KR101980466B1 - 삼차원 물체 생성 기법 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 작용제 분배기가 빌드 물질의 레이어의 부분에 제 1 밀도와 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 유착 작용제를 선택적으로 운반할 수 있다. 컨트롤러는 적어도 하나의 작용제 분배기가 생성될 삼차원 물체를 나타내는 데이터로부터 유도되는 제 1 패턴과 제 2 패턴으로 각각 레이어의 제 1 부분과 제 2 부분에 각각 제 1 밀도와 제 2 밀도로 유착 작용제를 선택적으로 운반하도록 제어하여, 에너지가 레이어로 인가될 때 빌드 물질이 유착 및 고형화되어 제 1 패턴에 따라 삼차원 물체의 슬라이스를 형성할 수 있다. 제 2 부분은 제 1 부분의 경계에 근접하여 위치될 수 있다. 제 2 부분 내의 유착 작용제의 존재는 에너지가 인가될 때 적어도 일부의 열이 제 1 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.

Description

삼차원 물체 생성 기법
레이어 단위로(ayer-by-layer basis) 삼차원 물체를 생성하는 적층 가공 시스템(additive manufacturing system)이 삼차원 물체를 생산하는 잠재적으로 편리한 방법으로서 제안되었다. 그러한 시스템에 의해 생산되는 물체의 품질은 사용되는 적층 가공 기술의 유형에 따라 매우 다양할 수 있다.
일부 예시가 하기 도면을 참조하여 설명된다.
도 1a는 일부 예시에 따른 삼차원 물체를 생성하는 시스템을 도시한다.
도 1b는 일부 예시에 따른 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1c는 일부 예시에 따른 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 도시하는 블록도이다.
도 2는 일부 예시에 따른 적층 가공 시스템의 단순화된 등각투영 도면이다.
도 3은 일부 예시에 따른 삼차원 물체를 제조하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4c는 일부 예시에 따른 삼차원 물체를 나타내는 데이터를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 일부 예시에 따른 빌드 물질의 레이어의 일련의 단면도를 도시한다.
도 6a 내지 도 6d는 일부 예시에 따른 빌드 물질의 레이어의 일련의 평면도를 도시한다.
하기의 용어가 명세서 또는 청구항에서 기재될 때 하기의 의미로 이해된다. 단수 형태의 "하나의(a)", "하나의(an)" 및 "상기(the)"는 "하나 이상의"를 의미한다. "포함하는(including)" 및 "갖는(having)"은 "포함하는(comprising)"의 용어와 동일한 포괄적 의미를 갖는 것으로 의도된다.
일부 적층 가공 시스템은 분말(powedered) 또는 액체 빌드 물질과 같은 빌드 물질의 연속하는 레이어의 부분을 고형화함으로써 삼차원 물체를 생성한다. 생성된 물체의 속성은 사용되는 빌드 물질의 유형과 고형화 메커니즘의 유형에 따라 달라질 수 있다. 일부 예시에서, 고형화는 빌드 물질을 화학적으로 고형화하는 액체 결합제(liquid binder agent)를 사용하여 달성될 수 있다. 다른 예시에서, 고형화는 빌드 물질로 에너지를 일시적으로 인가함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 유착 작용제(coalescing agent)를 사용하는 것을 포함할 수 있으며, 유착 작용제는 적절한 양의 에너지가 빌드 물질과 유착 작용제의 조합물에 인가될 경우 빌드 물질이 유착 및 고형화되게 할 수 있다. 예를 들어, 유착 작용제는 인가된 에너지의 흡수제로서 작용하여 유착 작용제를 갖는 빌드 물질의 부분이 유착 및 고형화되게 할 수 있다. 일부 예시에서, 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 포함된, 2014년 1월 16일자로 출원된 "삼차원 물체 생성 기법(GENERATING A THREE-DIMENSIONAL OBJECT)"이라는 명칭의 PCT 출원번호 제 PCT/EP2014/050841 호에 설명된 것과 같은 복수의 작용제를 사용하는 적층 가공 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들어, 빌드 물질의 레이어에 유착 작용제를 선택적으로 운반하는 것에 더하여, 유착 수정 작용제가 또한 빌드 물질의 레이어로 선택적으로 운반될 수 있다. 유착 수정 작용제는 유착 수정 작용제가 운반 또는 침투된 빌드 물질의 부분의 유착 정도를 수정하도록 할 수 있다. 또 다른 예시에서, 다른 고형화 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 선택적 레이저 소결 기법(selective laser sintering: SLS), 광 중합 반응(light polymerization) 등을 사용할 수 있다. 전술한 예시는 임의의 상기 적층 가공 시스템과 그의 적절한 적용례와 함께 사용될 수 있다.
유착 작용제의 사용과 에너지 인가에 의해 고형화가 달성되는 실시예에서, 물체를 형성하기 위해 유착 작용제가 운반 또는 침투된 빌드 물질에 의해 흡수된 에너지는 또한 생성된 물체로부터 유착 작용제가 운반되지 않고 고형화가 의도되지 않은 주변 빌드 물질로 전파될 수 있다. 상대적으로 높은 열 전도성을 가질 수 있는 빌드 물질을 사용하는 경우에 문제가 악화될 수 있으며, 이는 각각의 새로운 레이어가 형성될 때 그 표면의 하부에 열 저장부분의 형성을 방해할 수 있기 때문이다. 열 저장부분의 열은 생성된 물체로부터, 예를 들어, 빌드 물질을 횡적으로 가로질러서, 가장 최신의 레이어 하부에서 및/또는 추가적인 레이어가 최신의 레이어 상에 도포되는 경우 추가적인 레이어로 전파될 수 있다.
따라서, 생성되는 물체는 의도된 것보다 적은 열을 수신하여, 의도된 것보다 적은 정도로 유착 및 고형화될 수 있으며, 예컨대, 의도된 것보다 완전하게 유착 및 고형화되지 않을 수 있고, 조악한 표면 속성, 정확도, 강도 또는 레이어간 결합(bonding)과 같은 조악한 물체 속성을 초래할 수 있다. 일부 예시에서, 생성되는 물체의 얇은 부분에서 특히 불충분한 고형화의 위험이 높으며, 이는 열이 그러한 얇은 부분을 통해 전파될 수 있기 때문이다. 이러한 이유로 얇은 부분이 불완전하게 형성될 수 있으며, 이러한 얇은 부분은 물체가 생성된 후에 부서질 수도 있다.
