KR102192802B1

KR102192802B1 - 다중 통과 액체 전달을 이용한 3d 부품 제어

Info

Publication number: KR102192802B1
Application number: KR1020187031449A
Authority: KR
Inventors: 아라멘디아 세르지오 푸이가르데우; 무엘라 데이비드 라미레즈; 폴 포르노스
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2020-12-21
Also published as: US11225014B2; EP3436250A4; KR20190028367A; BR112018072364B1; CN109070461B; EP3436250A1; BR112018072364A2; JP2019514742A; CN109070461A; EP3436250B1; US20190118463A1; WO2017196340A1; JP6866398B2

Abstract

실시예에 따르면, 3D 프린터는 전달 장치 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는, 층의 복수의 구축 재료로 형성되는 부분의 모폴로지에 액세스하고, 액세스된 모폴로지에 기초하여, 층에 걸친 제1 통과 동안 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 액적을 전달하기 위한 전달 장치에 대한 제1 전달 패턴 및 층에 걸친 제2 통과 동안 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 액적을 전달하기 위한 전달 장치에 대한 제2 전달 패턴을 결정해서, 층의 구축 재료의 일부로 형성되는 부분의 특성을 제어할 수 있다. 컨트롤러는 또한, 제1 통과 및 제2 통과 동안 제각기 결정된 제1 및 제2 전달 패턴에 따라 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 액적을 전달하도록 전달 장치를 제어할 수도 있다.

Description

다중 통과 액체 전달을 이용한 3D 부품 제어

3차원(3D) 인쇄에 있어서는, 디지털 모델로부터 3-차원 입체 부품을 만들기 위해 적층 인쇄(additive printing) 프로세스가 사용될 수 있다. 3D 인쇄는 신속한 제품 원형 제작, 몰드 생성, 몰드 마스터 생성, 및 단기 제조에서 사용될 수 있다. 일부 3D 인쇄 기술은 연속적인 재료층의 적용을 수반하기 때문에 적층 프로세스로 간주된다. 이는 최종 부품을 만들어 내기 위해 통상 재료의 제거에 의존하는 전통적인 기계가공 프로세스와는 다르다. 3D 인쇄에 있어서는, 구축 재료가 경화 또는 용융될 수 있으며, 이는 일부 재료의 경우에는 가열 압출, 용해, 또는 소결을 사용해서 수행되고, 그 밖의 재료들의 경우에는 디지털 광 투사 기술을 사용해서 수행될 수 있다.

본 개시의 특징은 예로서 도시되고 하기의 도면(들)에 한정되지 않으며, 도면에서 유사한 번호는 유사한 요소를 지칭한다.
도 1은 3차원 부품을 생성, 구축, 또는 인쇄하는 예시적인 3차원(3D) 프린터의 간략화된 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 3D 프린터에서 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 장치의 간략화된 블럭도이다.
도 3 및 도 4는, 제각기, 3D 물체의 부분으로 형성되어야 하는 구축 재료들로 이루어진 층의 구축 재료들의 특성을 제어하기 위해 다중 통과 동안 액적(liquid droplet)의 전달을 제어하는 예시적인 방법을 나타낸다.

간략화 및 예시의 목적상, 본 개시는 주로 그 실시예를 참조하여 설명된다. 하기의 설명에 있어서는, 본 개시의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 제시된다. 그러나, 본 개시가 이들 구체적인 세부사항에 한정되지 않고 실시될 수 있다는 것은 명백할 것이다. 그 밖의 예시에 있어서는, 본 개시를 불필요하게 모호하게 만들지 않도록 일부 방법 및 구조가 상세하게 설명되어 있지 않다. 본 명세서에서 사용되는 단수 표현은 특정 요소의 적어도 하나를 나타내려는 것이고, 용어 "포함한다(includes)"는 비제한적으로 포함한다를 의미하고, 용어 "포함하는(including)"은 비제한적으로 포함하는을 의미하고, 또한 용어 "기초하여(based on)"는 적어도 부분적으로 기초하여를 의미한다.

본 명세서에는, 3D 프린터, 3D 프린터를 구현하는 방법, 및 해당 방법에 대응하는 명령어가 저장되는 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 방법에 있어서, 컨트롤러는 제1 전달 장치가 다중 통과로 구축 재료들로 이루어진 층 위에서 이동될 때 액적을 전달하도록 제1 전달 장치를 제어함에 있어서 구현되는 복수의 전달 패턴을 결정할 수 있다. 즉, 컨트롤러는 제1 통과 동안 제1 전달 장치를 제어하도록 구현되는 제1 전달 패턴 및 제2 통과 동안 제1 전달 장치를 제어하도록 구현되는 제2 전달 패턴을 결정할 수 있다. 컨트롤러는 또한, 다중 통과 동안 제2 전달 장치(및 부가적인 전달 장치)를 제어하도록 구성되는 다중 전달 패턴을 결정할 수도 있다. 일 관점에서는, 제1 전달 장치 및 제2 전달 장치 중 어느 하나 또는 둘 모두로부터의 액적의 전달을 분할하는 것에 의해, 부품이 소정을 특성을 갖도록 구축 재료로 형성될 수 있다.

본 명세서에서 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 컨트롤러는 제1 전달 장치 및/또는 제2 전달 장치의 전달 패턴을 부품의 형성에 관한 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 해당 정보는 부품의 모폴로지(morphology), 부품을 형성하는 데 사용된 구축 재료의 검출 온도 등을 포함할 수 있다. 임의의 관점에서, 융제(fusing agent)와 같은 액적의 전달은 부품의 특성을 제어하기 위해 다중 통과 사이에서 분할될 수 있고, 해당 특성은 열 성능, 기계 강도, 색상, 거칠기/다듬질, 그 조합 등을 포함할 수 있다.

먼저, 도 1을 참조하면, 3차원 부품을 생성, 구축, 또는 인쇄하는 예시적인 3차원(3D) 프린터(100)의 간략화된 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 3D 프린터(100)는 부가적인 구성요소들을 포함할 수 있으며, 본 명세서에서 설명한 구성요소들 중 일부는 본 명세서에 개시된 3D 프린터(100)의 범위로부터 일탈함이 없이 배제 및/또는 수정될 수 있음을 이해해야 한다.

3D 프린터(100)는 구축 영역 플랫폼(102), 구축 재료(106)를 포함하는 구축 재료 공급부(104), 및 리코터(recoater)(108)를 포함하는 것으로 도시된다. 구축 재료 공급부(104)는 리코터(108)와 구축 영역 플랫폼(102) 사이에 구축 재료(106)를 위치시키기 위한 용기 또는 표면일 수 있다. 구축 재료 공급부(104)는, 예를 들면 구축 재료 공급부(104)보다 위에 놓이는 구축 재료 공급원(도시되지 않음)으로부터 구축 재료(106)가 공급될 수 있는 호퍼 또는 표면일 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로서, 구축 재료 공급부(104)는 구축 재료(106)를 보관 장소로부터 구축 영역 플랫폼(102) 또는 이전에 형성된 구축 재료(106)의 층 상으로 확산되는 위치까지 제공, 예컨대 이동시키기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 구축 재료 공급부(104)는 호퍼, 오거 컨베이어(auger conveyer) 등을 포함할 수 있다. 일반적으로 말하자면, 3D 물체 또는 부품은 구축 재료(106)로 생성되어야 하고, 구축 재료(106)는, 한정되는 것은 아니지만, 폴리머, 금속, 및 세라믹을 포함하는 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 또한, 구축 재료(106)는 분말 형태일 수 있다.

