KR20230129573A - 연속적인 소성 변형을 생성하기 위한 프로세스 및/또는 머신, 및/또는 그에 의해 제조된 조성물 및/또는 제조물 - Google Patents

연속적인 소성 변형을 생성하기 위한 프로세스 및/또는 머신, 및/또는 그에 의해 제조된 조성물 및/또는 제조물 Download PDF

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KR20230129573A
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axis
cavity
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쿠마르 칸다사미
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쿠마르 칸다사미
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Abstract

특정한 예시적 실시예는 다양한 구조적 형태로 제공되는 피드스톡(들)의 소성 변형을 사용하여, 과립형 재료를 연속적으로 압밀하고, 새로운 합금 및/또는 복합체를 생성하고 및/또는 재료 마이크로스트럭처를 수정 및/또는 개선하는 제조 방법, 프로세스, 머신, 및/또는 시스템을 제공할 수 있다. 이 프로세스에서 생산된 재료는 직접적으로 및/또는 와이어, 로드, 튜브, 시트, 플레이트 및/또는 채널 등과 같은 형태로 제작될 수 있다.

Description

연속적인 소성 변형을 생성하기 위한 프로세스 및/또는 머신, 및/또는 그에 의해 제조된 조성물 및/또는 제조물
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2021년 3월 4일에 출원된 미국 가출원 특허 출원 63/156,497(대리인 문서번호 1260-003)의 우선권을 주장하며 그 전체 내용을 참조로 포함한다.
첨부된 예시적인 도면을 참조하여 특정 예시적인 실시예에 대한 여기에 제공된, 비제한적, 비포괄적인 설명을 통해 매우 다양한 잠재적, 실행가능 및/또는 유용한 실시예를 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 2는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 3은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 저면도.
도 4는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 상면도.
도 5는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 4의 A-A의 단면도.
도 6은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 7은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 8는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 9는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 10는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 11는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 12은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 13는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 14는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 15는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 16는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 17는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 16의 세부사항(D)의 단면도.
도 18는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 16의 세부사항(D)의 단면도.
도 19는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 16의 세부사항(D)의 단면도.
도 20은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 21는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 20의 A-A의 단면도.
도 22는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 23는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 24는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 25는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 26는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 27는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 28는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 29는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 30는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 31은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 32은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 33은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 34는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 35는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 36은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 37은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 38은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 39는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 40은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 41은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 42는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 43은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 44는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 45는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 46은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 47은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 48은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 49는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 50은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 51은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 52는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 53은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 저면도.
도 54는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 55는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 56은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 57은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 저면도.
도 58은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 59는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 60은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 61은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 62는 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 63은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 64는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 65는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 66은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 도 65의 B-B의 단면도.
도 67는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 68는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 69은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 도 68의 B-B의 단면도.
도 70은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 71는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 72은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 도 71의 B-B의 단면도.
도 73은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 74는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 75은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 도 74의 B-B의 단면도.
도 76은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 77는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 78은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 도 77의 B-B의 단면도.
도 79은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 80는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 81은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 도 80의 B-B의 단면도.
도 82은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 83는 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 84은 컨테이너(1400)의 예시적인 실시예의 도 83의 B-B의 단면도.
도 85는 프로세스(10000)의 예시적인 실시예의 블록 흐름도.
도 86은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 12의 S-S의 단면도.
도 87은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 86의 상세도.
도 88은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 89은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 88의 A-A의 단면도.
도 90은 도 89의 식별부의 상세도.
도 91은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 사시도.
도 92는 머신(1000)의 예시적인 실시예의 상면도.
도 93은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 92의 A-A의 단면도.
도 94는 제1 시간에 로터(1200)의 회전 위치를 나타내는, 머신(1000)의 예시적인 실시예의 상면도.
도 95는 제2 시간에 로터(1200)의 회전 위치를 나타내는, 머신(1000)의 예시적인 실시예의 상면도.
도 96은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 94의 A-A의 단면도.
도 97은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 정면도.
도 98은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 99은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 97의 A-A의 단면도.
도 100은 도 99의 식별부의 상세도.
도 101은 머신(1000)의 예시적인 실시예의 도 98의 B-B 단면도.
도 102은 도 101의 식별부의 상세도.
도 103은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 104은 로터(1200)의 예시적인 실시예의 측면도.
도 105는 도 103 및/또는 도 104의 로터(1200)의 예시적인 실시예의 말단도(distal end view).
다음 표는 번호가 매겨진 도면 요소를 각 설명에 연결한다.
1000 머신
1120 피더 A
1121 피드포트 입구 A
1122 피드스톡 A
1123 피드 메카니즘 A
1124 피드포트 A
1126 피드포트 출구 A
1140 피더 B
1141 피드포트 입구 B
1142 피드스톡 B
1143 피드 메카니즘 B
1144 피드포트 B
1146 피드포트 출구 B
1150 필링
1160 피더 드라이브
1200 로터
1210 비접촉부
1220 접촉부
1240 반포함부(semi-contained portion)
1260 포함부
1280 말단부
1285 말단 종점
1286 말단 가시 둘레(distal visible perimeter)
1288 환형부
1290 도관
1295 로터 통로
1298 로터 돌출부
1300 드라이브
1400 컨테이너
1410 컨테이너 바디
1420 컨테이너 내면
1440 컨테이너 하우징
1460 컨테이너 레이어
1480 컨테이너 출구
1498 컨테이너 돌출부
1500 다이
1520 다이 플레이트
1620 기판
1640 베드
1660 프레임
1670 피더 프레임
1680 증착된 재료
1700 교반 재료(stirred material)
1800 압출 재료(extruded material)
1850 압출 튜브
1900 캐비티
도 1 내지 도 105을 참조하면, 특정 예시적인 실시예는, 다양한 구조적 형태로 제공되는 피드백(들)의 소성 변형(plastic deformation)을 이용하여, 과립형(granular) 재료를 연속적으로 압밀(consolidate)하고, 새로운 합금 및/또는 합성물을 생성하고 및/또는 재료 마이크로구조를 수정(modify)하고 개선(refine)하는 방법, 프로세스, 장치, 기계 및/또는 시스템을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로 생산된 재료는 직접 및 와이어, 로드(rod), 튜브, 시트, 플레이트 및/또는 채널 등과 같은 형태로 제작될 수 있고 및/또는 기판에 직접 증착되어 3차원 구조를 생성할 수 있다. 특정한 예시적인 실시예는 독립적으로 작동할 수 있고 및/또는 마찰 교반 용접 머신, 선반(lathe), 밀링 머신 및/또는 드릴링 머신 등과 같은 적어도 하나의 회전 스핀들 및/또는 로터를 갖는 장비로 증강(augmented)될 수 있다.
도 1 내지 6은 내부 캐비티(1900)를 정의하는 비회전 및/또는 고정 컨테이너(1400)를 향해 적어도 하나의 피드스톡을 공급하도록 구성된 피더(1120, 1140)를 포함하는 머신(1000)의 예시적인 실시예를 도시한다. 캐비티(1900) 내에 적어도 부분적으로 위치할 수 있는 로터(1200)는 회전축(R-R)을 따르는 병진운동하거나 병진운동없이 회전축(R-R) 주위를 회전하여 컨테이너(1400)에 정의된 캐비티(1900) 내의 적어도 하나의 피드스톡의 연속적이고, 심한 및 소성 변형을 유발한다. 피더(1120, 1140), 컨테이터(1200) 및/또는 로터(1400)는 베드(1640) 및/또는 프레임(1660)에 의해 지지될 수 있다. 피더(1120, 1140)는 드라이브 및/또는 액추에이터(1160)에 의해 구동될 수 있다.
도 7 내지 11에 도시된 바와 같이, 비액체 형태의 적어도 하나의 가단성(malleable) 및/또는 변형성 재료를 포함하는 피드스톡(1122, 1142)은 로터(1200)가 드라이브(1300)에 의해 인가된 전력으로 인해 회전 및/또는 병진운동하는 동안 캐비티(1900)로 공급될 수 있다. 도 7-11은 크로스 해칭을 표시하지 않는다.
도 12는 다른 것들 중에서 도 13 내지 19의 도면을 정의하는 단면 평면(S-S)을 나타내도록 제시된 일반 로터(1200) 및 컨테이너(1400)를 나타낸다. 피드스톡(1122, 1142), 교반 재료(1700) 및 압출 재료(1800)를 명확히 하고 강조하기 위하여, 도 17 내지 19는 로터(1200) 및 컨테이너(1400)에 대한 크로스 해칭을 나타내지 않는다. 캐비티(1900)에 들어갈 때, 피드스톡(1122, 1142)은 이동하는 로터(1200)를 터치할 수 있고 및/또는 교반 재료(1700)로 변형될 수 있다. 피드스톡(1122, 1142)에 들어가는 교반 재료(1700) 자체 및/또는 (도 94, 95, 96에 도시된 바와 같이 로터(1200)에 부착되거나 일체인 로터 돌출부(1298) 및/또는 컨테이너(1400)에 부착되거나 일체인 컨테이터 돌출부(1498)일 수 있는) 캐비티(1900)로 돌출한 외부 액추에이터를 이용하여 동작가능한 하나 이상의 와이퍼 - 임의의 이런 와이퍼는 캐비티(1900)에 존재하는 온도 및 압력에서 피드스톡 중의 적어도 하나 보다 덜 변형가능하거나 및/또는 변형되지 않음 - 는 교반 재료(1700)를 완전히 또는 부분적으로 와이핑, 전위(dislocate) 및/또는 자극(urge)할 수 있고, 그 후, 로터(1200)와 접촉하고 로터(1200)로부터 떨어지고 및/또는 로터(1200)를 따른다. 와이핑은 로터(1200) 상의 교반 재료(1700)의 축적을 줄이는 데 도움이 될 수 있으며, 그렇지 않으면 교반 재료가 다이(1500) 쪽으로 거의 또는 전혀 전진하지 않게 할 수 있다. 로터(1200)로부터 및/또는 로터를 따르는 교반 재료(1700)의 와이핑은 캐비티(1900)를 향하여 피드스톡(1122, 1142)를 밀도록 인가되는 힘을 교반 재료(1700) 상으로 전달할 수 있고, 이는 비회전 및/또는 고정 다이(1500)을 향하여 교반 재료(1700)를 전진하는 것을 돕고 및/또는 들어오는 피드스톡(1122, 1142) 및/또는 교반 재료(1700)가 더 쉽게 및/또는 신속하게 소성 변형, 압밀(consolidation), 분배, 및/또는 마이크로스트럭처 개량(modification)을 겪도록 할 수 있다. 와이핑 정도는 로터 회전당 캐비티에서 교반 재료의 대략 1% 내지 대략 99%의 범위에 있을 수 있다.
도 17 내지 19를 참조하면, 캐비티(1900) 내에서, 피드스톡(1122) 및 컨테이터(1400)의 내벽, 회전 및/또는 병진 운동 로터(1200) 및/또는 다른 피드스톡 사이의 마찰 접촉으로 인해 및/또는 피드스톡의 변형으로 인해 열이 발생할 수 있다. 이러한 열은 캐비티(1900) 내에서 피드스톡을 더 연화 및/또는 변형할 수 있다. 로터(1200)가 이동하는 동안 캐비티(1900)에 들어가는 피드스톡(1122)은 교반 재료(1700)로 간주된다. 로터(1200)의 움직임으로 인해, 교반 재료(1700)는 비회전 및/또는 고정 다이(1500) 및/또는 컨테이너 출구를 향하여 흐를 수 있고 및/또는 다이(1500) 및/또는 컨테이너 출구를 통해 밀려, 결국 압출 재료(1800)로서 컨테이너(1400)로부터 나온다. 일반적으로, 도 17 내지 19는 교반 재료(1700)의 흐름 방향을 나타낸다. 이 흐름은 선형, 난류(turbulent) 및/또는 혼돈(chaotic)일 수 있다.
캐비티(1900) 내에서, 피드스톡의 완성된 혼합이 달성될 수 있다. 유사하지 않은 피드스톡 및/또는 필러 재료 및/또는 보강 상(reinforcement phase)이 캐비티(1900)에 공급되면, 더 부드러운 매트릭스 재료 내에서 더 단단한 상이 균일하게 분포될 수 있다. 변형, 혼합 레벨, 교반 재료 온도 및/또는 프로세싱 시간은 인-시츄 복합체(in-situ composite) 제조 및/또는 인-시츄 고체 상태 합금을 허용하도록 제어될 수 있다. 교반 재료(1700)에서 달성되는 변형은 회전 속도, 로터 지오메트리, 컨테이너 지오메트리, 피드스톡 지오메트리 및/또는 피드스톡 피드 레이트의 함수일 수 있다. 로터(1200)의 회전 속도 및/또는 직경 및/또는 길이의 증가는 변형을 증가시킬 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 머신의 정상 동작 동안, 로터(1200) 및 컨테이너(1400) 사이에 방사상 갭(GR) 및/또는 축방향 갭(GA)이 존재할 수 있고, 각각의 이러한 갭의 크기는 로터(1200)가 회전 및/또는 병진 운동함에 따라 시간에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 회전축(R-R)을 포함하는 도 19에 도시된 단면 내에서, 축방향 갭(GA)의 크기는, 회전축(R-R)에 평행하게 연장하는 라인 세그먼트를 따라 및 피드스톡 출구(1126, 1146)의 중심(CF)(및/또는 회전축(R-R)에 평행하게 연장하는 라인 세그먼트를 따라 및 회전축(R-R)에 수직으로 배향되고 중심(CF)를 교차하는 방사상 선으로부터) 및 중심(CF)에 가장 가까운 포인트 사이에서 측정되는 거리로서 정의될 수 있다 - 가장 가까운 포인트는 로터(1200)의 포함부(1260)의 외부면에 위치함 - . 마찬가지로, 동일한 단면에서, 방사상 갭(GR)의 크기는 회전축에 수직으로 연장되는 라인 세그먼트을 따라 및 중심(CF)와 로터(1200)의 포함부(1260)의 외부면에 위치하는 중심(CF)에 가장 가까운 포인트 사이에서 측정되는 거리로서 정의될 수 있다. 달리 말하면, 축방향 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변할 수 있고, 축방향 갭은 회전축을 포함하는 미리 결정된 영구 단면 평면(predetermined perpetual cross-sectional plane)에서 연장되는 제1 라인을 따라 측정되고, 제1 라인은 회전축에 평행하게 연장하고, 갭은 (a) 로터의 외부면과 (b) 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하고 회전축에 수직이며 제1 피드포트의 출구의 중심을 교차하는 제2 라인 사이에서 미리 결정된 영구 단면 평면 상에서 제1 라인을 따라 가장 짧은 거리이다. 방사상 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변할 수 있으며, 측정된 방사상 갭은 제2 라인을 따르고 미리 결정된 영구 단면 평면 상에서 제2 라인을 따라 로터의 외부 및 제1 라인 사이에서 가장 짧은 거리이다. 다른 방식으로 말하면, 피드포트 중심과 로터 사이의 축방향 거리 및/또는 방사상 거리는 시간에 따라 변할 수 있다.
도 19에서처럼, 시간에 따라 그 배향에 있어서 영구적이고/이거나 변하지 않는 단면에서 보이는 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)의 치수에 따라, 방사상 갭(GR) 및 축방향 갭(GA)의 크기는 시간에 따라 변할 수 있다. 방사상 갭(GR)의 크기는, 잠재적으로 로터(1200)의 단일 회전 내에서 로터(1200)의 100 회전 내에서, 제로(즉, 로터(1200) 및 컨테이너(1400) 사이의 직접 접촉)에서 (로터(1200)가 캐비티(1900)로부터 충분히 후퇴된 것으로 가정할 때) 회전축(R-R)에 수직으로 측정되고 중심(CF)을 통과하는 반경에 대한 컨테이너(1400)의 최대 반경과 동일한 거리로 변할 수 있다. 축방향 갭(GA)의 크기는, 잠재적으로 로터(1200)의 단일 회전 내에서 로터(1200)의 10,000 회전 내에서, 제로(즉, 로터(1200) 및 컨테이너(1400) 사이의 직접 접촉)에서 (로터(1200)가 캐비티(1900)로부터 충분히 후퇴된 것으로 가정할 때) 캐비티(1900) 내의 로터(1200)의 포함부(1260)의 1회전에 필요한 시간 동안 로터(1200)의 포함부(1260)의 회전축(R-R)에 평행하고 중심(CF)을 통과하는 라인을 따라 측정된 바와 같이 로터(1200)의 근접한 입구로부터 컨테이너(1400) 및 중심(CF)으로의 거리와 동일한 거리로 변할 수 있다. 방사상 갭(GR)의 크기 변화는, 회전축에 평행하게 연장하는 라인을 따라, 포함부(1260)의 외면의 컨테이너 내면(1420)과의 접촉 및/또는 컨테이너 내면(1420)으로부터 먼 접촉부(1220)의 최대 이동거리에 의해 제한될 수 있다. 방사상 갭(GR)의 크기 변화는, 회전축에 수직으로 연장하는 라인을 따라 측정된, 포함부(1260)의 외면의 컨테이너 내면(1420)과의 접촉 및/또는 캐비티(1900) 내의 컨테이너 내면(1420)으로부터의 포함부(1260)의 최대 가능 거리에 의해 제한될 수 있다. 방사상 갭(GR) 및/또는 축방향 갭(GA)을 포함하는 임의의 갭의 크기는, 룰러(ruler), 필러 게이지(feeler gauge), 캘리퍼(caliper), 마이크로미터, 갭 센서, 갭 모니터, 광학 또는 이미징 갭 게이지, 레이저 스캐너, 커패시턴스 갭 센서, 와전류 갭 센서, 공기 또는 공압(pneumatic) 갭 센서, 산업용 컴퓨터 단층 촬영(ICT) 및/또는 X선 방사선 촬영 등을 포함하는 포함한 임의의 전통적인 갭 측정 장치를 사용하여 측정될 수 있다.
방사상 갭(GR), 축방향 갭(GA) 및/또는 다이 출구 단면적의 크기 감소는 교반 재료(1700)의 변형을 증가시킬 수 있다. 변형(deformation)은 스트레인(strain) 및/또는 스트레인 레이트로 측정될 수 있다. 로터(1200)와 교반 재료(1700) 사이의 접촉에 더 가까운 위치에서, 스트레인은 대략 0.1 및 대략 200 사이에서 변할 수 있고/있거나, 스트레인 레이트는 0.1/s 및 1000/s 사이에서 변할 수 있다. 다양한 위치로부터의 피드스톡의 치수 및/또는 배향 변화를 비교하고 및/또는 변형 전 후에 피드스톡의 그레인의 평균 에스펙트비를 비교하고 및/또는 그리드 패턴 및/또는 피드스톡의 외부면에 배치된 마커 재료 등의 표면 마킹의 측정을 비교함으로써 측정될 수 있고, 임의의 치수 및/또는 배향 측정은 기지의 측정 기술을 이용하여 수행된다. 마찬가지로, ASTM D790 및/또는 ASTM E1319-21과 같은 표준에 따라 변형을 측정할 수 있다.
