KR20180097550A - 적층 제조된 금속 매트릭스 복합재를 생산하기 위한 장치 및 공정, 및 이의 제작 물품 - Google Patents

적층 제조된 금속 매트릭스 복합재를 생산하기 위한 장치 및 공정, 및 이의 제작 물품 Download PDF

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Abstract

금속에서, 및 금속 섬유 하이브리드 또는 복합재에서 물체를 생산하기 위한 복합재 기반 적층 제조(CBAM)의 적용을 위한 방법, 제품, 장치, 및 제작 물품. 밀링 및 주조와 같은 통상적인 방법보다 더욱 복잡한 기하학적 구조를 생성시키는 능력, 개선된 물질 성질, 보다 높은 생산률, 및 복잡한 고정물, 복잡한 툴 경로 및 툴 변경의 제거, 및 주조를 위한, 패턴 및 툴을 위한 필요성을 포함하는 방법이 여러 장점을 갖는다. 본 방법은 3D 모델을 슬라이싱하고, 모델을 기초로 하여 각 층에 대해 기재 물질 시트 상에 유체를 선택적으로 프린팅하고, 유체가 프린팅된 구역에서 접착되는 분말 금속을 기재 상에 플러딩하고, 코팅된 시트의 스택을 클램핑하고 정렬하고, 적층된 시트를 가열하여 분말 금속을 용융시키고 기재의 층들을 융합시키고, 과량의 분말 및 융합되지 않은 기재를 제거함으로써 수행된다.

Description

적층 제조된 금속 매트릭스 복합재를 생산하기 위한 장치 및 공정, 및 이의 제작 물품
본 출원은 2015년 11월 17일자 출원된 미국 가출원 제62/256,436호의 이익을 주장한다. 본 출원은 참고로 하기 출원들(이의 도면을 포함함)을 포함한다: 출원 번호 US 61/528,537호; PCT/US 12/52946호; US 13/582,939호; EP20120828967호; US 61/769,724호; PCT/US14/18806호; US 14/835,685호; US 14/835,690호; US 14/835,697호; US 14/703,372호; US 62/243,590호; US 61/773,810호; US 14/199,603호; US 61/914,613호; 및 US 14/566,661호.
본 발명의 기술 분야
본 발명은 일반적으로, 3차원 제작에 관한 것이다.
발명의 명칭이 "Methods and Apparatus for Three-Dimensional Composites"인 국제공개번호 WO 2014/134224 A2호(출원번호 PCT/US14/18806호에 해당함)(뿐만 아니라 출원번호 US 61/528,537호; PCT/US12/52946호; US 13/582,939호; EP20120828967호; US 61/769,724호; US 14/835,685호; US 14/835,690호; US 14/835,697호; US 14/703,372호; US 62/243,590호)에는 일반적으로 기재(substrate), 통상적으로, 섬유 기재 및 폴리머를 사용하여 3차원 물체를 생산하는 "복합재 기반 적층 제조(Composite Based Additive Manufacturing)" 또는 "CBAM"로 불리는 3차원 물체를 생산하기 위한 "층상(layered)" 방법 및 장치가 기술되어 있다. 본 발명은 국제공개번호 WO 2014/134224 A2호를 참조로 하고, 금속과 함께 상기 국제공개문에 기술된 기술의 이용을 기술한다.
국제공개번호 WO 2014/134224 A2호에 기술된 CBAM 방법은 3차원 물체를 생산하기 위해 3D 프린팅과 함께 사용될 수 있는 소정 범위의 물질을 확장한다. 최근까지, 이러한 기술에 대한 연구는 다른 것들 중에서 탄소 섬유, 폴리머 기반 물질 및 천연 섬유, 및 결합제로서 다양한 폴리머를 포함하는, 다양한 기재를 사용하는 것에 집중되어 왔다. 본 출원에는 금속에서, 및 금속 섬유 하이브리드 또는 복합재에서 물체를 생산하기 위한 CBAM 방법 및 장치의 적용이 기술된다. 본 출원에는 또한, 이의 제작 물품이 기술된다.
