KR102182752B1 - 3d 프린팅된 물체의 언패킹 - Google Patents

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Abstract

적층 가공 프로세스에서 축조 재료를 사용하여 축조된 물체를 언패킹하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 언패킹 구획과; 상기 언패킹 구획 내에서 작동하여, 축조된 물체 주위에서 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하는 수집 호스와; 상기 수집 호스에 결합되어, 상기 수집 호스에 의해 회수된 미융해 축조 재료를 수용하는 회수 축조 재료 탱크를 포함하고; 상기 장치는 적층 가공 프로세스를 위해 상기 회수 축조 재료 탱크로부터, 회수된 미융해 축조 재료를 공급한다.

Description

3D 프린팅된 물체의 언패킹
본 개시는 3D 프린팅된 물체의 언패킹(unpacking)에 관련된다.
적층 가공 시스템은 3차원 물체를 층별 기준(a layer-by-layer basis)으로 생성한다. 일부 3D 프린팅 기술에서 축조 재료(build material), 예를 들면 분말은 3D 물체를 생성하기 위해 선택적으로 융해될 수도 있으며, 미융해 축조 재료는 축조 프로세스(build process) 후 남겨질 수도 있다.
축조 프로세스가 완료된 후에는, 축조된 물체가 미융해 재료로부터 제거된다. 축조 재료의 선택적인 융해 특성으로 인해, 적층 가공 프로세스(additive manufacturing process) 후에 미융해 재료의 양이 남겨질 수도 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 3 차원(3D) 프린팅 시스템의 일례를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 도 1a의 예의 재료 관리 스테이션을 개략적으로 도시한다.
도 1c는 도 1b의 예의 재료 관리 스테이션의 작업 영역을 개략적으로 도시한다.
도 2a는 재료 관리 스테이션의 일례의 내부 회로도를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 도 2a의 재료 관리 스테이션 내부 회로를 위한 밸브 설정 정보를 개략적으로 도시하는 표이다.
도 2c는 도 2a의 재료 관리 스테이션 내부 회로의 탱크에 사용되는 축조 재료 트랩 기하구조를 개략적으로 도시한다.
도 3은 적층 가공 프로세스에서 축조된 물체를 언패킹하는 예시적인 방법의 공정 흐름도를 도시한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 일례에 따른 3 차원(3D) 프린팅 시스템(100)(또는 적층 가공 시스템)은 트롤리(102), 3D 프린터(104) 및 재료 관리 스테이션(106)을 포함한다. 재료 관리 스테이션(106)은 축조 재료를 관리한다.
트롤리(102)는 프린터(104)가 트롤리 내에 3D 물체를 생성할 수 있도록 프린터(104)의 도킹 위치에 끼워지게 배열된다. 또한, 트롤리는 재료 관리 스테이션(106) 내의 도킹 위치(107)에도 (다른 시간에) 끼워지도록 배치된다. 트롤리(102)는 3 차원 프린팅 프로세스 이전에 재료 관리 스테이션(106)에 도킹되어, 후속 3D 프린팅 프로세스에 대비하여 축조 재료를 트롤리에 로딩(적재)할 수도 있다. 재료 관리 스테이션(106)에서의 청소 프로세스는 또한 축조된 부품(built parts: 본원에서 3D 프린팅된 물체라고도 함) 주위에서 트롤리(102)로부터 미융해 축조 재료를 회수함으로써 미융해 축조된 재료로부터 임의의 축조된 부품을 언패킹하는 것과, 축조된 부품을 세정하는 것을 포함할 수도 있다.
트롤리에 로딩된 축조 재료는 하나 이상의 이전의 프린팅 프로세스로부터의 재활용 또는 회수 축조 재료와, 신규 축조 재료 또는 신규 및 재활용 축조 재료의일 부분을 구비할 수도 있다. 일부 축조 재료는 재활용이 불가능할 수도 있고, 따라서 이 경우에는 트롤리에 로딩하기 위해 회수 축조 재료가 사용되지 않을 것이다. 축조 재료는 예를 들어, 분말형 금속 재료, 분말형 합성 재료, 분말 세라믹 재료, 분말형 유리 재료, 분말형 수지 재료, 분말형 중합체 재료 등일 수도 있거나, 이 재료를 포함할 수도 있다. 축조 재료가 분말 기반의 축조 재료인 일부 예에서, 분말 기반 재료라는 용어는 건식 및 습식 분말 기반 재료, 미립자 재료 및 과립상 재료를 모두 포함하도록 의도된다. 본원에 기술된 예는 분말 기반 재료로 제한되지 않으며, 적절하다면 적절한 변경예로, 다른 적당한 축조 재료로 사용될 수도 있다. 다른 예에서, 축조 재료는 예로써 펠릿의 형태, 또는 임의의 다른 적당한 형태의 축조 재료의 형태일 수도 있다.
도 1a를 참조하면, 트롤리(102)는 3D 프린팅 제작 프로세스에서 사용된 후에 트롤리(102)의 적어도 일부 구성요소를 청소하기 위해 재료 관리 스테이션(106)[도 1a에는 트롤리(102)가 도킹되지 않은 것으로 도시됨) 내의 도킹 위치(107)에 도킹될 수도 있다. 청소 프로세스는 후속적인 재사용을 위해 이전의 프린트 작업으로부터의 미융해 축조 재료를 재료 관리 스테이션(106)에서 회수 및 저장하는 것을 포함할 수도 있다. 3D 프린팅 프로세스 중에, 공급된 축조 재료의 일부는 융해되어 3D 물체를 형성할 수도 있지만, 공급된 축조 재료의 나머지 부분은 사용된 축조 재료의 유형에 따라 융해되지 않은 채 잠재적인 재활용을 위해 남을 수도 있다. 재활용을 위한 저장 전에 재료 관리 스테이션(106)에 의해 미융해 축조 재료의 일부 처리가 수행되어, 예를 들어 임의의 응집을 감소시킬 수도 있다.
재료 관리 스테이션(106)은, 트롤리(102)가 재료 관리 스테이션(106)과 완전히 도킹될 때 및 트롤리(102)가 재료로부터 완전히 제거될 때 도킹 위치(107)를 덮기 위한 접근 패널(도시되지 않음)을 포함할 수도 있음을 이해할 것이다.
하나의 재료 관리 스테이션(106)은 하나 이상의 상이한 3D 프린터를 서비스하기 위해 사용될 수 있다. 소정의 3D 프린터는 하나 이상의 트롤리(102)를 상호 교환적으로 사용할 수도 있는데, 예를 들어 상이한 축조 재료에 대해 상이한 트롤리를 이용할 수 있다. 재료 관리 스테이션(106)은 3D 프린팅 제작 프로세스 후에 트롤리(102)에서 소정의 축조 재료를 퍼지하여, 트롤리(102)가 후속 3D 프린팅 제작 진행을 위해 다른 축조 재료로 충전될 수 있게 한다. 트롤리(102)에서의 퍼지는 또한 재료 관리 스테이션(106)에서의 퍼지를 포함할 수도 있고, 또는 대안적으로, 하나의 축조 재료 유형이 다른 축조 재료 유형으로 오염되는 것을 제한하기 위해서 재료 관리 스테이션(106)에서 상이한 축조 재료들을 분리시키는 것을 포함할 수도 있다.
이 예에서 트롤리(102)는 축조 플랫폼(122)을 가지며, 이 축조 플랫폼(122)의 위에는 제조중인 물체가 구축된다. 트롤리(102)는 또한 이 예에서 축조 플랫폼(122) 아래에 위치된 축조 재료 저장소(124)를 포함하며, 3D 프린팅 프로세스에서 축조 플랫폼(122) 위에 물체를 축조하는데 사용하기 위해 [예를 들면 3D 프린터의 재료 침착기 캐리지(material depositor carriage)에 의해] 축조 재료가 축조 재료 저장소로부터 축조 플랫폼(122)으로 제공될 수도 있다. 축조 플랫폼(122)은, 프린터(104) 내에 도킹되어 있을 때 및 3D 프린팅 제작 프로세스 중에, 3D 물체의 프린팅이 진행됨에 따라 그리고 트롤리(102) 내의 축조 재료 저장소(124)가 고갈되어 감에 따라, 축조 플랫폼(122)을 예를 들어 단계적 방식으로 트롤리(102)의 기저부를 향해 점차 하향 이동시키는 작동 메커니즘(도시되지 않음)을 갖도록 배치될 수도 있다. 이것은 제조중인 3D 물체를 수용하기 위해 축조 플랫폼(122)의 기저부 레벨과 프린트 캐리지(도시되지 않음) 사이에 점차적으로 더 먼 거리를 제공한다. 프린팅되고 있는 물체가 이 예에서 3D 프린팅 프로세스에서 층별로 축적됨에 따라 그 물체의 크기가 점차적으로 증가할 수도 있다.
이 예의 3D 프린터(104)는 축조 재료 침착기 캐리지(도시되지 않음)를 사용하여 축조 재료의 층을 축조 플랫폼(122) 상에 형성함으로써 3D 물체를 생성할 수 있다. 물체-특정 데이터에 따라 각각의 침착된 층의 특정 영역이 프린터(104)에 의해 융해되어 물체를 점진적으로 형성한다. 물체-특정 데이터는 물체의 3D 형상에 기초하고 또한 3D 물체의 전체 물체 또는 부분(들)에 대응하는 강도 또는 조도(roughness)와 같은 물체 성질 데이터를 제공할 수도 있다. 이 예에서, 원하는 3D 물체 성질은 사용자 인터페이스를 통해, 소프트웨어 드라이버를 통해 또는 메모리에 저장된 사전결정된 물체 성질 데이터를 통해 3D 프린터(104)에 공급될 수도 있다.
축조 재료의 층이 프린터(104)에 의해 축조 플랫폼(122) 상에 침착된 후에, 3D 프린터(104)의 캐리지(도시되지 않음) 상의 열방식 (또는 피에조) 프린트 헤드의 페이지-와이드 어레이(page-wide array)는 축조 플랫폼(122)을 횡단하여, 소정 패턴으로 융제(fusing agent)를 선택적으로 침착하며, 그 패턴에 기초하여 축조 재료의 입자들이 함께 융해된다. 융제가 적용되면, 축조 재료 층은 3D 프린터(104)의 하나 이상의 가열 요소(도시되지 않음)를 사용해서 융해 에너지에 노출될 수도 있다. 축조 재료 침착, 융제 및 융해 에너지 적용 프로세스는 완전한 3D 물체가 생성될 때까지 계속적인 층들에서 반복될 수도 있다. 재료 관리 스테이션(106)은 임의의 적층 가공 기술에 의해 사용될 수도 있으며, 전술한 예에서와 같이 융제를 침착시키기 위해 캐리지 상에 프린트 헤드를 사용하는 프린터로 제한되지 않는다. 예를 들어, 재료 관리 스테이션(106)이 선택적인 레이저 소결 적층 가공 기술에 의해 사용될 수도 있다.
