KR102264467B1 - 난용접성 소재 층 예열 적층 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적층되는 초고강도 난용접성 소재 층의 예열을 수행한 후 용융 적층하는 것을 반복 수행하여 3D 난용접성 소재 적층체를 제작하는 난용접성 소재 층 예열 적층 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 난용접성 소재를 공급하는 난용접성 소재 공급부; 상기 난용접성 소재로 조사되는 에너지 빔을 발생시키는 에너지 빔 발생부; 및 상기 기 생성된 난용접성 소재의 공급, 공급된 난용접성 소재 층의 기 설정된 예열 사이클 횟수에 따른 예열, 예열된 난용접성 소재 층의 용융 적층 공정을 제어하여 난용접성 소재 층을 적층시키는 제어부;를 포함하여 구성되는 난용접성 소재 예열 적층 장치를 제공한다.

Description

난용접성 소재 층 예열 적층 장치 및 그 방법{Hard-Welding Material Layer Preheat Additive Apparatus and The Method Thereof}
본 발명은 난용접성 소재의 고속 적층 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 초고강도 다공성 순수 티타늄 등의 난용접성 소재를 적층 성형하는 과정에서, 적층되는 난용접성 소재 층의 예열을 수행한 후 용융 적층하는 것을 반복 수행하여 3D 난용접성 소재 적층체를 제작하는 난용접성 소재 층 예열 적층 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래기술의 초내열성 난용접성 소재의 용융점 온도 분포 및 난용접성 정도를 나타내는 그래프이다.
도 1의 종래의 IN100, MarM76, Rene80, U700 pmA , U700pmB 또는 순수티타늄 등의 초내열성 난용접성 소재는 고융점을 가지는 것에 의한 낮은 용접성 및 높은 표면 장력으로 인해 용융 적층 시 균일하게 용융되지 않아, 3D 프린터를 이용하여 초고강도 다공성 순수 티타늄 구조체를 제조하는 경우, 티타늄 구조체의 부피가 크고, 밀도가 낮으며 이로 인해 강성이 저하되는 문제점을 가진다. 또한, 이러한 강성 저하의 문제를 해소하기 위해 저속으로 적층이 수행되는 경우 제품의 연속성이 감소하는 문제점을 가진다.
이에 따라, 순수 티타늄 등의 초고강도 고융점을 가지는 난용접성 소재의 3D 프린팅을 위하여, 대한민국 등록특허 제1780465호는 미세조직 제어가 가능한 3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형 방법을 개시하며, 대한민국 공개특허 제2004-0103920호는 고융점 금속 부품의 제조 및 회생을 위한 레이저 형성 및 용융에 의한 고융점 금속 및 합금 정련 기술을 개시하고 있으나, 상술한 종래기술들의 경우 도 1의 초내열성 난용접성 소재에 대한 3D 프린팅 적층 성형 시 발생하는 강도 저하 및 밀도 저하의 문제를 해결하지는 못하고 있다.
따라서 순수 티타늄 등의 초내열성 난용접성 소재를 3D 프린팅에 적용하여 초고강도 다공성 순수 티타늄 구조체 등의 다공성 구조체를 제조하는 경우, 구조체가 요구하는 강도를 가지지 못하는 문제점 또한 발생한다.
