KR20180099718A - 스위치 기어 캐비닛을 위한 베이스 플레이트를 포함하는 스위치 보드 및 3d 프린팅 프로세스에서 그 제조 방법 - Google Patents

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올리버 펜커
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리브헤어 컴포넌츠 비버라흐 게엠베하
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Abstract

본 발명은 일반적으로 적어도 하나의 베이스 플레이트를 갖는 적어도 하나의 스위치 보드를 포함하는 스위치 기어 캐비닛들에 관한 것이고, 베이스 플레이트 위에는 전기 스위칭 엘리먼트들이 배열 및 전기적으로 상호연결된다. 이와 관련하여, 본 발명은 특히 상기 타입의 스위치 기어 캐비닛을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 3차원 프린팅 기술을 사용하여 가능한 최대 범위까지 스위치 기어 캐비닛 또는 이의 전기 컴포넌트들을 제조하는 것이 제안된다.

Description

스위치 기어 캐비닛을 위한 베이스 플레이트를 포함하는 스위치 보드 및 3D 프린팅 프로세스에서 그 제조 방법
본 발명은 일반적으로 적어도 하나의 베이스 플레이트를 갖는 적어도 하나의 스위치 보드를 포함하는 스위치 기어 캐비닛들에 관한 것이고, 베이스 플레이트 위에는 적어도 하나의 장비에 전기 에너지를 송신 및/또는 분배하기 위해 전기 스위칭 디바이스들이 배열 및 전기적으로 상호연결된다. 이와 관련하여, 본 발명은 특히 이러한 스위치 기어 캐비닛을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
스위치 기어 캐비닛들을 구성하는 이전 방법에서는, 예를 들어, 회로 보드의 드릴링, 전기 컴포넌트들의 부착 및 컴포넌트들의 개별적인 전기 커넥터들의 연결과 같은 많은 수동 절차들이 포함된다. 이러한 수동 절차들은 에러에 취약하며 많은 비용이 든다. 또한 광범위한 영역들에서, 이러한 목적에 특수화된 동작으로 스위치 기어 캐비닛을 제조 및 조립하고, 그 다음, 이를 사용 위치로 운송하고, 많은 범위까지 사전-조립되고, 그 다음, 예를 들어, 건설 크레인들, 하버 크레인들 또는 해양 크레인들과 같은 크레인들의 경우에서와 같이, 예를 들어, 스위치 기어 캐비닛에 의해 제어될 모터들과 같은 외부 조립체들 또는 장비만이 연결되는 것이 통상적이다. 이는 통상적으로 많은 운송 비용들을 초래한다.
이와 관련하여, 이러한 스위치 기어 캐비닛들은 통상적으로 다수의 스위치 보드들을 포함하며, 이는 스위치 기어 캐비닛 하우징에 수평으로 및/또는 수직으로 수용된다. 이와 관련하여, 복수의 스위칭 엘리먼트들이 통상적으로 베이스 플레이트들 상에 장착되고, 이러한 엘리먼트들은 회로 로직을 구현하도록 서로 전기적으로 연결되거나 배선된다. 이와 관련하여, 상기 스위칭 엘리먼트들 또는 디바이스들은 가장 다양한 타입들, 예를 들어 스위치들, 버튼들, 디스플레이 엘리먼트들, 예를 들어, 디바이스들 또는 표시등, 측정 디바이스들, 입력 수단, 예를 들어, 터치 스크린들, 푸시 버튼들, 토글 스위치 등일 수 있다. 특히, 전력 전자 장치들의 컴포넌트들은 또한 베이스 플레이트 상의 스위칭 엘리먼트들, 예를 들어 주파수 인버터들 등으로서 제공될 수 있다. 퓨즈(fuse)들 또는 테스트 스위치들이 또한 스위치 보드의 일부일 수 있다.
따라서, 이러한 스위치 기어 캐비닛은 일반적으로 대응하는 빈 하우징에 저전압 스위칭 디바이스 조합을 형성하거나 포함하며, 상기 스위칭 디바이스 조합은 대부분의 경우, 예를 들어, 퓨즈들과 같이 요구된 모니터링을 포함하여, 보조 회로의 형태인 제어부 및 메인 회로의 형태인 전력부 둘 모두를 포함한다. 따라서, 스위치 기어 캐비닛은 모든 내부의 전기 및 기계 연결들 및 설계 부분들과 함께 제어, 측정, 보고, 보호 및 규제를 위한 관련 장비를 갖는 하나 이상의 저전압 스위칭 디바이스들의 조합 둘 모두를 포함한다.
