KR20180119606A - 적층 가공을 위한 금속의 공압식 분사 - Google Patents
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Abstract
디바이스들, 시스템들, 및 방법들은 적층 가공을 통해 3차원 물체를 제조하기 위해 제어된 3차원 패턴을 따라 이동하는 노즐로부터의 액체 금속의 공압식 사출(pneumatic ejection)에 관한 것이다. 밸브가 노즐 내로의 가압된 가스의 이동을 제어하도록 작동될 때, 금속은 노즐 내로 이동가능하다. 노즐 내의 액체 금속에 대한 사출력(ejection force)을 생성하기 위해 가압된 가스가 노즐 내로 이동중일 때 밸브 내로의 금속의 이러한 이동은, 노즐 내의 금속의 공급을 보충할 필요성을 감소 또는 제거할 수 있고, 따라서 부품들(parts)의 제조를 위한 연속적인 또는 실질적으로 연속적인 액체 금속 사출을 용이하게 할 수 있다.
Description
[0001] 본 출원은 2016년 3월 3일에 출원된 미국 가출원 제62/303,324호에 대해 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용들은 이로써 본원에 인용에 의해 포함된다.
[0002] 본원에 설명된 디바이스들, 시스템들, 및 방법들은 적층 가공(additive manufacturing)에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 금속 재료들을 이용한 적층 가공용 공압 구동 시스템에 관한 것이다.
[0003] 공압식 분사(pneumatic jetting)는 가압된 공기 또는 가스로 금속의 액적들(droplets)을 구동시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 액적들은 축적되어 물체를 형성할 수 있다. 공압식 분사는 액체 금속에 힘들을 가하여 금속 물체를 형성할 수 있지만, 속도, 정확도, 제어, 및 재료 특성들과 관련된 고려 사항들은 대규모 물체 형성을 위한 공압력들의 사용에 대한 문제점들을 제시한다. 따라서, 공압력들을 사용한 금속의 적층 가공을 위해 상업적으로 실행 가능한 기술들이 여전히 필요하다.
[0004] 디바이스들, 시스템들, 및 방법들은 적층 가공을 통해 3차원 물체를 제조하기 위해 제어된 3차원 패턴을 따라 이동하는 노즐로부터의 액체 금속의 공압식 사출(pneumatic ejection)에 관한 것이다. 밸브가 노즐 내로의 가압된 가스의 이동을 제어하도록 작동될 때 금속은 그 노즐 내로 이동가능하다. 노즐 내의 액체 금속에 대한 사출력을 생성하기 위해 가압된 가스가 그 노즐 내로 이동중일 때 그 밸브 내로의 금속의 이동은 그 노즐 내의 금속의 공급을 보충할 필요성을 감소 또는 제거할 수 있고, 따라서 부품들(parts)의 제조를 위한 연속적인 또는 실질적으로 연속적인 액체 금속 사출을 가능하게 한다.
[0005] 적층 가공 시스템은, 서로 유체 연통(fluid communication)하는 볼륨(volume)과 토출 오리피스(discharge orifice)를 규정하는 노즐, 가압된 가스의 공급원(source), 가압된 가스의 공급원과 노즐의 볼륨 사이의 유체 연통을 제어하도록 작동가능한 밸브, 및 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 공급부(media supply)를 포함할 수 있다. 노즐 내의 가압된 가스의 공압력에 의해, 3차원 물체의 제조와 관련된 제어된 3차원 패턴을 따라 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하도록 밸브가 작동될 때 금속은 매체 공급부로부터 노즐의 볼륨 내로 이동될 수 있다.
[0006] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 매체 공급부로부터의 금속은 밸브가 노즐의 토출 오리피스와 가압된 가스의 공급원 사이의 유체 연통을 차단하도록 위치설정되는 동안 볼륨 내로 이동될 수 있다. 노즐은 제1 포트 및 제2 포트를 더 규정할 수 있으며, 제1 포트 및 제2 포트는 노즐의 볼륨을 따라 서로 이격되고, 밸브의 작동은 제1 포트를 통해 노즐의 볼륨 내로의 가압된 가스의 이동을 제어한다. 제1 포트 및 제2 포트는 노즐의 볼륨을 따라 서로 실질적으로 축 방향으로 정렬될 수 있다. 매체 공급부는 제2 포트를 통해 노즐의 볼륨과 유체 연통될 수 있다. 제2 포트는 대기로 통기될 수 있다. 제2 포트는 진공으로 통기될 수 있다. 시스템은 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 배출부를 더 포함할 수 있으며, 여기서 매체 공급부로부터의 금속은 노즐의 볼륨으로부터 매체 배출부로 이동 가능하다. 토출 오리피스 및 제1 포트는 매체 공급부로부터 매체 배출부로 이동하는 금속이 토출 오리피스와 제1 포트 사이에서 이동하도록 서로 상대적으로 위치설정될 수 있다. 시스템은 토출 오리피스에 인접한 노즐의 적어도 일 부분을 가열하도록 배치된 히터(heater)를 더 포함할 수 있다. 히터는 저항 히터 및 유도 히터 중 하나 또는 그 초과일 수 있다. 금속 공급부는 토출 오리피스에 인접한 볼륨의 일 부분 내로 이동될 수 있다. 시스템은 토출 오리피스 주위에 적어도 부분적으로 배치된 불활성 가스 커튼(inert gas curtain)을 더 포함할 수 있다.
[0007] 적층 가공 방법은 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 금속을 안내하는(directing)하는 것과, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트(build plate)를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 토출 오리피스는 노즐에 의해 규정되고, 볼륨과 유체 연통된다. 방법은 또한, 적어도 부분적으로, 제어된 3차원 패턴에 따른 토출 오리피스의 위치에 기초하여, 가압된 가스의 펄스들을 볼륨 내로 선택적으로 전달하여, 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출함으로써, 3차원 물체를 빌드 플레이트 상에 형성하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 금속은 가압된 가스의 펄스들이 볼륨 내로 선택적으로 전달될 때 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내된다(directed).
[0008] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 가압된 가스의 펄스들을 볼륨 내로 선택적으로 전달하여 액체 형태의 금속을 사출하는 것은 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 중력 방향과는 반대 방향의 수직 성분을 갖는 방향으로 사출하는 것을 포함할 수 있다. 방법은, 적어도, 토출 오리피스를 규정하는 노즐의 일 부분을 따라 노즐을 가열하는 것을 더 포함할 수 있다. 금속을 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내하는 것은 고체 형태의 금속을 노즐 내로 안내하는 것을 포함할 수 있다. 방법은, 노즐에 의해 규정되고 대기 또는 진공과 유체 연통하는 포트를 통해 노즐의 볼륨으로부터 가압된 가스를 통기시키는 것을 더 포함할 수 있다. 금속을 볼륨 내로 안내하는 것은 금속을 포트를 통해 볼륨 내로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 가압된 가스는 금속에 대해 불활성일 수 있다. 방법은, 가압된 가스의 펄스들이 볼륨 내로 선택적으로 전달될 때, 노즐의 볼륨으로부터 액체 금속을 배출시키는 것을 더 포함할 수 있다. 액체 형태의 금속은 3차원 물체의 제조 동안 빌드 챔버 내에 수납된 불활성 분위기 및 진공 중 하나 또는 그 초과의 내부로 사출될 수 있다. 방법은 토출 오리피스를 조정하여 토출 오리피스에서의 액체 형태의 금속의 메니스커스(meniscus)를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
[0009] 디바이스들, 시스템들, 및 방법들은, 노즐이 3차원 물체를 제조하기 위해 제어된 3차원 패턴을 따라 이동할 때 노즐로부터 액체 금속의 공압식 사출과 관련된 공압 회로를 조정하는 것에 관한 것이다. 공압 회로의 조정은, 가압된 가스가 노즐을 관통해 이동하여 노즐로부터 액체 금속을 공압력에 의해 사출할 때 노즐 내의 압력 프로파일을 조정하는 것을 가능하게 할 수 있다. 공압 회로의 조정을 통해, 액체 금속의 특성들(예를 들어, 크기, 형상 및 유속)을 제어하여 3차원 물체의 제조에 대한 제어를 가능하게 할 수 있다.
[0010] 적층 가공 시스템은 서로 유체 연통하는 볼륨과 토출 오리피스를 규정하는 노즐을 포함할 수 있으며, 노즐은 볼륨과 유체 연통하는 배기 통로를 포함한다. 시스템은 또한 노즐의 볼륨과 선택적으로 유체 연통하는 가압된 가스의 공급원, 및 매체 공급부로부터의 금속이 볼륨 내로 이동될 수 있도록 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 공급부를 포함할 수 있으며, 여기서 배기 통로는, 가압된 가스가 3차원 물체의 제조를 위한 제어된 3차원 패턴을 따라 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하기 위해 볼륨을 관통하여 이동할 때 노즐의 볼륨 내의 압력 프로파일을 제어하기 위한 조정가능한 배압(adjustable back pressure)을 갖는다.
[0011] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 배기 통로는 유압 인덕턴스(hydraulic inductance)를 포함할 수 있으며, 유압 인덕턴스는 배기 통로 내의 가압된 가스를 통기함으로써 유압 인덕턴스에 가해지는 힘에 응답하여 일정 시간 기간에 걸쳐 소산하는 유동 저항을 갖는다. 유압 인덕턴스는 배기 통로 내의 가압된 가스를 통기함으로써 패들 휠에 가해지는 힘에 응답하여 회전 가능한 패들 휠(paddle wheel)을 포함할 수 있다. 패들 휠은 배기 통로 내의 가압된 가스를 통기함으로써 패들 휠에 가해지는 힘에 응답하여 회전 가능할 수 있다. 유압 인덕턴스의 저항의 시변 프로파일(time-varying profile)은 조정 가능할 수 있다. 배기 통로는 가변 유압 저항(variable hydraulic resistance)을 포함할 수 있다. 가변 유압 저항은 배기 통로의 가변 길이를 포함할 수 있다. 가변 유압 저항은 가변 크기를 갖는 유동 제한(flow restriction)을 포함할 수 있다. 시스템은 가압된 가스의 공급원 및 볼륨과 유체 연통하는 밸브를 더 포함할 수 있으며, 여기서 밸브는 가압된 가스의 펄스들을 볼륨에 전달하도록 작동 가능하다.
[0012] 적층 가공 방법은 금속을 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내하는 것을 포함할 수 있으며, 볼륨은 노즐에 의해 규정된 배기 통로와 유체 연통한다. 방법은 또한, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있으며, 토출 오리피스는 노즐에 의해 규정되고, 볼륨과 유체 연통된다. 방법은 또한 가압된 가스의 펄스들을 노즐의 볼륨 내로 전달하는 것과, 가압된 가스가 노즐의 볼륨으로부터 통기되는 배기 통로의 배압을 조정하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 배압의 조정에 응답하여, 볼륨 내의 가압된 가스는, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트가 제어된 3차원 패턴에 따라 서로 상대적으로 이동될 때, 노즐 내의 액체 형태의 금속에 힘을 가하여 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출함으로써 빌드 플레이트 상에 3차원 물체를 형성한다.
