KR102231549B1 - 3-차원 물체 프린터에서 색상 및 재료 속성 옵션을 제공하기 위한 방법 - Google Patents

3-차원 물체 프린터에서 색상 및 재료 속성 옵션을 제공하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

3-차원 물체를 제조하는 방법은 경도 식별자를 참조하여 3-차원 물체 프린터의 복수의 이젝터에서 제1 이젝터로서 제1 재료를 토출하도록 구성된 제1 이젝터를 선택하는 단계; 색상 식별자를 참조하여 복수의 이젝터에서 제2 이젝터로서 제1 재료의 경도와는 다른 경도를 갖는 제2 재료를 토출하도록 구성된 제2 이젝터를 선택하는 단계; 제1 재료로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제1 재료를 토출하도록 제1 이젝터를 동작시키는 단계; 및 제2 재료로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제2 재료를 토출하도록 제2 이젝터를 동작시키는 단계를 포함하고, 물체의 외측 층은 물체의 내측 부분의 적어도 일부를 둘러싼다.

Description

3-차원 물체 프린터에서 색상 및 재료 속성 옵션을 제공하기 위한 방법{METHOD FOR PROVIDING COLOR AND MATERIAL PROPERTY OPTIONS IN A THREE-DIMENSIONAL OBJECT PRINTER}
본 문서에 개시된 디바이스 및 방법은 3-차원 물체 인쇄에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 더 적은 총 재료로 더 많은 색상 및 재료 속성 옵션을 제공하기 위한 방법에 관한 것이다.
디지털 가법 제조(digital additive manufacturing)라고도 알려져 있는 디지털 3-차원 물체 제조는 디지털 모델로부터 가상적 어느 형상의 3-차원 고체 물체라도 제작하는 프로세스이다. 3-차원 물체 인쇄는 하나 이상의 이젝터 헤드(ejector head)가 부분을 쌓아 올리도록 재료를 퇴적시키는 가법 프로세스이다. 재료는 전형적으로는 일괄하여 부분을 형성하는 층들을 형성하도록 제어된 방식으로 이산 분량으로 퇴적된다. 재료의 최초 층은 기판 상에 퇴적되고, 그리고 후속 층은 이전 층의 상부 상에 퇴적된다. 기판은 이젝터 헤드에 상대적으로 이동될 수 있는 플랫폼 상에 지지되고 그래서 각각의 층이 인쇄될 수 있다; 플랫폼에 동작가능하게 연결된 액추에이터의 동작을 통하여 기판이 이동되든지, 또는 이젝터 헤드에 동작가능하게 연결된 액추에이터의 동작을 통하여 이젝터 헤드가 이동되든지 한다. 3-차원 물체 인쇄는, 컷팅 또는 드릴링과 같은 감법 프로세스에 의해 작업편으로부터의 재료의 제거에 대부분 의존하는, 전통적 물체-형성 기술과 구별될 수 있다.
관용적 3-차원 물체 인쇄 시스템에서는, 전형적으로 6개의 다른 적층 재료(build material)가 풀 컬러로 3-차원 물체를 인쇄하도록 사용된다. 많은 3-차원 물체 인쇄 시스템에서, 풀 컬러는 시안 적층 재료, 황색 적층 재료, 마젠타 적층 재료, 흑색 적층 재료, 백색 적층 재료, 및 투명 적층 재료를 필요로 한다. 다른 재료 속성(예컨대, 경도, 탄성, 가소성, 파단, 또는 유동학)으로 3-차원 물체를 인쇄하기 위해, 적층 재료의 전 세트는 재료 속성의 각각의 레벨에 대해 필요로 된다. 예컨대, 풀 컬러로 그리고 경도에서의 변화로 3-차원 물체를 인쇄하는 것이 가능하게 되는 인쇄 시스템은 보통 상당히 다수의 적층 재료 및 대응하여 다수의 이젝터 또는 이젝터 헤드를 필요로 한다. 예컨대, 풀 컬러로 그리고 경도에서의 6가지 변화로 3-차원 물체를 인쇄하는 것이 가능하게 되는 인쇄 시스템은 6개의 다른 색상의 각각에서 6개의 다른 경도 레벨을 갖는 적층 재료(즉, 36개의 다른 적층 재료)를 필요로 할 것이다. 결과로서, 그러한 인쇄 시스템의 비용은 매우 높을 수 있다.
그래서, 필요로 되는 다른 적층 재료의 수에서의 상당한 증가 없이 가변 경도뿐만 아니라 풀 컬러 영역도 제공할 수 있는 인쇄 시스템은 유익할 것이다. 비용 또는 하드웨어 복잡도에서의 다른 증가 없이 그러한 인쇄 시스템을 구현하는 것 또한 유익할 것이다.
3-차원 물체를 제조하는 방법이 개시된다. 방법은 경도 식별자를 참조하여 3-차원 물체 프린터의 복수의 이젝터에서 제1 이젝터로서 제1 재료를 토출하도록 구성된 제1 이젝터를 선택하는 단계; 색상 식별자를 참조하여 복수의 이젝터에서 제2 이젝터로서 제1 재료의 경도와는 다른 경도를 갖는 제2 재료를 토출하도록 구성된 제2 이젝터를 선택하는 단계; 제1 재료로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 플래튼(platen)으로 향하여 제1 재료를 토출하도록 제1 이젝터를 동작시키는 단계; 및 제2 재료로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제2 재료를 토출하도록 제2 이젝터를 동작시키는 단계를 포함하고, 물체의 외측 층은 물체의 내측 부분의 적어도 일부를 둘러싼다.
3-차원 물체 프린터가 개시된다. 3-차원 물체 프린터는 플래튼; 플래튼으로 향하여 재료를 토출하도록 구성된 복수의 이젝터로서, 복수의 이젝터에서의 각각의 이젝터는 다른 재료를 토출하도록 구성된 복수의 이젝터; 및 복수의 이젝터에 동작가능하게 접속된 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 경도 식별자를 참조하여 3-차원 물체 프린터의 복수의 이젝터에서 제1 이젝터로서 제1 재료를 토출하도록 구성된 제1 이젝터를 선택하고; 색상 식별자를 참조하여 복수의 이젝터에서 제2 이젝터로서 제1 재료의 경도와는 다른 경도를 갖는 제2 재료를 토출하도록 구성된 제2 이젝터를 선택하고; 제1 재료로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제1 재료를 토출하도록 제1 이젝터를 동작시키고; 그리고 제2 재료로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제2 재료를 토출하도록 제2 이젝터를 동작시키도록 구성되고, 물체의 외측 층은 물체의 내측 부분의 적어도 일부를 둘러싼다.
