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KR20160138981A - 직선형 에지를 갖는 프로파일을 위한 고성능 회전 절삭 장치 - Google Patents

직선형 에지를 갖는 프로파일을 위한 고성능 회전 절삭 장치 Download PDF

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KR20160138981A
KR20160138981A KR1020167027287A KR20167027287A KR20160138981A KR 20160138981 A KR20160138981 A KR 20160138981A KR 1020167027287 A KR1020167027287 A KR 1020167027287A KR 20167027287 A KR20167027287 A KR 20167027287A KR 20160138981 A KR20160138981 A KR 20160138981A
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KR
South Korea
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cutting
angle
rotary
rotary cutter
cutting unit
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Application number
KR1020167027287A
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KR102181248B1 (ko
Inventor
쟈끄 조세쁘 필리쁘 세꽁디
Original Assignee
산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 filed Critical 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Publication of KR20160138981A publication Critical patent/KR20160138981A/ko
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Abstract

본 발명은 재료 웹을 절삭하기 위한 회전 절삭 장치에 관한 것으로서, 상기 회전 절삭 장치는, 지지부에 이동가능하게 배치된 절삭 유닛; 상기 절삭 유닛에 회전가능하게 배치되고 길이방향 축선을 갖는 로터리 커터; 및 상기 로터리 커터에 배치된 적어도 하나의 절삭날을 포함하고, 상기 적어도 하나의 절삭날은 상기 커터의 길이방향 축선에 대해 각도로 배향된다. 상기 절삭 유닛은 상기 절삭날의 각도와 동일하거나, 상기 절삭날의 각도보다 작거나, 또는 상기 절삭날의 각도보다 큰 조절가능한 각도만큼 웹의 공급 방향에 대해 반대로 배향된다.

Description

직선형 에지를 갖는 프로파일을 위한 고성능 회전 절삭 장치{HIGH PERFORMANCE ROTARY CUTTING APPARATUS FOR PROFILES WITH STRAIGHT EDGES}
본 발명은 베이스에 회전가능하게 장착된 절삭 유닛, 및 절삭 유닛에 회전가능하게 배치된 로터리 커터를 구비하는, 재료 웹을 절삭하기 위한 카바이드 로터리 커터 장치에 관한 것이다. 로터리 커터의 적어도 하나의 절삭날은 커터의 길이방향 축선에 대해 각도로 배향되고, 절삭 유닛은 절삭날 각도와 웹 공급 방향에 대해 조절가능하게 반대로 배향된다.
재료 웹을 수직으로 절삭하기 위해, 가장 흔한 해법은 강 실린더에 고정된 카바이드 블레이드를 구비하는 것이다. 블레이드들을 위한 상이한 종류의 형상들이 존재한다: 예컨대, 강 지지부에 브레이징된 카바이드 팁; 날카로운 각도를 갖는 정사각형 피이스의 카바이드; 및 2 이상의 유용한 절삭날들을 갖는 카바이드 블레이드.
이러한 해법들은 여러 단점이 있다. 블레이드의 수명이 매우 짧고, 즉 일주일 내지 한 달이다. 더욱이, 블레이드의 전체 날 길이가 동시에 카운터-나이프에 접촉할 필요가 있으므로, 커트를 얻기 위해 큰 힘이 필요하다. 이는 충격과 진동을 야기하고, 카운터-나이프를 손상시킨다. 또한, 블레이드(들)는 양호한 커트를 얻기 위해 절삭 전에 높이 조절되고 정렬될 필요가 있다. 그렇지만, 그러한 장치의 가격이 주된 이점이다.
