KR20180036955A - 데스크탑 3차원 인쇄 장치 - Google Patents

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KR20180036955A
KR20180036955A KR1020187001502A KR20187001502A KR20180036955A KR 20180036955 A KR20180036955 A KR 20180036955A KR 1020187001502 A KR1020187001502 A KR 1020187001502A KR 20187001502 A KR20187001502 A KR 20187001502A KR 20180036955 A KR20180036955 A KR 20180036955A
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코너 맥코맥
핀탄 맥코맥
마크 보이랜
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엠코 테크놀로지즈 리미티드
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Abstract

복수의 미디어 레이어들로부터 3D 개체를 제조하는 방법이 제공된다. 이는 3D 개체의 레이어를 형성하도록 미디어 레이어를 처리하는 단계를 포함하며, 상기 처리 단계는: 레이어의 프로파일을 형성하도록 미디어 레이어를 커팅하는 단계; 레이어의 컬러를 형성하도록 미디어 레이어를 인쇄하는 단계를 포함한다. 미디어 레이어의 커팅 단계와 프린팅 단계를 포함하는 처리 단계는 공통된 참조 평면에서 이루어지며, 복수의 미디어 레이어들은 개체를 형성하기 위해 빌드 위치에서 처리되고 조립된다.

Description

데스크탑 3차원 인쇄 장치
본 발명은 3차원 개체를 형성하기 위해 2차원 및 3차원 인쇄를 통합한 데스크탑 장치에 관한 것이다.
신속 시제품화(rapid prototyping)는 개체가 소재의 제거 또는 삭감에 의존하는 통상적인 기계 가공 방법이 아니라 소재의 적층에 의해 제조된다는 점에서 컴퓨터 제어된 적층 제조(additive fabrication)로 정의된다. '신속'이라는 용어는 이해되는 바와 같이 상대적인 용어이지만, 완성된 3차원 개체의 구축이 사용된 방법과 모델의 크기 및 복잡도에 따라 수 시간에서 수 일 사이에 이루어질 수 있다는 점에서 해당 기술분야에서는 특정한 의미를 가진 것이다. 신속 제품화의 일반적인 분야에 채용되는 알려져 있는 많은 방법론들이 있다. 레이어 개체 조형(Layered Object Manufacture, LOM)은 연속적으로 함께 접착되어 칼 또는 레이저 커터로 형상에 맞추어 커팅되는 접착제 코팅된 종이, 플라스틱 또는 금속 라미네이트의 연속적인 레이어링(layering)과 관련된 신속 제품화(RP)의 한 형태이다.
LOM은 다른 신속 제품화 기법들과 유사하게, 통상적으로 만들어질 개체 또는 부품의 3차원(3D) 컴퓨터 보조 디자인(CAD)의 이용이 개입되어 있는데, 이로부터 스테레오리소그래피(stereolithography, STL) 또는 다른 적절한 형식의 파일이 CAD 패키지 내에 생성된다. STL 파일은 실제로는 사용되는 기판 소재의 두께에 매칭되는 두께로 Z축으로 가상적으로 슬라이스되고 처리된다. 이것은 부품의 일련의 단면들을 생성하며, 임의의 특정한 두께에서 각각이 단순한 2차원(2D) 프로파일을 가진다. 프로파일링 장치(profiling apparatus) 또는 커팅 장치가 2D 프로파일들을 추종하는 데에 이용될 수 있으며, 따라서 형상을 원재료의 얇은 시트(sheet)로 커팅할 수 있다. LOM에서, 각각의 개별적인 얇은 시트는 하나 위에 다른 하나가 적층되고 접착되어 완성된 3D 개체를 만들어낼 수 있다. 복수의 미디어 개체 레이어(media object layer)들이 형성된 이후, 프로파일링 및 레이어 접착 절차가 수행된다. 복수의 레이어들은 함께 접착되며, 그 후 프린트된 미디어 스택(stack)으로부터 불필요한 지지 소재를 제거하는 것을 포함하는 프로파일링 절차 또는 위딩(weeding) 절차가 수행되어 3D 프린트된 개체가 드러난다. 프로파일링, 스태킹(stacking) 및 접착 절차들의 순서는 서로 바뀔 수 있다. 개개의 레이어들 또한 종래의 2D 프린트 절차를 이용하여 프린트될 수 있다. 이 레이어들은 단방향 또는 양방향 프린트될 수 있으며, 검정 잉크와 같은 단일한 색상으로 프린트되거나 복수의 색상들로 컬러 프린트될 수 있다. 이에 더하여, 다중 색상 종이가 사용될 수 있다.
LOM 제조에서, 전형적으로 완성된 3D 개체는, 조립되고 프로파일링되어 원하는 최종적인 기하학적 형상을 형성하는 개별적인 미디어 레이어들의 스택으로부터 형성된다. 개개의 미디어 레이어들은 제조의 조립 단계에 앞서서 프린트되거나 다른 방식으로 처리될 수 있다.
따라서, 복수의 3D 개체 미디어 레이어들은 완성된 3D 프린트 물품을 형성하기 위한 준비로서 프린트될 수 있다. 3D 프린트 물품을 위한 레이어 스택 전체는 프린팅 모듈에서 오프라인으로 사전 프린트될 수 있는데, 그 후에 프린트된 스택은 각각의 프린트된 스택이 프로파일링되고 접착되어 3D 프린트 물품의 제조를 완료하는 프로파일링 모듈 및 레이어 접착 모듈로 적재될 수 있다.
최종적인 3D 개체로의 조합 및 조립을 위한 준비에서, 프린트된 미디어 레이어들의 반대편 측면 상에 프린트된 이미지의 정렬의 관점에서 문제가 생길 수 있다. 3D 프린터로의 입력으로서 제공된 프린트된 시트들이 정확한 순서로 되어 있지 않다면 또한 문제가 생길 수 있다. 몇몇 프린터들이 컬러인 부분들을 제조하는 데에 사용될 수 있다. 한 접근법에서, 예컨대 컬러 시트들이 사용될 수 있다. 다른 접근법에서, 예컨대 컬러 잉크가 종이의 각 시트 상에 프린트될 수 있거나, 이미지가 각 시트 상에 프린트될 수 있고, 그리고 나서 프린트된 시트가 커팅 및 접착이 일어나는 프린터의 부분에 적재될 수 있다.
컬러 시트 및/또는 잉크의 사용과 이미지를 프린팅하는 것은 3D 프린터 기기 및/또는 절차에 추가적인 복잡성을 더할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
3D 프린팅 기기의 선택에 대한 고려사항에는 속도, 소재의 선택 및 컬러 성능, 최종 산물의 품질, 프린팅 정밀도가 포함된다.
SDL에서 종이를 사용하는 것은 원재료의 비용을 절감시켰지만, 작동, 정밀도, 융통성의 효율을 개선한 프린터의 개발, 그리고 요구된 바와 같이 향상된 품질의 컬러 개체의 제공의 필요성이 남아 있다.
그러므로, 3D 프린팅 절차 및 신속 제품화를 위한 시스템에는 언급될 필요가 있는 수많은 이슈들이 있다. 본원은 컬러 개체들을 제조하는 개선된 방법을 제공하는 데에 목적을 두고 있다. 본 명세는 개선된 3D 프린팅 시스템을 제공하는 데에도 목적을 두고 있다.
본 명세에 따르면, 복수의 미디어 레이어들로부터 3D 개체를 제조하는 방법이 제공되는데, 이 방법은:
미디어 레이어가 3D 개체의 레이어를 형성하도록 처리하는 처리 단계를 포함하고, 상기 처리 단계는:
미디어 레이어가 상기 레이어의 프로파일을 형성하도록 커팅하는 단계;
미디어 레이어가 상기 레이어의 컬러를 형성하도록 프린트하는 단계를 포함하며,
상기 미디어 레이어를 커팅하는 단계와 프린트하는 단계를 포함하는 처리 단계는 공통된 참조 평면에서 이루어지고,
복수의 미디어 레이어들이 빌드 위치(build location)에서 처리되고 조립되어 상기 개체를 형성한다.
한 장치에서, 미디어 레이어를 프린트하는 단계는 미디어 레이어의 한쪽 측면을 프린트하는 단계를 포함한다. 미디어 레이어를 프린트하는 단계는 미디어 레이어의 상측 표면에 잉크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 한 장치에서, 미디어 레이어를 프린트하는 단계는 프로파일을 형성하도록 미디어 레이어를 커팅하는 단계와 동일한 참조 평면에서 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계를 포함한다.
유리하게는, 미디어 레이어를 처리하는 단계는 참조 지점들의 공통된 세트 또는 공통 참조 지점 또는 데이터 지점을 이용하여 미디어 레이어를 커팅하고 프린트하는 단계를 포함한다. 미디어 레이어를 처리하는 단계는 빌드 위치에서 제자리의 빌드에 적용된 마지막 미디어 레이어를 커팅하고 프린트하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 같이 미디어 레이어를 커팅하고 프린트하는 단계는 단일한 참조 평면 내에서 완료될 수 있다. 본 방법은 각각의 미디어 레이어가 빌드 챔버에서 빌드에 추가된 위치에서 순차로 처리될 수 있는 것을 제공한다. 프린트하는 단계는 프로파일의 커팅에 대하여 잉크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 잉크는 프로파일이 커팅되는 것과 동일한 평면에서 미디어 레이어에 적용될 수 있다. 적용 가능한 경우 프로파일링, 커팅 및 접착을 포함하는 이 처리 단계가 하나의 참조 평면에서 이루어질 수 있다. 이 처리 단계는 미디어 레이어에 접착제를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 접착제는 커팅 및 프린트하는 단계와 동일한 평면에서 미디어 레이어에 적용될 수 있다. 커팅하는 단계는 외측 프로파일을 커팅하는 단계를 포함할 수 있다. 커팅하는 단계는 내측 프로파일을 커팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 유리하게는, 모든 시트 레이어 프로파일링 작업들(즉, 접착제 적용, 컬러 프린팅, 프로파일 커팅, 시트 적층 및 불필요한 시트 제거)는 공통된 참조 평면 내에서 수행된다. 이것은 이어지는 시트와 관련하여 다중적인 처리(process)를 수행하기 위해 옮기기 전에 단일한 시트에 관련된 다중적인 처리들을 제공한다.
미디어 레이어에 대한 잉크의 적용은 미디어 레이어의 선택된 부분들에 잉크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 미디어 레이어에 대한 잉크의 적용은 제1 방향, 즉 미디어 레이어의 표면(X-Y 평면/상방으로 면하는 표면)으로 잉크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 미디어 레이어는 미디어 레이어의 표면에 의해 규정되는 길이방향 단면과 미디어 레이어의 두께 또는 깊이에 의해 규정되는 측방향 단면을 포함한다. 잉크의 적용은 미디어 레이어의 제1 길이방향으로 및/또는 제2 측방향으로 잉크의 부피 및 깊이를 제어하도록 제어 가능하다. 잉크는 미디어 레이어의 평면의 방향으로 또는 미디어 레이어의 평면에 평행하게 잉크의 레이어를 규정하도록 적용될 수 있다.
미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계는 제1 방향에 실질적으로 수직한 각도의 제2 방향으로 잉크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계는 미디어 레이어의 커팅된 에지에 잉크를 적용하는 단계를 포함한다. 잉크는 미디어 레이어의 측방향 단면을 가로 질러(깊이 또는 두께, 또는 깊이 또는 두께의 부분에 걸쳐) 잉크의 밴드(band)를 규정하도록 적용될 수 있다. 미디어 레이어로 잉크를 적용하는 단계는 미디어 레이어의 특정한 또는 선택된 부분에 적용되는 잉크의 위치 및 부피를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 프린팅 또는 색상을 변경하기 위해 잉크를 변경하거나 및/또는 미디엄(medium)을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한 장치에서, 미디어 레이어의 흡수성이 바뀔 수 있다. 다른 장치에서, 잉크의 특성이 변경될 수 있다. 사실, 프린트하는 단계는 컬러 요구에 따라 최종적인 제품을 얻기 위해 제어되고 변경될 수 있다.
한 장치에서, 본 방법은 미디어 레이어의 선택된 부분들 또는 위치들에서 배리어 레이어(barrier layer)를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 배리어 레이어는 배리어 소재 또는 반사성 소재의 통제된 적용에 의해 생성될 수 있다. 배리어 레이어는 에폭시 소재의 통제된 적용에 의해 생성될 수 있다. 바람직하게는 배리어 레이어 또는 반사성 레이어는 잉크의 레이어와 인접한다. 미디어 레이어 상에서 잉크와 배리어 레이어의 상대적인 위치들은 컬러와 외형을 가진 최종적인 개체를 만들기 위해 필요에 따라 선택되고 제어된다. 본 방법은 미디어 레이어에 계면 활성제를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명은 계면 활성제로 사전 처리된 미디엄을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명은 개체의 미디어 레이어들의 선택된 부분들이 투명하게 되도록 투명화 처치(transparency treatment)를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 투명화 처치는 투명화 소재에 개체를 담그거나(디핑, dipping) 스프레이 처리에 의해 적용될 수 있다. 배리어 레이어는 경계 레이어 및 결과적인 경계 영역을 형성한다.
한 장치에서, 베리어 래이어는 투명화 처치에 대한 배리어를 형성한다. 다른 장치에서, 투명화 처치는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성된다. 레이어의 외측 프로파일은 레이어의 프린트될 부분들을 규정할 수 있다. 레이어의 내측 프로파일은 레이어의 프린트될 부분들을 규정한다.
본 명세의 방법에 따라 제조된 3D 개체는 복수의 미디어 레이어들을 포함하며, 미디어 레이어는 개체의 외측 레이어 또는 외측 표면을 형성하는데, 이 경우 잉크가 미디어 레이어의 표면에 걸쳐 프린트되거나 적용될 수 있다. 이를 대체하여, 미디어 레이어는, 미디어 레이어의 에지(edge) 부분들만이 개체의 표면을 형성하도록 중간 레이어를 형성할 수 있는데, 이 경우 잉크는 외측 및 내측 프로파일들에 근접한 미디어 레이어의 부분들에 적용되거나 프린트된다.
한 장치에서, 미디어 레이어는 롤(roll) 형태로 제공된 미디엄으로부터 커팅될 수 있는데, 이 경우 한 장치에서, 미디어 레이어의 외측 프로파일만이 미디어 롤로부터 커팅된다. 다른 장치에서, 마진이 더해진 외측 프로파일이 미디엄 롤로부터 커팅될 수 있다. 미디어 레이어가 롤 형태로 제공된 미디엄으로부터 커팅되면, 미디엄은 폐기물, 즉 나머지 소재 또는 미디엄을 제거하기 위해, 그리고 다음 미디어 레이어가 미디엄으로부터 커팅되도록 하기 위해 운반된다. 각 미디어 레이어의 크기 및 형태는 개체의 형태에 따라 및/또는 프로파일을 커팅하는 것에 의해 형성된 바에 따라 바뀔 수 있다. 이것은 유리하게 폐기 소재의 절감을 제공한다. 이것은 또한 유리하게 미디어 레이어의 처리에서 절감을 제공한다. 대안적인 장치에서, 미디어 레이어는 시트 형태로 제공된 미디엄으로부터 커팅될 수 있다는 것이 이해될 것인데, 이 경우 바람직한 장치에서 미디어 레이어의 외측 프로파일은 시트로부터 커팅되며 폐기 소재가 빌드 위치로부터 운반된다. 대안적인 장치에서, 마진이 더해진 외측 프로파일이 미디엄으로부터 커팅될 수 있다. 각 미디어 레이어의 크기 및 형태는 개체의 형태에 따라 및/또는 프로파일을 커팅하는 것에 의해 형성된 대로 바뀔 수 있다.
바람직하게는 3D 개체는 선택적 증착 적층(selective deposition lamination, SDL)에 의해 형성된다.
유리하게는, 본 명세의 방법들은 빌드 위치에서 처리될 개체의 개별적인 미디어 레이어들을 분리되게 순차로 공급한다. 단일한 패스로 분리되게 각각의 미디어 레이어를 처리하는 것과 관련된 처리 요구조건 및 제어에서 절감을 제공하는 장점이 있다. 레이어가 처리를 위해 제공되어야만 하는 횟수의 감소도 있다. 품질 및 정밀도에서 부수되는 증대가 있다.
다른 측면에 따르면, 3D 개체를 형성하도록 복수의 개별적인 미디어 레이어들을 처리하기 위한 3D 프린팅 시스템이 제공되는데,
이 시스템은 개체의 레이어를 형성하도록 미디어 레이어를 처리하기 위한 빌드 위치를 규정하는 빌드 모듈을 포함하되,
이 시스템은,
빌드 위치에서 미디어 레이어의 프로파일을 커팅하기 위한 커팅 수단, 및 개체의 레이어의 형태 및 컬러를 형성하기 위해 빌드 위치에서 미디어 레이어를 프린팅하기 위한 프린팅 수단,
빌드 위치에서 미디어 레이어에 접착제를 적용하기 위한 접착제 적용 수단을 포함하되, 각 미디어 레이어는 빌드 위치에서 처리되고 상기 빌드 위치는 미디어 레이어의 처리를 위한 공통된 참조 평면을 규정한다.
바람직하게는 3D 개체는 선택적 증착 적층에 의해 형성된다.
이 시스템은 빌드 위치에서 빌드 개체에 미디어 레이어를 접착하기 위한 접착 수단을 더 포함할 수 있는데, 이 접착 수단은 플레이트 또는 롤러를 포함한다. 이 시스템은 빌드되고 있는 개체의 복수의 레이어들을 형성하도록 빌드 위치에서 순차로 또는 연속적으로 처리될 복수의 미디어 레이어들을 제공한다.
