KR102142505B1 - 적층 가공 기술에 의해 적어도 하나의 세라믹 및/또는 금속 재료로 만들어진 적어도 하나의 피스를 제조하기 위한 방법 및 머신 - Google Patents

적층 가공 기술에 의해 적어도 하나의 세라믹 및/또는 금속 재료로 만들어진 적어도 하나의 피스를 제조하기 위한 방법 및 머신 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 피스의 컴퓨터 모델은 컴퓨터 보조 설계에 의해 만들어지고; 작업 트레이 상에서, 제조될 적어도 하나의 피스가 형성되고, 상기 피스는 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물(CPCb 또는 MPCb)로 만들어진다. 본 발명에 있어서, 기본적인 상기 CPCb 또는 MPCb와는 상이한 적어도 하나의 재료가 준비되고, 상기 재료는 디바인딩 공정 동안 가열에 의해 파괴될 수 있는 희생 유기 재료(SOM)이거나 추가적인 세라믹 또는 금속 조성물 CPCa 또는 MPCa이고; 상기 층에 대하여 모델로부터 미리 규정된 패턴에 따른 조사에 의해 경화되도록 매번 유도되는 연속적인 CPCb 또는 MPCb 층들이 형성되고, 상기 피스의 중공부를 형성하고 그리고/또는 다른 세라믹 또는 금속 재료로 만들어진 적어도 하나의 부분을 삽입하도록, 상기 피스의 상부 표면으로부터 적어도 하나의 경화된 CPCb 또는 MPCb 층의 적어도 하나의 리세스를 기계 가공에 의해 형성하는 단계; SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 채우도록 적어도 하나의 리세스 내에 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 퇴적하는 단계; 인접한 CPCb 또는 MPCb 층과 동일한 레벨에서 단단한(hard) 수평 표면을 얻기 위해 상기 적어도 하나의 리세스에 배치된 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 경화시키는 단계가 수행된다.

Description

적층 가공 기술에 의해 적어도 하나의 세라믹 및/또는 금속 재료로 만들어진 적어도 하나의 피스를 제조하기 위한 방법 및 머신{METHOD AND MACHINE FOR MANUFACTURING AT LEAST ONE PIECE MADE OF AT LEAST ONE CERAMIC AND/OR METALLIC MATERIAL BY THE TECHNIQUE OF ADDITIVE MANUFACTURING}
본 발명은 적층 가공 기술에 의해 피스들을 제조하는 방법 및 머신에 관한 것이다.
특히, 이러한 피스들은 생소지 상태(green body state)로 얻어진 세라믹 또는 금속 재료로 만들어진 피스이며, 최종 세러믹 또는 금속 피스들을 얻기 위해 세정, 탈바인딩 및 소결 공정을 거친다.
스테레오리소그래피(stereolithography)로도 칭하는 적층 가공 기술은 일반적으로 이러한 그린 세라믹 피스를 제공하기 위하여 이하의 단계들을 포함한다:
- 컴퓨터 보조 설계에 의해, 제조될 피스의 컴퓨터 모델을 만드는 단계 - 이러한 모델의 크기는 피스의 제조 동안 세라믹 재료의 수축을 예상하여 제조될 피스의 크기 보다 더 큼 - ; 및
- 적층 가공의 기술을 이용하여 피스를 제조하는 단계로서:
- 적어도 하나의 세라믹 재료, 적어도 하나의 분산제, 적어도 하나의 광경화성 모노머 및/또는 올리고머, 적어도 하나의 광개시제 및 적어도 하나의 가소제를 일반적으로 포함하는 광경화성 조성물의 제1 층을 경질 지지체 상에 또는 제조될 피스 상에 형성하는 단계;
- 상기 층에 대해 상기 모델로부터 규정되는 패턴에 따른 조사에 의해 상기 광경화성 조성물의 제1 층을 경화하여 제1 스테이지를 형성하는 단계;
- 상기 제1 스테이지 상에 상기 광경화성 조성물의 제2 층을 형성하는 단계;
- 상기 층에 대해 규정된 패턴에 따른 조사에 의해 상기 광경화성 조성물의 제2 층을 경화하여 제2 스테이지를 형성하는 단계 - 이 조사는 확산된 광경화성 조성물의 자유면의 레이저 스케닝에 의해 도는 발광 다이오드 투영 시스템에 의해 수행됨 - ;
- 선택적으로는, 상술한 단계들은 그린 피스가 얻어질 때까지 반복됨.
