KR20140138155A - 3차원 모델을 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컴퓨터 데이터에 기초한 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 미립자 물질을 포함하는 매체의 층들에서의 반복된 응용 및 매체의 선택적 고형화에 의해, 빌드 공간 내의 매체로 제조되는 공급원료가 제공되고, 코팅 유닛에 의한 매체의 층 응용은 공급원료 경계의 표면상에서 각도(β)에서 빌드 공간을 형성하며, 컴퓨터 데이터에 따른 고형화는 고형화 유닛을 사용하여 발생하며, 공급원료는 물체의 구축 중에 움직이지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 모델을 제조하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THREE-DIMENSIONAL MODELS}
본 발명은 특허 청구항 제1항의 일반적인 개념으로 표현된 3차원 모델들을 제조하기 위한 방법과, 특허 청구항 제8항의 일반적인 개념으로 표현된 장치에 관한 것이다.
컴퓨터 데이터로부터 3차원 물체들을 제조하기 위한 방법은 유럽 특허 명세서 EP 0 431 924 B1호에 기재되어 있다. 이 방법에서, 미립자 물질(particulate material)은 플랫폼상에 얇은 층으로 증착되며, 결합제 물질(binder material)은 프린트 헤드를 사용하여, 미립자 물질 상에 선택적으로 인쇄된다. 결합제가 인쇄되는 미립자 영역은 함께 들러붙고, 결합제, 및 필요한 경우, 추가적인 경화제의 영향 하에 고형화된다. 플랫폼은 빌드 실린더 안으로 하나의 층의 두께의 거리만큼 하향 조정되고, 전술한 바와 같이 또한 인쇄되는, 미립자 물질의 새로운 층이 제공된다. 물체의 일정한 원하는 높이에 도달할 때까지, 이들 단계들이 반복된다. 3차원 물체는 이로써 인쇄 및 고형화된 영역에서 제조된다.
작업이 완료된 이후에, 고형화된 미립자 물질로부터 제조된 물체는 느슨하게 미립자 물질에 매립되고, 이어서 그로부터 제거된다. 이는, 예를 들어 추출기를 사용하여 수행된다. 나머지 분말은, 예를 들어 칫솔질함으로써 제거되고 원하는 물체가 남는다.
다른 미립자 물질-지지 쾌속 조형 공정(particulate material-supported rapid prototyping processes)은, 예를 들면 선택적 레이저 소결 또는 전자 빔 소결과 유사한 방식으로 작용하며, 여기서 느슨한 미립자 물질은 층들에 증착되고, 제어되는 물리적 방사선 소스의 도움으로 선택적으로 고형화된다.
이러한 모든 방법은 "3차원 인쇄 방법" 또는 "3D 인쇄 방법"으로서 아래에 통칭하여 언급된다.
모든 상술된 실시예들의 공통 특징은 빌드 컨테이너에서 제조 공정이 원하는 제품의 크기와 무게를 제한한다는 것이며, 이는 특히 빌드 컨테이너로 인해 기인한다.
더 긴 길이의 주형의 제조를 가능하게 하는 방법은 독일 특허 출원 DE 10 2010 015 451 A1호에 기재되어 있다. 컨베이어 벨트에 미립자 물질의 공급원료(feedstock)를 증착시키는 것과, 그 위의 층들에 3차원 구성요소를 제조하는 것은 이러한 목적을 위해 제안되었다. 그러므로, 구성요소는 연속하여 구축될 수 있으며, 예를 들어 장치로부터 나온 이후에 컨베이어 벨트에 의해 언팩킹(unpacking)할 수 있다. 하지만, 이 방법으로는, 구성요소의 길이가 사용되는 장치의 길이에 의해 제한된다.
본 발명의 목적은, 3D 인쇄 방법 및 장치와, 매우 길고 무거운 구성요소의 제조를 가능하게 하는 방법을 제공하고, 종래 기술의 단점을 완화하거나 또는 심지어 완전히 이들을 피하는 것이다.
