KR20180048842A

KR20180048842A - 3차원(3d) 인쇄

Info

Publication number: KR20180048842A
Application number: KR1020187008802A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 러디실; 알렉세이 에스 카발노브; 케샤바 에이 프라사드; 시바팍키아 가나파티아판; 제이크 롸이트; 블라덱 카스퍼칙
Original assignee: 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2018-05-10
Also published as: US11110653B2; US20180272602A1; BR112018006541B1; WO2017069778A1; CN108349156B; CN108349156A; BR112018006541A2; KR102247762B1; KR20200067953A; JP6706327B2; EP3365153A4; EP3365153A1; US20210362410A1; EP3365153B1; JP2018531170A

Abstract

3차원 인쇄법 예에서는, 중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질을 도포한다. 구조 물질의 적어도 일부 상에 융제를 도포한다. 융제는 수성 또는 비-수성 비히클, 및 수성 또는 비-수성 비히클에 분산된, 800nm 내지 4000nm의 파장에서 흡수성을 갖고 400nm 내지 780nm의 파장에서 투명성을 갖는 플라스몬 공명 흡수제를 포함한다. 구조 물질을 전자기선에 노출시킴으로써, 융제와 접촉하는 구조 물질 부분을 융합시켜 층을 형성시킨다.

Description

3차원(3D) 인쇄

본 발명은 3차원 인쇄에 관한 것이다.

3차원(3D) 인쇄는 디지털 모델로부터 3차원 고체 물체를 제조하기 위해 사용되는 적층 인쇄 공정일 수 있다. 3D 인쇄는 흔히 급속 제품 조형(prototyping), 몰드 생성, 및 몰드 마스터 생성에 사용된다. 몇몇 3D 인쇄 기술은 재료의 연속적인 층의 도포를 포함하기 때문에 적층 공정으로 여겨진다. 이것은 최종 물체를 생성하기 위해 흔히 재료의 제거에 의존하는 전통적인 가공 공정과 다르다. 3D 인쇄에 사용되는 재료는 흔히 경화 또는 융합을 필요로 하며, 일부 재료의 경우에 이는 열-보조 압출 또는 소결을 이용하여 달성될 수 있고, 다른 재료의 경우에 이는 디지털 광 투영 기술을 이용하여 달성될 수 있다.

본원의 예의 특징은 하기 상세한 설명 및 도면을 참고로 자명해질 것이며, 이 때 유사한 인용 부호는 유사한(아마 동일하지는 않더라도) 요소에 상응한다. 간결성을 위해, 인용 부호, 또는 이전에 기재된 기능을 갖는 특징부는 이들이 나타난 다른 도면과 관련하여 기재될 수 있거나 기재되지 않을 수 있다.
도 1은 본원에 개시된 3D 인쇄법의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본원에 개시된 3D 인쇄 시스템의 예의 간소화된 등축도이다.
도 3은 본원에 개시된 3D 인쇄법의 예에 의해 제조된 3D 인쇄된 물체의 사진이다.
도 4는 본원에 개시된 3D 인쇄법의 다른 예에 의해 제조된 3D 인쇄된 물체의 사진이다.

본원에 개시된 3차원(3D) 인쇄법 및 3D 인쇄 시스템의 예는 멀티 젯 퓨전(Multi Jet Fusion; MJP)을 이용한다. 멀티 젯 퓨전 동안, 구조 물질(build material)(구조 물질 입자로도 일컬어짐)의 전체 층이 선(radiation)에 노출되지만, 구조 물질의 선택된 영역(일부 경우, 전체 층 미만)이 융합 및 경화되어 3D 물체의 층이 된다. 본원에 개시된 예에서는, 구조 물질의 선택된 영역과 접촉하여 융제(fusing agent)가 선택적으로 침착된다. 융제(들)는 구조 물질의 층 내로 침투할 수 있고, 구조 물질의 외표면 상에 펼쳐질 수 있다. 이 융제는 선을 흡수할 수 있고, 흡수된 선을 열 에너지(이는 다시 융제와 접촉하는 구조 물질을 용융 또는 소결시킴)로 전환시킬 수 있다. 이는 구조 물질이 융합, 결합, 경화되어 3D 물체의 층을 형성하도록 한다.

멀티 젯 퓨전에 사용되는 융제는 가시광선 영역(400nm 내지 780nm)에서 상당한 흡수성(예컨대, 80%)을 갖는 경향이 있다. 이러한 흡수성은 강하게 착색된, 예컨대 흑색 또는 강하게 착색된 3D 물체를 생성시킨다. 본원에 개시된 방법 및 시스템의 예는 수성 또는 비-수성 비히클에 분산된 플라스몬 공명 흡수제(plasmonic resonance absorber)를 함유하는 융제를 사용한다. 플라스몬 공명 흡수제를 함유하는 융제는 800nm 내지 4000nm의 파장에서 흡수성을 갖고 400nm 내지 780nm의 파장에서 투명성을 갖는다. 본원에 사용되는 "흡수성"은 800nm 내지 4000nm의 파장을 갖는 선의 80% 이상이 흡수됨을 의미한다. 본원에 사용되는 "투명성"은 400nm 내지 780nm의 파장을 갖는 선의 20% 이하가 흡수됨을 의미한다. 이 흡수성 및 투명성은, 3D 물체가 백색 또는 약하게 착색되도록 하면서 융제가 그와 접촉하는 구조 물질을 융합시키기에 충분한 선을 흡수하도록 한다.

본원에 사용되는 용어 "3D 인쇄된 물체", "3D 물체" 또는 "물체"는 완성된 3D 인쇄된 물체 또는 3D 인쇄된 물체의 층일 수 있다.

3D 인쇄법(100)의 예가 도 1에 도시된다. 한 예로서, 방법(100)을 이용하여 약하게 착색되거나 백색인 3D 물체를 형성시킬 수 있다.

인용 부호(102)에서 보여지는 바와 같이, 방법(100)은 중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질(12)을 도포함을 포함한다. 구조 물질의 하나의 층(14)이 도포되었다.

구조 물질(12)은 분말, 액체, 페이스트 또는 겔일 수 있다. 구조 물질(12)은 중합체 물질일 수 있거나, 또는 중합체와 세라믹의 복합체 물질일 수 있다. 중합체 구조 물질(12)의 예는 5℃보다 큰 넓은 가공 윈도우(processing window)(즉, 융점과 재결정화 온도 사이의 온도 범위)를 갖는 반-결정질 열가소성 물질을 포함한다. 중합체 구조 물질(12)의 몇몇 특정 예는 폴리아미드(PA)(예를 들어, PA 11/나일론 11, PA 12/나일론 12, PA 6/나일론 6, PA 8/나일론 8, PA 9/나일론 9, PA 66/나일론 66, PA 612/나일론 612, PA 812/나일론 812, PA 912/나일론 912 등)를 포함한다. 중합체 구조 물질(12)의 다른 특정 예는 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 이들 물질의 비정질 변형체를 포함한다. 적합한 중합체 구조 물질(12)의 또 다른 예는 폴리스티렌, 폴리아세탈, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 열 폴리우레탄 및 다른 엔지니어링(engineering) 플라스틱, 및 본원에 열거된 중합체 중 임의의 둘 이상의 블렌드를 포함한다. 또한, 이들 물질의 코어 쉘(core shell) 중합체 입자가 사용될 수 있다.

앞서 열거된 임의의 중합체 구조 물질(12)은 세라믹 입자와 합쳐져서 복합체 구조 물질(12)을 형성할 수 있다. 적합한 세라믹 입자의 예는 금속 산화물, 무기 유리, 탄화물, 질화물 및 붕화물을 포함한다. 일부 구체적인 예는 알루미나(Al₂O₃), 유리, 일질화규소(SiN), 이산화규소(SiO₂), 지르코니아(ZrO₂), 이산화티탄(TiO₂), 또는 이들의 조합을 포함한다. 중합체 구조 물질(12)과 합쳐질 수 있는 세라믹 입자의 양은 사용되는 중합체 구조 물질(12), 사용되는 세라믹 입자, 및 형성되는 3D 물체(38)에 따라 달라질 수 있다. 한 예에서, 세라믹 입자는 구조 물질(12)의 총 중량%에 기초하여 약 1중량% 내지 약 20중량%의 양으로 존재할 수 있다.

구조 물질(12)은 약 50℃ 내지 약 400℃ 범위의 융점을 가질 수 있다. 예로서, 구조 물질(12)은 180℃의 융점을 갖는 폴리아미드, 또는 약 100℃ 내지 약 165℃의 융점을 갖는 열 폴리우레탄일 수 있다.

구조 물질(12)은 유사한 크기의 입자 또는 상이한 크기의 입자로 이루어질 수 있다. 본원에 도시된 예에서, 구조 물질(12)은 유사한 크기의 입자를 포함한다. 구조 물질(12)과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "크기"는 구형 입자의 직경 또는 비-구형 입자의 평균 직경(즉, 비-구형 입자를 가로지르는 다수의 직경의 평균)을 나타낸다. 한 예에서, 구조 물질(12)의 입자의 평균 크기는 약 5μm 내지 약 100 μm 범위이다.