이와 관련하여, 스위치 기어 캐비닛들은 하나 이상의 공급자들로부터 동작 동안 전기 에너지를 수신하고 이러한 에너지를 하나 이상의 케이블들 또는 라인들에 의해 다른 장비에 분배하는 작업을 갖는다. 이와 관련하여, 전술한 메인 회로는 전력을 송신하도록 예상되는 회로 내의 스위칭 디바이스 조합의 모든 전도부들을 포함하는 한편, 보조 회로는, 전술한 메인 회로가 아니며 제어, 측정, 보고, 규제 및 데이터 프로세싱을 위해 임의의 전력을 송신하도록 예상되지 않는 회로의 스위칭 디바이스 조합의 모든 전도부들을 포함한다.
문헌 DE 89 02 022 U1, US 2015/0201499 A1, WO 2014/2009994 A2 및 DE 10 2011 100 555 A1로부터, 적어도 부분적으로, 3D 프린팅 및 다른 코팅 수단에 의해 회로 보드의 형태로 전자 모듈들을 제조하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 스위치 기어 캐비닛과 반대로, 이러한 회로 보드들은, 이들에 의해 전력이 수신되지 않고 대응하는 소비자들에게 송신 또는 분배됨이 없이, 데이터 프로세싱 및 제어를 담당하는 전자 모듈들일 뿐이다. 회로 보드들의 형태인 이러한 전자 모듈들은 초기에는 아날로그 기술을 사용하여 제조되었으며, 그 다음, 단계적으로 디지털 기술 및 그 다음 마이크로제어기 기술로 추가로 발전되었다.
스위치 기어 캐비닛과 반대로, 이러한 회로 보드들 및 전자 모듈들의 경우 훨씬 더 작은 전압 및 전력 범위들이 발생한다. 데이터 프로세싱 및 제어를 위한 회로 보드들 및 이와 유사한 전자 모듈들의 경우, 전자 모듈들의 경우에 지배적인 작은 전압 및 전력 범위들로 인해 접촉 안전, 전기 쇼크 또는 전기 아크 사고들과 같은 주제들이 거의 무관한 한편, 스위치 기어 캐비닛 구성에서는 이와 동일한 주제들이 거의 항상 고려되어야 한다. 한편으로는 데이터 프로세싱 및 제어를 위한 회로 보드들 및 전자 모듈들과, 다른 한편으로는 전기 에너지를 다른 동작 엘리먼트들(이들 중 일부는 생명을 위협하는 전압들, 쇼크의 위험 및 전기 아크 사고들을 가짐)에 분배 및 송신하기 위한 스위치 기어 캐비닛들 사이의 이러한 근본적인 차이로 인해, 스위치 기어 캐비닛의 특수한 위험들에 대응하기 위해, 스위치 기어 캐비닛을 제조하기 위한 특수한 주의 및 안전 조치들이 요구된다. 특히, 개별적인 저전압 스위칭 디바이스들은 개별적으로 차례로 설치 및 삽입된다. 또한, 전술한 특수한 위험들을 고려하기 위해, 별개의 설치 플레이트들 및 지지 레일들을 갖는 내부 구조의 특수한 구조화, 및 메인 회로 및 보조 회로로의 분할이 수행되었다. 그러나, 이로 인해 제조가 복잡해지고 부품들이 많아지며, 스위치 캐비닛 조립자에 대한 피로를 초래한다.
본 발명은 전술한 타입의 개선된 스위치 기어 캐비닛 및 이를 제조하기 위한 개선된 방법을 표시하는 작업에 기초하며, 이는 종래 기술의 단점들을 회피하고 본 기술분야를 유리한 방식으로 추가로 발전시킨다. 특히, 스위치 기어 캐비닛의 제조 및 조립과 관련된 노력 및 에러 취약성이 방지될 것으로 예상되고, 스위치 기어 캐비닛의 분산형 제조가 가능해질 것으로 예상된다.
본 발명에 따르면, 이러한 작업은 청구항 제1항에 따른 방법 및 청구항 제15항에 따른 스위치 기어 캐비닛에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들의 목적이다.
