KR102070922B1 - 특정 구축 플랫폼 및 구동 시스템을 가지고 3차원 모델을 생성하는 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속적인 프로세스에서 3차원 모델을 생성하는 디바이스 및 그 프로세스에 관한 것으로, 디바이스는 이동 방향에서 제 1 단부와 이동 방향에서 제 2 단부를 갖는 구축 표면과, 적어도 하나의 측정 디바이스와, 적어도 하나의 강화 장치를 포함하고, 구축 표면은 무거운 구성요소를 운송하도록 설계되고, 구성요소는 실질적으로 비틀림 없는 방식으로 구축 표면 위에서 운송될 수 있다.

Description

특정 구축 플랫폼 및 구동 시스템을 가지고 3차원 모델을 생성하는 디바이스{DEVICE FOR PRODUCING THREE-DIMENSIONAL MODELS WITH SPECIAL BUILDING PLATFORMS AND DRIVE SYSTEMS}
본 발명은 계층화(layering) 기술을 이용하여, 수평 운송 디바이스 상에서 3차원 모델들의 연속적인 생산을 위한 시스템에 관한 것이다.
컴퓨터 데이터에 기초하여 3차원 물체들을 생산하기 위해 오늘날 사용된 계층화 방법들에서, 적어도 수직 방향으로 이동가능하고, 필요시 컨테이너에 의해 둘러싸여, 잡 박스(job box)를 형성하는 플랫폼이 프로세스의 시작에서 최상위 위치에 위치되는 방법이 사용된다. 구축 물질, 예를 들어 3D 프린팅 또는 레이저 소결화의 경우에 미립자 물질의 형태인 요소(substance)가 이 후 이러한 플랫폼의 전체 영역에 걸쳐 얇은 층에 도포된다. 다른 단계에서, 물질은 원하는 구성요소 형태에 따라 물리적 또는 화학적 고체화 메커니즘의 도움으로 선택적으로 결속(bound)된다. 이러한 결속 단계는, 예를 들어, 잉크젯 기술들의 도움으로 프린팅될 수 있는 접착제를 이용하여 발생될 수 있다. 플랫폼은 이 후 한 층의 두께만큼 하강되고, 미립자 물질의 새로운 층이 도포된다.
이들 단계들은, 원하는 바디가 구축될 때까지 반복되는데, 즉 모든 필요한 층들이 도포되고 고체화되었다. 컨테이너는 이들 단계 동안 미립자 물질로 연속적으로 채워지고, 그 부분은 원하는 구조적 바디에 결속되는 한편, 나머지는 완화된 상태로 남아있고, 구축될 물체의 위에 걸치는(overhanging) 부분들을 위한 지지 부재로서 구축 프로세스 동안 사용된다.
필요할 수 있는 대기 기간에 후속하는 계층화 프로세스를 완료한 후에, 느슨한 미립자 물질은 추출될 수 있거나, 다른 방식으로 제거될 수 있고, 원하는 물체가 방출된다.
이 경우에, 무한한 수평 층 공급을 이용하여 연속적으로 구성요소들을 생산하는 것이 가능하다.
층들에서 모델을 구축하기 위한 종래의 시스템에서, 구성요소는 상부로부터 하부로의 층들에서 수직으로 생성된다.
시스템의 최대 구축 높이에 도달할 때, 구축 프로세스는, 시스템에서 구성요소를 후속적으로 제거하여 구축 프로세스 동안 공간을 생성하기 위해 중지되어야 하거나, 다른 구축 프레임은 새로운 구축 프로세스를 시작할 수 있기 위해 변화(changing) 시스템의 도움으로 삽입되어야 한다. 그 결과, 구성요소의 구성은 크기 및 생산성에 대해 한정된다.
알려전 "연속적인 3D 프린팅" 방법에서, 층 공급은 예를 들어, 연속적인 컨베이어 벨트 상에서, 수평 방향으로 발생한다.
중력은 층이 층 공급에 수직으로 도포되는 것을 방지하는데, 그 이유는 개별적인 층들이 일정 각도로 도포되기 때문이다. 각도는 대응하는 미립자 물질의 휴지(repose)의 특정 각도보다 더 작도록 하는 방식으로 선택된다.
계층화 프로세스에 뒤이어 수용된 컨베이어 라인이 후속하고, 수용된 컨베이어 라인은 방법-종속적인 경화 동작에 적응된다. 컨베이어 라인의 마지막에서, 최종 구성요소들은 제거 영역에 들어간다. 추가 부분들의 생산을 중단하지 않고도 구성요소들은 결속되지 않은 입자 물질을 갖지 않고 제거된다.
연속적인 방법에서, 상이한 툴(tools) 및 방법은 구성요소를 공급하는데 사용되는데, 예를 들어, 연속적인 컨베이어 벨트가 사용된다.
연속적인 컨베이어 벨트는 이동 방향을 역전시키기 위해 각 단부에서의 드럼 주위에 고리를 이루는(looped) 유연한 물질{예를 들어, 직포 직물(woven fabric)}로 만들어진 일반적으로 차단된 벨트이다. 2개의 드럼 중 적어도 하나는 컨베이어 벨트를 구동한다. 드럼들 사이에서, 벨트는 처짐(sagging)을 피하기 위해 지지 표면에 걸쳐 잡아 당겨져야 한다. 컨베이어 벨트의 특정한 폭 위, 또는 미립자 물질 공급 원료의 특정한 질량 위에서, 컨베이어 벨트와 지지 표면 사이의 마찰 맞물림은 너무 커서, 스틱/슬립(stick/slip) 효과들이 발생할 수 있거나, 구동은 완전히 실패할 수 있다.
더욱이, 링크 컨베이어들이 알려져 있고, 이것은 매우 높은 부하를 수용할 수 있다. 이러한 유형의 링크 컨베이어들은 컨베이어 벨트와 동일한 방식으로 구동된다. 구동 드럼 또는 복귀 드럼은 차단된 링크 컨베이어의 각 단부에 위치된다. 링크 컨베이어가 이러한 방식으로 구동되면, 균일하지 않은 공급을 초래한다. 이것은 플레이트가 다각형의 방식으로 풀려지기 때문이다. 동시에, 개별적인 링크의 지지는 오염물에 민감한 것으로 증명될 수 있다. 링크들이 서로 이상적으로 인접하지 않으면, 구축 물질은 조인트를 통해 2개의 플레이트 사이의 공간에 들어갈 수 있고, 유연한 연결부의 동작에 손상을 줄 수 있다. 더욱이, 미립자 물질은 조인트를 통해 제어가능하지 않게 손실될 수 있고, 이것은 미립자 물질 공급 원료에서, 이에 따라 구성요소에서 결함을 초래할 수 있다.