이 시스템은 미디엄으로부터 미디어 레이어의 프로파일을 커팅하기 위해 빌드 위치로 미디엄을 운반하기 위한 운반 수단을 포함할 수 있다.
커팅 수단은 미디어 레이어의 외측 프로파일을 커팅하도록 구성된다. 시스템은 적응성 빌드 수단을 포함할 수 있는데, 여기서 미디엄으로부터 커팅된 미디어 레이어의 외측 프로파일은, 빌딩되고 있는 개체의 레이어의 크기 및 형태에 따라 적응성 있게 바뀐다. 커팅 수단은 미디엄으로부터 미디어 레이어의 내측 프로파일을 커팅하도록 구성될 수 있다. 빌드 모듈은 미디어 레이어의 선택된 부분들에서 필요에 따라 배리어 레이어를 생성하기 위한 배리어 레이어 적용 수단을 더 포함할 수 있다. 시스템은 미디어 레이어에서 배리어 레이러를 프린팅하거나 및/또는 생성하거나 및/또는 프로파일을 제어하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 프린팅 수단은 미디어 레이어의 표면의 일부에 잉크를 적용하기 위해 제1 방향으로 미디어 레이어를 프린트하도록 구성될 수 있다. 프린팅 수단은 미디어 레이어의 표면에 실질적으로 직각인 각도에서 제2 방향으로 미디어 레이어를 프린트하도록 구성될 수 있다. 프린팅 수단은 미디어 레이어의 커팅된 에지들을 프린트하도록 구성될 수 있다. 표면은 제1 방향으로 프린트될 수 있으며 커팅된 에지들은 제2 방향으로 프린트될 수 있다. 시스템은 각각의 미디어 레이어가 개체의 레이어의 형상 및/또는 형태 및/또는 컬러를 형성하도록 빌드 위치에서 순차로 처리되게 구성될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 복수의 개별적인 미디어 레이어들을 처리함으로써 제조된 3D 개체를 빌드하는 방법이 제공되는데,
각 미디어 레이어의 처리 단계는,
- 앞선 청구항들 중 어느 하나의 장치를 제공하는 단계,
- 빌드 챔버의 빌드 위치에서 빌드 개체로 미디엄을 운반하는 단계,
- 접착제가 적용된 이전의 미디어 레이어(N)에 미디엄을 접착하기 위해 히트 플레이트 또는 압력 롤러를 이용하여 미디엄을 빌드 개체로 압박하는 단계,
- 미디엄에서 미디어 레이어(N+1)의 프로파일을 커팅하는 단계,
- 미디어 레이어(N+1)에 접착제를 적용하는 단계,
개체의 미디어 레이어들 각각에 대한 처리 단계를 반복하는 단계를 포함하되, 각 미디어 레이어는 공통 참조 평면에서 처리된다. 각 미디어 레이어의 처리 단계는 미디어 레이어(N+1)를 프린팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 방법은 개체의 미디어 레이어들의 선택된 부분들이 투명해지도록 하기 위해 투명화 처치(850)를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
각 미디어 레이어의 처리 단계는 미디어 레이어에 배리어 레이어를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 배리어 레이어는 투명화 처치에 대해 배리어를 형성할 수 있다.
다른 장치에서, 투명화 처치는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성될 수 있다.
3D 개체는 선택적 증착 적층에 의해 형성된다.
미디엄(401)은 롤 형태로 된 미디엄을 포함할 수 있고, 미디어 레이어의 프로파일을 커팅하는 단계는 미디엄으로부터 미디어 레이어의 외측 프로파일을 커팅하는 단계를 포함할 수 있다. 미디엄으로부터 커팅된 각 미디어 레이어의 프로파일은 개체의 레이어의 프로파일에 따라 서로 다르다. 본 방법은 각 미디어 레이어가 개체의 레이어의 프로파일을 형성하도록 커팅되는 적응성 빌드를 제공할 수 있다.
미디어 레이어의 프로파일(또는 마진이 더해진 프로파일)이 미디엄으로부터 커팅된 후에 미디엄의 남은 폐기 컷은 빌드 챔버로부터 운반되어 나간다 - 프린팅 미디어 레이어의 새로운 부분으로서 미디어 레이어(N+1)가 커팅을 위해 빌드 챔버로 전달된다.
다른 측면에서, 복수의 미디어 레이어들을 포함하되, 각 미디어 레이어가 개체의 레이어를 형성하도록 처리되는 3D 개체를 제조하는 방법이 제공되는데,
개체의 레이어를 형성하는 각 미디어 레이어의 처리 단계는:
- 앞선 레이어 또는 개체의 베이스 레이어에 레이어를 접착하는 단계,
- 레이어의 프로파일을 커팅하는 단계,
- 접착제를 적용하는 단계,
개체가 형성될 때까지 각각의 연속적인 레이어를 처리하는 단계를 반복하는 단계를 포함하되, 개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들을 투명화시키기 위해 투명화 처치를 적용하는 단계를 더 포함한다. 다른 측면에서, 개체의 레이어 또는 레이어들을 적어도 부분적으로 투명화시키기 위해 3D 개체를 처리하는 방법이 제공되는데, 3D 개체는 종이 소재로 된 복수의 미디어 레이어들을 포함하고, 상기 방법은:
개체의 적어도 선택된 부분들에 투명화 처치 소재를 적용하는 단계로서, 투명화 처치 소재는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성되는데, 투명화 처치 소재가 미디어 레이어로 흡수됨에 따라 미디어 레이어는 투명해진다. 투명화 처치 소재는 굴절률 매칭 소재를 포함할 수 있다. 투명화 처치 소재는 건성유, 조리유, 견과유, 감귤유, 의약용 오일 등과 같은 트리글리세리드 기반 오일들을 포함할 수 있다. 투명화 처치 소재는 아크릴 및 폴리우레탄과 같은 합성 폴리머 기반 소재들을 포함할 수 있다. 투명화 처치 소재는 바람직하게는 셀룰로스의 굴절률(592nm에서 1.55)과 가능한 유사한 굴절률을 가진 소재이다.
본 방법은 투명화 처치 소재가 개체 안으로 흡수되는 침투 깊이를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 침투 깊이는 완성된 빌드 모델 개체의 백색점(white point)을 유지하고 필요에 따라 CMYK 컬러를 제공하도록 제어될 수 있다.
본 발명은 투명화 처치 소재의 침투를 제한하기 위해 배리어 또는 경계 레이어를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 반사성 소재 또는 배리어 소재를 적용하는 단계를 포함하는 경계 레이어를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반사성 또는 배리어 소재는 각 레이어에 적용될 수 있다.
또 다른 측면에서, 개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들이 적어도 부분적으로 투명하도록 3D 개체를 처리하는 방법이 제공되는데, 3D 개체는 종이 소재로 된 복수의 미디어 레이어들을 포함하며, 상기 방법은: 개체의 적어도 선택된 부분들에 투명화 처치 소재를 적용하는 단계로서, 투명화 처치 소재는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성된 단계를 포함하되, 투명화 처치 소재가 미디어 레이어로 흡수됨에 따라 미디어 레이어가 투명하게 된다.
투명화 처치 소재는, 바람직하게는 셀롤로스의 굴절률(592nm에서 1.55)에 가능한 한 가까운 굴절률을 가질 고분자량 소재들을 포함할 수 있다. 투명화 처치 소재는 아크릴, 폴리우레탄 및 에폭시 레진들과 같은 합성 폴리머에 기반한 소재들을 포함할 수 있다. 에폭시의 경우, 별도의 경화제/가교제 소재가 요구될 수 있다.
본 방법은 개체 내로 투명화 처치 소재가 흡수되는 침투 깊이를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 침투 깊이는 완성된 빌드 모델 개채의 백색점을 유지하고 필요에 따라 CMYK 컬러를 제공하도록 제어될 수 있다.
침투 깊이의 제어는 UV 경화와 같은 신속 경화법에 의해 획득될 수 있다. 이 경화 방법은 주변 용제 증발을 개입시키지 않으며, 소재들이 용제 기반 레진들 및 접착제들에서 걸리는 시간에 비해 상당히 짧은 시간 내에 UV 램프 하에서 건조될 수 있다. 신속 경화 시간들에 더하여, UV 기반 레진들은 VOC(volatile organic solvent)를 함유하지 않으며, 이는 더욱 용이한 처리법으로 귀결된다.
본 방법은 투명화 처치 소재의 침투를 제한하기 위해 배리어 또는 경계 레이어를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 반사성 소재 또는 배리어 소재를 적용하는 단계를 포함하는 경계 레이어를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반사성 또는 배리어 소재는 각 레이어에 적용될 수 있다.
배리어 소재는 에폭시 레진을 포함할 수 있다. 배리어 소재는 가교제를 더 포함할 수 있다.
본 방법에서, 개체의 레이어를 형성하도록 각 미디어 레이어를 처리하는 단계는 개체의 레이어의 컬러를 형성하기 위해 미디어 레이어를 프린트하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 투명한 3D 개체를 형성하는 방법이 제공되는데, 이 방법은:
- 3D 개체를 제공하는 단계로서, 이 3D 개체는 개체를 형성하도록 함께 조립되는 복수의 미디어 레이어들을 포함하되, 미디어 레이어들이 다공성 소재로 된 단계;
- 투명화 처치 에멀젼을 제공하는 단계;
- 개체 또는 개체의 부분들이 투명해지도록 개체 또는 개체의 부분들에 투명화 처치 에멀젼을 적용하는 단계
를 포함한다.
미디어 레이어들은 종이로 된 것일 수 있다. 미디어 레이어들은 종이가 아닌 다공성 소재로 된 것일 수 있다. 투명화 처치 에멀젼은 침투 소재(infiltrant material)로서 구성될 수 있다. 미디어 레이어들의 다공성 소재는 침투 소재의 특성들을 흡수하고 받아들이는 것을 가능하게 하는 투명화 처치 에멀젼을 위한 골격(scaffold)으로서 작용하도록 구성될 수 있다. 투명화 처치 에멀젼은 개체의 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 배합될 수 있다. 개체 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성은 개체 안으로의 투명화 처치 에멀젼의 흡수성을 제어하기 위해 제어될 수 있다. 개체 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성들은 개체 안으로의 투명화 처치 에멀젼의 침투를 제어하기 위해 조정될 수 있다. 투명화 처치 에멀젼은 투명화 처치 에멀젼을 개체 상에 스프레이하거나, 개체를 투명화 처치 에멀젼에 디핑하는 것으로써 적용될 수 있다. 다른 측면에 따르면, 복수의 미디어 레이어들을 포함하는 적어도 부분적으로 투명한 3D 개체를 형성하는 방법이 제공되는데, 여기서 각 미디어 레이어는 개체의 레이어를 형성하도록 처리되고, 개체의 레이어를 형성하도록 각 미디어 레이어를 처리하는 단계는:
- 레이어의 프로파일을 커팅하는 단계
- 접착제를 적용하는 단계
- 레이어를 앞선 레이어 또는 개체의 베이스 레이어에 접착하는 단계
개체가 형성될 때까지 각각의 연속적인 레이어를 처리하는 단계를 반복하는 단계로서, 미디어 레이어들은 다공성 소재로 된 단계를 포함하고,
개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들을 투명하게 하도록 투명화 처치 에멀젼을 적용하는 단계를 더 포함한다.
미디어 레이어들은 종이로 될 수 있거나 미디어 레이어들이 종이가 아닌 다공성 소재로 된 것일 수 있다; 그리고 미디어 레이어들의 다공성 소재는 투명화 처치 소재의 특성들을 받아들일 수 있도록 하는 투명화 처치 에멀젼을 위한 골격으로서 작용하도록 구성된다. 투명화 처치 에멀젼은 침투 소재로서 구성될 수 있다. 투명화 처치 에멀젼은 개체의 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 배합되어 있다. 개체 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성은:
- 개체로의 투명화 처치 에멀젼의 흡수성 또는
- 개체로의 투명화 처치 에멀젼의 침투
를 제어하도록 조정될 수 있다.
개체 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성들은 개체로의 투명화 처치 에멀젼의 침투를 제어하도록 조정될 수 있다. 투명화 처치 에멀젼은 개체가 빌드된 이후에 개체 또는 개체의 선택된 부분들에 적용될 수 있다. 투명화 처치 에멀젼은 스프레이 적용 또는 개체를 에멀젼에 디핑하는 것으로 적용될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 3D 개체를 개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들이 적어도 부분적으로 투명하도록 처리하는 방법으로서, 3D 개체가 종이 소재의 복수의 레이어들을 포함하며,
상기 방법은:
3D 프린트된 개체와 투명화 처치 에멀젼을 제공하는 단계;
개체의 적어도 선택된 부분들에 투명화 처치 에멀젼을 적용하는 단계로서, 투명화 처치 에멀젼은 개체의 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성되되, 투명화 처치 에멀젼이 미디어 레이어로 흡수됨에 따라 미디어 레이어 또는 그 부분들이 투명해지는 단계를 포함한다. 위에 언급된 측면들의 투명화 처치 소재는 굴절률 매칭 소재를 포함할 수 있다. 투명화 처치 소재는 건성유, 조리유, 견과유, 감귤유, 의약용 오일 등과 같은 트리글리세리드 기반 오일들을 포함할 수 있다. 투명화 처치 소재는 아크릴 및 폴리우레탄과 같은 합성 폴리머 기반 소재들을 포함할 수 있다. 투명화 처치 소재는 바람직하게는 셀룰로스의 굴절률(592nm에서 1.55)과 가능한 유사한 굴절률을 가진 소재이다.
위의 측면들의 방법은 개체 내로 투명화 처치 소재가 흡수되는 침투 깊이를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 침투 깊이는 완성된 빌드 모델 개체의 백색점을 유지하고 필요에 따라 CMYK 컬러를 제공하도록 제어될 수 있다. 위의 측면들에 따른 방법들은 투명화 처치 소재의 침투를 제한하기 위해 배리어 또는 경계 레이어들을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 경계 레이어를 생성하는 단계는 반사성 소재 또는 배리어 소재를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 반사성 또는 배리어 소재는 선택된 레이어들 또는 레이어들의 부분들에 적용될 수 있다. 배리어 소재는 에폭시 레진을 포함할 수 있다. 배리어 소재는 가교제를 더 포함할 수 있다. 개체의 레이어를 형성하도록 각 미디어 레이어를 처리하는 단계는 개체의 레이어의 컬러를 형성하도록 미디어 레이어를 프린트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 레이어 개체 제조 프로세스에서 제조된 3D 개체가 제공되는데, 이 레이어들은 접착제에 의해 접착된 다공성 소재로 이루어지고, 개체는 개체 또는 그 부분들이 투명해지도록 다공성 소재로 흡수 가능한 투명화 처치 소재를 이용해 처리된다. 3D 개체는 SDL 프로세스에서 제조될 수 있다.
본원이 첨부의 도면들을 참조로 설명될 것이다.
도 1a는 본 교시의 일실시예에 따른 프린팅 장치의 블록 다이어그램이다.
도 1b는 본 교시의 실시예들에 따른 방법들의 가능한 단계들을 보여주는 플로우 차트로서; 제1 방법은 3D 개체를 형성하기 위해 빌드 위치에서 개별적인 레이어들을 처리하는 단계와 관련되어 있고; 제2 방법은 3D 개체의 적어도 부분들을 투명하게 하는 투명화 처치에 관계된 것으로, 3D 개체는 예컨대 종이와 같은 미디엄의 복수의 레이어들로 구성된다.
도 2는 고정적인 또는 움직일 수 있는 히트 플레이트를 포함하는 본 명세의 일실시예에 따른 3D 데스크탑 프린팅 장치의 측단면도이다.
도 3은 롤러를 포함하는 본 명세의 일실시예에 따른 3D 데스크탑 프린팅 장치의 측단면도이다.
도 4는 본 명세의 일실시예에 따라 특히 미디어 레이어들의 경계 및 미디어 레이어들의 에지들을 보여주는 빌드 개체의 많은 미디어 레이어들의 확대된 측단면을 보여주는 도면이다.
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 본 명세의 일실시예에 따라 특히 잉크 및/또는 반사성 소재가 어떻게 하나 또는 그 이상의 미디어 레이어들 및 미디어 레이어들의 에지들에 제어 가능하게 적용될 수 있는지의 예시적인 장치를 보여주는 빌드 개체의 많은 미디어 레이어들의 확대된 측단면도를 보여주는 도면이다; 도 5a를 참조하면, 도시된 예시적인 장치에서, 배리어/반사성 레이어들이 프린트된 잉크 영역들에 인접하여 적용되어 있다; 도 5b는 후처치 단계 이후에 치환 용액(trans solution)이 일관되게 침투하는 것을 방지하기 위한 배리어 레이어/반사성 레이어의 적용에 의해 생성된 '경계 영역'의 도면이다; 도 5c를 참조하면, 다른 예시적인 장치가 나타나 있는데, 이 예시적인 장치에서 배리어/반사성 레이어들은 프린트된 잉크 영역들에 적용되어 있다; 도 5d는 후처치 단계 이후에 치환 용액이 일관되게 침투하는 것을 방지하기 위한 배리어 레이어/반사성 레이어의 적용에 의해 생성된 '경계 영역'의 도면이다;
도 6은 에지들, 특히 미디어 레이어 에지들의 측방향 단면을 가로지르는 프린팅 단계를 설명하는, 커팅된 미디어 레이어들의 확대된 측단면도를 나타낸 도면이다;
도 7은 프린팅 장치의 도면을 나타내며 특히 적응성 빌드를 제공하기 위한 작동을 위한 장치를 나타내고 있다.