따라서 3차원 프린팅 기술을 가능한 최대 범위까지 사용하여, 전기 에너지를 송신 및/또는 분배하기 위한 전기 컴포넌트들을 갖는 메인 회로를 포함하는 스위치 기어 캐비닛을 제조하는 것이 제안된다. 본 발명에 따르면, 전기 에너지를 송신 및/또는 분배하기 위해, 베이스 플레이트 상에 배열된 스위칭 엘리먼트들 중 적어도 하나를 갖는 적어도 베이스 플레이트는 3D 프린팅 방법을 사용하여 3D 프린터에 의해 제조된다. 이와 관련하여, 베이스 플레이트 및 상기 스위칭 엘리먼트는 층으로 구축될 수 있고, 재료 층들은 에너지 빔을 사용하여 층별로 차례로 액화 및/또는 응고될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 재료들은 층별로 분말 및/또는 페이스트 및/또는 액체의 형태로 적용될 수 있고, 그에 따라 레이저 빔 또는 전자 빔 또는 플라즈마 빔에 의해 층별로 용융 또는 응고될 수 있고 그리고/또는 각각의 예에서 경화된 층을 형성하도록 경화 및/또는 화학적 반응을 겪을 수 있다. 놀랍게도, 전력 송신 스위칭 디바이스들을 제조하고, 이에 의해, 충분히 안전한 방식으로 3D 프린팅 기술에 의해 전력이 하나 이상의 공급자들로부터 수신되고 소비자들에게 분배되어, 스위치 기어 캐비닛들의 경우의 특수한 위험들, 예를 들어, 전기 쇼크들, 과열, 폭발들 또는 전기 아크들에 대응하는 것이 가능하다. 이전의 예상들과 반대로, 심지어 전력을 송신하도록 예상되는 전류와 스위칭 디바이스 조합은 요구되는 품질을 갖는 3D 프린팅 방법에 의해 제조될 수 있다.
3D 프린팅 방법을 사용하는 이러한 제조에 의해, 사용 위치에 직접 또는 그 근처에 이들의 프린팅된 스위치 기어 캐비닛들 또는 부품들을 제조하는 것이 가능하여 운송 비용들을 극단적으로 감소시키는 것이 가능한데, 이는, 더 이상 전체 스위치 기어 캐비닛 또는 이의 베이스 플레이트들 및/또는 스위칭 엘리먼트들을 운송할 필요 없이 3D 프린터에 대해 요구되는 제조 데이터만을 운송하면 되기 때문이다. 또한, 특히 배선과 관련하여 다양한 수동 조립체 및 제조 단계들이 제거될 수 있고, 이에 의해 관련된 에러 취약성이 방지될 수 있다. 또한 스위치 보드의 개념 및 아키텍처에는 명백하게 더 큰 설계 자유가 존재한다.
특히, 본 발명의 추가적 개발에서, 스위칭 로직은 베이스 플레이트에 통합될 수 있다. 결과적으로, 베이스 플레이트에 부착된 전기 스위칭 엘리먼트들의 힘든 배선이 방지되거나 또는 적어도 크게 감소될 수 있고, 이에 따라 이와 관련된 에러 취약성이 또한 제거될 수 있다. 특히, 전기 스위칭 엘리먼트들 및 디바이스들을 연결하기 위한 전기 연결 도체들은 베이스 플레이트에 통합될 수 있으며, 상기 스위칭 로직 또는 상기 전기 연결 도체들은 베이스 플레이트가 형성되는 것과 동시에 3D 프린터에 의해 형성될 수 있어서, 회로 로직 및 베이스 플레이트의 코퍼스(corpus)가 하나의 작업 단계에서 제조될 수 있다. 또한 저항기들, 인덕터들 또는 커패시터들과 같은 더 작은 로직 컴포넌트들 뿐만 아니라 전기 또는 기계 커넥터들 및 홀더들, 가이드들 또는 포지셔너들과 같은 구조적 부품들은 3D 프린팅에 의해 베이스 플레이트에 통합되고 구축될 수 있다.
3D 프린팅 프로세스 동안 연결 도체들의 일체형 구성에 대한 대안으로서 또는 그에 추가로, 케이블들, 도체들 또는 다른 전기 컴포넌트들이 후속적으로 삽입될 수 있는 베이스 플레이트의 3D 프린팅 동안 채널들 및/또는 적응부들이 또한 캐비티들로서 형성될 수 있다.