다음으로, 완성된 피스를 얻기 위해서, 그린 피스는 비경화된 조성물을 제거하기 위하여 세정되고; 세정된 그린 피스가 탈바인딩되고; 세정되고 탈바인딩된 그린 피스가 소결되어, 완성된 피스를 얻는다.
금속 재료의 경우에 동일한 공정이 착수된다.
이러한 단순한 형상의 세라믹 또는 금속 재료의 기술을 이용한 제조가 잘 제어될 경우, 복잡한 형상 및/또는 조성물을 갖는 피스를 제조하는 것은 곤란하다.
"복잡한 모양의 피스"는 특히 3차원 기하학적 형상의 통로(또는 채널)를 포함하는 피스를 의미하며, 이러한 통로는 기하학적 형상에 적합한 도구가 없기 때문에 통로를 제대로 청소하기가 어렵다.
"복잡한 조성물을 가진 피스"는 특히 여러 세라믹 또는 금속 재료로 만든 피스를 의미한다.
출원인은, 이러한 복잡한 피스가 광경화성 세라믹 또는 금속 조성물의 층들에 하나 이상의 리세스들을 형성함으로써 얻어질 수 있고, 이러한 리세스는 리세스(들)이 제공되는 층을 완성하기 위해 유동성(flowable) 조성물로 채워질 수 있고, 이어서 광경화성 세라믹 또는 금속 조성물 층이 그 위에 확산되는 완전한 층을 다시 형성하기 위해 경화되는 것을 발견했다.
유동성 조성물은 다른 광경화성 세라믹 또는 금속 조성물일 수 있으며, 이는 디바인딩 공정 동안 파괴될 다중-재료 피스 또는 경화가능한 희생 재료를 형성할 수 있게 하여, 통로에 도구 또는 세정 화학 물질이 들어갈 필요 없이 피스에 만들어진 중공부 또는 통로를 릴리스한다.
따라서, 본 발명은 적층 가공 기술에 의해 세라믹 재료 및 금속 재료 중 선택된 적어도 하나의 재료로 만들어진 적어도 하나의 피스(piece)를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 적어도 하나의 피스는 생소지 상태(green body state)로 형성된 다음, 세정 공정, 디바인딩(debinding) 공정 및 소결 공정을 거치도록 되어 있고, 상기 방법은:
(1) 컴퓨터 보조 설계에 의해, 제조될 상기 적어도 하나의 피스의 컴퓨터 모델을 만드는 단계;
(2) 작업 트레이 상에서, 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물(CPCb 또는 MPCb)을 원료로 하는, 제조될 적어도 하나의 피스를 형성하는 단계로서, 상기 조성물은:
- 적어도 하나의 분말화된 세라믹 재료 또는 적어도 하나의 분말화된 금속 재료로 구성된 무기물 부분(mineral part); 및
- 디바인딩 공정 동안 가열에 의해 파괴될 수 있고 적어도 하나의 광경화성 모노머 및/또는 올리고머 및 적어도 하나의 광 개시제를 포함하는 유기물 부분(organic part)을 포함하는, 피스를 형성하는 단계를 포함하며;
- 흐를 수 있고 일단 흐르면 경화될, 기본적인 상기 CPCb 또는 MPCb와는 상이한 적어도 하나의 재료가 준비되고, 상기 재료는 디바인딩 공정 동안 가열에 의해 파괴될 수 있는 희생 유기 재료(SOM)이거나 추가적인 세라믹 또는 금속 조성물(CPCa 또는 MPCa)이고;
- 상기 적어도 하나의 피스를 만들기 위해, 작업 트레이 상에서, 연속적인 CPCb 또는 MPCb 층들이 형성되고, 상기 층들은 매번 상기 층에 대한 모델로부터 미리 규정된 패턴에 따른 조사에 의해 경화되게 되고, 상기 피스의 중공부를 형성하고 그리고/또는 다른 세라믹 또는 금속 재료로 만들어진 적어도 하나의 부분을 삽입하도록, 이하의 단계들:
- 적어도 하나의 경화된 CPCb 또는 MPCb 층의 상부 표면으로부터 적어도 하나의 경화된 CPCb 또는 MPCb 층에 적어도 하나의 리세스를 기계 가공에 의해 형성하는 단계;
- 상기 적어도 하나의 리세스 내에 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 퇴적하여 상기 하나 이상의 리세스를 채우는 단계;
