KR102147215B1 - 이중 벽 구조를 구비하는 3d 조형체의 3d 프린팅 방법 - Google Patents

이중 벽 구조를 구비하는 3d 조형체의 3d 프린팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 지지부에 의해 내측벽과 외측벽 연결되어 안정적으로 형성되므로, 3D조형체의 이중 벽 구조 또는 중공 형상에 대한 조형이 가능한 3D 프린팅 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 방법은 i) 내측벽과 외측벽으로 형성된 이중 벽 구조를 구비하는 3D조형체에 대한 3D 형상 데이터인 3D조형체 데이터가 마련되는 단계; ii) 분말 형태의 재료물질이 공급되어 적층되는 단계; iii) 광원으로부터 재료물질로 광이 조사되어, 3D조형체의 외측벽에 포함되는 조형레이어의 한 부위인 외측벽부위레이어, 3D조형체의 내측벽에 포함되는 조형레이어의 다른 부위인 내측벽부위레이어, 3D조형체의 외측벽과 내측벽을 연결하는 지지부에 포함되는 조형레이어의 또 다른 부위인 지지부레이어, 또는, 외측벽부위레이어와 내측벽부위레이어 및 지지부레이어를 제외한 조형레이어의 나머지 부위 중 선택되는 어느 하나 이상이 형성되는 단계; 및 iv) 상기된 ii)와 iii) 단계가 반복 수행되어 3D조형체가 형성되는 단계;를 포함한다.

Description

이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법 {3D PRINTING METHOD OF 3D SHAPED BODY HAVING DOUBLE WALL STRUCTURE}
본 발명은 이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 지지부에 의해 내측벽과 외측벽 연결되어 안정적으로 형성되므로, 3D조형체의 이중 벽 구조 또는 중공 형상에 대한 조형이 가능한 3D 프린팅 방법에 관한 것이다.
최근에, 도면만 있으면 누구나 제품을 생산할 수 있는 3D프린터가 새로운 산업혁명이라 불리면서 많은 관심을 받고 있다. 3D프린터는 디지털화된 3차원 제품 디자인에 대해 2차원 단면을 연속적으로 재구성해 소재를 한층씩 적층해서 3차원적인 제품을 생산한다.
이러한 3D 프린팅 방식은, 크게 사용되는 재료물질의 특징에 따라 액체, 파우더, 고체 기반으로 분류할 수 있다. 그 중 파우더 방식(Powder Bed Fusion(PBF))은, 소재 분말을 얇게 펼쳐서 배열한 뒤에 원하는 부분만을 레이저(또는 전자빔 등)를 사용하여 조사한 뒤에, 그 위에 다시 분말로 다음 층(layer)을 형성하고 원하는 부분을 레이저로 조사하는 과정을 반복하여 수행하는 SLS(selective laser sintering) 및 SLM(Selctive Laser Melting) 방식이 많은 관심을 받고 있다.
SLS와 SLM의 특허상 기술 분류 차이는 분말을 고체상태 물체로 변환시키기 위해 사용되는 열과 압력, 레이저 등 용융(melting)차이에 있으며, SLS에서는 완전 용융(melting)이 아닌 부분 소결(sintering)을 통해 일시적으로 결합체를 만들고, SLM에서는 SLS 보다 고출력의 레이저를 이용하여 분말을 용융(melting)시킨 후 고화시키는 공정을 수행한다.