링크 컨베이어는 추가 옵션이다. 링크 컨베이어는 높은 부하를 수용할 수 있고, 컨베이어 벨트와 동일한 방식으로 구동된다. 구동 드럼 또는 복귀 드럼은 차단된 링크 컨베이어의 각 단부에 위치한다. 링크 컨베이어가 이러한 방식으로 구동되면, 균일하지 않은 공급을 초래한다. 이것은 플레이트가 다각형의 방식으로 풀려지기 때문이다. 동시에, 개별적인 링크의 지지는 오염물에 민감한 것으로 증명될 수 있다. 링크들이 서로 이상적으로 인접하지 않으면, 구축 물질은 조인트를 통해 2개의 플레이트 사이의 공간에 들어갈 수 있고, 유연한 연결부의 동작에 손상을 줄 수 있다. 더욱이, 미립자 물질은 조인트를 통해 제어가능하지 않게 손실될 수 있고, 이것은 미립자 물질 공급 원료에서, 이에 따라 구성요소에서 결함을 초래할 수 있다.
매거진(magazine)으로부터의 공급 유닛에 공급되는 개별적인 플레이트의 이용이 또한 알려져 있다. 이 경우에, 구축 시간은 개별적인 플레이트의 수 또는 길이에 의존한다. 연속적인 구축은, 구축 플랫폼이 구축 프로세스의 마지막에서 매거진으로 자동으로 되돌아가는 경우에만 가능하다. 이것은 기술적으로 복잡한데, 이는 플레이트가 특히, 재사용을 위해 세척되어야 하기 때문이다. 새로운 플레이트의 무진동 및 밀집한 배치도 또한 어려운 것으로 증명되었다. 더욱이, 이러한 구축 디바이스의 개념은, 코팅기(coater)가 구축 평면의 레벨 아래에서 더 이상 이동할 수 없는 정도로 변경되어야 한다.
층들에서 무겁고 복잡한 모델(구성요소)을 구축하기 위한 연속적인 프로세스에서 사용하기 위한 알려진 공급 수단은 이에 따라 많은 수의 문제점을 받기 쉽다. 지금까지, 크고 무거운 모델을 생산하는데 적합하고 전술한 단점을 회피하는 어떠한 디바이스 및 방법도 알려져 있지 않다.
따라서, 층에서 모델을 구축하기 위한 디바이스 및 방법을 제공할 필요성이 존재하고, 이에 의해 바람직하게 연속적인 프로세스에서 크고 무거운 구성요소가 생산될 수 있고, 이것은 요건의 바람직하게 정밀한 충족과 일치하거나, 이에 의해 종래 기술의 단점은 적어도 개선되거나 완전히 회피될 수 있다.
본 발명은 바람직하게 연속적인 프로세스에서, 3차원 모델을 생성하는 디바이스에 관한 것으로, 이동 방향에서의 제 1 단부와, 이동 방향에서의 제 2 단부를 갖는 구축 표면과, 적어도 하나의 약품 주입(dosing) 디바이스와, 적어도 하나의 고체화 유닛을 포함하며, 구축 표면은 무거운 구성요소를 운송하도록 설계되고, 구성요소는 본질적으로 비틀림 없이 구축 표면 위에서 운송가능한 것을 특징으로 한다. 회전 방향을 제공하는 바람직한 실시예에서, 제 1 단부는 프로세스의 시작이 되는 것으로 이해되고, 제 2 단부는 프로세스의 마지막, 또는 바람직하게 언패킹(unpacking) 위치 또는 언패킹 동작이 되는 것으로 이해된다.
본 발명자는, 경사진 프린팅을 이용하여 층에서 모델을 구축하기 위해 특히, 연속적인 프로세스에서, 부피가 크고 무거운 구성요소를 생성하는데 적합하고, 요건에 따라 비틀림 없이 정밀한 생산을 용이하게 하는 드라이브를 제공하는 데 있어서 유리하게 성공하였다.
이에 따라 본 발명자는 특히 무거운 구성요소가 연속적인 계층화 방법(경사진 프린팅)에서 정밀하게 생성될 수 있고, 종래 기술의 단점을 회피하거나 적어도 크게 개선하는 디바이스 및 방법을 개발하였다. 하나의 바람직한 실시예에서, 작업은 묶음 별로(batches) 발생한다.
위에서 예시된 바와 같이, 미립자 물질 스트랜드(strand)를 운송하기 위한 상이한 옵션이 존재한다. 하지만, 시스템 모두는 무거운 부하 하에서 이동의 정밀도에 관해 심각한 문제를 갖는다. 이에 따라 컨베이어 벨트는 적어도 2개의 복귀 롤러에 걸쳐 안내되어야 하고, 드라이브는 운반 방향으로 후방 복귀 롤러에 적절하게 일체화된다. 벨트의 이동 정밀도는 이러한 장소에서 가장 높고, 이에 대응하여 벨트에서의 느슨함으로 인해 타단부에서 가장 낮다. 하지만, 이것은 계층화가 수행되는 곳인데, 즉, 벨트 이동이 정밀해야 하는 바로 그 장소이다.
본 발명에 따른 디바이스 및 본 발명에 따른 방법의 도움으로, 이제 공급 원료를 완전히 순방향으로 이동하고, 무거운 구성요소를 생성할 때 비틀림 없는 정밀한 공급을 달성하는 것이 가능하다. 본 명세서에 사용된 알려진 방법 및 시스템에서 발생하는, 드라이브에서의 느슨함으로 인한 불리한 비틀림은 본 발명의 도움으로 유리하게 회피된다. 연속적인 프로세스에서의 계층화에 의해 무거운 구성요소의 정밀한 생산은 이를 통해 가능하게 이루어진다.
본 발명에 따른 바람직한 디바이스에서, 구축 표면은 수평이고, 연속적이고, 및/또는 개방된 컨베이어 벨트이거나, 회전 플랫폼 또는 스텝 컨베이어로서 설계된다.
구축 표면- 이에 따라, 특히 모델 또는 구성요소는 바람직하게 본질적으로 동일한 속도에서의 제 1 및 제 2 단부와, 동일한 공급부를 통해 운반가능하다.
특히 바람직한 디바이스는, 구축 플랫폼의 제 1 및 제 2 단부 사이의 공급부에서의 편차가 1mm 미만, 바람직하게 0.5mm 미만, 가장 바람직하게 0.3mm 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바람직한 디바이스는, 컨베이어 벨트가 연속적인 및/또는 측면 롤러 상에 놓이고 주행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스는, 컨베이어 벨트가 적어도 하나의 측면 지지부를 갖고, 지지부는 바람직하게 에어 쿠션 및/또는 마찰 베어링 및/또는 롤러 및/또는 볼 주조기(ball casters)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
컨베이어 벨트는 바람직하게, 힌지에 의해 연결된 개별적인 링크를 가질 수 있고, 링크는 웜 기어 또는 가이드 메커니즘에 의해 구동되는 그리핑(gripping) 요소를 갖는다.
그리핑 요소는 수평으로 위치가능하거나 진동하거나 회전하는 그리퍼 및/또는 미늘형(barbed) 후크 및/또는 자석 및/또는 진공 그리퍼의 도움으로 그리핑되고 위치될 수 있다.
컨베이어 벨트의 하나의 영역은 고체 바디의 마찰 맞물림 또는 점착(cohesion)에 의해 리프트가능한 베이스 상에서 운송될 수 있다.
컨베이어 벨트는 적어도 하나의 연속적인 롤러에 의해, 또는 적어도 2개의 측면 롤러에 의해 양쪽 측부 상에서 바람직하게 구동된다.
