KR102204486B1 - 적층 제조 - Google Patents

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매튜 에이 쉐퍼드
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Abstract

일 예에서, 적층 제조 기계용 융합 시스템은 층화 장치 및 융합 램프를 운반하는 제 1 캐리지, 및 융제 디스펜서를 운반하는 제 2 캐리지를 포함한다. 제 1 캐리지 및 제 2 캐리지는, 제 1 캐리지가 일방향으로 제 2 캐리지를 뒤따르고 제 2 캐리지가 타방향으로 제 1 캐리지를 뒤따르도록, 작업 영역 위에서 동일한 이동 라인을 따라 전진 및 후진 이동할 수 있다.

Description

적층 제조
본 발명은 적층 제조 기계(additive manufacturing machine)용 융합(fusing) 시스템 등에 관한 것이다.
적층 제조 기계는 재료 층을 축조함으로써 3차원(3D) 물체를 생성한다. 어떤 적층 제조 기계들은 일반적으로 "3D 프린터"라고 불린다. 3D 프린터 및 기타 적층 제조 기계는 물체의 CAD(컴퓨터 지원 설계) 모델 또는 다른 디지털 표현을 물리적인 물체로 변환할 수 있다. 모델 데이터는 물체로 형성될 축조 재료의 층 또는 층들의 일부를 각각 형성하는 슬라이스(slice)로 처리될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적층 제조 기계용 융합 시스템이 제공되는데, 이 융합 시스템은, 층화 장치(layering device), 가열 램프 및 융합 램프를 운반하는 제 1 캐리지로서, 제 1 방향 및 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로 작업 영역 위에서 이동 라인을 따라 전진 및 후진 이동 가능한, 제 1 캐리지; 약제 디스펜서(agent dispenser)를 운반하는 제 2 캐리지로서, 작업 영역 위에서 이동 라인을 따라 제 1 방향 및 제 2 방향으로 전진 및 후진 이동 가능한, 제 2 캐리지; 제 1 캐리지, 가열 램프, 융합 램프, 제 2 캐리지 및 약제 디스펜서에 작동 가능하게(operatively) 연결된 컨트롤러를 포함하고, 컨트롤러는: 제 1 패스(pass)에서 제 1 캐리지를 작업 영역 위에서 제 1 방향으로 이동시키는 동안, 축조 재료를 물체 구조물(object structure) 위에 층화하여 축조 재료의 층을 형성하고; 제 2 패스에서 제 1 캐리지 및 제 2 캐리지를 작업 영역 위에서 제 2 방향으로 이동시키는 동안, 가열 램프를 사용하여 층 내의 축조 재료를 조사하고, 그 후에 약제 디스펜서를 사용하여 층 내의 축조 재료 상에 융제(fusing agent) 및/또는 디테일링제(detailing agent)를 분배하고; 제 2 캐리지 및 제 1 캐리지를 작업 영역 위에서 제 1 방향으로 이동시키는 동안, 약제 디스펜서를 사용하여 층 내의 축조 재료 상에 융제 및/또는 디테일링제를 분배하고, 그 후에 융합 램프를 사용하여 층 내의 축조 재료를 조사하고; 그리고 제 4 패스에서 제 1 캐리지를 작업 영역 위에서 제 2 방향으로 후진 이동시키는 동안, 융합 램프를 사용하여 층 내의 축조 재료를 조사하게 한다.
도 1 및 도 2는 적층 제조 기계용 융합 시스템의 일 예를 각각 나타내는 정면도 및 평면도이다.
도 3 내지 도 26은 도 1 및 도 2의 융합 시스템을 사용하는 4 패스 융합 사이클의 일 예를 보여주는 일련의 도면이다.
도 27은 도 1 및 도 2의 융합 시스템으로 구현될 수도 있는 적층 제조를 위한 공정의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 28은 3D 물체를 적층 제조하는 동안 물체 슬라이스(object slice)를 형성하는 것을 돕기 위한 명령을 갖는 프로세서 판독 가능 매체의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 29는 3D 물체를 적층 제조하는 동안 물체 슬라이스를 형성하는 것을 돕기 위한 명령을 갖는 컨트롤러를 실행하는 적층 제조 기계의 일 예를 나타내는 블록도이다.