도 1b는 도 1a의 트롤리(102)가 내부에 도킹된 도 1a의 예의 재료 관리 스테이션(106)을 개략적으로 도시한다.
도 1b의 예에 도시된 바와 같이, 재료 관리 스테이션(106)은 재료 관리 스테이션(106)에 분리 가능하게 삽입될 수도 있는 2 개의 신규 축조 재료 공급 탱크(또는 카트리지)(114a, 114b)를 수용하기 위한 2 개의 인터페이스를 갖는다. 이 예에서, 각각의 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)는 약 30 내지 50 리터의 용량을 갖는다. 일 예에서, 축조 재료는 분말형 반결정질 열가소성 재료일 수도 있다. 2 개의 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)를 제공하면 "핫 스와핑(hot swapping)"이 수행될 수 있게 되므로, 트롤리(102)가 적층 가공 프로세스의 준비로 재료 관리 스테이션(106)에 의해 축조 재료로 충전되고 있을 때 현재 활성인 용기에서 축조 재료가 비게 되거나 거의 비어 간다면 신규 축조 재료 공급원이 2 개의 탱크 중 다른 탱크로 동적으로 변경될 수 있다. 재료 관리 시스템(106)은 신규 축조 재료가 하나 이상의 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)에서 소정 시간에 얼마나 많이 존재하는지를 평가하기 위한 하나 이상의 중량 측정 장치(들)을 가질 수도 있다. 탱크(114a, 114b)로부터의 신규 축조 재료는, 예를 들어 트롤리(102)가 3D 프린팅 제작 진행을 위해 프린터(104)에 설치되기 전에 트롤리(102)에 축조 재료가 로딩될 때 소모될 수도 있다.
이 예에서는 시스템 내의 청결을 증진시키고 계속적인 3D 프린팅 작업들 사이에서 축조 재료의 적어도 일부분의 재활용을 허용―이 경우, 사용을 위해 선택된 축조 재료의 유형은 재활용 가능함―하는 진공 시스템(도 2a를 참조하여 후술됨)을 사용하여, 재료 관리 스테이션(106) 내에서 축조 재료가 돌아다닌다. 본 명세서에서 진공 시스템에 대한 언급은 부분 진공인 진공 또는 예를 들어 대기압에 비해 감소된 압력을 포함한다. 진공은 대기압으로 둘러싸인 회로에서 대기압 미만의 압력을 나타내기 위해 사용될 수 있는 "부압"에 상응할 수도 있다.
트롤리(102)가 재사용될 수 있기 전에 3D 물체의 프린팅을 위한 총 트롤리 사용 시간은 트롤리(102)가 프린터(104)에 있을 때의 프린터(104)의 프린팅 시간 및 트롤리(102)의 축조 용적의 내용물의 냉각 시간의 양자에 따라 달라질 수도 있다. 프린팅 작업 후에 트롤리(102)를 프린터(104)로부터 제거하여서, 총 트롤리-사용 시간이 경과하기 전에 추가 프린팅 작업을 위해 상이한 트롤리 내의 축조 재료를 사용하여 프린터(104)를 재사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 트롤리(102)는 프린팅 시간의 종료시 재료 관리 스테이션(106)으로 이동될 수 있다. 일부 예에서 진공 시스템은, 3D 프린팅물 제작 프로세스 후에 진공 시스템 없이 발생하는 것보다 축조 용적의 내용물의 보다 신속한 냉각을 촉진하는데 사용될 수 있다. 압축 공기 시스템과 같은 진공 시스템의 대안적인 예는 과도한 먼지를 만들 수 있어 잠재적으로 청소 프로세스를 더 어렵게 만든다.
이 예의 재료 관리 스테이션(106)은, 진공 시스템에 의해 트롤리(102)로부터 회수된 축조 재료가 적절한 경우 후속 재사용을 위해 저장되는, 내부에 위치한 회수 축조 재료 탱크(108)(도 1b 참조)를 갖는다. 일부 축조 재료는 재활용이 가능하지만 다른 축조 재료는 재활용이 불가능할 수도 있다. 초기 3D 프린팅 제작 사이클에서는 100% 신규 축조 재료가 사용될 수도 있다. 그러나, 축조 재료 특성 및 사용자 선택에 따라 달라지는 2차 및 후속 프린팅 사이클에서는, 프린팅 작업에 사용되는 축조 재료는 신규 축조 재료의 비율(예를 들면 20 %) 및 재활용 축조 재료의 부분(예를 들면 80%)를 포함할 수도 있다. 일부 사용자는 예를 들어 프린팅된 물체의 품질을 보호할 생각으로, 2차 및 후속 프린팅 사이클에서 신규 축조 재료를 주로 또는 배타적으로 사용하도록 선택할 수도 있다. 내부의 회수 축조 재료 탱크(108)는 한번의 생산후 청소 프로세스 중에 가득 차게 될 수도 있지만, 두번 이상의 생산후 청소 프로세스가 수행된 이후에(그러나 이전은 아님) 가득 차게 될 수도 있다. 따라서, 외부 오버플로우 탱크(110)의 형태의 오버플로우 탱크는, 내부의 회수 축조 재료 탱크(108)가 가득 차거나 또는 총 용량에 가까워지면, 사용을 위해 회수 축조 재료에 대한 추가 용량을 제공하기 위해서, 재료 관리 스테이션(106)의 일부로서 제공될 수 있다. 대안적으로, 외부 오버플로우 탱크(110)는 제거 가능한 탱크일 수 있다. 이 예에서, 외부 오버플로우 탱크(110)로의 및/또는 외부 오버플로우 탱크(110)로부터의 축조 재료의 출력 또는 수용을 허용하기 위해 하나 이상의 포트가 재료 관리 스테이션(106)의 일부로서 제공된다. 재활용을 위해 3D 프린팅 제작 프로세스로부터 회수된 미융해 축조 재료를 보다 과립상으로, 즉 응집(덩어리: clumping)을 감소시킬 수 있게 만들기 위해, 체(sieve: 116) 또는 대안적인 축조 재료 정제 장치가 내부의 회수 축조 재료 탱크(108)와 함께 사용을 위해 제공될 수도 있다.
이 예의 재료 관리 스테이션(106)은 프린팅 제작 프로세스에 앞서 로딩될 때 트롤리(102)로의 공급을 위해 내부의 회수 축조 재료 탱크(108)로부터의 재활용된 축조 재료를 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b) 중 하나로부터의 신규 축조 재료와 혼합하기 위한 혼합 블레이드(도시되지 않음)를 포함하는 혼합 탱크(또는 블렌딩 탱크: 112)를 갖는다. 이 예에서 혼합 탱크(또는 블렌딩 탱크: 112)는 트롤리(102)가 재료 관리 스테이션(106) 내에 도킹될 때 축조 플랫폼(122)의 위치 위로 재료 관리 스테이션(106)의 꼭대기에 제공된다. 혼합 탱크(112)는 혼합 탱크(112) 내로의 축조 재료의 투입을 위해 혼합기 축조 재료 트랩(113)(도 2a를 참조하여 후술함)에 연결된다.
신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b), 외부 오버플로우 탱크(110) 및 재료 관리 스테이션(106)의 본체는 모듈 식으로 함께 끼워맞추도록 구성될 수도 있으므로, 완전히 조립된 재료 관리 스테이션(106)을 위한 다수의 대안적인 기하학적 구성이 허용된다. 이러한 방식으로 재료 관리 스테이션(106)은 제조 환경의 상이한 수용 공간들에 끼워맞춤하기에 적합하다.
신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)는 각각의 공급 탱크 커넥터(134a, 134b)를 통해 재료 관리 스테이션(106)의 본체에 해제가능하게 연결될 수도 있다. 이러한 공급 탱크 커넥터(134a, 134b)는 부적절한 축조 재료가 3D 프린팅 시스템에 사용될 가능성을 감소시키기 위해 보안 시스템을 내장할 수도 있다. 일례로, 적절한 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)에는, 설치되어 있는 임의의 교체 공급 탱크(카트리지)(114a, 114b)의 진위를 검증하기 위해, 재료 관리 스테이션(106)의 본체 상의 칩 판독기(도시되지 않음) 또는 다른 처리 회로에 의해 판독될 수 있는 보안 메모리 칩이 제공된다. 이 예에서, 칩 판독기는 공급 탱크 커넥터(134a, 134b) 상에 제공될 수도 있으며, 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)가 각각의 커넥터(134a, 134b)에 부착될 때, 전기 접속이 형성될 수도 있다. 또한, 재료 관리 스테이션(106) 내의 처리 회로를 사용하여 각각의 신규 축조 재료 공급 탱크(들)(114a, 114b) 내에 있다고 결정된 축조 재료의 측정된 중량을 탱크의 보안 메모리 칩 상에 기록하여, 상기 값을 저장 및/또는 업데이트할 수도 있다. 따라서, 트롤리 로딩 프로세스의 종료시 신규 축조 재료 공급 탱크(들)(14a, 114b)에 남아 있는 허가된 축조 재료의 양이 기록될 수 있다. 그에 따라, 제조업자가 충전하는 것이 금지되었던 양을 넘는 미립자 축조 재료를 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)로부터 인출할 수 있게 된다. 예를 들어, 탱크 제조업자의 허가된 내부의 신규 축조 재료가 이미 완전히 인출된 신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)의 경우, 이것은, 신규 축조 재료 공급 탱크가 대체 신규 축조 재료로 재충전되었다면, 프린터 또는 프린팅 품질을 손상시킬 수도 있는 추가 축조 재료의 인출을 제한한다.
신규 축조 재료 공급 탱크(114a, 114b)의 보안 메모리 칩은 신규 축조 재료 공급 탱크 내에 수용된 축조 재료의 재료 유형을 저장할 수 있다. 일 예에서, 재료 유형은 재료(예를 들어, 세라믹, 유리, 수지 등)이다. 이러한 방식으로, 재료 관리 스테이션(106)은 재료 관리 스테이션(106)에 의해 사용될 재료 유형을 결정할 수 있다.