본 교시와 관련하여 선택적 증착 적층(SDL)을 이용하는 데스크탑 프린팅 장치의 예시적인 장치가 본 교시의 장점의 이해를 돕기 위해 이하에서 설명될 것이다. 이런 장치들은, 본 교시의 범위를 벗어나지 않으면서 여기에 설명된 것에 대한 변형이 이루어질 수 있기 때문에, 제공될 수는 있지만 어떤 한 특정한 장치로 한정하도록 의도된 것이 아닌 예시적인 종류의 장치들로서 이해되어야 할 것이다.
본 명세는 컬러 또는 이미지 프린팅 및 3D 프린팅을 통합한 SDL 데스크탑 장치를 제공한다. 이 장치(100)는 복수의 개별적인 미디어 레이어들을 프린트하고 3차원(3D) 개체 또는 부품을 형성하게 조립하도록 구성되어 있다. 본 교시의 맥락 내에서, 개별적인 미디어 레이어들은 분명한 물리적인 엘리먼트들 또는 독립체들로 고려될 수 있다. 본 교시의 맥락 내에서, 개별적인 미디어 레이어들은 미디엄의 롤을 포함하는 입력으로부터 얻어지거나 인출된다.
도면, 특히 우선 도 1a를 참조하면, 본 명세에 따른 데스크탑 SDL 장치(100)가 설명되어 있다. 테스크탑 SDL 장치(3D 프린팅 장치)(100)는 복수의 개별적인 미디어 레이어들이 3D 개체를 형성하도록 처리하고 조립하게 구성된 빌드 모듈(300)을 포함한다. 빌드 모듈(300)은 빌드 챔버(305)와 빌드 플레이트(310)를 포함한다. 빌드 모듈(300)은 접착 수단을 포함한다. 접착 수단은 고정되거나 이동 가능한 히트 플레이트(350) 또는 롤러(355)를 포함할 수 있다. 빌드 모듈(300)은 복수의 미디어 레이어들(405) 각각을 부품(450)으로 연속적으로 접착하도록 구성되어 있다. 빌드 모듈(300)은 또한 개별적인 미디어 레이어가 개체 또는 부품의 레이어를 형성하도록 커팅되게 구성된다. 빌드 모듈은 프로파일 커팅 수단(321)과 접착제 적용 수단(320)을 포함한다. 빌드 모듈(300)은 또한 프린트 헤드(230)을 구비한 프린팅 수단(200)을 포함한다. 프린트 수단(200)은 개체 또는 부품(450)의 레이어(405)를 형성하는 미디어 레이어를 프린트하도록 구성된다.
예시적인 장치의 처리 수단(300)은 빌드 플레이트 주변에서 움직이고 빌드 플레이트 주변의 공간에서 작동하도록 배치된 프린트 헤드, 커팅/프로파일링 수단 및 접착제 적용 수단을 포함한다. 적절한 장착/운반 장치가 예컨대 X-Y 프레임 장치로 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 프린트 헤드 및/또는 커팅 프로파일링 수단 및/또는 접작체 적용 수단은 공통된 다기능 헤드(322)에 장착될 수 있다. 예컨대 빌드 플레이트가 처리 수단에 대해 움직이도록 구성될 수 있는 것과 같이 대체안이 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 명세에서, 빌드 모듈은 레이어된 개체 또는 부품들(450)이 처리되고 조립되어 3D 개체를 형성하는 3D 프린팅 장치의 모듈을 묘사한다. 빌드 모듈, 콜레이터 모듈(collator module), 빌드 챔버, 빌드 플레이트 및 빌드 모듈, SDL 빌드 모듈과 같은 용어들이 이 특성을 묘사하기 위해 다양하게 사용되었다. 유사하게, 3D 프린팅, SDL, 3D 개체의 제조와 같은 용어들이 3D 프린팅 절차를 묘사하기 위해 사용되었다. 3D 개체, 빌드 개체, 부품과 같은 용어들이 3D 프린팅 또는 SDL 절차에서 형성되는 개체를 묘사하기 위해 사용되었다.
작동시에, 개별적인 미디어 레이어들(405)이 개체를 형성하기 위해 장치(100)에 제공된다. 미디어 레이어들(405)은 빌드 플레이트(310)로 운반된 미디엄(401)로부터 인출된다. 개체(450)는 빌딩되는(만들어지는) 동안 빌드(440)로 언급될 수 있다. 미디어 레이어들(405)은 레이어 다음 레이어(layer by layer)의 방식에 기초하여 하나씩 개별적으로 부가되는데(레이어 배치의 확대도를 보여주는 도 4 참조), 레이어(N+1)가 레이어(N) 위에 놓이되, 이 레이어(N)는 순차로 레이어(N-1)의 위에 놓인 것이다. 개별적인 미디어 레이어들은 순차로 처리되어 개체(450)의 레이어들을 형성한다. 미디어 레이어들(405)(N, N+1 등)은 빌드 플레이트(310)에서 개별적으로 또는 레이어 다음 레이어의 방식에 기초하여 처치(treat)되거나 처리(process)된다. 설명된 예시적인 장치에서 미디어 레이어들(405)은 롤(400)의 형태로 제공된 미디엄(401)로부터 인출된다. 미디어 레이어들은 데스크탑 장치(100)에 제공되어 프린트되고 프로파일링되고 접착되며, 이로써 완성된 컬러 3D 개체 도는 부품을 만들어낸다. 바람직한 장치에서, 3D 개체의 개별적인 미디어 레이어들은 롤 입력으로부터 도출될 수 있다. 처리 단계는 미디어 레이어들을 처리하는 단계를 포함한다. 예시적인 장치에서 미디어 레이어는 도시된 바와 같은 X-Y 및 Z 크기를 가진 종이 소재로 되어 있다.
처리 단계는: 프로파일 커팅, 프린팅, 접착, 미디어 레이어 - 예시적인 실시예에서, 제공된 마지막 또는 최상단의 미디어 레이어로의 접착제 적용을 포함한다. 미디어 레이어는 빌드 위치에서 빌드 모듈에서 처리된다. 다양한 처리 조작들이 미디어 레이어의 평면에서 수행된다. 개체의 레이어를 형성하거나 규정하기 위한 미디어 레이어의 처리가 단일한 참조 평면에서 또는 공통된 참조 지점들을 이용하여 공통된 참조 평면에서 수행되는 것이 고려될 수 있다. 미디어 레이어의 처리는, 예컨대 배리어 소재 또는 반사성 소재를 적용하는 단계를 포함하는 배리어 레이어를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 빌드 모듈(300)은 커팅 수단, 접착제 적용 수단, 접착 수단을 포함한다. 빌드 모듈은 배리어 레이어를 생성하기 위한 적용 수단(330) - 예컨대 에폭시 또는 배리어 소재 또는 반사성 소재 적용 수단을 더 포함할 수 있다.
종래 기술의 접근법들과 비교하여 - 본원의 시스템 및 방법은 각 레이어의 처리가 공통된 참조 평면 내에서 이루어지는 것을 제공한다. 이것은 종래 기술과는 대조적이다 - 종래 기술에서 시트들은 2D 프린터에서 프린트되고, 프로파일링을 위한 커터로 개별적으로 제공되며, 그리고 나서 분리된 위치에서 3D 개체를 형성하도록 조립되었을 수 있다. 이런 장치에서, 각각의 미디어 레이어는 3개 또는 4개의 분리된 경우들에서 처리를 위해 순차로 제시되었을 수 있다. 미디어 레이어가 한 쪽 또는 양쪽 모두에 프린트되었는지에 따라 - 프린터에 한번 또는 두 번, 다시 커터로 - 그리고 다시 접착을 위해 콜레이터로 제시되었을 수 있다. 각각의 미디어 레이어가 단일한 단계에서, 또는 공통된 참조 평면에서 처리되는 것을 제공하는 본 시스템 및 방법의 장치는 처리를 위해 많은 분리된 경우들의 미디어 레이어의 취급 및 전달의 필요를 감소시키고, 부수되는 추가적인 처리 및 취급 요구사항을 감소시킨다. 제시된 종래 기술 접근법이 정확도 손실 및 정렬 불량의 위험이 있는 반면 - 본 시스템 및 방법의 장치는 이런 이슈들을 다룬다.
단일한 단계에서, 또는 공통된 참조 평면에서 개체의 레이어(405)를 형성하도록 미디어 레이어를 처리하는 단계는 프린팅, 프로파일링, 경계 레이어의 생성 및 접착제의 적용을 포함할 수 있다. 예시적인 장치에서, 미디어 레이어가 처리되는 공통된 참조 평면은 미디어 레이어 또는 시트의 평면이다. 예시적인 장치에서, 처리될 미디어 레이어는 처리 이전에 빌드로 접착될 수 있다.
도 4를 참조하면, 개체(450)의 레이어들(405)(N, N+1 등)은 개별적인 레이어들의 표면 처치에 의해 빌드 도중에 처리된다. 미디어 레이어는 예컨대 최종적인 개체의 외측 레이어를 형성하는데, 이 경우 레이어(405)의 상대적으로 큰 분율이 최종적인 개체에서 노출될 수 있다. 이를 대체하여, 미디어 레이어는 예컨대 최종적인 개체의 중간 레이어를 형성할 수 있는데, 이 경우 커팅된 에지들 또는 커팅된 에지들의 측방향 단면만이 최종적인 개체에서 노출될 수 있다. 미디어 레이어(405)의 처리 단계는 레이어가 개체의 중간 레이어 또는 외측 레이어가 되는 것인지에 따라 바뀌고 제어될 수 있다. 서로 다른 처리 옵션들이 도 5를 참조로 아래에서 더 상세히 설명된다.
프린팅 모듈(200)은 빌드 모듈(300)에 통합되어 공급된다. 프린팅 모듈(200)은 빌드 위치에서 미디어 레이어의 적어도 일부를 프린트하도록 구성된다. 프린팅 모듈(200)은 복수의 개별적인 미디어 레이어들 중 하나 또는 그 이상에 다중 컬러를 적용하도록 구성될 수 있다. 미디어 레이어들은 단일한 검정 잉크(240)로 프린트되거나 복수의 컬러들(240)로 컬러 프린트되거나, 컬러가 아닐 수 있다 - 즉 백색일 수 있다. 프린트 모듈(200)은 미디엄(401)로부터 커팅되거나 프로파일링된 뒤에 미디어 레이어를 프린트하도록 더 구성될 수 있다. 프린팅 모듈은 미디어 레이어에 잉크를 적용하도록 구성된 통상적인 2D 프린터를 포함할 수 있다. 2D 프린터는 표준적인 잉크젯 프린터일 수 있다. 프린팅 모듈(200)은 미디어 레이어(405)이 첫 번째 측면 또는 표면 상에 프린트하도록 구성될 수 있다. 프린팅 모듈은 미디어 레이어의 다른 표면들에 프린트하도록 구성될 수 있다.
미디어 레이어(N) 또는 미디어 레이어(405) 상에 프린트된 이미지(600)는 프린트될 이미지, 프로파일 및 컬러 정보를 가진 사전 생성된 디지털 프린트 파일에 따라 프린트될 수 있다. 예시적인 장치에서 디지털 프린트 파일을 사전 생성하는 단계들이 여기서 간략히 설명되지만, 대체적인 방법들이 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 알려져 있는 바와 같이, 3D 프린팅은 3D 데이터 파일로부터 시작되는데, 이는 프린트될 3D 개체의 대표자이다. 예를 들어, 3D 제품 디자인을 위한 산업 표준 파일 포맷(universal industry standard file format) STL은 물론 OBJ 및 VRML(컬러 3D 프린팅용)이 본 교시에서 사용될 수 있지만, 적절한 대안들 역시 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그리고 나서 컬러가 생성되고 데이터 파일로 대표되는 모델에 적용된다. 이런 파일들의 데이터는 읽혀지고 컴퓨터 모델은 두께에서 미디어 레이어와 동등한 프린트 가능한 레이어들로 슬라이스된다. 데이터 파일의 이런 생성은 통상적으로 프린터(100)에 연결된 PC 또는 컴퓨팅 장치에서 일어나지만, 그런 처리가 프린팅 장치(100)에서도 일어날 수 있다는 점에서 이것이 제한적인 것으로 해석되어서는 안된다. 대안적인 장치에서, 슬라이싱은 클라우드(cloud) 도는 모바일 장치, 태블릿, 전화 상에서 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 본 교시는 위의 파일 생성 방법으로 한정되지 않으며, 3D 프린트 파일들을 생성하는 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있다.
사전 생성된 파일은 프린트 작업 및 SDL 작업을 시작하기에 앞서 프린팅 장치(100)로 제공되거나, 아니면 로딩된다. - 도시하지는 않았으나, 프린팅 장치(100)는 프로세서 또는 컨트롤러 및 프린트 파일이 로딩되는 메모리도 포함한다.
디지털 프린트 파일은 다시 컨트롤러/프로세서에 의해 참조되거나 읽힌다. 디지털 프린트 파일은 각각의 미디어 레이어(405)(도 4 및 도 5의 N, N+1 등)에 대한 일련의 이미지들(600)을 포함할 수 있다. 모든 미디어 레이어들에 대한 컬러 이미지 정보 역시 디지털 프린트 파일에 포함된다.
유사하게, 개체의 레이어를 형성하도록 커팅될 프로파일의 상세를 포함하는 프로파일링 파일이 제공된다. 레이어는 외측 또는 바깥쪽 에지 프로파일을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 레이어는 하나 또는 그 이상의 내측 에지 프로파일들을 더 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 1의 예시적인 장치에서, 프린팅 모듈(200)과 빌드 모듈(300)은, 빌드 모듈로 운반된 개별적인 미디어 레이어들이 빌드 위치에서 완전히 처리될 수 있도록 장치(100) 내에서 함께 위치되며 통합적으로 배치된다. 빌드 모듈로 운반된 미디어 레이어는 프로파일링되고 프린트되어 빌딩되는 개체의 레이어를 형성한다. 개별적인 미디어 레이어들이 빌드 위치에서 프로파일링되고 프린트되며 콜레이팅(collating)되고 접착된다. 빌드 모듈(300)은 또한 커팅 수단, 접착 수단 및 접착제 적용 수단을 포함한다. 도 1 내지 도 3의 예시적인 장치들에서, 커팅, 프린팅 및 접착제 적용을 포함하는 미디어 레이어의 처리 단계는 모두 개체의 동일한 참조 평면에서 이루어진다. 빌드에 추가되고 접착되면서 각각의 미디어 레이어는 순차로 처리된다. 본 상세의 장치에서 추가된 마지막 미디어 레이어는 최상단 미디어 레이어이다. 능동 구성들 - 커팅 수단, 프린팅 수단 및 접착제 적용 수단은 공통된 참조 평면 내에서 작동하도록 구성되어 있다. 능동 구성들은 단일한 참조 평면 내에서 작동하도록 구성되어 있다. 단일한 또는 공통된 참조 평면 내에서 작동하도록 구성된 구성들의 제공은 향상된 정밀도 및 향상된 처리 효율과 제어를 제공한다는 것이 이해될 것이다.
예컨대, 미디어 레이어의 프린팅 및 커팅이 분리되어 수행된다면, 각 단계에서 위치 제어에 대한 필요성 및 2회의 처리 - 첫 번째는 프린팅 수단으로, 두 번째는 커팅 수단으로 - 를 위한 미디어 레이어의 제시에 대한 필요성이 존재한다.
예시적인 장치의 운반 수단(160)은 하나 또는 그 이상의 피드 롤러들 및/또는 가이드들을 더 포함할 수 있다. 운반 수단(160)은 스프로켓 피드 또는 운반을 위해 구성된 페이퍼의 사용을 위해 하나 또는 그 이상의 스프로켓 피드 수단(sprocket feed means) 또는 닙 롤러(nip roller)를 더 포함할 수 있다. 적절한 대안들이 스프로켓 피드 또는 립 롤러에 제공될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예시적인 장치의 미디엄을 운반하기 위해 운반 수단(160)과 조합되어 롤러 및 가이드의 다른 장치가 제공될 수 있으며 추가적이거나 대안적인 가이드 또는 롤러가 제공될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 필요에 따라 추가적인 드라이브 롤러들, 핀치 롤러들, 닙 롤러들 또는 가이드들이 운반 경로 상의 선택된 위치에 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예시적인 장치에서 롤(400)의 미디엄(401)은 스프로켓 피드 메커니즘을 통한 공급을 위해 구성된 연속적인 롤 형태로 된 종이를 포함한다. 다양한 형태의 스프로켓 피드 종이, 예컨대 대응하는 타입의 스프로켓 피드 메커니즘에 의한 운반을 위해 구성된 하나 또는 둘의 마진을 구비한 종이가 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 종이의 스프로켓 피드 롤 또는 유사물이 사용되는 경우, 피드 메커니즘은 장치(100)를 관통하는 개시점부터 종료점까지 운반 경로(140)를 통한 미디엄의 배치 및 정렬의 제어를 제공하는 데에 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 명세의 예시적인 방법을 설명하는 도 1b의 플로우 다이어그램에 대한 참조가 이루어진다.
본 명세는, 예시적인 장치에서 시스템(100)에서 다음의 처리 단계를 포함하는 컬러 3D 개체를 처리하는 방법도 제공한다:
- 미디어 레이어들이 개체의 레이어를 형성하도록 개별적으로 처리된다.
- 빌드 위치(310)에서 빌드(450)로 운반된 미디어 레이어(405) - 미디어 레이어가 개체의 레이어를 형성하도록 처리된다.
