KR101857378B1 - 스테레오리소그래피 장치를 위한 개선된 카트리지와, 상기 개선된 카트리지를 수용하도록 된 스테레오리소그래피 장치 및 상기 개선된 카트리지를 이용하는 방법 - Google Patents

Abstract

스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1)는 접근 개구부(3) 및 상기 접근 개구부(3) 맞은편에 투명 바닥부(4)가 형성된 용기부(2); 상기 용기부(2)에 제거되지 않게 연결되며, 액체 또는 페이스트 상태의 원료를 보유하기 적합한 저장부(5);로 이루어지되, 상기 저장부(5)에서 용기부(2)로 원료가 통과할 수 있는 밸브 수단(6)가 구비되고, 이는 저장소(5)의 압력과 용기부(5)의 압력 사이의 차이가 적어도 미리 정해진 값과 같을 경우 열리고, 압력차이가 미리 정해진 값보다 작은 경우 자연스럽게 닫히도록 구성되며, 상기 저장부(5)는 외부 공기 공급 장치(8)와의 연결을 위한 기밀 연결 수단(7)을 구비한다.

Description

스테레오리소그래피 장치를 위한 개선된 카트리지와, 상기 개선된 카트리지를 수용하도록 된 스테레오리소그래피 장치 및 상기 개선된 카트리지를 이용하는 방법{IMPROVED CARTRIDGE FOR A STEREOLITHOGRAPHY MACHINE, STEREOLITHOGRAPHY MACHINE SUITED TO HOUSE SAID IMPROVED CARTRIDGE AND METHOD FOR USING SAID IMPROVED CARTRIDGE}

본 발명은 스테레오리소그래피(stereolithography) 장치를 위한 교체 가능한 카트리지(cartridge)에 관한 것이다.

알려진 것처럼, 스테레오리소그래피 기술은, 미리 정해진 방사선, 일반적으로 광 방사선 노출을 통해 고화되는 액체 또는 페이스트 원료를 여러 층으로 적층함으로써 3차원 물체를 제작할 수 있게 한다.

알려진 형식의 스테레오리소그래피 장치는 원료를 담을 수 있고, 미리 정해진 방사선이 투과되는 바닥이 형성된 용기(container)를 구비한다.

장치는 또한 용기 아래에 배치되며 상기 미리 정해진 방사선을 방출할 수 있는 방출 수단을 구비하며, 이는 용기의 바닥에 인접해 있는 원료의 층을 선별적으로 고화시킨다.

고화된 층은 마지막으로 고화된 층이 고화 전에 상기 원료의 층에 인접해 배치될 수 있기 위해 수직 방향으로 움직이도록 작동되는 모델링 플랫폼(a modelling platform)에 의해 지지된다.

이탈리아 특허 출원 번호 VI2012A000183에 명시된 실시예에 따라, 용기는 제거가능한 장치에 속하며, 전문 용어로 "카트리지"로 불리고, 또한 카트리지와 단일체를 형성하기 위해, 제거할 수 없는 방식으로 용기와 결합되며 상기 원료를 담을 수 있는 저장부를 구비한다.
또한, 공지된 실시예는 US 5,503,793와 DE 4102261에 나타난다.

필요 시, 원료는 저장부로의 유출과 용기부로의 유입이 가능하며, 관통 밸브 수단이 상기 두개의 부재들을 연결한다.

상기 카트리지는, 필요한 만큼만 그리고 필요한 순간에 용기부의 자동 채움이 가능한 장점과 더불어 상기 저장부와 원료 공급 시스템이 카트리지에 포함되어 있어 원료가 장치의 어떤 구성요소를 오염시키지 않기 때문에, 스테레오리소그래피 장치를 청소할 필요가 없는 장점 등 여러 가지 장점들을 제공한다.

전체적으로, 상기 카트리지는 스테레오리소그래피 장치의 사용을 상당히 단순화시키며, 예컨대 금세공 또는 치과 분야에서 작업하는 작업자와 같이, 미숙련 작업자 등에 의해서도 사용될 수 있게 한다.

본 발명의 목적은 상기에서 설명한 종래기술에 속하는 카트리지와 비교하여, 개선된 카트리지를 제공하는 것이며, 특히 생산을 단순화시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스테레오리소그래피 장치에 단순하고 빠른 방법으로 연결될 수 있는 카트리지를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 상기 카트리지와 함께 작동하도록 된 스테레오리소그래피 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 작지 않은 목적은 상기 카트리지 자체를 사용하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 주요 청구항에 따라 수행된 카트리지에 의해 성취된다.

상기 목적은 또한 청구항 8항에 따른 스테레오리소그래피 장치에 의해 성취되며, 청구항 23항에 따른 카트리지를 이용하는 방법에 의해 성취된다.

본 발명의 다양한 실시예들은 상응하는 종속 청구항에 나타난다.