근본적으로, 이와 관련하여, 베이스 플레이트 및 그에 통합되는 회로 로직만이 3D 프린터에 의해 형성될 수 있어서, 지금까지 통상적인 케이블 채널들 대신에, 자동화된 방식으로 제조될 수 있고 신호 송신을 위해 내부 도체 트랙들을 가질 수 있는 하드-와이어드 베이스 플레이트들이 생성된다. 상업적으로 이용가능한 스위칭 디바이스들이 이러한 베이스 플레이트들과 함께 사용될 수 있으며, 스위칭 디바이스들의 연결들은 상기 베이스 플레이트들에 대한 라인들을 사용하여 생성될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 스위칭 디바이스들 또는 스위칭 엘리먼트들, 및 특히 심지어 전력 송신 컴포넌트들은 또한 여전히 설명될 바와 같이 적어도 부분적으로 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 추가적인 개발로서, 베이스 플레이트는 3D 프린팅 방법을 사용하여 상이한 재료들로 구성된 복합 재료 플레이트로서 구성될 수 있는데, 여기서, 특히, 타겟팅된 구조들의 형태인 신호-전도성 및/또는 전류-전도성 재료가 비전도성 매트릭스 재료에 매립될 수 있다. 예를 들어, 마감된 베이스 플레이트에서 도체들로서 기능하는 구리 구조들은 비전도성 매트릭스 재료, 예를 들어, 세라믹 재료에 매립될 수 있고, 구리 구조와 함께 형성되는 플레이트 코퍼스는 층별로 구축된다. 이러한 목적으로, 매트릭스 재료는 모든 층에서 분말 형태로 분산될 수 있는데, 예를 들어 구리 입자들 또는 구리 분말이 원하는 위치들에 도입되어, 에너지 빔 처리 동안, 구리 구조 부분이 국부적인 경계들로 형성되는 층이 형성되고, 그 다음, 이러한 부분은 아래에 놓인 층에서 그리고 위에 놓이고 여전히 형성되어야 할 층에서 구리 구조 부분들과 연결되어, 예를 들어, 도체-형성 또는 스트랜드-형상 전도성 구조를 생성한다.
스위치 기어 캐비닛은 근본적으로 적어도 하나의 스위칭 디바이스 조합을 각각 같은, 서로 연결된 다수의 베이스 플레이트들을 가질 수 있고, 상기 베이스 플레이트들은 이들의 스위칭 디바이스 조합들을 포함하여, 스위치 기어 캐비닛에 수평으로 또는 수직으로 설치될 수 있다. 다수의 베이스 플레이트들 대신에, 하나의 큰 베이스 플레이트가 또한 사용될 수 있으며, 그 다음, 그 위에 그 모든 스위칭 엘리먼트들이 배열된다.
예를 들어, 케이블 채널을 위한 수직 또는 수평 공간을 각각 형성할 수 있는 다수의 베이스 플레이트들이 사용되면, 베이스 플레이트들은 유리하게는 전기 연결을 위한 단자들 또는 다른 엘리먼트들을 가질 수 있고, 이에 의해 베이스 플레이트들은 서로 연결될 수 있고, 상기 전기 커넥터들은 특히 신호 커넥터들 및/또는 전류 전도성 커넥터들을 포함할 수 있다. 그러나, 베이스 플레이트의 상기 전기 연결 섹션들이 3차원 프린팅 기술에 의해 형성되면 유리하지만, 상기 전기 커넥터들을 3D 프린팅에 의해 형성된 플레이트들에 일부 다른 방식으로 후속적으로 부착하는 것이 또한 가능할 것이다. 베이스 플레이트 상의 상기 전기 연결 섹션들은 서로 매칭되거나 또는 예를 들어 수형 및 암형 커넥터들의 형태로 서로 상보적으로 구성되어, 베이스 플레이트는 스위치 기어 캐비닛 조립 동안 전기 연결 섹션들에서 함께 결합될 수 있다.
플러그-인 연결들 또는 단자 연결들과 같은 전기 연결들은 유리하게는, 특히 예를 들어 플러그-인 연결들과 같은 매칭 커넥터들이 베이스 플레이트 및 적어도 하나의 전기 스위칭 엘리먼트 상에 형성되는 그러한 방식으로, 베이스 플레이트와 그 위에 배열될 스위칭 엘리먼트들 사이에 또한 제공될 수 있고, 적어도 하나의 전기 스위칭 엘리먼트는 단순히 전기 커넥터와 연결하는 것에 의해 베이스 플레이트에 연결될 수 있다.