이러한 방법은, 밀링(milling) 및 주조(casting)와 같은 통상적인 방법보다 더욱 복잡한 기하학적 구조를 생산하는 능력; 통상적인 금속에 비해 개선된 물질 성질; 더 높은 생산률; 복잡한 고정물(fixturing), 복잡한 툴 경로(tool path) 및 툴 변경(tool change)의 제거; 및 주조의 경우, 패턴 및 툴에 대한 필요성을 포함하는 여러 장점을 갖는다.
도 1은 본 출원에 기술된 방법에 의해 제조된 금속 피스(metal piece)이다.
도 2는 본 발명의 교시에 따라 3D 금속 물체를 생산하기 위한 단계들을 예시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실행예에서, 액체를 선택적으로 침착(deposit)시키기 위해(여기에 분말이 접착됨) 사용되는 장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실행예에서, 프로세서의 상위 수준 블록 다이어그램이다.
도 5는 압축 디바이스에서 하나의 타일이 다른 타일 위에 존재하는, 다수의 기재 타일들(층들)이 그 안에 배치된 후의 압축 디바이스를 도시한 것이다. 타일은 압축 디바이스의 레지스트레이션 핀(registration pin)을 각각, 각 타일의 레지스트레이션 홀(registration hole)내로 삽입함으로써 정렬된다.
도 6은 고리 원환체(ring torus)의 모든 "슬라이스(slice)"를 갖는 기재층이 그 안에 삽입된 압축 디바이스를 도시한 것이다. 압축 디바이스에서의 스프링은 기재층들을 함께 가압한다.
도 7은 3D 물체를 제작하기 위한 장치의 여러 부품들을 제어하는 프로세서를 나타낸 블록 다이어그램이다.
본 기술의 성과
도 1은 본 출원에 기술된 방법에 의해 제조된 금속 피스(100)이다. 이러한 금속 피스를 제조하는 방법은 하기에서 상세히 기술된다.
본 기술의 설명
도 2는 본 발명의 교시에 따라 3D 금속 물체를 생산하는 단계들을 예시한 흐름도이다:
1. (국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 0055; 또한 미국출원번호 US 61/528,537호 및 US 61/769,724호 참조)에 기술된 바와 같이 Netfabb와 같은 슬라이서 프로그램(slicer program)을 이용함으로써 층들로 슬라이싱되는(단계 104) CAD 모델(단계 102)를 생성시킨다. 각 슬라이스는 또한, 레지스트레이션 홀을 포함하며, 이는 완성된 물체 내에 각 프린팅된 기재층을 정확하게 배치하기 위해 사용될 것이다(국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 00121).
2. 예를 들어, 비트맵 파일(bitmap file)일 수 있는 슬라이서의 출력물은 잉크젯 프린터로 송부된다(단계 106). 각 층에 대하여, 프린터는 기재 물질의 시트 상에 유체를 선택적으로 프린팅한다(단계 108)(국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 00113). 유체는 액체 형태의 결합제 자체일 수 있거나; 이는 분말화된 결합제가 접착되는 액체일 수 있다. 기재는 유리섬유, 고온 유리 섬유, 붕소 섬유, 또는 탄소 섬유를 포함할 수 있다.
3. 분말화된 결합제가 사용되는 경우에, 이는 프린팅된 기재 상에 플러딩된다(flooded)(국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 0059). 분말은 프린팅된 구역에 접착한다. 과량의 분말은 공기의 스트림, 진공, 진동, 또는 다른 기계적 수단 중 어느 하나에 의해 제거된다.
4. 코팅된 기재 시트는 각 층의 레지스트레이션 홀을 이용하여 프레스 또는 클램프에 적층되어(단계 110)(국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 00124), 스택 내의 각 시트의 프린팅된 부분들을 정렬한다(국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 00106).
