. 거기에서, 성형 파트(2, 3)들은 탄소 섬유들로 강화된 열가소성 폴리머로 제조될 수 있으며, 탄소 섬유들은 유도 감응 컴포넌트로 작용할 수 있는 반면, 열가소성 폴리머는 열 용융 가능한 커플링 수단으로 작용할 수 있다. 성형 파트(2, 3)들은 예를 들어 재료 두께가 1-3 mm인 탄소 섬유 강화 폴리페닐렌 설파이드를 포함할 수 있다. 제 1 성형 파트(2)는 접힌 엣지를 가지며, 예를 들어 보강재를 나타낼 수 있는 반면, 제 2 성형 파트(3)는 플랫한 판이다. 명백하게, 양 성형 파트(2, 3)들은 만곡되는 것과 같은 다른 형상을 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 또 다른 단계는 가압 바디(10)의 인덕터(11)로 적어도 성형 파트(2, 3)들의 접촉 표면(20, 30)들에 전자기장을 생성하는 동시에, 시스 냉각부(111)로 인덕터를 냉각시키는 단계를 포함한다. 이는 성형 파트(2, 3)들의 탄소 섬유들을 가열함으로써 양 성형 파트(2, 3)들의 체적(21)에서 성형 파트(2, 3)들의 열가소성 폴리머를 가열(그리고 어쩌면 용융)한다. 체적(21)의 온도는 전체적으로 균일하지 않을 수 있고, 체적(21)의 중앙부만이 열가소성 폴리머의 용융 온도를 초과하는 온도를 가질 수 있다. 체적(21)을 필요한 곳(용접될 스폿 주변)으로 제한하기 위해서, 원통형 전자기장은 바람직하다. 이러한 장(field)은 선형 세그먼트(들)를 갖는 인덕터(11)에 의해 유도될 수 있다. 차폐부(12), 히트 싱크(13) 및 시스 냉각부(111)를 포함하는 가압 바디(10)의 특정 구성은 제어되고 잘 집중된 체적(21)을 제공한다. 열가소성 폴리머(또는 선택적으로 접촉 표면(20, 30)들에 도포된 열 용융 가능한 접착제)를 가열 용융시키기에 충분히 높은 온도로 합쳐진 형태에서 성형 파트(2, 3)들을 가열하는 것은 두 개의 성형 파트(2, 3)들을, 적어도 용접될 스폿 주변의 체적에서, 함께 융합한다. 가열하는 동안 및/또는 선택적으로 그 후 짧은 시간 동안, 접촉 표면(20, 20)들은 바람직하게는 가압 바디(10) 자체에 의해, 그리고 역압 수단(4)에 의해 함께 가압되어서, 성형 파트(2, 3)들 사이의 연결을 야기한다. 이 연결은 특히 높은 기계적 하중 지지 용량을 가지고 있다. 가압 바디(10)는 그 후 로봇 암(50)에 의해 스폿 용접된 성형 파트(2, 3)들로부터 제거된다.
스폿 용접이 될 필요가 있는 다른 위치에 대해 위의 절차를 반복할 수 있다. 가압 수단(10)은 이 다른 위치로 이동되고, 도 2 내지 도 4에 도시된 일련의 사건이 반복된다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 리벳(6)과 같은 기계적 패스너는 도 3에 도시된 단계에서 합쳐진, 합쳐진 성형 파트(2, 3)들로 제공되는 용접 중에 있다. 성형 파트들이 합쳐진 후 기계적 패스너는 성형 파트들 안으로 구동될 수 있지만, 합쳐지기 전에 성형 파트들 안으로 구동될 수도 있다. 인덕터(11)에 의해 전자기장을 유도한 후, 도 4에 도시된 바와 같은 단계에 따라, 리벳(6)도 인덕터(11)에 의해 발생된 전자기장에 의해, 또는 다른 별도의 가열 수단에 의해 가열된다.
다음 단계에서, 가열된 리벳(6)은, 체적(22) 위에서(over) 인덕터(11)에 의해 발생된 전자기장에 의해 가열된 합쳐진 성형 파트(2, 3)들을 향해, 플런저(7)로 이동된다. 이 체적(22)은, 예를 들어 리벳(6)도 가열되기 때문에, 체적(21)보다 약간 더 클 수 있다. 플런저(7)는 가압 바디(10)의 가압 표면(100)까지 연장하는 캐비티(103)를 따라 이동하고, 이에 따라 가열된 리벳(6)을 캐비티(103)를 통해 이동시킨다.