[0013] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 배기 통로의 배압을 조정하는 것은 가압된 가스를 유압 인덕턴스를 통해 통기시키는 것을 포함할 수 있으며, 유압 인덕턴스는 배기 통로에서 통기되는 가압된 가스에 의해 유압 인덕턴스에 가해지는 힘에 응답하여 일정 시간 기간에 걸쳐 소산하는 유동 저항을 갖는다. 소산하는 유동 저항은 일정 시간 기간 동안 실질적으로 일정한 유압 저항으로 소산될 수 있다. 일정 시간 기간은 노즐의 볼륨 내로 전달되는 가압된 가스의 펄스들의 기간 미만일 수 있다. 유압 인덕턴스는 배기 통로 내의 통기되는 가압된 가스에 의해 패들 휠에 가해지는 힘에 응답하여 회전 가능한 패들 휠을 포함할 수 있다. 배기 통로의 배압을 조정하는 것은 가변 유압 저항을 통해 가압된 가스를 통기시키는 것과, 제어된 3차원 패턴에 관련한 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 가변 유압 저항을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 가변 유압 저항은 가변 크기를 갖는 유동 제한을 포함할 수 있고, 가변 유압 저항을 가변시키는 것은 유동 제한의 크기를 변경하는 것을 포함할 수 있다. 가변 유압 저항은 배기 통로의 가변 길이를 포함할 수 있고, 가변 유압 저항을 가변시키는 것은 배기 통로의 길이를 변경하는 것을 포함할 수 있다. 배기 통로의 배압을 조정하는 것은 노즐의 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 볼륨에 기초할 수 있다. 배기 통로는 대기압 및 진공 중 적어도 하나로 통기될 수 있다. 금속은 배기 통로를 통해 볼륨 내로 안내될 수 있다. 방법은 또한 가압된 가스의 펄스들을 노즐의 볼륨의 자연 고조파(natural harmonic)의 배수로 튜닝하는 것을 포함할 수 있다.
[0014] 디바이스들, 시스템들, 및 방법들은 3차원 물체를 제조하기 위해 제어된 3차원 패턴을 따라 이동하는 노즐로부터 공압력에 의해 사출된 액체 금속으로부터 침전물(sediment)을 분리하는 것에 관한 것이다. 침전물을 액체 금속으로부터 분리하면 3차원 물체의 제조 동안 또는 다수의 물체의 제조 과정 동안 노즐이 막히거나 그렇지 않으면 열화될 가능성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 액체 금속으로부터의 침전물의 분리는, 예를 들어, 부품들의 대량 생산을 위한 액체 금속의 공압식 사출의 사용을 가능하게 할 수 있다.
[0015] 적층 가공 시스템은 서로 유체 연통하는 볼륨, 제1 포트, 제2 포트, 및 토출 오리피스를 규정하는 노즐을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 제1 포트를 통해 노즐의 볼륨과 선택적으로 유체 연통하는 가압된 가스의 공급원, 제2 포트를 통해 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 공급부, 및 하나 또는 그 초과의 배플들 ―하나 또는 그 초과의 배플들은 토출 오리피스 및 제2 포트에 의해 규정된 축이 하나 또는 그 초과의 배플들과 교차하도록 노즐의 볼륨 내에 배치됨―을 포함할 수 있으며, 하나 또는 그 초과의 배플들은 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 침전물을 볼륨의 저장부(reservoir portion)로 안내하도록 배향되며, 저장부는 토출 오리피스로부터 떨어져 있다.
[0016] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 배플들은 토출 오리피스와 볼륨의 저장부 사이의 비선형 경로를 규정할 수 있다. 토출 오리피스와 볼륨의 저장부 사이의 비선형 경로는 저장부로부터 토출 오리피스까지의 비선형 경로를 따라, 토출 오리피스에 수직인 축에 따른 높이의 증가를 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 배플들은 볼륨의 치수에 걸쳐 있을 수 있다. 하나 또는 그 초과의 배플들은 서로 실질적으로 평행한 복수의 배플들을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 배플들은 토출 오리피스에 수직인 축에 대해 경사질 수 있다. 매체 공급부는 고체 형태의 금속을 제2 포트를 통해 볼륨 내로 이동시키도록 구성될 수 있다. 제2 포트는 대기로 통기될 수 있어서, 가압된 가스는 제2 포트를 통해 볼륨을 빠져 나갈 수 있다. 제1 포트를 통한 가압된 가스의 유동은 하나 또는 그 초과의 배플들에 의해 실질적으로 방해받지 않을 수 있다. 시스템은 또한, 토출 오리피스를 규정하고 하나 또는 그 초과의 배플들이 배치되는 노즐의 적어도 일 부분을 가열하도록 배열된 히터를 포함할 수 있다. 히터는 저항 히터, 유도 히터, 대류 히터, 및 방사 히터 중 하나 또는 그 초과의 히터들을 포함할 수 있다.
[0017] 적층 가공 방법은 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 금속을 안내하는 것과, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 토출 오리피스는 노즐에 의해 규정되고, 볼륨과 유체 연통된다. 방법은 또한, 볼륨 내에서, 액체 형태의 금속을 침전물로부터 분리하는 것을 포함할 수 있다. 제어된 3차원 패턴을 따르는 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 방법은 또한, 가압된 가스를 볼륨 내로 전달하여 액체 형태의 금속을 토출 오리피스로부터 사출함으로써 빌드 플레이트 상에 3차원 물체를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
[0018] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 액체 형태의 금속을 침전물로부터 분리하는 것은 볼륨 내의 침전물 저장소로부터 토출 오리피스로의 비선형 경로를 따라 액체 형태의 금속을 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 액체 형태의 금속을 침전물로부터 분리하는 것은 볼륨 내에서 액체 형태의 금속의 높이를 토출 오리피스에 대해 증가시키는 것을 더 포함할 수 있다. 비선형 경로는 볼륨 내에 배치된 하나 또는 그 초과의 배플들에 의해 적어도 부분적으로 규정될 수 있다. 액체 형태의 금속은 가압된 가스가 볼륨 내로 전달될 때 침전물로부터 분리될 수 있다.
[0019] 디바이스들, 시스템들, 및 방법들은 3차원 물체를 제조하기 위해 제어된 3차원 패턴을 따라 이동하는 노즐로부터의 액체 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이의 전환에 관한 것이다. 전기 작동식 사출은, 예를 들어, 높은 정확도를 요구하는 물체의 영역들에 이산 액적들을 전달하는 데 유용할 수 있다. 공압식 사출은, 예를 들어, 노즐로부터 액체 금속의 흐름을 전달하여 낮은 정확도를 요구하는 물체의 영역들(예를 들어, 물체의 내부 부분)에 액체 금속을 신속하게 제공하는 데 유용할 수 있다. 따라서, 공압 작동식 사출 및 전기 작동식 사출 사이를 전환하면 적층 가공을 통해 부품들을 정확하고 신속하게 제조할 수가 있다.
[0020] 적층 가공 방법은 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 금속을 안내하는 것과, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있으며, 토출 오리피스는 노즐에 의해 규정되고, 볼륨과 유체 연통된다. 방법은 또한, 제어된 3차원 패턴을 따르는 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이를 선택적으로 전환하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 또한 3차원 물체의 적어도 일부를 형성하기 위해 공압 작동식 사출 및 전기 작동식 사출 중 선택된 하나에 따라 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하는 것을 포함할 수 있다.
[0021] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 공압 작동식 사출을 선택할 때, 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하는 것은 토출 오리피스로부터 실질적으로 일정한 흐름의 액체 형태의 금속을 사출하는 것을 포함할 수 있다. 전기 작동식 사출을 선택할 때, 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하는 것은 펄스식 전류를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 액체 형태의 금속의 액적들은 펄스식 전류에 응답하여 토출 오리피스로부터 사출될 수 있다. 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이의 선택적 전환은 제어된 3차원 패턴의 경계를 따라 전기 작동식 사출을 선택하는 것과, 제어된 3차원 패턴의 경계로부터 멀어지는 편위(excursion)를 따라 공압 작동식 사출을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 공압 작동식 사출에 따라 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출하는 것은 가압된 공기를 볼륨에 전달하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 액체 형태의 금속이 토출 오리피스를 통해 사출될 때 가압된 공기를 대기 및 진공 중 하나 또는 그 초과에게로 통기시키는 것을 더 포함할 수 있다. 전기 작동식 사출에 따라 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출하는 것은 액체 형태의 금속에 전류를 전달하는 것을 포함할 수 있다. 전류는 액체 형태의 금속에 가해지는 자기 유체 역학력(magnetohydrodynamic force)을 발생시킬 수 있다. 전류는 액체 형태의 금속에 가해지는 전기 유체 역학력을 발생시킬 수 있다. 전기 작동식 사출에 따라 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출하는 것은, 액체 형태의 금속과 기계적으로 연통하며 전류에 응답하여 이동가능한 액추에이터에 전류를 전달하여 액체 형태의 금속에 기계적 힘을 가함으로써 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출시키는 것을 포함할 수 있다. 액추에이터는 압전 소자를 포함할 수 있다. 방법은, 적어도, 토출 오리피스를 규정하는 볼륨의 일 부분을 따라 볼륨 내의 금속을 가열하는 것을 더 포함할 수 있다. 금속을 볼륨 내로 안내하는 것은 액체 형태의 금속이 토출 오리피스로부터 토출될 때 금속을 볼륨 내로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 방법은, 액체 형태의 금속이 토출 오리피스로부터 토출될 때, 토출 오리피스로부터 분리된 매체 배출부를 통해 볼륨으로부터 액체 형태의 금속을 배출시키는 것을 더 포함할 수 있다.
[0022] 적층 가공 시스템은 서로 유체 연통하는 볼륨 및 토출 오리피스를 규정하는 노즐, 노즐의 토출 오리피스로부터 이격된 빌드 플레이트, 가압된 가스의 공급원, 전력원, 가압된 가스의 공급원과 노즐의 볼륨 사이의 유체 연통을 제어하도록 작동가능한 밸브, 및 노즐에 기계적으로 결합된 로봇 시스템을 포함하며, 여기서 로봇 시스템은 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 서로 상대적으로 3차원적으로 이동시키도록 이동 가능하다. 시스템은 또한, 밸브, 전력원, 및 로봇 시스템과 전기적으로 통신하는 제어기를 포함할 수 있으며, 제어기는 로봇 시스템을 작동시켜 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키도록 구성되며, 제어기는, 적어도 부분적으로, 제어된 3차원 패턴에 따른 토출 오리피스의 위치에 기초하여, 밸브 및 전력원을 작동시켜, 토출 오리피스로부터의 액체 형태의 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이에서 선택적으로 전환함으로써 빌드 플레이트 상에 3차원 물체를 형성하도록 더 구성된다.
[0023] 구현예들은 다음의 특징들 중 하나 또는 그 초과의 특징들을 포함할 수 있다. 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이의 선택적 전환은 제어된 3차원 패턴의 경계를 따라 전기 작동식 사출을 선택하는 것과, 제어된 3차원 패턴의 경계로부터 멀어지는 편위(excursion)를 따라 공압 작동식 사출을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 공압 작동식 사출을 선택할 때, 제어기는 밸브를 작동시켜 가압된 가스의 공급원과 볼륨 사이의 유체 연통을 수립할 수 있다. 전기 작동식 사출을 선택할 때, 제어기는 전력원을 작동시켜 볼륨에 전류를 전달할 수 있다. 제어기는 전력원을 작동시켜 펄스식 전류를 볼륨에 전달할 수 있다.
[0024] 본 명세서에 설명되는 시스템들 및 방법들은 첨부된 청구범위에 열거된다. 그러나, 설명의 목적을 위해, 다음의 도면들에는 몇 가지의 구현예들이 열거된다.
[0025] 도 1은 3차원 물체를 형성하기 위해 금속의 공압식 분사에 사용되는 적층 가공 시스템의 블록도이다.
[0026] 도 2는 공압식 분사를 사용하여 금속을 적층 가공하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
[0027] 도 3은 배플들을 포함하는 노즐의 개략도이다.
[0028] 도 4는 금속의 적층 가공을 위한 공압식 분사 공정에서 액체 금속을 침전물로부터 분리하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0029] 도 5는 조정가능한 배기 통로를 포함하는 노즐의 개략도이다.