5. 이후에, 어셈블링된 시트는 가열되고, 가능하게 오븐에서 압축되어, 결합 물질을 용융시키고 기재 층들을 융합시켜 3D 물체를 형성시킨다(단계 112)(국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 00149).
6. 이후에 3D 물체 둘레의 융합되지 않은 기재가 대개 연마 블라스팅 물질(abrasive blasting material) 또는 화학적 수단에 의해 제거된다(단계 114)(국제공개번호 WO 2014/134224 A2호, 문단 0081).
본 기술과 함께 금속을 사용할 때의 문제점
금속이 이러한 기술과 함께 사용될 수 있다는 것이 발견되었다. 일 예에서, 사용되는 기재는 Hollingsworth 및 Vose로부터 입수 가능한 것과 같은 부직포 탄소 섬유 베일이다. 금속 코팅된 베일이 또한 사용될 수 있다. 베일 또는 기재는 예를 들어, 주로 탈이온수, 피롤리돈 및 알코올의 용액을 함께 HP45 열 잉크젯 헤드를 이용하여 잉크젯 프린터 상에서 전술한 바와 같이 프린팅된다. 그러한 용액은 글리콜 및 피롤리돈을 포함한 증발방지제(anti-evaporant)를 가질 수 있다. 이러한 유체는 물체의 일부일 수 있는 기재의 구역 상에서 프린팅되며, 즉, 프린팅된 구역은 물체에 대한 층 형상에 상응한다. 이는 이전 적용에서 기술된 바와 같이 각 층에 대해 수행된다. 각 층은 금속 분말, 예를 들어, 땜납 분말로 플러딩된다. 과량의 분말은 기계적, 진공, 진동 또는 압축 공기, 또는 이러한 방법의 조합에 의해 제거된다. 이는 땜납 분말을 선택적으로 침착된 채로 남겨진다. 이러한 부류의 공정에서 금속 분말을 사용하는 것과 관련한 하나의 문제는, 이의 융점까지 가열될 때, 분말의 입자들이 함께 잘 융합되지 않도록 분말이 산화된다는 것이다. 이러한 문제에 대한 다수의 해법이 존재하는데, 하나의 이러한 해법은 환원제로서 작용하는 로진과 같은 분말 플럭스(powder flux)와 금속 분말을 혼합시키는 것이다. 금속 분말에 대한 통상적인 플럭스의 비율은 약 50/50이다. 다른 방법은 환원성, 진공 및/또는 불활성 대기 오븐에서 분말들을 용융시키는 것이다. 이러한 방식으로, 다른 금속 또는 합금, 예를 들어, 다른 것들 중에서 알루미늄, 강철(steel), 스테인레스강, 구리, 황동, 및 티탄이 사용될 수 있다. 또한, 액체 플럭스는 잉크젯 프린팅과 같은 선택적 침착 방법을 통해, 프린팅 유체로서 또는 프린팅 유체와 조합하여 사용될 수 있다.
