KR20110092279A - 조성 기울기를 가진 오브젝트를 형성하기 위해 파우더 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

조성 기울기를 가진 오브젝트를 형성하기 위해 파우더 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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올리브 질리아
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꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈
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Abstract

본 발명은 조성 기울기를 가진 오브젝트를 형성하기 위해 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치(1)에 일반적으로 관련되고, 상기 장치는 다음을 포함한다:
- 각각 서로 다른 파우더(A1, …, An)를 함유하도록 의도된 복수의 탱크(R1, …, Rn);
- 상기 탱크들(R1, …, Rn) 아래에 위치하고, 회전 가능하게 장착된 혼합 부재(32)를 포함하는 파우더 혼합기(30);
- 상기 탱크들(R1, …, Rn)과 각각 협력하고, 상기 탱크들로부터 상기 파우더 혼합기로 빠져나가는 파우더의 질량 흐름률을 각각 조절하기 위해서 설계된 복수의 파우더 분배 수단(4, 6);
- 상기 혼합기 아래에 위치하는 파우더 혼합물 수집기(56); 및
- 상기 수집기(56) 아래에 위치하는 파우더 혼합물 디스펜서(60).

Description

조성 기울기를 가진 오브젝트를 형성하기 위해 파우더 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DEPOSITING A POWDER MIXTURE FOR FORMING AN OBJECT WITH COMPOSITION GRADIENTS}
본 발명은 FMG(Functionally Graded Materials: 기능적으로 등급화된 재료)라는 이름으로 또한 알려진, 조성 기울기(composition gradients)를 가진 오브젝트(object)의 분야에 일반적으로 관련된다.
이러한 유형의 오브젝트는 매우 많은 기술분야에서 적용됨을 알 수 있다. 일 예로서, 이것은 세라믹 재료와 금속 재료로 만들어진 오브젝트일 수 있는데, 질량 비율(mass proportions)로 또한 칭해지는, 혼합물에서 두 재료의 질량에 의한 비율은 동일 오브젝트 내에서 시간 의존적 변화(time-dependent change)에 종속하고, 마주치는 요구에 따라 설정된다. 예컨대, 오브젝트는 이들 두 물질 사이의 일시적 혼합 구역(transient mixing zone)을 통과하는 동안, 완전히 세라믹 재료인 조성으로부터 완전히 금속 재료인 조성으로, 이것의 주어진 방향으로 서서히 변하도록 설계될 수 있다. 관련 오브젝트의 상기 주어진 방향으로 조성 기울기를 언급한다.
이러한 타입의 오브젝트를 만들기 위해서, 파우더들을 퇴적시키기 위한 기술에 점점 의지하는데, 퇴적물(deposit)은 신터링(sintering) 또는 핫 아이소스태틱 컴팩션(hot isostatic compaction) 같은 알려진 기술에 의해 고결(consolidation)된다.
따라서 조성 기울기를 가진 이러한 타입의 오브젝트를 만들기 위해 사용되는 장치는 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치를 포함하고, 이것은 예컨대 로봇에 의해 혼합물이 위에 퇴적되도록 의도되는 지지요소(support)에 상대적인 운동(motion)으로 설정된다.
그럼에도, 알려진 퇴적 장치의 설계에 의해서는 장치로부터 나오는(extracted) 파우더 혼합물의 완전히 만족스러운 균질성(homogeneity)을 얻기가 가능하지 않고, 이것은 산출된 오브젝트와 원하는 오브젝트 간에 정합 결함(conformity flaws)이 일어날 수 있다는 것을 의미한다. 물론 이러한 결점은 원하는 오브젝트의 재현성(reproducibility)의 문제로서 또한 표현될 수 있다.
전술한 결점에 대한 해결책을 찾기 위해서, 우선 본 발명의 목적은 조성 기울기를 갖는 오브젝트를 형성하기 위해 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치이다.
또한, 본 발명의 목적은 조성 기울기를 가진 오브젝트를 형성하기 위해 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 설비(installation)이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 장치 또는 설비에 의해, 조성 기울기를 가진 오브젝트를 만들기 위한 방법이다.
파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 본 발명의 장치는 다음 구성요소들을 포함한다:
- 각각 서로 다른 파우더(A1, …, An)를 함유하도록 의도된 복수의 탱크(R1, …, Rn);
- 상기 탱크들(R1, …, Rn) 아래에 위치한 파우더 혼합기로서, 회전 가능하게 장착된 혼합 부재를 포함하고 탱크들로부터의 파우더들(A1, …, An)에 의해 충돌(impact)되도록 의도된 파우더 혼합기;
- 탱크들(R1, …, Rn)과 각각 협력하여 파우더를 분배하기(dispense) 위한 복수의 수단으로서, 탱크들로부터 상기 혼합기 쪽으로 빠져나가는 파우더의 질량 흐름률(mass flow rate)을 조절하기 위해 각각 설계된 복수의 분배 수단(dispensing means);
- 상기 혼합기 아래에 위치하고 상기 혼합기와 소통하는 파우더 혼합물 수집기; 및
- 상기 파우더 혼합물 수집기 아래에 위치하고 상기 파우더 혼합물 수집기와 소통하는 파우더 혼합물 디스펜서(dispenser).
본 발명에 따른 장치는 디스펜서로부터 유래한 파우더들의 혼합물의 매우 만족스러운 동질성의 획득 가능성을 제공하고, 산출된 오브젝트와 원하는 오브젝트 간의 정합 부족을 제한하거나 완전히 근절하는 가능성을 제공하는 단순한 디자인을 갖는다. 따라서 이 퇴적 장치(deposition device)는 오브젝트의 신뢰성 있고 제어되고 재현될 수 있는 제조를 가능하게 하고, 형성된 오브젝트의 각 지점에서 특정 조성(specific composition)을 보장한다.
탱크의 수 “n”은 동일한 오브젝트를 제조하기 위한 서로 다른 파우더들의 원하는 수에 좌우되어 선택된다. 따라서 그것은 결코 두 개로 제한되지 않는다. 또한, 장치 내의 통합적인 탱크의 수에 관계없이, 장치는 몇몇 주어진 파우더의 혼합물에 이미 해당하는 파우더를 당연히 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전 가능하게 장착된 혼합 부재는 이 부재의 회전 축에 해당하는 축을 가진 일반적인 원뿔 형상(general conical shape)의, 파우더들의 충돌을 위한 제1 표면을 갖는다.