이 목적은 특허 청구항 제1항에 따른 방법 및 특허 청구항 제8항에 따른 장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 컴퓨터 데이터에 기초하여 3차원 물체를 제조하기 위한 방법은 미립자 물질을 포함하는 매체의 층들에서의 반복된 응용, 및 매체의 선택적 고형화에 의해 제공되어, 이로써 빌드 공간에 공급원료가 제공되고, 코팅 유닛에 의한 매체의 층 응용은 공급원료의 경계 표면에 각도(β)로 발생하고, 컴퓨터 데이터에 따른 고형화는 고형화 유닛의 사용에 의해 발생하며, 이로써 공급원료는 물체들의 구축 동안에 움직이지 않는다.
이제 고정 공급원료를 연속적으로 쌓는 것이 제안되며, 이로써, 필요한 경우, 응용 및 필요한 경우, 선택적 고형화를 위해 사용된 장치의 구성요소는 공급원료에 대하여 이동된다.
바람직하게는, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 빌드 공간의 빌드 평면에 대해 α < 90°의 각도를 가지며, 공급원료에 대해 이동된다.
본 발명의 특히 선호되는 하나의 실시예에 따르면, 각도(α)는 각도(β)보다 더 작다.
또한, 각도(α)가 각도(β)보다 더 큰 것이 또한 가능하다.
본 발명에 따른 한 방법에 따라, 제조된 물체들이 공급원료의 빌드 공정 및 고형화의 실행을 방해하지 않고도 미립자 물질로부터 언팩킹 될 수 있다는 것이 이제 가능하다. 예를 들면, 언팩킹은 연속적으로 발생할 수 있다.
마찬가지로, 골재(aggregate material)라고도 부르는 용어 공급원료는 일반적으로 느슨하게 혼합된 고체 입자{예를 들어, 낟알(granulates)}의 혼합물인 것으로 이해된다.
공급원료의 입자들 사이에 작용하는 원칙적 힘(principle force)은 마찰뿐만 아니라 접착이다. 둥글지 않은 입자의 경우에도 또한 자기 블록킹의 인자(factor)가 존재하고, 거친 입자 마이크로 그라우팅(rough particles micro-grouting)의 경우에, 심지어 특정 상황 하에서 정전기력이 존재한다.
중력의 영향으로 인해, 접촉 표면에서의 전단 응력의 평형은 공급원료가 안정된 형상을 얻을 수 있는 골재에 설정된다.
입자는 다양한 입자 크기와 조성물을 가질 수 있다. 예를 들면, 이들은 순수한 물질로 구성될 수 있거나 또는 서로 단단하게 연결된 혼합물로 구성될 수 있다.
골재가 이동되도록 설정되는 경우, 이들은 유체처럼 작용하고, 유체 역학 공식의 관점에서 설명될 수 있다.
따라서, 각도(β)는 또한 "주입 각도(pouring angle)"라고도 칭할 수 있다.
본 발명에 따르면, 코터(coater)는, 예를 들어 공급원료의 정면 측에, 편평하거나 만곡될 수 있는, 주입 원추 표면의 형성에 있어서 제공되고, 이 코터는 공급원료에 새로운 미립자 물질을 도포한다.
바람직하게는, 코터가 우선적으로 정확하게 수평으로 지향된 빌드 표면에 대해 각도(α)로 공급원료에 걸쳐 이동하며, 상기 각도는 미립자 물질의 주입 각도(β)보다 더 작게 제공될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 새롭게 증착된 미립자 물질의 층이 원하는 영역에 남아있고 미끄러지지 않는 것이 보장된다.
또한, 이는, 추가적인 제한 벽(limitation walls)이 물체들의 구축 동안 설정되는 경우에 유리한 것으로 증명될 수 있다. 하나의 이러한 실시예는, 필요한 경우, 고형화 유닛에 의해 제조된 제한 벽에 의해 공급원료가 제한될 수 있다는 장점을 가진다.
본 방법의 실시예에 따라, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 본질적으로 수평으로 이동하는 것이 유리한 것으로 증명될 수 있다. 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 본질적으로 인벌류트(involute) 방식으로 이동하는 것이 마찬가지로 유리할 수 있다.
바람직하게는, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 빌드 공간의 빌드 평면에 대해 각도(α)로, 그리고 빌드 공간의 빌드 평면에 평행하게 위치된 좌표계에서 이동한다.
본 발명의 특히 선호되는 실시예에 따르면, 원뿔형 물질(material cone) 내에서 매체의 미끄러짐을 방해하는 보조 구조물이 형성된다.