- 인접한 CPCb 또는 MPCb 층과 동일한 레벨에서 단단한(hard) 수평 표면을 얻기 위해 상기 적어도 하나의 리세스에 배치된 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 경화시키는 단계가 수행되고,
하나 이상의 리세스들이 형성될 때마다, 이러한 리세스(들)는 상기 컴퓨터 모델로부터 미리 규정된 적어도 하나의 패턴에 따라 규정되고, 이러한 리세스(들)의 깊이(들)는 제조될 상기 적어도 하나의 피스의 연속성을 보장하도록 선택되고,
하나 이상의 리세스들은 다른 CPCa 또는 MPCa를 그 안에 삽입하기 위해 CPCa 또는 MPCa로 이루어진 층의 일부에 또한 형성될 수 있으며,
경화된 층이 적층되면, 하나 이상의 그린 피스(green piece)가 얻어지며, 상기 그린 피스는 적어도 하나의 미경화 부분을 제거하기 위한 세정 공정, 이어서 디바인딩 공정 및 소결 공정을 거칠 수 있다.
세라믹 재료는, 특히 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 지르코니아 강화 알루미나, 알루미나 강화 지르코니아, 지르콘(ZrSiO4), 실리카(SiO2), 하이드록시아파타이트, 지르콘 실리카(ZrSiO4+SiO2), 질화규소, 인산삼칼슘(TCP), 질화 알루미늄, 탄화 규소, 코디에라이트(cordierite) 및 멀라이트(mullite)로부터 선택되는 분말화된 소결 세라믹 재료이다.
금속 재료는 Al, Cu, Mg, Si, Ti, Zn, Sn, Ni 등의 순수 금속, 이들의 합금 및 순수 금속과 그 합금의 혼합물로부터 선택된 분말화된 소결 금속 재료이다.
리세스는 CPCb 또는 MPCb의 경화된 층의 전체 두께를 통해 또는 층의 높이보다 낮은 높이 이상으로 형성될 필요가 있을 수 있다. 이는 또한 층의 두께보다 큰 높이, 예를 들어 이전에 확산된 몇몇 층의 높이와 같은 높이 이상으로 형성될 필요가 있다.
만들어질 적어도 하나의 피스에 중공부가 제공되는 경우, 이들 부품은 디바인딩 공정 중에 SOM이 흐를 수 있도록 외부 표면으로 유도되어야 한다.
스크레이핑(scraping)에 의해 층들에 확산되는(spread) 페이스티 컨시스턴시(pasty consistency)를 갖는 CPCb 또는 MPCb, 또는 경화될 상기 CPCb 또는 MPCb 층을 매번 형성함으로써 상기 작업 트레이를 현탁액의 배스(bath) 내에 담그는 것에 의해 그리고 그로써 형성된 상기 층을 스크레이핑하는 것에 의해 도포되는 현탁된 CPCb 또는 MPCb이 사용되는 것이 가능하다.
상기 SOM으로서,
- 적어도 하나의 광경화성 모노머 및/또는 올리고머 및 적어도 하나의 광 개시제를 포함하는 광경화성 재료; 또는
- 리세스내에서 유동성이 있도록, 특히 압력하에서 유동성이 있도록 그리고 다시 실온이 될 때 경화되도록 열 용융가능한 플라스틱 재료가 사용되는 것이 가능하다.
이러한 열경화성 플라스틱 재료는 특히 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체, 폴리카보네이트(PC) + ABS, 폴리카보네이트 PC-ISO, 폴리에테르이미드, 폴리페닐술폰, 나일론, 폴리비닐 알콜, 열가소성 폴리우레탄, 코폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리락트산으로부터 선택된다.
"CPCb 또는 MPCb 조성물과 상이한 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물, CPCa 또는 MPCa"는 각각 다른 화학적 성질을 갖는 조성물뿐만 아니라 동일한 화학적 성질을 갖되 상이한 물리적 성질, 예컨대 밀도를 가질 수있는 조성물 - 단일 스프레딩 시스템(single spreading system)으로는 얻을 수 없음 - 을 의미한다.
