KR101593488B1

KR101593488B1 - 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101593488B1
Application number: KR1020150100624A
Authority: KR
Inventors: 심용식
Original assignee: 주식회사 지앤아이솔루션
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2016-02-12
Also published as: WO2017010645A1

Abstract

본 발명은 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 일 실시예는 광경화성 수지(Photocurable Resin)를 수용하는 용기, 상기 광경화성 수지를 경화시키는 광을 제공하는 광조사부, 상기 광에 의해 경화된 광경화성 수지(Photocured Resin)가 부착되는 성형기판, 상기 성형기판을 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시키는 이송부 및 상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지의 점도가 감소 되도록 진동을 제공하는 진동 제공부를 포함하는 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 제공할 수 있다.

Description

3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ENHANCING SPEED OF 3D PRINTER}

본 발명은 3차원 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 쾌속조형제작은 크게 판 형태의 고체 소재를 원하는 형태로 절단하여 접합시켜 만드는 방법 및 액상의 재료를 용착하고 경화시켜 적층 하거나 분말형태의 재료를 소결하여 적층하는 방법으로 나눌 수 있다. 이러한 쾌속조형방법 중에서 액상의 광경화성 수지를 경화시켜 적층하는 방법으로는 미국 3D system사의 SLA(StereoLithographic Apparatus)가 있으며, 이 방식을 이용한 다양한 쾌속조형 장치가 개발되어 있다.

이러한 광경화 방식을 토대로 하는 대한민국 공개공보 제10-2000-0018892에는 액정 패널 소자를 이용하여 네거티브 마스크를 생성하고, 이를 통해 임의의 3차원 조형물을 전사방식으로 형성하는 기술내용이 공개되어 있다. 그러나 상기 공개공보의 기술은 SLA기법을 토대로 단일 빔 조사를 통한 주사방식(scanning method)이 아닌 액정 패널을 이용한 전사방식(projection method)을 이용하는 것으로서, 조형 스테이지가 액상 수지 안에 잠겨서 조형 두께만큼 후퇴하면서 광경화가 이루어진다. 따라서 이 기술은 조형 스테이지가 후퇴한 후 리코우터로 스테이지 위의 액상수지를 고르는 작업이 필요하기 때문에, 액체를 다루는 어려움과 실제 조형 이외에 추가적인 시간이 필요하다는 단점이 있다.

일본 특허 제3414858호에는 액상 수지에 잠겨서 조형하는 방식이 아닌 다른 3차원 조형방식이 공개되어 있는데, 구체적으로 조형 플레이트를 상부에 위치시키고 롤투롤(roll to roll) 방식을 활용하여 필름 위에 액상수지를 도포하고, 이를 조형 플레이트에 부착 및 광경화하여 조형하는 방법이 공개되어 있다. 즉, 이 기술은 광조사가 아래에서 위로 이루어짐에 따라 경화된 조형 단층은 위에서 아래로 내려오게 된다. 따라서, 이 기술은 복잡한 형상 제작을 위한 지지(support) 재료의 이용이 불가능할 뿐만 아니라, 경화 단면에 잉크젯 프린팅을 아래에서 윗방향으로 해야 하기 때문에 제품을 제작하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 존재한다.

대한민국 공개특허: 제10-2000-0018892호

본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 과제는 3차원 물체의 각각의 층을 처리하는 시간을 단축 시키고, 전체적인 처리 사이클의 시간도 단축할 수 있는 3차원(3D) 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예는 광경화성 수지가 수용된 용기를 준비하는 단계, 광조사부가 미리 정해진 방법에 따라 상기 광경화성 수지에 광을 제공하는 단계, 이송부가 상기 광에 의해 경화된 광경화성 수지가 부착된 성형기판을 상측 방향으로 이동시키는 단계, 및 진동 제공부가 상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지에 진동을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 광경화성 수지에 광을 제공하는 단계는 상기 광을 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제공하는 단계, 및 미리 정해진 단면을 형성하기 위해 상기 광을 동시에 제공하는 단계 중 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 상기 진동 제공부가 상기 용기에 진동을 제공하는 단계는, 상기 성형기판이 상측 방향으로 이동되는 동안 상기 용기에 진동을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 진동 제공부가 상기 용기에 진동을 제공하는 단계는, 상기 광조사부가 미리 정해진 방법에 따라 상기 광경화성 수지에 광을 제공하는 동안 상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지에 상기 진동을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 용기를 밀폐하는 챔버의 내부 압력이 상승하도록 상기 챔버에 기체를 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예는, 컴퓨터-판독가능 매체에 저장되어, 컴퓨터로 하여금 이하의 단계들을 수행하도록 하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 단계들은, 광경화성 수지가 수용된 용기를 준비하는 단계, 광조사부가 미리 정해진 방법에 따라 상기 광경화성 수지에 광을 제공하는 단계, 이송부가 상기 광에 의해 경화된 광경화성 수지가 부착된 성형기판을 상측 방향으로 이동시키는 단계, 진동 제공부가 상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지에 진동을 제공하는 단계 및 상기 용기를 밀폐하는 챔버의 내부 압력이 상승하도록 상기 챔버에 기체를 주입하는 단계를 포함하는 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예는 광경화성 수지를 수용하는 용기, 상기 광경화성 수지를 경화시키는 광을 제공하는 광조사부, 상기 광에 의해 경화된 광경화성 수지가 부착되는 성형기판, 상기 성형기판을 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시키는 이송부, 상기 성형기판이 상측 방향으로 이동할 때, 상기 경화된 광경화성 수지가 상기 성형기판에 부착되도록 하는 이형성체 레이어 및 상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지에 상기 진동을 제공하는 진동 제공부를 포함하는 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 제공할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 초음파는 상기 이형성체 레이어와 상기 경화된 광경화성 수지 사이에 전달될 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 상기 이형성체 레이어는 상기 용기의 내측 저면에 부착되고, 상기 성형기판과 상기 용기 사이에 배치될 수 있다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 이형성체 레이어는, PDMS(polydimethylsiloxane), H-PDMS(hard-polydimethylsiloxane), X-PDMS(polydimethylsiloxane), PU(polyurethane), PFPEs(perfluoropolyethers), PMMA(poly methyl methacrylate), PS(polystyrene), PVA(poly vinyl alchol), Polycarbonate 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법은, 3차원 물체의 각각의 층을 처리하는 시간을 단축 시키게 되고, 전체적인 처리 사이클의 시간도 단축할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기 언급된 것으로 제한되지는 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나 그러한 양상(들)이 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 공지의 구조들 및 장치들이 하나 이상의 양상들의 기재를 용이하게 하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 제공부가 진동을 제공하는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 및 기체 주입부가 구비된 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버에 기체가 주입되는 모습을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어를 포함하는 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법을 실행하는 프로그램을 실행하는 동작을 하는 컴퓨터의 블럭도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법을 실행하는 예시적인 컴퓨팅 환경의 개략 블럭도를 나타낸 것이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "～사이에"와 "바로 ～사이에" 또는 "～에 인접하는"과 "～에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