바람직하게, 본 발명의 카트리지의 단순한 구조는 특히 제작 비용을 절감하게 하고 대량 생산에 적합하다.

또한 바람직하게, 스테레오리소그래피 장치와의 카트리지의 단순한 결합은 장치 자체의 사용 더욱 간단하게 하며, 그것의 가능한 보급에 이점을 준다.

상기 목적과 장점들은 하기 언급될 다른 사항들과 함께, 첨부된 도면들을 참고하여 이에 한정하지 않는 예시로서 제공되는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명에서 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 대상인 카트리지에 대한 사시도이다;
도 2는 본 발명의 스테레오리소그래피 장치의 일부분을 나타내는 사시도이다;
도 3은 다른 작동 구성으로서의 도 2에 도시된 부분의 사시도이다;
도 4는 대칭 평면을 따라 도 2에 도시된 부분을 자른 단면도이다;
도 5는 도 2에 도시된 부분과 관련된, 도 1에 도시된 카트리지의 측면도이다;
도 6은 도 5에 도시된 것과 다른 작동 구성으로서, 도 2에 도시된 부분과 연관된 도 1의 카트리지의 사시도이다;
도 7은 대칭 평면에 따른 단면으로, 도 6에서처럼 함께 관련된 도 2의 부분과 도 1의 카트리지를 나타낸다;
도 8은 도 7의 확대 상세도를 나타낸다.

도 1에 도시되고 전체적으로 참조 번호 (1)로 나타내는, 본 발명의 대상인 스테레오리소그래피 장치(stereolithography machine)를 위한 카트리지(cartridge)는 접근 개구부(3)가 형성되며 상기 접근 개구부(3)를 향해있고 마주하는 투명 바닥부(4)가 형성된 용기부(2)를 구비한다.

접근 개구부(3)는, 도면에는 나타나지 않았지만 서두에 명시된 그러나 그 자체로 알려진 타입의 스테레오리소그래피 장치의 모델링 플렛폼(modelling platform)의 용기부(2)로의 접근을 허용하기 위한 것이다.

투명 바닥부(4)는 미리 정해진 방사선이 이를 통해 지나가게 하며, 상기 미리 정해진 방사선은 상기 바닥(4)에 담겨있는 미리 선정된 액체 또는 페이스트(pasty) 원료를 선별적으로 고화시킬 수 있다.

바람직하게 그러나 필수적이지는 않게, 원료는 광 경화 수지 또는 광 중합체이며 미리 정해진 방사선은 빛, 예컨대 광빔(a light beam)이다.

카트리지(1)는 또한 상기 원료를 수용할 수 있고 용기부(2)와 일체형으로 형성되는 저장부(5)를 구비한다.

카트리지(1)는 또한 저장부(5)에서 용기부(2)로 원료가 통과할 수 있게 하는, 용기부(2)에 저장부(2)를 연결하는 밸브 수단(6)을 구비한다.

본 발명에 따라, 밸브 수단(6)은 저장부(5)의 압력과 용기부(2)의 사이의 압력차가 적어도 미리 정해진 값과 같을 때 개방되고 상기 압력차가 상기 미리 정해진 값보다 작을 때 자연스럽게 닫히는 방식으로 구성된다.

저장부(5)는 저장부(5)를 외부 공기 공급 장치로 연결할 수 있는 기밀 연결 수단(7)을 추가로 구비한다.

전술한 밸브 수단(6)과 상기 연결 수단(7)은 저장부(5)의 압력을 증가시키는 방식으로 공기 공급 장치를 간단하게 조작하여 원료의 배출을 제어할 수 있으며, 상기 공기 공급 장치를 정지시킴으로써 상기 원료 배출을 멈출 수 있다.

바람직하게, 밸브 수단(6)은 미리 정해진 값을 초과하는 압력차이로 인해 탄력적으로 개방되도록 구성되며 보통 닫혀있는 구멍(10)이 형성된 제1 멤브레인(9, membrane)을 구비한다.

바람직하게, 상기 제1 멤브레인(9)은 밸브 수단(6)을 생산하기 위한 특별히 경제적인 방식을 나타내며 그러므로 카트리지(1)의 비용을 제한할 수 있게 한다.

바람직하게, 밸브 수단(6)은 용기부(2) 주위 둘레를 한정하는 벽(36)의 다양한 지점에 분포되며, 전술한 형태의 상응하는 제1 멤브레인(9)을 구비한다.

바람직하게, 연결 수단(7)은 저장부(5)의 벽에 포함되는 제2 멤브레인(11)을 구비하며, 상기 제2 멤브레인(11)은 바늘 형상 부재가 제2 멤브레인(11)을 통과해 지나가도록 배치될 때에도 동시에 기밀을 유지하면서 바늘 형상 부재에 의해 천공되기 적합하다.

바람직하게, 상기 제2 멤브레인(11)은 하기에 자세히 설명될 것처럼, 저장부(5)를 공기 공급 장치(8)로 간단하고 빠른 방식으로 연결할 수 있게 한다.