상기 적어도 하나의 리세스의 형성을 위해, 특히 1와트에서 3와트 사이의 레이저 출력 및 1밀리미터/초에서 100 밀리미터/초 사이의 레이저 변위 속도를 설정하는 조건하에서, 레이저 기계 가공이 수행될 수 있다.
마찬가지로, 각 기계 가공 단계에서, 파편은 상기 기계 가공이 수행되는 것과 동시에 날려보내지고 흡입될 수 있다.
SOM 또는 CPCa 또는 MPCa는 분배 노즐에 의해 적어도 하나의 리세스에 적용될 수 있다.
경화는 70 밀리와트와 700 밀리와트 사이의 레이저 출력 그리고 1,000 밀리미터/초와 6,000 밀리미터/초 사이의 레이저 변위 속도를 설정하는 조건하에 각각의 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa 층의 그리고 리세스에 배치된 광경화성 SOM 층들의 레이저 조사에 의해 수행될 수 있다.
본 발명은 상기 규정된 적층 가공 기술을 사용하는 방법에 의해 세라믹 재료 및 금속 재료 중에서 선택된 적어도 하나의 재료로 만들어진 적어도 하나의 피스를 제조하기 위한 머신에 관한 것이며, 상기 머신은:
- 작업 표면을 포함하는 작업 트레이를 둘러싸는 프레임;
- 상기 작업 트레이 상에서, 기본 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물(CPCb 또는 MPCb)을 층들로 공급시키고 확산시키기 위한 수단;
- 광경화된 CPCb 또는 MPCb 층에 이 층의 상부로부터 적어도 하나의 리세스를 형성할 수 있는 기계 가공 수단;
- 기계 가공으로 인한 파편을 날려보내기 위한 수단 및 흡입하기 위한 수단(14);
- 흐를 수 있는, 희생 유기 재료(SOM) 또는 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물(CPCa 또는 MPCa)에 의해 광경화된 CPCb 또는 MPCb의 각 층에 형성된 적어도 하나의 리세스를 채워서 리세스(들)가 제공된 층을 그로써 완성하기 위한 수단;
- 상기 작업 표면 위에 배열되고, 일단 확산된 CPCb 또는 MPCb의 각 층을 경화하기 위해 이 각층들을 조사할 수 있고, 경화된 CPCb 또는 MPCb의 층들에 만들어진 리세스에 일단 위치된 상기 SOM - 상기 SOM이 경화가능할 경우 - , CPCa 또는 MPCa를 경화하기 위해 상기 SOM, CPCa 또는 MPCa를 조사할 수 있는 조사 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 머신은 페이스트의 형태인 CPCb 또는 MPCb를 층들로 도포할 수 있되, 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드(6)가 제공되고 상기 작업 표면 위에서 상기 프레임 상으로 이동할 수 있는 갠트리(5)를 상기 머신이 포함하여, 상기 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드(6)의 자유 에지가 상기 작업 표면 상에서 CPCb 또는 MPCb 페이스트의 층들을 확산시킬 수 있고, 또는
균일한 층 상을 지날 때 상기 CPCb 또는 MPCb를 상기 균일한 층으로 확산시키는 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드의 전방에서 이동가능한 적어도 하나의 분배 노즐에 의해, 상기 CPCb 또는 MPCb가 공급된다.
상기 머신은 현탁액의 형태로 CPCb 또는 MPCb를 층들에서 도포할 수 있고, 상기 현탁액으로 채워질 탱크 - 상기 탱크 내에서, 상기 작업 트레이가 단계적으로 하강되어서 각 단계에서 조사될 층을 상기 작업 트레이 위에 형성할 수있음 - 및 조사될 전체 표면상에 현탁액이 분배되는 것을 보장하도록 리코터(recoater)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 상기 작업 표면상에 공급하기 위한 수단이 리세스 내에 대응하는 조성물을 도포하기 위하여 상기 대응하는 리세스 위에서 이동가능한 적어도 하나의 분배 노즐로 구성될 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, 상기 노즐들 또는 상기 노즐들 중 적어도 하나에는 탱크, 특히 피스톤 공급 탱크에 연결된 호스에 의해 SOM 또는 CPCb 또는 MPCb 또는 CPCa 또는 MPCa가 공급될 수 있다.