대한민국 등록특허 제1780465호 대한민국 공개특허 제2004-0103920호
따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 3D 프린팅 기술을 이용하여 난용접성 소재를 적층 성형하는 과정에서, 공급된 난용접성 소재 층을 예열한 후 다시 용융 적층을 수행하는 것에 의해 순수 티타늄 등의 난용접성 소재를 요구하는 밀도 및 강도를 다공성 구조체로 고속으로 적층 성형할 수 있도록 하는 난용접성 소재 예열 적층 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 난용접성 소재를 공급하는 난용접성 소재 공급부; 상기 난용접성 소재로 조사되는 에너지 빔을 발생시키는 에너지 빔 발생부; 및 상기 기 생성된 난용접성 소재의 공급, 공급된 난용접성 소재 층의 기 설정된 예열 조건에 따른 예열, 예열된 난용접성 소재 층의 용융 적층 공정을 제어하여 난용접성 소재 층을 적층시키는 제어부;를 포함하여 구성되는 난용접성 소재 예열 적층 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예의 상기 제어부는, 상기 기 생성된 난용접성 소재의 공급, 예열 및 용융 적층시키는 것을, 상기 난용접성 소재 층이 기 설정된 층으로 적층 형성될 때까지 반복 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 예열 조건은, 에너지 빔의 강도 720W ~ 850W, 스캔속도 4,500mm/s ~ 6,500mm/s, 초점 오프셋(Focus-offset) 45mA ~ 50 mA 또는 스캔 경로(cross scan) 중 하나 이상을 포함하는 예열 사이클 및 예열 사이클 수행 횟수(최대 20회)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 난용접성 소재의 예열은, 상기 난용접성 소재 층을 상기 난용접성 소재의 용융 온도의 30% 내지 70 %의 온도로 예열하도록 구성될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 기판 상에 난용접성 소재를 공급하여 난용접성 소재 층을 형성하는 난용접성 소재 층 형성 단계; 상기 난용접성 소재 층을 기 설정된 예열 조건으로 예열하는 난용접성 소재 층 예열 단계; 및 상기 예열된 난 용접성 소재 층을 용융시켜 적층 시키는 용융 적층 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 방법을 제공한다.
상기 난용접성 소재 층 예열 단계의 예열 온도는 적층된 난용접성 소재의 용융 온도의 30 % 내지 70 %의 온도인 것을 특징으로 한다.
상기 난용접성 소재 층 예열 단계의 상기 예열 조건은, 에너지 빔의 강도 720W~850W, 스캔속도 4,500mm/s ~ 6,500mm/s, 초점 오프셋(Focus-offset) 45mA ~ 50 mA 또는 스캔 경로(cross scan) 중 하나 이상을 포함하는 예열 사이클 및 상기 예열 사이클의 반복 수행 횟수를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 용융 적층 단계는, 상기 에너지 빔의 파워를 720W 내지 850W의 범위로 조절하여 조사하는 단계일 수 있다.
상기 용융 적층 단계는, 상기 에너지 빔의 스캔 속도를 4,500mm/s 내지 6,500mm/s 범위로 조절하여 조사하는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 3D 프린팅 기술을 이용하여 난용접성 소재를 적층 성형하는 과정에서, 난용접성 소재들이 공급되어 적층된 공급된 난용접성 소재 층을 용융 이전의 온도에서 기 설정된 예열 사이클을 가지는 예열을 반복 수행하는 것에 의해, 난용접성 소재의 용융을 용이하도록 하여, 난용접성 소재 3D 프린팅 제품의 품질을 향상시키면서도 난용접성 소재를 고속으로 적층 성형할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술의 초내열성 난용접성 소재의 용융점 온도 분포 및 난용접성 정도를 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 에너지 빔 발생부가 레이저 발생부(130)로 구성되는 난용접성 소재 예열 적층 장치(100)의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 에너지 빔 발생부가 전자 빔 발생부(230)로 구성되는 난용접성 소재 예열 적층 장치(200)의 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 난용접성 소재 예열 적층 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 5는 예열(a) 및 용융(b) 공정을 나타내는 도면.
도 6은 예열 사이클(LP cycle) 횟수별 적층체의 조직의 기공, 변형력(stress) 및 변형률(strain, 조직 영상을 나타내는 도면.
도 7은 예열 사이클(LP cycle) 횟수 및 상대 밀도에 따른 항복 강도 변화를 나타내는 그래프.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 에너지 빔 발생부가 에너지 빔으로서 레이저(L)를 조사하는 레이저 발생부(130)로 구성되는 난용접성 소재 예열 적층 장치(100)의 개략적인 구성도이다.