방법 및 프린터의 상기 태양 및 다른 특징은 수반 도면과 연관하여 취해지는 이하의 설명에서 설명된다.
도 1은 수많은 재료 소스를 필요로 하지 않고 프린터에 의해 형성되는 3-차원 물체에서 광범위한 영역의 색상 및 경도를 제공할 수 있는 3-차원 물체 프린터의 도면,
도 2는 도 1의 프린터에 의해 형성된 3-차원 물체의 도면,
도 3은 3-차원 물체 프린터를 동작시키는 방법의 도면, 및
도 4는, 도 3의 방법의 확장으로서, 3-차원 물체 프린터를 동작시키는 추가적 방법의 도면.
여기에서 개시된 방법 및 프린터에 대한 환경의 일반적 이해는 물론 또한 방법 및 프린터에 대한 상세를 위해, 도면을 참조한다. 도면에서, 유사한 참조 숫자는 유사한 요소를 가리킨다.
도 1은 3-차원 물체 프린터(100)를 도시한다. 프린터(100)는 플래튼(104) 및 적어도 하나의 이젝터 헤드(108)를 포함한다. 이젝터 헤드(108)는 물체(116)와 같은 3-차원 물체를 형성하기 위해 플래튼(104)의 표면(112)으로 향하여 적층 재료의 방울을 토출하도록 구성된 복수의 이젝터를 갖는다. 구체적으로, 이젝터 헤드(108)는 3-차원 물체를 형성하기 위해 적층 재료의 방울을 토출하도록 구성된 복수의 이젝터(120a-f)를 갖는다. 일부 실시형태에서, 이젝터 헤드(108)는 형성되고 있는 물체(116)에 대한 지지부를 형성하기 위해 왁스와 같은 지지 재료의 방울을 토출하도록 구성된 적어도 하나의 이젝터(120g)를 갖는다. 본 문서에서 사용될 때, "지지부"는 변형을 야기하는 적층 재료의 층류 또는 중력류 없이 물체의 일부에 대한 적층 재료의 층이 형성되는 것을 가능하게 하는 지지 재료의 하나 이상의 층을 의미한다. 이러한 지지 재료는 완성된 부분으로부터 추후 제거된다. 도 1에서 도시된 이젝터(120a-g)의 특정 배열은 예시적 목적을 위한 것에 불과하다. 일부 실시형태에서, 이젝터(120a-g)는 수 개의 로우 또는 칼럼으로 배열될 수 있고 그리고 별개의 하나 이상의 별개의 이젝터 헤드에 배열될 수 있다. 이젝터 헤드(108)는 플래튼(104)에 상대적으로 프로세스 방향(P), 크로스-프로세스 방향(CP), 및 수직 방향(V)으로 이동하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 프린터(100)는 플래튼(104) 및 이젝터 헤드(108) 중 하나 또는 양자를 서로에 대해 이동시키도록 구성된 액추에이터를 포함한다.
프린터(100)는 적어도 이젝터 헤드(108)에 동작가능하게 접속된 컨트롤러(124)를 포함한다. 컨트롤러(124)는 이미지 데이터에 대응하는 3-차원 물체를 플래튼 표면(112) 상에 형성하기 위해 이미지 데이터를 참조하여 이젝터 헤드(108)를 동작시키도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 이미지 데이터는 형성될 물체의 형상 및 크기를 표시하는 3-차원 모델을 포함한다. 3-차원 물체의 각각의 층을 형성하기 위해, 컨트롤러(124)는, 플래튼(104) 상에 재료의 방울을 토출하는 동안, 프로세스 방향(P)으로 1회 이상 이젝터 헤드(108)를 스윕하도록 프린터(100)의 액추에이터를 동작시킨다. 다수 패스의 경우에, 이젝터 헤드(108)는 각각의 스윕 사이에 크로스-프로세스 방향(CP)으로 시프트한다. 각각의 층이 형성된 후에, 이젝터 헤드(108)는 다음 층 인쇄를 시작하기 위해 수직 방향(V)으로 플래튼(104)으로부터 떨어진 쪽으로 이동한다.
프린터(100)가 풀 컬러로 3-차원 물체를 인쇄하는 것을 가능하게 하기 위해, 프린터(100)는 이젝터 헤드(108)에 동작가능하게 연결된 그리고 이젝터 헤드(108)의 이젝터(120a-g)에 다른 재료를 공급하도록 구성된 복수의 재료 공급기(128a-g)를 포함한다. 도시된 예시적 실시형태에서, 재료 공급기(128a)는 이젝터 헤드(108)의 적어도 하나의 이젝터(120a)에 투명 또는 투과 적층 재료를 공급한다. 재료 공급기(128b)는 이젝터 헤드(108)의 적어도 하나의 이젝터(120b)에 백색 적층 재료를 공급한다. 재료 공급기(128c)는 이젝터 헤드(108)의 적어도 하나의 이젝터(120c)에 흑색 적층 재료를 공급한다. 재료 공급기(128d)는 이젝터 헤드(108)의 적어도 하나의 이젝터(120d)에 시안 적층 재료를 공급한다. 재료 공급기(128e)는 이젝터 헤드(108)의 적어도 하나의 이젝터(120e)에 황색 적층 재료를 공급한다. 재료 공급기(128f)는 이젝터 헤드(108)의 적어도 하나의 이젝터(120f)에 마젠타 적층 재료를 공급한다. 마지막으로, 재료 공급기(128g)는 이젝터 헤드(108)의 적어도 하나의 이젝터(120a)에 왁스와 같은 지지 재료를 공급한다. 위에서 언급된 바와 같이, 도 1에서 도시된 이젝터(120a-g)의 특정 배열은 예시적 목적을 위한 것에 불과하다. 일부 실시형태에서, 재료 공급기(128a-g)의 각각은 하나 이상의 로우 또는 칼럼으로 배열된 복수의 이젝터에 공급하도록 구성된다.