바람직하게는, 상기 혼합기는 상기 제1 파우더 충돌 표면을 마주보고 동축으로(coaxially) 배치된 일반적인 원뿔 형상의, 파우더들의 충돌을 위한 제2 표면을 포함하는데, 일반적인 원뿔 형상의, 파우더들을 통과시키기 위한 원뿔 형상의 간극(interstice)을 제1 표면과의 사이에 형성하기 위해서이다.
바람직하게는, 파우더들을 위한 일반적 원뿔 형상의 상기 제1 충돌 표면은 하나 또는 몇 개의 리세스(recess)를 갖는다. 이들 리세스에 의해 파우더들의 혼합물의 더 이상의 향상이 가능해진다.
바람직하게는, 상기 혼합 부재는 하나 이상의 통과 구멍(passage orifice)을 갖춘, 혼합기의 안내 파트(guiding part)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 통과 구멍은 상기 파우더 혼합물 수집기와 소통하고 그 위에 위치한다.
바람직하게는, 안내 파트를 통한 파우더 혼합물의 중력에 의한 효율적인 흐름을 위해서, 각 통과 구멍의 범위를 정하는 표면의 임의의 지점에서, 이 경계결정 표면(delimitation surface)이 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 바람직하게는 30°보다 작은 각도를 형성하게 제공된다.
같은 목적으로, 상기 파우더 혼합물 수집기의 경계결정 표면의 임의의 지점에서, 이 경계결정 표면은 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 바람직하게는 30°보다 작은 각도를 형성하는 것이 바람직하게 제공된다.
바람직하게는, 상기 장치는 상기 분배 수단들과 상기 혼합기 사이에 상기 분배 수단 아래에 위치한 파우더들(A1, ..., An)의 수집기를 더 포함한다. 이와 관련하여, 이 수집기 내의 파우더들의 중력에 의한 효율적인 흐름을 얻는 동일한 목적으로 항상, 상기 파우더 수집기의 경계결정 표면의 임의의 지점에서, 이 경계결정 표면은 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 바람직하게는 30°보다 작은 각도를 형성하도록 바람직하게 제공된다.
바람직하게는 각각의 상기 분배 수단은 파우더 지지 요소의 진동에 의해 파우더를 전달하기(deliver) 위한 장치의 형태를 취한다. 따라서 전달 수단(delivery means)의 진동의 주파수와 진폭에 의존하여, 각 분배 수단으로부터 빠져나가는 파우더의 질량 흐름률을 완벽하게 제어할 수 있다. 그 결과, 얻어진 오브젝트의 조성이 또한 완벽하게 제어 하에 있다.
파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 본 발명의 설비는 장치를 공간적 운동(spatial motion)으로 설정하기 위한 수단에 장착된, 전술한 것과 같은 퇴적 장치를 포함하고, 상기 설비는 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛에 의해 상기 운동 개시 수단(motion initiating means)과 각각의 상기 분배 수단이 제어될 수 있다.
바람직하게는 상기 제어 유닛은 기간(T)에 걸쳐(over a period T) 상기 분배 수단들 각각을 제어하기 위해서 다음을 고려한다:
- 상기 기간(T)에 걸쳐, 퇴적될 파우더 혼합물 내의 파우더들(A1, …, An)의 질량 비율의 시간 의존적 변화;
- 이 혼합물에서 파우더들(A1, …, An)의 비율에 좌우되는, 퇴적 후 파우더 혼합물의 비중(specific gravity)의 대표 값들(representative values); 및
- 주어진 질량 비율을 가진 파우더 혼합물을 얻기 위해서 제어들이 파우더 분배 수단들에 전송되는 순간과 파우더 혼합물이 퇴적되는 순간 간에 경과된 시간에 해당하는, 퇴적 장치와 관련된 대기 시간(latency time)(tl).
바람직하게는 기간(T)는 전체 파우더 혼합물 층을 형성하기 위한 지속기간(duration), 또는 복수의 중첩된 층(superposed layers)을 형성하기 위한 지속기간에 해당한다.
기간(T)에 걸쳐, 퇴적될 파우더 혼합물 내의 파우더들(A1, …, An)의 질량 비율의 시간 의존적 변화는 제조될 오브젝트의 각 지점에서 원하는 조성에 의존하여 사전에 결정된다. 이 시간 의존적 변화는 주어진 순간들에 대한 값들을 가진, 계속되는 곡선 대 시간(continuous curve verse time)의 형태, 또는 임의의 다른 형태를 균등하게 취할 수 있다.
바람직하게는, 특히 몇몇 층의 중첩을 목적으로, 퇴적된 파우더 혼합물 층이 실질적으로 일정한 두께를 갖는 것을 확실히 하기 위해서, 기간(T)의 각 순간(t)에 대하여, 각 파우더의 질량 흐름률은 이 순간(t)에서 혼합물에 대한 원하는 질량 비율로부터 그리고 퇴적 후 이 혼합물의 비중의 대표 값으로부터 실제로 결정된다. 이와 관련하여, 이들 대표 값은, 예컨대 캘리브레이션(calibration)에 의해, 사전에 결정될 수 있음이 유의된다. 이것은 실제 비중, 밀도, 또는 이것의 대표인 것으로 추산된 어떤 다른 값일 수 있다.
또한, 전술한 것으로부터 드러나듯이, 장치 내의 파우더들의 횡단 시간(crossing time)을 고려하기 위해서, 기간(T)의 각 순간(t)에 적용되는 질량 흐름률의 결정은 전술한 대기 시간을 고려한다. 후자는, 다른 말로, 파우더들과 관련된 분배 순서(dispensing orders)와 디스펜서를 떠한 후 이것들의 지지요소 상에 실제 퇴적 간에 파우더들이 받는 지연에 해당한다.
그 다음, 전술한 방식으로 결정된 파우더들의 질량 흐름률은 이들 파우더를 분배하기 위한 수단들의 제어들로 변형되는데, 예컨대 이들 수단으로 공급되는 전기 신호들의 형태를 취한다. 흐름률 간의 링크와 제어들은, 예컨대 캘리브레이션에 의해, 사전에 또한 결정된다.
바람직하게는 상기 제어 유닛은, 기간(T)에 걸쳐 퇴적 수단을 운동으로 설정하기 위한 상기 수단을 제어하기 위해서, 기간(T)에 걸쳐 파우더 혼합물 디스펜서를 위해 취해진 위치(x,y)의 시간 의존적 변화를 고려한다.
