KR101599727B1

KR101599727B1 - 벨트형조형재료피딩모듈과 와이어메쉬를 이용한 입체조형장치의 헤드어셈블리 및 시스템과 이를 이용한 입체 조형 방법

Info

Publication number: KR101599727B1
Application number: KR1020140100098A
Authority: KR
Inventors: 김승택; 김종석; 강희석; 강경태; 김형태; 박문수
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-03-07
Also published as: KR20160017783A; WO2016021869A1

Abstract

본 발명은 3D 조형 장치 및 이를 이용한 3D 조형 시스템에 관한 것으로, 소정의 전하로 하전된 조형재료입자를 공급하는 조형재료공급부(12), 무한궤도를 이루며 주행하고, 궤도외면상에 조형재료공급부(12)로부터 공급받은 조형재료입자로 조형준비레이어(2)가 형성되는 조형벨트(11)를 포함하여 이루어지는 벨트형조형재료피딩모듈(10), 조형벨트(11)의 하방에 위치하면서, 조형준비레이어(2)로부터 조형레이어대상입자(3)를 선택적으로 조형벨트(11)로부터 이탈시키는 기능을 하고, 다수의 메쉬셀(mesh cell)들을 구비하는 와이어메쉬(20), 조형벨트(11)의 표면에 제1전압을 부여하고, 메쉬셀 중 조형레이어대상입자(3)에 대응하는 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 제2전압을 부여하는 제1대전장치(30), 와이어메쉬(20)의 하방에 위치하고, 조형벨트(11)로부터 이탈한 조형레이어대상입자(3)가 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후 안착하는 조형스테이지(41)를 포함하여 이루어지는 조형스테이지모듈(40), 조형레이어대상입자(3)를 용융 또는 소결시켜 조형레이어를 성형하는 광원모듈(50)을 포함하여 이루어지고, 이러한 조형레이어대상입자(3)의 조형벨트(11)로부터의 이탈은, 제1전압 및 제2전압에 의해 조형벨트(11)와 가압메쉬셀(24) 사이에 형성된 전기장에 의하는 것을 특징으로 하는 입체조형장치를 제공한다.

Description

벨트형조형재료피딩모듈과 와이어메쉬를 이용한 입체조형장치의 헤드어셈블리 및 시스템과 이를 이용한 입체 조형 방법 {A head assembly for 3D printer with a belt-type material feeding module and a wire mesh and a system therewith and a 3D manufacturing method using it}

본 발명은 3D 조형 장치 및 이를 이용한 3D 조형 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벨트형조형재료피딩모듈과 와이어메쉬를 포함하여 구성되어 면-조형이 가능하여 조형속도를 증대시킬 수 있으며, 입체 조형의 수직 및 수평해상도를 높게 할 수 있는 3D 조형 장치 및 시스템, 그리고 이를 이용한 입체 조형 방법을 제공한다.

3D 프린팅은 제품을 제작하는 방식 중 하나로, 적층 방식을 이용하므로 종래의 절삭가공에 비하여 재료의 손실이 작고, 상대적으로 저렴한 제조 비용이 소요되므로 주로 시제품 제작에 이용하여 왔다. 최근 이 분야의 기술은 시제품 제작을 넘어 차세대 생산기술로서의 가능성을 인정받고 있는데, 제작 속도의 증대, 출력물의 완성도(해상도)가 높아지고, 사용가능한 소재가 다양해지고, 장치의 소형화로 인해 개인들도 이용 접근성이 높아졌기 때문이다.

3D 프린팅의 방식은, 크게 SLA(Stereo Lithography Apparatus), SLS(Selective Laser Sintering), FDM(Fused Deposition Modeling) 등의 방식이 존재한다.

미국 등록특허 제 7074029 호(발명의 명칭 : Accumulation, control and accounting of fluid by-product from a solid deposition modeling process, 이하 종래기술 1이라 한다.)에서는 조형소재를 담지하고 있는 적어도 하나의 조형소재컨테이너, 조형소재컨테이너로부터 단속적인 량만큼의 조형소재를 분리시키는 수단, 분리된 조형소재를 디스펜서로 이동시키는 수단, 조형소재를 플랫폼위에 조형을 위해 층상으로 디스펜싱하는 디스펜서, 과량의 조형소재를 제거하기 위한 수단을 포함하여 구성되는 조형소재공급장치를 개시하고 있다.

US

7074029

B2

종래기술1은, 전형적인 SLS 방식의 입체 조형 방식을 채택함으로써, 평탄화 등 조형준비단계 이후, 조형재료에 대해 레이저 등 광원을 이용, 복잡한 경로로 스캔하여 경화 또는 소결시키는 선-조형에 기반을 두고 있으므로, 조형시간이 길어진다는 문제가 있다. 또한, SLS방식의 입체 조형방식이 갖고 있는 미경화부분 제거 등의 후처리 공정이 불가피하여 총 공정단계가 늘어나고, 총 조형시간이 증가한다. 또한, 하나의 조형레이어는 단일한 컬러로만 형성할 수 있어 다색의 컬러조형은 어렵다는 단점이 존재한다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 소정의 전하로 하전된 조형재료입자를 공급하는 조형재료공급부(12), 무한궤도를 이루며 주행하고, 궤도외면상에 조형재료공급부(12)로부터 공급받은 조형재료입자로 조형준비레이어(2)가 형성되는 조형벨트(11)를 포함하여 이루어지는 벨트형조형재료피딩모듈(10), 조형벨트(11)의 하방에 위치하면서, 조형준비레이어(2)로부터 조형레이어대상입자(3)를 선택적으로 조형벨트(11)로부터 이탈시키는 기능을 하고, 다수의 메쉬셀(mesh cell)들을 구비하는 와이어메쉬(20), 조형벨트(11)의 표면에 제1전압을 부여하고, 메쉬셀 중 조형레이어대상입자(3)에 대응하는 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 제2전압을 부여하는 제1대전장치(30), 와이어메쉬(20)의 하방에 위치하고, 조형벨트(11)로부터 이탈한 조형레이어대상입자(3)가 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후 안착하는 조형스테이지(41)를 포함하여 이루어지는 조형스테이지모듈(40), 조형레이어대상입자(3)를 용융 또는 소결시켜 조형레이어를 성형하는 광원모듈(50)을 포함하여 이루어지고, 이러한 조형레이어대상입자(3)의 조형벨트(11)로부터의 이탈은, 제1전압 및 제2전압에 의해 조형벨트(11)와 가압메쉬셀(24) 사이에 형성된 전기장에 의하는 것을 특징으로 하는 입체조형장치를 제공한다.

