KR102160109B1 - 3차원 인쇄 장치 - Google Patents

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Abstract

3차원(3D) 인쇄 장치에 적용되어 3D 물체를 인쇄하기 위한 3D 인쇄 방법이 제공된다. 상기 3D 물체는 적어도 하나의 성형층을 포함한다. 상기 3D 인쇄 장치는 플랫폼, 노즐 모듈, 롤러 및 경화 모듈을 포함한다. 상기 3D 인쇄 방법은 : 상기 3D 물체의 설계 데이터에 따라 상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 초기 높이를 설정하고 상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 높이의 이동 피치를 설정하는 단계; 상기 노즐 모듈에 의해 상기 플랫폼 상에 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분무하는 단계; 상기 경화 모듈에 의해 상기 액체 성형 물질을 제1 성형층으로 경화시키는 단계; 상기 제1 성형층 상에 상기 액체 성형 물질을 분무하는 단계; 및 상기 롤러에 의해 상기 제1 성형층 상의 상기 액체 성형 물질을 평탄화시키는 단계를 포함한다.

Description

3차원 인쇄 장치{Three-dimensional printing method}
본 발명은 3차원 인쇄 방법에 관한 것이다.
기술이 빠르게 발전함에 따라, 층별 모델 구축(layer-by-layer model constructing) 등과 같은 적층 제조 기술(additive manufacturing technology)을 이용하여 3차원(3D) 모델을 구성하는 상이한 방법들이 제안되어 왔다. 전형적으로, 적층 제조 기술은 컴퓨터 보조 설계(computer-aided design; CAD) 등으로 구성된 3D 모델의 설계 데이터를, 순차적으로 적층되는 다수의 얇은 (유사 2 차원) 단층으로 변환시킨다.
현재, 복수개의 얇은 단층들을 성형하기 위한 방법들이 개발되었다. 예를 들어, 움직이는 플랫폼은 그곳에 액체 성형 물질이 배치되도록 세팅될 수 있고, 광원은 3D 모델의 설계 데이터에 기초하여 구성된 X-Y-Z 좌표들에 따라서 액체 성형 물질에 광을 조사하도록 X-Y 좌표들을 따라서 구동되며, 이로써, 액체 성형 물질이 경화되어 정확한 단면 형상을 형성한다. 다음에, 움직이는 플랫폼이 z 축을 따라서 이동됨에 따라, 액체 성형 물질은 층별로 경화되고 적층되어 3D 물체를 형성한다.
본 발명은 3차원 물체의 인쇄 크기를 보장하는 3차원 인쇄 장치의 3차원 인쇄 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예는 3차원(3D) 인쇄 장치에 적용되어 3D 물체를 인쇄하기 위한 3D 인쇄 방법을 제공한다. 상기 3D 물체는 적어도 하나의 성형층을 포함한다. 상기 3D 인쇄 장치는 플랫폼, 노즐 모듈, 롤러 및 경화 모듈을 포함한다. 상기 3D 인쇄 방법은 : 상기 3D 물체의 설계 데이터에 따라 상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 초기 높이를 설정하고 상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 높이의 이동 피치를 설정하는 단계로서, 상기 초기 높이 및 상기 높이의 이동 피치는 상기 성형층의 두께의 양의 정수배와 동일한, 단계; 상기 노즐 모듈을 사용하여 상기 플랫폼 상에 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분무하는 단계; 상기 경화 모듈을 사용하여 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 제1 성형층으로 경화시키는 단계; 상기 노즐 모듈에 의해 상기 제1 성형층 상에 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분무하는 단계; 및 상기 롤러에 의해 상기 제1 성형층 상의 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 평탄화시키는 단계를 포함한다.
상기 설명에 따르면, 3D 인쇄 방법에 기초하여, 수축하는 제1 성형층에 추가적인 보상 작업이 제공된다. 즉, 상기 제1 성형층 상에 다시 액체 성형 물질이 분무되어 그 불충분한 두께를 보충함으로써, 상기 제1 성형층의 상부의 표면 형상이 효과적으로 평탄화되고 그것의 평탄성이 향상된다(불필요한 부분이 제거되고 불충분한 부분이 보상된다). 이로써, 3D 인쇄 장치가 3D 물체를 고르게 인쇄하는 과정 동안, 물질 및 관련 부품들의 조립 공차 및 경화 조건들에 의해 야기되는 악영향을 극복하기 위한 편리한 제어 방법을 제공하도록 각 성형층 세트의 두께 및 품질이 보장된다.