일례로서, 금속 분말은 기재 상에 침착되기 전에 분말 플럭스와 혼합될 수 있다. 이후에, 물체의 모든 층들이 이전 적용에서 기술된 바와 같은 레지스터(register)에서 프린팅되고 적층된다. 이러한 것은 이전 적용에 기술된 바와 같이 압축되고 가열된다. 가열 온도는 분말의 융점까지 상승된다. 층들은 함께 융합되고, 빌딩 블록(build block)을 생성시킨다. 빌딩 블록이 압축 지그(compression jig)로부터 제거된 후에, 빌딩 블록은 연마 블라스팅되며, 분말이 접촉되지 않은 구역, 즉, 금속으로 코팅되지 않은 물체의 일부는 연마 블라스팅되지 않으며, 코팅되지 않은 탄소 섬유는 깨지기 매우 쉽다. 잔류하는 것은 CAD 모델에 의해 표현된 부품의 3차원 탄소 섬유 금속 복합재이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실행예에서, (분말이 접착되는) 액체를 선택적으로 침착시키기 위해 사용되는 장치를 도시한 것이다. 레지스트레이션 가이드 핀(registration guide pin)(501)은 기재층(503)을 적절하게 정렬시키기 위해 기재층(503)을 통해 삽입된다. 솔레노이드 밸브, 또는 잉크젯 헤드 또는 헤드들(505)은 액체를 액체 저장소(507)로부터 노즐(509)을 통해 기재층(503) 상으로 선택적으로 분배하기 위해 사용된다. 노즐(509)은 기재층(503)에 대해 평행하고 해당 기재층 위의 2D 평면(510)에서 래스터화되며, 이에 따라, 액체는 기재층(503)의 요망되는 x, y 좌표에서 선택적으로 침착되고, 기재층(503)의 다른 구역에서 침착되지 않는다. 이러한 래스터링(rastering)을 달성화기 위하여, 스텝퍼 모터(stepper motor)(511)는 x축에 대해 평행한 방향으로 두 개의 레일(미도시됨)을 따라 지지 부재(미도시됨)를 이동시키는 두 개의 벨트(미도시됨)를 작동시킨다. 제2 스텝퍼 모터(미도시됨) 및 제3 벨트(미도시됨)는 지지 부재 상에 탑재되고, y 축에 대해 평행한 방향으로 노즐 지지체(미도시됨)를 이동시키기 위해 사용된다. 노즐(509)은 노즐 지지체에 부착된다. 함께, 두 개의 스텝퍼 모터는 노즐(509)을 기재층 위의 요망되는 x, y 좌표로 이동시킬 수 있다. 페이지 와이드 헤드(page wide head)가 또한 사용될 수 있다. 마이크로프로세서(513)는 스텝퍼 모터 및 솔레노이드 밸브 또는 잉크젯 헤드를 제어하며, 이에 의해 액체가 기재층(503) 상에 분배되는 때 그리고 분배되는 곳을 제어한다. 대안적으로, 라인 형태 패턴(line-by-line pattern)으로 래스터링하기보다는, 스텝퍼 모터는 특정 x, y 좌표에서 액체를 침착시키기 위하여 2D 평면에서 다른 2D 패턴으로 노즐 또는 노즐들(509)을 이동시킬 수 있다. 도 2는 기재의 다수 층을 가열하고 가압시키기 위한 또는 과도한 기재를 제거하기 위한 장치를 도시한 것은 아니다. 일부 실행예에서, 기재층은 그러한 스텝(step)이 일어나기 전에 상이한 위치로 이동된다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실행예에서, 프로세서의 상위 수준 블록 다이어그램이다. STL 파일 포맷에서 요망되는 3D 물체의 CAD 모델은 원격 프로세서(601)를 이용하여 생성된다. 이러한 프로세서(601)는 기계-특이적 빌딩 파일을 생성시키기 위해 소프트웨어(예를 들어, Netfabb.RTM. Studio software)를 사용한다. 기계-특이적 빌딩 파일은 제2 프로세서(603)로 내보내어진다. 특정 실행예에 따라, 이러한 제2 프로세서는 (1) 액체를 선택적으로 침착시키는 잉크젯 헤드 또는 다른 디바이스, (2) 기재 상에 분말을 살포하고 이후에 과량의 분말을 제거하는 진동 트로프(vibrating trough)(및/또는 압축 공기)의 움직임(movement)을 포함하는, 작업을 제어한다. 대안적으로, 본 발명은 프로세서의 다른 배열로 실행될 수 있다. 예를 들어, 하나 초과의 원격 프로세서 및 하나 초과의 온보드(onboard) 프로세서가 사용될 수 있으며, 임의의 상기 임무는 이러한 상이한 프로세서들 중 하나 이상에 의해 취급될 수 있다.
도 5는 다수의 기재층(예를 들어, 801)이 하나의 층이 다른 층 위에 순서대로 존재하는, 그 안에 배치된 후의 압축 디바이스(803)를 도시한 것이다.
