KR20180021916A - 예비 가열을 이용하는 적층 제조 - Google Patents

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나그 비. 파티반들라
아제이 엠. 조쉬
아샤바니 쿠마르
에릭 응
버나드 프레이
카시라만 크리슈난
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

적층 제조의 방법은 플래튼에 걸친 층으로 피드 재료를 디스펜싱하기 전에, 피드 재료의 온도를 실온보다는 높고 피드 재료가 끈적거리게 되는 제2 온도보다는 낮은 제1 온도로 상승시키는 단계; 플래튼에 걸친 층으로 제1 온도에서 피드 재료를 디스펜싱하는 단계; 플래튼에 걸쳐서 피드 재료를 디스펜싱한 후에, 피드 재료의 층의 실질적으로 전부의 온도를 제1 온도보다는 높지만 피드 재료가 용융되는 제4 온도보다는 낮은 제3 온도로 상승시키는 단계; 및 피드 재료의 층의 일부분들의 온도를 제4 온도 이상인 제5 온도로 선택적으로 상승시키는 단계를 포함한다.

Description

예비 가열을 이용하는 적층 제조
본 발명은 3D 프린팅이라고도 지칭되는 적층 제조(additive manufacturing)에 관한 것이다.
입체 임의형상 제작(solid freeform fabrication) 또는 3D 프린팅이라고도 알려져 있는 적층 제조(additive manufacturing, AM)는 원재료(일반적으로, 파우더, 액체, 현탁액, 또는 용해된 고체)로부터 일련의 2차원 층들 또는 단면들로 3차원 개체들이 구축되는 임의의 제조 프로세스를 지칭한다. 대조적으로, 전통적인 머시닝 기술들은 절삭 프로세스들(subtractive processes)을 수반하며, 나무, 플라스틱, 또는 금속의 블록과 같은 스톡 재료(stock material)로부터 절단되는 개체들을 생성한다.
적층 제조에서는 다양한 적층 프로세스들이 이용될 수 있다. 다양한 프로세스들은 완성된 개체들을 생성하기 위해 층들이 퇴적되는 방식, 및 각각의 프로세스에서의 이용에 호환가능한 재료들에 있어서 차이가 있다. 일부 방법들은 층들을 생성하기 위해, 예를 들어, 선택적 레이저 용해(selective laser melting)(SLM) 또는 직접 금속 레이저 소결(direct metal laser sintering)(DMLS), 선택적 레이저 소결(selective laser sintering)(SLS), 용융 퇴적 모델링(fused deposition modeling)(FDM)과 같이, 재료를 용해하거나 연화(soften)하는 한편, 다른 방법들은 상이한 기술들, 예를 들어 스테레오리소그래피(stereolithography)(SLA)를 이용하여 액체 재료들을 경화(cure)한다.
소결은 개체들을 생성하기 위해, 작은 그레인들, 예를 들어 파우더들을 용융시키는 프로세스이다. 소결은 통상적으로 파우더를 가열하는 것을 수반한다. 파우더형 재료가 소결 프로세스에서 충분한 온도로 가열될 때, 파우더 입자들 내의 원자들이 입자들의 경계들에 걸쳐서 확산되고, 그에 의해 입자들을 함께 용융시켜 고체 단편(solid piece)을 형성하게 된다. 용해와는 대조적으로, 소결에서 이용되는 파우더는 액체 위상에 도달할 필요가 없다. 소결 온도는 재료의 녹는점에 도달할 필요가 없으므로, 소결은 텅스텐 및 몰리브덴과 같은 높은 녹는점들을 갖는 재료들에 대해 종종 이용된다.
소결 및 용해 둘 다가 적층 제조에서 이용될 수 있다. 이용되는 재료는 어느 프로세스가 발생하는지를 결정한다. 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS)과 같은 비정질 고체(amorphous solid)는 실제로는 과냉각된 점성질 액체이고, "실제로는 용해"되지 않는데; 용해는 고체로부터 액체 상태로의 위상 전이를 수반하기 때문이다. 따라서, 선택적 레이저 소결(SLS)은 ABS를 위한 관련 프로세스인 한편, 선택적 레이저 용해(SLM)는 나일론 및 금속들과 같은 결정질 및 준결정질 재료들을 위해 이용되고, 이것들은 별개의 용해/결빙 온도를 갖고, SLM 프로세스 동안 용해를 겪는다.
전형적으로, 파우더형 재료를 소결 또는 용해하기 위한 에너지 소스로서 레이저 빔을 이용하는 종래의 시스템들은 레이저 빔을 파우더형 재료의 층 내의 선택된 지점 상에 지향시키고, 층에 걸친 위치들에 대해 레이저 빔을 선택적으로 래스터 스캐닝한다. 제1 층 상의 선택된 위치들 전부가 소결되거나 용해되고 나면, 파우더형 재료의 새로운 층이 완성된 층의 최상부에 퇴적되고, 프로세스는 요구되는 개체가 생성될 때까지 층별로 반복된다.
또한, 전자 빔은 재료 내에 소결 또는 용해를 야기하기 위한 에너지 소스로서 이용될 수 있다. 다시 한 번, 전자 빔은 특정 층의 처리를 완료하기 위해 층에 걸쳐 래스터 스캐닝된다.
일 양태에서, 적층 제조 시스템은 제조 중인 개체를 지지하기 위한 최상부면을 갖는 플래튼; 플래튼에 걸쳐서 피드 재료의 복수의 연속적인 층을 전달하기 위한 디스펜서; 피드 재료의 최외측 층의 적어도 일부를 용융시키도록 빔을 지향시키기 위해 플래튼 위에 위치된 에너지 소스; 및 피드 재료의 최외측 층을 복사적으로(radiatively) 가열하기 위해 플래튼 위에, 그리고 에너지 소스 주위에 배치된 복수의 램프를 포함한다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에너지 소스는 레이저 또는 이온 소스를 포함할 수 있다. 복수의 램프는 회전가능한 지지체 상에 유지될 수 있다. 복수의 램프는 플래튼을 관통하는 중심 축으로부터 등거리에 위치될 수 있다. 복수의 램프는 중심 축 주위에서 동일한 각도 간격들(angular intervals)에 위치될 수 있다.