동일한 부품 번호는 도면 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 부품을 나타낸다. 도면들은 일정한 축척을 따르지 않는다.
몇몇 적층 제조 공정에서, 분말형 축조 재료 내의 입자를 함께 융합시켜서 고체 물체를 형성하기 위해 열이 사용된다. 축조 재료를 융합하기 위한 열은, 예컨대, 액상 융제를 물체 슬라이스에 기초한 패턴으로 분말형 축조 재료의 얇은 층에 도포한 다음 패턴화된 영역을 융합용 광에 노출시킴으로써 생성될 수도 있다. 융제 내의 광 흡수 성분은 광 에너지를 흡수하여, 축조 재료를 소결, 용융 또는 다른 방식으로 융합시키는 것을 돕는다. 이 공정이 층마다(layer by layer) 그리고 슬라이스마다(slice by slice) 반복되어 물체를 완성한다.
각 물체 슬라이스의 형성 속도를 높여서 총 제조 시간을 줄이면서, 보다 빠른 냉각 및 적은 케이킹(caking)을 위해 분말 온도를 낮추기 위해, 적층 제조를 위한 새로운 융합 시스템이 개발되었다. 일 예에서, 융합 시스템은 하나의 캐리지(carriage)가 작업 영역을 가로질러 다른 캐리지를 뒤따를 수 있도록 작업 영역 위에서 동일한 이동 라인을 따라 전진 및 후진 이동하는 두 개의 캐리지를 포함한다. "퓨저(fuser)" 캐리지는 축조 재료를 작업 영역 위에 층화하는 층화 장치, 층화된 축조 재료를 가열하는 가열 램프, 및 융합용 광으로 축조 재료를 조사하는 융합 램프를 운반한다. 가열 램프는 퓨저 캐리지에서 (층화 방향으로) 층화 장치의 하류측에 위치한다. 융합 램프는 가열 램프의 하류측에 위치한다. "디스펜서(dispenser)" 캐리지는 축조 재료의 각 층에 융제를 분배하는 약제 디스펜서를 운반한다.
캐리지들이 동일한 이동 라인을 따라 이동하는 이중 캐리지 융합 시스템은 각각의 패스에서 더 빠른 슬루 속도(slew speed)와 중첩 기능을 가능하게 한다. 예컨대, 제 1 패스에서, 퓨저 캐리지가 작업 영역 위에서 이동하면, 층화 장치가 다음의 축조 재료 층을 형성할 때, 가열 램프가 켜져서 층화 장치 앞에 있는 하부 층/슬라이스를 가열한다. 제 2 패스에서, 퓨저 캐리지가 작업 영역 위에서 후진 이동하면, 가열 램프가 켜져서 디스펜서 캐리지에 앞서 새로운 축조 재료 층을 가열하고, 디스펜서 캐리지는 작업 영역 위에서 퓨저 캐리지를 뒤따라서, 융제 및/또는 디테일링제를 가열된 축조 재료 상에 다음 물체 슬라이스에 기초한 패턴으로 분배한다. 제 3 패스에서, 디스펜서 캐리지가 작업 영역 위에서 후진 이동하여 융제 및/또는 디테일링제를 축조 재료 상에 분배하고, 패턴화된 축조 재료를 융합용 광에 노출시키기 위해 융합 램프가 켜진 상태로 퓨저 캐리지가 뒤따른다. 제 4 패스에서, 퓨저 캐리지가 작업 영역 위에서 후진 이동할 때, 융합용 광은 패턴화된 축조 재료를 융합용 광에 노출시키도록 켜져 있다. 물체가 층마다 그리고 슬라이스마다 제조되므로, 4 패스 공정은 축조 재료의 연속 층들에 대해 반복될 수 있다.
