KR102386038B1 - 적층 가공 및 3d 프린팅된 재료의 지지체 제거를 위한 자기 수정 교반 공정 및 장치 - Google Patents

적층 가공 및 3d 프린팅된 재료의 지지체 제거를 위한 자기 수정 교반 공정 및 장치 Download PDF

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Abstract

3D 프린팅된 파트에 대해 지지체 재료를 제거하기 위한 공정으로서, 여기서 파트는 매체로 채워진 탱크에 배치되며, 지지체 제거는 펄스 반복 주기(PRI) 및 펄스 폭(PW)에 의해 규정된 사이클 타임의 관점에서 각각의 파라미터의 효율적인 사용을 최적으로 발생시키도록, 이력 데이터, 파라메트릭 시험 데이터, 일반적인 지지체 제거 데이터 및 다른 지지체 제거 AI 모델로부터의 출력을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는 인공지능 공정을 통해 다중 파라미터 시스템에서 최적화된다. 입력 파라미터는 가열, 순환, 초음파 및 화학 반응을 포함할 수 있으며, 이는 연속적 및/또는 동시에 사용되어 지지체 제거의 효율을 최적화한다. 연속적 및/또는 동시에 사용되는 가열, 펌프 순환 및 초음파는 적용 또는 강도가 다를 수 있다. 교반 수단의 선택은 지지체 제거 탱크로부터의 모니터링된 피드백 및 통계적인 동적 규칙 기반 시스템(SDRBS)의 적용에 따른다.

Description

적층 가공 및 3D 프린팅된 재료의 지지체 제거를 위한 자기 수정 교반 공정 및 장치
(관련 출원의 상호 참조)
본 출원은 2016년 10월 10일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/406,187호의 이익을 주장하며, 이 출원의 전체 내용은 본원에 참조로써 원용되고 도 8에 따른다.
본 발명은 일반적으로 미완성의 가공 파트로부터 지지체 재료를 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 3D 프린팅과 같은 적층 가공 기술을 사용하여 만들어지는 미완성 가공 파트에 대한 지지체 재료의 제거 공정을 최적화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
미완성 가공 파트는 가공을 위해 필수적이거나, 가공 공정의 필수 부산물이지만, 궁극적으로는 파트의 완성 형태에서 불필요한 부분을 포함할 수 있다. 이러한 부분은 본원에서 "지지체 재료" 또는 단지 "지지체"라고 지칭된다. 종래의 지지체 제거 기계에 있어서, 미완성의 3D 프린팅된 파트는 불필요한 지지체 재료를 제거하는 공정을 거쳐 완성된 파트를 제공한다. 이러한 일 공정에 있어서, 파트는 지지체 재료를 제거하기 위해 파트의 기계적 교반, 마모 및/또는 가열이 일어나는, 액체가 채워진 탱크에 배치된다. 액체를 이동시킴으로써(예: 펌프를 통해) 및/또는 초음파를 사용함으로써 기계적 교반이 발생할 수 있다. 그 외 이러한 공정에 있어서, 파트는 액체 스프레이로부터 가압되거나 지지체 재료를 녹이기 위해 화학 용제로 처리됨으로써, 파트의 완성된 형태를 남긴다. 일부 제거 공정에 있어서, 파트는 챔버에 배치되며, 펌프를 사용하여 챔버를 통해 유체를 순환시켜 파트를 기계적으로 교반하고, 한편 열원으로부터의 열이 유체 온도를 상승시킨다. 이러한 조건 하에서, 지지체 재료는 열적, 화학적, 기계적으로 또는 이들의 통상적인 방법 중 둘 이상의 조합을 통해 제거될 수 있다.
기존의 지지체 제거 방법은 특정 가공 파트에 대해 동작을 극대화시키도록 지지체 제거 속도를 최적화하지 못한다. 지지체 제거를 제어하는데 사용된 방법은 복잡하며, 연속하여 적용했을 때에도 상호 관련될 수 있다. 또한, 신속한 지지체 제거의 달성과 파트에 대한 잠재적 손상 사이에 트레이드오프 관계가 존재하는 경우가 있다. 지지체의 제거는 일반적으로 한 번에 하나 또는 두 개의 제거 방법을 사용하는 것으로 제한되어 왔거나, 각각의 제거 방법이 제어된 설정에 따라 독립적으로 평가되고 주기적으로 조절될 수 있는 별개의 제어 시스템에서 사용되어 왔다. 교반, 온도, 화학 및 유체 유동 등의 제거 방법 간의 상호관계는 일 유형의 제거 방법이 용이할 수 있거나 다른 제거 방법을 방해한다는 사실에도 불구하고 크게 무시된다.
또한, 미완성 가공 파트는 다양한 크기, 형상 및 재료로 이루어진다. 일부 제거 방법은 특정 크기, 형상 및 재료에 따라 다른 방법들보다 더 적합하다.
지지체 제거를 위한 종래의 기계 및 공정은 가열, 화학 처리 또는 마모 등의 특정 제거 방법의 과사용으로 인해 파트에 손상을 유발하기 쉽다. 예를 들면, 과도한 가열은 파트의 약한 부분을 악화시켜 궁극적으로 파트의 손상을 초래할 수 있다. 그리고, 초음파 교반의 사용은 파트가 위치한 매체의 상응하는 온도가 상승하는 일 없이 파트의 가열을 초래할 수 있다. 이는 예상치 못하게 불필요한 파트의 온도 상승을 초래하여 파트의 약한 부분에 손상을 초래할 수 있다. 요컨데, 서로 상호작용하는 수많은 방법으로 인해 악영향이 발생하여, 특정 파트에 대한 이러한 방법의 차선적 적용을 초래할 수 있다.
임의의 일 방법의 차선적 적용은 에너지 및/또는 시간의 비효율적인 사용으로 이어진다. 예를 들면, 초음파 교반을 과도하게 사용하면 과도한 열 생성을 초래할 수 있으며, 시스템이 보다 최적의 온도로 냉각되는 비가동 시간이 필요할 수 있고, 이는 시간이 소비되므로 효율이 떨어지는 공정을 야기한다. 비효율성은 파트로부터 지지체 재료를 완전히 제거하는데 너무 많은 시간이 소비되고, 및/또는 파트로부터 너무 많은 재료가 제거되고, 및/또는 파트의 표면 마무리를 손상시키는 형태로 나타날 수 있다. 효율에 대한 이러한 손실은 동작 비용을 증가시킨다.
비효율성에 대한 또 다른 예시는 파트를 손상시키거나 파트의 손상된 표면 마무리로 이어질 수 있는 교반의 차선적 적용이다. 교반의 강도가 너무 높은 경우 또는 교반이 너무 오랫동안 수행되는 경우, 지지체 재료는 완전히 제거될 수 있지만, 파트의 표면은 바람직하지 않은 정도까지 침식될 수 있다. 얻어지는 파트는 허용될 수 없어서 파트를 폐기하고 다시 시도해야 할 수 있다.
지지체 제거를 위한 종래의 기계의 사용으로부터 발생하는 문제점을 더 악화시키는 것은 제거 방법을 정밀하게 제어할 수 없다는 것이다. 종래의 기계는 사용자에게 온도, 화학적 pH 또는 교반 등의 특정 방법에 단순히 관여하거나 관여하지 않을 수 있는 능력을 제공하며, 이는 사실상 "온/오프 스위치"를 제공하는 것에 해당된다. 예를 들면, 교반을 이용하여 지지체 재료를 제거할 때, 순환 펌프는 통상적으로 100% 전력 또는 0% 전력으로 설정될 수 있다. 사용자의 선택을 단지 100% 또는 0%로 제한함으로써, 공정을 최적화할 수 없게 되고, 파트에 대한 손상 가능성이 증가할 수 있다.
소정의 기계에서 동시에 동작되는 다수의 지지체 제거 방법은 효율성을 더 높일 수 있다. 그러나, 지지체 제거 방법의 다수의 유형을 관리하는 종래의 방법은 현재 (a) 방법에 대한 랜덤 적용, (b) 방법에 대한 수동적 적용, 및 (c) 다양한 방법에 대한 시간 기반의 순서로 제한된다. 대부분의 경우에 있어서, 상기 방법은 미리 결정된 기준, 확립된 프로토콜, 순차적 방법, 시간 기반의 접근법, 오퍼레이터 판단 또는 그것의 조합에 기초하여 활성화되며, 지지체 재료의 무차별적 제거를 초래하고, 지지체 재료를 미완성된 파트로부터 제거해야 하는 정도를 적절하게 고려하지 못한다. 예를 들면, 오직 시간 기반의 방법만을 사용하는 마무리 작업장은 이러한 방법이 특정 기계에 사용될 수 있는 다양한 파트 및 재료로 인해 매우 비효율적이라는 점을 알 수 있다. 예를 들면, 시간 기반의 방법은 실행 시간이 적절하게 설정되지 않았거나 일부 다른 고정 파라미터가 특정 파트에 대해 너무 활동적이었던 경우에 전체 파트를 용이하게 분해할 수 있다.
지지체 제거 기계의 오퍼레이터는 적시에 지지체 재료를 제거하는 능력을 유지하면서 비선형 관계를 갖는 일부 상술한 공정 파라미터를 제어하는 어려운 과제에 직면한다. 이러한 문제점 이외에도, 다른 파트가 동일한 프로세서 조건에 다르게 반응할 수 있다는 사실이 존재한다. 열 소비율, 초음파 교반, pH, 파트의 회전 속도 또는 다른 양태를 동시에 최적화시키는 것은 가장 어려운 일이며, 오퍼레이터가 수동으로 행하는 것은 비현실적일 수 있다. 또한, 업계는 지지체 제거 기계 및 그들의 오퍼레이터에 대한 동작 조건에 상당한 제약을 부과하는 추가 제약을 부과할 수 있다.
효율성을 높이기 위해, 지지체 제거 기계는 오퍼레이터 경험, 설계 데이터, 일반 과학 원리 및 주기적 시험으로부터 작성된 규칙이 적용될 수 있다. 하지만, 이러한 규칙만으로는 오퍼레이터가 매일 겪을 수 있는 다양한 세트의 동작 조건을 수용할 수 없다. 또한, 시간 기반의 또는 랜덤 가변 파라미터 기반의 시스템만으로는 개별 파트 및 교반 방법의 복잡성으로 인해 최상의 옵션이 아닐 수 있다.
따라서, 종래 기술 또는 적층 가공 기술 중 어느 하나로부터 제조되는 파트에서 지지체 재료를 자동으로 제거하고, 공정의 특정 파라미터를 변경시킴으로써 공정을 규정된 시간 간격 동안 진행시킴에 따라 지지체 재료의 제거를 최적화하는 방법 및 장치에 대한 필요성이 오래전부터 있어 왔다.