구조 물질(12)이 중합체 또는 복합체 입자에 더하여 대전제(charging agent), 유동 보조제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 대전제(들)는 첨가되어 마찰대전성(tribo-charging)을 억제할 수 있다. 적합한 대전제(들)의 예는 지방족 아민(에톡시화될 수 있음), 지방족 아미드, 사차 암모늄 염(예를 들어, 베헨트리모늄 클로라이드 또는 코카미도프로필 베타인), 인산의 에스터, 폴리에틸렌 글리콜 에스터 또는 폴리올을 포함한다. 상업적으로 입수가능한 일부 적합한 대전제는 호스타스탯(HOSTASTAT)® FA 38(천연 기반 에톡시화된 알킬아민), 호스타스탯® FE2(지방산 에스터) 및 호스타스탯® HS 1(알칸 설포네이트)[이들 각각은 클라리언트 인터내셔널 리미티드(Clariant Int. Ltd.)로부터 입수가능함]을 포함한다. 한 예에서, 대전제는 구조 물질의 총 중량%를 기준으로 0중량% 초과 내지 5중량% 미만 범위의 양으로 첨가된다.

유동 보조제(들)는 첨가되어 구조 물질(12)의 코팅 유동성을 개선할 수 있다. 유동 보조제(들)는 구조 물질(12)의 입자 크기가 25μm 미만인 경우 특히 바람직할 수 있다. 유동 보조제는 마찰, 측면 항력 및 (입자 전도성을 증가시킴에 의한) 마찰대전 발생을 감소시킴으로써 구조 물질(12)의 유동성을 개선한다. 적합한 유동 보조제의 예는 인산삼칼슘(E341), 분말화된 셀룰로스(E460(ii)), 스테아르산마그네슘(E470b), 중탄산나트륨(E500), 페로시안화나트륨(E535), 페로시안화칼륨(E536), 페로시안화칼슘(E538), 인산골(E542), 규산나트륨(E550), 이산화규소(E551), 규산칼슘(E552), 삼규산마그네슘(E553a), 활석 분말(E553b), 알루미노규산나트륨(E554), 규산칼륨알루미늄(E555), 알루미노규산칼슘(E556), 벤토나이트(E558), 규산알루미늄(E559), 스테아르산(E570) 또는 폴리디메틸실록산(E900)을 포함한다. 예에서, 유동 보조제는 구조 물질(12)의 총 중량%를 기준으로 0중량% 초과 내지 5중량% 미만 범위의 양으로 첨가된다.

인용 부호(102)에 도시된 예에서, 구조 물질의 도포는 인쇄 시스템(10)의 사용을 포함한다. 인쇄 시스템(10)은 공급 층(16)(구조 물질(12)의 공급물 포함), 전달 피스톤(18), 롤러(20), 제작 층(22)(접촉 표면(23)을 가짐) 및 제작 피스톤(24)을 포함한다. 각각의 이들 물리적 요소는 인쇄 시스템(10)의 중앙처리장치(도시되지 않음)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 중앙처리장치(예를 들어, 영구적인 유형(有形)의 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 판독가능한 명령을 운영함)는 3D 물체(38)를 생성시키도록 물리적 요소를 제어하기 위해 인쇄기의 레지스터 및 메모리 내에 물리적(전자적) 수량으로서 표시되는 데이터를 조작하고 변형시킨다. 구조 물질(12), 융제(26) 등의 선택적 전달을 위한 데이터는 형성시킬 3D 물체의 모델로부터 유도될 수 있다.

전달 피스톤(18) 및 제작 피스톤(24)은 동일한 유형의 피스톤일 수 있으나, 반대 방향으로 이동하도록 프로그래밍된다. 한 예에서, 3D 물체의 하나의 층이 형성될 때, 전달 피스톤(18)은 공급 층(16) 내 개구부로부터 미리 결정된 양의 구조 물질(12)을 밀어내도록 프로그래밍될 수 있고, 제작 피스톤(24)은 제작 층(22)의 깊이를 증가시키기 위해 전달 피스톤(18)의 반대 방향으로 이동하도록 프로그래밍될 수 있다. 롤러(20)가 구조 물질(12)을 제작 층(22) 내로 및 접촉 표면(23) 상으로 밀어낼 때, 제작 층(22)의 깊이가, 구조 물질(12)의 층(14)이 제작 층(22) 내에서 형성될 수 있기에 충분하도록, 전달 피스톤(18)은 충분히 전진할 것이다. 롤러(20)는 구조 물질(12)을 제작 층(22) 내로 펼쳐서 비교적 균일한 두께의 층(14)을 형성할 수 있다. 한 예에서, 층(14)의 두께는 약 90μm 내지 약 110μm 범위이나, 더 얇거나 더 두꺼운 층이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 층(14)의 두께는 약 50μm 내지 약 200μm일 수 있다.

롤러(20)가 다른 도구, 예컨대 상이한 유형의 분말을 펼치는데 유용할 수 있는 블레이드, 또는 롤러와 블레이드의 조합으로 대체될 수 있음을 알아야 한다.

도 1에서 인용 부호(104)로 도시되는 바와 같이, 구조 물질(12)의 층(14)을 제작 층(22)에 도포한 후에(또한 융제(26)를 선택적으로 도포하기 전에), 층(14)을 가열에 노출시킬 수 있다. 가열을 수행하여 구조 물질(12)을 예열하며, 따라서 가열 온도는 구조 물질(12)의 융점 미만일 수 있다. 이와 같이, 선택된 가열 온도는 사용된 구조 물질(12)에 좌우될 것이다. 예로서, 가열 온도는 구조 물질(12)의 융점보다 약 5℃ 내지 약 50℃ 낮을 수 있다. 한 예에서, 가열 온도는 약 50℃ 내지 약 350℃ 범위이다. 다른 예에서, 가열 온도는 약 150℃ 내지 약 170℃ 범위이다.

제작 층(22) 내 모든 구조 물질(12)을 열에 노출시키는 임의의 적합한 열원을 사용하여, 구조 물질(12)의 층(14)의 예열을 수행할 수 있다. 열원의 예는 열원(예컨대, 제작 층(22)의 히터(도시되지 않음)) 또는 전자기선원(예컨대, 적외선(IR) 또는 극초단파 등)을 포함한다.

인용 부호(102)에서 구조 물질(12)을 도포한 후 및/또는 인용 부호(104)에서 구조 물질(12)을 예열한 후에, 인용 부호(106)에서 도시된 바와 같이 층(14) 내 구조 물질(12)의 적어도 일부 상에 융제(26)를 선택적으로 도포한다.

도 1에서 인용 부호(106)로 도시된 바와 같이, 융제(26)는 잉크젯 도포기(28)(예를 들어, 잉크젯 인쇄헤드(28))로부터 분배될 수 있다. 단일 인쇄헤드가 도 1에 인용 부호(106)로 도시되지만, 다수개의 인쇄헤드가 제작 층(22)의 너비에 걸쳐 사용될 수 있음을 알아야 한다. 인쇄헤드(28)는 이동하는 XY 스테이지 또는 병진 캐리지(둘 다 도시되지 않음)에 부착될 수 있고, 이는 융제(26)를 바람직한 구역(들)(30)에 침착시키기 위해 제작 층(22)에 인접한 인쇄헤드(28)를 이동시킨다.

인쇄헤드(28)는 중앙처리장치로부터 명령을 수용하고 형성시킬 3D 물체의 층에 대한 단면의 패턴에 따라 융제(26)를 침착시키도록 프로그래밍될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 형성시킬 물체의 층의 단면은 접촉 표면(23)에 평행한 단면을 의미한다. 도 1에서 인용 부호(106)로 도시된 예에서, 인쇄헤드(28)는 융합되어 3D 물체(38)의 제 1 층이 되는 층(14)의 일부(들)(30) 상에 융제(26)를 선택적으로 도포한다. 예로서, 제 1 층이 정육면체 또는 실린더와 같이 성형되는 경우, 융제(26)는 구조 물질(12)의 층(14)의 적어도 일부 상에 각각 정사각형 패턴 또는 원형 패턴(평면도로부터)으로 침착될 것이다. 도 1에서 인용 부호(106)로 도시된 예에서, 융제(26)는 층(14)의 일부(30) 상에는 정사각형 패턴으로 침착되고 일부(32) 상에는 침착되지 않는다.

융제(26)는 플라스몬 공명 흡수제를 포함한다. 플라스몬 공명 흡수제는 융제(26)가 800nm 내지 4000nm 파장의 선을 흡수하도록 허용하는데, 이는 융제(26)가 충분한 선을 열 에너지로 전환시켜 구조 물질(12)이 융합되도록 할 수 있다. 플라스몬 공명 흡수제는 또한 융제(26)가 400nm 내지 780nm 파장에서 투명성을 갖도록 허용하는데, 이는 3D 물체(38)가 백색 또는 약간 착색되도록 할 수 있다.

플라스몬 공명 흡수제의 흡수성은 플라스몬 공명 효과의 결과이다. 플라스몬 공명 흡수제의 원자에 연결된 전자는 전자기선에 의해 집단적으로 여기될 수 있는데, 이는 전자의 집단적인 진동을 야기한다. 이들 전자를 집단적으로 여기시키고 진동시키는데 필요한 파장은 플라스몬 공명 흡수제 입자에 존재하는 전자의 수(이는 다시 플라스몬 공명 흡수제 입자의 크기에 좌우됨)에 따라 달라진다. 입자의 전자를 집단적으로 진동시키는데 필요한 에너지의 양은 매우 작은 입자(예컨대, 1 내지 100nm)가 입자 크기의 수 배(예를 들어, 8 내지 800배 이상)의 파장을 갖는 전자기선을 흡수할 수 있기에 충분히 낮다. 이들 입자의 사용은 융제(26)가 잉크젯 분사가능할 뿐만 아니라 전자기적으로 선택적이도록(예를 들어, 800nm 내지 4000nm의 파장에서 흡수성을 갖고, 400nm 내지 780nm의 파장에서 투명성을 가짐) 허용한다.