아래에 설명되고 도면에 도시된 이들 및 다른 예들은 본 설명에 이어지는 청구범위에 정의된 특허의 범위를 설명하지만 이를 제한하지는 않는다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "및/또는"은 하나 이상의 연결된 사물을 의미하고; "융제"는 축조 재료가 소결, 용융 또는 다른 방식으로 융합되도록 하는 원인이 되거나 도움이 되는 물질을 의미하고; "디테일링제"는 예컨대 융제의 효과를 변경함으로써 축조 재료의 융합을 억제 또는 방지하거나 향상시키는 물질을 의미하고, "광"은 임의의 파장의 전자기 복사를 의미하고; "램프"는 광을 방출하는 임의의 장치를 의미하고; "작업 영역"은 하부의 축조 재료 층들 및 가공 중인 슬라이스 및 기타 물체 구조물을 포함하여, 융합을 위해 축조 재료를 지지 또는 수용하기 위한 임의의 적절한 구조를 의미한다.
도 1 및 도 2는 적층 제조 기계용 융합 시스템(10)의 일 예를 각각 나타내는 정면도 및 평면도이다. 도 3 내지 도 26은 융합 시스템(10)을 사용하는 4 패스 융합 사이클의 일 예를 도시하는 일련의 도면이다. 우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 융합 시스템(10)은 제 1의, "퓨저” 캐리지(12) 및 제 2의, "디스펜서” 캐리지(14)를 포함한다. 캐리지(12, 14)는 예컨대 레일(16) 상에서 이동 라인(20)을 따라 작업 영역(18) 위를 전진 및 후진 이동한다. 퓨저 캐리지(12)는 층화 장치(22), 히터(24) 및 융합 램프(26)를 운반한다. 디스펜서 캐리지(14)는 유체 융제를 분배하는 잉크젯 프린트헤드 조립체 또는 다른 적절한 유체 분배 조립체(28)를 운반한다. 도시된 예에서, 분배 조립체(28)는 융제를 분배하는 제 1 디스펜서(30) 및 디테일링제를 분배하는 제 2 디스펜서(32)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 층화 장치(22)는, 퓨저 캐리지(12)가 작업 영역(18) 위에서 이동할 때 축조 재료를 층화하는 전개 위치(deployed position)(도 3에 도시됨), 및 퓨저 캐리지(12)가 작업 영역(18) 위에서 이동할 때 축조 재료를 층화하지 않는 후퇴 위치(retracted position)(도 1에 도시됨) 사이에서 이동하는 롤러(22)로서 구현된다. 층화 롤러(22)는 작업 영역(18) 위에서 이동할 때 자유롭게 회전하여 진행 방향에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 프리휠링(freewheeling) 할 수 있거나, 또는 롤러(22)는 어느 방향으로도 회전 구동(동시 회전 또는 반대 회전) 될 수 있다. 예컨대, 축조 재료를 직접 작업 영역 위에 층으로 분배하는 블레이드 또는 장치를 포함하여, 층화 장치(22)에 대한 다른 구현예가 가능하다.
히터(24)는, 예컨대 가열 램프(24)로서 구현될 수도 있다. 하나의 가열 램프(24)가 도시되어 있지만, 예컨대 보다 다양한 가열을 가능하게 하기 위해 다수의 가열 램프가 사용될 수도 있다. 마찬가지로, 하나의 융합 램프(26)가 도시되어 있지만, 예컨대 더 광범위한 융합용 광을 가능하게 하기 위해 다수의 융합 램프가 사용될 수도 있다. 가열 램프(24) 및 융합 램프(26)의 특성은 축조 재료 및 융제의 특성 (및 다른 공정 파라미터)에 따라 바뀔 수도 있지만, 처리되지 않은 축조 재료 및 처리된 축조 재료 각각의 스펙트럼 흡수를 보다 잘 일치시키기 위해서는 일반적으로 더 낮은 색온도의 가열 램프(24) 및 더 높은 색온도의 융합 램프(26)가 바람직할 것으로 예상된다. 