KR102021416B1 - 구성요소를 생성하기 위한 3ｄ 프린팅 디바이스의 구성 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 상기 디바이스는 배출 개구부를 갖는 코팅기(1)와, 프린팅 샤프트 상에 장착되는 적어도 하나의 프린트 헤드(2)를 포함하고, 코팅기의 배출 개구부는 코팅 방향으로 상부쪽으로 배치되고, 프린트 헤드(2)는 코팅 방향으로 코팅기(1) 뒤에서 프린팅 샤프트 상의 반대 배향으로 코팅 방향에 반대로 배치된다. 본 발명은 추가로 3차원 모델을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

구성요소를 생성하기 위한 3Ｄ 프린팅 디바이스의 구성{CONSTRUCTION OF A 3D PRINTING DEVICE FOR PRODUCING COMPONENTS}
본 발명은 층에서 3차원 모델을 구성하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 데이터로부터 3차원 모델을 생성하기 위한 방법은 유럽 특허 명세서 EP 0 431 924 B1에 기재되어 있다. 제 1 물질, 이 경우에 미립자 물질은, 필요시, 컨테이너에 의해 둘러싸인 구축 플랫폼 상의 얇은 층에 도포되고, 제 1 물질을 갖는 고체를 형성할 수 있는 제 2 물질은 후속적으로 그 위에 도포된다. EP 0 431 924 B1에 따라, 미립자 물질은 예를 들어 제 1 물질로서 제공되고, 결합제(binder) 물질은 프린트 헤드를 이용하여 미립자 물질 상에 선택적으로 프린팅된다. 결합제가 그 위에 프린팅되는 입자 영역은 함께 고정되고, 결합제, 필요시 추가 경화제(hardener)의 영향 하에 응고된다. 플랫폼은 구축(build) 실린더에 한 층의 두께의 거리만큼 낮아지고, 또한 전술한 바와 같이 프린팅되는 미립자 물질의 새로운 층을 구비한다. 이들 단계들은, 모델의 원하는 높이가 달성될 때까지 반복된다. 3차원 모델은 이를 통해 프린팅되고 응고된 영역으로부터 생성된다.
완료된 후에, 응고된 미립자 물질로부터 생성된 모델은 느슨한 미립자 물질에 내장되고, 후속적으로 그로부터 제거된다.
다른 분말-지지된 신속 시제품화(rapid prototyping) 프로세스는 유사한 방식, 예를 들어 선택적인 레이저 소결화 또는 전자 빔 소결화로 작용하고, 여기서 느슨한 미립자 물질은 또한 층에 증착되고, 제어된 물리적 복사선 소스의 도움으로 선택적으로 응고된다.
이들 모든 방법은 "3차원 프린팅 방법" 또는 3D 프린팅 방법으로서 아래에 집합적으로 언급된다.
느슨한 미립자 물질로부터 계층화된 바디를 구성하는 다른 방법은 WO2011/127897A2로부터 알려져 있다. 구축 프로세스는 "연속적인 3D 프린팅" 원리에 따라 발생하고, 분말-처리 3D 프린팅 방법의 다른 변경이다.
무한의 수평 층 공급을 이용하여, 또한 몰딩된 부분으로 언급된 연속적인 구성요소를 생성하는 것이 가능하다.
연속적인 3D 프린팅에서, 구성요소 길이는 거의 제한되지 않는다.
종래의 시스템에서, 구성요소는 상부로부터 하부로 수직으로 층에서 생성된다. 구성요소 크기가 특정 시스템에 대해 미리 한정된 구축 높이를 초과하면, 구성요소는 다중 구축 프로세스에서 세그먼트화되고 생성되어야 한다. 이를 위해, 마무리된 구성요소는 시스템으로부터 연속적으로 제거되어야 하고, 정밀한 핏(fit)을 형성하기 위해 서로 위에 위치되어야 하고, 접착되어야 한다. 이 경우에, 큰 구성요소의 생성은 크기 및 생산성에 관해 제한된다.