도 1c는 재료 관리 스테이션(106)의 하우징의 하나 이상의 부품에 의해 적어도 부분적으로 한정된 언패킹 구획에 배치된, 도 1b의 예의 재료 관리 스테이션(106)의 작업 영역을 개략적으로 도시한다. 언패킹 구획은, 트롤리(102)의 축조 플랫폼(122)이 언패킹 구획의 바닥에 위치되도록 트롤리(102)를 위한 도킹 포트 위에 위치한다. 하우징의 하나 이상의 부품으로 규정된 언패킹 구획과 트롤리의 축조 플랫폼 사이에 작업 영역이 있다. 작업 영역은 적어도 부분적으로, 예를 들어 그 전방에서 개방되어, 수집 호스(144)를 작동시키도록 사용자가 작업 영역에 접근할 수도 있게 함으로써, 축조 플랫폼 상의 축조된 물체 둘레로부터 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하도록 언패킹 구획 내에서 동작할 수 있게 된다. 축조 재료 로딩 호스(142)는 도 1b의 혼합 탱크(112)와 트롤리(102)의 축조 재료 저장소(124) 사이의 경로를 제공한다. 로딩 호스(142)는 트롤리(102)가 프린터(104) 내에서 사용되기 전에 트롤리(102)에 축조 재료를 로딩하기 위해 사용된다. 또한 도 1c는, 제조된 3D 물체들을 언패킹함과 아울러 트롤리(102)의 축조 플랫폼(122) 및 재료 관리 스테이션(106) 내의 주변 작업 영역을 세정하기 위한 재활용 호스(144)를 도시한다. 일 예에서, 재활용 호스(144)는 펌프(204)(도 2a 참조)를 통해 제공되는 흡입에 의해 작동하며, 후속 3D 프린팅 프로세스에서 재사용할 수 있도록 축조 재료를 수용 및 보유하기 위해, 회수 축조 재료 탱크(108)(도 1b 참조)에 대한 밀폐된 경로를 제공한다. 일 예에서, 재활용 호스(144)는 재활용 가능한 축조 재료를 재료 관리 스테이션(106)의 작업 영역으로부터 회수하기 위해 및/또는 재료 관리 스테이션(106)의 작업 영역을 청소하기 위해 사용자가 수동으로 작동시킬 수도 있다.
대안적인 작동 모드(도시되지 않음)에서는, 적층 가공 프로세스가 완료된 후, 축조 플랫폼으로부터의 언패킹을 위해, 트롤리(102)의 축조 플랫폼(122) 상에 미융해 축조 재료 상의 축조된 부품을 유지하는 것이 아니라, 축조된 부품 및 미융해 축조 재료가 트롤리(103)의 축조 플랫폼(122)으로부터 용기(도시되지 않음)로 이송될 수도 있다. 축조된 부품과 미융해 축조 재료는 냉각 및 언패킹을 위해 용기에 보유될 수도 있으며, 그 때 트롤리(102)로부터 분리될 수도 있다. 용기의 사용으로 인해 트롤리(102)가 다른 프린팅 작업에 사용될 수 있게 되며, 한편 용기(140) 내에 수용된 축조된 물체는 트롤리(102)와 독립적으로 냉각 및 언패킹된다. 일 작동 모드에서, 축조된 부품과 미융해 축조 재료는 예를 들어 냉각 후에 용기로부터 언패킹 구획과 면하는 재료 관리 스테이션(106)의 언패킹 플랫폼(도시되지 않음) 상으로 함께 이동할 수도 있다. 이 작동 모드에서, 사용자는 언패킹 구획 내의 수집 호스(144)를 작동시키기 위해 작업 영역에 접근해서, 언패킹 플랫폼 상의 축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수한다.
도 1c는 재료 관리 스테이션(106)의 하우징의 하나 이상의 부품에 의해 적어도 부분적으로 규정된 언패킹 구획에 배치된 도 1b의 예의 재료 관리 스테이션(106)의 작업 영역을 개략적으로 도시한다. 트롤리(102)가 재료 관리 스테이션(106)에 도킹될 때 트롤리(102)의 축조 플랫폼(122)이 언패킹 구획의 바닥에 위치될 수도 있도록, 언패킹 구획이 트롤리(102)를 위한 도킹 포트 위에 위치된다. 하우징의 하나 이상의 부품으로 정의된 언패킹 구획과 트롤리의 축조 플랫폼 사이에 작업 영역이 있다. 작업 영역은, 축조 플랫품 상의 축조된 재료 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하기 위해, 사용자가 작업 영역에 접근하여 언패킹 챔버 내의 수집 호스(144)를 작동시킬 수 있게 하는 개구를 갖는 언패킹 구획에 의해 예를 들면 그 전방에서 적어도 부분적으로 개방될 수도 있다.
도 1c는 트롤리(102)의 축조 플랫폼(122) 및 축조 재료 로딩 호스(142)를 도시하며, 이 축조 재료 로딩 호스(142)는 3D 프린팅 제작 진행 전에 트롤리에 로딩하기 위해 도 1b의 혼합 탱크(112)와 트롤리(102)의 축조 재료 저장소(124) 사이의 경로를 제공한다. 또한 도 1c는, 제조된 3D 물체들을 언패킹함과 아울러 세정하고, 트롤리(102)의 축조 플랫폼(122) 및 재료 관리 스테이션(106) 내의 주변 작업 영역을 세정하기 위한 예시적인 수집 호스(144)를 도시한다. 일 예에서, 수집 호스(144)는 펌프(204)(도 2 참조)를 통해 제공된 흡입에 의해 작동하며, 후속 3D 프린팅 프로세스에서 재활용 및 재사용을 위해 미융해 축조 재료를 수용 및 보유하기 위해 탱크에 밀폐된 경로를 제공한다. 수집 호스(144)는 하나의 스테이션에서의 하나의 활성화에서 하기의 기능들을 수행하도록 사용자에 의해 수동으로 작동될 수도 있다: 즉, 축조된 부품 주위의 미융해 축조 재료를 회수, 축조된 부품을 세정, 축조 플랫폼 또는 언패킹 플랫폼을 세정, 재료 관리 스테이션(106)의 작업 영역을 청소, 회수된 미융해 축조 재료를 재활용을 위해 탱크, 예를 들어 내부의 회수 축조 재료 탱크(108) 또는 외부 오버플로우 탱크(110) 중 어느 하나로 반송. 도 1c는 작업 영역 내부의 트레이(150a, 150b 및 150c)를 추가로 도시한다. 트레이는 언패킹 프로세스 중에, 세정된 3D 프린팅된 물체 또는 3D 프린팅된 물체와 함께 사용하기 위한 세정 및 마무리 도구(도시되지 않음)를 배치하기 위한 영역으로서 사용될 수도 있다.
특히, 수집 호스(144)는 사용자 작동식일 수도 있다. 3D 프린팅된 물체의 언패킹은 3D 인쇄된 축조 물체 주위의 미융해 축조 재료를 예를 들면 흡입을 이용해 제거하는 것을 포함하며, 그에 따라 임의의 3D 프린팅된 물체 주위에서 미융해 축조 재료가 완전히 제거되면, 3D 프린팅된 물체가 '클린(clean)' 상태로 축조 플랫폼(122)으로부터 제거될 수도 있다. 다수의 3D 프린팅된 물체가 있는 경우, 3D 프린팅된 물체는 하나씩 세정 및 제거될 수도 있거나, 또는 3D 프린팅된 물체의 일부 또는 전부가 세정된 후 일괄적으로 제거될 것이다. 호스의 흡입 개구 부근에 위치된 수집 호스에 부착하기 위해 하나 이상의 축조된 부품 세정 도구(도시되지 않음)가 제공될 수도 있다. 축조된 부품 세정 도구는 예를 들면 미융해 축조 재료의 축조된 부품을 세정하기 위해 수집 호스(144)의 작동과 협력하여 사용될 수도 있다.
수집 호스(144)의 사용자 조작을 용이하게 하기 위해, 재료 관리 스테이션(106)의 작업 영역은 예를 들어 사용자의 손과 팔이 호스를 작동시키기 위해 작업에 들어갈 수 있도록 적어도 부분적으로 개방된다.
재료 관리 스테이션(106)의 작업 영역 내에 축조 재료를 보유하기 위해, 작업 영역을 통과하는 공기 흐름이 공기 흐름 펌프(도시되지 않음)에 의해 생성될 수도 있다. 이것은, 작업 영역 외측의 공기로부터 작업 영역을 향해 작업 영역을 가로지른 층상 흐름을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 이는 작업 영역이 적어도 부분적으로 개방되어 있을 때 축조 재료가 작업 영역을 떠나는 것을 제한할 수도 있다. 축조 재료를 보유하면, 보다 많은 축조 재료를 수집하여 잠재적으로 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 재료 관리 스테이션 외부의 환경을 클린 상태로 유지할 수 있다.
따라서 수집 호스는 한 번에 두 가지 기능을 제공하다. 첫째, 수집 호스는 미융해 축조 재료를 제거함으로써 3D 프린팅된 물체의 세정을 용이하게 한다. 둘째, 수집 호스는 미융해 축조 재료가 하나 이상의 회수 축조 재료 또는 오버플로우 탱크로 자동으로 이송될 수 있게 한다.
일 예에서, 적층 가공 프로세스에서 축조 재료를 사용하여 축조된 물체를 언패킹하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는: 언패킹 구획과; 축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하기 위해 언패킹 구획 내에서 작업하기 위한 수집 호스와; 상기 수집 호스에 의해 회수된 미융해 축조 재료를 수용하기 위해 상기 수집 호스에 결합된 회수 축조 재료 탱크를 포함하고; 상기 장치는 적층 가공 프로세스를 위해, 회수 축조 재료 탱크로부터 미융해 축조 재료를 공급한다.
일 예에서, 상기 장치는 수집 호스에 의해 회수된 미융해 축조 재료를 수용하기 위해 수집 호스에 연결 가능한 오버플로우 탱크를 포함한다.
일 예에서, 상기 장치는 수집 호스로부터 회수 축조 재료 탱크 및 오버플로우 탱크로의 유체 연통을 선택적으로 가능하게 하는 전환 밸브를 포함한다.
일 예에서, 상기 장치는 수집 호스를 회수 축조 재료 탱크에 연결하기 위한 도관을 포함한다.