도 2와 같이, 상기 레이저 발생부(130)를 구비한 난용접성 소재 예열 적층 장치(100)는, 난용접성 소재 공급부(110), 하우징(120), 레이저 발생부(130), 조사되는 레이저(L)의 포커스 오프셋을 조절하는 제 1 포커스 오프셋 제어부(140), 난용접성 소재 조형물을 형성하는 조형 공간(150)이 중앙에 형성되고, 상부에 상기 하우징(120), 레이저 발생부(130) 및 제 1 포커스 오프셋 제어부(140)가 장착되는 테이블(T) 및 제어부(10)를 포함하여 구성된다.
상기 난용접성 소재 공급부(110)는 상기 하우징(120)의 외부에 난용접성 소재를 저장하는 저장부(111)가 형성되고, 하우징(120)의 내부로 노즐(113)이 연장 형성되어 기판(160)의 상부의 기 형성된 난용접성 소재 조형물(S) 형성을 위한 난용접성 층의 상부로 난용접성 소재를 공급하도록 구성된다. 이때, 상기 노즐(113)은 관형, 직사각형 등으로 난용접성 소재가 토출되는 단부에 난용접성 소재의 공급을 제어하도록 개폐되는 도어가 형성된다. 그리고 상기 기판(160)은 조형 공간(150) 내에서 승하강되도록 구성된다.
상기 하우징(120)은 레이저 발생부(130)와 제 1 포커스 오프셋 제어부(140) 및 테이블(T)을 외부와 격리시키는 함체로 구성된다. 이때, 상기 하우징(120)은 적층 성형되는 난용접성 소재 조형물의 관측을 위해 투명 소재로 형성될 수 있다.
상기 레이저 발생부(130)는 상기 하우징(120)의 내측 상부면에 장착되어, 난용접성 소재 공급부(110)를 통해 공급되는 난용접성 소재를 용융시키기 위한 레이저를 조사하도록 구성된다. 상기 레이저 발생부(130)는 720W 내지 850W의 범위의 파워를 가지고, 4,500mm/s 내지 6,500mm/s 범위의 스캔 속도로 레이저를 스캔 조사하도록 구성될 수 있다.
상기 제 1 포커스 오프셋 제어부(140)는, 위치 조절되는 다수의 렌즈(141) 배열을 포함하여 구성되어, 상기 레이저(L)의 초점 크기 및 초점 거리를 조절하는 것에 의해 포커스 오프셋을 조절하도록 구성된다. 상기 제 1 포커스 오프셋 제어부(140)는 상기 레이저(L)의 포커스 오프셋을 1 ~ 10 mA 범위로 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부(10)에 대하여는 도 3의 에너지 빔 발생부로 전자 빔 발생부(230)를 구비한 난용접성 소재 예열 적층 장치(200)의 구성의 설명 후에 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 에너지 빔 발생부가 에너지 빔으로서 전자 빔을 조사하는 전자 빔 발생부(230)로 구성되는 난용접성 소재 예열 적층 장치(200)의 개략적인 구성도이다.
도 3과 같이, 상기 전자 빔 발생부(230)를 구비한 난용접성 소재 예열 적층 장치(200)는, 난용접성 소재 공급부(110), 하우징(120), 전자 빔 발생부(230), 조사되는 전자 빔(E)의 포커스 오프셋을 조절하는 제 2 포커스 오프셋 제어부(240), 예열부(145), 난용접성 소재 조형물을 형성하는 조형 공간(150)이 중앙에 형성되고, 상부에 상기 하우징(120), 전자 빔 발생부(230), 제 2 포커스 오프셋 제어부(240) 가 장착되는 테이블(T) 및 제어부(10)를 포함하여 구성된다.