연속적인 3D 프린팅에서, 층 공급은 연속적인 컨베이어 벨트를 이용하여 수평 방향으로 발생한다. 중력이 층이 층 공급에 수직으로 적용되는 것을 방지하기 때문에, 개별적인 층은 수평에 일정 각도로 공간적으로 적용된다. 각도는, 대응하는 분말 물질의 특정한 휴지(repose) 각도보다 더 작도록 선택된다.
구축 평면은, 예를 들어 방법-종속적인 경화 지속기간에 적응되는 길이를 갖는 둘러싸인 컨베이어 라인에 접한다. 컨베이어 라인의 마지막에서, 마무리된 구성요소는 제거 영역 또는 언패킹(unpacking) 영역에 들어간다. 여기서, 구성요소는 결속되지 않은(unbound) 분말 물질을 갖지 않고, 추가 부분의 생성을 중단하지 않고도 제거된다. 특히 긴 부분의 경우에, 이 영역은 예를 들어, 롤러 트랙을 통해 팽창될 수 있다.
하지만, 층에서, 또한 몰딩된 부분으로 언급된 모델을 구축하는 알려진 디바이스 및 방법은 구조-유도 단점을 갖는데, 이것은 제조 동안 몰딩된 부분에서 부정확도 또는 결점을 초래할 수 있다. 알려진 디바이스 및 방법에서, 예를 들어, 코팅기는 코팅 동작 이후에 코팅된 평면에 걸쳐 뒤로 이동한다. 미립자 물질이 코팅기로부터 바람직하지 않게 분리되고, 구축 평면(구축 공간) 상으로 떨어지는 것이 가능하다. 이에 따라 미립자 물질은 의도되지 않는 장소에 놓이게 될 수 있다. 그 결과, 프린트 헤드와 이에 따라 생성된 미립자 물질의 축적물 사이에서 충돌이 발생할 수 있다. 이것은 프린트 헤드와 구축 공간, 및 이에 따라 구성요소 모두에 손상을 줄 수 있다.
유체가 구축 공간에 제어되지 않게 들어갈 때 동일하게 바람직하지 않다. 유체는 구축 공간과, 이에 따라 생성될 몰딩된 바디에 손상을 줄 수 있고, 심지어 생성된 몰딩된 부분을 사용할 수 없게 만든다.
그 결과, 종래 기술의 전술한 단점을 회피하거나 적어도 감소시키기 위한 필요성이 오랫동안 있어왔다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점을 회피하거나 적어도 개선하고, 몰딩된 부분을 생성하는 방법이 개선된 방식으로 수행될 수 있는 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 목적은 제 1항에 따른 디바이스와 제 9항에 따른 방법에 의해 달성된다.
바람직한 실시예는 종속항에서 구현된다.
특히, 본 발명은 3차원 모델 또는 몰딩된 부분을 생성하는 디바이스 및 방법에 관한 것으로, 디바이스는 기능 유닛의 유리한 배치를 특징으로 한다. 특히, 본 발명에 따른 층에서의 이러한 구성은 3D 프린팅의 경사된 베드 방법에 사용된다.
본 발명의 상이한 양상은 아래에 더 구체적으로 예시된다.
하나의 양상에서, 본 발명은 3차원 모델을 생성하는 디바이스이며, 이 디바이스는 배출 개구부를 갖는 코팅기(1)와, 프린트 축 상에 장착된 적어도 하나의 프린트 헤드(2)를 포함하고, 코팅기의 배출 개구부는 코팅 방향으로 상부에 배치되고, 프린트 헤드는 코팅 방향으로 코팅기 뒤에서 프린트 축 상의 반대 배향으로 코팅 방향에 반대로 배치된다.
모든 알려진 코팅기가 사용될 수 있으며, 본 발명의 생각을 구현하는데 적합하다. 코팅기는 레벨화(leveling) 요소를 갖는 임의의 코팅기, 또는 코팅 방향에 반대로 동일한 기능을 갖는 수단일 수 있다. 이것은 미립자 물질이 프린트 헤드의 방향으로 슬라이딩(slide)하거나 아래로 떨어지는 것을 방지한다. 롤러, 블레이드, 립(lip) 등과 같이 위로 도포될 미립자 물질을 누르고, 미립자 물질의 설명된 슬라이딩을 방지하는 임의의 실시예가 사용될 수 있다.