[0030] 도 6은 금속의 적층 가공을 위한 공압식 분사 공정에서 배압을 조정하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0031] 도 7은 3차원 물체를 형성하기 위해 금속의 공압 작동식 분사 및 전기 작동식 분사에 사용되는 적층 가공 시스템의 개략도이다.
[0032] 도 8은 액체 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이에서 전환하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0025] 도 1은 3차원 물체를 형성하기 위해 금속의 공압식 분사에 사용되는 적층 가공 시스템의 블록도이다.
[0026] 도 2는 공압식 분사를 사용하여 금속을 적층 가공하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
[0027] 도 3은 배플들을 포함하는 노즐의 개략도이다.
[0028] 도 4는 금속의 적층 가공을 위한 공압식 분사 공정에서 액체 금속을 침전물로부터 분리하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0029] 도 5는 조정가능한 배기 통로를 포함하는 노즐의 개략도이다.
[0030] 도 6은 금속의 적층 가공을 위한 공압식 분사 공정에서 배압을 조정하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0031] 도 7은 3차원 물체를 형성하기 위해 금속의 공압 작동식 분사 및 전기 작동식 분사에 사용되는 적층 가공 시스템의 개략도이다.
[0032] 도 8은 액체 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이에서 전환하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0033] 이제, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들이 설명될 것이다. 그러나, 전술한 내용은 많은 다른 형태들로 구체화될 수 있으며, 여기에 설명된 예시적인 실시예들에 국한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
[0034] 여기에 언급된 모든 문서들은 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된다. 단수형의 항목들에 대한 언급들은, 다르게 명시적으로 언급되거나 텍스트에서 명백한 경우를 제외하고는, 복수형의 항목들을 포함하는 것으로 이해되어야 하며 반대의 경우도 마찬가지이다. 문법적 접속사들은, 다르게 명시되거나 문맥에서 명확한 경우를 제외하고는, 결합된 절들, 문장들, 단어들 등의 임의의 모든 분리형 및 결합형의 조합들을 표현하기 위한 것이다. 따라서, 용어 "또는"은 일반적으로 "및/또는" 등을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
[0035] 본원에서 값들의 범위들의 설명은 제한하려는 것이 아니며, 대신에, 본원에서 달리 명시하지 않는 한, 범위 내에 있는 임의의 값 및 모든 값들을 개별적으로 언급하는 것이며, 그러한 범위 내의 각각의 개별 값은 본 명세서에 개별적으로 인용되는 것처럼 본 명세서에 통합된다. 수치값을 수반할 때 "약", "대략" 등의 단어들은 의도된 목적을 만족스럽게 작동시키기 위해 당업자에 의해 이해되는 편차를 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 값들의 범위들 및/또는 수치값들은 단지 예로서 여기에 제공되며 설명된 실시예들의 범위에 대한 제한을 구성하지는 않는다. 본 명세서에서 제공된 임의의 및 모든 예들 또는 예시적인 언어("예를 들어", "~와 같은" 등)의 사용은 단지 실시예들을 보다 잘 나타내도록 의도된 것이며 실시예들의 범위에 대한 제한을 두는 것이 아니다. 명세서에서 어떠한 언어도 임의의 청구되지 않은 요소를 실시예들의 실시에 필수적인 것으로 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
[0036] 이하의 설명에서, "제1", "제2", "상부", "하부", "상방", "하방" 등과 같은 용어는 편의상의 단어이며, 제한적인 용어로서 해석되어서는 안된다는 것이 이해된다.
[0037] 이제, 도 1을 참조하면, 3차원 프린터(100)는 노즐(102), 가압된 가스의 공급원(104), 밸브(106), 및 매체 공급부(108)를 포함할 수 있다. 노즐(102)은 서로 유체 연통하는 볼륨(110) 및 토출 오리피스(112)를 규정할 수 있다. 매체 공급부(108)는 노즐(102)의 볼륨(110)과 유체 연통하며, 이하에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 매체 공급부(108)는 금속(114)을 볼륨(110) 내로 이동시키며, 그에 따라 액체 형태의 금속(114)은 볼륨(110) 내에서 토출 오리피스(112)를 따라 배치된다. 밸브(106)는 토출 오리피스(112)로부터 액체 형태의 금속의 사출을 제어하도록 작동될 수 있다. 예를 들어, 밸브(106)는 가압된 가스가 볼륨(110)을 채울 수 있도록 개방 위치로 이동될 수 있다. 이 예에서 계속해서, 가압된 가스가 볼륨(110)을 채움에 따라, 가압된 가스는 토출 오리피스(112)를 따라 액체 형태의 금속(114)에 공압력을 가하게 된다. 이 공압력은 토출 오리피스(112)를 통해 액체 형태의 금속(114)을 사출할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 밸브(106)는 볼륨(110) 내로의 가압된 가스의 이동을 차단할 수 있도록 폐쇄 위치로 이동될 수 있으며, 따라서, 토출 오리피스(112)를 통한 액체 형태의 금속(114)의 사출을 차단할 수 있다. 따라서, 보다 일반적으로, 밸브(106)는 3차원 물체(116)의 제조 중에 액체 형태의 금속(114)의 사출을 제어하도록 선택적으로 작동될 수 있다.
[0038] 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 사용시, 볼륨(110) 내로의 금속(114)의 이동은 밸브(106)의 작동과는 별개일 수 있으며, 이는 노즐(102)로부터 액체 형태의 금속(110)의 신속한 사출을 가능하게 하여 3차원 물체(111)를 형성할 수 있게 한다. 예를 들어, 노즐 내에 액체 금속을 보충하기 위해 제조 공정을 중단시킬 필요성을 감소시키거나 제거함으로써, 3차원 프린터(100)는 액체 형태의 금속(114)의 공압식 분사를 통해 3차원 물체(116)를 제조하는 속도를 유리하게 증가시킬 수 있다. 보다 일반적으로, 3차원 프린터(100)는 하나 또는 그 초과의 3차원 물체(116)를 제조하도록 실질적으로 연속적으로 작동될 수 있어서, 3차원 프린터(100)를, 예를 들어, 부품들의 대량 생산에 적합한 처리율들(throughput rates)에서 금속성 물체들을 제조하는 데 매우 적합하게 할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0039] 노즐(102)은 제1 포트(118) 및 제2 포트(120)를 더 포함할 수 있으며, 각각은 노즐(102)의 볼륨(110)과 유체 연통한다. 가압된 가스의 공급원(104)으로부터의 가압된 가스는 밸브(106)가 개방될 때 제1 포트(118)를 통해 노즐(102)의 볼륨(110) 내로 진입할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로, 제2 포트(120)는 노즐(102)의 볼륨(110) 내의 가압된 가스가 제2 포트(120)를 통해 노즐(102)을 빠져 나갈 수 있도록 보다 낮은 압력 환경과 유체 연통될 수 있다. 보다 낮은 압력 환경은, 예를 들어, 대기압일 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 보다 낮은 압력 환경은 진공일 수 있으며, 이는 일단 볼륨(110)과 가압된 가스의 공급원(104) 사이의 유체 연통이 차단되면, 급격한 압력 감소 발생을 용이하게 할 수 있다. 특정 구현예들에서, 진공 압력이 제2 포트(120)에 잠시 인가될 수 있으며, 이는 토출 오리피스(112)로부터 액체 형태의 금속(114)의 사출 동안 볼륨(110) 내의 압력 프로파일에 대한 추가 제어를 제공하는 데 유용할 수 있다.
[0040] 제1 포트(118) 및 제2 포트(120)는 노즐(102)의 볼륨(110)을 따라 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 제1 포트(118) 및 제2 포트(120)는 노즐(102)의 볼륨(110)을 따라 서로 실질적으로 축 방향으로 정렬될 수 있다. 이러한 정렬은, 예를 들어, 가압된 공기가 볼륨(110)을 관통해 이동할 때 볼륨(110) 내의 공진 주파수를 여기시킬 가능성을 감소시키는 데 유용할 수 있다. 특정 경우들에서, 제1 포트(118) 및 제2 포트(120)는 토출 오리피스(112)를 포함하는 평면에 실질적으로 평행한 축을 규정할 수 있다. 이러한 배향에서, 가압된 가스는 토출 오리피스(112)로 간접적으로 안내되며, 이는 액체 형태의 금속(114)의 사출시에 유입되는 가압된 가스의 압력 변동의 영향을 유리하게 감쇠시킬 수 있다.
[0041] 일부 구현예들에서, 토출 오리피스(112)는 제1 포트(118) 및 제2 포트(120)가 토출 오리피스(112) 아래에 있도록 수직으로 배향될 수 있다. 그러한 경우들에서, 토출 오리피스(112)로부터 사출된 액체 형태의 금속(114)은 액체 형태의 금속(114)의 속도를 감속시키도록 중력에 반대되는 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 더 느려진 속도는, 예를 들어, 3차원 물체(116) 상에 증착되는 금속(114)의 적절한 형상을 달성하는 데 유용할 수 있다.
[0042] 일부 구현예들에서, 노즐(102)의 토출 오리피스(112)는, 예를 들어, 링(113)의 형태 또는 다른 유사한 구조의 형태로, 토출 오리피스(112) 주위에 불활성 가스 커튼을 포함할 수 있다. 이는 대기 또는 유사한 조건에서 작동할 때 유용할 수 있다. 따라서, 특정 구현예들에서, 불활성 가스 커튼은 토출 오리피스(112) 주위에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다.
[0043] 노즐(102)의 토출 오리피스(112)는 또한 토출 오리피스(112)로부터 사출되는 액체 형태의 금속(114)을 제어하도록 수정되거나 달리 처리될 수 있다. 예를 들어, 토출 오리피스(112)의 기하학적 구조는 조정가능할 수 있다. 특정 양태들에서, 토출 오리피스(112)는, 예를 들어, 토출 오리피스(112)로부터 사출되는 액체 형태의 금속(114)을 제어하기 위해 상이한 특성들을 갖는 다른 토출 오리피스(112)로 교체가능하거나 전환가능할 수 있다. 예를 들어, 토출 오리피스(112)는, 예를 들어, 토출 오리피스(112)의 기하 구조를 변경함으로써 또는 토출 오리피스(112)의 처리를 통해, 액체 형태의 금속(114)이 토출 오리피스(112)의 벽들에 접하는 표면과 습윤되는 메니스커스를 갖는 초기 상태를 제공하도록 제어될 수 있다. 유사하게, 토출 오리피스(112)는, 예를 들어, 토출 오리피스(112)의 기하 구조를 변경함으로써 또는 토출 오리피스(112)의 처리를 통해, 액체 형태의 금속(114)이 토출 오리피스(112)의 벽들에 접하는 표면과는 습윤되지 않는 메니스커스를 갖는 초기 상태를 제공하도록 제어될 수 있다.
[0044] 가압된 가스의 공급원(104)은, 예를 들어, 가압된 탱크일 수 있다. 특정 구현예들에서, 가압된 가스의 공급원(104)은 약 550 kPa를 초과하는 압력을 가질 수 있다. 또한, 또는 대신에, 가압된 가스는 액체 형태의 금속에 대해 불활성일 수 있다. 예를 들어, 특정 경우들에서, 가압된 가스는 질소, 아르곤, 또는 공기일 수 있다.
[0045] 밸브(106)가 개방되고 가압된 가스가 처음에 제1 포트(118)를 통해 볼륨(110)에 진입함에 따라, 볼륨(110) 내의 압력은 초기에 증가하게 된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 볼륨(110) 내의 압력은, 볼륨(110) 내의 압력이 제2 포트(120)와 관련된 유동 저항을 극복하기에 충분할 때까지 증가할 수 있다. 밸브(106)를 폐쇄하면, 제1 포트(118)를 통해 가압된 가스의 이동이 차단될 수 있고, 볼륨(110) 내의 압력은 가압된 가스가 제2 포트(120)를 통해 볼륨(110)을 빠져 나올 때 소산될 수 있다.