바람직하게, 저장부(5)에는 용기부(2)의 둘레 벽에 해당하는 환형 벽(36)이 형성된다.

바람직하게, 저장부(5)가 용기부(2) 주위 둘레로 한정된다는 사실은, 용기부(2)를 향한 원료의 고르고 빠른 배출을 보장하는 방식으로 밸브 수단(6)이 용기부(2) 자체의 전체 둘레를 따라 분포될 수 있게 한다.

바람직하게, 상기 환형 벽(36)은 반원 형상을 가진 두 개의 상호 마주하는 부분(37)을 구비한다.

바람직하게, 상기 반원형 부분(37)의 존재는 용기부(2) 자체에서의 원료의 빠른 분산을 용이하게 하는 방식으로 용기부(2) 벽에 날카로운 코너의 존재를 피할 수 있게 한다.

바람직하게, 도 7에 도시된 것처럼, 저장부(5)는 투명 바닥부(4)에 대해 90도보다 크고 180도보다 작은 각도를 형성하는 경사진 벽(12)에 의해 내부적으로 한정된다.

밸브 수단(6)은 용기부(2) 근처 특히 가장자리의 경사진 벽(12)의 높이로 배치된다.

이런 식으로, 바람직하게, 경사진 벽(12)은 밸브 수단(6)을 향해 원료를 이송하기 더 쉽게 만든다.

전술한 구성은, 밸브 수단(6)이 원료에 의해 항상 잠겨 있게 되는 추가적인 이점을 제공하며, 이는 저장부(5)에 압력을 증가시키기 위해 도입된 공기가 밸브 수단(6) 그 자체를 막는 것을 방지하고 카트리지(1)의 규칙적인 작동에 영향을 미치지 못하게 한다.

투명 바닥부(4)에 대해, 투명 바닥부(4)는 바람직하게 외측 가장자리(4a)에 의해 주변 둘레로 한정되며, 저장부(5)의 전체 크기를 넘지 않는 식으로 저장부(5)에 속한 공동(5a)에 수용된다.

이는, 바람직하게, 카트리지(1)의 전체 치수를 제한할 수 있게 한다.

카트리지의 다양한 실시예에서, 투명 바닥부(4)는 저장부(5)와 일체형이다.

카트리지(1)에는, 도면에 도시되지 않지만, 바람직하게 덮개(cap)가 형성되며, 접근 개구부(3)를 닫는 방식으로 접근 개방구(3)에 제거 가능하게 삽입될 수 있다.

바람직하게, 상기 덮개의 존재는 카트리지(1)의 비작동 기간 중에 특히 카트리지(1)가 일시적으로 제거되었을 때도, 용기부(2)에 남아있을 수 있는 어떤 원료도 보존할 수 있게 만든다. 전술한 것처럼, 상기 카트리지(1)는 카트리지(1)와 결합된 장치의 일부분에 상응하는, 단지 일부만 도시된 도면의 스테레오리소그래피 장치와 결합되기 적합하다.

특히, 스테레오리소그래피 장치는 도 2에 도시된 것처럼, 안정된 작동 위치에 카트리지(1)를 제거 가능하게 수용하는 방식으로 구성된 하우징(14, housing)을 지지하는 지지 구조를 구비한다.

스테레오리소그래피 장치는, 상기 하우징(14)을 향해 방사선을 전달하기 위해 광학 기기와 연결되고, 상기 미리 정해진 방사선을 방출하도록 구성되는, 도면에 도시되진 않았지만 그 자체로 잘 알려진, 방출 수단을 추가로 구비한다.

상기 방출 수단은, 예컨대, 레이저 방출기, 프로젝터 또는 알려진 타입의 어떤 다른 아날로그 수단일 수 있다.

스테레오리소그래피 장치는 또한, 도면에 도시되진 않았지만 그 자체로 잘 알려진, 제작시 삼차원 물체를 지지하는 데 적합한, 모델링 플레이트(modelling plate)를 구비한다.

상기 모델링 플레이트는 카트리지(1)가 작동 위치에 있을 때 카트리지(1)의 투명 바닥부(4)를 향해있는 방식으로 배치되며, 카트리지(1)의 투명 바닥부(4)에서 멀어지고 가까워지게 움직일 수 있도록, 하우징(14)에 대한 움직임을 위한 동력 수단과 연결된다.

본 발명에 따라, 장치는 카트리지(1)가 하우징(14)에 배치될 때 카트리지(1)의 연결 수단(7)에 단단히 결합될 수 있는 공급 덕트(15)가 형성된 공기 공급 장치(8)를 구비한다.

특히, 공기 공급 장치(8)은 원료가 용기부(2)를 향해 흐르도록 하게 할 필요가 있는 경우, 저장부(5)의 압력을 증가시키고 상기 흐름을 멈추고자 할 때는 압력을 감소시키는 방식으로 작동되기 적합하다.