본 발명의 상기 언급된 특징들 및 장점들과 다른 특징들 및 장점들이 보다 잘 이해될 수 있도록, 도면과 함께 몇가지 실시예들이 다음에 보다 상세하게 설명될 것이다.
첨부된 도면들은 본 발명의 추가 이해를 제공하도록 포함된 것이며 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 발명의 실시예들을 나타내며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원(3D) 인쇄 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 3차원 인쇄 장치의 3D 인쇄 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3e는 각각 3D 인쇄 장치의 부분적 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 인쇄 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 흐름의 한 상태의 부분 개략도이다.
이제 본 발명의 바람직한 실시예를 참조할 것이며, 이들의 예는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 가능할 때마다, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 부분들을 나타내도록 도면 및 상세한 설명에서 이용된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원(3D) 인쇄 장치의 개략도이다. 도 2는 도 1의 3D 인쇄 장치의 3D 인쇄 방법을 설명하는 흐름도이다. 컴포넌트들을 기술하기 위해 직교 좌표 X, Y, Z가 제공되며, 이 때, 플랫폼(160)의 표면은 X-Y 평면에 일치한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에서, 3D 인쇄 장치(100)는 플랫폼(160), 노즐 모듈(110), 롤러(120), 경화 모듈(140) 및 제어 모듈(130)을 포함하며, 이 때, 상기 노즐 모듈(110), 상기 롤러(120) 및 상기 경화 모듈(140)은 상기 플랫폼(160) 위에 배치되며, 그리고 상기 제어 모듈(130)은 상기 노즐 모듈(110), 상기 롤러(120) 및 상기 경화 모듈(140)에 전기적으로 연결된다. 3D 인쇄 장치(100)는, 예를 들어, SL(stereolithography) 장치 또는 DLP(digital light processing) 장치이며, 이 경우, 상기 제어 모듈(130)은 상기 노즐 모듈(110) 및 상기 롤러(120)를 구동시켜, 액체 성형 물질(예를 들어, 감광성 수지)을 상기 플랫폼(160)에 제공(분사)하며, 그 다음, 상기 제어 모듈(130)은 상기 경화 모듈(140)(예를 들어, (자외선) 광 경화 장치)을 구동하여 상기 플랫폼(160) 상에 액체 성형 물질을 조사하여 경화 효과(응고됨)를 달성하며, 그리고 경화된 성형층들은 본 실시예의 3D 인쇄 작업을 완료하기 위해, 층 단위로 적층되어 3D 물체를 형성한다.
그러나, 기존의 기술은 기구 조립 공차 및 자기 정확도 같은 요인들에 의해 제한되기 때문에, 경화된 성형층의 두께를 제어하기 어렵고, 특히 감광성 수지가 광에 의해 조사되어 경화되는 과정 동안, 일반적으로 그 체적이 감소되는 한편, 광 조건 및 환경의 차이로 인해 각각의 성형층의 두께를 편리하게 제어하는 것이 쉽지 않다. 이로써, 상기 문제점을 해결하기 위한 효과적인 제어 방법이 요구된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 3D 인쇄 방법을 제공한다. 도 3a 내지 도 3e 각각은 본 실시예의 3D 인쇄 방법을 설명하기 위한 3D 인쇄 장치의 부분적 개략도이다. 도 3a 내지 도 3e와 하나씩 비교하기 위해 도 2를 참조한다.
우선, 단계 S01에서, 상기 플랫폼(160)에 대한 롤러(120)의 초기 높이 및 상기 플랫폼(160)에 대한 롤러(120)의 높이 이동 피치는 3D 물체의 설계 데이터에 따라 설정되며, 이 경우, 초기 높이 및 높이 이동 피치는 성형층의 두께의 양의 정수배와 동일하다. 즉, 상기 플랫폼(160)에 대한 롤러(120)의 높이는 먼저 3D 물체의 설계 데이터에 기초하여 성형층들의 층 수에 따라 설정된다. 그 후, 상기 롤러(120)는 전술된 높이에서 상기 플랫폼(160)으로부터 연속적으로(원형으로) 이탈한다. 이는 이하에서 자세히 설명될 것이다.