위치의 좌표들 x 및 y는 파우더 혼합물 층이 위에 퇴적되는 지지요소와 관련된 평면 기준계(planar reference system)의 좌표들에 해당할 수 있다. 층들의 중첩에 의한 오브젝트를 만드는 것이 의도될 경우, 좌표들은 층들이 위에 퇴적되는 지지요소에 상대적인 디스펜서의 높이에 관련된 변수 z를 더 포함할 수 있다.
당연이, 장치를 운동으로 설정하기 위한 수단의 제어와 분배 수단들의 제어들은 서로에 대해 상대적으로 시간에 맞춰(in time) 정해진다.
상기 장치 또는 설비에 의해, 조성 기울기를 가진 오브젝트를 만들기 위한 본 발명의 방법에서, 조성 기울기를 가진 오브젝트는, 상기 파우더 디스펜서를 지지요소에 상대적인 운동으로 설정함으로써, 상기 지지요소 상에 퇴적된 파우더들의 혼합물의 적어도 하나의 층의 형성으로부터 만들어진다.
바람직하게는, 상기 파우더 혼합물 층을 만들기 위해서, 상기 파우더 혼합물 디스펜서는 상기 층이 위에 퇴적되어야만 하는 지지요소의 표면의 스위프(sweep)를 만들어 내도록 하는 운동으로 설정되고, 적어도 하나의 분배 수단의 제어는 상기 스위프 동안 달라진다. 이를 이용하여, 하나 또는 몇몇 조성 기울기가 퇴적된 층의 두께의 평면에서 유리하게 얻어질 수 있고, 따라서 이들 기울기는 서로 다른 조성의 몇몇 층들의 중첩에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명은 명세서 전반에 걸쳐 설명되는 유리한 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 이점과 특징은 아래의 제한적이지 않는 상세한 설명에서 명백해질 것이다.
상세한 설명은 다음의 첨부 도면들을 참조하여 기술될 것이다:
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 일부분의 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 장치에 속하는 혼합 부재의 사시도를 나타낸다.
도 3a는 도 1및 2에 도시된 장치에 속하는 파우더 혼합기의 안내 파트의 사시도를 나타낸다.
도 3b는 도 1 및 2에 도시된 장치에 속하는 파우더 혼합물 수집기의 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 1 및 2에 도시된 장치의 내장된 부분(integral part)인, 진동에 의해 파우더를 전달하기 위한 장치에 속하는 파우더 지지요소의 사시도를 나타낸다.
도 5는 진동에 의한 파우더 전달을 위한 장치의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 6은 이전의 도면들에 도시된 퇴적 장치를 통합시킨, 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 설비의 부분 사시도를 나타낸다.
도 7은 이전의 도면의 설비에 갖춰진 제어 유닛의 작동을 도식적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 조성 기울기를 가진 오브젝트를 만들기 위한 방법의 적용 동안 수행된, 파우더 혼합물의 층을 산출하기 위해 디스펜서에 의해 수행되는 스위프를 도식적으로 나타낸다.
도 8a는 도 8과 유사하고, 대안적인 실시예에 따른 스위프를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법을 도식적으로 나타내고, 여기서 조성 기울기를 가진 원하는 오브젝트가 몇몇 파우더 혼합물 층의 스택(stack)으로부터 만들어진다.
도 9a는 도 9와 유사하고, 대안적인 실시예를 나타낸다.
도 10a 내지 10c는 본 발명에 따라서 얻어질 수 있는 농도 기울기를 가진 오브젝트의 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 파우더 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치(1)를 볼 수 있다. 퇴적 헤드(deposition head)로 또한 칭해지는 이 장치(1)는 장치의 축(2)의 방향에 해당하는 수직 방향으로 연속적으로 위치한 잇따른 구성요소들을 갖고, 상기 축은 오브젝트를 만드는 동안, 파우더들의 혼합물이 위에 퇴적되도록 의도되는 지지요소에 실질적으로 직각이 되도록 바람직하게 제공된다. 이것을 사용하여, 특히 후술하는 바와 같이, 파우더들이 장치로부터 나오기 전에, 파우더들이 본질적으로 중력에 의해 장치(1)를 횡단하는(cross) 것을 보장할 수 있다.
파우더들의 몇몇 탱크가 헤드(1)의 상부에 배치된다. 좀더 구체적으로, 도시된 바람직한 실시예에서, 두 개의 별개의 탱크 즉, 축(2) 둘레에 배치된 탱크들(R1 및 R2)이 제공된다. 예시적으로, 정상으로부터 볼 때 즉, 축(2)의 방향을 따라 볼 때, 탱크들은 상기 축에 대하여 중심을 벗어난 방식(off-centered way)으로 바람직하게 위치하고, 상기 축은 탱크들 전체에 대한 대칭 중심을 형성함이 주목된다.
탱크(R1)는 파우더(A1)로 충전되는 한편, 탱크(R2)는 A1과 다른 조성을 가진 파우더(A2)로 충전된다.
예시적으로, 파우더(A1)은 소량의 탄소, 실리콘 및 망간을 함유하며 굉장한 내부식성과 우수한 기계적 특징을 모두 가진, 니켈, 크롬 및 철의 복합 합금(complex alloy)에 해당하는, 예컨대 Special Metals에 의해 제공되는 Inconel 600의 브랜드로 알려진 타입의 금속 재료이다. 그것의 입도(grain size)는 50 내지 120 μm 오더(order)일 있다. 언제나 예시적으로, 파우더(A2)는 이트륨 트라이옥사이드(Y2O3)와 선택적으로 미리 혼합된, 예컨대 지르코늄 옥사이드(ZrO2) 타입의 세라믹 재료이다. 그것의 입도는 1 내지 120 μm 오더일 수 있다.
따라서 예시된 실시예에서, 각각 서로 다른 파우더를 함유하는 두 개의 탱크만이 퇴적 장치 내에 제공되었다. 그럼에도, 원하는 오브젝트에 따라서, 이 오브젝트를 얻기 위해 요구되는 서로 다른 파우더의 수는 3개, 4개 또는 그 이상 등 2개보다 많을 수 있다. 그러한 경우에, 발명에 따른 퇴적 장치는, 축(2) 둘레에 바람직하게 항상 분포된, 요구되는 만큼 많은 탱크를 통합시키도록 조정될 수 있다. 또한, 후술할 이 장치의 제어는 적용되는 서로 다른 파우더의 수에 따라서 물론 조정될 수 있다.