로터리 커터 상의 나이프 에지를 비스듬히 하는 것이 알려져 있다 (미국특허 제 3,380,328 호, EP288182A1 및 미국 특허출원 공개공보 제 2007/0044613 호 참조). 그렇지만, 절삭날의 나이프가 로터리 커터에 고정되기 때문에, 웹에서의 커트의 각도가 조절될 수 없고, 즉 상이한 각도의 커트를 획득하기 위해 복수의 교체가능한, 상이한 각진 나이프 에지/로터리 커터들이 필요하다. 더욱이, 그러한 디바이스는 단지, 절삭 유닛 자체가 아니라 각진 절삭날을 통해 커트를 배향한다. 또한, 커터의 회전 축선은 웹의 공급 방향에 대해 미리 결정된 배향으로 위치결정되는 것으로 제한된다.
이상의 내용 및 실시형태들에 대한 이하의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 도시된 실시형태들이 나타낸 정확한 장치 및 수단으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 1 은 회전 절삭 장치의 일 실시형태의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 회전 절삭 장치의 로터리 커터의 상면도로서, 그의 상부 플레이트가 제거되어 있다.
도 3 은 제료 웹이 관통하게 공급되는 회전 절삭 장치의 사시도이다.
도 4 는 도 3 의 회전 절삭 장치의 상면도이다.
도 5 는 도 1 의 회전 절삭 장치의 측면도이다.
도 6 은 회전 절삭 장치의 다른 실시형태의 측면도이다.
도 7 은 로터리 커터의 상면도이다.
도 8 은 로터리 커터, 절삭 유닛 및 재료 웹의 배향 각도들을 보여준다.
도 9a 는 일 예시 배향에서 로터리 커터, 절삭날 및 재료 웹의 각도 관계의 확대도이다.
도 9b 는 다른 예시 배향에서 로터리 커터, 절삭날 및 재료 웹의 각도 관계의 확대도이다.
도 9c 는 또 다른 예시 배향에서 로터리 커터, 절삭날 및 재료 웹의 각도 관계의 확대도이다.
도 10 은 로터리 커터의 부분 단면도로서, 그의 반경의 회전을 보여준다.
도 11a 내지 도 11c 는 본 발명의 로터리 커터 장치에 의해 제조된 샘플 커트들이다.
도 1 을 참조하면, 재료 웹 (26) (도 3) 을 절삭하기 위한 회전 절삭 장치 (10) 는 지지부 (14) 에 회전가능하게 장착된 절삭 유닛 (12) 을 포함한다. 절삭 유닛 (12) 은 상부 플레이트 (15), 프레임 (16) 및 베이스 (18) 를 갖는다. 도 1 및 도 2 에 도시된 것처럼, 베이스 (18) 는 한 쌍의 대향 측부 (20) 를 갖고, 각 측부는 곡선형 슬롯 (22) 을 포함한다. 각 슬롯 (22) 은 지지부 (14) 에 장착된 개별 포스트 (24) 를 수용한다. 포스트 (24) 는 절삭 유닛 (12) 이 지지부 (14) 주위에서 회전될 수 있도록 슬롯 (22) 내에서 슬라이딩하여, 절삭 유닛은 웹의 공급 방향 (F) (도 3) 에 대해 소정의 배향으로 위치결정될 수 있다. 절삭 유닛 (12) 의 위치가 지지부 (14) 에 대해 조정될 수 있지만, 웹 재료의 공급 방향은 지지부 (14) 에 수직하게 유지된다는 것을 이해하여야 한다.
도 2 를 참조하면, 로터리 커터 (30) 가 절삭 유닛 (12) 내에 배치되고 베어링들 (32) 을 통해 프레임 (16) 에 장착된다. 로터리 커터 (30) 는 나선형 절삭 드럼일 수 있고, 즉 절삭 블레이드 또는 나이프가 드럼에 나선형 각도를 따라 장착된다. 따라서, 드럼이 회전하여 직선형 절삭을 행할 때, 나이프의 비교적 작은 부분이 한 번에 재료를 전단한다. 구동 시스템 (도시 안 됨), 예컨대 전기 드라이브, 기어, 풀리 및 벨트, 또는 다른 종류의 커플링이 로터리 커터 (30) 의 아버 (arbor; 36) (도 7) 의 길이방향 축선 (38) (도 7) 주위에서 상기 아버를 회전시키도록 상기 아버와 연통한다.