하나의 예에서, 플라스몬 공명 흡수제는 0nm 초과 내지 220nm 미만의 평균 입경을 갖는다. 다른 예에서, 플라스몬 공명 흡수제는 0nm 초과 내지 120nm의 평균 입경을 갖는다. 또 다른 예에서, 플라스몬 공명 흡수제는 약 10nm 내지 약 200nm의 평균 직경을 갖는다.

한 예에서, 플라즈몬 공명 흡수제는 무기 안료이다. 적합한 무기 안료의 예는 육붕화란탄(LaB₆), 텅스텐 청동(A_xWO₃), 산화인듐주석(In₂O₃:SnO₂, ITO), 산화알루미늄아연(AZO), 산화루테늄(RuO₂), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 철 피록센(A_xFe_ySi₂O₆, 여기에서 A는 Ca 또는 Mg이고, x=1.5-1.9, y=0.1-0.5임), 개질된 인산철(A_xFe_yPO₄), 및 개질된 피로인산구리(A_xCu_yP₂O₇)를 포함한다. 텅스텐 청동은 알칼리 도핑된 산화텅스텐일 수 있다. 적합한 알칼리 도판트(즉, A_xWO₃에서 A)의 예는 세슘, 나트륨, 칼륨 또는 루비듐일 수 있다. 한 예에서, 알칼리 도핑된 산화텅스텐은 알칼리 도핑된 산화텅스텐의 총 몰%에 기초하여 0몰% 초과 내지 약 0.33몰%의 양으로 도핑될 수 있다. 적합한 개질된 인산철(A_xFe_yPO₄)은 인산구리철(A=Cu, x=0.1-0.5, y=0.5-0.9), 인산마그네슘철(A=Mg, x=0.1-0.5, y=0.5-0.9), 및 인산아연철(A=Zn, x=0.1-0.5, y=0.5-0.9)을 포함할 수 있다. 개질된 인산철의 경우, 양이온과의 전하 평형에 기초하여 포스페이트의 수가 변할 수 있음을 알아야 한다. 적합한 개질된 피로인산구리(A_xCu_yP₂O₇)는 피로인산철구리(A=Fe, x=0-2, y=0-2), 피로인산마그네슘구리(A=Mg, x=0-2, y=0-2) 및 피로인산아연구리(A=Zn, x=0-2, y=0-2)를 포함한다. 무기 안료의 조합도 사용할 수 있다.

융제(26)에 존재하는 플라스몬 공명 흡수제의 양은 융제(26)의 총 중량%에 기초하여 약 1.0중량% 내지 약 20.0중량%이다. 일부 예에서, 융제(26)에 존재하는 플라스몬 공명 흡수제의 양은 약 1.0중량% 내지 약 10.0중량%이다. 다른 예에서, 융제(26)에 존재하는 플라스몬 공명 흡수제의 양은 4.0중량% 초과 내지 약 15.0중량% 이하이다. 이들 플라스몬 공명 흡수제 로딩이 분사 신뢰성 및 전자기선 흡수 효율을 갖는 융제(26) 사이의 평형을 제공하는 것으로 생각된다.

본원에 사용되는 "비히클"은 플라스몬 공명 흡수제가 위치하여 융제(26)를 형성하는 액체를 가리킬 수 있다. 수성 및 비-수성 비히클을 비롯한 매우 다양한 비히클을 플라스몬 공명 흡수제와 함께 사용할 수 있다. 몇몇 예에서, 비히클은 물만 또는 비-수성 용매(예컨대, 디메틸 설폭사이드(DMSO), 에탄올 등)만 포함한다. 다른 예에서, 비히클은 분산 첨가제, 계면활성제, 보조 용매, 살생물제, 코게이션(kogation) 방지제, 실란 커플링제, 킬레이트화제 및 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다.

비히클이 수성인 경우, 융제(26)의 수성 특성은 융제(26)가 구조 물질(12)의 층(14) 내로 적어도 부분적으로 침투할 수 있게 한다. 구조 물질(12)은 소수성일 수 있고, 융제(26)가 수성 또는 비-수성일 때 융제(26)중 보조 용매, 계면활성제 및/또는 분산 첨가제의 존재는 특정 습윤 행태를 수득하는데 도움을 줄 수 있다.

융제(26)중 플라스몬 공명 흡수제는 몇몇 예에서 분산 첨가제와 함께 분산될 수 있다. 이와 같이, 분산 첨가제는 플라스몬 공명 흡수제를 융제(26) 전체에 균일하게 분포시키는데 도움이 된다. 상기 언급된 바와 같이, 분산 첨가제는 또한 구조 물질(12) 상으로의 융제(26)의 습윤에도 도움을 줄 수 있다. 분산 첨가제의 몇몇 예는 수용성 아크릴산 중합체[예를 들어, 루브리졸(Lubrizol)에서 구입가능한 카보스퍼스(CARBOSPERSE)® K7028], 스티렌-아크릴 안료 분산 수지[예컨대, 바스프 코포레이션(BASF Corp.)에서 구입가능한 존크릴(JONCRYL)® 671], 안료 친화성 기를 갖는 고분자량 블록 공중합체[비와이케이 어디티브즈 앤드 인스트루먼츠(BYK Additives and Instruments)에서 구입가능한 디스퍼빅(DISPERBYK)®-190], 및 이들의 조합을 포함한다. 단일 분산 첨가제가 사용되거나 또는 분산 첨가제의 조합이 사용되거나 간에, 융제(26)중 분산 첨가제(들)의 총량은 융제(26)중 플라스몬 공명 흡수제의 중량%에 기초하여 약 10중량% 내지 약 200중량%일 수 있다.

융제(26)의 습윤 특성을 개선하기 위하여 계면활성제(들)도 비히클에 사용될 수 있다. 적합한 계면활성제의 예는 아세틸렌계 디올 화학물질을 기제로 하는 자체-유화성 비이온성 습윤제[예를 들어, 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈, 인코포레이티드(Air Products and Chemicals, Inc.)의 서피놀(SURFYNOL)® SEF], 비이온성 플루오로계면활성제[예컨대, 듀퐁(DuPont)으로부터의 캡스톤(CAPSTON)® 플루오로계면활성제, 이전에는 조닐(ZONYL) FSO로 알려짐], 및 이들의 조합을 포함한다. 다른 예에서, 계면활성제는 에톡시화된 저-발포 습윤제(예를 들어, 에어 프로덕츠 앤드 케미칼 인코포레이티드의 서피놀® 440 또는 서피놀® CT-111) 또는 에톡시화된 습윤제 및 분자 소포제(예를 들어, 에어 프로덕츠 앤드 케미칼 인코포레이티드의 서피놀® 420)이다. 또 다른 적합한 계면활성제는 비이온성 습윤제 및 분자 소포제(예를 들어, 에어 프로덕츠 앤드 케미칼 인코포레이티드의 서피놀® 104E) 또는 수용성 비이온성 계면활성제[예를 들어, 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)의 터지톨(TERGITOL)™ TMN-6]를 포함한다. 몇몇 예에서는, 10 미만의 친수-친유 평형(HLB)을 갖는 계면활성제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

단일 계면활성제가 사용되든 계면활성제의 조합이 사용되든 간에, 융제(26) 중 계면활성제의 총량은 융제(26)의 총 중량%를 기준으로 약 0.1중량% 내지 약 3중량% 범위일 수 있다.

첨가될 수 있는 보조 용매의 일부 예는 1-(2-하이드록시에틸)-2-피롤리딘온, 2-피롤리딘온, 1,5-펜탄디올, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,6-헥산디올, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에터, N-메틸피롤리돈, 에톡시화 글리세롤-1(LEG-1), 및 이들의 조합을 포함한다. 단일 보조 용매가 사용되거나 또는 보조 용매의 조합이 사용되거나 간에, 융제(26)중 보조 용매(들)의 총량은 융제(26)의 총 중량%에 대해 약 10중량% 내지 약 80중량%일 수 있다.

살생물제 또는 항균제가 융제(26)에 첨가될 수 있다. 적합한 살생물제의 예는 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온의 수용액[예를 들어, 아치 케미칼즈, 인코포레이티드(Arch Chemicals, Inc.)로부터의 프록셀(PROXEL)® GXL], 4차 암모늄 화합물[예컨대, 바닥(BARDAC)® 2250 및 2280, 바??(BARQUAT)® 50-65B, 및 카보??(CARBOQUAT)® 250-T, 모두 론자 리미티드, 코포레이션(Lonza Ltd. Corp.)로부터], 및 메틸이소티아졸론의 수용액[예를 들어, 더 다우 케미칼 캄파니로부터의 코덱(KORDEK)® MLX]을 포함한다. 단일 살생물제를 사용하든 살생물제의 조합을 사용하든 간에, 융제(26)중 살생물제(들)의 총량은 융제(26)의 총 중량%에 대해 약 0.1중량% 내지 약 1중량%일 수 있다.