[0046] 매체 공급부(108)로부터의 금속(114)은 밸브(106)가 토출 오리피스(112)와 가압된 가스의 공급원(104) 사이의 유체 연통을 차단하도록 위치(예를 들어, 폐쇄)되는 동안 볼륨(110) 내로 이동될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 매체 공급부(108)로부터 볼륨(110) 내로의 금속의 유속은 볼륨(110)을 통과하는 가압된 가스의 유동과는 분리될 수 있다. 그러한 분리는 가압된 가스가 토출 오리피스(112)를 통해 액체 형태의 금속(114)을 사출할 때 볼륨(110) 내의 액체 형태의 금속(114)이 부주의하게 고갈될 가능성을 감소시킬 수 있다는 것을 이해해야 한다. 보다 일반적으로, 볼륨(110) 내로의 가압된 가스의 이동이 차단되는 동안 매체 공급부(108)로부터 볼륨(110) 내로의 금속 (114)의 이동은 노즐(102)의 작동을 차단시킬 가능성을 감소시킬 수 있으며, 따라서 연속적 또는 실질적으로 연속적인 제조를 가능하게 할 수 있다.
[0047] 본원에 사용된 용어 "금속"은 달리 특정되거나 문맥에 의해 명확한 경우를 제외하고는, 순수한 금속들, 금속 합금들, 및 하나 또는 그 초과의 금속 성분들을 포함하는 복합 재료들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 비 제한적인 예로서, 금속(114)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 주석, 및 땜납 중 임의의 하나 또는 그 초과의 금속들일 수 있다.
[0048] 특정 구현예들에서, 매체 공급부(108)는 제2 포트(120)를 통해 볼륨(110)과 유체 연통될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 금속(114)은 가압된 가스가 볼륨(110)으로부터 배기되는 동일한 통로를 통해 매체 공급부(108)에 의해 볼륨(110) 내로 (예를 들어, 연속적으로) 이동될 수 있다. 이러한 구성(configuration)은, 예를 들어, 노즐 (102)에 필요한 포트들의 수를 감소시킬 수 있고, 이는 더 많은 수의 포트들을 갖는 노즐과 비교하여, 노즐(102)의 크기 감소를 용이하게 할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0049] 일부 구현예들에서, 노즐(102)은 노즐(102)의 볼륨(110)과 유체 연통하는 매체 배출부(122)를 더 포함할 수 있다. 매체 공급부(108)로부터의 금속(114)은 볼륨(110)으로부터 매체 배출부(122)로 이동하여 (예를 들어, 매체 공급부(108)로 재순환시키기 위해) 노즐(102)로부터 배출될 수 있다. 일 예로서, 노즐(102)의 볼륨(110)을 통해 매체 공급부(108)로부터 매체 배출부(122)로 이동하는 액체 형태의 금속(114)은 토출 오리피스(112)와 제1 포트(118) 사이를 이동할 수 있다. 따라서, 이 예에서 계속하여, 제1 포트(118)를 통해 볼륨(110) 내로 이동하는 가압된 가스는 토출 오리피스(112)를 지나 이동하는 액체 형태의 금속(114)에 공압력을 가하여 액체 형태의 금속(114)을 토출 오리피스(112)를 통해 사출할 수 있다. 매체 공급부(108)로부터 매체 배출부로의 액체 형태의 금속(114)의 이동은, 예를 들어, 볼륨(110)에서 침전물 축적(build-up)의 가능성을 감소시킬 수 있다. 그러한 침전물 축적의 감소는 토출 오리피스(112)의 의도하지 않은 차단의 가능성을 감소시킬 수 있고, 따라서, 장 시간 동안의 액체 형태의 금속(114)의 연속적인 또는 실질적으로 연속적인 사출을 가능하게 할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0050] 일반적으로, 3차원 프린터(100)는 3차원 물체(116)를 제조하기 위해 3차원 프린터(100)의 동작을 관리할 수 있는 제어 시스템(126)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(126)은 노즐(102) 및 빌드 플레이트(130) 중 하나 또는 그 초과에 기계적으로 결합된 로봇 시스템(128) 및 밸브(106)와 전기적 통신 상태에 있을 수 있다. 사용시에, 제어 시스템(126)은 제어된 3차원 패턴을 따라 노즐(102)을 이동시키도록 로봇 시스템(128)을 작동시킬 수 있고, 추가적으로, 또는 대안으로, 제어 시스템(126)은 노즐(102)과 빌드 플레이트(130) 중 하나 또는 그 초과가 제어된 3차원 패턴을 따라 이동될 때 밸브(106)를 작동시켜 노즐(102)로부터 액체 형태의 금속(114)의 사출을 제어할 수 있다. 제어된 3차원 패턴은, 예를 들어, 제어 시스템(126)으로서 사용되는 컴퓨터의 로컬 메모리와 같은 데이터베이스(132), 또는 서버 또는 다른 원격 리소스를 통해 액세스 가능한 원격 데이터베이스, 또는 제어 시스템(126)에 액세스 가능한 임의의 다른 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 3차원 모델(134)에 기초할 수 있다. 특정 구현예들에서, 제어 시스템(126)은 사용자 입력에 응답하여 3차원 모델(134)을 검색할 수 있고, 3차원 물체(116)를 제조하기 위해 3차원 프린터(100)의 실행을 위한 머신 사용가능 명령어들(machine-ready instructions)을 생성할 수 있다.
[0051] 로봇 시스템(128)은, 빌드 챔버(138) 내에 노즐(102) 및 빌드 플레이트(130)를 3차원 물체(116)를 제조하기 위한 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 위치설정하기 위해, 빌드 챔버(138)의 작업 볼륨(136) 내로 이동할 수 있다. 다양한 로봇 시스템들이 당업계에 공지되어 있고 본원에서 고려되는 로봇 시스템(128)으로 사용하기에 적합하다. 예를 들어, 로봇 시스템(128)은 빌드 챔버(138) 내에서 x 축, y 축, 및 z 축에서 독립적으로 이동하기 위해 다수의 선형 제어들을 사용하는 데카르트 또는 xyz 로봇 시스템을 포함할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 로봇 시스템(128)은 델타 로봇들을 포함할 수 있으며, 이들은 특정 구현예들에서 고정된 모터들 또는 구동 요소들의 설계 편리성을 제공할 뿐만 아니라, 속도 및 강성의 관점에서 상당한 이점들을 제공할 수 있다. 이중 또는 삼중의 델타 로봇들과 같은 다른 구성들은 부가적으로 또는 대안으로 사용될 수 있으며, 다수의 링키지들을 사용하여 동작 범위를 증가시킬 수 있다. 보다 일반적으로, 특히 진공 또는 유사한 환경에서, 노즐(102) 및 빌드 플레이트(130)의 서로 상대적인 위치설정을 제어하기에 적합한 임의의 로봇들은, 빌드 챔버(138) 내에서 작동, 조작(manipulation), 이동(locomotion) 등에 적합한 임의의 메커니즘 또는 메커니즘들의 조합을 포함하여, 로봇 시스템(114)의 일부를 형성할 수 있다.
[0052] 빌드 챔버(138)는 비교적 불활성 분위기를 포함할 수 있다. 빌드 챔버(138)는 또한 또는 대신에 진공을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 액체 형태의 금속(114)은 3차원 물체(116)의 제조 동안 불활성 분위기 및 진공 중 하나 또는 그 초과의 내부로 사출될 수 있다.
[0053] 매체 공급부(108)는, 예를 들어, 구동 체인(140) 및 히터(142)를 포함할 수 있다. 특정 구현예들에서, 금속(114)은 초기에, 예를 들어, 연속 형태(예를 들어, 와이어) 또는 불연속 형태(예를 들어, 빌렛(billet))와 같은 고체 형태로 존재한다. 예를 들어, 금속(114)은 이산 유닛들에서 빌렛들 등으로서 하나씩 히터(126) 내로 공급될 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 금속(114)은 와이어 형태의 금속(114)을 포함하는 스풀(spool) 또는 카트리지(catridge)로부터 공급될 수 있다. 환경적으로 민감한 재료들의 경우, 매체 공급부(108), 빌드 챔버(138), 또는 이들 모두는 금속(114)을 위한 진공 환경을 제공할 수 있다. 보다 일반적으로, 매체 공급부(108) 및 빌드 챔버(120) 중 하나 또는 그 초과는 진공, 및 산소 결핍 환경, 불활성 가스 환경, 또는 3차원 제조 중에 유지되는 조건 하에서 금속(114)과 반응하지 않는 일부의 가스 또는 가스들의 조합과 같이 금속(114)의 처리를 위해 적절하게 불활성인 환경을 유지할 수 있다.
[0054] 금속이 초기에 고체 형태인 구현예들에서, 구동 체인(140)은 금속과 맞물리고(engage) 금속을 히터(142) 내로 이동시킬 수 있으며, 여기서 액체 형태의 금속이 형성될 수 있다. 히터(142)는, 가압된 가스와 노즐(102) 사이의 유체 연통이, 예를 들어, 밸브(106)의 작동에 의해 개별적으로 제어될 때 액체 형태의 금속이 노즐 내로 이동할 수 있도록, 노즐(102)과 유체 연통될 수 있다. 매체 공급부(108)가 처음에는 고체 형태의 금속(110)을 포함하는 것으로 설명되었지만, 일부 구현예들에서, 금속(116)은 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않으면서 초기에 액체 형태일 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 구현예들에서, 매체 공급부(108)는, 예를 들어, 중력, 펌프의 사용 또는 이들의 조합을 통해 노즐(102) 내로 액체 형태의 금속(116)을 공급할 수 있다.
[0055] 구동 체인(140)은, 예를 들어, 금속(110)을 히터(142) 내로 연속적으로 또는 인덱스식으로(indexed) 공급하기 위해 임의의 적합한 기어들, 압축 피스톤들 등을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 구동 체인(140)은 복수의 롤러들(144)을 포함할 수 있으며, 그 롤러들 사이에는, 복수의 롤러들의 회전이 고체 형태의 금속(114)을 히터(142) 내로 이동시킬 수 있도록 고체 형태의 금속(114)이 끼워질 수 있다.
[0056] 히터(142)는 고체 형태의 금속(114)을 금속(114)의 용융 온도를 초과하게 가열하여 액체 형태의 금속(114)을 형성할 수 있다. 임의의 수의 가열 기술들이 사용될 수 있다. 일 양태에서, 유도 또는 저항 가열과 같은 전기 기술들이 금속(114)을 액화시키는 데 유용하게 적용될 수 있다. 이는, 예를 들어, 금속(114) 주위의 챔버를 유도식으로 또는 저항으로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 히터(142)는 금속(114)을 액화시키기 위해 유도 가열 및 복사 가열 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다.
[0057] 히터(142)가 노즐(102)의 외부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 히터(142)는 부가적으로 또는 대안으로, 노즐(102) 내로 통합될 수 있어서, 예를 들어 고체 형태의 금속(110)이 금속 공급부로부터 노즐(102) 내로 이동될 수 있고 고체 형태의 금속(110)은 노즐(102) 내로 통과할 때 용융될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 구현예들에서, 히터(142)는, 예를 들어, 토출 오리피스(112) 부근에 열을 안내할 수 있다. 일반적으로, 토출 오리피스(112) 부근으로의 열의 안내는 토출 오리피스(112) 내에서 액체 형태의 금속(114)의 고화(solidification)의 가능성을 감소시킬 수 있고, 따라서, 노즐(102)이 제조 공정 중에 멈추거나 그렇지 않으면 작동 불능이 될 가능성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(142)는 (예를 들어, 부품 제조들 간에) 액체 형태의 금속(114)이 토출 오리피스(112)로부터 사출되지 않는 정지 상태(quiescent state) 동안 토출 오리피스(112) 내 또는 그 부근에서 액체 형태의 금속(114)이 고화될 가능성을 감소시킬 수 있다.