리코터(108)는, 화살표(110)로 표시된 방향으로, 예컨대 y-축선을 따라 구축 재료 공급부(104) 위 및 구축 영역 플랫폼(102)을 가로질러 이동해서, 구축 재료(106)를 구축 영역 플랫폼(102)의 표면 위의 층(114)에 확산시킬 수 있다. 층(114)은 구축 영역 플랫폼(102)을 가로질러 실질적으로 균일한 두께로 형성될 수 있다. 실시예에 있어서, 층(114)의 두께는 약 90 μm 내지 약 110 μm 범위일 수 있지만, 보다 얇거나 또는 보다 두꺼운 층이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 층(114)의 두께는 약 20 μm 내지 약 200 μm 범위, 또는 약 50 μm 내지 약 200 μm 범위일 수 있다. 리코터(108)는 또한, 구축 재료(106)의 확산 이후에 구축 재료 공급부(104)에 인접하는 위치로 복귀될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 제2 구축 재료 공급부(도시되지 않음)가 구축 영역 플랫폼(102)의 맞은편에 마련될 수 있으며, 구축 재료(106)의 층을 형성한 후에 리코터(108)가 해당 제2 구축 재료 공급부 위에 위치될 수 있다. 리코터(108)는 구축 재료(106)를 구축 영역 플랫폼(102) 위로 확산시키기에 적합한 닥터 블레이드(doctor blade), 롤러, 역회전 롤러 또는 임의의 다른 장치일 수 있다.

3D 프린터(100)는 또한, 구축 영역 플랫폼(102)보다 위에 어레이로 배치되는 복수의 가온 장치(120)를 포함하는 것으로 도시된다. 각각의 가온 장치(120)는, 구축 재료(106)의 확산층 위로 열을 가하기 위한, 예를 들면 구축 재료(106)를 소정의 온도 범위 내로 유지하기 위한 램프 또는 다른 열원일 수 있다. 가온 장치(120)는 구축 재료(106)의 온도를 구축 재료(106)의 선택적인 융합을 가능하게 하는 상대적으로 고온으로 유지할 수 있다. 즉, 가온 장치(120)는, 구축 재료(106)를 다른 방법으로는 함께 융합시키지 않고, 융합 방사선의 수령시에, 융제 액적이 위에 제공되는 구축 재료(106)를 함께 융합시키기에 충분한 고온으로 구축 재료(106)를 유지할 수 있다. 가온 장치(120)는, 융합 방사선의 적용을 포함하는 다양한 프로세스가 구축 재료(106)에 대하여 수행될 때 구축 재료(106)가 소정의 온도 범위 내에 유지될 수 있도록, 불연속적으로 작동될 수 있다.

3D 프린터(100)는, 화살표(126)로 표시된 방향, 예컨대 x-축선을 따라 양쪽으로 구축 영역 플랫폼(102) 상의 층(114)을 가로질러 주사될 수 있는, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)를 포함하는 것으로 더 도시된다. 예를 들면, 제1 전달 장치(122)는, 제1 전달 장치(122)가 x-축선을 따라 제1 방향(126)으로 주사될 때, 제1 액적을 퇴적시킬 수 있고, 제2 전달 장치(124)는, 제2 전달 장치(124)가 x-축선을 따라 반대쪽 제2 방향(126)으로 주사될 때, 제2 액적을 퇴적시킬 수 있다. 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)는 열 잉크젯 프린트헤드, 압전 프린트헤드 등일 수 있으며, 구축 영역 플랫폼(102)의 폭으로 연장될 수 있다. 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)는 각각 미국, 캘리포니아(California), 팔로 알토(Palo Alto) 소재의 Hewlett Packard Company에서 시판 중인 프린트헤드 또는 다중 프린트헤드를 포함할 수 있다. 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)가 각각 도 1에서는 별도의 장치로 형성되는 것으로 묘사되어 있지만, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)는 각각 동일 프린트헤드 상에 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들면, 제1 전달 장치(122)는 프린트헤드 내의 액추에이터 및 노즐의 제1 세트를 포함할 수 있으며, 제2 전달 장치(124)는 프린트헤드 내의 액추에이터 및 노즐의 제2 세트를 포함할 수 있다.

제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)가 구축 영역 플랫폼(102)의 폭으로 연장되지 않는 다른 실시예들에 있어서는, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)는, 또한 y-축선을 따라서도 주사될 수 있어서, 결국 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)가 구축 영역 플랫폼(102) 위의 대부분의 영역에 걸쳐 위치될 수 있게 된다. 따라서, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)는, 구축 재료(106)로 이루어진 층(114)의 소정의 영역에 각각의 액체를 퇴적시키기 위해 구축 영역 플랫폼(102)에 인접하는 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)를 이동시키기 위한 가동식 XY 스테이지 또는 병진 이동 캐리지(어느 것도 도시되지 않음)에 부착될 수 있다.

도시되어 있지 않지만, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)는 각각 복수의 노즐을 포함할 수 있으며, 해당 노즐을 통해 각각의 액적이 층(114) 상으로 방출되게 된다. 제1 전달 장치(122)는 제1 액체를 퇴적시킬 수 있고, 제2 전달 장치(124)는 제2 액체를 퇴적시킬 수 있다. 제1 액체 및 제2 액체는 모두 융제일 수 있거나, 모두 디테일링제(detailing agent)일 수 있거나, 또는 하나는 융제이고 다른 하나는 디테일링제일 수 있다. 융제는, 융합 방사선이 적용될 때, 융제가 위에 퇴적된 구축 재료(106)를 함께 융합시키기 위한 융합 방사선을 (예컨대, 광 및/또는 열의 형태로) 흡수하는 액체일 수 있다. 디테일링제는 융제와 비교하여 융합 방사선을 현저히 적게 흡수할 수 있는 액체일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 디테일링제는 디테일링제가 위에 퇴적된구축 재료(106)의 융합을 방지하거나 또는 현저하게 저감시킬 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 디테일링제는 함께 융합되어 있는 구축 재료(106)의 외부 부분들에 착색을 제공하도록 구현될 수 있다.

제1 액체 및 제2 액체는 또한, 방사선 흡수를 증가 또는 감소시키는 다양한 첨가제 및/또는 촉매를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 제1 액체는 방사선 흡수제, 즉 활성 물질, 금속 나노입자 등을 포함할 수 있다. 제1 액체 및 제2 액체는 또한, 공용매(co-solvent), 계면활성제, 살생물제, 항코게이션제(anti-kogation agent), 분산제, 및/또는 그 조합 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.