그 다음, 단계 S1 및 S2에서, 도 3a를 참조하면, 상기 제어 모듈(130)은 상기 노즐 모듈(110)을 구동시켜 상기 플랫폼(160) 상에 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분사하며, 그리고 상기 제어 모듈(130)은 상기 경화 모듈(140)을 구동시켜 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 조사하고 경화시켜, 제1 성형층 {Am} (이 경우, m은 양의 정수)을 성형한다. 이상적인 상태에서, 상기 제1 성형층 {Am}은 고정된 두께를 가지므로, 사용자가 상기 제1 성형층 {Am}을 층 단위로 제공하고 경화시키는 한 상기 3D 물체의 인쇄가 완료될 수 있다. 그러나, 상술된 바와 같이, 액체 성형 물질이 경화 공정 중에 수축할 가능성이 있는 상황에 의해 제한되어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 실제로 상기 경화된 제1 성형층 {Am}의 두께 h1는 예상 두께 h2 보다 작다. 전술된 두께 및 높이와 후술된 두께 및 높이는 모두 Z-축을 따라 측정된 크기이다. 제1 성형층 {Am}을 성형하기 위해 사용되는 액체 성형 물질이 분사될 때, 여전히 상기 롤러(120)는 우선 전술된 높이에서 상기 액체 성형 물질을 평탄화할 필요가 있음을 알아야 한다.
상기 3D 물체(200)는 성형층 세트들{Cp}(상기 플랫폼(160)의 표면으로부터 카운트된 C1, C2, ..., Cp)(이 때, p는 양의 정수)에 의해 구성되는 것으로 간주되며, 이로써, 상기 성형층 세트들 각각(C1, C2, ..., Cp)의 두께는 예상 두께 h2이다.
이에 따라, 단계 S3에서, 도 3B를 참조하면, 상기 제어 모듈(130)은 상기 노즐 모듈(110)을 구동시켜 상기 제1 성형층{Am}에 (액체 성형 물질{Kl}(이 때, l은 양의 정수)로 표현된) 상기 액체 성형 물질의 적어도 한 층을 분사하며, 그리고 상기 제1 성형층{Am} 및 상기 액체 성형 물질{Kl}은 두께 h3에 도달한다. 이 때, 두께 h3은 두께 h1 보다 크며, 상기 두께 h3은 또한 두께 h2 보다 크다. 그 다음, 단계 S4에서, 도 3c를 참조하면, 상기 제어 모듈(130)은 상기 롤러(120)를 구동시켜 상기 액체 성형 물질{Kl}을 평탄화시키며, 그리고 상기 제1 성형층{Am} 및 상기 평탄화된(남아있는) 액체 성형 물질은 두께 h2에 도달한다. 그 다음, 단계 S5에서, 도 3d를 참조하면, 상기 제어 모듈(130)은 상기 플랫폼(160)에 대한 노즐 모듈(110)과 롤러(120)의 높이를 동기식으로(synchronously) 상승시키고, 그리고 단계 S6에서, 상기 제어 모듈(130)은 상기 노즐 모듈(110)을 구동시켜 상기 평탄화된 액체 성형 물질 상에 액체 성형 물질의 적어도 하나의 다른 층을 분사시킨다. 단계 S7에서, 상기 제어 모듈(130)은 상기 경화 모듈(140)을 구동하여 상기 평탄화된 액체 성형 물질 세트와 그 위에 있는 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 다른 층을 경화시키며, 이로써, 상기 평탄화된 액체 성형 물질은 제2 성형층 {Bn}을 성형하도록 고르게 경화될 수 있으며, 그리고 상기 제2 성형층 {Bn}은 전술된 제1 성형층 {Am}과 결합되어 성형층 세트(도면에 도시된 바와 같이, 그리고 상기 플랫폼(160)의 표면 상의 상기 제1 성형층 세트 C1를 설명의 예로 듦)를 성형하고, 그리고 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 다른 층은 (전술된 설명에 따라 성형층 세트 C2인) 또 다른 성형층 세트의 제1 성형층 {Am}을 성형하도록 경화된다. 이 때, n 은 양의 정수이며, 그리고 m > n이다. 상기 제1 성형층 {Am}은 기본 성형층이며, 그리고 상기 제2 성형층 {Bn}은 보상 성형층임이 유의되어야 한다. 즉, 상기 기본 성형층과 상기 보상 성형층의 조합은 설계 데이터의 예상되는 성형층이며, 그리고 그 다음 전술된 단계들은 3D 물체가 완성될 때까지 상기 성형층들의 상이한 층들을 프린트하도록 반복된다. 이 때, 상기 롤러(120)는 동일한 사이클 내에서 상기 기본 성형층과 상기 보상 성형층을 동일한 높이로 각각 상승시키며, 그 다음, 상기 롤러(120)는 전술된 높이의 이동 피치로 상기 플랫폼(160)으로부터 점진적으로 이탈한다.