본 발명은 미완성 가공 파트로부터 불필요한 재료를 제거하기 위한 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 방법은 복수의 제거 방법을 갖는 지지체 제거 기계의 동작을 최적화시키는 특징을 포함할 수 있다. 이러한 일 방법에 있어서, 동작 모델이 생성되어, 지지체 제거 기계의 동작을 제어하는데 사용될 수 있다. 그 모델은 지지체 제거 기계의 동작과 관련된 복수의 입력 파라미터로 제공될 수 있으며, 이러한 입력 파라미터를 사용하여 그 모델은 하나 이상의 출력 파라미터를 생성할 수 있다. 각각의 출력 파라미터는 지지체 제거 기계의 목표와 관련될 수 있다. 상기 방법은 하나 이상의 연속적인 시간 증분을 식별하기 위해 수행될 수 있고, 각각의 시간 동안, 증분은 하나 이상의 원하는 목표를 달성하기 위한 하나 이상의 결정을 내린다. 결정 중 적어도 하나는 지지체 제거 기계에 대응하고 모델에 기초한 동작에 대한 적어도 하나의 이산 변수와 관계된다. 지지체 제거 기계는 그 결정에 따라 동작될 수 있다.
예를 들면, 본 발명에 따른 이러한 일 방법에 있어서, 지지체 재료를 갖는 3D 프린팅된 파트는 액상 세정제로 채워진 탱크에 배치될 수 있다. 탱크 내의 초기 파라미터는 온도 및 pH를 포함하지만 이에 한정되지 않으며, 지지체 재료를 제거하기 위해 파트에 적용되어야 하는 에너지의 양 및 유형을 결정하는 특징을 가지며, 이에 사용될 수 있다. 지지체 제거 기계의 초기 파라미터는 오퍼레이터 경험, 정적 설계 데이터, 일반적인 열적 원리 및/또는 주기적인 시험에 기초할 수 있다. 예를 들면, 고체 또는 고밀도 물질은 중공 물체에 비해 더 많은 초기 가열 시간을 요구할 수 있다. 초기 설정은 유사한 물체에 대한 이전 경험 및 오퍼레이터에게 알려져 있는 열적 원리에 기초하여 예측될 수 있으며, 여기서 오퍼레이터는 사람이거나 컴퓨터 프로그램일 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 있어서, 대략 초기 예측된 온도 설정 부근의 온도 등의 초기 공정 파라미터는 사용자에 의해 선택될 수 있으며, 탱크 내의 효과는 완전한 공정을 위한 최적값을 결정하도록 시간 간격 동안 측정될 수 있다.
지지체 제거 구조를 갖는 파트가 탱크 내에 배치되면, 매체(예: 액체)가 탱크를 통해 유동하도록 펌프가 사용될 수 있다. 매체 유동은 매체 내의 하나 이상의 파트가 회전하고 및/또는 탱크 내의 일반적인 위치를 유지하게 할 수 있으며, 일정 시간 이후에 파트의 측정값이 취해질 수 있다. 이러한 측정값은 제거된 지지체 재료의 양, 또는 제거될 나머지 지지체 재료의 양을 포함할 수 있다. 탱크 내에 또는 탱크 부근에 장착된 센서는 이러한 측정값을 획득하는데 사용될 수 있다. 이들 측정값에 대응하여, 제거 공정 파라미터는 소망의 결과를 얻기 위해 변경 및/또는 조절될 수 있다. 복수의 이러한 측정값을 얻은 후, 지지체 제거 기계에 의해 수행되는 동작 파라미터의 특정 세트는 특정 파트에 대해 최적화될 수 있으며, 이러한 시스템은 그 특정 파트뿐만 아니라, 그것과 유사한 다른 파트에 대해서도 향후 지지체 제거의 보다 효율적인 제거를 달성하는 더 나은 예측을 가능하게 할 수 있다. 그렇게 함으로써, 동작 파라미터의 초기 예측이 보다 정확하게 이루어질 수 있으며, 이 방법에 대한 후속 변경 및/또는 파라미터에 대한 조절이 보다 작아질 수 있다.
특정 파트의 특성에 따라, 지지체 재료의 화학적 또는 열적 분해와 같은 바람직한 교반 방법이 사용될 수 있다. 하지만, 바람직한 방법을 적용하는 것이 차선일 때, 교반의 대안적인 방법이 바람직한 방법에 대한 다운 기간(down peiod) 동안에 활성화될 수 있다. 이러한 대안적인 방법이 공정의 효율을 증가시킨다면, 교반의 대안적인 방법은 규정된 시간 간격 이후에 결정된다. 바람직한 방법에 대한 이하의 다운 기간에, 본 발명의 지지체 제거 시스템은 온도와 같은 설계 파라미터의 상한에 다시 도달할 때까지 바람직한 방법으로 되돌아올 수 있으며, 그 결과 바람직한 방법은 다운 기간 동안 다시 비활성화된다. 설계 파라미터가 상한을 초과하면 상기 공정은 차선이 될 것이다. 지지체 제거 기계는 피드백을 수신하고 교반의 다른 방법을 대안적으로 비활성화시키기 위해 온도 및/또는 pH 센서를 포함할 수 있는 센서를 갖는다.
파트에 대한 손상을 제한하기 위해, 각각의 교반 방법을 모니터링하여 지지체 재료를 손상시키는 일 없이 파트를 남기면서 지지체를 최대한 제거한다. 특히 플라스틱 3D 프린팅된 파트에 대하여, 플라스틱 재료는 온도가 너무 높으면 변형될 수 있기 때문에, 파트의 온도 상승을 제한하기 위해 각각의 교반 수단을 모니터링하는 것이 중요하다. 기존의 지지체 제거 시스템과는 달리, 본 발명에서 다양한 교반 수단이 교반 알고리즘(AGA)의 피드백에 따라 연속적 또는 동시에 채용된다. 본 발명의 공정은 가열, 펌핑, 초음파 및 화학적 수단을 이용하여 지지체 제거를 향상시킨다. 초음파에 의한 교반은 지지체 재료의 바로 근처에서 세정제의 캐피테이션을 유발하지만, 화학 반응 및 펌핑은 상승 작용하여 지지체 재료의 제거를 촉진시킨다.
또한, 본 발명은 파트로부터 지지체 재료를 제거하는 방법을 폭넓게 포함하며, 이는 내부에 배치되는 매체를 갖는 챔버 내에 지지체 재료를 갖는 파트를 배치하는 단계, 제 1 시간 간격 동안에 매체의 제 1 파라미터의 세트를 설정하는 단계, 챔버 내의 파트를 볼 수 있도록 동작 가능하게 배치된 제 1 센서를 통해 제 1 시간 간격의 종료 전에 제 1 시간 간격에 걸쳐 제 1 파라미터를 갖는 매체가 지지체 재료에 부여하는 제 1 효과를 측정하는 단계, 상기 제 1 센서로부터 측정값을 분석하는 단계, 제 2 시간 간격 동안에 매체의 제 2 파라미터의 세트를 결정하는 단계, 제 2 시간 간격 동안에 매체를 제 2 파라미터에 맞춰 조절하는 단계, 상기 방법에 대한 실행 시간에 도달할 때까지 복수의 연속적인 시간 간격에 걸쳐 상기 방법을 반복하는 단계, 및 상기 방법에 대한 실행 시간에 도달한 후에 상기 챔버로부터 파트를 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 본 개시는 지지체 재료의 제거를 위한 장치를 폭넓게 기술하며, 이는 지지체 재료를 갖는 파트를 수용하도록 동작 가능하게 배치된 챔버, 챔버 내에 배치되며, 파트를 둘러싸는 매체, 챔버 내의 매체의 온도를 변경하도록 배치된 온도 제어 유닛, 챔버 내의 매체를 교반하도록 배치된 교반기, 챔버 내의 매체를 순환하도록 동작 가능하게 배치된 펌프, 매체의 제 1 파라미터의 세트를 검출하도록 동작 가능하게 배치된 제 1 센서, 및 제 1 센서와 통신 가능하게 연결되는 제어 유닛을 포함하고, 여기서 상기 장치의 동작시, 제 1 센서는 제어 유닛에 제 1 파라미터의 세트를 송신하며, 제어 유닛은 제 1 파라미터의 세트를 분석하여 매체의 제 2 파라미터의 세트를 결정하고, 제어 유닛은 온도 제어 유닛, 펌프 및 교반기에 제 2 파라미터의 세트를 출력한다.
또한, 본 개시는 파트로부터 지지체 재료를 제거하는 방법을 폭넓게 기술하며, 이는 챔버 내에 배치된 매체의 제 1 파라미터의 세트를 결정하는 단계, 지지체 재료를 갖는 파트를 제 1 시간 간격에 걸쳐 제 1 파라미터의 세트를 갖는 매체에 적용하는 단계, 제 1 시간 간격의 종료 전에 매체의 제 2 파라미터의 세트를 결정하는 단계, 지지체 재료를 갖는 파트를 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격에 걸쳐 제 2 파라미터의 세트를 갖는 매체에 적용하는 단계, 상기 방법에 대한 실행 시간에 도달할 때까지 복수의 연속적인 시간 간격에 걸쳐 상기 방법을 반복하는 단계, 및 상기 방법에 대한 실행 시간에 도달한 이후에 매체로부터 파트를 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 주목적은 지지체 제거 제어 시스템으로부터 획득한 이력 및 실시간 동작 데이터에 기초한 계산을 이용하는 지지체 제거 최적화 시스템, 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 언제 그리고 어느 지지체 제거 교반 구성요소가 활성화를 위해 선택되고 신호를 송신하는지를 최적으로 결정하는 지지체 제거 최적화 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 지지체 제거 기계의 동작을 최적화시키는 방법을 제공하는 것이며, 여기서 하나 이상의 결정이 적어도 하나의 연속적인 시간 증분 동안에 결정되고, 상기 결정 중 적어도 하나는 지지체 제거 교반 구성요소의 동작에 대한 이산 변수와 관련된다.
본 발명의 이들 및 그 외의 목적, 특징 및 이점은 도면 및 첨부된 청구범위를 고려하여 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 설명을 검토할 때 더 명백해질 것이다.
본 발명의 본질 및 동작 모드는 첨부된 도면과 함께 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 설명에서 보다 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 지지체 재료 제거 장치의 사시도이고;
도 2는 도 1에 도시된 지지체 재료 제거 장치의 측면도이고;
도 3a는 일반적으로 도 2의 선 3A-3A를 따라 취해진 지지체 재료 제거 장치의 단면도이고;
도 3b는 일반적으로 도 2의 선 3B-3B를 따라 취해진 지지체 재료 제거 장치의 단면도이고;
도 4는 도 3a에 도시된 지지체 재료 제거 장치 내에 배치된 내부 챔버의 사시도이고;
도 5는 본 발명에 따른 지지체 재료 제거 방법의 일반적인 동작의 개략을 도시하는 흐름도이고;
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 지지체 재료 제거 방법의 최적화를 설명하는 흐름도이고;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 지지체 재료 제거 방법의 최적화를 설명하는 흐름도이다.