도 3의 난용접성 소재 예열 적층 장치(200)의 구성 중 난용접성 소재 공급부(110), 하우징(120), 기판(160) 및 테이블(T)은 도 2의 난용접성 소재 공급 장치(100)에 구성된 난용접성 소재 공급부, 하우징, 기판 및 테이블과 구성 및 작용이 동일하므로, 도 2와 동일한 도면부호를 사용하고 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 전자 빔 발생부(230)는 상기 하우징(120)의 내측 상부면에 장착되어, 난용접성 소재 공급부(110)를 통해 공급되는 난용접성 소재를 용융시키기 위한 전자 빔(E)을 조사하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 전자 빔 발생부(230)는 하우징(120)의 외부에서 내부로 인입되는 고전압 케이블이 연결되는 전극(231)과 음전위를 발생시키는 음극(233) 및 음극(233)과 일정 거리 이격되어 양전위를 발생시키는 양극(235)을 포함하여 구성되어, 음극(233)과 양극(235)의 사이의 전위차에 의해 전자들을 가속시켜 기판(160) 상에 공급되는 난용접성 소재로 전자 빔을 스캔 조사하도록 구성된다. 상술한 구성을 가지는 상기 전자 빔 발생부(230)는 720W 내지 850W의 범위의 파워를 가지고, 4,500mm/s 내지 6,500mm/s 범위의 스캔 속도로 전자 빔(E)을 스캔 조사하도록 구성될 수 있다.
상기 제 2 포커스 오프셋 제어부(240)는, 전자 빔(141)을 공급되는 난용접성 소재로 수렴시기키 위해 중앙부에 전자 빔(141)이 조사되도록 통형으로 형성되는 초점 포일(focus foil)(241)과 편향 코일(deflection coil)(243)을 포함하여 하우징(120)의 내부에서 상하로 승하강 가능하게 구성된다. 상술한 구성의 제 2 포커스 오프셋 제어부(240)는 편향 코일(243)에 공급되는 전류의 크기를 조절하여 자기장의 세기를 조절하며, 상하 승하강되는 것에 의해 전자 빔(E)의 포커스 오프셋을 조절하게 된다. 상기 제 2 포커스 오프셋 제어부(240)는 상기 전자 빔(E)의 포커스 오프셋을 1 ~ 10 mA 범위로 조절하도록 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3에서, 상기 제어부(10)는 상기 난용접성 소재 층의 적층을 위해, 기 생성된 난용접성 소재 층을 예열하고, 용융 적층하며, 상기 난용접성 소재 공급부(110)를 제어하여 용융 적층된 층의 상부에 다시 난용접성 소재를 공급하는 제어를 수행하도록 구성된다. 이때 공급된 난용접성 소재들의 층의 예열은 기 생성된 난용접성 소재 층을 난용접성 소재의 용융 온도의 30% 내지 70 %의 온도로 예열하도록 구성될 수 있다. 이때 공급된 난용접성 소재가 형성하는 층을 ‘난용접성 소재 층’이라 한다. 또한, 상기 제어부(10)는 상기 에너지 빔 발생부(레이저 발생부(130) 또는 전자 빔 발생부(230))와 상기 제 1 또는 제 2 포커스 오프셋 제어부(140. 240)를 제어하여 에너지 빔 발생부에서 조사되는 에너지 빔(레이저 또는 전자 빔)의 파워 및 포커스 오프셋을 조절하여 상기 난용접성 소재 층으로 조사하도록 하는 것을 포함하는 난용접성 소재의 적층을 위한 상기 레이저 난용접성 소재 예열 적층 장치(100, 200)의 구동을 제어하도록 구성된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 난용접성 소재 예열 적층 방법의 처리과정을 나타내는 도면이다.
도 4와 같이 본 발명의 다른 실시예의 난용접성 소재 예열 적층 방법은, 최초 난용접성 소재 층 형성 단계(S10), 예열단계(S20), 예열 종료 판단 단계(S30), 용융 적층 단계(S40) 및 상기 적층 종료 시까지 적층 과정을 반복 수행하는 단계(S50)를 반복 수행하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 최초 난용접성 소재 층 형성 단계(S10)에서, 난용접성 소재를 기판(160)으로 공급하여 난용접성 소재 층을 형성한다.