코게이션 방지제가 융제(26)에 포함될 수 있다. 코게이션은 열 잉크젯 인쇄헤드의 가열 요소 상에서의 건조된 잉크(예를 들어, 융제(26))의 침착을 나타낸다. 코게이션 방지제(들)는 코게이션의 발생을 방지하는데 도움을 주기 위해 포함된다. 적합한 코게이션 방지제의 예는 올레쓰(oleth)-3-포스페이트[예를 들어, 크로다(Croda)로부터 상업적으로 입수가능한 크로다포스(CRODAFOS)™ O3A 또는 크로다포스™ N-3 애시드], 또는 올레쓰-3-포스페이트와 저분자량(예를 들어, < 5,000) 폴리아크릴산 중합체(예를 들어, 루브리졸로부터 상업적으로 입수가능한 카보스퍼스™ K-7028 폴리아크릴레이트)의 조합을 포함한다. 단일 코게이션 방지제가 사용되든 코게이션 방지제의 조합이 사용되든 간에, 융제(26)중 코게이션 방지제(들)의 총량은 융제(26)의 총 중량%를 기준으로 약 0.1중량% 내지 약 0.2중량% 범위일 수 있다.

실란 커플링제를 융제(26)에 첨가하여 유기 물질과 무기 물질의 결합을 도울 수 있다. 적합한 실란 커플링제의 예는 모멘티브(Momentive)에서 제조하는 실퀘스트(SILQUEST)® A 씨리즈를 포함한다.

단일 실란 커플링제가 사용되거나 또는 실란 커플링제의 조합이 사용되거나 간에, 융제(26)중 실란 커플링제(들)의 총량은 융제(26)중 플라스몬 공명 흡수제의 중량%에 기초하여 약 0.1중량% 내지 약 50중량%일 수 있다. 하나의 예에서, 융제(26)중 실란 커플링제(들)의 총량은 플라스몬 공명 흡수제의 중량%에 기초하여 약 1중량% 내지 약 30중량%이다. 다른 예에서, 융제(26)중 실란 커플링제(들)의 총량은 플라스몬 공명 흡수제의 중량%에 기초하여 약 2.5중량% 내지 약 25중량%이다.

융제(26)는 킬레이트화제 같은 다른 첨가제도 포함할 수 있다. 적합한 킬레이트화제의 예는 디소듐 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA-Na) 및 메틸글리신디아세트산[예를 들어, 바스프 코포레이션으로부터의 트릴론(TRILON)® M]을 포함한다. 단일 킬레이트화제가 사용되거나 또는 킬레이트화제의 조합이 사용되거나 간에, 융제(26)중 킬레이트화제(들)의 총량은 융제(26)의 총 중량%에 기초하여 0중량% 내지 약 1중량%일 수 있다.

융제(26)는 플라스몬 공명 흡수제에 덧붙여 착색제도 포함할 수 있다. 플라스몬 공명 흡수제는 주로 전자기선 흡수제로서 작용하는 반면, 추가적인 착색제는 융제 및 생성되는 3D 물체(38)에 색상을 부여할 수 있다. 융제(26)에 존재할 수 있는 착색제의 양은 융제(26)의 총 중량%를 기준으로 하여 안료(들) 약 1중량% 내지 약 10중량%이다. 착색제는 임의의 적합한 색상을 갖는 안료 및/또는 염료일 수 있다. 색상의 예는 청록색, 자홍색, 황색 등을 포함한다. 착색제의 예는 애시드 옐로우(Acid Yellow) 23(AY 23), 애시드 옐로우 17(AY 17), 애시드 레드(Acid Red) 52(AR 52), 애시드 레드 289(AR 289), 리액티브 레드(Reactive Red) 180(RR 180), 다이렉트 블루(Direct Blue) 199(DB 199) 같은 염료, 또는 피그먼트 블루(Pigment Blue) 15:3(PB 15:3), 피그먼트 레드(Pigment Red) 122(PR 122), 피그먼트 옐로우(Pigment Yellow) 155(PY 155) 및 피그먼트 옐로우 74(PY 74) 같은 안료를 포함한다.

착색제를 포함하는 융제(26)의 몇몇 예가 아래 표 1에 기재된다.

성분	구체적인 성분	청록색 융제 (중량%)	자홍색 융제 (중량%)	황색 융제 (중량%)
보조 용매	2-피롤리돈	20.00	20.00	20.00
코게이션 방지제	크로다포스® O3A	0.50	0.50	0.50
계면활성제	서피놀® SEF	0.75	0.75	0.75
계면활성제	캡스톤® FS-35	0.05	0.05	0.05
분산 첨가제	카보스퍼스® K7028	0.01	0.01	0.01
킬레이트화제	트릴론® M	0.04	0.04	0.04
살생물제	프록셀® GXL	0.18	0.18	0.18
살생물제	코덱® MLX	0.14	0.14	0.14
플라스몬 공명 흡수제	산화세슘텅스텐 모분산액	25	25	25
착색제	PB 15:3	2	0	0
	PR 122	0	4	0
	PY 74	0	0	2
물		나머지량	나머지량	나머지량

도 1에 도시되지는 않았으나, 방법(100)은 융제(26)를 제조함을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예에서는, 플라스몬 공명 흡수제를 밀베이스(millbase)에 첨가하여 혼합물을 형성함으로써 융제(26)를 제조할 수 있다. 밀베이스는 물, 실란 커플링제(예를 들어, 모멘티브에서 제조된 실퀘스트® A 등), 시트르산, 보조 용매(예컨대, 2-피롤리돈), 습윤제(예컨대, 이소프로필 알콜), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 혼합물을 밀링하여 플라스몬 공명 흡수제의 평균 입경을 220nm 미만으로 감소시키고 분산액을 형성할 수 있다. 임의의 적합한 밀링 기법을 이용할 수 있다. 한 예에서는, 50㎛ 지르코니아 비드를 갖는 울트라-에이펙스 비드 밀(Ultra-Apex Bead Mill)[코토부키(Kotobuki)]을 이용할 수 있다. 울트라-에이펙스 비드 밀의 회전자 속도는 약 8m/s 내지 약 10m/s일 수 있다. 다른 예에서는, 650㎛ 지르코늄 비드를 갖는 실험실용 쉐이커를 이용할 수 있다. 또 다른 예에서는, 200㎛ 지르코니아 비드를 갖는 프리취(Fritsch) 밀을 이용할 수 있다. 프리취 밀의 회전자 속도는 1분당 400회전일 수 있다. 이들 임의의 예에서는, 혼합물을 약 1시간 내지 약 10시간 동안 밀링할 수 있다. 다르게는, 상기 임의의 예에서는, 혼합물을 약 1분 내지 약 3분간 밀링하고 약 3분 내지 약 10분동안 휴식시키는 것을 약 100회 내지 약 140회 교대로 반복할 수 있다. 물을 첨가함으로써 비드로부터 분산액을 수집하여, 비휘발성 고형분(NVS) 약 5중량% 내지 약 10중량%(분산액의 총 중량%에 기초하여)를 수득하였다. 한 예에서, 플라스몬 공명 흡수제의 양은 분산액의 총 중량%의 약 3중량% 내지 약 5중량%일 수 있다. 이어, 분산액을 수성 또는 비-수성 비히클 중으로 혼입하여 융제(26)를 형성시킬 수 있다. 융제(26)에 착색제가 포함되는 경우에는, 이를 플라스몬 공명 흡수제와 함께 밀링시킬 수 있거나, 또는 이를 수성 또는 비-수성 비히클에 첨가할 수 있다.

다른 예에서는, 먼저 다른 분산액으로부터 플라스몬 공명 흡수제를 추출하거나 제거함으로써 융제(26)를 제조할 수 있다. 이 공정은 분산액을 희석하고, 희석된 분산액을 원심분리하여 다른 분산액 성분으로부터 플라스몬 공명 흡수제를 분리함을 포함할 수 있다. 이어, 플라스몬 공명 흡수제를 밀링하고 수성 또는 비-수성 비히클에 첨가하여 융제(26)를 형성시킬 수 있다. 착색제가 융제(26)에 포함되는 경우에는, 이를 플라스몬 공명 흡수제와 함께 밀링시킬 수 있거나, 또는 이를 수성 또는 비-수성 비히클에 첨가할 수 있다.

또 다른 예에서는, 텅스텐 청동 분산액(예를 들어, 산화세슘텅스텐 분산액)을 2-피롤리돈으로 1:1 w/w로 희석시켜 희석된 분산액을 형성시킴으로써 융제(26)를 제조할 수 있다. 한 예에서, 산화세슘텅스텐 분산액은 희석 전에 산화세슘텅스텐 약 25중량% 및 용매(예컨대, 부틸 아세테이트, 2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에터(DPM) 등) 75중량%(산화세슘텅스텐 분산액의 총 중량%에 기초하여)를 함유할 수 있다. 희석된 분산액을 약 60℃ 및 약 20mmHg에서 증류하여, 플라스몬 공명 흡수제를 포함하는 모분산액을 형성시킬 수 있다. 이어, 모분산액을 수성 또는 비-수성 비히클 중으로 혼입시켜 융제(26)를 형성시킬 수 있다. 포함되는 경우, 착색제를 수성 또는 비-수성 비히클에 첨가할 수 있다. 하나의 예에서, 융제(26)는 플라스몬 공명 흡수제를 포함하는 모분산액 약 25중량% 내지 약 50중량%(융제(26)의 총 중량%에 기초하여)를 포함한다.