도 6은 압축 디바이스(903)에서 압축되는 기재층을 도시한 것이다. 압축 디바이스에서 스크류(905, 907, 909, 911), 플레이트(913, 915), 및 스프링(917)은 압력을 가하기 위해 사용된다.
도 7은 본 발명에서 사용될 수 있는 일부 하드웨어의 상위 수준 블록 다이어그램이다. 하나 이상의 프로세서(1301)는 어플리케이터(1303), 가열 소자(1305), 구동기(1307), 인공 압력원(1309), 및 액체의 용기(1311)에서의 교반기를 제어한다. 어플리케이터(1303)는 분말을 기재층의 포지티브 영역(positive region)에 침착시키지만, 기재층의 네가티브 영역에는 침착되지 않는다. 가열 소자(1305)는 분말을, 흐르고 이후에 경화되는 물질로 변형시킨다. 얻어진 경화된 물질은 기재층을 침투시키는 공간적 패턴에 배치된다. 인공 압력원(1309)은 프레스, 클램프, 스프링, 탄성 부재, 또는 기재층을 압축시키기 위한 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 교반기는 과도한 기재를 제거하기 위해 사용되는 액체를 교반하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (53)

  1. 물체를 생산하는 방법으로서,
    3D 물체의 층의 파일(file)을 획득하는 단계;
    각 층에 대하여, 기재 물질(substrate material)의 시트 상에 유체를 선택적으로 프린팅하는 단계;
    상기 선택적으로 프린팅된 유체에 접착되는 분말 금속을 상기 기재 상에 플러딩(flooding)하는 단계;
    과량의 분말을 제거하는 단계; 및
    상기 분말 금속을 용융시키고 상기 기재 층들을 융합시키기 위해 적층된 레지스트레이션(stacked registration)에서 복수의 시트를 가열하고 압축시키는 단계를 포함하는, 물체를 생산하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기재 시트의 융합되지 않은 물질을 제거하는 것을 더 포함하는, 물체를 생산하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 레지스트레이션 홀(registration hole)이 레지스트레이션에서 상기 시트를 적층시키기 위해 사용되는, 물체를 생산하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기재 물질이 유리섬유, 고온 유리 섬유, 붕소 섬유, 또는 탄소 섬유을 포함하는, 물체를 생산하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분말 금속이 땜납 분말인, 물체를 생산하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 분말 금속이 알루미늄, 강철(steel), 구리, 황동, 티탄 또는 다른 금속 또는 합금인, 물체를 생산하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 과량의 분말이 공기의 스트림, 진공, 진동, 또는 다른 기계적 수단에 의해 제거되는, 물체를 생산하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 분말 금속이 환원제로서 작용하는 분말 플럭스(powder flux)와 혼합되는, 물체를 생산하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 분말 금속이 환원성 대기, 진공, 또는 불활성 대기 오븐에서 용융되는, 물체를 생산하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 가열 온도가 상기 분말의 융점까지 상승되는, 물체를 생산하는 방법.
  11. 제2항에 있어서, 융합되지 않은 기재가 연마 물질 또는 화학적 수단으로 에어-블라스팅(air-blasting)함으로써 제거되는, 물체를 생산하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 기재 물질이 부직포 탄소 섬유 베일(non-woven carbon fiber veil)인, 물체를 생산하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기재 물질이 금속 코팅된 베일인, 물체를 생산하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 프린팅이 주로 탈이온수, 피롤리돈, 및 알코올의 용액과 함께 잉크젯 헤드를 이용하여 수행되는, 물체를 생산하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 용액이 글리콜 및 피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택된 증발방지제(anti-evaporant)를 갖는, 물체를 생산하는 방법.