미립자 물질을 포함하는 매체의 층들에서의 반복된 응용과, 매체의 선택적 고형화에 의해 컴퓨터 데이터에 기초하여 3차원 물체들을 제조하는 본 발명에 따른 장치는 빌드 공간 내의 매체로 이루어진 공급원료, 및 공급원료의 경계 표면 위에서 각도(β)로 매체의 층 응용을 위한 코팅 유닛을 가지며, 추가적으로 컴퓨터 데이터에 따라 매체를 고형화하기 위한 고형화 유닛을 갖는다. 하지만, 공급원료는 물체를 구축하는 동안 이동하지 않는다.
바람직하게는, 본 발명의 장치에서, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 빌드 공간의 수평 평면에 대해 α < 90°의 각도를 가지며, 공급원료에 대해 이동할 수 있다. 본 실시예에 따라, 이로써 각도(α)는 각도(β)보다 더 작거나, 크거나, 또는 이와 같을 수 있다.
본 발명에 따른 장치에서, 고형화 유닛은 물방울 발생기(droplet generator)를 가질 수 있다. 또한 방사선 소스를 갖는 것이 가능할 수도 있다.
코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 바람직하게는 빌드 공간의 빌드 평면에 대해 각도(α)로 배치된 좌표계 상에서 이동할 수 있고, 빌드 공간의 빌드 평면에 평행하게 이동할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에 따르면, 빌드 공간은 플로어, 바람직하게는 제조 설비의 워크 베이 플로어이다. 게다가, 빌드 공간이 빌딩 플랫폼 및/또는 활주 가능한 플로어 및/또는 선형 가이드를 따르는 간헐적 컨베이어 벨트를 갖는다는 것이 가능하다.
코팅 유닛 및 고형화 유닛을 포함하는 유닛이 트랙 위에서 수평으로 이동하는 것이 또한 바람직할 수 있다.
또한, 유닛은 진행시에 구축되는 벽 상에 유지되는 것이 유리함이 증명될 수 있다.
각도(α)는 장치를 미립자 물질에 조화시키기 위해 장치에서 조정될 수 있다. 추가적으로, 이러한 측면에서, 코팅 유닛에 의해 한정된 미립자 물질 평면에 나란하게 미립자 물질을 선택적으로 고형화시키는 장치가 장착된다. 이 고형화 유닛은, 미립자 물질 상에 작은 유체 방울을 방출하여, 미립자 물질을 국부적으로 한정된 방식으로 고형화시키는 프린트 헤드일 수 있다. 높은 에너지 빔들을 위한 방사선 소스와 같은, 다른 장치들이 대안적으로 이용될 수 있다.
코팅 및 후속하는 고형화로 이루어진 층의 완료 이후에, 장치는 층 두께에 달하는 거리로, 형성하는 공급원료의 방향으로 이송된다. 크기에 따라, 장치는, 예를 들어 레일 시스템에서 전달될 수 있다. 슬립페이지-프리 드라이브(slippage-free drives), (예를 들어) 랙-앤드-피니언 시스템들은 이동의 정확성을 보장해야 한다.
공급원료는 장치가 작동되는 플로어 위에서 직접 제조될 수 있다. 이는 또한 제조 설비의 워크 베이 플로어일 수 있다. 하지만, 제조는 또한 장치의 크기 및 원하는 구성요소가 요구되는 경우, 옥외에서 행해질 수 있다. 장치는 상호 교환가능한 플랫폼들 상에서 마찬가지로 기능할 수 있다.
본 방법 및 장치의 실질적인 장점은 기술적 실행의 단순함이다. 종래 기술과 비교할 때, 공급원료의 수용을 위한 빌드 컨테이너들이 필요 없게 된다. 공급원료는 어느 벽에 대해서도 이동하지 않으며, 이는 마모(wear) 뿐만 아니라, 구동력 및 구동 성능을 감소시키고, 공급원료의 오작동 경향을 완화시킨다.
공급원료의 미끄러짐을 방지하기 위해, 격자 구조가 함께 인쇄될 수 있다. 이는 미립자 물질의 공급원료를 안정시키고, 또한 나중에 브레이크-아웃 영역에서 미립자 물질의 제어되지 않는 배출을 억제하는 것을 돕는다.