우선, 서로 다른 도면 상의 동일 도면 번호는 본 발명의 동일하거나 기능적으로 유사한 구조적 요소를 식별하는 점을 이해해야 한다. 상기 개시된 양태에 한정되지 않는 점을 이해해야 한다.
또한, 본 발명이 특정 방법론, 재료 또는 변형에 한정되지 않고, 본 발명이 본원에 개시된 것과 다를 수 있음이 이해된다. 또한, 본원에 사용된 용어는 특정 양태를 설명하기 위한 목적이라는 점이 이해된다.
달리 규정하지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 동일한 임의의 방법, 장치 또는 재료가 방법 및 장치의 실시 또는 시험에 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
또한, 본원에 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 나열된 하나 이상의 요소 또는 조건이 포함되거나 발생될 수 있는 점을 나타내는데 사용되는 문법적 접속사를 의미하도록 의도된다. 예를 들면, 제 1 요소, 제 2 요소 및/또는 제 3 요소를 포함하는 장치는 이하의 구조적 배치: 제 1 요소를 포함하는 장치; 제 2 요소를 포함하는 장치; 제 3 요소를 포함하는 장치; 제 1 요소 및 제 2 요소를 포함하는 장치; 제 1 요소 및 제 3 요소를 포함하는 장치; 제 1 요소, 제 2 요소 및 제 3 요소를 포함하는 장치; 또는 제 2 요소 및 제 3 요소를 포함하는 장치 중 임의의 하나로서 이해되도록 의도된다.
또한, 본원에 사용되는 바와 같이, "최적화"라는 용어는 어떤 것(예: 설계, 시스템 또는 결정)을 가능한 한 완전히 완벽하고, 기능적이거나 또는 효과적으로 만드는 작용, 공정 또는 방법을 의미하도록 의도된다. 예를 들면, 최적의 공정은 공정이 동작하도록 허용된 파라미터 범위에서 상기 공정으로부터 가능한 최상의 결과를 달성할 것이다. 또한, 본원에서 사용된 바와 같이, "결정하는 단계"라는 용어는 센서로부터 정보를 수신하는 단계, 및 예를 들면 알고리즘에 따라 프로그래밍된 컴퓨터를 통해 출력을 생성하기 위해 그 정보를 사용하는 알고리즘을 실행하는 단계를 행하는 것을 의미하도록 의도된다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 지지체 재료 제거 장치(100)의 사시도이다. 지지체 재료 제거 장치(100)는 챔버부(102), 제어 유닛부(104), 제어 입력 스크린(106), 액세스 도어(108A, 108B 및 108C) 및 리드(110)를 광범위하게 포함한다. 챔버부(102) 내에 챔버(120)(도 3a에 도시됨)가 존재한다. 제어 유닛부(104) 내에 제어 유닛(140)이 존재한다. 제어 입력 스크린(106)은 사용자가 장치(100)에 의해 수행될 특정 동작 파라미터를 입력시킬 수 있도록 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 챔버부(102) 내에 배치될 수 있는 챔버(120)를 도시하며, 챔버부(102) 내의 것은 필터(122), 펌프(124), 압력 센서(130), 파트 센서(136), 냉각 유닛(138), 초음파 트랜스듀서(142)(도 3b에 도시됨), 가열 유닛(150)(도 4에 도시됨) 및 온도 센서(152)일 수 있다. 매체(154)는 챔버(120) 내에 동작 가능하게 배치된다. 매체(154)는 유체 또는 복수의 연마체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 펌프(124)는 챔버(120)의 둘레 주위의 위치에서 챔버(120)에 고정시키는 파이프(126)를 통해 챔버(120)에 연결될 수 있다. 이러한 배치 및 챔버(120)에 대한 파이프(126)의 적절한 배향으로, 매체(154)는 챔버(120) 내에 와류를 형성하도록 움직이게 할 수 있다. 이러한 와류는 제거되어야 하는 지지체 재료(162)를 갖는 파트(160)의 균일하고 완전한 혼합을 가능하게 한다. 지지체 재료의 균일한 제거 및/또는 표면 마무리를 보장하게 하기 위해, 매체와 균일하고 완전히 혼합된 파트(160)를 갖는 것이 바람직하다. 파트 센서(136)는 챔버부(102) 내에 동작 가능하게 배치될 수 있으며, 지지체 재료(162)의 모니터링을 포함하여 매체(154)가 파트(160)에 미치는 효과를 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 파트 센서(136)는 특정 시간 간격에 걸쳐 제거되는 지지체 재료(162)의 양을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 파트 센서(136)는 파트(160) 및 지지체 재료(162)의 열화 속도를 검출할 수 있는 광학 센서, 적외선 센서, 열 센서 또는 음향 센서일 수 있다. 냉각 유닛(138)은 임의의 적합한 냉각 장치일 수 있으며, 팬을 포함할 수 있다. 냉각 유닛(138) 및 가열 유닛(150)은 장치(100)의 동작 중에 챔버(120) 내의 매체(154)를 냉각 또는 가열시키는데 사용될 수 있다. 압력 센서(130)는 펌프(124)의 배출부에서 매체(154)의 압력을 검출하기 위해 챔버부(102)(도 3a에 도시된 바와 같이 파이프(126)와 동작 가능하게 연결됨) 내에 배치될 수 있다.
장치(100)의 제어 유닛부(104) 내에 제어 입력 스크린(106), 제어 유닛(140) 및 초음파 트랜스듀서(142)가 배치될 수 있다. 제어 입력 스크린(106)은 와이어(141)를 통해 제어 유닛(140)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 제어 유닛(140)은 펌프(124), 압력 센서(130), 파트 센서(136), 냉각 유닛(138), 가열 유닛(150), 초음파 트랜스듀서(142) 및 온도 센서(152)에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
도 3b는 일반적으로 도 2의 선 3B-3B를 따라 취해진 지지체 재료 제거 장치(100)의 단면도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 초음파 트랜스듀서(142)는 매체(154)를 교반시키기 위해 챔버(120)에 대해 장착 및 배향될 수 있다. 매체(154)를 적절하게 교반시키기 위해 다른 유형의 교반기가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 챔버(120)의 옆에 오버플로우 챔버(148)(도 3b에 도시됨)가 있다. 오버플로우 챔버(148)는 매체(154)가 챔버(120)로부터 유동하게 하지만 파트(160)가 챔버(120)를 벗어나는 것을 방지하도록 배치된다. 매체(154)는 위어(146)를 넘어 오버플로우 챔버(148)로 유동한다. 매체(154)가 위어(146)를 넘어 유동하면, 매체는 지지체 제거 공정 동안에 부서진 파트(160) 또는 지지체 재료(162)의 더 큰 조각을 걸러내는 필터링 스크린(144)을 통과한다. 오버플로우 챔버(148)로부터, 매체는 펌프(124)의 흡입부측까지 유동한다.
도 4는 챔버(120)의 사시도이다. 가열 유닛(150)은 챔버(120)에 고정될 수 있다. 온도 센서(152)는 가열 유닛(150) 뒤에 배치될 수 있으며, 챔버(120)에도 고정될 수 있다. 챔버(120)는 오퍼레이터가 챔버(120)에 파트를 배치시키는 개구(121)를 포함한다. 개구(121)는 챔버부(102)의 리드(110)(도 1에 도시됨)를 들어올림으로써 접근될 수 있다.
도 5는 지지체 재료 제거 방법의 동작을 일반적으로 설명하는 흐름도이다. 이러한 방법에 있어서, 파트(160)는 챔버(120) 내에 배치된다(200). 파트(160)는 주조, 단조 또는 사출 성형과 같은 종래의 가공 기술을 사용하여 제조될 수 있거나, 3D 프린팅과 같은 적층 가공 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 파트(160)는 일반적으로 본원에서 지지체 재료(162)라고 지칭되는 불필요한 재료를 포함하며, 이는 파트(160)의 단조로부터의 플래시 또는 기계가공으로부터의 버(burr)와 같은 가공 부산물인 경우가 있다. 파트(160)가 챔버(120) 내에 배치된 후, 펌프(124)를 활성화하여(202) 파트(160) 주위에서 매체(154)의 유동을 시작할 수 있다. 펌프(124)의 활성화(202)로 인해, 파트(160)는 챔버(120) 내에서 회전한다(204). 펌프(124)의 활성화(202)의 결과로서, 매체(154)에 형성될 수 있는 와류는 파트(160)의 표면 커버리지를 달성하기 위해 매체(154) 내에서 파트(160)를 회전시킨다. 파트(160)가 챔버(124) 내에서 회전하면, 초음파 트랜스듀서(142)가 활성화될 수 있다(206). 초음파 트랜스듀서(142)의 활성화(206)는 파트(160)로부터 지지체 재료(162)의 제거 속도를 증가시키기 위해 파트(160)를 둘러싸는 매체(154)를 교반한다. 매체(154)의 교반이 일어나는 동안, 파트(160)는 챔버(120) 내에서 계속 회전하여 매체(154)에 의해 파트(160)의 완전한 파트 커버리지를 보장한다. 상기 공정에서 불필요한 지지체 재료(162)를 제거한 후, 완성된 파트(160)가 챔버(120)로부터 제거된다(211).
도 6은 미완성 가공 파트로부터 지지체 재료를 제거하는 방법에 대한 일 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 사용자는 매체(154)로 채워진 챔버(120) 내에 파트를 배치한다. 단계 300에서, 사용자는 실행 시간, 온도 및 강도 레벨과 같은 전체 공정의 특정 파라미터를 선택한다. 강도 레벨은 지지체 재료(162)가 파트(160)로부터 얼마나 활동적으로 제거되었는지에 상관되는 요인이다. 강도 레벨을 선택함으로써, 대응되는 사전 선택된 설정이 초음파 교반 레벨 및/또는 펌프 압력, 및/또는 매체(154)의 온도 등의 제거 방법에 대해 자동으로 선택된다. 단계 300으로부터의 입력된 파라미터를 사용하면, 제어 유닛(140)은 이들 파라미터를 알고리즘 단계 301에 제공할 것이다. 단계 301에서, 알고리즘은 제거 방법이 상기 선택된 파라미터에 도달하는데 얼마나 빨리 증가하는지를 결정한다. 초음파 교반, 펌프 압력, 매체 pH 및 온도 모두가 파트(160)에 영향을 주기 때문에, 각각의 파라미터의 서로 간의 상호작용은 파라미터를 변경할 때 각각의 파라미터가 다른 파라미터에 영향을 줄 수 있는 정도를 알게됨으로써 가장 예측 가능한 공정을 만들기 위해 균형을 이룰 수 있다. 단계 300의 설정을 사용하면, 알고리즘 단계 301은 각각의 제거 방법이 특정 설정에서 수행되는 교반 레벨, 펌프 압력, 온도 및 시간 등의 각각의 제거 방법에 대한 시작점을 결정한다. 각각의 파라미터는 규정된 시간 간격에 걸쳐 서로 개별적으로 그리고 동시에 모니터링될 것이다. 예를 들면, 단계 302는 알고리즘 단계 301에 의해 결정된 강도 레벨로 온도를 설정하는 단계를 포함한다. 단계 304는 규정된 제 1 시간 간격에 걸쳐 단계 302로부터의 설정된 온도에서 공정을 실행하는 단계를 포함한다. 그리고, 단계 306에서, 온도가 체크된다.