  16. 하기 단계들을 포함하는 방법에 의해 생산된 제품:
    3D 물체 층들의 파일을 획득하는 단계;
    각 층에 대해, 기재 물질의 시트 상에 유체를 선택적으로 프린팅하는 단계;
    선택적으로 프린팅된 유체에 접착되는 분말 금속을 상기 기재 상에 플러딩하는 단계;
    과량의 분말을 제거하는 단계; 및
    상기 분말 금속을 용융시키고, 상기 기재의 층들을 융합시키기 위해 적층된 레지스트레이션에서 상기 시트를 가열하고 압축시키는 단계.
  17. 제16항에 있어서, 상기 방법이 상기 기재 시트의 융합되지 않은 물질을 제거하는 것을 더 포함하는, 제품.
  18. 제16항에 있어서, 레지스트레이션 홀이 레지스트레이션에서 상기 시트를 적층시키기 위해 사용되는, 제품.
  19. 제16항에 있어서, 상기 기재 물질이 유리섬유, 고온 유리 섬유, 붕소 섬유, 또는 탄소 섬유를 포함하는, 제품.
  20. 제16항에 있어서, 상기 분말 금속이 땜납 분말인, 제품.
  21. 제16항에 있어서, 상기 분말 금속이 알루미늄, 강철, 구리, 황동, 티탄 또는 다른 금속 또는 합금인, 제품.
  22. 제16항에 있어서, 상기 과량의 분말이 공기의 스트림, 진공, 진동, 또는 다른 기계적 수단에 의해 제거되는, 제품.
  23. 제16항에 있어서, 상기 분말 금속이 환원제로서 작용하는 분말 플럭스와 혼합되는, 제품.
  24. 제16항에 있어서, 상기 분말 금속이 환원성 대기, 진공, 또는 불활성 대기 오븐에서 용융되는, 제품.
  25. 제16항에 있어서, 상기 가열 온도가 상기 분말의 융점까지 상승되는, 제품.
  26. 제16항에 있어서, 융합되지 않은 기재가 연마 물질 또는 화학적 수단으로 에어-블라스팅함으로써 제거되는, 제품.
  27. 제16항에 있어서, 상기 기재 물질이 부직포 탄소 섬유 베일인, 제품.
  28. 제16항에 있어서, 상기 기재 물질이 금속 코팅된 베일인, 제품.
  29. 제16항에 있어서, 상기 프린팅이 주로 탈이온수, 피롤리돈, 및 알코올의 용액과 함께 잉크젯 헤드를 이용하여 수행되는, 제품.
  30. 제29항에 있어서, 상기 용액이 글리콜 및 피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택된 증발방지제를 갖는, 제품.
  31. 물체를 생산하기 위한 장치로서,
    3D 물체 층의 파일을 획득하고, 각 층에 대하여, 기재 물질의 시트 상에 선택적으로 유체를 프린팅하기 위한 잉크젯 프린터;
    상기 선택적으로 프린팅된 유체에 접착되는 분말 금속을 상기 기재 상에 플러딩하기 위한 어플리케이터(applicator);
    과량의 분말을 제거하기 위한 제거 디바이스; 및
    상기 분말 금속을 용융시키고 기재 층들을 융합하기 위해 적층된 레지스트레이션에서 시트를 가열하고 압축시키기 위한 가열 및 압축 장치를 포함하는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 기재 시트의 융합되지 않은 물질을 제거하기 위한 제거 디바이스를 더 포함하는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 기재 물질이 유리섬유, 고온 유리 섬유, 붕소 섬유, 또는 탄소 섬유를 포함하는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  34. 제31항에 있어서, 상기 분말 금속이 땜납 분말인, 물체를 생산하기 위한 장치.
  35. 제31항에 있어서, 상기 분말 금속이 알루미늄, 강철, 구리, 황동, 티탄 또는 다른 금속 또는 합금인, 물체를 생산하기 위한 장치.