베이스 플레이트 및/도는 전기 스위칭 엘리먼트 상의 상기 전기 커넥터들은 유리하게는 3D 프린터에 의해, 특히 동일한 작업 단계 동안 또한 형성될 수 있고, 여기서 베이스 플레이트 및/또는 스위칭 엘리먼트의 추가적 코퍼스가 또한 형성된다. 그러나, 근본적으로, 종래의 방식으로 스위칭 엘리먼트 상에 전기 커넥터를 제조하고 이를 3D 프린팅에 의해 제조된 베이스 플레이트 상의 전기 커넥터와 연결하는 것 또는 그 반대가 또한 가능할 것이어서, 다른 제조 기술들에 의해 전기 커넥터들을 베이스 플레이트 상에 제공하고, 이들과 함께 3D 프린팅에 의해 제조된 스위칭 엘리먼트 상에서 전기 커넥터를 연결하는 것이 가능할 것이다.
유리한 방식으로, 베이스 플레이트 뿐만 아니라 베이스 플레이트 상에 배열되는 스위칭 엘리먼트들 중 적어도 하나, 바람직하게는 또한 스위칭 엘리먼트들 중 몇몇 또는 전부는 3차원 프린팅 방법을 사용하여 3D 프린터에 의해 제조될 수 있고, 특히 심지어 전력 송신 스위칭 엘리먼트는 적어도 부분적으로 3D 프린팅을 사용하여 제조될 수 있다. 스위칭 엘리먼트에 따라, 3D 프린팅에 의한 스위칭 엘리먼트의 이러한 제조는 또한 스위칭 엘리먼트의 오직 일부에만 관련될 수 있거나, 또는 적용가능하다면 전체 스위칭 엘리먼트가 이러한 방식으로 제조될 수 있다.
스위칭 엘리먼트가 3D 프린팅에 의해 다수의 재료들로 구성된 복합 재료 본체로서 구성되면 유리하고, 여기서, 타겟팅된 구조들의 적어도 하나의 신호-전도성 및/또는 열-전도성 및/또는 전류-전도성 재료가 비전도성 매트릭스 재료에 매립될 수 있다. 예를 들어, 퓨즈는 3D 프린팅된 컴포넌트로서 생성될 수 있고, 여기서 전류 도체는 비전도성 매트릭스 재료에 매립되고 층별로 구축된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들어 피에조 스위치는 또한 3D 프린팅 방법을 사용하여 생성될 수 있고, 전류의 영향 하에서 변형되는 피에조 엘리먼트는 대응하는 방식으로 층별로 구축된다.
본 발명의 추가적 개발에서, 베이스 플레이트 및 적어도 하나의 스위칭 엘리먼트는 각각 3D 프린트에 의해 별개의 컴포넌트들로서 제조될 수 있고, 이러한 컴포넌트들은 특히 전술한 전기 연결 섹션들에 의해 서로에 대해 후속적으로 조립된다.
그러나, 대안적인 추가의 개발에서, 3D 프린팅 기술 프로세스를 사용하여 베이스 플레이트 및 스위칭 엘리먼트들 중 적어도 하나가 층별로 한 조각으로 일체형으로 구축되어, 베이스 플레이트에 부착된 스위칭 엘리먼트가 소위 층별로 베이스 플레이트로부터 성장하고 그리고/또는 베이스 플레이트가 층별로 스위칭 엘리먼트 상으로 성장하는 것이 또한 제공될 수 있다.
3D 프린팅 기술을 사용하면, 베이스 플레이트 및/또는 각각의 스위칭 엘리먼트에 전도성 구조들을 도입하는 것이 가능하며, 이러한 구조들의 확장은 매립된 매트릭스 코퍼스의 계층화된 구조로부터 벗어난다. 특히, 층 평면들에 대해 기울어진 도체들이 도입될 수 있으며, 이는 다수의 매트릭스 재료 층들을 통해 전기 도체 또는 케이블의 방식으로, 뱀 형태로, 위아래로 또는 또한 기울어져서 상승하는 방식으로 확장될 수 있다. 라미네이션 기술들의 경우와 반대로, 신호-전도성 및/또는 열-전도성 및/또는 전류-전도성 구조들이 도입될 수 있으며, 이는 3차원 모두에서 곡선일 수 있고 그리고/또는 이들의 확장 관점에서 변할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예 및 관련 도면을 사용하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 각각 베이스 플레이트 상에 배열되는 다수의 전기 스위칭 엘리먼트들을 포함하는, 스위치 보드들이 수용되는 스위치 기어 캐비닛의 개략적 사시도이다.