따라서, 본 개시는, 예컨대, 양호한 표면 속성, 정확도, 강도 및 레이어간 결합을 포함하는 양호한 물체 속성을 가지는 물체를 생성할 수 있는 다양한 예시를 제공한다. 예를 들어, 물체의 얇은 부분이 정확하게 형성될 수 있어서 부서지지 않을 수 있다. 예를 들어, 고형화되는 제 1 부분에는 제 1 밀도로 유착 작용제를 제공하고, 제 1 부분을 둘러싸는, 예컨대, 얇은 부분인 제 1 부분을 둘러싸는 제 2 부분은 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 유착 작용제를 제공함으로써 달성될 수 있다. 제 2 밀도는 제 2 부분이 가열시킬 수 있어서, 열이 제 1 부분(예컨대, 얇은 부분)으로 흘러나가는 것을 방지할 수 있지만, 제 2 부분이 완전히 고형화될 정도로 높지는 않을 수 있다.
도 1a는 일부 예시에 따른 삼차원 물체를 생성하는 시스템(100)을 도시하는 블록도이다. 시스템(100)은 유착 작용제를 제 1 밀도와 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 빌드 물질의 레이어의 부분에 선택적으로 운반하는 적어도 하나의 작용제 분배기(102)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 생성되는 삼차원 물체를 나타내는 데이터로부터 유도된 제 1 및 제 2 패턴으로 레이어의 제 1 및 제 2 부분에 각각 제 1 및 제 2 밀도로 유착 작용제를 선택적으로 운반하도록 적어도 하나의 작용제 분배기를 제어할 수 있어, 에너지가 레이어로 인가되면 빌드 레이어는 제 1 패턴에 따라 삼차원 물체의 슬라이스를 형성하도록 유착 및 고형화될 수 있다. 제 2 부분은 제 1 부분의 경계에 근접할 수 있다. 제 2 부분 내의 유착 작용제의 존재는 에너지가 인가될 때 적어도 일부의 열이 제 1 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.
도 1b는 일부 예시에 따른 방법(110)을 도시하는 흐름도이다. 112에서, 빌드 물질의 레이어가 운반될 수 있다. 114에서, 유착 작용제가 레이어의 제 1 부분에 제 1 밀도로 선택적으로 증착될 수 있다. 116에서, 유착 작용제가 레이어의 제 2 부분에 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 선택적으로 증착될 수 있다. 제 2 부분은 제 1 부분의 경계 주위에 배치될 수 있다. 118에서, 에너지가 레이어로 인가되어 삼차원 물체의 슬라이스를 형성하도록 제 1 부분이 유착 및 고형화될 수 있다. 제 2 부분 내의 유착 작용제의 존재는 적어도 일부의 열이 제 1 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.
도 1c는 일부 예시에 따른 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체(120)를 도시하는 블록도이다. 매체(120)는 명령어(122)를 포함할 수 있으며, 명령어(122)는 프로세서에 의해 실행되는 경우, 프로세서로 하여금 생성될 삼차원 물체를 표현하는 데이터를 획득하게 한다. 데이터는 유착 작용제가 제 1 밀도로 운반되는 부분을 정의하는 제 1 부분을 포함할 수 있다. 매체(120)는 명령어(124)를 포함할 수 있으며, 명령어(124)는 프로세서에 의해 실행되는 경우, 프로세서로 하여금 유착 작용제가 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 운반되는 제 2 부분을 포함하도록 데이터를 수정하게 할 수 있다. 제 2 부분은 제 1 부분의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 매체(120)는 명령어(126)를 포함할 수 있으며, 명령어(126)는 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서로 하여금 수정된 데이터를 사용하여 적어도 하나의 작용제 분배기가 유착 작용제를 제 1 밀도로 제 1 부분에 운반하고 제 2 밀도로 제 2 부분에 운반하도록 제어하여, 에너지가 인가될 때 제 1 부분이 유착 및 고형화되게 할 수 있다. 제 2 밀도는 에너지가 인가될 때 제 2 부분이 완전히 고형화되기에는 불충분할 수 있다. 제 2 부분 내의 유착 작용제의 존재는 에너지가 인가될 때 열이 제 1 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 일부 예시에 따른 적층 가공 시스템(200)의 단순화된 등각투영(isometric) 도면이다. 시스템(200)은 삼차원 물체를 생성하기 위해 도 3의 흐름도롤 참조하여 하기에서 더욱 설명되는 바와 같이 동작될 수 있다.
일부 예시에서, 빌드 물질은 분말 기반 빌드 물질일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 분말 기반 물질이라는 용어는 건식 및 습식 분말 기반 물질, 미립자(particulate) 물질 및 과립(granular) 물질을 포함하도록 의도된다. 일부 예시에서, 빌드 물질은 공기와 액체 고분자 입자의 혼합물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 약 40%의 공기와 약 60%의 액체 고분자 입자의 비율의 혼합물을 포함할 수 있다. 하나의 적절한 물질이 나일론 12일 수 있으며, 예를 들어, 시그마-알드리치 사(Sigma-Aldrich Co. LLC.)로부터 구입할 수 있다. 다른 적절한 나일론 12 물질은 Electro Optical Systems EOS GmbH.로부터 구입할 수 있는 PA 2200일 수 있다. 적절한 빌드 물질의 다른 예시는, 예를 들어, 분말 금속 물질, 분말 합성 물질, 분말 세라믹 물질, 분말 유리 물질, 분말 레진 물질, 분말 폴리머 물질 등과 그 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 설명된 예시는 분말 기반 물질이나 상기에 나열된 어떤 물질에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 다른 예시에서, 빌드 물질은 페이스트(paste), 액체 또는 겔(gel)의 형태일 수 있다. 일 예시에 따라, 적절한 빌드 물질은 분말 반결정질 열가소성 물질(semi-crystalline thermoplastic material)일 수 있다.
적층 가공 시스템(200)은 시스템 컨트롤러(210)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 임의의 동작 및 방법이 적층 가공 시스템(200) 및/또는 컨트롤러(210)에서 구현 및 제어될 수 있다.
컨트롤러(210)는 본 명세서에 설명된 방법을 구현할 수 있는 명령어를 실행하는 프로세서(212)를 포함할 수 있다. 프로세서(212)는, 예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로그램형 게이트 어레이, ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 프로세서 등일 수 있다. 프로세서(212)는, 예를 들어, 칩 상의 복수의 코어, 복수의 칩에 걸친 복수의 코어, 복수의 디바이스에 걸친 복수의 코어 및 그 조합을 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 프로세서(212)는 적어도 하나의 집적 회로(IC), 다른 제어 로직, 다른 전자 회로 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
프로세서(212)는, 예컨대, 통신 버스를 통해 컴퓨터 판독가능 저장 매체(216)와 통신할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(216)는 단일 매체 또는 복수의 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(216)는 ASIC의 메모리와 컨트롤러(210) 내의 별개의 메모리 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(216)는 임의의 전자, 자기, 광학 또는 다른 물리적 저장 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(216)는, 예를 들어, RAM(random access memory), 정적 메모리, ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), 하드 드라이브, 광학 드라이브, 저장 드라이브, CD, DVD 등일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(216)는 비일시적일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(216)는 컴퓨터 실행가능 명령어(218)를 저장, 인코딩 또는 운반할 수 있는데, 컴퓨터 실행가능 명령어(218)는 프로세서(212)에 의해 실행될 경우 프로세서(212)로 하여금 다양한 예시에 따른 본 명세서에 개시된 임의의 방법 또는 동작을 수행하게 할 수 있다.