예컨대, 백색 폴리아미드 분말형 축조 재료(38) 및 흑색 액상 융제에 대해서는, 1800°K의 가열 램프(24)가 미처리된 축조 재료 분말을 예열하는 데 사용될 수 있고, 2750°K 융합 램프는 융제로 처리된 축조 재료에 더 많은 파워를 전달하고 미처리된 분말에는 더 적게 전달하기 위해 사용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 작업 영역(18)은, 하부의 축조 재료 층들 및 가공 중인 슬라이스 및 기타 물체 구조물을 포함하여, 융합을 위해 축조 재료를 지지 또는 수용하기 위한 임의의 적절한 구조를 나타낸다. 제 1 축조 재료 층의 경우, 예컨대, 작업 영역(18)은 층화 공정에 알맞도록 상하로 이동하는 플랫폼(34)의 표면 상에 형성될 수도 있다. 후속하는 축조 재료 층들의 경우, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이, 작업 영역(18)은 하부의 물체 구조물(36) 상에 형성될 수도 있는데, 물체 구조물(36)은 융합되지 않은 축조 재료(38)와 물체 슬라이스(object slice)(40)로 융합된 축조 재료를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 퓨저 캐리지(12)는 작업 영역(18)의 일 측면(42)(도 1 및 도 2의 좌측)에 일시 보관되고(parked), 디스펜서 캐리지(14)는 작업 영역(18)의 다른 측면(44)(도 1 및 도 2의 우측)에 일시 보관된다. 본 예에서, 축조 재료 분말(38)의 리본(46)이 작업 영역(18)에 인접한 좌측 데크(48)를 따라 쌓여 있다. 도 3 및 도 4에서, 층화 롤러(22)가 전개되고, 가열 램프(24)가 켜져서 리본(46) 내의 분말을 가열하고, 퓨저 캐리지(12)는 이동 화살표(50)로 표시된 바와 같이 제 1 패스에서 우측으로 이동하고 있다. 도 5 및 도 6에서, 퓨저 캐리지(12)가 제 1 패스에서 우측으로 계속 이동함에 따라, 가열 램프(24)가 하부의 물체 구조물(36)을 가열하는 동안, 롤러(22)는 축조 재료(38)를 하부의 구조물(36) 위에 층(52)으로 층화한다. 분말형 축조 재료(38)가 도면에서 점묘에 의해 도시되어 있지만, 임의의 적절한 축조 재료가 사용될 수도 있다.
도 7 및 도 8에서, 퓨저 캐리지(12)는 하부의 구조물(36)을 층(52)으로 덮은 후에 작업 영역(18)의 우측에 도달한다. 도 7 및 도 8에 도시된 예에서, 층화 롤러(22)는 제 2 패스에서 여분의 축조 재료를 재 층화하는 것에 대비하여 우측 데크(55) 상에 있는 여분의 축조 재료(38)의 스트립(54) 위로 점프하도록 후퇴되었다. 도 9 및 도 10과 도 11 및 도 12에서, 퓨저 캐리지(12)가 이동 화살표(56)로 표시된 바와 같이 제 2 패스에서 좌측으로 이동함에 따라, 층화 롤러(22)가 전개되어 여분의 축조 재료를 층(52)으로 재 층화하고, 가열 램프(24)가 켜져서 층(52) 내의 축조 재료(38)를 가열한다. 또한 제 2 패스에서, 퓨저 캐리지(12)를 뒤따르는 디스펜서 캐리지(14) 상의 디스펜서(30)는 융제(58)를 층(52) 내의 축조 재료(38) 상에 소망의 물체 슬라이스에 대응하는 패턴(60)으로 분배한다.
도 13 및 도 14에서, 퓨저 캐리지(12) 및 디스펜서 캐리지(14)는 융제(58)를 사용하여 층(52) 내의 축조 재료(38)를 패턴화한 후에 작업 영역(18)의 좌측에 도달한다. 도 15 및 도 16과 도 17 및 도 18에서, 디스펜서 캐리지(14)가 이동 화살표(62)로 표시된 바와 같이 제 3 패스에서 우측으로 이동함에 따라, 디스펜서(32)가 디테일링제(64)를 층(52) 내의 축조 재료(38) 상에 분배한다. 또한 제 3 패스에서, 융합 램프(26)가 켜져서, 패턴화된 축조 재료(60)를 융합용 광으로 조사함으로써, 패턴화된 축조 재료를 물체 슬라이스(66)로 융합하거나 또는 융합하기 시작한다.