바람직하게, 공급 덕트(15)는 카트리지(1)가 장치로부터 쉽게 제거되도록, 연결 수단(7)에 제거가능하게 결합될 수 있도록 구성된다.

바람직하게, 공급 덕트(15)는, 카트리지(1)가 상기 작동 위치에 배치될 때 제2 멤브레인(11)을 통과하여 배치되는, 도 3에 도시된 것과 같은, 바늘 형상의 말단부(16)를 구비한다.

바람직하게, 바늘 형상의 말단부(16)는 카트리지(1)의 저장부(5)로의 공기 공급 장치(8)의 간단하고 빠른 연결을 보장한다.

사실, 도 7, 8에 도시된 것처럼, 카트리지(1)가 작동 위치에 있을 때, 카트리지(1)의 제2 멤브레인(11)은 전술한 것처럼, 제2 멤브레인(11)에 의해 기밀성이 이미 보장되었기 때문에, 조작자가 어떤 밸브 또는 밀봉 부재를 작동하지 않아도 바늘 형상 말단부(16)에 의해 관통된다.

특히 도 3에 도시된, 카트리지(1)를 위한 하우징(14)은 바람직하게 카트리지(1)를 작동 위치에서 유지하도록 구성되며, 하우징(14)에서 카트리지(1)를 자유롭게 하기 위해 해제될 수 있는 멈춤 수단(17)을 구비한다.

바람직하게, 상기 멈춤 수단(17)은 스테레오리소그래피 장치로의 카트리지(1)의 결합과 더불어 제거를 용이하게 한다.

특히, 하우징(14)은 투명 바닥부(4)에 상응하는 측의 카트리지(1)를 지지하도록 된 지지면(19)을 형성하는 지지 베이스(18)를 포함한다.

바람직하게 그러나 필수적이지는 않게, 지지면(19)은 카트리지(1)가 작동 위치에 있을 대 투명 바닥부(4)를 향해있는 방식으로 배치된 투명 시트(13, sheet)를 구비한다.

바람직하게, 상기 투명 시트(13)는 장치를 오염시킬 수 있는 먼지와 어떤 원료로부터 스테레오리소그래피 장치의 아래 구역을 보호하며, 방사성 방출기와 상응하는 광학 기기는 스테레오리소그래피 장치의 하부 공간에 배치된다.

바람직하게, 투명 바닥부(4)는 투명 시트(13)와 같은 동일한 형상을 가지며, 즉, 두 개의 구성요소는 카트리지(1)가 작동 위치에 있을 때 상호 접촉하여 배치되도록, 바람직하게 평면일 필요는 없다.

바람직하게, 이는 원하는 위치에 대해 광빔의 초점을 이동시킬 중간 공간의 형성을 막고, 스테레오리소그래피 장치의 가공 정밀도를 감소시킨다.

투명 시트(13)는 바람직하게 평평하며 투명 바닥부(4)의 곡률은 카트리지(1)의 바깥쪽을 향해 지향된다.

더욱이, 투명 시트(13)는 카트리지(1)의 투명 바닥부(4)보다 더욱 단단하다.

예를 들어, 투명 시트(13)는 유리로 만들어질 수 있으며 투명 바닥부(4)는 플라스틱 재질, 예컨대 메타크릴산염(methacrylate)으로 만들어질 수 있다.

카트리지(1)가 안정된 위치로 배치되어 지지 베이스(18)에 대해 압축될 때, 카트리지(1)의 투명 바닥부(4)가 투명 시트(13)에 완전히 밀착되는 식으로 변형되기 위해, 전술한 다양한 경도와 다양한 곡률이 구성되는 것이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따라, 투명 시트(13)는 굴곡져 있으며 전술한 동일한 압축 효과를 얻기 위해 투명 바닥부(4)는 투명 시트(13)와 다른 곡률을 가진다.

바람직하게 그리고 도 3에 도시된 것처럼, 상기 지지면(19)은 지지면(19)에서 돌출되고, 지지면(19)에서 카트리지(1)가 미끄러지는 것을 막는 식으로 카트리지(1)와 접촉하도록 된 구역 칸막이(20)에 의해 한정된다.

멈춤 수단(17)은 도 7에 도시된 것처럼, 지지면(19)에 대해 반대쪽에서 카트리지(1)와 접촉하기 위해, 바람직하게 지지면(19)을 향해있는 커버(21, cover)를 구비한다.

바람직하게, 커버(21)는 카트리지(1)를 지지 베이스(18)에 대해 압축된 상태로 유지시키며, 스테레오리소그래피 장치의 작동 중에 카트리지(1) 그 자체의 안정성을 높인다.

커버(21)는 카트리지(1)가 작동위치에 있을 때 그리고 커버(21)가 카트리지(1)와 접촉해 있을 때, 카트리지(1)의 접근 개구부(3)를 향하도록 배치될 수있도록 구성된 개구부(21a)를 제공한다.