피드스톡(1122, 1142)와 로터(1200) 사이의 초기 접촉에서의 단면적 감소는 변경된 단면적과 피드스톡(1122, 1142)의 원래 단면적 사이의 비율을 계산함으로써 측정될 수 있다. 단면적의 변화는 피드스톡의 원래 단면적과 캐비티(1900)에 들어가는 피드스톡의 단면적 사이의 단면적 차이이다. 캐비티(1900)에 들어가는 피드스톡 두께는 로터(1200) 및 컨테이너(1400) 간의 갭을 측정함으로써 측정될 수 있다. 피드포트(1124, 1144)에서 전체 크기 솔리드 피드스톡에 대한 단면적 백분율 감소는 다음 공식으로 계산할 수 있다.
면적 백분율 감소=
여기서, CSfeedstock은 피드포트의 단면적이고, hfeedstock은 피드포트의 높이이고, tdef.layer는 변형된 층의 두께이며, 이는 컨테이너(1400)와 로터(1200) 사이의 갭의 크기(예를 들어, 두께)와 동일하다.
피드스톡 엔트리에서 단면적의 백분율 감소는 약 1%에서 약 99%로 변할 수 있다. 단면적의 초기 감소는 교반 재료의 하향 이동 중에 추가로 감소될 수 있다. 단면적의 최종 변화는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있다.
단면적 백분율 변화=
여기서, CSfeedstock은 피드포트의 단면적이며 CSextruded material은 압출 재료의 단면적이다.
특정한 예시적인 실시예가 다양한 피드스톡 재료를 압밀(consolidate)하는 데 사용될 수 있기 때문에, 최종 단면적은 초기 공급원료의 단면적보다 클 수 있다. 이 경우, 상기 단면적 백분율 감소를 계산하기 위한 상기 공식에 기초하여 단면적 감소는 음수가 될 수 있다.
캐비티(1900) 내의 혼합 레벨은, 회전 속도를 증가시킴으로써 및/또는 프로세싱된 재료가 다이(1500)를 빠져나가기 전에 국부적인 재료 유동을 촉진하는 로터 특징부 및/또는 컨테이너 특징부를 제공함으로써 증가될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 혼합의 레벨은, 균일성을 위해 압출 재료(1800)의 마이크로스트럭처(예: 결정, 그레인, 상, 2차 입자, 강화 입자, 분산질(dispersoids), 전위(dislocations) 및/또는 보이드 등의 크기, 모양, 타입 및/또는 밀도)를 연구하여 추론 및/또는 결정될 수 있다. 예를 들어, 강화 입자의 실질적으로 균일한 분포 및/또는 2차 상의 균일한 분포는 만족스러운 혼합을 의미할 수 있고 및/또는 기계(1000)로부터 형성된 형성된 압출 재료(1800)를 다른 기계, 도구, 및/또는 프로세스를 통해 생성 및/또는 프로세싱된 재료로부터의 머신(1000)을 구분할 수 있다. 합금 원소, 상, 2차 상 및/또는 보강 상의 불균일한 마이크로스트럭처 및/또는 비분포 및/또는 응집(agglomeration)은 불충분한 혼합을 나타낼 수 있다. 피드스톡의 마이크로스트럭처와 관련하여 압출 재료의 마이크로프로스트럭처가 다음에서 차이를 보일 때 마이크로스트럭처가 충분히 수정된 것으로 간주될 수 있다.
a. ASTM E 112-13, ASTM E2627-13 및/또는 ASTM E1382-97(2015)를 이용하여 측정된 5% 이상의 평균 그레인 크기 변화에서;
b. 전자 현미경 이미지에서 계수된 5% 이상의 평균 전위 밀도 변화에서;
c. ASTM E1245-03을 이용하여 결정된 5% 이상의 2차 상의 분포, 모양, 크기 및 또는 수의 변화에서
로터(1200), 컨테이너(1400) 및/또는 압출 재료(1800)의 온도는 하나 이상의 열전쌍, 적외선 열화상 카메라 등과 같은 다양한 방법을 사용하여 측정될 수 있다. 동작 동안 임의의 시간 및/또는 위치에서 피드스톡(1122, 1142), 교반 재료(1700) 및/또는 압출 재료(1800)의 온도는 피드스톡(1122, 1142)의 녹는점의 약 0.95배까지일 수 있다. 예를 들어, 알루미늄을 프로세싱할 때, 교반 재료(1700)의 온도는 최고 627C에 도달할 수 있다. 비유사한 피드스톡(1122, 1142)를 프로세싱할 때, 교반 재료(1700)의 온도는 최고 녹는점을 갖는 피드스톡의 녹는점의 대략 0.95배에 도달할 수 있다. 이 경우, 하나의 피드스톡에서 생성된 온도로 인해 초기 용융이 시작될 수 있다. 프로세싱 중인 적어도 하나의 피드스톡은 고체 상태로 남아 있을 수 있다.
소정의 예시적인 실시예를 통해, 피드스톡(1122, 1142) 중 적어도 하나는 컨테이너(1400) 및/또는 캐비티(1900)에 들어간 직후 거의 즉시 로터(1200)에 의해 소성 변형될 수 있다. 가소화된 피드스톡 재료/교반 재료(1700)는 로터(1200)에 의해 캐비티(1900) 주변에서 움직일 수 있고, 이는 로터(1200)에 의해 생성된 압력차 및/또는 피드 압력의 도움으로 교반 재료(1700)를 아래쪽으로 강제할 수 있다. 로터(1200)에 의해 야기된 재료 유동 및/또는 압력 및/또는 피드 압력은 압출을 위해 이용될 수 있다. 압출 재료(1800)는 구성, 밀도, 형상, 마이크로스트럭처 등과 같은 특성에 대해 시간 및/또는 단면적에 걸쳐 실질적으로 연속적으로 및/또는 균일하게 머신(1000)으로부터 흐를 수 있다.
로터(1200)는 비접촉부(1210) 및/또는 접촉부(1220)에서 직경이 대략 1mm와 대략 500mm 사이 및/또는 길이가 대략 1mm와 대략 1000mm 사이의 범위일 수 있다. 일반적으로 직경이 작은 로터는 더 높은 회전 속도에서 작동할 수 있으며 직경이 더 큰 로터는 더 높은 토크 요구 사항을 가질 수 있다. 로터(1200)의 크기 및/또는 재료의 선택은 피드스톡 재료 또는 재료들 및/또는 그것의/그들의 지오메트리에 의존할 수 있다. 마찰력은 로터(1200)의 접촉 면적과 접촉 시 피드스톡의 유동 응력 및 해당 마찰 계수를 곱하여 계산할 수 있다. 예를 들어, 표면적이 100mm2이고 마찰 계수가 0.5인 로터(1200)를 사용하여 프로세싱 온도에서 20MPa 유동 응력을 갖는 피드스톡을 프로세싱할 때 마찰력은 약 1000N이 된다. 로터(1200)의 직경이 5mm인 경우 토크 요구 사항이 5Nm가 된다. 유사하게, 로터(1200) 및/또는 교반 재료(1700)의 크기에 따라, 마찰력은 약 0.1kN 내지 약 5000kN 범위일 수 있다. 약 100mm2 미만의 표면적을 가진 피드스톡을 프로세싱하는 경우, 토크 요구 사항은 종종 약 1HP 전기 모터로 충족될 수 있고, 이는 밀링 머신, 선반, 드릴링 머신 등과 같은 기존 산업용 머신 툴에서 사용할 수 있다. 특정 머신(1000)의 예시적인 실시예는 밀링 머신, 선반, 드릴링 머신 등과 같은 로터리 스핀들을 갖는 일반적으로 이용 가능한 머신 툴에서 구현될 수 있다. 이 경우, 로터(1200)는 로터리 스핀들에 부착될 수 있다. 독립적인 독립형 머신(1000)은 드라이브 시스템을 갖춘 자체 스핀들(spindle)을 가질 수 있다. 따라서, 머신(1000)의 특정 예시적인 실시예는 독립적으로 작동할 수 있고 및/또는 마찰 교반 용접 머신, 드릴링 머신, 선반 및/또는 밀링 머신 등과 같은 머신과 상호 작동할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
로터(1200)는 프로세스 종료 시 및/또는 로터(1200)가 회전하는 동안 프로세스 중 임의의 지점에서 캐비티(1900) 밖으로 완전히 이동 및/또는 병진 운동될 수 있기 때문에, 로터(1200)가 컨테이터(1400)에 고착 및/또는 접합되는 잠재적인 문제는 감소 및/또는 회피될 수 있고/있거나 로터(1200)가 용이하게 세척 및/또는 와이핑될 수 있다.
고온 및/또는 접촉력에 대한 지속적인 노출로 인한 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)의 과도한 마모를 방지하기 위해, 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)에 간헐적인 냉각 사이클을 적용함으로써 프로세스가 수행될 수 있고, 이는 철 합금, 니켈 합금, 코발트 합금 등과 같은 높은 유동 응력 및/또는 높은 소성 변형 온도를 갖는 피드스톡(1122, 1142)이 프로세싱될 수 있게 한다. 프로세싱되는 피드스톡에 따라, 추가 가열 및/또는 냉각이 외부 수단을 통해 컨테이너(1400) 및/또는 로터(1200)에 제공될 수 있다.
제한되지 않지만, 고체 또는 분말 알루미늄, 구리, 아연, 주석, 납, 리튬, 마그네슘, 철, 니켈, 티타늄, 니오븀, 탄탈륨, 크롬, 몰리브덴, 코발트, 텅스텐, 금, 은, 백금 및/또는 이들의 합금, 및/또는 천연 광물 및/또는 화합물과 같은 비금속 물질, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 알루미나, 텅스텐 카바이드, 비산회와 같은 세라믹 미립자, 등 및/또는 자연 발생 및/또는 실험실에서 만든 탄소 나노튜브, 그래핀, 흑연 및 수산화인회석 등의 하나 보다 많은 피드스톡 타입 및/또는 형태가 단일 또는 다중 피드포트(1124, 1144)를 통해 컨테이너(1400) 및/또는 캐비티(1900)으로 공급될 수 있다. 합금, 합성물, 유기물, 무기물, 중합체 및/또는 유리 등의 피드스톡도 공급될 수 있다.
입자 형태의 가단성 또는 변형성 공급원료를 압밀(consolidate)하기 위해, 피드스톡(1122, 1142)은 하나보다 많은 피드포트(1124, 1144)를 통해 캐비티(1900)로 밀어 넣어 피드 속도를 증가시키고/시키거나 연속 작동을 유지할 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 제1 머신의 압출 재료(1800)는 제2 머신(1000)에 대한 피드스톡(1122, 1142)의 역할을 할 수 있다. 대략 10 nm 내지 대략 100 ㎛ 범위의 그레인 크기를 갖는 것과 같이 정제된 마이크로스트럭처를 갖는 압출 재료(1800)를 생성하기 위해, 예를 들어, 고체 및/또는 입상 물질 형태의 피드스톡은 다수의 피드포트(1124, 1144)를 통해 제공될 수 있다. 복합 재료를 제조하기 위해 사용되는 특정 모놀리식 피드스톡은 단일 피드포트(1124)를 통해 함께 공급되거나 다수의 피드포트(1124, 1144)를 통해 개별적으로 공급될 수 있다. 특정한 예시적인 실시예를 통해, 예를 들어 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 알루미나, 텅스텐 카바이드, 비산회 등과 같은 (단일 크기 또는 다양한 크기의) 세라믹 입자를 함유하는 것과 같은 금속-매트릭스 복합체는 알루미늄, 구리, 리튬, 마그네슘, 철, 니켈, 티타늄, 니오븀, 탄탈륨, 몰리브덴, 코발트 및/또는 잠재적으로 하나 이상의 보강 상을 갖는 이들의 합금에 임베딩되어 생산될 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 변형 가능한 피드스톡의 가단성 금속 합금은 더 단단한 보강 상 및/또는 그 안에 균일하게 임베딩될 입자에 대한 매트릭스로서의 역할을 할 수 있다.
하나 보다 많은 타입의 가단성 또는 변형성 피드스톡(1124, 1144)이 동시에 공급될 수 있다. 이들의 호환성에 따라, 피드스톡(1124, 1144)의 원소, 예를 들어 알루미늄, 구리, 리튬, 마그네슘, 철, 니켈, 티타늄, 니오븀, 탄탈륨, 몰리브덴, 코발트 및/또는 이들의 합금은 동작 동안 서로 부분적으로 또는 완전히 용해될 수 있고, 화학 반응을 통해 새로운 상을 생성할 수 있고/또는 그들 사이에 금속학적 본딩이 있거나 없이 공존할 수 있다. 특정한 예시적인 실시예는 포스트 프로세싱이 있거나 없는 프로세싱 전후에, 제한되지 않지만, 알루미늄으로부터의 구리 및/또는 실리콘, 철로부터의 카본 및/또는 새로운 상 등의 용해된 원소의 석출을 야기할 수 있다. 합금 및/또는 그 마이크로스트럭처는 불활성 및/또는 주변 대기에서 하나 이상의 전기 및/또는 자기장의 영향 하에서와 같이 가열, 냉각 및/또는 소성 변형을 수반하는 포스트프로세싱을 사용하여 더욱 최적화될 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 압출 재료(1800)는 본 문서에 개시된 방법 및/또는 캐스팅, 단조(forging), 롤링, 머시닝, 용접, 압착, 소결, 3D 인쇄 등과 같은 임의의 다른 기존 제조 방법을 통해 다시 프로세싱되어 원하는 속성을 생성한다.
소정의 예시적인 실시예의 적용은 다음을 포함할 수 있다:
제한되지 않지만, 인장 강도, 항복 강도, 내구성 한계, 경도, 내마모성, 크리프(creep) 저항성, 전기 전도성 및/또는 열 전도성 등의 재료 특성을 향상기키기 위하여, 예를 들어 0.5 이상의 총 전단 변형 축적을 갖는 심한 소성 변형을 사용하여 피드스톡(들)(1124, 1144)의 마이크로스트럭처를 정련(refine);
단일 단계 연속 압출 프로세스에서 피드스톡(1124, 1144)의 단면적 최대 99% 감소 달성;
복합 재료의 원위치 제조를 달성하기 위하여 세라믹 및/또는 금속 재료의 공급 및/혼합;
심한 소성 변형의 영향을 받거나 받지 않고 서로 용해되는 금속 원소를 이용한 고체 합금; 및/또는
제한되지 않지만, 구리 및 니오븀, 구리 및 탄탈륨, 구리 및 텅스텐, 알루미늄 및 철과 같은 비혼화성 합금 원소 - 이들의 조합은 서로에서 바이너리 상 다이어그램에 따라 실온에서 1% 미만 등의 매우 낮은 용해성을 가질 수 있음 - 및 정상 상황에서 합금을 형성하지 않는 원소를 사용하여 고체 상태 합금의 형성. 피드스톡(1124, 1144)의 유동 응력 이상의 정수압 적용 및/또는 심각한 소성 변형 하에서 이들 원소는 서로 용해되어 합금을 형성할 수 있다. 이 개념은 또한 3원 합금(3원소 포함) 시스템 및 4원 (4개 합금 원소) 시스템 등과 같은 다중 원소 시스템에 적용될 수 있다. 일부 예시적인 합금 시스템에서, 심한 소성 변형의 적용 하에 고체 용해도가 추가로 증가될 수 있다. 증가된 고체 용해도는 기계적, 전기적, 열적, 화학적 및/또는 전기화학적 특성과 같은 특성을 엔지니어링하는 데 활용될 수 있다.
심한 소성 변형 및/또는 제어된 재결정화를 사용하여 대략 2 나노미터 내지 대략 100 나노미터 범위의 그레인 크기를 갖는 나노구조 압출 재료(1800) 및/또는 대략 2 나노미터 내지 대략 500 나노미터 범위의 그레인 크기를 갖는 초미세립 가공 재료의 생성.
제한되지 않지만, 알루미늄 및 니켈, 알루미늄 및 구리, 알루미늄 및 티타늄(이들 중 임의의 조합은 발열 반응을 생성하기 위해 서로 쉽게 상호작용할 수 있음) 등의 반응성 피드스톡(1124, 1144)을 사용하는 인-시츄 합금화. 특정한 예시적인 실시예에서, 이들 피드스톡 및/또는 조합 중 하나 이상은, 예를 들어 각 원소의 온도를 그 녹는점 미만으로 유지함으로써, 반응 속도를 제어하기 위해 용융 없이 프로세싱될 수 있다. 이 방법을 사용하여 생산된 인-시츄(in-situe) 합금 압출 재료(1800)는 열처리 및/또는 다른 포스트 프로세싱 기술을 사용하여 더욱 향상될 수 있다(이 개념은 3원 합금(3원소 포함) 시스템 및 4원(4개의 합금 원소) 시스템에 적용될 수 있다);
기계적으로 합금된 입자, 분말, 과립, 머시닝 칩 및/또는 스와프(swarf) 등을 포함하는 입상 및/또는 개별 피드스톡(1124, 1144)을 압밀(consolidate);
용접, 솔더링, 브레이징, 첨가제 제조 및/또는 열 분사 적용 등을 위한 피드스톡(들)의 역할을 할 수 있는 압출 재료(1800)의 생성; 및/또는
압출 재료(1800)를 기판 또는 이전에 증착된 층에 직접 증착.
특정한 예시적인 실시예의 구현을 위해 이용되는 장치 및/또는 도구(1000)는 X축 및 Y축 이동 없이 수직/Z 방향으로 약 6인치의 작업 엔벨로프(envelop)를 갖는 소형 밀링 머신에 수용될 수 있다. 제어 시스템 및 툴링과 함께 재료 공급을 위한 독립 구동 장치가 있는 독립형 시스템(1000)은 약 0.25m3 엔벨로프 내에 수용될 수 있다.
필요한 시점에 에너지를 인가하거나 열을 발생시킬 수 있으므로, 열손실을 통한 환경으로의 에너지 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 프로세서의 에너지 효율은 피드스톡(1124, 1144)의 고체 상태 특성에 의해 향상될 수 있다.