부가적으로, 프린터(100)가 경도에서의 변화로 3-차원 물체를 인쇄하는 것을 가능하게 하기 위해, 재료 공급기(128a-f)는 다른 경도를 갖는 적층 재료를 공급한다. 여기에서 사용될 때, 용어 "경도"는 국한되는 것은 아니지만 탄성, 가소성, 점성, 점탄성, 강도, 취성/연성, 및 인성을 포함하는 재료와 관련된 하나 이상의 기계적 또는 유동학 속성은 물론, 또한 국한되는 것은 아니지만 전단 계수, 항복 강도, 응력-변형 곡선, 압축 강도, 전단 강도, 및 인장 강도를 포함하는 재료와 관련된 하나 이상의 수량화가능한 메트릭을 지칭한다. 구체적으로, 재료 공급기(128a-f) 중 적어도 하나는 다른 적층 재료와 다른 경도를 갖는 적층 재료를 공급한다. 일부 실시형태에서, 재료 공급기(128a-f)에 의해 공급되는 적층 재료의 각각은 다른 경도를 갖는다. 예컨대, 도시된 실시형태에서, 투명 또는 투과 적층 재료는 경도(A)를 갖는다. 백색 적층 재료는 경도(B)를 갖는다. 흑색 적층 재료는 경도(C)를 갖는다. 시안 적층 재료는 경도(D)를 갖는다. 황색 적층 재료는 경도(E)를 갖는다. 마지막으로, 마젠타 적층 재료는 경도(F)를 갖는다. 대안의 실시형태에서, 투명 또는 투과 적층 재료는 연질이며, 예컨대, 경도(A)를 갖고, 그리고 다른 적층 재료의 각각은 경질이며, 예컨대, 경도(B)를 갖는다. 적어도 하나의 적층 재료가 다른 적층 재료와 다른 경도를 갖는 한, 경도의 많은 다른 조합이 가능함을 주목한다. 부가적으로, 이들 예에서 사용될 때, 경도(A, B, C, D, E, F)는 각각의 재료의 경도를 정의하는 재료 속성의 구별되는 세트를 지칭한다. 일 실시형태에서, 경도(A, B, C, D, E, F)는 적어도 하나의 수량화가능한 메트릭에 따라 A로부터 F로 점진적으로 더 경질이다. 다른 실시형태에서, 경도(A, B, C, D, E, F)는 광범위한 영역의 경도가 달성되는 것을 가능하게 하는 어떤 다른 유익한 조합이다.
도 2는 이미지 데이터를 참조하여 프린터(100)에 의해 형성되는, 완구 차로서 예시된, 물체(200)를 도시한다. 물체(200)의 3-차원 모델 또는 유사한 데이터 세트에 부가하여, 이미지 데이터는 3-차원 모델과 연관된 색상 데이터 및 경도 데이터를 더 포함한다. 색상 데이터는 물체(200)의 외면 상의 복수의 위치 또는 영역과 연관된 복수의 색상 식별자를 포함한다. 각각의 색상 식별자는 컨트롤러가 시스템의 이젝터에 의해 토출되는 재료로 형성되고 있는 3-차원 물체의 일부에 그 식별된 색상을 산출하는 것을 가능하게 하도록 특정 색상을 식별시키는 데이터를 포함한다. 경도 데이터는 물체(200)의 하나 이상의 영역과 연관된 하나 이상의 경도 식별자를 포함한다. 각각의 경도 식별자는 컨트롤러가 시스템의 이젝터에 의해 토출되는 재료로 형성되고 있는 3-차원 물체의 일부에 그 식별된 경도를 산출하는 것을 가능하게 하도록 특정 경도를 식별시키는 데이터를 포함한다.
도시된 바와 같이, 물체(200)는 외측 층(208)에 의해 둘러싸여 있는 내측 부분(204)을 포함한다. 프린터(100)는 이미지 데이터의 경도 데이터를 참조하여 내측 부분(204)을 형성하도록 구성된다. 내측 부분(204)을 형성할 때, 사용되는 적층 재료의 특정 색상은 고려될 필요가 없다. 그보다, 프린터(100)는 특정 적층 재료의 경도를 고려하기만 하면 된다. 구체적으로, 프린터(100)는 내측 부분(204)이 경도 데이터의 경도 식별자에 대응하는 경도를 갖게 되도록 적층 재료 중 하나 또는 적층 재료 조합을 사용하여 내측 부분(204)을 형성하도록 구성된다.
예컨대, 일 실시형태에서, 물체(200)가 경도(C)를 가져야 한다고 경도 데이터가 표시하면, 그때 프린터(100)는 흑색 적층 재료가 경도(C)를 갖기 때문에 흑색 적층 재료로 물체(200)의 내측 부분(204)을 형성하도록 구성된다. 대안으로, 일 실시형태에서, 물체(200)가 경도(X)를 가져야 한다고 경도 데이터가 표시하면, 프린터(100)는 적합한 경도(X)로 내측 부분(204)을 형성하도록 선택되는, 경도(D)를 갖는 시안 적층 재료와 경도(B)를 갖는 백색 적층 재료의 혼합물과 같은, 적층 재료의 혼합물로 내측 부분(204)을 형성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 적층 재료는 내측 부분(204)이 경도 데이터의 경도 식별자에 대응하는 전반적 경도를 갖게 되는 비로 배합된다. 어느 적층 재료가 내측 부분(204)을 형성하는데 사용되는지 선택하기 위한 방법은 아래에서 더 상세히 논의된다.
유사하게, 프린터(100)는 이미지 데이터의 색상 데이터를 참조하여 외측 층(208)을 형성하도록 구성된다. 외측 층(208)을 형성할 때, 사용되는 적층 재료의 특정 경도는 고려될 필요가 없다. 그보다, 프린터(100)는 특정 적층 재료의 색상을 고려하기만 하면 된다. 구체적으로, 프린터(100)는 외측 층(208)이 색상 데이터의 복수의 색상 식별자에 대응하는 채색을 갖게 되도록 적층 재료 중 하나 또는 적층 재료 조합을 사용하여 외측 층(208)을 형성하도록 구성된다.