도 19 및 도 20에서, 퓨저 캐리지(12) 및 디스펜서 캐리지(14)는 축조 재료 층(52) 내에 슬라이스(66)를 형성한 후에 작업 영역(18)의 우측에 도달한다. 도 21 및 도 22에서, 디스펜서 캐리지(14)는 일시 보관된 상태로 유지되는 한편, 퓨저 캐리지(12)는, 융합 램프(26)가 슬라이스(66)를 포함하여 패턴화된 축조 재료(60)를 조사하도록 켜진 상태로, 이동 화살표(68)로 표시된 바와 같이, 제 4 패스에서 좌측으로 이동한다. (도 17 및 도 18에 도시된) 제 3 패스에서의 융합 정도에 따라, 제 4 패스에서 인가되는 융합용 광은 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 슬라이스(66)를 완성하거나, 또는 도 25에 도시된 바와 같이 슬라이스(66)를 더 많은 융합용 광으로 조사하도록 켜져 있는 융합 램프(26)를 사용하여, 예컨대 (다음의) 제 1 패스에 앞서, 슬라이스(66)의 완성을 향해 패턴화된 축조 재료를 추가로 융합시킬 수도 있다.
도 23 및 도 24에서, 퓨저 캐리지(12)는 제 4 패스 후에 작업 영역(18)의 좌측에 일시 보관되고, 디스펜서 캐리지(14)는 여전히 작업 영역(18)의 우측에 일시 보관되어 있으며, 작업 영역(18) 상에 다음의 축조 재료 층을 형성하는 것에 대비하여, 축조 재료의 리본(46)이 데크(48)에 분배되어 있다. 도 25 및 도 26에서, 퓨저 캐리지(12)가 우측으로 이동하고 있을 때에, 융합 램프(26)가 켜져서 융합용 광으로 슬라이스(66)를 조사하고, 가열 램프(24)가 켜져서 새로운 하부의 물체 구조물(72)을 가열하는 한편 롤러(22)가 축조 재료(38)를 하부의 물체 구조물(72) 위에 다음 층(74)으로 층화한다.
이러한 작업의 시퀀스(sequence)는 물체를 완성하기 위해 슬라이스마다 각각의 후속하는 축조 재료 층에 대해 계속될 수도 있다.
다른 처리 및 시스템 구성도 가능하다. 예컨대, UV(자외선) 융합 램프(26)가 UV 경화성 융제(58)와 함께 사용되어 축조 재료(38)를 융합시키는 경우, 가열 램프(24)는 생략될 수도 있다. 다른 예로서, 예컨대 축조 재료를 재 층화하는 것이 바람직하지 않을 때 및/또는 분말형 축조 재료로부터의 공기 중 먼지에 의한 오염으로부터 디스펜서(30, 32)를 보호하는 것을 돕기 위해, 층화 롤러(22)는 제 2 패스(도 9 및 도 10) 전체에 걸쳐서 후퇴될 수도 있다. 더 많거나 더 적은 수의 약제를 분배하기 위해 더 많거나 더 적은 수의 약제 디스펜서가 사용될 수 있다. 또한 융제 및 디테일링제의 분배 순서는 도시된 것과 다를 수도 있다.
도 27은 도 1 및 도 2에 도시된 융합 시스템(10)으로 구현될 수 있는 것과 같은, 적층 제조를 위한 공정(100)의 일 예를 도시한다. 도 27을 참조하면, 제 1 캐리지 패스에서, 예컨대 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이, 가공 중인 물체 구조물이 조사되고, 그 후에 축조 재료의 층이 물체 구조물 위에 형성된다(블록 102). 제 2 캐리지 패스에서, 예컨대 도 9 내지 도 12를 참조하여 상술한 바와 같이, 층 내의 축조 재료가 조사되고, 그 후에 융제 및/또는 디테일링제가 층 내의 축조 재료 상에 분배된다(블록 104). 제 3 캐리지 패스에서, 예컨대 도 15 내지 도 18을 참조하여 상술한 바와 같이, 융제 및/또는 디테일링제가 층 내의 축조 재료 상에 분배되고, 그 후에 층 내의 축조 재료가 조사된다(블록 106). 제 4 캐리지 패스에서, 예컨대 도 21 및 도 22를 참조하여 상술한 바와 같이, 층 내의 축조 재료가 조사된다(블록 108).