일 예에서, 상기 장치는 수집 호스에 흡입을 생성하는 흡입 펌프를 포함한다.
일 예에서, 상기 장치는 사용자가 수집 호스를 작동시키기 위해 접근할 수 있도록 적어도 부분적으로 개방되는 언패킹 구획을 한정하는 하우징을 포함한다.
일 예에서, 상기 장치는 장치 내의 분말을 수용하기 위해 분진 필터와 언패킹 구획을 통해 층상 공기유동을 생성하는 및 구획 공기유동 펌프 및 분진 필터를 포함한다.
일 예에서, 상기 장치는 호스의 흡입 개구 부근에 위치된 수집 호스에 부착하기 위한 하나 이상의 축조된 부품 세정 도구를 포함한다.
일 예에서, 상기 장치는 적층 가공 프로세스에서 사용되는 트롤리를 수용하고 축조 플랫폼을 구비하는 트롤리 도크를 포함하며, 축조 플랫폼 상에서는 축조 재료의 일부가 적층 가공 프로세스에서 융해되며, 상기 트롤리 도크는 사용시 축조 플랫폼을 언패킹 구획과 대면하게 위치시킨다.
일 예에서, 수집 호스는 축조 플랫폼에서 축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하기 위해 언패킹 구획 내에서 작동해야 한다.
일 예에서, 상기 장치는 용기로부터 축조된 물체 및 미융해 축조 재료를 수용하기 위해 사용중에 언패킹 구획과 대면하는 언패킹 플랫폼을 포함하며, 상기 수집 호스는 용기로부터 언패킹 플랫폼 상에 침착된 축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하기 위해 언패킹 구획 내에서 작동해야 한다.
일 예에서, 상기 장치는 적층 가공 프로세스를 수행하기 위해 3D 프린터와 분리된 재료 관리 스테이션으로서 제공된다.
일 예에서, 상기 장치는 트롤리에 의해 지지되는 축조 플랫폼에 제공하기 위해 회수 축조 재료 탱크로부터 적층 가공 프로세스에 사용되는 트롤리에 재활용된 미융해 축조 재료를 제공하기 위한 도관을 포함한다.
일 예에서, 적층 가공 프로세스에서 축조 재료를 사용하여 축조된 물체를 언패킹하는 방법이 제공되며, 상기 방법은: 축조 재료 관리 장치의 언패킹 구획과 대면하는 표면 상에 축조된 물체 및 미융해 축조 재료를 수용하는 것과; 재료 관리 장치를 작동시켜서, 회수 축조 재료 탱크에 결합된 수집 호스에 흡입을 생성하는 것과; 언패킹 구획 내의 수집 호스를 작동시켜서 축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하는 것을 포함한다.
일 예에서, 상기 방법은 호스의 흡입 개구 부근에 위치된 수집 호스에 부착된 하나 이상의 축조된 부품 세정 도구를 사용하여 축조된 부품을 세정하는 것을 포함한다.
도 2a는 재료 관리 스테이션(106)의 형태인 축조 재료 관리 시스템의 일례의 내부 회로도(200)를 개략적으로 도시한다. 재료 관리 스테이션(106)은 도 1a의 트롤리(102)와 협력하여 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 프린팅된 부품은 미융해 축조 재료와 함께 3D 프린터(104)로부터 트롤리(102)를 통해 재료 관리 스테이션(106)으로 이송될 수 있다. 그 때, 재료 관리 스테이션(106)은 트롤리(102)로부터의 축조 재료 및 프린팅된 부품을 처리하는데 사용될 수 있다.
다른 예에서, 프린팅된 부품은 미융해된 축조 재료와 함께 3D 프린터(104)로부터 다른 적당한 용기, 예를 들어, 트롤리(102) 대신 박스 또는 카트리지(도시되지 않음)을 통해 재료 관리 스테이션(106)으로 이송될 수 있다. 그 때, 재료 관리 스테이션(106)은 용기로부터의 분말 기반의 재료 및 프린팅된 부품을 처리하는데 사용될 수도 있다.
재료 관리 스테이션 회로(200)는 도 2a를 참조하여 후술하는 바와 같이, 도관(또는 안내 채널) 네트워크와, 상이한 구성요소들 사이에서 미융해 축조 재료를 이송하기 위해 도관 네트워크를 가로 질러 압력 차를 제공하는 펌프(204)를 포함한다. 이 예에서, 펌프(204)는 실질적으로 대기압에 있는 공기 입구로부터 도관 네트워크를 통해 (대기압 미만의 압력 또는 "부압"에 있는) 흡입 펌프의 상류측을 향해 공기 유동을 생성하기 위해 흡입 펌프를 가로질러 압력 차를 생성하도록 작동하는 흡입 펌프이다. 펌프(204)는 일례에서 재료 관리 스테이션(106)의 일체형 부분으로서 제공될 수도 있지만, 다른 예에서, 재료 관리 스테이션(106)은 부압/감압 인터페이스를 제공하며, 이 부압/감압 인터페이스를 통해 흡입 펌프가 탈착가능하게 결합되거나 또는 고정 구성으로 결합될 수도 있다. 이하의 설명이 도관 네트워크의 제 1 도관, 제 2 도관, 제 3 도관 등을 언급하지만, 하나의 도관을 다른 도관과 구별하는 것 이외에 도관의 번호를 붙이는 것이 시사하는 바는 없다.
수집 호스(206)는 작업 영역 입구 포트(273)의 형태의 작업 영역(203)의 작업 영역 포트 및 도관 네트워크의 제 1 도관(호스-대-RBMT 도관: 272)을 거쳐서 회수 축조 재료 탱크(recovered build material tank: RBMT)(208)에 연결된다. 회수 축조 재료 탱크(208)는 회수 축조 재료 탱크(RBMT) 축조 재료 트랩(218b)을 포함하는 회수 축조 재료 탱크(RBMT) 입구 영역과 회수 축조 재료 탱크(RBMT) 재료 출구를 포함한다. RBMT 입구 영역은 회수 축조 재료 탱크(208)에 저장하기 위해 축조 재료의 유동화된 흐름이 수용되는 곳이다. 제 1 도관(272)은 작업 영역 입구 포트(273)와 RBMT 입구 영역 사이의 경로를 제공한다. 작업 영역 입구 포트(273)는 수집 호스(206)로부터 축조 재료를 수용해야 하고 수집 호스(206)에 연결된 제 1 도관(272)의 단부에 제공된다. 다른 예에서, RBMT 입구 영역은 사이에 제 1 도관(272) 없이 작업 영역(203) 또는 수집 호스(208)와 직접 연통할 수도 있다.
이 예에서 회수 축조 재료 탱크(208)는 재료 관리 스테이션(106)의 내부에 제공된다. 호스-대-RBMT 밸브(242)는 제 1 도관(272)을 통한 경로를 개폐하기 위해 제 1 도관(272)을 따라 위치된다. 수집 호스(206)는 작업 영역 입구 포트(273)로부터 작업 영역(203)으로 연장된다. 작업 영역(203)은 트롤리(102)(또는 다른 용기)의 적어도 일부를 포함하고 실질적으로 대기압으로 유지될 수도 있다. 트롤리(102)로부터의 축조 재료는 수집 호스(208)에 의해 수집되어 제 1 도관(272)을 통해 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송될 수 있다. 회수 축조 재료 탱크(208)는 추가의 3D 프린팅(적층 가공) 프로세스에서 다시 사용하기에 적합한 트롤리(102)로부터의 임의의 미융해 축조 재료를 저장하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 회수 축조 재료 탱크(208)는 추가의 3D 프린팅(적층 가공) 프로세스에서 사용하기 위해 미융해 축조 재료를 공급하기 전에 미융해 축조 재료를 일시적으로 저장하기 위한 버퍼 저장 탱크로서 사용될 수 있다.
도관 네트워크의 제 2 도관(274)(호스-대-오버플로우 도관)은 수집 호스(206)를 오버플로우 탱크(210)에 연결시킨다. 오버플로우 탱크(210)는 오버플로우 입구 영역을 포함하고, 제 2 도관(274)은 수집 호스(206)와 오버플로우 입구 영역 사이의 경로를 제공하며, 이 예에서 상기 오버플로우 입구 영역은 오버플로우 축조 재료 트랩(218a)(필터)을 포함한다. 오버플로우 탱크 출구 포트(275)의 형태의 오버플로우 탱크 포트는 또한 제 2 도관(274)의 단부에 제공될 수도 있다. 오버플로우 탱크(210)는 개방 가능한 뚜껑(도시되지 않음)에 의해 선택적으로 밀봉될 수 있다. 밀봉된 구성에서, 오버플로우 탱크(210)는 도관 네트워크의 하나 이상의 오버플로우 입구 포트 및 오버플로우 출구 포트와 유체 연통한다. 또한, 밀봉된 구성에서, 오버플로우 탱크(210)는 대기에 직접 개방되지 않는다. 작업 영역(203)으로부터의 축조 재료는 제 2 도관(274) 및 오버플로우 탱크 출구 포트(275)를 통해 오버플로우 탱크(210)로 이송될 수 있다. 호스-대-오버플로우 밸브(244)는 제 2 도관(274)을 통한 경로를 개폐하기 위해 제 2 도관(274)을 따라 위치될 수 있다. 트롤리(102)(또는 다른 용기)로부터의 미융해 축조 재료는 수집 호스(206)에 의해 수집되어 제 1 도관(272)을 통해 오버플로우 탱크(210)로 이송될 수 있다. 오버플로우 탱크(210)는, 회수 축조 재료 탱크(208)가 가득 차 있을 때 과량의 회수 가능한(재활용 가능한) 축조 재료를 저장하는데 사용될 수 있는 제거가능한 외부 탱크이다. 대안적으로, 오버플로우 탱크(210)는 트롤리(102)로부터 재활용에 적합하지 않은 미융해 축조 재료를 저장하기 위한 폐기물 저장 탱크로서 사용될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 오버플로우 탱크(210)는 트롤리(102)로부터의 미융해 축조 재료 및 (재료 관리 스테이션(106)에서 미융해 축조 재료가 퍼지될 때) 재료 관리 스테이션(108)의 다른 곳으로부터의 미융해 축조 재료를 저장하기 위한 퍼지된 축조 재료 저장 탱크로서 사용될 수 있다.
