고체-상태 적층 가공 시스템의 공정 제어 방법, 공정 제어 시스템, 연속 공급 시스템, 및 소프트웨어 제어식 고체-상태 적층 가공 시스템으로 생산된 구조물

접합, 적층 가공, 코팅, 보수 등 다양한 적층 공정을 수행할 수 있는 고체-상태 적층 가공 시스템의 공정 제어 시스템 및 공정 제어 방법이 개시된다. 공정 제어 시스템은 다수의 공정 변수, 즉 재료 온도, 액추에이터 하향력, 툴 힘(또는 토크), 툴 위치, 툴 각속도 및 횡방향 속도, 스핀들 토크(각속도), 필러 유량, 필러 조성, 트랙 폭, 불활성 가스 유량 등을 동시에 측정하고, 모니터링하고, 제어할 수 있다. 고체-상태 적층 가공 시스템에 필러 재료를 지속적으로 공급하기 위한 공급 시스템도 개시된다. 필러 재료는 분말, 과립, 브리켓, 비드, 플레이크, 와이어, 로드, 필름, 폐 조각, 시트, 블록, 또는 이들의 조합의 형태일 수 있다. 공정 제어식 고체-상태 적층 가공 시스템을 사용하여 상이한 주기적 및 비주기적 구조물들 및 접합부를 생성하는 방법도 개시된다. A process control system and a method for process control of a solid-state additive manufacturing system capable of performing various additive processes, such as joining, additive manufacturing, coating, repair and others, are disclosed. The process control system is capable of simultaneous measuring, monitoring and controlling multiple process variables, viz. material temperature, actuator down force, tool force (or torque), tool position, tool angular and transverse velocity, spindle torque (angular velocity), filler flow rate, filler composition, track width, inert gas flow rate and others. A feeding system for continuous supply of filler material to the solid-state additive manufacturing system is also disclosed. The filler material can be in a form of a powder, granules, briquettes, beads, flakes, wires, rods, films, scrap pieces, sheets, blocks or their combinations. Methods for generation of different periodic and non-periodic structures and joints using the process-controlled solid-state additive manufacturing system are also disclosed.