- 미디어 레이어는 다음을 포함하여 처리된다:
- 개체의 레이어(405) 또는 미디어 레이어(N)(도 4 및 도 5)를 형성하도록 프로파일 커팅
레이어의 외측 프로파일 및/또는 하나 또는 그 이상의 내측 프로파일들을 형성하도록 미디어 레이어를 커팅하는 단계
- 미디어 레이어(405)(미디어 레이어(N))가 프린트됨;
미디어 레이어를 프린팅하는 단계 - 잉크가 미디어 레이어(405)(미디어 레이어(N))에 적용됨; 잉크가 미디어 레이어의 규정된 부분에 적용됨.
실제로 프린팅은 프로파일 커팅에 이어지거나 그것과 관련하여 정의될 수 있는데, 이는 일반적으로 내측 및/또는 외측 프로파일들 또는 최종적인 개체에서 노출되는 그 부분들 규정한다.
본 명세의 방법 및 시스템은 프린팅 제어를 제공한다.
프린팅은 프로파일 컷을 뒤따르고 프로파일 컷 둘레로 마진을 포함하도록 규정될 수 있다. 프린팅은 예컨대 윗쪽을 면하거나 정상 평면 표면인 레이어의 제1 표면으로 배향될 수 있다. 레이어의 다른 외측 표면들, 예컨대 커팅된 에지들이 프린트될 수 있다. 프린팅은 개체의 레이어의 최종적인 컬러 외형을 바꾸도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 잉크들을 변경하는 것이 가능하다. 레이어에서 잉크의 침투 레벨이 바뀔 수 있다. 특정한 부분을 프린트할 때, 프린팅은 미디어 레이어에 더 많은 잉크를 적용하도록 제어될 수 있다. 프린팅은 미디어 레이어의 일부에서 잉크의 깊이 또는 부피를 변경하도록 제어될 수 있다. 미디엄, 예컨대 종이는 레이어 또는 그 일부로의 잉크의 침투를 바꾸기 위해 변경될 수 있다. 미디엄, 예컨대 종이는 잉크를 변경하는 것에 더하여 또는 그 대안으로서 소재로 잉크를 끌어당기도록 변경될 수 있다. 미디엄, 예컨대 종이는 그 레이어 또는 일부들이 투명하게 변경될 수 있다. 잉크는 필요에 따라 요구된 프린팅 결과를 제공하도록, 또는 위에서 설명한 바와 같이 잉크의 레벨 또는 침투를 제어하기 위해 변경될 수 있다.
개체의 컬러는 제어 가능하다. 이 컬러는 미디어 레이어가 프린트되는 위치들을 제어함으로써 제어될 수 있다. 컬러는 적용되는 잉크의 부피 또는 깊이를 제어함으로써 제어될 수 있다.
이 방법은:
- 미디어 레이어를 빌드에 접착하는 단계
를 더 포함한다.
빌드에 미디어 레이어를 접착하는 단계는 미디어 레이어를 베이스(첫 번째 미디어 레이어)에 접착하는 단계 도는 미디어 레이어를 앞선 미디어 레이어에 접착하는 단계를 포함할 수 있다.
레이어가 빌드에 접착될 때, 다음을 포함하는 처리가 뒤따른다:
본 명세에 따른 방법은 유리하게는 단일한 참조 평면에서 미디어 레이어의 처리를 제공한다. 단일한 참조 평면은 미디어 레이어의 평면을 가리킨다. 개체를 형성하기 위한 처리는 레이어 다음 레이어의 방식에 기반하여 이루어진다. 각 미디어 레이어는 순차로 처리되어 개체의 레이어를 형성한다. 각 레이어의 처리는 빌드 위치에서 전체적으로 이루어진다. 미디어 레이어는 빌드로 배치되고, 그리고 나서 커팅 및 프린팅을 포함하는 처리가 공통 평면에서 수행된다. 커팅 및 프린팅의 절차는 공통된 참조 지점 세트를 이용한다. 효과적으로, 커팅 및 프린팅을 포함하는 미디어 레이어의 처리는 예시적인 장치에서 단일한 참조 평면과 단일한 참조 지점 또는 데이터 지점을 가질 수 있다. 이것은 정밀도에서의 상승을 제공한다. 공통 참조 평면에서의 커팅 및 프린팅을 포함하는 이 처리는 처리 부하의 저감을 제공한다.
미디어 레이어는 빌드에서 제자리에 배치되고 위치된다. 실제로는, 미디어 레이어는 개체의 레이어를 형성하도록 빌드에 접착된다. 개체의 레이어가 처리된다.
미디어 레이어는 개체의 레이어의 처리를 위한 참조 평면을 효율적으로 규정한다. 예시적인 장치에서 미디어 레이어들은 종이로 구성될 수 있는데, 이 경우 미디어 레이어들은 사용된 종이의 종류에 따라 제한된 깊이를 가진 것이 된다는 점이 주목된다. 본 명세의 방법에서, 최상단 레이어는 처리 단계를 위해 제시된다. 또한 최상단 표면은 커팅, 프린팅, 접착제 적용 및 접착을 위해 제시된다. 도면을 참조하면, 미디어 레이어의 표면은 X-Y 평면에서 제시되며, 미디어 레이어의 깊이는 Z방향으로 정의된다. 커팅 및 프로파일링은 레이어의 깊이 또는 측방향 단면을 가로지른다. 프린팅은 제1 방향 - 레이어의 평면으로 - 으로 잉크를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 프린팅은 예컨대 제어된 침투 깊이와 같은 제2 방향으로 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 종래 기술에서, 미디어 레이어들은 오프 라인으로 프린트되었다. 따라서 커팅 및 접착을 위한 프린트된 레이어들의 정렬 및 각 프린트된 레이어의 위치와 관련된 이슈가 있었다.
본원의 방법은 단일한 참조 평면에서 미디어 레이어의 처리를 제공하는데, 이 처리 단계는 미디어 레이어를 커팅하여 레이어의 프로파일을 형성하는 단계; 미디어 레이어를 프린팅하여 레이어의 컬러를 형성하는 단계를 포함한다. 이 처리 단계는 개체의 미디어 레이어의 접착을 더 포함할 수 있다.
본 명세의 방법에서, 미디어 레이어를 프린팅하는 단계는 미디어 레이어의 한 측면을 프린팅하는 단계를 포함한다. 본 명세의 방법에서, 미디어 레이어를 프린팅하는 단계는 미디어 레이어의 커팅된 측면 에지들을 프린팅하는 단계를 포함한다.
또한, 미디어 레이어를 프린팅하는 단계는 프로파일을 형성하도록 미디어 레이어를 커팅하는 단계와 동일한 참조 평면에서 잉크를 적용하는 단계를 포함한다. 본 명세의 방법에서, 미디엄을 커팅하고 프린팅하는 단계들을 포함하는 미디어 레이어의 처리 단계는 공통된 참조 지점들의 세트 또는 공통된 참조 지점을 이용하여 이루어질 수 있다.
예시적인 장치에서 미디어 레이어의 처리 단계는 프린트되고 프로파일링된 미디어 레이어에 접착제를 적용하는 단계를 더 포함한다.
빌드(450) 또는 빌드 플레이트(310)(제1 미디어 레이어)는 플레이트(350)로 압박하거나 롤러(355)에 의해 압박하여 미디엄(401)를 접착제가 적용된 이전의 미디어 레이어(405) 또는 빌드 플레이트(310)(제1 미디어 레이어)에 접착한다.
이 처리 단계는 개체 상에 사후 처리 액체 또는 처치가 흡수될 수 없는 레이어 또는 배리어 레이어(865)를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 사후 처리 액체 또는 처치가 흡수될 수 없는 경계 레이어 또는 배리어 레이어를 생성하는 가능성 있는 방법은 다음들 중 하나 또는 그 이상을 포함한다:
이 방법은:
배리어 소재(830)을 미디어 레이어에 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 방법은:
반사성 소재(820)을 미디어 레이어에 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 방법은:
에폭시 레진(835)을 미디어 레이어에 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 방법은 다음을 더 포함할 수 있다:
처치가 흡수될 수 없는 배리어 레이어(865)를 생성하는 단계가 배리어 레이어, 반사성 레이어 및 에폭시 레이어와 관련하여 설명되었다. 다른 적절한 조합 또는 대안들이 배리어를 생성하기 위해 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
잉크(240), 배리어 소재(830) 및/또는 반사성 소재(820) 및/또는 에폭시(835)가 필요에 따라 미디어 레이어에 적용될 수 있다. 본 방법은 배리어 레이어의 대안으로서 또는 그것에 추가하여, 제한되거나 미리 정의된 개체로의 침투 깊이 또는 레벨을 가지도록 구성된 투명화 처치를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 투명화 처치는 개체의 외측 표면들로부터 미리 정의된 깊이 또는 깊이들만큼만 흡수되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 미디어 레이어가, (완성된 개체에서) 커팅된 에지들만이 노출된 개체(450)의 중간 레이어를 형성한다면, 잉크는 미디어 레이어의 주변 및/또는 내측 에지들에 평행한 밴드(band)로 적용될 수 있다. 잉크는 또한 커팅된 에지들에 적용될 수도 있다. 배리어 레이어 또는 반사성 레이어는 잉크 밴드(예컨대, 도 5 참조)에 평행한 밴드로서 적용될 수 있다. 예를 들어, 미디어 레이어가 (완성된 개체에서) 개체의 외측 레이어 또는 외측 표면을 형성한다면, 잉크는 미디어 레이어의 표면을 가로질러 적용될 수 있다. 잉크는 또한 커팅된 에지들에 적용될 수도 있다. 배리어 소재 또는 반사성 소재는 최종적인 제품에서 잉크가 적용된 표면, 예컨대 다음 번 레이어의 하측 표면(예컨도 도 5 참조)에 인접하여 배치되는 미디어 레이어에 적용될 수 있다.
이 방법은:
미디어 레이어에 접착제를 적용하는 단계를 더 포함한다.
이 방법은:
빌드 위치(310)로 운반된 미디엄(401) 및 접착되고 프로파일 커팅된 등의 다음 번 미디어 레이어(405)(미디어 레이어(N+1), 도 4 및 도 5)을 더 포함한다.
제1 미디어 레이어(N)은 빌드 플레이트(310) 또는 접착제가 적용되어 있는 다른 베이스 레이어로 제공될 수 있다는 점이 주목된다. 이어지는 레이어들(N+1, N+2 등)이 그 위에 연이어 빌드된다.
다양한 처리 단계들의 순서는 필요에 따라 바뀔 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 명세는 빌드된 개체(450)의 후속 처리를 더 제공한다.
본 방법은:
- 투명화 처치를 적용하는 단계를 더 포함한다.
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 투명화 처치(850)는 최종적으로 원하는 컬러 효과를 만들어내기 위해 개체에 적용될 수 있다. 투명화 처치(850)를 가지고, '배리어 또는 경계 레이어'(865) 내에 있지 않은 개체의 선택된 부분들이 투명화되고, 배리어 레이어(865) 내의 개체의 선택된 부분들(865')은 투명화되지 않고 미디어 레이어의 컬러에 따라 백색 또는 다른 컬러로 남아 있는다. 이것은, 프린트된 영역들이 투명화되지 않은 선택된 부분(860)의 배경에 대해 하이라이트되기 때문에, 최종적인 시각적 효과를 강화하는 효과를 가진다.
예를 들어, 이 처치는 개체(450)의 미디어 레이어들(405)과 상호작용하도록 구성될 수 있다. 예시적인 장치에서, 개체의 시각적 외형 또는 컬러를 향상시키기 위해 종이가 개체의 외측 표면으로부터 배리어 레이어(865) 또는 반사성 레이어까지 반투명하거나 투명해지도록 반투명 또는 투명화 처치(850)가 적용될 수 있다. 실제로, 개체의 표면 또는 개체의 레이어의 표면들은 노출된 표면 또는 커팅된 에지일 것이다. 이 처치는 사용자에게 적용된 컬러/잉크의 시각적 외형을 향상시키도록 적용될 수 있다.
본 처리 단계는 개체 또는 개체의 레이어 상에 후처리 액체 또는 처치가 흡수될 수 없는 레이어 또는 배리어 레이어(865)를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 후처리 액체 또는 처치가 흡수될 수 없는 경계 레이어 또는 배리어 레이어를 생성하기 위한 가능성 있는 방법은 다음 중 하나 또는 그 이상을 포함한다:
이 방법은:
미디어 레이어에 배리어 소재(830)을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 방법은:
미디어 레이어에 반사성 소재(820)을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 방법은:
미디어 레이어에 에폭시 레진(835)을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 방법은:
처치가 흡수될 수 없는 배리어 레이어(865)를 생성하는 단계가 배리어 레이어, 반사성 레이어 및 에폭시 레이어와 관련하여 설명되었다. 다른 적절한 조합 또는 대안이 배리어를 생성하기 위해 사용될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
잉크(240), 배리어 소재(830) 및/또는 반사성 소재(820) 및/또는 에폭시(835)가 필요에 따라 미디어 레이어에 적용될 수 있다.
이 방법은 배리어 레이어를 생성하는 것에 대한 대안으로서 또는 그것에 더하여, 제한되거나 미리 정의된 개체로의 침투 깊이 또는 레벨을 가지도록 구성된 투명화 처치를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 투명화 처치는 개체의 외측 표면들로부터 미리 정의된 깊이 또는 깊이들만큼만 흡수되도록 구성될 수 있다.
도면들, 특히 도 2를 참조하면, 본 명세의 예시적인 장치에 따른 데크스탑 컬러 3D 프린팅 장치(100)가 설명되어 있다. 빌드 모듈(300)은 빌드 위치를 규정하는 빌드 플레이트(310)를 포함한다. 미디엄(400)은 빌드 개체(450) 또는 빌드 플레이트(310)에서 미디엄 운반 수단(160)에 의해 빌드 위치로 운반되어 개체의 미디어 레이어(405), 예컨대 레이어(N, N+1)를 제공한다. 운반 수단(160)은 필요에 따라 미디엄이 배치될 때까지 운반한다. 센서(170)가 운반 수단(160)이 정지한 것을 표시하기 위해 제공될 수 있다 도면의 바람직한 장치에서, 운반 수단(160)은 트랙터 유닛(165)을 포함한다.
이전의 미디어 레이어(예컨대, N)는 그 위에 증착된 접착제를 갖고 있다. 빌드(450)(또는 빌드 플레이트(310)에서 미디어 레이어들(405)을 포함하는 부품(450))은 움직일 수 있는 또는 고정적인 히트 플레이트(350)로 프레스된다. 빌드 개체 또는 부품(450)은 히트 플레이트(320)로부터 반환된다.
레이어(N)에 대한 컷 프로파일이 만들어진다.
그리고 나서 배리어 소재(830) 및 또는 반사성 소재(820)와 함께 잉크(240) 및 접착제(340)가 레이어에 적용된다. 관련된 프린트 파일로부터의 지침에 따라 잉크(240)가 적용되거나 레이어가 프린트된다. 그리고 나서 빌드 플레이트(310)가 하강되고 운반 수단(160)은 미디엄(401)가 다음 위치로 인덱스하도록 해준다. 폐기물들은 권취 롤러(185) 또는 소재를 수집하기 위한 단순한 통(bin)으로 운반될 수 있다.
장치(100)는 연속적인 미디어 레이어들(N, N+1 등)의 콜레이팅, 접착, 프로파일링 및 프린팅에 의한 SDL에 의해 3D 빌드 개체의 연속적인 2D 프린팅 및 3D 프린팅 또는 제조 절차에서 제공하도록 구성된다. 미디어 레이어들은 빌드 모듈(300)에서 처리된다. 각 미디어 레이어 표면은 필요에 따라 처리되어 개체의 레이어를 형성한다. 장치(100)는 미디엄에 대해 SDL 모듈(300)로의 연속적인 운반 경로를 제공하고 규정한다. 또한, 시스템(100)은 피드 또는 운반 수단(160)의 제어에 영향을 주기 위한 제어 수단(180)을 더 포함할 수 있다. 감지 수단(170)은 하나 또는 그 이상의 센서들, 예컨대 미디엄의 위치를 감지하도록 구성된 광학 센서들을 포함할 수 있다. 센서에 의해 감지된 데이터는 제어 수단으로 제공되거나 출력될 수 있고 미디엄의 운반을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
프린트 모듈(200)은 프린트 헤드(230)를 포함한다. 예시적인 장치에서, 프린트 헤드(230)는 빌드 위치 또는 빌드 플레이트에서 최상단 미디어 레이어의 상측 표면으로 프린트하도록 배치된다. 프린트 헤드는 레이어의 일부를 프린트하도록 구성될 수 있다. 프린트 헤드(230)는 레이어의 다른 표면들, 예컨대 커팅된 에지를 프린트하도록 구성될 수 있다. 프린트 헤드(230)는 잉크젯 프린트 헤드일 수 있다.
콜레이션(collation) 또는 빌드 모듈(300)은 SDL에 의해 3D 개체의 빌딩을 제공한다. 빌드 모듈(300)은 빌드 플레이트(310), 접착제 분배 수단(320), 커팅 수단(321)을 포함한다. 빌드 모듈(300)은 히팅된 플레이트(350) 또는 다른 콜레이팅 또는 접착 수단들, 예컨대 롤러(355)를 더 포함할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 빌드 모듈은 또한 프린팅 모듈(200) 및 프린트 헤드(230)를 포함한다. 개체는 모듈(300)의 빌드 챔버 안에서 전체적으로 처리되고 프린트되며 빌드된다. 각 미디어 레이어는 필요에 따라 처리되어 빌드 챔버에서 개체의 레이어를 형성한다. 최상단 미디어 레이어가 처리된다. 빌드 위치에서의 처리는 표면 처리를 포함한다.
미디어 레이어는 개체의 레이어의 프로파일로 커팅된다. 미디어 레이어는 프린트되고 접착되며 다르게는 필요에 따라 표면 처리된다.