시스템(200)은 지지 멤버(204) 상에 제공된 빌드 물질의 연속하는 레이어에 유착 작용제를 선택적으로 운반하는 유착 작용제 분배기(202)를 포함할 수 있다. 하나의 비제한적인 예시에 따라, 적절한 유착 작용제는, 예를 들어, 휴렛-패커드 사로부터 구매 가능한 CM997A로 상업적으로 알려진 잉크 유형 제제일 수 있다. 일 예시에서, 그러한 잉크는 적외선 광 흡수제를 부가적으로 포함할 수 있다. 일 예시에서, 그러한 잉크는 근적외선 광 흡수제를 부가적으로 포함할 수 있다. 일 예시에서, 그러한 잉크는 가시광선 광 흡수제를 부가적으로 포함할 수 있다. 일 예시에서, 그러한 잉크는 UV 광 흡수제를 부가적으로 포함할 수 있다. 가시광선 강화제(enhancer)를 포함하는 잉크의 예시는 염료 기반 컬러 잉크 및 색소 기반 컬러 잉크이며, 그러한 잉크는 휴렛-패커드 사로부터 구입가능한 CM993A 및 CE042A로 상업적으로 알려져 있다.
컨트롤러(210)는 명령어(218)에 따라 제공된 빌드 물질의 레이어로 유착 작용제가 선택적으로 운반되는 것을 제어할 수 있다.
작용제 분배기(202)는 열 잉크젯 프린트헤드 또는 피에조 잉크젯 프린트헤드와 같은 프린트헤드일 수 있다. 프린트헤드는 노즐 어레이를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 상업적으로 구입가능한 잉크젯 프린터에서 흔히 사용되는 프린트헤드가 사용될 수 있다. 다른 예시에서, 작용제는 프린트헤드를 통해서가 아니라 스프레이 노즐을 통해 운반될 수 있다. 다른 운반 메커니즘이 또한 사용될 수 있다. 작용제 분배기(202)는 액체와 같은 적절한 유체의 형태로 유착 작용제를 선택적으로 운반, 예컨대, 증착하는데 사용될 수 있다.
유착 작용제 분배기(202)는 유착 작용제 공급부를 포함할 수 있거나, 별개의 유착 작용제 공급부에 접속될 수 있다.
작용제 분배기(202)는 액체와 같은 적절한 유체의 형태로 유착 작용제를 선택적으로 운반, 예컨대, 증착하는데 사용될 수 있다. 일부 예시에서, 작용제 분배기(202)는 노즐 어레이를 포함할 수 있으며, 노즐 어레이를 통해 유체의 액적을 선택적으로 토출할 수 있다. 일부 예시에서, 각 액적은 액적 당 약 10 피코 리터(pi) 정도일 수 있지만, 다른 예시에서는 작용제 분배기(202)가 더 크거나 더 작은 크기의 액적을 운반할 수 있다. 일부 예시에서, 작용제 분배기(202)는 다양한 크기의 액적을 운반할 수 있다.
일부 예시에서, 유착 작용제는 물이나 임의의 다른 용매 또는 분산제(dispersant)와 같은 액체 캐리어를 포함할 수 있고, 프린트헤드를 통해 액체 캐리어를 운반하게 할 수 있다.
일부 예시에서, 프린트헤드는 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 프린트헤드일 수 있다. 다른 예시에서, 프린트헤드는 연속적인 액적 프린트헤드일 수 있다.
일부 예시에서, 작용제 분배기(202)는 시스템(200)에 통합된 부분일 수 있다. 일부 예시에서, 작용제 분배기(202)는 사용자가 교체할 수 있어서, 이러한 경우에 시스템(200)의 적절한 작용제 분배기 수신기 또는 인터페이스 모듈로 제거 및 삽입가능할 수 있다.
도 2에 도시된 예시에서, 작용제 분배기(202)는 소위 페이지-와이드(page-wide) 어레이 구성으로 지지 멤버(204)의 전체 폭을 가로지를 수 있는 길이를 가질 수 있다. 일 예시에서, 복수의 프린트헤드의 적절한 배치를 통해 달성될 수 있다. 다른 예시에서, 지지 멤버(204)의 폭을 가로지를 수 있게 하는 길이를 갖는 노즐 어레이를 갖는 하나의 프린트헤드가 사용될 수 있다. 다른 예시에서, 작용제 분배기(202)는 지지 멤버(204)의 전체 폭을 가로지르게 할 수 없는 더 짧은 길이를 가질 수 있다.
작용제 분배기(202)는 이동식 캐리지에 내장되어 y-축으로 도시된 축을 따라 지지 멤버(204)의 길이를 가로질러 양방향으로 이동할 수 있다. 이로써 유착 작용제가 단일 경로로 지지 멤버(204)의 전체 폭과 길이를 가로질러 선택적으로 운반될 수 있다. 다른 예시에서, 작용제 분배기(202)는 고정될 수 있고, 지지 멤버(204)가 작용제 분배기(202)에 대해 이동할 수 있다.
다른 예시에서, 작용제 분배기는 고정될 수 있고, 지지 멤버(204)가 작용제 분배기에 대해 이동할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "폭(width)"이라는 용어는 일반적으로 도 2에 도시된 x 축 및 y 축에 평행한 평면에서 가장 짧은 치수를 의미하도록 사용되며, 본 명세서에서 사용되는 "길이(length)"라는 용어는 일반적으로 이러한 평면에서 가장 긴 치수를 의미하도록 사용되는 것을 주의해야 한다. 그러나, 다른 예시에서 "폭"이라는 용어가 "길이"라는 용어와 상호 교환 가능할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 다른 예시에서 작용제 분배기(202)는 지지 멤버(204)의 전체 길이를 가로지르게 할 수 있는 길이를 가질 수 있으며, 이동식 캐리지가 지지 멤버(204)의 폭을 따라 양방향으로 움직일 수 있다.
다른 예시에서, 작용제 분배기(202)는 지지 멤버의 전체 폭을 가로지르게 할 수 있는 길이를 가지지 않지만, 추가적으로 x-축으로 지지 멤버(204)의 폭을 따라 양방향으로 이동할 수 있다. 이러한 구성은 복수의 경로를 사용하여 지지 멤버(204)의 전체 폭과 길이를 가로질러 유착 작용제를 선택적으로 운반할 수 있다. 그러나, 페이지-와이드 어레이 구성과 같은 다른 구성이 삼차원 물체를 더 빠르게 생성하게 할 수 있다.