다른 바람직한 디바이스에서, 컨베이어 벨트의 하나의 영역은 자기장에 의해 운송된다.
또한 디바이스의 구축 플랫폼이 바람직하게, 오버헤드 레일(overhead rails) 상에서 또는 자유로운 이동시 자동으로 구동되는 것이 가능하다.
디바이스에 포함된 힌지는 바람직하게 운반 방향에 수직으로 제한된 이동도만을 갖는다.
롤러 트랙은 바람직하게 디바이스에 추가된다.
본 발명에 따른 디바이스는 특히 바람직하게, 부피가 큰 물질을 도포하기 위한 수평의 이동가능 구축 표면이 제공되고, 구축 공간이 그 주위에 배치되고, 그 위에서 미립자 물질을 위한 적어도 하나의 약품 주입 디바이스와, 미립자 물질을 위한 고체화 유닛이 선형 가이드를 통해 장착되고, 수평 구축 표면은 Z 방향, 즉 구축 물질의 휴지 각도보다 더 작은 운송 디바이스에 대한 특정 각도로 [제공되는] 것을 특징으로 한다. 각도는 바람직하게 < 30도이다.
본 발명의 다른 양상은 구성요소를 구축하기 위한 "콘 프린터(cone printer)"로서 언급된 디바이스이다. 그 기능은 특히, 도 10a 내지 도 10c로부터 명백하다.
본 발명의 관점에서 콘 프린터는 미립자 물질을 계층화함으로써 내부로부터 외부로의 회전 및 바깥쪽으로 향하는 운동으로 구축 플랫폼 상에서 구성요소를 구축할 수 있다.
구성요소의 생산은 3D 방법에 따라 발생하는데, 즉 미립자 물질의 층은 제 1 단계에서 도포되고, 미립자 물질의 선택적인 고체화는 알려진 방식으로 제 2 단계에서 발생한다. 미립자 물질의 도포는 연속적으로 발생하며, 코팅기(1)는 미립자 물질을 계층화하기 위한 순환 경로를 완료한다. 고체화 유닛(2)은 코팅기(1)의 경로에 뒤따르고, 미립자 물질의 선택적인 고체화, 및 이에 따라 구성요소의 생산을 보장한다.
복수의 구성요소는 동시에 하나의 구축 플랫폼 상에서 또는 묶음 별로 유리하게 생성될 수 있다.
구축 플랫폼은 무거운 구성요소가 생성되도록 하는 치수로 선택될 수 있다. 이에 따라 이러한 바람직한 설계는 또한 다수의 구성요소의 비틀림 없는 생산의 목적을 달성한다.
콘 프린터의 이용의 특정한 장점은, 크고 무거운 구성요소가 비틀림 없이 생성될 수 있고, 복수의 구성요소가 묶음 별로 높은 정도의 정밀도로 생성될 수 있다는 점에 있다.
더욱이, 본 발명은 연속적인 프로세스에서 3차원 모델을 생성하는 방법에 관한 것으로, 다음의 단계, a. 제 1 위치에서 구축 플랫폼 상의 층에서 모델을 구축하는 단계로서, 제 1 층이 도포되는, 구축 단계와; b. 층이 구축된 후에 공급부의 도움으로 모델을 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전달하는 단계로서, 제 1 전방 단부 및 제 2 후방 단부를 갖는 구축 플랫폼은 모델과 함께 운송되는, 전달 단계와; c. 구축 플랫폼 상의 모델 상에서 다른 층을 구축하는 단계와; d. 구축 플랫폼 상의 모델을 다른 위치로 전달하는 단계와; a.) 내지 d.) 단계를 반복하는 단계를 포함하며, 전달은 바람직하게 스텝 컨베이어에 의해 수행되고, 스텝 컨베이어는 바람직하게 리프팅 및 쓰러스팅(thrusting) 그레이트(grates)를 갖는다.
3차원 모델을 생성하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 구축 플랫폼 상의 모델은 비틀림 없이 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전달된다.
3차원 모델을 생성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 모델을 갖는 구축 플랫폼이 제 1 위치로부터 제 2 위치로, 그리고 구축 플랫폼의 제 1 및 제 2 단부 사이의 공급부에서 본질적으로 편차 없이 임의의 추가 위치로 균일하게 전달되는 것을 특징으로 한다.
제 1 위치로부터 제 2 위치로 그리고 임의의 추가 위치로의 구축 플랫폼의 제 1 및 제 2 단부 사이의 공급부에서의 편차는 바람직하게 1mm 미만, 바람직하게 0.5mm 미만, 가장 바람직하게 0.3mm 미만이다.
크고 무거운 구성요소를 생성할 때, 특히, 연속적인 방법을 위한 디바이스의 수평 운송 디바이스의 요건은 구성요소에서 치수적으로 정확하고 정밀한 재생성을 달성하기 위해 특히 중요하다.
이 경우에, 모래 또는 미립자 물질로 만들어진 느슨하게 도포된 공급 원료는 각 새로운 층과 수 마이크로미터(예를 들어, 80㎛)로 위치되어야 한다. 공급 원료는 한정된 안정도만을 갖고, 수 톤의 중량을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스 또는 본 발명에 따른 컨베이어 시스템은 바람직하게 다음의 특징들 중 하나 또는 모두를 특징으로 한다:
- 연속적인 공급부(연속적인 컨베이어)
- 무진동 공급부
- 단지 수 마이크로미터(예를 들어, 1㎛)의 범위에서 높은 위치 지정 정확도
- 높은 부하(최대 수 톤의 인장력 부하) 하에서 운반 방향으로의 높은 강성도(rigidity)
- 수직 방향으로의 높은 강성도(최대 수 톤의 중량 부하)
- 구축 물질(예를 들어, 연마성 모래/미립자 물질 또는 침투성 용액)을 갖는 오염물에 대한 지지 표면의 저항
- 구축 물질의 유출을 방지하기 위한 지지 표면의 밀도
- 스틱-슬립 효과가 없음
- 거의 논스탑 동작을 갖는 최소 유지 보수
- 비용에 효과적인 구조
본 발명은 유리하게 전술한 특징 또는 적어도 하위 조합을 조합하여, 층에서 모델을 구축하기 위한 유리한 디바이스 및 방법을 제공하고, 알려진 디바이스 및 방법의 단점은 회피되거나, 적어도 부분적으로 개선된다.
특히, 부하 허용오차 및 위치 지정 정확도에 관해, 본 발명은 우수한 디바이스 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 디바이스는 몰딩 모래로부터 주조 몰드를 생성하는데 사용될 수 있으며, 여기서 예를 들어, 미립자 물질 공급 원료의 치수, 및 이에 따라 중량이 특히 높다.
본 발명에 따른 하나의 접근법은 링크 컨베이어의 이용에 있다. 개별적인 링크가 특정한 힌지에 의해 연결되는 링크 컨베이어는 특히 이러한 경우에 적합하다. 힌지는 멈춤부(stop)를 갖고, 이러한 멈춤부는, 링크 컨베이어가 한 방향(이 경우에 아래쪽)으로만 평면으로부터 벤딩되거나 롤링될 수 있다는 점을 초래한다. 이것은 다른 방향(이 경우에 위쪽)으로 단단하다. 링크 컨베이어의 처짐은 이를 통해 방지되고, 단지 약간의 편차 또는 단지 약간의 비틀림을 갖는 균일한 공급이 달성된다.