도시되어 있지 않지만, 3D 프린터(100)는 서로에 대하여 상이한 방사선 흡수 특성을 갖는 다수의 액체를 퇴적시킬 수 있는 부가적인 전달 장치들, 예컨대 프린트헤드들을 포함할 수 있다. 실시예로서, 다수의 액체는 서로에 대하여 상이한 색상을 가질 수 있거나, 서로에 대하여 상이한 화학 조성(예컨대, 상이한 반응물 및/또는 촉매)을 가질 수 있거나 하는 등이다. 3D 프린터(100)가 다수의 액체를 퇴적시킬 수 있는 실시예에 있어서, 3D 프린터(100)는 다수의 프린트헤드를 포함할 수 있으며, 다수의 프린트헤드 각각은 다른 액체들에 대하여 상이한 방사선 흡수 특성을 갖는 액체를 퇴적시킬 수 있다.

실시예에 따르면, 제1 전달 장치(122)는 층(114)에 걸친 제1 통과 동안 구축 재료(106)로 이루어진 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하고, 또한 층(114)에 걸친 제2 통과 동안 구축 재료(106)로 이루어진 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 부가적인 제1 액적을 전달하도록 제어될 수 있다. 제1 전달 장치(122)는 구축 재료(106)로 이루어진 층에 걸친 제3 통과 등의, 동일 층에 걸친 통과 동안 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 부가적인 제1 액적을 전달하도록 더 제어될 수 있다. 예를 들면, 제1 전달 장치(122)가 층(114)의 구축 재료(106)의 선택된 영역 상으로 미리 정해진 양의 제1 액적을 퇴적시키기 위한 실시예에 있어서, 제1 전달 장치(122)는 제1 통과 동안 구축 재료(106)의 선택된 영역 상으로 미리 정해진 양의 일부분을 퇴적시키고 제2 통과 동안 구축 재료(106)의 선택된 영역 상으로 미리 정해진 양의 나머지 부분을 퇴적시키도록 제어될 수 있다.

본 명세서에서 아래에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 동일 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 제1 액적을 적용하는 것은 해당 층(114)의 구축 재료(106)로 형성되는 3D 물체의 특성을 제어하기 위해 다중 통과로 분할될 수 있다. 3D 물체의 특성은, 예를 들면, 3D 물체의 기계적 특성, 3D 물체의 색상 특성, 3D 물체의 다듬질 특성, 다양한 특성들의 조합 등을 포함할 수 있다. 제1 통과는 제1 전달 장치(122)를 x-축선을 따라 제1 방향(126)으로 구축 재료(106)로 이루어진 층(114)을 가로질러 이동시키는 것을 포함할 수 있고, 제2 통과는 제1 전달 장치(122)를 x-축선을 따라 반대쪽 제2 방향(126)으로 동일 층(114)을 가로질러 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 대안으로서, 제2 통과는 제1 전달 장치(122)를 제1 방향(126)과 동일한 방향(126)으로, 예컨대 x-축선을 따라 동일한 방향으로 두 번 동일 층(114)을 가로질러 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 제2 전달 장치(124)도 마찬가지로 다중 통과 동안 제2 액체를 퇴적시키도록 유사한 방식으로 제어될 수 있다.

구축 재료(106)로 이루어진 층(114)의 선택된 영역 상으로 제1 액적 및/또는 제2 액적을 퇴적시킨 후에, 제1 융합 방사선 발생기(130) 및/또는 제2 융합 방사선 발생기(132)는 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 융합 방사선을 적용하도록 구현될 수 있다. 특히, 융합 방사선 발생기(들)(130, 132)는 층(114)을 가로절러, 예를 들면 화살표(126)로 표시된 방향을 따라 작동 및 이동되어서 구축 재료(106) 상으로 융합 방사선을 광 및/또는 열의 형태로 적용할 수 있다. 융합 방사선 발생기(130, 132)는, UV, IR 또는 근-IR 경화 램프, IR 또는 근-IR 발광 다이오드(LED), 가시 및 근-IR 범위에서 발광하는 할로겐 램프, 또는 바람직한 전자기 파장을 가진 레이저를 예로서 포함할 수 있다. 융합 방사선 발생기(130, 132)의 유형은 액체(들)에 사용되는 활성 물질의 유형에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1 전달 장치(122), 제2 전달 장치(124), 제1 융합 방사선 발생기(130), 및 제2 융합 방사선 발생기(132)는 화살표(126)로 표시된 방향으로 구축 영역 플랫폼(102) 위에서 주사될 수 있는 캐리지(도시되지 않음) 상에 지지될 수 있다.

융합 방사선 발생기(130, 132) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 제1 통과와 제2 통과 사이 뿐만 아니라 부가적인 통과들 사이에서 융합 방사선을 적용하도록 제어될 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로서, 융합 방사선 발생기(130, 132) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 제1 통과 및 제2 통과 뿐만 아니라 부가적인 통과들이 수행된 후에 융합 방사선을 적용하도록 제어될 수 있다.

다중 통과 동안 액적을 적용한 후에 및 구축 재료(106)의 선택된 구역들을 함께 융합하기 위해 방사선을 적용한 후에, 구축 영역 플랫폼(102)은 화살표(112)로 표시된 바와 같이, 예컨대 z-축선을 따라 하강될 수 있다. 또한, 리코터(108)는 구축 영역 플랫폼(102)을 가로질러 이동되어서 이전에 형성된 층(114)의 상부에 구축 재료(106)로 이루어진 새로운 층을 형성할 수 있다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이 단일 및/또는 다중 통과로, 구축 재료(106)로 이루어진 새로운 층의 각각의 선택된 영역 상으로, 제1 전달 장치(122)는 제1 액적을 퇴적시킬 수 있고 제2 전달 장치(124)는 제2 액적을 퇴적시킬 수 있다. 전술한 프로세스는 3D 물체의 부분들이 소정의 층 수로 형성되어서 3D 물체를 제작할 때까지 반복될 수 있다.

부가적으로, 구축 재료 층을 가로지르는 액체 퇴적 동작 이후에 또는 다수의 구축 재료 층을 가로지르는 다수의 액체 퇴적 동작 이후에, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)는 와이핑 메커니즘(134)에 인접하여 위치될 수 있다. 와이핑 메커니즘(134)은 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)의 노즐 뿐만 아니라 3D 프린터(100)에 부가적인 전달 장치가 포함되는 경우에는 해당 장치의 노즐도 닦아낼 수 있다. 와이핑 메커니즘(134)은, 와이핑 메커니즘(134)의 청소용 웹(cleaning web)과 같은 표면이 노즐의 외부면과 접촉하게 되는 위치로 이동될 수 있다. 와이핑 메커니즘(134)은, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)의 외부면과 접촉할 수 있는 구축 재료(106), 액체, 먼지 등과 같은 부스러기를 제거해서 해당 전달 장치(122, 124)를 원하는 성능 수준 이상으로 유지하기 위해 화살표(136)로 표시된 바와 같이 z-방향으로 이동될 수 있다.

