KR20180097565A - 적층 제조 컨테이너/판 조립체를 이송하기 위한 장치 - Google Patents

적층 제조 컨테이너/판 조립체를 이송하기 위한 장치 Download PDF

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브느와 뿌흐셰
라쥐디 크리스또프 드
질 왈항
프레데릭 삐알로
크리스띠앙 기
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꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린
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Abstract

본 발명은 적층 제조 컨테이너/판 조립체(C) 또는 적층 제조 판(P)을 이송하기 위한 이송 장치(42)에 관한 것으로서, 이송 장치(42)는 적층 제조 컨테이너/판 조립체를 이송하기 위한 적어도 2개의 이송 공간(44)을 포함하고, 각각의 이송 공간(44)은, 적층 제조 컨테이너/판 조립체(C)의 진입/진출을 허용하는 적어도 하나의 개구부(92)를 포함하고, 각각의 개구부(92)는 이송 공간이 밀봉 폐쇄될 수 있게 하는 도어(94)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

적층 제조 컨테이너/판 조립체를 이송하기 위한 장치
본 발명은, 레이저 빔과 같은 전자기 복사선 및/또는 전자 빔과 같은 입자 빔을 가지는 에너지 빔을 이용하여 분말의 그레인(grain)를 소결 또는 용융하는 것에 의한 분말-기반의 적층 제조 분야에 관한 것이다.
더 구체적으로, 본 발명은, 복수의 적층 제조 기계를 포함하는 적층 제조 설비의 격납(containment) 및 그러한 설비 내의 적층 제조 트레이의 격납된 운송에 관한 것이다.
적층 제조 기계의 제조 챔버 내측에서의 적층 제조 프로세스의 실시 중에, 분말의 제1 층이, 제조 챔버 내측의 제 위치에서 유지되는 제조 슬리브의 내측에 활주 가능하게 장착되는 적층 제조 트레이 상에 침착된다(deposited). 이어서, 이러한 분말의 제1 층은 전술한 에너지의 빔 중 하나를 이용하여 미리 결정된 패턴으로 고결화된다(consolidated). 다음에, 분말의 제2 층의 침착 및 고결화가 가능하도록, 제조 트레이가 제조 슬리브 내측에서 하강된다. 마지막으로, 생산하고자 하는 부품의 제조를 위해서 필요한 분말의 마지막 층의 침착 및 고결화까지, 트레이의 하강 단계 및 이어지는 분말 층의 침착 및 고결화 단계가 서로 뒤따른다.
적층 제조 사이클의 완료 시에, 제조된 부품은 그 기부에 의해서 적층 제조 트레이에 연결되고, 제조된 부품은 많은 양의 고결화되지 않은 분말 내에 매립된다.
제조된 부품을 회수하기 위해서, 적층 제조 트레이를 기계의 제조 챔버로부터 추출할 필요가 있다. 바람직하게, 적층 제조 트레이 및 제조된 부품은, 제조 슬리브 아래에 배치된 컨테이너의 도움으로, 제조 챔버로부터 추출된다. 유리하게, 그러한 컨테이너는 또한, 제조된 부품을 둘러싸는 고결화되지 않은 분말을 회수 및 운송하기 위해서 이용될 수 있다.
새로운 적층 제조 사이클을 실시하기 위해서, 새롭고 청정한 트레이가 삽입되어야 하고 적층 제조 기계의 제조 챔버 내의 제 위치에 놓여야 한다.
산업적 규모로 부품을 생산하기 위해서 복수의 적층 제조 기계를 이용할 때, 적층 제조 트레이의 추출 및 삽입 동작은 조작자에 의해서 수작업으로 실시될 수 없다.
첫 번째로, 조작자는 적층 제조 분말의 특정 성분의 독성에 반복적으로 노출될 수 있다. 두 번째로, 수작업으로 실시될 때, 이러한 동작에 너무 많은 시간이 소요될 수 있다.
따라서, 예를 들어 US-6824714에 개시된 바와 같이, 체인 컨베이어 수단을 이용하여, 자동화된 방식으로, 빈 컨테이너/트레이 조립체를 적층 제조 기계의 제조 챔버까지 이송할 수 있고, 제조된 부품 및 그 부품 주위의 고결화되지 않은 분말과 함께, 이용된 컨테이너/트레이 조립체를 챔버로부터 추출할 수 있다.
문헌 US-6824714에 설명된 해결책의 제1 단점에 따라, 고결화되지 않은 분말이 충진된 컨테이너/트레이 조립체는, 고결화되지 않은 분말 그레인이 설비 내로 확전되는 것(spreading)을 방지하기 위한 보호부 또는 수단이 없이, 기계로부터 추출되고 이송된다.
특히 금속 부품의 제조를 위해서, 산업적으로 이용되는 적층 제조 분말의 특정 성분의 독성을 고려할 때, US-6824714에 개시된 해결책은, 작업복, 고글, 및 마스크와 같은 적절한 보호 장비를 착용하는 경우에도, 환경적 위험성 그리고 설비 내에서 주위에서 이동하는 사람의 건강 및 안전 위험성을 제공한다.