가열기는 피드 재료의 층을 퇴적하기 전에 피드 재료를 가열할 수 있다. 피드 재료는 파우더일 수 있고, 가열기는 피드 재료를 실온보다는 높지만 파우더가 끈적거리게(tacky) 되는 온도보다는 낮은 제1 온도로 상승시키도록 구성될 수 있다.
액츄에이션 시스템은 빔을 플래튼에 대해 2개의 수직한 방향으로 이동시킬 수 있다. 액츄에이션 시스템은 에너지 소스를 2개의 수직한 방향 중 적어도 하나로 이동시키도록 구성된 선형 액츄에이터를 포함할 수 있다. 액츄에이션 시스템은 플래튼을 2개의 수직한 방향 중 적어도 하나로 이동시키도록 구성된 선형 액츄에이터를 포함할 수 있다. 액츄에이션 시스템은 빔을 2개의 수직한 방향 중 적어도 하나로 편향시키도록 구성될 수 있다. 에너지 소스는 레이저를 포함할 수 있고, 액츄에이션 시스템은 레이저로부터의 레이저 빔을 편향시키기 위한 거울 검류계(mirror galvanometer)를 포함할 수 있다.
액츄에이션 시스템은 빔의 초점 심도를 조절하도록 구성될 수 있다. 액츄에이션 시스템은 초점 심도를 조절하기 위해 이동가능한 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 액츄에이션 시스템은 에너지 소스를 플래튼의 표면에 수직한 방향들로 이동시키기 위한 선형 액츄에이터를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 적층 제조 시스템은 제조 중인 개체를 지지하기 위한 최상부면을 갖는 플래튼; 플래튼에 걸쳐 피드 재료의 복수의 연속적인 층을 전달하기 위한 디스펜서; 피드 재료가 디스펜서에 의해 디스펜싱되기 전에 피드 재료를 자유 유동 온도(free flow temperature)로 가열하도록 구성된 제1 가열기; 및 플래튼에 걸친 피드 재료의 최외측 층의 적어도 일부를 용융시키기 위한 에너지 소스를 포함한다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 디스펜서는 플래튼에 인접한 저장소를 포함할 수 있다. 제1 가열기는 저장소 위에 위치된 열 램프를 포함할 수 있다. 제1 가열기는 저장소의 지지체 플레이트에 내장된 저항성 가열기를 포함할 수 있다. 제1 가열기는 플래튼에 걸쳐 디스펜싱된 피드 재료의 층에 열을 인가하지 않고서 디스펜서 내의 피드 재료를 가열하도록 구성될 수 있다. 디스펜서는 플래튼의 대향 측들에 위치된 2개의 저장소를 포함할 수 있다.
제2 가열기는 최외측 층의 실질적으로 전부를 점결성 온도(caking temperature)로 가열하도록 구성될 수 있다. 제2 가열기는 에너지 소스 주위에 위치된 복수의 열 램프를 포함할 수 있다. 복수의 열 램프는 회전가능한 지지체 상에 유지될 수 있다. 에너지 소스는 레이저 또는 이온 소스를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 적층 제조의 방법은 플래튼에 걸친 층으로 피드 재료를 디스펜싱하기 전에, 피드 재료의 온도를 실온보다는 높고 피드 재료가 끈적거리게 되는 제2 온도보다는 낮은 제1 온도로 상승시키는 단계; 플래튼에 걸친 층으로 제1 온도에서 피드 재료를 디스펜싱하는 단계; 플래튼에 걸쳐서 피드 재료를 디스펜싱한 후에, 피드 재료의 층의 실질적으로 전부의 온도를 제1 온도보다는 높지만 피드 재료가 용융되는 제4 온도보다 낮은 제3 온도로 상승시키는 단계; 및 피드 재료의 층의 일부분들의 온도를 제4 온도 이상인 제5 온도로 선택적으로 상승시키는 단계를 포함한다.
구현들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제3 온도는 제2 온도보다 높을 수 있다. 피드 재료의 층의 일부분들의 온도를 제5 온도로 선택적으로 상승시키는 단계는 레이저 또는 이온 소스로 수행될 수 있다. 피드 재료의 층의 실질적으로 전부의 온도를 제3 온도로 상승시키는 단계는 레이저 또는 이온 소스 주위에 위치된 복수의 열 램프로 수행될 수 있다. 복수의 열 램프는 레이저 또는 이온 소스 주위를 주회(orbit)할 수 있다.
피드 재료의 온도를 제1 온도로 상승시키는 단계는 피드 재료가 저장소 내에 있는 동안 피드 재료의 온도를 상승시키는 단계를 포함할 수 있다. 피드 재료가 저장소 내에 있는 동안 피드 재료의 온도를 상승시키는 단계는, 저장소의 지지체 플레이트에 내장된 저항성 가열기로 피드 재료를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 피드 재료가 저장소 내에 있는 동안 피드 재료의 온도를 상승시키는 단계는, 저장소 위에 위치된 열 램프로 피드 재료를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 피드 재료는 파우더일 수 있고, 제4 온도는 소결 온도일 수 있다.
구현들은 이하의 이점들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 레이저와 같은 스캐닝 빔 열원 주위에 열 램프들을 배열하면, 스캐닝 빔 열원에 의한 방해 없이 피드 재료의 전체 층을 가열하는 것이 허용된다. 열 램프들을 회전시키면 피드 재료의 외측 층의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다. 퇴적된 피드 재료의 최상부면 상에 충돌하는 레이저 빔의 초점 심도를 제어함으로써, 소결 프로세스의 해상도가 변화될 수 있다. 또한, 초점 심도를 제어하면 스폿 크기를 제어할 수 있고, 그에 따라 단위 면적 당 전달되는 에너지를 제어할 수 있으며, 이는 레이저 빔의 스캐닝 속도의 개선을 허용할 수 있고, 따라서 수율을 개선할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예의 상세가 이하의 설명 및 첨부 도면에 제시된다. 본 발명의 다른 양태들, 특징들, 및 이점들은 설명 및 도면으로부터, 그리고 청구항들로부터 분명해질 것이다.