프린트 헤드 및 코팅기의 특수한 배치는 특히 시스템의 동작 동안 유리한데, 이는 프린트 헤드 및 코팅기가 각 동작 이후에 주변 유닛에 즉시 도달할 수 있기 때문이다. 이러한 배치를 통해, 미립자 물질의 새로운 층은 더욱이 코팅기가 리프팅(lifted)될 때 구축 공간에 도포될 수 있다. 본 발명의 관점에서, "리프팅"은, 코팅기가 수평에 대해 경사진 각도로 구축 공간에 걸쳐 위로 이동하는 것을 의미한다. 이것은, 미립자 물질이 구축 공간 위로 떨어질 수 있는 것을 방지한다. 낮아질 때, 프린트 헤드는 몰딩된 부분을 생성하기 위해 응고될 필요가 있는 영역을 프린팅할 수 있다. 본 발명의 관점에서, "낮아짐"은, 프린트 헤드가 수평에 대해 경사진 각도로 그리고 구축 공간에 평행하게 코팅 방향에 반대로 아래로 이동하는 것을 의미한다. 이것은 구축 공간 상의 미립자 물질의 바람직하지 않은 증착을 방지하고, 이에 의해 입자 층은 균일하지 않게 되고, 프린트 헤드는 이러한 유형의 증착물과 충돌할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 코팅기 세척 유닛(3), 코팅기 충진 유닛(4), 중앙 미립자 물질 공급 유닛(6), 컨베이어 벨트(7), 검사 유닛(10), 분할 스테이션(11)을 갖는 프린트 헤드 세척 유닛, 캐핑(capping) 스테이션(12), 드롭 배리어(drop barrier)(13), 수집 호퍼(collecting hopper)(14), 여분의 미립자 물질을 위한 컨베이어 라인(15), 언패킹 영역(16) 및/또는 하나 이상의 다중 채널(19)에서의 수집 호퍼를 포함한다.
하나의 바람직한 실시예에서, 코팅기 주변 유닛의 유닛들, 바람직하게 코팅기 세척 유닛(3), 코팅기 충진 유닛(4) 및 중앙 미립자 물질 공급 유닛(6)은 코팅 방향으로 상부에, 특히 바람직하게 구축 공간 뒤에 배치된다.
프린트 헤드 주변기기의 유닛, 바람직하게 검사 유닛(10), 분할 스테이션(11)과 캐핑 스테이션(12)을 갖는 프린트 헤드 세척 유닛은 바람직하게 코팅 방향으로 하부에, 특히 바람직하게 구축 공간 아래에 배치된다.
본 발명에 따른 디바이스의 도움으로, 중앙 미립자 물질 컨베이어는 시작 공급 원료(feedstock)를 자동으로 구성하기 위해 구축 공간 위에 배치될 수 있다.
더욱이, 수집 호퍼는 여분의 미립자 물질을 수집하기 위해 디바이스(시스템) 아래에 배치될 수 있다. 하나의 수집 호퍼는 바람직하게 여분의 또는 떨어지는 미립자 물질을 수집하기 위해 구축 공간 아래의 전방에 배치된다. 다른 수집 호퍼는 바람직하게 언패킹 영역 아래에 배치된다.
수집 호퍼는 바람직하게 컨베이어 라인쪽으로 아래로 비어있고, 이 컨베이어 라인은 더욱이 미립자 물질을 운반하고, 또한 기계의 하부에 배치된다. 이러한 방식으로 수집된 미립자 물질은 이 후 재사용될 수 있다. 본 발명의 관점에서 "수집 라인"은 이러한 방식으로 하나의 방향으로 수집된 미립자 물질을 바람직하게, 재활용 컨테이너로 운송하기 위한 임의의 적합한 수단이다. 예를 들어, 스크류(screw) 컨베이어가 사용될 수 있다.
컨베이어 라인은 바람직하게 중앙 컨베이어 섹션을 갖는데, 이러한 중앙 컨베이어 섹션은 디바이스의 전방측 상의 수집 호퍼와 언패킹 영역에서의 수집 호퍼를 비우는데 사용된다.