시스템(200)은 지지 멤버(204) 상에 빌드 물질의 연속하는 레이어를 제공, 예컨대, 운반 및/또는 증착하는 빌드 물질 분배기(224)를 더 포함할 수 있다. 적절한 빌드 물질 분배기(224)는, 예컨대, 와이퍼 블레이드 및 롤러를 포함할 수 있다. 빌드 물질은 호퍼(hopper) 또는 빌드 물질 저장소로부터 빌드 물질 분배기(224)로 공급될 수 있다. 도시된 예시에서, 빌드 물질 분배기는 빌드 물질의 레이어를 증착하기 위해 지지 멤버(204)의 길이(y-축)를 따라 이동한다. 전술한 바와 같이, 빌드 물질의 레이어는 지지 멤버(204) 상에 증착될 것이며, 빌드 물질의 후속 레이어는 앞서 증착된 빌드 물질의 레이어 상에 증착될 것이다. 빌드 물질 분배기(224)는, 시스템(200)의 고정된 부분일 수 있거나, 예를 들어, 이동식 모듈의 부분인 것처럼 시스템(200)의 고정된 부분이 아닐 수 있다. 일부 예시에서, 빌드 물질 분배기(224)는 캐리지에 내장될 수 있다.
일부 예시에서, 각 레이어의 두께는 약 50 내지 300 미크론(micron) 또는 90 내지 110 미크론 또는 250 미크론의 범위로부터 선택된 값일 수 있으며, 다른 예시에서는 더 얇은 또는 더 두꺼운 레이어의 빌드 물질이 제공될 수 있다. 두께는, 예를 들어, 명령어(218)에 기초하여 컨트롤러(210)에 의해 제어될 수 있다.
일부 예시에서, 도 2에 도시된 분배기와 관련된 임의 개수의 추가적인 작용제 분배기 및 빌드 물질 분배기가 존재할 수 있다. 일부 예시에서, 시스템(200)의 분배기는 동일한 캐리지에 위치되거나, 서로 인접하거나 근거리에 별도로 위치될 수 있다. 다른 예시에서, 둘 이상의 캐리지가 각각 분배기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 분배기는 개별 캐리지에 위치될 수 있다. 임의의 추가적인 분배기가 유착 작용제 분배기(202)에 대해 전술된 것과 유사한 특징을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 예시에서, 상이한 작용제 분배기가, 예를 들어, 상이한 유착 작용제 및/또는 유착 수정 작용제를 운반할 수 있다.
도시된 예시에서, 지지 멤버(204)는 z-축으로 이동될 수 있어서, 빌드 물질의 새로운 레이어가 가장 최근에 증착된 빌드 물질의 레이어의 표면과 작용제 분배기(202)의 가장 하부의 표면 사이에 사전결정된 갭을 갖도록 증착될 수 있다. 그러나, 다른 예시에서, 지지 멤버(204)는 z-축으로 이동될 수 없고, 작용제 분배기(202)가 z-축으로 이동될 수 있다.
시스템(200)은 에너지를 빌드 물질에 인가해서 유착 작용제가 운반되거나 침투된 빌드 물질의 부분이 고형화되게 하는 에너지원(226)을 추가적으로 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 에너지원(226)은 적외선(IF) 방사선원, 근적외선 방사선원, 할로겐 방사선원 또는 발광 다이오드이다. 일부 예시에서, 에너지원(226)은 지지 멤버(204) 상에 증착된 빌드 물질에 에너지를 균일하게 인가할 수 있는 단일 에너지원일 수 있다. 일부 예시에서, 에너지원(226)은 에너지원의 어레이를 포함할 수 있다.
일부 예시에서, 에너지원(226)은 빌드 물질의 레이어의 전체 표면에 실질적으로 균일한 방식으로 에너지를 인가하도록 구성된다. 이러한 예시에서, 에너지원(226)은 포커싱되지 않은 에너지원으로 칭해질 수 있다. 이러한 예시에서, 전체 레이어가 동시에 인가된 에너지를 가질 수 있으며, 삼차원 물체가 생성될 수 있는 속도를 증가시킬 수 있다.
다른 예시에서, 에너지원(226)은 빌드 물질의 레이어의 전체 표면의 부분에 실질적으로 균일한 방식으로 에너지를 인가하도록 구성된다. 예를 들어, 에너지원(226)은 빌드 물질의 레이어의 전체 표면의 스트립(strip)에 에너지를 인가하도록 구성될 수 있다. 이러한 예시에서, 에너지원은 빌드 물질의 레이어에 걸쳐 이동 및 스캔될 수 있으며, 실질적으로 동일한 양의 에너지가 빌드 물질의 레이어의 전체 표면에 궁극적으로 인가된다.
일부 예시에서, 에너지원(226)은 이동식 캐리지(203a 또는 203b)에 내장될 수 있다.
다른 예시에서, 에너지원(226)은, 예를 들어, 명령어(218)에 따라 빌드 물질의 레이어에 걸쳐 이동되면서 다양한 양의 에너지를 인가할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는 유착 작용제가 적용된 빌드 물질의 부분에만 에너지가 인가되도록 에너지원을 제어할 수 있다.
추가적인 예시에서, 에너지원(226)은 레이저 빔과 같이 포커싱된 에너지원일 수 있다. 이러한 예시에서, 레이저 빔은 빌드 물질의 레이어의 전체 또는 일부를 스캔하도록 제어될 수 있다. 이러한 예시에서, 레이저 빔은 작용제 운반 제어 데이터에 따라 빌드 물질의 레이어를 스캔하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔은 유착 작용제가 운반된 레이어의 부분에 에너지를 인가하도록 제어될 수 있다.
공급된 에너지, 빌드 물질 및 유착 작용제의 조합이 임의의 유착 블리드(bleed)를 배제하도록 선택될 수 있어서,
i) 유착 작용제가 운반되지 않은 빌드 물질의 부분이 에너지가 일시적으로 인가되는 경우 유착되지 않고,
ii) 유착 작용제만이 운반 또는 침투된 빌드 물질의 부분이 에너지가 일시적으로 인가되는 경우 유착된다.
도 2에는 도시되지 않았으나, 일부 예시에서 시스템(200)은 사전결정된 온도 범위 내에서 지지 멤버(204)에 증착된 빌드 물질을 유지하기 위해 예열기(pre-heater)를 추가적으로 포함할 수 있다. 예열기의 사용은 유착 작용제가 운반 또는 침투된 빌드 물질의 유착 및 후속하는 고형화를 초래하기 위해 에너지원(226)에 의해 인가된 에너지 양을 감소하는데 도움이 될 수 있다.
도 3은 일부 예시에 따른 삼차원 물체를 생성하는 방법(300)을 도시하는 흐름도이다. 일부 예시에서, 도시된 순서는 달라질 수 있으며, 일부 요소는 동시에 발생할 수 있고, 일부 요소는 추가될 수 있으며, 일부 요소는 삭제될 수 있다.