다만, 기존의 3D 프린팅 방식에서 3D조형체를 조형하는 경우, 3D조형체에 존재하는 이중 벽 또는 중공 형상에 대한 조형레이어를 적층하는 경우, 서포트 부재의 한계로 인하여 이중 벽 또는 중공 형상에 대한 3D 프린팅이 용이하지 않다는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1756897호(발명의 명칭: 서포트 구성체 최소화를 위한 히팅베드 회전 기반의 ３Ｄ 프린터 제작물 중개 시스템 및 방법)에서는, 히팅베드 회전모듈(110)을 이루는 이동 크레인부(116)에 부착된 필라멘트 투입 노즐로부터 출력되는 필라멘트를 적재하기 위해 형성되며, 기울어지지 않은 디폴트(default) 상태에서의 x축 및 y축으로 형성되는 상부면에 해당하는 평판면의 각도가 회전반구체(111)의 4 접점의 측부와 맞닿는 각 회전 롤러부(114)에 대한 3D 프린터 제어구동모듈(120)의 회전 조절로 제어되며, 필라멘트 투입 노즐로부터 제공되는 필라멘트를 소재로 한 3D 프린터제작물의 모델 재료 영역(2a)과 서포트 구성체 영역(2b)이 기울어져서 적층될 수 있는 받침대 역할을 수행하는 히팅베드(112);를 포함하는 ３Ｄ 프린터 제작물 중개 시스템이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 제10-1756897호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 3D조형체를 조형하는 경우, 3D조형체에 존재하는 이중 벽 또는 중공 형상에 대한 조형이 용이하도록 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 내측벽과 외측벽으로 형성된 이중 벽 구조를 구비하는 상기 3D조형체에 대한 3D 형상 데이터인 3D조형체 데이터가 마련되는 단계; ii) 분말 형태의 재료물질이 공급되어 적층되는 단계; iii) 광원으로부터 상기 재료물질로 광이 조사되어, 상기 3D조형체의 외측벽에 포함되는 상기 조형레이어의 한 부위인 외측벽부위레이어, 상기 3D조형체의 내측벽에 포함되는 상기 조형레이어의 다른 부위인 내측벽부위레이어, 상기 3D조형체의 외측벽과 내측벽을 연결하는 지지부에 포함되는 상기 조형레이어의 또 다른 부위인 지지부레이어, 또는, 상기 외측벽부위레이어와 상기 내측벽부위레이어 및 상기 지지부레이어를 제외한 상기 조형레이어의 나머지 부위 중 선택되는 어느 하나 이상이 형성되는 단계; 및 iv) 상기 ii)와 iii) 단계가 반복 수행되어 상기 3D조형체가 형성되는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 지지부는, 복수 개의 선형체의 결합으로 형성되는 메쉬 형상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 3D조형체의 외측벽 또는 상기 3D조형체의 내측벽에 대한 상기 선형체의 결합각은 45도 이상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 선형체의 두께는 200 마이크로미터(㎛) 이상일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 선형체 간 간격은, 0.1 내지 6 밀리미터(mm)일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 선형체의 단면 형상은 원 또는 다각형일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 iii) 단계에서, 상기 지지부레이어의 일 부위와 상기 조형레이어의 나머지 부위가 결합할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 광원은, 광섬유(Fiber) 레이저 또는 CO2 레이저를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 지지부에 의해 내측벽과 외측벽 연결되어 안정적으로 형성되므로, 3D조형체의 이중 벽 구조 또는 중공 형상에 대한 조형이 가능하다는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 방법을 수행하기 위한 3D 프린팅 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D조형체에 대한 실제 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부가 형성되지 않은 3D조형체 에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부가 형성된 3D조형체에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부가 형성된 3D조형체에 대한 단면도 및 일부 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D조형체의 조형레이어에 대한 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 3D 프린팅 방법에 이용되는 3D 프린팅 장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 방법을 수행하기 위한 3D 프린팅 장치의 모식도이다. 도 1에서 점선 원기둥은 3D조형체(100)가 조형되는 영역일 수 있다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 3D 프린팅 방법에 이용되는 3D 프린팅 장치는, 내부에 분말 형태의 재료물질(300)이 충진되고, 재료물질(300)을 이동시키는 파우더베드부(240); 파우더베드부(240)로부터 재료물질(300)을 공급 받고, 재료물질(300)에 대한 조형이 수행되는 빌드부(230); 빌드부(230)의 재료물질(300)에 열을 제공하여 각각의 조형레이어를 형성하는 광원을 구비하는 광원부(210); 광원으로부터 발사되는 광을 반사시켜 광의 경로를 제어하는 미러부(220); 및 좌우 방향으로 이동하며 파우더베드부(240)에 충진된 재료물질(300)을 빌드부(230)로 이동시키는 물질이동부(250);를 포함할 수 있다.
재료물질(300)은, 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 납(Pb), 주석(Sn), 베릴륨(Be) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속으로 이루어진 분말일 수 있다.
또는, 재료물질(300)은, 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 코발트(Co), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 납(Pb), 주석(Sn), 베릴륨(Be) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택되는 둘 이상의 금속으로 이루어진 합금의 분말일 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는, 재료물질(300)이 상기와 같은 물질로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 금속 또는 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 재료물질(300)은 합성수지, 합성수지와 금속의 혼합물 등의 다른 물질의 분말로 형성될 수도 있다.