[0058] 히터(142)는 또한 또는 대신에 액체 형태의 금속(110)을 생성 또는 유지하기 위한 적절한 온도로 금속(110)에 열을 인가하기에 적합한 임의의 다른 가열 시스템들을 포함할 수 있다. 따라서, 본원에 설명된 히터(106)는 일반적으로 고체 형태의 금속(110)을 본원에서 고려되는 제조에 사용하기 위한 상태로 배치하는 임의의 시스템을 포함하며, 액체 형태의 금속(114)을 본원에서 고려되는 제조에 사용하기 위한 상태로 유지하는 임의의 시스템을 더 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 특정 구현예들에서, 시스템(100)은 토출 오리피스(112)에 인접한(예를 들어, 바로 인접한) 노즐(102)의 일부를 따라 배치된 히터(124)를 더 포함할 수 있다.
[0059] 도 2는 공압식 분사를 사용하여 금속을 적층 가공하는 예시적인 방법(200)의 흐름도를 도시한다. 방법(200)은 달리 명시되거나 문맥으로부터 명백해지지 않는 한, 본원에 기재된 디바이스들 및 시스템들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 것을 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 방법(200)은 도 1과 관련하여 전술한 3차원 프린터(100)를 사용하여 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0060] 단계(202)에 나타난 바와 같이, 방법(200)은 금속을 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고체 형태의 금속은 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내될 수 있다. 특정 구현예들에서, 고체 형태의 금속은 노즐에 의해 규정된 볼륨 내에서 액화될 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 금속은 노즐에 의해 규정된 볼륨 외부에서 액화될 수 있고, 액체 형태로 볼륨 내로 전달될 수 있다.
[0061] 단계(204)에 나타난 바와 같이, 방법(200)은 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 이러한 상대적인 이동은 토출 오리피스 및 빌드 플레이트의 이동의 다양한 상이한 조합들 중 하나 또는 그 초과의 조합들로 달성될 수 있다. 예를 들어, 토출 오리피스는 제어된 3차원 패턴을 따라 이동될 수 있는 반면에, 빌드 플레이트는 정지 상태를 유지한다. 부가적으로, 또는 대안으로, 빌드 플레이트는 제어된 3차원 패턴을 따라 이동될 수 있는 반면, 토출 오리피스는 정지 상태를 유지한다. 또한 또는 대신에, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트는 각각 제어된 3차원 패턴을 따라 이동될 수 있다.
[0062] 토출 오리피스는 노즐에 의해 규정될 수 있고 볼륨과 유체 연통될 수 있어서, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트가 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동될 때 액체 형태의 금속은 볼륨으로부터 토출 오리피스를 통해 이동할 수 있다. 특정 구현예들에서, 로봇 시스템은 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시킬 수 있다. 로봇 시스템은, 예를 들어, 본원에 기술되거나 또는 이와는 달리 당업계에 공지된 다양한 상이한 로봇 시스템들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 로봇 시스템들일 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 토출 오리피스와 빌드 플레이트를 서로 상대적으로 이동시키기 위한 로봇 시스템의 작동은 본원에 설명된 다양한 제어 시스템들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 제어 시스템들과 같은 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 제어 시스템에 의해 수신된 3차원 모델에 적어도 부분적으로 기초하여 로봇 시스템의 작동을 제어할 수 있다.
[0063] 단계(206)에 나타난 바와 같이, 방법(200)은 가압된 가스의 펄스들을 볼륨 내로 선택적으로 전달하여 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출함으로써 3차원 물체를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 펄스들의 선택적 전달은, 예를 들어, 제어된 3차원 패턴을 따르는 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 특정의 구현예들에서, 금속은 가압된 가스의 펄스들이 볼륨 내로 선택적으로 전달되는 동안 단계(202)에 따라 볼륨 내로 안내될 수 있다. 일부 구현예들에서, 액체 형태의 금속은 가압된 가스의 펄스들이 볼륨 내로 선택적으로 전달될 때 노즐의 볼륨으로부터 배출될 수 있다. 따라서, 보다 일반적으로, 금속은 가압된 가스가 노즐의 볼륨 내로 전달되는 것과는 독립적으로 노즐의 볼륨의 내부 및 외부로 이동될 수 있다.
[0064] 또한, 또는 대신에, 가압된 가스의 펄스들을 볼륨 내로 선택적으로 전달하여 액체 형태의 금속을 사출하는 것은 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 중력 방향과는 실질적으로 반대 방향의 수직 성분을 갖는 방향으로 사출하는 것을 포함할 수 있다. 이 방향으로의 액체 형태의 금속의 사출은 사출된 액체 형태의 금속과 제조되는 3차원 물체 사이의 원하는 접촉을 달성하기 위해 사출된 액체 형태의 금속을 유리하게 감속시킬 수 있음을 이해해야 한다.
[0065] 특정의 구현예들에서, 가압된 가스의 펄스들을 볼륨 내로 선택적으로 전달하여 액체 형태의 금속을 사출하는 것은 펄스 주파수를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 펄스 주파수는 액적 사출 이전에, 예를 들어, 각각의 사출 사이에서 액체 금속의 메니스커스의 안정성을 증가시키도록 제어되거나 튜닝될 수 있다. 특정 양태들에서, 펄스 주파수는 노즐의 볼륨의 자연 고조파들의 배수들로 튜닝될 수 있다.
[0066] 특정 구현예들이 설명되었지만, 다른 구현예들이 부가적으로 또는 대안으로 이용가능하다.
[0067] 예를 들어, 노즐은 노즐로 진입하는 금속과 금속이 노즐로부터 사출되게 하는 토출 오리피스 사이의 방해되지 않는 경로를 갖는 것으로 기술되었지만, 다른 구성들이 부가적으로 또는 대안으로 이용가능하다. 일 예로서, 도 3을 이제 참조하면, 노즐(300)은 서로 유체 연통하는 볼륨(302), 제1 포트(304), 제2 포트(306), 및 토출 오리피스(308)를 규정할 수 있다. 일반적으로, 다르게 특정되거나 문맥으로부터 명백해지지 않는 한, 도 1과 관련하여 전술한 3차원 프린터(100)의 노즐(102)에 추가하여 또는 그 대신에 노즐(300)이 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 노즐(300)은 도 1와 관련하여 상술한 가압된 가스의 공급원(104)과 같은, 가압된 가스의 공급원으로부터의 가압된 가스와 선택적으로 유체 연통될 수 있으며 제1 포트(304)를 통해 볼륨(302)과의 유체 연통이 이루어진다. 유사하게, 노즐(300)은 도 1과 관련하여 전술한 매체 공급부(108)와 같은 매체 공급부로부터 금속을 수용할 수 있으며, 제2 포트(306)를 통해 노즐의 볼륨(302)과 유체 연통한다. 따라서, 예를 들어, 노즐(300)은 제2 포트(306)를 통해 고체 형태의 금속을 수용할 수 있고, 추가적으로, 또는 대안으로, 제2 포트(306)는 대기압 및 진공 압력 중 하나 또는 양자 모두로 통기될 수 있어서, 가압된 가스는 제2 포트(306)를 통해 볼륨을 빠져 나올 수 있음이 이해되어야 한다.
[0068] 노즐(300)은 볼륨(302) 내에 배치된 하나 또는 그 초과의 배플들(310)(예를 들어, 서로 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 배플들(310))을 포함할 수 있다. 일반적으로, 배플들(310)은 볼륨(302)의 저장부(312)쪽으로 침전물을 안내하도록 배향될 수 있다. 저장부(312)는 노즐(300)의 토출 오리피스(308)로부터 떨어져 있을 수 있으며, 그에 따라, 액체 금속이 노즐(300)의 사용 중에 토출 오리피스(308)로부터 사출될 때 저장부(312)를 향하여 안내되는 침전물은 토출 오리피스(308)로부터 떨어져 있도록 유지될 수 있다.
[0069] 특정 구현예들에서, 토출 오리피스(308) 및 제2 포트(306)에 의해 규정된 축은 하나 또는 그 초과의 배플들(310)과 교차한다. 이러한 구현예들에서, 제2 포트(306)를 통해 볼륨(302) 내로 이동하는 금속의 유동은 금속이 토출 오리피스(308)를 향해 이동할 때 하나 또는 그 초과의 배플들(310)에 의해 방해를 받을 것이다. 금속 유동의 이러한 방해는 볼륨(302)의 저장부(312)쪽으로 침전물을 안내하는 데 유용할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 또는 대신에, 하나 또는 그 초과의 배플들(310)은, 예를 들어, 토출 오리피스(308)에 수직인 축에 대해 경사질 수 있어서, 침전물을, 예를 들어, 볼륨(302)의 저장부(312)를 향해 안내할 수 있다.
[0070] 일부 구현예들에서, 하나 또는 그 초과의 배플들(310)은 노즐(300)의 볼륨(302)의 치수에 걸쳐 있을 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 배플들(310)은 볼륨(302)의 깊이에 걸쳐 있고 볼륨(302)의 전체 폭 미만으로 걸쳐 있을 수 있다. 일반적으로, 볼륨(302)의 치수를 하나 또는 그 초과의 배플들(310)에 걸쳐 있게 하면, 제2 포트(306)로부터 토출 오리피스(308)를 향하는 액체 금속의 유동이 토출 오리피스(308)에 도달하기 전에 저장부(312)로 안내될 가능성을 증가시킬 수 있다.
[0071] 또한, 또는 대안으로, 하나 또는 그 초과의 배플들(310)은 토출 오리피스(308)와 저장부(312) 사이의 비선형 경로를 규정할 수 있다. 일 예로서, 비선형 경로는, 저장부(312)로부터 토출 오리피스(308)쪽으로 이동하는 액체 금속이 높이의 증가를 따르도록, 토출 오리피스(308)에 수직인 축을 따라 높이가 증가하는 섹션을 포함할 수 있다. 이러한 높이의 증가는 액체 금속이 토출 오리피스에 도달하기 전에 액체 금속으로부터 침전물을 분리하는 데 유용할 수 있다. 보다 일반적으로, 비선형 경로는, 예를 들어, 액체 형태의 금속을 사출하기 위한 노즐(300)의 지속적인 사용 동안 침전물이 저장부(312)에서 토출 오리피스(308)로 이동할 가능성을 감소시키는 데 유용할 수 있다.
[0072] 일반적으로, 가압된 가스는 볼륨(302)을 통해 제1 포트(304)에서 제2 포트(306)로, 다양한 상이한 방향들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 방향으로 이동될 수 있다. 그러나, 제1 포트(304) 및 제2 포트(306)의 특정 배향들은 액체 금속을 사출시키는 노즐(300)의 효율적이고 정확한 작동에 유리할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 특정 구현예들에서, 제1 포트(304)를 통한 가압된 가스의 유동은 하나 또는 그 초과의 배플들(310)에 의해 실질적으로 방해받지 않을 수 있으며, 그에 따라 하나 또는 그 초과의 배플들(310)은 사용 중에 볼륨(300) 내로의 가압된 가스의 이동을 감속시키지 않는다.
[0073] 노즐(300)은 일부 구현예들에서 히터(314)를 포함할 수 있다. 히터(314)는, 예를 들어, 토출 오리피스(308)를 규정하며 하나 또는 그 초과의 배플들(310)이 배치된 노즐(300)의 적어도 일 부분들을 따라 열을 안내할 수 있다. 노즐(300)의 이러한 부분들을 따라 열을 인가하는 것은, 액체 금속이 하나 또는 그 초과의 배플들(310)을 따라 토출 오리피스(308)를 향해 이동중일 때 액체 금속이 고화될 가능성을 감소시킬 수 있다. 히터(314)는, 예를 들어, 저항 히터, 유도 히터, 대류 히터, 및 방사 히터 중 하나 또는 그 초과의 히터들을 포함할 수 있다.