유사하게, 단계 312는 알고리즘 단계 301로부터의 레벨로 초음파 교반을 설정하는 단계를 포함한다. 단계 314는 규정된 제 1 시간 간격에 걸쳐 단계 312로부터의 상기 설정된 교반 레벨에서 상기 공정을 실행하는 단계를 포함한다. 그리고, 단계 316에서, 교반 레벨이 체크된다.
단계 322는 알고리즘 단계 301로부터의 상기 레벨로 펌프 압력을 설정하는 단계를 포함한다. 단계 324는 규정된 제 1 시간 간격에 걸쳐 단계 312로부터의 상기 설정된 펌프 압력에서 상기 공정을 실행하는 단계를 포함한다. 그리고, 단계 326에서, 펌프 배출 압력이 체크된다.
또한, 단계 332는 알고리즘 단계 301로부터의 상기 레벨로 매체의 pH를 설정하는 단계를 포함한다. 단계 334는 규정된 제 1 시간 간격에 걸쳐 단계 332로부터의 상기 설정된 매체의 pH에서 상기 공정을 실행하는 단계를 포함한다. 그리고, 단계 336은 매체의 pH가 체크된다.
단계 306, 316, 326, 336이 체크되면, 매체의 온도, 교반 레벨, 펌프 배출 압력, pH에 대한 값이 알고리즘 단계 301로 보내어질 수 있으며, 여기서 온도, 교반 레벨, 펌프 압력 및 pH에 대한 제 2 파라미터의 세트가 결정될 수 있다. 제 2 파라미터의 세트를 사용하면, 상기 공정은 규정된 제 2 시간 간격에 걸쳐 다시 실행된다. 제 2 시간 간격이 제 1 시간 간격보다 짧을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 상기 공정은 공정이 종료되기 전에 복수의 시간 간격을 통해 실행될 수 있다. 이와 같이, 상기 공정은 반복적이며, 지정된 기간 내에 지지체 제거 공정을 최적화하도록 작동한다. 이러한 공정은 전반적으로 공정의 각각의 반복에 있어서 파라미터를 소망의 레벨에 근접하게 유지한다. 바람직한 실시형태에 있어서, 알고리즘 단계 301은 동일한 장치 및 방법을 사용하는 다른 파트에 실행되는 복수의 공정으로부터 작성된 파라미터 데이터베이스를 이용한다. 이들 파라미터의 분석은 특정 파트 공정에 대해 공정의 최적화를 허용할 수 있다.
도 7은 지지체 재료 제거 방법의 또 다른 실시형태를 도시하는 흐름도이다. 지지체 재료 제거 공정의 이러한 실시형태는 추가적인 단계 350이 포함되는 것을 제외하면 도 6에 도시된 공정의 제 1 실시형태와 유사하다. 단계 350은 지지체 재료가 제거되는 동안에 기계 내의 파트를 스캔하는 단계이다. 이러한 스캔하는 단계는 (a) 파트로부터 제거되는 지지체 재료의 양, (b) 파트 상에 남아있는 지지체 재료의 양, 또는 (c) (a)와 (b) 모두를 결정하는데 사용될 수 있다. 이러한 정보 또는 측정값은 공정에 대한 파라미터 레벨을 결정하는데 사용되는 데이터로서 알고리즘 단계 301로 전달될 수 있다. 단계 350으로부터의 측정값을 평가함으로써, 상기 공정이 하나 이상의 이전 시간 간격 동안에 얼마나 효과적이었는지에 따라 공정이 적용될 수 있을 것이다. 또한, 단계 350이 파트 상의 지지체 재료의 실시간 측정값일 수 있거나, 파트의 컴퓨터 이용 설계(CAD) 모델에 대한 평가일 수 있음을 이해해야 한다. 파트를 스캔하는 단계(350)에 의해 획득된 정보는 단계 301에서 알고리즘에 의해 사용되어 공정에 대해 선택된 파라미터를 보다 효율적으로 결정할 수 있다.
상술한 설명에서, 예시적인 실시형태가 설명된다. 따라서, 명세서 및 도면은 한정하는 의미보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
상기 개시된 발명의 다양한 양태 및 다른 특징 및 기능, 또는 그것의 대안이 다수의 그 외 상이한 시스템 또는 적용예에 바람직하게 조합될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 당업자에 의해 하기 특허 청구범위에 포함되는 것으로 의도되는 현재의 예측하지 못하거나 예상하지 못한 다양한 대안, 수정, 변경 또는 개선이 후속적으로 이루어질 수 있다.
100 지지체 재료의 제거 장치 102 챔버부
104 제어 유닛부 106 제어 입력 스크린
108A 액세스 도어 108B 액세스 도어
108C 액세스 도어 110 리드
120 챔버 121 개구
122 필터 124 펌프
126 파이프 130 압력 센서
136 센서 138 냉각 유닛
142 초음파 트랜스듀서 144 필터링 스크린
146 위어 148 오버플로우 챔버
150 가열 유닛 152 온도 센서
154 매체 160 파트
162 지지체 재료 200 배치 단계
202 활성화 단계 204 회전 단계
206 교반 단계 210 제거 단계
300 초기 파라미터 도입 단계 301 알고리즘 단계
302 온도 설정 단계 304 공정 실행 단계
306 온도 체크 단계 312 교반 레벨 설정 단계
314 공정 실행 단계 316 교반 레벨 체크 단계
322 펌프 압력 설정 단계 324 공정 실행 단계
326 펌프 압력 체크 단계 332 pH/액체 레벨 설정 단계
334 공정 실행 단계 336 pH/액체 레벨 체크 단계
350 스캔 단계
미국 특허 출원 제62/406,187호는 본 명세서의 일부이며, 이의 내용은 다음과 같다.
(발명의 명칭)
3D 프린팅된 파트에서 회전식 지지체 구조 제거를 위한 자기 수정 공정
(기술분야)
본 발명은 일반적으로 3D 프린팅된 파트를 위한 지지체 제거 기계 및 시스템의 동작에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 인공지능 기술을 사용하여 3D 프린팅된 파트를 위한 지지체 제거 기계의 동작을 최적화시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
(배경기술)
종래의 지지체 제거 유닛에 있어서, 3D 프린팅된 파트는 기계적 교반 및 가열되도록 액체로 채워진 탱크에 배치될 수 있고, 액체 스프레이로부터 가압되거나 지지체 재료를 녹이기 위해 화학적 용제로 처리되어, 완성된 파트만 남길 수 있다. 펌프는 액체의 유동, 흡입 및 압력을 생성하기 위해 탱크에 연결될 수 있으며, 따라서, 열원으로부터의 열이 지지체 재료의 제거를 위해 파트를 둘러싸는 유체의 온도를 증가시키는 동안에 파트를 회전시키거나 기계적으로 교반시킬 수 있다. 지지체 재료는 녹거나 그렇지 않으면 제거되어, 남아있는 파트만을 남긴다. 또한, 고압의 액체 스프레이는 파트로부터 지지체를 제거하는데 사용되어 왔다. 종례의 기계에 있어서, 지지체 제거는 열, 유체의 이동, 초음파 및 화학적 용해를 포함하는 기계의 파라미터를 변경시킴으로써 구현되어 왔다.
지지체 제거는 일반적으로 한 번에 하나의 지지체 제거 수단을 사용하는 것으로 제한되어 왔거나, 지지체 제거의 각각의 유형이 제어된 설정에서 주기적으로 평가되고 조절될 수 있는 별개의 제어 시스템을 가질 수 있는 시스템에서 사용되어 왔다. 상술한 다양한 공정에 의한 효율적인 지지체 제거 사이의 높은 상호관계는 기계의 파라미터를 동적으로 변경시키는 것과 제거 전략의 최적의 조합을 요구하여 최상의 이익을 얻는다. 그 기술은 파트의 변경된 크기, 형상 및 재료를 수용하도록 적용되는 것이 가장 좋으며, 노동력과 에너지 효율을 극대화시키기 위해 자동화되어야 한다.
종래의 지지체 제거에 대한 부정적 효과 중 하나는 열, 화학 처리 또는 마모와 같은 지지체 제거의 특정 기술의 과사용으로 인해 파트에 손상을 주는 것이다. 과도한 에너지 전달은 궁극적으로 파트에 손상을 초래할 수 있는 부서지기 쉬운 파트의 약화를 유발할 수 있다. 교반의 불리한 효과는 열과 같은 다수의 요인으로부터 발생하며, 종래 기술로 적용된 경우에 파트의 소정의 기하학 형상 및 재료의 유형에 대해 차선적 사용을 초래할 수 있다.
어느 한 교반 수단을 차선적으로 적용하면 비효율적인 에너지 사용을 초래한다. 예를 들면 열과 같은 하나의 수단을 과도하게 사용하면, 탱크가 보다 최적의 온도로 냉각되는 동안 비가동 시간이 필요할 수 있고, 공정의 효율을 낮춘다. 불충분한 양의 열은 지지체의 제거 시간의 연장을 초래한다. 이러한 효율의 저하는 더 높은 에너지 소비 및 노동력으로 전환되며, 동작 비용을 증가시키는 기계의 장기간 사용이 요구될 수 있다. 어느 한 교반 수단의 차선적 적용에 의해 야기된 또 다른 문제점은 파트에 잠재적 손상을 주는 것이다.
종래의 지지체 제거 기계 및 공정의 다른 양태는 오직 2개의 설정(즉, On, OFF)을 갖는 교반 수단인 특정 교반 수단을 사용하는 것이다. 예를 들면, 액체 탱크 내에서 열을 사용하여 지지체 재료를 제거하는 경우, 펌프는 통상적으로 100%의 전력 또는 0%의 전력으로 설정될 수 있다. 이러한 동작 유형은 최적화를 제한하고, 파트 손상에 대한 잠재성을 증가시킨다.
소정의 지지체 제거 기계에서 동시에 동작되는 3D 프린팅된 파트에 대한 다수의 교반 방법은 보다 높은 효율을 발생한다. 하지만, 지지체 제거 기계에서 교반의 다수 유형을 관리하는 종래의 방법은 현재 랜덤 수동, 수동적 순서, 시간 기반의 순서이다. 대부분의 경우에 있어서, 이러한 교반 수단은 소정의 기준, 확립된 프로토콜, 순차적 방법, 시간 기반의 접근법, 오퍼레이터의 판단 또는 그것의 조합에 기초하여 활성화된다. 이러한 방법은 제거 공정 도중에 파트의 형상이 변할 때 필요한 지지체 제거의 정도에 관계없이, 무분별한 파트의 지지체 제거를 초래한다. 시간 기반의 방법은 광범위한 파트 및 특정 지지체 제거 기계에 사용될 수 있는 재료로 인해 불충분하고, 따라서, 기준에 기초한 방법이 대부분의 경우에 대해 필요해 왔다.