각각의 탱크는 파우더들을 장치로 로딩하기 위한 상부 구멍(upper aperture)과, 수직 방향을 따라 상부 구멍의 맞은편에 위치한 배출구(outlet orifice)를 갖는다. 또한, 각 탱크의 경계결정 표면의 임의의 지점에서, 이 경계결정 표면은 수직에 대해 바람직하게는 40°보다 작은 각을, 좀더 바람직하게는 이 방향에 대해 30°보다 작은 각을 형성한다. 이에 의해, 파우더는 오로지 중력에 의해, 탱크의 정상으로부터 바닥으로 배출구를 향하여, 적절히 유동할 수 있다.
각 탱크(R1, R2)는 연관된 탱크의 출구와 협동하는 파우더 분배 수단을 출구 아래에 갖춘다.
도시된 바람직한 실시예에서, 각 분배 수단은 파우더 지지 요소의 진동에 의해 파우더를 전달하기 위한 장치의 형상을 취하고, 이러한 타입의 전달 장치는 여기에 참조로서 통합되는 예컨대 문서 FR 2 666 077 A에 기술된 타입으로 알려진다.
따라서 전달 장치(4)는 탱크(R1)과 연결되는 한편, 전달 장치(6)는 탱크(R2)와 연결된다. 일반적으로, 각 장치(4, 6)는, 장치(4)에 대하여 도 1에 도시된 바와 같이, 수평을 따라 각 α만큼 경사진 로드의 축(12)를 따라 왕복 운동(reciprocal movement)으로 로드(10)를 구동하는 진동 발생기(8)를 갖는다. 각 α는 20 내지 40° 오더일 수 있다.
로드(10)의 맞은편 단부는 파우더 지지 요소(14)를 고정되게 지탱한다. 파우더 지지 요소는 분배 플레이트(dispensing plate)로 또한 칭해지는데, 바람직하게는 수평으로, 또는 수평에 대해 약간 경사지게 위치한다. 따라서 진동 발생기(8)가 동력을 공급받으면, 진동 발생기(8)에 인가되는 제어 신호에 종속하는 주어진 진폭과 주파수에 따라서, 지지요소(14)는 축(12)의 방향에 해당하는 방향으로 빠른 왕복 운동을 수행한다.
도 5에서, 분배 장치(6)의 부분이 그것의 작동을 도시하기 위해서 표현되었다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 파우더 지지 요소(14)는 이것을 로드(10)에 연결하도록 의도된 부착부(16), 그리고 파우더를 분배하기 위한 대향부(18)를 포함한다. 대향부(18)는 파우더를 방출하기 위한 노치(notch)(20)를 가진 파우더 수용부(power receptacle)를 형성하고, 탱크(R2)의 배출구(22)는 도 5에 도시된 바와 같이 이 수용부(18)의 바닥으로부터 약간 떨어져 대향 위치한다. 배출구(22)와 수용부(18) 바닥 사이의 간격은 마주치는 요구에 따라서 조정될 수 있고, 예컨대 약 1 내지 2 mm로 설정될 수 있다.
지지요소(14)가 겪게 되는 왕복 운동의 방향을 따라 배향된 이중 화살표(24)로 도식화된 바와 같이, 지지 요소(14)가 진동하면, 수용부(18)의 바닥에 수용된 배출구(22)로부터의 파우더(A2)는, 후술할 파우더 수집기(26) 쪽으로 중력에 의해 떨어지기 전에, 노치(20) 쪽으로 서서히 이동한다.
지지요소(14) 진동의 진폭과 주파수에 좌우되어, 노치(20)를 통해 빠져 나가 오로지 중력에 의해서 수집기(26)로 떨어지는 파우더(A2)의 질량 흐름률이 매우 정확하게 조절될 수 있다. 이 점에 있어서, 전달 장치(6)에 인가되는 제어, 예컨대 전기 신호와, 탱크(R2)로부터 빠져나가는 흐름률로 동화(assimilation)될 수 있는, 지지 요소(20)로부터 빠져나가는 파우더(A2)의 질량 흐름률 사이에, 상관관계(correlation)가 사전에 설정된다. 예컨대 값 대응표(value correspondence table) 형태를 취할 수 있는 이러한 상관관계는 장치(1)로 수행되는 캘리브레이션 작업에 의해, 오브젝트를 만들기 위해 후자의 사용 전에, 바람직하게 얻어진다. 따라서 그러한 상관관계는 사용되도록 의도된 각 파우더에 대해 설정된다. 또한, 단지 장치(6)의 작동이 설명되는 경우, 장치(4)의 작동은 동일한 설계를 가짐을 고려해 볼 때, 동일하거나 유사한 것으로 이해되어야 한다.
벌키성(bulkiness) 때문에, 진동 전달 장치들(4, 6)은 이들의 지지 요소(14)로부터 축(2)에 대하여 실질적으로 방사상으로 바깥쪽으로 연장한다.
다시 도 2와 함께 도 1을 참조하면, 퇴적 헤드(1)는 양 지지요소(14) 아래에 파우더 수집기(26)를 갖고, 지지요소들의 각 노치로부터 빠져나가는 파우더들(A1 및 A2)은 중력에 의해 상기 수집기로 떨어진다.
후자는 축(2)의 실질적으로 원뿔 모양의 경계결정 표면을 가진 수렴 튜브(convergent tube)의 형상을 취한다. 이 수렴 튜브(26) 내에서 중력에 의한 파우더들(A1, A2)의 유동을 언제나 용이하게 하기 위해서, 경계결정 표면(28)의 임의의 지점에서, 이 표면은 바람직하게는 수직에 대해 40°보다 작은 각을, 좀더 바람직하게는 이 방향에 대해 30°보다 작은 각을 형성한다.
수집기(26)는 아래쪽으로 파우더 혼합기(30)로 열리고, 혼합기는 축(2)을 따라 회전 가능하게 장착되고 축에 중심을 둔 혼합 부재(32)를 포함한다. 이 혼합 부재(32)는 수집기(26)를 통과하여 헤드(1)의 상부 쪽으로 향하는 로드(34)를 갖고, 이 로드의 상부 단부는 축(2) 둘레로 회전을 개시되게 하는 수단(36), 예컨대 트랜스미션 벨트(transmission belt)를 갖춘 모터와 연결된다.