펌프(204)는 도관 네트워크의 제 3 도관(펌프-대-RBMT 도관)(276)을 통해 회수 축조 재료 탱크(208)에 연결된다. 제 3 도관(276)은 펌프(204)와 RBMT 입구 영역 사이의 경로를 제공한다. RBMT-대-펌프 밸브(246)는 제 3 도관(276)을 따른 경로를 개폐하기 위해 제 3 도관(276)을 따라 위치된다.
펌프(204)는 또한 도관 네트워크의 제 4 도관(펌프-대-오버플로우 도관)(278)을 통해 오버플로우 탱크(210)에 연결된다. 제 4 도관(278)은 펌프(204)와 오버플로우 입구 영역 사이의 경로를 제공한다. 오버플로우 탱크 진공 포트(279) 형태의 오버플로우 탱크 포트가 또한 제 4 도관(278)의 단부에 제공될 수도 있다. 유체, 예를 들면 공기는 오버플로우 탱크 진공 포트(279)를 통해 오버플로우 입구 영역으로부터 펌프(204)를 향해 이송될 수 있다. 오버플로우-대-펌프 밸브(248)는 제 4 도관(278)을 통한 경로를 개폐하기 위해 제 4 도관(278)을 따라 위치된다.
트롤리(102) 내의 미융해 축조 재료는 수집 호스(206)를 사용하여 수집될 수도 있고 회수 축조 재료 탱크(208) 또는 오버플로우 탱크(210) 중 어느 하나로 또는 둘다로 이송될 수 있다. 소정 시간에 사용될 탱크는 도 2a의 회로의 도관을 따라 적절한 밸브를 개방함으로써 선택될 수 있다.
도 2a를 참조하여 본 명세서에서 설명된 밸브는, 예를 들어, 축조 재료 관리 스테이션(106)의 처리 회로의 일부를 형성하는 프로그램 가능한 논리 제어기일 수도 있는 제어기(295)에 의해 제어될 수도 있다. 제어기(295)는 수행되는 재료 이송 동작에 기초하여 하나 이상의 밸브를 전자적으로 개방하여 각각의 도관 내의 하나 이상의 경로를 개방할 수도 있다. 제어기(295)는 또한 하나 이상의 밸브를 전자적으로 폐쇄하여 각각의 도관 내의 하나 이상의 경로를 폐쇄할 수도 있다. 밸브는 예컨대 버터 플라이 밸브일 수도 있고 압축 공기를 사용하여 작동될 수도 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 밸브는 사용자에 의해 수동으로 개폐될 수도 있다.
제어기는 재료 관리 시스템(200)의 일반적인 동작을 제어한다. 제어기는 예컨대 통신 버스(도시되지 않음)를 통해 메모리(도시되지 않음)에 결합된 마이크로프로세서 기반의 제어기일 수도 있다. 메모리는 기계 실행 가능 명령들을 저장한다. 제어기(295)는 상기 명령들을 실행할 수도 있으며, 그에 따라서 이들 명령에 따라 축조 재료 관리 시스템(200)의 작동을 제어할 수도 있다.
도 2b는 다수의 상이한 축조 재료 소스 위치들 및 축조 재료 목적지 위치들 각각에 대해 개략적으로 도시된 표이며, 도 2a에 표시된 바와 같은 밸브들에 대응하는 적절한 밸브 구성을 도시한다. 표의 적절한 세로줄의 체크 표시는, 대응하는 밸브가 특정 축조 재료 이송 동작을 위해 제어기(295)에 의해 개방되도록 제어된 것을 나타낸다. 예를 들어, 회수 축조 재료 탱크(208)로부터 혼합 탱크(212)로 축조 재료를 이송할 때, 밸브(256, 258 및 254)는 제어기(295)에 의해 개방되도록 설정되는 반면, 밸브(250, 244, 276, 248, 242, 262, 260, 252a 및 252b)는 폐쇄되도록 설정된다. 대안적인 예에서, 일부 밸브는 동시성에 의해 개방되도록 설정될 수도 있다.
일 예에서, 재활용가능성 표시기는 축조 재료 관리 스테이션(106)의 처리 회로에 의해 결정된다. 재활용가능성 표시기는 트롤리(102)(또는 용기) 내의 축조 재료가 재활용 가능한 또는 회복 가능한 재료를 포함하는지 여부를 나타낼 수 있다. 트롤리(102) 내의 미융해 축조 재료가 재활용 가능하지 않다고 결정되거나 또는 회수 축조 재료 탱크(208)가 가득 차 있을 때, 미융해 축조 재료는 오버플로우 탱크(210)로 이송될 수도 있다.
미융해 축조 재료를 트롤리(102)(또는 용기)로부터 오버플로우 탱크(210)로 이송하기 위해, 수집 호스(206)와 오버플로우 탱크(210) 사이의 제 2 도관(274) 내의 호스-대-오버플로우 밸브(244)와, 펌프(204)와 오버플로우 탱크(210) 사이의 제 4 도관(278) 내의 오버플로우-대-펌프 밸브(248)는 제어기(295)에 의해 예를 들면 전자적으로 개방될 수 있다. 펌프가 작동할 때, 펌프부터 수집 호스(206)까지 차압이 제공된다. 즉, 펌프(204)에서의 압력은 수집 호스(206)에서의 압력보다 낮다. 차압은 트롤리(102)(또는 용기)로부터의 축조 재료가 오버플로우 탱크(210)로 이송될 수 있게 한다. (대략 대기압에 있는) 수집 호스(206)의 단부에 근접한 축조 재료(및 공기)는 수집 호스(206)로부터 제 2 도관(274)을 따라 호스-대-오버플로우 밸브(244)를 통해 오버플로우 탱크(210)로 운반된다. 오버플로우 탱크(210)는 밀봉된 구성으로 제공된다. 오버플로우 탱크(210)에서, 축조 재료는 공기 유동으로부터 분리되어 오버플로우 입구 영역으로부터 오버플로우 탱크(210) 내로 낙하된다. 공기(및 임의의 잔여 축조 재료)는 제 4 도관(278)을 따라 오버플로우-대-펌프 밸브(248)를 통해, 감압 상태의 펌프(204)를 향해 계속 이동한다.
오버플로우 탱크(210)의 오버플로우 입구 영역을 통해 제 4 도관(278)으로 펌프(204)를 향해 이동하는 미융해 축조 재료의 이동를 제한하는데 도움을 주기 위해, 오버플로우 입구 영역은 오버플로우 축조 재료 트랩(218a)(예를 들면 분말 트랩)을 포함할 수 있다. 오버플로우 축조 재료 트랩(218a)은, 제 2 도관(274)으로부터 축조 재료를 수집하고 축조 재료(예를 들어, 분말)를 오버플로우 탱크(210)로 전환하도록 배열된다. 따라서, 오버플로우 축조 재료 트랩(218a)은, 축조 재료가 오버플로우 탱크(210)의 오버플로우 입구 영역을 지나서 운반되어 오버플로우 탱크 진공 포트(279)를 통해 제 4 도관(278)에 진입하여 펌프(204)를 향해 이동하는 것을 제한하는데 도움을 준다.
오버플로우 축조 재료 트랩(218a)은 오버플로우 탱크(210)로부터 이송된 축조 재료를 수집하는 필터(예를 들어, 메쉬)를 포함할 수도 있다. 따라서, 필터는 오버플로우 입구 영역 내의 공기 유동으로부터 축조 재료를 분리한다. 필터 내의 구멍은 적어도 95%의 축조 재료의 통과를 제한할 만큼 충분히 작지만 필터를 통한 비교적 자유로운 공기 유동을 허용하다. 필터 내의 구멍은 적어도 99%의 축조 재료의 통과를 제한할 만큼 충분히 작을 수도 있지만, 필터를 통과하는 공기의 비교적 자유로운 유동을 여전히 허용한다. 필터에 의해 수집된 축조 재료는 오버플로우입구 영역으로부터 오버플로우 탱크(210)로 낙하할 수도 있다.
트롤리(102)(또는 용기) 내의 회복가능한 미융해 축조 재료는 유사한 방식으로 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송될 수도 있다. 미융해 축조 재료를 트롤리(102)로부터 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송하기 위해, 수집 호스(206)와 회수 축조 재료 탱크(208) 사이의 제 1 도관(272) 내의 호스-대-RBMT 밸브(242), 및 펌프(204)와 회수 축조 재료 탱크(208) 사이의 제 3 도관(278) 내의 RBMT-대-펌프 밸브(246)는 전술한 바와 같이 제어기(295)에 의해 전자적으로 개방될 수 있다. 펌프가 작동할 때, 펌프부터 수집 호스(206)까지 차압이 제공된다. 즉, 펌프(204)에서의 압력은 수집 호스(206)에서의 압력보다 낮다. 차압은 트롤리(102)(또는 용기)로부터의 축조 재료가 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송될 수 있게 한다. (거의 대기압에 있는) 수집 호스(206)의 단부와 근접한 축조 재료(및 공기)는 수집 호스(206)로부터 제 1 도관(272)을 따라 그리고 호스-대-RBMT 밸브(242)를 통해 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송된다. 회수 축조 재료 탱크(208)에서, 축조 재료는 공기 유동으로부터 분리되어, RBMT 입구 영역으로부터 회수 축조 재료 탱크(208) 내로 낙하한다. 공기(및 임의의 잔여 축조 재료)는 제 3 도관(276)을 따라 그리고 RBMT-대-펌프 밸브(246)를 통해 (대기압에 비해 감압 상태에 있는) 펌프(204)를 향해 계속 이동한다.