잉크 적용 수단(230)은 선택된 위치들에서 미디어 레이어로 프린팅하는 깊이를 포함하여 프린팅의 제어를 제공하기 위해 제어 가능할 수 있다. 예시적인 장치에서, 한 장의 종이의 두께를 가진 미디어 레이어의 특정한 위치들에 적용된 잉크의 부피 또는 특성은 미디어 레이어의 깊이 또는 두께의 일부를 침투하는 몇몇 위치들에서 미디어 레이어의 침투 깊이 또는 두께를 바꾸도록 변경될 수 있다.
SDL을 이용한 방법에서 위에 언급한 바와 같이 - 파일들의 데이터가 읽혀지며 컴퓨터 모델이 두께 면에서 미디어 레이어와 동등한 프린트 가능한 레이어들로 슬라이스된다. 시스템은 레이어 다음 레이어의 방식에 기초한 프린팅을 제공한다. 시스템은 미디어 레이어의 깊이 또는 두께를 가로지르는 잉크의 필요한 침투를 제공하기 위해 프린팅을 제어한다. 설명된 바와 같이, 본 방법은 또한 필요에 따라 미디어 레이어의 선택된 부분들, 예컨대 프린팅에 인접한 부분들이 투명하게 되도록 하기 위해 투명화 처치도 제공한다.
이전의 장치에서, 완전한 컬러 마무리를 제공하기 위해 완전한 미디어 레이어 침투가 종종 요구되었던 반면 - 투명화 처치와 조합된 잉크(컬러)의 적용을 이용하는 본 명세의 방법은 더 큰 유연성, 제어 옵션 및 정밀도를 제공한다.
바람직한 예시적인 장치에서, 접착제 분배 수단(320)과 커팅 수단(321)은 다기능 헤드(322)에 장착될 수 있다. 접착제 분배 수단 및 커팅 수단은 빌드 플레이트(310)의 상방의 영역에 장착되고 거기서 작동한다. 프린트 헤드(230)는 유사하게 빌드 플레이트(310)의 상방의 영역에 장착되고 거기서 작동한다. 접착제 분배 수단 및 커팅 수단은 필요에 따라 빌드 플레이트(310) 위에서의 움직임을 위해 예컨대 X-Y 프레임 상에 장착될 수 있다. 프린트 헤드는 유사하게 X-Y 프레임 상에 장착될 수 있다. 프린트 헤드(230)는 커팅 및 접착제 분배 헤드와 함께 다기능 헤드(322)에 장착될 수 있다. 접착제 분배 수단, 커팅 수단 및 프린트 헤드가 빌드 플레이트의 상방에서 작동하도록 해주는 적절한 대안적인 장치도 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 프린트 헤드, 커팅/프로파일링 헤드 및 접착제 분배 헤드가 빌드 플레이트 주변의 공간에서 움직이고 작동하는 것으로 설명되었으나, 대안적인 예들이 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 제공될 수 있는데, 예컨대 빌드 플레이트가 다양한 헤드들에 대해서 움직이도록 구성될 수 있다.
빌드 플레이트(310)는 시스템 내에서 제1의 상승 위치 및 제2 하강 위치 사이에서 움직일 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 빌드 플레이트(310)와 빌드(440)(또는 형성중인 개체)는, 새로운 미디어 레이어를 빌드로 프레스하기 위해 각각의 미디어 레이어(405)가 빌드(450)로 운반됨에 따라 히드 플레이트(350)로 상승될 수 있다. 빌드 플레이트(350)는 연속적인 미디어 레이어들(N, N+1, N+2...등)이 빌드 플레이트(310)에 추가되어 개체를 빌드함에 따라 하강된다. 커팅 수단(321)과 접착제 분배 수단(321)은 개체 형태의 커팅 밀 개체의 미디어 레이어(405)를 형성하는 미디엄(400)로의 접착제의 적용을 제공하도록 구성된다. 커팅 수단(321)은 미디어 레이어(405)를 형성하도록 미디엄(401)의 외곽선 부분을 커팅하도록 구성된다. 커팅 수단(321)은 또한, 최종적인 개체(450)의 일부를 형성하지 않는 미디어 레이어(405)의 부분들에, 즉 위딩될 레이어의 일부들에 일련의 크로스 해치(cross-hatch) 컷을 만들도록 구성될 수도 있다. 제1 미디어 레이어(N)는 빌드 플레이트(310) 또는 접착제가 이미 적용된 다른 베이스 레이어로 제공될 수 있다. 이어지는 레이어들(N+1, N+2 등)은 그 위에 연속적으로 빌드된다. 운반 수단(160)은 필요에 따라 롤로부터 빌드 모듈(300)로 미디어 레이어의 전달을 위해, 그리고 커팅, 접착제의 적용 및 프린팅을 위해 장치(100)를 관통하여 미디엄(401)의 운반을 제공한다.
도 3을 참조하면, 본 명세에 따른 다른 예시적인 장치(100)가 도시되어 있다. 도 3의 이 장치(100)는 도 2의 것과 유사하며, 적절한 경우 동일한 참조 부호들이 적용되었다. 다양한 유사한 구성들의 상세는 반복하여 설명되지 않는다. 도 3의 예시적인 장치에서, 고정되거나 움직일 수 있는 히트 플레이트(350)를 대신하여 롤러(355)가 제공될 수 있다. 이런 장치에서 새로운 레이어(N+1)가 부품(440) 위의 위치로 운반되면, 그것은 새로운 레이어(N+1)의 표면 위에서 롤러(355)를 움직임으로써 부품(440)의 이전의 레이어(N)의 접착제가 이미 적용된 상측 표면에 접착된다.
도 4를 참조하면, 개체의 수많은 미디어 레이어들의 확대된 도면이 나타나 있다. 레이어(n)는 단면도에서 깊이(Z1)와 Yn으로 나타낸 폭을 가진다. 예컨대 레이어(n+2)는 깊이(z1)와 단면도에서 Yn+2로 나타낸 폭을 가진다. 도면의 미디어 레이어들은 프로파일링되었고 커팅된 에지들(410A)이 도시되어 있다. CMYK '감법(subtractive)' 컬러를 가진 미디어 레이어들의 선택부 상의 프린팅이 도시되어 있다.
CMYK '감법' 컬러는 종이로부터 백색 광을 빼내는 것에 의해 작동하기 때문에 이름 붙여졌다. 종이의 백색점이 없으면, 컬러가 다르게 보일 것이다. 따라서, 본 명세는 최종적인 제품에 향상된 시각적 외형과 컬러를 제공하기 위해, 선택되거나 규정된 미디어 레이어들 또는 그 미디어 레이어들의 부분들을 투명하게 하는 빌딩 이후에 개체(450) 또는 부품의 추가적인 처리를 더 제공한다. 예를 들어, 미디어 레이어들의 선택된 부분들은 투명화 처치 소재(850)에 의해 투명해질 수 있다. 투명화 처치 소재(850)는 예컨대 개체(450)를 디핑하거나 개체(450)의 표면에 스프레이를 함으로써 후처리 단계에서 적용될 수 있다. 투명화 처치(850)는 모델의 레이어들로 흡수될 수 있으며 종이의 흡수성으로 인해 모델로 흡수되기를 계속할 수 있다.
투명화 처치(850)의 적용에 의해 모델 또는 개체 또는 부품(450)이 완전히 투명해진다면, 백색점이 감소할 것이다. 도 5를 참조하면, 본 명세의 방법은 투명화 처치(850)가 Z 방향 또는 X 방향으로 필요한 것보다 더 깊이 레이어(405)(N)로 들어가는 것을 막기 위해 경계 레이어들 상에 증착(deposit)될 수 있는 반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830)의 적용을 더 제공한다. 반사성 레이어(820) 또는 배리어 레이어(830)의 증착은 투명화 처치(850)가 모델 안으로 흡수되는 레벨 또는 깊이를 제어하기 위해 효율적으로 제어될 수 있다. 이 투명화 처치(850) 깊이의 제어는 완성된 빌드 모델(450)의 백색점을 유지하고 필요에 따라 CMYK 컬러를 제공하기 위해 사용된다.
한 장치에서, 투명화 처치(850)는 폴리머 소재 및/또는 콜로이드 소재 및/또는 물에서 아크릴 폴리머의 콜로이드 서스펜션을 포함할 수 있다.
반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830)는 예컨대 개체(450)의 미디어 레이어(405)의 경계 또는 배리어 레이어(865)를 형성하도록 선택적으로 적용될 수 있다.
반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830)는 예컨대 잉크(240) 또는 접착제(340)와 동시에 적용될 수 있다. 대안적으로, 반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830)는 분리되어 적용될 수 있다. 반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830)는 선택된 미디어 레이어들(405)의 선택된 부분들에만 적용될 수 있다. 반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830)는 예컨대 프린트된 표면과 반대되는 미디어 레이어의 표면의 영역에 걸쳐 적용될 수 있다. 이를 대체하여 반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830)는 프린트될 또는 프린트된 미디어의 표면, 예컨대 미디어 레이어(405)의 프로파일 컷 또는 커팅된 에지들(410)로부터 이격되고 평행한 밴드에 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 미디어 레이어(N+1)는 개체(450)의 중간 레이어를 형성하며 개체의 중간에 위치되고, 빌드 개체에서 그 레이어(N+1)의 에지 부분만이 보이며, 그러면 한 예시적인 장치에서 잉크(240)가 프로파일 컷 둘레의 깊이(Zink1) 및 폭(Yink1)의 밴드에서 에지(410A)에 적용될 수 있으며, 또한 배리어 소재(830) 또는 반사성 소재(820)가 잉크(240)의 밴드에 인접하며 그 레이어(N+1)의 프로파일 컷으로부터 일정한 거리(Yink1) 이격된 폭(Ybarrier1) 및 깊이(Zbarrier1)의 밴드에 적용될 수 있다.
도 5a, 5b, 5c 및 5d를 참조하면, 배리어 레이어/반사성 레이어의 적용을 위한 예시적인 장치가 도시되어 있다.
예시적인 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 배리어 레이어는 프린트된 영역에 인접하여 적용될 수 있다. 투명화 후처치 이후에 잉크 및 배리어/반사성 레이어들이 적용된 개체의 후처치의 결과가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 사실 본 방법은 투명화 용액(850)이 일관되게 침투하는 것을 방지하기 위해 '경계 영역'(865')를 생성하도록 배리어/반사성 레이어(865)를 제공하도록 제어된다. 개체의 부분들(870)은 투명화 처치(850)이 흡수됨에 따라 투명해진다.
도 5c 및 도 5d를 참조하면, 본 명세에 따른 대안적인 예시적인 방법에서, 배리어/반사성 레이어는 필요에 따라 또는 이 방법에서 선택된 바에 따라 잉크 레이어로 적용될 수 있다.
효율적으로는, 경계 영역(865')은 백색 종이를 보호하며 투명해지는 것을 방지한다.
본 방법은 계면 활성제(840)가 하나 또는 그 이상의 레이어들(405)에 적용될 수 있다는 것을 더 제공한다. 한 장치에서, 계면 활성제(840)는 잉크(240) 또는 접착제(340)와 함께 포함될 수 있다. 다른 장치에서, 계면 활성제(840)는 예컨대 미디엄(401)의 표면에 직접적으로 스프레이함으로써 미디어 레이어에 직접적으로 적용될 수 있다. 다른 경우에 있어서, 미디엄(401), 예컨대 종이가 계면 활성제(840)로 사전 처치될 수 있다.
다양한 엘리먼트들 - 잉크(240), 및 반사성 소재(820) 또는 배리어 소재(830), 및 계면 활성제(840)의 적용 및 위치를 제어함으로써, 또한 개체(450)의 미디어 레이어들(450)의 투명화 처치(850)를 제어함으로써, 필요에 따라 개체(450)의 최종적인 시각적 외형 및 컬러를 제어하는 것이 가능하다.
도 5의 예시적인 장치에서, 배리어 또는 반사성 소재들(830/820)이 잉크로부터 분리되어 적용된 것으로 묘사되고 나타내어져 있으나, 모든 대안적인 장치에서 잉크가 배리어 또는 반사성 소재를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
투명화 처치는 서로 다른 수단 - 예컨대 동일한 출원인의 다른 특허 출원들에 설명된 바와 같은 시스템들을 이용하여 - 에 의해 형성된 레이어링된 개체들에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
개체의 최종적인 컬러는 개체의 개별적인 레이어들의 신중한 처리에 의해 형성된다. 잉크 및/또는 배리어 및/또는 반사성 소재들이 개별적인 레이어들의 부분들에 적용될 수 있다. 개체가 제조된 이후, 개체는 최종적인 컬러를 제공하기 위해 사후 처치될 수 있다.
실제로는, 잉크(240)가 미디어 레이어에 대하여 제1 방향으로 적용될 수 잇다는 것이 고려될 수 있다. 예컨대, 제1 방향으로의 잉크의 적용은, 효율적으로는 미디어 레이어의 상측 표면의 평면 상에 스프레이되는 잉크를 포함할 수 있다. 잉크는 또한 미디어 레이어에 대하여 제2 방향으로, 즉 커팅된 에지(410)로 적용될 수 있는데, 여기서 잉크는 프로파일 컷에서 미디어 레이어의 측방향 단면을 가로질러 적용된다. 또한, 언급된 바와 같이, 미디어 레이어의 임의의 부분에 적용된 잉크의 부피는, 미디어 레이어의 부분에 적용된 잉크가 표면에 적용되거나 특정한 위치에서 레이어의 깊이를 침투하도록 적용될 수 있게 제어될 수 있다.
유사하게, 위에서 언급된 바와 같이, 배리어 소재(820) 또는 반사성 소재(830)는 경계 레이어(BL)(865)를 형성하도록 적용될 수 있다. 경계 레이어(865)는, 예컨대 레이어가 중간 레이어를 형성한다면 미디어 레이어의 측방향 단면 부분을 형성하는 밴드일 수 있다. 경계 레이어는 또한, 예컨대, 레이어가 개체의 외측 레이어를 형성한다면 미디어 레이어의 주요 평면 또는 표면과 평행한 레이어일 수도 있다. 개체의 임의의 미디어 레이어는 외측 및 내측 프로파일 컷을 포함할 수 있고, 반사성 소재(820) 및 배리어 소재(830)가 또한, 예컨대 외측 또는 내측 프로파일 컷들로부터 일정한 이격(separation) 또는 깊이에서 밴드에 적용될 수 있다.
유선형 단일 측면 프린팅 절차는 종이를 투명하게 만들고 완전한 컬러 3S 모델들을 만들기 위해 추가적인 사후 처리 단계를 포함한다. 종이의 불투명성은 그 주요 구성들 사이의 굴절률 부조화로부터 일어나는 과도한 광선 산란에 기인한다. 건조된 종이의 구멍(pore)들과 공동(cavity)들은 공기로 채워지는데, 이는 1의 굴절률을 가진다. 구멍의 벽체는 셀롤로스로 만들어지는데, 이는 그 자체로 투명하지만 약 1.55의 굴절률을 가진다. 이 부조화가 분리된 광자의 경로를 혼돈 상태(chaotic)로 만들기 때문에 산란 이벤트의 증대로 귀결된다. 굴절률 매칭 액체가 사용되는 경우, 구멍의 미디엄이 공기보다는 셀룰로스에 더 가까운 굴절률을 가진 액체로 대체된다. 이것이 광자들의 궤적을 감소시키며 순차로 종이의 산란 특성을 감소시킨다.
예시적인 장치에서, 투명화 처치 소재(850)는 - 건성유, 조리유, 견과유, 감귤유, 의약용 오일 등과 같은 트리글리세리드 기반 오일들을 포함할 수 있는 굴절률 매칭 소재들을 포함할 수 있다. 아크릴 및 폴리우레탄과 같은 합성 폴리머 기반 소재들도 투명화제로서 사용될 수 있다. 이런 소재들은 유리하게는 상대적으로 저비용이고, 친환경적이며 사용하기에 안전하고, 셀룰로스의 굴절률(592nm에서 1.55)과 가능한 한 유사한 굴절률을 가진다.
다른 예시적인 장치에서, 3D 개체가 개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들이 적어도 부분적으로 투명해지도록 처치하는 방법으로서, 3D 개체는 종이 소재의 복수의 미디어 레이어들을 포함하고, 상기 방법은: 개체의 적어도 선택된 부분들에 투명화 처치 소재를 적용하는 단계로서, 투명화 처치 소재는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성되는 단계를 포함하고, 투명화 처치 소재가 미디어 레이어로 흡수됨에 따라 미디어 레이어가 투명해진다.
투명화 처치 소재를 위한 옵션들에는 다음이 포함된다:
투명화 처치 소재는 바람직하게는 셀롤로스의 굴절률(592nm에서 1.55)과 가능한 한 근접한 굴절률을 가질 고분자량 소재들을 포함한다.
투명화 처치 소재는 아크릴, 폴리우레탄 및 에폭시 레진과 같은 합성 폴리머 기반 소재들을 포함할 수 있다. 에폭시의 경우, 별도의 경화/가교 소재가 요구될 수 있다.
본 방법은 투명화 처치 소재가 개체 안으로 흡수되는 침투 깊이를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 침투 깊이는 완성된 빌드 모델 개체의 백색점을 유지하고 필요에 따라 CMYK 컬러를 제공하도록 제어될 수 있다.
침투 깊이의 조절은 UV 경화와 같은 신속 경화법에 의해 이루어질 수 있다. 이 경화 방법은 주변 용제의 증발이 개입되지 않으며 소재들이 용제 기반 레진들 및 접착제들에서 걸리는 것에 비해 상당히 더 짧은 시간 내에 UV 램프 아래에서 건조될 수 있다. 신속 경화 시간에 더하여, UV 기반 레진들은 VOC(휘발성 유기 용제)를 포함하지 않는데, 이는 용액을 처리하는 것을 더욱 용이하게 하는 결과가 된다.