종래의 지지체 제거 방법은 상대적인 파트의 형상 변화와 지지체 제거 기계의 성능을 극대화시키기 위해, 지지체 제거의 속도를 최적화하지 못한다.
지지체 제거의 목표는 용이하게 확인될 수 있다. 하지만, 지지체 제거의 효과는 동시에 및/또는 순차적으로 특히 하나 이상의 교반 수단이 사용되는 경우에 복잡하고 상호 관련된다. 신속한 지지체의 제거의 달성과 파트에 대한 잠재적 손상 사이에 다수의 상충관계가 존재한다.
지지체 제거 기계의 오퍼레이터는 상술한 바의 일부인 다수의 비선형의 목표로 어려움을 겪지만, 개별 파트의 서로 다른 세트로부터 지지체 재료를 제거하는 능력을 유지한다. 동시에 열 소비율, 초음파의 진폭 또는 주파수, pH, 파트의 회전 속도 또는 다른 조건을 최적화시키는 것은 어려우며, 오퍼레이터가 수동으로 행하는 것은 비현실적이다. 업계의 요구로 인해, 지지체 제거 기계는 동작 조건 및 세정제 유형에 상당한 변화의 대상이 된다.
효율을 증가시키기 위해, 기계는 오퍼레이터 경험, 정적 설계 데이터, 일반 열 원리 및/또는 주기적인 시험에 기초할 수 있다. 하지만, 규칙만으로는 매일 발생할 수 있는 다양한 세트의 동작 조건을 맞출 수 없다. 또한, 시간 또는 규칙 기반의 시스템만으로는 개별 파트과 교반 방법의 복잡성으로 인해 최상의 답이 아니다. 비동적 시스템이 효과적일 수는 있지만, 교반 공정을 제어하는 인공지능이 보다 효율적인 공정을 생성할 수 있다.
본 발명은 종래의 발명의 이러한 결점 및 그 외의 결점을 극복하는 통계적인 동적 규칙 기반의 시스템을 사용한 지지체 제거 기계의 동작을 최적화하는 방법을 제공한다.
(발명의 내용)
본 발명에 따르면, 복수의 교반 구성요소를 갖는 지지체 제거 기계의 동작을 최적화하는 방법이 제공된다. 본 방법은 지지체 제거 기계의 동작에 대한 모델을 생성하는 단계, 상기 모델은 지지체 제거 기계의 동작에 관련된 복수의 입력 파라미터를 수용하고, 상기 복수의 입력 파라미터에 응답하여 하나 이상의 출력 파라미터를 생성하는 단계, 여기서 각각의 상기 출력 파라미터는 지지체 제거 기계에 대한 목표에 관련되고, 하나 이상의 연속적인 시간 증분, 지지체 제거 기계에 대한 소망의 목표를 실현하는 하나 이상의 결정을 결정하는 단계, 여기서 적어도 하나의 상기 결정은 상기 모델에 기초한 지지체 제거 기계의 동작에 대한 적어도 하나의 이산 변수와 관련되고, 그리고 적어도 하나의 결정(D)에 따라 지지체 제거를 동작하는 단계를 포함한다.
본 개시에 기술된 공정에 있어서, 지지체 재료를 포함하는 3D 프린팅된 파트는 우선 액상 세정제를 갖는 탱크에 배치된다. 탱크 내 초기 파라미터는 파트에 적용되어야 하는 에너지의 양과 유형을 결정하는 것을 특징으로 하는 온도 및 pH를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 초기 파라미터는 오퍼레이터 경험, 정적 설계 데이터, 일반적인 열적 원리 및/또는 주기적인 시험에 기초할 수 있다. 예를 들면, 고체 또는 고밀도 물질은 방열판으로서 작용하며, 중공체에 비해 더 많은 초기 가열 시간을 요구할 수 있다. 초기 설정은 유사한 고체 또는 중실체에 대한 이전 경험 및 오퍼레이터에게 알려진 열 원리에 기초하여 예측될 수 있으며, 여기서 오퍼레이터는 사람이거나 컴퓨터 프로그램일 수 있다.
본 시스템에 있어서, 초기 예측되는 온도 설정의 주변 값은 랜덤하게 선택되며, 탱크 내의 효과는 실행에 대한 최적의 값을 결정하기 위해 시간 간격에 걸쳐 측정된다. 기계의 파라미터에 적용되는 값의 설정은 펌프 압력, 가열 적용 및 초음파 방사선을 포함하는 교반의 특정 수단의 최적의 지속 기간 또는 강도를 결정하기 위해 의사-랜덤 방식으로 생성된다. 각각의 파라미터의 초기 최적의 설정은 다양한 요인에 기초하여 예측되며, 지지체 제거 기계는 이들 값에 기초하여 초기에 절정될 수 있다.
지지체 제거 구조를 갖는 파트가 탱크 내에 배치되면, 펌프는 3D 프린팅된 파트의 위치를 회전 및/또는 유지시키기 위해 액체를 탱크를 통해 유동시키며, 시간 증분 이후에, 탱크 내의 센서로부터 측정값이 획득되고 본 개시의 시스템은 이에 대응하여 조절된다. 측정을 반복한 후, 본 시스템은 파트에 대해 더 맞춰지고, 더 정확하게 최적의 파라미터 선택을 예측할 수 있으며, 여기서 단계의 크기 또는 이상적인 파라미터 설정으로부터의 거리는 일반적으로 더 작아진다. 내장된 로직은 특정 파트에 대한 최적의 온도, 펌프 및 초음파 조건을 충족시킬 가능성이 더 높은 설정 값을 선택한다.
특정 3D 프린팅된 파트의 특성에 따라, 지지체 재료의 화학적 또는 열적 분해와 같은 바람직한 교반 방법이 사용될 수 있다. 하지만, 바람직한 방법을 적용하는 것이 차선일 때, 교반의 대안적인 방법이 바람직한 방법에 대한 다운 기간 동안에 활성화될 수 있다. 바람직한 방법에 대한 이하의 다운 기간에, 본 발명의 지지체 제거 시스템은 초과 지점이 다시 도달할 때까지 바람직한 방법으로 되돌아올 수 있으며, 그 결과 바람직한 방법은 "쿨 다운" 기간에 다시 비활성화된다. 지지체 제거 기계는 피드백을 수신하고 교반의 다른 방법을 대안적으로 비활성화시키기 위해 온도 및/또는 pH 센서를 포함할 수 있는 센서를 갖는다.
파트에 대한 손상을 제한하기 위해, 각각의 교반 방법은 온전한 구축 재료를 남기면서 지지체 제거를 극대화시키도록 모니터링된다. 특히 플라스틱 3D 프린팅된 파트에 대하여, 플라스틱 재료는 온도가 너무 높으면 변형될 수 있기 때문에, 파트의 온도 상승을 제한하기 위해 각각의 교반 수단을 모니터링하는 것이 중요하다. 종래의 지지체 제거 시스템과는 달리, 본 개시에 있어서 다양한 교반 수단은 교반 알고리즘(AGA)의 피드백에 따라 연속적 또는 동시에 이용된다. 본 개시의 공정은 지지체 제거를 향상시키는 가열, 펌프, 초음파 및 화학적 수단을 이용한다. 초음파 교반은 지지체 재료의 바로 그 근처에 세정제의 캐비테이션을 유발하지만, 화학 반응 및 펌프는 지지체 재료의 제거를 촉진시키도록 시너지 작용으로 동작할 수 있다.
본 발명의 이점은 지지체 제거 제어 시스템(들)으로부터 획득한 과거 및 실시간의 동작 데이터에 기초한 계산을 이용하는 지지체 제거 최적화 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 언제 그리고 어느 지지체 제거 교반 구성요소가 활성화를 위해 선택되고 신호를 송신하는지를 최적으로 결정하는 지지체 제거 최적화 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
발명의 또 다른 이점은 지지체 제거 기계의 동작을 최적화시키는 방법을 제공하는 것이며, 여기서 하나 이상의 결정이 적어도 하나의 연속적인 시간 증분 동안에 결정되고, 이러한 결정 중 적어도 하나는 지지체 제거 교반 구성요소의 동작을 위해 가변적인 파트에 관련된다,
이러한 및 그 외의 이점은 첨부 도면 및 첨부된 청구범위와 함께 바람직한 실시형태에 대한 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
(도면의 간단한 설명)
본 발명은 특정 파트 내의 물리적 형태 및 파트의 배치를 취할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 실시형태는 명세서에 상세하게 기술될 것이며, 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면에 도시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 지지체 제거 최적화 시스템의 흐름도이다.
도 2는 본 개시에 따른 지지체 제거 시스템의 일반적인 동작 개요를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 특정 파트에 대해 펌프 및 초음파로 동작하는 AGA의 일례를 도시한다.
도 4는 특정 파트에 대해 펌프 및 초음파로 동작하는 AGA의 일례를 도시한다.
(발명을 실시하기 위한 구체적인 내용)
본 개시의 공정에 관한 지지체 제거 기계의 바람직한 실시형태의 주 구성요소가 우선 간단히 기술될 것이다. 지지체 제거 기계는 파트를 수용하기 위해 액체 덩어리로 채워진 출력 탱크를 갖는다. 출력 탱크와 유체 연결된 펌프는 진동시키는 유압을 제공하며, 일반적으로 탱크의 중심 위치에서 3D 프린팅된 파트를 매달 수 있다. 탱크 전반에 걸쳐 특정 위치에 배치된 매니폴드는 적어도 하나의 파트가 매달리고 및/또는 고정될 수 있도록 액체의 유동을 회전시킨다.
바람직한 실시형태에 있어서, 탱크에 부착된 복수의 초음파 트랜스듀서는 파트를 조사하도록(interrogate) 에너지를 공급한다. 가열 유닛과 병용하는 경우, 지지체의 제거는 회전체에 대해 탱크 내에 접선 방향으로 배치된 초음파 트랜스듀서에 의해 개선되는 경우가 있다. 가열 유닛과 초음파 생성기는 함께 동작할 수 있다. 예를 들면, 초음파 생성기는 목표값에 도달하는데 최대 효율을 달성하기 위해 히터를 단속적으로 보완할 수 있다.
지지체 제거 기계는 연결된 2개의 탱크, 즉 출력 또는 파트를 포함하는 탱크와 입력 탱크를 포함한다. 출력 탱크로부터의 유체는 입력 탱크 내로 계속 유동한다. 입력 탱크의 액체 레벨은 출력 탱크의 액체 레벨보다 낮으며, 액체 덩어리가 에지를 통해 캐스케이딩하게 하여 액체 덩어리에 산소공급 및 냉각 모두를 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시형태에 대한 흐름도가 도시된다. 차트는 지지체 재료의 제거를 위한 공정의 상세한 설명을 제공한다. 첫 번째 단계는 입력 파라미터의 시작점을 결정하기 위해, 파트를 탱크에 배치하는 단계, 및 기계의 상태 또는 입력 파라미터를 측정하는 단계를 포함한다.