추가로, 본 실시예의 단계 S3에서 채택된 방안은 수축된 제1 성형층 {Am}상에 액체 성형 물질{Kl}(ㅣ은 m보다 작음)을 다시 분무하는 것이며, 이는 상기 제1 성형층 {Am}의 불충분한 두께를 보상하기 위해 액체 성형 물질 {Kl}을 제공하는 것과 동시에 상기 제1 성형층 {Am}의 표면 프로파일 및 상기 제1 성형층 {Am}의 상부의 평탄도의 결함들에 대한 효과적인 개선을 제공하는 것과 동등하다. 상술한 결함들만을 극복할 필요가 있기 때문에, 액체 성형 물질 {Kl}은 상기 제1 성형층 {Am}의 층수 및 두께를 달성할 필요가 없으며, 그리고 상기 제1 성형층 {Am} 및 상기 액체 성형 물질 {Kl}의 두께(즉, 두께 h3)는 전술한 예상 두께 h2 보다 약간만 클 것이 요구된다. 본 실시예에서, 상기 제1 성형층 {Am}은 약 15 개의 층들(A1, A2, ..., A15)이며, 그리고 상기 액체 성형 물질 {Kl}은 요구되는 보상 효과를 달성하기 위해 단지 약 3 개의 층들(K1, K2, K3)이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 층의 개수는 액체 성형 물질의 물질, 상기 경화 모듈(140)에 의해 제공되는 조명 효과 및 환경 등과 같은 요인들에 의해 결정된다. 이에 따라, 다음 단계 S4에서, 상기 제1 성형층 {Am} 및 남아있는 액체 성형 물질이 예상 두께 h2에 도달할 수 있도록 상기 롤러(120)는 두께 h2 보다 높은 액체 성형 물질 {Kl}의 일부를 고르게(smoothly) 제거할 수 있다. 상기 플랫폼(160)에 대한 롤러(120)의 높이는 플랫폼(160)에 대한 노즐 모듈(110)의 높이보다 낮으며, 그리고 상기 플랫폼(160)에 대한 상기 롤러(120)의 높이는 상기 성형층 세트 C1의 두께와 동일하며, 그리고 상기 제어 모듈(130)에 의해 구동된 롤러(120) 및 노즐 모듈(110)의 상승 높이(높이의 이동 피치)는 또한 성형층 세트(C2, ..., Cp)의 임의의 두께와 동일하다. 이러한 방식으로, 롤러(120) 및 노즐 모듈(110) 모두는 고정된 높이 공간(즉, 성형층 세트들 각각의 두께)에서 상기 플랫폼(160)으로부터 점진적으로 벗어날 수 있다. 한편, 상기 액체 성형 물질을 분사하기 위한 노즐 모듈(110)의 성능은 상기 성형층 세트들 각각의 두께보다 높으며, 이로써, 상기 분사 노즐 세트(110)는 각각의 높이 공간에서 하나의 성형층 세트를 분사하는 것을 원활하게 완료할 수 있다.
또한, 롤러(120) 및 노즐 모듈(110)은 서로 동기하여, 전술한 높이 상승을 원활하게 구현할 수 있다. 특히, 상기 노즐 모듈(110)은 상기 플랫폼(160) 상에 제1 직교 투영 프로파일을 형성하고, 상기 롤러(120)는 상기 플랫폼(160) 상에 제2 직교 투영 프로파일을 형성하고, 상기 노즐 모듈(110)이 상기 플랫폼(160)에 대해 이동되는 과정 동안, 상기 제1 직교 투영 프로파일 및 상기 제2 직교 투영 프로파일은 고정된 공간을 유지한다(그것들 사이의 거리는 고정되어 있다). 즉, 상기 노즐 모듈(110) 및 상기 롤러(120)는 상기 플랫폼(160) 상에서 X-Y 평면 위로 이동하는 과정 중에 상대적 이동을 갖지 않는다. 바람직하게는, 도 1을 참조하면, 본 실시예의 3D 인쇄 장치(100)는 통합 기구(150)를 더 포함하며, 상기 노즐 모듈(110) 및 상기 롤러(120)는 모두 상기 통합 기구(150) 상에 배치되며, 그리고 상기 제어 모듈(130)은 구동을 위해 상기 통합 기구(150)에 전기적으로 연결된다. 이러한 방식으로, 상기 노즐 모듈(110) 및 상기 롤러(120)가 동기식으로 움직이는 효과는 원활하게 달성될 수 있다.