도 3을 설명하는데 있어, 도 2, 도 4a 내지 4c, 도 5a 내지 5d 및 도 6a 내지 6d가 참조될 것이다. 도 4a 내지 4c는 일부 예시에 따른 삼차원 물체를 나타내는 데이터를 도시한다. 도 5a 내지 5d는 일부 예시에 따른 빌드 물질의 레이어의 일련의 단면도를 도시한다. 도 6a 내지 6d는 일부 예시에 따른 빌드 물질의 레이어의 일련의 평면도를 도시한다. 도 5a의 선(6a-6a)에 따른 레이어의 평면도가 도 6a에 도시되고, 도 6a의 선(5a-5a)에 따른 단면도가 도 5a에 도시된다. 도 5b의 선(6b-6b)에 따른 레이어의 평면도가 도 6b에 도시되고, 도 6b의 선(5b-5b)에 따른 단면도가 도 5b에 도시된다. 도 5c의 선(6c-6c)에 따른 레이어의 평면도가 도 6c에 도시되고, 도 6c의 선(5c-5c)에 따른 단면도가 도 5c에 도시된다. 도 5d의 선(6d-6d)에 따른 레이어의 평면도가 도 6d에 도시되고, 도 6d의 선(5d-5d)에 따른 단면도가 도 5d에 도시된다.
302에서, 삼차원 물체를 나타내는 데이터(400)가 컨트롤러(200)에 의해 생성 또는 획득될 수 있다. "삼차원 물체를 나타내는 데이터"는 본 명세서에서 삼차원 물체 디자인 데이터로서의 그 초기 생성으로부터 생성될 데이터의 슬라이스를 나타내는 슬라이스 데이터로의 변환(conversion)으로 물체를 정의하는 임의의 데이터를 포함하도록 정의된다. 데이터(400)는 명령어(218)의 일부일 수 있다.
삼차원 물체 디자인 데이터는 생성될 물체의 삼차원 모델 및/또는 물체의 속성(예컨대, 밀도, 표면 거칠기, 강도 등)을 타나낼 수 있다. 모델은 물체의 고체 부분을 정의할 수 있다. 삼차원 물체 디자인 데이터는, 예를 들어, 사용자로부터의 입력으로서 입력 디바이스(220)를 통해 사용자로부터, 소프트웨어 드라이버로부터, CAD(computer aided design) 애플리케이션과 같은 소프트웨어 애플리케이션으로부터 수신될 수 있거나, 디폴트 또는 사용자 정의 물체 디자인 데이터 또는 물체 속성 데이터를 저장하는 메모리로부터 획득될 수 있다. 삼차원 물체 디자인 데이터는 모델의 평행하는 평면의 슬라이스를 나타내는 슬라이스 데이터를 생성하기 위해 삼차원 물체 처리 시스템에 의해 처리될 수 있다.
각 슬라이스는 적층 가공 시스템에 의해 고형화될 수 있는 빌드 물질의 각 레이어의 부분을 정의할 수 있다. 슬라이스 데이터는 (1) 물체의 슬라이스를 벡터의 형태로 나타내는 벡터 슬라이스 데이터로부터, (2) 물체의 슬라이스를 비트맵 또는 래스터화된(rasterized) 형태로 나타내는 콘톤(contone) 슬라이스 데이터로, (3) 물체의 각 슬라이스에 대해 작용제의 액적이 빌드 물질의 레이어에 증착되는 위치 또는 패턴을 나타내는 하프톤(halftone) 슬라이스 데이터로, (4) 물체의 각 슬라이스에 대해 언제작용제의 액적이, 예를 들어, 작용제 분배기의 노즐을 사용하여 빌드 물질의 레이어의 위치, 부분 또는 패턴에 증착되는지에 대한 시간을 나타내는 마스크 슬라이스 데이터로 변환될 수 있다.
도 4a의 예시에서, 데이터(400)의 예시는 생성될 물체의 슬라이스(402)를 갖는 슬라이스 데이터로서 도시된다. 슬라이스(402)는 두꺼운 부분(404)을 포함할 수 있다. 두꺼운 부분은 임계 두께보다 작은 축(예컨대, 폭 또는 길이)상의 두께를 갖지 않는 부분이다. 슬라이스(402)는 얇은 부분(406)을 포함할 수 있다. 얇은 부분은 임계치 미만인 적어도 하나의 축(예컨대, 폭 또는 길이)상의 두께를 갖는 부분이다. 일부 예시에서, 임계 두께는 2 밀리미터일 수 있거나, 1 밀리미터일 수 있다.
일부 예시에서, 슬라이스의 얇은 부분은 전술한 바와 같이 빌드 물질을 둘러싸는 얇은 부분으로부터의 열 방출 때문에 슬라이스의 두꺼운 부분보다 불충분한 고형화에 더욱 민감할 수 있다. 따라서, 데이터(400)는 304 내지 308에서 (도 4c에 도시된 바와 같은) 부분(414)을 추가하도록 처리되어, 슬라이스(402)에 운반되는 유착 작용제의 밀도 또는 양에 비해 더 적은 밀도 또는 양의 유착 작용제가 운반되게 한다. 부분(414)은, 예컨대, 얇은 부분(406)과 같은 임의의 얇은 부분의 경계(예컨대, 외부 경계)를 둘러쌀 수 있다.
일부 예시에서, 얇은 부분의 경계 주위에 부분(414)을 추가하기 보다는, 부분(414)이 얇은 부분과 두꺼운 부분을 포함하는 전체 슬라이스의 전체 주변을 둘러싸는 경계 주위에 추가될 수 있어서, 부분(414)이 슬라이스(402)를 완전히 둘러쌀 수 있다.
304 내지 308에서 방법(300)은 데이터(400)가 처리되는 것으로 설명하지만, 다른 예시에서 삼차원 물체 디자인 데이터 또는 임의의 다른 유형의 슬라이스 데이터를 포함하는 다른 유형의 데이터가 304 내지 308에서 처리될 수 있다. 아울러, 슬라이스 데이터가 304 내지 308에서 처리되면, 프린트 작업의 (물체의 복수의 슬라이스를 나타내는) 모든 슬라이스 데이터가 처리될 수 있다.