마지막으로, US-6824714에서 설명된 해결책의 다른 단점에 따라, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 삽입 및 추출하기 위한 자동화된 수단은, 적층 제조 기계의 제조 챔버 내측에서 실시되는 적층 제조 프로세스에 필요한 불활성 또는 제어된 대기를 보존할 수 없다.
따라서, US-6824714에서 개시된 자동화된 해결책에서, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체의 각각의 추출 단계 이후에, 제조 챔버 내측에 존재하는 공기를 불활성화 또는 공조하는 단계를 제공할 필요가 있다. 산업적 관점으로부터, 이러한 공조 또는 불활성화 단계는, 적층 제조 기계가 유효하게 사용되는 시간량 및 그에 따른 생산 용량을 감소시킨다.
마지막으로, 환경 및 적층 제조 설비 내에서 작업하는 사람의 건강을 보호하기 위한 특정 법률을 준수하기 위해서, 적층 제조 기계의 사용에 관한 위생 조건을 개선할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은, 종래 기술에서 확인된 단점 중 적어도 하나를 극복하는 것 그리고 전술한 산업적 요구를 충족시키는 것을 목표로 한다.
이를 위해서, 본 발명의 청구 대상은 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 이송하기 위한 장치이다.
본 발명에 따라, 이송 장치는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 이송하기 위한 적어도 2개의 챔버를 포함하고, 각각의 이송 챔버는, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체의 진입/진출을 허용하는 적어도 하나의 개구부를 포함하고, 각각의 개구부는 밀봉 방식으로 이송 챔버를 폐쇄하기 위한 도어를 구비한다.
유리하게, 2개의 이송 챔버는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 격납 방식으로 운송할 수 있게 한다. 또한, 청정한 트레이 및 제조된 부품을 지지하고 고결화되지 않은 분말로 덮인 트레이를 별개로 운송할 수 있게 함으로써, 2개의 이송 챔버는, 트레이가 적층 제조 기계의 제조 챔버 내의 제 위치에 놓이고 사용될 때까지, 청정 트레이의 청정도를 보존할 수 있게 한다.
이어서, 본 발명은 또한 복수의 적층 제조 기계 및 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 이송하기 위한 그러한 장치를 포함하는 적층 제조 설비에 관한 것이다.
보다 광범위한 관점으로부터, 본 발명은 또한, 복수의 적층 제조 기계를 포함하는 적층 제조 설비 내에서 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 이송하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 그러한 방법은, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체가 자동화되고 격납된 방식으로 설비 내에서 운송되는 것을 제공한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 장점은 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다. 비제한적인 예로서 제공된 이러한 설명은 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 적층 제조 설비의 개략적 조감도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적층 제조 설비의 개략적 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 이송하기 위한 이송 장치의 개략적 사시도이다.
도 4는 도 1의 상세도이다.
도 5는 본 발명에 따른 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 이송하기 위한 이송 장치의 개략적 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이송 장치로 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 적층 제조 기계의 제조 챔버로부터/내로 추출 또는 삽입하는 것을 도시한 개략적 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 설비의 격납 챔버(10) 내측에 설치된 복수의 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)를 포함하는 적층 제조 설비에 관한 것이다.
격납 챔버(10)는, 챔버 내측에 존재하는 공기가 챔버 외측으로 순환되는 것을 방지하는 밀봉된 챔버를 의미한다.
도 6에서 확인될 수 있는 바와 같이, 각각의 기계(M1, M2, M3, M4)는 제조 챔버(12)를 포함하고 챔버(12) 내측에서 자동화되고 격납된 방식으로 부품을 제조하기 위해서 이용된다. 제조가 격납된 것이라고 할 수 있는데, 이는, 제조 챔버(12) 내측으로부터 챔버의 외측으로 즉, 설비의 격납 챔버(10)로 공기가 순환되는 것을 방지하는 방식으로, 제조 챔버(12)가 밀봉 방식으로 폐쇄될 수 있기 때문이다.
유리하게, 각각의 기계(M1, M2, M3, M4)가 몇 개의 그리고 바람직하게 2개의 작업 구역을 그 제조 챔버(12) 내측에 포함할 수 있다. 따라서, 각각의 기계는 몇 개의 적층 제조 트레이 상에서 부품을 동시에 제조할 수 있게 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 기계(M1, M2, M3, M4)의 챔버(12)는, 작업 구역(16)만큼 많은 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 위한 진입/진출 에어록(airlock)(14)을 포함할 수 있고, 컨테이너/트레이 조립체는 그러한 작업 구역 전용의 진입/진출 에어록(14)을 통해서 각각의 작업 구역(16)에 진입 및 진출한다.