[0074] 도 4는 금속의 적층 가공을 위한 공압식 분사 공정에서 액체 금속을 침전물로부터 분리하는 예시적인 방법(400)의 흐름도이다. 방법(400)은 달리 명시되거나 문맥으로부터 명백해지지 않는 한, 본원에 기재된 3차원 프린터들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 3차원 프린터들을 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 방법(400)은 도 3과 관련하여 전술한 노즐(300)을 포함하는 도 1과 관련하여 전술한 3차원 프린터(100)와 같은, 3차원 프린터를 사용하여 수행될 수 있다.
[0075] 단계(402)에 나타난 바와 같이, 방법(400)은 금속을 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내하는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 금속은 본원에 설명된 방법들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 방법들에 따라 볼륨 내로 안내될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 고체 형태의 금속이 노즐에 의해 규정된 볼륨 내에서 액화될 수 있도록, 고체 형태의 금속이 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내될 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 금속은 노즐에 의해 규정된 볼륨 외부에서 액화될 수 있고, 액체 형태로 볼륨 내로 전달될 수 있다.
[0076] 단계(404)에 나타난 바와 같이, 방법(400)은 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 토출 오리피스는 노즐에 의해 규정될 수 있으며 볼륨과 유체 연통될 수 있어서, 볼륨 내의 금속은 토출 오리피스를 통해 제어된 3차원 패턴을 따라 이동할 수 있다. 토출 오리피스와 빌드 플레이트의 상대적인 이동은 토출 오리피스와 빌드 플레이트 중 하나 또는 둘다를 서로 상대적으로 이동시킴으로써 달성될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0077] 단계(406)에 나타난 바와 같이, 방법(400)은 침전물로부터 액체 형태의 금속을 분리하는 것을 포함할 수 있다. 이 분리는, 예를 들어, 노즐에 의해 규정된 볼륨 내에서 발생할 수 있으며, 볼륨은 침전물 저장소를 규정할 수 있다. 이 분리는, 예를 들어, 액체 형태의 금속을 침전물 저장소로부터 토출 오리피스로의 비선형 경로(예를 들어, 노즐에 의해 규정된 볼륨 내에 배치된 배플들에 의해 적어도 부분적으로 규정된 비선형 경로)를 따라 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 비선형 경로를 따른 액체 형태의 금속의 이동은, 예를 들어, 침전물로부터 액체 형태의 금속의 분리를 가능하게 할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 침전물로부터 액체 형태의 금속을 분리하는 것은 노즐의 볼륨 내에서, 토출 오리피스에 대한 액체 형태의 금속의 높이를 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 액체 형태의 금속의 높이가 증가함에 따라, 침전물은 침전되고, 따라서 액체 형태의 금속으로부터 분리될 것이다.
[0078] 단계(408)에 나타난 바와 같이, 방법(400)은 가압된 가스를 볼륨 내로 전달하여 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출함으로써 3차원 물체를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 가압된 가스의 전달은, 예를 들어, 제어된 3차원 패턴을 따른 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초할 수 있어서, 사출된 금속은 제조되는 3차원 물체에 정확하게 전달될 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 단계(406)에서의 침전물로부터 액체 형태의 금속의 분리는 가압된 가스가 볼륨 내로 전달되는 동안 발생할 수 있어서, 침전물로부터 액체 금속의 분리는 3차원 물체의 제조 속도에 현저한 영향을 미치지 않는다.
[0079] 다른 예로서, 노즐이 고정된 압력 프로파일을 갖는 것으로 설명되었지만, 다른 구현예들이 부가적으로 또는 대안으로 이용가능하다. 일 예로서, 도 5를 이제 참조하면, 노즐(500)은 서로 유체 연통하는, 볼륨(502), 제1 포트(504), 제2 포트(506), 및 토출 오리피스(508)를 규정할 수 있다. 또한, 또는 대신에, 노즐(500)은 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 배기 통로(510)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 다르게 특정되거나 문맥으로부터 명백해지지 않는 한, 노즐(500)은 도 1과 관련하여 전술한 3차원 프린터(100)의 노즐(102) 또는 도 3과 관련하여 전술한 노즐(300)에 추가하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 노즐(500)은 도 1와 관련하여 상술한 가압된 가스의 공급원(104)과 같은, 가압된 가스의 공급원으로부터의 가압된 가스와 선택적으로 유체 연통될 수 있으며, 제1 포트(504)를 통해 볼륨(502)과의 유체 연통이 이루어진다. 유사하게, 노즐(500)은 도 1과 관련하여 전술한 매체 공급부(108)와 같은 매체 공급부로부터 금속을 수용할 수 있으며, 이러한 매체 공급부는 제2 포트(306)를 통해 볼륨(502)과 유체 연통될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 노즐(300)은 제2 포트(506)를 통해 고체 형태의 금속을 수용할 수 있고, 추가적으로 또는 대안으로, 제2 포트(506)는 배기 통로(510)를 통해 통기될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0080] 배기 통로(510)는 조정가능한 배압을 가질 수 있다. 일반적으로, 그러한 조정가능한 배압은 가압된 가스가 볼륨(502)를 통해 이동할 때 노즐(500)에 의해 규정된 볼륨(502) 내의 압력 프로파일을 제어하여, 토출 오리피스(508)로부터 액체 형태의 금속을 (예를 들어, 3차원 물체의 제조를 위해 제어된 3차원 패턴을 따라) 사출하는 데 유용할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 볼륨(502) 내의 압력 프로파일은 시간의 함수로서 볼륨(502) 내의 압력을 포함한다. 압력 프로파일의 특성들(예를 들어, 압력 상승 속도, 피크 압력, 압력 감쇠율, 및 지속 시간)은, 노즐(500) 내의 가압된 가스의 맥동에 응답하여 토출 오리피스(508)로부터 사출되는 액적들의 형상에 영향을 미칠 수 있음을 이해해야 한다.
[0081] 특정 구현예들에서, 배기 통로(510)는 유압 인덕턴스(512)를 포함할 수 있다. 가압된 가스가 유압 인덕턴스(512)를 통해 이동함에 따라, 유압 인덕턴스(512)는 가압된 가스가 배기 통로(510)를 통해 볼륨(502)을 빠져 나갈 때 유압 인덕턴스(512)에 가해지는 힘에 응답하여, 시간에 따라 소산하는 저항을 가질 수 있다. 예를 들어, 가압된 가스가 초기에 유압 인덕턴스(512)에 도입될 때, 유압 인덕턴스(512)의 유동 저항은 볼륨(502) 내에 압력이 형성되도록 높을 수 있다. 이 예를 계속하면, 가압된 가스가 유압 인덕턴스(512)에 계속해서 힘을 가함에 따라, 유압 인덕턴스(512)의 유동 저항이 감소될 수 있어서, 가압된 가스가 유압 인덕턴스(512)를 통해 보다 높은 속도로 이동함에 따라, 볼륨(502) 내의 축적 압력이 소산될 수 있다.
[0082] 일 예로서, 유압 인덕턴스(512)는 패들 휠(514)을 포함할 수 있다. 사용시, 패들 휠(514)은 배기 통로(510)에서 통기되는 가압된 가스에 의해 패들 휠(514)에 가해지는 힘에 응답하여 회전할 수 있다. 패들 휠(514)은 패들 휠(514)이 자유롭게 회전할 수 있기 전에 극복되어야하는 관성을 가질 수 있다. 관성을 극복하기 이전에 패들 휠(514) 상의 가압된 가스의 힘은 볼륨(502) 내의 압력의 상승에 상응할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 가압된 가스가 계속해서 패들 휠(514)에 가해지고 관성이 극복됨에 따라, 패들 휠(514)은 자유롭게 회전할 수 있어서 패들 휠(514)은 가압된 가스의 유동에 대해 저항을 거의 겪지 않을 정도의 힘을 가하게 된다.
[0083] 특정 구현예들에서, 유압 인덕턴스(512)의 저항의 시변 프로파일은 볼륨(502)에서 (예를 들어, 실 시간으로) 원하는 압력 프로파일을 달성하는 것을 용이하게 하도록 조정될 수 있다. 이러한 조정가능성은, 예를 들어, 토출 오리피스(508)로부터 사출되는 액적들의 크기 및 형상을 제어하는 데 유용할 수 있다. 예를 들어, 유압 인덕턴스(512)가 패들 휠(514)을 포함하는 구현예들에서, 패들 휠(514)의 회전 저항은 유압 인덕턴스(512)의 저항의 시변 프로파일을 변경하도록 조정될 수 있다.
[0084] 특정 구현예들에서, 배기 통로(510)는 가변 유압 저항(516)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가변 유압 저항(516)은 배기 통로(510)의 가변 길이를 포함할 수 있으며, 보다 긴 길이는 대체로 증가된 유압 저항에 대응한다. 부가적으로, 또는 대안으로, 가변 유압 저항(516)은 가변 크기를 갖는 유동 제한(예를 들어, 오리피스)을 포함할 수 있다. 특정 구현예들에서, 가변 유압 저항(516)은 볼륨(502)에서 (예를 들어, 실 시간으로) 목표 압력 프로파일을 달성하도록 조정될 수 있다.
[0085] 도 6은 금속의 적층 가공을 위한 공압식 분사 공정에서 배압을 조정하는 예시적인 방법(600)의 흐름도이다. 방법(600)은 달리 명시되거나 문맥으로부터 명백해지지 않는 한, 본원에 설명된 3차원 프린터들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 3차원 프린터들을 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 방법(600)은 도 5와 관련하여 전술한 노즐(500)을 포함하는 도 1과 관련하여 전술한 3차원 프린터(100)와 같은 3차원 프린터를 사용하여 수행될 수 있다.
[0086] 단계(602)에 나타난 바와 같이, 방법(600)은 금속을 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내하는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 금속은 본원에 설명된 방법들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 방법들에 따라 볼륨 내로 안내될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 고체 형태의 금속이 노즐에 의해 규정된 볼륨 내에서 액화될 수 있도록, 고체 형태의 금속이 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내될 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 금속은 노즐에 의해 규정된 볼륨의 외부에서 액화될 수 있고, 액체 형태로 볼륨 내로 전달될 수 있다.
[0087] 단계(604)에 나타난 바와 같이, 방법(600)은 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 토출 오리피스는 노즐에 의해 규정될 수 있고 볼륨과 유체 연통될 수 있어서, 토출 오리피스 및 빌드 플레이트가 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동될 때 액체 형태의 금속이 토출 오리피스를 통해 사출될 수 있다.
[0088] 단계(606)에 나타난 바와 같이, 방법(600)은 가압된 가스의 펄스들을 노즐의 볼륨 내로 전달하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가압된 가스의 펄스들을 전달하는 것은 본원에 설명된 다양한 상이한 방법들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 방법들에 따라 가압된 가스의 공급원과 볼륨 사이에 배치된 밸브를 반복적으로 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 맥동의 특성들(예를 들어, 진폭 및 속도)은 제어된 3차원 패턴을 따라 주어진 위치에 대해 요구되는 액체 금속의 액적들의 형상 및 크기의 함수일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0089] 단계(608)에 나타난 바와 같이, 방법(600)은, 노즐의 볼륨과 유체 연통하고 가압된 가스가 노즐의 볼륨으로부터 통기되는 배기 통로의 배압을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 배압의 조정에 응답하여, 볼륨 내의 가압된 가스는 볼륨 내의 액체 형태의 금속에 힘(예를 들어, 변화하는 힘)을 가하여 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출할 수 있다. 토출 오리피스 및 빌드 플레이트가 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동됨에 따라, 사출된 액체 금속은 빌드 플레이트 상에 3차원 물체를 형성하도록 축적될 수 있다.