본 발명은, 면-조형에 기반을 둔 조형 방식을 이용하여 조형속도를 증대시킬 수 있다는 제1효과, 와이어메시를 이용하여 조형할 부분만을 선택하여 형성함으로써, 후공정을 생략할 수 있다는 제2효과, 컬러조형을 용이하게 수행할 수 있다는 제3효과, 벨트형조형재료피딩모듈(10)을 이용함으로써 평탄화를 위한 복잡한 구성요소를 생략할 수 있어 기구의 구성을 간소화할 수 있다는 제4효과를 갖는다.

제1효과와 관련하여, 본 발명은 하나의 조형레이어를 이루는 재료들을 면 레벨에서 준비하고, 이를 소결 경화하는 과정도 라인레이저를 이용하는 등 면 기반으로 수행하므로, 조형시간을 대폭적으로 단축할 수 있다.

제2효과와 관련하여, 본 발명은, 소결 경화 단계 이전에 미리, 필요없는 부분은 선택하여 제거함으로써, 종래의 SLS 또는 SLA방식의 입체 조형에서와 달리 미경화부분을 추가로 제거하는 등의 절차를 생략하여 공정단계를 축소하고 총조형시간을 단축할 수 있다.

제3효과와 관련하여, 기존의 방식들이 하나의 조형레이어에 대해서는 하나의 컬러로만 조형해야 하였던 반면, 본 발명은 복수개의 컬러에 대응하는 부위를 조합하여 하나의 조형레이어를 구성하고, 이를 한 번에 면-조형하는 방식을 적용할 수 있어 용이하게 컬러조형을 할 수 있다는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 입체조형장치의 벨트형조형재료피딩모듈(10)의 일실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 입체조형장치의 일실시예의 구성을 나타내는 모식도.
도 3은 본 발명의 입체조형장치의 일실시예의 구성을 나타내는 모식도.
도 4는 본 발명의 입체조형장치의 와이어메쉬(20)의 일실시예를 나타내는 모식도.
도 5는 본 발명의 입체조형시스템의 제어모듈(60)을 설명하는 블록도.

먼저, 본 발명에 대한 설명에 사용되는 용어의 의미를 확정하기로 한다. 조형레이어는 적층되어 입체조형물을 이루는 요소이다. 조형준비레이어(2)는 조형벨트(11)상에 평탄화되어 이루어지는 조형재료입자로 된 레이어이다. 조형레이어대상입자(3)는 실제로 조형레이어를 형성하기 위해 상기 조형준비레이어(2)로부터 분리되는 부분이다.

본 발명의 입체조형장치의 헤드어셈블리는, 조형레이어를 형성하기 위해 조형재료입자를 선택적으로 조형스테이지(stage)에 안착시키는 기능을 하며, 조형재료를 공급받아 조형준비레이어(2)를 형성하고 이송하는 벨트형조형재료피딩모듈(10), 형성된 조형준비레이어(2)로부터 조형레이어대상입자(3)를 분리하여 이탈시키는 제1대전장치(30) 및 와이어메쉬(20)를 주요구성요소로 갖는다.

조형재료입자의 관점에서 보면, 조형재료입자는 조형재료공급부(12)에서 공급되어 조형벨트(11)위에 평탄화되어 조형준비레이어(2)를 형성하며, 이 때 조형벨트(11)에는 소정의 전압이 가하여지므로, 하전된 조형재료입자는 정전기력에 의해 조형벨트(11)표면에 부착된다. 이후, 조형벨트(11)의 주행으로 조형준비레이어(2)는 와이어메쉬(20) 상방에 위치하게 되며, 특히 조형레이어대상입자(3)의 조형벨트(11)로부터 이탈은, 제1대전장치(30)가 해당 가압메쉬셀(24)에 소정의 전압을 가함으로써 이루어진다. 조형레이어대상입자(3)는 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과하여 조형스테이지(41)에 안착된다.

본 발명에서 이용되는 전기적인 메커니즘을 설명한다. 먼저, 조형재료입자는 소정의 전하로 하전된 상태로 공급되는데, 이러한 전하의 극성은 플러스, 마이너스를 불문하며, 입자별 전하량은 사용되는 조형재료의 종류에 따라 상이할 것이다. 또한, 조형벨트(11)는 상기 조형재료입자의 극성과 반대되는 극성의 전압을 가한다. 예를 들어, 조형재료입자로서 양의 전하로 하전된 것을 사용한다면, 조형벨트(11)에는 음의 전압을 가하게 되며, 이로써, 조형재료입자는 정전기력에 의해 조형벨트(11)의 표면에 부착되게 된다. 특히, 조형벨트(11)에 가하는 전압-제1전압-의 크기와 조형재료입자의 전하량를 적절히 선택한다면, 조형벨트(11)와 조형재료입자간의 정전기력-제1정전기력-은, 상기 조형재료입자에 작용하는 중력보다 크게 되어, 조형벨트(11)상에 형성된 조형준비레이어(2)가 허공에 뒤집혀 위치한 상황에서도 이탈하지 않게 된다.

본 발명의 입체조형장치의 헤드어셈블리가 정해진 방식대로 기능을 수행하기 위해서는 하기 제1전압 및 제2전압을 다음 세 가지 조건에 맞게 설정하여야 한다.