다음으로, 상기 예열단계(S20)에서 에너지 빔의 파워, 포커스 오프셋 및 스캔 속도를 조절하면서 레이저 또는 전자 빔 등의 에너지 빔을 상기 난용접성 소재 층에 조사하는 것에 의해 적층된 난용접성 소재 층을 기 지정된 예열 사이클과 예열 사이클 반복 횟수를 가지는 예열 조건으로 예열한다. 이때, 예열 온도는 적층된 난용접성 소재의 용융 온도의 30 % 내지 70 %의 온도일 수 있다.
이 후, 예열 사이클이 기 지정된 횟수로 수행되었는지를 판단하는 예열 종료 판단 과정(S30)을 수행하여 설정된 예열 사이클 횟수까지 예열을 반복 수행한다.
설정된 예열 사이클 횟수로 예열이 종료된 후에는, 상기 예열 단계(S20)에서 예열된 난용접성 소재 층에 높은 난용접성 소재의 용융 온도에 대응하도록 레이저 또는 전자 빔 등의 에너지 빔의 파워, 포커스 오프셋 및 스캔 속도를 조절하면서 레이저 또는 전자 빔 등의 에너지 빔을 예열된 난용접성 소재 층에 조사하여 용융 적층 시키는 용융 적층 단계(S40)를 수행한다.
도 5는 예열(a) 및 용융(b) 공정을 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)와 같이 예열 사이클 및 예열 사이클 반복 횟수를 포함하는 예열 조건을 설정한 후, 설정된 예열 사이클에 따른 예열을 반복 수행한다. 그리고 예열이 종료되면 도 5의 (b)와 같이, 예열된 난용접성 소재 층을 용융시켜 적층하는 용융 적층 단계(S40)를 수행하게 된다. 이때, 상기 예열 사이클에 포함되는 스캔 경로 또는 용융 적층 단계의 용융 에너지 빔 스캔 경로는, 가로와 세로 격자상으로 에너지 빔을 조사하는 스캔 경로 또는 중심으로부터 나선 궤도를 가지는 스캔 경로일 수 있다.
이 후, 용융 적층이 완료되었는지를 판단하는 적층 완료 판단 단계(S50)를 수행한다. 판단 결과 용융 적층이 완료 되지 않은 경우, 상기 난용접성 소재 층 형성 단계(S10)로 복귀하여 처리과정을 반복 수행한다. 이와 달리, 용융 적층이 완료되는 경우에는 난용접성 소재 예열 적층 방법의 처리과정을 종료하여 난용접성 소재의 적층에 의해 형성되는 초고강도 다공성 순수 티타늄 구조체 등의 초고강도 다공성 구조체를 제작하게 된다.
<실험예>
포커스 오프셋, 스캔속도, 예열 온도, 예열 사이클 및 예열 사이클 반복 수행 횟수를 가변시키며, 난용접성 소재로서 초고강도 다공성 순수 티타늄 소재를 본 발명의 실시예의 난용접성 소재 예열 적층 장치(100, 200)를 이용하여 다공성 순수 티타늄 구조체로 제작하고 품질을 측정하였다.