명백하게, 장치의 다양한 실시예에서, 상기 커버(21)는 카트리지(1)가 지지 베이스(18)에서 올려지는 것을 막을 수 있는 동등한 부재로 대체될 수 있다.

바람직하게, 커버(21)는 카트리지(1)의 어떤 결함에 대한 보상을 위해, 그리고 어떤 경우 카트리지(1)와 접촉을 보장하기 위해, 카트리지(1)와 접촉할 때 압축될 수 있도록 구성된 탄성 부재(38)를 구비한다.

바람직하게, 커버(21)는 지지 베이스(18)와 회전하게 연결되고, 해제가능한 스냅 수단(24, snap-fitting)을 통해 지지 베이스(18)에 연결된 제1 가장자리(22)와 상기 제1 가장자리(22) 맞은편의 제2 가장자리(23)를 구비한다.

바람직하게, 도 2에 도시된 것처럼, 상기 제1 가장자리(22)는, 지지 베이스(18)에 대한 커버(21)의 회전과 지지 베이스(18)로부터의 커버의 제거를 가능하게 하기 위해, 지지 베이스(18)에 속한 상응하는 개구부(34)에 제거 가능하게 삽입되는 탭(33, tap)을 구비한다.

바람직하게, 커버(21)의 제거 가능성은 작업자가 필요시 주기적인 청소를 위해 지지 베이스(18)에 쉽게 접근할 수 있게 한다.

바람직하게, 하우징(14)의 구역 칸막이(20)는 서로 마주하는 제1 단부(26)와 제2 단부(27)가 형성된 조절 벽(25, manoeuvring wall)을 구비하며, 상기 제1 단부(26)는 조절 벽(25)을 카트리지(1)에 대해 정지 위치와 해제 위치를 형성하도록 지지 베이스(18)와 회동가능하게 연결된다.

도 6 및 7에 도시된 정지 위치에서, 커버(21)의 회전을 막고 지지 베이스(18)로부터 카트리지(1)의 갑작스런 방출을 피하기 위해, 커버(21)가 카트리지(1)와 접촉하여 배치될 때, 제2 단부(27)는 커버(21)에 맞닿아 배치된다.

도 2 및 4에 도시된, 해제 위치에서, 제2 단부(27)는 지지 베이스(18)에서 떨어져 움직이는 방향으로 커버(21)가 회전할 수 있는 식으로 배치되며, 따라서 하우징(14)에서 카트리지(1)가 들어 올려질 수 있다.

이런 목적을 위해, 카트리지(1)는 바람직하게 하우징(14)의 바깥쪽을 향해 돌출된 가장자리(39)를 구비하며, 사용자가 카트리지(1)를 고정하고 들어올리기 쉽게 되어 있다.

바람직하게, 조절 벽(25)의 제2 단부(27)에는 지지 베이스(18)를 향한 커버(21)의 선회 중 커버(21)의 제2 가장자리(23)가 자유롭게 미끄러질 수 있게 하는 활송 면(27a, chute-like surface)이 형성된다.

상기 명시된 방향으로 커버(21)가 회전하는 중에, 상기 커버(21)는 상기 조절 벽(25)이 해제 위치를 향해 선회할 수 있게 활송 면(27a)에서 미끄러진다.

커버(21)가 카트리지(1)와의 접촉 위치에 도달하면, 활송 면(27a)에서 해제되며, 따라서 조절 벽(25)이 정지 위치로 배치되게 된다.

이런 목적을 위해, 조절 벽(25)은, 바람직하게 도 4에 도시된, 정지 위치를 향해 해제 위치로부터 조절 벽(25) 그 자체가 강제로 움직일 수 있는, 제1 탄성 수단(30)과 연결된다.

조절 벽(25)의 제2 단부(27)에 대해, 이는 바람직하게 커버(21)의 상기 회전과 결과적으로 지지 베이스(18)에 대해 커버의 개방을 제한할 수 있는 멈춤면(28)이 형성된다.

바람직하게, 지지 베이스(18)에 대해 개방되는 방향으로 커버(21)를 강제 회전하게 할 수 있는 제2 탄성 수단(35)이 있다.

바람직하게, 커버(21)가 자동으로 올려지게 하기 위해 작업자가 조절 벽(25)을 해제 위치로 움직이기 충분하기 때문에, 상기 제2 탄성 수단(35)은 커버(21)의 개방과 하우징(14)에서 카트리지(1)의 해제를 용이하게 한다.

바람직하게, 멈춤면(28)은 커버(21)의 제2 가장자리(23)와 마주하는 오목한 부분(29)과 같이 형성되며, 상기 제2 가장자리는 결국 도 4에서 확인할 수 있는 것처럼, 조절 벽(25)의 회전을 제한하기 위해, 상기 오목한 부분(29) 내부에 배치되도록 구성된다.