304에서, 컨트롤러(210)는 도 4b에 도시된 바와 같이 침식 데이터(408)를 생성하기 위해 데이터(400)를 침식할 수 있다. 침식은 데이터(400)의 슬라이스(402)의 경계를 사전결정된 침식 거리만큼 침식(예컨대, 수축(shrinking))하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 침식 거리는 얇은 부분을 식별하는데 사용되는 임계 두께의 반과 같을 수 있다. 예를 들어, 임계 두께가 2 밀리미터이면, 침식 거리는 1 밀리미터일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 슬라이스가(402)가 침식되면, 맞은편의 양쪽 경계를 침식 거리(예컨대, 1 밀리미터)만큼 침식하는 것이, 예컨대 2 밀리미터의 임계 두께만큼 얇은 부분을 침식할 수 있으므로 임계 거리(예컨대, 2 밀리미터) 미만인 임의의 얇은 부분이 침식 데이터(408)에서 제거될 수 있다. 도 4b에서, 얇은 부분이 없는 (예컨대, 얇은 부분(406)이 제거된) 침식 슬라이스(410)가 도시되고, 두꺼운 부분(404)으로부터 유도된 침식된 두꺼운 부분(410)을 유지한다.
306에서, 컨트롤러(210)는 데이터(400)와 침식 데이터(402)를 비교하여 데이터(400) 내의 임의의 얇은 부분, 예컨대, 얇은 부분(406)을 식별할 수 있다. 이것은 데이터(400)의 어느 부분이 침식 데이터(402)에서 완전히 제거되었는지 확인함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 컨트롤러(210)는 얇은 부분(406)이 침식에 의해 제거되었음을 식별할 수 있다.
308에서, 컨트롤러(210)는 데이터(400)를 수정하여 수정 데이터(412)를 생성할 수 있다. 데이터(400)의 슬라이스(402)를 포함하는 것에 더하여, 수정 데이터(412)는 슬라이스(402)를 생성하기 위해 운반되는 유착 작용제의 밀도 또는 양에 비해 적은 양의 유착 작용제가 운반되는 부분(414)을 포함할 수 있다. 부분(414)은 얇은 부분(406)의 경계를 둘러쌀 수 있다. 식별된 얇은 부분(406)을 팽창시킴으로써 수정이 실시될 수 있다(또는 전체 슬라이스가 부분(414)에 의해 둘러싸이는 예시에서는 전체 슬라이스(402)가 팽창될 수 있다). 팽창은 얇은 부분(406)(또는 전체 슬라이스(402)가 부분(414)에 의해 둘러싸이는 경우 전체 슬라이스(402))의 경계를 사전결정된 확장 거리만큼 확장(예컨대, 팽창)시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 팽창 거리는 약 0.1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터와 같을 수 있다. 팽창 거리는 얇은 부분(406)에 인접한 부분(414)의 폭에 대응할 수 있다. 일부 예시에서, 팽창 거리는 두께 또는 부분(예컨대, 얇은 부분)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 물체의 제 2 얇은 부분 보다 얇은 물체의 제 1 얇은 부분이 제 2 얇은 부분보다 더 큰 팽창 거리로 팽창될 수 있다. 팽창이 완료되면, 수정 데이터(412)는 데이터(400)와 비교되어 새롭게 추가된 부분을 식별할 수 있다. 새롭게 추가된 부분은 부분(414)으로 지정될 수 있으며, 더 낮은 밀도와 적은 양의 유착 작용제가 운반될 수 있다.
전술한 바와 같이, 슬라이스 데이터가 304 내지 308에서 처리되는 경우, 304 내지 308의 처리는 프린트 작업의 (물체의 복수의 슬라이스를 나타내는) 모든 슬라이스 데이터에 대해 수행될 수 있다. 일부 예시에서, 개별적인 슬라이스를 나타내는 슬라이스 데이터는 310 내지 314의 프린트 작업동안에 처리될 수 있으며, 310 내지 314의 특정 반복에서 출력되는 특정 슬라이스를 나타내는 슬라이스 데이터는, 예컨대, 312에서 작용제를 적용하기 전에 처리될 수 있다.
310에서, 도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이 빌드 물질의 레이어(502b)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(210)는 빌드 물질 분배기(224)를 전술한 바와 같이 y-축을 따라 이동시킴으로써 지지 멤버(204) 상의 앞서 완성된 레이어(502a) 위에 레이어(502b)를 제공하도록 빌드 물질 분배기(224)를 제어할 수 있다. 완성된 레이어(502a)는 고형화된 부분(508)을 포함할 수 있다. 설명의 목적으로 완성된 레이어(502a)가 도 5a 내지 도 5d에 도시되었으나, 310 내지 314가 제 1 레이어(502a)를 생성하기 위해 초기에 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
일부 예시에서, 레이어(502b)를 도포한 후에, 빌드 물질의 레이어(502b)는 빌드 물질을 사전결정된 온도 범위로 가열 및/또는 유지하기 위해 가열기에 의해 가열될 수 있다. 사전결정된 온도 범위는, 예를 들어, 빌드 물질이 유착 작용제(504)가 존재하는 경우에 결합되는 온도 미만일 수 있다. 예를 들어, 사전결정된 온도 범위는 약 섭씨 155도 내지 약 섭씨 160도일 수 있거나, 범위는 약 섭씨 160도에 집중될 수 있다. 예열이 유착 작용제가 운반 또는 침투된 빌드 물질의 유착과 후속하는 고형화를 야기하기 위해 에너지원(226)에 의해 인가되는 에너지의 양을 감소시키는데 도움이 될 수 있다.
312에서, 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 유착 작용제(504 및 506)가 레이어(502b)의 부분의 표면에 수정 데이터(412)에 따른 패턴대로 선택적으로 운반될 수 있다. 전술한 바와 같이, 유착 작용제(504 및 506)는, 예를 들어 액체 액적과 같은 유체의 형태로 작용제 분배기(202)에 의해 운반될 수 있다. "선택적 운반"은 작용제가 빌드 물질의 표면 레이어의 선택된 부분에 다양한 패턴으로 운반될 수 있음을 의미한다.
수정 데이터(412)는 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이 유착 작용제(504)를 사용하여 생성될 삼차원 물체의 부분을 형성하기 위해 고형화되는 슬라이스를 정의하는 슬라이스(402)를 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 슬라이스를 형성하기 위해 유착 작용제(504)는 에너지의 인가에 따라 빌드 물질의 유착 및 고형화를 야기하기에 충분한 밀도 또는 양으로 운반되는데, 이는 예컨대 유착 작용제(504)가 유착 및 고형화를 가능하게 하는 에너지 흡수제로서 작용하기 때문이다. 일부 예시에서, 작용제 분배기(202)는 1/600 x 1/600 인치 구역(1/360000 제곱 인치) 당 약 0.5 액적 내지 2 액적의 밀도(예컨대, 1 액적)로 유착 작용제(504)의 액적을 운반할 수 있다. 각 액적은 약 5 나노그램 내지 약 20 나노그램의 질량을 가질 수 있다. 다른 예시에서, 작용제 분배기(202)는 유착 및 고형화를 달성하기에 충분한 것보다 더 높거나 더 낮은 밀도로 유착 작용제(504)의 액적을 운반할 수 있다.