각각의 회수 축조 재료 탱크(208), 오버플로우 탱크(210) 및 혼합 탱크(212)는 각각 축조 재료 트랩(218b, 218a 및 218c)을 갖는다. 이러한 축조 재료 트랩(218a, 218b, 218c)은 도 2c에 개략적으로 도시된 바와 같이 축조 재료 및 공기의 유입되는 유동화된 흐름의 사이클로닉 여과(cyclonic filtration)를 수행한다. 축조 재료 트랩(218)의 입구(296)는 축조된 재료의 유동화된 흐름을 수용하고, 축조 재료는 펌프(204)의 흡입에 의해 생성된 원심력에 의해 축조 재료 트랩(218)의 외벽(297)으로 밀린다. 일 예에서, 축조 재료 트랩(218)의 외벽(297)은 원형 단면을 가지며, 유입되는 공기가 하기의 출구에 도달할 때까지 유입되는 축조 재료가 사이클로닉 작용을 통해 축조 재료 트랩(218)의 외벽(297)으로 이동하며, 그 결과 축조 재료 입자가 축조 재료 트랩(218) 내의 진공 밀봉된 수용체(299) 내로 낙하한다. 따라서, 축조 재료 트랩(218)은 축조 재료의 유동화된 흐름을 분말 성분(이것은 관련 탱크 내에 침착됨) 및 공기 성분[이것은 펌프(204)에 대해 인터페이스를 제공하는 축조 재료 트랩(218) 내의 공기 출구(298)를 통해 펌프(204)를 향해 흡입됨]으로 분리한다. 축조 재료 트랩(218)의 공기 출구(298)에는 필터(도시되지 않음)가 제공되어, 임의의 잔여 축조 재료가 분리된 공기 흐름으로 펌프(204)에 도달할 가능성을 감소시킬 수도 있다. 축조 재료 트랩(218)은 사용시 축조 재료 트랩 내에 사이클론의 형성을 촉진하는 그 기하학적 구조를 통해 효율적인 분말 분리를 제공한다. 그것은 공기 유동 내의 축조 재료의 운송 및 탱크 내에서의 분말의 저장을 제공하는 한편, 탱크로부터의 공기 흐름을 펌프(204)를 향하여 전환시킨다. 축조 재료 트랩은 사이클론으로부터 나오는 공기 흐름 내의 잔여 분말이 펌프(204)에 도달하는 것을 제한하기 위해서 상기 잔여 분말을 포획하는 필터를 제공한다. 축조 재료 트랩(218)은 대응하는 탱크 입구 영역에서 축조 재료 흐름으로부터 공기를 분리하는 기능을 갖는 축조 재료 필터의 일례이다. 다른 예에서, 공기 유동은 사이클론 필터 이외의 필터를 사용하여 목적지 탱크에 도달할 때, 유동화된 축조 재료로부터 분리된다. 예를 들어, 확산 필터가 사용될 수도 있다.
도 2a로 돌아가서, 회수 축조 재료 탱크(208)의 RBMT 입구 영역은 또한 축조 재료 및 공기를 유입되는 축조 재료의 유동화된 흐름과 분리시키기 위해 RBMT 축조 재료 트랩(218b)(예를 들어, 분말 트랩) 또는 다른 유형의 RBMT 축조 재료 필터를 포함할 수도 있다. RBMT 축조 재료 트랩(218b)은 오버플로우 탱크(210) 내의 오버플로우 축조 재료 트랩(218a)과 동일 또는 유사한 방식으로 작동하여, 축조 재료를 상기 회수 축조 재료 탱크(208)로 수집 및 전환하는데 도움을 주어, 축조 재료가 제 3 도관(278)을 통해 펌프(204)를 향해 이동하는 것을 제한하는 것을 돕는다.
전술한 바와 같이, 트롤리(102)로부터 수집 호스(206)를 통해 재료를 수집할 때, 사용자는 트롤리(102)로부터 가급적 많은 축조 재료를 수집하기 위해, 트롤리(102)를 포함하는 작업 영역(203) 주위로 수집 호스(206)의 단부를 이동시킬 수 있다.
회수 축조 재료 탱크(208)는 또한 도관 네트워크의 제 5 도관(오버플로우-대-RBMT 도관)(280)을 통해 연결된다. 오버플로우 탱크 입구 포트(281) 형태의 오버플로우 탱크 포트는 또한 제 5 도관(280)의 단부에 제공될 수도 있다. 오버플로우 탱크(210)로부터의 축조 재료는 제 5 도관(280) 및 오버플로우 탱크 입구 포트(281)를 통해 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송될 수 있다.
회수 축조 재료 탱크(208)와 오버플로우 탱크 입구 포트(281) 사이의 제 5 도관(280)은 RBMT 축조 재료 트랩으로 인도되는 경로에 오버플로우-대-RBMT 밸브(250)를 포함한다. 회수 축조 재료 탱크(208)가 회수 축조 재료로 재충전될 필요가 있는 경우에, 회수 축조 재료 탱크(208)와 오버플로우 탱크(210) 사이의 제 5 도관(280) 내의 오버플로우-대-펌프 밸브(250)는 회수 축조 재료 탱크(208)와 펌프(204) 사이의 제 3 도관(276) 내의 RBMT-대-펌프 밸브(246)와 함께 개방될 수 있다. 각각의 밸브는 전술한 바와 같이 제어기(295)에 의해 전자적으로 개방될 수 있다. 펌프가 작동할 때, 펌프로부터 오버플로우 탱크(210)까지 차압이 제공된다. 즉, 펌프(204)에서의 압력은 오버플로우 탱크(210)에서의 압력보다 낮다. 이 예에서, 오버플로우 탱크(210)는 밀봉되지 않은 구성으로 제공되고, 오버플로우 탱크(210) 내부에서 대략 대기압을 유지하기 위해서 대기에 개방된 공기 입구(도시되지 않음)를 포함한다. 차압은 오버플로우 탱크(210)로부터의 축조 재료가 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송될 수도 있게 한다. 공기는 공기 입구를 통해 오버플로우 탱크(210)로 흐른다. 오버플로우 탱크 내의 축조 재료(및 공기)는 오버플로우 탱크(210)로부터 제 5 도관(280)을 따라 오버플로우-대-RBMT 밸브(250)를 통해 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송된다. 회수 축조 재료 탱크(208)에서, 축조 재료는 공기 흐름으로부터 분리되어 RBMT 입구 영역으로부터 회수 축조 재료 탱크(208)로 낙하한다. 공기(및 임의의 잔여 축조 재료)는 제 3 도관(278)을 따라 RBMT-대-펌프 밸브(248)를 통해 감압하에 있는 펌프(204)를 향해 계속 이동한다.
또한, 재료 관리 스테이션 회로(200)는 혼합 탱크(212)를 포함한다. 혼합 탱크(212)를 사용하여, 회수 축조 재료 탱크(208)로부터의 회수 축조 재료를 신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b)로부터의 신규 축조 재료와 혼합함으로써, 3D 프린팅 프로세스에서 사용할 준비가 이루어진다.
2 개의 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)가 이 예에 도시되어 있지만, 다른 예에서는 하나 이상의 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)가 사용될 수도 있다. 적절한 경우, 보다 많은 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)가 사용될 수도 있다.
각 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)는 도관 네트워크의 제 6 도관(신규 축조 재료 도관)(282) 및 신규 축조 재료 공급 탱크 포트(283a, 283b)를 통해 혼합 탱크(212)에 연결된다. 신규 축조 재료 공급 탱크 포트(283a, 283b)는 각각의 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)로부터 축조 재료를 배출하는 것이다. 각 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)는 각각의 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)와 혼합 탱크(212) 사이의 제 6 도관(282) 내에 관련 재료 공급 탱크 카트리지-대-혼합기 밸브(252a, 252b)를 갖는다. 또한, 각각의 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)는 공기 입구 밸브를 포함하므로, 공기가 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b)로 유입되어, 신규 축조 재료 공급 탱크(214a, 214b) 내의 공기 압력을 대략 대기압으로 유지시킬 수 있다.
혼합 탱크(212)는 도관 네트워크의 제 7 도관(펌프-대-혼합기 도관)(284)을 통해 펌프(204)에 연결된다. 혼합 탱크(212)와 펌프(204) 사이의 제 7 도관(284)은 제 7 도관(284)을 통해 통로를 개방 및 폐쇄하도록 개방 또는 폐쇄될 수도 있는 혼합기-대-펌프 밸브(254)를 포함한다.
신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b)로부터의 신규 축조 재료를 혼합 탱크(212)로 이송하기 위해, 혼합 탱크(212)와 펌프(204) 사이의 제 7 도관(284) 내의 혼합기-대-펌프 밸브(254) 및 재료 공급 탱크 카트리지-대-혼합기 밸브(252a 또는 252b)가 개방된다. 각각의 밸브는 전술한 바와 같이 제어기(295)에 의해 전자적으로 개방될 수 있다. 펌프(204)가 작동할 때, 펌프(204)로부터 신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b)까지 차압이 제공된다. 즉, 펌프(204)에서의 압력은 신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b)에서의 압력보다 낮다. 차압은 신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b)로부터의 축조 재료가 혼합 탱크(212)로 이송될 수 있게 한다. 신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b) 내의 축조 재료(및 공기)는 신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b)로부터 제 6 도관(282)을 따라 카트리지-혼합기 밸브(252a 또는 252b)를 통해 혼합 탱크(212)로 이송된다. 혼합 탱크(212)에서, 축조 재료는 공기 흐름으로부터 분리되고 혼합기 입구 영역으로부터 혼합 탱크(212)로 낙하한다. 공기(및 임의의 잔여 축조 재료)는 제 7 도관(284)을 따라 혼합기-대-펌프 밸브(254)를 통해 감압 상태에 있는 펌프(204)를 향해 계속 이동한다.
혼합 탱크(212)의 혼합기 입구 영역은 또한 축조 재료 흐름으로부터 공기 흐름을 분리하기 위한 혼합기 축조 재료 트랩(218c)(예를 들면 분말 트랩) 또는 임의 유형의 혼합기 축조 재료 필터를 포함할 수 있으며, 이 혼합기 축조 재료 트랩은 오버플로우 축조 재료 트랩(218a) 및 RBMT 축조 재료 트랩(218b)과 동일 또는 유사한 방식으로 작동된다. 혼합기 축조 재료 트랩(218c)은 축조 재료를 수집하여 혼합 탱크(212)로 전환시키는 것을 도우며, 축조 재료가 제 7 도관(284)을 통해 펌프(204)를 향해 이동하는 것을 제한하는데 도움을 준다.
혼합 탱크(212)는 회수 축조 재료 탱크(208)로부터 혼합 탱크(212)까지의 도관 네트워크의 제 8 도관(RBMT-대-혼합기 도관)(286) 및 후속적으로 연장되는 도관 네트워크의 제 9 도관(288)을 통해 회수 축조 재료 탱크(208)에 연결된다. 제 9 도관(288)은 RBMT-대-혼합기 도관(286)의 일부일 수도 있다.