바람직하게, 상기 멈춤면(28)은 커버(21)가 지지 베이스(18)로부터 완전하게 분리되는 것을 막을 수 있게 하며, 따라서, 또한 커버(21)가 불시에 제거되는 것을 막는다.

커버(21)의 작동 궤적과의 간섭을 막도록 멈춤면(28)이 위치될 때까지, 커버(21)가 어떤 식으로든지 눌려진 상태로 있으며 동시에 조절 벽(25)이 회전함으로써 제거될 수 있다는 것은 분명하다.

바람직하게, 동작벽(25)은 카트리지(1)가 미끄러지게 수용될 수 있는 관통 개구부(31)를 구비한다.

바람직하게, 상기 관통 개구부(31)는 하우징(14)으로의 카트리지(1)의 삽입을 용이하게 한다.

바람직하게 그리고 도 2에서 알 수 있듯이, 관통 개구부(31)는 지지면(19)보다 높은 가장자리(32)를 구비하며, 도 5에 예시로서 도시된 것처럼, 카트리지(1)의 미끄러지는 움직임이 하우징(14)을 향하는 동안 카트리지(1)를 지지면(19)에 대해 경사지게 유지하기 적합하다.

이런 식으로, 흠집으로부터 투명 바닥부(4)와 투명 시트(13)를 보호하는 이점을 가지고, 카트리지(1)가 하우징(14)에 완전히 삽입될 때까지, 카트리지(1)의 투명 바닥부(4)는 투명 시트(13)로부터 올려진 체로 유지된다.

바람직하게, 하우징(14)은, 이곳에는 표현되지 않지만 그 자체로 알려져 있는, 이동 수단을 통하여 지지 구조와 제거 가능하게 연결되며, 상기 이동 수단은 하우징(14)에 대해 접근 개구부(3)에 의해 형성된 평면과 평행한 이동 방향을 형성한다.

상기 이동 수단은 방사선에 노출되는 투명 시트(13)와 카트리지(1)의 투명 바닥부(4) 부분을 주기적으로 수정하는 식으로, 이들을 더 오래 유지되게 하는 이점을 가지고, 제품을 제작하는 동안, 모델링 플레이트에 대해 카트리지(1)를 이동시킬 수 있게 한다.

더욱이, 공기 공급 장치(8)에 카트리지(1)를 연결하는 공급 덕트(15)는 변형될 수 있으며, 이는 움직이는 동안 하우징(14)에 의해 점유된 어떤 위치에서도 저장부(5)에 공기가 도입될 수 있게 하기 위함이다.

바람직하게, 스테레오리소그래피 장치의 모델링 플레이트는, 특히 카트리지(1)의 접근 개구부(3)의 두 반원형 부분(37)의 반지름보다 단지 약간 더 작은 반지름의, 원형을 갖는다.

상기 원형 모델링 플레이트는 투명 바닥부(4)와 투명 시트(13) 전체 면이 사용되게 하는 이점을 가지고, 전술한 방식으로 카트리지(1)의 폭넓은 움직임을 가능하게 한다는 것을 이해할 수 있다.

특히, 카트리지(1)를 하우징(14)으로 삽입하기 위해, 작업자는 도 2에 도시된 것처럼, 커버(21)를 들어올리기 위해, 조절 벽(25)을 해제 위치로 놓는다.

따라서, 제2 멤브레인(11)이 스테레오리소그래피 장치의 바늘 형상 단부(16)를 향하도록 지향된, 카트리지(1)는 조절 벽(25)의 관통 개구부(31)에 배치될 수 있다.

도 4에 도시된 것처럼, 카트리지(1)가 하우징(14)에 완전히 삽입될 때까지, 카트리지(1)는 도 5에 도시된 것처럼, 관통 개구부(31)의 상승 가장자리(32)와 접촉하면서 미끄러지게 된다.

상기 움직임 동안, 공급 덕트(15)의 바늘 형상 단부(16)는 카트리지(1)의 제2 멤브레인(11)을 관통하며, 바늘 형상 단부(16)가 제2 멤브레인(11)을 통해 지나가도록 배치된다.

이어서, 커버(21)는 도 6 및 7에 도시된 것처럼, 조절 벽(25) 정지 위치에서 스냅 결합될 때까지 내려질 수 있다.

이 지점에서, 장치는 사용할 준비가 된다.

필요시, 3차원 물체의 제작 도중, 저장부(5)에 담긴 원료가 용기부(2)를 향해 흐르게 하기 위해, 공기 공급 장치(8)는 밸브 수단(6)이 열리기 충분한 저장부(5)의 압력과 용기부(2)의 압력 사이의 차이를 생성하도록 작동된다.

용기부(2)에서 원료가 충분한 수준에 도달하면, 공기 공급 장치(8)는 상기 압력차를 줄이는 식으로 작동되며, 밸브 장치(6)가 자연스럽게 닫히고 흐름을 멈추게 한다.