첫째, 제1전압의 절대값은 제2전압의 절대값보다 작아야 한다(제1조건). 소정의 형상-바람직하게는 사각형-을 가진 메쉬셀로 이루어진 와이어메쉬(20)는, 조형준비레이어(2)로부터 조형레이어대상입자(3)를 분리하는 기능을 수행하는데, 이러한 분리는 가압메쉬셀(24)-메쉬셀 중 조형레이어대상입자(3)에 대응하는 것-과 조형벨트(11) 사이에 형성되는 전기장에 의하며, 이러한 전기장의 생성은 가압메쉬셀(24)에 가하여지는 제2전압과 조형벨트(11)에 부여되는 제1전압의 차이에 기인한다. 일례로, 조형재료입자가 마이너스전하로 하전된 경우, 제1전압과 제2전압은 모두 플러스 전압이어야 하고, 제2전압의 절대값은 제1전압의 절대값보다 크도록 설정되어야 한다. 이렇게 되면, 가압메쉬셀(24)과 조형벨트(11) 사이에 형성되는 전기장은 가압메쉬셀(24)로부터 조형벨트(11)로 향하는 방향으로 형성되는데, 조형재료입자는 마이너스전하를 띠고 있으므로, 조형준비레이어(2)를 이루고 있는 조형재료입자가 상기 전기장에 의해 받는 정전기력-제2정전기력-은 조형벨트(11)로부터 가압메쉬셀(24)로 향하는 방향으로 작용하게 된다. 반대로 조형재료입자가 플러스전하로 하전된 경우, 제1전압과 제2전압은 모두 마이너스 전압이어야 하고, 제2전압의 절대값은 제1전압의 절대값보다 크도록 설정되어야 한다. 이렇게 되면, 가압메쉬셀(24)과 조형벨트(11) 사이에 형성되는 전기장은 조형벨트(11)로부터 가압메쉬셀(24)로 향하는 방향으로 형성되는데, 조형재료입자는 플러스 전하를 띠고 있으므로, 조형준비레이어(2)를 이루고 있는 조형재료입자가 상기 전기장에 의해 받는 정전기력-제2정전기력-은 조형벨트(11)로부터 가압메쉬셀(24)로 향하는 방향으로 작용하게 된다. 결론적으로 제1전압의 절대값이 제2전압의 절대값보다 작도록 설정하는 것을 통해, 조형재료입자의 전하 극성과 관계없이 제2정전기력을 조형벨트(11)에서 가압메쉬셀(24)로 향하는 방향으로 작용하게 한다.

둘째, 제1전압 및 상기 제2전압은, 조형벨트(11)와 조형레이어대상입자(3)와의 사이에 작용하는 제1정전기력보다 조형벨트(11)와 가압메쉬셀(24)과의 사이에 작용하는 전기장에 의해 상기 조형레이어대상입자(3)에 가하여지는 제2정전기력이 더 크게 되도록 각각 결정되어야 한다(제2조건). 이는 조형레이어대상입자(3)에 대해 작용하는 제1정전기력과 제2정전기력의 방향이 서로 반대라는 사실에 기인한다.

셋째, 도 2 내지 도 4에 도시된 일실시예와 같은 형태의 와이어메쉬(20)를 적용하는 경우에는 추가적인 조건이 구현되어야 하는데, 이 역시 전술한 제1전압과 제2전압 값의 조정을 통해 구현한다(제3조건). 구체적으로는, 가압메쉬셀(24)에 형성된 전기장에 의한 제2정전기력은 해당 가압메쉬셀(24)의 연직상방에 위치한 조형레이어대상입자(3)만을 분리해야 하며, 그 영역 밖의 입자를 분리해서는 안된다. 또한, 가압메쉬셀(24)이 아닌 메쉬셀(3개 이하의 가압 포위 와이어로 된)에 의해 형성된 전기장에 의한 정전기력은 바로 연직상방에 위치한 조형준비레이어(2)상의 입자도 분리해서는 안된다.

본 발명에서 사용되는 조형재료는 분말(파우더) 성상의 입자를 그 대상으로 한다.조형재료는 폴리머수지 분말 또는 금속의 분말일 수 있으며, 이의 결정은 후술할 용융 또는 소결용 광원-특히 레이저-의 파장대역과 관련하여 이루어져야 한다. 또한, 조형재료입자는 소정의 전하로 하전되어 사용됨으로써, 후술하는 바와 같이 조형준비레이어(2)의 형성, 조형레이어대상입자(3)의 분리 과정 등에 있어 정전기력을 이용할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 입체조형장치의 헤드어셈블리에 대해 구성요소별로 상술하기로 한다.

벨트형조형재료피딩모듈(10)은 조형재료공급부(12) 및 조형벨트(11)를 포함하여 구성된다.

조형재료공급부(12)는, 조형재료입자를 외부로부터 공급받아 저장하는 제1기능, 소정의 면적 및 소정의 두께로 된 조형준비레이어(2)를 형성하기 위해 필요한만큼의 조형재료입자를 조형벨트(11)상에 투출하는 제2기능, 조형재료를 투출하면서 평탄화하는 제3기능을 선택적으로 수행할 수 있다. 제2기능과 관련하여, 외부로의 투출을 용이하게 하기 위해, 상기 조형재료공급부(12)는 진동수단, 파우더를 기계적으로 이송하기 위한 스크류(screw), 조형재료가 뭉치지 않게 하기 위한 미분기, 분쇄기 또는 교반기 등을 구비할 수 있다. 제3기능과 관련하여서는, 조형재료투출노즐의 인접부위에 평탄화용 블레이드(blade)를 장착함으로써 구현하거나, 조형재료투출노즐을 조형벨트(11)에 거의 밀착하여 사용함으로써 구현할 수 있으나, 후술하는 바와 같이 조형재료공급부(12)와 분리된 별도의 조형재료평탄화부(14)를 구비할 수도 있다.