도 1은 적층 제조 시스템의 개략적 측면도이다.
도 2는 적층 제조 시스템의 개략적 상부도이다.
적층 제조 프로세스는 플래튼 또는 이전에 퇴적된 층 상에 피드 재료, 예를 들어 파우더의 층을 디스펜싱하는 것을 수반할 수 있고, 피드 재료의 층의 일부분들을 용융시키기 위한 방법이 그에 후속한다. 에너지 소스는 피드 재료를 가열하고, 피드 재료가 고체화(solidify)하게 하는데, 예를 들면 파우더가 용융되게 한다. 그러나, 파우더형 재료의 점-대-점 소결 또는 용해에 의해 야기되는 온도 변동들은 인쇄된 개체 내에 열 응력을 발생시킬 수 있다. 추가로, 피드 재료의 층을 가로질러 빔을 스캐닝하는 데에는 시간이 소요된다.
적층 제조 프로세스에서, 피드 재료는 플래튼에 걸쳐 퇴적되기 전에 가열될 수 있다. 이것은 특정 복셀(voxel)을 고체화하기 위해 스캐닝 빔이 필요로 하는 전력의 양을 감소시킬 수 있다. 이것은 빔이 더 신속하게 층을 가로질러 이동하는 것을 허용하고, 따라서 수율을 증가시킬 수 있다. 추가로, 이것은 온도 변동들의 크기를 감소시킬 수 있고, 따라서 열 응력을 감소시킬 수 있으며, 재료 속성들을 개선할 수 있다. 따라서, 피드 재료가 초기 온도, 예를 들어 실온에서 시작하는 경우, 피드 재료는 디스펜싱되기 전에 제1 온도로 상승될 수 있다.
그러나, 일부 온도들 위에서, 파우더는 끈적거리게(tacky) 될 수 있고 따라서 점성질로 될 수 있다. 이것은 층 또는 후속 층들의 적절한 퇴적을 방해할 수 있다. 따라서, 일부 적층 제조 프로세스들에 대해, 파우더의 온도를 파우더가 끈적거리게 되거나 점성질로 되는 제2 임계 온도보다 높지 않게 상승시키는 것이 바람직하다. 금속 파우더들의 맥락에서, "끈적거리는 것(tacky)"은 적은 양의 네킹(necking) 또는 소결을 나타낼 수 있는데, 예를 들어 입자들의 소정 비율이 입자들 내에서의 상당한 모폴로지 변화없이 접촉 지점들에서 소결되게 된다.
피드 재료가 플래튼 상에 퇴적되고 나면, 피드 재료의 최상부 층의 온도는 예를 들어 열 램프들로부터의 복사 에너지 전달에 의해, 제3 온도까지 더 상승될 수 있는데, 이러한 제3 온도는 피드 재료가 용융될, 예를 들어 소결되거나 용해될 제4 온도에 가깝지만 여전히 그보다는 낮다. 일부 구현들에서, 이러한 더 높은 제3 온도는 파우더가 끈적거리게 되거나 점성질로 되는 임계 온도, 즉 제2 온도보다 여전히 더 낮다. 일부 구현들에서, 이러한 더 높은 제3 온도는 파우더가 끈적거리게 되거나 점성질로 되는 임계 제2 온도보다는 높지만, 파우더가 접촉 지점들에서 소결을 거치지만 실질적으로 다공성으로 남아 있으면서 상당한 치밀화(densification)를 경험하지 않는, 예를 들어 점결 유사 일관성(cake-like consistency)을 달성하는 "점결성 온도(caking temperature)"보다는 낮다. 일부 구현들에서, 이러한 더 높은 제3 온도는 점결성 온도보다는 높지만 용융 온도보다는 여전히 더 낮은데, 용융 온도에서는 피드 재료가 용융, 예를 들어 소결 또는 용해되어 더 낮은 공극률 또는 입자들 사이의 감소된 갭들을 갖는 고체 덩어리(solid mass)를 형성한다.
마지막으로, 피드 재료의 최상부 층의 요구되는 부분들의 온도는 퇴적된 피드 재료의 표면에 걸쳐 스캐닝하는 빔에 의해 점결성 온도까지, 또는 용융 온도까지 상승될 수 있다.
퇴적된 피드 재료의 최상부면의 온도를 빔에 의한 스캐닝 전에 균일하게 하는 것이 이로운데, 왜냐하면 이것은 용융된 복셀들의 패턴이 요구되는 패턴에 대응할 신뢰도를 향상시키기 때문이다. 피드 재료의 예비 가열은 열 램프들이 필요로 하는 에너지를 감소시키고, 층의 공간적 온도 균일성을 개선할 수 있다. 열 램프들에 의한 피드 재료의 예비 가열은 특정 스폿을 용융시키기 위해 빔이 필요로 하는 에너지를 감소시키고, 따라서 수율을 개선할 수 있으며 온도 변동들을 감소시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 적층 제조 시스템(100)의 실시예의 측면도 및 상부도이다. 적층 제조 시스템(100)은 제작 중인 개체를 유지하기 위한 지지체(102), 지지체(102)에 걸쳐 피드 재료의 층을 전달하기 위한 피드 재료 전달 시스템, 피드 재료의 전체 층을 가열하도록 구성된 열 램프들의 어레이와 같은 제1 열원(155), 및 피드 재료의 전체 층을 가로질러 스캐닝하고, 피드 재료를 고체화하기에 충분하게 피드 재료의 층의 일부분들을 선택적으로 가열하기 위해 빔(175)을 발생시키도록 구성된 제2 열원(160)을 포함한다.