자동화되고 격납된 방식으로, 적층 제조에서의 이용을 위해서 준비된 적층 제조 분말을 설비의 여러 기계(M1, M2, M3, M4)에 공급하기 위해서, 설비는, 격납 챔버(10) 내측에서, 분말 공급 장치(18) 및 공급 회로(20)를 포함한다. 그러한 공급 회로(20)는 공급 장치(18)를 설비의 여러 기계(M1, M2, M3, M4)에 연결한다. 유리하게, 공급 장치(18)는, 분말을 기계에 분배하기 전에 분말을 준비하기 위해서 또한 이용될 수 있고, 그러한 준비는, 예를 들어, 분말의 건조 단계 및 체걸음(sieving) 단계를 포함한다.
공급 장치(18)가 프로세싱 장치, 계량 장치 및 분말 유동 제어 장치를 연결하는 많은 수의 도관을 포함하기 때문에, 그러한 공급 장치(18)는 분말의 그레인이 통과하여 빠져 나갈 수 있는 많은 수의 접합부를 포함한다. 일부 적층 제조 분말이 독성 화합물을 포함할 수 있기 때문에, 본 발명은 설비의 나머지로부터의 공급 장치(18)의 격리를 제공한다. 이를 위해서, 공급 장치(18)는 설비의 격납 챔버(10) 내측에 제공된 보호 챔버(22) 내에 격납되고, 공급 회로(20)의 도관 또는 도관들(24)은 밀봉 방식으로 보호 챔버(22)의 벽(26)을 통과한다. 도관(24)이 밀봉 방식으로 벽(26)을 통과할 수 있게 하기 위해서, 개구부가 예를 들어 벽(26) 내에 만들어지고, 밀봉 수단이 벽(26)과 도관(24) 사이의 개구부에 제공된다.
다시, 설비의 격납 챔버(10) 내의 분말 누출을 제한하기 위해서, 공급 회로(20)는, 공급 장치(18)로부터의 흡입에 의해서, 분말을 설비의 기계(M1, M2, M3, M4)로 이송한다.
분말 보충을 위해서 조작자가 공급 장치(18)의 격납 챔버(10) 또는 보호 챔버(22)에 진입하여야 하는 것을 방지하기 위해서, 설비의 보호 챔버(22)의 외측으로부터 그리고 격납 챔버(10)의 외측으로부터 공급 장치(18)를 보충하는 것이 제공된다. 이를 위해서, 보충실(28)이 격납 챔버(10)의 외측에 제공되고, 보충 회로(30)는 보충실(28) 내에 위치된 보충 컨테이너(32)를 공급 장치(18)에 연결하는 역할을 한다. 공급 회로(20)의 도관 또는 도관들(24)과 마찬가지로, 보충 회로(30)의 도관 또는 도관들(36)은 격납 챔버(10) 및 보호 챔버(22)의 벽 또는 벽들(34)을 밀봉 방식으로 통과한다.
유리하게, 설비의 각각의 기계 내에 침착된 과다 적층 제조 분말을 재순환 및 재사용하기 위해서, 분말 회수 회로(38)가 설비의 각각의 기계(M1, M2, M3, M4)를 공급 장치(18)에 연결한다. 그러한 회수 회로(38)는, 기계(M1, M2, M3, M4)로부터의 흡입에 의해서, 분말을 공급 장치(18)로 이송하고, 회수 회로(38)의 도관 또는 도관들(40)은 보호 챔버(22)의 벽(26)을 밀봉 방식으로 통과한다.
다시 격납 챔버(10) 내에서, 그리고 설비의 완전한 자동화를 위해서, 설비는 또한 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)를 이송하기 위한 이송 장치(42)를 포함한다.
적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)는 적층 제조 트레이 및 적층 제조 컨테이너로 구성된 조립체를 의미한다. 컨테이너는 트레이를 둘러싸는 벽의 형태를 취하고, 제조된 부품 및 그 주위의 고결화되지 않은 분말과 함께 트레이를 운송하기 위한 역할을 한다.
이러한 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)를 이송하기 위해서, 이송 장치(42)는 여러 기계(M1, M2, M3, M4) 사이에서 순환되는 적어도 하나의 이송 챔버(44)를 포함한다. 그러한 이송 장치(42)는, 자동화되고 격납된 방식으로, 설비의 여러 기계(M1, M2, M3, M4)에 청정 트레이(P)를 공급할 수 있고, 자동화되고 격납된 방식으로, 이러한 기계(M1, M2, M3, M4)에 의해서 이용된 트레이(P) 및 제조된 부품을 회수할 수 있다.
변형예로서 또는 특별히 요구되는 경우에, 이송 장치(42)는 또한, 격납된 방식으로, 트레이(P) 만을, 즉 컨테이너가 없이, 그러나 제조된 부품을 가지거나 가지지 않고, 운송할 수 있게 한다. 이송 장치(42)가 컨테이너가 없이 그러나 제조된 부품을 가지는 트레이를 운송하기 위해서 이용되는 경우에, 기계(M1, M2, M3, M4)는 바람직하게 적층 제조 사이클의 종료 시에 제조된 부품을 둘러싸는 고결화되지 않은 분말을 회수하기 위한 수단을 구비한다.