본 방법은 투명화 처치 소재의 침투를 제한하기 위해 배리어 또는 경계 레이어를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 방법은 반사성 소재 또는 배리어 소재를 적용하는 단계를 포함하는 경계 레이어들 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반사성 또는 배리어 소재는 각 레이어에 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 개체의 수많은 미디어 레이어들의 확대된 도면이 나타나 있다. 레이어(n)는 깊이(Z1)와 단면도에서 Yn으로 나타낸 폭을 가진다. 예컨대 레이어(n+2)는 깊이(z1)와 단면도에서 Yn+2로 나타낸 폭을 가진다. 도면의 미디어 레이어들은 프로파일링되어 있으며 커팅된 에지들(410A)이 도시되어 있다.
CMYK '감법(subtractive)' 컬러를 가진 미디어 레이어들의 선택부 상의 프린팅이 도시되어 있다. CMYK '감법' 컬러는 종이로부터 백색 광을 빼내는 것에 의해 작동하기 때문에 이름 붙여졌다. 종이의 백색점은 모델의 컬러 전반을 유지하는데에 필수적이다. 투명화제가 너무 많은 레이어들을 관통하여 침투하면, 사용자에게 광선을 반사/산란시킬 백색 컬러 베이스가 부족할 것인데, 이는 컬러 강도를 감소시키며 조악한 3D 모델로 귀결될 것이다. 이로 인해, 사후 처리 소재는 모델의 최상단 레이어들만 투명하게 만들도록 디자인되어야 한다. 이상적으로는, 프린트된 상측 레이어(top-layer)와 프린트되지 않은 하측 레이어(under-layer) 상의 컬러의 차이가 최소로 유지되어야 한다. 컬러 차이를 연산하는 데에 사용되는 시스템은 Internationale de l'Eclairage (CIE) L*a*b* 컬러 시스템인데, 이는 컬러를 수치적인 값으로 표현한 국제 표준이다. 컬러의 변화, 즉 ΔΕ 값은 레이어들 사이의 컬러 변화가 육안으로는 인지할 수 없도록 충분히 낮아야 한다. 이 점은 일반적으로 대부분의 사람들에게 4 또는 그보다 작은 ΔΕ 값으로 받아들여진다.
따라서, 본 명세는, 최종적인 제품에 향상된 시각적 외형과 컬러를 제공하기 위해, 선택되거나 규정된 미디어 레이어들 또는 이들 미디어 레이어들의 부분들을 투명하게 하도록 빌드한 이후에 개체(450) 또는 부품의 추가적인 처리를 더 제공한다.
예를 들어, 미디어 레이어들의 선택된 부분들이 투명화 처치 소재(850)에 의해 투명해질 수 있다. 투명화 처치 소재(850)는 예컨대 개체(450)를 디핑하거나 개체(450)의 표면을 스프레이함으로써 사후 처리에서 적용될 수 있다. 투명화 처치(850)는 모델의 레이어들로 흡수될 수 있으며 종이의 흡수성으로 인해 모델로 흡수되기를 계속할 수 있다.
설명된 바와 같은 시스템 및 방법은, 개체 상에 사후 처리되는 투명화 처치 또는 액체(850)가 흡수될 수 없는 배리어 레이어(865)를 생성하는 단계, 또는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하기에 너무 빠르게 건조되거나 경화되지 않도록 투명화 처치 또는 액체(850)를 구성하는 단계를 포함하는 장치들을 포함한다. 전자의 배리어 시스템은, 종이 표면 및 구멍 체적을, 예컨대 반사성, 배리어 또는 에폭시 소재들(820, 830, 835)과 같은 소재, 또는 동일한 결과, 즉 사후 처리 액체 또는 투명화 처치(850)를 거부하는 결과를 제공하는 다른 적절한 소재들로 처리함으로써, 이루어질 수 있다.
설명된 소재들은 적용 시에, 나머지들을 거부하기 위해 여러 단계들 중 한 단계의 소수성이 바뀐다.
후자의 시스템은 에폭시 레진(835)과 같은 소재의 적용을 통해 예시적인 장치에서 이루어질 수 있다. 이 폴리머들은 신속 건조, 무독성이며, 상당한 수의 레이어들을 관통하여 침투할 수 있기 전에 이미 고체 필름을 형성하기 시작하도록 ㅊ우분히 높은 점성을 갖고 있다. 이 소재들의 다른 장점은 이들의 건조/가교 시간이 다른 가교제(통상 아민 시약(amine reagent))와 이들을 반응시킴으로써 획기적으로 증대된다는 점이다. 이런 가교 시스템의 최초 결과는 3.5의 ΔΕ 값으로 귀결되는데, 이는 충분히 목표 범위 이내이다.
투명화 처치(850)의 적용에 의해 모델 또는 개체 또는 부품(450)이 전체적으로 투명화된다면, 백색점이 감소할 것이다.
필요하다면 본 방법은 투명한 개체의 제조를 제공한다는 것이 이해될 것이다. 적용처로는 예컨대 특정 용도를 위한 투명한 개체인 개체의 생산이 포함될 수 있다.
다른 시스템을 이용하여 제조된 레이어링된 개체 역시 개체의 부분들이 투명해지도록 투명화 사후 처치를 이용하여 사후 처치될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 명세에서, 3D 개체의 처리 또는 처치는 개체에 대한 처치 소재의 적용을 포함한다. 이것은 투명화 처치 액체 또는 배합물 또는 소재 또는 에멀젼(850)으로 언급된다. 투명화 처치 에멀젼은 개체 또는 그 부분들을 투명하게 하기 위해 그것들에 적용되는 소재이다. 투명화 처치는 빌드될 때 개체에 적용될 수 있다. 투명화 처치는 개체의 부분들에 적용될 수 있다. 투명화 처치 에멀젼 또는 소재(850)는 개체의 개별적인 레이어들 또는 그 부분들에 적용될 수 있다. 레이어들 또는 그 부분들에 대한 적용은 예컨대 배리어 소재 또는 에폭시의 적용과 조합되어 제어될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 개체에서 투명화 처치 소재의 침투는 처치의 배합의 제어에 의해 제어될 수 있다.
언급된 바와 같이, 개체의 미디어 레이어들은 다공질 소재로 되어 있다. 투명화 처치 소재(850)는 침투 소재로서 구성된다. 미디어 레이어들의 다공질 소재는 예시적인 장치에서 침투 소재를 흡수하는 것을 가능하게 해주는 투명화 처치 소재(850)에 대한 골격으로서 작용하도록 구성될 수 있다.
본 명세는 종이를 투명하게 및/또는 부분적으로 투명하게 만들기 위한 방법을 포함한다.
본질적으로, 본 명세의 방법에 따른 접근법에서, 종이를 투명하게 또는 부분적으로 투명하게 만드는 방법들이 제공된다. 이 방법들은 주로 단일 측면 프린팅에 적용되는데, 여기서 단일 측면 프린팅은 종이의 한쪽 측면 상에 컬러 이미지를 프린팅한 뒤 반대 측면 상에서 보이도록 만드는 처리를 가리킨다.
다른 장치들에서, 종이 또는 종이 라이네이트의 스택으로 만들어진 3D 형상물을, 처치가 적용된 영역이 투명하거나 또는 부분적으로 투명해지도록 처치하기 위해, 습윤성 액체(wetting liquid)(여기서는 베이스 코트로도 지칭됨), 폴리머 기반 에멀젼들 및 폴리머 액체들(여기서는 탑 코트/처치 배합물/투명화 처치 배합물로도 지칭됨)의 사용을 포함하는 방법들이 더 제공된다.
베이스 코트는 습윤성 종이에 대해 유리한 표면 장력을 가진 임의의 무색 액체 또는 몇 가지 방법에 의해 무색으로 된 액체일 수 있다. 베이스 코트의 바람직한 분류에는 반응성 및 무반응성 실리콘 오일족 및 액체 실리콘 고무(LSR)족(단일 또는 양자 구성 시스템 모두)이 포함된다. 이들의 임의의 적절한 혼합 조합이 사용될 수 있다.
탑 코트는 투명성 및 셀룰로스 파이버에 근접한 굴절률을 포함하는 유리한 광학 특성을 가진 임의의 소재일 수 있다. 탑 코트로 적절한 폴리머 시스템에는, 여기에 한정되는 것은 아니지만 순수한 액체 형태 또는 에멀젼 형태로 된 액체 실리콘 고무, 레진 시스템, 아크릴, 폴리우레탄 및 에폭시 시스템들이 포함된다.이들 폴리머 시스템들의 임의의 적절한 혼합 조합이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 명세는 또한 처치가 적용된 영역들이 투명하거나 부분적으로 투명해지도록, 종이 또는 종이 라미네이트의 스택으로부터 만들어진 3D 형상물들을 처치하기 위해 습윤성 액체에 분산된 폴리머 시스템의 배합물 또는 에멀젼의 사용을 포함하는 다른 방법도 제공한다.
이전에 설명된 배합물 또는 에멀젼은 임의의 습윤성 액체 및 폴리머 시스템들(위에서 언급된 바와 같은) 또는 임의의 적절한 이들의 혼합 조합을 포함할 수 있다.
종이는 기계적이고 광학적인 특성을 포함하여 사용자가 선택환 기능들을 부여하기 위해 부가적인 코팅(들)으로 처치된 셀룰로스 파이버 매트릭스의 네트워크로 구성된 다공성 미디엄이다. 일반적으로, 기계적 특성은 주로 셀룰로스 파이버 네트워크에 의해 제어되는 한편, 부가적인 코팅은 광학적/미적 특질을 제공한다. 특히 종이 미디엄 내에서의 광 굴절/산란은 부가적인 코팅 및 종이 미디엄의 형태학(예컨대 다공성)에 의해 영향을 받거나/제어된다. 종이에 프린트된 컬러 이미지의 품질은 이 후자의 광 굴절/산란에 의해 영향을 받는다.
본 명세는 종이 미디엄의 광 굴절/산란을 제어/조작하기 위한 방법들을 제공한다. 이 방법들은 종이에 프린트된 컬러 이미지들의 컬러 품질을 제어하는 데에 사용된다. 이 방법들은 주로, 여기서는 종이의 한쪽 측면에 컬러 이미지를 인쇄하고 그 뒤에 반대편에서 보이도록 만드는 단계를 지칭하는 단일 측면 프린팅에 적용된다.
본 명세의 방법들에는 종이에 프린트된 컬러 이미지의 컬러 품질을 바꾸기 위해 종이의 투명도를 제어하는 것에 기초한 것들이 포함된다. 특정적으로, 종이의 측면들 중 하나에 프린트된 컬러 이미지가 반대쪽 측면 상에서 동등하게 보이도록 종이가 투명하게 또는 부분적으로 투명하게 만들어질 수 있다는 것이 실증되었다. 유사하게 사전 프린트된 종이 스택 라미네이트의 단면의 컬러 품질도 동일한 방법들에 의해 보이도록 만들어진다.
이 방법들은 그 광 굴절/산란 특성들을 변경/제어하는 액체 소재들을 가지고 종이 또는 종이 스택 라미네이트를 함침(impregnation)하는 것을 포함한다. 종이 스택 라미네이트는 선택적 증착 적층(SDL) 및 기타 적절한 레이어 개체 조형(LOM) 기법 등과 같은 임의의 3D 개체 제조 절차를 이용하여 형성될 수 있다.
함침은 예컨대 스프레잉(spraying), 디핑(dipping), 딥 코팅(dip coating), 브러싱(brushing), 디스펜싱(dispensing) 또는 이들 방법들 중 임의의 것의 조합과 같은 임의의 액체 적용 방법을 이용하여 이루어질 수 있다. 함침은 함침 소재(s) 중 하나 또는 다중적인 적용으로 이루어질 수 있다.
본 상세의 한 장치에서(예시적으로 방법A) 종이는 먼저 습윤성 액체 미디엄(여기서 베이스 코트로 지칭됨)으로 함침된다. 그리고 나서, 습윤성 액체에 분산된 폴리머의 에멀젼으로 만들어진 두 번째 코트(여기서 탑 코트/투명화 처치 배합물로 지칭된다)가 적용된다. 이 번갈아 진행되는 함침 절차는 필요한 컬러 품질이 얻어질 때까지 반복된다. 에멀젼에 분산 매체로서 습윤성 액체가 포함되어 있지만, 다른 분산 매체를 이용하여 만들어진 에멀젼들도 사용될 수 있다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 탑 코트로서 투명/클리어 액체 폴리머 레진을 더 사용할 수도 있다.
실시예
도 1의 예시적인 장치는 예컨대 단순한 브러싱 또는 기타 적절한 방법으로 함침된 예컨대 단일 측면 프린트된 3D 개체이다. 사용된 베이스 코트는 실리콘 오일이고 탑 코트(처치 배합물/투명화 처치 배합물)는 수송체로서 실리콘 오일/프로필렌 글리콜의 혼합물에 분산된 물 기반 접착성 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 풀의 에멀젼이다.
다른 예시적인 방법, 예시적인 방법B에서, 베이스 코트 단계가 생략될 수 있으며, 함침은 습윤성 액체에 분산된 투명한 폴리머의 에멀젼을 직접적으로 이용하여 수행된다. 함침 절차는 원하는 컬러 품질이 얻어질 때까지 반복된다. 위에 설명된 방법들 중 어떤 것도 단일하게, 또는 종이 네트워크를 침투하기 위해 탑 코트(처치 배합물/투명화 처치 배합물)에 대한 추가적인 지지를 제공하는 점에서 바람직한 방법인 예시적인 방법A와 조합되어 사용될 수 있다.
본 명세는, 조합된 처치 배합물로 제공될, 또는 둘 다 개별적으로 제공될 베이스 코트와 탑 코트를 제공한다.
함침 소재
베이스 코트 소재; 종이 습윤 소재
임의의 무색 액체 또는 습윤성 종이에 대해 유리한 표면 장력을 가진 몇 가지 수단에 의해 무색으로 만들어진 액체가 사용될 수 있다. 이 액체는 종이의 정상 표면 파이버 네트워크에서 탑 코트가 적용되는 시간 동안 임시적인 것으로 남아 있어야만 하며 결국 종이 벌크 미디엄으로 흡수되어 버려야 한다. 또한, 이 액체는 물이 빠지지 않아야 한다. 이 예에서 종이 습윤 액체의 바람직한 분류에는 반응성 및 무반응성 실리콘 오일족 및 액체 실리콘 러버(LSR)족(단일 및 양자 구성 시스템들 모두)이 포함된다. 이를 대체하여, 베이스 코트의 주요 목적이 종이를 습윤시키고 종이의 정상 표면 레이어들로 탑 코트의 흡수/흡착을 증진하는 것이므로, 비이온성 계면 활성제(액체 또는 고체(수송체에 용해된))가 사용될 수 있다.
탑 코트 소재; 종이 투명화 소재
탑 코트 소재의 역할은 종이의 정상 레이어들에서 흡수되고 종이의 다공성 네트워크를 충전하는 것이다. 이에 더하여, 이 소재는 투명성 및 셀룰로스 파이버에 근접하는 굴절률을 포함하는 유리한 광학적 특성들을 가져야만 한다. 탑 코트를 위한 적절한 폴리머 시스템들에는(이에 제한되는 것은 아니지만) 순수한 액체 형태 또는 에멀젼 중 어느 형태로 된 실리콘 러버, 실리콘 레진, 아크릴 및 폴리우레탄이 포함된다. 이 예는 베이스 코트 액체 운반체에 분산된 아크릴 폴리머의 에멀젼을 사용하였다. 그러나 순수한 액체 형태로 된 폴리머 시스템 또한 사용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 또한 순수한 액체 및 에멀젼에 기반한 시스템들의 조합이 대안적인 코트에서 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 예시적인 장치에서 미디어 레이어(N+1 등)가 커팅됨에 따라 칼날의 전단 동작에 뒤이어 버(burr)가 만들어지는 것이 도시되어 있다.
이 버는 (미디엄(401)의) 개체의 커팅된 에지들(410A) (410B)이 상방으로 상승하는 경향이 있다. 이 커팅된 에지들(410A, 410B)의 상방 움직임은 잉크의 분사가 미디어 레이어들의 커팅된 표면들(410A)에 도달하는 것을 가능하게 한다. 다음 번 시트(도시하지 않은 레이어(n+2)가 놓이고 압박되고/롤링되며, 이것이 레이어(N+2)에대한 커팅이 일어나기 전에 버를 평탄화시킨다.
커팅된 표면(410A)에 대한 잉크의 분사는 개체(450)의 표면 상에 향상된 컬러 효과를 제공한다.
본 명세에 따른 예시적인 장치를 설명하는 도 7에 대한 참조가 이루어진다. 이 시스템(100)은 개체(450)의 적응성 빌드를 더 제공할 수 있다는 것이 주목된다. 연속적인 미디어 레이어들(405)은 개체의 레이어를 형성하기 위해 특정한 미디어 레이어(405)의 외측 컷 프로파일에 따라 롤 형태(400)로 된 미디엄(401)으로부터 효과적으로 커팅된다. 각각의 컷(405)은 또한 컷 아웃(cut-out)(405')도 형성한다. 미디어 레이어(405)의 사이즈는 개체의 프로파일에 따라 미디어 레이어마다 바뀔 것이다. 필요한 크기 또는 필요한 크기 + 마진의 미디어 레이어만이 미디엄으로부터 커팅될 필요가 있다. 본 명세의 시스템(100) 및 방법은 따라서, 예컨대 개체의 레이어의 외측 프로파일의 바깥쪽에서 상대적으로 빌드 개체의 부분들을 위딩하는 것과 관련하여 처리 요구사항의 감소와 소재 낭비의 감소를 제공한다. 미디어 레이어들이 커팅되어 나온 미디엄은 빌드 위치로부터 운반되어 나가는 폐기 소재(402)를 형성한다.