도 28은 3D 물체의 제조 중에 물체 슬라이스를 형성하는 것을 돕기 위한 명령(78)을 갖는 프로세서 판독 가능 매체(76)를 나타내는 블록도이다.
일 예에서, 슬라이스 형성 명령(78)은:
작업 영역 위에서의 제 1 패스에서는, 예컨대 도 25 및 도 25을 참조하여 상술한 바와 같이, 융제로 처리된 제 1 축조 재료 층 내의 축조 재료에 융합 에너지를 가하고, 그 후에 제 1 축조 재료 층 내의 처리되지 않은 축조 재료를 가열하고, 그 후에 제 1 축조 재료 층을 제 2 축조 재료 층으로 덮고;
작업 영역 위에서의 제 2 패스에서는, 예컨대 도 9 내지 도 12를 참조하여 상술한 바와 같이, 제 2 축조 재료 층의 축조 재료를 가열하고, 그 후에 제 2 축조 재료 층 내의 가열된 축조 재료를 융제 및/또는 디테일링제로 처리하고;
작업 영역 위에서의 제 3 패스에서는, 예컨대 도 15 내지 도 18을 참조하여 상술한 바와 같이, 제 2 축조 재료 층 내의 축조 재료를 융제 및/또는 디테일링제로 처리하고, 그 후에 제 2 축조 재료 층 내의 처리된 축조 재료에 융합 에너지를 가하고; 그리고
작업 영역 위에서의 제 4 패스에서는, 예컨대 도 21 및 도 22를 참조하여 상술한 바와 같이, 제 2 축조 재료 층 내의 처리된 축조 재료에 융합 에너지를 가하기 위한 명령을 포함한다.
다른 예에서, 도 28의 슬라이스 형성 명령(78)은 도 27에 도시된 공정을 실행하기 위한 명령을 포함한다.
슬라이스 형성 명령(78)을 구비한 프로세서 판독 가능 매체(76)는 예컨대 CAD 컴퓨터 프로그램 제품, 물체 모델 프로세서, 또는 적층 제조 기계용 컨트롤러에서 구현될 수 있다. 도 1 내지 도 26에 도시된 것과 같은 4 패스 시퀀스에서 슬라이스를 형성하기 위한 제어 데이터는, 예컨대, 물체 모델 프로세서 내의 통상적으로 CAD 컴퓨터 프로그램 제품인 소스 애플리케이션 상의 프로세서 판독 가능 명령에 의해, 또는 적층 제조 기계 상의 프로세서 판독 가능 명령에 의해 생성될 수도 있다.
도 29는 슬라이스 형성 명령(78)을 구비한 컨트롤러(82)를 실행하는 적층 제조 기계(80)의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 29를 참조하면, 적층 제조 기계(80)는 컨트롤러(82), 작업 영역(18), 축조 재료 층화 장치(84), 융제 디스펜서(30), 디테일링제 디스펜서(32), 히터(24) 및 융합 램프(26)를 포함한다. 축조 재료 층화 장치(84)는 축조 재료를 작업 영역(18) 위에 층화하고, 예컨대 축조 재료를 분배하는 장치 및 각 층의 축조 재료를 펼치는 블레이드 또는 롤러(22)를 포함할 수 있다. 융제 디스펜서(30) 및 디테일링제 디스펜서(32)는, 예컨대 도 11 및 도 12와 도 15 및 16을 참조하여 상술한 바와 같이, 컨트롤러(82)의 지시로 이들 각자의 약제를 선택적으로 분배한다. 임의의 적절한 디스펜서(30, 32)가 사용될 수 있지만, 약제를 분배할 때 갖는 정밀도 및 상이한 유형 및 제형의 약제들을 분배하는 유연성 때문에 잉크젯 프린트헤드가 적층 제조 기계에서 때때로 사용된다.
컨트롤러(82)는 프로세서(또는 다수의 프로세서), 연관된 메모리(또는 다수의 메모리) 및 명령, 및 기계(80)의 동작 요소를 제어하는 데 필요한 전자 회로 및 구성요소를 나타낸다. 특히, 컨트롤러(82)는 슬라이스 형성 명령(78)을 구비한 프로세서 판독 가능 매체(76), 및 명령(78)을 판독 및 실행하기 위한 프로세서(86)를 포함한다.