도 2는 3개의 스위칭 엘리먼트들을 갖는 베이스 플레이트를 통한 단면도이고, 이러한 도면은 베이스 플레이트의 내부에 수용된 스위칭 엘리먼트들 사이의 연결 도체들을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스위치 기어 캐비닛(1)은, 예를 들어 적용가능한 경우, 다수의 스위치 보드들(4)이 수용될 수 있는 도어(3)를 갖는 블록 형태로 형성되는 하우징(2)을 포함할 수 있고, 상기 스위치 보드들(4)은 하우징(2)의 내부에 수평으로 또는 수직으로 배열될 수 있다.
상기 스위치 보드들(4) 각각은 다수의 스위칭 엘리먼트들(6)이 배열되는 베이스 플레이트(5)를 포함하며, 상기 스위칭 엘리먼트들(6)은 초기에 언급된 방식으로 구성될 수 있고 스위칭 기술 및/또는 전력 전기 장치의 상이한 기능들을 달성할 수 있다. 특히, 상기 스위칭 엘리먼트들(6)은 함께 예를 들어 발전기 또는 네트워크와 같은 공급자로부터의 전력을 수용하는 메인 회로의 스위칭 디바이스 조합을 형성할 수 있고, 이를, 예를 들어, 모터 형태인 하나 이상의 소비자들에게 송신 및/또는 분배한다. 따라서, 상기 스위칭 엘리먼트(6)는 또한 특히 전력 송신 컴포넌트들일 수 있다. 또한, 스위칭 엘리먼트들(6)의 일부는 또한 제어, 측정, 보고, 규제 및/또는 데이터 프로세싱을 위해 제공되는 보조 회로에서 스위칭 디바이스 조합을 형성할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, 베이스 플레이트들(5)은 3D 프린팅 기술을 사용하여 특히 3D 프린터에 의해 계층화된 구성으로 구조화될 수 있고, 여기서 하나 이상의 재료들은 예를 들어, 분말 형태 및/또는 페이스트 형태 및/또는 액체 형태로 층별로 적용될 수 있고, 예를 들어 레이저 빔과 같은 에너지 빔에 의해 일부 다른 방식으로 액화 및/또는 응고 및/또는 소결 및/또는 화학적으로 변환 및/또는 경화될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이와 관련하여 전기 연결 도체들(9)을 포함하는 스위칭 로직(8)은 비전도성 매트릭스 재료 층들(7)에 통합되거나 내장될 수 있으며, 상기 스위칭 로직(8) 또는 이의 연결 도체들(9) 및 적용가능한 경우, 션트들 등과 같은 추가적 스위칭 로직 엘리먼트들(12)은 예를 들어 3D 프린팅 프로세스의 과정 동안 구리와 같은 신호-전도성 및/또는 전기 전도성 재료로부터 구축될 수 있고, 예를 들어, 구리 분말 트랙이 전기 전도성 구조의 원하는 위치들에 놓이고, 그 다음 레이저 빔의 에너지 영향 동안 용융된다는 점에서 도입될 수 있다. 따라서, 스위칭 로직(8) 또는 이의 연결 도체들(9)은 또한 층별로 구축될 수 있다.
이와 관련하여, 유리한 방식으로, 전기 커넥터들(10)은 베이스 플레이트(5)의 표면 상에서 또한 3D 프린팅 기술에 의해 베이스 플레이트(5)에 형성되고, 연결 도체들(9)과 연결되도록 구성되며, 상기 전기 커넥터들(10)은 예를 들어 소켓들 및/또는 플러그 돌출부들 및/또는 단자들로 구성될 수 있다.
베이스 플레이트(5)에 부착될 스위칭 엘리먼트(6)는 통상적인 성질을 가질 수 있지만, 또한 3D 프린팅 기술에 의해 적어도 부분적으로 제조되면 유리하고, 전기 커넥터들(11)은 또한 3D 프린팅 기술에 의해 스위칭 엘리먼트들(6) 상에 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 베이스 플레이트(5)의 전기 커넥터들(10) 및 스위칭 엘리먼트들(6)의 전기 커넥터들(11)은 서로 매칭되도록 구성되어, 이들은 연결을 생성하기 위해 서로 직접 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 상이한 윤곽들 및/또는 치수들 및/또는 이들의 구멍 패턴 관점에서 특수한 구성들을 갖는 플러그-인 커넥터들 또는 단자 커넥터들이 제공될 수 있어서, 특정 스위칭 엘리먼트(6)는 특정 위치에서 베이스 플레이트에 플러그 인되거나 베이스 플레이트의 특정 전기 커넥터(10)와 연결될 수 있고, 따라서 정확한 연결 및 스위칭 로직이 자동으로 발생한다. 후속적으로 라인들로 연결되는 단자들이 베이스 플레이트들 둘 모두에 부착되는 경우, 배선에서 가능한 에러들을 최소화하기 위해 각각의 단자들이 병렬로 전도되는 라인들에 의해 연결될 수 있는 방식으로 각각의 단자들이 놓이면 유리하다.