다른 양상에서, 본 발명은 3차원 모델을 생성하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 디바이스는 전술한 양상 중 하나에 따라 사용된다. 본 발명에 따른 하나의 방법에서, 시작 공급 원료는 디바이스의 도움으로 구성될 수 있다. "시작 공급 원료"는 제조 프로세스의 시동을 용이하게 하고, 미립자 물질을 갖는 코팅과 프린트 헤드를 갖는 후속 프린팅이 발생할 수 있는 미립자 물질로 만들어진 시작 표면을 제공하는 것이 필요하다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 코팅기는 미립자 물질의 얇은 층을 도포한다. 이를 위해, 코팅기는 선형 드라이브 시스템을 따라 진행한다.
코팅기는 바람직하게 코팅 평면의 근처에서 갭-형의 개구부를 포함하는 호퍼를 포함한다. 코팅기의 배출 갭은 바람직하게 코팅 방향으로 지시한다. 코팅기의 여기시, 미립자 물질은 이러한 갭으로부터 코팅 평면상으로 나온다. 롤러 코팅기 또는 블레이드 코팅기 또는 이들의 조합은 코팅기로서 적합하다. 모든 층에서, 층 도포가 다른 방식이 아니라 상승 코팅 평면의 방향으로 발생하는 경우 유리한데, 이는 이것인 코팅기의 전방에 위치한 미립자 물질이 코팅 평면에 걸쳐 슬라이딩하는 것을 방지할 수 있게 하기 때문이다. 본 발명에 따른 코팅기의 이러한 배향을 통해, 코팅이 매우 균일하고 안정하게 남아있는 것이 유리하게 달성된다. 이것은 또한 코팅을 위해 제공된 물질과 여분의 물질 사이에서 발생하는 것으로부터 바람직하지 않고 유리하지 않은 상호 작용을 회피한다.
바람직하게 직교 선형 시스템 상에 장착되는 프린트 헤드는 래스터링(rastering) 프로세스에서 구축 공간에 걸쳐 통과한다. 래스터링 프로세스에서, 프린트 헤드의 스트립 폭이 생성되는 방향(프린트 축)과 프린트 헤드가 하나의 스트립 폭에 의해 오프셋되는 방향(프린트 헤드 위치 지정 축) 사이에 구별이 이루어진다. 프린트 헤드는 바람직하게 구불구불한(meandering) 패턴으로 아래로 진행한다.
미립자 물질에 적응되는 종래의 결합제가 바람직하게 사용된다. 미립자 물질/결합제 조합은 일반적으로 알려져 있으므로, 명확히 지칭될 필요가 없다.
프린트 헤드는 또한 바람직하게 복사선의 에너지가 풍부한 공급을 위해 복사선 소스 또는 다른 적합한 수단으로 대체될 수 있다. 이 경우에, 디바이스의 나머지 구성요소는 이에 따라 적응된다.
본 발명에서, 프린트 헤드는 바람직하게 코팅 방향으로 위치되고, 프린팅은 이에 직교로 발생한다. 더욱이, 본 발명은 바람직하게, 프린트 축과 코팅기가 공통 축 쌍으로 이동하는 것을 특징으로 한다. 이것은, 프린트 헤드 위치 지정 축이 동시에 코팅기 축이라는 것을 의미한다. 하지만, 다른 바람직한 실시예에서, 또한 코팅기 및 프린트 헤드 위치 지정 축이 개별적인 축 쌍에서 이동하는 것이 가능하다.
본 발명의 구축 프로세스에서, 미립자 물질의 한 층은 먼저 하부로부터 상부로 도포된다. 프린트 헤드는 이 후 코팅 방향에 반대로, 상부로부터 하부로 래스터링 프로세스에서 구축 공간에 걸쳐 통과하고, 결합제의 극도로 미세한 방울을 도포한다. 대안적으로, 구축 공간과 동일한 폭을 갖는 프린트 헤드가 장착될 수 있고, 이것은 하나의 통과(pass)에서 전체 구축 공간을 프린트한다. 프린팅 동작은 프린트 헤드-코팅기 유닛이 구축 공간의 하부 에지로 진행하는 동안 발생한다.