하나의 특히 바람직한 실시예에서, 이러한 링크 에이프런(apron)은 롤러 트랙에 걸쳐 놓이고, 마찰 맞물림에 의해 구동된다. 롤러 트랙은 다수의 롤러 또는 실린더의 맞물림이다. 하나, 다수, 또는 모든 롤러가 구동될 수 있다. 모든 롤러가 구동되면, 링크 컨베이어의 균일한 공급이 초래된다. 링크 컨베이어의 전체 구축 공간이 구동되기 때문에, 벨트는 어떠한 인장력 부하도 경험하지 않는다. 이에 따라 벨트는 동작 동안 연장할 수 없고, 스틱-슬립 효과는 불가능해진다. 링크 컨베이어가 힌지에서 유격(play)을 갖는다면, 이것은 어떠한 악영향도 갖지 않는다.
이러한 유형의 드라이브는 또한 정확한 위치 지정을 보장하는데, 이는 플레이트가 수평 정렬을 이미 달성한 지점에서 발생하기 때문이다. 알려진 시스템에서 발생하는 다각형 효과는 본 발명에서 발생하지 않는다.
개별적인 롤러 또는 실린더는 바람직하게 치형 벨트(toothes belts), 구동 벨트, 체인, 치형 휠 또는 웜 기어와 같은 결합 요소에 의해 동기화될 수 있다. 롤러가 구동 벨트, 치형 벨트 또는 체인에 의해 연결되면, 링크 컨베이어는 또한 구동 벨트, 치형 벨트 또는 체인 바로 위에 놓일 수 있다. 특히 넓은 벨트는 지지를 위한 넓은 직경을 갖는 단단한 실린더 또는 실린더들을 요구한다. 실린더 직경이 증가할 때, 개별적인 실린더 사이의 거리도 증가한다. 낮은 고유 강성도를 갖는 링크 에이프런은 실린더 사이에서 처질 수 있다.
따라서, 링크 컨베이어의 측부에만 드라이브를 부착하고, 측부 드라이브 사이에 자유롭게-매달린(free-hanging) 링크를 개별적으로 지지하는 것이 적절할 수 있다.
양호한 슬라이딩 특성을 갖는 모든 단단한 지지 표면은 지지부로서 적합하다. 예를 들어, 다음의 부분일 수 있다:
- 롤러 트랙
- 볼 트랙
- 슬라이딩 물질(예를 들어, 플라스틱, 비철의 중금속)
- 에어 쿠션
- 개별적인 링크의 유체 역학적 지지
= 개별적인 링크의 정역학적 지지
사실상, 롤러 또는 볼 주조기를 갖는 각 링크를 설치하는 것이 가능하다.
정적 마찰을 개선하기 위해, 롤러는 또한 측면 롤러의 도움으로 구동 롤러 상으로 프레스될 수 있다. 롤러는 또한 치형 휠로서 설계될 수 있다. 이 경우에, 개별적인 링크는, 구동 휠이 맞물릴 수 있는 치형 프로파일(tooth profile)을 갖는다.
링크 컨베이어가 사용되면, 또한 예를 들어, 둥근 구동 요소를 가지고 개별적인 또는 모든 링크의 밑면을 설치하는 것이 가능하다. 구동 요소는 웜 기어 또는 가이드 휠의 도움으로 그립되고, 필요한 층 두께만큼 진행된다.
개별적인 링크에 구동 요소가 설치되면, 또한 그리퍼에 의해 구동 요소를 반복하여 그리핑하고 위치 지정하는, 역 선형 드라이브를 이용하는 것이 가능하다. 이 디바이스는 간단한 수단을 이용하여 특히 단단한 설계를 가질 수 있다.
사실상, 스프링-지지된 미늘형 후크는 활성 그리퍼 대신에, 1 방향 지지와 유사하게 사용될 수 있다.
스위칭가능한 진공 그리퍼 또는 자석 또는 후크-루프 패스너가 또한 적합하다. 이들은 또한 회전 또는 진동 방식으로 벨트와 맞물리도록 하는 방식으로 삽입될 수 있다. 바람직한 위치는 체인 내에 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예는 스텝 컨베이어의 도움으로 불연속적인 컨베이어의 이용에 있다. 운송된 물질은 이상 스텝에서 전체 길이를 따라 이동한다. 이러한 유형의 컨베이어 메커니즘의 하나의 바람직한 형태는 4개-바의 링크 장치(linkage)의 형태로 레버 시스템을 포함하고, 이것은 링크 장치 지점들 중 하나에서 회전 운동으로 구동된다. 단단한 지지 표면은 레버 메커니즘으로부터의 거리에서 측면에 위치된다. 이동 시퀀스는 지지 표면 상에서 운송된 물질의 상주 위치에서 시작한다. 4개-바의 링크 장치가 회전할 때, 디바이스의 레버는 운송된 물질의 부하를 수용하고, 운송된 물질을 리프팅하고, 이산 거리가 통과한 후에 지지 표면 상에 운송된 물질을 다시 위치시킬 것이다. 운송된 물질은 프로세스가 다시 시작하기 전에 지지 표면 상에서 수평 거리를 이동해야 한다.
본 발명의 관점에서, "스텝 컨베이어"는 다음과 같이 이해될 것이다: 모델 또는 구성요소는 층에서 구축되고, 스텝 컨베이어 디바이스의 도움으로 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전달되고, 이러한 프로세스는 계속되거나, 단계에서 반복되고, 이에 따라 구성요소는 단계적 계층화를 경험한다. 프로세스는 길이 방향으로 발생하는 것이 가능하다. 대안적으로, 스텝 컨베이어 디바이스 또는 방법은, 위치(1)로부터 위치(2)로 그리고 다시 위치(1)로 등의 전달의 반복이 발생하는 방식으로 설계될 수 있다. 본 발명에 따라, 스텝 컨베이어는 구성요소를 전달하는데 사용될 수 있고, 이것은 비틀림 없이 수백 킬로그램 내지 수백 톤의 중량을 갖는다. 각 전달의 공급은 층 구축 방법의 방법과 디바이스에 따라 수 센티미터 내지 수 미터일 수 있다. 공급 또는 전달 속도는 0.5 내지 20m/min 또는 사이클당 0.1 내지 15분일 수 있다. 스텝 컨베이어는 가이드 롤러를 포함하는 고정된 프레임, 리프팅 롤러 상의 모바일 프레임, 및 드라이브를 가질 수 있다. 드라이브는 공급 또는 리프트를 달성하기 위해 기계적, 공압식 또는 유압식 설계를 가질 수 있다. 예를 들어, 모바일 프레임은 시작 위치에서 낮아지고, 구성될 모델을 갖는 구축 플레이트는 예를 들어, 유압식 기계의 도움으로 고정된 프레임 상으로 낮아지고(제 1 위치), 전달 이후에 다시 낮아지기 위해 한 방향으로 순방향으로 이동된다(제 2 위치). 이러한 절차는 이 후 주기적으로 반복될 수 있다. 구축 플레이트는 이동 방향의 시작과 마지막에서 다시 리프팅되고 낮아진다. 전달 프로세스는 중앙 유닛, 예를 들어 컴퓨터로부터 제어될 수 있고, 층의 도포 및 선택적인 고체화 또는 선택적인 도포와 같이 구성요소를 계층화하기 위한 다른 구성요소 및 작업 단계와 함께 조화될 수 있다.