소정의 전하로 하전된 조형재료입자를 공급함에 있어, 미리 하전된 것을 외부로부터 충당하여 제공하거나, 하전 가능하되 아직 하전되지 않은 입자를 공급받아 조형재료공급부(12)에 추가로 구비된 제2대전장치에 의해 하전하도록 구성할 수도 있다. 이러한 제2대전장치는 사용되는 입자가 폴리머수지인지 금속인지에 따라 그에 대응하는 대전기능을 구비하여야 하며, 다양한 공지된 방법을 이용할 수 있다. 또한, 조형재료공급부(12)는 컬러조형을 위하여 둘 이상 색상의 조형재료입자를 공급하도록 둘 이상의 색상별조형재료공급부(13)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 컬러조형과 관련하여서는 후술하기로 한다.

조형벨트(11)는 무한궤도를 이루며 주행하는 제1기능, 궤도외면상에 상기 조형재료공급부(12)로부터 공급받은 상기 조형재료입자로 조형준비레이어(2)가 형성되는 제2기능을 수행한다. 제1기능과 관련하여, 조형벨트(11)가 형성하는 무한궤도는 도 1에 도시된 일실시예에서와 같이 소정의 면적으로 된 평평한 면을 적어도 두 개 갖도록 하여야 하는데, 이는 본 발명의 입체조형장치가 면-조형- 하나의 조형레이어를 일시에 조형하는-을 위한 것임에 기인하며, 상기 소정의 면적은 조형레이어의 최대 가능 면적 이상이 되어야 한다. 조형벨트(11)의 주행속도는, 조형준비레이어(2) 형성시, 조형준비레이어(2)를 와이어메쉬(20) 상방으로 이송시, 및 잔여 조형재료입자의 제거수집시별로, 각각 적합하도록 제어될 수 있어야 하므로, 이를 감안하여 조형벨트(11)의 구동부를 구성한다. 이에 구동부의 일실시예로서는 후술할 제어모듈(60)로부터 제어구동신호에 따라 회전 속도를 변경할 수 있는 서보모터를 포함하도록 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 조형벨트(11)는 그 표면에 조형재료입자가 부착되도록 하기 위해, 소정의 전위로 대전(하전)할 수 있는 전극을 구비하여야 하는데, 구체적으로 이러한 전극은 후술할 제1대전장치(30)를 통해 발생시킨 전압을 인입하여 조형벨트(11)의 표면에 인가하는 기능을 한다.

벨트형조형재료피딩모듈(10)은, 조형벨트(11)에 공급된 조형재료입자를 소정의 두께로 평탄화하는 기능을 구비하는 조형재료평탄화부(14)를 더 선택적으로 포함할 수 있는데, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에서는, 블레이드 형상을 갖는 구성이 나타나 있다. 여기서는 조형재료공급부(12)로부터 공급되어 임시적으로 형성되는 입자층에 대해, 블레이드가 평탄화를 수행하게 되며, 블레이드의 첨단과 조형벨트(11) 궤도외면 사이의 이격거리는 조형준비레이어(2)의 두께가 된다. 조형준비레이어(2)의 두께가 얇아지면- 일례로 입자의 평균직경값이 되도록 하면- 입체조형의 수직해상도가 높아질 수 있음을 감안하여 조형재료평탄화부(14)와 조형벨트(11) 궤도외면과의 이격거리를 결정한다.

또한, 벨트형조형재료피딩모듈(10)은, 후술할 와이어메쉬(20)에 의해 조형레이어대상입자(3)가 조형벨트(11)로부터 이탈한 후 조형벨트(11)에 잔여한 조형재료입자를 제거하고 수집하는 조형재료제거부(15)를 더 포함하도록 할 수 있다. 조형레이어대상입자(3)가 이탈하여 조형레이어를 형성한 후에는, 잔여한 조형재료입자가 제거된 면 위에 새로운 조형준비레이어(2)를 형성하는 과정이 필요한데, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에서는 블레이드 형상을 갖는 조형재료제거부(15)가 나타나 있다. 이 때, 블레이드의 첨단은 조형벨트(11)와의 이격거리가 조형준비레이어(2)를 이루던 조형재료입자의 최소 직경보다 작도록 설치되어야 잔여 조형재료입자를 완전히 제거할 수 있게 된다. 다만, 이러한 이격거리를 0으로 할때, 제작오차가 존재하여 조형재료제거부(15)과 조형벨트(11)표면이 간섭한다면 상호간에 마모가 발생할 수 있음을 감안한다. 또한, 상기 조형재료제거부(15)에 의해 제거된 조형재료입자는 재활용하기 위해 수집될 필요가 있는 바, 이러한 수집을 위한 구성의 일실시예로서 조형재료제거부(15)의 하방에 조형재료수집부- 일례로 트레이(tray)-를 위치시켜, 조형재료제거부(15)에 의해 조형벨트(11)로부터 이탈된 조형재료입자를 수집하는 것을 고려할 수 있고, 나아가, 이렇게 수집된 조형재료입자를 다시 조형재료공급부(12)에 재공급하기 위한 구성을 더 고려할 수 있다.