  36. 제31항에 있어서, 상기 과량의 분말이 공기의 스트림, 진공, 진동, 또는 다른 기계적 수단에 의해 제거되는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  37. 제31항에 있어서, 상기 분말 금속이 환원제로서 작용하는 분말 플럭스와 혼합되는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  38. 제31항에 있어서, 상기 분말 금속이 환원성 대기, 진공, 또는 불활성 대기 오븐에서 용융되는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  39. 제31항에 있어서, 가열 온도가 상기 분말의 융점까지 상승되는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  40. 제31항에 있어서, 융합되지 않은 기재가 연마 물질 또는 화학적 수단으로 에어-블라스팅함으로써 제거되는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  41. 제31항에 있어서, 상기 기재 물질이 부직포 탄소 섬유 베일인, 물체를 생산하기 위한 장치.
  42. 제31항에 있어서, 상기 기재 물질이 금속 코팅된 베일인, 물체를 생산하기 위한 장치.
  43. 제31항에 있어서, 상기 프린팅이 주로 탈이온수, 피롤리돈, 및 알코올의 용액과 함께 잉크젯 헤드를 이용하여 수행되는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  44. 제43항에 있어서, 상기 용액이 글리콜 및 피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택된 증발방지제를 갖는, 물체를 생산하기 위한 장치.
  45. 경화된 금속 물질에 의해 침투되거나, 상기 경화된 금속 물질에 의해 코팅되거나, 상기 경화된 금속 물질에 의해 함께 결합된 복수의 기재층을 포함하는 3차원 제작 물품으로서, 각 기재층이 실질적으로 평면 또는 평탄하고, 연마되거나 연마 블라스팅되거나 화학적으로 제거될 수 있는 물질로부터 제조되며, 상기 기재층의 물질이 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 폴리머 섬유, 유리 섬유, 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는, 3차원 제작 물품.
  46. 제45항에 있어서, 상기 경화된 물질이 한 세트의 하나 이상의 특징을 나타내며, 상기 세트는 상기 경화된 물질을, 상기 기재층 상에 정위되고 이후에 적어도 일부 연화된 후 경화된 분말의 결과로서 형성된 것과 구별하기에 충분한, 3차원 제작 물품.
  47. 제45항에 있어서, 상기 금속 물질이 합금인, 3차원 제작 물품.
  48. 제45항에 있어서, 상기 금속 물질이 페라이트 또는 금속 입자를 포함하는, 3차원 제작 물품.
  49. 제45항에 있어서, 상기 물품이 다수의 3차원 각도, 곡선, 또는 상이한 방향의 평면을 갖는, 3차원 제작 물품.
  50. 경화된 금속 물질에 의해 침투되거나 코팅되고 이에 의해 함께 결합된 복수의 기재층을 포함하는 3차원 제작 물품으로서, 각 기재층이 실질적으로 평면이거나 평탄하고, 연마되거나 연마 블라스팅되거나 화학적으로 제거될 수 있는 물질로부터 제조된 시트-유사 구조물이며, 상기 경화된 물질이 한 세트의 하나 이상의 특징을 나타내며, 상기 세트가 상기 경화된 물질을, 상기 기재층 상에 정위되고 이후에 적어도 일부 연화된 후 경화된 분말의 결과로서 형성되는 것과 구별하기에 충분한, 3차원 제작 물품.
  51. 제50항에 있어서, 상기 물품이 다수의 3차원 각도, 곡선, 상이한 방향의 평면을 갖는, 3차원 제작 물품.
  52. 제50항에 있어서, 상기 기재층 물질이 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 폴리머 섬유, 유리 섬유, 및 금속 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된, 3차원 제작 물품.
  53. 제50항에 있어서, 상기 분말이 1종 이상의 금속으로 제조된, 3차원 제작 물품.
KR1020187017121A 2015-11-17 2016-11-16 적층 제조된 금속 매트릭스 복합재를 생산하기 위한 장치 및 공정, 및 이의 제작 물품 KR102597223B1 (ko)

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US201562256436P 2015-11-17 2015-11-17
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PCT/US2016/062356 WO2017087572A1 (en) 2015-11-17 2016-11-16 Apparatus and process for producing additive manufactured metal matrix composites and article of manufacture thereof

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