예컨대, 일 실시형태에서, 물체(200)의 일부가 솔리드 녹색 채색을 가져야 한다고 복수의 색상 식별자가 표시하면, 그때 프린터(100)는 시안 적층 재료와 황색 적층 재료의 배합물로 물체(200)의 외측 층(208)의 그 부분을 형성하여, 물체(200)가 녹색으로 나타나 보이게 초래하도록 구성된다. 다른 예로서, 일 실시형태에서, 물체(200)가 (완구 차의 차체에 대응하는 부분과 같은) 외면의 특정 부분에서는 적색이고 그리고 (완구 차의 바퀴에 대응하는 부분과 같은) 외면의 다른 부분에서는 흑색이어야 한다고 복수의 색상 식별자가 표시하면, 그때 프린터(100)는 황색 적층 재료와 마젠타 적층 재료의 배합물로 외측 층(208)의 적색 부분을 형성하고 그리고 흑색 적층 재료로 외측 층(208)의 흑색 부분을 형성하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 적어도 특정 색상에 대해, 프린터(100)는, 후에 색상 식별자에 대응하는 재료 또는 재료 배합물로 덮이는, 백색 적층 재료의 기저 층을 형성하도록 구성된다. 어느 적층 재료가 외측 층(208)을 형성하는데 사용되는지 선택하기 위한 방법은 아래에서 더 상세히 논의된다.
여기에서 설명된 방법을 사용하여, 프린터(100)는, 풀 컬러로 그리고 경도에서의 변화로, 물체(200)와 같은 물체를 형성하는 것이 가능하게 된다. 내측 부분(204)이 물체(200)의 체적의 대부분을 포함하므로, 내측 부분(204)의 경도는 본질적으로는 전체로서 물체(200)의 경도를 정의한다. 외측 층(208)은 내측 부분(208)을 둘러싸는 얇은 층으로서 형성된다. 그래서, 외측 층(208)을 형성하는데 사용된 적층 재료의 경도에 무관하게, 외측 층(208)은 여전히 유연하고 그리고 물체(200)의 전반적 경도를 실질적으로 바꾸지는 않는다. 유사하게, 외측 층(208)은 내측 부분(204)을 은폐하므로, 외측 층(208)의 채색만이 보이고 그리고 내측 부분(204)의 특정 채색은 시야로부터 숨겨진다.
일부 실시형태에서, 물체(200)는, 물체(200)의 질감을 정의하는, 얇은 오버코트 층(212)을 더 포함한다. 구체적으로, 일부 실시형태에서, 이미지 데이터는 3-차원 모델과 연관된 질감 데이터를 더 포함한다. 질감 데이터는 물체(200)의 하나 이상의 영역과 연관된 하나 이상의 질감 식별자를 포함한다. 각각의 질감 식별자는 컨트롤러가 시스템의 이젝터에 의해 토출되는 재료로 형성되고 있는 3-차원 물체의 일부 상에 그 식별된 질감을 산출하는 것을 가능하게 하도록 특정 질감을 식별시키는 데이터를 포함한다. 여기에서 사용될 때, 용어 "질감"은, 끈적거림, 꼬임, 거칠기, 또는 물결과 같은, 표면의 특정 품질을 정의하는 하나 이상의 메트릭 또는 기술자를 지칭한다.
일부 실시형태에서, 투명 또는 투과 적층 재료는 적층 재료의 나머지의 표면 질감과는 다른 대안의 표면 질감을 갖는다. 일 실시형태에서, 투명 적층 재료는 끈적거리는 또는 거친 표면 질감을 갖는 반면, 적층 재료의 나머지는 매끄러운 표면 질감을 갖는다. 프린터(100)는 질감 데이터를 참조하여 오버코트 층(212)을 형성할지 여부 및/또는 얼마나 많이 형성할지를 결정하도록 구성된다. 구체적으로, 물체(200)가 투명 적층 재료의 대안의 표면 질감을 가져야 한다고 질감 데이터가 표시하는 것에 응답하여, 프린터(100)는 대안의 표면 질감을 갖는 투명 적층 재료로 오버코트 층(212)을 형성하도록 구성된다. 물체(200)가 적층 재료의 나머지의 표면 질감을 가져야 한다고 질감 데이터가 표시하는 것에 응답하여, 프린터(100)는 오버코트 층(212)을 형성하지 않도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 프린터(100)는 중간 질감을 달성하기 위해 오버코트 층(212)의 부분적 코팅을 형성하도록 구성된다.
3-차원 물체 프린터를 동작시키기 위한 방법(300)이 도 3에서 도시된다. 방법의 설명에서, 방법이 소정 태스크 또는 기능을 수행하고 있다는 서술은 그 태스크 또는 기능을 수행하기 위해 프린터에서의 하나 이상의 컴포넌트를 동작시키거나 데이터를 조작하도록 프로세서 또는 컨트롤러에 동작가능하게 접속된 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장된 프로그래밍된 명령어를 범용 프로세서 또는 컨트롤러가 실행하는 것을 지칭한다. 위에서 언급된 프린터(100)의 컨트롤러(124)는 그러한 컨트롤러 또는 프로세서일 수 있다. 대안으로, 컨트롤러는 하나보다 많은 프로세서 및 연관된 회로 및 컴포넌트로 구현될 수 있으며, 그 각각은 여기에서 설명된 하나 이상의 태스크 또는 기능을 형성하도록 구성된다. 부가적으로, 방법의 단계는, 도면에서 도시된 순서 또는 단계가 설명되는 순서에 무관하게, 어느 실현가능한 연대순으로라도 수행될 수 있다.
방법(300)이 수행될 때, 그것은 경도 식별자를 참조하여 3-차원 물체 프린터의 복수의 이젝터에서, 제1 재료를 토출하도록 구성되는 제1 이젝터를 선택함으로써 시작된다(블록(304)). 구체적으로, 여기에서 상세히 설명된 실시형태에 대해, 컨트롤러(124)는 경도 데이터를 포함하는 이미지 데이터를 수신하도록 구성된다. 위에서 논의된 바와 같이, 경도 데이터는 형성될 물체의 하나 이상의 영역과 연관된 하나 이상의 경도 식별자를 포함한다. 컨트롤러(124)는 경도 데이터의 적어도 하나의 경도 식별자를 참조하여 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 하나의 이젝터를 선택 또는 식별하도록 구성된다. 물체의 다른 영역이 다른 대응하는 경도 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 각각의 영역에 대응하는 경도 식별자를 참조하여 각각의 다른 영역에 대해 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 하나의 이젝터를 선택하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 대응하는 경도 식별자와 같거나 그로부터 예정된 범위 또는 분산 내에 있는 경도를 갖는 적층 재료를 토출하는 이젝터를 복수의 이젝터(120a-f)에서 선택하도록 구성된다. 예컨대, 일 실시형태에서, 컨트롤러(124)는, 대응하는 경도 식별자(X)가 B와 같거나 B에 대한 예정된 범위 또는 분산 내에 있는 것에 응답하여, 경도(B)를 갖는 백색 적층 재료를 토출하는 이젝터(120b)를 선택하도록 구성된다. 위에서 논의된 바와 같이, 경도(B)는 본질적으로는 백색 적층 재료의 경도를 정의하는 하나 이상의 재료 속성 및 메트릭 세트에 대응한다. 대응하는 경도 식별자(X)는 경도(X)를 정의하는 하나 이상의 재료 속성 및 메트릭 세트를 식별시킬 수 있다. 프린터(100)는 경도(X)에 가장 근사하는 경도를 갖는 적층 재료를 토출하는 이젝터(120)를 선택하도록 구성된다.