제 2 실시예에 따르면, 상기 노즐들 또는 상기 노즐들 중 적어도 하나에는, 상기 노즐들의 상부를 형성하고, SOM 또는 CPCb 또는 MPCb 또는 CPCa 또는 MPCa의 비축물(stock)을 포함하며 상기 머신상에 장착되거나 장착되지 않는 공급 탱크로부터 다시 채울 수 있으며 또는 비어있을 때 가득찬 카트리지로 교체가능한 카트리지 - 이러한 교체는 로봇 아암에 의해 보장될 수 있음 - 에 의해 SOM 또는 CPCb 또는 MPCb 또는 CPCa 또는 MPCa가 공급될 수 있다.
상기 노즐들 또는 상기 노즐들 중 적어도 하나는,
- 로봇 아암을 사용하여; 또는
- 상기 작업 트레이의 수평축 x를 따라 노즐을 움직일 수 있는 슬라이드와 상기 작업 트레이의 수평축 y를 따라 노즐을 움직일 수 있는 슬라이드를 모두 갖는 갠트리 상에서; 또는
- 상기 스크레이핑 블레이드의 상기 수평 전진축 x을 따라 그 변위를 허용하도록 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드를 갖는 겐트리 - 상기 겐트리는 상기 수평축 y을 따라 노즐이 이동하는 것을 허용하는 슬라이드를 또한 포함함 - 상에서 이동가능하게 장착될 수 있다.
본 발명의 목적을 보다 잘 설명하기 위해, 첨부된 도면을 참조하여 지시적 및 비제한적 목적을 위해 특정 실시예가 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 적층 가공 기술에 의해 적어도 2개의 세라믹 재료로 만들어진 그린 피스를 제조하기 위한 머신의 개략적인 사시도이다.
도 2는 2개의 상이한 광경화성 조성물을 도포하기 위한 노즐을 이동시키기 위한 갠트리의 확대된 정면도이다.
도 3 내지 도 8은 3개의 상이한 광경화성 조성물로부터 피스를 제조하기 위한 연속적인 단계를 도시한다.
도 1을 참조하면, 3개의 상이한 광경화성 조성물로 만들어진 그린 피스를 제조하기 위한 머신(1)이 개략적으로 도시됨을 알 수 있다.
머신(1)은 수평 작업 트레이(3)의 작업 표면 상에 페이스트 층을 스크레이핑하기 위한 장치(2)를 포함한다.
머신의 프레임(4) 상에 슬라이딩 가능하게 장착된 스크레이핑 장치(2)는 그 전방부에 수평 스크레이핑 에지를 갖는 스크레이핑 블레이드(6)를 갖는 갠트리(5)를 포함한다.
머신(1)은 또한 2개의 노즐(9 및 10)을 이동시키기위한 갠트리(8)를 지지하는 구조체(7)를 포함한다.
스크레이핑 장치(2) 위에 배열된 구조체(7)는 교차(cross) 부재(7b)에 의해 연결된 2개의 길이방향 부재(7a)를 포함한다. 각각의 길이방향 부재(7a)는 그 하부면을 따라 돌출부(7c)를 갖는다(도 2).
이들 돌출부(7c) 상에는, 노즐(9, 10)을 이동시키는 갠트리(8)가 슬라이딩 가능하게 장착된다. 갠트리(8)는 갠트리(8)가 구조체(7) 상으로 슬라이딩하도록 돌출부(7c)와 협동하는 부재(8c)를 포함하는 직각 부분(8b)을 그 상부에 포함하는 수직 플레이트(8a)로 구성된다.
플레이트(8a)는 노즐(9, 10)의 수직 홀더(11)가 슬라이딩 가능하게 장착되는 2개의 수평 돌출부(8d)를 추가로 포함하며, 이러한 홀더에는 후방 부분에 이 슬라이딩을 허용하는 부재(11a)가 제공된다.
홀더(11)는 도시된 예에서, 하나의 레그는 노즐(9)을 지지하고 다른 하나의 레그는 노즐(10)을 지지하기 위해 그 하부에서 폴딩되는 두 개의 레그(11b)를 갖는다.