이 로드(34)의 하부 단부는 혼합 부재(32)의 좀더 부피가 큰 부분(more bulky portion)에 연결되는데, 이 부분은 파우더들의 충돌을 위한 제1 표면(40)을 형성하고 축(2)에 대해 일반적인 원뿔 형상이고 아래쪽으로 넓어진다. 또한, 혼합기(30)는 회전식 혼합 부재(32)를 둘러싸는 외부 고정부(outer fixed portion)를 포함한다. 이 고정부는 파우더들을 위한 제2 충돌 표면(42)을 갖는데, 이것은 축(2)의 일반적인 원뿔 형상이고 아래쪽으로 넓어지고 제1 충돌 표면(40)을 마주보게 배치되어, 제1 충돌 표면과의 사이에, 파우더들을 통과시키기 위한, 일반적인 원뿔 형상의 간극 (44)을 형성한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파우더들의 충돌 표면(40)은, 예컨대 축(2)을 통과하는 수직 평면에서 바람직하게는 원뿔 표면의 모선(generatrix)을 따라 연장하는 하나 이상의 리세스(46)를 갖는다. 도 3에서 하나의 리세스(46)가 보일지라도, 회전 부재(32)의 동력학적 거동(dynamic behavior) 때문에, 축(2) 둘레에 360° 걸쳐 규칙적으로 각지게 분포된 몇몇 리세스가 바람직하게 제공됨이 유의된다.
파우더들의 충돌을 위한 양 표면(40, 42) 간에 형성된 실질적으로 원뿔 모양의 간극(44)은 파우더가 부재(32)의 표면(40) 및/또는 표면(42)에 수회 충돌하게 하도록 배치된다. 따라서 간극은 1 mm와 1 cm 사이에 포함된 두께를 갖는 것이 유리한데, 여기서 두께는 축(2)에 해당하는 원뿔의 축에 직각인 방향을 따라 고려된 두께이다. 간극(44)의 두께는 리세스들(46)의 존재로 인해 달라짐이 주의된다. 예컨대, 이 두께는 3 mm와 7 mm 사이에서 달라진다.
따라서 수집기(26)의 배출구와 이 배출구를 통과하는 로드(34)에 의해 형성된 환형 공간(annular space)으로 중력에 의해 낙하하는 파우더들(A1 및 A2)은 간극(44)으로 도입되고, 간극에서 이것들은 리세스들(46)을 가진 원뿔 모양의 표면(40)과 처음 충돌하자마자 밀접하게 혼합된다. 이 점에서, 유닛(32)의 회전 속도는 예컨대 동일한 파우더 입자가 혼합기에 있는 동안 회전 표면(40)에 의해 약 10회 충돌되는 것을 얻을 수 있는 값으로 설정되고, 이것은 예컨대 수단(36)에 의해 적용된 3,000 rpm 오더의 회전 속도로 표현된다. 유리하게는, 동작 시, 회전 부재(32)는 리세스들(46)이 배향된 쪽에 반대 방향으로 회전하게 제공되는데, 이들 리세스(46)에서 재료의 축적을 방지하기 위함이다. 따라서 도3에 도시된 예에서, 회전 부재(32)는 화살표(47)로 도시된 시계반대방향으로 회전한다. 따라서 리세스들의 성질과 방향은 부재(32)의 회전 방향을 바람직하게 지향한다.
회전에 있어서 부재(32)를 안내하기 위해, 롤링 베어링(rolling bearing)(50)이 로드(34)의 상부에 예컨대 제공되고, 다른 롤링 베어링(50)이 부재(32)의 하부 단부와 안내 파트(52) 사이에 플레이트 형태로 위치한다. 아래쪽으로 넓어지는 일반적인 원뿔 형상의 간극(44) 아래에 수평으로 위치한 이 파트(52)는 그 아래의 파우더 혼합물 수집기(56)와 소통하는 하나 또는 몇몇 통로 구멍(passage orifice)(54)을 갖춘다.
중력의 영향 하에 파우더들의 혼합물이 횡단하도록 의도된 각 구멍(54)은 그것의 경계한정 표면의 임의의 지점에서, 언제나 퇴적 헤드(1) 내의 파우더들의 적절한 유동을 촉진할 목적으로, 이 표면이 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 좀더 바람직하게는 이 방향에 대해 30°보다 작은 각도를 형성하도록 된다. 축(2) 둘레에 분포된 이들 구멍(54)은, 안내 플레이트(52)의 예시적인 구현을 나타내는 도 3a에 가장 잘 나타난 바와 같이, 전체적으로 수렴하는 형상(globally convergent shape)을 갖는다. 도 3a에서, 축(2)에 중심을 둔 파트(52)는 롤링 베어링을 받기 위한 중앙 하우징(central housing)(55)을 가진 허브(hub)(53)를 포함하고, 허브(53)의 경사진 외부 표면(57)은 구멍들(54)의 방사상 내부 표면을 형성함을 볼 수 있다. 외부 페룰(outer ferrule)(59)이 허브(53)와 동심으로 위치하고, 그것의 경사진 내부 표면(61)은 구멍들(54)의 방사상 외부 표면을 형성한다. 한편, 방사상 암들(radial arms)(63)이 허브(53)를 외부 페룰(59)에 연결시킨다. 각각의 암(63)은, 수직에 상대적인 각도에 관하여 위의 정의를 충족하는 경사진 표면들에 의해, 두 구멍(54)의 범위를 그것들의 양측에서 정한다. 각각의 방사상 암(63)의 상부 부분은 가능한 한 얇은 모서리(edge) 형상을 바람직하게 취하는데, 이들 모서리에 파우더들이 축적되는 위험을 제한하기 위함이다.
다시 도 2를 참조하면, 파트(52)를 횡단하는 구멍들(54)과 마찬가지로, 상기 파트(52) 아래에 위치한 파우더 혼합물 수집기(56)는 전체적으로 수렴하는 형상을 갖는다. 다시 여기서, 이 수집기(56)의 경계한정 표면(58)의 임의의 지점에서, 상기 표면은 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 좀더 바람직하게는 30°보다 작은 각도를 형성한다. 축(2)에 중심을 둔 수집기(56)는 시트(seat)(65)를 형성하는 상부 부분을 갖고, 시트 위에 안내 파트(52)의 외부 페룰이 받쳐진다. 그것은 파트(52) 상에 제공된 구멍들(54) 각각으로부터 빠져나가는 파우더들의 혼합물을 수집할 수 있기 위한 적절한 크기(dimension)이다. 도 3b에 나타난 바와 같이, 수집기(56)로 삽입될 2개의 90° 엮인 스테인리스강 플레이트 형태로 수단(67)이 제공될 수 있고, 이 수단(67)은 구멍들(54)의 출구에서 파우더들의 혼합물에 의해 취해지는 소용돌이 효과(vortex effect)를 중단시키는 가능성을 제공한다.