단일 융제(26)를 선택적으로 도포하여 3D 물체(38)의 층을 형성할 수 있거나, 또는 다수개의 융제(26)를 선택적으로 도포하여 3D 물체(38)의 층을 형성할 수 있음을 알아야 한다.

융제(26)를 목적하는 부위(들)(30)에 선택적으로 도포한 후, 구조 물질(12)의 전체 층(14)(그의 적어도 일부에 도포된 융제(26)를 포함함)을 전자기선(36)에 노출시킨다. 이는 도 1의 인용 부호(108)에 도시된다.

전자기선(36)은 선원(34), 예컨대 적외선(IR) 또는 근적외선 경화 램프, 적외선 또는 근적외선 발광 다이오드(LED), 극초단파를 방출하는 마그네트론, 또는 바람직한 전자기 파장을 갖는 레이저로부터 방출된다. 한 예로서, 선원(34)은 약 800nm 내지 약 2μm의 파장을 갖는 근적외선 광원이다.

한 예에서, 전자기선(36)은 약 100nm(UV) 내지 약 10μm의 파장을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 광원 전자기 파장은 약 400nm 내지 약 3μm 또는 4μm(이는 근적외선 및 중간적외선을 포함함)이다. 한 예로서, 전자기선(36)은 약 1100nm의 파장에서 최대 강도를 갖는 흑체 선이다.

전자기선을 방출하는 임의의 선원(34)을 이용할 수 있다. 선원(34)은 예컨대 잉크젯 인쇄헤드(28)를 또한 갖는 캐리지에 부착될 수 있다. 캐리지는 선원(34)을 제작 층(22)에 인접한 위치로 이동시킬 수 있다. 선원(34)은 중앙처리장치로부터 명령을 수용하고 층(14)(융제(26) 및 구조 물질(12)을 포함함)을 전자기선(36)에 노출시키도록 프로그래밍될 수 있다.

선(36)이 가해지는 시간의 길이 또는 에너지 노출 시간은 예를 들어 하기 중 하나 이상에 따라 좌우될 수 있다: 선원(34)의 특징; 구조 물질(12)의 특징; 및/또는 융제(26)의 특징.

융제(26)는 선(36)의 흡수성을 향상시키고, 흡수된 선을 열 에너지로 전환시키고, 그와 접촉하는 구조 물질(12)(즉, 부분(30))로의 열 전달을 촉진한다. 한 예에서, 융제(26)는 구조 물질(12)의 온도를 융점(들)보다 높게 충분히 상승시켜, 융제(26)와 접촉하는 구조 물질 입자(12)의 경화(예컨대, 소결, 결합, 융합 등)를 발생시킨다. 하나의 예에서, 온도는 구조 물질(12)의 융점보다 약 50℃ 높은 온도로 상승된다. 또한, 융제(26)는 예를 들어 이의 융점 미만이나 연화 및 결합을 야기하는데 적합한 온도로 구조 물질(12)의 가열을 야기할 수 있다. 융제(26)가 도포되지 않은 구조 물질(12)의 부분(32)은 융합하기에 충분한 에너지를 흡수하지 못함을 알아야 한다. 선(36)으로의 노출은 도 1에서 인용 부호(108)로 도시되는 바와 같이 3D 층 또는 물체(38)를 형성시킨다.

3D 물체(38)가 단일 층으로서 도시되어 있지만, 3D 물체(38)가 수 개의 층을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 인용 부호(102 내지 108)를 반복함으로써 3D 물체(38)의 각각의 추가적인 층을 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 3D 물체(38)의 추가적인 층을 형성시키기 위하여, 인용 부호(108)에 도시된 3D 물체(38)에 구조 물질(12)의 추가적인 층을 도포할 수 있고, 추가적인 층을 예열할 수 있으며, 추가적인 층은 그에 선택적으로 도포되는 융제(26)를 가질 수 있고 선(36)에 노출되어 추가적인 층을 형성할 수 있다. 임의의 수의 추가 층이 형성될 수 있다. 3D 물체(38)가 완성되면, 이를 제작층(22)으로부터 제거할 수 있고, 임의의 경화되지 않은 구조 물질(12)을 세척한 다음 재사용할 수 있다.

이제 도 2를 인용하면, 인쇄 시스템(10')의 다른 예가 도시된다. 시스템(10')은 적층 인쇄 시스템(10')의 일반적인 작동을 제어하는 중앙처리장치(46)를 포함한다. 예로서, 중앙처리장치(46)는 예를 들어 통신 버스(도시되지 않음)를 통해 메모리(50)에 연결된 마이크로프로세서-기반 제어기일 수 있다. 메모리(50)는 컴퓨터 판독가능한 명령(48)을 저장한다. 중앙처리장치(46)는 명령(48)을 실행할 수 있고, 따라서 명령(48)에 따라 시스템(10')의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 명령은 제어기가 구조 물질 분배기(56)를 이용하여 구조 물질(12)을 분배하도록 할 수 있고, 융제 분배기(28)(예를 들어, 잉크젯 도포기(28))를 이용하여 융제(26)를 선택적으로 분배함으로써 3차원 물체를 형성시키도록 할 수 있다.

이러한 예에서, 인쇄 시스템(10')은 지지 부재(58)에 제공된 구조 물질(12)의 층(본 도면에 도시되지 않음)의 일부(들)(30)에 융제(26)를 선택적으로 전달하는 융제 분배기(28)를 포함한다.

중앙처리장치(46)는 전달 제어 데이터(52)에 따라 구조 물질(12)의 층으로의 융제(26)의 선택적 전달을 제어한다.

도 2에 나타낸 예에서, 분배기(28)는 인쇄헤드(들), 예컨대 열 인쇄헤드(들) 또는 압전 잉크젯 인쇄헤드(들)임을 알아야 한다. 인쇄헤드(들)(28)는 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 인쇄헤드(들) 또는 연속 드롭 인쇄헤드(들)일 수 있다.

인쇄헤드(들)(28)는 적합한 유체의 형태인 경우 융제(26)를 선택적으로 전달하는데 사용될 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이, 융제(26)는 수성 또는 비-수성 비히클, 예컨대 물, 보조 용매(들), 계면활성제 등을 포함하여 이것이 인쇄헤드(들)(28)를 통해 전달되도록 할 수 있다.

하나의 예에서, 인쇄헤드(들)(28)는 약 300도트/인치(DPI) 내지 약 1200DPI 범위의 해상도에서 융제(26)의 드롭을 전달하도록 선택될 수 있다. 다른 예에서, 인쇄헤드(들)(28)는 더 높거나 더 낮은 해상도에서 융제(26)의 드롭을 전달할 수 있도록 선택될 수 있다. 드롭 속도는 약 5m/s 내지 약 24m/s일 수 있고, 발사 주파수는 약 1kHz 내지 약 100kHz일 수 있다.

인쇄헤드(들)(28)는 인쇄헤드(들)(28)가 유체의 드롭을 선택적으로 내보낼 수 있게 하는 노즐의 어레이를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 보다 크거나 더 작은 드롭 크기가 사용될 수 있음이 고려되지만, 각각의 드롭은 드롭 당 약 10피코리터(pl)일 수 있다. 일부 예에서, 인쇄헤드(들)(28)는 다양한 크기의 드롭을 전달할 수 있다.

인쇄헤드(들)(28)는 인쇄 시스템(10')의 일체부일 수 있거나 사용자가 교체할 수 있다. 사용자가 인쇄헤드(들)(28)를 교체할 수 있는 경우, 이들은 적합한 분배기 수용부 또는 인터페이스 모듈(도시되지 않음)에 제거가능하게 삽입될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 분배기(28)는 페이지-와이드(page-wide) 어레이 구성에서 지지 부재(58)의 전체 너비를 가로지를 수 있도록 하는 길이를 가질 수 있다. 한 예에서, 페이지-와이드 어레이 구성은 여러 인쇄헤드(28)의 적합한 배열을 통해 달성된다. 다른 예에서, 페이지-와이드 어레이 구성은 지지 부재(58)의 너비를 가로지를 수 있는 길이를 갖는 노즐의 어레이를 갖는 단일 인쇄헤드를 통해 달성된다. 인쇄 시스템(10')의 다른 예에서, 분배기(28)는 지지 부재(58)의 전체 너비를 가로지를 수 없는 보다 짧은 길이를 가질 수 있다.

도 2에 도시되지는 않았지만, 분배기(28)가 도시된 Y 축을 따라 지지 부재(58)의 길이를 가로질러 양방향으로 이동할 수 있게 하는 이동가능한 캐리지에 장착될 수 있음이 알아야 한다. 이는 1회 통과시 지지 부재(58)의 전체 너비 및 길이를 가로질러 융제(26)의 선택적 전달을 가능하게 한다. 다른 예에서는, 분배기(28)는 고정될 수 있는 반면, 지지 부재(58)가 이와 관련하여 이동하도록 구성된다.

본원에 사용되는 용어 '너비'는 일반적으로 도 2에 도시된 X 및 Y 축에 평행한 면에서 가장 짧은 치수를 나타내고, 용어 '길이'는 상기 면에서 가장 긴 치수를 나타낸다. 그러나, 다른 예에서, 용어 '너비'는 용어 '길이'와 호환적일 수 있음을 알아야 한다. 한 예로서, 분배기(28)는 지지 부재(58)의 전체 길이를 가로지를 수 있는 길이를 가질 수 있는 반면, 이동가능한 캐리지는 지지 부재(58)의 너비를 가로질러 양방향으로 이동할 수 있다.