방법(300)의 일부 실시형태에서, 제1 이젝터의 선택(블록(304))은 경도 식별자를 참조하여 복수의 이젝터에서 제1 이젝터 및 다른 이젝터를 선택하는 것을 포함하며, 다른 이젝터는 제1 재료와는 다른 다른 재료를 토출하도록 구성된다. 구체적으로, 컨트롤러(124)는 경도 데이터의 적어도 하나의 경도 식별자를 참조하여 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 2개의 이젝터를 선택 또는 식별하도록 구성된다. 물체의 다른 영역이 다른 대응하는 경도 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 각각의 영역에 대응하는 경도 식별자를 참조하여 각각의 다른 영역에 대해 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 2개의 이젝터를 선택하도록 구성된다. 더 구체적으로, 가용 적층 재료 중 어느 것도 대응하는 경도 식별자와 같거나 그 예정된 범위 또는 분산 내에 있는 경도를 갖지 않는 것에 응답하여, 컨트롤러(124)는 대응하는 경도 식별자와 같은 경도를 달성하기 위해 배합될 수 있는 적층 재료를 토출할 수 있는 적어도 2개의 이젝터를 복수의 이젝터(120a-f)에서 선택하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 복수의 이젝터(120a-f)에서 대응하는 경도 식별자보다 더 연질인 적층 재료를 토출하는 하나의 이젝터 및 복수의 이젝터(120a-f)에서 대응하는 경도 식별자보다 더 경질인 적층 재료를 토출하는 다른 이젝터를 선택하도록 구성된다. 예컨대, 일 실시형태에서, 컨트롤러(124)는, 경도(B)가 대응하는 경도 식별자(Y)보다 더 연질이고 그리고 경도(E)가 대응하는 경도 식별자(Y)보다 더 경질인 것에 응답하여, 경도(B)를 갖는 백색 적층 재료를 토출하는 이젝터(120b), 및 경도(E)를 갖는 황색 적층 재료를 토출하는 이젝터(120e)를 선택하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 선택된 이젝터는 복수의 이젝터(120a-f)에서 각각의 경도 식별자에 가장 가까운 경도를 갖는 적층 재료를 토출하는 2개의 이젝터이다. 예컨대, 일 실시형태에서, 컨트롤러(124)는, 경도(C, D)가 대응하는 경도 식별자(Y)에 가장 가까운 것에 응답하여, 경도(C)를 갖는 흑색 적층 재료를 토출하는 이젝터(120c), 및 경도(D)를 갖는 시안 적층 재료를 토출하는 이젝터(120d)를 선택하도록 구성된다. 위에서 논의된 바와 같이, 경도는 본질적으로는 각각의 재료의 경도를 정의하는 하나 이상의 재료 속성 및 메트릭 세트에 대응한다. 대응하는 경도 식별자(Y)는 경도(Y)를 정의하는 하나 이상의 재료 속성 및 메트릭 세트를 식별시킬 수 있다. 프린터(100)는 적합한 비로 함께 배합될 때 경도(Y)에 가장 근사하는 경도를 갖는 적층 재료를 토출하는 이젝터(120)를 선택하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 특정 경도를 달성하도록 사용되는 적층 재료의 특정 조합은, 각각의 적층 재료의 남아 있는 가용 공급기 또는 가용 적층 재료의 각각의 비용과 같은, 추가적 고려사항에 종속할 수 있다.
다음으로, 방법(300)은 색상 식별자를 참조하여 복수의 이젝터에서 제2 이젝터를 선택하는 것으로 계속되며, 제2 이젝터는 제1 재료의 경도와는 다른 경도를 갖는 제2 재료를 토출하도록 구성된다(블록(308)). 구체적으로, 여기에서 상세히 설명된 실시형태에 대해, 컨트롤러(124)는 색상 데이터를 더 포함하는 이미지 데이터를 수신하도록 구성된다. 위에서 논의된 바와 같이, 색상 데이터는 형성될 물체의 외면 상의 복수의 위치 또는 영역과 연관된 복수의 색상 식별자를 포함한다. 컨트롤러(124)는 색상 데이터의 적어도 하나의 색상 식별자를 참조하여 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 하나의 이젝터를 선택 또는 식별하도록 구성된다. 물체의 외면의 다른 영역이 다른 대응하는 색상 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 각각의 영역에 대응하는 색상 식별자를 참조하여 각각의 다른 영역에 대해 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 하나의 이젝터를 선택하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 대응하는 색상 식별자와 같은 색상을 갖는 적층 재료를 토출하는 이젝터를 복수의 이젝터(120a-f)에서 선택하도록 구성된다. 예컨대, 일 실시형태에서, 컨트롤러(124)는, 대응하는 색상 식별자가 색상 황색을 표시하는 것에 응답하여, 황색 적층 재료를 토출하는 이젝터(120e)를 선택하도록 구성된다.