제안된 디바이스에서, 코팅기는 층을 도포하지 않고도 프린트 헤드의 래스터링 진행 동안 다른 시간에 구축 공간에 걸쳐 통과한다. 프린트 헤드는 이 후 프린팅 동작 동안 코팅기의 전방에서 이동한다. 미립자 물질이 바람직하지 않게 아래로 떨어지면, 프린팅 동작을 방해할 수 없다. 본 발명에 따라, 이에 따라 유리하게, 생성될 몰딩된 부분이 정밀도에 관해 매우 높은 품질을 갖는다는 것이 달성된다. 다른 바람직한 실시예에서, 코팅기의 배출 개구부는 코팅 방향으로 배향되고, 프린트 축은 바람직하게 코팅기 뒤에 위치된다. 프린트 헤드는 이에 따라 코팅 방향의 반대에, 즉 경사진 구축 공간에 대해 배치되고, 코팅기는 프린트 축 및 프린트 헤드에 대해 상부쪽으로 배치되고, 배출 개구부 및 프린트 헤드는 본질적으로 반대 방향으로 배향된다. 본 발명에 따른 이러한 디바이스에서, 프린트 헤드를 위한 주변 유닛, 즉 예를 들어, 검사 유닛(10), 프린트 헤드 세척 유닛(11), 캐핑 스테이션(12) 및 드롭 배리어(13)는 디바이스 평면의 하부 영역에 배치된다. 이들 구성요소는 이에 따라 조작자에게 쉽게 접근가능하고 사용자 친숙한 방식으로 배치된다.
코팅기 세척 유닛(3) 및 코팅기 충진 유닛(4)은 바람직하게 디바이스의 상부에, 바람직하게 구축 공간의 전방에 배치된다.
이러한 배치는 또한, 코팅 및 프린팅의 각 사이클 이후에, 코팅기 및 프린트 헤드 기능 유닛이 완벽한 동작을 체크하기 위해 주변 유닛으로 이동될 수 있다는 장점을 갖는다. 이것은 시간 절감 방식으로 생성될 몰딩된 부분의 품질을 증가시킨다. 코팅기 또는 프린트 헤드가 프린팅 동작 동안 주변 유닛으로 얼마나 종종 이동되는 지를 개별적으로 제어할 수 있다는 것이 제공된다. 이것은 각 코팅 또는 프린팅 동작 이후에 또는 더 긴 간격으로, 예를 들어 각 제 2 또는 제 4 동작 이후에 발생할 수 있다.
코팅기의 주변 유닛은 구축 프로세스 동안 그리고 그 사이에서 코팅기를 본래대로 유지하기 위한 모든 기능을 포함한다.
프린트 헤드의 주변 유닛은 바람직하게 세척 스테이션, 캐핑 스테이션, 드롭 배리어, 분할 스테이션, 드롭 스케일, 및 검사 유닛이다.
세척 스테이션에서, 프린트 헤드의 하부 상의 노즐 플레이트는 예를 들어, 회전 스폰지 롤러를 이용하여, 특수한 통과 동안 하부로부터 능동적으로 세척된다.
캐핑 스테이션은 확장가능한 스탬프의 도움으로 프린트 헤드의 하부 상의 노즐 플레이트를 차단하고, 이에 따라 오염물 및 구축 프로세스 사이의 건조에 대해 보호한다.
드롭 배리어는 광 배리어를 이용하여, 방울 또는 외부 바디와 같은 증착물에 대한 프린트 헤드의 하부 상의 노즐 플레이트를 능동적으로 체크하고, 필요시, 프린트 헤드가 세척되도록 한다.
분할 스테이션은, 프린트 헤드가 내부 세척을 위해 자체적으로 세척할 때 프린트 헤드로부터 방울 및 증기를 수집한다.
드롭 스케일은 방울 크기를 조절하기 위해 대응하는 정보를 공급한다.
검사 유닛은 시스템에서의 특수한 액세스 지점인데, 이것은 프린트 헤드의 하부가 검사되도록 하고, 테스트 프린트 출력이 종이 상에서 실행되도록 한다.
프린트 헤드의 기능을 지원하는 모든 주변 유닛은 또한 시스템으로 언급되는 본 발명에 따른 디바이스의 하부 전방 상에 장착되고, 이에 따라 조작자에게 쉽게 접근가능하다. 유체 공급부는 이 장소에서의 프린트 헤드 주변기기의 배치로 인해 유리하게 배치된다.