더 구체적으로, 이송 장치(42)는 설비의 격납 챔버(10) 내에서 그리고 챔버(10)의 바닥(47) 상에서 연장되는 순환 경로(46)의 형태를 취하고, 이송 챔버 또는 챔버들(44)은, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 경로(46) 상에서 이동되도록 설계된 트롤리(48) 상에 장착된다.
바람직하게, 순환 경로(46)는 선형적이고, 설비의 여러 기계(M1, M2, M3, M4)는 순환 경로(46)의 제1 섹션(T1)의 양 측면 상에 분포된다. 다시 바람직하게, 제1 섹션(T1)은 이송 장치(42)의 순환 경로(46)의 제1 단부(E1)에 위치된다.
다시, 격납 챔버(10) 내에서, 그리고 설비의 완전한 자동화를 위해서, 설비는 세정 챔버(52) 내에서, 자동화되고 격납된 방식으로, 적층 제조 트레이(P) 그리고 또한 제조된 부품을 세정하기 위한 적어도 하나의 세정 챔버(52)를 포함하는 세정 장치(50)를 포함한다.
바람직한 변형예에서, 세정 장치(50)는 제1 건식 세정 챔버(52) 및 제2 습식 세정 챔버(54), 그리고 하나의 챔버로부터 다른 챔버로 트레이(P)를 운송하기 위한 컨베이어(56)를 포함한다. 유리하게, 습식 세정 챔버(54)는 적층 제조 트레이(P)를 격납 챔버(10) 내로 삽입하기 위한 그리고 트레이(P)를 격납 챔버(10)로부터 추출하기 위한 진입/진출 에어록(58) 부근에 위치되고, 트레이(P)를 이송하기 위한 제2 컨베이어(60)는 습식 세정 챔버(54)와 에어록(58) 사이에 제공된다. 유리하게, 트레이(P) 및 제조된 부품만이 세정을 필요로 하는데, 이는 그들이, 격납 챔버(10) 내측에서 유지되는 컨테이너와 달리, 격납 챔버(10)로부터 추출되기 때문이다.
설비의 바람직한 실시예에서, 트레이(P)를 위한 세정 장치(50) 및 진입/진출 에어록(58)은 이송 장치(42)의 선형 순환 경로(46)의 제2 단부(E2)에 위치된다.
설비의 여러 기계 및 장치의 여러 챔버 내에서의 컨테이너/트레이 조립체(C)의 격납을 최적화하기 위해서, 설비는 설비의 격납 챔버(10) 내측의 공기 압력을 제어하기 위한 장치(62), 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)의 제조 챔버(12) 내측의 공기 압력을 제어하기 위한 장치(64), 이송 장치(42)의 각각의 이송 챔버(44) 내측의 공기 압력을 제어하기 위한 장치(66), 및 세정 장치(50)의 적어도 하나의 세정 챔버(52, 54) 내측의 공기 압력을 제어하기 위한 장치(68)를 포함한다. 이러한 여러 장치(62, 64, 66 및 68)로, 챔버(12, 44, 52 및 54) 내의 공기를 격납 챔버(10) 내의 공기 압력 이하의 압력에서 유지할 수 있다. 그에 따라, 이러한 챔버(12, 44, 52 및 54)로부터 격납 챔버(10)로의 독성 분말 그레인의 임의 누출이 제한된다.
유리하게, 장치(62)는 또한 설비의 격납 챔버(10) 내측에 도입하기 전에 공기를 처리할 수 있게 한다. 예를 들어, 장치(62)는, 챔버 내로의 도입에 앞서서, 격납 챔버(10) 외측으로부터 취한 공기를 필터링하고 그 온도 및 습도를 제어할 수 있게 한다.
제조 챔버(12) 및 이송 챔버(44)의 삽입을 관리할 수 있게 하기 위해서, 장치(64)를 또한 이용하여 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)의 제조 챔버(12) 내로 도입되는 공기의 기체 조성을 제어할 수 있고, 장치(66)를 또한 이용하여 이송 장치(42)의 각각의 이송 챔버(44) 내로 도입되는 공기의 기체 조성을 제어할 수 있다. 더 구체적으로, 장치(64 및 66)를 이용하여, 이러한 장치가 연결되는 챔버 내로 도입되는 공기 내의 산소 레벨을 제어할 수 있다. 각각의 이송 챔버(44)의 삽입을 제공하는 것은, 기계(M1, M2, M3, M4)가 불활성화 에어록을 구비하여야 할 필요성을 제거하고, 컨테이너/트레이 조립체(C)의 각각의 진입/진출 이후의 각각의 제조 챔버 내에 존재하는 공기의 재-불활성화를 방지한다. 유리하게, 장치(64 및 66)를 또한 이용하여, 격납 챔버(10)의 외측으로부터, 그러한 장치가 연결되는 챔버의 탈-불활성화(de-inerting)를 관리할 수 있다.