인쇄 유닛으로부터 브레이크-아웃 영역까지의 공급원료의 길이는 각각의 고형화 공정에 의존한다. 이는, 예를 들어 단순히 측정함으로써 결정될 수 있다. 길이는, 공급원료가, 예를 들어 적절한 안정성을 조성하기 위해 미립자 물질과 반응하는 액체 시간(liquid time)을 제공하기 위해, 연속된 상황에서 일정 보존 주기를 유지하는 방식으로 설계될 수 있다. 또한, 보존 주기가 고형화 영역의 반대 측으로부터 제어되는 방식으로 공급원료를 냉각시키도록 사용될 수 있는 것이 가능하다. 또한, 모든 효과들이 연결되어 사용되는 경우들을 생각할 수 있다. 모든 경우에서, 층-구축에 부합하고 공급원료를 통과하는 구배 결과가 존재한다.
빌드 컨테이너들에서의 방법들과 대조적으로, 이러한 경우에, 층들은 이들이 구축된 것과 동일한 순서로 브레이크-아웃 영역에 도달한다. 이에 따라, 보존 주기는 모든 영역들에 대하여 미립자 물질의 공급원료에서 거의 일정하게 유지될 수 있다. 이러한 방식으로 경화가 훨씬 더 많이 제어되는 방식으로 진행할 수 있으며, 이에 의해, 더 적은 지연이 수반되기 때문에, 이는 큰 장점이다.
본 명세서에서 설명된 장치의 브레이크-아웃 영역은 종래의 방법에 비교하여 보다 더 접근가능하다. 공급원료가 워크 베이 플로어에 구축되는 경우, 모든 주형은 도구, 지게차, 또는 홀 크레인에 의해 쉽게 실시될 수 있다. 큰 장치 길이는 언팩킹될 시간 지점을 거의 임의로 선택하는 것을 가능하게 한다.
구성요소는 중력의 방향으로 서로에 대해 적층 배치될 수 있기 때문에, 구축되어야 할, 그리고 심지어 주변의 미립자 물질의 부재 시에 충분한 지지 효과(backing effect)를 조성할 수 있는 지지 구조들을 구비한 구성요소를 매립하는 것과, 구성요소가 제거될 때까지 적소에 이들을 유지하는 것이 요구될 수도 있다.
미립자 물질이 본 공정에서 재사용될 수 있는 경우, 이는 브레이크-아웃 영역에서 수집될 수 있고, 준비 섹션을 통과하는 것이 가능한 이후에 응용 공정으로 다시 공급될 수 있다. 준비 섹션에서, 예를 들어 미립자 물질의 이동 및/또는 신선한 미립자 물질의 규제된 공급을 수행하는 것이 필요할 수 있다.
컨베이어 평면의 수평 배향의 경우에, 고형화 주기, 각각, 브레이크-아웃 주기는 장치의 길이에만 영향을 미친다.
이러한 시스템은 다수의 상이한 물질의 처리를 가능하게 한다. 가능한 물질은 모래, 석고, 금속 미립자 물질 또는 다른 무기 미립자 물질뿐만 아니라, 플라스틱 미립자 물질, 밀가루 및 다른 유기 미립자 물질을 포함한다.
시스템 및 공정은 금속 주조용 주형 및 모델의 제조뿐만 아니라, 매우 다양한 형태의 구성요소의 제조와 같은 다양한 응용의 넓은 범위를 허용한다. 마찬가지로, 흥미로운 장점은 연속적인 절차가 또한 장치를 수정할 필요 없이 더 긴 구성요소의 생산을 가능하게 한다는 것이다.
더욱 상세한 설명의 목적을 위해, 본 발명은 도면을 참조하여 선호되는 실시예에 기초하여 더욱 상세히 설명된다.
본 발명을 통해, 3D 인쇄 방법 및 장치와, 매우 길고 무거운 구성요소의 제조를 가능하게 하는 방법을 제공하여, 종래 기술의 단점을 완화하거나 또는 심지어 완전히 이들을 피할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 장치의 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 장치의 단면도.
도 3은 기계 각도의 정의에 대한 공급원료를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예의 단면도.
도 5는 본 발명의 특히 바람직한 일 실시예의 측면도.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 공급원료를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예의 단면도.
도 8a는 회전 빌드 플랫폼과 원추형 분말 케이크를 갖는, 본 발명의 다른 바람직한 실시예의 측면도.