유체 시스템, 또는 동작 동안 대체되어야 하는 유체에서의 손상은 이에 따라 아래로 안내되고, 구축 공간 및 기계 드라이브에 걸쳐 분배될 수 없다. 이것은 이러한 유형의 유체가 구축 공간에 손상을 주는 것을 방지하거나, 프린트 헤드 또는 코팅기를 오염시키는 것을 방지한다. 이에 따라 유체를 공급하기 위한 공급 라인은 또한 짧게 유지될 수 있다.
코팅기 주변기기는 코팅기 충진 유닛 및 코팅기 세척 유닛을 포함한다. 코팅기 충진 유닛은 유리하게 구축 공간의 상부 에지 위에 배치된다.
코팅기는 구축 프로세스 동안 미립자 물질의 특정한 스톡(stock)을 따라 운반한다. 때때로, 스톡은 코팅기 충진 유닛으로부터 미립자 물질로 보충되어야 한다. 구축 프로세스 동안, 코팅기 또는 코팅기 배출 갭의 하부는 시간이 지남에 따라 너무 더러워질 수 있어서, 코팅기는 더 이상 완벽한 코팅을 도포할 수 없다. 동시에, 배출 갭은 오염될 수 있다.
이에 따라 디바이스는 바람직하게 코팅기 세척 스테이션을 포함한다. 이 디바이스는 코팅 방향에 수직으로 코팅기에 걸쳐 통과하는 브러쉬를 이용하여, 배출 갭을 포함하는 코팅기의 하부를 세척한다.
미립자 물질은 코팅기의 충진 동작 및 그 세척 동작 동안 코팅기에서 떨어진다(fall off).
본 발명에 따른 디바이스의 도움으로, 떨어지는 미립자 물질은 유리하게 구축 공간에 도달하는 것으로부터 방지된다.
본 발명에 따라 구축 공간 위의 코팅기 주변기기의 배치로 인해, 나머지 분말은 마무리된 공급 원료 상에 떨어지고, 이에 따라 안전하게 운송된다.
코팅기 충진 유닛에는 바람직하게 구축 공간 위 및 아래에서 배출 지점을 통해 중앙으로 미립자 물질이 공급된다.
이러한 배출 지점을 통해 구축 프로세스에 필요한 시작 공급 원료를 자동으로 구성하는 것이 가능하다. 본 발명에 따라 시작 공급 원료의 자동 구성의 대안으로서, 다른 경우, 블록, 경사진 플레이트를 삽입하거나, 손으로 미립자 물질을 도포하여, 시작 층 및 후속 층이 규정된 각도로 도포될 수 있을 필요가 있다.
배출 지점의 중앙 배치로 인해, 미립자 물질의 운송 경로는 짧게 유지되고, 문제없이 시스템 외부로 통과할 수 있다.
컨베이어 라인을 짧게 유지함으로써, 신선한 미립자 물질 및 컨베이어 시스템이 보호된다.
구축 프로세스 동안, 미립자 물질은 프로세스의 결과로서 구축 공간의 측부 상에 그리고 코팅 동안 구축 공간 아래에서 축적되고, 처분되어야 한다.
하나의 바람직한 실시예에서, 이러한 미립자 물질은, 그 안에 포함된 미립자 물질이 중력으로 인해 아래로 슬라이딩하는 정도까지, 구축 평면보다 더 가파른 각도로 위치되는, 구축 공간의 측부 상의 채널에서 수집된다. 중앙 컨테이너는 바람직하게 구축 공간 아래에 위치되고, 이로 2개의 측부 채널이 비어있어, 나머지 미립자 물질은 여기에서 수집될 수 있다. 이러한 컨테이너는 특히 바람직하게 하부 구축 공간 에지를 따라 개구부를 구비하고, 이것은 예를 들어, 코팅기의 도움으로, 구축 공간에 걸쳐 컨테이너로 운송된다.
중앙 컨테이너는 바람직하게 컨베이어 라인, 예를 들어 시스템의 하부 상의 컨베이어 나선 또는 컨베이어 스크류의 도움으로 시스템으로부터 운송된다.