한편, 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 상기 액체 성형 물질 {Kl}이 상기 롤러(120)에 의해 평탄화된 후 획득된 상기 액체 성형 물질 {Kl}의 남아있는 부분은 상기 제1 성형층 {Am}의 불충분한 부분을 보상하는데 사용된다. 도 3d에 도시된 순간에, 상기 경화 모듈(140)(도면에 도시되지 않음)은 상기 평탄화된 액체 성형 물질(경화되지 않음을 나타내기 위해 도 3c에서 점선으로 표시됨) 및 상기 성형층 세트 C2에 속하는 제1 성형층 {Am}을 동시에 경화시키도록 추가적으로 구동됨에 유의해야한다. 상기 경화 모듈(140)에 의해 제공된 경화 에너지가 하나의 성형층 세트를 경화시키는데 필요한 에너지 보다 크기 때문에, 그리고 감광성 수지가 광 경화를 위한 연쇄 반응을 하기 때문에(즉 감광성 수지의 인접한 두 부분들에 관해서, 한 부분은 다른 부분이 경화됨으로써 간접적으로 경화되기 때문에), 상기 성형층 세트 C1의 제2 성형층 {Bn} 및 상기 성형층 세트 C2의 제1 성형층{Am}의 경화 작업은 단계 S7에서 동시에 완료될 수 있다.
이와 같이, 단계 S8에서, 단계 S3 내지 S7이 반복되어, 도 3e에 도시된 바와 같이, 제2 성형층 {Bn} 및 제1 성형층 {Am}은 성형층 세트가 3D 물체(200)를 인쇄하는 것을 완료할 때까지 반복적으로 그리고 인터리브 방식으로 적층된다. 유추하여, 상기 전술된 성형층 세트 C1 및 상기 성형층 세트 C2와 동일하게, 상기 성형층 세트들을 적층하는 공정 중에, 이전 성형층 세트(예를 들어, Cs)의 보상층(경화된 제2 성형층{Bn}) 및 그 다음 성형층 세트(예를 들어, Cs+1)의 제1 성형층{Am}은 함께 경화된다. 이 때, s는 양의 정수이며, s+1은 p 보다 작거나 같다.
도 3c에 도시된 액체 성형 물질은 여전히 경화되지 않아 그것의 특정 유동비(mobility)가 유지되며, 그리고 상기 경화된 제2 성형층 {Bn}의 단면은 둥근각(R)을 갖는다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3D 인쇄 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 5는 도 4의 흐름 중 일상태의 부분적 개략도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에서, 상기 흐름은 도 1의 3D 인쇄 장치(100)에도 적용되며, 그리고 상기 단계 S01과 동일하게, 단계 S02에서, 우선 상기 플랫폼(160)에 대한 롤러(120)의 초기 높이 및 상기 플랫폼(160)에 대한 롤러(120)의 높이 이동 피치가 3D 물체의 설계 데이터에 따라 설정되며, 이 때, 상기 초기 높이 및 높이 이동 피치는 상기 성형층의 두께의 양의 정수배와 동일하다. 단계 S11 내지 S14의 내용은 단계 S1 내지 S4의 내용과 동일하므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 전술한 실시예와 달리, 상기 액체 성형 물질 {Kl}을 평탄화시키는 단계 S14일 때, 단계 S15에서, 상기 경화 모듈(140)은 상기 평탄화된 액체 성형 물질을 경화시키도록 구동되어, 상기 제1 성형층 {Am}과 결합하기 위한 제2 성형층 {Bn}을 성형하여 성형층 세트를 성형한다. 그 다음, 단계 S16에서, 상기 노즐 모듈(110) 및 상기 롤러(120)는 동기식으로 상승되도록 구동되며, 단계 S17에서, 전술한 단계들 S11 내지 S16이 반복되고, 그리고 상기 제1 성형층 {Am} 및 상기 제2 성형층 {Bn}은 도 3e에 도시된 바와 같이 상기 성형층 세트{Cp}가 3D 물체(200)를 인쇄하는 것을 완료할 때까지 반복적으로 그리고 인터리브 방식으로 적층된다.