임의적으로(optionally), 적층 제조 시스템(100)의 일부 부품들, 예를 들어 지지체, 디스펜서, 제1 열원(155), 및 제2 열원(160) 중 하나 이상의 것의 컴포넌트들은 하우징(110)에 의해 둘러싸일 수 있다. 하우징(110)은 예를 들어 하우징 내부의 챔버(112) 내에서 진공 환경, 예를 들어 약 1 Torr 이하의 압력들이 유지되는 것을 허용할 수 있다. 대안적으로, 챔버(112)의 내부는 실질적으로 순수한 가스, 예를 들어 미립자들을 제거하도록 필터링된 가스일 수 있거나, 챔버는 대기로 배기될 수 있다. 퍼지 가스는 아르곤, 질소, 크세논, 및 혼합된 비활성 가스들과 같은 비활성 가스들을 구성할 수 있다.
지지체(102)는 예를 들어 피스톤 로드(piston rod)(107a)에 의해 플래튼(105)에 연결된 선형 액츄에이터에 의해 수직으로 이동가능한 플래튼(105)을 포함할 수 있다. 각각의 층의 처리, 즉 층의 요구되는 부분들의 고체화 후에, 지지체(102)는 제조 중인 개체에 지금 막 추가된 재료의 층의 두께와 동일한 거리만큼 하강될 수 있다.
추가로, 지지체는 플래튼, 및 플래튼(105) 상에 퇴적된 피드 재료(130)를 가열하기 위해, 플래튼(105)에 내장된 저항성 가열기, 또는 플래튼 아래의 하부 램프 어레이(109a)와 같은 가열기를 포함할 수 있다.
적층 제조 시스템(100)은 플래튼(105)에 걸쳐서, 예를 들어 플래튼 상에, 또는 플래튼 상의 하부 층 상에 피드 재료, 예를 들어 파우더의 층을 전달하기 위한 피드 재료 전달 시스템을 포함한다.
피드 재료는 금속, 세라믹, 또는 플라스틱 입자들의 건식 파우더, 액체 현탁액(liquid suspension) 내의 금속, 세라믹, 또는 플라스틱 파우더들, 또는 재료의 슬러리 현탁액(slurry suspension)일 수 있다. 예를 들어, 압전 프린트헤드를 이용하는 디스펜서에 대해, 피드 재료는 전형적으로 액체 현탁액 내의 입자들일 것이다. 현탁액의 경우에서, 액체 성분은 용융 전에 증발될 수 있다.
금속성 입자들의 예들은 티타늄, 스테인레스 스틸, 니켈, 코발트, 크롬, 바나듐, 및 이러한 금속들의 다양한 합금들을 포함한다. 세라믹 재료들의 예들은 금속 산화물, 예컨대 세리아, 알루미나, 실리카, 알루미늄 질화물, 실리콘 질화물, 실리콘 탄화물, 또는 이러한 재료들의 조합을 포함한다. 플라스틱의 예들은 ABS, 나일론, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone)(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(polyetherketoneketone)(PEKK), 폴리우레탄, 아크릴레이트, 에폭시, 폴리에테르이미드, 폴리아미드들, 폴리카보네이트들, 또는 폴리에스테르를 포함할 수 있다.
피드 재료 전달 시스템은 저장소로부터의 피드 재료를 플래튼에 전달하고, 거기에서 피드 재료가 고체화될 수 있다. 예를 들어, 파우더의 경우에서, 피드 전달 시스템은 지지체를 가로질러 파우더의 층을 디스펜싱할 수 있고, 여기서 파우더가 용융될 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 피드 재료(130)는 지지체(102)에 인접한 저장소(120) 내에 유지된다. 도 1 및 도 2에 도시된 구현에서, 시스템(100)은 플래튼(105)의 대향 측들에 위치된 2개의 저장소(120a, 120b)를 포함하지만, 시스템은 단 하나의 저장소를 포함할 수 있다.
각각의 저장소(120)는 측벽들(124)에 의해 둘러싸인 수직 이동가능한 지지체 플레이트(122)에 의해 정의될 수 있다. 지지체 플레이트(122)를 전위(displacing)시키기 위한 메커니즘은 피스톤 로드(107b)에 의해 지지체 플레이트(122)에 연결된 선형 액츄에이터일 수 있다. 피드 재료(130)는 저장소(120)로부터 플래튼(105)을 가로질러 밀어질 수 있다.
이것은 저장소(120)를 예를 들어 플래튼(105) 또는 하부 층을 코팅하기에 충분한 양의 파우더를 벽(124) 위에 제공하기에 충분한 거리만큼 상향으로(+z 방향) 이동시킴으로써 행해질 수 있다. 다음으로, 롤러 또는 블레이드와 같은 디바이스(140)가 피드 재료를 지지체 플레이트(122)로부터, 그리고 플래튼(105)을 가로질러 밀어낸다.
시스템(100)이 플래튼의 대향 측들에 위치된 2개의 저장소(120a, 120b)를 포함하는 경우, 재료는 교대하는 층들에 대해 교대하는 저장소들로부터 디스펜싱될 수 있다. 예를 들어, 롤러 또는 블레이드(140)는 피드 재료(130)의 층을 저장소(120a)로부터 플래튼(105)에 걸쳐 스프레딩하는 프로세스에서, 플래튼(105)의 좌측 단부에 있는 저장소(120a)로부터 플래튼(105)의 우측 단부에 있는 저장소(120b)까지 이동될 수 있다. 그 층이 처리된 후, 파우더의 다른 층은 저장소(120b)로부터의 피드 재료의 층을 플래튼(105)에 걸쳐 스프레딩하는 프로세스들에서, 롤러 또는 블레이드(140)를 플래튼(105)의 우측 단부에 있는 저장소(120b)로부터 플래튼(105)의 좌측 단부에 있는 저장소(120a)까지 이동시킴으로써 디스펜싱될 수 있다.
임의적으로, 저장소는 지지체 플레이트, 및 지지체 플레이트(122) 위의 저장소(120) 내에 있는 피드 재료(130)를 가열하기 위해, 지지체 플레이트(122)에 내장된 저항성 가열기, 또는 지지체 플레이트(122) 아래의 하부 램프 어레이(126)와 같은 가열기를 포함할 수 있다. 하부 램프 어레이는 제작 및 냉각 프로세스들 동안의 더 균일한 가열을 허용하기 위해, 선택적인 영역들의 가열 또는 상이한 영역들에 대한 가열의 독립적 제어를 허용하도록 디지털적으로 어드레싱될 수 있다.