바람직하게, 이러한 여러 장치(62, 64, 66 및 68)의 모두가 설비의 격납 챔버(10) 외측에 위치된다. 그에 따라, 이러한 장치는 격납 챔버(10)의 작업 체적부를 어지럽히지 않고, 필요한 보호 장비로 격납 챔버(10)에 진입할 필요가 없이, 이러한 장치에 개입할 수 있다. 또한, 이러한 장치가 설비의 격납 챔버(10) 외측에 위치되기 때문에, 이러한 여러 장치(62, 64, 66 및 68)는 통상적인 오염 제거를 필요로 하지 않는다.
고밀도 적층 제조 분말의 그레인 또는 입자의 배출을 돕기 위해서, 하향 공기 유동이 설비의 격납 챔버(10) 내에 제공된다. 이를 위해서, 격납 챔버(10)의 천장(70)은 공기가 통과하여 격납 챔버 내로 도입되는 적어도 하나의 환기부(72)를 구비하고, 공기가 통과하여 격납 챔버(10)로부터 추출되는 적어도 하나의 공기 추출기(74)가 격납 챔버의 바닥(47)과 같은 높이에서 제공된다. 더 구체적으로, 예를 들어 환기 레일(ventilation rail) 형태를 취하는 환기부(72)가 설비의 격납 챔버(10) 내측의 공기의 압력 및 조성을 제어하기 위한 장치(62)에 연결되고, 각각의 공기 추출기(74)는 격납 챔버(10)의 외부로 방출하기 전에 공기를 여과하기 위한 여과 장치(76)에 연결된다.
설비의 격납 챔버(10) 외측으로부터 그 동작을 제어하기 위해서, 각각의 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)는, 세정 장치(50) 및 이송 장치(42)를 따라, 설비의 격납 챔버(10) 외측에 위치된 관리 인터페이스(78)를 포함한다. 바람직하게, 단일 관리 인터페이스(78)가 전술한 여러 기계 및 여러 장치에 의해서 공유된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공유된 관리 인터페이스(78)는 격납 챔버(10) 외측에 위치된 감독 부스(80) 내에 설치될 수 있다.
고결화되지 않은 분말의 그레인이 위에 침착될 수 있는, 격납 챔버(10)의 바닥(47) 위의 표면을 제한하기 위해서, 그리고 관리 인터페이스(78), 및 장치(64, 66, 및 68)와 같이 공기 및/또는 전기 파워 및/또는 공압 파워를 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4), 세정 장치(50) 및 이송 장치(42)에 공급하기 위한 수단이 설비의 격납 챔버(10) 외측에 위치됨에 따라, 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4), 세정 장치(50) 및 이송 장치(42)를 그들의 관리 인터페이스(78)에 연결하는 컴퓨터 링크, 예를 들어 와이어링, 그리고 공기 및/또는 전기 파워 및/또는 공압 파워를 공급하기 위한 그들의 수단에 대한 그들의 연결부, 예를 들어 도관 및 케이블(81)이 이러한 기계 및 이러한 장치의 상단부와 격납 챔버의 천장(70) 사이에서 연장된다. 이송 장치(42)가 이동 가능함에 따라, 이송 장치는, 견인 체인(drag chain)(82)을 통해서 그 관리 인터페이스(78)에 그리고 그 공급 수단에 연결된다.
기계(M1, M2, M3, M4)와 세정 장치(50) 사이의 컨테이너/트레이 조립체(C)의 흐름을 조절하기 위해서, 컨테이너/트레이 조립체(C)를 저장하기 위한 2개의 장치(84 및 86)가 제공된다. 저장 장치의 챔버는 이송 장치(42)의 이송 챔버 또는 챔버들(44)과 연통되게 배치되도록 설계된다. 청정 트레이(P)의 오염을 방지하기 위해서, 이러한 장치(84) 중 하나가 청정 트레이(P)를 포함하는 컨테이너/트레이 조립체(C)의 저장부에 지정되고, 다른 장치(86)는 청소하고자 하는 트레이(P)를 포함하는 컨테이너/트레이 조립체(C)의 저장부에 지정된다. 유리하게, 이러한 장치(84, 86)의 저장 챔버를 불활성화시키는 것 그리고 이러한 챔버 내측의 공기 압력을 제어하는 것이 또한 고려될 수 있다. 바람직하게, 이러한 2개의 저장 장치(84 및 86)는, 기계(M1, M2, M3, M4)와 세정 장치(50) 사이에서, 이송 장치(42)의 순환 경로(46)의 중심을 향해서 위치된다.
손상된 또는 결함이 있는 트레이(P) 또는 컨테이너/트레이 조립체(C)를 수동으로 추출할 수 있도록, 유지보수 에어록(88)이 이송 장치(42)의 순환 경로(46)를 따라서 제공된다. 그러한 유지보수 에어록(88)의 챔버는 이송 장치(42)의 이송 챔버 또는 챔버들(44)과 연통되게 배치되도록 설계된다. 바람직하게, 유지보수 에어록(88)은 이송 장치(42)의 순환 경로(46)의 제2 단부(E2)에 위치된다.