방법(300)의 일부 실시형태에서, 제2 이젝터의 선택(블록(308))은 색상 식별자를 참조하여 복수의 이젝터에서 제2 이젝터 및 다른 이젝터를 선택하는 것을 포함하며, 다른 이젝터는 제2 재료와는 다른 다른 재료를 토출하도록 구성된다. 구체적으로, 컨트롤러(124)는 색상 데이터의 적어도 하나의 색상 식별자를 참조하여 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 2개의 이젝터를 선택 또는 식별하도록 구성된다. 물체의 외면의 다른 영역이 다른 대응하는 색상 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 각각의 영역에 대응하는 색상 식별자를 참조하여 각각의 다른 영역에 대해 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 2개의 이젝터를 선택하도록 구성된다. 더 구체적으로, 가용 적층 재료 중 어느 것도 대응하는 색상 식별자와 같은 색상을 갖지 않는 것에 응답하여, 컨트롤러(124)는 대응하는 색상 식별자와 같은 색상을 달성하기 위해 배합될 수 있는 적층 재료를 토출할 수 있는 적어도 2개의 이젝터를 복수의 이젝터(120a-f)에서 선택하도록 구성된다. 예컨대, 일 실시형태에서, 컨트롤러(124)는, 대응하는 색상 식별자가 색상 녹색을 표시하는 것에 응답하여, 시안 적층 재료를 토출하는 이젝터(120d), 및 황색 적층 재료를 토출하는 이젝터(120e)를 선택하도록 구성된다.
다음으로, 방법(300)은 제1 재료로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제1 재료를 토출하도록 제1 이젝터를 동작시키는 것으로 계속된다(블록(312)). 구체적으로, 여기에서 상세히 설명된 실시형태에 대해, 컨트롤러(124)는 (물체(200)의 내측 부분(204)과 같은) 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 물체의 내측 부분을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 물체의 다른 영역이 다른 대응하는 경도 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 물체의 내측 부분의 각각의 영역을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 물체의 내측 부분의 각각의 영역을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 경도 식별자(X)를 참조하여 이젝터(120b)가 선택된 위의 예에 대해, 컨트롤러(124)는 경도(X)에 가장 근사하는 경도(B)로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 백색 적층 재료의 방울을 토출하게 이젝터(120b)를 동작시키도록 구성된다.
방법(300)의 일부 실시형태에서, 제1 이젝터의 동작(블록(312))은 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제1 재료 및 다른 재료를 토출하도록 제1 이젝터 및 다른 이젝터를 동작시키는 것을 포함하며, 제1 재료 및 다른 재료는 경도 식별자에 대응하는 경도로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 혼합된다. 위에서 논의된 바와 같이, 가용 적층 재료 중 어느 것도 대응하는 경도 식별자와 같거나 그 예정된 범위 내에 있는 경도를 갖지 않으면, 대응하는 경도 식별자와 같은 경도를 달성하기 위해 배합될 수 있는 적층 재료를 토출하도록 다수의 이젝터가 선택된다. 구체적으로, 컨트롤러(124)는 물체의 내측 부분이 경도 식별자에 대응하는 경도를 갖게 되도록 각각의 적층 재료의 배합물로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 물체의 내측 부분을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 물체의 다른 영역이 다른 대응하는 경도 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 물체의 내측 부분의 각각의 영역이 각각의 경도 식별자에 대응하는 경도를 갖게 되도록 각각의 적층 재료의 배합물로 물체의 내측 부분의 각각의 영역을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 물체의 내측 부분의 각각의 영역을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 경도 식별자에 종속하는 비율로 적층 재료를 배합하게 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 하프-토닝 기법으로 적층 재료를 배합하게 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 경도 식별자(Y)를 참조하여 이젝터(120c) 및 이젝터(120d)가 선택된 위의 예에 대해, 컨트롤러(124)는 경도(Y)에 가장 근사하는 경도로 물체의 내측 부분을 형성하기 위해 흑색 적층 재료 및 시안 적층 재료의 방울을 토출하게 이젝터(120c) 및 이젝터(120d)를 동작시키도록 구성된다.
마지막으로, 방법(300)은 제2 재료로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제2 재료를 토출하도록 제2 이젝터를 동작시키는 것으로 계속되며, 물체의 외측 층은 물체의 내측 부분을 둘러싼다(블록(316)). 구체적으로, 여기에서 상세히 설명된 실시형태에 대해, 컨트롤러(124)는 (물체(200)의 외측 층(208)과 유사하게) 각각의 색상 식별자에 대응하는 채색으로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 물체의 외면의 다른 영역이 다른 대응하는 색상 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 각각의 색상 식별자에 대응하는 채색으로 물체의 외측 층의 각각의 영역을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 물체의 외측 층의 각각의 영역을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 황색 색상 식별자를 참조하여 이젝터(120e)가 선택된 위의 예에 대해, 컨트롤러(124)는 황색 채색으로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 황색 적층 재료의 방울을 토출하게 이젝터(120e)를 동작시키도록 구성된다.
방법(300)의 일부 실시형태에서, 제2 이젝터의 동작(블록(316))은 물체의 외측 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제2 재료 및 다른 재료를 토출하도록 제2 이젝터 및 다른 이젝터를 동작시키는 것을 포함하며, 제2 재료 및 다른 재료는 색상 식별자에 대응하는 색상으로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 혼합된다. 위에서 논의된 바와 같이, 가용 적층 재료 중 어느 것도 대응하는 색상 식별자와 같은 색상을 갖지 않으면, 대응하는 경도 식별자와 같은 경도를 달성하기 위해 배합될 수 있는 적층 재료를 토출하도록 구성되는 다수의 이젝터가 선택된다. 구체적으로, 컨트롤러(124)는 물체의 외측 층이 색상 식별자에 대응하는 채색을 갖게 되도록 각각의 적층 재료의 배합물로 물체의 외측 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 물체의 외측 층을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 물체의 외면의 다른 영역이 다른 대응하는 색상 식별자를 갖는 경우에, 컨트롤러(124)는 물체의 외측 층이 색상 식별자에 대응하는 채색을 갖게 되도록 각각의 적층 재료의 배합물로 물체의 외측 층의 각각의 영역을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 적층 재료를 토출하게 물체의 외측 층의 각각의 영역을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 색상 식별자에 종속하는 비율로 적층 재료를 배합하게 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 하프-토닝 기법으로 적층 재료를 배합하게 이젝터를 동작시키도록 구성된다. 녹색 색상 식별자를 참조하여 이젝터(120d) 및 이젝터(120e)가 선택된 위의 예에 대해, 컨트롤러(124)는 녹색 채색으로 외측 층을 형성하기 위해 시안 적층 재료 및 황색 적층 재료의 방울을 토출하게 이젝터(120d) 및 이젝터(120e)를 동작시키도록 구성된다.