물질이동부(250)는, 파우더베드부(240)와 빌드부(230) 사이를 반복적으로 이동하는 좌우 왕복 운동에 의해 빌드부(230)에 충진된 재료물질(300)의 상면에 파우더베드부(240)로부터 공급받은 재료물질(300)을 얇은 두께로 펴게 되고, 얇게 펴주면서 일정한 높이로 도포하여 레이어를 형성할 수 있다. 다음으로, 레이어에 광원의 광이 조사되어 재료물질(300)이 굳어지며 조형레이어를 형성하고 3D조형체(100)가 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 3D 프린팅 방법에 이용되는 3D 프린팅 장치는, 빌드부(230)에서 조형레이어가 적층됨에 따라 빌드부(230)에 충진된 재료물질(300)을 하 방향으로 이동시키는 빌드지지부(231)를 구비하고, 파우더베드부(240)로부터 빌드부(230)로 재료물질(300)이 공급됨에 따라 파우더베드부(240)에 충진된 재료물질(300)을 상 방향으로 이동시키는 베드지지부(241)를 구비할 수 있다. 빌드지지부(231)와 베드지지부(241)는 재료물질(300)의 이동을 위해 상하 방향으로 왕복 운동할 수 있다. (여기서, 상 방향은 빌드부(230)를 기준으로 미러부(220)가 위치한 방향일 수 있다.)
광원은, 광섬유(Fiber) 레이저 또는 CO2 레이저를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는, 광원이 상기와 같은 레이저를 포함한다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 광원은 ND:YAG 레이저, 엑시머 레이저, 다이오드 레이저 또는 전자빔(E-Beam) 중 선택되는 어느 하나 이상의 레이저를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 3D 프린팅 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D조형체(100)에 대한 실제 이미지이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부(110)가 형성되지 않은 3D조형체(100) 에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부(110)가 형성된 3D조형체(100)에 대한 단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지부(110)가 형성된 3D조형체(100)에 대한 단면도 및 일부 확대도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D조형체(100)의 조형레이어에 대한 이미지이다. 여기서, 도 6의 (a)는 하나의 조형레이어에 대한 이미지이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에서 타원형으로 표시한 부위에 대한 확대 이미지이다.
본 발명의 실시 예에서, 복수 개 조형레이어의 적층은 도 4의 화살표 방향으로 수행될 수 있다. 즉, 하나의 조형레이어에서 조형레이어의 일 부위(ex. 3D조형체의 내측벽(120))가 형성되고 조형레이어의 일 부위에 서포트 기능을 수행하는 지지부(110)가 형성된 후 조형레이어의 타 부위(ex. 3D조형체의 외측벽(130))가 형성되어, 3D조형체(100) 이중 벽 구조 또는 중공 형상이 형성되도록 3D 프린팅이 수행될 수 있다. 이하, 이를 기준으로 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 복수 개의 조형레이어가 적층되어 형성되는 3D조형체(100)를 조형하는 3D 프린팅 방법에 있어서, 본 발명의 3D 프린팅 방법은, 하기와 같은 단계에 의해 수행될 수 있다.
첫째 단계에서, 내측벽(120)과 외측벽(130)으로 형성된 이중 벽 구조를 구비하는 3D조형체(100)에 대한 3D 형상 데이터인 3D조형체(100) 데이터가 마련될 수 있다. 여기서, 3D조형체(100)는 이중 벽 구조 또는 상기된 내측벽(120)과 외측벽(130)에 의해 형성되는 중공(中孔) 형상을 구비할 수 있으며, 이중 벽 구조 내부 또는 중공 형상의 내부에 지지부(110)가 형성될 수 있다. (이하, 도면과의 일관성을 위해 이중 벽 구조를 중심으로 설명하기로 한다.)
둘째 단계에서, 분말 형태의 재료물질(300)이 공급되어 적층될 수 있다. 여기서, 물질이동부(250)에 의해 파우더베드부(240)로부터 빌드부(230)로 재료물질(300)이 이동하여 공급되면서, 재료물질(300)이 빌드부(230)에 적층될 수 있다.