다시, 이송 장치(42)의 순환 경로(46)의 제2 단부(E2)에서, 그리고 그 경로(46)의 단부에서, 예를 들어, 이송 챔버(44)의 교체와 같은, 이송 장치(42)의 트롤리(48) 상의 여러 가지 유지보수 과정을 실행하기 위한 유지보수 구역(90)이 제공된다.
막 설명된 여러 가지 격납 챔버 및 여러 가지 공기 유동 및 처리 장치에 더하여, 본 발명은, 설비의 여러 장치 및 기계의 다양한 챔버 내에서 운송 및 사용되는, 컨테이너/트레이 조립체(C)의 격납, 그리고 그에 따른 트레이(P)의 격납을 개선하기 위한 방법을 또한 제공한다.
첫 번째로, 그리고 플랜트의 다른 설비와 같은, 설비 외측의 환경을 보호하기 위해서, 격납 방법에 따라, 격납 챔버(10) 내측의 공기가 격납 챔버 외측의 공기 미만의 압력에서 유지된다. 그에 따라, 설비 외측으로의 적층 제조 분말 그레인의 임의 누출이 방지된다.
이어서, 격납 방법에 따라, 각각의 이송 챔버(44)가 여러 기계(M1, M2, M3, M4)의 제조 챔버(12)와 연통되게 배치되도록 설계되기 때문에, 각각의 이송 챔버(44) 내측의 공기 압력은 각각의 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)의 제조 챔버(12)의 내측의 공기 압력과 실질적으로 같다.
적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 각각의 추출 및 삽입 이후에 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)의 제조 챔버(12)의 재-불활성화를 방지하기 위해서, 또한 격납 방법에 따라, 각각의 이송 챔버(44) 내측의 공기의 조성은, 특히 공기 내의 질소와 같은 불활성 가스 및 산소의 비율과 관련하여, 각각의 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)의 제조 챔버(12) 내측의 공기의 조성과 실질적으로 동일하게 유지된다.
세정 장치(50)의 건식 세정 챔버(52)의 격납을 최적화하기 위해서, 격납 방법에 따라, 건식 세정 챔버(52) 내측의 공기 압력은 설비의 격납 챔버(10) 내측에서 유지되는 공기 압력 미만으로 유지된다.
마지막으로, 그리고 설비의 격납 챔버(10) 내측에 제공된 보호 챔버(22) 내의 공급 장치(18)의 격납을 최적화하기 위해서, 격납 방법에 따라, 보호 챔버(22) 내측의 공기 압력은 격납 챔버(10) 내측에서 유지되는 공기 압력 미만으로 유지된다.
적층 제조 설비 및 여러 챔버 내의 컨테이너/트레이 조립체(C)의 격납의 완전한 자동화와 병행하여, 본 발명은 또한 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)를 이송하기 위한 이송 장치(42)와 관련된다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이송 장치(42)는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)를 이송하기 위한 적어도 2개의 이송 챔버(44)를 포함한다. 각각의 이송 챔버(44)는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 위한 적어도 하나의 개구부(92)를 포함하고, 각각의 개구부(92)는 이송 챔버(44)를 밀봉 방식으로 폐쇄하기 위한 도어(94)를 구비한다.
이송 챔버가 트롤리(48) 및 이송 장치(42)의 순환 경로(46)와 연관됨에 따라, 2개의 이송 챔버(44)를 이용하여 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)를, 그에 따라 적층 제조 트레이(P)를, 설비의 여러 기계(M1, M2, M3, M4)와 여러 장치(50, 84, 86, 88) 사이에서 격납되고 자동화된 방식으로 운송할 수 있다. 또한, 세정하고자 하는 트레이와 별개로 청정 트레이(P)를 운송하는 것에 의해서, 2개의 이송 챔버(44)는, 트레이가 적층 제조 기계의 제조 챔버(12) 내의 제 위치에 놓이고 사용될 때까지, 청정 트레이(P)의 청정도를 보존할 수 있게 한다.
이송 챔버(44)와 제조 챔버(12) 사이에서 컨테이너/트레이 조립체(C)를 운반하는 동안 기계(M1, M2, M3, M4)의 이송 챔버(44)와 제조 챔버(12) 사이의 최적의 밀봉을 보장하기 위해서, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 위한 개구부(92)를 구비하는 이송 챔버의 각각의 벽(96)은 내부 벽(98) 및 외부 벽(100)을 포함하는 이중 벽의 형태를 취하고, 그러한 각각의 벽은 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 위한 개구부(92, 102)에 의해서 횡단되고, 내부 벽(98) 내의 개구부(92)는 내부 벽(98)을, 그에 따라 이송 챔버(44)를 밀봉 방식으로 폐쇄하기 위한 도어(94)를 구비하는 한편, 외부 벽(100) 내의 개구부(102)는 주변 밀봉부(104)를 구비한다. 바람직하게, 주변 밀봉부(105)가 또한 도어(94)와 내부 벽(98) 사이에 제공된다. 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)의 이송 챔버(44)와 제조 챔버(12) 사이의 밀봉을 달성하기 위해서, 개구부(102)는 바람직하게 외부 벽(100)의 전체 표면에 걸쳐 연장된다.