스테레오리소그라피(Stereolithography) 장치는 미리 정해진 조사(radiation), 통상 광조사(光照射, light radiation)에 노출되었을 때 경화되는 액체물질(예를 들어, 광경화성 수지)을 위한 용기를 포함한다. 광조사는 미리 정해진 두께를 갖는 액체 물질의 층에 선택적으로 또는 동시에 조사하고 용기의 바닥에 인접하게 배치되어 광경화성 수지를 경화시키도록 하는 광조사 방출 수단에 의하여 생성된다. 스테레오리소그라피 장치는 용기의 바닥을 향하고 제작할 3차원 물체를 위한 지지 표면을 구비한 모델링 플레이트(예를 들어, 성형기판)를 포함한다. 성형기판은 용기의 바닥에 수직한 방향을 따라 성형기판을 이동시키도록 된 이동수단과 연결되어 있다.

이와 같은 형태의 스테레오리소그라피 장치를 사용하여, 미리 정해진 두께를 갖는 층을 연속적으로 적층하여 3차원 물체가 제작된다. 더욱 정확하게는, 성형기판은 3차원 물체의 제 1 층의 두께와 동일한 용기의 바닥으로부터의 거리로, 광경화성 수지 속에 침잠된 지지 표면과 함께 우선 배치된다. 광경화성 수지의 층은 용기의 바닥에 인접하게 결정되고, 3차원 물체의 제 1 층의 표면 면적에 상응하는 부분에 광조사 방출 수단에 의하여 선택적으로 광조사되어, 성형기판을 지지하는 표면에 부착되고 이에 상응하는 경화층을 형성하게 된다. 연속적으로, 성형기판은 용기의 바닥으로부터 이동되고, 용기의 바닥으로부터 경화된 층을 분리시키도록 이동하게 된다. 이러한 방식으로, 광경화성 수지가 성형기판 아래로 흐를 수 있게 되고, 3차원 물체의 연속적인 층의 형성을 위해 필요한 광경화성 수지가 연속적으로 보충된다.

성형기판은 용기의 바닥 가까이로 다시 이동하고, 형성될 연속적인 층의 두께와 동일한 바닥으로부터의 거리로 먼저 경화된 층을 배치하게 된다. 물체의 새로운 층의 경화는 앞서의 층과 유사한 방식으로 수행되고, 앞선 층의 표면에 접촉하도록 되고, 새로운 층에 대한 지지 표면으로서 역할을 하게 된다. 위에 설명된 과정은 3차원 물체를 형성하는 모든 층들이 경화될 때까지 반복된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치(10)는 용기(100), 광조사부(200), 성형기판(300), 이송부(400) 및 진동 제공부(500)를 포함할 수 있다.

용기(100)는 광경화성 수지(110)를 수용할 수 있다. 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)는 미리 정해진 광(210)에 의해 경화될 수 있다. 용기(100)는 광경화성 수지(110)를 수용하고, 수용된 광경화성 수지(110)가 경화되는 장소이므로, 용기(100)는 성형기판(300)과 경화된 광경화성 수지(120)보다 크게 제작되는 것이 바람직하다. 광(210)에 의해 경화된 광경화성 수지(120)는 성형기판(300)에 부착될 수 있다. 도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기(100)를 직육면체 형상으로 상측이 개방된 형태로 나타냈으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용기(100)는 사용자의 요청에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 이하에서는 광경화성 수지(110)를 수용하는 가장 일반적인 용기(100)를 기준으로 본원 발명의 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용기(100)는, 광경화성 수지(110)를 경화시킬 수 있는 광(210)이 투과하는 성질을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 광조사부(200)가 용기(100)의 하측에서 광(210)을 제공하면, 광(210)은 용기(100)를 투과하여, 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)에 도달할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용기(100)는 유리판(Bare glass), ITO(Indium Tin Oxide) 기판, COC(Cyclic olefin copolymer), PAc (Polyacrylate), PC (Polycarbonate), PE (Polyethylene), PEEK(Polyetheretherketone), PEI (Polyetherimide), PEN(Polyethylenenaphthalate), PES(Polyethersulfone), PET(Polyethyleneterephtalate), PI (Polyimide), PO (Polyolefin),PMMA(Polymethylmethacrylate), PSF (Polysulfone), PVA (Polyvinylalcohol), PVCi (Polyvinylcinnamate), TAC(Triacetylcellulose), 폴리실리콘 (Poly Silicone), 폴리우레탄 (Polyurethane) 및 에폭시수지 (Epoxy Resin)중 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

광조사부(200)는 광경화성 수지(110)를 경화시키는 광(210)을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)는 제공되는 광(210)에 의해 미리 결정된 3차원 물체로 경화될 수 있다. 여기서, 미리 결정된 3차원 물체는 사용자 등이 제작하고자 하는 제품의 형상을 포함할 수 있다. 사용자 등은 완성하고자 하는 형상의 3차원 데이터를 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치(10)에 입력하면, 광조사부(200)는 입력받은 3차원 데이터를 기초로 사용자 등이 완성하고자 하는 형상의 각각의 층을 한층 씩 형성시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부(200)는 광에너지를 제공하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광조사부(200)는 파장 320nm의 헬륨-카드뮴 레이저 광에너지를 광경화성 수지(110)의 표면층에 스폿(spot) 형상으로 집광시켜 조사하는 광에너지 조사 헤드(미도시), X-Y 디지털 플로터와 같은 광에너지 조사 헤드를 직교하는 수평 2 방향으로 이동시키는 X-Y 위치 제어 장치(미도시) 및 레이저 광원 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 탑재된 레이저 광원 장치는 파장 325nm의 자외선 발생 레이저로서 5 내지 10nW의 멀티 모드 발진형 레이저를 포함할 수 있다. 또한, 용도에 따라 미세 가공을 중요시하는 경우에는 출력을 3 내지 10mW의 싱글 모드 발진형 자외선 레이저를 사용할 수 있다.