도 3 및 도 4 를 참조하면, 재료 웹 (26) 이 절삭 유닛 (12) 에 또한 배치된 회전하는 앤빌 (28) 과 로터리 커터 (30) 사이를 통과한다. 웹 (26) 은 위생, 의료 및 기저귀 제품에 사용되는 부직 재료 (nonwoven material) 일 수 있다. 웹은 별개 피이스들로 절삭되거나 트림부가 제거된 연속 웹이다. 로터리 커터 (30) 가 길이방향 축선 (38) 주위에서 회전함에 따라, 로터리 커터와 앤빌 (28) 사이에 재료 웹이 공급된다. 커터 (30) 의 회전은 로터리 커터의 베어러 링들 (bearer rings; 31) (도 5) 과 베어링 표면들 (29) (도 5) 사이의 마찰에 의해 앤빌의 회전으로 되고, 웹 (26) 은 기계에 의해 공급된다. 도시된 것처럼 그리고 여기서 더 설명하는 바와 같이, 절삭 유닛 (12) 및 로터리 커터 (30) 는 웹 (26) 에 대해 비스듬히, 예컨대 바람직하게는 약 0.5°내지 약 15°로 배향될 수 있다. 따라서, 절삭 유닛 (12) 은 로터리 커터 (30) 를 통한 길이방향 축선 (38) 이 기준점 (C) (도 9a 내지 도 9c) 에서 볼 수 있는 것처럼 웹 (26) 의 공급 방향과 소정의 각도를 형성하도록 배향될 수도 있다.
도 5 를 참조하면, 로터리 커터 (30) 는 앤빌 (28) 아래에 위치된다. 대안적으로, 도 6 에 도시된 것처럼, 로터리 커터 (30) 는 앤빌 (28) 위에 위치될 수 있다. 절삭날에 힘을 인가하기 위한 로딩 시스템 (34) (도 1) 은 공기 실린더, 유압 실린더 또는 임의의 다른 동등한 기계적 시스템일 수 있다. 앤빌에서 미는 것으로 도시되어 있지만, 로딩 시스템은 앤빌 또는 로터리 커터에 작용할 수 있다. 로딩 시스템은 미는 구성에서는 작동 롤러와 동일한 측에 위치되거나 또는 당기는 구성에서는 다른 반대 측에 위치될 수 있다. 앤빌 (28) 이 회전에 있어 자유롭다는 것을 또한 이해하여야 한다. 이는 기어, 풀리 또는 스텝모터에 의해 커터와 또한 동기화될 수 있다.
커터 (30) 및 앤빌 (28) 은 향상된 신뢰도 및 내마모성을 위해 초경합금으로 제조될 수 있다. 여기서 사용되는 초경합금은 복합재의 70 내지 97 중량% 의 경질 카바이드 상 및 바인더 상으로서 정의된다. 텅스텐 카바이드 (WC) 가 가장 흔한 경질 상이고, 코발트 (Co) 가 가장 흔한 바인더 상이다. 이 두 물질은 기본 초경합금 구조를 형성한다. 많은 다른 타입의 초경합금이 로터리 커터를 위해 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 대안적으로, 커터 또는 앤빌은 공구 강, 고속도 강 또는 유사한 세라믹-금속 복합재와 같은 다른 재료로 부분적으로 또는 전적으로 제조될 수 있다. 이러한 재료는 공지된 야금 또는 분말야금 방법을 통해 생산될 수 있다.