이 프로세스에 의해 생성된 열은 로터(1200)를 둘러싸는 표면 영역으로부터 소실될 수 있고/있거나 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)의 내부 냉각 통로를 통해 및/또는 외부 냉각 재킷을 통해 회수될 수 있다. 회수된 에너지는 재활용될 수 있다.
머신(1000)의 특정 예시적인 실시예는, 컨테이너(1400) 내에 정의된 캐비티(1900)에 적어도 부분적으로 한정된 회전하는 비소모성 로터(1200)를 이용하여 압출 재료(1800)를 연속적으로 압출함으로써, 연속적인 심한 소성 변형을 사용하여 마이크로구조 정련을 보여주는 압출 재료(1800), 복합 재료, 강화된 미립자 재료, 및/또는 고체 상태 합금을 생성할 수 있다.
예시적인 실시예가 로터(1200)와 컨테이너(1400)의 예시적인 배열이 도시된 도 7 내지 도 11에 도시된다. 로터(1200)는 드라이브(예를 들어, 전기, 유압 및/또는 공압 구동 모터, 로터리 액추에이터, 선형 액추에이터, 피에조 전기 액추에이터, 솔레노이드 등)에 의해 동력을 공급받을 수 있고 및/또는 동력 및/또는 구동 스핀들에 연결되고 및/또는 대략 1 rpm과 대략 10,000 rpm 사이에서 회전하고/하거나 회전축(R-R)에 평행한 방향으로 및/또는 대략 1 mm/h와 대략 100 m/h 사이의 속도에서 반경 방향으로 병진 운동하도록 프로그램될 수 있다. 로터(1200)의 회전은 회전 방향으로 열 및/또는 변형을 발생시키기 위해 들어오는 피드스톡과의 상대 운동을 발생시킬 수 있다. 로터(1200)는 일반적으로 원추형 절두체 형상을 가질 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없으며 숄더를 포함하거나 포함하지 않고 구성될 수 있다. 로터(1200)는 로터(1200)의 하나 이상의 외면 및/또는 하나 이상의 내면 상에 핀(fins), 플루트(flutes), 플랫, 슬롯, 나사산, 계단, 너브, 버튼 및/또는 돌출부와 같은 기하학적 및/또는 기계적 특징을 가질 수 있고 및/또는 정의할 수 있지만 그럴 필요는 없다. 도 103 내지 도 105에 도시된 바와 같이, 로터(1200)가 그 말단 종점으로부터 회전축(R-R)을 따라 보일 때, 로터(1200)(예를 들어, 반포함부(1240) 및/또는 포함부(1260))는 말단 종점(1285)에 대하여 로터(1200)의 근접 단부를 향하여 선택된 위치에 위치하는 가시적 근접 둘레 또는 광학적 돌출부(1288)를 정의할 수 있다. 가시적 근접 둘레(1288)의 길이는 단말부(1280)에 의해 정의된 가시적 단말 둘레 또는 광학 돌출부(1286)의 길이보다 클 수 있다. 다르게 말하면, 말단 종점(1285)으로부터 회전축을 따라 보면, 로터(1200)의 환형부(1289)가 보일 수 있고, 환형부(1289)는 말단 종점(1285)에 대해 로터(1200)의 근접 단부에 더 가깝게 위치된다. 이러한 가시적 환형부(1289)의 존재는, 교반 재료가 로터(1200)에 달라붙거나 및/또는 로터(1200)로부터 와이핑되지 않은 경우에도, 교반 재료(1800)가 로터(1200)의 회전에 의해, 예를 들어 피드포트 출구(1126)로부터 로터(1200)의 말단을 향하여 및/또는 다이(1500)를 향하여 작동적으로 강제될 수 있다는 것을 기하학적으로 나타낼 수 있다. 즉, 이 지오메트리는, 로터(1200)가 교반 재료(1700)에 네트 포지티브 말단 방향 압력을 동작적으로 가하도록, 근접 방향 압력을 가하기 위해 근접 단부를 향하는 구성요소를 갖는 표면적이 있는 것보다 교반 재료(1700)에 말단 방향 압력을 가하는 데 이용 가능한 말단부를 향하는 구성요소를 갖는 더 많은 표면적이 있음을 나타낼 수 있다.
컨테이너(1400)는 적어도 하나의 캐비티(1900)를 정의하여 적어도 로터(1200)의 포함부(1260), 로터(1200)의 임의의 반포함부(1240), 적어도 하나의 피드포트(1124, 1144), 다이(1500) 및/또는 컨테이너 출구(1480)를 수용할 수 있다. 다이는 컨테이너(1400)의 일체형 부분일 수 있지만 반드시 그런 것은 아니다. 컨테이너(1400)는 하나 이상의 마운팅 브래킷 및/또는 마운팅 패스너를 사용하여 마운팅 플랫폼 및/또는 프레임(1660)에 고정 및/또는 견고하게 고정될 수 있다. 컨테이너(1400)는, 재료 흐름 방향을 제어하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 핀, 플루트, 스레드(threads), 계단, 너브, 버튼 및/또는 돌출부와 같은 캐비티 대면 및/또는 외부 대면 특징부를 가질 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 임의의 피드포트(1124, 1144)는 피드스톡이 캐비티(1900)로 들어가기 위한 경로일 수 있으며, 여기에서 로터(1200)는 사전 정의된 방향, 패턴 및/또는 경로, 예를 들어 회전축 주위 및/또는 회전축을 따라 회전 및/또는 병진 이동할 수 있다. 로터(1200)의 이러한 움직임은 피드포트 출구(1126, 1146)에서와 같이 컨테이너(1400)와 로터(1200) 사이의 방사상 갭(GR) 및/또는 축방향 갭(GA)의 크기를 동적으로 변경할 수 있다. 방사상 갭(GR) 및/또는 축방향 갭(GA)의 크기가 로터(1200)의 회전 시 동적으로 변하는 방식으로 로터(1200)이 설계되면, 병진 운동이 필요하지 않다. 예를 들어, 로터(1200)가 회전축(R-R)에 대해 편심 및/또는 균형이 맞지 않는 경우 및/또는 로터(1200) 및/또는 포함부(1260)가 도 30 내지 39에 도시된 것과 같은 소정 외부면 특징부를 가지면, 방사상 갭(GR) 및/또는 축방향 갭(GA)의 크기는 회전 동안 변할 수 있다. 그러한 갭 변화는 피드스톡(1122, 1142) 및/또는 교반 재료(1700)를 다이(1500) 쪽으로 밀어낼 수 있다. 보다 일반적으로, 피드스톡(1122, 1142) 및/또는 교반 재료(1700)의 그러한 움직임을 생성할 수 있는 갭 변화는 방사상 흔들림, 방사상 및/또는 축 성분을 갖는 진동, 및/또는 표면 지오그래피 등으로 인한 것일 수 있다. 또한, 드라이브(1300)는 로터(1200)를 연속적, 주기적, 제어, 시한적, 주기적, 비주기적 및 왕복 방식으로 회전 및/또는 축방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 로터(1200)의 축방향 운동은 피드스톡(1124, 1144)과 로터(1200) 사이의 상호작용에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 피드스톡(1122, 1142)이 캐비티(1900)에 들어갈 때, 구성요소가 회전축에 평행하게 정렬될 수 있는 주기적 힘을 유발하는 로터(1200) 상의 회전 특징부가 그 피드스톡(1122, 1142) 및/또는 로터(1200) 상의 대응 반작용력에 적용되도록 간헐적으로 만날 수 있다. 방사상 갭(GR) 및/또는 축방향 갭(GA)의 크기가 증가할 때, 피드스톡(1122, 1142)은 피드스톡 출구(1126, 1146)를 통해 캐비티(1900)에 들어갈 수 있다. 이 프로세스 동안, 들어가는 피드스톡은 로터(1200)의 외부 표면에 달라붙는 교반 재료와 접촉하고 및/또는 완전히 또는 부분적으로 제거할 수 있다. 방사상 갭(GR) 및/또는 축방향 갭(GA)의 크기가 감소하면, 로터(1200)는 다이(1500) 및/또는 컨테이너 출구(1480)를 향해 교반 재료(1700)에 힘을 가하고, 변형하고, 혼합하고, 강화하고, 및/또는 이동할 수 있고, 및/또는 캐비티(1900)로의 피드스톡의 흐름을 감소 및/또는 차단할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 피더(1120)는 피드포트 개구부(1121) 및/또는 피드 메커니즘(1123, 1143)을 포함할 수 있다. 피드스톡(1122)은 피드포트 입구(1121)를 통해 피드포트(1124)에 진입할 수 있고/있거나 피드 메커니즘(1123)은 피드포트(1124)를 통해 캐비티(1900)를 향하여 피드스톡 출구(1126)를 통해 피드포트(1124) 밖으로 피드스톡(1122)을 이동시킬 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 피드포트는 임의의 단면 형상을 가질 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 피드포트는 로터(1200)의 회전축(R-R)에 수직으로 측정할 때 로터(1200)의 도달 범위 및/또는 최대 외부 반경보다 더 좁을 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 피드포트의 치수는, 피드스톡이 소성 변형되지 않고 로터(1200)와의 접촉을 피하고 및/또는 우회하는 방식, 위치 및/또는 배향으로 피드스톡이 캐비티(1900)에 들어가는 것을 방지하도록 선택된다. 비액체 상태 및/또는 고체 상태의 하나 이상의 피드스톡은 함께 또는 개별적으로 하나 이상의 피드포트를 통해 공급될 수 있다. 예를 들어, 제한되지 않지만 분말, 펠렛, 청크 및/또는 덩어리 등의 개별 고체 상태 피드스톡 및/또는 로드, 와이어 및/또는 충전물이 있는 튜브와 같은 연속 고체가 하나 이상의 피드포트를 통해 함께 또는 개별적으로 공급될 수 있다. 하나의 피드스톡은 실온과 해당 피드스톡의 녹는점 사이의 온도에서 가단성 및/또는 변형성일 수 있다. 피드스톡 요구사항에 따라 피드 메커니즘을 선택할 수 있다. 예를 들어, 개별 고체 피드스톡의 경우 왕복 피스톤형 피드 메커니즘이 도 7, 8 및 10에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 고체 피드스톡의 연속적인 공급을 위해, 도 9에 도시된 바와 같이, 핀치 롤러 타입 피딩 메카니즘 및/또는 기어 타입 메카니즘이 사용될 수 있다. 분말 금속, 세라믹 분말, 비산회(fly ash), 스와프(swarf), 펠릿 등과 같은 피드스톡의 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 아르키메데스 스크류/오거형(Archimedes screw/auger-type) 피딩 메커니즘 및/또는 피스톤 타입 피딩 메카니즘이 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)는 핀, 플루트, 슬롯, 스레드, 계단, 너브, 버튼, 돌출부 및/또는 미리 결정된 지오메트리와 같은 다양한 표면 형상을 가질 수 있다. 컨테이너(1400), 캐비티(1900) 및/또는 피드포트(1124, 1144)의 치수는 로터(1200)의 치수와 관련될 수 있다. 로터(1200) 및 컨테이너(1400) 간의 접촉을 피하기 위해, 회전축(R-R)을 통해 수직으로 절단된 주어진 수평면 내에서, 로터(1200)가 회전 및/또는 병진운동 중일 때, 컨테이너(1400)의 내경은 로터(1200)의 포함부(1260)의 외경보다 약 0.1mm 내지 약 100mm 더 클 수 있다. 컨테이너(1400)의 전체 길이는 로터(1200) 전체 및/또는 로터(1200)의 반포함부(1240)과 포함부(1260)의 결합된 길이보다 짧거나 길 수 있다. 피드포트는 로터(1200)의 폭만큼 넓을 수 있고 및/또는 피드포트의 임의의 주어진 위치에서의 폭보다 좁다. 로터(1200)와 컨테이너(1400)의 내부 측벽 사이의 방사상 갭(GR)의 크기는 축 방향을 따라 변할 수 있고(즉, 회전축(R-R)을 통해 수직으로 절단하는 하나의 수평면과 다른 그러한 평면으로부터 변할 수 있음) 및/또는 대략 0.1mm 및 약 100mm 사이일 수 있다.
방사상 갭(GR) 또는 축방향 갭(GA)의 크기는 로터(1200)가 컨테이너(1400)에 충분히 삽입되어 로터(1200)가 컨테이너(1400)와 접촉할 때 0만큼 작을 수 있다. 로터(1200)가 컨테이너(1400)로부터 충분히 제거되어 로터(1200)의 포함부(1260) 중 어느 것도 피드포트 출구(1126)의 중심 아래에 있지 않으면, 방사상 갭(GR)은 컨테이너(1400)의 전체 내부를 가로질러 방사상으로 연장되는 캐비티(1900)의 폭의 절반으로 커질 수 있다.
컨테이너(1400)의 내부 측벽의 전체 각도는 로터(1200)의 회전축(R-R)에 대해 약 0° 내지 약 45°일 수 있고 및/또는 변할 수 있고 및/또는 그 축을 따라 임의의 지점에서 로터(1200)의 회전축(R-R)에 대해 국부적으로 약 0° 내지 약 90° 사이일 수 있고 및/또는 변할 수 있다. 로터(1200)의 측벽 각도의 전체 각도는 회전축(R-R)에 대해 대략 0°와 대략 45° 사이일 수 있고 및/또는 변할 수 있고/있거나 그 축을 따라 임의의 점에서 로터(1200)의 회전축(R-R)에 대해 국부적으로 대략 0°와 대략 90° 사이일 수 있고 및/또는 변할 수 있다. 로터(1200)의 외벽(들)과 컨테이너(1400)의 내벽은 서로 평행할 필요는 없다.
도 20-29에 도시된 바와 같이, 로터(1200), 캐비티(1900), 컨테이너(1400) 및/또는 다이(1500)는 압출 재료에 대해 미리 결정된 지오메트리를를 생성하도록 구성될 수 있다. 로드 및/또는 와이어를 생산하는 데 사용할 수 있는 로터 및 컨테이너 구성의 예가 도 20 및 도 21에 도시되어 있다. 다이(1500) 및/또는 컨테이너 출구(1480)에서, 로터(1200)는 압출 재료(1800)가 완전히 압밀되는 방식으로 구성될 수 있다. 다이(1500)의 출구와 로터(1200)의 단부 사이의 거리, 로터(1200)의 회전 속도, 및/또는 피드스톡 공급 속도는 각각 대략 1mm와 대략 100mm 사이, 대략 1rpm과 대략 10,000rpm 사이, 및 대략 1 mm와 및 대략 10,000 mm/min 사이에서 변하여, 피드스톡(들), 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)의 주어진 조합에 대한 압밀 효율을 제어할 수 있다.
도 28, 29 및 97 내지 102는 압출 재료가 증착될 수 있는 로터(1200), 컨테이너(1400) 및 기판(1620)의 예시적인 구성을 도시한다. 말단부(1280)를 갖는 로터는, 도 46 및 47에 도시된 바와 같이, 증착된 재료(1680)로서 기판(1620) 상에 압출 재료(1800)를 증착하기 위해 사용될 수 있다. 로터 단부(1280)는 기판(1620)을 접촉하고 및/또는 마찰열을 발생시키고, 기판(1620)의 표면을 변형시키고 및/또는 기판(1620)의 표면 상의 오염된 및/또는 산화된 층을 파괴할 수 있다. 이 프로세스 동안, 압출 재료(1800)는 단부의 둘러싸인 영역 내에서 유동할 수 있고 및/또는 기판(1620) 및 로터(1200) 사이의 공간을 채울 수 있다. 도 99에 도시된 바와 같이, 기판(1620)과 컨테이너(1400)의 상대 이동 시, 압출 재료(1800)는 증착된 재료(1680)로서 기판(1620) 상에 증착될 수 있다. 정수압 하에서 로터(1200)의 단말부(1280)의 회전 운동에 의해 발생된 변형 및/또는 열은 일부 압출 재료가 단말부(1280) 앞에서 그 상대 이동 방향으로 흐르게 하고 및/또는 증착된 재료(1680)와 기판(1620) 사이의 야금 본딩을 생성할 수 있다.
도 22 및 도 23은 튜브 및/또는 파이프 형태로 압출 재료(1800)를 생산하기 위한 로터(1200) 및 컨테이너(1400)의 예시적인 구성을 도시하며, 여기서 환형 단면 형상(즉, 원형 또는 타원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 육각형 등과 같은 임의의 폐쇄된 다각형인 압출 재료의 내부 공간을 정의함)은 로터(1200)와 다이(1500)의 출구 사이에 정의될 수 있고 및/또는 도구(1000)를 통해 압출 재료(1800)에 적용될 수 있다. 그 형상, 예를 들어, 환형상의 내경 및/또는 외경은 생성된 환형 튜브 및/또는 파이프의 단면 치수를 정의할 수 있다. 도 86 및 도 87은 내부 충전물(1150)을 갖는 튜브, 파이프 및/또는 와이어 형태(1850)로 재료를 생산하기 위한 로터(1200) 및 컨테이너(1400)의 예시적인 구성을 도시하며, 충전물(1150)은 하나 이상의 플럭스, 금속, 합금 및/또는 또는 세라믹이다. 이러한 튜브, 파이프 및/또는 와이어(1850)는 임의의 길이로 생산될 수 있고 및/또는 조이닝, 용접, 오버레이/클래딩 및/또는 열 및/또는 냉간 스프레이 코팅을 위한 필러 로드로 사용될 수 있다. 그래핀 및/또는 탄소 나노튜브 및/또는 은 및 구리와 같은 더 높은 전기 및/또는 열 전도성을 갖는 2차 상은 전기 및/또는 열 전도를 향상시키기 위해 더 낮은 전도성 튜브(1850)에서 충전물(1150) 역할을 할 수 있다. 매우 부서지기 쉽고 및/또는 처리하기 어려운 초전도성 재료는 취급 및/또는 추가 프로세싱을 용이하게 하기 위해 금속 합금 튜브(1850)에서 충전물(1150) 역할을 할 수 있다. 다양한 크기의 세라믹 입자 및/또는 섬유는 압출 튜브(1850)를 경직(stiffen) 및/또는 강화(strengthen)할 수 있는 충전재(1150) 역할을 할 수 있다. 방사성, 독성 및/또는 부식성 충전 재료(1150)는 연장된 기간 동안 폐쇄된 압출 튜브(1850) 내에 배치하여 안전하게 저장될 수 있다. 위에서 언급한 적용은 열처리, 와이어 드로잉, 머시닝 및/또는 연삭 등과 같은 포스트프로세스 제조 단계를 사용하거나 사용하지 않고 수행될 수 있다. 충전물이 떨어지는 것을 방지하기 위해, 압출 튜브, 파이프 및/또는 와이어(1850)는 한쪽 또는 양쪽 끝에서 크림핑(crimp) 및/또는 플러그될 수 있다. 충전물(1150)은 로터(1200)의 중앙 및/또는 내부에 위치된 로터 통로(1295)에 정의된 도관(1290)을 통해 튜브, 파이프 및/또는 와이어(1850)로 공급될 수 있다.