도 6은 예열 사이클(LP cycle) 횟수별 적층체의 조직의 기공, 변형력(stress) 및 변형률(strain), 조직 영상을 나타내는 도면이고, 도 7은 예열 사이클(LP cycle) 횟수 및 상대 밀도에 따른 항복 강도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 예열 사이클을 반복 수행함에 따라 초고강도 다공성 순수 티타늄 구조체를 구성하는 골격의 기공이 작아지며 밀도는 증가하였다. 그리고 조직 또한 치밀해 지는 것에 의해, 영률(E, young's modulus) 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 도 6의 상단의 예열 사이클(LP) 횟수별 기공 그래프에서 그래프에 포함되는 이미지는 기공(S)의 크기로서 S1은 300㎛ 이하, S2는 150㎛ 이하, S3는 100㎛ 이하인 것을 나타낸다. 또한, 도 6의 하단의 TEM 사진에서와 같이 예열 사이클 반복 횟수를 증가시키는 경우, 조직 내에서 β 상의 석출량이 예열 사이클 반복 횟수에 따라 증가하여 다공성 구조체의 강도를 더욱 증가시키는 것을 확인하였다. 또한, 도 7과 같이, 예열 사이클 횟수에 따라 밀도가 증가하면서 항복 강도 또한 증가하는 것을 확인하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제 1 난용접성 소재 예열 적층 장치
200: 제 2 난용접성 소재 예열 적층 장치
110: 난용접성 소재 공급부
120: 하우징
130: 레이저 빔 발생부
140: 제 1 포커스 오프셋 제어부
141: 렌즈
150: 조형 공간
160: 기판
230: 전자 빔 발생부
240: 제 2 포커스 오프셋 제어부
231: 전극
233: 캐소드
235: 애노드
L: 레이저 빔
E: 전자 빔
T: 테이블
S: 난용접성 소재 조형물

Claims (11)

  1. 난용접성 소재를 공급하는 난용접성 소재 공급부;
    상기 난용접성 소재로 조사되는 에너지 빔을 발생시키는 에너지 빔 발생부; 및
    상기 기 생성된 난용접성 소재의 공급, 공급된 난용접성 소재 층의 기 설정된 예열조건에 따른 예열, 예열된 난용접성 소재 층의 용융 적층 공정을 제어하여 난용접성 소재 층을 적층시키는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 난용접성 소재의 예열 조건은, 에너지 빔의 강도 720W~850W, 스캔속도 4500mm/s ~ 6500mm/s , 포커스 오프셋(Focus-offset) 45mA ~ 50 mA 또는 스캔 경로(cross scan) 중 하나 이상을 포함하는 예열 사이클 및 상기 예열 사이클의 복수의 반복 수행 횟수를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 난용접성 소재의 예열은, 상기 난용접성 소재 층을 상기 난용접성 소재의 용융 온도의 20% 내지 70 %의 온도로 예열하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기 생성된 난용접성 소재의 공급, 예열 및 용융 적층시키는 것을, 상기 난용접성 소재 층이 기 설정된 층으로 적층 형성될 때까지 반복 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에너지 빔 발생부는,
    720W 내지 850W의 에너지 빔을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에너지 빔 발생부는,
    상기 에너지 빔을 4,500mm/s 내지 6,500mm/s 범위의 스캔 속도로 스캔 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 장치.
  6. 삭제
  7. 기판 상에 난용접성 소재를 공급하여 난용접성 소재 층을 형성하는 난용접성 소재 층 형성 단계;
    상기 난용접성 소재 층을 기 설정된 예열 사이클로 예열하는 난용접성 소재 층 예열 단계; 및
    상기 예열된 난 용접성 소재 층을 용융시켜 적층 시키는 용융 적층 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 난용접성 소재층 예열 단계의 상기 난용접성 소재의 예열 조건은, 에너지 빔의 강도 720W~850W, 스캔속도 4500mm/s ~ 6500mm/s , 포커스 오프셋(Focus-offset) 45mA ~ 50 mA 또는 스캔 경로(cross scan) 중 하나 이상을 포함하는 예열 사이클 및 상기 예열 사이클의 복수의 반복 수행 횟수를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 난용접성 소재 층 예열 단계의 예열 온도는 적층된 난용접성 소재의 용융 온도의 30 % 내지 70 %의 온도인 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서, 상기 용융 적층 단계는,
    상기 에너지 빔의 파워를 720W 내지 850W 위로 조절하여 조사하는 단계인 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 용융 적층 단계는,
    상기 에너지 빔의 스캔 속도를 4,500mm/s 내지 6,500mm/s 범위로 조절하여 조사하는 단계인 것을 특징으로 하는 난용접성 소재 예열 적층 방법.
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