수정 데이터(412)는 수정 데이터(412)의 슬라이스(402)에 의해 정의된 슬라이스를 생성하기 위해 운반되는 유착 작용제(504)의 밀도 또는 양보다 더 낮은 밀도와 더 적은 양의 유착 작용제(506)를 정의하는 부분(414)을 더 포함할 수 있다. 더 낮은 밀도의 유착 작용제(506)는 유착 작용제(504)를 사용하여 생성되는 얇은 부분의 경계를 둘러싸는 패턴으로 운반될 수 있다. 일부 예시에서, 유착 작용제(506)는 인가된 에너지의 흡수제로서 작용할 수 있으며, 유착 작용제(504)보다 더 낮은 밀도의 유착 작용제(506)는 하기 효과를 포함할 수 있다. 유착 작용제(506)가 적용된 빌드 물질은 에너지의 인가에 따라 유착 및 고형화되지 않을 수 있거나, 최소한으로 유착 및 고형화되어 (예컨대, 형성된 물체로부터 셰이크 오프(shaken off)되도록) 약간 고형화된 부분이 생성되는 물체의 영구적 부분을 형성하지 않을 수 있다. 따라서, 유착 작용제(506)의 밀도는 에너지가 인가될 때 제 2 부분에 완전한 고형화를 달성하기에 불충분할 수 있다. 또한, 유착 작용제(506)가 적용된 빌드 물질은 적어도 일부의 열이 빌드 물질에 유착 작용제(504)를 적용함으로써 생성되는 슬라이스의 얇은 부분(414)으로부터 흘러나가는 것을 방지할 수 있다. 이는 유착 작용제(506)가 적용되지 않은 경우와 비교하여 유착 작용제(506)를 갖는 부분이 유착 작용제(504)를 갖는 부분의 온도와 더 비슷해지기 때문에, 유착 작용제(504)를 갖는 부분과 유착 작용제(506)를 갖는 부분 사이의 열경사도(thermal gradient)가 감소되기 때문일 수 있다. 일부 경우에, 작용제 분배기(202)는, 예를 들어, 1/600 x 1/600 인치 구역 (1/360000 제곱 인치) 당 약 1/128 내지 1/32 액적의 밀도(예컨대, 1/64 액적)로 유착 작용제(506)의 액적을 운반할 수 있다. 각 액적은 약 5 나노그램 내지 약 20 나노그램의 질량을 가질 수 있다. 일부 예시에서, 운반되는 유착 작용제(506)의 밀도는 운반되는 유착 작용제(504)의 밀도보다 적어도 한자릿수(an order of magnitude) 작을 수 있다. 일부 예시에서, 유착 작용제(506)의 밀도는 두께 또는 부분(예컨대, 얇은 부분)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 물체의 제 2 얇은 부분 보다 얇은 물체의 제 1 얇은 부분이 제 2 얇은 부분을 둘러싸는 부분의 유착 작용제의 밀도보다 높은 밀도의 유착 작용제(506)를 둘러싸는 부분을 가질 수 있다.
다른 예시에서, 작용제 분배기(202)는 유착 작용제(506)가 운반된 부분에 고형화를 야기하지 않거나 최소한의 고형화를 야기하지만 적어도 일부의 열이 얇은 부분(414)으로부터 흘러나가는 것을 방지하기에 충분한 것보다 더 높거나 더 낮은 밀도로 유착 작용제(506)의 액적을 운반할 수 있다.
일부 예시에서, 동일한 유착 작용제 분배기(202)가 상이한 밀도의 유착 작용제(504 및 506)를 운반할 수 있지만, 다른 예시에서는 상이한 유착 작용제 분배기가 상이한 밀도의 유착 작용제(504 및 506)를 운반할 수 있다.
일부 예시에서, 유착 수정 작용제가 레이어(502b)의 부분이 더 낮은 밀도의 유착 작용제(506)의 부분을 둘러싸는 패턴으로 선택적으로 유사하게 운반될 수 있다. 일부 예시에서, 유착 수정 작용제가 또한 레이어(502b)의 부분이 더 높은 밀도의 유착 작용제(504)의 두꺼운 부분을 둘러싸는 패턴으로 선택적으로 유사하게 운반될 수 있다. 유착 수정 작용제는 고형화되도록 의도되지 않은 빌드 물질의 부분의 고형화인 유착 블리드를 감소시킬 수 있다. 유착 블리드는, 예를 들어, 생성된 삼차원 물체의 전체적인 정화도를 떨어트릴 수 있다.
도 5c 및 도 6c는 빌드 물질의 레이어(502b)의 부분에 실질적으로 완전히 침투된 유착 작용제(504 및 506)를 도시하지만, 다른 예시에서는 침투의 정도가 100% 보다 작을 수 있다. 침투의 정도는, 예를 들어, 운반된 작용제의 양, 빌드 물질의 속성 및 작용제의 속성 등에 따라 달라질 수 있다.
314에서, 사전 결정된 레벨의 에너지가 빌드 물질의 레이어(502b)에 일시적으로 인가될 수 있다. 다양한 예시에서, 인가되는 에너지는 적외선 또는 근적외선 에너지, 극초단파 에너지, 자외선 광, 할로겐 광 또는 초음파 에너지 등일 수 있다. 일부 예시에서, 에너지원은 포커싱될 수 있다. 다른 예시에서, 에너지원은 포커싱되지 않을 수 있다. 에너지의 일시적 인가는 높은 밀도의 유착 작용제(504)가 운반된 빌드 물질의 부분이 빌드 물질의 녹는점 이상으로 가열되어 유착되게 할 수 있고, 낮은 밀도의 유착 작용제(506)가 운반되는 빌드 물질의 부분이 유착 되지 않거나 최소한으로 유착되게할 수 있다. 예를 들어, 레이어(502b)의 일부 또는 전부의 온도는 약 섭씨 220도에 이를 수 있다. 냉각되면, 유착 작용제(504)를 갖는 부분은 유착되고, 고형화되어 도 5d 및 도 6d에 도시된 바와 같이 생성되는 삼차원 물체의 부분을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 하나의 고형화된 부분(508)은 앞선 반복에서 생성될 수 있다. 에너지의 인가 동안에 흡수된 열은 앞서 고형화된 부분(508)으로 전파되어 부분(508)의 일부가 녹는점 이상으로 가열되게 할 수 있다. 이러한 효과는 도 5d에 도시된 바와 같이 고형화된 빌드 물질의 인접한 레이어 사이에 강한 레이어간 결합을 갖는 부분(510)을 생성하는 것을 도울 수 있다. 유착 작용제(504)를 갖는 부분은 또한 적어도 일부의 열이 유착 작용제(504)를 갖는 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지하도록 작용하는 유착 작용제(506)를 갖는 부분의 결과로 양호한 표면 속성, 정확도, 강도 및 레이어간 결합과 같은 양호한 물체 속성을 달성할 수 있다.