각 노즐(9, 10)은 광경화성 조성물의 공급물을 수용하는 충전식(rechargeable) 카트리지(9a, 10a)에 의해 각각 덮여있다(topped).
또한, 홀더(11)는 파편을 흡입하기 위한 노즐(14)뿐만 아니라 파편을 날려보내기 위한 노즐(13)에 연결되는, 노즐들(9, 10)을 둘러싸는 수평 프레임(12)을 그 하부에 갖는다.
도 1에서, 레이저 빔을 지향시키는 검류기 헤드(galvanometric head)(15)가 또한 도시된다.
따라서, 스크레이핑 장치(2)는 축 x에 따라 이동할 수 있도록 장착되는 것, 갠트리(8) 및 홀더(11)는 축 y에 따라 그리고 축 x에 따라 각각 움직일 수 있는 것을 알 수 있다.
이제 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명된 머신의 작동이 설명될 것이다. 이 도면들 각각에는 만들어질 피스의 부분의 평면도를 확대하여 도시하는 정사각형이 포함된다.
도 3
세라믹 페이스트의 층은 축 x에 따라 이동하는 스크레이핑 장치(2)를 사용하여 작업 트레이(3) 상에 퇴적된다.
도 4
이렇게 퇴적된 층은 레이저 빔을 적용함으로써 정사각형 부분에서 중합된다(polymerize).
도 5
방금 경화된 층은 그 안에 3개의 리세스(E1, E2, E3)를 형성하는 레이저 기계 가공의 대상이 되고, 갠트리(8)는 축 y 및 홀더(11)는 축 x에 따라 이동하고, 이러한 레이저 기계 가공 공정은 레이저 조사(lasing)와 함께 파편을 날려보내고 흡입하면서 수행된다.
도 6
제 1 노즐(9)을 사용하여, 제 2 광경화성 조성물이 리세스(E1, E2 및 E3)에 퇴적되었다. 이는 레이저 빔을 가함으로써 중합된다.
도 7
리세스(E2)에 퇴적된 층은 그 안에 리세스(E4)를 형성하는 레이저 기계 가공의 대상이 되고, 갠트리(8)는 축 y 및 홀더(11)는 축 x에 따라 이동하고, 이러한 레이저 기계 가공 공정은 레이징과 동시에 파편을 날려보내고 흡입하면서 수행된다.
도 8
제 2 노즐(10)을 사용하여, 제 3 광경화성 조성물이 리세스(E4)에 퇴적되었다. 이는 레이저 빔을 가함으로써 중합된다.

Claims (15)

  1. 적층 가공 기술에 의해 세라믹 재료 및 금속 재료 중 선택된 적어도 하나의 재료로 만들어진 적어도 하나의 피스(piece)를 제조하는 방법으로서, 상기 적어도 하나의 피스는 생소지 상태(green body state)로 형성된 다음, 세정 공정, 디바인딩(debinding) 공정 및 소결 공정을 거치도록 되어 있고, 상기 방법은:
    (1) 컴퓨터 보조 설계에 의해, 제조될 상기 적어도 하나의 피스의 컴퓨터 모델을 만드는 단계;
    (2) 작업 트레이 상에서, 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물(CPCb 또는 MPCb)을 원료로 하는, 제조될 상기 적어도 하나의 피스를 형성하는 단계로서, 상기 조성물은:
    - 적어도 하나의 분말화된 세라믹 재료 또는 적어도 하나의 분말화된 금속 재료로 구성된 무기물 부분(mineral part); 및
    - 디바인딩 공정 동안 가열에 의해 파괴될 수 있고 적어도 하나의 광경화성 모노머 및/또는 올리고머 및 적어도 하나의 광 개시제를 포함하는 유기물 부분(organic part)을 포함하는, 피스를 형성하는 단계를 포함하며;
    - 흐를 수 있는, 일단 흐르면 경화될, 기본적인 상기 CPCb 또는 MPCb와는 상이한 적어도 하나의 재료가 준비되고, 상기 재료는 디바인딩 공정 동안 가열에 의해 파괴될 수 있는 희생 유기 재료(SOM)이거나 추가적인 세라믹 또는 금속 조성물(CPCa 또는 MPCa)이고;
    - 상기 적어도 하나의 피스를 만들기 위해, 작업 트레이 상에서, 연속적인 CPCb 또는 MPCb 층들이 형성되고, 상기 층들은 매번 상기 층에 대한 모델로부터 미리 규정된 패턴에 따른 조사에 의해 경화되게 되고, 상기 피스의 중공부를 형성하고 그리고/또는 다른 세라믹 또는 금속 재료로 만들어진 적어도 하나의 부분을 삽입하도록, 이하의 단계들:
    - 적어도 하나의 경화된 CPCb 또는 MPCb 층의 상부 표면으로부터 적어도 하나의 경화된 CPCb 또는 MPCb 층의 적어도 하나의 리세스를 기계 가공에 의해 형성하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 리세스 내에 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 퇴적하여 상기 하나 이상의 리세스를 채우는 단계;