본 명세에 따른 시스템의 적응성 빌드 장치는 다음을 포함하는 장점들 - 증대된 속도, 감소된 폐기물, 커팅된 에지들에 직접적인 잉크의 적용을 제공하고 - 개체의 컬러와 관련한 개선을 제공한다.
본 명세에 따라 도 7의 예시적인 장치를 참조하면, 본 명세에 따른 예시적인 시스템의 적응성 빌드 측면들이 더 상세히 묘사되어 있다.
본 명세의 장치는 유리하게는:
> 모든 시트 레이어 프로파일링 작업들(즉, 접착제 적용, 컬러 프린팅, 프로파일 커팅, 시트 라미네이션 및 폐기 시트 제거)이 하나의 공통된 평면에서 수행
> 3D 개체 영역과 폐기 영역 사이에서 선택적인 접착제 증착
> 마지막 시트 라미네이션이 폐기 시트 제거 이전에 수행
하는 것을 제공하는 것을 포함하며
시트 또는 3D 개체들의 컬러가 보이게 하도록 투명화 처치 소재들을 사용한다.
> 시트 투명화 소재들에 대해 배리어 레이어의 침투 깊이를 생성하기 위해 에폭시 또는 기타 적절한 소재들의 사용. 배리어 레이어와 시트 투명화 처치 소재들은 모두 UV, 습식 및/또는 가열 경화(moisture and/or heat curing)일 수 있다.
> 시트 투명화 처치 소재들에 대한 에폭시 또는 기타 적절한 소재들의 사용. 이들 시트 투명화 처치 소재들은 UV, 습식 및/또는 가열 경화일 수 있다.
> 시트 투명화 처치 소재들에 대한 배리어 레이어의 침투 깊이를 생성하기 위한 에폭시 또는 기타 적절한 소재들의 사용. 배리어 레이어 및 시트 투명화 처치 소재들은 모두 UV, 습식 및/또는 가열 경화일 수 있다.
시트 투명화 처치 소재들에 대한 에폭시 또는 기타 적절한 소재들의 사용. 이들 시트 투명화 처치 소재들은 UV, 습식 및/또는 가열 경화일 수 있다.
본 명세의 장치들은, 배리어 레이어들을 생성하기 위한, 또는 시트, 3D 개체 투명화 처치 포토 세팅 소재들(photo-setting materials)의 사용을 포함한다.
ㆍ종이의 시트들을 사용할 때, 그 부품이 얼마나 작은지와 관계없이 전체 시트가 처리될 필요가 있다. 따라서 20mm 폭의 작은 부품을 만든다면, A4 페이지 전체가 사용되어야 할 것이다. 시트 전체를 처리하는 것의 단점에는:
ㆍ증가된 폐기물
ㆍ감소된 속도
ㆍ보다 어려운 위딩(내부에 있는 작은 부품에 도달할 때까지 블록 전체가 위딩될 필요가 있다)이 포함된다.
ㆍ그러나 종이 롤을 사용할 때 우리는 적응성 빌드를 이용할 수 있는데, 이는 부품 둘레의 폐기물만을(또는 심지어 부품 그 자체만을) 처리하며 시트 전체를 처리하지 않는다는 것을 의미한다. 이것은 수많은 장점을 가진다:
ㆍ감소된 폐기 소재(몇몇 기하학적인 경우, 모든 폐기 소재를 제거할 수 있다)
ㆍ증대된 빌드 속도(적응성 부품만이 커팅, 접착을 필요로 하기 때문이다)
ㆍ제거할 것이 훨씬 적으므로 폐기 소재의 보다 용이한 위딩(몇몇 경우에는 제거할 것이 없다)
ㆍ폐기 컷들의 크기 또한 만들어지는 변화하는 기하 구조를 반영하는 빌드를 통해 빌드가 진행됨에 따라 바뀔 수 있다.
ㆍ본 방법은 다음을 포함한다:
- 빌드 챔버/빌드 플레이트로 Y1 방향으로 운반된 롤 형태의 미디엄
- 빌드되고 있는 개체의 레이어를 형성하는 미디어 레이어(405)의 외측 프로파일은 롤 형태로 된 미디엄으로부터 커팅되어 컷 아웃(405')을 남긴다
- 전방으로 운반된 미디엄, 미디어 레이어(405)는 빌드에 남아 있고 폐기물이 제거된다.
도시된 도면들의 예시적인 장치들의 시스템은 롤 입력으로부터 인출된 개별적인 미디어 레이어들을 입력으로서 사용하지만, 적절한 대안적인 장치에서 레이어들이 시트 형태 또는 기타 적절한 형태로 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
미디어 레이어는 필요에 따라 접착, 프린팅, 프로파일링, 투명화 처치를 포함하여 처리된다.
본 명세의 장치는 유리하게는 3D 개체의 빌딩을 위한 개선된 처리를 제공한다. 본 명세의 장치는 향상된 프린팅의 제어 및 향상된 개체의 컬러의 제어를 더 제공한다.
개체의 상측 및 하측 표면이 분리되어 프린트되면, 3D 프린팅을 위한 미디어 레이어의 제1 측면과 제2 측면들 상에서의 이미지들 사이에 정렬과 관련된 이슈가 발생한다. 본 명세의 장치는 개선된 데스크탑 3D 프린팅 장치를 제공한다. 이 장치는 통합된 프로세스에서 미디엄의 2D 프린팅과 3D 프린팅을 제공하도록 유리하게 구성된다. 여기서 설명되는 바와 같이, 피른트될 미디어, 본 명세의 예시적인 장치들에서 종이는 시트 또는 롤 형식으로 장치에 제공되고, 종이는 프린팅, 프로파일링 및 접착을 위해 SDL 프로세스의 경우 필드 플레이트로 운반된다.
본 명세의 장치는 예컨대 사진 또는 등고선 지도들의 3D 프린팅에 유리하게 사용될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 3D 프린팅으로 제조된 개체는 개체의 레이어들을 통하여 상세한 부분까지 정확한 컬러를 가진다. 제공된 접근법은 높은 정밀도를 가지며 3D 개체들은 향상된 품질의 것이다.
그러므로 본 발명 명세의 시스템은 3D 프린팅에서 개선된 컬러 결과를 제공한다.
본 명세는 또한 설명된 방법들 및 시스템에 따른 3D 개체들도 제공한다.
설명된 방법들에 따른 시스템의 작동에 의해 만들어진 3D 개체는 접착제에 의해 접착된 미디엄의 복수의 레이어들로 된 레이어링된 개체를 포함한다. 각 레이어는 커팅되어 개체의 레이어의 프로파일을 형성한다. 각 레이어는 개체의 레이어의 컬러를 형성하도록 프린트될 수 있다. 레이어들은 예시적인 장치에서 종이로 되어 있다. 접착제는 물 기반 접착제일 수 있다. 개체는 유리하게는 높은 정밀도 기준으로 만들어진다. 각 레이어는 공통된 참조 평면에서 처리된다. 레이어들은 높은 정밀도로 정렬되고 조립된다. 개체의 레이어들의 부분들은 레이어 표면의 한쪽 측면 상에 프린트된다. 커팅된 에지도 프린트될 수 있다. 개체의 레이어들의 부분들은 배리어 레이어를 형성하는 배리어 또는 반사성 소재 또는 에폭시 레진을 포함할 수 있다. 개체의 레이어들의 부분들은 투명할 수 있다. 개체의 레이어들의 부분들은 투명화 소재의 적용에 의해 투명해질 수 있다. 프린트된 3D 개체와 투명한 부분들은 전반적인 컬러 마무리를 가질 것이다. 완성된 컬러 외형을 제공하기 위해 프린트된 부분들에 인접하여 위치된 투명한 부분들은 프린트된 부분들과 함께 작용한다. 투명한 부분들과 프린트된 부분들은 완성된 개체에서 필요에 따라 컬러 외형을 제공한다.
본 명세의 방법들은 또한 투명한 개체도 제공한다. 개체는 접착제로 접착된 미디엄의 복수의 미디어 레이어들을 포함한다. 각 레이어는 개체의 레이어의 프로파일을 형성하도록 커팅된다. 각 레이어는 개체의 레이어의 컬러를 형성하도록 프린트될 수 있다. 레이어들은 예시적인 장치에서 종이이다. 접착제는 물 기반 접착제일 수 있다. 레이어들은 개채를 투명하게 하기 위해 투명화 처치에 의해 처치될 수 있다. 이 기술에서 일어나는 문제점들은, 프린트 작업을 위한 시트들이 사전 프린트될 때까지 기다릴 필요가 있기 때문에 하나의 오프셋 프린트 작업을 할 때 오프셋 프린팅 프로세스에서의 지연을 포함할 수 있다. 본 명세의 장치는 유리하게 다음을 제공한다:
ㆍ백색 시트가 빌드상에 달라붙은 이후에 프린팅
ㆍ이것은 사전 프린팅 스테이지를 없앤다
ㆍ이것은 사전 프린트된 이미지들과 함께 작업할 때 높은 정밀도로 배치할 필요성을 없앤다
ㆍ이것은 높은 정밀도의 양방향 2D 프린팅 스테이지의 필요성을 없앤다.
ㆍ컷이 만들어진 이후에 프린팅(이것은 잉크가 컷으로 침투하는 것을 허용한다)
ㆍ사후 처리 스테이지에서 코팅을 추가함으로써 종이를 투명하게 만든다
ㆍ옵션으로서 빌드 도중에 배리어 코팅을 추가함으로써 코팅의 침투를 제어
ㆍ옵션으로서 시트에 더 많은 잉크를 추가
ㆍ옵션으로서 잉크를 변경하는 것보다 잉크를 소재로 끌어당기도록 시트를 변경
ㆍ본 명세의 장치를 다른 시스템들에서 사용하기에 적합한 것으로 고려되었을 것보다 더 얇은 종이를 포함하여 다양한 두께의 종이로 작동시키는 것이 가능하다.
본 명세에서 사용된 포함하다/포함하는이라는 용어는 언급된 특성, 숫자, 단계 또는 구성의 존재를 특정하는 것이지만 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 구성 및 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

Claims (125)

  1. 복수의 미디어 레이어들로부터 3D 개체를 제조하는 방법으로서:
    3D 개체의 레이어를 형성하도록 미디어 레이어를 처리하는 단계로서, 상기 처리 단계는:
    레이어의 프로파일을 형성하도록 미디어 레이어를 커팅하는 단계;
    레이어의 컬러를 형성하도록 미디어 레이어를 프린팅하는 단계;
    미디어 레이어에 접착제를 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 미디어 레이어의 커팅 단계 및 프린팅 단계 및 접착제 적용 단계를 포함하는 상기 처리 단계는 공통된 참조 평면에서 이루어지고; 각 미디어 레이어는 빌드 위치에서 처리되되 상기 빌드 위치는 미디어 레이어의 처리를 위한 공통된 참조 평면을 형성하고;
    복수의 미디어 레이어들은 개체를 형성하기 위해 빌드 위치에서 처리되고 조립되며;
    상기 방법은 처리된 부분들이 투명하거나 부분적으로 투명해지도록 투명화 처치를 상기 미디어 레이어들 또는 상기 개체에 적용하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 미디어 레이어를 프린팅하는 단계는 미디어 레이어의 한쪽 측면을 프린팅하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 미디어 레이어를 프린팅하는 단계는 미디어 레이어의 상측 표면에 잉크를 적용하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 프린팅하는 단계는 미디어 레이어의 한쪽 측면 상에 컬러 이미지를 프린팅하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 한쪽 측면에 프린팅된 미디어 레이어로의 투명화 처치의 적용은 프린팅이 반대 측면으로부터 보이도록 만드는 3D 개체 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어를 프린팅하는 단계는 프로파일을 형성하기 위해 미디어 레이어를 커팅하는 단계에서와 동일한 참조 평면에서 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어의 처리 단계는 공통된 세트의 참조 지점들 또는 공통된 참조 지점을 이용하여 미디어 레이어를 커팅하고 프린팅하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어의 처리 단계는 빌드 위치에서 제자리에서 빌드에 적용된 마지막 미디어 레이어를 커팅하고 프린팅하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 커팅하는 단계는 외측 프로파일을 커팅하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 커팅하는 단계는 내측 프로파일을 커팅하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계는 미디어 레이어의 선택된 부분들에 잉크를 적용하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계는 제1 방향, 즉 미디어 레이어의 표면으로 잉크를 적용하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크는 미디어 레이어의 평면의 방향으로 잉크의 레이어를 형성하도록 적용되는 3D 개체 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계는 상기 제1 방향과 실질적으로 직각인 각도에서 제2 방향으로 잉크를 적용하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계는 미디어 레이어의 커팅된 에지들에 잉크를 적용하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크는 미디어 레이어의 측방향 단면을 가로질러 잉크의 밴드를 형성하도록 적용되는 3D 개체 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어에 잉크를 적용하는 단계는 미디어 레이어의 특정한 부분에 적용된 잉크의 위치 및 부피를 제어하는 단계를 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크를 변경하는 단계 및/또는 미디엄을 변경하는 단계 또는 프린팅 및 컬러를 변경하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어의 흡수성이 변경되는 3D 개체 제조 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크의 특성이 변경되는 3D 개체 제조 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어의 선택된 부분들 또는 위치들에 배리어 레이어를 생성하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 배리어 레이어는 배리어 소재 또는 반사성 소재의 통제된 적용에 의해 생성되는 3D 개체 제조 방법.
  23. 제21항에 있어서, 배리어 레이어는 에폭시 소재의 통제된 적용에 의해 생성되는 3D 개체 제조 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크의 레이어에 인접하여 배리어 또는 반사성 레이어를 생성하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크의 적용은, 미디어 레이어의 제1 길이방향 및/또는 제2 측방향으로의 잉크의 부피 및 깊이를 제어하도록 제어 가능한 3D 개체 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서, 미디어 레이어는 미디어 레이어의 표면에 의해 형성되는 길이방향 단면과 미디어 레이어의 두께 또는 깊이에 의해 형성된 측방향 단면을 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어 상의 잉크 및 배리어 레이어의 상대적인 위치들은 필요에 따라 컬러와 외형을 가진 최종적인 개체를 만들도록 선택되고 제어되는 3D 개체 제조 방법.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어에 계면 활성제를 적용하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 계면 활성제로 사전 처치된 미디엄을 제공하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 개체의 미디어 레이어들의 선택된 부분들이 투명해지도록 투명화 처치를 적용하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 제조 방법.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치는 투명화 소재를 개체에 스프레이하거나 개체를 투명화 소재에 디핑함으로써 적용되는 3D 개체 제조 방법.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 레이어는 투명화 처치에 대한 배리어를 형성하는 3D 개체 제조 방법.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성된 3D 개체 제조 방법.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 레이어의 외측 프로파일은 프린트될 레이어의 부분들을 형성하는 3D 개체 제조 방법.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 레이어의 내측 프로파일은 프린트될 레이어의 부분들을 형성하는 3D 개체 제조 방법.
  36. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 3D 개체는 복수의 미디어 레이어들을 포함하고, 미디어 레이어는 개체의 외측 레이어 또는 외측 표면을 형성하며, 잉크는 미디어 레이어의 표면을 가로질러 적용되는 3D 개체 제조 방법.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 3D 개체는 복수의 미디어 레이어들을 포함하고, 미디어 레이어는 그 미디어 레이어의 에지 부분들만이 개체의 표면을 형성하도록 하는 중간 레이어를 형성하며, 잉크는 외측 및 내측 프로파일들에 근접한 미디어 레이어의 부분에 적용되는 3D 개체 제조 방법.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 각 미디어 레이어는 롤 형태로 제공된 미디엄으로부터 커팅되는 3D 개체 제조 방법.
  39. 제38항에 있어서, 미디어 레이어의 외측 프로파일만이 롤로부터 커팅되는 3D 개체 제조 방법.
  40. 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 각 미디어 레이어는 시트 형태로 제공된 미디엄으로부터 커팅되는 3D 개체 제조 방법.
  41. 제40항에 있어서, 미디어 레이어의 외측 프로파일 만이 시트로부터 커팅되는 3D 개체 제조 방법.
  42. 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 각 미디어 레이어의 크기 및 형태는 개체의 형태에 따라 및/또는 프로파일을 커팅하는 것에 의해 형성된 대로 바뀌는 3D 개체 제조 방법.
  43. 제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어가 롤 형태로 제공된 미디엄으로부터 커팅되면, 폐기물을 제거하고 다음 번 레이어가 미디엄으로부터 커팅되도록 하기 위해 미디엄이 운반되는 3D 개체 제조 방법.
  44. 제1항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 3D 개체는 선택적 증착 적층(SDL)에 의해 형성되는 3D 개체 제조 방법.
  45. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 개체의 개별적인 미디어 레이어들은 빌드 위치에서 분리되어 순차로 처리되는 3D 개체 제조 방법.
  46. 3D 개체를 형성하도록 복수의 개별적인 미디어 레이어들을 처리하기 위한 3D 프린팅 시스템으로서, 상기 시스템은 개체의 레이어를 형성하기 위해 미디어 레이어를 처리하기 위한 빌드 위치를 규정하는 빌드 모듈을 포함하고, 상기 시스템은
    빌드 위치에서 미디어 레이어의 프로파일을 커팅하기 위한 커팅 수단과,
    개체의 형태 및 컬러를 형서아도록 빌드 위치에서 미디어 레이어를 프린팅하기 위한 프린팅 수단과,
    빌드 위치에서 미디어 레이어에 접착제를 적용하기 위한 접착제 적용 수단을 포함하고,
    각 미디어 레이어는 빌드 위치에서 처리되고 상기 빌드 위치는 미디어 레이어의 처리를 위한 공통된 참조 평면을 규정하는 3D 프린팅 시스템.