이상적으로, 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 이송 챔버(44)의 벽(96)과 접촉되게 배치되도록 설계된 제조 챔버(12)의 벽(106)이 또한 내부 벽(108) 및 외부 벽(112)을 가지는 이중 벽의 형태를 취한다. 내부 벽(108)은 도어(110)에 의해서 폐쇄된 개구부(109)를 포함하고, 주변 밀봉부(115)는 도어(110)와 내부 벽(108) 사이에 제공되고, 개구부(113)를 가지는 외부 벽(112)은 주변 밀봉부(114)를 구비한다.
유리하게, 이송 장치(42)의 각각의 이송 챔버(44)는 이송 챔버(44)를 트롤리(48)에 대해서 측방향으로 이동시키기 위한, 랙 시스템(rack system)과 같은, 작동기(116)를 구비한다. 따라서, 이송 챔버(44)와 제조 챔버(12) 사이의 컨테이너/트레이 조립체(C)의 운반 중에, 이송 챔버(44)의 벽(96)은 제조 챔버(12)의 벽(106)에 대해서 가압되고, 외부 벽(100, 112)의 밀봉부(104, 114)는 서로에 대해서 압축되어 이러한 2개의 챔버 사이의 연통을 밀봉한다.
공간 절약을 위해서 그리고 제조 챔버(12)와 함께 이송 챔버(44)를 가져 오는 것을 돕기 위해서, 이송 챔버(44)의 도어(94) 및 제조 챔버(12)의 도어(110)가 활주된다.
선형 순환 경로(46) 및 설비의 선형 배열과 관련하여 최적화된 이송 장치(42)의 일 실시예에서, 각각의 이송 챔버(44)는 적어도 2개의 대향 측벽(96D, 96G)을 포함하고, 이러한 대향 측벽(96D, 96G)의 각각은, 이송 챔버(44)를 밀봉 방식으로 폐쇄하기 위한 도어(94)를 구비한, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 위한 개구부(92)를 포함한다. 따라서, 이송 챔버(44)는, 컨테이너/트레이 조립체(C)를, 순환 경로(46)의 양 측면에 배열된 기계(M1, M2, M3, M4)에 그리고 여러 장치(50, 84, 86, 88)에 가져 올 수 있게 한다.
다시, 선형 순환 경로(46) 및 설비의 선형 배열과 관련하여 최적화된 이송 장치(42)의 실시예에 따라, 이송 챔버(44)가 위에 장착되는 트롤리(48)를 이송 장치(42)가 포함할 때, 이송 챔버(44) 내의 각각의 개구부(92)가 다른 이송 챔버 내의 개구부(92)와 병치되는 방식으로, 이송 챔버들(44)이 트롤리(48) 상에 병치된다.
트롤리(48)가 이동되는 순환 경로(46)의 방향(D46)에 평행한 길이방향(D48)으로 트롤리(48)가 연장됨에 따라, 이송 챔버(44)는 트롤리(48)의 길이방향(D48)에 수직인 횡방향(DT)으로 그리고 바람직하게 길이방향(D48)의 양 측면 상에서 개방된다. 또한, 작동기(116)가 이송 챔버(44)를 트롤리(48)에 대해서 측방향으로 이동시킬 때, 작동기는 이송 챔버를 전술한 횡방향(DT)으로 이동시킨다.
이송 챔버(44)를 횡방향으로 이동시키기 위한 작동기(116)에 더하여, 각각의 이송 챔버(44)는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)를 챔버 내의 각각의 개구부(92)를 통해 병진 운동으로 이동시키기 위한 내부 컨베이어(118)를 포함한다. 더 정확하게, 내부 컨베이어(118)는, 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)를 트롤리(48)의 길이방향(D48)에 수직인 횡방향(DT)으로 이동시킬 수 있게 한다.
순환 경로(46)를 따른 트롤리(48)의 자율적 이동을 위해서, 트롤리(48)의 적어도 하나의 차축(120)이 모터화된다(motorized).
유리하게, 이송 장치(42) 및 그 이송 챔버(44)를 이용하여 트레이(P) 만을 또는 제조된 부품과 함께 운송할 수 있다.
보다 광범위한 관점으로부터, 본 발명은 또한, 복수의 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)를 포함하는 적층 제조 설비 내에서 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)를 이송하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 이송 방법에 따라서, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)는 설비 내에서, 즉 설비의 격납 챔버(10) 내에서 자동화되고 격납된 방식으로, 여러 기계(M1, M2, M3, M4)와 챔버 내에 존재하는 여러 장치(50, 84, 86, 88) 사이에서 운송된다.