도 1에 더 도시된 바와 같이, 3D 프린터(100)는 구축 영역 플랫폼(102), 구축 재료 공급부(104), 리코터(108), 가온 장치(120), 제1 전달 장치(122), 제2 전달 장치(124), 융합 방사선 발생기(130, 132), 및 와이핑 메커니즘(134)의 동작들을 제어할 수 있는 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다. 특히, 예를 들면, 컨트롤러(140)는 액추에이터들(도시되지 않음)을 제어해서 3D 프린터(100) 구성요소들의 다양한 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(140)는 컴퓨팅 장치, 반도체-기반의 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 주문형 집적 회로(ASIC), 및/또는 그 밖의 하드웨어 장치일 수 있다. 도시되어 있지 않지만, 컨트롤러(140)는 통신 회선을 통해 3D 프린터(100) 구성요소들에 접속될 수 있다.

컨트롤러(140)는 또한, 데이터 저장소(142)와 통신하는 것으로 묘사되어 있다. 데이터 저장소(142)는 3D 프린터(100)에 의해 인쇄될 3D 물체에 관계되는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 데이터는, 3D 물체를 형성하기 위해 제1 전달 장치(122)가 제1 액체를 퇴적시키고 제2 전달 장치(124)가 제2 액체를 퇴적시키기 위한 각각의 구축 재료 층의 위치를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 컨트롤러(140)는 데이터를 사용해서, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)가 제각기 제1 및 제2 액체의 액적을 퇴적시키는 각각의 구축 재료 층 상의 위치를 제어할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 예시적인 컴퓨팅 장치(200)의 간략화된 블럭도가 도시되어 있다. 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치(200)는 3D 프린터(100)의 일부로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨팅 장치(200)는 3D 프린터(100)의 명령 모듈 또는 다른 제어 시스템일 수 있다. 다른 실시예에 있어서는, 컴퓨팅 장치(200)가 3D 프린터(100)와는 별개일 수 있으며, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 서버 컴퓨터 등일 수 있다. 도 2에 도시된 컴퓨팅 장치(200)는 부가적인 구성요소들을 포함할 수 있으며, 본 명세서에서 설명한 구성요소들 중 일부는 본 명세서에 개시된 컴퓨팅 장치(200)의 범위로부터 일탈함이 없이 배제 및/또는 수정될 수 있음을 이해해야 한다.

컴퓨팅 장치(200)는, 도 1에 관하여 위에서 묘사 및 설명된 컨트롤러(140) 및 데이터 저장소(142)와 동일할 수 있는 컨트롤러(140) 및 데이터 저장소(142)를 포함하는 것으로 도시된다. 이렇게, 도 2에 도시된 컨트롤러(140) 및 데이터 저장소(142)는 상세하게 설명되지 않으며, 그 대신, 3D 프린터(100)에 관하여 위에 제공된 컨트롤러(140) 및 데이터 저장소(142)의 설명이 컴퓨팅 장치(200)에 대해서도 이들 구성요소를 설명하려는 것으로 의도된다.

컴퓨팅 장치(200)는 또한, 컨트롤러(140)가 실행할 수 있는 기계 판독가능 명령어(212-224)가 저장되는 컴퓨터 판독가능 저장 매체(210)를 포함할 수 있다. 더욱 상세하게는, 컨트롤러(140)는 명령어(212-224)를 페치, 디코딩, 및 실행해서, 인쇄될 3D 물체에 관계되는 데이터에 액세스하고(212), 층에서 구축 재료(106)로 형성되는 3D 물체의 부분의 모폴로지에 액세스하고(214), 다중 통과를 위한 다중 전달 패턴을 결정하고(216), 전달 장치 또는 다수의 전달 장치를 제어하고(218), 융합 방사선 발생기 또는 다수의 융합 방사선 발생기를 제어하고(220), 구축 영역 플랫폼을 제어하고(222), 또한 리코터를 제어할 수 있다(224). 명령어를 검색 및 실행하는 것의 대안으로서 또는 그에 더하여, 컨트롤러(140)는 명령어(212-224)의 기능을 수행하는 구성요소들을 포함하는 하나 이상의 전자 회로를 포함할 수 있다. 임의의 관점에서, 또한 위에서 논의된 바와 같이, 컨트롤러(140)는 통신 회선을 통해 3D 프린터(100)의 다양한 구성요소에 명령어 신호를 통신할 수 있으므로, 해당 구성요소들은 본 명세서에서 설명된 방식으로 동작할 수 있다.

컴퓨터 판독가능 저장 매체(210)는 실행가능 명령어를 포함 또는 저장하는 임의의 전자, 자기, 광학, 또는 그 밖의 물리 저장 장치일 수 있다. 따라서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(210)는, 예를 들어 RAM(Random Access Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 저장 장치, 광 디스크 등일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체(210)는 비일시적인 기계-판독가능 저장 매체일 수 있으며, 여기서 "비일시적"이라는 용어는 일시적인 전파 신호를 포함하지 않는다.

컴퓨팅 장치(200)가 구현될 수 있는 다양한 방식은 제각기 도 3 및 도 4에 도시된 방법(300) 및 방법(400)에 관하여 보다 상세하게 논의된다. 특히, 도 3 및 도 4는, 제각기, 3D 물체의 부분으로 형성되어야 하는 구축 재료(106)로 이루어진 층(114)의 구축 재료(106)의 특성을 제어하도록 다중 통과 동안 액적의 전달을 제어하는 예시적인 방법(300) 및 방법(400)을 묘사한다. 방법(300) 및 방법(400)은 일반화된 예시를 나타낼 수 있다는 점과, 방법(300) 및 방법(400)의 범위로부터 일탈함이 없이 다른 동작들이 부가될 수 있거나 또는 기존의 동작들이 배제, 수정, 또는 재배열될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다.

방법(300) 및 방법(400)의 설명은 예시의 목적상 도 1에 예시된 3D 프린터(100) 및 도 2에 예시된 컴퓨팅 장치(200)를 참조하여 이루어진다. 그러나, 방법(300) 및 방법(400)의 범위로부터 일탈함이 없이 방법(300) 및 방법(400) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 수행하기 위해 다른 구성을 갖는 3D 프린터 및 컴퓨팅 장치가 구현될 수 있음을 분명히 이해해야 한다.

방법(300) 및 방법(400) 중 어느 하나를 실행하기 전에, 또는 방법(300) 및 방법(400)의 일부로서, 컨트롤러(140)는 컴퓨터-판독가능 매체(210)에 저장된 명령어(212)를 실행해서, 인쇄되어야 하는 3D 물체에 관계되는 데이터에 액세스할 수 있다. 실시예로서, 컨트롤러(140)는 인쇄되어야 하는 3D 물체에 관계되는 데이터 저장소(142)에 저장된 데이터에 액세스할 수 있다. 컨트롤러(140)는 3D 물체를 인쇄하기 위해 형성되어야 하는 구축 재료(106)로 이루어진 층(114)의 수, 및 제1 액적 및/또는 제2 액적이 각각의 구축 재료(106)로 이루어진 층 각각에 퇴적되어야 하는 위치를 결정할 수 있다. 컨트롤러(140)는 각 층 처리 동작 동안 리코터(108), 제1 전달 장치(122), 제2 전달 장치(124), 제1 융합 방사선 발생기(130), 및 제2 융합 방사선 발생기(132)가 각각 구축 영역 플랫폼(102)을 가로질러 이동되어야 하는 시기를 더 결정할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서는, 3D 프린터(100) 외부의 처리 장치(도시되지 않음)가 명령어를 실행해서 3D 물체 데이터에 액세스하고 이들 결정을 행할 수 있다. 이들 실시예에 있어서, 처리 장치는 이 정보를 컨트롤러(140)에 통신할 수 있고, 컨트롤러(140)는 방법(300) 및 방법(400) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 실행함에 있어서 이 정보를 구현할 수 있다.