도 8b는 도 8a의 실시예를 위에서 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예의 단면도.
도 10은 빌드 플랫폼을 갖는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시하는 도면.
도 11은 물질 사일로를 갖는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시하는 도면.
도 12a 내지 12d는 본 발명의 바람직한 실시예의 다양한 공정 단계를 도시하는 도면.
도 1은 종래 기술에 따른 장치를 도시한다. 코팅 유닛(2)은 빌드 플랫폼(3)상에 미립자 물질로 이루어진 층을 도포한다. 결론적으로, 컴퓨터로 제공되는 데이터의 도움으로, 미립자 물질이 선택적으로 고형화된다. 도 1에서, 이 지역은 도면 부로 4로 표시된다. 수직은 여기서 참조 부로 5로 표시된다. 고형화 후 빌드 플랫폼(3)은 하나의 층 두께만큼 내려간 다음 다른 층이 제조된다.
도 2에서, 동일한 장치가 단면도로 도시되어 있다. 여러 층이 이미 만들어져 있다. 종래 기술에 따른 방법 중의 제한 요소는 도면에서 7로 도시된 빌드 컨테이너이다. 일정 빌드 높이(6)가 형성된 후에 컨테이너(7)는 비워지거나 교환되어야 한다.
도 3은 제한 없이 제조될 수 있는 미립자 물질 공급원료를 도시한다. 이것은 수평면(10)에 대해 일정 각도(8)를 포함하는 전방 측 평면을 갖는다. 공급원료는 개별 층으로 구성되며 특허 DE 01 2010 015 451 A1에 나타낸 바와 같이 제조될 수 있다. 여기에 표시된 각도(8)는 이후에 기계 각도라고 불린다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시한다. 이 도면은 도 2와 유사한 단면도를 도시한다. 특허 청구항 1에 따르면, 여기서 미립자 물질 공급원료는 기계에 대해 이동하지 않고, 움직임 없이 유지된다. 장치가 고정되는 홀에서 좌표계는 고정되어 있다. 다른 한편, 장치는 움직인다.
시스템 동작의 일정 시간 후에, 그 결과가 도 4에 나타난다. 빌드 시간의 증가로, 물질 공급원료(12)는 더 길게 되며, 이 결과 캐리어 유닛(11)은 수평면(14) 위에서 빌드 방향(15)으로 고형화 유닛(1)과 코팅 유닛(2)으로 이동된다. 제조될 주형 구성요소(4)는 공급원료에 고정되어 놓여있다.
도 5는 장치의 기술적 구성을 나타낸다. 여기서 캐리어 유닛은 차량(25)으로서 구현된다. 이것은 레일 트랙(13)을 통해 안내된다. 레일 트랙(13)은 위치 검출에 사용되는 정밀 측정 시스템의 요구 정도에 따라 설계된다. 선형 가이드 시스템은 여기서 높은 정도의 안내 정밀도 및 견고성을 위해 사용될 수 있다. 고도의 정확성이 요구되지 않은 경우 트랙과 유사한 레일로드 트랙이 사용될 수 있다. 또한 간단히 평면(14) 상의 롤에 바퀴를 사용하는 것이 고려되지만, 이것은 측정하는 노력의 대응 양과 연관된다.
다양한 메커니즘이 구동 시스템으로서 사용될 수 있다. 움직임 정도와 이에 따른 층 두께의 매우 높은 정밀도가 볼 스크류 드라이브를 포함하는 결합된 선형 유닛으로 달성될 수 있다. 랙과 피니언 시스템 및 미리 설치된 톱니 바퀴는 작은 위치 편차를 달성할 수 있다. 마찰 드라이브가 또한 사용될 수 있다. 그러나, 위치 측정과 제어는 이러한 유형의 드라이브에 적응되어야 한다.
도 6은 미립자 물질로 이루어진 공급원료를 도시한다. 이러한 공급원료는 미립자 물질이 소비될 수 있는 수평 슬롯을 갖는 코팅 유닛에 의해 제조될 것이다. 물질이 갖는 자연적인 각도는 원추형 피라미드의 기본적인 기하학적 형상을 형성한다. 장치는 물질이 레일 시스템으로 침투하는 것을 방지하기에 충분한 크기에 상응하게 구현되어야 한다.