다음 단계는 최적화 또는 얼마나 많은 에너지가 시스템에 제공될 수 있는지를 특성화하는 단계를 포함한다. 이는 다양한 파라미터, 예를 들면, 펌프의 지속 시간에 대한 소정의 임계값 주변으로 랜덤값을 생성함으로써 수행된다. 다음 단계는 소정의 임계값에 도달하기 위해 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 초기의 시간 간격 이후에, 측정값은 소정의 임계값을 향한 진행을 결정하기 위해 측정된다. 히터의 동작 지속 시간은 특정 선택된 값으로 설정될 수 있으며, 이러한 범위 내의 랜덤값은 가열의 최적의 지속 시간을 결정하기 위한 초기 시간 주기 이후에 시험된다. 도 1 및 도 2에 도시된 구성이 본 발명의 실시형태를 도시하는 점 및 다수의 대안적인 구성이 본 개시와 관련하여 사용되는데 적합하다고 생각되는 점을 이해해야 한다.
센서/측정 시스템(들)은 후술되는 다양한 탱크의 파라미터를 감지하거나 측정한다. 시판되는 센싱 장치는 온도 센서 및 pH 센서를 포함하지만, 이에 한정되지 않으며, 여기서 온도 측정 시스템은 열전대, 음향, 레이저, 광 등에 기초할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 지지체 제거 최적화 시스템은 계산 엔진, 데이터 저장소, 옵티마이저, 선최적화 프로세서 및 후최적화 프로세서를 포함한다. 지지체 제거 최적화 시스템의 각각의 구성요소는 하기에 상세하게 기술될 것이다. 본 개시의 신규한 특징은 다수의 입력 파라미터가 지지체 제거를 위한 에너지를 최적화시키기 위해 함께 동작하는 것이다.
성능 계산 시스템은 "효율 기준 지수(ERL)"를 생성하기 위해 전체 또는 부분적인 열 소비율 계산 또는 효율을 결정하는 컴퓨터 또는 수동으로 수집된 데이터 시스템이다.
지지체 제거 최적화 시스템, 도 1에 도시된 그것의 일 실시형태는 별개의 프로그램 모듈일 수 있는 데이터 획득 프로그램을 사용하여 탱크로부터 데이터를 획득할 수 있다. 특히, 지지체 제거 장치 제어 시스템(들)은 하나 이상의 지지체 제거 구성요소(들)에 대한 파라미터(예: 온도, pH, 지속 시간, 시간 등)의 세트에 존재하는 데이터를 지지체 제거 최적화 시스템에 제공한다. 지지체 제거 장치 제어 시스템(들)은 히터 제어 시스템, 펌프 제어 시스템, 초음파 제어 시스템 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
지지체 제거 최적화 시스템은 자체적으로 계산될 수 있거나, 지지체 제거 이벤트에 존재하는 상술한 임의의 시스템으로부터 정보 및 데이터를 획득할 수 있다.
지지체 제거 최적화 시스템은 지지체 제거 구성요소 제어 시스템(들)과 조합하여 작동하고 이들의 동작에 지능적으로 영향을 미치는데 이용될 수 있다. 지지체 제거 제어 시스템(들)은 하나 이상의 지지체 제거 구성요소에 대해 지지체 제거 최적화 시스템으로부터 활성화 신호(On/Off), 알림 또는 보고(후술되는 기준 탱크 파라미터에 실행됨)를 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 지지체 제거 구성요소를 활성화시키는 실제 행위는 관련된 지지체 제거 제어 시스템(들)에 의해 여전히 수행되지만, 어떤 지지체 제거 구성요소(들)이 활성화되는지, 그리고 지지체 제거 구성요소가 활성화되는 것이 지지체 제거 최적화 시스템에 의해 언제 결정되는지를 결정한다.
지지체 제거 구성요소 제어 시스템(들)이 지지체 제거 최적화 시스템과 직접 통신할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 유사하게, 센서/측정 시스템, 성능 계산 시스템 및 데이터 이력과 같은 하나 이상의 다른 탱크 데이터 소스의 기능은 별개로 존재할 수 있거나, 다른 탱크 데이터 소스 또는 다른 시스템 구성요소 중 하나의 파트로서 조합될 수 있다. 실제 구성은 지지체 제거 기계에 대해 구체적일 것이라는 점이 이해될 것이다.
바람직한 실시형태의 지지체 제거 AI-기반의 모델은 통계적으로 동적 규칙 기반의 시스템(SDRBS)(100)이며(도 1에 도시됨), 입력 파라미터를 수신하고 출력 파라미터를 생성한다. 입력 파라미터는 탱크(입력) 파라미터에 관련된 파라미터값을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 출력 및 입력 파라미터는 내부 및 외부 요소 모두를 갖는다. 각각의 입력 파라미터는 제어 가능한 가변 가능성으로 분류될 수 있다. 제어 가능한 변수는 지지체 제거 기계의 오퍼레이터에 의해 제어될 수 있는 변수이다.
제어되지 않는 입력 파라미터는 파트의 열 소비율을 극대화시킴으로써 최적의 효율적인 지지체 제거를 생성하기 위해, 제어 가능한 변수로 조절되어야 하는 파트 및 파트의 특징을 포함하여, 지지체 제거의 효율을 극대화시킨다. 출력은 파트의 열 소비율 및 지지체 재료의 차후 감소를 포함한다.
본원에 기재된 지지체 제거 AI 입력 및 출력 파라미터는 본 발명을 설명하기 위한 입력 및 출력 파라미터 모델의 예시적인 세트일 뿐이라는 점, 및 입력 및 출력 파라미터 모델의 실제 세트는 기계의 특성일 수 있다는 점을 이해해야 한다.
지지체 제거 AI 모델은 지지체 제거 동작, 파라미터 시험 및/또는 이력 데이터를 사용하여 트레이닝된다. 트레이닝 공정은 입력 파라미터의 반복 시험에 기초한 조절하는 단계를 포함한다. 이와 관련하여, 지지체 제거 AI 모델은 입력 파라미터에 기초하여 출력 파라미터를 예측하도록 트레이닝된다. 따라서, 하기에 상세하게 기술되는 바와 같이, 개발된 지지체 제거 AI 모델은 규정된 구속조건 내에서 소망의 목표를 달성하기 위해 입력 파라미터의 적절한 조절을 걸정한다.
본 개시의 지지체 제거 공정이 지지체 제거 세정제, 온도, 압력, 열 소비율과 다른 파라미터 사이의 복잡한 관계가 효과적으로 모델링되도록 하는 점을 이해해야 한다. 모델링은 이력 데이터, 파라미터 시험의 데이터, 일반적인 지지체 제거의 데이터, 다른 지지체 제거 AI 모델로부터의 출력 또는 그들의 조합을 사용하여 개발된다.
관련된 입력 파라미터에 대한 최적화 구속조건 이외에도 열 소비율과 같은 지지체 제거 AI 모델 출력 파라미터에 대한 '목적 함수'(관계)는 사용자에 의해 구성될 수 있거나, 기계 및 장비 설계 조건, 다른 시스템 데이터, 다른 AI 모델, 열적 원리, 공학적 지식, 운영 경험, 확립된 정책 및/또는 탱크 데이터 소스로부터 동적으로 획득한 기계 동작 정보(데이터값)에 기초하여 실시간으로 조절될 수 있다.
본 발명에 따르면, 탱크 데이터 소스로부터의 데이터 및 다른 시스템 구성요소, 탱크 파라미터 또는 그들의 조합은 (a) 어떤 지지체 제거 구성요소가 활성화되고 언제 지지체 제거 구성요소가 활성화되는지를 결정하고, (b) 본 발명의 인공 기술을 사용하여 다양한 탱크 파라미터에 대한 최적의 기준/설정 지점을 얻는데 사용된다.
선최적화 프로세서는 교반 알고리즘/옵티마이저의 구성을 동적으로 변경하고 시험할 수 있는 선 처리 동작을 수행한다. 따라서, 다양한 동작의 구속조건, 실시간 이벤트 및 트리거 조건(trigger condition)이 고려된다. 예를 들면, 선최적화 프로세서는 어떤 입력 파라미터가 지지체 제거 공정에 사용되는지를 결정할 수 있다. 변경될 수 있는 입력 파라미터(즉, 제어 가능한 입력 파라미터)에 대해, 선최적화 프로세서는 액체 레벨의 변화와 같은 변화의 제한을 식별할 수 있다. 동작의 구속조건, 실시간 이벤트 및 트리거 조건의 실제 리스트는 기계에 구체적으로 적용된다. 하지만, 하기 리스트는 예시로서 제공될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
1. 액체 덩어리(탱크)의 온도를 사용자가 규정한 임계값에 대해 유지하도록 조절한다.
2. 초음파의 주파수 및 진폭을 사용자가 규정한 임계값 내외로 유지하도록 조절한다.
3. 펌프에 의해 결정되는 액체 덩어리의 회전 흐름을 사용자가 규정한 임계값 내외로 유지하도록 조절한다.
4. pH와 같은 파라미터를 사용자가 규정한 임계값 내로 유지하도록 조절한다.
5. 파트의 파라미터가 이하로 떨어지는 경우, 올라가는 경우, 사용자가 규정한 임계값의 범위 내에 있는 경우 또는 범위를 벗어나는 경우에 지지체 제거의 활동을 중단한다.
6. 지지체 제거 구성요소(들)에 대해 시간이 최소 중단 시간(MinOffTime) 미만인 경우, 관련된 지지체 제거 구성요소(들)을 조절하려는 시도를 하지 않는다.
7. 지지체 제거 구성요소(들)에 대해 시간이 최대 중단 시간(MaxOffTime)을 초과하는 경우, 관련된 지지체 제거 구성요소(들)의 활성화 신호를 보내도록 조절한다.
8. 사용자가 규정한 시간 기반의 관계에 대한 조정을 확인한다.
9. 가열, 초음파, 냉각 및 초음파 또는 다른 그들의 조합과 같은 사용자가 규정한 패턴으로 선택된 지지체 제거 구성요소(들)을 활성화한다.