특정한 예시적인 실시예에서, 로터 통로(1295)는 교반 재료 및/또는 압출 재료가 로터의 근접/구동 단부를 향해 흐르는 역압출 채널의 역할을 할 수 있다.
특정한 예시적인 실시예에서, 로터(1200), 컨테이너(1400) 및/또는 다이(1500)는 협력하여 압출 재료(1800)에 임의의 원하는 응축된(collapsed) 및/또는 비다각형 단면 형상, 예를 들어 ell, 채널, T, I 등을 적용할 수 있다.
머신(1000)은 임의의 수의 피더, 피드포트, 다이 및/또는 컨테이너 출구를 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 15는 다수의 다이(1500) 및 컨테이너 출구(1480)를 갖는 예시적인 구성을 도시한다. 피드포트, 다이 및/또는 컨테이너 출구는 축(R-R)에 수직으로 교차하는 평면에 대해 측정할 때 로터(1200)의 회전축 R-R에 대해 0° 내지 90°의 각도로 배향될 수 있다.
머신(1000)은 회전축(R-R)이 수평면에 대해 임의의 각도를 이루도록 임의의 배향으로 위치될 수 있다. 피드스톡이 소성 변형될 수 있고, 소성 변형된 재료에 임베딩 및/또는 분산될 수 있고, 및/또는 소성 변형된 재료와 반응 및/또는 합금될 수 있기 때문에, 축(R-R)의 배향은 머신(1000)의 작동에 악영향을 미칠 필요가 없다. 그러나, 피드포트 방향은 피드스톡 및 축(R-R)의 방향에 기초하여 조절될 필요가 있다.
도 22 및 23은 심한 소성 변형, 마이크로스트럭처 변형, 압밀(consolidation) 및/또는 압출이 주기적으로 발생할 수 있는 예시적인 실시예를 도시한다. 각각의 사이클에서, 고체, 분말 및/또는 과립 피드스톡(1122, 1142)은 압밀, 분산, 합금화 및/또는 압출될 수 있다. 이 프로세스는 철, 니켈, 코발트, 지르코늄 및/또는 텅스텐 및/또는 이들의 합금 및/또는 복합재와 같은 고온 피드스톡을 프로세싱하는 데 적용할 수 있다. 단계 1에서, 캐비티(1900) 및 다이(1500)를 통해 떨어질 수 있는 피드스톡의 경우, 다이(1500)의 최대 치수보다 약 0.1mm 내지 약 10mm 더 넓고 컨테이너(1400)에 사전 배치된 고체 피드스톡의 조각은 분말 및/또는 과립 피드스톡을 압축 및/또는 압밀하는 데 필요한 압축력을 지원할 수 있는 다이 개구부를 덮기 위해 교반할 수 있다. 사이클의 단계 2에서, 로터(1200)는 캐비티(1900)를 확장하고/하거나 하나 이상의 피드포트(1124, 1144)를 개방하기 위해 컨테이너(1400)로부터 부분적으로 후퇴될 수 있다. 하나 이상의 피드스톡(1122, 1142)은 예를 들어, 스크류 컨베이어 및/또는 피스톤형 푸시 로드를 이용하여 해당 피드포트(1124, 1144)로 밀려 들어간 다음에 컨테이너(1400) 및/또는 캐비티(1900) 내로 밀려 들어간다. 이 단계 동안 마찰열 및/또는 단열열(즉, 변형으로 인해 및/또는 로터 및/또는 컨테이너의 주목할만한 가열 없이 기본적으로 교반 재료에서만 발생하는 열)이 강한 전단 변형과 함께 생성될 수 있고, 이는 피드스톡의 입자 사이에 등각 접촉을 생성하기에 충분할 수 있다. 압축력 하의 전단 변형은 입자 사이 및/또는 이전에 압밀된 피드스톡과의 금속 간 접촉을 생성할 수 있다. 이 동작 중에 피드스톡의 표면의 오염된 및/또는 산화된 층을 깨뜨려 금속 간 접촉을 설정할 수 있다. 로터(1200)의 추가 플런징(plunging) 시, 압밀된 교반 재료(1700)는 다이를 통해 압출되어 단면이 더 감소될 수 있다. 이 단계에서 피드 튜브는 분말 호퍼(hopper)에서 채워지거나 프로세스 열의 도움으로 탈기(degassed)될 수 있다. 단계 3의 끝에서, 로터(1200)는 후퇴 및/또는 냉각될 수 있다. 단계 2 및 3은 압밀되고 압출된 재료(1800)를 연속적으로 생성하기 위해 반복될 수 있다. 피드스톡(1122, 1142), 교반 재료(1700) 및/또는 또는 압출 재료(1800)의 산화를 피하고 및/또는 안전한 동작을 보장하기 위해, 전체 프로세스는 잠재적으로 약간의 포지티브 압력하에서 불황성 아르곤 분위기에서 발생할 수 있다.
도 40 내지 도 63은 예시적인 로터(1200)의 말단부(1280)에 대한 일부 예시적인 지오메트리를 도시한다. 이러한 지오메트리 중 임의의 것은 캐비티(1900)를 통해 다이(1500)로의 교반 재료(1700)의 흐름을 돕기 위해 사용될 수 있다. 로터(1200)의 말단부(1280)에서의 지오메트리는 압출 전에 추가 혼합을 야기할 수 있고/있거나 다이를 통해 교반 재료(1700)를 용이하게 하기 위해 추가 압력 및/또는 온도를 생성할 수 있다. 말단부(1280)는, 로터(1200)의 혼합 능력을 증가시킬 수 있고 및/또는 압출 재료(1800)에서 실질적으로 균일한 마이크로스트럭처를 생성하기 위해 복합 재료 제조에 사용될 수 있는 너브(nub) 및/또는 돌출부를 포함 및/또는 정의할 수 있다. 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)는 외부 표면 및/또는 내부 표면에 핀, 플루트, 플랫, 슬롯, 스레드, 계단, 너브, 버튼 및/또는 돌출부와 같은 다양한 지오메트리 특징을 갖거나 정의할 수 있다.
도 64-84에 도시된 바와 같이, 컨테이너(1400)는, 일부 실시예에서 캐비티(1900)의 형상을 정의할 수 있는 임의의 다양한 지오메트리 특징을 갖고/갖거나 정의할 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(1400)는 단계 및/또는 계단, 다이로의 부드러운 전이, 다른 재료로 만들어진 단계 및/또는 전이를 정의할 수 있고, 컨테이너 하우징(1440) 등의 개별 구조에 포함될 수 있고, 다이 플레이트(1520) 등의 다른 구조에 포함된 다이(1500), 다른 재료로 만들어진 다이(1500), 컨테이너(1400)에 부착된 다이(1500), 다른 재료로 만들어진 컨테이너(1400)의 상부 및/또는 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)의 나머지와 비교하여, 컨테이너(1400)의 캐비티를 향하는 내면(1420)은, 반포함부(1240), 포함부(1260) 및/또는 단말부(1280)의 외면 등의 컨테이너(1400)의 다른 표면 및/또는 로터(1200)의 표면과 비교하여, 코팅, 연마(polished), 연마(honed), 그라운드, 머신드, 샌드 블라스트, 쇼트 피닝(shot peened), 레이저 각인 및/또는 망치질과 같은 상이한 재료 및/또는 질감을 가질 수 있다. 컨테이너(1400)의 캐비티 대향 내면 내 및/또는 상의 부드러운 지오메트리 전이 및/또는 로터(1200)의 외면은 모로리딕 피드스톡의 프로세싱에 있어서 유리할 수 있다. 다수 층(1460)으로부터 컨테이너(1400)를 형성함으로써 생성된 컨테이너(1400)의 내면 내 및/또는 상의 단계 및/또는 계단 특징은 재료 혼합 능력을 증가시킨다. 컨테이너(1400) 및/또는 로터(1200)의 형상 및/또는 크기 전이는 로터(1200) 상의 응력의 분포에 의해 로터 파손을 방지할 수 있다. 피드스톡(1122) 및/또는 교반 재료(1700) 와 직접 접촉하는 컨테이너(1400)는, 컨테이너(1400) 및/또는 로터(1200)의 반포함부(1240), 포함부(1260), 및/또는 말단(1280)가 내화 금속 및/또는 그 합금 및/또는 세라믹 재료로 만들어지거나 그로 코팅되고, 심지어 그 재료, 합금, 고체 상태 용액 및/또는 인성이 부족한 복합체로 만들어진다. 이러한 경우, 컨테이너(1400)의 캐비티 대향 내면(1420)은 더 질긴 재료로 코딩되고/되거나 그에 포함될 수 있다. 소정의 예시적인 실시예에서, 컨테이너(1400)의 재료, 반포함부(1240), 포함부(1260), 단말부(1280) 및/또는 피드스톡(들)(1122, 1142)는 각각에 대한 그들의 재료의 접착 특성으로 인해 그들 사이의 마찰을 감소시키거나 증가시키도록 쌍을 이룰 수 있다. 컨테이너(1400), 반포함부(1240), 포함부(1260), 및/또는 말단부(1280)의 하나 이상의 캐비티 대향 내면(1420)의 질감 및/또는 거칠기는 더 부드러운 재료로의 더 단단한 재료의 경운(ploughing) 특성 때문에 캐비티(1900) 내에서 생성된 마찰을 증가 및/또는 감소시키도록 구성될 수 있다. 유사하게, 마찰 조건 및/또는 계수는 컨테이너(1400), 반포함부(1240), 포함부(1260) 및/또는 말단부(1280)에 대해 상이한 재료 및/또는 표면 텍스처를 사용하여 수정될 수 있다. 컨테이너(1400)는 피드포트 및/또는 다이 등의 일체형 구성요소로 제조될 수 있거나 다이 및/또는 피드포트는 컨테이너(1400)에 부착되도록 구성된 개별 구성요소일 수 있다. 소정의 예시적인 실시예에서, 반포함부(1240), 포함부(1260), 단말부(1280) 등의 로터(1200)의 전부 또는 일부 및/또는 컨테이너(1400)는 툴 스틸, 스테인리스강, 니켈 합금, 코발트 합금, 텅스텐 합금, 레늄 합금 및/또는 이들의 합성물, 및/또는 큐빅 보론 나이트라이드, 탄화규소, 탄화텅스텐, 탄화티탄, 질화티타늄과 같은 다양한 원소의 탄화물, 질화물 및/또는 산화물, 알루미나, 지르코니아 등, 및/또는 열 분무 코팅, 다이아몬드형 탄소 코팅 및/또는 질화티타늄 등을 포함하는 물리적 및/또는 화학적 증착 코팅과 같은 코팅을 이용하여 만들어질 수 있다. 로터(1200), 반포함부(1240), 포함부(1260), 말단부(1280) 및/또는 컨테이너(1400)는 임의의 냉각제를 위한 냉각 통로와 같은 하나 이상의 내부 냉각 배열을 가질 수 있고 및/또는 저항 가열, 유도 가열, 대류 가열 및/또는 적외선 가열 등과 같은 열 추출, 열 전달, 냉각 및/또는 가열을 향상시키도록 구성된 알루미늄, 구리, 은 및/또는 금 등의 높은 전도성 재료로 만들어질 수 있다.
특정한 예시적인 실시예는 회전 스핀들이 있는 기존 머신 툴을 사용하여 미리 결정된 최대 길이의 고체 피드스톡을 공급하도록 구성될 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 피더 프레임(1670)은 2개의 프레임 샤프트와 2개의 프레임 바를 사용하여 구성될 수 있다. 피스톤형 푸시로드의 일단은 프레임 바에 연결될 수 있고 푸시로드의 타단은 피드포트 내부에서 자유롭게 움직일 수 있다. 피더 프레임(1670)의 일측은 로드셀을 통해 왕복 운동 발생 장치에 부착될 수 있다. 왕복 운동의 스트로크 길이 및/또는 속도를 프로그래밍할 수 있다. 움직임이 생성될 때, 피더 프레임(1670)은 푸시 로드 중 하나를 컨테이너 쪽으로 및/또는 다른 하나를 컨테이너로부터 멀리 이동할 수 있다. 컨테이너에서 멀어지는 푸시 로드는 피드포트 개구부를 열 수 있다. 피드포트 개구부가 충분히 개방되면, 고체 피드스톡 로드가 피드포트 내부로 떨어질 수 있고 및/또는 피더 프레임(1670)의 움직임이 역전될 수 있다. 푸시 로드는 피드스톡을 컨테이너 쪽으로 이동할 수 있으며, 그 동안 피드스톡에 적용된 힘은 로드 셀에 의해 측정될 수 있고 및/또는 피딩 속도는 제어 시스템의 데이터 로깅 장치에서 계산 및/또는 기록될 수 있다. 왕복 운동은 선형 전기 액추에이터에 의해 생성되는 것으로 예시되지만, 운동은 공압 및/또는 유압 액추에이터(이에 제한되지 않음)와 같은 임의의 액추에이션 수단에 의해 생성될 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 심하게 소성 변형된 재료, 합성물, 압밀된 분말 및/또는 고체 상태 합금 재료가 생성 및/또는 압출될 때, 압출 재료 및/또는 프로세싱된 재료는 디플렉터에 의해 미리 결정된 방향으로 편향될 수 있다.
특정한 예시적인 실시예에서, 뒤집을 수 있는 컨테이너는 2개의 절반으로 분할되도록 구성되어, 하나 이상의 정렬 핀을 사용하여 재조립을 위해 정렬될 수 있다. 컨테이너는 로터의 회전축에 대해 평행, 수직 및/또는 각도와 같은 임의의 방향으로 분할 및/또는 분리되도록 만들어질 수 있다. 분할 및/또는 분리 능력을 갖는 것은 청소 및/또는 고정을 위해 컨테이너의 캐비티 및/또는 내부 부분에 대한 접근을 허용할 수 있다. 마찬가지로 로터가 여러 재료 및/또는 구성 요소로 만들어지는 능력은 제조 비용 및/또는 성능을 최적화하는 데 도움이 될 수 있다.
특정한 예시적인 실시예에서, 로터의 포함부는 일반적으로 절두체 형상일 수 있고/있거나 근접 단부에서 대략 0.5mm 내지 대략 500mm의 상부 직경을 가질 수 있고 말단부에서 대략 0mm(즉, 날카롭게 뾰족한 단부) 내지 대략 490 mm 직경을 가질 수 있고 및/또는 대략 1 mm 내지 대략 1000 mm의 길이를 갖고 및/또는 대략 0.1 mm 내지100 mm 깊이 및 대략 0.1 mm 내지 100 mm 피치를 갖는 외면 상의 단차 스파이럴 특징을 가질 수 있다. 컨테이너는 대략 1 mm 내지 700 mm의 외경 및/또는 대략 10 mm 내지 1000 mm의 전체 길이를 가질 수 있다.
도 20 내지 29를 참조하면, 드라이브(1300)에 인접한 드라이브(1300)(로터(1200)에 회전 및/또는 병진 동력원을 연결하는 임의의 스핀들, 커플링, 기어박스, 트랜스미션 또는 다른 메카니즘을 포함할 수 있음)의 관점에서, 특정 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 로터(1200)는 스핀들 및/또는 드라이브 샤프트에 작동 가능하게 연결되도록 구성되고 및/또는 피드스톡 및/또는 교반 재료와 작동 가능하게 접촉하지 않도록 구성된 근접 숄더, 생크(shank) 및/또는 비접촉부(1210)를 정의할 수 있다. 근접 비접촉부(1210)에 인접하여, 로터(1200)는 피드스톡 및/또는 교반 재료과 작동적으로 접촉할 수 있지만 컨테이너(1400)에 작동적으로 들어갈 수는 없는 근접 접촉부(1220)를 정의할 수 있다. 접촉부(1220)에 인접하여, 로터(1200)는 컨테이너(1400)에 작동가능하게 들어가고 나오도록 구성된 반포함부(1240)를 정의할 수 있다. 반포함부(1240)에 인접하여, 로터(1200)는 컨테이너(1400)에 작동 가능하게 유지되도록 구성되는 포함부(1260)를 정의할 수 있다. 포함부(1260)에 인접하여, 로터(1200)는 다이(1500)와 작동 가능하게 인터페이스하여 압출 재료의 세로 단면 형상을 정의하도록 구성된 말단부(1280)를 정의할 수 있다.
도 67 내지 도 69에 도시된 바와 같이, 컨테이너(1400)는 뒤집을 수 있도록 설계될 수 있고, 2개의 대향하는 내부 캐비티, 예를 들어 하나는 상부에 다른 하나는 바닥에 있고, 이들 각각은 그 자체로 로터(1200)를 수용할 수 있다. 로터(1200)와 협력할 수 있는 캐비티의 치수는 가장 넓은 위치에서 내부 직경이 약 1mm에서 500mm이고/이거나 가장 좁은 위치에서 내부 직경이 약 0.01mm에서 250mm일 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 통로는 이들 2개의 캐비티를 연결할 수 있고/있거나 이 통로는 작업 동안 다이로서 작용할 수 있다. 캐비티(1900)는 로터(1200)의 회전축을 기준으로 대칭일 수 있다. 컨테이너(1400)는 회전축에 수직인 중간 면에 대해 대칭일 수 있다. 이를 통해 컨테이너(1400)를 다이의 양쪽에서 사용할 수 있다.
로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)는 CNC 머시닝 및/또는 연마 동작을 이용하여 제조될 수 있다. 로터(1200) 및/또는 컨테이너(1400)는 용제화, 공기 냉각 및/또는 템퍼링(tempering)을 포함하는 하나 이상의 열처리 사이클을 이용하여 제조한 후에 사전 어닐링 및/또는 열처리될 수 있는, 예를 들어, H13 툴 스틸로 만들어질 수 있다.
도 91-93에 도시된 바와 같이, 머신(1000)의 특정 예시적인 실시예는 각각이 단일 공통 컨테이너(1400) 내에서 회전 및/또는 그 내부 및 외부로 적어도 부분적으로 병진 운동하는 다수의 로터(1200)를 이용할 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 다중 로터 머신은 각각 자신의 다이를 갖는 2개의 대향하는 로터를 이용할 수 있고, 압출 재료는 공통 출구를 통해 컨테이너를 떠난다. 특정한 예시적인 실시예에서, 멀티 로터 머신은 2개의 대향 로터를 작동할 수 있는 단일 공통 컨테이너를 이용할 수 있으며, 각각의 대향 로터는 자체 피드포트에 의해 공급되고 자체 캐비티 내에서 회전한다. 교반 재료는 하나 이상의 로터에 있는 튜브를 통해 이러한 캐비티를 빠져나갈 수 있으므로 각 로터를 통한 역압출이 가능하다.