광조사부(200)에서 발생된 광에너지가 효율적으로 광에너지 조사 헤드(head)까지 전송되도록 광섬유가 전송로로 사용될 수 있다. 이 장치에 조립된 광섬유는 광에너지를 효율적으로 전송하고, 고차원의 안전성을 확보하기 위해 금속성의 가요성 튜브를 외벽에 사용한 스텝 인덱스 타입의 광섬유가 사용될 수 있다. 스텝 인덱스 타입의 광섬유는 구조상 파이버 내부에서 광의 반사를 반복하면서 진행되기 때문에, 레이저광의 파형을 흐트러트리거나 파이버로부터 사출(射出)될 때 확산 될 수 있다. 더욱 미세 가공을 중요시하는 경우에는 레이저광의 파형을 흐트러트리지 않는 싱글 스텝 인덱스 타입의 광섬유나 그레이티드 인덱스 타입의 광섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 광섬유로부터 사출되는 광에너지를 광경화성 수지(110)에 조사하는 경우, 광조사부(200)로부터 나온 평행 광속(光束)에 의해 가까운 곳에서 광에너지를 기계적으로 ON, OFF하고, 고속 동작하는 액츄에이터 등에 의해 구동되는 메카니컬 셔터(mechanical shutter)를 복수 개 사용할 수도 있다. 이 메카니컬 셔터의 개폐는 컴퓨터 모델링 시스템에서 준비된 CAD 데이터를 기초로 CAM에 의해 제어된 신호에 의해 컨트롤되며, 광조사부(200)로부터 나온 광에너지를 광섬유 내로 도입 및 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)를 경화시키는 광은 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저는 네오디움 야그(Nd:YAG), 네오디움 글래스(Nd:Glass), 루비(Ruby)레이저와 같은 고체 레이저를 포함할 수 있다. 또한, 엑시머레이저, 헬륨네온 레이저, 질소 레이저, 금속증기 레이저와 같은 기체 레이저를 포함할 수 있으나, 본 발명의 권리범위를 특정 레이저로 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)는 광(210)에 의해 경화되는 물질이면 충분하다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)는 히드록시기 함유 아크릴레이트계 화합물, 수용성 아크릴레이트계 화합물, 다가 알코올의 폴리에스테르아크릴레이트계 화합물, 알코올 또는 다가 페놀의 에틸렌옥시드 부가물의 아크릴레이트계 화합물, 알코올 또는 다가 페놀의 프로필렌옥시드 부가물의 아크릴레이트계 화합물, 폴리우레탄아크릴레이트계 화합물, 에폭시아크릴레이트계 화합물, 카프로락톤 변성의 아크릴레이트계 화합물 및 감광성 (메트)아크릴레이트계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 화합물이 될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)는 400nm 이하의 파장을 가지는 자외선 레이저에 의해 경화되는 조성을 가질 수 있다. 이와 같은 조성의 광경화성 수지(110)는 아크릴레이트 수지 및／또는 에폭시 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)는 비중 1.2, 점도 1.4Ps, 분자량 약 200 내지 700의 광경화성 수지(110)가 사용될 수 있다. 광경화성 수지(110)는 저점도이며, 수축률이 비교적 높은 경화제 및／또는 중합 개시제가 첨가될 수도 있다.

성형기판(300)에는 광(210)에 의해 경화된 광경화성 수지(110)가 부착될 수 있다. 용기(100)에는 광경화성 수지(110)가 수용되어 있고, 수용된 광경화성 수지(110)의 일부에는 성형기판(300)이 담지되어 있다. 광조사부(200)에 의해 광(210)이 조사되면, 광(210)은 광경화성 수지(110)를 경화시키고 경화된 광경화성 수지(120)는 성형기판(300)에 부착된다. 물론, 경화된 광경화성 수지(120)는 용기(100)의 내측 저면(103)에서 부착될 수 있다. 성형기판(300)에 부착된 경화된 광경화성 수지(120)는 사용자 등이 제작하고자 하는 3차원 물체의 한 층이 될 수 있다. 미리 정해진 3차원 물체의 한 층을 층층이 적층하면 사용자가 제작하고자 하는 3차원 물체의 전체 형태를 제작할 수 있다.

성형기판(300)은 이송부(400)에 의해 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동할 수 있다. 광조사부(200)에 의해 제공된 광(210)에 의해 광경화성 수지(110)가 경화되면 미리 정해진 3차원 물체의 제 1 층이 형성될 수 있다. 경화된 광경화성 수지(120)는 성형기판(300)의 하면에 부착될 수 있다. 성형기판(300)에 경화된 광경화성 수지(120)가 부착된 상태로 성형기판(300)이 상측 방향으로 이동되면, 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(120) 사이에 갭(gap)(예를 들어, 틈 또는 공간)이 형성되고, 갭 사이에 광경화성 수지(110)가 채워질 수 있다. 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(120) 사이에 광경화성 수지(110)가 채워지면, 광조사부(200)에 의해 미리 정해진 3차원 물체의 제 2 층이 형성될 수 있다. 이와 같은 과정이 반복되면 3차원 물체가 형성될 수 있다.