먼저, 도 3을 참조하면, 블럭(302)에서, 복수의 구축 재료로 이루어진 층(114)의 해당 복수의 구축 재료(106)로 형성되는 부분의 모폴로지에 액세스할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(140)는 명령어(214)를 실행해서 3D 물체의 부분을 형성할 수 있는 해당 부분의 모폴로지에 액세스할 수 있다. 컨트롤러(140)는 데이터 저장소(142)에 저장된 데이터로부터 및/또는 네트워크 접속(도시되지 않음)을 통해 외부 소스로부터 해당 부분의 모폴로지에 액세스할 수 있다. 예를 들면, 층(114)에 형성되는 부분의 모폴로지는 위에서 논의된 바와 같이 3D 물체 데이터의 액세스 동안 결정되었을 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 컨트롤러(140)는 사용자에 의해 입력되는 데이터로부터 해당 모폴로지에 액세스할 수 있다. 임의의 관점에서, 층(114)의 구축 재료(106)로 형성되는 부분의 모폴로지는 해당 부분의 경계와 층(114)의 다른 구축 재료(106)로 형성되는 다른 부분의 경계 사이의 거리, 해당 부분의 형성 동안 층(114)의 구축 재료(106)를 가로지르는 예상 온도, x-축선 및 y-축선을 따르는 해당 부분의 표면까지의 거리, z-축선을 따르는 해당 부분의 표면까지의 거리, 해당 부분의 표면까지의 최대 거리, 그 조합 등에 관계되는 정보를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 모폴로지 정보는 해당 부분이 상대적으로 큰 부분인지 또는 상대적으로 작은 특징부 또는 세부인지의 여부 및 해당 부분이 해당 부분의 식별된 특징에 따라 상이하게 취급될 수 있는지의 여부를 식별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 인쇄 통과들에서의 액적의 양은 해당 부분의 식별된 특징에 따라 다를 수 있다.

블럭(304)에서, 층(114)에 걸친 제1 통과 동안 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 액적을 전달함에 있어서의 전달 장치(122)에 대한 제1 전달 패턴 및 층(114)에 걸친 제2 통과 동안 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 액적을 전달함에 있어서의 전달 장치(122)에 대한 제2 전달 패턴은 액세스된 모폴로지에 기초하여 결정될 수 있다. 특히, 예를 들면, 컨트롤러(140)는 명령어(216)를 실행해서 제1 전달 패턴 및 제2 전달 패턴을 결정할 수 있고, 여기서 다중 통과에 걸친 액적의 전달은 형성되는 부분의 특성을 제어하기 위한 것이다. 즉, 컨트롤러(140)는, 액적이 단일의 통과 동안 퇴적되는 경우에 초래될 수 있는 특성과는 다른 특성을 해당 형성되는 부분이 갖게 하도록 제1 전달 패턴 및 제2 전달 패턴을 결정할 수 있다. 실시예에 따르면, 컨트롤러(140)는 단일의 통과 동안 액적의 퇴적을 통해 형성되는 부분에 비해 향상된 특성을 갖는 부분으로 되게 하기 위한 전달 패턴으로 되는 제1 전달 패턴 및 제2 전달 패턴을 결정할 수 있다.

제1 및 제2 전달 패턴은 테스트 및/또는 테스트 데이터의 보간을 통해 결정되었을 수 있다. 즉, 다양한 모폴로지를 갖는 (뿐만 아니라, 구축 재료 온도와 같은 다른 인자도 물론 갖는) 다양한 부분을 형성하기 위해 다중 통과에 걸친 다양한 전달 패턴은 상이한 전달 패턴 및 모폴로지하에서 다양한 부분의 특성을 결정하도록 테스트될 수 있다. 테스트로부터의 결과는 데이터 저장소(142)에, 예를 들면 참조 테이블 형태로 저장될 수 있고, 컨트롤러(140)는 참조 테이블에 액세스해서 해당 부분의 액세스된 모폴로지(및 다른 정보) 및 제어될 원하는 특성에 기초하여 일부분에 대하여 구현될 제1 전달 패턴 및 제2 전달 패턴을 결정할 수 있다. 제1 통과 동안의 제1 전달 패턴 및 제2 통과 동안의 제2 전달 패턴의 구현을 통해 제어될 수 있는 특성들의 예시는, 예를 들면 열 성능, 기계 강도, 색상, 표면 거칠기, 다듬질 등을 포함할 수 있다.

제1 전달 패턴은 층(114)에 걸친 제1 전달 장치(122)의 제1 통과 동안 제1 전달 장치(122)가 액적을 전달하기 위한 층(114) 상의 위치를 규정할 수 있다. 마찬가지로, 제2 전달 패턴은 층(114)에 걸친 제1 전달 장치(122)의 제2 통과 동안 제1 전달 장치(122)가 액적을 전달하기 위한 층(114) 상의 위치를 규정할 수 있다. 제2 전달 패턴에 따라 액적이 전달되어야 하는 층(114) 상의 위치들은 제1 전달 패턴에 따라 액적이 전달되어야 하는 층(114) 상의 위치들 중 적어도 일부와 일치할 수 있다. 임의의 관점에서, 제1 전달 패턴 및 제2 전달 패턴은 제1 전달 장치(122)가 층(114) 위에서 주사될 때 제1 전달 장치(122)의 선택된 노즐들로부터 액적들이 토출되어야 하는 타이밍을 규정하는 인쇄 데이터일 수 있다.

블럭(306)에서, 전달 장치(122)는 제1 통과 동안 결정된 제1 전달 패턴에 따라 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 액적을 전달하도록 제어될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(140)는 명령어(218)를 실행해서, 제1 통과 동안 제1 전달 장치(122)가 층(114) 위에서 이동될 때 제1 전달 패턴에 따라 선택적으로 액적을 전달하도록 제1 전달 장치(122)를 제어할 수 있다. 제1 통과는 구축 재료(106)가 층(114)에 형성된 후에 층(114) 위로 이동되는 제1 전달 장치(122)에 대응하는 제1 통과일 수 있다. 블럭(306)에 이어서, 층(114)의 구축 재료(106)는 제1 전달 패턴에 따라 액적을 수용했을 수 있다.