바람직하게, 전술된 것과 같은 공기 공급 장치(8)는 방출 수단, 모델링 플레이트 및 하우징(14)의 이동 수단을 제어하기 위해 또한 제공된, 장치의 논리제어 유닛(logic unit)에 의해 작동된다.

상기에 따라서, 전술된 카트리지와 장치가 본 발명의 모든 목적을 달성한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

특히, 카트리지는 복잡한 구성요소를 이용할 필요 없이 생산될 수 있으며, 따라서, 그 생산품도 간단하다.

특히, 오직 움직일 수 있는 구성요소는 제1 멤브레인과 제2 멤브레인이며, 그러나 이는 시장에서 쉽게 이용할 수 있는 저렴한 구성요소이다.

더욱이, 하우징에 카트리지를 간단하게 배치하는 것에 의해 저장부가 공기 공급 장치에 연결된다는 사실은 어떤 밸브도 작동할 필요 없이, 간단하고 빠른 동작을 하게 한다.

Claims (23)

1. - 벽으로 한정되며, 접근 개구부(3) 및 상기 접근 개구부(3) 맞은편의 투명 바닥부(4)가 형성된 용기부(2);
   - 액상 내지 페이스트 상태의 원료를 수용하도록 되어 있는 저장부(5); 및
   - 상기 원료의 통행을 위해 상기 용기부(2)와 상기 저장부(5)를 연결하는 밸브 수단(6);으로 이루어진 스테레오리소그래피(stereolithography) 장치를 위한 카트리지(1)에 있어서,
   상기 밸브 수단(6)은 상기 저장부(5)와 상기 용기부(2) 사이의 압력 차이가 미리 정해진 값과 같거나 클 때 개방되고 상기 압력 차이가 상기 미리 정해진 값보다 낮을 때는 닫히도록 구성되며, 상기 저장부(5)는 상기 용기부(2)와 제거할 수 없게 연결되고 외부 공기 공급 장치(8)와의 연결을 위한 기밀 연결 수단(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 수단(6)은 상기 미리 정해진 값과 같거나 큰 상기 압력차의 효과로 인해 탄성적으로 개방되도록 구성되고 보통 닫혀있는 구멍(10)이 형성된 제1 멤브레인(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1).
3. 제1항에 있어서,
   상기 기밀 연결 수단(7)은 상기 저장부(5)의 벽에 속해있는 제2 멤브레인(11)을 구비하며, 상기 제2 멤브레인(11)은 바늘 형상 부재에 의해 관통될 수 있으며 동시에 상기 바늘 형상 부재가 상기 제2 멤브레인(11)을 통해 지나도록 배치되는 경우에도 기밀을 유지하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1).
4. 제1항에 있어서,
   상기 저장부(5)에는 상기 용기부(2) 주변 둘레를 한정하는 환형 벽(36)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1).
5. 제4항에 있어서,
   상기 환형 벽(36)은 반원형의 서로 마주보는 부분(37)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1).
6. 제4항에 있어서,
   상기 투명 바닥부(4)는 외측 가장자리(4a)에 의해 주변 둘레가 한정되며, 상기 외측 가장자리(4a)는 상기 저장부(5)의 전체 크기를 넘지 않는 식으로 상기 저장부(5)에 속해 있는 공동(5a)에 수용되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1).
7. 제1항에 있어서,
   상기 저장부(5)는 상기 투명 바닥부(4)와 함께 90도보다 크고 180도보다 작은 각을 형성하는 경사진 벽(12)에 의해 내부적으로 한정되며, 상기 밸브 수단(6)은 상기 용기부(2)에 근접해 있는 상기 경사진 벽(12)의 가장자리 높이로 배치되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치를 위한 카트리지(1).
8. 스테레오리소그래피 장치는:
   지지 구조;
   상기 지지 구조와 연결되어, 안정된 작동 위치에서 제1항에 따른 카트리지(1)를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 하우징(14, housing); 을 포함하고,
   상기 카트리지(1)가 상기 하우징(14)에 배치될 때, 상기 스테레오리소그래피 장치는 일체적으로 상기 카트리지(1)의 연결 수단(7)과 기밀하게 연결되어 있는 공급 덕트(15)가 형성된 공기 공급 장치(8)를 포함하고, 상기 공기 공급 장치(8)는 상기 저장부(5)의 압력을 변화시키는 방식으로 작동되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 카트리지(1)는 제3항에 따르며, 상기 공급 덕트(15)는 바늘 형상 단부(16)를 구비하고, 상기 바늘 형상 단부(16)는 상기 카트리지(1)가 상기 작동 위치에 있을 때 상기 제2 멤브레인(11)을 관통하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 하우징(14)은 상기 카트리지(1)를 상기 작동 위치에 유지하도록 구성된 멈춤 수단(17)을 구비하며, 상기 멈춤 수단(17)은 상기 카트리지(1)를 상기 하우징(14)에서 분리하는 식으로 해제될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징(14)은 상기 투명 바닥부(4)에 상응하는 쪽에 상기 카트리지(1)를 지지하도록 되어 있는 지지 베이스(18, supporting base)를 구비하며, 상기 지지 베이스(18)는 