    - 인접한 CPCb 또는 MPCb 층과 동일한 레벨에서 단단한(hard) 수평 표면을 얻기 위해 상기 적어도 하나의 리세스에 배치된 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 경화시키는 단계가 수행되고,
    하나 이상의 리세스들이 형성될 때마다, 이러한 리세스(들)는 상기 컴퓨터 모델로부터 미리 규정된 적어도 하나의 패턴에 따라 규정되고, 이러한 리세스(들)의 깊이(들)는 제조될 상기 적어도 하나의 피스의 연속성을 보장하도록 선택되고,
    하나 이상의 리세스들은 다른 CPCa 또는 MPCa를 그 안에 삽입하기 위해 CPCa 또는 MPCa로 이루어진 층의 일부에 또한 형성될 수도 있으며,
    경화된 층이 적층되면, 하나 이상의 그린 피스(green piece)가 얻어지며, 상기 그린 피스는 적어도 하나의 미경화 부분을 제거하기 위한 세정 공정, 이어서 디바인딩 공정 및 소결 공정을 거칠 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 스크레이핑(scraping)에 의해 층들에 확산되는(spread) 페이스티 컨시스턴시(pasty consistency)를 갖는 CPCb 또는 MPCb, 또는 경화될 상기 CPCb 또는 MPCb 층을 매번 형성하도록 상기 작업 트레이를 현탁액의 배스(bath) 내에 담그는 것에 의해 그리고 그로써 형성된 상기 층을 스크레이핑하는 것에 의해 도포되는 현탁된 CPCb 또는 MPCb가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 SOM으로서,
    - 적어도 하나의 광경화성 모노머 및/또는 올리고머 및 적어도 하나의 광 개시제를 포함하는 광경화성 재료; 또는
    - 리세스내에서 유동성이 있도록 그리고 다시 실온이 될 때 경화되도록 열 용융가능한 플라스틱 재료가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 리세스를 형성하기 위해, 기계 가공이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 리세스의 형성을 위해, 1와트에서 3와트 사이의 레이저 출력 및 1 밀리미터/초에서 100 밀리미터/초 사이의 레이저 변위 속도를 설정하는 조건하에서, 레이저 기계 가공이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 각 기계 가공 단계에서, 상기 기계 가공이 수행되는 것과 동시에 파편이 날려보내지고 흡입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa는 분배 노즐에 의해 상기 적어도 하나의 리세스 내에 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 경화는, 70 밀리와트와 700 밀리와트 사이의 레이저 출력 그리고 1,000 밀리미터/초와 6,000 밀리미터/초 사이의 레이저 변위 속도를 설정하는 조건하에 각각의 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa 층의 그리고 리세스에 배치된 광경화성 SOM 층들의 레이저 조사에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 적층 가공 기술을 사용하는 방법에 의해 세라믹 재료 및 금속 재료 중에서 선택된 적어도 하나의 재료로 만들어진 적어도 하나의 피스를 제조하기 위한 머신으로서,
    - 작업 표면을 포함하는 작업 트레이(3)를 둘러싸는 프레임(4);
    - 상기 작업 트레이 상에서, 기본 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물(CPCb 또는 MPCb)을 층들로 공급시키고 확산시키기 위한 수단;
    - 광경화된 CPCb 또는 MPCb 층에 이 층의 상부로부터 적어도 하나의 리세스를 형성할 수 있는 기계 가공 수단;
    - 기계 가공으로 인한 파편을 날려보내기 위한 수단(13) 및 흡입하기 위한 수단(14);
    - 흐를 수 있는, 희생 유기 재료(SOM) 또는 세라믹 또는 금속 광경화성 조성물(CPCa 또는 MPCa)에 의해 광경화된 CPCb 또는 MPCb의 각 층에 형성된 적어도 하나의 리세스를 채워서, 리세스(들)가 제공된 층을 그로써 완성하기 위한 수단;