다시 도 2 를 참조하면, 적어도 하나의 절삭날 (40) 이 로터리 커터 (30) 상에 배치된다. 여기서 더 논의하는 바와 같이, 절삭날 (40) 은 원하는 단부 커트에 따라 예컨대 도 6 에 도시된 것과 같은 다양한 프로파일을 가질 수 있고, 로터 표면과 일체로 형성될 수 있고 로터 표면으로부터 외측으로 연장된다. 절삭날 (40) 은 베어러 링들 (31) 에 관하여 연삭되고, 수 마이크로미터만큼 더 높거나 낮거나 또는 동일한 높이에 있을 수 있다. 이러한 파라미터는 주로 절삭될 재료에 의존하지만, 연삭되므로, 조정이 존재하지 않고 신뢰도 및 획득가능한 성능을 크게 향상시킨다.
도 7 및 도 8 에 도시된 것처럼, 절삭날 (40) 은 커터의 길이방향 회전 축선 (38) 에 대해 절삭날 각도 (α) 로 배향된다. 각도 α 는 약 0.5°내지 약 15°이다. 도 9a 내지 도 9c 를 참조하면, 로터리 커터 (30) 의 길이방향 회전 축선 (38) 은 조절가능한 각도 (β) 만큼 웹 재료 (26) 의 공급 방향과 반대로 배향되고, 즉 대향 방향으로 회전된다. 웹 위치 (26') 에 의해 더 명확하게 볼 수 있는 것처럼, 이 조정가능한 반대 각도 (β) 는 또한 약 0.5°내지 15°일 수 있다.
웹 방향에 완벽하게 평행한 커트를 원한다면, 절삭 유닛 배향의 날 배향의 변화가 존재하지 않는다. 도 9a 를 참조하면, 이 예에서, 각도 α 는 직선형 커트를 생성하도록 각도 β 와 동일하다. 이 예에 따르면, 길이방향 축선 (38) 에 대한 절삭날 (40) 의 각도 α 가 -5°로 미리 설정되면, 절삭 유닛은 5°의 각도 (β) 로 지지부 (14) 주위에서 회전될 수 있다.
조절가능한 각도 (β) 가 각도 α 보다 더 큰 다른 타입의 제품 프로파일을 원한다면, 절삭 유닛 (12) 의 위치는 절삭날 (40) 의 다른 원하는 절삭 각도를 얻기 위해 지지부 (14) 에 관하여 조절될 수 있다. 예컨대, 도 9b 에 도시된 것처럼, 절삭날의 각도 (α) 가 -5°의 각도로 로터리 커터 상에 미리 배향된 상태에서, 웹 (26) 에 수직한 선 (L) 과 절삭날 (40) 사이의 각도인 각도 γ 로서 표시된 바와 같이, 웹 (26) 에 대해 2°의 각도로 배향된 커트를 생성하기 위해, 절삭 유닛 각도는 7°의 조절가능한 각도만큼, 즉 이 두 각도의 합계만큼 웹에 대해 반대로 배향되어야 한다. 따라서, β = 7°는 선 L 로부터 γ 각도 2°반시계방향의 배향을 제공한다.
도 9c 를 참조하면, 조절가능한 각도 (β) 가 절삭날 각도 (α) 보다 작아지게 하는 배향, 즉 웹 (26) 에 대해 -2°의 각도 γ 만큼 시계방향으로 배향된 커트를 갖기 원하는 예에서, 절삭날의 각도 (α) 가 -5°의 각도로 로터리 커터 상에 미리 배향되면, 절삭 유닛 각도는 3°의 β 각도만큼, 즉 이 두 각도의 합계만큼 웹에 대해 반대로 배향되어야 한다.
상기 각도 값들은 예시적인 것이고 절삭날 (40) 과 회전 축선 (38) 사이의 소정의 각도의 특정 값이 전술한 범위 내의 임의의 개수의 값들로부터 선택될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 더욱이, 전술한 것처럼 절삭 유닛 (12) 은 각도 값에 영향을 주기 위해 시계방향으로 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다.