이러한 컨베이어 라인은 또한 언패킹 동작 동안 시스템 뒤에 축적되는 나머지 미립자 물질을 운송할 수 있다. 컨베이어 라인은 이에 따라 감소되고, 구축 프로세스의 청결함이 보장된다.
본 발명의 하나의 특히 바람직한 양상은 코팅기를 연속적으로 채우는 중앙 미립자 물질 공급부의 조합이다. 시작 공급 원료는 또한 유리하게 이전에 필요했던 시작 공급 원료의 수동 구성이 필요 없어지도록 이를 통해 구성될 수 있다. 이것은 특히, 시간의 절감 및 방법의 관리 능력에 대해 큰 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 유리한 양상은 처분 시스템의 장착인데, 이것은 떨어진 미립자 물질을 수집하고 이를 생성 프로세스로 복귀시킬 뿐 아니라 방법에서 전체적으로 언패킹으로부터 재활용 기능으로 나머지 미립자 물질을 공급하는 것을 가능하게 한다. 수집 호퍼는 바람직하게 디바이스 아래 그리고 언패킹 영역 아래에서 디바이스의 전방측 상에 장착되고, 이들은 재활용될 물질을 재활용 컨테이너에 공급하는 공통적인 컨베이어 라인을 구비한다. 이러한 방식으로 복구된 입자[원문 그대로; 미립자 물질]는 바람직하게 그로부터 프로세스-유도된 오염물을 제거하는 처리 단계를 겪는다. 이것은 3D 프린팅 프로세스로 다시 공급된다. 이러한 유형의 구조는 예를 들어 도 3에 도시된다.
본 발명은 또한 3차원 모델(몰딩된 바디)을 생성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법의 하나의 특정한 장점은, 시동 동안, 시작 공급 원료가 손으로 구성될 필요가 없고, 그 대신 디바이스의 특수한 설계로 인해 자동 시동이 가능하다는 것이다. 이전에, 손으로 시작 공급 원료를 구축할 필요가 있어서, 층에서의 구성을 이용하는 3D 프로세스가 시작될 수 있다. 본 발명에 따른 디바이스 및 방법은 이러한 단점을 해결할 수 있어서, 더 빠르고 더 간단한 방법을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예는 도면에 도시된다:
본 발명은 시동 동안, 시작 공급 원료가 손으로 구성될 필요가 없고, 그 대신 디바이스의 특수한 설계로 인해 자동 시동이 가능하다는 효과를 갖는다.
도 1은 연속적인 3D 프린팅 프로세스의 기능 원리를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 구성을 도시한 도면.
도 3은 여분의 미립자 물질의 처분 경로를 도시한 도면.
도 1은 연속적인 3D 프린팅 프로세스의 기능 원리를 도시한다. 좌측은 구성요소가 층에서 생성되는 구축 공간을 포함하는 기계의 전방측을 보여준다. 개별적인 층의 도포는 처리된 미립자 물질의 특정한 휴지 각도보다 더 작은 각도로 발생한다. 컨베이어 벨트(7)는 공급 원료(8)를 기계의 후방에 직각으로 이동시킨다. 마무리된 구성요소는 여기에서 제거될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 구성을 도시한다. 프린트 헤드를 위치시키는 축 시스템(9)은 기계의 전방측 상에서 구축 공간(18)의 좌측 및 우측에 배치된다. 코팅기 충진 유닛(4) 및 코팅기 세척 유닛(3)은 구축 공간 뒤에서 상부에 위치된다. 코팅기의 세척 또는 충진 동작으로부터의 여분의 미립자 물질은 문제없이 공급 원료 상에 떨어진다.
미립자 물질 공급 유닛(14[원문 그대로: 6])은 코팅기 충진 유닛 뒤에 중심에 위치된다. 코팅기 충진 유닛은 미립자 물질을 코팅기 충진 유닛(4)에 공급하거나, 작업의 시작 이전에 필요한 시작 공급 원료를 자동으로 생성할 수 있다. 프린트 헤드 주변기기는 구축 공간 아래의 용이하게 접근가능한 장소에 위치된다.