그러나 광조사부(200)에 의해 경화된 광경화성 수지(110)는 성형기판(300)뿐만 아니라, 용기(100)의 내측 저면(103)에도 부착될 수 있다. 즉, 광조사부(200)에 의해서 광(210)이 조사되면 용기(100)의 내측 저면(103)을 통과하여 성형기판(300)과 용기(100)의 내측 저면(103) 사이에 도달하게 되고, 성형기판(300)과 용기(100)의 내측 저면(103) 사이에 있는 광경화성 수지(110)가 경화되어, 경화된 광경화성 수지(120)가 형성될 수 있다. 경화된 광경화성 수지(120)는 성형기판(300)에만 부착되는 것이 바람직하지만, 종래의 3차원 프린터에서는 경화된 광경화성 수지(110)가 성형기판(300)뿐만 아니라 용기(100)의 내측 저면(103)에도 부착되는 문제점이 있다. 경화된 광경화성 수지(120)가 용기(100)의 내측 저면(103)에 부착되고, 이송부(400)가 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킬 때, 과도한 힘을 제공해야 하고, 결과적으로 3차원 프린터의 속도를 저하 시키는 문제가 발생한다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본원 발명의 발명자는 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)의 점도가 감소 되도록 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)에 진동을 제공하는 진동 제공부(500)를 도입하였다. 이러한 진동 제공부(500)는 임의의 주파수를 갖는 진동을 용기 또는 수지에 전달함으로써 광경화성 수지(110)의 점도가 감소되도록 하는 기능을 가지며, 이하에서는 이러한 진동 제공부(500)가 초음파(ultrasound wave)를 사용한다는 실시예를 기초로 하여 설명될 것이다. 즉, 본 명세서에서는 진동 제공부 및 초음파 제공부가 서로 상호호환가능하게 사용될 수 있다. 하지만, 이러한 진동 제공부(500)가 초음파만을 사용하여 진동을 전달한다는 것을 의미하는 것이 아니며, 1Hz 내지 30Hz의 주파수를 갖는 저주파수, 30Hz 내지 20kHz의 주파수를 갖는 것 고주파수 및 20kHz 내지 10MHz의 주파수를 갖는 초음파를 포함하여 당업자에게 자명한 다양한 진동 주파수를 활용할 수 있다는 점은 당업자에게 명백할 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따라서, 주파수의 차이에 따라서 진동을 통하여 분리시킬 수 있는 분자 덩어리 크기가 상이할 수 있다. 예를 들어, 초음파의 진동이 제공되는 경우에는, 광경화성 수지가 분자 단위로 분리될 수 있으며, 저주파수의 진동이 제공되는 경우에는, 광경화성 수지가 큰 덩어리 단위로 분리될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제공되는 진동의 주파수 종류는 사용되는 광경화성 수지의 종류(예컨대, 분자량 및 분자크기)에 따라서 가변적으로 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치(10)는, 상기 광경화성 수지의 분자량 및 분자크기를 결정하고, 그리고 상기 결정에 기초하여, 상기 진동 제공부가 제공할 진동의 주파수 대역을 결정하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

도 1에 나타낸 것처럼, 초음파 제공부(500)는 용기(100)의 일 측면에 배치되어 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)에 초음파를 제공하는 수단이면 충분하고, 초음파 제공부(500)의 배치 형태나 위치를 특별히 한정하는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 제공부(500)가 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)의 점도를 낮추는 원리를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 제공부가 초음파를 제공하는 모습을 나타낸 모식도이다.

도 2를 참조하면, 성형기판(300)의 하면에는 6개의 경화된 경화성 수지(120, 121, 122, 123, 124, 125)가 형성된 것을 확인할 수 있다. 120부터 순서대로 125까지 경화가 완성되었으며, 현재 126이 경화가 진행 중에 있다. 광조사부(200)에 의해 조사된 광(210)은 용기(100) 내에 있는 광경화성 수지(110)를 경화시키고, 경화 중인 광경화성 수지(126)는 이미 경화된 광경화성 수지(125)의 하면에 부착된다. 또한. 경화 중인 광경화성 수지(126)는 이미 경화된 광경화성 수지(125)의 하면에 부착되기도 하지만, 용기(100)의 내측 저면(103)에도 부착될 수 있다.

이때, 초음파 제공부(500)가 용기(100)에 초음파(USW)를 제공하면, 경화 중인 광경화성 수지(126)와 주변에 있는 광경화성 수지(110)의 온도가 상승하고, 경화 중인 광경화성 수지(126)와 광경화성 수지(110)의 온도가 상승하면, 광경화성 수지(110)의 분자 상호간에 결합력이 떨어져 광경화성 수지(110)의 점도가 저하된다. 경화 중인 광경화성 수지(126)와 광경화성 수지(110)의 점도가 저하되면, 경화 중인 광경화성 수지(126)와 용기(100)의 내측 저면(103)과의 부착력도 감소하여, 이송부(400)가 큰 힘을 제공하지 않더라도 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 입자들이 자외선경화가 되면서 수축이 발생될 수 있는데, 이러한 진동(초음파)이 제공됨에 따라 입자들이 자외선 경화에 따라 발생되는 수축 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 이러한 진동 제공을 통하여 다양한 종류의 입자를 갖는 수지가 3D 프린터의 재료로 사용될 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 광경화성 수지(110)는 점도가 있는 액상 매체인 경우가 대부분이다. 광경화성 수지(110)에 초음파(USW)가 가해지면, 초음파(USW)의 반복적인 압축과 팽창에 의해 광경화성 수지(110)에 공동(cavitation)이 형성될 수 있다. 이 공동이 어느 이상으로 커지게 되면 공동이 파괴되고, 광경화성 수지(110)는 약 500℃ 및 1000 atm에 달하는 고온 및 고압의 상태에 도달하게 된다. 이와 같은 조건은 광경화성 수지(110)의 분자 내의 결합을 파괴하여 자유 라디칼의 형성을 촉발시킨다. 따라서, 단량체인 광경화성 수지(110) 화합물에 초음파(USW)를 제공하면, 별도의 화학적 개시제가 없이도 중합반응이 가능하다. 또한, 광경화성 수지(110)는 용매의 빠른 움직임과 강력한 충격파에 의해 전단 응력장이 형성되어 분자 사슬이 끊어지게 된다. 강력한 전단응력에 의해 분자량이 감소하게 되고, 광경화성 수지(110)의 점도가 감소하게 되므로 이형성이 증가될 수 있다.

일반적으로 3차원 프린터의 속도를 결정하는 인자에는 경화된 광경화성 수지(120)를 용기(100)의 내측 저면(103)으로부터 분리하기 위해, 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킨 후 다시 하측 방향으로 이동하는 시간이 포함된다. 이와 같은 시간을 줄이기 위해서는 성형기판(300)을 큰 힘으로 이동시켜야 하나, 3차원 프린터에 의해 제조되는 3차원 물체의 특성상 제작중에 강한 힘이 가해지면, 3차원 물체가 부서지는 문제점이 있다. 이때, 초음파를 이용하면 작은 힘으로 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킬 수 있어, 3차원 물체의 제작시간을 현저하게 감소시킬 수 있다.