블럭(308)에서, 전달 장치(122)는 제2 통과 동안 결정된 제2 전달 패턴에 따라 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 액적을 전달하도록 제어될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(140)는 명령어(218)를 실행해서, 제2 통과 동안 제1 전달 장치(122)가 층(114) 위에서 이동될 때 제2 전달 패턴에 따라 선택적으로 액적을 전달하도록 제1 전달 장치(122)를 제어할 수 있다. 제2 통과는 구축 재료(106)가 층(114)에 형성된 후에 및 제1 통과가 수행된 후에 층(114) 위로 이동되는 제1 전달 장치(122)에 대응하는 통과일 수 있다. 블럭(308)에 이어서, 층(114)의 구축 재료(106)는 제1 전달 패턴 및 제2 전달 패턴에 따라 액적을 수용했을 수 있다. 또한, 구축 재료(106)의 일부는 제1 및 제2 통과 각각의 동안 또는 제1 및 제2 통과 중 하나의 통과 동안에만 액적을 수용했을 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 블럭(402)에서, 컨트롤러(140)는 구축 재료(106)로 이루어진 층(114)의 해당 구축 재료(106)로 부분을 형성하는 것에 관한 정보에 액세스할 수 있다. 컨트롤러(140)는, 도 3의 블럭(302)에 관하여 위에서 논의된 바와 같이, 명령어(214)를 실행해서 구축 재료(106)로 형성되는 해당 부분의 모폴로지에 액세스할 수 있다. 또한, 컨트롤러(140)는 층(114)의 구축 재료(106)의 온도 정보에 액세스할 수 있다. 예를 들면, 온도 센서 또는 열 센서(도시되지 않음)가 층(114)의 구축 재료(106)의 온도를 검출할 수 있고, 컨트롤러(140)는 검출된 온도에 액세스할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 층(114)을 가로지르는 다양한 위치들은, 예를 들면 이전의 층에 적용된 열로부터의 열적인 블리딩(thermal bleeding) 때문에, 서로 다른 온도를 가질 수 있다.

블럭(404)에서, 컨트롤러(140)는 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 액적을 전달함에 있어서 다중 통과가 구현되어야 하는지의 여부를 판정할 수 있다. 컨트롤러(140)는 이를, 구축 재료(106)로 형성되는 부분의 특성이 제어되어야 하는지의 여부에 기초하여 판정할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(140)는, 제어될 특성이 다중 통과에 걸친 액적의 전달을 통해 달성 가능하다는 판정에 응답하여, 전달 장치(122)의 다중 통과에 걸쳐 액적이 전달되어야 한다고 판정할 수 있다. 실시예로서, 제어될 특성은, 컨트롤러(140)가 해당 부분의 특성을 제어하도록 명령받는 또는 프로그램되는 사용자-정의 특성일 수 있다.

층(114)의 구축 재료(106) 상으로 액적을 전달함에 있어서 다중 통과가 구현되어야 한다는 판정에 응답하여, 제1 전달 장치(122)에 대한 제1 전달 패턴이 블럭(406)에 지시된 바와 같이 결정될 수 있다. 또한, 제2 전달 장치(124)에 대한 제1 전달 패턴도 블럭(406)에서 결정될 수 있다. 컨트롤러(140)는 명령어(216)를 실행해서, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 대한 제1 전달 패턴을 결정할 수 있다.

블럭(408)에서, 컨트롤러(140)는 또한, 제1 전달 장치(122) 및/또는 제2 전달 장치(124)가 부가적인 통과 동안 액적을 전달해야 하는지의 여부를 판정할 수도 있다. 제1 전달 장치(122) 및/또는 제2 전달 장치(124)가 부가적인 통과 동안 액적을 전달해야 한다는 판정에 응답하여, 컨트롤러(140)는 블럭(406) 및 블럭(408)을 반복할 수 있다. 이와 관련하여, 블럭(406)에서, 컨트롤러(140)는 명령어(216)를 실행해서 제1 전달 장치(122)에 대한 제2 전달 패턴 및/또는 제2 전달 장치(124)에 대한 제2 전달 패턴을 결정할 수 있다. 또한, 컨트롤러(140)는, 구현되어야 할 부가적인 통과가 없다고 컨트롤러(140)가 판정할 때까지, 제1 전달 장치(122) 및/또는 제2 전달 장치(124)에 대한 부가적인 전달 패턴을 결정하기 위해 블럭(406) 및 블럭(408)을 반복할 수 있다. 컨트롤러(140)는 층(114) 상으로 선택적으로 액적을 퇴적시킴에 있어서 구현되는 전달 패턴 및 통과의 횟수를 결정해서, 제어될 해당 부분의 특성과 해당 부분의 형성에 관한 정보 사이의 상관관계에 기초하여 해당 부분의 소정의 특성을 제어할 수 있으며, 해당 정보는 해당 부분의 모폴로지 및 층(114)의 구축 재료(106)의 검출된 온도를 포함할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 상관관계는 해당 부분의 형성에 관한 정보와 다중 인쇄 통과에 걸친 전달 패턴과의 상이한 조합들을 사용하는 테스트 및/또는 해당 테스트에 기인하는 데이터의 보간을 통해 결정될 수 있다.

블럭(410)에서, 블럭(404) 또는 블럭(408)의 "NO" 조건에 이어서, 컨트롤러(140)는 명령어(218)를 실행해서, 층(114)에 걸친 단일의 통과 또는 다중 통과 동안 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 액적을 전달하도록 제1 전달 장치(122) 및/또는 제2 전달 장치(124)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(140)는 블럭(404)에서 다중 통과가 구현되지 않는다는 판정에 응답하여 층(114)에 걸친 제1 전달 장치(122)의 단일의 통과 동안 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 액적을 전달하도록 제1 전달 장치(122)를 제어할 수 있다. 그러나, 컨트롤러(140)는 블럭(404)에서 다중 통과가 구현되어야 한다는 판정에 응답하여 다중 통과 동안 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하도록 제1 전달 장치(122)를 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(140)는 다중 통과의 각각에 대하여 결정된 전달 패턴에 따라 선택적으로 제1 액적을 전달하도록 제1 전달 장치(122)를 제어할 수 있다.

컨트롤러(140)는 또한, 단일의 통과 동안 또는 다중 통과에 걸쳐 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 선택적으로 제2 액적을 전달하도록 제2 전달 장치(124)를 제어할 수도 있다. 또한, 컨트롤러(140)는 다중 통과의 각각에 대하여 결정된 전달 패턴에 따라 선택적으로 제2 액적을 전달하도록 제2 전달 장치(124)를 제어할 수 있다.

실시예에 따르면, 제1 전달 장치(122)에 대한 제1 전달 패턴은 제1 통과 동안 제1 액적들이 제1 위치들에 선택적으로 전달되게 할 수 있고, 제2 전달 장치(124)에 대한 제1 전달 패턴은 제1 통과 동안 제2 액적들이 제2 위치들에 선택적으로 전달되게 할 수 있다. 또한, 제1 전달 장치(122)에 대한 제2 전달 패턴은 제2 통과 동안 제1 액적들이 제3 위치들에 선택적으로 전달되게 할 수 있고, 제2 전달 장치(124)에 대한 제2 전달 패턴은 제2 통과 동안 제2 액적들이 제4 위치들에 선택적으로 전달되게 할 수 있다. 일 관점에서는, 제1 액적들 및 제2 액적들이 전달되는 타이밍이 층(114) 상의 상이한 위치들에 대하여 달라질 수 있으며, 이는 제1 액적들 및 제2 액적들을 사용해서 형성되는 부분이 특정한 특성을 갖게 할 수 있다.