이러한 유형의 접근법의 장점은 컨베이어 시스템의 간단한 구조, 전체 길이에 걸쳐 운송된 물질을 지지하고 이동시킬 수 있는 능력에 있다. 더욱이, 구조는 운송된 물질의 중량에 의한 부하로 인한 처짐에 대한 극도의 내성이 있도록 설계될 수 있다.
이러한 유형의 다중 층 시스템이 서로 나란히 구축되면, 더 큰 폭의 부하는 또한 신뢰성있게 운반될 수 있다. 운송된 물질의 유일한 요건: 자유롭게 지지된 방식으로 레버 시스템 사이의 거리를 브리징(bridge)할 정도로 충분히 딱딱해야 한다. 유연하거나 부서지기 쉬운 운송된 물질은 또한 팔레트(palettes)와 같은 캐리어 시스템의 도움으로 운송될 수 있다. 운송된 물질이 임의의 수직 이동 없이 수평으로 이동되면, 레버 시스템에는 회전 드라이브 대신에 선형 엑추에이터가 설치될 수 있다. 즉, 운송된 물질은 다시 레버 상에 놓인다. 다른 레버는 운반 방향에 수직으로 운송된 물질에 대해 이동한다. 제 1 레버는 낮아지고, 제 2 레버는 적재된 물질을 수용하고, 이를 운반 방향으로 이산 길이만큼 시프트(shifts)한다. 제 1 레버는 운송된 물질에 대해 다시 상승되고, 부하를 수용하는 한편, 제 2 레버는 초기 위치로 다시 이동하기 위해 낮아진다. 중량 부하를 더 양호하게 분배하기 위해, 이러한 유형의 레버 시스템은 나란히 위치한 다중 레버를 포함할 수 있고, 이것은 2개의 그레이트와 같이 서로 맞물린다(mesh). 레버가 감소된 마찰로 인해 서로 특정 거리를 가져야 하기 때문에, 운송된 물질이 이 경우에서와 같이, 작은 구성요소를 갖는 경우, 레버 사이의 갭에 걸쳐 커버리지(coverage)가 발생해야 한다. 이것은, 예를 들어 호일(foil)을 놓음으로써 달성될 수 있다. 운송된 물질이 본 경우에서와 같이, 고밀도 미립자 물질인 경우, 호일은 단지 인장력을 받아야 하는데, 이는 중량의 힘이 호일을 적소에 유지시킬 정도로 충분하기 때문이다. 호일은 호일 롤링 및 롤링 해제(unrolling) 메커니즘의 도움으로 디바이스의 2개의 단부에서 및 벨트의 형태로 디바이스에 걸쳐 연속적으로 안내될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 밀봉은 레버 메커니즘에 걸쳐 안내되는 링크 에이프런을 통해 발생한다.
2개의 리프트가능한 그레이트로 만들어진 리프트/쓰러스트 디바이스는 링크 에이프런 또는 컨베이어 벨트를 운송하기 위해 특히 유리한 것으로 증명되었다.
그레이트는 공급 방향으로 배향되는 평행한 플레이트 또는 로드로부터 조립된다.
적어도 2개의 그레이트는, 각 그레이트가 수직으로 위치되고 링크 에이프런을 운반할 수 있는 방식으로 서로 맞물린다. 2개의 그레이트 중 적어도 하나는 공급 방향으로 이동될 수 있는 방식으로 위치되어야 한다.
구축 프로세스 동안, 양쪽 그레이트는 선형 엑추에이터(예를 들어, 공압식 실린더, 스핀들)의 도움으로 줄곧 연장되어, 동일한 높이에 위치되고, 양쪽 모두는 컨베이어 벨트(링크 에이프런)를 운반한다. 운송을 위해, 하나의 그레이트는 아래로 이동하여, 컨베이어 벨트(링크 에이프런)를 운반하는 유일한 그레이트는 다른 엑추에이터(쓰러스팅 그레이트)에 의해 공급 방향으로 컨베이어 벨트를 위치시킬 수 있는 것이다. 일단 그레이트가 쓰러스트 방향으로 컨베이어 벨트(링크 에이프런)를 위치시켰으면, 다른 그레이트(리프팅 그레이트)는 밖으로 이동한다. 리프팅 그레이트가 정지 상태에 있게 될 때, 쓰러스팅 그레이트는 다시 아래로 이동하고, 후속하여 수직 시작 위치로 되돌아간다.
사실상, 쓰러스팅 그레이트의 재위치 지정은 또한, 선형 엑추에이터의 이동 방향이 이를 허용하는 경우 다수의 개별적인 단계 이후에 쓰러스트 방향으로 발생할 수 있다. 이 경우에, 쓰러스팅 그레이트는 낮아지고, 다수의 개별적인 단계가 완료된 후에만 시작 위치로 되돌아간다. 이 절차는 예를 들어, 선형 엑추에이터의 역전된 유격으로 인해, 위치 지정 에러를 감소시키기 위해 유리할 수 있다.
이 시스템은 컨베이어 벨트에 대해 절대적으로 단단하고, 정밀한 위치 지정은 양쪽 공급 방향으로 동시에 발생할 수 있다.
시스템의 다른 장점은 예를 들어, 그레이트를 확장시키거나 행(row)으로 다중 시스템을 배치함으로써, 공급 방향 및 또한 이에 대해 횡방향으로 모두 용이한 크기 조정 능력(scalability)에 있다.
구조는 바람직하게 그레이트를 가질 수 있고, 또한 쓰러스팅 플레이트 또는 쓰러스팅 플랫폼만을 최소량만큼 리프팅하는 것이 가능하다. 이러한 경우에 최소의 리프팅은, 중량의 힘이 쓰러스팅 그레이트와 컨베이어 벨트 사이의 대응하는 마찰 맞물림을 생성할 때까지만 쓰러스팅 그레이트 또는 쓰러스팅 플랫폼을 리프팅하는 것을 의미한다. 쓰러스팅 그레이트 또는 쓰러스팅 플랫폼은 후속적으로 컨베이어 벨트를 수평으로 위치시킨다. 컨베이어 벨트가 운반 방향에 횡방향으로 처지면, 특정한 상황 하에서, 완전히 리프팅되는 것이 실패할 수 있다. 나머지 지지 영역은 바람직하게 양호한 슬라이딩 특성을 갖도록 설계된다. 이들 영역에서, 에어 쿠션 또는 롤러는 링크 에이프런 자체 또는 지지 표면 상에 장착될 수 있다.
마찰 맞물림 또는 형태 설치(form fit)(치형 벨트에 유사하게)에 의해 구동되는 컨베이어 벨트는 또한 특정한 폭까지 적합하다. 또한 구동 요소를 유연한 컨베이어 벨트에 병합하는 것이 가능하다. 벨트에 병합되는 전기 전도성 권선(windings)이 또한 가능하여, 전체 벨트는 3-상 모터와 유사하게 자가-유도에 의해 구동된다.