  47. 제46항에 있어서, 3D 개체는 선택적 증착 적층(SDL)에 의해 형성되는 3D 프린팅 시스템.
  48. 제46항 또는 제47항에 있어서, 빌드 위치에서 미디어 레이어를 빌드 개체에 접착하기 위한 접착 수단을 포함하고, 상기 접착 수단은 플레이트 또는 롤러를 포함하는 3D 프린팅 시스템.
  49. 제46항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 미디어 레이어들은 빌드 중인 개체의 복수의 레이어들을 형성하도록 빌드 위치에서 연속적으로 처리되는 3D 프린팅 시스템.
  50. 제46항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 미디엄으로부터 미디어 레이어의 프로파일을 커팅하기 위해 빌드 위치로 미디엄을 운반하기 위한 운반 수단을 포함하는 3D 프린팅 시스템.
  51. 제46항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 커팅 수단은 미디어 레이어의 외측 프로파일을 커팅하도록 구성된 3D 프린팅 시스템.
  52. 제46항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 미디엄으로부터 커팅된 미디어 레이어의 외측 프로파일이 빌드 중인 개체의 레이어의 크기 및 형태에 따라 적응성 있게 바뀌는 적응성 빌드 수단을 포함하는 3D 프린팅 시스템.
  53. 제46항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 커팅 수단은 미디엄으로부터 미디어 레이어의 내측 프로파일을 커팅하도록 구성된 3D 프린팅 시스템.
  54. 제46항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 빌드 모듈은 미디어 레이어의 선택된 부분들에서 필요에 따라 배리어 레이어를 생성하기 위한 배리어 적용 수단을 더 포함하는 3D 프린팅 시스템.
  55. 제46항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 프로파일 및/또는 프린팅 및/또는 미디어 레이어에서 배리어 레이어의 생성을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 3D 프린팅 시스템.
  56. 제46항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 프린팅 수단은 미디어 레이어의 표면의 부분에 잉크를 적용하기 위해 제1 방향으로 미디어 레이어를 프린트하도록 구성된 3D 프린팅 시스템.
  57. 제46항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 프린팅 수단은 미디어 레이어의 표면에 실질적으로 직각인 각도인 제2 방향으로 미디어 레이어를 프린트하도록 구성된 3D 프린팅 시스템.
  58. 제46항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 프린팅 수단은 미디어 레이어의 커팅된 에지들을 프린트하도록 구성된 3D 프린팅 시스템.
  59. 제46항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 각 미디어 레이어는 개체의 레이어의 형태 및/또는 형상 및/또는 컬러를 형성하도록 빌드 위치에서 순차로 처리되는 3D 프린팅 시스템.
  60. 복수의 개별적인 미디어 레이어들(405)를 처리함으로써 제조된 3D 개체(450)를 빌드하는 방법으로서,
    각 미디어 레이어의 처리 단계는
    - 제1항 내지 제59항 중 어느 한 항에 따른 장치를 제공하는 단계
    - 빌드 챔버(310) 안의 빌드 위치에서 빌드 개체로 미디엄(401)을 운반하는 단계
    - 미디엄(401)을 접착제가 적용되어 있는 이전의 미디어 레이어(N)에 접착하기 위해 히트 플레이트(320) 또는 압력 롤러(330)를 이용하여 미디엄을 빌드 개체로 압박하는 단계
    - 미디엄에서 미디어 레이어(N+1)의 프로파일을 커팅하는 단계
    - 미디어 레이어(N+1)에 접착제를 적용하는 단계
    개체의 미디어 레이어들 각각에 대해 처리 단계를 반복하는 단계를 포함하되, 각 미디어 레이어는 공통된 참조 평면에서 처리되는 3D 개체를 빌드하는 방법.
  61. 제60항에 있어서, 각 미디어 레이어의 처리 단계는 미디어 레이어(N+1)를 프린팅하는 단계를 더 포함하는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  62. 제60항 또는 제61항에 있어서, 개체의 미디어 레이어들의 선택된 부분들이 투명해지도록 투명화 처치(850)를 적용하는 단계를 더 포함하는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  63. 제60항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 단계는 미디어 레이어에 배리어 레이어를 생성하는 단계를 더 포함하는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  64. 제63항에 있어서, 배리어 레이어는 투명화 처치에 대한 배리어를 형성하는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  65. 제60항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성된 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  66. 제60항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 3D 개체는 선택적 증착 적층(SDL)에 의해 형성되는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  67. 제60항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 미디엄(401)은 롤 형태로 된 미디엄을 포함하고, 미디어 레이어의 프로파일을 커팅하는 단계는 미디엄으로부터 미디어 레이어의 외측 프로파일을 커팅하는 단계를 포함하는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  68. 제60항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 미디엄으로부터 커팅된 각 미디어 레이어의 프로파일은 개체의 레이어의 프로파일에 따라 서로 다른 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  69. 제60항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 적응성 빌드를 제공하고, 각 미디어 레이어는 개체의 레이어의 프로파일을 형성하도록 커팅되는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  70. 제60항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어의 프로파일이 미디엄으로부터 커팅된 후, 미디엄의 남은 폐기 컷은 빌드 챔버로부터 운반되어 나가고 - 미디어 레이어의 새로운 부분이 커팅을 위해 빌드 챔버로 전달됨에 따라 미디어 레이어(N+1)를 프린팅하는 3D 개체(450)를 빌드하는 방법.
  71. 복수의 미디어 레이어들을 포함하는 컬러 3D 개체를 형성하는 방법으로서, 각 미디어 레이어는 개체의 레이어를 형성하도록 처리되고,
    개체의 레이어를 형성하기 위한 각 미디어 레이어의 처리 단계는:
    - 레이어를 이전의 레이어 또는 개체의 베이스 레이어에 접착하는 단계
    - 레이어의 프로파일을 커팅하는 단계
    - 접착제를 적용하는 단계
    각각의 연속적인 레이어의 처리 단계를 개체가 형성될 때까지 반복하는 단계를 포함하고,
    개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들이 투명해지도록 투명화 처치를 적용하는 단계를 더 포함하는 컬러 3D 개체를 형성하는 방법.
  72. 개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들이 적어도 부분적으로 투명해지도록 3D 개체를 처치하는 방법으로서, 3D 개체는 종이 소재로 된 복수의 레이어들을 포함하고, 상기 방법은:
    개체의 적어도 선택된 부분들에 투명화 처치 소재를 적용하는 단계를 포함하고, 상기 투명화 처치 소재는 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성되고, 투명화 처치 소재가 미디어 레이어로 흡수됨에 따라 미디어 레이어가 투명해지는 3D 개체를 처치하는 방법.
  73. 제71항 또는 제72항에 있어서, 투명화 처치 소재는 굴절률 매칭 소재를 포함하는 방법.
  74. 제71항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 건성유, 조리유, 견과유, 감귤유, 의약용 오일 등과 같은 트리글리세리드 기반 오일들을 포함하는 방법.
  75. 제71항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 아크릴 및 폴리우레탄과 같은 합성 폴리머 기반 소재들을 포함하는 방법.
  76. 제71항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 셀룰로스의 굴절률(592nm에서 1.55)과 가능한 한 근접한 굴절률을 가진 방법.
  77. 제1항 또는 제71항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 셀룰로스 파이버의 것과 근접한 투명도 및 굴절률을 포함하는 광학적 특성을 가진 방법.
  78. 제1항 또는 제71항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 순수한 액체 형태로서 또는 에멀젼으로서 액체 실리콘 고무 및 레진 시스템, 아크릴, 폴리우레탄 및 에폭시 시스템 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 방법.
  79. 제1항 또는 제71항 내지 제77항중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 습윤성 액체에 분산된 폴리머 시스템의 에멀젼을 포함하는 방법.
  80. 제71항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재가 개체로 흡수되는 침투 깊이를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
  81. 제71항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 침투 깊이는 필요에 따라 완성된 빌드 모델 개체의 백색점을 유지하고 CMYK 컬러를 제공하도록 제어되는 방법.
  82. 제71항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 고분자량 소재를 구비하고 셀룰로스의 굴절률(592nm에서 1.55)과 가능한 근접한 굴절률을 가진 소재를 포함하는 방법.
  83. 제71항 내지 제82항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 아크릴, 폴리 우레탄 및 에폭시 레진들과 같은 합성 폴리머 기반 소재들을 포함하는 방법.
  84. 제83항에 있어서, 상기 소재는 에폭시 레진을 포함하고 별도의 경화/가교 소재가 제공되는 방법.
  85. 제77항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서, 침투 깊이는 UV 경화법 또는 UV 기판 레진과 같은 신속 경화법을 이용하는 단계와 경화하는 단계에 의해 제어되는 방법.
  86. 제85항에 있어서, 경화하는 단계는, 소재들이 용제 기반 레진들 및 접착제들에 대해 필요한 것보다 더 짧은 시간 내에 UV 램프 아래에서 건조될 수 있도록, 주변 용제 증발을 생략하는 방법.
  87. 제85항 또는 제86항에 있어서, UV 기반 레진은 VOC를 포함하지 않는 방법.
  88. 제71항 내지 제87항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재의 침투를 제한하기 위해 배리어 또는 경계 레이어를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  89. 제88항에 있어서, 경계 레이어를 생성하는 단계는 반사성 소재 또는 배리어 소재를 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  90. 제89항에 있어서, 반사성 또는 배리어 소재는 각 레이어에 적용되는 방법.
  91. 제87항에 있어서, 배리어 소재는 에폭시 레진을 포함하는 방법.
  92. 제88항에 있어서, 배리어 소재는 가교제를 더 포함하는 방법.
  93. 제71항 내지 제89항 중 어느 한 항에 있어서, 개체의 레이어를 형성하기 위 각 미디어 레이어의 처리 단계는, 개체의 레이어의 컬러를 형성하도록 미디어 레이어를 프린팅하는 단계를 포함하는 방법.
  94. 투명한 3D 개체를 형성하는 방법으로서, 상기 방법은:
    3D 개체를 제공하는 단계로서, 3D 개체는 개체를 형성하도록 함께 조립된 복수의 미디어 레이어들을 포함하되, 미디어 레이어들은 다공성 소재로 된 단계;
    투명화 처치 에멀젼을 제공하는 단계;
    개체 또는 개체의 부분들이 투명해지도록 투명화 처치 에멀젼을 개체 또는 개체의 부분들에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  95. 제94항에 있어서, 미디어 레이어들은 종이로 된 방법.
  96. 제94항에 있어서, 미디어 레이어들은 종이가 아닌 다공성 소재로 된 방법.
  97. 제94항 내지 제96항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 에멀젼은 침투 소재로서 구성된 방법.
  98. 제94항 내지 제97항 중 어느 한 항에 있어서, 미디어 레이어들의 다공성 소재는 투명화 처치 에멀젼에 대해 그것이 침투 소재의 특성을 흡수하고 받아들이는 것을 가능하게 하는 골격으로서 작용하도록 구성된 방법.
  99. 제94항 내지 제98항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 에멀젼은 개체의 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 배합된 방법.
  100. 제94항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서, 개체의 특성 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성은 투명화 처치 소재의 개체로의 흡수성을 제어하도록 제어되는 방법.
  101. 제94항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서, 개체 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성들은 개체로의 투명화 처치 에멀젼의 침투를 제어하도록 제어되는 방법.
  102. 제94항 내지 제101항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 에멀젼은 개체에 투명화 처치 에멀젼을 스프레이함으로써, 또는 투명화 처치 에멀젼에 개체가 잠기도록 함으로써 적용되는 방법.
  103. 복수의 미디어 레이어들을 포함하는 적어도 부분적으로 투명한 3D 개체를 형성하는 방법으로서, 각 미디어 레이어는 개체의 레이어를 형성하도록 처리되고, 개체의 레이어를 형성하도록 하는 각 미디어 레이어의 처리 단계는:
    - 레이어의 프로파일을 커팅하는 단계
    - 접착제를 적용하는 단계
    - 레이어를 앞선 레이어 또는 개체의 베이스 레이어에 접착하는 단계
    개체가 형성될 때까지 각각의 연속적인 레이러의 처리 단계를 반복하는 단계를 포함하고,
    미디어 레이어는 다공성 소재로 되어 있으며
    개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들이 투명해지도록 투명화 처치 에멀젼을 적용하는 단계를 더 포함하는 3D 개체 형성 방법.
  104. 제103항에 있어서, 미디어 레이어들은 종이로 되어 있거나, 또는 미디어 레이어들은 종이가 아닌 다공성 소재로 되어 있고; 미디어 레이어들의 다공성 소재는 투명화 처치 에멀젼의 특성을 받아들이는 것을 가능하게 하는 투명화 처치 에멀젼에 대한 골격으로서 작용하도록 구성된 방법.
  105. 제103항 또는 제104항에 있어서, 투명화 처치 에멀젼은 침투 소재로서 구성된 방법.
  106. 제103항 내지 제105항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 에멀젼은 개체의 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 배합된 방법.
  107. 제103항 내지 제106항 중 어느 한 항에 있어서, 개체 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성은:
    - 개체로의 투명화 처치 에멀젼의 흡수성 또는
    - 개체로의 투명화 처치 에멀젼의 침투
    를 제어하도록 제어되는 방법.
  108. 제103항 내지 제107항 중 어느 한 항에 있어서, 개체 또는 개체의 미디어 레이어들의 특성은 개체로의 투명화 처치 에멀젼의 침투를 제어하도록 제어되는 방법.
  109. 제103항 내지 제108항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 에멀젼은 개체가 빌드된 이후에 개체의 선택된 부분들 또는 개체에 적용되는 방법.
  110. 제103항 내지 제109항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 에멀젼은 스프레이 적용에 의해 또는 에멀젼 속에 개체를 잠기게 하는 것에 의해 적용되는 방법.
  111. 개체의 레이어 또는 레이어들의 선택된 부분들이 적어도 부분적으로 투명해지도록 3D 개체를 처치하는 방법으로서, 3D 개체는 종이 소재로 된 복수의 레이어들을 포함하고,
    상기 방법은:
    3D 프린트된 개체와 투명화 처치 에멀젼을 제공하는 단계;
    투명화 처치 에멀젼을 개체의 적어도 선택된 부분들에 적용하는 단계로서, 투명화 처치 에멀젼은 개체의 미디어 레이어 또는 미디어 레이어들의 미리 정의된 깊이를 관통하여 침투하도록 구성되고, 투명화 침투 에멀젼이 미디어 레이어로 흡수되면서 미디어 레이어 또는 그 부분들이 투명해지는 단계
    를 포함하는 3D 개체 처치 방법.
  112. 제94항 내지 제101항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 굴절률 매칭 소재를 포함하는 방법.
  113. 제94항 내지 제112항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 건성유, 조리유, 견과유, 감귤유, 의약용 오일 등과 같은 트리글리세리드 기반 오일들을 포함하는 방법.
  114. 제94항 내지 제113항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 아크릴 및 우레탄과 같은 합성 폴리머 기반 소재들을 포함하는 방법.
  115. 제94항 내지 제114항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재는 셀룰로스의 굴절률(592nm에서 1.55)과 가능한 한 근접한 굴절률을 가진 방법.
  116. 제94항 내지 제115항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재가 개체로 흡수되는 침투 깊이를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
  117. 제94항 내지 제116항 중 어느 한 항에 있어서, 침투 깊이는 필요에 따라 완성된 빌드 모델 개체의 백색점을 유지하고 CMYK 컬러를 제공하도록 제어되는 방법.
  118. 제94항 내지 제117항 중 어느 한 항에 있어서, 투명화 처치 소재의 침투를 제한하기 위해 배리어 또는 경계 레이어를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  119. 제118항에 있어서, 경계 레이어를 생성하는 단계는 반사성 소재 또는 배리어 소재를 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  120. 제118항 또는 제119항에 있어서, 반사성 또는 배리어 소재는 선택된 레이어들 또는 레이어들의 부분들에 적용되는 방법.
  121. 제118항 내지 제120항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 소재는 에폭시 레진을 포함하는 방법.
  122. 제118항 내지 제121항 주 어느 한 항에 있어서, 배리어 소재는 가교제를 더 포함하는 방법.
  123. 제94항 내지 제122항 중 어느 한 항에 있어서, 개체의 레이어를 형성하기 위한 각 미디어 레이어의 처리 단계는 개체의 레이어의 컬러를 형성하도록 미디어 레이어를 프린팅하는 단계를 더 포함하는 방법.
  124. 레이어 개체 조형 프로세스에서 제조된 3D 개체로서, 레이어들은 접착제에 의해 접착된 다공성 소재로 이루어지되, 개체는 개체 또는 그 부분들이 투명해지도록 다공성 소재로 흡수될 수 있는 투명화 처치 소재를 사용하여 처치되는 3D 개체.
  125. 복수의 미디어 레이어들로부터 3D 개체를 제조하는 방법으로서:
    - 3D 개체의 레이어를 형성하도록 미디어 레이어를 처리하는 단계로서, 상기 처리 단계는:
    레이어의 프로파일을 형성하도록 미디어 레이어를 커팅하는 단계
    레이어의 컬러를 형성하도록 미디어 레이어를 프린팅하는 단계를 포함하되
    미디어 레이어의 커팅 단계 및 프린팅 단계를 포함하는 처리 단계는 공통된 참조 평면에서 이루어지고,
    조립되는 3D 개체 제조 방법.
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