셋째 단계에서, 광원으로부터 재료물질(300)로 광이 조사되어, 3D조형체의 외측벽(130)에 포함되는 조형레이어의 한 부위인 외측벽부위레이어, 3D조형체의 내측벽(120)에 포함되는 조형레이어의 다른 부위인 내측벽부위레이어, 3D조형체의 외측벽(130)과 내측벽(120)을 연결하는 지지부(110)에 포함되는 조형레이어의 또 다른 부위인 지지부레이어, 또는, 외측벽부위레이어와 내측벽부위레이어 및 지지부레이어를 제외한 조형레이어의 나머지 부위 중 선택되는 어느 하나 이상이 형성될 수 있다.
상기와 같이, 3D조형체(100)에서 외측벽부위레이어, 내측벽부위레이어, 지지부레이어 또는 조형레이어의 나머지 부위 중 선택되는 어느 하나 이상의 레이어가 결합하여 하나의 조형레이어를 형성하고, 이와 같은 조형레이어가 복수 개 적층되어 3D조형체(100)가 형성될 수 있다.
여기서, 지지부레이어의 일 부위와 조형레이어의 나머지 부위가 결합할 수 있다. 3D조형체(100)의 이중 벽 구조를 형성하는 3D조형체의 내측벽(120)과 외측벽(130) 사이에 지지부(110)가 형성될 수 있으며, 지지 범위의 확장을 위하여 지지부(110)가 조형레이어의 나머지 부위와 결합할 수 있다. 지지부(110)가 조형레이어의 나머지 부위와 결합함으로써, 지지부(110)는 결합 강도가 증가하여, 3D조형체(100)의 이중 벽 구조의 내구성이 증가할 수 있다.
넷째 단계에서, 상기된 둘째 단계와 셋째 단계가 반복 수행되어 3D조형체(100)가 형성될 수 있다.
지지부(110)는, 복수 개의 선형체(111)의 결합으로 형성되는 메쉬(mesh) 형상일 수 있다. 여기서, 선형체(111)는 직선 형상일 수 있다. 지지부(110)가 메쉬 형상으로 형성됨으로써, 3D조형체의 내측벽(120)과 외측벽(130)이 견고하게 연결됨과 동시에 3D조형체(100)의 이중 벽 구조 내부를 유체가 유동할 수 있다. 그리고, 도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 메쉬 형상은 각각의 선형체(111)가 사각형으로 결합한 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 메쉬 형상은 각각의 선형체(111)가 다른 다각형으로 결합한 형상일 수 있다.
그리고, 선형체(111)의 단면 형상은 원 또는 다각형일 수 있다. 구체적으로는, 선형체(111)의 단면 형상은, 타원형이 아닌 원 또는 정다각형일 수 있으며, 이와 같은 단면 형상으로 선형체(111)가 형성되는 경우, 지지부(110) 전체에서 균일하고 일정한 선형체(111)의 강도를 구현할 수 있다.
3D조형체의 외측벽(130) 또는 3D조형체의 내측벽(120)에 대한 선형체(111)의 결합각은 45도 이상일 수 있다. 여기서, 선형체(111)의 결합각은, 3D조형체의 내측벽(120) 또는 외측벽(130) 표면에 대해 선형체(111)의 중심축이 이루는 예각일 수 있다. 선형체(111)의 결합각이 45도 미만으로 형성되는 경우, 3D조형체의 외측벽(130)(또는 내측벽(120)) 표면과 선형체(111)의 중심축이 45도 미만으로 3D조형체의 외측벽(130)(또는 내측벽(120))와 선형체(111)가 접하는 부위의 내구성이 저하되는 결함이 발생될 수 있고, 이와 같은 부위의 적층이 용이하지 않을 수 있다. 이와 같은 현상은, 도 4에서 화살표 방향으로 조형레이어가 적층되어 3D조형체(100)가 형성되는 경우에 발생할 수 있다.
선형체(111)의 두께는 200 마이크로미터(㎛) 이상일 수 있다. 선형체(111)의 두께가 0 초과 200 마이크로미터(㎛)로 형성되면, 선형체(111)의 강도가 저하되어, 외측벽부위레이어와 내측벽부위레이어를 포함하는 하나의 조형레이어 상에 물질이동부(250)에 의해 다시 재료물질(300)이 도포되는 경우, 선형체(111)에 변형이 발생하여 지지부(110)가 손상될 수 있다.