[0090] 단계(608)에서 배압을 조정하는 것은 도 5의 노즐(500)에 관하여 전술한 조정들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 조정들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 단계(608)에서 배압을 조정하는 것은 통기되는 가압된 가스에 의해 가해진 힘에 응답하여 소산하는 유동 저항을 갖는 유압 인덕턴스를 통해 가압된 가스를 통기시키는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 유압 인덕턴스는 본원에 설명된 다양한 상이한 유압 인덕턴스들 중 임의의 것일 수 있고, 따라서 패들 휠(예를 들어, 도 1의 패들 휠(514)) 또는 다른 유사한 디바이스들을 포함할 수 있다. 소산하는 유동 저항은 가압된 가스가 볼륨 내에서 맥동될 때 볼륨 내에서 원하는 압력 프로파일을 얻는데 적합한 프로파일을 가질 수 있다. 특정 구현예들에서, 소산하는 유동 저항은 배기 통로에서 실질적으로 일정한 유압 저항으로 소산될 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 저항이 소산되는 시간 기간은 볼륨 내의 가압된 가스의 펄스들의 기간 미만일 수 있다. 이러한 신속한 소산은, 예를 들어, 사출된 액체 금속의 크기 및 형상을 제어하는 데 유용할 수 있다.
[0091] 부가적인, 또는 대안의 예로서, 단계(608)에서 배압을 조정하는 것은 가변 유압 저항을 통해 가압된 가스를 통기시키는 것과, 가변 유압 저항을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이 유압 저항은 제어된 3차원 패턴을 따르는 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 가변될 수 있다. 유압 저항을 가변시키는 것은 본원에 설명된 유압 저항을 가변시키는 방법들 중 임의의 하나 또는 그 초과의 방법들을 포함할 수 있고, 따라서 유동 제한의 크기를 가변시키는 것과 배기 통로의 길이를 가변시키는 것 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
[0092] 특정의 구현예들에서, 단계(608)에서 배기 통로의 배압을 조정하는 것은 노즐의 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 볼륨에 기초할 수 있다. 일 예로서, 배압은 노즐의 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 볼륨이 증가함에 따라 보다 높은 압력으로 조정될 수 있다. 더 높은 배압은 볼륨 내의 더 높은 압력과 대응할 수 있다. 차례로, 배압의 증가는 토출 오리피스로부터 사출되는 액체 형태의 금속의 양을 증가시킬 수 있고, 따라서 노즐의 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 볼륨을 감소시킬 수 있다. 배압의 감소는 토출 오리피스로부터 사출되는 액체 형태의 금속의 양을 감소시킬 수 있고, 따라서 노즐의 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 볼륨을 증가시킬 수 있음을 이해해야 한다.
[0093] 다른 예로서, 적층 가공 시스템들이 공압식 분사를 포함하는 것으로 설명되었지만, 다른 구성들이 부가적으로 또는 대안으로 가능하다. 예를 들어, 이제 도 7을 참조하면, 3차원 프린터(700)는 공압 작동 사출과 전기 작동식 사출 사이에서 전환 가능하다. 달리 특정되거나 문맥에 의해 명확해지지 않는 한, "700" 시리즈들의 엘리먼트 번호들을 갖는 엘리먼트들은 도 1에서 유사한 "100" 시리즈들의 엘리먼트 번호들을 갖는 엘리먼트들과 동일하다. 따라서, 예를 들어, 도 7의 로봇 시스템(708)은 달리 특정되지 않거나 문맥에 의해 명확해지지 않는 한, 도 1의 로봇 시스템(108)과 유사한 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 효율적인 설명을 위해, "700" 시리즈들의 엘리먼트 번호들을 갖는 엘리먼트들은, 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이의 전환과 관련된 특징들을 언급하는 것을 제외하고는, "100" 시리즈들의 엘리먼트 번호들을 갖는 유사한 엘리먼트들과 별도로 기술되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "공압 작동식 사출"은 가압된 가스의 힘을 통해 액체 금속 상에 직접 또는 간접적으로 가해지는 공압력의 인가를 통한 액체 금속의 사출을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "전기 작동식 사출"은 액체 금속 상에 자기 유체 역학력, 전기 유체 역학력, 또는 전자 기계적으로 작동하는 힘의 인가를 통한 액체 금속의 사출을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
[0094] 3차원 프린터(700)는 밸브(706) 및 전력원(709)과 전기 통신하는 제어 시스템(726)을 포함할 수 있다. 밸브(706)는 도 1의 밸브(106)와 관련하여 전술한 바와 같이, 가압된 가스의 공급원(704)과 노즐(702)에 의해 규정된 볼륨(710) 사이의 유체 연통을 제어하도록 작동가능한 것일 수 있고, 노즐(702) 및 제어 시스템(726)과 전기 통신될 수 있다. 사용시, 제어 시스템(726)은 밸브(706) 및 전력원(709)을 제어하여, 노즐(702)에 의해 규정된 토출 오리피스(712)로부터 액체 형태의 금속(714)의 공압 작동식 사출 및 전기 작동식 사출을 선택적으로 전환할 수 있다.
[0095] 특정 구현예들에서, 제어 시스템(726)은, 본 명세서에 기술된 임의의 하나 또는 그 초과의 방법들에 따라, 가압된 가스의 공급원(704)과 노즐(702)에 의해 규정된 볼륨(710) 사이의 유체 연통을 수립하도록 밸브(706)를 작동시킴으로써 노즐(702)을 공압 작동식 사출 모드로 배치하여, 액체 형태의 금속(714)을 사출할 수 있다. 공압 작동식 사출 모드에서, 제어 시스템(726)은, 선택적으로, 전력원(709)과 노즐(702) 사이의 전기 통신을 차단할 수 있다.
[0096] 또한, 또는 대신에, 제어 시스템(726)은 가압된 가스의 공급원(704)과 볼륨(710) 사이의 유체 연통을 차단하도록 밸브(706)를 작동시키고 전류를 노즐(702)에 전달하도록 전력원(709)을 작동시킴으로써 노즐(702)을 전기 작동식 사출 모드로 배치할 수 있다. 전류는, 예를 들어, 토출 오리피스(712)로부터 불연속 액체 금속 액적들(예를 들어, 드롭-온-디맨드(drop-on-demand))을 사출하기 위한 펄스식 전류일 수 있음이 이해되어야 한다. 특정의 구현예들에서, 전류는 노즐(702) 내의 액체 형태의 금속으로 안내될 수 있으며, 여기서 전류는 액체 형태의 금속을 통해 연장되는 자기장과 교차하여 자기 유체 역학력을 생성함으로써 토출 오리피스(712)로부터 액체 형태의 금속(714)을 사출할 수 있다. 일부 구현예들에서, 전류는 노즐(702) 내의 액체 형태의 금속으로 안내될 수 있으며, 여기서 전류는 액체 형태의 금속(714)의 전하와 상호 작용하여 자기 유체 역학력을 생성함으로써 토출 오리피스(712)로부터 액체 형태의 금속(714)을 사출할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 전류는 액체 형태의 금속(714)과 접촉하는 액추에이터(727)(예를 들어, 압전 액추에이터)로 안내될 수 있어서, 액추에이터(727)의 작동은 액체 형태의 금속(714)에 기계적인 힘을 가하여 토출 오리피스(712)로부터 액체 형태의 금속(714)을 사출시킬 수 있다.
[0097] 일부 구현예들에서, 제어 시스템(726)은 밸브(706) 및 전력원(709)을 작동시켜, 제어된 3차원 패턴을 따른 토출 오리피스(712)의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이에서 전환할 수 있다. 일 예로서, 제어 시스템(726)은 제어된 3차원 패턴의 경계를 따라 또는 액체 금속 액적들의 배치의 높은 정확도를 요구하는 또 다른 유사한 영역을 따라 전기적으로 작동하는 사출을 위해 밸브(706) 및 전력원(709)을 작동시킬 수 있다. 추가 또는 대안의 예로서, 제어 시스템(726)은 제어된 3차원 패턴의 경계로부터 벗어난 편위를 따라(예를 들어, 그 경계에 의해 규정되는 내부 공간 내에서) 또는 액체 금속의 배치에서 보다 적은 정밀도를 요구하는 또 다른 유사한 영역을 따라 공압식으로 작동되는 사출을 위해 밸브(706) 및 전력원(709)을 작동시킬 수 있다. 보다 일반적으로, 제어 시스템(726)은 밸브(706) 및 전력원을 작동시켜 (공압 작동식 사출 모드의) 액체 형태의 금속(714)의 흐름의 사출과 (전기 작동식 사출 모드의) 액체 형태의 금속(714)의 불연속 액적들의 사출 사이에서 전환할 수 있다.
[0098] 도 8은 액체 형태의 금속의 공압 작동식 분사와 전기 작동식 분사 사이에서 전환하는 예시적인 방법(800)의 흐름도이다. 예시적인 방법(800)은, 예를 들어, 도 7과 관련하여 전술한 3차원 프린터(700)를 사용하여 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0099] 단계(802)에 나타난 바와 같이, 예시적인 방법(800)은 금속을 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내하는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 금속은 본원에 설명된 임의의 하나 또는 그 초과의 방법들에 따라 볼륨 내로 안내될 수 있으며, 따라서, 본원에 설명된 임의의 하나 또는 그 초과의 매체 공급부들의 사용을 통한 금속의 이동을 포함할 수 있다.
[0100] 단계(804)에 나타난 바와 같이, 예시적인 방법(800)은 토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 토출 오리피스는 본원에 설명된 임의의 하나 또는 그 초과의 토출 오리피스들일 수 있으며, 따라서 노즐에 의해 규정되고 볼륨과 유체 연통될 수 있다. 토출 오리피스 및 빌드 플레이트는 전술한 로봇 시스템들(108 및 708)과 같은, 로봇 시스템의 사용을 통해 서로 상대적으로 이동될 수 있다.
[0101] 단계(806)에 나타난 바와 같이, 예시적인 방법(800)은 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이를 선택적으로 전환하는 것을 포함할 수 있다. 선택적인 전환은, 예를 들어, 제어된 3차원 패턴을 따르는 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 일 예로서, 선택적인 전환은 (예를 들어, 부품 사양들을 충족시킬 보다 높은 정밀도를 필요로 할 수 있는, 경계를 따라 불연속 액적들을 전달하기 위해) 제어된 3차원 패턴의 경계를 따라 전기적으로 작동하는 사출을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로, 선택적인 전환은 제어된 3차원 패턴의 경계로부터 벗어난 편위를 따라 공압식으로 작동하는 사출을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 공압식 사출은, 예를 들어, 액체 금속의 정확한 배치가 덜 중요할 수 있는, 경계 내에서 유용할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 경계 내의 이러한 영역들에서, 공압식 사출은 액체 금속의 일정하거나 실질적으로 일정한 흐름을 전달하여 부품을 내부 충진(in-fill)할 수 있고, 따라서, 제조 공정을 가속화할 수 있다.
[0102] 단계(808)에 나타난 바와 같이, 예시적인 방법(800)은 3차원 물체의 적어도 일부를 형성하기 위해 공압 작동식 사출 및 전기 작동식 사출 중 선택된 하나에 따라 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출하는 것을 포함할 수 있다.