분배기(28)가 지지 부재(58)의 전체 너비를 가로지를 수 없는 보다 짧은 길이를 가지는 예에서, 분배기(28)는 도시된 X 축에서 지지 부재(58)의 너비를 가로질러 양방향으로 이동할 수 있다. 이러한 구성은 다수회의 통과를 이용하여 지지 부재(58)의 전체 너비 및 길이를 가로질러 융제(26)의 선택적 전달을 가능하게 한다.

분배기(28)는 그 안에 융제(26)의 공급물을 포함할 수 있거나 또는 융제(26)의 개별적인 공급물에 유효하게 연결될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄 시스템(10')은 구조 물질 분배기(56)도 포함한다. 이러한 분배기(56)는 지지 부재(58) 상에 구조 물질(12)의 층(예를 들어, 층(14))을 제공하는데 사용된다. 적합한 구조 물질 분배기(56)는 예를 들어 와이퍼 블레이드, 롤러 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

구조 물질(12)은 호퍼(hopper) 또는 다른 적합한 전달 시스템으로부터 구조 물질 분배기(56)에 공급될 수 있다. 도시된 예에서, 구조 물질 분배기(56)는 지지 부재(58)의 길이(Y 축)를 가로질러 이동하여 구조 물질(12)의 층을 침착시킨다. 이전에 기재된 바와 같이, 구조 물질(12)의 제 1 층은 지지 부재(58) 상에 침착될 것인 반면에, 구조 물질(12)의 후속 층은 이전에 침착된(및 고화된) 층(예를 들어, 층(38)) 상에 침착될 것이다.

지지 부재(58)가 Z 축을 따라서도 이동할 수 있음을 또한 알아야 한다. 한 예에서는, 구조 물질(12)의 새로운 층이 침착될 때 가장 최근에 형성된 층의 표면과 분배기(28)의 밑면 사이에서 소정의 간격이 유지되도록 지지 부재(58)가 Z 방향으로 이동한다. 그러나, 다른 예에서는, 지지 부재(58)는 Z 축을 따라 고정될 수 있고, 분배기(28)가 Z 축을 따라 이동할 수 있다.

시스템(10)(도 1에 도시됨)과 유사하게, 시스템(10')은 구조 물질(12)의 침착된 층 및 융제(26)에 에너지를 가하여 구조 물질(12)의 일부(들)(30)의 경화를 야기하는 선원(34)을 포함한다. 이전에 기재된 선원(34) 중 임의의 것이 사용될 수 있다. 한 예에서 선원(34)은 침착된 물질에 균일하게 에너지를 가할 수 있는 단일 에너지 공급원이고, 또 다른 예에서 선원(34)은 침착된 물질에 에너지를 균일하게 가하는 에너지원의 어레이를 포함한다.

본원에 개시된 예에서, 선원(34)은 침착된 구조 물질(12)의 전체 표면에 실질적으로 균일한 방식으로 에너지를 가하도록 구성된다. 이러한 유형의 선원(34)은 초점 없는 에너지원으로서 지칭될 수 있다. 전체 층을 에너지에 동시에 노출시키면, 3차원 물체가 생성될 수 있는 속도를 증가시키는데 도움을 줄 수 있다.

도시되지는 않았지만, 선원(34)이 이동가능한 캐리지 상에 장착될 수 있거나 고정된 위치에 존재할 수 있음을 알아야 한다.

중앙처리장치(46)는 선원(34)을 제어할 수 있다. 가해지는 에너지의 양은 전달 제어 데이터(58)에 따를 수 있다.

또한, 시스템(10')은 침착된 구조 물질(12)을 예열하는데 사용되는 예열기(60)를 포함할 수 있다(도 1에서 인용 부호(104)로 도시 및 기재됨). 예열기(60)의 사용은 선원(34)에 의해 가해져야 할 에너지의 양을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다.

본원을 추가로 설명하기 위해, 본원에 실시예가 제공된다. 이들 실시예는 예시적인 목적으로 제공된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않음을 알아야 한다.

실시예

실시예 1

플라스몬 공명 흡수제의 3가지 예를 제조하였다. 실시예에 사용된 플라스몬 공명 흡수제는 육붕화란탄(LaB₆)이었다. 알드리치(Aldrich) 또는 스카이스프링 나노시스템즈(SkySpring Nanosystems)에 의해 육붕화란탄의 샘플이 제조되었다. 플라스몬 공명 흡수제의 각 샘플을 밀베이스에 첨가하였고, 밀링하여 그의 입경을 감소시켰다. 각 밀에 사용된 밀베이스 조성물의 일반적인 제형이 표 2에 기재된다(사용된 각 성분의 중량% 포함).

성분	구체적인 성분	밀 1(중량%)	밀 2(중량%)	밀 3(중량%)
플라스몬 공명 흡수제	육붕화란탄(알드리치)	5	0	14
	육붕화란탄(스카이스프링 나노시스템즈)	0	2.5	0
	육붕화란탄(컬러플렉스)	0	0	0
보조 용매	2-피롤리돈	0	0	20
습윤제	이소프로필 알콜	0	0	2
실란 커플링제	실퀘스트® A	40	20	0
분산 첨가제	존크릴® 671	0	0	6
첨가제	시트르산	8	5	0
물		나머지량	나머지량	나머지량

밀 1에 사용된 육붕화란탄은 약 1μm의 초기 평균 입경을 가졌다. 밀 1에 사용된 육붕화란탄과 말베이스로 구성된 슬러리는 8.0의 pH를 가졌다. 50μm 지르코니아 비드를 갖는 울트라-에이펙스 비드 밀(코토부키에서 제조된 UAM-015)에서 약 8m/s 내지 약 10m/s의 회전자 속도로 밀 1의 슬러리를 5시간 동안 밀링하였다. 밀링 후 육붕화란탄의 입경은 127nm였다.

밀 2에 사용된 육붕화란탄은 약 1μm의 초기 평균 입경을 가졌다. 밀 2에 사용된 육붕화란탄과 말베이스로 구성된 슬러리는 8.5의 pH를 가졌다. 50μm 지르코니아 비드를 갖는 울트라-에이펙스 비드 밀(코토부키에서 제조된 UAM-015)에서 약 8m/s 내지 약 10m/s의 회전자 속도로 밀 2의 슬러리를 2시간 동안 밀링하였다. 밀링 후 육붕화란탄의 입경은 8nm였다.

밀 3에 사용된 육붕화란탄은 약 1μm의 초기 평균 입경을 가졌다. 밀 3에 사용된 육붕화란탄과 말베이스로 구성된 슬러리를, 650μm 지르코늄 비드를 갖는 실험실용 쉐이커로 9시간 동안 밀링하였다. 밀링 후 육붕화란탄의 입경은 210nm였다.

이 실시예는 다양한 형태의 육붕화란탄을 가공하여 잉크젯 인쇄 및 융제에 사용하기 적합한 입경을 수득할 수 있음을 보여준다.

실시예 2

융제의 3가지 예를 제조하였다. 실시예의 융제 조성물에 사용된 플라스몬 공명 흡수제는 산화세슘텅스텐(모분산액중) 또는 육붕화란탄(LaB₆)이었다. 실시예의 융제 조성물의 일반적인 제형이 표 3에 기재된다(사용된 각 성분의 중량% 포함).

성분	구체적인 성분	융제 1(중량%)	융제 2(중량%)	융제 3(중량%)
보조 용매	2-피롤리돈	20.00	20.00	20.00
보조 용매	이소프로필 알콜	0	0	0.16
코게이션 방지제	크로다포스® O3A	0.50	0.50	0.50
계면활성제	서피놀® SEF	0.75	0.75	0.75
계면활성제	캡스톤® FS-35	0.05	0.05	0.05
분산 첨가제	카보스퍼스® K 7028	0.01	0.01	0.01
분산 첨가제	존크릴® 671	0	0	0.48
킬레이트화제	트릴론® M	0.04	0.04	0.04
살생물제	프록셀® GXL	0.18	0.18	0.18
살생물제	코덱® MLX	0.14	0.14	0.14
실란 커플링제	실퀘스트® A	0	0	0.28
플라스몬 공명 흡수제	산화세슘텅스텐 모분산액	50	25	0
플라스몬 공명 흡수제	육붕화란탄(알드리치)	0	0	1.12
물		나머지량	나머지량	나머지량

시판중인 산화세슘텅스텐 분산액, 즉 YMS-01A-2[스미토모 메탈즈 캄파니(Sumitomo Metals Co.) 제품]를 사용하여, 융제 1 및 2에 사용된 산화세슘텅스텐 모분산액을 제조하였다. 물질 안전성 데이터 시트에 제조업체가 기재한 YMS-01A-2의 일반적인 제형이 표 4에 기재된다(각 성분의 중량% 포함).