그러나, 상기 전기 커넥터들에 대한 대안으로서, 3D 프린팅 제조의 과정 동안 베이스 플레이트(5)와 한 조각으로 일체형으로 스위칭 엘리먼트들(6) 중 적어도 하나를 제조하는 것이 또한 가능할 것이다.
이와 관련하여, 전기 커넥터들이 단지 스위칭 엘리먼트들(6)과 각각의 베이스 플레이트(5) 사이에 제공될 수 있을 뿐만 아니라 대안적으로 또는 이에 추가로 대응하는 전기 커넥터들이 다수의 베이스 플레이트들(5) 사이에 제공될 수 있어서, 스위치 보드(4)는 다수의 베이스 플레이트들로부터 함께 놓일 수 있다. 이와 관련하여, 수직으로 설치될 베이스 플레이트들(5)과 수평으로 설치될 베이스 플레이트들(5)을 결합하는 것도 가능하다.

Claims (19)

  1. 베이스 플레이트(5)를 갖는 적어도 하나의 스위치 보드(4)를 갖는 스위치 기어 캐비닛(1)을 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 베이스 플레이트(5) 상에, 적어도 하나의 장비(6)에 전기 에너지를 송신 및/또는 분배하기 위한 전기 스위칭 엘리먼트들이 배열되고 전기적으로 상호연결되며, 상기 적어도 하나의 베이스 플레이트(5), 및/또는 적어도 하나의 장비에 전기 에너지를 송신 및/또는 분배하기 위한 스위칭 엘리먼트들(6) 중 적어도 하나는 3D 프린팅 방법을 사용하여 3D 프린터에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    스위칭 디바이스 조합을 포함하고, 발전기 또는 네트워크와 같은 적어도 하나의 공급자로부터의 전력을 수용하고 그리고/또는 이를 모터와 같은 하나 이상의 장비에 송신 및/또는 분배하기 위해 제공되는 메인 회로의 적어도 일부는 상기 3D 프린팅 방법을 사용하여 상기 3D 프린터에 의해 제조되는,
    방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 회로의 적어도 하나의 전력-송신 스위칭 엘리먼트는 상기 3D 프린팅 방법을 사용하여 상기 프린터에 의해 제조되는,
    방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭 디바이스 조합을 포함하고 제어, 측정, 보고, 규제 및/또는 데이터 프로세싱을 위해 제공되는 보조 회로의 적어도 일부는 상기 3D 프린팅 방법을 사용하여 상기 3D 프린터에 의해 제조되는,
    방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 스위칭 엘리먼트들(6)을 연결하기 위한 스위칭 로직 및/또는 전기 연결 도체들(9)은 상기 베이스 플레이트(5)에 통합되고, 상기 스위칭 로직 및/또는 상기 전기 연결 도체들은 상기 베이스 플레이트(5)가 형성되는 동안 상기 3D 프린터에 의해 형성되는,
    방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(5)는 상기 3D 프린팅 방법을 사용하여 상이한 재료들로 구성된 복합 재료 플레이트로서 형성되고, 타겟팅된 구조들의 형태인 전류-전도성 재료는 비전도성 매트릭스 재료에 매립되는,
    방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치 기어 캐비닛은 서로 연결된 다수의 베이스 플레이트들(5)을 포함하고, 서로 매칭되는 전기 연결들은 3D 프린팅에 의해 상기 베이스 플레이트들(5) 상에 형성되고, 상기 베이스 플레이트들(5)은 상기 스위치 기어 캐비닛의 조립 동안 함께 결합되는,
    방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 전기 커넥터는 상기 3D 프린터에 의해 상기 적어도 하나의 베이스 플레이트(5) 상에 형성되고 그리고/또는 전기 커넥터는 상기 3D 프린터에 의해 적어도 하나의 스위칭 엘리먼트 상에 형성되고, 적어도 하나의 전기 스위칭 엘리먼트(6)는 상기 전기 커넥터들을 함께 결합함으로써 상기 베이스 플레이트(5)와 연결되는,
    방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(5)는 상기 3D 프린터에 의해 한 조각으로 일체형으로, 상기 베이스 플레이트(5) 상에 배열된 적어도 하나의 스위칭 엘리먼트(6)와 함께 형성되는,