빌드 물질의 레이어가 310 내지 314에서 전술한 바와 같이 처리된 후에, 빌드 물질의 새로운 레이어가 빌드 물질의 앞서 처리된 레이어 상부에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 빌드 물질의 앞서 처리된 레이어는 빌드 물질의 후속 레이어에 대한 지지대(support)로서 작용한다. 310 내지 314의 처리는 레이어 단위로 삼차원 물체를 생성하기 위해 반복될 수 있다.
본 명세서(첨부된 청구항, 요약서 및 도면의 임의의 조함을 포함함)에 개시된 모든 특징 및/또는 개시된 임의의 방법 또는 처리 요소의 전부는, 그러한 특징 및/또는 요소의 상호 배타적인 조합은 제외하고, 임의의 조합으로 결합될 수 있다.
상기의 설명에서, 본 명세서에 개시된 주제의 이해를 제공하고자 많은 상세 사항이 설명되었다. 그러나, 예시들은 이러한 상세사항의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수 있다. 다른 예시가 전술한 상세 사항으로부터의 수정 또는 변형을 포함할 수 있다. 첨부된 청구항이 그러한 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 삼차원 물체를 생성하는 시스템으로서,
    빌드 물질(build material)의 레이어(layer)의 부분에 제 1 밀도와 상기 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 유착 작용제(coalescing agent)를 선택적으로 운반하는 적어도 하나의 작용제 분배기와,
    생성될 상기 삼차원 물체를 나타내는 데이터로부터 유도되는 제 1 패턴과 제 2 패턴으로 상기 레이어의 제 1 부분과 제 2 부분 각각에 상기 제 1 밀도와 상기 제 2 밀도로 상기 유착 작용제를 각각 선택적으로 운반하도록 상기 적어도 하나의 작용제 분배기를 제어하여, 에너지가 상기 레이어로 인가될 때 상기 빌드 물질이 유착 및 고형화되어 상기 제 1 패턴에 따라 상기 삼차원 물체의 슬라이스(slice)를 형성하게 하는 컨트롤러를 포함하되,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분의 경계에 근접하여 위치되고,
    상기 제 2 부분 내 유착 작용제의 존재는 상기 에너지가 인가될 때 적어도 일부의 열이 상기 제 1 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지하는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 밀도는 상기 에너지가 인가될 때 상기 제 2 부분을 완전히 고형화하기에 충분하지 않은
    삼차원 물체 생성 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 밀도는 상기 제 1 부분의 두께에 기초하여 선택되는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부분의 두께는 상기 제 1 부분의 두께에 기초하여 선택되는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 밀도는 상기 제 1 밀도보다 적어도 한자릿수(an order of magnitude) 작은
    삼차원 물체 생성 시스템.

  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밀도는 1/360000 제곱 인치 당 유착 작용제가 0.5 내지 2 액적이고, 상기 제 2 밀도는 1/360000 제곱 인치 당 유착 작용제가 1/128 내지 1/32 액적인
    삼차원 물체 생성 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분의 경계 주위에 배치되는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 임계 두께보다 얇은 부분과 상기 임계 두께보다 두꺼운 부분을 포함하고,
    상기 경계는 상기 얇은 부분의 경계여서 상기 제 2 부분은 상기 얇은 부분의 경계 주위에 배치되는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 상기 두꺼운 부분의 제 2 경계 주위에는 배치되지 않는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 경계는 상기 제 1 부분을 완전히 둘러싸는 경계여서 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분을 완전히 둘러싸는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    유착 수정 작용제를 상기 빌드 물질의 레이어의 부분에 선택적으로 운반하는 유착 수정 작용제 분배기를 더 포함하되,
    상기 컨트롤러는 생성될 상기 물체를 나타내는 상기 데이터로부터 유도되는 제 3 패턴으로 상기 레이어의 제 3 부분에 상기 유착 수정 작용제를 선택적으로 운반하도록 상기 유착 수정 작용제 분배기를 제어하고,
    상기 제 3 부분은 상기 제 2 부분의 경계 주위에 배치되어 에너지가 상기 레이어에 인가될 때 상기 제 3 부분에서의 유착이 감소되거나 방지되는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제 2 부분을 포함하도록 상기 삼차원 물체를 나타내는 상기 데이터를 수정하고, 그 후에 수정된 상기 데이터로부터 유도된 상기 제 2 패턴으로 상기 제 2 부분에 상기 유착 작용제를 선택적으로 운반하도록 상기 적어도 하나의 작용제 분배기를 제어하는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 물체를 나타내는 상기 데이터에서 상기 제 1 부분을 침식하여 침식 데이터를 생성하고,
    상기 물체를 나타내는 상기 데이터와 상기 침식 데이터를 비교하여 상기 침식 데이터에서 제거될 상기 제 1 부분의 얇은 부분을 식별하고,
    상기 물체를 나타내는 상기 데이터를 팽창시켜 상기 데이터에 상기 제 2 부분을 포함시킴으로써
    상기 데이터를 수정하는
    삼차원 물체 생성 시스템.
  14. 빌드 물질의 레이어를 운반하는 단계와,
    상기 레이어의 제 1 부분에 제 1 밀도로 유착 작용제를 선택적으로 증착하는 단계와,
    상기 레이어의 제 2 부분에 상기 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 유착 작용제를 선택적으로 증착하는 단계 - 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분의 경계 주위에 배치됨 - 와,
    상기 레이어에 에너지를 인가하여 상기 제 1 부분이 유착 및 고형화되어 삼차원 물체의 슬라이스를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 2 부분 내의 상기 유착 작용제의 존재가 상기 에너지가 인가될 때 적어도 일부의 열이 상기 제 1 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지하는
    방법.
  15. 명령어를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 명령어는 프로세서에 실행될 경우 상기 프로세서로 하여금,
    생성될 삼차원 물체를 나타내는 데이터를 획득 - 상기 데이터는 유착 작용제가 제 1 밀도로 운반되는 부분을 정의하는 제 1 부분을 포함함 - 하고,
    상기 유착 작용제가 상기 제 1 밀도보다 낮은 제 2 밀도로 운반되는 제 2 부분을 포함하도록 상기 데이터를 수정 - 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분의 적어도 일부를 둘러쌈 - 하고,
    상기 수정된 데이터를 사용하여 상기 제 1 부분에 제 1 밀도로 상기 유착 작용제를 운반하고 상기 제 2 부분에 제 2 밀도로 상기 유착 작용제를 운반하도록 적어도 하나의 작용제 분배기를 제어하여, 에너지가 인가될 때 상기 제 1 부분이 유착 및 고형화되게 하며,
    상기 제 2 밀도는 상기 에너지가 인가될 때 상기 제 2 부분이 완전히 고형화되기에 충분하지 않고, 상기 제 2 부분 내의 상기 유착 작용제의 존재가 상기 에너지가 인가될 때 열이 상기 제 1 부분으로부터 흘러나가는 것을 방지하는
    비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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