수집기(56)의 연장에 있어서 아래에는 파우더 혼합물 디스펜서(60)가 위치하고, 이것을 통해 장치(1)로부터 혼합물이 언제나 그저 중력에 의해 얻어진다. 이 디스펜서는 축(2)에 중심을 둔, 예컨대 2 mm와 5 mm 사이에 포함된, 작은 직경의 곧은 채널의 형상을 갖는다.
장치는 예컨대 스테인리스강 316인 금속 원소들로부터 조립되는 것으로 의도됨이 주의된다.
따라서 앞서 기술한 내용으로부터 명백하듯이, 파우더들(A1, A2)는, 파우더 혼합물 층을 형성하기 위해서 헤드(1)로부터 빠져나가기 전에, 탱크들(R1, R2), 진동 전달 장치들의 지지요소들(14, 14), 수집기(26), 간극(44), 안내 파트(52)를 통과시키기 위한 구멍들(54), 수집기(56) 및 디스펜서(60)를 연속적으로 횡단한다. 그와 같이, 표현 “파우더들의 혼합물”은 광범위하게 즉, 퇴적 헤드(1)를 떠나고 파우더(A1)와 파우더(A2)를 포함하는 조성들과 이 헤드(1)를 떠나고 파우더(A1)만이나 파우더(A2)만을 포함하는 조성들 모두를 지정하는 것으로 해석되어야 함이 주의된다.
마지막으로, 파우더와 접촉할 수 있는 장치(1)의 각 표면에는 낮은 거칠기(roughness)가 제공되는 한편, 예컨대 0.4 μm 오더의 평균 갭(gap) Ra를 갖는다.
이제 도 6을 참조하면, 전술한 것과 같은 퇴적 헤드(1)를 통합한, 파우더 혼합물(100)을 퇴적시키기 위한 설비를 볼 수 있다. 헤드(1)는 바람직하게는 로봇 타입의, 공간적 운동을 개시하기 위한 장치(102)에 장착된다. 이 로봇(102)은 방향 직교 기준계(x,y,z)의 임의의 지점으로 헤드를 움직이게 하기 위해서 하도록 바람직하게 설계되는데, 여기서 좌표 z는 헤드의 높이 방향에 해당하고 따라서 축(2)에 평행하다.
설비(100)는 제어 유닛(104)을 포함하고, 이에 의해, 로봇(102)은 출력(S’1)에 의해 제어될 수 있고, 파우더(A1)와 관련된 분배 수단(4)은 출력(S1)에 의해 제어될 수 있고, 파우더(A2)와 관련된 분배 수단(6)은 출력(S2)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 컴퓨터, 컨버터 등의 종래의 요소들을 포함하는 이 제어 유닛(104)은, 비록 도시되지 않았지만, 혼합 부재(32)를 회전으로 설정하기 위한 수단(36)의 제어를 또한 다룰 수 있다.
도 7은 모범적인 제어 유닛(104)을 도식적으로 제1 부분은 파우더 분배 수단을 위한 제어들의 발생에 전념하고, 제2 부분은 로봇(102)의 제어에 전념한다.
제1 부분에 관하여, 유닛(104)은 입력들(E1, E2, E3)을 통해 몇 개의 정보를 수신한다. 입력(E1)은 퇴적될 파우더 혼합물 내의 파우더들(A1, A2)의 질량 비율의 시간 의존적 변화에 관련되고, 이 시간 의존적 변화는 전체 파우더 혼합물 층을 퇴적시키는 가능성을 제공하는 기간으로서 그 후에 고려될 기간(T)에 걸쳐 결정된다. 물론, 혼합물의 질량 비율에 있어 이 시간 의존적 변화는 퇴적될 층에 대한 원하는 조성에 따라서 결정되는데, 상기 조성은 층의 임의의 지점에서 가변적이거나 어떤 특정한 경우에는 일정하다.
입력(E2)은 퇴적 후 파우더들의 혼합물의 비중의 대표 값들에 관련되고, 이것은 이 혼합물에서 파우더들(A1, A2)의 질량 비율에 좌우된다. 이들 대표 값은 사전에, 바람직하게는 이 동일한 설비로 수행되는 캘리브레이션에 의해, 결정될 수 있다. 이것은 실제 비중 또는 밀도일 수 있다.
입력(E3)은 퇴적 장치(1)와 관련된 대기 시간 (tl)에 해당하고, 이것은 주어진 질량 비율을 가진 파우더들의 혼합물을 얻기 위해서 파우더 분배 수단들(4, 6)로 제어들이 전송되는 순간과 파우더들의 혼합물이 디스펜서(60)를 나간 후 퇴적되는 순간 사이의 경과 시간에 해당한다. 이 대기 시간은 이 동일한 설비로 수행되는 캘리브레이션에 의해 또한 결정될 수 있다.
우선, 유닛(104)은 취해질 파우더들(A1, A2)의 질량 흐름률의 시간 의존적 변화를 기간(T)에 걸쳐 결정함으로써 시작된다. 일반적으로, 기간(T)의 각 순간(t)에 관하여, 입력(E1)은 두 흐름률 간의 비율이 설정되게 하고, 입력(E2)은 정돈된 비율(ordered ratio)을 준수하는 동안 이들 두 흐름률 각각의 값이 설정되게 하고, 입력(E3)은 흐름률 오더가 주어지는 순간과 파우더가 디스펜서(60)로부터 나온 후 퇴적되는 순간 사이에 존재하는 지연을 보상하기 위해서 흐름률의 오더들이 시간에 맞춰 진행되게 한다.
입력(E2)을 고려함으로써, 흐름률을 실질적으로 일정한 두께를 가진 층의 형성을 보장하는 값들로, 이 층 내의 파우더들의 혼합물의 조성에 있어 시간 의존적 변화에 관계없이, 설정할 수 있다는 것이 주의된다. 이것은, 스택의 직접 최상위 층(direct uppermost layer)을 위한 적절한 지지를 형성하기 위해서, 어떤 주어진 층이 실질적으로 평면이고 수평인 상부 표면을 가져야 함을 의미는 것으로서, 원하는 오브젝트가 몇몇 층의 중첩을 요하는 경우 특히 유리함을 보여준다.
그 다음, 기간(T)에 걸친 흐름률에 있어 필요한 시간 의존적 변화로부터, 유닛(104)은 출력(S1)에서 파우더(A1)를 분배하기 위한 제1 수단(4)의 제어를 발생시키고, 또한 출력(S2)에서 파우더(A2)를 분배하기 위한 제2 수단(4)의 제어를 발생시킨다. 이를 위해, 전달 장치들(4, 6)에 인가된 제어들과 지지요소(20)로부터 빠져나가는 파우더들(A1, A2)의 질량 흐름률 사이에 사전에 설정된 전술한 상관관계들이 바람직하게 사용된다.