특히 넓은 벨트에서의 처짐을 회피하기 위해, 고유하게 단단한 삽입부(inserts)는 공급 방향에 횡방향으로 병합될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 옵션은 개별적인 플레이트 상에 미립자 물질 공급 원료를 도포하는 것이다. 플레이트는 링크 컨베이어(위를 참조)와 동일한 운송 시스템의 도움으로 이동될 수 있다. 연속적인 구축을 위해, 언패킹 이후에 시작으로 다시 구축(built-upon) 플레이트를 운송하는 것이 보장되어야 한다. 이것은 로봇 또는 컨베이어 벨트의 도움으로 달성될 수 있다.
하지만, 또한 개별적인 플레이트를 레일 시스템 상에서 운송하는 것이 가능하다.
플레이트는 개별적으로, 예를 들어 롤러 또는 에어 쿠션 상에서 지지될 수 있고, 시스템으로 운송될 수 있다.
자동화를 위해, 각 플레이트에는 자체 지능형 드라이브가 설치될 수 있다. 특정한 구축 프로젝트에 대한 모든 정보는 그 안에 저장될 수 있고, 구축 디바이스 및 저장소(warehouse)와 통신할 수 있다.
전술한 방법은 또한 롤링되고 롤러 상으로 롤링되는 링크 컨베이어 및 컨베이어 벨트에 사용될 수 있다. 이러한 유형의 설계는 중단되지 않은 동작을 유리하게 허용한다.
가능한 한 많은 부분을 저장하기 위해, 나선형 컨베이어 벨트는 또한 나선형 프리저(freezers)에서와 유사하게 사용될 수 있다.
사실상, 호일 또는 시트의 형태로 개방 및 차단 벨트 모두는 링크 에이프런을 밀봉하는데 사용될 수 있다. 이들 밀봉 벨트는 개방 또는 차단 방식으로 롤러에 의해 삽입될 수 있다.
물질 원뿔이 접선 방향으로 적용되는 회전 플레이트가 또한 구상된다.
회전 플레이트 상에서 절단된 원뿔을 생성하는 것이 또한 가능하다. 코팅기 및 선택적인 고체화를 위한 툴(예를 들어, 프린트 헤드)은 플레이트의 회전 운동과 동기하여 회전축으로부터 축방향으로 멀어지게 이동한다.
본 발명에 따라, 3D 프린팅에 의해 구성요소를 생성하기 위한 하나의 특히 바람직한 디바이스 또는 방법에서, 코팅기 및 선택적인 고체화를 위한 고체화 유닛은 원형 구축 플랫폼과 조합된다(도 12를 참조). 제 1 단부 및 제 2 단부는, 미립자 물질 도포가 발생하는 곳에서 프로세스 시작이 존재하고(제 1 단부), 구성요소가 완료되거나 완료된 구성요소가 바람직하게 언패킹되는 곳에서 프로세스 종료가 존재하는(제 2 단부) 방식으로 이해될 것이다. 선택적인 고체화는 화학적 방법{화학적 접합제(binder)의 도움으로 선택적인 고체화}의 도움으로 및 선택적인 레이저 소결화 또는 레이저 용융(SLS, SLM)과 같은 방법을 이용하여 프로세스에서 발생할 수 있다. 원형 구축 플랫폼은 용융된 증착 몰딩(FDM), 및 미리 결정된 영역에 대한 물질의 선택적인 도포를 위해 당업자에게 알려진 다른 방법과 같이, 물질의 선택적인 도포를 위해 디바이스와 조합될 수 있다.
본 발명에 따른 이러한 바람직한 디바이스 또는 생성 방법은, 구성요소가 단일의 회전 구축 플랫폼 상에서 생성되어 구성요소가 구축 플랫폼 상에서 그 위치를 변화시키지 않고, 이에 의해 생성은 비틀림 없이 또한 발생한다는 추가 장점을 갖는다. 이것은, 특히 크고 무거운 구성요소를 생성할 때 유리하다. 방법은 묶음 별로 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 연속적인 동작 동안, 당업자에게 알려진 수단을 이용하여, 연속적인 언패킹 동작의 방법 단계는 다른 디바이스 부분 및 방법 단계와 조합되고, 이와 조화된다.
본 발명은 바람직하게 연속적인 프로세스에서 크고 무거운 구성요소가 생산될 수 있고, 요건의 바람직하게 정밀한 충족과 일치하거나, 이에 의해 종래 기술의 단점은 적어도 개선되거나 완전히 회피될 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 바람직한 링크 컨베이어를 도시한 도면.
도 3a는 본 발명에 따른 바람직한 운송 유닛을 도시한 도면.
도 3b는 유사한 구조를 도시한 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 바람직한 구조를 도시한 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 구조를 도시한 도면.
도 6은 또한 본 발명에 따른 구조를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 상승된 그레이트를 포함하는 본 발명에 따른 바람직한 공급 시스템의 사시도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따라 도 7로부터, 각 경우에 전면 및 측면으로부터 공급 시스템의 시퀀스를 도시한 도면.
도 9는 자가-추진된 구축 플랫폼(31)을 갖는 본 발명에 따른 바람직한 구조를 도시한 도면.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 추가로 바람직한 실시예를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 바람직한 구축 디바이스(32)를 도시한 도면.
도 12는 회전 구축 플랫폼(34)을 갖는 본 발명에 따른 바람직한 구축 디바이스를 도시한 도면.
도 13a 내지 도 13f는 스텝 컨베이어의 원리에 따라 리프팅 그레이트(26) 및 쓰러스팅 그레이트(27)를 갖는 벨트 또는 링크 에이프런을 위한 드라이브를 도시한다. 쓰러스팅 그레이트(27)는 앞뒤로 선회하는 레버 아암 상에서 이동한다. 리프팅 그레이트(26)는 복귀 선회 운동 상에서 상승한다.
도 14a 내지 도 14d는 스텝 컨베이어의 원리에 따라 리프팅 그레이트(26) 및 쓰러스팅 그레이트(27)를 갖는 벨트 또는 에이프런을 위한 드라이브를 도시한 도면.
도 15a 내지 도 15d는 스텝 컨베이어의 원리에 따라 리프팅 그레이트(26) 및 쓰러스팅 그레이트(27)를 갖는 벨트 또는 링크 에이프런을 위한 드라이브를 도시한 도면.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 구조를 도시하며, 이러한 구조는 차단된 컨베이어 벨트(예를 들어, 링크 컨베이어)(7) 및 개방 밀봉 벨트(6)를 포함한다. 컨베이어 벨트는 미립자 물질 케이크의 큰 중량을 지지할 수 있는 한편, 커버 벨트는 롤링 해제되고, 컨베이어 벨트가 미립자 물질 케이크와 접촉하는 것을 방지해야 한다. 컨베이어 벨트는 롤러로부터 롤링 해제되고, 컨베이어 벨트 뒤에서 다시 롤링된다. 커버 벨트는 컨베이어 벨트 상의 마찰 맞물림에 의해 또는 감음으로써 공급될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 바람직한 링크 컨베이어를 도시하며, 이러한 링크 컨베이어는 한 방향으로만 이동도를 허용하는 힌지를 포함한다. 링크 컨베이어는 이 경우에 롤러 트랙에 의해 이동된다. 하나만, 다수 또는 모든 롤러가 구동될 수 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 바람직한 운송 유닛을 도시하며, 이러한 운송 유닛은 구동 롤러(14)에 의해 측면으로 구동되고 중간에서 작은 롤러(15) 상에 지지되는 컨베이어 벨트(7)(바람직하게 조 2에서와 같은 링크 컨베이어)를 포함한다.