산화세슘텅스텐 분산액 - YMS-01A-2
성분	구체적인 성분	중량%
용매	부틸 아세테이트	1.7
	2-메톡시-1-메틸에틸 아세테이트	58.9
	디프로필렌 글리콜 모노메틸 에터(DPM)	1.9
산화세슘텅스텐		25
기타	입수가능한 정보 없음	12.5

YMS-01A-2 산화세슘텅스텐 분산액을 1:1 w/w로 2-피롤리돈으로 희석시켰다. 희석된 분산액을 60℃ 및 20mmHg에서 증류시켰다. 생성된 분산액은 25중량%(분산액의 총 중량%에 기초함)의 고형분을 함유하는 짙은 청색의 불투명한 유체였으며, 융제 1 및 2에서 산화세슘텅스텐 모분산액으로서 사용되었다.

산화세슘텅스텐 모분산액을 제외한 융제 성분 모두(즉, 2-피롤리돈, 크로다포스® O3A, 서피놀® SEF, 캡스톤® FS-35, 카보스퍼스® K7028, 트릴론® M, 프록셀® GXL, 코덱스® MLX 및 물)를 함께 혼합함으로써 융제 1 및 2를 제조하였다. 혼합물을 자기 교반기 상에 놓고, 일정하게 혼합하면서 산화세슘텅스텐 모분산액을 적가하였다. 생성된 산화세슘텅스텐 융제(즉, 융제 1 및 2)는 밝은 청색의 약간 불투명한 유체였다.

실시예 1로부터의 밀 3에 의해 융제 3에 사용되는 육붕화란탄을 생성시켰다. 밀 3으로부터 생성된 분산된 용액중 성분을 제외하고, 융제 3의 다른 융제 성분 모두(즉, 2-피롤리돈 18.4중량%, 크로다포스® O3A, 서피놀® SEF, 캡스톤® FS-35, 카보스퍼스® K 7028, 트릴론® M, 프록셀® GXL, 코덱스® MLX, 및 물 71.93중량%(융제의 총 중량%를 기준으로 함))를 함께 혼합하고, 교반기 바 위에 두었다. 일정하게 혼합하면서, 밀 3으로부터 생성된 분산된 용액(즉, 육붕화란탄(알드리치), 존크릴® 671, 이소프로필 알콜, 2-피롤리돈 1.6중량% 및 물 4.64중량%(융제의 총 중량%에 기초함))을 적가하였다. 생성된 육붕화란탄 융제(즉, 융제 3)는 녹색의 약간 불투명한 유체였다.

이 실시예는 본원에 개시된 플라스몬 공명 흡수제의 예를 사용하여 다양한 융제를 제형화시킬 수 있음을 보여준다.

실시예 3

인장 시험 시료("개뼈형")의 두 실시예 및 한 대조예를 인쇄하였다. 실시예 및 대조용 개뼈형 시료를 인쇄하는데 사용된 구조 물질은 폴리아미드-12(PA-12)였다. 실시예 개뼈형 시료를 인쇄하는데 사용된 융제는 실시예 2로부터의 융제 1 또는 실시예 2로부터의 융제 3이었다. 대조용 개뼈형 시료를 인쇄하는데 사용된 융제는 카본 블랙-계 융제였다. 카본 블랙-계 융제는 HP 88 인쇄헤드의 흑색 잉크와 유사한 제형을 가졌다.

각각의 실시예 및 대조용 개뼈형 시료의 경우, HP761 인쇄헤드[휴렛-팩커드 캄파니(Hewlett-Packard Company)에서 제조됨]로 융제를 후속 층의 PA-12의 일부 상의 패턴으로 열에 의해 잉크젯 인쇄하였다. 각 층은 두께가 약 100μm였다. 롤러를 사용하여 새로운 층을 공급 영역으로부터 제작 층 상으로 펼쳤다. 공급 영역의 온도는 130℃로 설정되었다. 인쇄 영역의 온도는 160℃로 설정되었고, 그 아래에 165℃로 가열된 인쇄판이 있었다. 실시예 및 대조용 개뼈형 시료를 600dpi의 해상도에서 화소당 1.25드롭의 잉크 밀도로 인쇄하였다. 이어, 제작 층 위로 통과하는 2개의 500와트 할로겐 전구 두 세트로부터의 고강도 광에 실시예 및 대조용 개뼈형 시료를 노출시켰다. 융제를 도포한 후, 제작 층을 각 층마다 3회씩 램프에 노출시켰다. 모든 층이 인쇄된 후, 실시예 및 대조용 개뼈형 시료를 제작 층으로부터 제거하고, 모래 분사 처리하여 과량의 분말을 제거하였다.

대조예 1의 경우, 12개의 개뼈형 시료를 인쇄하였다(CLB_#, CRF_#, CRB_#, CLF_#으로 라벨링됨, 여기에서 #은 이용된 융합 속도에 상응함). 할로겐 전구가 제작 층 위로 통과하는 속도(즉, 융합 속도)는 20인치/초(ips), 23ips 또는 28ips였다. 카본 블랙-계 융제를 사용하여 인쇄된 각각의 개뼈형 시료에 대해 밀도를 측정하였다. 밀도 측정 결과는 아래 표 5에 기재된다.

시료	융합 속도(ips)	밀도(% 이론치)
CLB_20	20	96.7
CRF_20	20	98.3
CRB_20	20	97.2
CLF_20	20	100.6
CRF_23	23	91.1
CLF_23	23	93.9
CLB_23	23	92.2
CRB_23	23	96.1
CRF_28	28	86.7
CLF_28	28	88.9
CLB_28	28	88.3
CRB_28	28	89.4

융제 1을 사용하여 인쇄된 실시예의 경우, 7개의 개뼈형 시료를 인쇄하였다(LB_#, RF_#, RB_#, LF_#으로 라벨링됨, 여기에서 #은 이용된 융합 속도에 상응함). 융합 속도는 20ips 또는 16ips였다. 융제 1을 사용하여 인쇄된 각각의 개뼈형 시료에 대해 강도, % 신장, 영률 및 질량을 측정하였다. 인스트론(INSTRON)® 인장 시험기 상에서 이들 인장 시험을 수행하였다. 이들 측정 결과는 아래 표 6에 기재된다.

시료	융합 속도 (ips)	강도 (MPa)	% 신장 (%)	영률 (MPa)	질량 (g)	밀도 (% 이론치)
LB_20	20	39.83	32.08	1266	1.75	97.2
RF_20	20	37.61	22.41	1093	1.68	93.3
RB_20	20	38.03	24.66	1097	1.66	92.2
LF_20	20	39.39	37.37	1071	1.74	96.7
RF_16	16	37.99	42.98	1076	1.91	106
LF_16	16	38.27	44.50	1183	1.95	108
LB_16	16	39.21	35.32	1162	1.98	110

융제 1을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료에 대해 수득된 질량은 산화세슘텅스텐 융합된 물체에 대한 1.8g의 이론치(완전 융합) 질량의 10%(+/-) 이내였다. 20ips에서 융제 2를 사용하여 생성된 개뼈형 시료는 동일한 융합 속도에서 카본 블랙-계 융제를 사용하여 생성시킨 흑색 개뼈형 시료와 밀도 면에서 매우 근접한다. 융제 1의 광학 밀도가 카본 블랙-계 융제의 광학 밀도보다 상당히 더 낮기 때문에(아래 참조), 융제 1을 사용하여 이렇게 높은 밀도를 수득한 것은 예기치 못한 일이었다. 융제 1을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료의 질량과 카본 블랙-계 융제를 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료의 질량을 전체적으로 비교하면, 더 느린 융합 속도가 더 높은 밀도를 수득하는데 도움이 됨을 나타낸다.

융제 1을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료의 신장률은 카본 블랙-계 융제를 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료의 전형적인 신장률(즉, 14%)에 탁월하게 비견되었다. 융제 1을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료의 강도 및 영률은 허용가능한 범위(즉, 각각 ≥36MPa 및 ≥900MPa) 이내였고, 카본 블랙-계 융제를 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료의 전형적인 강도(즉, ~43MPs) 및 영률(즉, 1650MPa)보다 약간만 더 낮았다. 탄성 및/또는 가소성 행태에서의 증가(신장률 측정에 의해 입증됨) 및 허용가능한 강도 및 영률 측정치는 융제 1이 융제로서 잘 작용함을 입증한다.

이들 결과는 산화세슘텅스텐-계 융제가 허용가능한 융합 속도, 강도, % 신장, 영률 및 질량을 갖는 물체를 인쇄하기 위한 융제로서 잘 작용할 수 있음을 나타낸다.

융제 3을 사용하여 인쇄된 실시예의 경우, 4개의 개뼈형 시료를 인쇄하였다. 융합 속도는 16ips였다. 융제 3을 사용하여 인쇄된 각각의 개뼈형 시료에 대해 질량을 측정하였다. 이들 측정 결과는 아래 표 7에 기재된다.

시료	융합 속도(ips)	질량(g)
RF	16	0.72
LF	16	0.77
RB	16	0.80
LB	16	0.80

융제 3을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료에 대해 수득된 질량은 육붕화란탄 융합된 물체에 대한 1.8g의 이론적인(완전 융합) 질량의 39%였다. 융제 3을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료의 낮은 질량은 적어도 부분적으로는 융제 3중 플라스몬 흡수제의 적은 양 때문일 수 있다.

이러한 결과는 육붕화란탄-계 융제가 고체 물체를 인쇄하기 위한 융제로서 기능할 수 있음을 나타낸다. 융제 3을 사용하여 제조된 물체의 질량은 융제에 더 많은 플라스몬 흡수제를 혼입함으로써 증가될 수 있다.