초음파 제공부(500)가 초음파를 용기(100)에 제공하면, 초음파(USW)는 경화 중인 광경화성 수지(126)와 광경화성 수지(110)에 전달될 수 있다. 본원 발명의 효과를 극대화하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 제공부(500)는 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(120) 사이(예컨대, 이형성체 레이어 등)에 전달되도록 위치를 조정할 수 있다. 초음파(USW)가 용기(100) 및 광경화성 수지(110)를 통해서 전달되면, 그 세기가 감소하여 강한 초음파를 제공해야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 제공부(500)는 초음파를 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(120) 사이에 전달되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따를 초음파 제공부(500)가 초음파를 제공하면, 광경화성 수지(110)의 점도는 낮아질 수 있다. 다른 측면에서 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)는 종래의 3차원 프린터와는 달리 점도가 높은 광경화성 수지(110)가 사용될 수도 있다. 일반적으로 3차원 프린터에 사용되는 광경화 수지(110)는 비중 1.2, 점도 1.4Ps, 분자량 약 200 내지 700의 광경화성 수지(110)가 사용된다. 광경화성 수지(110)의 점도가 높은 경우, 성형기판(300)이 상측 방향으로 이동할 때, 경화된 광경화성 수지(127)와 용기(100) 사이에 광경화성 수지(110)가 빈 공간으로 채워지는 속도를 현저히 저하 시키거나, 광경화성 수지(110)가 빈 공간을 채우지 못하여 광경화성 수지(110)를 경화시키지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 3차원 프린터에 의해 제작되는 3차원 물체는 일정한 강도를 가지는 것이 바람직하다. 하지만, 점도가 낮은 광경화성 수지(100)가 사용될 경우, 강도가 낮은 3차원 물체가 제작될 수밖에 없다.

일정한 수준 이상의 강도를 보장할 수 있는 3차원 물체를 제작하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지(110)는 입자의 크기가 1㎚에서 900㎚인 나노입자(nanoparticle)를 포함할 수 있다. 다결정질 재료의 입자는 각 입자마다 기본적인 배열은 같으나 방향이 틀리고 입자와 입자 사이에 존재하는 단위 면적당 입자가 많을수록 강한 기계적 성질을 띠게 되는 경향이 있다. 특히, 나노 입자는 특정 결정립 크기영역에서 강도가 급격히 증가하는 현상을 보인다. 또한, 다른 복합체와 섞었을 경우 기계적 강도가 급격히 증가할 수 있다.

그러나 위에서도 언급한 것처럼 점도가 높은 광경화성 수지(110)는 3차원 프린터의 광경화성(110) 수지를 사용할 경우 속도가 현저히 저하되고, 3차원 물체를 제작하기 어려운 문제가 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 제공부(500)가 초음파를 광경화성 수지(110)에 제공하면, 일시적으로 광경화성 수지(110)의 점도가 낮아지고, 3차원 프린터의 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 나노입자를 포함하는 광경화성 수지로 만들어진 3차원 물체는 점도가 낮은 광경화성 수지로 만들어진 3차원 물체보다 높은 강도를 확보할 수 있다.

동일한 취지에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지는 분자량이 5,000이상 100,000 이하인 광경화성 수지를 사용할 수도 있다. 즉, 광경화성 수지(110)의 분자량이 커지면, 광경화성 수지의 점도가 증가하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 제공부(500)가 초음파를 제공 함으로서, 광경화성 수지(110)의 점도를 일시적으로 낮출 수 있다. 광경화성 수지(110)의 점도가 일시적으로 낮출수 있다는 점을 이용하여 점도가 높은 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 또한, 점도가 높은 광경화성 수지를 사용하더라도 3차원 프린터의 속도를 향상시킬 수 있으며, 이와 같은 방법으로 만들어진 3차원 물체는 강도가 우수하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 및 기체 주입부가 구비된 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치(10)는 챔버(600) 및 기체 주입부(610)를 더 포함할 수 있다.

챔버(600)는 용기(100)를 밀폐시킬 수 있다. 여기서, 용기(100)를 밀폐시킨다는 것은 용기(100)가 챔버(600)의 내부에 위치하고, 챔버(600)의 내부에 있는 기체가 챔버(600)의 외부로 유출되지 않는다는 것을 의미한다. 도 3에서는 챔버(600)의 외부로 이송부(400)와 초음파 제공부(500)가 노출되도록 나타냈으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 챔버(600)는 이송부(400)와 초음파 제공부(500)를 모두 내부에 포함하여 밀폐시킬 수도 있다. 용기(100) 내부에 있는 광경화성 수지(110)에 일정한 압력을 제공할 수 있다면, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버(600)의 구조를 특별히 한정하는 것은 아니다. 이하에서는 도 3에 나타낸 챔버(600)를 기초로 설명하기로 한다.

기체 주입부(610)는 챔버(600)의 내부 압력이 상승하도록 챔버(600)에 기체를 주입할 수 있다. 기체 주입부(610)는 챔버(600)의 일 측면에 구비될 수 있으며, 그 수가 복수가 될 수도 있다. 기체 주입부(610)가 챔버(600)의 내부에 기체를 주입하면 챔버(600) 내부의 압력은 상승하게 되고, 이 압력은 광경화성 수지(110)에 전달될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 주입되는 기체는 공기 및 불활성 기체 중 어느 하나 이상이 될 수 있다. 불활성 기체는 헬륨(He), 네온(Ne), 알곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 라돈(Rn) 등을 포함할 수 있다. 제공되는 기체가 광경화성 수지(110)와 반응할 경우 예상치 못한 결과가 나타날 수 있어, 광경화성 수지(110)의 성질을 고려하여 적당한 불활성 기체가 선택될 수 있다. 또한, 주입되는 기체에 의해 형성되는 챔버(600) 내부의 압력은 1 atm 초과 5 atm 이하인 것이 바람직하다. 주입되는 기체에 의해 형성되는 챔버(600) 내부의 압력이 1 atm 이하인 경우, 기체를 제공하여 챔버(600) 내부의 압력을 높인다는 목적을 달성할 수 없으며, 주입되는 기체에 의해 형성되는 챔버(600) 내부의 압력이 5 atm을 초과하는 경우, 광경화성 수지(110)가 경화되는 조건이 변경될 수 있으며, 챔버(600)를 제작하는 비용이 과도하게 증가 될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버에 기체가 주입되는 모습을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 기체 주입부(610)에서 주입된 기체는 챔버(600) 내부에 제공될 수 있다. 제공된 기체는 광경화성 수지(110)의 상면에 일정한 압력(P11, P12)을 제공할 수 있다. 광경화성 수지(110)의 상면에 제공된 압력(P11, P12)은 광경화성 수지(110)의 내부에 일정한 압력(P21, P22)을 전달할 수 있다. 이때, 성형기판(300)이 이송부(400)에 의해 상측 방향으로 이동을 개시하면 경화 중인 광경화성 수지(126)와 용기(100) 사이에 일정한 갭(gap)(예를 들어, 틈 또는 공간)이 형성될 수 있다. 여기서, 형성된 갭은 용기(100) 내부에 수용된 광경화성 수지(110)의 어떤 부분보다 작은 압력을 가지게 되고, 기체 주입부(610)에 의해 제공된 압력에 의해 광경화성 수지(110)는 상기 갭 또는 공간으로 빠르게 유입될 수 있다. 도 4에서 Flow1 및 Flow 2는 종래의 3차원 프린터와 비교하여, 본원 발명에서 광경화성 수지(110)가 광경화성 수지(126)와 용기(100) 사이에 형성된 갭으로 빠르게 유입되는 것을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 광경화성 수지(110)가 수용된 용기(100)를 준비할 수 있다. 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)는 성형기판(300)의 일부가 잠길 정도로 채우는 것이 바람직하다.