도 91-93에 도시된 바와 같이, 머신(1000)의 특정한 예시적인 실시예는 다수의 로터(1200)가 작동할 수 있는 단일 공통 컨테이너(1400)를 제공할 수 있다. 이러한 로터는 대향할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 예를 들어, 2개의 로터(1200)는 공통 제1 회전축을 따라 서로 대향할 수 있고, 또 다른 2개의 로터는 공통 제1 회전축과, 예를 들어 일치하고, 비일치하고, 평행하고, 비평행하고, 각지고, 수직일 수 있는 공통 제2 회전축을 따라 서로 대향할 수 있다. 제5 로터는 공통 제1 회전축 및/또는 공통 제2 회전축에 대해 예를 들어 일치하고, 비일치하고, 평행하고, 비평행하고, 각지고 및/또는 수직인 제3 회전축을 따라 회전할 수 있다. 임의의 수의 피드스톡(1122, 1142)은 교반 재료(1700)가 형성될 수 있는 임의의 수의 캐비티에 임의의 수의 피드포트(1124, 1144)를 통해 제공될 수 있다. 압출 재료(1800)는 임의의 수의 다이(1500)를 통과할 수 있고 및/또는 임의의 수의 컨테이너 출구(1480)를 통해 컨테이너를 떠날 수 있다.
특정한 예시적인 실시예는 고체 알루미늄 합금 필러 피드스톡을 연속적으로 압출하도록 구성될 수 있다. 왕복 직선 운동 생성 전기 실린더에 연결할 수 있는 피스톤 메커니즘을 사용하여 피드스톡을 공급할 수 있다. 특정한 예시적인 실시예는 왕복 피스톤 메커니즘을 전기 실린더에 연결할 수 있다. 이 구성에서, 피드포트 단부는 고정물에 견고하게 장착될 수 있는 반면 피더 프레임(1670) 및/또는 푸시 로드의 샤프트는 고정물을 통해 자유롭게 미끄러질 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 고체 피드스톡은 카트리지 상에 로딩될 수 있다.
특정 예시적인 실시예는 하나 또는 다수의 피드포트를 통해 과립형 재료, 볼 밀링 분말, 촙드(chopped) 와이어 및/또는 금속 부스러기(shavings) 등과 같은 임의의 비액체 형태로 유사한 피드스톡을 공급하고 단일 또는 다수 다이 출구를 통해 압출하여 다음과 같은 공정 단계를 통해 심한 소성 변형 처리된 재료, 마이크로스트럭처로 정련된 재료 및/또는 빌렛(billets)을 연속적으로 생성하는 것을 제공할 수 있다:
특정 예시적인 실시예는 하나 또는 다수의 피드포트를 통해 임의의 비액체 형태의 비유사한 피드포트를 공급하고/하거나 단일 및/또는 다수의 다이 출구를 통해 압출하여 복합 재료, 고체 상태 합금, 인-시츄(in-situ) 복합체 및 인-시츄 합금을 연속적으로 생산하는 것을 제공할 수 있다.
원하는 회전 속도, 트랜스레이션(translation) 거리, 로터 속도 및/또는 피드스톡 피드 속도는 제어 시스템을 통해 제어할 수 있다. 측정된 힘, 토크 및/또는 온도를 기반으로 회전 속도, 트랜스레이션 속도 및/또는 피드스톡 피드 속도와 같은 프로세스 파라미터를 변경할 수 있다. 특정한 예시적인 실시예에서, 파라미터는 컴퓨터 및/또는 상응하는 소프트웨어 프로그램과 같은 인간-기계 인터페이스를 통해 제어 시스템에 공급될 수 있다. 제어 시스템은 예를 들어 로터(1200)의 위치, 컨테이너(1400)의 온도 및/또는 압출 재료의 온도 및/또는 유량, 스핀들 및/또는 피딩 시스템 상의 힘, 스핀들 토크, 회전 속도 및/또는 트랜스레이션 거리 및/또는 로터(1200) 및 피드스톡의 속도 변화율 등을 모니터 및/또는 기록하면서 드라이브, 스핀들 및/또는 피딩 드라이브 유닛과 통신할 수 있다. 제한되지 않지만, 냉각, 가열 및/또는 에너지 회복 및/또는 리사이클링 유닛 등의 추가의 능력이 시스템에 추가될 수 있다.
도 85를 참조하면, 특정한 예시적인 실시예는 프로세스 및/또는 방법(10000)을 제공할 수 있으며, 이는 다음 활동 중 임의의 것을 포함할 수 있다:
활동(10100)에서, 원하는 구성요소 파라미터(예: 피더, 로터, 컨테이너 및/또는 다이의 유형; 크기 및 치수, 재료, 특성 등), 피드스톡 파라미터(예: 피드스톡의 모양, 형태 및/또는 특성), 압출 재료 파라미터(예: 압출 재료의 모양, 형태 및/또는 특성) 및/또는 프로세스 파라미터(예: 피드스톡 유량, 회전 속도, 트랜스레이션 속도, 트랜스레이션 거리, 피드 압력 및/또는 캐비티 온도 등)이 선택될 수 있다;
활동(10200)에서, 각각의 원하는 피드스톡이 해당 피드에 제공될 수 있다;
활동(10300)에서, 피드스톡이 캐비티에 공급될 수 있다;
활동(10400)에서, 프로세스 파라미터를 모니터, 조절 및/또는 제어하면서, 로터는 이동(예를 들어, 회전 또는 병진운동)하여 예를 들어, 심한 소성 변형, 화학 반응, 합금, 합성, 본딩, 압밀, 용융, 분리, 분할, 침전 등을 통해 피드스톡(들)을 교반 재료로 변환 및/또는 프로세싱할 수 있다.
활동(10500)에서, 교반 재료는 다이를 통해, 예를 들어, 정방향 압출 및/또는 역압출을 통해 가압되어 압출 재료를 형성할 수 있다; 및/또는
활동(10600)에서, 압출 재료는 (예를 들어, 길이로 절단, 연신(stretching), 드로잉(drawing), 냉각, 가열, 3-D 인쇄, 증착, 본딩, 열처리, 피클링(pickling), 양극 산화, 아연 도금, 산화, 머시닝, 피니싱, 코팅, 페인팅, 절연, 자화, 마킹, 리프로세싱, 리사이클링, 조립, 패키징 등을 통해) 후처리 및/또는 포스트프로세싱될 수 있다.
특정한 예시적인 실시예에서, 파라미터(예를 들어, 피드스톡, 프로세스 변수 등)는 압출 재료(1800)의 길이방향 축을 따라 그 특성의 변화를 부여하기 위해 변경 및/또는 제어될 수 있다. 즉, 압출 재료가 동일한 머신(1000)으로부터 압출되기 약간 전에 다이(1500)를 빠져나가는 압출 재료와, 나중의 재료가 머신(1000)으로부터 압출됨에 따라 이전 압출 재료에 적어도 초기에 연결된 나중의 압출 재료 간의 특성차가 있을 수 있다.
특정한 예시적인 실시예에서, 포함부(1260)의 지오메트리, 컨테이너 내면(1420)의 지오메트리, 와이핑 메커니즘, 및/또는 로터(1200)의 움직임은, 머신(1000)로부터의 압출 재료(1800)의 양의 값(즉, 0이 아닌) 및 균일한 평균 유량에 의해 정의되는 머신(1000)에 대한 정상 상태 작동 조건을 생성하는 방식으로 교반 재료가 다이(1500)를 향해 전진하도록 구성될 수 있고, 이 평균은 2초, 10초, 20초, 1분, 2분 등 1초~3분 범위에서 선택된 소정의 시간 간격 동안 계산된다. 따라서, 정상 상태에서, 피드스톡(1122, 1142)가 캐비티(1900)에 연속적으로, 간헐적으로, 및/또는 주기적으로 들어가는지 여부 및/또는 로터(1200)가 축방향으로 병진, 왕복 및/또는 진동하는지 여부 및/또는 로터(1200)가 방사상으로 흔들리는지 여부에 관계없이, 및/또는 로터(1200)가 더 짧은 시간 간격 동안 임의의 불균일한 방식으로 움직이면, 압출 재료(1800)는 방금 설명한 미리 결정된 평균 기술에 따라 머신(1000)으로부터 연속적으로 및/또는 균일하게 흐를 수 있다. 정상 상태에서, 머신(1000)으로부터의 모든 압출 재료(1800)의 조합된 평균 유량은 0이 아닐 수 있고 캐비티(1900)에 들어가는 모든 피드스톡의 조합된 평균 유량과 같을 수 있으므로, 머신(1000)의 정상 상태 작동 조건은 1분에서 100시간(또는 그 이상) 범위의 미리 결정된 시간 동안 연장될 수 있다.
특정한 예시적인 실시예는 하나 이상의 피드스톡(feedstock)으로부터 압출 재료를 생성하는 방법으로서,
상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 변형가능 고체 제1 피드스톡을 고정된 제1 피드포트를 통해 로터 및 고정된 컨테이너의 내벽 사이에 정의된 캐비티로 공급하는 활동;
상기 제1 피드스톡이 상기 로터와 접촉할 때, 상기 제1 피드스톡을 용융하지 않고, 상기 제1 피드스톡을 소성 변형시키는 것을 포함하는 것을 포함하는 활동을 통해 상기 캐비티 내에서 교반 재료를 생성하는 활동;
하나 이상의 다이를 통해 상기 캐비티로부터 교반 재료를 연속적으로 압출하여 압출 재료를 생성하는 활동;
제1 피드스톡을 캐비티에 공급하는 동안, 로터로부터 교번 재료의 일부를 와이핑하는 활동;
제1 피드스톡을 캐비티에 공급하는 동안, 고정 제2 피드포트를 통해 캐비티로 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 제2 피드스톡을 공급하는 활동;
제2 피드스톡을 교반 재료에 포함시키는 활동;
제2 피드스톡을 분리하는 활동;
캐비티 내에서, 제2 피드스톡을 제1 피드스톡과 반응하는 활동;
캐비티 내에서 교반 재료를 야금적으로 및 이음새없이 본딩하는 활동;
캐비티 내에서 교반 재료를 압입하는 활동;
교반 재료가 용융, 분리, 파티션 또는 침전하도록 하는 활동;
압출 재료를 기판에 증착하는 활동;
압출 재료를 기판에 본딩하는 활동; 및/또는
소정 변형 활동 동안, 제1 피드스톡을 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 제2 피드스톡과 합금하는 활동
을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 로터는, 상기 로터가 작동가능하게 회전하도록 구성되는 회전축을 정의하고;
상기 로터는 상기 컨테이너 내에 작동가능하게 남아있는 포함부를 정의하고;
상기 제1 피드스톡은, 상기 로터의 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안 고정된 제1 피드포트를 통해 공급되고,
상기 포함부는, 근접단(proximal end) 및 말단(distal end)을 정의하는 일반적으로 원추형 절두체 형상을 가지며, 상기 근접단은 상기 말단보다 상기 로터의 구동부에 더 가깝게 위치하고,
상기 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안,
축방향 갭의 크기가 시간에 따라 연속적으로 변하고 - 상기 축방향 갭은 회전축을 포함하는 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하는 제1 라인을 따라 측정되고, 상기 제1 라인은 상기 회전축에 평행하게 연장하고, 상기 갭은, 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 상기 제1 라인을 따라 (a) 상기 로터의 외면 및 (b) 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하고 상기 회전축에 수직이고 제1 피드포트의 출구의 중심에 교차하는 제2 라인 사이에서 가장 짧은 거리이고; 및/또는
방사상 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변하고, 상기 방사상 갭은 제2 라인을 따라 측정되고 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 제2 라인을 따라 상기 로터의 외부 및 상기 제1 라인 사이에서 가장 짧은 거리이며,
상기 말단으로부터 회전축을 따라 볼 때, 상기 말단에 근접하여 위치하는 로터의 가시적 근접 둘레는 상기 말단에 위치하는 로터의 가시적 말단 둘레보다 큰 방법.
상기 공급 활동이 연속적으로, 주기적으로, 왕복으로 발생하고,
상기 압출 활동은 상기 로터를 통해 상기 압출 재료를 역압출하고,
회전축은, 로터가 회전하는 동안 작동가능하게 흔들리도록(wobble) 구성되고,
상기 포함부가 작동가능하게 회전축을 따라 병진 운동할 때 상기 로터는 상기 제1 피드스톡을 공급하는 활동에 작동적으로 영향을 미치지 않고,
포함부는 회전축을 따라 작동가능하게 오실레이팅하도록 구성되고,
포함부는 회전축을 따라 작동가능하게 왕복운동하도록 구성되고,
상기 로터가 로터의 회전축을 따라 작동가능하게 병진운동하는 동안 상기 로터는 상기 캐비티의 볼륨을 작동가능하게 변경하도록 구성되고,
상기 로터는 하나 이상의 핀(fins), 플루트(flutes), 플랫, 슬롯, 계단, 계단형 나선, 너브, 버튼, 절단 에지 및/또는 돌출부를 정의하고,
상기 컨테이너의 내벽은 하나 이상의 핀(fins), 플루트(flutes), 플랫, 슬롯, 계단, 계단형 나선, 너브, 버튼, 절단 에지 및/또는 돌출부를 정의하고,
상기 제1 피드스톡은 상기 회전축에 평행하지 않은 방향으로 상기 캐비티로 들어가고,
상기 압출 재료는 상기 회전축에 평행하지 않은 방향으로 상기 다이를 통해 압출되고,
상기 로터 및 다이는 협력하여 상기 압출 재료 상에 가늘고 긴 형태를 부여하도록 구성되고, 상기 가늘고 긴 형태는 환형상을 갖고,
압출 재료의 적어도 하나의 특성은 압출 재료의 종축을 따라 변하고,
상기 압출 재료의 구성은 상기 압출 재료의 종축을 따라 변하고,
상기 하나 이상의 피드스톡으로부터의 적어도 하나의 피드스톡은 입자, 분말, 낟알(grains), 기계가공된 칩 및/또는 부스러기(swarfs)의 형태이고,
상기 하나 이상의 피드스톡으로부터의 적어도 하나의 피드스톡은 금속, 합금, 세라믹, 폴리머 또는 유리를 포함하고,
상기 압출 재료는 파이프, 튜브, 와이어, 로드, 시트 및/또는 채널의 일반적인 형태를 갖고,
상기 압출 재료는 상기 압출 재료 이외의 재료로 채워진 파이프 또는 튜브의 형태를 갖는 방법.
상기 압출 재료는 순수 금속, 합금 및/또는 복합체를 포함하고, 및/또는
상기 압출 재료는 입자 구조 및 하나 이상의 2차 상(phase)의 실질적으로 균일한 분포에 의해 정의된 마이크로스트럭처를 갖는 방법
을 제공한다.
특정 예시적인 실시예는 하나 이상의 피드스톡(feedstock)으로부터 압출 재료를 생성하는 방법으로서,
상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 변형가능 고체 제1 피드스톡을 고정된 제1 피드포트를 통해 로터 및 고정된 컨테이너의 내벽 사이에 정의된 캐비티로 공급하는 활동;
상기 제1 피드스톡이 상기 로터와 접촉할 때, 상기 제1 피드스톡을 용융하지 않고, 상기 제1 피드스톡을 소성 변형시키는 것을 포함하는 활동을 통해 상기 캐비티 내에서 교반 재료를 생성하는 활동; 및/또는
하나 이상의 다이를 통해 상기 캐비티로부터 교반 재료를 연속적으로 압출하여 압출 재료를 생성하는 활동
을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 로터는, 상기 로터가 작동가능하게 회전하도록 구성되는 회전축을 정의하고;
상기 로터의 포함부는 상기 회전축을 따라 작동가능하게 병진 운동하는 동안 상기 컨테이너 내에 작동가능하게 남아 있도록 구성되고;
상기 제1 피드스톡은, 상기 로터의 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안 고정된 제1 피드포트를 통해 공급되고,
상기 로터는 상기 포함부에 바로 인접하여 위치하는 반포함부를 정의하고,
상기 로터는, 상기 회전축에 수직으로 배향되고 상기 반포함부로부터 상기 포함부를 분리하는 평면에 위치하는 포함 둘레(perimeter)를 정의하고,
상기 반포함부는 상기 컨테이너를 작동가능하게 들어가고 나오고,
상기 공급 활동은, 상기 반포함부가 상기 컨테이너를 들어가기 시작할 때 작동가능하게 중지되고,
상기 포함부는 근접단 및 말단을 정의하는 일반적으로 원추형 절두체 형상을 가지며, 상기 근접단은 상기 말단보다 상기 로터의 구동부에 더 가깝고,
상기 포함부가 작동가능하게 회전하고 병진 운동하는 동안,
축방향 갭의 크기가 시간에 따라 연속적으로 변하고 - 상기 축방향 갭은 회전축을 포함하는 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하는 제1 라인을 따라 측정되고, 상기 제1 라인은 상기 회전축에 평행하게 연장하고, 상기 갭은, 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 상기 제1 라인을 따라 (a) 상기 로터의 외면 및 (b) 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하고 상기 회전축에 수직이고 제1 피드포트의 출구의 중심에 교차하는 제2 라인 사이에서 가장 짧은 거리이고; 및/또는
방사상 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변하고, 상기 방사상 갭은 제2 라인을 따라 측정되고 미리 결정된 영구 단면 평면 상에서 제2 라인을 따라 상기 로터의 외부 및 상기 제1 라인 사이에서 가장 짧은 거리이며, 및/또는
상기 말단으로부터 회전축을 따라 볼 때, 상기 말단에 근접하여 위치하는 로터의 가시적 근접 둘레는 상기 말단에 위치하는 로터의 가시적 말단 둘레보다 큰 방법을 제공한다.