도 3b는 유사한 구조를 도시하며, 여기서 컨베이어 벨트(7)는 완전한 폭에 걸쳐 연속적인 구동 롤러(17) 상에 놓인다. 구동 롤러(14) 또는 구동 실린더(17)와 컨베이어 벨트(7) 사이의 더 양호한 마찰 맞물림을 달성하기 위해, 프레싱 롤러(13)는 구동 롤러(14) 또는 구동 실린더(17) 상에서 컨베이어 벨트를 프레스한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 바람직한 구조를 도시하며, 여기서 구동 롤러(14)는 공유된 구동 벨트(18)에 의해 구동된다. 컨베이어 벨트(7)는 구동 벨트 상에 놓일 수 있고, 추가로 지지될 수 있다. 도 4a에서, 컨베이어 벨트(7)의 중간은 예를 들어 플라스틱으로 만들어진 슬라이딩 요소(19) 상에 지지된다. 도 4b에서, 컨베이어 벨트의 중간은 에어 쿠션(20)에 의해 운반된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 구조를 도시하며, 이러한 구조는 각 링크 상에 그리핑 요소(22)를 갖는 링크 컨베이어(7)를 포함한다. 그리핑 요소를 반복하여 그리핑하고 위치 지정하는 그리퍼는 링크 컨베이어 아래에 통과한다. 그 절차는 그리퍼를 그리핑하고 위치 지정(도 5a)하고, 그리퍼를 개방하고(도 5b), 링크를 복귀시키고 다시 그리핑하는(도 5c) 것이다.
도 6은 또한 본 발명에 따른 구조를 도시하며, 이러한 구조는 본 발명에 따라 각 링크 상에 그리핑 요소(22)를 갖는 링크 컨베이어(7)를 포함한다. 이 경우에, 그리핑 요소(22)는 회전 웜 드라이브(24)에 의해 위치된다.
도 7은 본 발명에 따른 상승된 그레이트를 포함하는 본 발명에 따른 바람직한 공급 시스템의 사시도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따라 도 7로부터, 각 경우에 전면 및 측면으로부터 공급 시스템의 시퀀스를 도시한다.
도 8a는, 리프팅 그레이트(26) 및 쓰러스팅 그레이트(27) 모두가 컨베이어 벨트를 운반할 때 시작 위치를 도시한다. 도 8a에서, 리프팅 그레이트(26)는 연장되고 쓰러스팅 그레이트(27)는 후속하여 낮아진다.
도 8b에서, 리프팅 그레이트(26)는 낮아져서, 쓰러스팅 그레이트(27)만이 컨베이어 벨트(7)를 운반한다. 쓰러스팅 그레이트(27)는 컨베이어 벨트(7)를 다음 위치로 이동시킨다.
낮아진 상태에서, 쓰러스팅 그레이트(27)는 도 8a에 도시된 바와 같이, 시작 위치로 되돌아간다.
도 9는 자가-추진된 구축 플랫폼(31)을 갖는 본 발명에 따른 바람직한 구조를 도시한다. 이들은 구축 디바이스(32)로 이동된다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 추가로 바람직한 실시예를 도시한다. 이 경우에, 공급 원료는 선형으로 생성되지 않고, 회전으로 생성된다. 프로세스는 제 1 위치 또는 단부에서 시작하고, 제 2 위치 또는 단부에서 종료한다. 도 10b는 도 10a를 위에서 본 도면이다. 도 10c는 단면 A-A 상에서 본 발명에 따른 콘 프린터의 도 10b의 측면도이다. 33은 방향 화살표를 사용하여 표시되는, 코팅기(1) 및 고체화 유닛(2)의 바깥쪽으로 배향된 이동을 나타내고, 방법은 구축 플랫폼(34) 상에서 수행되고, 미립자 물질 공급 원료(3)가 생성되고, (생성된) 구성요소, 예를 들어, 구성요소(5)는 고체화에 후속한다. 이를 위해, 둥근 구축 플랫폼(34)은 회전되는 한편, 코팅기(1) 및 프린트 축은 회전축으로부터 멀어지게 이동한다. 코팅기(1)는 전술한 본 발명의 다른 바람직한 디바이스에 대해 90°로 회전하고, 연속적으로 동작될 수 있다. 고체화 유닛(2)은 또한 연속적으로 작용할 수 있으며, 이에 의해 복수의 구성요소는 한 방향(묶음)으로 하나의 구축 플랫폼(34) 상에서 이러한 방식으로 생성될 수 있다. 구축 원뿔(21)은 시스템을 시작하는데 사용될 수 있다. 알파 각은 미립자 물질에 따라 변화될 수 있어서, 선택적으로 사용된 특정한 미립자 물질에 적응될 수 있다. 이러한 디바이스 유형은 생성될 구성요소를 위한 몰드가 선형으로뿐 아니라 극좌표에 기초하여 휘어지는 데이터를 요구한다. 콘 프린터 및 구축 플랫폼뿐 아니라 전체적으로 디바이스의 치수는, 매우 작고 매우 크고 무거운 구성요소 모두가 비틀림 없이 생성될 수 있는 방식으로 선택될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 바람직한 구축 디바이스(32)를 도시하며, 롤러 트랙(35)을 포함하는 언패킹 영역은 구축 디바이스(32)의 단부에 연결된다. 완료된 구성요소는 롤러 트랙 바로 위에 증착된다. 느슨한 미립자 물질은 롤러 사이에서 주행할 수 있어서, 언패킹을 지지할 수 있다. 롤러 트랙은 구동될 수 있거나, 수동적으로 주행할 수 있다.
도 12는 회전 구축 플랫폼(34)을 갖는 본 발명에 따른 바람직한 구축 디바이스를 도시한다. 코팅기(1) 및 고체화 유닛(2)은 병진 이동으로만 이동하는 한편, 구축 플랫폼(34)은 층마다 계속해서 회전하여, 물질 공급 원료(3)를 연속적으로 구축한다. 다른 바람직한 실시예에서, 도 12에서의 디바이스는 임의의 위치에서 언패킹 스테이션 또는 언패킹 동작과 조합되는 방식으로 구성될 수 있다. 완료된 구성요소(5)는 동시에 남아있는 느슨한 미립자 물질 없이 또는 다른 작업 단계에서 구축 플랫폼(34) 내부 또는 외부 또는 아래 또는 위의 위치(36)로 시프트한다. 프로세스는 제 1 위치 또는 단부에서, 예를 들어 제 1 미립자 물질 도포의 지점에서 시작하고, 제 2 위치 또는 단부에서, 예를 들어 구성요소의 완료시 또는 바람직하게 언패킹의 지점에서 종료한다. 느슨한 미립자 물질은 추가 연속적인 프로세스에 순환하여 재공급될 수 있다. 이에 따라 미립자 물질 공급은 구성요소의 형태로 순환으로부터 제거되는 양 및 임의의 비-재활용가능 양에 한정된다.