블럭(412)에서, 컨트롤러(140)는 명령어(220)를 실행해서, 층(114)의 구축 재료(106) 상으로 융합 반사선을 제공하도록 융합 방사선 발생기(130, 132) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 제어할 수 있다. 융합 방사선은, 제1 액적들 및 제2 액적들 중 어느 하나 또는 둘 모두가 위에 퇴적된 구축 재료(106)가 함께 융합되게 할 수 있다. 융합 방사선이 다중 통과 동안 제1 액적들 및/또는 제2 액적들의 퇴적에 이어서 적용되는 것으로 설명되어 있지만, 다른 실시예들에 있어서는, 융합 방사선이 통과들 사이에, 즉 두 통과 사이에 동일한 층(114) 상에 복수 회 적용될 수 있다. 융합 방사선이 통과들 사이에 적용되는 실시예들에 있어서, 융합 방사선은, 원하는 특성으로 형성되는 부분을 보조할 수 있는 구축 재료(106)의 융합에 있어서의 부가적인 제어를 적용하도록 적용될 수 있다.

블럭(414)에서, 컨트롤러(140)는 구축 재료(106)의 부가적인 층이 형성되어야 하는지의 여부를 판정할 수 있다. 컨트롤러(140)는 이를, 예를 들면, 인쇄될 3D 부품에 관한 액세스된 정보에 기초하여 판정할 수 있다. 부가적인 층이 형성되어야 한다는 판정에 응답하여, 블럭(416)에 지시된 바와 같이, 구축 재료(106)의 다음 층이 층(114)의 상부에 확산될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(140)는 명령어(222)를 실행해서, 구축 영역 플랫폼(102)을 하향으로 이동되게 제어할 수 있고, 명령어(224)를 실행해서, 부가적인 구축 재료(106)를 층(114)을 가로질러 확산시키도록 리코터(108)를 제어할 수 있다. 또한, 블럭들(402-416)은 형성되어야 하는 부가적인 층이 없을 때까지 반복될 수 있고, 어느 시점에, 블럭(418)에 지시된 바와 같이, 방법(400)이 종료될 수 있다.

본 명세서에서는 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)에 대한 제1 전달 패턴 및 제2 전달 패턴에 대하여 특정한 참조가 이루어져 있지만, 본 개시의 범위로부터 일탈함이 없이 형성된 부분의 원하는 특성을 달성하도록 전달 장치(122, 124) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 대하여 부가적인 전달 패턴이 결정 및 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 제1 전달 장치(122) 및 제2 전달 장치(124)에 대하여 특정한 참조가 이루어져 있지만, 본 명세서에 개시된 다양한 특징은 부가적인 전달 장치에서 구현될 수 있음을 이해해야 한다.

방법(300) 및 방법(400)에서 제시된 동작들의 일부 또는 전부는 임의의 원하는 컴퓨터 액세스 가능 매체에 유틸리티, 프로그램, 또는 서브프로그램으로서 포함될 수 있다. 또한, 방법(300) 및 방법(400)은 활성 및 비활성의 다양한 형태로 존재할 수 있는 컴퓨터 프로그램에 의해 구체화될 수 있다. 예를 들어, 이들 방법은 원시 코드, 목적 코드, 실행가능 코드 또는 그 밖의 포맷을 포함하는 기계 판독가능 명령어로서 존재할 수 있다. 상기의 어느 하나는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에서 구체화될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 시스템 RAM, ROM, EPROM, EEPROM, 및 자기 또는 광 디스크 또는 테이프를 예로서 포함한다. 따라서, 상술한 기능들을 실행할 수 있는 임의의 전자 장치가 위에서 열거된 해당 기능들을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.

본 개시의 전반에 걸쳐 구체적으로 설명했지만, 본 개시의 대표적인 실시예는 광범위한 응용에 걸쳐 유용성을 갖고, 상기 논의는 제한을 의도한 것이 아니며 그렇게 해석되지 않아야 하고, 본 개시의 양태의 설명을 위한 논의로서 제공된다. 본 명세서에서 설명 및 예시된 것은 그 변형들 중 일부와 함께 본 개시의 실시예이다. 본 명세서에서 사용된 용어, 설명 및 도면은 단지 예시를 위해서 제시되는 것일 뿐, 제한적인 의미는 아니다. 하기의 청구범위에 의해 규정되도록 의도되는 본 개시의 사상 및 범위 -- 및 그 등가물 -- 내에서 많은 변형이 가능하고, 모든 용어는 달리 언급하지 않는 한 가장 넓은 의미로 해석된다.