특정한 예시적인 실시예는 하나 이상의 피드스톡으로부터 압출 재료를 생성하도록 구성되는 머신으로서,
상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 변형가능 고체 제1 피드스톡을 고정된 제1 피드포트를 통해 회전하는 로터 및 고정된 컨테이너의 내벽 사이에 정의된 캐비티로 작동가능하게 공급하는 피드스톡 피더;
상기 제1 피드스톡이 상기 회전하는 로터와 접촉할 때, 상기 제1 피드스톡을 용융하지 않고, 상기 제1 피드스톡을 소성 변형시키는 것을 포함하는 활동을 통해 상기 캐비티 내에서 용융되지 않은 교반 재료를 작동가능하게 생성하는 로터;
상기 컨테이너에 연결되고 상기 피드포트를 통해 상기 캐비티로 미리 결정된 양의 하나 이상의 피드스톡을 작동가능하게 공급하도록 구성되는 병진 운동가능 피더 프레임을 더 포함하는 머신; 및/또는
상기 하나 이상의 다이에 대하여 미리 결정된 상대 위치로 작동가능하게 병진 운동하는 3D 프린팅 베드를
를 포함하고,
상기 로터는, 상기 로터가 작동가능하게 회전하도록 구성되는 회전축을 정의하고;
상기 로터의 포함부는 상기 회전축을 따라 작동가능하게 병진 운동하는 동안 상기 컨테이너 내에 작동가능하게 남아 있도록 구성되고;
상기 제1 피드스톡은, 상기 로터의 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안 고정된 제1 피드포트를 통해 공급되고,
상기 로터는 상기 포함부에 바로 인접하여 위치하는 반포함부를 정의하고,
상기 로터는, 상기 회전축에 수직으로 배향되고 상기 반포함부로부터 상기 포함부를 분리하는 평면에 위치하는 포함 둘레(perimeter)를 정의하고,
상기 반포함부는 상기 컨테이너를 작동가능하게 들어가고 나오고,
상기 머신은, 상기 반포함부가 상기 컨테이너를 들어가기 시작할 때 상기 제1 피드스톡의 공급을 작동가능하게 중지하고,
포함 둘레는 상기 로터의 비구동 터미널 단부에 위치하는 터미널 둘레보다 크고,
상기 로터는 일반적으로 원추형 절두체 형상을 갖고,
상기 포함부가 작동가능하게 회전하고 병진 운동하는 동안,
축방향 갭의 크기가 시간에 따라 연속적으로 변하고 - 상기 축방향 갭은 회전축을 포함하는 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하는 제1 라인을 따라 측정되고, 상기 제1 라인은 상기 회전축에 평행하게 연장하고, 상기 갭은, 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 상기 제1 라인을 따라 (a) 상기 로터의 외면 및 (b) 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하고 상기 회전축에 수직이고 제1 피드포트의 출구의 중심에 교차하는 제2 라인 사이에서 가장 짧은 거리이고; 및/또는
방사상 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변하고, 상기 방사상 갭은 제2 라인을 따라 측정되고 미리 결정된 영구 단면 평면 상에서 제2 라인을 따라 상기 로터의 외부 및 상기 제1 라인 사이에서 가장 짧은 거리이며,
상기 말단으로부터 회전축을 따라 볼 때, 상기 말단에 근접하여 위치하는 로터의 가시적 근접 둘레는 상기 말단에 위치하는 로터의 가시적 말단 둘레보다 크고,
상기 제1 피드스톡이 소성 변형되는 동안, 상기 제1 피드스톡의 마이크로스트럭처가 변경되는 머신을 제공한다.
정의
본 명세서에서 다음의 문구가 실질적으로 사용될 때 첨부된 정의가 적용된다. 이러한 문구 및 정의는 편견 없이 제시되며, 출원과 일치하게, 본 출원 또는 우선권을 주장하는 임의의 출원이 진행되는 동안 보정서를 통해 이러한 문구를 재정의할 수 있는 권리가 있다. 우선권을 주장하는 특허의 청구항을 해석할 목적으로, 해당 특허의 각 정의는 해당 정의 밖의 주제에 대한 명확하고 모호하지 않은 거부로서 기능한다.
3D - 3차원, 즉 폭, 깊이 및 높이와 같은 치수를 특징으로 하며, 서로 직교하는 3개의 축 각각을 따라 측정된다.
3D 인쇄 - 수천 개의 층으로 절단된 CAD 도면에서 직접 플라스틱, 금속 및 기타 재료를 사용하여 한 번에 한 층씩 컴퓨터 구동 애디티브(addtive) 프로세스를 사용하여 부품 및/또는 제품을 만드는 것.
하나의(a) - 적어도 하나.
약(about) - 주변 및/또는 대략.
위 - 더 높은 레벨에서.
가로질러 - 하나의 측, 포인트 및/또는 순간에서 다른쪽으로.
활동 - 액션, 액트, 단계 및/또는 프로세스 또는 그 일부.
적응시키다 - 특정 목적, 기능, 사용 및/또는 상황에 대하여 디자인하고, 만들고, 설정하고, 배열하고, 모양을 만들고, 구성하고/하거나 적합하게 만들고 및/또는 맞춘다.
어댑터 - 장치 또는 시스템의 하나 이상의 부분의 상이한 부분 사이의 동작 호환성에 사용되는 디바이스.
인접한(adjacent) - 아주 근접한, 가까운, 옆에, 클로즈(close) 및/또는 인접한(contiguous), 인접한(adjoining); 인접한(adjoining); 및/또는 이웃한.
후 - 시간적으로 나중에 및/또는 이후에.
합금 - (동사) 아말감 및/또는 합금을 통합, 결합 및/또는 형성하는 것; (명사) 일반적으로 특정 특성 및/또는 속성을 부여 및/또는 증가시킬 목적으로 둘 이상의 금속 또는 금속과 비금속 및/또는 준금속 원소의 균질 혼합물로 구성된 금속성 고체 및/또는 액체; 및/또는 2개 이상의 금속 원소 또는 비금속 원소와 순수한 화합물이 아니고 서로 섞일 수 있는 금속 원소의 금속 특성을 갖는 결합체로서, 용융 시 적어도 어느 정도는 금속 매트릭스를 가진 다소 균질한 액체를 형성하고, 고체일 때 별개의 층으로 분리되지 않는다. 용융물로부터 응고될 때 이러한 조합은 기계적 혼합물, 엔텍틱(entectics), 엔텍토이드(entectoids), 고용체 또는 부분적으로 하나 이상이 동시에 존재할 수 있는 화학적 화합물로 구성될 수 있다.
따라 - ~을 통해, 위에(on), 옆에, 위에(over), 일직선으로, 및/또는 길이 및/또는 방향에 평행하게; 및/또는 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로.
하나의(an) - 적어도 하나.
및 - 와 함께.
및/또는 - 함께 또는 대안으로.
환형 - 링 형상
임의의 - 사양없이 하나, 일부, 모든 및또는 모두.
장치 - 특정한 목적을 위한 어플라이언스 또는 디바이스.
대략 - 약 및/또는 그와 거의 동일한.
있다(are) - 존재.
약(around) - 약, 둘러싸는 및/또는 실질적으로 모든 면; 및/또는 대략.
~하는 한 - 만약 및/또는 ~ 이므로.
연관 - 결합, 함께 연결 및/또는 관련.
에서(at) - ~에서, 위에서 및/또는 부근에서.
적어도 - 적지 않은 및 가능하면 더 많은.
적어도 하나 - 하나보다 적지 않은 및 가능하면 하나보다 많은.
멀리 - 미리 결정된 위치로부터의 경로 상에.
축 - 바디 및/또는 지오메트리 물체가 회전하고/하거나 회전하는 것으로 간주될 수 있는 직선 및/또는 구조 및/또는 바디의 부분이 참조될 수 있는 중심선.
베드 - 툴 및/또는 작업물을 운반하는 이동 부품이 미끄러지는 머신 베이스.
시작하다(begin) - 시작하다.
사이 - 분리 간격 및/또는 중간에.
본드 - 사물을 부착 및/또는 고정.
버튼 - 본딩 및/또는 패스너에 의해 표면에 부착된 재료의 부피.
에 의해(by) - 통해 및/또는 사용하여 및/또는 도움으로.
할 수 있다(can) - 적어도 일부 실시예에서 할 수 있다.
야기하다 - 초래하다, 유발하다, 촉발하다, 생성하다, 이끌어내다, 이유가 되다, 결과로 나타나다, 및/또는 영향을 미치다.
캐비티 - 물체 내에 정의된 중공영역 및/또는 물체 사이의 통로.
중심(centroid) - 균일한 밀도 및/또는 지오메트리 도형의 물체의 질량 중심; 및/또는 좌표가 지오메트리 도형 및/또는 세트의 포인트 좌표의 평균값인 포인트.
세라믹(ceramic) - 점토와 같은 비금속 광물을 성형한 다음 고온에서 소성하여 만든 다양한 단단하고 부서지기 쉬운 내열성 및 내식성 재료 및/또는 그러한 재료가 형성될 수 있는 비금속 광물, 예를 들어, 실리카, 탄화규소, 알루미나, 산화지르코늄 및/또는 용융 실리카, 황산칼슘, 발광 광학 세라믹, 바이오-세라믹 및/또는 플라스터(plaster) 등 중의 어느 것.
변경하다 - (동사) 변경, 수정 및/또는 달라지게 하다; (동사) 변경 및/또는 수정하는 액트, 프로세스 및/또는 결과.
채널 - (동사) 하나 이상의 유체를 전달하도록 적응된 정의된 통로, 도관, 및/또는 홈을 통해 흐르게 한다. (명사) 하나 이상의 유체를 전달하도록 적인된 통로, 도관 및/또는 홈.
더 가까운 - 물리적으로 더 가까이.
가장 가까운 - 물리적으로 가장 가까운.
구성요소 - 별개의 구성 요소 및/또는 부분; 및/또는 주어진 벡터와 동일한 합계를 갖는 2개 이상의 벡터 세트 중 하나.
합성물 - 최종 제품에서 각각이 적어도 부분적으로 식별 가능한 다양한 재료로 만들어짐.
구성(composition) - 물질 및/또는 집합체, 혼합물, 반응 생성물 및/또는 2개 이상의 물질을 결합한 결과의 구성.
물질의 구성 - 2개 이상의 물질 및/또는 요소로부터 인간 및/또는 자동화에 의해 형성된 조합, 반응 생성물, 화합물, 혼합물, 포뮬레이션(formulation), 재료 및/또는 합성물.
포함하는 - 제한되지 않고 포함하는.
상상하다 - 마음속으로 상상하고, 개념화하고, 형성하고 및/또는 발전시키는 것.
구성하다(configure) - 특정 목적, 기능, 용도, 및/또는 상황에 대하여 디자인, 배치, 설정, 형상화 및/또는 적합하게 만들고 및/또는 맞추는 것.
압밀(consolidate) - 콤팩트한 덩어리로 형성하는 것.
접촉하다 - 터치하는 것.
함유하다 - 적어도 부분적으로 보유, 억제, 및/또는 유지 및/또는 한계 내에서 유지하는 것.
컨테이너 - 운송, 보관 및/또는 보호 등을 위해 하나 이상의 아이템을 적어도 부분적으로 보유, 운반 및/또는 동봉하는 것.
함유하는 - 제한되지 않지만 포함하는.
연속적으로 - 시간, 순서, 물질(substance) 및/또는 범위가 중단되지 않는 방식으로.
변환하다 - 변환, 적응 및. 변화하는 것.
협력하여(cooperatively) - 협력하여 (in concert).
상응하는 - 목적 및/또는 위치에서 관련, 연관, 동반, 유사, 모든 면에서 일치, 및/또는 어마운트(amount), 양, 크기, 품질 및/또는 정도에서 동등 및/또는 동의.
연결 가능 - 결합, 연결, 및/또는 함께 링크될 수 있는.
커플링 - 어떤 방식으로 연결.
단면 - 일반적으로 축에 대해 직각으로 물체를 절단하는 평면에 의해 형성된 섹션.
창조하다 - 만들고, 형성하고, 생산하고, 생성하고, 존재하게 하고, 및/또는 존재하게 하는 것.
절단(cut) - 날카로운 모서리로 관통하는 것; 좁은 구멍을 뚫는 것; 본체에서 분리하는 것; 탈착하는 것; 및/또는 관통하여 형성하는 것.
주기 - 특징적인, 종종 규칙적으로 반복되는 사건 및/또는 일련의 사건이 발생하는 동안의 시간 간격.
주기적인(cyclical) - 주기의, 주기에 관련된 및/또는 주기에 의해 특징화된 것.
정의하다 - 의미, 관계, 개요, 형태, 및/또는 구조를 확립하는 것; 및/또는 정확하게 및/또는 뚜렷하게 설명 및/또는 지정하는 것.
변형하다(deform) - 압력 및/또는 응력에 의해 어떤 것의 모양을 바꾸는 것.
증착 - 내려 놓고, 남기고 및/또는 배치하는 것.
유도하다 - 소스 및/또는 근원(origin)으로부터 수신, 획득 및/또는 생산하는 것.
결정하다 - 일반적으로 조사, 추론 및/또는 계산에 의해 발견, 획득, 계산, 결정, 추론, 확인 및/또는 결정에 도달하는 것.
디바이스 - 머신, 제조 및/또는 이들의 집합체.
다이(die) - 플라스틱, 금속 및/또는 기타 연성 및/또는 유동성 재료가 압출 및/또는 인발(drawn)되는 하나 이상의 구멍을 정의하는 디바이스.
치수 - 주어진 방향으로의 연장 및/또는 길이, 폭 또는 두께의 측정.
방향 - 무언가와 그것이 가리키는 및/또는 이동하는 과정 사이의 공간적 관계; 서로에 대한 위치를 지정하는 공간의 두 지점 사이의 거리 독립적 관계; 및/또는 임의의 다른 위치에 대한 임의의 위치의 정렬 및/또는 배향이 확립되는 관계.
별개의(distinct) - 별개의 및/또는 다른 모든 것과 쉽게 구별할 수 있는.
분포 - 공간 어레이.
나누다 - 분리 및/또는 구분하는 것.
하지 않는다 - 미리 결정된 방식으로 수행하지 못하는 것.
구동되는 - 전원 공급, 작동, 및/또는 제어되는.
동안 - 시간 간격의 어떤 시간에.
각각 - 개별적으로 고려되는 그룹의 모든 하나.
에지 - 표면이 끝나는 경계.
효과 - 도발하고, 끌어내고, 야기하고, 존재하게 하고, 초래하고, 및/또는 결과로서 생성하는 것.
효과적이다 - 일으키기에 충분하다, 도발하다, 이끌어내다, 및/또는 야기하다.
가늘고 긴(elongated) - 인출된, 공간적으로 더 길어진, 및/또는 너비보다 더 긴 길이를 가지는 것.
실시예 - 구현, 명시 및/또는 구체적인 표현.
끝(end) - 길이가 있는 어떤 것의 끝과 그 주변; 종점.
들어가다 - 들어오고 및/또는 흘러들어가는 것.
같음 - 실질적으로 같음.
추정 - (명사) 실제 값에 근접한 계산된 값; (v) 대략적 및/또는 잠정적으로 계산 및/또는 결정하는 것.
예시적인 - 예, 예, 및/또는 설명으로 사용.
나가다 - (동사) 떠나다 및/또는 흘러나오다; (명사) 통로, 개구부 및/또는 탈출구.
연장하다 - 공간적으로 바깥쪽으로 도달하고 및/또는 밖으로 이동하고 및/또는 멀어지는 것.
외부 - 실질적으로 내부가 아님; 및/또는 디바이스 및/또는 시스템 외부에 있는 영역.
압출하다 - 다이를 통해 힘을 가하여 성형하다.
공급하다 - 도입, 전달, 및/또는 동작을 향해 및/또는 작업으로 흐르게 하다.
피더(feeder) - 재료를 작업으로 이동시키는 디바이스.
피드스톡 - 제품 제조에 사용되는 원료.
채우다 - 작동 중에 컨테이너에 충전물을 채우는 것.
핀(fin) - 상대적으로 얇은 돌출 리브 및/또는 융기 부분.
제1 - 집합의 초기 요소.
편평한 - 편평한 표면 및/또는 부분.
플루트(flute) - 가늘고 긴 홈.
~을 위해 - ~의 목적으로.
형성하다 - (동사) 생산, 제작, 구성, 구성, 구축, 생성 및/또는 창조하는 것; (명사) 위상, 구조 및/또는 외관.
프레임(frame) - 무언가를 지지 및/또는 포함하도록 적응된 구조.
로부터(from) - 소스, 근원(origin) 및/또는 위치를 나타내는 데 사용되는 것.
절두체(frustum) - 물체를 절단하는 2개의 평행한 평면 사이에 위치하는 원뿔 또는 피라미드(실질적으로 단단하거나 중공일 수 있음)와 같은 3차원 물체의 부분, 특히 베이스 및 베이스와 평행한 평면 사이의 섹션.
추가로 - 더하여.
갭(gap) - 물체 사이의 공간.
일반적으로 - 일반적으로; 넓게; 대개; 대부분; 특정 사례나 세부 사항에 대한 언급 없이; 그리고/또는 구체적으로.
생성하다 - 생성하고, 생산하고, 일으키고, 및/또는 존재하게 하는 것.
유리 - 무기 제품: (a) 유리 조건의 구조적 장애 특성의 타입을 단독 또는 혼할물 형태로 생성 및/또는 유지하는 필수적인 특성을 갖는 유리 형성체(예를 들어, As2O3, B2O3 GeO2, P2O5, SiO2, V2O5), 유리 형성 특성에 접근하는 다른 산화물들 뿐만 아니라 유리 형성 경향이 실질적으로 없는 산화물들(예를 들어, BaO, CaO, K2O, Li2O, MgO, Na2O 및 SrO)를 일반적으로 포함하지만, 순수 및 변형된 실리카, 실리콘 및 슬래그도 포함되는 구성 요소; (b) 융합(fusion)에 의해 형성되고 일반적으로 결정화 없이 강성 조건으로 냉각되고; (c) 명확한 녹는점을 갖지 않음(여기서 덩어리는 가열될 때 액체 상태에 도달하기 전에 가소성 상태를 통과하는 특성을 가짐); (d) 영구 변형의 고체 상태에서 불가능하고; (e) 변형 장력을 받았을 때 파손되는 것.
그레인 구조 - 결정 및/또는 구성요소의 배열.
더 큰 - 더 큰, 더 높은, 및/또는 더 많은.
정지(halt) - 미리 결정된 및/또는 원리(principle) 방향으로 동작을 정지, 중단 및/또는 완전히 방해하는 것.
갖는 - 소유하는, 특징화된, 포함하는, 및/또는 포함하지만 이에 제한되지 않는.
즉시 - 물체 및/또는 공간이 개입하지 않음.
부과하다 - 권위 및/또는 강제로 초래하는 것.
포함(including) - 포함하되 이에 제한되지 않음.
포함시키다(incorporate) - 포함하게 하다.
초기화(initialize) - 사용 및/또는 일부 미래 이벤트를 위해 무언가를 준비하는 것.