도면들에 도시되고 상술한 예들은 이하의 청구범위에서 한정되는 특허를 예시하지만 이를 제한하지는 않는다.
청구범위에서 사용되는 "a", "an"및 "the"는 적어도 하나를 의미한다. 예컨대, "융합 램프"는 하나 이상의 융합 램프를 의미하며, 그 이후의 "융합 램프"라는 언급은 그 하나 이상의 융합 램프를 의미한다.

Claims (15)

  1. 적층 제조 기계(additive manufacturing machine)를 이용하는 융합(fusing) 방법에 있어서,
    상기 적층 제조 기계는,
    층화 장치(layering device), 가열 램프 및 융합 램프를 운반하는 제 1 캐리지로서, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로 작업 영역 위에서 이동 라인을 따라 전진 및 후진 이동 가능한, 상기 제 1 캐리지;
    약제 디스펜서(agent dispenser)를 운반하는 제 2 캐리지로서, 상기 작업 영역 위에서 상기 이동 라인을 따라 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향으로 전진 및 후진 이동 가능한, 상기 제 2 캐리지;
    상기 제 1 캐리지, 상기 가열 램프, 상기 융합 램프, 상기 제 2 캐리지 및 상기 약제 디스펜서에 작동 가능하게(operatively) 연결된 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    제 1 패스(pass)에서 상기 제 1 캐리지를 상기 작업 영역 위에서 상기 제 1 방향으로 이동시키는 동안, 축조 재료를 물체 구조물(object structure) 위에 층화하여 축조 재료의 층을 형성하고;
    제 2 패스에서 상기 제 1 캐리지 및 상기 제 2 캐리지를 상기 작업 영역 위에서 상기 제 2 방향으로 이동시키는 동안, 상기 가열 램프를 사용하여 상기 층 내의 축조 재료를 조사하고, 그 후에 상기 약제 디스펜서를 사용하여 상기 층 내의 축조 재료 상에 융제(fusing agent) 및/또는 디테일링제(detailing agent)를 분배하고;
    제 3 패스에서 상기 제 2 캐리지 및 상기 제 1 캐리지를 상기 작업 영역 위에서 상기 제 1 방향으로 이동시키는 동안, 상기 약제 디스펜서를 사용하여 상기 층 내의 축조 재료 상에 융제 및/또는 디테일링제를 분배하고, 그 후에 상기 융합 램프를 사용하여 상기 층 내의 축조 재료를 조사하고; 그리고
    제 4 패스에서 상기 제 1 캐리지를 상기 작업 영역 위에서 상기 제 2 방향으로 후진 이동시키는 동안, 상기 융합 램프를 사용하여 상기 층 내의 축조 재료를 조사하게 하는
    융합 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 다수의 연속하는 축조 재료의 층들을 위해, 층화, 조사 및 분배, 분배 및 조사, 및 조사의 시퀀스(sequence)를 반복하게 하는
    융합 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제 1 패스에서 상기 제 1 캐리지를 상기 작업 영역 위에서 상기 제 1 방향으로 이동시키는 동안, 축조 재료가 상기 물체 구조물 위에 층화되기 전에 상기 가열 램프를 사용하여 상기 물체 구조물을 조사하게 하는
    융합 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제 1 패스에서 상기 제 1 캐리지를 상기 작업 영역 위에서 상기 제 1 방향으로 이동시키는 동안, 축조 재료가 상기 물체 구조물 위에 층화되기 전에 상기 융합 램프를 사용하여 상기 물체 구조물을 조사하게 하는
    융합 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제 3 패스에서 상기 제 1 캐리지를 상기 작업 영역 위에서 상기 제 1 방향으로 이동시키는 동안, 상기 가열 램프를 사용하여 상기 층 내의 축조 재료를 조사하게 하는
    융합 방법.