본 발명은 그의 특징에 반경 (R) 을 포함하는 프로파일의 경우에서 더 설명될 수 있다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 원형 라인의 각 점은 점 C (도 9a 에도 또한 도시됨) 에 의해 나타낸 바와 같이, 축선 (38) 의 각 측에서의 위치에 따라 양 또는 음의 값만큼 웹 방향에서 이동된다. 커터 축선 (38) 에 평행한 직경이 각도 α 만큼 이동되면, 커터의 축선을 따른 위치에 의존하는 기계 방향의 시프트가 생성된다. 양이거나 음일 수 있는 이러한 시프트는 또한 반경의 점들을 수직으로 (화살표로 나타냄) 직경과 동일한 값으로 이동시키는데 이용된다. 따라서, 이러한 종류의 기하학적 변형을 이용하여 임의의 타입의 프로파일을 생성하는 것이 가능하다.
전술한 것처럼, 회전 다이 커터의 날 자체는 직선형이 아니다: 0.5°내지 15°의 각도를 갖도록 설계된다. 절삭 유닛 (12) 은 대략 동일한 각도로 반대로 배향된다. 그렇지만, 프로세스 파라미터를 고려하기 위해 일부 조정이 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 전술한 바와 같이, 절삭 유닛 (12) 은 슬롯들 (22) 과 포스트 (24) 를 통해 지지부 (14) 주위에서 회전될 수 있다. 결과적으로, 날 길이는 모든 곳에서 동시에 절삭하지 않고, 웹에서 얻어지는 커트는 직선형이며 절삭 방향에 수직하다. 이러한 장치는 직선형의 긴 커트를 형성하도록 설계된 카바이드 회전 다이 커터 및 그 절삭 유닛을 제공한다.
도 11a 내지 도 11c 를 참조하면, 연삭된 날의 프로파일에 따라, 옴빌리컬 (ombilical) 커트를 갖는 직선형 커트들 (도 11a) 이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 도 11b 에 도시된 것처럼, 공통 에지를 갖는 또는 갖지 않는 직사각형 형상들에 적용될 수도 있다. 또한, 도 11c 에 도시된 것처럼, 공통 에지를 갖는 또는 갖지 않는, 긴 에지들이 존재하는 때 또는 이어 커트 (ear cuts) 에 유용할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 2 개의 기저귀를 직선형으로 또는 부직물의 다른 프로파일 특징들과 조합으로 절삭하는데 사용될 수 있다. 위생용 및 비위생용의 와이프나 티슈, 카톤, 종이, 얇은 금속 시트, 얇은 플라스틱 재료 시트, 강화된 또는 그렇지 않으면 유사한 복합 재료를 절삭하는데 또한 사용될 수도 있다.
본 장치는 커터가 연삭된 때에 절삭 파라미터들이 생성되기 때문에 절삭 전에 날을 조정할 필요성을 제거한다. 절삭력은 감소되고, 커트는 매끄럽고 제한된 레벨의 진동을 갖는다. 또한, 앤빌의 수명이 극적으로 증가된다.
특정 양태와 관련하여 본 실시형태(들)를 설명하였지만, 많은 다른 변형예와 수정예 그리고 다른 용도가 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하게 될 것이다. 그러므로, 본 실시형태(들)가 본원의 특정 개시에 의해 제한되지 않고, 오히려 단지 첨부된 청구항들에 의해 제한되는 것이 바람직하다.