지지체 플레이트(122) 내의 또는 지지체 플레이트 아래의 임의의 가열기를 대신하여, 또는 그에 추가하여, 일부 구현들에서, 시스템(100)은 저장소 내의 파우더를 가열하기 위해 측벽들(124)을 가열하기 위한 열원, 예를 들어 측벽들에 내장된 저항성 가열기를 포함할 수 있다.
지지체 플레이트(122) 내의 또는 지지체 플레이트 아래의 임의의 가열기를 대신하여, 또는 그에 추가하여, 일부 구현들에서, 시스템(100)은 저장소(120) 내의 피드 재료(130)에 복사적으로(radiatively) 열을 인가하도록 위치된 열원(135)을 포함할 수 있다. 열원(135)은 플래튼(105)에 걸친 피드 재료의 층에는 열을 공급하지 않도록 위치될 수 있다. 열원(135)은 열 램프, 예를 들어 IR 램프(135)일 수 있다. 둘 이상의 저장소(120a, 120b)를 갖는 구현들에서, 각각의 저장소 위에 IR 램프(135)가 배치될 수 있다.
동작 시에, 지지체 플레이트(122) 내의 또는 지지체 플레이트 아래의 열원(135) 및/또는 가열기로부터의 전체 열은 피드 재료(130)의 온도를 실온보다는 높지만, 즉 30℃보다는 높지만 "자유 유동 온도"라고도 지칭되는 임계 온도보다는 낮은 제1 온도로 상승시키기에 충분하며, 그러한 자유 유동 온도를 초과하면, 파우더는 끈적거리게 되거나 점성질로 된다. 이것은 피드 재료가 상승된 온도에서 플래튼에 걸쳐 디스펜싱되는 것을 허용하며, 따라서 소결에 필요한 온도 편차, 및 다른 가열 컴포넌트들이 필요로 하는 전력을 감소시키지만, 디스펜싱 프로세스를 방해하지는 않는다. 예를 들어, 피드 재료, 예를 들어 파우더형 티타늄은 50℃ 내지 500℃의 온도로 상승될 수 있다.
택크(tackiness)는 모폴로지 변화(예를 들어, 입자들 사이의 네킹)를 동반한 것이고, 그러한 토포그래피적 이미지들을 검출하기 위해, 고해상도 이미징 장비가 이용될 수 있다. 택크를 검출하기 위해, 이미지들의 프랙털 분석(fractal analysis)이 또한 이용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 저장소로부터 피드 재료를 밀어내기 위한 롤러 또는 블레이드보다는, 디스펜서가 플래튼(105) 위에 위치가능할 수 있고, 복수의 개구를 포함할 수 있으며, 그러한 개구들을 통해 하나 이상의 피드 재료가 플래튼 상에 퇴적될 수 있다. 디스펜서는 개구를 통해 피드 재료를 분출할 수 있다. 예를 들어, 디스펜서는 캐리어 유체, 예를 들어 고증기압 캐리어(high vapor pressure carrier) 내에 파우더 입자들을 전달하여, 파우더 재료의 층들을 형성할 수 있다. 캐리어 유체는 층에 대한 용융 단계 전에 증발될 수 있다.
파우더를 제1 온도로 가열하기 위해 가열기가 디스펜서에 내장될 수 있고, 또는 파우더를 제1 온도로 가열하기 위해 캐리어 유체가 가열될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 피드 재료(130)는 충분한 온도로 상승됨으로써 고체화될 수 있다(그리고, 다음으로 예를 들어 액체화된 피드 재료를 고체화하기 위해 필요에 따라 냉각됨). 예를 들어, 파우더의 경우에서, 파우더는 소결 온도로 가열될 때 소결될 수 있다. 피드 재료(130)의 온도는 피드 재료(130)를 하나 이상의 에너지 소스에 의해 가열함으로써 용융 온도로 상승될 수 있다. 피드 재료의 온도는 피드 재료를 연속하여 가열하는 하나 이상의 에너지 소스에 의해 실온으로부터 소결 온도로 변화될 수 있다.
예를 들어, 피드 재료는 플래튼 상에 퇴적되기 전에 "자유 유동 온도"보다 낮은 제1 온도로 가열될 수 있다. 그러나, 임의적으로, 피드 재료는 플래튼 상에 퇴적되기 전에 가열되지 않는다.
플래튼 상에 퇴적되고 나면, 퇴적된 피드 재료의 전체 층이 가열되거나 더 가열될 수 있다. 퇴적된 피드 재료는 "자유 유동 온도" 이상의 제3 온도로 가열될 수 있다. 피드 재료의 층은 제3 온도로 상승되기 전에, 예를 들어 롤러 또는 블레이드에 의해 균일하게 스프레딩될 수 있다. 대안적으로, 일부 프로세스들에서, 피드 재료가 다소 끈적거릴 수 있긴 하지만, 피드 재료를 스프레딩하는 것이 여전히 가능할 수 있다. 이 경우, 피드 재료의 층은 점결성 온도보다 낮은 제3 온도로 상승된 후, 예를 들어 롤러 또는 블레이드에 의해 균일하게 스프레딩될 수 있다.
플래튼 또는 하부 층에 걸쳐 균일하게 스프레딩된 후, 피드 재료의 전체 층이 "점결성 온도"로 상승될 수 있다. 일부 프로세스들에 대해, 피드 재료가 점결 유사 조성을 가질 수 있긴 하지만, 피드 재료를 압축하는 것이 여전히 가능할 수 있다. 이 경우, 피드 재료의 층은 피드 재료가 용융되는 온도 미만의 제3 온도로 상승된 후에, 예를 들어 롤러에 의해 압축될 수 있다.
최종적으로, 퇴적된 피드 재료는 용융 온도, 예를 들어 소결 온도로 선택적으로 가열될 수 있다.