도 13a 내지 도 13f는 스텝 컨베이어의 원리에 따라 리프팅 그레이트(26) 및 쓰러스팅 그레이트(27)를 갖는 벨트 또는 링크 에이프런을 위한 드라이브를 도시한다. 쓰러스팅 그레이트(27)는 앞뒤로 선회하는 레버 아암 상에서 이동한다. 리프팅 그레이트(26)는 복귀 선회 운동 상에서 상승한다.
도 14a 내지 도 14d는 스텝 컨베이어의 원리에 따라 리프팅 그레이트(26) 및 쓰러스팅 그레이트(27)를 갖는 벨트 또는 에이프런을 위한 드라이브를 도시한다. 쓰러스팅 그레이트(27)는 회전 레버 아암 상에서 이동한다.
도 15a 내지 도 15d는 스텝 컨베이어의 원리에 따라 리프팅 그레이트(26) 및 쓰러스팅 그레이트(27)를 갖는 벨트 또는 링크 에이프런을 위한 드라이브를 도시한다. 리프팅 그레이트(26)의 수직 리프팅은 쓰러스팅 그레이트(27)의 경사진 리프팅과 교대로 이루어진다.
1 코팅기
2 고체화 유닛
3 분말 케이크/미립자 물질 공급 원료
4 터널 벽
5 구성요소(구축되는)
6 커버 벨트를 위한 롤러
7 컨베이어 벨트(예를 들어, 링크 컨베이어)
8 선형 유닛
9 구축 공간
10 힌지를 갖는 링크
11 구동 실린더
12 실린더 베어링
13 프레싱 롤러
14 구동 롤러
15 베어링 롤러
16 모터
17 운반 방향
18 구동 벨트(예를 들어, 치형 벨트)
19 슬라이딩 요소
20 에어 쿠션
21 그리퍼
22 그리핑 요소
23 선형 공급부
24 웜 휠
25 프레임
26 리프팅 그레이트
27 쓰러스팅 그레이트
28 선형 베어링
29 리프팅 그레이트를 위한 리프팅 유닛
30 쓰러스팅 그레이트를 위한 리프팅 유닛
31 자가-추진된 구축 플랫폼
32 구축 디바이스
33 코팅기 및 고체화 유닛의 이동 방향
34 회전 구축 플랫폼
35 롤러 트랙
36 언패킹 영역

Claims (20)

  1. 연속적인 프로세스에서 3차원 모델을 생성하는 디바이스로서,
    컨베이어;
    미립자 물질 공급 원료(feedstock)를 지지하기 위한 상기 컨베이어의 일부분인 구축(build) 표면;
    적어도 하나의 리프팅 지지부 및 적어도 하나의 쓰러스팅(thrusting) 지지부를 포함하는, 상기 구축 표면을 이동시키기 위한 드라이브 구성요소 - 상기 적어도 하나의 리프팅 지지부 및 상기 적어도 하나의 쓰러스팅 지지부 둘 다는 상승되고 낮아질 수 있음 -;
    상기 적어도 하나의 리프팅 지지부 위에 배치된 적어도 하나의 약품 주입(dosing) 유닛; 및
    적어도 하나의 고체화 유닛을 포함하고,
    상기 구축 표면이 상기 적어도 하나의 리프팅 지지부 또는 상기 적어도 하나의 쓰러스팅 지지부에 의해 지지되는 동안에 상기 약품 주입 유닛은 미립자 물질의 층을 상기 미립자 물질 공급 원료에 도포하고,
    상기 컨베이어는 상기 드라이브 구성요소에 의해 운송되고, 상기 적어도 하나의 쓰러스팅 지지부는 상기 컨베이어를 순방향으로 이동시키는 동안에 상기 컨베이어를 지지하고, 상기 적어도 하나의 리프팅 지지부는 상기 적어도 하나의 쓰러스팅 지지부가 시작 위치로 복귀하는 동안에 상기 컨베이어를 지지하고, 그리고
    각각의 리프팅 지지부와 각각의 쓰러스팅 지지부는 상기 구축 표면의 아래에 있는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구축 표면은 상기 미립자 물질 공급 원료를 운반하는 동안에 제 1 단부 및 제 2 단부에서 동일한 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    구축 플랫폼의 상기 제 1 및 제 2 단부들 사이의 공급에서의 편차는 1mm보다 작은 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨베이어는 연속적인 또는 측면 롤러들 상에 놓이고 주행하는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구축 표면은 수평이고, 미립자 물질을 위한 상기 적어도 하나의 약품 주입 유닛과 미립자 물질을 위한 하나의 고체화 유닛은 선형 가이드들에 의해 장착되고, 상기 미립자 물질은 구축 물질의 휴지(repose) 각도보다 작은 상기 구축 표면에 대한 구축 각도를 갖는 구축 공간에 증착되고, 상기 구축 각도는 < 30°인 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 리프팅 지지부와 상기 적어도 하나의 쓰러스팅 지지부는 지지되는 공급 원료의 중력과 동일한 위쪽으로의 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨베이어는 링크 컨베이어인 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 링크 컨베이어는 에어 쿠션, 마찰 베어링, 롤러, 및 볼 주조기(casters)로부터 선택되는 하나 이상의 마찰 감소 구성요소들을 포함하는 적어도 하나의 중간 지지부를 갖는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 링크 컨베이어는 고체 바디들(bodies)의 마찰 맞물림 또는 점착에 의해 상기 쓰러스팅 지지부 상에서 운송되는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 링크 컨베이어는 적어도 하나의 연속적인 롤러에 의해 구동되거나, 또는 양쪽 측부 상에서 적어도 2개의 측면 롤러들에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 링크 컨베이어를 지지하기 위한 롤러 트랙들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨베이어를 이동시키는 동안, 상기 컨베이어의 일부분은 상기 쓰러스팅 지지부에 의해서만 지지되며 상기 리프팅 지지부는 상기 컨베이어로부터 멀어지도록 낮아지는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 쓰러스팅 지지부가 상기 시작 위치로 복귀하는 동안에 상기 컨베이어는 상기 리프팅 지지부에 의해서만 지지되며 상기 쓰러스팅 지지부는 상기 컨베이어로부터 멀어지도록 낮아지는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 리프팅 지지부는 그레이트(grate)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 쓰러스팅 지지부는 그레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 컨베이어는 링크 컨베이어인 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 구축 표면은 수평이고, 미립자 물질을 위한 상기 적어도 하나의 약품 주입 유닛과 미립자 물질을 위한 하나의 고체화 유닛은 선형 가이드들에 의해 장착되고, 상기 미립자 물질은 구축 물질의 휴지 각도보다 작은 상기 구축 표면에 대한 구축 각도를 갖는 구축 공간에 증착되고, 상기 구축 각도는 < 30°인 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 구축 표면은 평평한 표면인 것을 특징으로 하는, 3차원 모델을 생성하는 디바이스.
  19. 삭제
  20. 삭제
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