일부 예에서, 체(216)는 RBMT-대-혼합기 도관(286) 내에, 또는 회수 축조 재료 탱크(208)와 혼합 탱크(212) 사이의 제 8 도관(286)과 제 9 도관(288) 사이에 배치될 수도 있다. 체(216)는 회수 축조 재료 탱크(208)로부터 운반되는 재활용된 또는 회수된 축조 재료로부터의 재료의 보다 많은 부분과 응집물을 분리하는데 사용될 수도 있다. 종종 응집물 및 재료의 보다 많은 부분은 추가의 3D 프린팅 프로세스에서 재활용하기에 적합하지 않으므로, 체를 사용하여 이들 부분을 축조 재료로부터 제거할 수도 있다. 체(216)는, 공기가 체(216)에 진입하여 체(216) 내의 공기 압력을 대략 대기압으로 유지시킬 수 있게 하는 공기 입구(도시되지 않음)를 포함한다. 일부 예에서 RBMT-대-혼합기 도관(286)은 회수 축조 재료 탱크(208)의 축조 재료 출구에 연결되지 않을 수도 있다. 다른 예에서, 회수 축조 재료 탱크(208)의 출구를 혼합 탱크(212)의 혼합기 축조 재료 트랩(218c) 내의 축조 재료 입구에 연결하는 도관이 폐회로를 형성할 수도 있다.
회수 축조 재료 탱크(208)와 체(216) 사이의 제 8 도관(286)에는 RBMT-대-체 밸브(256)가 위치하며, 체(216)와 혼합 탱크(212) 사이의 제 9 도관(288)에는 체-대-혼합기 밸브(258)가 위치한다. RBMT-대-체 밸브(256) 및 체-대-혼합기 밸브(258)는 회수 축조 재료 탱크(208)와 혼합 탱크(212) 사이의 제 8 및 제 9 도관(286, 288)을 통한 통로를 개방 및 폐쇄하도록 개방 또는 폐쇄될 수도 있다. 밸브는 제어기(295)에 의해 전자적으로 개폐될 수도 있다.
회수 축조 재료 탱크(208)로부터 혼합 탱크(212)로 축조 재료를 운반하기 위해, 회수 축조 재료 탱크(208)와 혼합 탱크(212) 사이의 제 8 및 제 9 도관(286, 288) 내의 RBMT-대-체 밸브(256) 및 체-대-혼합기 밸브(258) 뿐만 아니라, 혼합 탱크(212)를 펌프(204)에 연결하는 제 7 도관(284) 내의 혼합기-대-펌프 밸브(254)도 개방될 수 있다. 회수 축조 재료 탱크(208) 내의 축조 재료는 예컨대 중력에 의해 제 8 도관(286)을 통해 체(216) 내로 낙하될 수도 있다. 펌프(204)가 작동할 때, 펌프(204)부터 체(216)까지 차압이 제공된다. 즉, 펌프(204)에서의 압력은 체(216)에서의 압력보다 낮다. 차압으로 인해, 회수 축조 재료 탱크(208)로부터의 축조 재료가 중력에 의해 체(216)로 이송되고, 흡입에 의해 혼합 탱크(212)로 이송될 수 있다. 회수 축조 재료 탱크(208) 내의 축조 재료는 RBMT 재료 출구를 통해 제 8 도관(286)을 따라 그리고 RBMT-대-체 밸브(256)를 통해 체(216)로 이송된다. 체(216) 내의 축조 재료(및 공기)는 체(216)로부터 제 9 도관(288)을 따라 체-대-혼합기 밸브(258)를 통해 혼합 탱크(212)로 이송된다. 혼합 탱크(212)에서, 축조 재료는 공기 흐름으로부터 분리되고 혼합기 입구 영역으로부터 혼합 탱크(212)로 떨어진다. 공기(및 임의의 잔여 축조 재료)는 제 7 도관(284)을 따라 혼합기-대-펌프 밸브(254)를 통해 감압(부압) 상태의 펌프(204)를 향해 계속 이동한다.
현재 선택된 비율의 회수 축조 재료 탱크(208)로부터의 재활용된 축조 재료와, 신규 축조 재료 공급 탱크(214a 또는 214b)로부터의 신규 축조 재료가 전술한 바와 같이 혼합 탱크(212)로 이송될 수 있다. 신규 축조 재료 대 회수 축조 재료의 비율은 임의의 선택비일 수도 있다. 이 비율은 축조 재료의 유형 및/또는 적층 가공 프로세스의 유형에 따라 달라질 수도 있다. 선택적인 레이저 소결 프로세스에서, 상기 비율은 예를 들어 50% 신규 축조 재료 대 50% 회수 축조 재료일 수 있을 것이다. 프린트헤드 카트리지 3D 프린팅 프로세스의 일 예에서, 상기 비율은 80% 회수 축조 재료 대 20% 신규 축조 재료일 수도 있다. 일부 축조 재료의 경우에는 100% 신규 축조 재료가 사용될 수도 있지만, 다른 축조 재료의 경우에는 100%까지의 회수 축조 재료가 사용될 수도 있다. 신규 축조 재료와 회수 축조 재료는 예를 들어 회전하는 혼합 블레이드(213)를 사용하여 혼합 탱크(212) 내에서 함께 혼합될 수 있다.
일단 신규 축조 재료와 회수 축조 재료가 충분히 혼합되면, 혼합된 축조 재료는 혼합 탱크(212)로부터 혼합기-대-트롤리 밸브(260), 도관 네트워크의 제 10 도관(혼합기-대-트롤리 도관)(290), 작업 영역 출구 포트(291) 형태의 작업 영역 포트를 통해 작업 영역(203)으로 트롤리(102) 내로 이송될 수 있다. 혼합 탱크(212)로부터의 축조 재료는 작업 영역 출구 포트(291)를 통해 작업 영역(203)으로 통과할 수 있다. 트롤리(102)(또는 용기)는 실질적으로 혼합 탱크(212) 아래에 위치되므로, 혼합된 축조 재료를 혼합 탱크(212)로부터 혼합기-대-트롤리 밸브(260), 제 10 도관(290), 작업 영역 출구 포트(291) 및 작업 영역(203)을 통해 트롤리(102)로 이송하는데 중력의 도움을 받을 수 있다.
일단 트롤리(102)가 소정의 3D 프린팅 진행을 위해 충분한 축조 재료로 채워지면, 트롤리(102)는 3D 프린터(104)로 복귀될 수 있다. 프린트 작업을 위해 트롤리(102)를 채우기 위한 축조 재료의 적절한 양은 트롤리가 트롤리 충전 워크플로우의 시작시 재료 관리 스테이션(106) 내에 도킹될 때 트롤리 내에 얼마나 많은 축조 재료가 있는지를 감지하는 재료 관리 스테이션(106)에 기초한 재료 관리 스테이션(106)의 제어기(295)에 의해 제어될 수도 있다. 그 때 제어기는 사용자가 의도하는 특정 프린팅 작업을 위해 사용자가 요청한 특정 양(투여량)의 축조 재료로 트롤리를 채울 수도 있다. 투여는 혼합 탱크(212) 내의 로드 셀과 같은 충전 레벨 센서(도시되지 않음)를 사용하여, 혼합 탱크 내의 미융해 축조 재료의 양을 나타내는 충전 레벨 값을 출력함으로써 달성된다. 충전 레벨 센서는 하나 이상의 로드 셀일 수 있고, 또는 레이저 기반 센서, 마이크로웨이브 센서, 레이더, 소나(sonar), 용량성 센서 등과 같은 임의의 다른 유형의 센서일 수 있다. 충전 레벨 센서가 로드 셀인 경우, 충전 레벨 값은 저장 용기 내의 미융해 축조 재료의 질량을 나타내는 전기 신호일 수 있다.
다수의 상이한 워크플로우가 재료 관리 스테이션(106)에서 구현될 수도 있다. 이러한 워크플로우는 사용자에 의해 관리되지만, 재료 관리 스테이션(106) 상의 데이터 프로세서에 의해 어느 정도의 자동화가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 사용자는 재료 관리 스테이션(106) 상의 디지털 디스플레이로부터 워크플로우를 선택할 수도 있다. 하나의 재료 관리 스테이션(106) 및 하나의 프린터(104)를 갖는 사용자의 경우에, 예시적인 워크플로우 사이클은, 트롤리(102)를 채우고, 이어서 3D 물체를 프린팅한 다음, 재료 관리 스테이션(106)의 축조 용적으로부터 물체를 언패킹하고, 이어서 후속 프린팅 동작 및 축조 용적의 대응하는 언패킹 등을 하는 것일 수도 있다. 그러나, 재료 관리 스테이션(106)은 계속적인 언패킹 및 트롤리 충전 동작이 재료 관리 스테이션(106)에 의해 수행될 수도 있도록 두 개 이상의 프린터를 응대할 수도 있다. 또한 사용자는 트롤리 충전 기능, 프린팅 기능 및 언패킹 기능을 무작위 순서로 수행하도록 선택할 수도 있다 .
워크플로우 동작의 각각에 대해, 재료 관리 스테이션(106)의 사용자 인터페이스는 워크플로우 동작의 일부로서 수행될 수도 있는 특정 수동 동작에 착수하도록 사용자를 인도할 수도 있다. 예를 들어, 언패킹 동작을 수행하기 위해, 사용자 인터페이스는 전술한 바와 같이 수집 영역(203) 주위로 수집 호스(206)를 이동시키도록 사용자에게 지시할 수도 있다. 또한 재료 관리 스테이션(106)은 워크플로우 동작의 다른 기능을 자동으로 시작할 수 있다. 예를 들어, 언패킹 동작을 수행하기 위해, 재료 관리 스테이션(106)은 펌프(204)를 자동으로 동작시키는 한편, 사용자는 수집 영역(203) 주위로 수집 호스(206)를 이동시켜 트롤리(102)로부터 축조 재료를 회수할 수 있다. 재료 관리 스테이션(106)이 완전 자동으로 수행할 수도 있는 임의의 워크플로우 동작은 진행하라는 사용자 확인을 필요로 함이 없이 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 신호될 수도 있다. 워크플로우 동작이 잠재적인 안전 위험을 제시한 경우에는, 완전 자동 워크플로우 동작이라 하여도 진행하라는 사용자 확인이 필요할 수도 있다.