단계 S520에서, 광조사부(200)가 미리 정해진 방법에 따라 광경화성 수지(110)에 광(210)을 제공할 수 있다. 광조사부(200)에서 제공되는 광(210)은 용기(100)를 통과하여 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)에 도달하고, 도달한 광(210)에 의해 광경화성 수지(110)의 경화가 개시될 수 있다. 여기서, 미리 정해지 방법에 따른 광(210)의 제공은 사용자가 제작하고자 하는 3차원 물체의 층에 대한 정보를 기초로 하여 제공되는 광(210)의 제공 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층에 대한 정보는 사용자가 제작하고자 하는 3차원 물체의 입체적 형상에 대한 정보 또는 입체적 형상을 디지털 신호로 변환한 CAD에 대한 정보를 포함할 수 있다. 사용자가 제작하고자 하는 3차원 물체의 입체적 형상에 대한 단면이 완성되면, 광(210)에 의해 경화된 광경화성 수지(126)는 성형기판(300)에 부착될 수 있다.

단계 S530에서, 이송부(400)가 광(210)에 의해 경화된 광경화성 수지(126)가 부착된 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킬 수 있다. 경화된 광경화성 수지(110)는 성형기판(300)뿐만 아니라 용기(100)의 내측 저면(103)에도 부착되므로 일정한 힘을 가하여, 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킬 필요가 있다.

단계 S540에서, 초음파 제공부(500)가 용기(100)에 초음파를 제공할 수 있다. 단계 S530에서 이송부(400)가 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시키기 위해서는 일정한 힘을 제공해야 하고, 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킨 후 다시 하측 방향으로 이동하는 시간은 3차원 프린터의 제품 제작 시간을 증가시키는 요인이 된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 초음파 제공부(500)가 용기(100)에 초음파를 제공할 수 있으며, 보다 상세하게는 초음파 제공부(500)가 초음파를 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(120) 사이에 제공함으로서 광경화성 수지(110), 경화 중인 광경화성 수지(126)의 점도를 낮출 수 있다. 또한, 제공되는 초음파에 의해 광경화의 속도가 증가할 수도 있다. 광경화성 수지(110) 및 경화 중인 광경화성 수지(126)의 점도가 낮아지면 이송부(400)는 적은 힘으로 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시킬 수 있고, 전체적으로 3차원 프린터의 제품 제작 시간을 단축 시킬 수 있다.

3차원 물체의 제작 시간을 더욱 단축 시키기 위해서 초음파 제공부(500)가 용기(100)에 초음파(USW)를 제공하는 것은 성형기판(300)이 상측 방향으로 이동되는 동안 용기(100)에 초음파(USW)를 제공할 수도 있다. 또한, 광조사부(200)가 미리 정해진 방법에 따라 광경화성 수지(110)에 광(210)을 제공하는 동안 용기(100)에 초음파를 제공할 수도 있다. 즉, 광(201)을 조사하는 단계 및 성형기판(300)의 상측 방향으로 이동하는 단계는 초음파를 제공하는 단계와 동시에 진행되거나 약간의 시간 간격을 두고 함께 진행될 수 있다.

단계 S550에서, 용기(100)를 밀폐시키는 챔버(600)의 내부 압력이 상승하도록 챔버(600)에 기체를 주입할 수 있다. 위에서 설명한 것처럼, 3차원 프린터의 제작 시간을 단축 시키기 위해서는 성형기판(300)이 상측 방향 및 하측 방향으로 이동하는 시간을 단축하거나, 성형기판(300)이 상측 방향으로 이동할 때 광경화성 수지(110)가 제공되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 용기(100)를 챔버(600)에 의해 밀폐시키고, 밀폐된 용기(100)에 기체를 주입하면 주입된 기체에 의해 광경화성 수지(110)의 이동이 활발해 질 수 있다. 성형기판(300)이 상측 방향으로 이동하면서 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(110) 사이에 일정한 갭이 형성되면, 그 갭 또는 공간 사이로 광경화성 수지(110)가 진입하는 속도를 증가시킬 수 있다. 광경화성 수지(110)는 일정한 정도 이상의 점도가 있어 광경화성 수지(110)의 이동은 순수한 액체에 비해서 느리다. 이때, 광경화성 수지(110)에 일정한 압력을 가해주면, 압력이 낮은 공간으로 좀 더 빠르게 이동할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어를 포함하는 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치를 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치(10)는 용기(100), 광조사부(200), 성형기판(300), 이송부(400), 이형성체 레이어(700) 및 초음파 제공부(500)를 포함할 수 있다

용기(100)는 광경화성 수지(110)를 수용할 수 있다.

광조사부(200)는 용기(100)에 수용된 광경화성 수지(110)가 경화되도록 광을 제공할 수 있다. 상기 제공된 광에 의해 광경화성 수지(110)는 경화되어 사용자가 제작하고자 하는 제품의 일 단면을 형성할 수 있다.

성형기판(300)에는 광에 의해 경화된 광경화성 수지(110)가 부착될 수 있다. 광에 의해 경화된 광경화 수지는 하나의 단면을 형성하면서 순서대로 적층 될 수 있고, 적층된 경화된 광경화 수지는 순서대로 성형기판(300)에 부착될 수 있다.

이송부(400)는 성형기판(300)을 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시킬 수 있다.

이송부(400)가 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동시키면 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(110) 사이의 공간에 광경화성 수지(110)가 채워지고, 사용자가 제작하고자 하는 제품의 단면이 형성될 수 있다.