와이어메쉬(wire mesh)는, 조형벨트(11)의 하방에 위치하면서, 조형준비레이어(2)로부터 조형레이어대상입자(3)를 선택적으로 상기 조형벨트(11)로부터 이탈시키는 기능을 갖는다. 와이어메쉬(20)는, 기본적으로 다수의 메쉬셀(mesh cell)들을 구비하도록 형성되고, 각각의 메쉬셀에 독립적으로 전압을 가할 수 있도록 구성된 것이면 충분하나, 각 메쉬셀에의 가압수단을 용이하게 구현하기 위해, 바람직하게는 도 2 내지 도4에 도시된 일실시예에서와 같이 구성될 수 있다. 즉, 소정의 간격(제1간격)을 갖고 일방향으로 서로 평행하게 배열된 제1도전성와이어어레이(wire array)와 소정의 간격(제2간격)을 갖고 상기 제1도전성와이어어레이(21)와 수직한 방향으로 서로 평행하게 배열된 제2도전성와이어어레이(22)를 포함하여 제조한다는 것인데, 이렇게 되면, 제1도전성와이어어레이(21)와 제2도전성와이어어레이(22)가 교차하여 형성하는 메쉬셀의 모양은 직사각형이 된다. 특히 제1간격과 제2간격이 같도록 하는 경우, 메쉬셀의 모양은 정사각형이 되어 하나의 조형레이어에 대해 수직 및 수평 방향에 대한 조형 해상도가 서로 동일하게 되어 더 바람직하게 됨을 감안한다. 제1간격과 제2간격의 값은 본 발명의 입체조형장치의 수평해상도와 직결되며, 이 값들이 작을수록, 수평해상도가 높아져 정밀한 입체 조형물을 형성할 수 있게 된다. 또한, 와이어메쉬(20)의 전체 면적에 대해, 개구(openlet) 전체가 차지하는 면적의 비율(개구율)을 고려해야 하는데, 이는 와이어메쉬(20)를 이루는 각 와이어들 자체는 조형레이어대상입자(3)가 와이어메쉬(20)를 통과하는 과정에서 간섭요인으로 작용할 수 있기 때문이다. 상기 제1간격 및 상기 제2간격이 좁아지면, 수평해상도는 높아지지만, 개구율이 낮아져, 조형레이어대상입자(3)가 이동 중 와이어에 간섭되어 조형오류가 발생할 가능성이 높아지고, 제1간격 및 제2간격이 넓어지면, 수평해상도는 다소 낮아지지만, 개구율이 높아져, 전술한 바와 같은 조형오류가 발생할 가능성이 낮아진다는 장점이 있음을 고려한다.

가압메쉬셀(24)-메쉬셀들 중 조형레이어대상입자(3)와 대응하는 것-에 전술한 제2전압을 부여하는 것은, 제1도전성와이어어레이(21) 및 제2도전성와이어어레이(22)를 이루는 도전성와이어 중 가압메쉬셀(24)을 포위하여 형성하는 네 개의 도전성와이어 전부에 제2전압을 부여하는 것을 통해 수행한다. 이를 통해, 해당 가압메쉬셀(24)의 닫힌평면-정사각형- 의 전(全)내부영역에 걸쳐 전기장이 형성되고, 나아가 포위 와이어 중 세 개 이하에만 제2전압이 걸린 다른 메쉬셀에 형성된 전기장의 값보다 큰 값의 전기장이 형성된다.

제1도전성와이어어레이(21)와 제2도전성와이어어레이(22)는 서로 접촉하여서는 안되나, 가압메쉬셀(24)에 전압을 가할 때 형성되는 전기장의 방향을 가능한 한 중력방향으로 형성하기 위해, 제1도전성와이어어레이(21)와 제2도전성와이어어레이(22)는 서로 최소 거리로 이격하여야 하며, 이를 위해, 제1도전성와이어어레이(21)와 제2도전성와이어어레이(22)는 비도전성접착제를 이용하여 서로 접착하는 것을 고려할 수 있다. 또한, 제1도전성와이어어레이(21)와 제2도전성와이어어레이(22)는 전도성이 우수한 재료라면, 그 재료에 구애받지 아니하나, 강도 및 강성까지 고려할 때, 금속으로 제조하는 것이 바람직하며, 스테인레스스틸(SUS), 인바(inva)강, 텅스텐, 구리 및 이들의 합금으로 제조하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 와이어메쉬(20)는 상기 조형벨트(11)의 궤도외면에 대해 수백 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 간격으로 이격되어 설치되는 것이 바람직하며, 이는 조형레이어대상입자(3)가 조형벨트(11)로부터 이탈된 후, 정확히 연직하방에 있는 가압메쉬셀(24)을 통과하도록 하여 조형오류를 방지하도록 하기 위함이다.

제1대전장치(30)는, 조형벨트(11)의 표면에 제1전압을 부여하고, 메쉬셀 중 조형레이어대상입자(3)에 대응하는 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 제2전압을 부여하는 기능을 하며 코로나타입 대전기 등 공지의 대전장치로 구성할 수 있다. 제1대전장치(30)는 와이어메쉬(20)를 이루는 각 와이어 별로 정밀하게 가압할 수 있는 인터페이스를 갖추어야 한다.

다음으로는, 본 발명의 입체조형장치에 대해 설명하기로 한다. 입체조형장치는 전술한 입체조형장치의 헤드어셈블리에 조형스테이지모듈(40) 및 광원모듈(50)을 더 포함하여 구성된다.

조형스테이지모듈(40)은 와이어메쉬(20)의 하방에 위치하면서, 조형벨트(11)로부터 이탈한 조형레이어대상입자(3)가 해당 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후 안착하는 조형스테이지(41) 및 이러한 조형스테이지(41)를 구동하는 조형스테이지구동부를 포함하여 이루어진다. 조형스테이지(41)는 그 위에서 입체조형물이 조형되기 시작하고, 조형과정 중 및 조형이 종료된 뒤에도 입체조형물이 그 위에 부착되어 있게 되는 요소이다. 따라서 조형스테이지(41)의 상면은 그 위에 위치한 조형재료가 조형광선에 의해 용융 내지 소결되기 이전 및 이후에 일정 정도 부착을 유지할 수 있는 재질로 처리되어야 한다. 더욱이 조형스테이지(41)가 조형과정에서 상하로 이동할 때 발생하는 진동, 충격에도 불구하고 조형물이 조형스테이지(41)로부터 분리되지 않아야 입체조형물의 품질이 보장됨을 유의하여야 한다. 조형스테이지구동부는 전술한 조형스테이지(41)를 상하방향으로 이동할 수 있도록 하는 기능을 하므로, 동력을 전달받아 조형스테이지(41)까지 전달할 수 있는 요소들로 구성된다. 그 일실시예로서 서보모터 등의 외부동력원 및 조형스테이지(41)의 상하변위를 야기하는 바(bar)형의 동력전달부재를 적용할 수 있는데, 이러한 실시예에 한정할 것은 아니며, 다양한 방식의 기구적 구성을 고려할 수 있다. 다만, 조형레이어 하나의 두께가 수십에서 수백 마이크로미터로 설정되는 등 고해상도 조형작업이 예정된 경우에는 조형스테이지(41)의 상하변위의 스케일도 그러한 범위에서 결정되어야 하므로, 모터나 동력전달부재 등의 구성요소의 정밀도 또한 높은 것을 선택하여야 한다. 또한, 조형스테이지(41)도, 와이어메쉬(20)면에 대해 수백 마이크로미터 내지 수 밀리미터의 간격으로 이격되어 설치되는 것이 바람직하며, 이는 조형레이어대상입자(3)가 와이어메쉬(20)의 가압메쉬셀(24)을 통과한 후 조형스테이지(41) 면 중 정확히 연직하방에 안착하게 하여 조형오류를 방지하도록 하기 위함이다.