내부 - 중심 및/또는 중간에 다른 것보다 더 가까운 것.
설치하다 - 연결, 위치 설정, 및/또는 사용 준비.
으로(into) - 조건, 상태 또는 형태로 및/또는 향하여, 방향으로 및/또는 내부로.
있다 - 실제로 존재하는 것.
미만 - 다른 것에 비해 측정 가능하게 더 작은 크기 및/또는 정도를 갖는 것.
라인 - 무한 길이의 직선 1차원 지오메트리컬 요소로, 그 정체성은 두 점에 의해 결정되는 것.
위치됨 - 특정 지점 및/또는 위치에 대략적으로 위치함.
세로 방향 - 길이의 및/또는 길이에 관한 것; 세로로 배치 및/또는 실행하는.
세로축 - 물체의 길이에 평행하게 정의되고 물체의 중심을 통과하는 직선.
머신 - 적어도 하나의 작업을 수행하도록 적응된 디바이스 및/또는 조립체.
크기(magnitude) - 다른 수량과 비교할 수 있도록 수량에 할당된 숫자.
재료 - 물질 및/또는 구성.
할 수 있다(may) - 적어도 일부 실시예에서 허용 및/또는 허가된다.
측정 - 관찰에 의해 치수, 정량화 및/또는 용량 등을 결정하는 것.
용해하다 - 특히 열을 가함으로써 고체에서 액체 상태로 변화되는 것.
금속 - 일반적으로 반짝이는 표면을 갖고 일반적으로 열과 전기의 우수한 전도체이며 녹거나 융합될 수 있고 얇은 시트로 망치질하거나 와이어로 끌어당길 수 있는 전기 양성 요소의 범주 중 하나; 비금속으로 지정되지 않은 원소, 즉 H, B, C, Si, N, P, O, S, Se, Te, 할로겐(즉, F, Cl, Br, I, At)이 아닌 원소, 또는 희가스(즉, He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn).
야금학 - 광석에서 금속을 추출하고, 금속을 정제 및 합금하고, 금속에서 유용한 물체를 만들고, 금속 및/또는 그 속성을 벌크 및/또는 원자 수준에서의 연구에 사용되는 절차를 다루는 과학의 또는 과학과 관련된.
방법 - 다른 상태 또는 사물로 변환될 주제에 대해 수행되고 및/또는 특정 장치에 연결된 하나 이상의 액트로서, 근본적인 원리가 아닌 하나 이상의 액트 및 근본적인 원리의 모든 사용을 선취하지 않는 것.
마이크로스트럭처 - 10x 또는 그 이상의 배율 하에서와 같이 마이크로스코픽 스케일 상의 구조.
모어(more) - 크기, 양, 범위 및/또는 정도에서 더 큰 것을 의미하는 수량사.
아니오 - 어떤 것의 부재 및/또는 결여.
비구동 - 구동되지 않음.
비평행 - 평행하지 않음.
너브(nub) - 돌출부, 손잡이 및/또는 돌출부.
발생하다 - 발생하다.
하나 - 단일 단위, 개별, 및/또는 전체 사물, 항목 및/또는 대상이 되는 것 및/또는 이에 해당하는 것.
위에 - 위에; 위치에; 에.
작동 가능 - 의도된 용도 및/또는 서비스에 투입되도록 실행 가능 및/또는 적합, 준비 및/또는 구성.
작동적으로 - 기능 및/또는 작동할 수 있는 방식으로.
또는 - 대안을 나타내는 데 사용되는 접속사, 일반적으로 대안 항목 그룹의 마지막 항목 앞에만 나타나는 것.
진동하다 - 꾸준하고 중단되지 않는 리듬으로 앞뒤로 진동하고 스윙하고/하거나 일반적으로 정의할 수 있는 기간 내에서 극단을 번갈아 가며 변화하는 것.
기타 - 다른 및/또는 별개의 엔티티 및/또는 이미 언급 및/또는 암시된 것과 동일하지 않은 것.
바깥쪽 - 중심 및/또는 중간으로부터 다른 것보다 더 멀리.
외부 - 범위, 경계, 및/또는 한계를 넘어서; 및/또는 내에 있지 않은.
미립자 - 개별 조각이 아닌 벌크로 취급되는 미세한 분리 입자.
파티션(partition) - 부분들로 분할 및/또는 분리하는 것.
퍼(per) - 각각에 대해 및/또는 ~에 의해.
수행하다 - 하나 이상의 기준에 따라 시작하다, 행동을 취하다, 수행하다, 성취하다, 달성하다, 수행하다, 및/또는 완료하다.
둘레(perimeter) - 영역의 외부 한계 또는 경계.
수직 - 교차하거나 실질적으로 직각을 형성하는 것.
영속적(perpetual) - 계속되는, 존재하는, 그리고/또는 영원히 그리고/또는 무기한 오랜 시간 동안.
상(phase) - 균질한 구성과 특성 및 명확하게 정의된 경계의 소유를 특징으로 하는 별개의 물질 상태
파이프 - 액체, 기체 또는 미분된 고체를 전도하는 데 사용되는 중공 실린더 또는 튜브.
평면(plane) - 실질적으로 평평한 표면 및/또는 그 위의 임의로 선택된 두 점을 연결하는 모든 직선을 포함하는 표면.
가소적으로(plastically) - 성형, 재형상, 형성 및/또는 변형되는 능력 및/또는 사실을 특징으로 하는.
복수 - 복수 및/또는 하나보다 많은 상태.
점 - (명사) 적어도 2차원 시스템에서 정의된 물리적 및/또는 논리적 위치 및/또는 기하학적으로 설명된 세트의 요소 및/또는 시간 좌표 및 비시간 좌표를 갖는 측정 또는 측정의 표현. (동사) 위치 및/또는 방향을 조준 및/또는 표시하는 것.
폴리머 - 중합(2개 이상의 분자(종종 "모노머"라고 함)이 공유 화학 결합을 통해 결합하여 반복 구조 단위를 포함하는 더 큰 분자를 형성하는 화학 반응)에 의해 형성된 화합물 및/또는 화합물의 혼합물. 폴리머의 예로는 ABS, 폴리아세테이트, 폴리아크릴, 알키드, 에폭시, 플루오로열가소성 플라스틱, 액정 폴리머, 나일론, 스티렌 아크릴로니트릴, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 열가소성 엘라스토머, 폴리케톤, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, PVC, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 열가소성 고무, 및/또는 폴리아미드 등을 포함한다.
포트 - 부품 및/또는 재료의 삽입 및/또는 통과에 적합한 개구.
부분 - 시각적으로 및/또는 물리적으로 구별할 수 있는 부분, 구성 요소, 섹션, 백분율, 비율 및/또는 더 큰 전체보다 작은 양.
위치 - (명사) 종종 기준점에 대한 장소 및/또는 위치. (동사) 배치, 위치 지정, 배향 및/또는 배열.
프리(pre-) - 사전에 및/또는 미리 발생한 활동에 선행하는 접두사.
침전물 - 용액으로부터 고체를 분리하는 것.
미리 결정하다 - 사전에 결정, 결정, 및/또는 설정하다.
방지하다 - 발생을 방해하고, 피하고, 및/또는 유지하는 것.
이전 - 시간 또는 순서에서 이전 및/또는 선행하는 것.
확률 - 발생 가능성의 정량적 표현.
생성하다 - 물리적 노력을 통해 생성, 제조, 제조 및/또는 생성하는 것.
제품 - 인간 및/또는 기계적 노력에 의해 생산된 것.
계획하다 - 계산, 추정 또는 예측하다.
재산 - 실제, 유형 및/또는 무형 재산.
돌출 - 물체 및/또는 표면으로부터 돌출하는 것.
제공하다 - 제공하다, 공급하다, 주다, 및/또는 이용 가능하게 하다.
순수한 - 실질적으로 균질 및/또는 균일한 조성을 갖고, 혼합되지 않고, 및/또는 실질적으로 이물질이 없는 것.
방사형 - 공통 중심 및/또는 중심점에서 방사 및/또는 발산 및/또는 수렴하는 것(예를 들어, 라인, 바, 광선 등)에 관한 것; 원의 반지름처럼 배열
범위 - 값 세트의 범위 및/또는 양 및/또는 변동 범위의 종도(measure).
비율 - 하나를 다른 것으로 나눈 몫으로 표현되는 두 양 사이의 관계.
광선 - 점에서 연장되는 직선(하프 라인이라고도 함).
반응하다 - (물질 또는 물질들)이 화학 반응을 일으키게 하다.
받다 - 신호로서 얻다, 취하다, 획득하다, 및/또는 획득하다.
왕복(reciprocating) - 교대로 앞뒤로 움직이는 것.
추천하다 - 제안하다, 칭찬하다(praise), 칭찬하다(commend), 및/또는 보증하다.
감소시키다 - 보다 작게 및/또는 보다 작게 만들다.
상대적인(relative) - 다른 것과 관련하여 및/또는 비교하여 고려되는 것.
남다 - 실질적으로 동일한 위치, 위치 및/또는 상태에 머무르다.
제거하다 - 제거하다, 제거하다, 및/또는 삭제하다, 및/또는 점유된 장소 또는 위치로부터 이동하다.
반복하다 - 다시 하다 및/또는 다시 수행하다.
반복적으로 - 계속해서; 반복적으로.
요청하다 - 원하는 바를 표현하고/하거나 요구하다.
결과 - (명사)특정 액션, 동작 및/또는 과정의 결과(outcome) 및/또는 결과(consequence); (동사) 특정 액션, 동작 및/또는 과정의 결과 및/또는 결과를 초래하는 것.
로드(rod) - 실질적으로 타원형 및/또는 원형이고, 실질적으로 균일하며, 및/또는 길이에 비해 작은 세로축에 수직인 단면을 갖는 가늘고 긴 구조.
회전하다 - 축 및/또는 중심 주위를 회전하는 것.
회전 - 축에 대한 및/또는 주위에.
로터 - 머신의 회전 부분.
상기 - 시스템 또는 장치 청구항에 사용되는 경우, 이전에 도입된 후속 청구항 용어를 나타내는 관사.
심리스(seamless) - 솔기 또는 솔기들을 갖거나/거나 이에 의해 연결되지 않고 및/또는 매끄럽게 연속적 및/또는 품질이 균일함.
제2 - 첫 번째 요소 뒤에 오는 세트의 요소.
2차 - 순서상 두 번째.
단면 - 교차 평면으로 절단하면 나타나는 고체 객체의 표현으로, 내부 구조가 표시된다.
분리하다(segregate) - 분리 및/또는 이격하는 것.
선택하다(select) - 대안 중에서 초이스하거나 선택하는 것.
반포함된 - 부분적으로 포함된.
분리된 - (명사) 별개의 및/또는 접촉하지 않음; (v) 분리하다, 공간을 확보하다, 설정하다, 분리시키다, 그리고/또는 중간에 위치시키다.
세트 - 관련된 복수.
심한 소성 변형 - 응력하에서 피드스톡에 0.5를 초과하는 평균 소성 전단 변형률이 부과되는 것.
형상(shape) - (명사) 엔티티의 특징적인 표면, 외곽선 및/또는 윤곽; (동사) 특징적인 표면, 외곽선 및/또는 윤곽을 엔티티에 적용하는 것.
시트(sheet) - 2차원이 3차원과 비교하여 큰 2개의 평행한 표면을 갖는 넓고 상대적으로 얇은 표면, 층 및/또는 덮개.
슬롯 - 개구부의 폭보다 긴 길이를 갖는 채널, 개구부 및/또는 애퍼처.
고체(solid-state) - 액체도 기체도 아니지만 명확한 형상 및/또는 형태가 아닌 재료.
종(species) - 공통 속성에 따라 그룹화되고 공통 이름이 할당된 개별 및/또는 물체의 클래스. 속에 종속된 분류(division).
나선(spiral) - 평균적으로 중심점에서 멀어지거나 접근하는 동안 중심점 주위를 이동하는 평면의 점 경로. 중심점에서 일반적으로 후퇴하는 나선을 고려할 때, 중심점을 중심으로 한 주어진 회전에 대해 나선은 중심점에서 지속적으로 증가하는 반경을 가질 필요는 없지만, 각각의 연속적인 회전은 증가하는 반경을 갖는다. 따라서 나선의 일부는 선형 및/또는 곡선일 수 있다.
고정된(stationary) - 참조 대상에 대해 실질적으로 고정된.
단계 - 선반(ledge) 및/또는 오프셋.
휘젓다(stir) - 적극적으로 및/또는 분주하게 움직이다; 재료를 혼합하거나 냉각시키기 위해 일반적으로 원형 운동으로 재료를 통과시키다; 및/또는 도구를 사용하여 재료를 이동하거나 재배열한다.
저장하다(store) - 일반적으로 메모리에 데이터를 배치, 유지 및/또는 보유하는 것.
실질적으로 - 상당한 범위 및/또는 정도.
기판(substrate) - 밑에 있는 물질, 표면 및/또는 층.
지지하다(support) - 특히 아래로부터 무게를 지탱하다.
표면 - 물체의 면, 외부 및/또는 외부 경계 및/또는 이러한 경계를 구성 및/또는 유사한 재료 층.
시스템 - 하나 이상의 특정 기능을 수행하도록 설계된 메커니즘, 장치, 기계, 제조품, 프로세스, 데이터 및/또는 지침의 모음.
터미널(terminal) - 한계, 경계, 극단 및/또는 끝의, 에서, 에 관련 및/또는 를 형성하는.
댓(that) - 관계사절의 주어나 목적어로 사용됨; 지시된 것, 이전에 언급된 것, 현재의 것 및/또는 잘 알려진 것을 나타내는 데 사용되는 대명사.
트루(through) - 가로질러, 사이에, 사이에 및/또는 한 쪽에서 그리고 반대쪽 및/또는 다른 쪽에서.
투(to) - 목적 표현에 사용하기 위해 채택된 전치사.
변형하다(transform) - 측정 가능한 변화: 형태, 외관, 성질 및/또는 성격.
병진시키다(translate) - 비회전 방식으로 및/또는 실질적으로 선형인 경로를 따라 이동하는 것(워블링, 오실레이팅, 진동 및/또는 왕복 운동을 포함할 수 있음).
전송하다 - 신호로서 보내다, 제공하다, 공급하다, 및/또는 공급하다.
치료(treatment) - 누군가 및/또는 사물을 취급 및/또는 처리하는 행위, 방식 또는 방법.
튜브(tube) - 단순한 폐곡선 형태의 벽으로 구성되고 축 방향으로 연장되는 파이프, 속이 빈 원통 및/또는 속이 빈 막대형 부재로, 벽이 축 길이를 따라 변할 수 있는 전체 길이에 걸쳐 도관; 및/또는 예를 들어, 원형, 타원형과 같은 비원형(실질적으로 오브라운드(obround), 타원, 타원, 리마송(limacon), 심장형, 데카르트 타원형 및/또는 카시니 타원형 등의 형태인 형상을 포함할 수 있음), 및/또는 삼각형, 직사각형, 정사각형, 육각형과 같은 다각형, 문자 "D" 모양, 문자 "P" 형상 등의 임의의 형상과 유사한 종단면을 정의하고 종축을 갖는 가늘고 긴 부재를 제공한다. 따라서, 직원기둥은 튜브의 한 형태이고, 타원형 원통은 종단면이 타원형인 또 다른 형태의 튜브이고, 일반화된 원통은 또 다른 형태의 튜브이다.
겪다 - 경험하다 및/또는 겪게 되다.
균일한 - 상대적으로 균질한.
녹지 않은 - 녹지 않은.
~시에(upon) - 즉시 또는 매우 곧; 및/또는 경우에 따라.
사용하다 - 서비스를 제공하다.
다양하다 - 시간에 따라 변화한다.
을 통해 - ~을 통해, 및/또는 활용하여.
보기(view) - 보다, 관찰하고, 응시하고, 조사하고, 검사하고, 지켜보고, 연구하고, 및/또는 고려하는 것.
부피 - 물체 및/또는 물질이 차지하는 질량 및/또는 3차원 영역.
벽(wall) - 볼륨을 둘러싸거나, 나누거나, 분리하거나, 구분하거나, 정의하거나, 보호하는 역할을 하는 파티션, 구조 및/또는 매스.
무게 - 바디가 지구나 다른 천체에 끌리는 힘으로, 물체의 매스와 중력 가속도의 곱 및/또는 계산에 대한 숫자의 효과가 그 중요성, 중요도, 선호도, 영향 등을 반영하도록 하기 위해 평균을 결정하는 것과 같이 계산에서 숫자에 할당된 요소 및/또는 값과 동일함.
언제 - 어느 때 및/또는 그 시간 동안.
어디에(wherein) - 무엇에 관해서; 및/또는 게다가.
어느(which) - 특정 선행사를 나타내기 위해 절에서 사용되도록 조정된 대명사.
닦다(wipe) - 문지르다, 넘기다, 퍼뜨리다, 번지다, 탈구하다, 이동하다, 제거하다, 및/또는 멀리 밀어내다.
와이어(wire) - 전기 전도성 금속 연선(strand) 및/또는 막대로, 길이에 직각으로 취한 단면적의 모든 직경은 실질적으로 동일한 치수이고 단면적은 실질적인 유연성 및/또는 탄력성을 허용하고 실질적인 금속 흐름없이 굽힘 및/또는 굴곡을 허용하기에 충분히 작다. 와이어는 연선, 코어 처리, 코팅 및/또는 덮일 수 있다.
~와 함께 - 수반되는.
~에 관하여 - 대략, 관련하여, 관련하여, 및/또는 관련하여.
~에 관하여 - 대략, 관련하여, 관련하여 및/또는 관련하여.
~ 안에 - ~의 한계 안에.
없이 - 수반되지 않고 및/또는 부족한.
워블(wobble) - 고르지 않은 및/또는 흔들리는 동작 및/또는 좌우로 불안정하게 이동 및/또는 회전하는 것.
존 - 적어도 하나의 미리 결정된 경계를 갖는 영역 및/또는 볼륨.