선형체(111) 간 간격은, 0.1 내지 6 밀리미터(mm)일 수 있다. 3D조형체(100)가 도 4의 화살표 방향으로 적층되는 경우, 선형체(111) 간 간격이 0.1 밀리미터(mm) 미만이면, 3D조형체(100)에 대한 조형 완료 후 3D조형체(100)로부터 분말 형태의 재료물질(300)을 제거하는데 용이하지 않을 수 있다. 그리고, 선형체(111) 간 간격이 6 밀리미터(mm) 초과이면, 오버행(overhang) 부분의 적층이 용이하지 않을 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 3D 프린팅 방법을 이용하여 3D조형체(100)를 제조할 수 있다. 상기와 같은 공정에 의해 3D조형체(100)를 제조하는 경우, 도 6에서 보는 바와 같이, 지지부레이어에 의해 외측벽부위레이어와 내측벽부위레이어가 연결되어 안정적으로 형성될 수 있으므로, 3D조형체(100)의 이중 벽 구조 또는 중공 형상에 대한 오차가 최소화될 수 있다. 그리고, 외부로부터 3D조형체(100)로 유입된 유체는, 3D조형체의 내측벽(120)과 외측벽(130) 사이를 통과하여 유동할 수 있으며, 이에 따라, 본 발명의 3D 프린팅 방법으로 내부 유로를 구비하는 금형, 수도꼭지 또는 터빈 등을 제조할 수 있다.
그리고, 본 발명의 3D 프린팅 방법을 수행하여 3D조형체(100)를 조형하는 3D프린터가 제조될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 3D조형체 110 : 지지부
111 : 선형체 120 : 3D조형체의 내측벽
130 : 3D조형체의 외측벽 210 : 광원부
220 : 미러부 230 : 빌드부
231 : 빌드지지부 240 : 파우더베드부
241 : 베드지지부 250 : 물질이동부
300 : 재료물질

Claims (10)

  1. 복수 개의 조형레이어가 적층되어 형성되는 3D조형체를 조형하는 3D 프린팅 방법에 있어서,
    i) 내측벽과 외측벽으로 형성된 이중 벽 구조를 구비하는 상기 3D조형체에 대한 3D 형상 데이터인 3D조형체 데이터가 마련되는 단계;
    ii) 분말 형태의 재료물질이 공급되어 적층되는 단계;
    iii) 광원으로부터 상기 재료물질로 광이 조사되어, 상기 3D조형체의 외측벽에 포함되는 상기 조형레이어의 한 부위인 외측벽부위레이어, 상기 3D조형체의 내측벽에 포함되는 상기 조형레이어의 다른 부위인 내측벽부위레이어, 상기 3D조형체의 외측벽과 내측벽을 연결하고 복수 개의 선형체의 결합으로 형성되는 메쉬 형상인 지지부에 포함되는 상기 조형레이어의 또 다른 부위인 지지부레이어, 또는, 상기 외측벽부위레이어와 상기 내측벽부위레이어 및 상기 지지부레이어를 제외한 상기 조형레이어의 나머지 부위 중 선택되는 어느 하나 이상이 형성되는 단계; 및
    iv) 상기 ii)와 iii) 단계가 반복 수행되어 상기 3D조형체가 형성되는 단계;를 포함하고,
    상기 조형레이어 형성에 있어서, 상기 외측벽부위레이어와 상기 내측벽부위레이어 및 상기 지지부레이어가 형성 및 결합 시 상기 지지부레이어가 서포트 기능을 수행하며,
    상기 3D조형체의 외측벽 또는 상기 3D조형체의 내측벽에 대한 상기 선형체의 결합각은 45도 이상으로 형성되어 상기 3D조형체의 외측벽 및 상기 3D조형체의 내측벽 각각과 상기 선형체가 접하는 부위의 내구성이 증가되는 것을 특징으로 하는 이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 선형체의 두께는 200 마이크로미터(㎛) 이상인 것을 특징으로 하는 이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 선형체 간 간격은, 0.1 내지 6 밀리미터(mm)인 것을 특징으로 하는 이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 선형체의 단면 형상은 원 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 iii) 단계에서, 상기 지지부레이어의 일 부위와 상기 조형레이어의 나머지 부위가 결합하는 것을 특징으로 하는 이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원은, 광섬유(Fiber) 레이저 또는 CO2 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 벽 구조를 구비하는 3D 조형체의 3D 프린팅 방법.
  9. 청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 방법으로 제조된 3D조형체.
  10. 청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 8 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 방법을 수행하여 3D 조형체를 조형하는 3D프린터.
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