유리하게, 또한 이송 방법에 따라, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)는, 예를 들어 장치(66) 및 연결부(81, 82)에 의해서, 특히 이송 챔버(44) 내측에 존재하는 공기 내의 질소와 같은 불활성 가스 및 산소의 비율을 제어하는 것에 의한, 설비 내의 제어된 대기 내에서 자동화되고 격납된 방식으로 운송된다.
마지막으로, 그리고 특히 2개의 이송 챔버(44)의 존재로 인해서, 방법에 따라, 청정 트레이(P)는, 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)에 의해서 사용된 트레이(P)를 이송하기 위해서 이용된 이송 챔버 이외의 이송 챔버 내에서 이송된다. 바람직하게, 하나의 이송 챔버(44)가 청정 트레이(P)의 운송을 위해서 이용되고, 이송 장치(42)의 다른 챔버(44)가, 적층 제조에서 이용된 트레이(P)를 운송하기 위해서 이용된다.
설비 내의 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)의 운송을 완전 자동화함으로써 그리고 저장 장치(84 및 86)의 존재로 인해서, 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)가 유효하게 사용되는 시간이 최대화된다. 유사하게, 트레이(P)의 세정 및 분말 공급이 외부적으로 그리고 상호적으로(mutually) 이루어지기 때문에, 특히 트레이 세정 및 분말 재활용을 위한 내부 수단을 포함하는 종래 기술의 기계에 비해서, 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)가 유효하게 사용되는 시간이 최대화된다.

Claims (9)

  1. 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 적층 제조 트레이(P)를 이송하기 위한 장치(42)에 있어서, 이송 장치(42)는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체를 이송하기 위한 적어도 2개의 챔버(44)를 포함하고, 각각의 이송 챔버(44)는, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 허용하는 적어도 하나의 개구부(92)를 포함하고, 각각의 개구부(92)는 밀봉 방식으로 이송 챔버를 폐쇄하기 위한 도어(94)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 이송 장치(42).
  2. 제1항에 있어서,
    적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 위한 개구부(92)를 구비한 이송 챔버(44)의 각각의 벽(96, 96D, 96G)은 내부 벽(98) 및 외부 벽(100)을 포함하는 이중 벽의 형태를 취하고, 각각의 벽은 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 위한 개구부(92, 102)에 의해서 횡단되고, 내부 벽(98)의 개구부(92)는 내부 벽(98)을 밀봉 방식으로 폐쇄하기 위한 도어(94)를 구비하고, 외부 벽(100)의 개구부(102)는 주변 밀봉부(104)를 구비하는, 이송 장치(42).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 이송 챔버(44)는 적어도 2개의 대향 측벽(96D, 96G)을 포함하고, 이러한 대향 측벽(96D, 96G)의 각각은, 이송 챔버(44)를 밀봉 방식으로 폐쇄하기 위한 도어(94)를 구비하는, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)의 진입/진출을 위한 개구부(92)를 포함하는, 이송 장치(42).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    이송 챔버(44)가 위에 장착되는 트롤리(48)를 이송 장치(42)가 포함할 때, 이송 챔버(44)는, 이송 챔버(44) 내의 각각의 개구부(92)가 다른 이송 챔버(44) 내의 개구부(92)와 병치되는 방식으로, 트롤리(48) 상에 병치되는, 이송 장치(42).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    트롤리가 이동되는 순환 경로(46)의 방향(D46)에 평행한 길이방향(D48)으로 트롤리(48)가 연장될 때, 이송 챔버(44)는 트롤리(48)의 길이방향(D48)에 수직인 횡방향(DT)으로 개방되는, 이송 장치(42).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 이송 챔버(44)는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)를 상기 챔버 내의 각각의 개구부(92)를 통해서 병진 운동으로 이동시키기 위한 내부 컨베이어(118)를 포함하는, 이송 장치(42).
  7. 복수의 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4), 및 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 그리고 상기 여러 적층 제조 기계들 사이에 제공되는 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C)를 이송하기 위한 장치(42)를 포함하는 적층 제조 설비.
  8. 복수의 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)를 포함하는 적층 제조 설비 내에서 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 적층 제조 트레이(P)를 이송하기 위한 방법이며, 적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)가 상기 설비 내에서 자동화되고 격납된 방식으로 운송되며, 청정 트레이(P)는, 적층 제조 기계(M1, M2, M3, M4)에 의해서 사용된 트레이(P)를 이송하기 위해서 사용된 이송 챔버 이외의 이송 챔버 내에서 이송되는, 적층 제조 컨테이너를 이송하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    적층 제조 컨테이너/트레이 조립체(C) 또는 트레이(P)가 상기 설비 내의 제어된 대기 내에서 자동화되고 격납된 방식으로 운송되는, 적층 제조 컨테이너를 이송하기 위한 방법.
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