도 6을 참조하면, 가열된 리벳(6)은, 접촉 표면(20, 30)들에 거의 수직인 방향(8)으로, 합쳐지고 가열된 성형 파트(2, 3)들 안으로 그리고 성형 파트(2, 3)들의 접촉 표면(20, 30)들의 위치보다 더 아래에 있는 위치(60)로, 로봇 암(50)에 의해 구동된다. 이 과정에서, 리벳(6)은 탄소 섬유들을 이루어진 연결을 사실상 강화하는 쪽으로 이동시킬 수 있다. 성형 파트(2, 3)들의 열가소성 폴리머는 가열되고 그리고 코어 파트에서 용융 온도 이상으로 가열되기 때문에, 가열된 리벳(6)에서 구동이 용이해진다.
도 7을 참조하면, 전자기장이 비활성화되도록 인덕터(11)는 교류 발전기(52)로부터 분리된다. 이것은 여전히 압력을 가하면서 가열된 체적(22)을 냉각시킬 것이다. 냉각은 열가소성 폴리머를 중실화하고 스폿 용접된 성형 파트(2, 3)들에서 리벳 6을 기하학적으로 로킹한다. 리벳(6)의 헤드 섹션(6a)은 리벳(6)이 성형 파트(2, 3)들안으로 너무 멀리 구동되는 것을 방지하기 위해 옆으로 연장한다. 나선형 샤프트와 함께, 헤드 섹션(6a)은 생산된 스폿 용접의 개선된 평면 외 강도를 더 제공한다.
최종 단계에서, 냉각 후, 스폿 용접되고 기계적으로 리벳팅된 성형 파트(2, 3)들에서 가압 바디(10)는로봇 암(50)으로 제거된다.
리벳 스폿 용접이 될 필요가 있는 다른 위치에 대해 위의 절차를 반복할 수 있다. 가압 수단(10)은 이 다른 위치로 이동되고 도 2 내지 도 8에 도시된 일련의 사건이 반복된다.

Claims (32)

  1. 성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 디바이스로서, 상기 디바이스는
    - 가압 바디;
    - 상기 성형 파트들에 대해, 또는 그 반대로, 압력 하에서 용접에 의해 융합될 상기 성형 파트들의 접촉 표면들을 합치기 위해 상기 가압 바디의 가압 표면을 이동시키도록 구성된 제 1 변위 수단;
    을 포함하고,
    상기 가압 바디는,
    - 상기 가압 바디에 제공되고 적어도 상기 성형 파트들의 상기 접촉 표면들에 전자기장을 발생시키도록 구성된 인덕터;
    - 상기 인덕터에 의해 발생된 상기 전자기장에 의해, 또는 다른 수단에 의해 가열되도록 구성된 기계적 패스너, 및 상기 성형 파트들을 향해 상기 기계적 패스너를 이동시키도록 구성되고, 상기 성형 파트들의 상기 접촉 표면들보다 더 먼 위치로 가열된 상기 기계적 패스너를 합쳐진 성형 파트들 안으로 구동하는 제 2 변위 수단들
    을 더 포함하는 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 변위 수단들은 상기 접촉 표면들과 0이 아닌 각도 하에서 일 방향으로, 바람직하게는 상기 접촉 표면들에 거의 수직인 방향으로, 합쳐진 성형 파트들 안으로 가열된 상기 기계적 패스너를 구동하도록 구성된 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가압 바디는 상기 가압 표면까지 연장하는 캐비티, 선택적으로 중앙 캐비티를 갖고, 상기 제 2 변위 수단들은 상기 캐비티를 통해 상기 기계적 패스너를 이동시키도록 구성된 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터는 상기 인덕터를 냉각도록 구성된 냉각 수단들을 포함하는 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각 수단들은 상기 인덕터 주위로 제공된 시스 냉각부를 포함하는 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터는 사변형 단면을 가지는 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 패스너의 기하학적 형상은 합쳐진 상기 성형 파트들의 평면 외 하중을 받도록 구성된 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 패스너는 합쳐진 상기 성형 파트들에서 셀프 로킹되도록 구성된 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 바디의 상기 인덕터는 제 1 인덕터 및 제 2 인덕터를 포함하는 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    과열에 대해 보호하도록 구성되고, 상기 인덕터의 적어도 일 부분의 주위로 상기 가압 바디에 제공된 차폐부를 더 포함하는 디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터 및 상기 가압 표면과 직접 접촉하며 상기 인덕터 및 상기 가압 표면 사이에서 제공된 히트 싱크를 더 포함하는 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 상기 인덕터의 단면 치수보다 큰 상기 가압 표면과 접촉하는 평면 치수를 가지는 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 수단들은 상기 차폐부 및 상기 히트 싱크를 냉각하도록 또한 구성된 디바이스.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 바디는 상기 가압 표면 외에 두 개의 사이드 표면들, 및 상기 가압 표면에 반대되는 상단 표면을 가지고, 상기 차폐부는 상기 인덕터 및 상기 사이드 표면들 사이에 위치되는 디바이스.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 세라믹 재료로 만들어진 디바이스.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐부는 강자성 차폐 재료로 만들어진 디바이스.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 변위 수단에 반대되는, 합쳐진 상기 성형 파트들의 일 사이드에 있는 역압 수단을 더 포함하는 디바이스.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터에 연결된 교류 발생기를 더 포함하는 디바이스.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    로봇 암, 또는 다른 도구의 일 단에 엔드 이펙터로서 제공되는 디바이스.