이러한 상황은 특허 청구항 4에 따른 장치로 개선될 수 있다, 이 경우에, 고형화 유닛(1)은 측 방향으로 공급원료를 제한하는 벽을 제조한다. 이러한 방식으로, 평행 육면체가 상당히 더 낮은 면적을 필요로 하여 만들어진다.
사용된 고형화 메커니즘의 형태에 따라, 주형 구성요소(4)의 언패킹은 층이 형성되고 난 후 일정 시간 후에 진행될 수 있다. 고형화 시간 및 안전한 거리가 언패킹 길이에 대한 결정 요인이다. 언패킹은 빌드 공정을 방해하지 않는 안전 거리가 필요하다.
물질 공급원료(12)가 워크 베이 플로어(14) 상에 직접 제조된다면, 그것은 특히 간단한 방식으로 언팩킹할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 지게차 또는 크레인 등의 기계가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 레일 시스템(13)은 적절하고 튼튼하게 구현되어야 한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 도 7에 도시된다. 수평면에 고정된 공급원료는 또한 이 경우에 사용된다. 캐리어 유닛(11)과 수평면 사이의 각도는 여기서 0도에 있다. 반면에 특허 DE 10 2006 030 350 A1에서는, 수직 운동이 축 시스템에 의해 발생하지 않지만, 캐리어 유닛(11)의 진행을 이용하기보다는, 공급원료의 이미 형성된 벽을 향한다. 벽은 정확한 위치화를 보장하는 특별한 형태를 나타낸다.
도 8 및 도 9는 특허 청구항 1에 따른 본 발명의 다른 실시예를 도시한다, 이 경우에는 상기 실시예로부터 벗어남이 없이, 공급원료는 선형 방식이 아니라 회전 방식으로 제조된다. 이 목적을 위하여, 캐리어 유닛은 기계 축(20) 주위에 나선 운동(20)으로 안내된다. 상술한 설명에 비해, 코팅 유닛은 90°로 회전되고 연속으로 작동될 수 있다. 고형화 유닛도 연속적으로 작동될 수 있다. 빌드 콘(21)은 시스템을 시작하는데 사용될 수 있다. 이 장치 형태는 극 좌표계에 따라 직선뿐만 아니라, 비스듬하게 되는 몰드(4)에 대한 데이터를 요구한다.
작업 베이 플로어 상의 물질 공급원료를 구축하는 대신, 빌드 플랫폼(22)이 사용될 수 있다. 이것은, 도 10에 도시된 바와 같이, 장치(13)의 레일 시스템을 사용할 수 있다. 빌드 공정 후에, 필요한 경우 플랫폼은 교환될 수 있다.
빌드 공정에 필요한 물질은 가요성 호스를 통해 장치에 공급될 수 있다. 이들 물질은 예를 들어, 미립자 물질, 결합제 또는 전기 에너지를 포함할 수 있다. 중요한 물질이 사용되는 것 또는 현장 상황이 허용하지 않는 경우, 물질은 또한 캐리어 유닛으로 이동시킬 수 있다. 예로서, 도 11은 기계 레일 시스템에서 이동되는 미립자 물질이 적재된 사일로(24)를 도시한다.
도 12a-12d는 물질 공급원료(12)가 컨베이어 벨트(28)에 구축된 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다. 컨베이어 벨트(28)는 빌드 공간(6)과 언패킹 영역(27)을 통해 연장된다.
빌드 공정에서, 층 발생 공구(1, 2)를 운반하는 공정 평면(29)은 선형 유닛(26)에 의해 빌드 공간(6) 내에서 층마다 이동된다.
빌드 공간(6)이 완전히 구축될 때까지 컨베이어 벨트(28)는 움직이지 않고 남아있다.
완성된 구성 요소는 컨베이어 벨트에 의해 언패킹 영역(27)으로 연속하여 이송된다. 동시에, 공정 평면(29)은 그 초기 위치로 이동한다. 공정 평면(29)과 물질 공급원료(12)가 위치되면, 빌드 공정이 즉시 물질 공급원료(12)에서 계속된다. 완성된 구성 요소는 언패킹 영역(27)에서 제거될 수 있다. 그러는 동안, 빌드 공정은 중지될 필요가 없다.