  6. 적층 제조를 위한 융합 장치에 있어서,
    축조 재료를 작업 영역 위에 층화하는 층화 장치, 상기 작업 영역 내의 축조 재료를 가열하는 가열 램프 및 융합용 광(fusing light)으로 상기 작업 영역 내의 축조 재료를 조사하는 융합 램프를 운반하는 제 1 캐리지; 및
    융제를 분배하는 약제 디스펜서를 운반하는 제 2 캐리지를 포함하고,
    상기 제 1 캐리지 및 상기 제 2 캐리지는, 제 1 방향으로는 상기 제 1 캐리지가 상기 제 2 캐리지를 뒤따르고, 상기 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로는 상기 제 2 캐리지가 상기 제 1 캐리지를 뒤따르도록, 상기 작업 영역 위에서 동일한 이동 라인을 따라 전진 및 후진 이동 가능하고,
    상기 가열 램프 및 상기 융합 램프는, 상기 제 1 캐리지에서 상기 제 1 방향으로 상기 층화 장치의 하류측에 위치하는
    융합 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 캐리지는, 상기 제 2 캐리지가 상기 제 1 캐리지에 앞서거나 뒤따르는 일 없이 상기 작업 영역 위에서 전진 및 후진 이동할 수 있도록, 상기 작업 영역의 일 측면에 일시 보관(parking) 가능하고,
    상기 제 2 캐리지는, 상기 제 1 캐리지가 상기 제 2 캐리지에 앞서거나 뒤따르는 일 없이 상기 작업 영역 위에서 전진 및 후진 이동할 수 있도록, 상기 작업 영역의 다른 측면에 일시 보관 가능한
    융합 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 가열 램프는 제 1 색온도(color temperature)를 가지며, 상기 융합 램프는 상기 제 1 색온도보다 높은 제 2 색온도를 갖는
    융합 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 약제 디스펜서는 융제 및 디테일링제를 분배하는 것인
    융합 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 층화 장치는, 상기 제 1 캐리지가 상기 작업 영역 위를 지나갈 때에 축조 재료를 층화하는 전개 위치(deployed position)와, 상기 제 1 캐리지가 상기 작업 영역 위를 지나갈 때에 축조 재료를 층화하지 않는 후퇴 위치(retracted position) 사이에서 이동 가능한
    융합 장치.
  11. 프로세서 판독 가능 매체(processor readable medium)에 있어서,
    실행시에 적층 제조 기계용 융합 시스템으로 하여금,
    제 1 방향으로 이동하는 제 1 캐리지 패스에서, 축조 재료를 물체 구조물 위에 층화하여 축조 재료의 층을 형성하고,
    제 2 방향으로 이동하는 제 2 캐리지 패스에서, 상기 층 내의 축조 재료를 조사하여 축조 재료를 가열하고, 그 후에 상기 층 내의 축조 재료 상에 융제 및/또는 디테일링제를 분배하고,
    상기 제 1 방향으로 이동하는 제 3 캐리지 패스에서, 상기 층 내의 축조 재료 상에 융제 및/또는 디테일링제를 분배하고, 그 후에 상기 층 내의 축조 재료를 조사하여 축조 재료를 융합하고,
    상기 제 2 방향으로 이동하는 제 4 캐리지 패스에서, 상기 층 내의 축조 재료를 조사하게 하는
    명령을 구비하는
    프로세서 판독 가능 매체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 명령은, 다수의 연속하는 축조 재료의 층들을 위해, 층화, 조사 및 분배, 분배 및 조사, 및 조사의 시퀀스를 반복하기 위한 명령을 포함하는
    프로세서 판독 가능 매체.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 패스에서 축조 재료를 조사하기 위한 명령은 가열 램프를 사용하여 축조 재료를 조사하기 위한 명령을 포함하고,
    상기 제 3 패스에서 축조 재료를 조사하기 위한 명령은 융합 램프를 사용하여 축조 재료를 조사하기 위한 명령을 포함하고,
    상기 제 4 패스에서 축조 재료를 조사하기 위한 명령은 융합 램프를 사용하여 축조 재료를 조사하기 위한 명령을 포함하는
    프로세서 판독 가능 매체.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 패스에서 융합 램프를 사용하여 상기 물체 구조물을 조사하기 위한 명령을 포함하는
    프로세서 판독 가능 매체.
  15. 제 11 항의 프로세서 판독 가능 매체를 구현하는
    적층 제조 기계 컨트롤러.
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