X-라이트 이그잭트(X-rite eXact)™ 밀도계를 사용하여, 융제 1, 융제 3 및 카본 블랙-계 융제의 광학 밀도를 측정하였다. 광학 밀도 측정 결과가 아래 표 8에 기재된다.

융제	광학 밀도
융제 1(산화세슘텅스텐)	0.59±0.2
융제 3(육붕화란탄)	0.21±0.02
카본 블랙-계 융제	0.92±0.1

표 8에 기재된 바와 같이, 융제 1의 광학 밀도는 카본 블랙-계 융제보다 0.31 더 낮다. 융제 1을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료는 밝은 청색 색조를 가졌다. 융제 1을 사용하여 인쇄된 시료 RB_20, LB_20, LF_20, 및 RF_20(오른쪽에서 왼쪽으로)의 흑백 사진이 도 3에 도시된다. 또한, 표 8에 기재된 것은, 융제 3의 광학 밀도가 카본 블랙-계 융제의 광학 밀도보다 0.71 더 낮다는 것이다. 융제 3을 사용하여 인쇄된 개뼈형 시료는 밝은 녹색 색조를 가졌다. 융제 3을 사용하여 인쇄된 시료 RB, LB, LF 및 RF(오른쪽에서 왼쪽으로)의 흑백 사진이 도 4에 도시된다. 이들 결과는, (예를 들어 카본 블랙-계 융제를 사용하여 인쇄된 물체보다) 더 낮은 광학 밀도 및/또는 더 밝은 색조를 갖는 물체를 인쇄하는데 산화세슘텅스텐-계 융제 또는 육붕화란탄-계 융제를 사용할 수 있음을 나타낸다.

명세서 전체에서 "한 예", "다른 예", "하나의 예" 등을 인용하는 것은, 그 예와 관련하여 기재된 특정 요소(예컨대, 특징, 구조 및/또는 특색)가 본원에 기재된 하나 이상의 예에 포함되고, 다른 예에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있음을 의미한다. 또한, 문맥상 명백하게 달리 해석되지 않는 한, 임의의 예에 대해 기재된 요소가 다양한 예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있음을 알아야 한다.

본원에 제공된 범위가 언급된 범위 및 언급된 범위 내의 임의의 값 또는 더 좁은 범위를 포함함을 알아야 한다. 예를 들어, 약 50℃ 내지 약 350℃ 범위는 약 50℃ 내지 약 350℃의 명시적으로 인용된 한도뿐만 아니라, 개별적인 값(예컨대, 57℃, 95℃, 225℃, 300℃ 등), 및 더 좁은 범위(예컨대, 약 70℃ 내지 약 325℃, 약 60℃ 내지 약 170℃ 등)를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 값을 기재하기 위하여 "약"이 사용되는 경우, 이는 언급된 값에서 약간 변하는(+/-10% 이하) 값을 포괄하는 의미이다.

본원에 개시된 예를 기재 및 특허청구함에 있어서, 단수형 용어는 문맥상 명백하게 달리 해석되지 않는 한 복수개의 인용물을 포함한다.

몇 가지 예를 상세하게 기재하였으나, 개시된 예가 변형될 수 있음을 알아야 한다. 따라서, 전술된 기재내용은 비제한적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims

중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질을 도포하고;
중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질의 적어도 일부 상에 융제(fusing agent)를 선택적으로 도포하며;
중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질을 전자기선에 노출시킴으로써, 융제와 접촉하는 중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질 부분을 융합시켜, 층을 형성함
을 포함하는 3차원(3D) 인쇄 방법으로서, 이 때
상기 융제가 수성 또는 비-수성 비히클; 및 수성 또는 비-수성 비히클에 분산된, 800nm 내지 4000nm의 파장에서 흡수성을 갖고 400nm 내지 780nm의 파장에서 투명성을 갖는 플라스몬 공명 흡수제(plasmonic resonance absorber)를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 플라스몬 공명 흡수제가 육붕화란탄, 텅스텐 청동, 산화인듐주석, 산화알루미늄아연, 산화루테늄, 은, 금, 백금, 철 피록센(pyroxene), 개질된 인산철(A_xFe_yPO₄), 개질된 피로인산구리(A_xCu_yP₂O₇), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기 안료인, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법이,
상기 플라스몬 공명 흡수제를 밀베이스(millbase)에 첨가하여 혼합물을 형성하고;
상기 혼합물을 밀링하여 플라스몬 공명 흡수제의 평균 직경을 220nm 미만으로 감소시키고 분산액을 제조하며;
상기 분산액을 수성 또는 비-수성 비히클 중으로 혼입함
으로써 융제를 제조함을 추가로 포함하는, 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 수성 비히클이 물, 보조 용매, 코게이션(kogation) 방지제, 계면활성제, 분산 첨가제, 킬레이트화제, 살생물제 및 실란 커플링제를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법이,
상기 산화세슘텅스텐 분산액을 2-피롤리돈으로 1:1 w/w로 희석시켜 희석된 분산액을 제조하고;
상기 희석된 분산액을 약 60℃ 및 약 20mmHg에서 증류시켜, 플라스몬 공명 흡수제를 포함하는 모분산액(stock dispersion)을 형성시키고;
상기 모분산액을 수성 또는 비-수성 비히클 중으로 혼입시킴
으로써 융제를 제조함을 추가로 포함하는, 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 수성 비히클이 물, 보조 용매, 코게이션 방지제, 계면활성제, 분산 첨가제, 킬레이트화제 및 살생물제를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법이, 착색제를 수성 또는 비-수성 비히클 중으로 혼입시킴을 추가로 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 융제를 선택적으로 도포하기 전에, 상기 방법이 중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질을 약 50℃ 내지 약 350℃까지 가열함을 추가로 포함하는, 방법.
중합체 또는 중합체성 복합체 구조 물질의 공급물;
구조 물질 분배기;
융제 공급물;
융제를 선택적으로 분배하기 위한 잉크젯 도포기;
제어기; 및
제어기가 구조 물질 분배기를 사용하여 구조 물질을 분배하고 잉크젯 도포기를 사용하여 융제를 선택적으로 분배함으로써 3차원 물체를 형성시키도록 하는, 컴퓨터로 실행가능한 명령이 저장된 영구적인(non-transitory) 컴퓨터 판독가능한 매체
를 포함하는, 3차원(3D) 인쇄 시스템으로서, 이 때
상기 융제가 수성 또는 비-수성 비히클; 및 수성 또는 비-수성 비히클에 분산된, 800nm 내지 4000nm의 파장에서 흡수성을 갖고 400nm 내지 780nm의 파장에서 투명성을 갖는 플라스몬 공명 흡수제를 포함하는, 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 플라스몬 공명 흡수제가 육붕화란탄, 텅스텐 청동, 산화인듐주석, 산화알루미늄아연, 산화루테늄, 은, 금, 백금, 철 피록센, 개질된 인산철(A_xFe_yPO₄), 개질된 피로인산구리(A_xCu_yP₂O₇), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기 안료인, 3D 인쇄 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 수성 비히클이,
융제의 총 중량%에 기초하여 약 10중량% 내지 약 80중량% 범위의 양으로 존재하는 보조 용매;
융제의 총 중량%에 기초하여 약 0.1중량% 내지 약 2중량% 범위의 양으로 존재하는 코게이션 방지제;
융제의 총 중량%에 기초하여 약 0.1중량% 내지 약 3중량% 범위의 양으로 존재하는 계면활성제;
플라스몬 공명 흡수제의 약 10중량% 내지 약 200중량% 범위의 양으로 존재하는 분산 첨가제;
융제의 총 중량%에 기초하여 0중량% 내지 약 1중량% 범위의 양으로 존재하는 킬레이트화제;
융제의 총 중량%에 기초하여 약 0.1중량% 내지 약 1중량% 범위의 양으로 존재하는 살생물제;
플라스몬 공명 흡수제의 약 0.1중량% 내지 약 50중량% 범위의 양으로 존재하는 실란 커플링제; 및
나머지량의 물
을 포함하는, 3D 인쇄 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 융제가 약 1중량% 내지 약 10중량%의 플라스몬 공명 흡수제를 포함하는, 3D 인쇄 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 수성 비히클이,
융제의 총 중량%에 기초하여 약 10중량% 내지 약 80중량% 범위의 양으로 존재하는 보조 용매;
융제의 총 중량%에 기초하여 약 0.1중량% 내지 약 2중량% 범위의 양으로 존재하는 코게이션 방지제;
융제의 총 중량%에 기초하여 약 0.1중량% 내지 약 3중량% 범위의 양으로 존재하는 계면활성제;
플라스몬 공명 흡수제의 약 10중량% 내지 약 200중량% 범위의 양으로 존재하는 분산 첨가제;
융제의 총 중량%에 기초하여 0중량% 내지 약 1중량% 범위의 양으로 존재하는 킬레이트화제;
융제의 총 중량%에 기초하여 약 0.1중량% 내지 약 1중량% 범위의 양으로 존재하는 살생물제; 및
나머지량의 물
을 포함하는, 3D 인쇄 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 융제가, 플라스몬 공명 흡수제를 포함하는 모분산액(stock dispersion) 약 25중량% 내지 약 50중량%를 포함하는, 3D 인쇄 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 융제가 착색제를 추가로 포함하는, 3D 인쇄 시스템.