노트
청구된 주제의 다양하고 실질적이고 구체적으로 실용적이고 유용한 예시적인 실시예는 당해 기술 분야에 통상적인 기술을 가진 사람에 의해 청구된 주제를 구현하기 위해 발명자(들)에게 알려진 최상의 모드를 포함하여 텍스트 및/또는 그래픽으로 여기에 설명되어 있다. 본 명세서에서 "일 실시예에서", "실시예에서" 등의 언급은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
수많은 가능한 변형(예를 들어, 수정, 증강(augmentations), 장식(embellishments), 개선 및/또는 향상 등), 세부 사항(예를 들어, 종, 측면, 뉘앙스 및/또는 정교함 등) 및/또는 여기에 설명된 하나 이상의 실시예의 등가물(예를 들어, 대체, 교체, 조합 및/또는 대안 등)은 해당 기술 분야의 숙련된 사람이 과도한 실험을 하지 않고 자신의 전문 지식 및/또는 또는 기술 전체에 대한 지식에 의존하여 이 문서를 읽을 때 명백해질 수 있다. 발명가(들)는 당업자가 발명자(들)로부터 승인을 얻은 후 그러한 변형, 세부 사항 및/또는 등가물을 적절하게 구현하기를 기대하며, 따라서 발명가(들)은 청구된 사항이 본 문서에 구체적으로 설명된 것 외에 실행될 것을 의도한다. 따라서 법률이 허용하는 대로 청구 대상은 해당 청구 대상의 모든 변형, 세부 사항 및 등가물을 포함하고 커버한다. 더욱이, 법에 의해 허용되는 대로, 여기에 설명된 특성, 기능, 활동, 물질 및/또는 구조적 요소의 모든 조합과 모든 가능한 변형, 세부 사항 및 등가물은 여기에 달리 명확하게 표시되지 않고, 명확하고 구체적으로 부인되지 않거나, 명백히 부적합하지 않거나, 작동할 수 없거나, 문맥상 모순되지 않는 한 청구 대상에 포함된다.
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특정 순서의 활동, 물질의 특정 조합 또는 요소의 특정 연관성을 위해, 특정 기술된 특징, 기능, 활동, 물질 또는 구조적 요소의 포함을 위핸 요구사항이 없고;
설명된 특성, 기능, 활동, 물질 또는 구조적 요소가 "필수"가 아니고;
임의의 기재된 실시예 중에서
2 이상의 기재된 물질이 혼합, 조합, 반응, 분할 및/또는 분리될 수 있고;
기술된 임의의 특성, 기능, 활동, 물질, 구성 요소 및/또는 구조적 요소 또는 이들의 임의의 조합은 구체적으로 포함, 복제, 제외, 결합, 재정렬, 재구성, 통합 및/또는 분리될 수 있고;
임의의 설명된 특성, 기능, 활동, 물질, 구성요소 및/또는 구조적 요소 사이의 임의의 설명된 연관성, 순서 및/또는 의존성은 생략, 변경, 변화 및/또는 재정렬될 수 있으며;
기술된 임의의 활동은 수동, 반자동 및/또는 자동으로 수행될 수 있으며;
기술된 임의의 활동은 반복될 수 있고, 다수의 엔티티에 의해 수행될 수 있고/있거나 다수의 관할권에서 수행될 수 있다.
다양한 실시예를 설명하는 맥락에서(특히 다음 청구범위의 맥락에서) 용어 "a", "an", "said", "the" 및/또는 유사한 지시 대상의 사용은 여기에 달리 명시되지 않거나 문맥상 명확하게 모순되지 않는 한, 단수형과 복수형을 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
용어 "포함하는", "갖는", "포함하는" 및 "함유하는"은 달리 명시되지 않는 한 개방형 용어(즉, "포함하지만 이에 제한되지 않음"을 의미)로 해석되어야 한다.
본 명세서에 임의의 숫자 또는 범위가 설명되는 경우, 달리 명확하게 언급되지 않는 한, 해당 숫자 또는 범위는 대략적인 것이다. 본 명세서에서 값의 범위를 언급하는 것은 본 명세서에서 다르게 표시되지 않는 한 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 언급하는 간략한 방법일 뿐이며, 각각의 개별 값 및 이러한 개별 값에 의해 정의된 각각의 개별 하위 범위는 여기에 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 포함된다. 예를 들어, 1~10의 범위가 설명되면 해당 범위에는 1.1, 2.5, 3.335, 5, 6.179, 8.9999 등과 같이 그 사이에 있는 모든 값이 포함되며 예를 들어, 1~10의 범위가 설명되면 해당 범위에는 1.1, 2.5, 3.335, 5, 6.179, 8.9999 등과 같이 그 사이에 있는 모든 값이 포함되며, 특정한 값들 또는 특정한 하위 범위가 명시적으로 설명되지 않더라도, 예를 들어, 1 내지 3.65, 2.8 내지 8.14, 1.93 내지 9 등의 그 사이의 모든 하위 범위가 포함된다.
청구항에 나타나는 임의의 문구(즉, 하나 이상의 단어) 뒤에 도면 요소 번호가 오는 경우, 해당 도면 요소 번호는 예시적이며 청구항 범위를 제한하지 않는다.
이 문서의 어떠한 청구 또는 청구 요소도 "수단"이라는 정확한 문구 뒤에 동명사가 나오지 않는 한 35 USC 112(f)를 언급하려는 의도가 없다.
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따라서 청구범위 자체 및 여기에 사용된 문구에 대해 제공된 정의를 제외한 이 문서의 모든 부분(예: 제목, 분야, 배경, 써머리, 설명, 요약, 도면 등)은 본질적으로 예시적인 것으로 간주되며 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 관련 기술 분야의 숙련된 사람이 합리적으로 해석할 경우 이 문서의 맥락에 의해 알려진 바와 같이, 이 문서를 기반으로 발행된 특허의 청구에 의해 보호되는 주제의 범위는 해당 청구의 정확한 언어(및 모든 법적 등가물)와 해당 청구에 사용된 문구의 제공된 정의에 의해서만 정의되고 제한된다.

Claims (30)

  1. 하나 이상의 피드스톡(feedstock)으로부터 압출 재료를 생성하는 방법으로서,
    상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 변형가능 고체 제1 피드스톡을 고정된 제1 피드포트를 통해 로터 및 고정된 컨테이너의 내벽 사이에 정의된 캐비티로 공급하는 활동;
    상기 제1 피드스톡이 상기 로터와 접촉할 때, 상기 제1 피드스톡을 용융하지 않고, 상기 제1 피드스톡을 소성 변형시키는 것을 포함하는 것을 포함하는 활동을 통해 상기 캐비티 내에서 교반 재료를 생성하는 활동; 및
    하나 이상의 다이를 통해 상기 캐비티로부터 상기 교반 재료를 연속적으로 압출하여 압출 재료를 생성하는 활동,
    을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 로터는, 상기 로터가 작동가능하게 회전하도록 구성되는 회전축을 정의하고;
    상기 로터는 상기 컨테이너 내에 작동가능하게 남아있는 포함부를 정의하고;
    상기 제1 피드스톡은, 상기 로터의 상기 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안 상기 고정된 제1 피드포트를 통해 공급되고,
    상기 포함부는, 근접단(proximal end) 및 말단(distal end)을 정의하는 일반적으로 원추형 절두체 형상을 가지며, 상기 근접단은 상기 말단보다 상기 로터의 구동부에 더 가깝게 위치하고,
    상기 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안,
    축방향 갭의 크기가 시간에 따라 연속적으로 변하고 - 상기 축방향 갭은 상기 회전축을 포함하는 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하는 제1 라인을 따라 측정되고, 상기 제1 라인은 상기 회전축에 평행하게 연장하고, 상기 갭은, 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 상기 제1 라인을 따라 (a) 상기 로터의 외면 및 (b) 상기 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하고 상기 회전축에 수직이고 상기 제1 피드포트의 출구의 중심에 교차하는 제2 라인 사이에서 가장 짧은 거리이고; 및/또는
    방사상 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변하고, 상기 방사상 갭은 상기 제2 라인을 따라 측정되고 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 상기 제2 라인을 따라 상기 로터의 상기 외부 및 상기 제1 라인 사이에서 가장 짧은 거리이며,
    상기 말단으로부터 상기 회전축을 따라 볼 때, 상기 말단에 근접하여 위치하는 상기 로터의 가시적 근접 둘레는 상기 말단에 위치하는 상기 로터의 가시적 말단 둘레보다 큰 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드스톡을 상기 캐비티에 공급하는 동안, 상기 로터로부터 상기 교반 재료의 일부를 와이핑(wipe)하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드스톡을 상기 캐비티에 공급하는 동안, 고정된 제2 피드포트를 통해 상기 캐비티로 상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 제2 피드스톡을 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 피드스톡을 상기 캐비티에 공급하는 동안, 고정된 제2 피드포트를 통해 상기 캐비티로 상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 제2 피드스톡을 공급하는 단계; 및
    상기 제2 피드스톡을 상기 교반 재료에 포함시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드스톡을 상기 캐비티에 공급하는 동안, 고정된 제2 피드포트를 통해 상기 캐비티로 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 제2 피드스톡을 공급하는 단계;
    상기 제2 피드스톡을 분리하는 단계; 및
    상기 제2 피드스톡을 상기 교반 재료에 포함시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드스톡을 상기 캐비티에 공급하는 동안, 고정된 제2 피드포트를 통해 상기 캐비티로 상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 제2 피드스톡을 공급하는 단계;
    상기 캐비티 내에서, 상기 제2 피드스톡이 상기 제1 피드스톡과 반응하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 캐비티 내에서 상기 교반 재료를 야금학적으로 이음새없이(seamlessly) 본딩하거나 압밀(consolidate)하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 교반 재료가 용융, 분리(segregation), 파티션(partitioning) 또는 침전(precipitation)하도록 하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 압출 재료를 기판 상에 증착하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 소성 변형 활동 중에, 상기 제1 피드스톡을 상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 제2 피드스톡과 합금(alloying)하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 공급 활동이 연속적으로 발생하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 공급 활동이 주기적으로 발생하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 압출 활동은 상기 로터를 통해 상기 압출 재료를 역압출하는 것을 포함하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 포함부가 상기 회전축을 따라 작동가능하게 병진 운동할 때 상기 로터는 상기 제1 피드스톡을 공급하는 활동에 작동적으로 영향을 미치지 않는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 로터가 상기 로터의 상기 회전축을 따라 작동가능하게 병진운동하는 동안 상기 로터는 상기 캐비티의 볼륨을 작동가능하게 변경하도록 구성되는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 로터는 하나 이상의 핀(fins), 플루트(flutes), 플랫, 슬롯, 계단, 계단형 나선, 너브, 버튼, 절단 에지 및/또는 돌출부를 정의하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너의 상기 내벽은 하나 이상의 핀(fins), 플루트(flutes), 플랫, 슬롯, 계단, 계단형 나선, 너브, 버튼, 절단 에지 및/또는 돌출부를 정의하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제1 피드스톡은 상기 회전축에 평행하지 않은 방향으로 상기 캐비티로 들어가는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 압출 재료는 상기 회전축에 평행하지 않은 방향으로 상기 다이를 통해 압출되는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 로터 및 상기 다이는 협력하여 상기 압출 재료 상에 가늘고 긴 형태를 부여하도록 구성되고, 상기 가늘고 긴 형태는 환형상을 갖는 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 압출 재료의 구성(composition)은 상기 압출 재료의 종축을 따라 변하는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 피드스톡으로부터의 적어도 하나의 피드스톡은 입자, 분말, 낟알(granules), 기계가공된 칩 및/또는 부스러기(swarfs)의 형태인 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 피드스톡으로부터의 적어도 하나의 피드스톡은 금속, 합금, 세라믹, 폴리머 또는 유리를 포함하는 방법.
  24. 제1항에 있어서, 상기 압출 재료는 상기 압출 재료 이외의 재료로 채워진 파이프 또는 튜브의 형태를 갖는 방법.
  25. 제1항에 있어서, 상기 압출 재료는 순수 금속, 합금 및/또는 복합체(composite)를 포함하는 방법.
  26. 제1항에 있어서, 상기 압출 재료는 입자(grain) 구조 및 하나 이상의 2차 상(secondary phases)의 실질적으로 균일한 분포에 의해 정의된 마이크로스트럭처를 갖는 방법.
  27. 하나 이상의 피드스톡(feedstock)으로부터 압출 재료를 생성하는 방법으로서,
    상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 변형가능 고체 제1 피드스톡을 고정된 제1 피드포트를 통해 로터 및 고정된 컨테이너의 내벽 사이에 정의된 캐비티로 공급하는 활동;
    상기 제1 피드스톡이 상기 로터와 접촉할 때, 상기 제1 피드스톡을 용융하지 않고, 상기 제1 피드스톡을 소성 변형시키는 것을 포함하는 활동을 통해 상기 캐비티 내에서 교반 재료를 생성하는 활동; 및
    하나 이상의 다이를 통해 상기 캐비티로부터 상기 교반 재료를 연속적으로 압출하여 압출 재료를 생성하는 활동,
    을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 로터는, 상기 로터가 작동가능하게 회전하도록 구성되는 회전축을 정의하고;
    상기 로터의 포함부는 상기 회전축을 따라 작동가능하게 병진 운동하는 동안 상기 컨테이너 내에 작동가능하게 남아 있도록 구성되고;
    상기 제1 피드스톡은, 상기 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안 상기 고정된 제1 피드포트를 통해 공급되고,
    상기 로터는 상기 포함부에 바로 인접하여 위치하는 반포함부를 정의하고,
    상기 로터는, 상기 회전축에 수직으로 배향되고 상기 반포함부로부터 상기 포함부를 분리하는 평면에 위치하는 포함 둘레(perimeter)를 정의하고,
    상기 반포함부는 상기 컨테이너를 작동가능하게 들어가고 나오고,
    상기 공급 활동은, 상기 반포함부가 상기 컨테이너를 들어가기 시작할 때 작동가능하게 중지되고,
    상기 포함부는 근접단 및 말단을 정의하는 일반적으로 원추형 절두체 형상을 가지며, 상기 근접단은 상기 말단보다 상기 로터의 구동부에 더 가깝고,
    상기 포함부가 작동가능하게 회전하고 병진 운동하는 동안,
    축방향 갭의 크기가 시간에 따라 연속적으로 변하고 - 상기 축방향 갭은 상기 회전축을 포함하는 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하는 제1 라인을 따라 측정되고, 상기 제1 라인은 상기 회전축에 평행하게 연장하고, 상기 갭은, 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 상기 제1 라인을 따라 (a) 상기 로터의 외면 및 (b) 상기 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하고 상기 회전축에 수직이고 상기 제1 피드포트의 출구의 중심에 교차하는 제2 라인 사이에서 가장 짧은 거리이고; 및/또는
    방사상 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변하고, 상기 방사상 갭은 상기 제2 라인을 따라 측정되고 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상에서 상기 제2 라인을 따라 상기 로터의 상기 외부 및 상기 제1 라인 사이에서 가장 짧은 거리이며,
    상기 말단으로부터 상기 회전축을 따라 볼 때, 상기 말단에 근접하여 위치하는 상기 로터의 가시적 근접 둘레는 상기 말단에 위치하는 상기 로터의 가시적 말단 둘레보다 큰 방법.
  28. 하나 이상의 피드스톡으로부터 압출 재료를 생성하도록 구성되는 머신으로서,
    피드스톡 피더 - 상기 피드스톡 피더는 상기 하나 이상의 피드스톡으로부터 선택된 변형가능 고체 제1 피드스톡을 고정된 제1 피드포트를 통해 회전하는 로터 및 고정된 컨테이너의 내벽 사이에 정의된 캐비티로 작동가능하게 공급함 -; 및
    로터 - 상기 로터는, 상기 제1 피드스톡이 상기 회전하는 로터와 접촉할 때, 상기 제1 피드스톡을 용융하지 않고, 상기 제1 피드스톡을 소성 변형시키는 것을 포함하는 활동을 통해 상기 캐비티 내에서 용융되지 않은 교반 재료를 작동가능하게 생성함 -,
    를 포함하고,
    상기 로터는, 상기 로터가 작동가능하게 회전하도록 구성되는 회전축을 정의하고;
    상기 로터의 포함부는 상기 회전축을 따라 작동가능하게 병진 운동하는 동안 상기 컨테이너 내에 작동가능하게 남아 있도록 구성되고;
    상기 제1 피드스톡은, 상기 포함부가 작동가능하게 회전하는 동안 상기 고정된 제1 피드포트를 통해 공급되고,
    상기 로터는 상기 포함부에 바로 인접하여 위치하는 반포함부를 정의하고,
    상기 로터는, 상기 회전축에 수직으로 배향되고 상기 반포함부로부터 상기 포함부를 분리하는 평면에 위치하는 포함 둘레(perimeter)를 정의하고,
    상기 반포함부는 상기 컨테이너를 작동가능하게 들어가고 나오고,
    상기 머신은, 상기 반포함부가 상기 컨테이너를 들어가기 시작할 때 상기 제1 피드스톡의 공급을 작동가능하게 중지하고,
    상기 포함 둘레는 상기 로터의 비구동 터미널 단부에 위치하는 터미널 둘레보다 크고,
    상기 로터는 일반적으로 원추형 절두체 형상을 갖고,
    상기 포함부가 작동가능하게 회전하고 병진 운동하는 동안,
    축방향 갭의 크기가 시간에 따라 연속적으로 변하고 - 상기 축방향 갭은 상기 회전축을 포함하는 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하는 제1 라인을 따라 측정되고, 상기 제1 라인은 상기 회전축에 평행하게 연장하고, 상기 갭은, 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상 및 상기 제1 라인을 따라 (a) 상기 로터의 외면 및 (b) 상기 미리 결정된 영구 단면 평면에서 연장하고 상기 회전축에 수직이고 상기 제1 피드포트의 출구의 중심에 교차하는 상기 제2 라인 사이에서 가장 짧은 거리이고; 및/또는
    방사상 갭의 크기는 시간에 따라 연속적으로 변하고, 상기 방사상 갭은 상기 제2 라인을 따라 측정되고 상기 미리 결정된 영구 단면 평면 상에서 상기 제2 라인을 따라 상기 로터의 상기 외부 및 상기 제1 라인 사이에서 가장 짧은 거리이며,
    상기 말단으로부터 상기 회전축을 따라 볼 때, 상기 말단에 근접하여 위치하는 상기 로터의 가시적 근접 둘레는 상기 말단에 위치하는 상기 로터의 가시적 말단 둘레보다 크고,
    상기 제1 피드스톡이 소성 변형되는 동안, 상기 제1 피드스톡의 마이크로스트럭처가 변경되는 머신.
  29. 제1항에 있어서, 상기 컨테이너에 연결되고 상기 피드포트를 통해 상기 캐비티로 미리 결정된 양의 하나 이상의 피드스톡을 작동가능하게 공급하도록 구성되는 병진 운동가능 피더 프레임을 더 포함하는 머신.
  30. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 다이에 대하여 미리 결정된 상대 위치로 작동가능하게 병진 운동하는 3D 프린팅 베드를 더 포함하는 머신.
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