이형성체 레이어(700)는 성형기판(300)이 상측 방향으로 이동될 때, 경화된 광경화성 수지(126)가 성형기판(300)에 부착되도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 용기(100)와 성형기판(300) 사이에 배치되어, 경화된 광경화성 수지(120)가 용기에 부착되지 않고 성형기판(300)에 더 잘 부착되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 수백 ㎛인 것이 바람직하나, 본 발명의 권리범위를 이형성체 레이어(700)의 특정 두께로 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 용기(100)의 내측 저면(103)과 경화된 광경화성 수지(110) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 광조사부(200)에 제공되는 광(210)은 용기(100)와 이형성체 레이어(700)를 통과하여, 광경화성 수지(110)를 경화시키고, 경화된 광경화성 수지(110)는 성형기판(300)에 부착될 수 있다. 이형성체 레이어(700)가 용기(100)와 경화된 광경화성 수지(110) 사이에 배치되면 경화된 광경화성 수지(110)와 용기(100)가 직접 접촉하지 않아 이송부(400)가 성형기판(300)을 상측 방향으로 이동할 때 과도한 힘을 제공하지 않더라고 빠르게 이동할 수 있다. 따라서, 이형성체 레이어(700)는 성형기판(300)에 비해 경화된 광경화성 수지(120)와의 부착력이 작은 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 멤브레인, 산소 분리막 등을 포함할 수 있으며, 예를 들어 PDMS(polydimethylsiloxane), H-PDMS(hard-polydimethylsiloxane), X-PDMS(polydimethylsiloxane), PU(polyurethane), PFPEs(perfluoropolyethers), PMMA(poly methyl methacrylate), PS(polystyrene), PVA(poly vinyl alchol), Polycarbonate, PP(polypropylene) 및 PE(polyethylene) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 하기 [화학식 1]로 표시되는 PDMS(polydimethylsiloxane)로 이루어지는 것이 바람직하다.

[화학식 1]

PDMS(polydimethylsiloxane)는 Dimethyl group의 낮은 표면 에너지와 siloxane 주쇄의 큰 유연성이 이형 코팅을 가능하게 할 수 있다. PDMS는 공기중에서 dimethyl 표면을 나타낸다. 이 dimethyl 표면은 낮은 표면에너지 즉 낮은 표면장력을 가지고 있다. PDMS의 표면장력은 21-22 dines/cm이다. 실리콘 주사슬은 모든 Si-O-Si 결합이 회전을 가지는 아주 유연한 고분자이다. 낮은 표면에너지와 함께 유연한 siloxane 주쇄가 실리콘이 독특한 이형능력을 갖게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 하기 [화학식 2] 및 [화학식 3]으로 표시되는 물질을 백금(Pt) 촉매하에 합성하여 PDMS보다 강도가 높은 H-PDMS(hard-polydimethylsiloxane)로 이루어질 수 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

본 발명의 일 실시예에 따른 H-PDMS는 PDMS의 일부 측쇄를 vinyl기로 바꾼 siloxane과 PDMS의 일부 측쇄를 H로 바꾼 siloxane을 미리 정해진 비로 혼합하여 백금 촉매로 열경화하여 강도를 올린 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 이형성을 제공하는 것을 목적으로 하지만, 경화된 광경화성 수지가 수백 번 또는 수십만 번 부착과 탈착을 반복하면, 이형성체 레이어(700)가 파손되거나 이형성체 레이어(700)의 상면에 스크래치가 발생 될 수 있다. 따라서, 이형성체 레이어(700)는 이형성을 제공함과 동시에 일정한 강도를 가질 필요가 있다. H-PDMS는 PDMS와 동등한 이형성을 제공함과 동시에 일정 수준이상의 강도를 제공할 수있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이형성체 레이어(700)는 하기 [화학식 4]로 표시되는 반응식에 의해 생성되는 X-PDMS(hard-polydimethylsiloxane)로 이루어질 수 있다.

[화학식 4]

X-PDMS(hard-polydimethylsiloxane)는 Vinyl기를 가진 Q-siloxane을 일반 vinyl modified siloxane에 일부 적용하여 Si-H siloxane과 백금 촉매로 경화시킨 것이다. X-PDMS(hard-polydimethylsiloxane)는 가교도를 더욱 높이기 위해 Si-O 기본 주쇄에 methyl기 대신 -O- 로 blanch를 시킨 것이 Q-siloxane이다.

초음파 제공부(500)는 용기(100)에 수용된 상기 용기(100)에 초음파를 제공할 수 있다. 보다 상세하게는 초음파 제공부(500)가 제공하는 초음파는 이형성체 레이어(700)와 경화된 광경화성 수지(120) 사이에 전달될 수 있다. 초음파 제공부(500)가 초음파를 제공하는 방법에 관해서는 위에서 상세하게 설명하였는 바 이하에서는 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법을 실행하는 프로그램을 실행하는 동작을 하는 컴퓨터의 블럭도를 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 일 실시예의 여러가지 측면들이 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 설명을 제공할 수 있다.

본 발명이 일반적으로 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어와 관련하여 전술되었지만, 당업자라면 본 발명이 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 발명의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

본 발명의 예시된 측면들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘다에 위치할 수 있다.

컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 이동식 및 비이동식 매체 둘다를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체 둘다를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

통신 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.

컴퓨터(1102)를 포함하는 본 발명의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.

시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.

컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)―이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음―, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘다를 포함한다.

이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터-실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 발명의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)을 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 발명이 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.

모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.

컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, "인터넷"에 연결될 수 있다.

LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 서버에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소(예를 들어, 키오스크, 신문 가판대, 화장실), 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스™ 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드-혹 통신(ad-hoc communication)일 수 있다.

Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 가정의 쇼파, 호텔방의 침대, 또는 직장의 회의실로부터의 인터넷에의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a,b,g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5 GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작하며, 따라서 이 네트워크는 많은 사무실에서 사용되는 기본적인 10BaseT 유선 이더넷 네트워크와 유사한 실세계 성능을 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법을 실행하는 예시적인 컴퓨팅 환경의 개략 블럭도를 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 시스템(1200)은 하나 이상의 클라이언트(들)(1202)를 포함한다. 클라이언트(들)(1202)는 하드웨어 및/또는 소프트웨어(예를 들어, 쓰레드, 프로세스, 컴퓨팅 장치)일 수 있다. 클라이언트(들)(1202)는, 예를 들어, 본 발명을 이용함으로써 쿠키(들) 및/또는 연관된 상황 정보를 보관할 수 있다.