예를 들어, 트롤리(102)에 축조 재료를 로딩하기 위해, 사용자가 이 워크플로우 동작을 설정하고, 그 다음 재료 관리 스테이션(106)이 순차적으로 요구되는 상이한 동작들을 자동으로 개시한다. 재료 관리 스테이션(106)은 회수 축조 재료 탱크(208)로부터의 축조 재료를 혼합 탱크(212)로 보내도록 제어된다. 재료 관리 스테이션(106)은 신규 축조 재료 공급 탱크들(214a, 214b) 중 적어도 하나로부터 신규 축조 재료를 혼합 탱크(212)로 보내도록 추가로 제어된다. 재료 관리 스테이션(106)은 이어서 혼합 탱크(212) 내의 혼합물을 블렌딩하도록 제어된다. 혼합 탱크(212) 내의 혼합된 축조 재료는 그 다음 트롤리(102)로 배출될 수 있다. 일 예로, 이러한 워크플로우 동작은 배치 프로세스(batch process)로서 완료되고, 그래서 사이클은 트롤리(102)를 완전히 채우기 위해 연속적으로 반복될 수도 있다.
일부 프로세스에서, 작은 부분(예를 들어, 1%)의 축조 재료가 축조 재료 트랩(218a, 218b, 218c)(예를 들어, 분말 트랩)을 통과하여 펌프(204)를 향해 이동할 수 있다.
일부 예에서, 추가의 RBMT 축조 재료 트랩(220)(예를 들어, 분말 트랩)은 제 3, 제 4 및 제 7 도관(276, 278, 284)의 각각을 펌프(204)에 연결하는 도관 네트워크의 제 11 도관(펌프 공급 도관)(292) 내에 위치될 수도 있다. 추가적인 RBMT 축조 재료 트랩(220)은 RBMT 입구 영역에 연결된다. 추가의 RBMT 축조 재료 트랩(220)은 오버플로우 축조 재료 트랩(218a), RBMT 축조 재료 트랩(218b) 또는 혼합기 축조 재료 트랩(218c) 중 임의의 트랩을 통과했을 수도 있는 축조 재료를 수집하여서, 축조 재료가 펌프(204)에 도달하는 것을 제한하는데 도움을 준다. 추가의 RBMT 축조 재료 트랩(220)에 수집된 축조 재료는 트랩-대-RBMT 밸브(262)를 개방함으로써 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송될 수 있다. 트랩-대-RBMT 밸브(262)는 제어기(295)에 의해 전자적으로 개방될 수도 있다. RBMT 축조 재료 트랩(220)은 오버플로우, RBMT 및 혼합기 축조 재료 트랩(218a, 218b 및 218c)의 각각과 동일 또는 유사한 방식으로 작동할 수도 있다. 축조 재료는 중력에 의해 RBMT 축조 재료 트랩(220)으로부터 회수 축조 재료 탱크(208)로 이송될 수 있다.
또한 펌프(204)에 인접한 도관 네트워크의 제 12 도관(294)에는 펌프 필터(222)가 위치할 수도 있다. 이 펌프 필터(222)는 오버플로우 축조 재료 트랩(218a), RBMT 축조 재료 트랩(218b) 또는 혼합기 축조 재료 트랩(218c) 뿐만 아니라 추가의 RBMT 축조 트랩(220)을 통과했을 수도 있는 임의의 축조 재료를 수집하는 것을 돕는다. 이는 축조 재료가 펌프(204)에 도달하는 것을 제한하는데 도움을 주며, 따라서 다량의 축조 재료가 펌프에 도달한다면 발생할 수도 있는, 펌프(204)의 기능이 손상될 가능성을 감소시킨다. 구획 공기유동 펌프(도시하지 않음)는 언패킹 구획 내로 개방되도록 분진 필터(도시하지 않음) 및 도관(도시하지 않음)을 통해 커플링되어, 언패킹 구획과 분진 필터를 통한 공기유동을 생성할 수도 있다. 구획 공기유동 펌프 및 도관으로의 입구는 장치 내에 분말을 수용하기 위해 언패킹 구획을 통해 층상 공기유동을 생성할 수도 있다. 이는 언패킹 챔버 내로 공기운반될 수도 있는 분말 및 분진을 수집함으로써 축조 부품 및 작업 영역 의 사용자의 청결도 유지를 용이하게 할 수도 있다.
적층 가공 프로세스에 축조된 물체를 언패킹하는 예시적인 방법이 이제 도 3을 참조하여 설명될 것이다.
302에서, 축조 플랫폼(122)을 지지하는 트롤리(102)가 재료 관리 스테이션(106)의 도킹 포트에 도킹되어, 축조 플랫폼(122)이 재료 관리 스테이션(108)의 언패킹 구획과 마주하게 된다.
304에서, 재료 관리 스테이션(106)이 작동되어, 흡입 펌프(204)를 작동시킴으로써 회수 축조 재료 탱크에 결합된 수집 호스(144)에 흡입을 생성한다.
306에서, 사용자는 언패킹 구획 내에서 수집 호스(144)를 작동시켜 축조 플랫폼(144) 상의 축조된 물체 주위에서 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수한다. 사용자는 또한 수집 호스(144)를 작동시켜서, 호스의 흡입 개구에 인접하게 위치된 수집 호스에 부착된 하나 이상의 축조된 부품 세정 도구를 사용하여, 축조된 부품을 세정할 수도 있다. 사용자는 또한 수집 호스(144)를 작동시켜서, 트롤리의 축조 플랫폼을 세정할 수도 있다.
축조 재료가 분말 기반의 축조 재료인 예에서, 분말 기반 재료라는 용어는 건식 및 습식의 분말 기반 재료, 미립자 재료 및 입상 재료 모두를 포함하는 것으로 의도된다.
본원에 기술된 예가 분말 기반의 재료로 제한되지 않고 적절하다면 적절히 변경되어, 다른 적합한 축조 재료와 함께 사용될 수도 있다. 다른 예에서 축조 재료는 예를 들면 페이스트나 겔, 또는 임의의 다른 적절한 형태의 축조 재료일 수도 있다.
독자는, 본 출원과 관련하여 본 명세서와 동시에 또는 이전에 출원되고 명세서와 함께 공개된 모든 문서 및 문헌에 대해서도 관심을 기울여야 하며, 그러한 모든 문서 및 문헌의 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

Claims (15)

  1. 적층 가공 프로세스에서 축조 재료를 사용하여 축조된 물체를 언패킹하기 위한 언패킹 장치에 있어서,
    언패킹 구획과;
    축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하기 위해 상기 언패킹 구획 내에서 작동하는 수집 호스와;
    상기 수집 호스에 의해 회수된 미융해 축조 재료를 수용하기 위해 상기 수집 호스에 결합된 회수 축조 재료 탱크와;
    상기 수집 호스를 작동시키기 위해 사용자가 접근할 수 있도록 적어도 부분적으로 개방되게끔, 상기 언패킹 구획을 한정하는 하우징과;
    상기 언패킹 구획의 외측의 공기로부터 상기 언패킹 구획을 향해 상기 언패킹 구획을 가로지르는 층상 흐름을 생성하기 위한 구획 공기유동 펌프를 포함하고;
    상기 언패킹 장치는 적층 가공 프로세스를 위해 상기 회수 축조 재료 탱크로부터, 회수된 미융해 축조 재료를 공급하는
    언패킹 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수집 호스에 의해 회수된 미융해 축조 재료를 수용하기 위해 상기 수집 호스에 결합가능한 오버플로우 탱크를 포함하는
    언패킹 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수집 호스로부터 상기 회수 축조 재료 탱크 및 상기 오버플로우 탱크로의 유체 연통을 선택적으로 가능하게 하는 전환 밸브를 포함하는
    언패킹 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수집 호스를 상기 회수 축조 재료 탱크에 연결하기 위한 도관을 포함하는
    언패킹 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수집 호스 내에 흡입을 생성하는 흡입 펌프를 포함하는
    언패킹 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    분진 필터를 포함하고,
    상기 언패킹 장치 내에 분말을 수용하기 위해 상기 구획 공기유동 펌프가 상기 언패킹 구획 및 분진 필터를 통한 층상 공기유동을 생성하는
    언패킹 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스의 흡입 개구에 인접하게 위치되고 수집 호스에 부착되는 하나 이상의 축조된 부품 세정 도구를 포함하는
    언패킹 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    적층 가공 프로세스에 사용되는 트롤리를 수용하기 위한 트롤리 도크를 포함하고, 상기 트롤리는 축조 플랫폼을 포함하며, 상기 적층 가공 프로세스에서 축조 재료의 일부는 상기 축조 플랫폼 상에서 융해되며, 상기 트롤리 도크는 사용시 상기 축조 플랫폼을 상기 언패킹 구획에 대면하도록 위치설정하는
    언패킹 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수집 호스는 상기 축조 플랫폼 상의 축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하기 위해 상기 언패킹 구획 내에서 작동하는 것인
    언패킹 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    사용시 상기 언패킹 구획과 대면하여 용기로부터 축조된 물체 및 미융해 축조 재료를 수용하는 언패킹 플랫폼을 포함하며, 상기 수집 호스는 상기 언패킹 구획 내에서 작동하여, 상기 용기로부터 상기 언패킹 플랫폼에 침착된 축조된 물체 둘레로부터 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하는
    언패킹 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 가공 프로세스를 수행하기 위해 3D 프린터와 분리된 재료 관리 스테이션으로서 제공되는
    언패킹 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    재활용된 미융해 축조 재료를 상기 회수 축조 재료 탱크로부터 적층 가공 프로세스에 사용되는 트롤리에 제공하여서, 상기 트롤리에 의해 지지되는 축조 플랫폼에 제공하는 도관을 포함하는
    언패킹 장치.
  14. 적층 가공 프로세스에서 축조 재료를 사용하여 축조된 물체를 언패킹하는 방법에 있어서,
    축조 재료 관리 장치의 언패킹 구획에 대면하는 표면 상에 축조된 물체 및 미융해 축조 재료를 수용하는 것과;
    회수 축조 재료 탱크에 결합된 수집 호스에 흡입을 발생시키고 또한 상기 언패킹 구획의 외측의 공기로부터 상기 언패킹 구획을 향해 상기 언패킹 구획을 가로지르는 층상 흐름을 생성하도록 상기 재료 관리 장치를 작동시키는 것과;
    상기 언패킹 구획 내에서 상기 수집 호스를 작동시켜서, 축조된 물체 주위의 미융해 축조 재료를 흡입에 의해 회수하는 것을 포함하는
    언패킹 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 수집 호스의 흡입 개구에 인접하게 위치되고 수집 호스에 부착된 하나 이상의 축조된 부품 세정 도구를 사용하여 축조된 부품을 세정하는 것을 포함하는
    언패킹 방법.
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