3-차원 물체 프린터를 동작시키기 위한 방법(400)이 도 4에서 도시된다. 방법(400)은 방법(300)의 확장으로서, 물체의 표면 질감을 바꾸기 위해 물체의 외측 층 상에 투명 오버코트 층이 더 형성된다. 방법(400)은 질감 식별자를 참조하여 복수의 이젝터에서 제1 이젝터 및 제3 이젝터 중 하나를 선택하는 것으로 시작되며, 제1 이젝터 및 제3 이젝터 중 하나는 제1 재료 및 제3 재료 중 하나를 토출하도록 구성되고, 제1 재료 및 제3 재료 중 하나는 투명하고 그리고 제2 재료의 질감과는 다른 질감을 갖는다(블록(404)). 구체적으로, 여기에서 상세히 설명된 실시형태에 대해, 컨트롤러(124)는 질감 데이터를 포함하는 이미지 데이터를 수신하도록 구성된다. 위에서 논의된 바와 같이, 질감 데이터는 형성될 물체의 외면 상의 복수의 위치 또는 영역과 연관된 하나 이상의 질감 식별자를 포함한다. 컨트롤러(124)는 질감 데이터의 적어도 하나의 질감 식별자를 참조하여 복수의 이젝터(120a-f)에서 적어도 하나의 이젝터를 선택 또는 식별하도록 구성된다.
더 구체적으로, 일부 실시형태에서, 프린터(100)의 이젝터 중 적어도 하나는 (이젝터(120a)와 같은) 다른 적층 재료와는 다른 표면 질감을 갖는 투명 또는 투과 적층 재료를 토출하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 프린터(100)는 다른 적층 재료와는 다른 표면 질감을 갖는 투명 또는 투과 적층 재료를 토출하도록 구성된 수 개의 이젝터를 포함한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러(124)는 질감 데이터를 참조하여 오버코트 층을 형성할지 여부를 결정하도록 구성된다. 형성될 물체가 투명 적층 재료 중 하나의 대안의 표면 질감을 가져야 한다고 질감 데이터가 표시하는 것에 응답하여, 컨트롤러(124)는 대안의 표면 질감을 갖는 각각의 투명 적층 재료를 토출하게 구성된 이젝터를 선택하도록 구성된다. 예컨대, 이젝터(120a)에 의해 토출되는 투명 적층 재료가 거친 표면 질감을 갖고 그리고 질감 데이터는 물체가 거친 표면 질감을 가져야 한다고 표시하면, 컨트롤러(124)는 오버코트 층을 형성하기 위해 이젝터(120a)를 선택하도록 구성된다.
방법(400)은 물체의 외측 층 위에 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 제1 재료 및 제3 재료 중 하나를 토출하도록 제1 이젝터 및 제3 이젝터 중 하나를 동작시키는 것으로 계속된다(블록(408)). 구체적으로, 여기에서 상세히 설명된 실시형태에 대해, 컨트롤러(124)는 (물체(200)의 오버코트 층(212)과 유사하게) 각각의 질감 식별자에 대응하는 질감으로 물체의 오버코트 층을 형성하기 위해 플래튼으로 향하여 투명 적층 재료를 토출하게 오버코트 층을 형성하기 위한 선택된 이젝터를 동작시키도록 구성된다.
위에서 개시된 그리고 다른 특징 및 기능의 변종 또는 그 대안은 바람직하게는 많은 다른 다른 시스템, 응용 또는 방법으로 조합될 수 있음을 인식할 것이다. 거기에서 현재 예견하지 못하거나 예기하지 못한 다양한 대안, 수정, 변형 또는 개량은 당업자에 의해 후속하여 이루어질 수 있으며, 그 또한 이하의 청구범위가 망라하려는 의도이다.

Claims (10)

  1. 3-차원 물체 프린터로서,
    플래튼;
    상기 플래튼상에 형성될 물체의 층들을 형성하기 위하여 상기 플래튼을 향하여 재료의 방울을 토출하도록 구성된 복수의 이젝터로서, 상기 복수의 이젝터에서의 각각의 이젝터는 상이한 재료를 토출하도록 구성된, 상기 복수의 이젝터; 및
    상기 복수의 이젝터에 작동적으로 접속된 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    상기 플래튼상에 형성될 물체의 이미지 데이터를 수용하도록;
    상기 물체의 제 1 영역과 연관된 이미지 데이터에서 경도 식별자를 참조하여 3-차원 물체 프린터의 상기 복수의 이젝터에서, 제 1 재료를 토출하도록 구성된 제 1 이젝터를 선택하도록;
    상기 물체의 제 2 영역과 연관된 이미지 데이터에서 색상 식별자를 참조하여 상기 복수의 이젝터에서, 상기 제 1 재료의 경도와는 상이한 경도를 갖는 제 2 재료를 토출하도록 구성된 제 2 이젝터를 선택하도록;
    상기 제 1 재료로 상기 물체의 상기 제 1 영역의 적어도 일부를 형성하기 위해 상기 플래튼을 향하여 상기 제 1 재료를 토출하도록 상기 제 1 영역에 대응하는 이미지 데이터를 이용하여 상기 제 1 이젝터를 동작시키도록; 그리고
    상기 제 2 재료로 상기 물체의 상기 제 2 영역의 적어도 일부를 형성하기 위해 상기 플래튼을 향하여 상기 제 2 재료를 토출하도록 상기 제 2 영역에 대응하는 이미지 데이터를 이용하여 상기 제 2 이젝터를 동작시키도록 구성되고, 상기 제 2 재료로 형성된 상기 물체의 상기 제 2 영역의 일부는 상기 제 1 재료로 형성된 상기 제 1 영역의 일부를 덮는, 3-차원 물체 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 제 1 재료의 상기 경도가 상기 경도 식별자의 예정된 범위 내에 있는 것에 응답하여 상기 제 1 이젝터를 선택하도록 추가로 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 경도 식별자를 참조하여 상기 복수의 이젝터에서 상기 제 1 이젝터 및 다른 이젝터를 선택하도록 추가로 구성되고, 상기 다른 이젝터는 상기 제 1 재료의 경도와는 상이한 경도를 갖는 다른 재료를 토출하도록 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 제 1 재료의 상기 경도가 상기 경도 식별자보다 더 작고 그리고 상기 다른 재료의 상기 경도가 상기 경도 식별자보다 더 큰 것에 응답하여, 상기 제 1 이젝터 및 상기 다른 이젝터를 선택하도록 추가로 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 물체의 상기 제 1 영역의 일부를 형성하기 위해 상기 플래튼을 향하여 상기 제 1 재료 및 상기 다른 재료를 토출하도록 상기 제 1 이젝터 및 상기 다른 이젝터를 동작시키도록 추가로 구성되고, 상기 제 1 재료 및 상기 다른 재료는 상기 경도 식별자에 대응하는 경도를 갖는 상기 물체의 상기 제 1 영역의 일부를 형성하도록 혼합되는, 3-차원 물체 프린터.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 색상 식별자를 참조하여 상기 복수의 이젝터에서 상기 제 2 이젝터 및 다른 이젝터를 선택하도록 추가로 구성되고, 상기 다른 이젝터는 상기 제 2 재료의 색상과는 상이한 색상을 갖는 다른 재료를 토출하도록 구성되고, 상기 다른 재료 및 상기 제 2 재료의 색상은 상기 색상 식별자에 대응하는 색상과는 상이한, 3-차원 물체 프린터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 물체의 상기 제 2 영역의 일부를 형성하기 위해 상기 플래튼을 향하여 상기 제 2 재료 및 상기 다른 재료를 토출하도록 상기 제 2 이젝터 및 상기 다른 이젝터를 동작시키도록 추가로 구성되고, 상기 제 2 재료 및 상기 다른 재료는 상기 색상 식별자에 대응하는 색상을 갖는 상기 물체의 상기 제 2 영역의 일부를 형성하도록 혼합되는, 3-차원 물체 프린터.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 물체의 상기 제 2 영역을 덮는 상기 물체의 다른 영역과 연관된 질감 식별자를 참조하여 상기 복수의 이젝터에서 상기 제 1 이젝터 및 제 3 이젝터 중의 하나를 선택하도록 추가로 구성되고, 상기 제 1 이젝터 및 상기 제 3 이젝터 중의 하나는 상기 제 1 재료 및 제 3 재료를 토출하도록 구성되고, 상기 제 1 재료 및 제 3 재료는 투명하고 상기 제 2 재료의 질감과는 상이한 질감을 갖고,