도 3은 여분의 미립자 물질의 처분 경로를 도시한다. 구축 프로세스로부터 여분의 미립자 물질을 수집하고, 이를 전방측(14) 상의 수집 호퍼에 전달하는 채널(19)은 구축 공간(18)의 좌측 및 우측에 위치된다. 컨베이어 라인(15)은 기계의 하부를 따라 이어지고, 수집 호퍼(14)를 비운다. 컨베이어 라인은 또한 기계의 후방 상의 언패킹 영역으로부터 수집 호퍼(16)를 비운다.
1: 코팅기
2: 프린트 헤드
3: 코팅기 세척 유닛
4: 코팅기 충진 유닛
5: 마무리된 구성요소
6: 중앙 미립자 물질 공급 유닛
7: 컨베이어 벨트
8: 공급 원료
9: 축 시스템
10: 검사 유닛
11: 분할 스테이션을 갖는 프린트 헤드 세척 유닛
12: 캐핑 스테이션
13: 드롭 배리어
14: 수집 호퍼, 전방측
15: 컨베이어 라인, 소비물
16: 수집 호퍼, 언패킹 영역
17: 언패킹 영역의 롤러 경로
18: 구축 공간
19: 채널

Claims (12)

  1. 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스로서,
    배출 개구부를 갖는 코팅기(1)와,
    프린트 축 상에 장착되는 적어도 하나의 프린트 헤드(2)를 포함하고,
    상기 코팅기는 코팅 작업 동안에, 구축 공간에 걸쳐 수평에 대해 경사진 각도로 리프팅(lifting) 방향으로 위로 및 코팅 방향으로 이동하고,
    상기 코팅기의 배출 개구부는 리프팅 방향으로 및 코팅 방향으로 상부 전방에 배치되고, 그리고
    상기 프린트 헤드는 코팅 방향에 반대인 상기 코팅기 뒤에서 코팅 방향의 프린트 축 상의 반대 배향으로 하향 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 코팅기 세척 유닛(3)과, 코팅기 충진 유닛(4)과, 중앙 미립자 물질 공급 유닛(6)과, 컨베이어 벨트(7)와, 검사 유닛(10)과, 분할 스테이션(11)을 갖는 프린트 헤드 세척 유닛과, 캐핑 스테이션(12)과, 드롭 배리어(13)와, 수집 호퍼(14)와, 소비물을 위한 컨베이어 라인(15)과, 언패킹(unpacking) 영역(16) 및/또는 하나 이상의 채널(19)에서의 수집 호퍼를 포함하는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 디바이스는 코팅기 세척 유닛(3), 코팅기 충진 유닛(4) 및 중앙 미립자 물질 공급 유닛(6)을 포함하는 코팅기 주변 유닛을 포함하고,
    상기 코팅기 주변 유닛은 코팅 방향으로 상부쪽으로 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 디바이스는 검사 유닛(10), 분할 스테이션(11)을 갖는 프린트 헤드 세척 유닛, 및 캐핑(capping) 스테이션(12)을 포함하는 프린트 헤드 주변 유닛을 포함하고,
    상기 프린트 헤드 주변 유닛은 코팅 방향으로 하부쪽으로 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 중앙 미립자 물질 컨베이어는 시작 공급 원료를 자동으로 구성하기 위해 구축 공간 위에 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 수집 호퍼는 여분의 미립자 물질을 수집하기 위해 구축 공간 아래의 전방에 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 여분의 미립자 물질을 위한 컨베이어 라인은 기계의 하부상에 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 컨베이어 라인은 전방측 상의 수집 호퍼와 언패킹 영역에서의 수집 호퍼를 비우는데 사용되는 중앙 컨베이어 섹션을 갖는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  9. 3차원 모델을 생성하기 위한 방법으로서,
    제 1항 또는 제 2항에 따른 디바이스가 사용되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 시작 공급 원료는 상기 디바이스의 도움으로 구성되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 방법.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅기 주변 유닛은 상기 디바이스의 구축 공간 뒤에 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 프린트 헤드 주변 유닛은 상기 디바이스의 구축 공간 아래에 배치되는, 3차원 모델을 생성하기 위한 디바이스.
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