옵티마이저는 예측된 출력 파라미터를 획득하기 위해 다양한 제어 가능한 입력 파라미터를 갖는 지지체 제거 SDRBS를 질의한다. 이와 관련하여, 옵티마이저는 예측된 출력 파라미터가 소망의 출력 파라미터와 실질적으로 동일해질 때까지 하나 이상의 제어 가능한 입력 파라미터를 SDRBS로 반복적으로 변경한다. 보다 구체적으로는, 옵티마이터는 자동으로 시간 및/또는 기계의 동작 이벤트에 기초하여 트리거한다. 이는 "what-if" 시나리오를 수행하기 위해 반복적인 방식으로 지지체 제거 SDRBS/AI 모델링을 묻는다. 각각의 "what-if" 연산의 반복의 결과는 추가 분석 및 처리를 위해 평가된다. 옵티마이저의 각각의 실행은 철저한 검색 및 다른 제어 가능한 변수(예: 탱크 파라미터)와 그것의 대응되는 '목표'에 예측되는 효과(예: 지지체 재료 제거 및 열 소비율)에 대한 다수의 가능한 변경에 대한 평가로 종료된다. 최적화 결과는 동작적 및 시스템의 구속조건을 고려하면서 최적화의 목표를 달성하기 위해, 옵티마이저에 의해 필수적으로 결정되는 권장 조절된 제어 가능한 입력 파라미터의 형태로 형성된다.
본 발명에 따르면, 옵티마이저의 '목표'에 대한 "목적 함수"가 실시간으로 조절될 수도 있다는 점을 이해해야 한다. 따라서, 옵티마이저의 각각의 실행 이전 또는 실행 동안에 다양한 옵티마이저의 파라미터를 동적으로 조절하는 능력은 현재 동작의 구속조건 및 목적을 고려하면서, 본 개시의 지지체 제거 최적화 공정이 이전에 획득한 것보다 더 우수한 동작 조건을 항상 검색하도록 한다.
목적 함수는 모든 입력과 지지체 제거 SDRBS의 목표 사이의 수학적 관계이다. 목적 함수는 모든 조합된 옵티마이저 목표의 총 소망의 결과에 대한 목표 및 이들의 상대적 가중치(즉, 중요성)를 포함할 뿐만 아니라, 지지체의 제거용 AI 네트워크에 있어서 서로에 대한 모든 입력의 가중치를 포함한다. 옵티마이저는 AI 네트워크가 모든 입력을 각각의 별개의 출력에 관련시키는 동안에 종합적인 최상의 소망의 결과를 해결한다.
활성화를 위한 지지체 제거 구성요소의 상술한 순위의 선택은 경로 예측 분석을 사용하여 임의적으로 추가 처리될 수 있다. 지지체 제고용 최적화 시스템은 과거, 현재 및 예상되는 기계의 동작 조건을 고려하면서 이들의 중요성에 따라 지지체 제거 구성요소들의 순위를 매긴다. 순위 평가 기술, 퍼지 논리 및 다른 인공지능 기술이 고려될 수 있지만, 경로 예측 시스템은 통계적으로 동적 규칙 기반의 시스템인 것이 바람직한 옵티마이저의 사용을 포함할 수 있다.
즉, 본 개시는 통계적으로 동적 규칙 기반의 시스템과 같은 AI 최적화 기술을 3D 프린팅된 파트를 위한 지지체 제거 기계의 에너지율(효율)을 개선시키는 목표를 최적화하는데 적용한다. 지지체 제거 기계의 열 소비율을 개선시킴으로써, 본 발명은 지지체 제거 기계가 지지체 제거 기계의 물리적 구성의 변경없이 추가적인 효율을 생성할 수 있게 한다. AI 최적화 기술은 지지체 제거 공정을 대표하는 모델의 생성을 용이하게 한다. 이러한 모델은 다양한 동작의 구속조건을 고려하여 지지체 제거를 최적화하도록 AGA와 함께 사용된다.
교차 또는 동시에 초음파, 가열 및 펌프는 지지체 제거를 향상시키도록 제어된다. 본 개시의 공정의 일 실시형태에 있어서, 탱크의 온도는 조절될 수 있거나 조절되지 않을 수 있지만, 현재 탱크의 온도의 상승과 하락을 결정하기 위해 20분의 간격으로의 조절이 고려된다. 이는 일반적으로 사용자가 탱크 내의 재료 또는 파트의 양과 질을 결정하게 한다. 랜덤 값은 20분의 주기 동안 유효할 뿐이다. 파라미터는 매 분 모니터링되지만, 변화는 매 20분에서만 이루어질 수 있다. 모니터링의 측정이 발생하는 동안에, 측정된 온도가 소정의 임계 온도의 3% 내에 있는 경우, 이러한 일례에서 온도가 100도를 초과하지 않도록 중지된다.
도 1에 도시된 공정의 일 실시형태에 있어서, 온도가 100도에 도달하는 경우, 지지체 제거 기계는 가열 기능을 중지한다. 이 때, 기계는 냉각 기능으로부터 랜덤수를 생성한다. 가열 단계에서, 랜덤수는 300 ~ 3000의 범위를 갖는다. 냉각 단계에서, 랜덤수는 30 ~ 90의 범위를 갖는다.
냉각 및 세정은 효율을 극대화시키도록 동시에 발생한다. 세정은 온도를 증가시킬 수 있지만, 동시에 발생하는 냉각 및 세정은 공정의 전체 효율을 증가시킨다. 초음파 생성기는 냉각 중에 관여될 수 있지만, 작업 시간이 감소되어 초음파 방사선으로부터 가열의 불수용적 레벨을 방지할 수 있다.
임의의 예상하지 못한 이벤트를 제외하고, 프로세서는 20분의 간격으로 수정되지만, 예상하지 못한 변경의 이벤트에서 공정은 임의의 1분 간격의 모니터링 간격에서 자체적으로 수정될 수 있으며, 여기서 1분 간격은 어떤 파라미터를 규정할 지에 대한 결정이 이루어지는 체크포인트로 간주될 수 있다. 특정 온도를 유지하기 위해 온도를 측정하는 종래의 공지된 지지체 제거 공정와는 달리, 본 개시의 공정은 특정 온도를 초과하지 않게 하기 위해 온도를 측정한다. 온도와 같은 특정 파라미터가 충족될 때까지, 종래의 공지된 장치는 최대 전력으로 실행하는 히터 및 펌프와 같은 구성요소를 가질 것이다.
본 개시에 있어서, 공정은 펌프가 50%의 전력으로 동작할 때 100%의 전력으로 동작하는 히터를 가질 수 있다. 공정은 구성요소의 가변적 사용을 통해 에너지 최적화가 가능하도록 범위 내에서 작동하기 때문에 특정 온도에 한정되지 않는다.
본 개시의 공정의 일 실시형태에 대한 기본적인 설명이 도 1에 도시된다. 도 2는 탱크 내에 파트를 배치하고, 펌프(200)를 활성화 시키고, 파트의 회전(204) 및 교반(206) 단계를 반복하는 기본적인 단계를 도시한다. 회전(204) 및 교반(206)은 루프 또는 순서대로 수행될 수 있다. 파트는 펌프의 압력으로 회전(204)된다. 지지체 재료는 초음파, 가열 및/또는 증감하는 마찰로 인해 발생될 수 있는 교반(206)으로 제거된다.
파트과 액체 덩어리 사이의 상호작용을 통한 화학적 교반은 파트가 탱크 내에 있는 동안에 계속될 수 있다. 세정제의 조성은 본 개시의 공정에서 역할을 할 수 있으며, 파트의 특정 유형을 위해 구체적으로 설계될 수 있다. 수성 세정제의 특성은 공정에서 이용되는 다수의 형태의 에너지 최적화에 요인으로 포함되는 추가 파라미터이다.
도 1에 관하여, 하기의 표 1이 본 개시의 공정의 바람직한 실시형태를 기술한다.
(표 1)
Figure 112019048484912-pct00001

Figure 112019048484912-pct00002

다른 변경예 및 대안예는 이들의 이해 및 본 명세서를 이해할 때, 다른 이에게 발생할 것이다. 청구된 바와 같거나 또는 그것의 등가물로서의 본 발명의 범위 내에 있는 한 이러한 모든 변경예 및 대안예가 포함되는 것으로 의도된다.
예시적인 실시형태가 도시되고 기술되었지만, 기술된 본 개시의 다수의 변형예, 변경예 또는 대안예가 이루어질 수 있는 점은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형예, 변경예 및 대안예는 본개시의 범위 내에서 고려되어야 한다.
"구체적으로", "아마도", "통상적으로", "일반적으로" 및 "종종"과 같은 용어가 청구된 발명의 범위를 한정하는 것으로, 또는 특정 특징이 청구된 발명의 구조 또는 기능에 중대하거나, 필수적이거나, 매우 중요하다는 것을 의미하는 것으로 본원에서 이용되지 않는 점을 이해해야 한다. 오히려, 이들 용어는 본 발명의 특정 실시형태에 사용될 수 있거나 사용되지 않을 수 있는 대안적인 또는 추가적인 특징을 강조하도록 의도될 뿐이다. 또한, "실질적으로" 및 "대략"과 같은 용어는 임의의 양적 비교, 값, 측정값 또는 다른 표현들에 기인할 수 있는 불확실성의 내재 정도를 표현하도록 본원에서 이용된다는 점을 이해해야 한다.
본원에 개시된 값과 크기는 나열된 정확한 수치 값으로 엄격하게 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신, 달리 명시되어 있지 않는 한, 각각의 이러한 값은 나열된 값과 그 값을 둘러싼 기능적으로 동등한 범위 모두를 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들면, "50도"로 개시된 값은 "대략 50도"를 의미하도록 의도된다.
(청구범위)
(청구항 1)
본원에 도시되고 기재된 장치에 있어서,
(요약서)
(요약)
3D 프린팅된 파트에 대해 지지체 재료를 제거하기 위한 공정으로서, 여기서 파트는 매체로 채워진 탱크에 배치되며, 지지체 제거는 펄스 반복 주기(PRI) 및 펄스 폭(PW)에 의해 규정된 사이클 타임의 관점에서 각각의 파라미터의 효율적인 사용을 최적으로 발생시키도록, 이력 데이터, 파라메트릭 시험 데이터, 일반적인 지지체 제거 데이터 및 다른 지지체 제거 AI 모델로부터의 출력을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는 인공지능 공정을 통해 다중 파라미터 시스템에서 최적화된다. 입력 파라미터는 가열, 순환, 초음파 및 화학 반응을 포함할 수 있으며, 이는 연속적 및/또는 동시에 사용되어 지지체 제거의 효율을 최적화한다. 연속적 및/또는 동시에 사용되는 가열, 펌프 순환 및 초음파는 적용 또는 강도가 다를 수 있다. 교반 수단의 선택은 지지체 제거 탱크로부터의 모니터링된 피드백 및 통계적으로 동적 규칙 기반 시스템(SDRBS)의 적용에 따른다.