액체 성형 물질{Kl}은 평평하게 된 후에 즉시 경화되기 때문에, 즉, 액체 성형 물질은 그것이 흐르기 전에 경화되기 때문에, 상기 제2 성형층{Bn}의 단면은 코너각 C을 갖는다는 것이 유의되어야 한다.
요약하면, 본 발명의 3D 인쇄 방법에 따르면, 수축된 제1 성형층 {Am}에 부가적으로 보상을 제공함으로써, 즉 액체 성형 물질은 상기 제1 성형층 {Am} 상에 더 분사되어 두께의 불충분한 부분을 보완하는 한편, 상기 제1 성형층 {Am}의 상부의 표면 프로파일을 효과적으로 평탄화하여 평탄성을 향상시키고, 3D 인쇄 장치가 3D 물체를 고르게 인쇄하는 과정 동안, 물질 및 관련 부품들의 조립 공차 및 경화 조건들에 의해 야기되는 악영향을 극복하기 위한 편리한 제어 방법을 제공하도록 각 성형층 세트의 두께 및 품질이 보장된다.
인쇄 방법들 중 하나에서, 상기 제2 성형층 {Bn}의 단면이 둥근각을 갖고 3D 물체의 표면이 비교적 둥글도록, 이전 성형층 세트의 제2 성형층 {Bn} 및 다음 성형층 세트의 제1 성형층 {Am}은 함께 경화될 수 있다. 다른 인쇄 방법에서, 제2 성형층 {Bn}의 역할을 하는 액체 성형 물질이 분사 된 후에 매번 즉시 경화되고, 이로써, 제2 성형층 {Bn}의 단면은 코너각을 가지며, 그리고 3D 물체는 양호한 프로파일 콘트라스트를 갖는다. 이러한 방식으로, 사용자는 3D 물체의 요구된 특징에 따라 대응하는 인쇄 방법을 채택할 수 있다.
본 개시서의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명의 구조에 대해 다양한 수정과 변형이 이루어질 수 있다는 것은 본 기술분야의 기술자에게 명백할 것이다. 전술한 바를 고려하여, 본 개시서는 다음의 청구항들 및 이와 동등한 것들의 범위 내에서 본 개시의 수정과 변형을 포함하도록 의도되었다.

Claims (14)

  1. 3차원(3D) 인쇄 장치에 적용되어 3D 물체를 인쇄하기 위한 3D 인쇄 방법으로서,
    상기 3D 물체는 적어도 하나의 성형층을 포함하고,
    상기 성형층들은 기본 성형층 {Am} 및 보상 성형층 {Bn}을 포함하며,
    m, n은 각각 양의 정수이고, m>n 이며,
    상기 3D 인쇄 장치는 플랫폼, 노즐 모듈, 롤러 및 경화 모듈을 포함하며,
    상기 3D 인쇄 방법은 :
    상기 3D 물체의 설계 데이터에 기초하여 상기 성형층들의 층 수에 따라 상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 높이를 설정하는 단계;
    상기 노즐 모듈을 사용하여 상기 플랫폼 상에 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분무하는 단계;
    상기 높이에서 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 평탄화시키도록 상기 롤러를 구동시키는 단계;
    상기 경화 모듈을 사용하여 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 기본 성형층으로 경화시키는 단계;
    상기 노즐 모듈을 이용하여 상기 기본 성형층 상에 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분무하는 단계;
    상기 높이에서 상기 기본 성형층 상의 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 평탄화시키기 위해 상기 롤러를 구동시키는 단계;
    상기 경화 모듈을 사용하여 상기 평탄화된 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 경화시켜 상기 보상 성형층 {Bn}을 성형하는 단계; 및
    상기 3D 물체가 인쇄될 때까지 상기 기본 성형층 {Am} 및 상기 보상 성형층 {Bn}을 반복적으로 그리고 인터리브 방식으로 적층하도록, 상기 롤러가 높이 공간에서 상기 플랫폼으로부터 점차적으로 멀어지도록 구동하는 단계를 포함하는, 3D 인쇄 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 높이 공간에서 상기 노즐 모듈과 상기 롤러를 동기식으로(synchronously) 상승시키는 단계를 더 포함하는, 3D 인쇄 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보상 성형층 {Bn}의 단면은 코너각을 갖는, 3D 인쇄 방법.