지지면(19) 자체에서 돌출된 구역 칸막이(20)에 의해 한정되는 지지면(19)을 형성하며 상기 지지면(19)에서의 상기 카트리지(1)의 미끄러지는 움직임을 막기 위해 상기 카트리지(1)와 접촉하여 배치되어 있고, 상기 멈춤 수단(17)은 상기 지지면(19) 반대 측에서 상기 카트리지(1)와 접촉하여 배치될 수 있도록 상기 지지면(19)을 향해 있을 수 있는 커버(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 커버(21)는 상기 지지 베이스(18)와 회전하게 연결되는 제1 가장자리(22)를 구비하고, 상기 지지 베이스(18)에 해제 가능하게 연결되기 위해 스냅 수단(24)이 형성되며, 상기 제1 가장자리(22) 맞은편에는 상기 커버(21)의 제2 가장자리(23)가 구비되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 구역 칸막이(20)는 상호간 서로 마주하고 있는 제1 단부(26) 및 제2 단부(27)가 형성되어 있는 조절 벽(25)을 구비하며,
    상기 조절 벽(25)에 대해,
    - 상기 커버(21)가 상기 카트리지(1)와 접촉하여 배치된 경우, 상기 커버(21)의 회전을 막는 식으로, 상기 제2 단부(27)가 상기 커버에 대해 배치된, 정지 위치와;
    - 상기 제2 단부(27)가 상기 지지 베이스(18)에 대해 상기 커버(21)의 개방에 해당하는 방향으로 상기 커버(21)를 회전하게 하는 식으로 배치된, 해제 위치를 정의 하는 식으로, 상기 제1 단부(26)는 상기 지지 베이스(18)와 회전하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 단부(27)에는 상기 커버(21)의 회전을 제한하도록 하는 멈춤면(28)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 멈춤면(28)은 상기 커버(21)의 제2 가장자리(23)를 향해있는 오목한 부분(29)을 형성하며, 상기 제2 가장자리(23)는 상기 조절 벽(25)의 회전을 제한하는 식으로 상기 오목한 부분(29) 내부에 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
16. 제13항에 있어서,
    상기 해제 위치에서 상기 정지 위치를 향해 상기 조절 벽(25)을 강제로 복귀시키도록 하는 제1 탄성 수단(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
17. 제13항에 있어서,
    상기 조절 벽(25)은 상기 카트리지(1)를 미끄러지게 수용하는 관통 개구부(31)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 관통 개구부(31)는 상기 지지면(19)보다 높이 있는 가장자리(32)를 구비하며 상기 가장자리(32)는 상기 투명 바닥부(4)가 상기 지지면(19)에서 올려진 상태로 유지되는 식으로 상기 지지면(19)에 대해 상기 카트리지(1)를 경사진 상태로 있게 하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
19. 제12항에 있어서,
    상기 커버(21)의 제1 가장자리(22)는 상기 지지 베이스(18)에 속해 있는 상응하는 개구부(34)에 제거 가능하게 삽입되는 적어도 하나의 탭(33, tap)을 구비하며, 상기 적어도 하나의 탭(33)과 상기 개구부(34)는 상기 지지 베이스(18)에 대해 커버(21)를 회전하게 하고 상기 지지 베이스(18)로부터 상기 커버(21)를 제거할 수 있게 하는 식으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
20. 제12항에 있어서,
    상기 지지 베이스(18)에 대해 개방 방향으로 상기 커버(21)를 강제로 회전시키도록 되어 있는 제2 탄성 수단(35)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
21. 제8항에서 있어서,
    상기 하우징(14)은 상기 접근 개구부(3)에 의해 정의된 평면과 평행한 움직임 방향을 따라 상기 지지 구조와 제거 가능하게 연결되며, 상기 공급 덕트(15)는 변형 가능한 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
22. 제8항에 있어서,
    상기 공급 덕트(15)는 상기 연결 수단(7)에 제거 가능하게 연결될 수 있는 식으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 스테레오리소그래피 장치.
23. 제3항에 있어서,
    - 공기 공급 장치(8)에 작동하게 연결되고 상기 카트리지(1)의 제2 멤브레인(11)을 천공하도록 되어 있는 바늘 형상 단부(16)가 구비된 공급 덕트(15)를 구비하는 스테레오리소그래피 장치를 준비하는 단계;
    - 상기 제2 멤브레인(11)을 관통하여 상기 바늘 형상 단부(16)를 삽입하는 단계; 및
    - 상기 저장부(5) 압력과 상기 용기부(2) 압력 사이의 미리 정해진 값보다 더 큰 차이를 생성하는 식으로 상기 공기 공급 장치(8)를 작동하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 카트리지(1)를 이용하는 방법.
    
    
    
    
    
    
    
    

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