플래튼(105) 상에 퇴적된 피드 재료의 최상부 층의 온도는 하나 이상의 에너지 소스에 의해 열을 공급함으로써, 제1 온도로부터 "자유 유동 온도", "점결성 온도", 또는 "용융 온도"(예를 들어, 용해 온도 또는 소결 온도) 이상으로 상승될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 지지체는 플래튼, 및 플래튼(105) 상에 퇴적된 피드 재료(130)를 가열하기 위해, 플래튼(105)에 내장된 저항성 가열기, 또는 플래튼 아래의 또는 벽들과 나란한 하부 램프 어레이(109a)와 같은 가열기를 임의적으로 포함할 수 있다.
플래튼(105) 내의 또는 플래튼 아래의 임의의 가열기를 대신하여, 또는 그에 추가하여, 일부 구현들에서, 시스템(100)은 플래튼(105) 상의 피드 재료(130)에 복사적으로 열을 인가하도록 위치된 제1 열원(155)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 열원(155)은 플래튼(105) 위에, 그리고 제2 열원(160) 주위에 위치된 복수의 열 램프(155a-155e)를 포함할 수 있다. 이것은 스캐닝 빔 열원에 의한 방해 없이 피드 재료의 전체 층의 가열을 허용한다.
열 램프들(155a-e)은 플래튼(105) 위에 원형 구성으로, 예를 들어 제2 열원(160)으로부터 동일한 반경방향 거리들에 위치될 수 있다. 추가로, 열 램프들(155a-155e)은 제2 열원(160) 주위에서 동일한 각도 간격들(equal angular intervals)로 위치될 수 있다. 열 램프들은 플래튼(105)의 최상부면에 대한 법선에 대하여 기울어져서 배향될 수 있다. 이것은 램프들(155a-155e)로부터의 열이 피드 재료의 층에서 제2 열원(160) 아래에 위치된 부분에 도달하는 것을 허용한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 제1 열원(155)은 5개의 열 램프를 포함하지만, 상이한 개수의 램프들이 이용될 수 있다.
상이한 열 램프들은 불균일하게 열을 복사(radiate)할 수 있다. 이것은 피드 재료의 최상부 층에서 불균일한 온도 분포를 야기할 수 있다. 그러나, 퇴적된 피드 재료의 최상부 층의 다양한 부분들이 각각의 열 램프로부터의 복사를 연속하여 수용하도록 열 램프들(155a-155e)이 이동된다면, 퇴적된 피드 재료의 최상부 층에서의 더 균일한 온도 분포가 획득될 수 있다. 예를 들어, 열 램프들(155a-155e)은 제2 열원(160) 주위에서 원형 경로로 이동될 수 있다.
예를 들어, 가열 램프들(155a-155e)은 회전가능한 지지체(150)에 매달릴 수 있다. 모터는 램프들(155a-155e)이 수직 중심 축(157)에 대해 주회하도록 지지체(150)를 회전시킬 수 있다. 중심 축(157)은 플래튼(105)의 중심을 통과할 수 있다. 마찬가지로, 중심 축(157)은 제2 열원(160)을 통과할 수 있다. 열 램프들(155a-155e)이 원형 경로로 이동하게 하면, 퇴적된 피드 재료의 최상위 층의 온도 균일성이 개선된다. 가열 속도(heating rate)는 각각의 램프에 인가되는 전력 및 회전 속도의 조합에 의해 간접적으로 제어될 수 있다.
플래튼(105) 내의 또는 플래튼 아래의 임의의 가열기를 대신하여, 또는 그에 추가하여, 일부 구현들에서, 시스템(100)은 플래튼(105) 상의 피드 재료를 가열하기 위해, 플래튼(105)을 둘러싸는 측벽들(124)을 가열하기 위한 열원, 예를 들어 측벽들(124)에 내장된 저항성 가열기를 포함할 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 퇴적된 피드 재료의 요구되는 일부분들을 고체화하기 위해서는, 온도가 예를 들어 파우더의 소결 온도까지 상승될 필요가 있다. 플래튼(105)에 걸친 피드 재료(130)의 층의 온도가 점결성 온도에 있는 경우, 피드 재료를 소결 온도로 가열하기 위해, 추가의 에너지 소스들, 예를 들어 제2 열원(160)이 이용된다.
제2 열원(160)은 예를 들어 레이저 빔(175)을 발생시키기 위한 레이저일 수 있다. 대안적으로, 제2 열원(160)은 전자 빔(175)을 발생시키기 위한 전자 소스, 또는 플라즈마 포인트 소스, 예를 들어 플라즈마 아크(plasma arc)일 수 있다. 빔(175)은 피드 재료의 층에 걸쳐 스캐닝할 수 있고, 빔의 전력은 피드 재료의 층의 일부분들을 선택적으로 용융, 예를 들어 소결시키도록 변조될 수 있다.
층을 퇴적하기 전에, 및/또는 제1 열원(155)으로, 피드 재료의 층을 예비 가열함으로써, 피드 재료의 층의 일부분이 고체화하도록 하기 위해 스캐닝 빔(175)이 필요로 하는 전력의 양이 감소될 수 있다. 이것은 빔(175)이 더 신속하게 층을 가로질러 이동하는 것을 허용하고, 따라서 수율을 증가시킬 수 있다. 추가로, 이것은 층에 걸친 공간적 온도 변동들을 감소시킬 수 있고, 따라서 열 응력을 감소시킬 수 있으며, 재료 속성들을 개선할 수 있다.