    - 상기 작업 표면 위에 배열되고, 일단 확산된 CPCb 또는 MPCb의 각 층을 경화하기 위해 이 각 층들을 조사할 수 있고, 경화된 CPCb 또는 MPCb의 층들에 만들어진 리세스에 일단 위치된 상기 SOM - 상기 SOM이 경화가능할 경우 - , CPCa 또는 MPCa를 경화하기 위해 상기 SOM, CPCa 또는 MPCa를 조사할 수 있는 조사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 머신.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 머신은 페이스트의 형태인 CPCb 또는 MPCb를 층들로 도포할 수 있는데,
    적어도 하나의 스크레이핑 블레이드(6)가 제공되고 상기 작업 표면 위에서 상기 프레임(4) 상으로 이동할 수 있는 갠트리(gantry)(5)를 상기 머신이 포함하여, 상기 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드(6)의 자유 에지가 상기 작업 표면 상에서 CPCb 또는 MPCb 페이스트의 층들을 확산시킬 수 있거나,
    균일한 층 상을 지날 때 상기 CPCb 또는 MPCb를 상기 균일한 층으로 확산시키는 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드의 전방에서 이동가능한 적어도 하나의 분배 노즐에 의해, 상기 CPCb 또는 MPCb가 공급되는 것을 특징으로 하는 머신.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 머신은 현탁액의 형태로 CPCb 또는 MPCb를 층들로 도포할 수 있고, 상기 현탁액으로 채워질 탱크 - 상기 탱크 내에서, 상기 작업 트레이가 단계적으로 하강되어서 각 단계에서 조사될 층을 상기 작업 트레이 위에 형성할 수있음 - 및 조사될 전체 표면상에 현탁액이 분배되는 것을 보장하도록 리코터(recoater)를 포함하는 것을 특징으로 하는 머신.
  12. 청구항 9에 있어서, 적어도 하나의 SOM 또는 CPCa 또는 MPCa를 상기 작업 표면상에 공급하기 위한 수단이, 대응하는 리세스 내에 대응하는 조성물을 도포하기 위하여 상기 대응하는 리세스 위에서 이동가능한 적어도 하나의 분배 노즐(9, 10)로 구성되는 것을 특징으로 하는 머신.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 노즐들(9, 10) 또는 상기 노즐들(9, 10) 중 적어도 하나에는 탱크에 연결된 호스에 의해 SOM 또는 CPCb 또는 MPCb 또는 CPCa 또는 MPCa가 공급되는 것을 특징으로 하는 머신.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 노즐들(9, 10) 또는 상기 노즐들(9, 10) 중 적어도 하나에는, 상기 노즐들의 상부를 형성하고, SOM 또는 CPCb 또는 MPCb 또는 CPCa 또는 MPCa의 비축물(stock)을 포함하며 상기 머신상에 장착되거나 장착되지 않는 공급 탱크로부터 다시 채울 수 있거나(refillable) 비어있을 때 가득찬 카트리지로 교체가능한 카트리지 - 이러한 교체는 로봇 아암에 의해 보장될 수 있음 - 에 의해 SOM 또는 CPCb 또는 MPCb 또는 CPCa 또는 MPCa가 공급되는 것을 특징으로 하는 머신.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 노즐들(9, 10) 또는 상기 노즐들(9, 10) 중 적어도 하나는,
    - 로봇 아암을 사용하거나; 또는
    - 상기 작업 트레이의 수평축 x를 따라 노즐을 움직일 수 있는 슬라이드와 상기 작업 트레이의 수평축 y를 따라 노즐을 움직일 수 있는 슬라이드를 모두 갖는 갠트리 상에서; 또는
    - 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드의 수평 전진축 x을 따라 그 변위를 허용하도록 상기 적어도 하나의 스크레이핑 블레이드를 갖는 겐트리 - 상기 겐트리는 또한 상기 수평축 y을 따라 노즐이 이동하는 것을 허용하는 슬라이드를 포함함 - 상에서 이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 머신.
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