    상기 물체의 상기 제 2 영역의 일부에 걸쳐 상기 다른 영역의 일부를 형성하기 위하여 상기 플래튼을 향하여 상기 제 1 재료 및 상기 제 3 재료 중의 하나를 토출하도록 상기 제 1 이젝터 및 상기 제 3 이젝터 중의 하나를 동작시키도록 구성되는, 3-차원 물체 프린터.
  9. 삭제
  10. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109016516B (zh) * 2018-07-17 2021-04-06 深圳森工科技有限公司 3d打印方法、装置和计算机可读存储介质
CN113347429B (zh) 2018-11-08 2023-06-23 Oppo广东移动通信有限公司 图像信号编码/解码方法及其设备
CN113320167A (zh) * 2021-05-27 2021-08-31 武汉科技大学 一种全彩色3d打印耗材的制备方法
CN113427761A (zh) * 2021-07-30 2021-09-24 北京化工大学 一种基于微流控原理的硬度可调控模型的3d打印装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015073301A1 (en) 2013-11-18 2015-05-21 Chang Kai-Jui Color or multi-material three-dimensional (3d) printing
US20150352839A1 (en) 2014-06-06 2015-12-10 Xerox Corporation System For Controlling Operation Of A Printer During Three-Dimensional Object Printing With Reference To A Distance From The Surface Of Object
WO2016044006A1 (en) 2014-09-16 2016-03-24 3D Systems, Inc. Fracturing a shell of a three-dimensional object
US20160096318A1 (en) 2014-10-03 2016-04-07 Disney Enterprises, Inc. Three dimensional (3d) printer system and method for printing 3d objects with user-defined material parameters
US20160135493A1 (en) 2013-05-24 2016-05-19 Natural Machines, Inc. Apparatus, method and system for manufacturing food using additive manufacturing 3d printing technology
US20160339635A1 (en) 2015-05-20 2016-11-24 Xerox Corporation Pin-actuated printhead

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01232024A (ja) * 1988-03-14 1989-09-18 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 光硬化性樹脂を用いた３次元模型の製造方法
US7875232B2 (en) 2008-07-31 2011-01-25 Siemens Hearing Instruments, Inc. Simultaneous negative cast and shell fabrication for custom hearing aids
GB2502295B (en) * 2012-05-22 2015-12-09 Mcor Technologies Ltd Colour 3-dimensional printing with 3D gamut mapping
US10052823B2 (en) * 2014-10-08 2018-08-21 Xerox Corporation System and method for test pattern formation during three-dimensional object printing
KR101646841B1 (ko) * 2014-11-14 2016-08-09 삼성에스디에스 주식회사 3차원 프린팅 제어 장치 및 방법
US9676952B2 (en) 2015-02-24 2017-06-13 Xerox Corporation 3D printing system comprising solid build ink comprising colorant
US10589466B2 (en) * 2015-02-28 2020-03-17 Xerox Corporation Systems and methods for implementing multi-layer addressable curing of ultraviolet (UV) light curable inks for three dimensional (3D) printed parts and components
JP2018008374A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 株式会社ミマキエンジニアリング 造形装置、造形方法、及び造形システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160135493A1 (en) 2013-05-24 2016-05-19 Natural Machines, Inc. Apparatus, method and system for manufacturing food using additive manufacturing 3d printing technology
WO2015073301A1 (en) 2013-11-18 2015-05-21 Chang Kai-Jui Color or multi-material three-dimensional (3d) printing
US20150352839A1 (en) 2014-06-06 2015-12-10 Xerox Corporation System For Controlling Operation Of A Printer During Three-Dimensional Object Printing With Reference To A Distance From The Surface Of Object
WO2016044006A1 (en) 2014-09-16 2016-03-24 3D Systems, Inc. Fracturing a shell of a three-dimensional object
US20160096318A1 (en) 2014-10-03 2016-04-07 Disney Enterprises, Inc. Three dimensional (3d) printer system and method for printing 3d objects with user-defined material parameters
US20160339635A1 (en) 2015-05-20 2016-11-24 Xerox Corporation Pin-actuated printhead

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