로봇(102)을 제어하는데 사용되는 유닛(104)의 제2 부분은 헤드(1)의 디스펜서(60)를 위해 채택될 위치(x,y)에 있어 시간 의존적 변화에 관련된 정보를 입력(E’1)으로부터 수신하고, 이것은 기간(T)에 걸친 것이다. 이러한 정보는 사전에 결정되고 경로와 속도를 전체적으로 나타내는데, 상기 경로는 파우더 혼합물 층으로 종결되기 위해서 디스펜서(60)가 바람직하게 따라야 할 경로이고, 상기 속도는 상기 경로가 바람직하게 커버되어야 하는 동안 시간에 걸쳐 선택적으로 변할 수 있지만 기간(T)에 걸쳐 일정한 것이 바람직하다. E’1으로부터 유닛(104)은 퇴적 헤드(1)를 x,y 평면에서 그것의 이동을 보장하는 운동으로 설정하기 위한 수단의 제어를 출력(S’1)에서 발생시킨다.
원하는 층으로 종결되기 위해서, 장치를 운동으로 설정하기 위한 수단의 제어와 분배 수단의 제어들은 서로에 대하여 상대적으로 시간에 맞춰 정해지는 것이 물론 보장된다.
이제 도 8을 참조하면, 기준계 x,y,z가 층이 위에 퇴적되는 것으로 가정되는 지지요소 또는 기판(108)과 연관될 수 있음을 볼 수 있다. 일반적으로 디스크 형상의 층인 특정 경우에 있어, 디스펜서(60)의 모범적인 경로(110)가 도시된다. 이 경로는 층이 뒤따르는 것으로 의도된 지지요소(108)의 표면의 스위프에 해당하고, 예컨대 방향 x를 따라 복수의 왕복 이동(round trip)하면서 각 왕복 이동 간에 방향 y를 따라 이동하는 형태를 취한다. 이러한 이동 동안, 파우더 혼합물의 조성이, 특히 얻어진 층의 x,y 평면에서 하나 이상의 조성 기울기의 형성을 목적으로, 시간에 걸쳐 물론 변할 수 있다. 경로(110a)가 나선 형상인 대안적인 실시예가 도 8a에 도시된다.
마지막으로, 방법은 도 9에 도시된 바와 같이 방향 z를 따라 몇몇 층을 쌓는 것에 의한 오브젝트의 형성으로 연장될 수 있음이 주목된다. 이 경우, 제어들(S1, S2 및 S’1)은 이들 층 모두를 만드는데 요구된 지속기간에 해당하는 기간(T)에 걸쳐 제공될 있다. 이것은 제어(S’1)가 지지요소(108)의 표면에 상대적으로 디스펜서(60)의 고도(z)를, 바람직하게는 디스펜서(60)의 하부 단부와 사전에 퇴적된 층 사이에 항상 실질적으로 동일한 거리를 유지하기 위해서, 또한 처리함을 특히 시사할 수 있다.
도 9에서, 지지요소(108)는 용기(120)의 바닥을 형성하는, 용기(120)의 일체로 된 부분(integral part)임을 볼 수 있다. 서로 다른 층(114)이 번갈아 이 용기(120)에서 퇴적되어, z 방향을 따라 하나 또는 몇몇 조성 기울기를 가질 수 있는 원하는 스택을 형성한다.
대안적인 실시예는, 도 9a에 도식화된 바와 같이, 바닥(108)은 z 방향을 따라 이동하고 디스펜서(60)는 동일한 방향으로 고정된 것을 제공하는 것으로 구성된다. 이 시나리오에서, 바닥(108)은 각 층을 만든 후 층의 두께와 바람직하게는 비슷하거나 동일한 거리를 따라서 아래쪽으로 이동하는 피스톤의 형상을 취한다.
예컨대, 각 층(114)은 0.25 mm 오더의 두께를 가질 수 있고, 최종 스택은 27 mm 오더의 두께를 가질 수 있다.
또한, 파우더들의 혼합물의 퇴적이 완료되고 나면, 조성 기울기를 가진 오브젝트를 얻게 할 수 있는 임의의 알려진 기술에 따라서, 그것의 고결이 진행된다. 도 9에 도시된 예에서, 스택의 파우더들을 무질서하게 하는 어떤 위험 없이 어셈블리가 처리될 수 있게 하기 위해서, 스택은 냉간 조밀화된다(cold compacted). 다음, 제조 방법은, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다른 기술들이 사용될 수 있을지라도, 어셈블리를 HIC라고 또한 칭해지는 핫 아이소스태틱 컴팩션 작업으로 어셈블리를 고밀도화(densification)하는 것에 의해 계속된다. 핫 아이소스태틱 컴팩션을 달성하기 위해서, 조밀화된 스택은 우선 가스제거되고(degassed) 그것이 있는 용기(120)에 의해 밀봉된다. 그 다음, 고밀도화는 핫 아이소스태틱 컴팩션을 얻기 위해, 약 1,325°C 온도와 약 1,400 bar 압력의 인클로저에 어셈블리를 둠으로써 얻어진다.
전술한 바와 같이, 얻어진 3차원 오브젝트는 기준계 x,y,z의 어떤 방향으로 하나 또는 몇몇 조성 기울기를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 도 10a 내지 10c는 본 발명에 따라서 얻어질 수 있는 오브젝트들을 x,y 평면에 따른 단면도로서 나타낸다.
이들 도면에서, 색이 어두울수록 혼합물에서 파우더 A1의 질량 비율이 커지고, 색이 밝을수록 혼합물에서 파우더 A2의 질량 비율이 커진다. 따라서 도 10a 및 10b는 x,y 평면에서 서로 다른 점진적 조성 기울기를 가진 구현예들을 나타내고, 반면 도 10c의 백색 스폿은 구체(sphere)의 물질과 다른 물질로 만들어진 흑색 엔벌로프 내에 통합된 구체에 해당할 수 있다.
조성 기울기를 가진 제조된 오브젝트들의 몇몇 응용이 가능하다. 이것들 중, 비행기 제트엔진, (특히 핵 반응기의) 열교환기, 수증기 개질기(stream reformer), 바이오매스 반응기, 연료전지, 전해조 등을 위한 부품이 포함된다.