광원모듈(50)은, 조형레이어대상입자(3)를 용융 또는 소결시켜 상기 조형레이어를 성형하는 기능을 한다. 사용하는 광원은 조형재료에 따라 맞는 것을 선택하여야 하는데, 조형재료가 폴리머수지입자 인지 금속입자인지에 따라, 이들을 용융 내지 소결(sintering)할 수 있는 파장대의 광을 조사할 수 있는 LED, 레이저 또는 bulb 등이 사용된다. 단, 조형광선이 이미 소결된 아래층의 조형완료레이어에 영향을 주지 않도록 레이저의 에너지 밀도를 사려깊게 조절하여야 한다. 나아가 조형광선의 형태에 있어서, 본 발명의 입자 조형 장치가 면조형을 가능하게 하는 것임을 감안할 때, 조형레이어대상입자(3)들도 면차원에서 용융 또는 소결이 일어나게 할 수 있도록 조형광선을 라인 레이저(line laser)로 한다면, 조형속도를 증대시킬 수 있다는 측면에서 바람직하다. 라인 레이저(50)는 일반적인 레이저의 발광부 전면에 특수한 렌즈를 장착함으로써 구현할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 입체조형시스템은, 전술한 본 발명의 입체조형장치 및 이러한 입체조형장치의 각 구성요소간을 연동하여 제어하는 제어모듈(60)을 포함하여 구성된다. 이러한 제어모듈(60)의 주요한 기능으로는, 입력된 조형레이어의 형상정보로부터 어느 메쉬셀을 가압메쉬셀(24)로 할 것인가를 결정하고, 제1대전장치(30)의 구동제어신호를 생성하는 기능, 조형벨트(11)의 주행 또는 정지, 조형재료공급부(12)의 동작 또는 정지, 조형스테이지(41)의 상하운동, 광원모듈(50)의 온/오프 등을 위한 각부의 구동제어신호를 생성하는 기능을 하되, 이들 각각은 조형레이어형성주기에 의거하여 서로 연동되어 수행되어야 함은 물론이다. 특히, 하나의 조형레이어를 구성하기 위해 복수개의 가압메쉬셀(24)이 선택되는 경우, 이들 가압메쉬셀(24)들을 제어하는 방법이 문제되는데, 이러한 제어방법의 일실시예로서, 해당되는 모든 가압메쉬셀(24)에 대하여 ‘동시에’ 가압하는 방법을 채택할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여서는 도 4에 도시되어 있다. 이러한 복수개의 이러한 제어모듈(60)의 구체적인 구현은 회로 또는 소프트웨어와 회로의 조합으로 수행할 수 있다.

다음으로는, 전술한 본 발명의 입체조형시스템을 이용한 입체 조형 방법에 대해 설명한다. 제1실시예로서, 첫째, 조형재료공급부(12)에 의해 공급된 조형재료입자가 평탄화되고, 상기 조형벨트(11)에 제1전압을 가하여 조형벨트(11)의 궤도외면상에 조형준비레이어(2)를 형성한다. 둘째, 조형벨트(11)를 주행시켜 조형준비레이어(2)를 와이어메쉬(20)의 상방에 위치하도록 한다. 전술한 바와 같이 제1전압에 의해 조형준비레이어(2)는 조형벨트(11)에 밀착되므로 중력만으로는 조형벨트(11)로부터 분리되지 않는다. 셋째, 제어모듈(60)에 의해 선택된 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 제2전압을 부여하여 조형벨트(11)로부터 이탈된 조형레이어대상입자(3)가 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후, 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착한다. 넷째, 광원모듈(50)이 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착된 조형레이어대상입자(3)에 조형광선을 조사하여 조형레이어를 형성한다. 전술한 바와 같이 이러한 조형광선을 라인 레이저(50)에 의해 생성하는 경우, 용융 또는 소결 과정도 면차원에 이루어지게 할 수 있으므로 조형속도를 증대시킬 수 있다. 다섯째, 조형스테이지(41)가 조형레이어의 두께만큼 하방 이동한다. 여섯째, 입체조형물의 형상이 완성될 때까지 전술한 첫번째 단계 내지 다섯번째 단계를 반복하여 수행한다.