  4. 3차원(3D) 인쇄 장치에 적용되어 3D 물체를 인쇄하기 위한 3D 인쇄 방법으로서,
    상기 3D 물체는 적어도 하나의 성형층을 포함하고,
    상기 3D 물체는 기본 성형층 {Am} 및 보상 성형층 {Bn}을 포함하며,
    m, n은 각각 양의 정수이고, m>n 이며,
    상기 3D 인쇄 장치는 플랫폼, 노즐 모듈, 롤러 및 경화 모듈을 포함하며,
    상기 3D 인쇄 방법은 :
    상기 3D 물체의 설계 데이터에 기초하여 상기 성형층들의 층 수에 따라 상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 높이를 설정하는 단계;
    상기 노즐 모듈을 사용하여 상기 플랫폼 상에 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분무하는 단계;
    상기 높이에서 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 평탄화시키도록 상기 롤러를 구동시키는 단계;
    상기 경화 모듈을 사용하여 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 기본 성형층으로 경화시키는 단계;
    상기 노즐 모듈을 이용하여 상기 기본 성형층 상에 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 분무하는 단계;
    상기 높이에서 상기 기본 성형층 상의 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층을 평탄화시키기 위해 상기 롤러를 구동시키는 단계;
    상기 평탄화된 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층 상에 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 다른 층을 분무하는 단계;
    상기 경화 모듈을 사용하여 상기 평탄화된 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층 및 상기 평탄화된 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층 상에 있는 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 다른 층을 경화시키는 단계로서, 상기 평탄화된 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층은 상기 보상 성형층 {Bn}을 성형하도록 경화되고, 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 다른 층은 또 다른 기본 성형층 {Am}을 형성하도록 경화되는, 단계; 및
    상기 3D 물체가 인쇄될 때까지 상기 보상 성형층 {Bn} 및 상기 기본 성형층 {Am}을 반복적으로 그리고 인터리브 방식으로 적층하도록, 상기 롤러가 높이 공간에서 상기 플랫폼으로부터 점차적으로 멀어지도록 구동하는 단계를 포함하는, 3D 인쇄 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층이 평탄화된 후에, 상기 노즐 모듈과 상기 롤러는 상기 높이 공간에서 동기식으로 상승되어, 상기 평탄화된 액체 성형 물질의 적어도 하나의 층 상에 상기 액체 성형 물질의 적어도 하나의 또 다른 층을 분무하는, 3D 인쇄 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 보상 성형층 {Bn}의 단면은 둥근각을 갖는, 3D 인쇄 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 롤러 및 상기 노즐 모듈은 동기식으로 이동되는, 3D 인쇄 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 노즐 모듈은 상기 플랫폼 상에 제1 직교 투영 프로파일을 형성하고,
    상기 롤러는 상기 플랫폼 상에 제2 직교 투영 프로파일을 형성하고, 그리고
    상기 노즐 모듈이 상기 플랫폼에 대해 이동되는 과정 동안, 상기 제1 직교 투영 프로파일 및 상기 제2 직교 투영 프로파일은 고정된 공간을 유지하는, 3D 인쇄 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 높이는 상기 플랫폼에 대한 상기 노즐 모듈의 높이보다 낮은, 3D 인쇄 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화 모듈에 의해 제공되는 경화 에너지는 하나의 성형층을 경화시키는데 필요한 에너지보다 큰, 3D 인쇄 방법.
  11. 청구항 4에 있어서,
    상기 경화 모듈에 의해 제공되는 경화 에너지는 하나의 성형층을 경화시키는데 필요한 에너지보다 큰, 3D 인쇄 방법.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 노즐 모듈과 상기 롤러는 동기식으로(synchronously) 이동되는, 3D 인쇄 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 노즐 모듈은 상기 플랫폼상에 제1 직교 투영 프로파일을 형성하고, 상기 롤러는 상기 플랫폼상에 제2 직교 투영 프로파일을 형성하고, 상기 노즐 모듈이 상기 플랫폼에 대해 이동되는 과정 동안, 상기 제1 직교 투영 프로파일 및 상기 제2 직교 투영 프로파일은 그들 간의 고정된 공간을 유지하는, 3D 인쇄 방법.
  14. 청구항 4에 있어서,
    상기 플랫폼에 대한 상기 롤러의 높이는 상기 플랫폼에 대한 상기 노즐 모듈의 높이보다 낮은, 3D 인쇄 방법.
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