제2 열원(160)은 빔 소스(170), 및 액츄에이션 시스템(165)을 포함한다. 액츄에이션 시스템(165)은 빔(176)을 플래튼(105)에 대해 x-y 평면에서 병진시킬 수 있다. 결과적으로, 레이저 빔(175)은 피드 재료의 최상부면을 스캐닝할 수 있다. 예를 들어, 플래튼(105)은 고정된 위치에 유지될 수 있고, 빔 소스(170)는 예를 들어 빔 소스(170)를 2개의 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된 한 쌍의 선형 액츄에이터에 의해 이동될 수 있다. 대안적으로, 빔 소스(170)는 고정된 위치에 유지될 수 있고, 플래튼(105)은 빔 소스(170)를 예를 들어 2개의 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된 한 쌍의 선형 액츄에이터에 의해 이동될 수 있다. 대안적으로, 플래튼은 제1 선형 액츄에이터에 의해 한 방향으로 이동될 수 있고, 플래튼은 제2 선형 액츄에이터에 의해 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 상술한 구현들 중 임의의 것에서, 빔이 피드 재료의 층을 가로질러 스캐닝할 때, 빔(175)은 플래튼(105)의 표면에 수직한 배향으로 유지될 수 있다. 또 다른 가능성으로서, 빔(175)은 2개의 방향에서 제어가능한 각도로 편향될 수 있다. 또 다른 가능성으로서, 빔 소스(170) 또는 플래튼(105)은 제1 방향을 따라 이동될 수 있고, 빔(175)은 제2 방향을 따라 제어하도록 제어가능하게 편향될 수 있다.
임의적으로, 액츄에이션 시스템(165)은 빔 소스(170)를 Z 방향으로도 병진시키도록 구성될 수 있고, 이는 피드 재료의 최상부 층 상에서의 빔(175)의 스폿 크기의 형상의 제어를 허용할 수 있다.
도 1 및 도 2는 제2 열원(160)이 레이저 시스템인 측면도 및 상부도를 각각 도시한다. 액츄에이션 시스템(165)은 때로는 거울 검류계, 또는 간단하게는 "갈보(galvo)"라고 지칭되는 광학 시스템을 포함한다. 레이저 소스(170)에 의해 방출되는 레이저 빔(175)은 갈보 내의 광학 요소들에 의해 반사 또는 굴절될 수 있다. 갈보 내의 광학 요소들, 예를 들어 거울들 및 렌즈들은 광학 요소들을 병진 또는 회전시킬 수 있는 마운트들에 부착될 수 있다. 마운트들 및 액츄에이터(165)는 적층 제조 시스템(100) 외부에 위치될 수 있는 컴퓨터에 의해 제어가능할 수 있다. 갈보 내의 광학 요소들의 배향을 변화시킴으로써, 퇴적된 피드 재료에 충돌하는 레이저 빔(175)의 배향 및 속성들이 변화될 수 있다. 예를 들어, 광학 요소의 배향은 피드 재료의 최상부면 상에서 레이저 빔(175)이 충돌할 위치를 결정할 수 있다.
추가로, 빔 소스(170)는 피드 재료의 최상부면 상에서의 레이저 빔(175)의 초점 심도 및/또는 스폿 크기를 제어하기 위한 광학 컴포넌트들(167)을 포함할 수 있다. 그러므로, 액츄에이터(165) 및 갈보는 피드 재료의 최상부면 상에서 레이저 빔의 위치 및 스폿 크기를 제어할 수 있다.
스폿 크기는 소결 프로세스에서 중요한 역할을 한다. 스폿 크기가 커질수록, 용융 프로세스의 해상도는 낮아진다. 그러나, 스폿 크기가 커질수록, 피드 재료의 층을 가로질러 스캐닝하는 데에 요구되는 시간은 적어진다. 주어진 전력에 대해, 스폿 크기는 퇴적된 피드 재료의 최상부면 상에서의 레이저 빔의 강도를 또한 결정할 수 있다. 예를 들어, 주어진 출력 전력을 갖는 레이저 소스(170)에 대해, 스폿 크기는 레이저 빔 강도에 반비례한다. 레이저 빔의 강도가 감소되면, 레이저 빔에 의해 조명되는 피드 재료의 단위 면적에 전달되는 열 에너지가 또한 감소된다. 마찬가지로, (스폿 크기를 감소시키는 것에 의해) 피드 재료에 충돌하는 레이저 빔의 강도를 증가시키면, 레이저 빔에 의해 조명되는 피드 재료의 단위 면적에 전달되는 열 에너지가 증가될 것이다.
본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예들 및 기능적 동작들 전부는 본 명세서에 개시된 구조적 수단들 및 그들의 구조적 등가물을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로, 또는 디지털 전자 회로로, 또는 그들의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 즉 데이터 처리 장치, 예를 들어, 프로그래밍가능한 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서나 컴퓨터에 의해 실행되거나 그 동작을 제어하기 위해, 정보 캐리어 내에, 예를 들어 비일시적 머신 판독가능한 저장 매체 내에, 또는 전파되는 신호 내에 유형으로(tangibly) 구현되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션 또는 코드로도 알려져 있음)은 컴파일 또는 해석된 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있고, 독립형 프로그램(stand alone program)으로서, 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서 이용하기에 적합한 다른 유닛으로서 배치되는 것을 포함하여, 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램이 반드시 파일에 대응하지는 않는다. 프로그램은 다른 프로그램들 또는 데이터를 유지하는 파일의 일부분 내에, 해당 프로그램에 전용인 단일 파일 내에, 또는 복수의 코디네이트된 파일(예를 들어, 하나 이상의 모듈, 서브 프로그램 또는 코드의 일부분을 저장하는 파일) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 컴퓨터 상에서, 또는 한 장소에 있거나 복수의 장소에 걸쳐 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호접속되는 복수의 컴퓨터 상에서 실행되도록 배치될 수 있다. 본 명세서에 설명된 프로세스 및 논리 흐름은 입력 데이터에 작용하여 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스들 및 논리 흐름들은 또한 특수 목적의 논리 회로망, 예를 들어 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)에 의해 수행될 수 있으며, 장치는 또한 그러한 특수 목적의 논리 회로망으로서 구현될 수 있다.
다수의 구현들이 설명되었다. 그러나, 일부 특징들은 다른 특징들을 포함하지 않고서, 유리한 효과를 위해 결합될 수 있다. 예를 들어, 이하의 조합들이 가능하다:
● 피드 재료가 디스펜싱되기 전에 피드 재료의 전체 층의 온도는 (자유 유동 온도보다 낮은) 제1 온도로 상승될 수 있고, 다음으로, 피드 재료의 층 전체를 자유 유동 온도 또는 점결성 온도까지 상승시키지 않고서, 피드 재료의 층의 온도는 용융 온도로 선택적으로 증가될 수 있다. 이 경우, 제1 열원은 임의적일 수 있다.