시스템(1200)은 또한 하나 이상의 서버(들)(1204)를 포함한다. 서버(들)(1204)도 역시 하드웨어 및/또는 소프트웨어(예를 들어, 쓰레드, 프로세스, 컴퓨팅 장치)일 수 있다. 서버(1204)는, 예를 들어, 본 발명을 이용함으로써 변환을 수행하는 쓰레드를 보관할 수 있다. 클라이언트(1202)와 서버(1204) 사이의 한가지 가능한 통신은 2개 이상의 컴퓨터 프로세스 사이에서 전송되도록 구성되어 있는 데이터 패킷의 형태일 수 있다. 데이터 패킷은, 예를 들어, 쿠키 및/또는 연관된 상황 정보를 포함할 수 있다. 시스템(1200)은 클라이언트(들)(1202)와 서버(들)(1204) 사이의 통신을 용이하게 해주기 위해 이용될 수 있는 통신 프레임워크(1206)(예를 들어, 인터넷 등의 전세계 통신 네트워크)를 포함한다.

유선(광 섬유를 포함함) 및/또는 무선 기술을 통해 통신이 용이하게 될 수 있다. 클라이언트(들)(1202)는 클라이언트(들)(1202)에 로컬인 정보(예를 들어, 쿠키(들) 및/또는 연관된 상황 정보)를 저장하는 데 이용될 수 있는 하나 이상의 클라이언트 데이터 저장소(들)(1208)에 연결되어 동작한다. 이와 유사하게, 서버(들)(1204)는 서버들(1204)에 로컬인 정보를 저장하는데 이용될 수 있는 하나 이상의 서버 데이터 저장소(들)(1210)에 연결되어 동작한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치
100: 용기
130: 내측 저면
110: 광경화성 수지
120, 121, 122, 123, 124, 125: 경화된 광경화성 수지
126: 경화 중인 광경화성 수지
200: 광조사부
210: 광
300: 성형기판
400: 이송부
500: 진동 제공부 또는 초음파 제공부
600: 챔버
610: 기체 주입부
700: 이형성체 레이어

Claims

광경화성 수지(Photocurable Resin)를 수용하는 용기;
상기 광경화성 수지를 경화시키는 광을 제공하는 광조사부;
상기 광에 의해 경화된 광경화성 수지(Photocured Resin)가 부착되는 성형기판;
상기 성형기판을 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시키는 이송부;
상기 성형기판이 상측 방향으로 이동할 때, 상기 경화된 광경화성 수지가 상기 성형기판에 부착되도록 하는 이형성체 레이어 ― 상기 이형성체 레이어는 상기 용기의 내측 저면에 부착되고, 상기 성형기판과 상기 용기 사이에 배치됨 ―; 및
상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지의 점도가 감소 되도록 그리고 상기 이형성체 레이어가 진동하도록 진동을 제공하는 진동 제공부;
를 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제공되는 진동은,
1Hz 내지 30Hz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제공되는 진동은,
30Hz 내지 20kHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제공되는 진동은,
20kHz 내지 10MHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 용기를 밀폐하는 챔버; 및
상기 챔버의 내부 압력이 상승하도록 상기 챔버에 기체를 주입하는 기체 주입부;
를 더 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 기체는,
공기 및 불활성 기체 중 어느 하나 이상을 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광경화성 수지의 분자량 및 분자크기를 결정하고, 상기 결정에 기초하여, 상기 진동 제공부가 제공할 진동의 주파수 대역을 결정하는 제어부;
를 더 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
광경화성 수지가 수용된 용기를 준비하는 단계;
광조사부가 미리 정해진 방법에 따라 상기 광경화성 수지에 광을 제공하는 단계;
이송부가 상기 광에 의해 경화된 광경화성 수지가 부착된 성형기판을 상측 방향으로 이동시키는 단계 ; 및
진동 제공부가 상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지의 점도가 감소 되도록 그리고 이형성체 레이어가 진동하도록 진동을 제공하는 단계;
를 포함하며,
상기 용기는 상기 성형기판이 상측 방향으로 이동할 때, 상기 경화된 광경화성 수지가 상기 성형기판에 부착되도록 하는 상기 이형성체 레이어를 포함하고, 그리고 상기 이형성체 레이어는 상기 용기의 내측 저면에 부착되고, 상기 성형기판과 상기 용기 사이에 배치되는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법.
제 8 항에 있어서
상기 광경화성 수지에 광을 제공하는 단계;는
상기 광을 미리 정해진 순서에 따라 순차적으로 제공하는 단계; 및
미리 정해진 단면을 형성하기 위해 상기 광을 동시에 제공하는 단계;
중 어느 하나의 단계를 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 진동 제공부가 상기 진동을 제공하는 단계;는
상기 성형기판이 상측 방향으로 이동되는 동안 상기 진동을 제공하는 단계;
를 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 진동 제공부가 상기 진동을 제공하는 단계;는
상기 광조사부가 미리 정해진 방법에 따라 상기 광경화성 수지에 광을 제공하는 동안 상기 진동을 제공하는 단계;
를 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 용기를 밀폐하는 챔버의 내부 압력이 상승하도록 상기 챔버에 기체를 주입하는 단계;
를 더 포함하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 방법.
컴퓨터-판독가능 매체에 저장되어, 컴퓨터로 하여금 이하의 단계들을 수행하도록 하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 단계들은,
광경화성 수지가 수용된 용기를 준비하는 단계;
광조사부가 미리 정해진 방법에 따라 상기 광경화성 수지에 광을 제공하도록 하는 단계;
이송부가 상기 광에 의해 경화된 광경화성 수지가 부착된 성형기판을 상측 방향으로 이동시키도록 하는 단계 ; 및
진동 제공부가 상기 용기에 수용된 상기 광경화성 수지의 점도가 감소 되도록 그리고 이형성체 레이어가 진동하도록 진동을 제공하게끔 하는 단계;
를 포함하며,
상기 용기는 상기 성형기판이 상측 방향으로 이동할 때, 상기 경화된 광경화성 수지가 상기 성형기판에 부착되도록 하는 상기 이형성체 레이어를 포함하고, 그리고 상기 이형성체 레이어는 상기 용기의 내측 저면에 부착되고, 상기 성형기판과 상기 용기 사이에 배치되는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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제 1 항에 있어서,
상기 진동은,
상기 이형성체 레이어와 상기 경화된 광경화성 수지 사이에 추가적으로 전달되는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 이형성체 레이어는,
PDMS(polydimethylsiloxane), H-PDMS(hard-polydimethylsiloxane), X-PDMS(polydimethylsiloxane), PU(polyurethane), PFPEs(perfluoropolyethers), PMMA(poly methyl methacrylate), PS(polystyrene), PVA(poly vinyl alchol), Polycarbonate , PP(polypropylene) 및 PE(polyethylene)중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는,
3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치.