(대표도)
(도면)
(도 1)
Figure 112019048484912-pct00015

(도 2)
Figure 112019048484912-pct00004

(도 3)
Figure 112019048484912-pct00005

(도 4)
Figure 112019048484912-pct00006

Claims (26)

  1. 파트로부터 지지체 재료를 제거하는 방법에 있어서,
    내부에 배치된 매체를 갖는 챔버 내에 지지체 재료를 갖는 파트를 배치하는 단계;
    제 1 시간 간격 동안에 상기 매체의 하나 이상의 제 1 파라미터를 설정하는 단계;
    상기 제 1 시간 간격 동안에 상기 제 1 파라미터를 적용하는 단계;
    상기 챔버 내에 또는 부근에 동작 가능하게 배치된 제 1 센서를 통해 상기 제 1 시간 간격에 걸쳐 상기 제 1 파라미터를 갖는 상기 매체가 상기 지지체 재료에 부여한 제 1 효과를 측정하는 단계;
    상기 제 1 센서로부터 측정값을 분석하는 단계;
    제 2 시간 간격 동안에 상기 매체의 하나 이상의 제 2 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 제 2 시간 간격 동안에 상기 매체를 상기 제 2 파라미터에 맞춰 조절하는 단계를 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매체는 유체, 복수의 연마체 또는 이 둘의 조합인 지지체 재료의 제거 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 내에 또는 부근에 동작 가능하게 배치된 제 2 센서를 통해 상기 매체의 상기 제 1 파라미터를 측정하는 단계를 더 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 매체의 상기 제 1 파라미터는 하나 이상의 온도, 매체 압력, pH 또는 교반 강도인 지지체 재료의 제거 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 파라미터를 설정하기 위해 사용자로부터 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서는 광학 센서, 적외선 센서, 열 센서 또는 음향 센서인 지지체 재료의 제거 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 파라미터는 파라미터 이력 데이터베이스로부터 결정되는 지지체 재료의 제거 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 간격에 걸쳐 상기 매체가 상기 파트에 대해 갖는 상기 제 1 효과는 상기 파트의 컴퓨터-생성 모델과 비교하여 상기 파트에 부착된 채 남아있는 지지체 재료의 양을 결정하는 지지체 재료의 제거 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서를 통해 상기 제 2 시간 간격에 걸쳐 상기 제 2 파라미터를 갖는 상기 매체가 상기 지지체 재료에 부여한 제 2 효과를 측정하는 단계를 더 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 간격은 상기 제 2 시간 간격보다 긴 지지체 재료의 제거 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 파트는 적층 가공으로부터 제조되며, 상기 적층 가공 공정에 의해 생성된 지지체 재료를 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법에 대한 실행 시간에 도달할 때까지, 복수의 연속적인 시간 간격에 걸쳐 상기 방법을 반복하는 단계; 및
    상기 방법에 대한 상기 실행 시간에 도달한 후에, 상기 챔버로부터 상기 파트를 제거하는 단계를 더 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  13. 적층 가공으로부터 제조되며 상기 적층 가공 공정에 의해 생성되는 지지체 재료를 포함하는, 제조된 파트를 처리하기 위한 장치로서,
    적층 가공으로부터 제조되며 상기 적층 가공 공정에 의해 생성되는 지지체 재료를 포함하는 상기 파트를 수용하도록 동작 가능하게 배치된 매체를 고정시키기 위한 챔버;
    상기 챔버 내의, 하나 이상의 제 1 파라미터를 갖는 상기 매체를 순환시키도록 동작 가능하게 배치된 펌프;
    상기 매체가 상기 지지체 재료에 부여한 제 1 효과를 검출하도록 동작 가능하게 배치된 제 1 센서; 및
    상기 제 1 센서와 통신 가능하게 연결되는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 장치의 동작시, 상기 제 1 센서는 상기 제어 유닛에 상기 제 1 효과를 송신하고, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 효과를 분석하여 상기 매체의 하나 이상의 제 2 파라미터를 결정하고 상기 매체에 변화를 주기 위해 상기 하나 이상의 제 2 파라미터를 송신하는, 제조된 파트를 처리하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 파라미터는 상기 매체의 온도 또는 상기 매체를 상기 챔버로 펌핑하는 펌프의 배출 압력을 변경하기 위해 상기 제어 유닛에 의해 송신되는, 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 챔버 내의 매체를 교반하기 위해 배치된 교반기를 더 포함하는, 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 교반기는 상기 제어 유닛에 의해 제어되는, 장치.
  17. 삭제
  18. 제 13 항에 있어서,
    처리로 인한 상기 파트의 변화량의 측정값을 취하기 위해 동작 가능하게 배치된 제 2 센서를 더 포함하며, 상기 장치의 동작시, 상기 제 2 센서는 상기 제어 유닛에 상기 측정값을 송신하고, 상기 측정값은 상기 제 1 파라미터와 결합하여 상기 제어 유닛에 의해 분석되어서 상기 매체의 상기 제 2 파라미터를 결정하는, 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 센서는 광학 센서, 적외선 센서, 열 센서 또는 음향 센서인, 장치.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 매체는 유체, 복수의 연마체 또는 이 둘의 조합인, 장치.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 파라미터는 하나 이상의 매체 압력, 교반 강도, pH 또는 온도를 포함하는, 장치.
  22. 파트로부터 지지체 재료를 제거하는 방법에 있어서,
    챔버 내에 배치된 매체의 하나 이상의 제 1 파라미터를 결정하는 단계;
    지지체 재료를 갖는 파트를 제 1 시간 간격에 걸쳐 상기 제 1 파라미터를 갖는 상기 매체에 적용하는 단계;
    상기 제 1 시간 간격의 종료 전에 상기 매체의 하나 이상의 제 2 파라미터를 결정하는 단계;
    지지체 재료를 갖는 상기 파트를 제 2 시간 간격에 걸쳐 상기 제 2 파라미터를 갖는 상기 매체에 적용하는 단계;
    상기 방법에 대한 실행 시간에 도달할 때까지 복수의 연속적인 시간 간격에 걸쳐 상기 방법을 반복하는 단계; 및
    상기 방법에 대한 상기 실행 시간에 도달한 후에 상기 매체로부터 상기 파트를 제거하는 단계를 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 시간 간격은 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 지지체 재료의 제거 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    센서를 통해 상기 제 1 시간 간격에 걸쳐 상기 매체가 상기 지지체 재료에 대해 갖는 효과를 측정하는 단계;
    상기 제 1 시간 간격에 걸쳐 상기 매체가 상기 파트에 대해 갖는 상기 효과를 상기 파트의 컴퓨터-생성 모델과 비교하는 단계; 및
    상기 파트에 부착된 채 남아있는 상기 지지체 재료의 양을 결정하는 단계를 더 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 매체의 상기 제 1 파라미터의 세트를 설정하기 위해 사용자로부터 데이터를 수신하는 단계;
    상기 매체로부터의 데이터를 판독하도록 동작 가능하게 배치된 센서를 통해 상기 매체의 온도, 교반 레벨, pH 또는 펌프 압력을 측정하는 단계;
    상기 매체의 측정값을 사용하여 상기 매체의 상기 제 2 파라미터를 결정하는 단계를 더 포함하는 지지체 재료의 제거 방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 매체는 유체, 복수의 연마체 또는 이 둘의 조합인 지지체 재료의 제거 방법.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018093958A1 (en) * 2016-11-15 2018-05-24 Postprocess Technologies Inc. Self-modifying process for rotational support structure removal in 3d printed parts using calibrated resonant frequency
KR101943968B1 (ko) * 2017-09-25 2019-01-30 (주)아모레퍼시픽 하이드로겔을 이용한 피부 미용 팩 제조 장치 및 그 제어 방법
US10359764B1 (en) * 2017-12-29 2019-07-23 Palo Alto Research Center Incorporated System and method for planning support removal in hybrid manufacturing with the aid of a digital computer
US20200353689A1 (en) * 2018-01-31 2020-11-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Parts and outer layers having differing physical properties
GB201808639D0 (en) 2018-05-25 2018-07-11 Additive Manufacturing Tech Ltd Additive manufacturing
EP3814122A1 (en) 2018-06-26 2021-05-05 PostProcess Technologies Inc. Compositions for removing support material from a 3d-printed object and methods of making thereof
CN109093522A (zh) * 2018-09-27 2018-12-28 珠海赛纳打印科技股份有限公司 3d打印物体后处理装置、系统及方法
EP3860829A1 (en) * 2018-10-05 2021-08-11 Additive Manufacturing Technologies Limited Additive manufacturing
US20220024125A1 (en) * 2018-11-12 2022-01-27 Technische Universität München Method for treatment of elements obtained by an additive manufacturing process
US20210187852A1 (en) * 2019-04-22 2021-06-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Treatment of articles
IT201900021582A1 (it) * 2019-11-19 2021-05-19 Techno Surface Sas Di Bulli Elisabetta & C Processo di sbavatura in massa ad ultrasuoni e macchina relativa
US20240181717A1 (en) * 2021-04-06 2024-06-06 Abb Schweiz Ag Method of Producing Three-Dimensional Object, Control System and Additive Manufacturing Device
WO2023028781A1 (zh) * 2021-08-30 2023-03-09 西门子股份公司 用于对增材制造的零件进行后处理的方法及装置
CN114347478B (zh) * 2022-01-20 2024-05-28 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种用于多材料3d打印清洗装置及方法
KR102615523B1 (ko) * 2023-05-31 2023-12-20 주식회사 레이아웃 3d 프린팅 공정 자동화 시스템 및 그의 동작 방법
JP7490118B1 (ja) 2023-06-20 2024-05-24 株式会社スギノマシン 支持構造材の除去方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110186081A1 (en) * 2010-01-05 2011-08-04 Stratasys, Inc. Support cleaning system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002205339A (ja) 2001-01-11 2002-07-23 Minolta Co Ltd 粉末材料除去装置
US7546841B2 (en) * 2003-11-19 2009-06-16 David Jonathan Tafoya Apparatus and method of removing water soluble support material from a rapid prototype part
US7883396B2 (en) 2006-08-21 2011-02-08 Battenfeld Technologies, Inc. Vibratory tumblers for processing workpieces and methods for packaging and constructing such tumblers
JP2010131675A (ja) 2007-03-02 2010-06-17 Ee P C Aero Specialty Kk 振動式研磨処理方法および装置
JP2011020412A (ja) * 2009-07-17 2011-02-03 Altech Co Ltd 三次元造型方法
JP2013049137A (ja) 2011-08-30 2013-03-14 Sony Corp 除粉装置、造形システム及び造形物の製造方法
US8459280B2 (en) * 2011-09-23 2013-06-11 Stratasys, Inc. Support structure removal system
KR101795994B1 (ko) * 2014-06-20 2017-12-01 벨로3디, 인크. 3차원 프린팅 장치, 시스템 및 방법
US10118205B2 (en) 2015-11-11 2018-11-06 Xerox Corporation System and method for removing support structure from three-dimensional printed objects using microwave energy
CA3040929C (en) 2016-12-02 2023-08-01 Markforged, Inc. Sintering additively manufactured parts with a densification linking platform

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110186081A1 (en) * 2010-01-05 2011-08-04 Stratasys, Inc. Support cleaning system

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