● 피드 재료가 디스펜싱되기 전에 피드 재료의 온도를 고의로 상승시키지 않고서, 플래튼 상의 피드 재료의 전체 층의 온도가 자유 유동 온도 또는 점결성 온도 이상으로 상승될 수 있다. 이 경우, 저장소를 위한 가열기는 임의적일 수 있다.
● 피드 재료의 층이 디스펜싱된 후, 피드 재료의 층 전체를 점결성 온도로 상승시키지 않고서, 피드 재료의 층 전체의 온도는 자유 유동 온도 이상으로 상승될 수 있다.
● 제2 열원을 둘러싸는 램프 어레이는 피드 재료의 온도를 상승시키되, 점결성 온도보다 높게 상승시키지는 않기 위해 이용될 수 있다.
● 제2 열원을 둘러싸는 램프 어레이는 회전하는 것이 아니라 정지상태로 남아있을 수 있다.
● 램프 어레이는 플래튼 위에서 에너지 소스보다는 낮은 높이에 위치되면서도, 여전히 에너지 소스 "부근에" 위치된 것으로 고려될 수 있다.
● 피드 재료가 예를 들어 제어가능한 개구들의 어레이를 갖는 디스펜서에 의해 선택적으로 퇴적된다면, 피드 재료의 전체 층은 예를 들어 램프 어레이에 의해 동시에 용융 온도로 상승될 수 있다.
추가로, 다양한 수정들이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 다른 구현들은 이하의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (16)

  1. 적층 제조 시스템(additive manufacturing system)으로서,
    제조 중인 개체를 지지하기 위한 최상부면을 갖는 플래튼;
    피드 재료가 끈적거리게 되는 제2 온도보다 낮은 제1 온도에서, 상기 플래튼에 걸쳐 상기 피드 재료의 복수의 연속적인 층을 전달하기 위한 디스펜서;
    상기 플래튼에 걸친 상기 피드 재료의 층의 적어도 일부분을 상기 제2 온도 이상이면서 상기 피드 재료가 용융되는 제4 온도보다는 낮은 제3 온도로 가열하도록 구성된 제1 가열기; 및
    상기 플래튼에 걸친 피드 재료의 최외측 층의 적어도 일부를 선택적으로 용융시키기 위한 에너지 소스
    를 포함하는 적층 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스펜서는 상기 플래튼에 인접한 저장소를 포함하는, 적층 제조 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 가열기는 상기 저장소 위에 위치된 열 램프, 또는 지지체 플레이트 또는 상기 저장소의 측벽에 내장된 저항성 가열기를 포함하는, 적층 제조 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 가열기는 상기 플래튼에 걸쳐 디스펜싱된 피드 재료의 층에 열을 인가하지 않고서 상기 디스펜서 내의 피드 재료를 가열하도록 구성된, 적층 제조 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 최외측 층의 실질적으로 전부를 점결성 온도(caking temperature)로 가열하도록 구성된 제2 가열기를 포함하는 적층 제조 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 가열기는 상기 에너지 소스 주위에 위치된 복수의 열 램프, 또는 상기 플래튼을 둘러싸는 측벽에 내장된 저항성 가열기를 포함하는, 적층 제조 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제3 온도는 상기 피드 재료를 위한 점결성 온도보다 높은, 적층 제조 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 피드 재료가 상기 디스펜서에 의해 디스펜싱되기 전에 상기 피드 재료를 상기 제1 온도로 가열하도록 구성된 가열기를 포함하는, 적층 제조 시스템.
  9. 적층 제조의 방법으로서,
    피드 재료가 끈적거리게 되는 제2 온도보다 낮은 제1 온도에서, 플래튼에 걸친 층으로 피드 재료를 디스펜싱하는 단계;
    상기 플래튼에 걸쳐서 상기 피드 재료를 디스펜싱한 후에, 상기 피드 재료의 층의 적어도 일부분의 온도를 상기 제2 온도보다는 높으면서 상기 피드 재료가 용융되는 제4 온도보다는 낮은 제3 온도로 상승시키는 단계; 및
    상기 플래튼에 걸친 상기 피드 재료의 최외측 층의 적어도 일부를 선택적으로 용융시키는 단계
    를 포함하는 적층 제조의 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 용융시키는 단계는 상기 피드 재료의 층의 일부분들의 온도를 상기 피드 재료를 용융시키기에 충분한 제5 온도로 선택적으로 상승시키는 단계를 포함하는, 적층 제조의 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 피드 재료의 층의 일부분들의 온도를 제5 온도로 선택적으로 상승시키는 단계는 레이저 또는 이온 소스로 수행되는, 적층 제조의 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 피드 재료의 층의 적어도 일부분의 온도를 제3 온도로 상승시키는 단계는 상기 피드 재료의 층의 실질적으로 전부의 온도를 상기 제3 온도로 상승시키는 단계를 포함하는, 적층 제조의 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 피드 재료의 층의 실질적으로 전부의 온도를 상기 제3 온도로 상승시키는 단계는 복수의 열 램프로 수행되는, 적층 제조의 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 피드 재료가 저장소 내에 있는 동안 상기 피드 재료의 온도를 제1 온도로 상승시키는 단계를 포함하는 적층 제조의 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 피드 재료가 저장소 내에 있는 동안 상기 피드 재료의 온도를 상승시키는 단계는, 상기 저장소의 지지체 플레이트에 내장된 저항성 가열기로 상기 피드 재료를 가열하는 단계, 또는 상기 저장소 위에 위치된 열 램프로 상기 피드 재료를 가열하는 단계를 포함하는, 적층 제조의 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 피드 재료는 파우더를 포함하고, 상기 제4 온도는 소결 온도를 포함하는, 적층 제조의 방법.
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