Claims (13)

  1. 재료 웹 (12) 을 절삭하기 위한 회전 절삭 장치 (10) 로서,
    상기 회전 절삭 장치 (10) 는
    지지부 (14);
    상기 지지부 (14) 에 이동가능하게 배치된 절삭 유닛 (12);
    상기 절삭 유닛 (12) 에 회전가능하게 배치된 로터리 커터 (30) 로서, 상기 로터리 커터 (30) 는 길이방향 축선 (38) 을 갖는, 상기 로터리 커터 (30); 및
    상기 로터리 커터 (30) 에 배치된 적어도 하나의 절삭날 (40) 을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 절삭날 (40) 은 상기 로터리 커터 (30) 의 상기 길이방향 축선 (38) 에 대해 각도 (α) 로 배향되고, 상기 절삭 유닛 (12) 은 조절가능한 각도 (β) 만큼 상기 웹의 공급 방향 (F) 에 대해 조절가능하게 반대로 (counter) 배향되는, 회전 절삭 장치 (10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절삭날의 각도 (α) 는 약 0.5°내지 약 15°인 것을 특징으로 하는 회전 절삭 장치 (10).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 재료 웹 (26) 은 상기 로터리 커터 (30) 의 상기 길이방향 축선 (38) 에 대해 각도를 갖는 (angled) 것을 특징으로 하는 회전 절삭 장치 (10).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 유닛 (12) 은 상기 재료 웹 (26) 의 공급 방향 (F) 에 대해 상기 절삭 유닛 (12) 의 상기 조절가능한 각도 (β) 의 배향을 조절하기 위해 상기 지지부 (14) 에 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 장치 (10).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절삭 유닛 (12) 은 약 0.5°내지 약 15°의 각도만큼 상기 로터리 커터의 길이방향 축선 (38) 에 대해 반대로 배향되는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 장치 (10).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절가능한 각도 (β) 는 상기 절삭날의 각도 (α) 와 동일하거나, 상기 절삭날의 각도 (α) 보다 작거나, 또는 상기 절삭날의 각도 (α) 보다 큰 것을 특징으로 하는 회전 절삭 장치 (10).
  7. 재료 웹 (26) 을 절삭하기 위한 회전 절삭 유닛 (12) 으로서,
    상기 회전 절삭 유닛은
    프레임 (16);
    상기 프레임 (16) 에 회전가능하게 배치된 로터리 커터 (30) 로서, 상기 로터리 커터 (30) 는 길이방향 축선 (38) 을 갖는, 상기 로터리 커터 (30); 및
    상기 로터리 커터 (30) 에 배치된 적어도 하나의 절삭날 (40) 을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 절삭날 (40) 은 상기 커터의 상기 길이방향 축선 (38) 에 대해 각도 (α) 로 배향되고, 상기 절삭 유닛 (12) 은 조절가능한 각도 (β) 만큼 상기 재료 웹 (26) 의 공급 방향 (F) 에 대해 조절가능하게 반대로 배향되는, 회전 절삭 유닛 (12).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 절삭날의 각도 (α) 는 약 0.5°내지 약 15°인 것을 특징으로 하는 회전 절삭 유닛 (12).
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 재료 웹 (26) 은 상기 로터리 커터 (30) 의 상기 길이방향 축선 (38) 에 대해 각도를 갖는 (angled) 것을 특징으로 하는 회전 절삭 유닛 (12).
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 (16) 은 회전 절삭 장치 (10) 의 지지부 (14) 에 회전가능하게 장착되고, 상기 재료 웹 (26) 의 공급 방향 (F) 은 상기 지지부 (14) 에 수직한 것을 특징으로 하는 회전 절삭 유닛 (12).
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절삭 유닛 (12) 은 약 0.5°내지 약 15°인 상기 조절가능한 각도 (β) 만큼 상기 로터리 커터 (30) 의 상기 길이방향 축선 (38) 에 대해 반대로 배향되는 것을 특징으로 하는 회전 절삭 유닛 (12).
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조절가능한 각도 (β) 는 상기 절삭날의 각도 (α) 와 동일하거나, 상기 절삭날의 각도 (α) 보다 작거나, 또는 상기 절삭날의 각도 (α) 보다 큰 것을 특징으로 하는 회전 절삭 유닛 (12).
  13. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 회전 절삭 유닛 (12) 을 사용하여 재료 웹 (26) 으로부터 프로파일을 절삭하는 방법.
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