또한, 본 발명의 입체조형시스템을 이용한 입체 조형 방법에 대한 제2실시예를 설명한다. 첫째, 조형재료공급부(12)에 의해 공급된 조형재료입자가 평탄화되고, 상기 조형벨트(11)에 제1전압을 가하여 조형벨트(11)의 궤도외면상에 조형준비레이어(2)를 형성한다. 둘째, 조형벨트(11)를 주행시켜 조형준비레이어(2)를 와이어메쉬(20)의 상방에 위치하도록 한다. 셋째, 제어모듈(60)에 의해 선택된 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 제2전압을 부여하여 조형벨트(11)로부터 이탈되고, 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 조형레이어대상입자(3)에 대해 조형광선을 조사하여 상기 조형레이어대상입자(3)를 용융 또는 소결한다. 넷째, 용융 또는 소결된 조형레이어대상입자(3)가 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착한다. 다섯째, 상기 조형스테이지(41)가 상기 조형레이어의 두께만큼 하방 이동한다. 여섯째, 입체조형물의 형상이 완성될 때까지 전술한 첫번째 단계 내지 단계를 반복하여 수행한다. 이러한 방식은, 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 조형레이어대상입자(3)가 안착되기 전에 조형광선을 조사하여 소결 또는 용융시켜 조형시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 입체조형시스템을 이용하여 입체조형물을 컬러조형하는 방법에 대한 제1실시예를 설명한다. 첫째, 적용할 컬러들을 결정한다. 이를 통해, 조형재료공급부(12)를 구성하는 색상별조형재료공급부(13)도 결정되게 된다. 둘째, 결정된 컬러들 중 하나에 대해 대응하는 색상별조형재료공급부(13)에 의해 공급된 조형재료입자가 평탄화되고, 조형벨트(11)에 제1전압을 가하여 조형벨트(11)의 궤도외면상에 조형준비레이어(2)를 형성한다. 셋째, 조형벨트(11)를 주행시켜 조형준비레이어(2)를 와이어메쉬(20)의 상방에 위치시킨다. 넷째, 제어모듈(60)에 의해 선택된 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 제2전압을 부여하여 조형벨트(11)로부터 이탈된 조형레이어대상입자(3)가 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후, 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착한다. 다섯째, 전술한 두번째 내지 네번째 단계를, 결정된 모든 컬러에 대해 반복 시행한다. 여섯째, 광원모듈(50)이 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착된 상기 조형레이어대상입자(3)에 조형광선을 조사하여 조형레이어를 형성한다. 예컨대, 4가지의 색상을 이용하여 컬러조형하는 경우, 조형레이어대상입자(3)는 4번의 주기를 지난 후에야 모두 확보하게 되며, 이렇게 조형레이어대상입자(3)를 모두 확보한 이후 조형광선을 주사하여 하나의 조형레이어를 형성하는 것이다. 일곱째, 조형스테이지(41)가 조형레이어의 두께만큼 하방 이동한다. 여덟째, 입체조형물의 형상이 완성될 때까지 상기 두번째 단계 내지 상기 일곱번째 단계를 반복하여 수행한다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

1 : 조형레이어
2 : 조형준비레이어
3 : 조형레이어대상입자
4 : 잔여 조형재료입자

입체조형장치의 헤드어셈블리
10 : 벨트형조형재료피딩모듈
11 : 조형벨트
12 : 조형재료공급부
13 : 색상별조형재료공급부
14 : 조형재료평탄화부
15 : 조형재료제거부
20 : 와이어메쉬
21 : 제1도전성와이어어레이
22 : 제2도전성와이어어레이
23 : 메쉬셀
24 : 가압메쉬셀
V2 : 제2전압
30 : 제1대전장치
40 : 조형스테이지모듈
41 : 조형스테이지
50 : 광원모듈
51 : 라인 레이저(line laser)
60 : 제어모듈