    방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    스위칭 엘리먼트들(6)은 3D 프린팅에 의해 상이한 재료들로부터 복합 재료 본체로서 형성되고, 타겟팅된 구조들의 적어도 하나의 신호-전도성 및/또는 열-전도성 및/또는 전류-전도성 재료는 비전도성 매트릭스 재료에 매립되는,
    방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    전력 변환기들, 주파수 인버터들 등과 같은 적어도 하나의 전력 전기 장치 컴포넌트는 상기 3D 프린팅 방법을 사용하여 상기 3D 프린터에 의해 제조되는,
    방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(5)에 연결될 적어도 하나의 퓨즈는 상기 3D 프린팅 방법을 사용하여 상기 3D 프린터에 의해 제조되는,
    방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치 기어 캐비닛의 하우징 중 적어도 일부는 3D 프린팅 기술을 사용하여 상기 3D 프린터에 의해 제조되고, 상기 하우징의 상기 일부에는 3D 프린팅에 의해, 상기 적어도 하나의 베이스 플레이트(5)를 유지 및/또는 홀딩하기 위한 적어도 하나의 홀더 및/또는 가이드가 제공되는,
    방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 베이스 플레이트(5) 및/또는 상기 스위칭 엘리먼트들(6) 중 적어도 하나는 계층화된 구성 방법으로 층별로 구축되고, 상기 재료 층들은 레이저 빔 및/또는 전자 빔 및/또는 플라즈마 빔에 의해 액화 및/또는 응고되는,
    방법.
  15. 적어도 하나의 베이스 플레이트(5)를 갖는 적어도 하나의 스위치 보드(4)를 포함하는 스위치 기어 캐비닛으로서,
    상기 베이스 플레이트(5) 상에, 전기 에너지를 송신 및/또는 분배하기 위한 전기 스위칭 엘리먼트들이 배열되고 전기적으로 상호연결되며, 상기 적어도 하나의 베이스 플레이트(5) 및/또는 상기 전기 스위칭 스위칭들(6) 중 적어도 하나는 계층화된 구조로 형성되고, 계층화된 구조의 재료 층들은 층별로 개별적으로 응고되는 것을 특징으로 하는,
    스위치 기어 캐비닛.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트 및/또는 상기 전기 스위칭 엘리먼트들 중 적어도 하나는 3D 프린팅 방법을 사용하여 3D 프린터에 의해 제조되는,
    스위치 기어 캐비닛.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트 및/또는 상기 적어도 하나의 전기 스위칭 엘리먼트는 상이한 재료들로 구성된 복합 재료 코퍼스로서 형성되고, 타겟팅된 3차원 구조의 신호-전도성 및/또는 전류-전도성 재료는 비전도성 매트릭스 재료에 매립되고, 상기 3차원 전도성 구조는 상기 매트릭스 재료의 상기 층 구조로부터 벗어난 확장을 갖는,
    스위치 기어 캐비닛.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 3차원 전도성 구조는 적어도 특정 섹션들에서 종방향 진행을 갖고, 상기 종방향 진행은 상기 매트릭스 재료의 층 평면들에 대해 예각으로 기울어지는,
    스위치 기어 캐비닛.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치 기어 캐비닛은, 적어도 부분적으로, 계층화된 본체로서 형성되는 스위칭 디바이스 조합을 갖는 메인 회로를 포함하고, 상기 계층화된 본체의 재료 층들은 층별로 개별적으로 응고되고, 발전기 또는 네트워크와 같은 적어도 하나의 공급자로부터 전력을 수신하고 그리고/또는 전력을 모터 또는 드라이브와 같은 적어도 하나의 고객에게 송신 및/또는 분배하기 위해 제공되며, 상기 스위치 기어 캐비닛은, 적어도 부분적으로, 계층화된 구조로서 형성되는 스위칭 디바이스 조합을 갖는 적어도 하나의 보조 회로를 또한 포함하고, 상기 계층화된 구조의 재료 층들은 층별로 개별적으로 응고되고, 제어, 측정, 보고, 규제 및/또는 데이터 프로세싱을 위해 제공되는,
    스위치 기어 캐비닛.
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