1 고형화 유닛 2 코팅 유닛
3 빌드 플랫폼 4 구성요소
5 중력 방향 6 빌드 공간
7 빌드 컨테이너 8 기계 각도
9 층 10 수평 참조 평면
11 코팅 유닛을 갖는 유닛과 고형화 유닛
12 고정식 공급원료 13 레일 시스템
16 주입 공급원료 17 코팅 유닛에 의해 제조된 평면 영역
18 고형화 유닛에 의해 제조된 벽 19 불규칙한 수평 영역
20 장치의 회전 축 22 빌드 플랫폼
24 물질 사일로 25 운반 차량
26 선형 드라이브 27 언팩킹 영역
28 컨베이어 벨트 29 공정 평면

Claims (10)

  1. 컴퓨터 데이터에 기초한 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법으로서, 미립자 물질을 포함하는 매체의 층들에서의 반복된 응용 및 매체의 선택적 고형화에 의해, 빌드 공간 내의 매체로 제조되는 공급원료가 제공되고, 코팅 유닛에 의한 매체의 층 응용은 공급원료 경계의 표면상에서 각도(β)에서 빌드 공간을 형성하며, 컴퓨터 데이터에 따른 고형화는 고형화 유닛을 사용하여 발생하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    공급원료는 물체의 구축 중에 움직이지 않고, 바람직하게는, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 빌드 공간의 빌드 평면에 대하여 α < 90°의 각도를 갖고, 공급원료에 대하여 이동되는 것을 특징으로 하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 각도(α)는 각도(β)보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제한 벽은 공정에 앞서 구축되는 것을 특징으로 하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛의 이동은 본질적으로 수평으로 진행되는 것을 특징으로 하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛의 이동은 본질적으로 인벌류트(involute) 방식으로 진행되는 것을 특징으로 하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 빌드 공간의 빌드 평면에 대하여 각도(α)로 그리고 빌드 공간의 빌드 평면에 대하여 평행하게 위치되는 좌표계 상에서 이동하는 것을 특징으로 하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 보조 구조물이 매체의 아래로 미끄러지는 것을 방지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 3 차원 구성요소를 제조하기 위한 방법.
  8. 미립자 물질을 포함하는 매체의 층들에서의 반복된 응용 및 매체의 선택적 고형화에 의해 컴퓨터 데이터에 기초하여 3 차원 물체들을 제조하는 본 발명에 따른 장치로서, 빌드 공간 내의 매체로 이루어진 공급원료, 및 공급원료의 경계 표면 위에서 각도(β)로 매체의 층 응용을 위한 코팅 유닛을 가지며, 추가적으로 컴퓨터 데이터에 따라 매체를 고형화하기 위한 고형화 유닛을 가지는, 3 차원 물체를 제조하기 위한 장치에 있어서,
    공급원료는 물체의 구축 중에 움직이지 않고, 바람직하게는,
    코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 빌드 공간의 수평 평면에 대하여 α < 90°의 각도를 갖고, 공급원료에 대하여 이동되는 것을 특징으로 하는, 3 차원 물체를 제조하기 위한 장치.
  9. 제8항에 있어서, 고형화 유닛은 물방울 발생기를 가지며, 및/또는
    고형화 유닛은 방사선 소스를 가지며, 바람직하게는,
    코팅 유닛 및/또는 고형화 유닛은 좌표계 상에서 빌드 공간의 빌드 평면에 대하여 각도 α로 그리고 빌드 공간의 빌드 평면에 대하여 평행하게 위치되어 움직이며, 바람직하게는,
    빌드 공간은 플로어, 바람직하게는, 제조 설비의 워크 베이 플로어이며, 및/또는
    빌드 공간은 빌드 플랫폼을 가지며, 및/또는
    빌드 공간은 활주 가능한 플로어를 포함하며, 및/또는
    빌드 공간은 선형 가이드를 따르는 간헐적 컨베이어 벨트를 가지며, 바람직하게는,
    코팅 유닛과 고형화 유닛을 포함하는 유닛은 트랙에서 수평으로 움직이는 것을 특징으로 하는, 3 차원 물체를 제조하기 위한 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 유닛은 진행시에 구축되는 벽 상에 유지되는 것을 특징으로 하는, 3 차원 물체를 제조하기 위한 장치.
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