Claims

조형레이어를 형성하기 위해 조형재료입자를 선택적으로 조형스테이지(stage)에 안착시키는 입체조형장치의 헤드어셈블리에 있어서,
소정의 전하로 하전된 조형재료입자를 공급하는 조형재료공급부(12),
무한궤도를 이루며 주행하고, 궤도외면상에 상기 조형재료공급부(12)로부터 공급받은 상기 조형재료입자로 조형준비레이어(2)가 형성되는 조형벨트(11),
를 포함하여 이루어지는 벨트형조형재료피딩모듈(10);
상기 조형벨트(11)의 하방에 위치하면서, 상기 조형준비레이어(2)로부터 조형레이어대상입자(3)를 선택적으로 상기 조형벨트(11)로부터 이탈시키는 기능을 하고, 다수의 메쉬셀(mesh cell)들을 구비하는 와이어메쉬(20);
상기 조형벨트(11)의 표면에 제1전압을 부여하고, 상기 메쉬셀 중 상기 조형레이어대상입자(3)에 대응하는 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 제2전압을 부여하는 제1대전장치(30);
를 포함하여 이루어지고,
상기 조형레이어대상입자(3)의 상기 조형벨트(11)로부터의 이탈은, 상기 제1전압 및 상기 제2전압에 의해 상기 조형벨트(11)와 상기 가압메쉬셀(24) 사이에 형성된 전기장에 의하는 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 제1전압의 절대값은 상기 제2전압의 절대값보다 작은 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 제1전압 및 상기 제2전압은, 상기 조형벨트(11)와 상기 조형레이어대상입자(3)와의 사이에 작용하는 제1정전기력보다 상기 조형벨트(11)와 상기 가압메쉬셀(24)과의 사이에 작용하는 전기장에 의해 상기 조형레이어대상입자(3)에 가하여지는 제2정전기력이 더 크게 되도록 각각 결정되는 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 와이어메쉬(20)는,
소정의 간격을 갖고 일방향으로 서로 평행하게 배열된 제1도전성와이어어레이(wire array)와,
소정의 간격을 갖고 상기 제1도전성와이어어레이(21)와 수직한 방향으로 서로 평행하게 배열된 제2도전성와이어어레이(22)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 4에 있어서,
상기 가압메쉬셀(24)에의 상기 제2전압의 부여는, 상기 제1도전성와이어어레이(21) 및 상기 제2도전성와이어어레이(22)를 이루는 도전성와이어 중 상기 가압메쉬셀(24)을 포위하여 형성하는 네 개의 도전성와이어 전부에 각각 상기 제2전압을 부여하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 제1도전성와이어어레이(21) 및 상기 제2도전성와이어어레이(22)는 각각 금속재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 조형재료공급부(12)는, 둘 이상 색상의 조형재료입자를 공급하도록 둘 이상의 색상별조형재료공급부(13)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 벨트형조형재료피딩모듈(10)은, 상기 조형벨트(11)에 공급된 조형재료입자를 소정의 두께로 평탄화하는 기능을 구비하는 조형재료평탄화부(14)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 벨트형조형재료피딩모듈(10)은, 상기 와이어메쉬(20)에 의해 상기 조형레이어대상입자(3)가 상기 조형벨트(11)로부터 이탈한 후 상기 조형벨트(11)에 잔여한 조형재료입자를 제거하고 수집하는 조형재료제거부(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 조형재료공급부(12)는, 하전 가능한 조형재료입자를 공급받아 소정의 전하로 하전하는 제2대전장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체조형장치의 헤드어셈블리.
청구항 1 내지 청구항 10 중 선택되는 어느 하나의 항의 입체조형장치의 헤드어셈블리;
상기 와이어메쉬(20)의 하방에 위치하고, 상기 조형벨트(11)로부터 이탈한 상기 조형레이어대상입자(3)가 상기 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후 안착하는 조형스테이지(41)를 포함하여 이루어지는 조형스테이지모듈(40);
상기 조형레이어대상입자(3)를 용융 또는 소결시켜 상기 조형레이어를 성형하는 광원모듈(50);
를 포함하여 이루어지는 입체조형장치.
청구항 11에 있어서,
상기 광원모듈(50)은 라인레이저(line laser)인 것을 특징으로 하는 입체조형장치.
청구항 11에 의한 입체조형장치;
상기 벨트형조형재료피딩모듈(10), 상기 제1대전장치(30), 상기 조형스테이지모듈(40) 및 상기 광원모듈(50)의 구동을 연동하여 제어하는 제어모듈(60);
을 포함하여 이루어지는 입체조형시스템.
청구항 13의 입체조형시스템을 이용하여 입체조형물을 조형하는 방법에 있어서,
(i) 상기 조형재료공급부(12)에 의해 공급된 조형재료입자가 평탄화되고, 상기 조형벨트(11)에 상기 제1전압을 가하여 상기 조형벨트(11)의 궤도외면상에 조형준비레이어(2)를 형성하는 단계 (s10);
(ii) 상기 조형벨트(11)를 주행시켜 상기 조형준비레이어(2)를 상기 와이어메쉬(20)의 상방에 위치하도록 하는 단계(s20);
(iii) 상기 제어모듈(60)에 의해 선택된 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 상기 제2전압을 부여하여 상기 조형벨트(11)로부터 이탈된 조형레이어대상입자(3)가 상기 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후, 상기 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착하는 단계(s30);
(iv) 상기 광원모듈(50)이 상기 (iii)단계에서 상기 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착된 상기 조형레이어대상입자(3)에 조형광선을 조사하여 조형레이어를 형성하는 단계(s40);
(v) 상기 조형스테이지(41)가 상기 조형레이어의 두께만큼 하방 이동하는 단계(s50);
(vi) 입체조형물의 형상이 완성될 때까지 상기 (i) 단계 내지 상기 (v)단계를 반복하여 수행하는 단계(s60);
를 포함하여 이루어지는 입체조형시스템을 이용한 입체 조형 방법.
청구항 13의 입체조형시스템을 이용하여 입체조형물을 조형하는 방법에 있어서,
(a) 상기 조형재료공급부(12)에 의해 공급된 조형재료입자가 평탄화되고, 상기 조형벨트(11)에 상기 제1전압을 가하여 상기 조형벨트(11)의 궤도외면상에 조형준비레이어(2)를 형성하는 단계 (s100);
(b) 상기 조형벨트(11)를 주행시켜 상기 조형준비레이어(2)를 상기 와이어메쉬(20)의 상방에 위치하도록 하는 단계 (s200);
(c) 상기 제어모듈(60)에 의해 선택된 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 상기 제2전압을 부여하여 상기 조형벨트(11)로부터 이탈된 조형레이어대상입자(3)가 상기 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과하는 단계 (s300);
(d) 상기 (c)단계에서의 상기 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 상기 조형레이어대상입자(3)에 조형광선을 조사하여 상기 조형레이어대상입자(3)를 용융 또는 소결하는 단계(s400);
(e) 상기 (d)단계에서 용융 또는 소결된 조형레이어대상입자(3)가 상기 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착하는 단계(s500);
(f) 상기 조형스테이지(41)가 상기 조형레이어의 두께만큼 하방 이동하는 단계(s600);
(g) 입체조형물의 형상이 완성될 때까지 상기 (a) 단계 내지 상기 (f)단계를 반복하여 수행하는 단계(s700);
를 포함하여 이루어지는 입체조형시스템을 이용한 입체 조형 방법.
청구항 13의 입체조형시스템을 이용하여 입체조형물을 컬러조형하는 방법에 있어서,
(ㄱ) 적용할 컬러들을 결정하는 단계(s1000);
(ㄴ) 상기 (ㄱ)단계에서 결정된 컬러들 중 하나에 대해 대응하는 색상별조형재료공급부에 의해 공급된 조형재료입자가 평탄화되고, 상기 조형벨트(11)에 상기 제1전압을 가하여 상기 조형벨트(11)의 궤도외면상에 조형준비레이어(2)를 형성하는 단계 (s2000);
(ㄷ) 상기 조형벨트(11)를 주행시켜 상기 조형준비레이어(2)를 상기 와이어메쉬(20)의 상방에 위치하도록 하는 단계 (s3000);
(ㄹ) 상기 제어모듈(60)에 의해 선택된 하나 이상의 가압메쉬셀(24)에 상기 제2전압을 부여하여 상기 조형벨트(11)로부터 이탈된 조형레이어대상입자(3)가 상기 가압메쉬셀(24)의 개구를 통과한 후, 상기 조형스테이지(41) 또는 직전 조형레이어면에 안착하는 단계 (s4000);
(ㅁ) 상기 (ㄴ)단계 내지 상기 (ㄹ)단계를, 상기 (ㄱ)단계에서 결정된 모든 컬러에 대해 반복 시행하는 단계(s5000);
(ㅂ) 상기 광원모듈(50)이 상기 조형스테이지(41) 또는 상기 직전 조형레이어면에 안착된 상기 조형레이어대상입자(3)에 조형광선을 조사하여 조형레이어를 형성하는 단계(s6000);
(ㅅ) 상기 조형스테이지(41)가 상기 조형레이어의 두께만큼 하방 이동하는 단계(s7000);
(ㅇ) 입체조형물의 형상이 완성될 때까지 상기 (ㄴ) 단계 내지 상기 (ㅅ)단계를 반복하여 수행하는 단계(s8000);
를 포함하여 이루어지는 입체조형시스템을 이용한 입체 컬러조형 방법.