Claims

3차원(3D) 프린터로서,
구축 재료(build material)로 이루어진 층을 가로질러 주사(scan)될 때 해당 층 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하기 위한 제1 전달 장치(delivery device); 및
컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 층의 복수의 구축 재료로 형성되는 부분의 모폴로지(morphology)에 액세스하고;
상기 액세스된 모폴로지에 기초하여, 상기 층에 걸친 상기 제1 전달 장치의 제1 통과(first pass) 동안 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하기 위한 상기 제1 전달 장치의 제1 전달 패턴 및 상기 층에 걸친 상기 제1 전달 장치의 제2 통과(second pass) 동안 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하기 위한 상기 제1 전달 장치의 제2 전달 패턴을 결정해서, 상기 층의 구축 재료의 일부로 형성되는 상기 부분의 특성을 제어하고;
상기 제1 전달 장치를 제어해서, 상기 제1 전달 장치의 상기 제1 통과 동안 상기 제1 전달 장치에 대한 상기 결정된 제1 전달 패턴에 따라, 또한 상기 제1 전달 장치의 상기 제2 통과 동안 상기 제1 전달 장치에 대한 상기 결정된 제2 전달 패턴에 따라 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하고,
상기 제1 전달 패턴에 따라 상기 제1 액적이 전달되는 상기 층의 위치와, 상기 제2 전달 패턴에 따라 상기 제1 액적이 전달되는 상기 층의 위치는 적어도 부분적으로 일치하는
3D 프린터.
제1 항에 있어서,
층 처리 동작의 일부로서 상기 구축 재료로 이루어진 상기 층 상으로 융합 방사선을 적용하는 융합 방사선 발생기를 더 포함하고,
상기 제1 전달 장치의 상기 제2 통과는 상기 제1 통과 이후의 상기 층 처리 동작 동안 상기 융합 방사선 발생기가 상기 층 상으로 융합 방사선을 적용하기 이전 및 이후 중 적어도 하나에 발생하는
3D 프린터.
제1 항에 있어서,
상기 부분의 상기 모폴로지는, 상기 부분의 경계와 상기 층의 다른 구축 재료로 형성되는 다른 부분의 경계 사이의 거리, 및 상기 부분의 형성 동안 상기 층의 구축 재료를 가로지르는 예상 온도 중 적어도 하나를 포함하는
3D 프린터.
제1 항에 있어서,
상기 층을 가로질러 주사될 때 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제2 액적을 전달하기 위한 제2 전달 장치를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 또한,
상기 형성되는 부분의 상기 모폴로지에 기초하여, 상기 제1 통과 동안 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제2 액적을 전달하기 위한 상기 제2 전달 장치의 제1 전달 패턴을 결정하고;
상기 제1 통과 동안 상기 결정된 제1 전달 패턴에 따라 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제2 액적을 전달하도록 상기 제2 전달 장치를 제어하는
3D 프린터.
제4 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 형성되는 부분의 상기 모폴로지에 기초하여, 상기 제2 통과 동안 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 상기 제2 액적을 전달하기 위한 상기 제2 전달 장치의 제2 전달 패턴을 결정하고, 상기 제2 통과 동안 상기 결정된 제2 전달 패턴에 따라 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 상기 제2 액적을 전달하도록 상기 제2 전달 장치를 제어하는
3D 프린터.
제4 항에 있어서,
상기 제1 액적 및 상기 제2 액적은 서로에 대하여 상이한 방사선 흡수 특성을 갖는
3D 프린터.
제1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 층의 상기 구축 재료의 감지된 온도 정보에 액세스하는 한편, 상기 액세스된 온도 정보를 이행하여 상기 제1 전달 패턴 및 상기 제2 전달 패턴을 결정하는
3D 프린터.
제1 항에 있어서,
상기 형성되는 부분의 특성은 상기 부분의 기계적 특성, 상기 부분의 색상 특성, 상기 부분의 다듬질 특성, 또는 그 조합을 포함하는
3D 프린터.
방법으로서,
컨트롤러에 의해, 복수의 구축 재료로 이루어진 층의 해당 복수의 구축 재료로 형성되는 부분의 모폴로지에 액세스하는 단계;
상기 컨트롤러에 의해, 상기 액세스된 모폴로지에 기초하여, 제1 전달 장치의 상기 층에 걸친 제1 통과 동안 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하기 위한 상기 제1 전달 장치의 제1 전달 패턴 및 상기 제1 전달 장치의 상기 층에 걸친 제2 통과 동안 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하기 위한 상기 제1 전달 장치의 제2 전달 패턴을 결정해서, 상기 형성되는 부분의 특성을 제어하는 단계;
상기 컨트롤러에 의해, 상기 제1 전달 장치의 상기 제1 통과 동안 상기 제1 전달 장치에 대한 상기 결정된 제1 전달 패턴에 따라 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하도록 상기 제1 전달 장치를 제어하는 단계; 및
상기 컨트롤러에 의해, 상기 제1 전달 장치의 상기 제2 통과 동안 상기 제1 전달 장치에 대한 상기 결정된 제2 전달 패턴에 따라 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하도록 상기 제1 전달 장치를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제1 전달 패턴에 따라 상기 제1 액적이 전달되는 상기 층의 위치와, 상기 제2 전달 패턴에 따라 상기 제1 액적이 전달되는 상기 층의 위치는 적어도 부분적으로 일치하는
방법.
제9 항에 있어서,
상기 제1 전달 장치를 제어하는 단계는, 상기 제1 통과와 상기 제2 통과 사이에 상기 층 상으로 융합 방사선을 적용하지 않고, 상기 제1 통과 및 상기 제2 통과 동안 상기 층의 구축 재료 상으로 선택적으로 제1 액적을 전달하도록 상기 제1 전달 장치를 제어하는 단계를 더 포함하는
방법.
제9 항에 있어서,
상기 제1 전달 장치를 제어하는 단계는, 상기 층 상으로 융합 방사선을 적용한 후에 그리고 상기 제1 통과 동안 선택적으로 제1 액적을 전달한 후에, 제2 통과 동안 선택적으로 제1 액적을 전달하도록 상기 제1 전달 장치를 제어하는 단계를 더 포함하는
방법.
제9 항에 있어서,
상기 제1 통과 및 상기 제2 통과 중 적어도 하나의 통과 동안 상기 형성되는 부분의 상기 모폴로지에 기초하여 선택적으로 제2 액적을 전달하기 위한 제2 전달 장치의 제1 전달 패턴을 결정하는 단계- 상기 제2 액적은 상기 제1 액적에 대하여 상이한 방사선 흡수 특성을 가짐 -; 및
상기 제1 통과 및 상기 제2 통과 중 적어도 하나의 통과 동안 상기 제2 전달 장치에 대한 상기 결정된 제1 전달 패턴에 따라 선택적으로 제2 액적을 전달하도록 상기 제2 전달 장치를 제어하는 단계를 더 포함하는
방법.
제9 항에 있어서,
상기 층의 상기 구축 재료의 온도 정보에 액세스하는 단계를 더 포함하고;
상기 제1 전달 패턴 및 상기 제2 전달 패턴을 결정하는 단계는 상기 액세스된 온도 정보에도 기초하여 상기 제1 전달 패턴 및 상기 제2 전달 패턴을 결정하는 단계를 더 포함하는
방법.
기계 판독가능 명령어가 저장되어 있는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 명령어는, 프로세서에 의한 실행시에, 상기 프로세서로 하여금,
3D 물체의 부분으로 형성되는 복수의 구축 재료로 이루어진 층의 해당 복수의 구축 재료로 형성되는 부분의 모폴로지에 액세스하게 하고;
상기 액세스된 모폴로지에 기초하여, 상기 층의 상기 복수의 구축 재료로 상기 부분을 형성하는 데 사용되는 제1 액적이 상기 층에 걸친 제1 전달 장치의 다중 통과 동안 전달되어야 하는지의 여부를 판정하게 하고;
상기 층에 걸친 상기 제1 전달 장치의 다중 통과 동안 상기 제1 액적이 전달되어야 한다는 판정에 응답하여, 상기 제1 전달 장치의 상기 구축 재료로 이루어진 층에 걸친 제1 통과 동안 제1 액적을 전달함에 있어서의 상기 제1 전달 장치의 제1 전달 패턴 및 상기 제1 전달 장치의 상기 구축 재료로 이루어진 층에 걸친 제2 통과 동안 제1 액적을 전달함에 있어서의 상기 제1 전달 장치의 제2 전달 패턴을 결정해서, 상기 부분으로 형성될 상기 복수의 구축 재료의 특성을 제어하게 하고;
상기 제1 통과 동안 상기 제1 전달 장치에 대한 상기 결정된 제1 전달 패턴 및 상기 제2 통과 동안 상기 제1 전달 장치에 대한 상기 결정된 제2 전달 패턴에 따라 상기 액적을 전달하도록 상기 전달 장치를 제어하게 하고,
상기 제1 전달 패턴에 따라 상기 제1 액적이 전달되는 상기 층의 위치와, 상기 제2 전달 패턴에 따라 상기 제1 액적이 전달되는 상기 층의 위치는 적어도 부분적으로 일치하는
비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.
제14 항에 있어서,
상기 기계 판독가능 명령어는 또한, 상기 프로세서로 하여금,
상기 3D 물체의 상기 부분으로 형성되어야 하는 상기 복수의 구축 재료의 특징이 상기 부분의 경계와 다른 부분의 경계 사이의 거리, 상기 부분의 형성 동안 상기 복수의 구축 재료를 가로지르는 예상 온도, 또는 그 조합을 포함하게 하는
비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체.