물론, 제한적인지 않은 실시예들로서 기술된 전술한 발명에 대한 여러 변경이 통상의 기술자에 의해 만들어질 수 있다.
A1,A2: 파우더 R1,R2: 탱크 1: 퇴적 장치 2: 축 4,6: 분배 장치, 8: 진동 발생기 10: 로드 12: 축 14: 지지 요소 16: 부착부 18: 수용부 20: 노치 22: 배출구 26: 수집기 30: 혼합기 32: 혼합 부재 34: 로드 36: 회전 개시 수단 40: 제1 충돌 표면 42: 제2 충돌 표면 44: 간극 46: 리세스 50: 롤링 베어링 52: 안내 파트 53: 허브 54: 통로 구멍 55: 하우징 56: 수집기 59: 페룰 60: 디스펜서 63: 암 100: 설비 102: 로봇 104: 제어 유닛 108: 지지요소 120: 용기

Claims (15)

  1. 조성 기울기를 가진 오브젝트를 형성하기 위해 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 장치(1)로서,
    - 각각 서로 다른 파우더(A1, …, An)를 함유하도록 의도된 복수의 탱크(R1, …, Rn);
    - 상기 탱크들(R1, …, Rn) 아래에 위치하며, 회전 가능하게 장착된 혼합 부재(32)를 포함하고 상기 탱크들로부터의 파우더들(A1, …, An)에 의해 충돌되도록 의도된 파우더 혼합기(30);
    - 상기 탱크들(R1, …, Rn)과 각각 협력하여 파우더를 분배하기 위한 복수의 수단(4, 6)으로서, 상기 탱크들로부터 상기 파우더 혼합기 쪽으로 빠져나가는 파우더의 질량 흐름률을 조절하기 위해서 각각 설계된 복수의 수단(4, 6);
    - 상기 파우더 혼합기(30) 아래에 위치하고 상기 파우더 혼합기와 소통하는 파우더 혼합물 수집기(56); 및
    - 상기 파우더 혼합물 수집기(56) 아래에 위치하고 상기 파우더 혼합물 수집기와 소통하는 파우더 혼합물 디스펜서(60);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전 가능하게 장착된 혼합 부재(32)는 파우더들의 충돌을 위한 일반적인 원뿔 형상의 제1 파우더 충돌 표면(40)을 갖고, 축(2)이 이 혼합 부재의 회전 축에 해당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 파우더 혼합기(30)는 일반적인 원뿔 형상의 제2 파우더 충돌 표면(42)을 포함하고, 상기 제2 파우더 충돌 표면은, 파우더들을 통과시키기 위한 일반적인 원뿔 형상을 가진 간극(44)을 상기 제1 파우더 충돌 표면(40)과의 사이에 형성하기 위해서, 상기 제1 파우더 충돌 표면을 마주보고 동축으로 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 일반적인 원뿔 모양을 갖는 상기 제1 파우더 충돌 표면(40)은 하나 이상의 리세스(46)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합 부재(32)는 하나 이상의 통과 구멍(54)을 갖춘, 상기 혼합기의 안내 파트(52)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 통과 구멍(54)은 상기 파우더 혼합물 수집기(56)와 소통하고 그 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 각 통과 구멍(54)의 경계결정 표면의 임의의 지점에서, 상기 경계결정 표면은 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 바람직하게는 30°보다 작은 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파우더 혼합물 수집기(56)의 경계결정 표면(58)의 임의의 지점에서, 상기 경계결정 표면은 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 바람직하게는 30°보다 작은 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분배 수단(4, 6)과 상기 혼합기(30) 사이에서 상기 분배 수단 아래에 위치한 파우더들(A1, …, An)의 수집기(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 파우더들(A1, …, An)의 상기 수집기(26)의 경계결정 표면(28)의 임의의 지점에서, 상기 경계결정 표면(28)은 수직에 대해 40°보다 작은 각도, 바람직하게는 30°보다 작은 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 분배 수단(4, 6)은 파우더 지지 요소(14)의 진동에 의해 파우더를 전달하기 위한 장치의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 조성 기울기를 가진 오브젝트를 형성하기 위해 파우더들의 혼합물을 퇴적시키기 위한 설비(100)로서, 상기 설비는 공간적 운동을 개시하기 위한 수단(102)에 장착된 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 장치(1)를 포함하고, 상기 설비는 제어 유닛(104)을 포함하고, 상기 제어 유닛에 의해 상기 운동 개시 수단(102)과 각각의 상기 분배 수단(4, 6)이 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 설비.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어 유닛(102)은 기간(T)에 걸쳐 각각의 상기 분배 수단 (4, 6)을 각각을 제어하기 위해서,
    - 상기 기간(T)에 걸쳐, 퇴적될 파우더들의 혼합물 내의 파우더들(A1, …, An)의 질량 비율에 있어 시간 의존적 변화;
    - 파우더들의 혼합물에서 파우더들(A1, …, An)의 질량 비율에 좌우되는, 퇴적 후 파우더들의 혼합물의 비중의 대표 값들; 및
    - 주어진 질량 비율을 가진 파우더들의 혼합물을 얻기 위해서 제어들이 파우더 분배 수단들에 전송되는 순간과 파우더들의 혼합물이 퇴적되는 순간 사이의 경과된 시간에 해당하는, 퇴적 장치와 관련된 대기 시간(tl);
    을 고려하는 것을 특징으로 하는 설비.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제어 유닛(104)은 기간(T)에 걸쳐 퇴적 장치를 동작으로 설정하기 위한 수단(102)을 제어하기 위해서, 기간(T)에 걸쳐 파우더 혼합물 디스펜서(60)를 위해 취해질 위치(x,y)에 있어 시간 의존적 변화를 고려하는 것을 특징으로 하는 설비.
  14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 장치(1) 또는 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 설비(100)로 조성 기울기를 가진 오브젝트를 제조하는 방법으로서, 조성 기울기를 가진 오브젝트는, 파우더 혼합물 디스펜서(60)를 상기 지지요소(108)에 상대적인 동작으로 설정함으로써, 상기 지지요소(108) 상에 퇴적된 적어도 하나의 파우더 혼합물 층(114)의 형성으로부터 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 파우더 혼합물 층(114)을 만들기 위해, 상기 파우더 혼합물 디스펜서(60)는 상기 층이 위에 퇴적될 지지요소(108)의 표면의 스위프를 수행할 수 있는 동작으로 설정되고, 적어도 하나의 분배 수단(4, 6)의 제어는 상기 스위프 동안 달라지는 것을 특징으로 하는 방법.
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