  20. 성형 파트들의 전자기 스폿 용접을 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    A) 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 디바이스를 제공하는 단계;
    B) 상기 성형 파트들에 대해, 또는 그 반대로, 압력 하에서 용접에 의해 융합될 상기 성형 파트들의 접촉 표면들을 합치기 위해 상기 제 1 변위 수단으로 상기 가압 바디의 가압 표면을 이동시키는 단계 - 상기 성형 파트들은 열 용융 가능한 커플링 수단 및 유도 감응 컴포넌트를 포함함 -;
    C) 상기 가압 바디의 상기 인덕터에 의해 적어도 상기 성형 파트들의 상기 접촉 표면들에 전자기장을 발생시키는 단계 - 이에 따라 상기 유도 감응 컴포넌트를 가열하여 상기 커플링 수단을 열 용융함 -;
    D) 용융된 상기 열 용융 가능한 커플링 수단에 의해 압력 하에서 상기 성형 파트들을 커플링 하는 단계 - 상기 인덕터에 의해 발생된 상기 전자기장에 의해, 또는 다른 수단에 의해 가열되도록 구성된 기계적 패스너를 더 포함하고, 제 2 변위 수단에 의해 상기 성형 파트들로 그리고 상기 성형 파트들의 상기 접촉 표면들보다 더 먼 위치로 가열된 상기 기계적 패스너를 합쳐진 성형 파트들 안으로 구동하는 방법; 및
    E) 상기 수단들을 굳히기 위해 상기 열 용융 가능한 커플링 수단을 냉각시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 접촉 표면들과 0이 아닌 각도 하에서 일 방향으로, 바람직하게는 상기 접촉 표면들에 거의 수직인 방향으로, 합쳐진 성형 파트들 안으로 가열된 기계적 패스너가 구동되는 방법.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 가압 바디는 상기 가압 표면까지 연장하는 캐비티, 선택적으로 중앙 캐비티를 갖고, 상기 제 2 변위 수단들은 상기 캐비티를 통해 상기 기계적 패스너를 이동시키는 방법.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인덕터를 냉각시키는 E) 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 바디에 제공된 히트 싱크에 의해 상기 성형 파트들의 상부로부터 멀어지게 열이 전달되는 방법.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열은 상기 가압 바디에 제공된 차폐부에 의해 상기 디바이스의 가열된 기계적 패스너 외의 다른 파트들로 퍼지는 것으로부터 방지되는 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 히트 싱크는 냉각되는 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 차폐부는 냉각되는 방법.
  28. 제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    C) 단계에서 실질적으로 원통형 전자기장이 발생되는 방법.
  29. 제 20 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 용융 가능한 커플링 수단들은 열가소성 폴리머를 포함하는 방법.
  30. 제 20 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유도 감응 컴포넌트는 탄소 섬유들, 금속 및/또는 강자성 입자들을 포함하는 방법.
  31. 제 20 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압력은 역압 수단에 의해 상기 제 1 변위 수단에 반대되는 합쳐진 상기 성형 파트들의 일 사이드에 가해지는 방법.
  32. 제 20 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    교류는 상기 인덕터에서 발생되는 방법.
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