[0103] 상기 시스템들, 디바이스들, 방법들, 공정들 등은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 특정 애플리케이션에 적합한 이들의 임의의 조합으로 실현될 수 있다. 하드웨어는 범용 컴퓨터 및/또는 전용 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 이는 내부 및/또는 외부 메모리와 함께, 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 마이크로컨트롤러들, 내장형 마이크로컨트롤러들, 프로그램 가능한 디지털 신호 프로세서들 또는 다른 프로그래밍 가능한 디바이스들 또는 처리 회로에서의 구현을 포함한다. 이것은 또한, 또는 대신에, 하나 또는 그 초과의 주문형 집적 회로들, 프로그램 가능한 게이트 어레이들, 프로그램 가능한 어레이 로직 구성 요소들, 또는 전자 신호들을 처리하도록 구성될 수 있는 임의의 다른 디바이스 또는 디바이스들을 포함할 수 있다. 전술한 공정들 또는 디바이스들의 실현은, C와 같은 구조화된 프로그래밍 언어, C++와 같은 객체 안내형 프로그래밍 언어, 또는 (어셈블리 언어들, 하드웨어 서술 언어들, 및 데이터베이스 프로그래밍 언어들 및 기술들을 포함하는) 임의의 다른 고레벨 또는 저레벨 프로그래밍 언어를 사용하여 생성된 컴퓨터 실행 가능 코드를 포함할 수 있으며, 이는 프로세서들의 이종 조합들, 프로세서 아키텍처들, 또는 상이한 하드웨어 및 소프트웨어의 조합들 뿐만 아니라 전술한 디바이스들 중의 하나 상에서 실행하도록 저장되거나, 컴파일되거나, 해석될 수 있다는 것이 더 이해될 것이다. 다른 양태에서, 방법들은 방법들의 단계들을 수행하는 시스템들에서 구현될 수 있으며, 여러 가지 방식들로 디바이스들에 걸쳐 분산될 수 있다. 동시에, 처리는 상술한 다양한 시스템들과 같은 디바이스들에 걸쳐 분산될 수 있거나, 모든 기능이 전용의 독립형 디바이스 또는 다른 하드웨어로 통합될 수 있다. 다른 양태에서, 전술한 공정들과 관련된 단계들을 수행하기 위한 수단은 상술한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 이러한 모든 치환들 및 조합들은 본 개시 내용의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.
[0104] 본 명세서에 개시된 실시예들은 하나 또는 그 초과의 컴퓨팅 디바이스들 상에서 실행될 때 그의 임의의 및/또는 모든 단계들을 수행하는 컴퓨터 실행 가능 코드 또는 컴퓨터 사용 가능 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 코드는, 프로그램이 실행되는 (프로세서와 관련된 랜덤 액세스 메모리와 같은) 메모리일 수 있는 컴퓨터 메모리에, 또는 저장 디바이스, 이를테면, 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 또는 임의의 다른 광, 전자기, 자기, 적외선 또는 다른 디바이스 또는 디바이스들의 조합에 비 일시적인 방식으로 저장될 수 있다. 다른 양태에서, 전술한 시스템들 및 방법들 중 임의의 것은 컴퓨터 실행 가능 코드 및/또는 그로부터의 임의의 입력들 또는 출력들을 운반하는 임의의 적절한 전송 또는 전파 매체로 구현될 수 있다.
[0105] 본 명세서에서 설명된 구현예들의 방법 단계들은, 다른 의미가 명시적으로 제공되거나 달리 문맥으로부터 명백하지 않는 한, 다음의 청구범위의 특허성에 따라 전술한 방법 단계들이 수행될 수 있게 하는 임의의 적합한 방법을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 예를 들어, X의 단계를 수행하는 것은 원격 사용자, 원격 처리 리소스(예를 들어, 서버 또는 클라우드 컴퓨터) 또는 머신과 같은 다른 파티가 X의 단계를 수행하도록 하는 적절한 방법을 포함한다. 유사하게, 단계들 X, Y 및 Z를 수행하는 것은 이러한 단계들의 이점을 얻기 위해 그러한 다른 개체들 또는 리소스들의 임의의 조합에 단계들 X, Y 및 Z를 수행하도록 지시하거나 제어하는 임의의 방법을 포함할 수 있다. 따라서, 본원에 설명된 구현예들의 방법 단계들은, 다른 의미가 명시적으로 제공되거나 달리 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 다음의 청구범위의 특허성에 따라, 하나 또는 그 초과의 다른 파티들 또는 개체들이 단계들을 수행하도록 하는 임의의 적합한 방법을 포함하는 것으로 의도된다. 그러한 파티들 또는 개체들은 임의의 파티 또는 개체의 지시 또는 제어 하에 있을 필요가 없으며, 특정 관할 구역 내에 위치될 필요가 없다.
[0106] 또한, 상기 방법들은 제한이 아닌 예로서 제공된다는 것을 이해해야 한다. 반대로의 명시적인 지시가 없으면, 개시된 단계들은 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 수정, 보충, 생략 및/또는 재순서화될 수 있다. 수많은 변형들, 추가들, 생략들 및 다른 수정들이 당업자에게는 명백할 것이다. 또한, 위의 설명 및 도면에서 방법 단계들의 순서 또는 제시는 특정 순서가 명시적으로 요구되거나 달리 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 열거된 단계들을 수행하는 이 순서를 요구하기 위한 것이 아니다. 따라서, 특정 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본원에서는, 개시 내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에서 다양한 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있고, 이들은 법률에 의해 허용 가능한 가장 넓은 의미로 해석되어야 하는 다음의 청구항들에 의해 규정되는 본 발명의 일부를 형성하는 것으로 의도된다는 것이 당업자들에게는 명백할 것이다.
Claims (80)
- 적층 가공 시스템(additive manufacturing system)으로서,
서로 유체 연통하는 볼륨(volume) 및 토출 오리피스(discharge orifice)를 규정하는 노즐(nozzle);
가압된 가스의 공급원;
상기 가압된 가스의 공급원과 상기 노즐의 볼륨 사이의 유체 연통을 제어하도록 작동 가능한 밸브; 및
상기 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 공급부(media supply)를 포함하며,
상기 매체 공급부로부터의 금속은, 상기 밸브가, 상기 노즐 내의 가압된 가스의 공압력(pneumatic force) 하에서, 3차원 물체의 제조와 관련된 제어된 3차원 패턴을 따라 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하도록(eject) 작동될 때, 상기 노즐의 볼륨 내로 이동 가능한,
적층 가공 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 매체 공급부로부터의 금속은, 상기 밸브가 상기 노즐의 토출 오리피스와 상기 가압된 가스의 공급원 사이의 유체 연통을 차단하도록 위치설정되는 동안 상기 볼륨 내로 이동 가능한,
적층 가공 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 노즐은 제1 포트(port) 및 제2 포트를 더 규정하며, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트는 상기 노즐의 볼륨을 따라 서로 이격되고, 상기 밸브의 작동은 상기 제1 포트를 통해 상기 노즐의 볼륨 내로의 상기 가압된 가스의 이동을 제어하는,
적층 가공 시스템. - 제3 항에 있어서,
상기 제1 포트 및 상기 제2 포트는 상기 노즐의 볼륨을 따라 서로 실질적으로 축 방향으로 정렬되는,
적층 가공 시스템. - 제3 항에 있어서,
상기 매체 공급부는 상기 제2 포트를 통해 상기 노즐의 볼륨과 유체 연통하는,
적층 가공 시스템. - 제3 항에 있어서,
상기 제2 포트는 대기(atmosphere)로 통기되는(vented),
적층 가공 시스템. - 제3 항에 있어서,
상기 제2 포트는 진공으로 통기되는,
적층 가공 시스템. - 제3 항에 있어서,
상기 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 배출부(media drain)를 더 포함하며, 상기 매체 공급부로부터의 금속은 상기 노즐의 볼륨으로부터 상기 매체 배출부로 이동 가능한,
적층 가공 시스템. - 제8 항에 있어서,
상기 토출 오리피스 및 상기 제1 포트는, 상기 매체 공급부로부터 상기 매체 배출부로 이동하는 금속이 상기 토출 오리피스와 상기 제1 포트 사이에서 이동하도록, 서로에 상대적으로 위치설정되는,
적층 가공 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 토출 오리피스에 인접한 상기 노즐의 적어도 일 부분을 가열하도록 배열된 히터(heater)를 더 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 히터는 저항 히터 및 유도 히터 중 하나 또는 그 초과인,
적층 가공 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 금속 공급부는 상기 토출 오리피스에 인접한 상기 볼륨의 일 부분 내로 이동 가능한,
적층 가공 시스템. - 제1 항에 있어서,
상기 토출 오리피스 주위에 적어도 부분적으로 배치된 불활성 가스 커튼(inert gas curtain)을 더 포함하는,
적층 가공 시스템. - 적층 가공 방법으로서,
노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 금속을 안내하는 단계;
토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 단계 ― 상기 토출 오리피스는 상기 노즐에 의해 규정되고 상기 볼륨과 유체 연통함 ― ; 및
상기 제어된 3차원 패턴을 따르는 상기 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 3차원 물체를 빌드 플레이트 상에 형성하기 위해 상기 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하도록 가압된 가스의 펄스들을 상기 볼륨 내로 선택적으로 전달하는 단계를 포함하며,
상기 금속은 상기 가압된 가스의 펄스들이 상기 볼륨 내로 선택적으로 전달될 때 상기 노즐에 의해 규정된 상기 볼륨 내로 안내되는,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속을 사출하도록 상기 가압된 가스의 펄스들을 상기 볼륨 내로 선택적으로 전달하는 단계는, 상기 토출 오리피스로부터 상기 액체 형태의 금속을 중력 방향과는 반대 방향인 수직 성분을 갖는 방향으로 사출하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 토출 오리피스를 규정하는 상기 노즐의 일 부분을 따라 적어도 상기 노즐을 가열하는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 금속을 상기 노즐에 의해 규정된 상기 볼륨 내로 안내시키는 단계는, 고체 형태의 금속을 상기 노즐 내로 안내시키는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 노즐에 의해 규정되고 대기 또는 진공과 유체 연통하는 포트를 통해 상기 노즐의 볼륨으로부터 상기 가압된 가스를 통기시키는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 제18 항에 있어서,
상기 금속을 상기 볼륨 내로 안내시키는 단계는, 상기 금속을 상기 포트를 통해 상기 볼륨 내로 이동시키는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 가압된 가스는 상기 금속에 대해 불활성(inert)인,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 가압된 가스의 펄스들이 상기 볼륨 내로 선택적으로 전달될 때, 상기 노즐의 볼륨으로부터 상기 액체 금속을 배출시키는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속은, 3차원 물체의 제조 동안 빌드 챔버(build chamber) 내에 수납된 불활성 대기 및 진공 중 하나 또는 그 초과 내로 사출되는,
적층 가공 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 토출 오리피스에서의 상기 액체 형태의 금속의 메니스커스(meniscus)를 제어하도록 상기 토출 오리피스를 조정하는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 적층 가공 시스템으로서,
서로 유체 연통하는 볼륨과 토출 오리피스를 규정하는 노즐 ― 상기 노즐은 상기 볼륨과 유체 연통하는 배기 통로를 포함함 ― ;
상기 노즐의 볼륨과 선택적으로 유체 연통하는 가압된 가스의 공급원; 및
매체 공급부로부터의 금속이 상기 볼륨 내로 이동될 수 있도록 상기 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 공급부를 포함하며,
상기 배기 통로는, 가압된 가스가 3차원 물체의 제조를 위한 제어된 3차원 패턴을 따라 상기 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하기 위해 상기 볼륨을 통해 이동할 때 상기 노즐의 볼륨 내의 압력 프로파일을 제어하기 위한 조정가능한 배압(adjustable back pressure)을 갖는,
적층 가공 시스템. - 제24 항에 있어서,
상기 배기 통로는 유압 인덕턴스(hydraulic inductance)를 포함하며, 상기 유압 인덕턴스는 상기 배기 통로 내의 가압된 가스를 통기함으로써 유압 인덕턴스에 가해지는 힘에 응답하여 일정 시간 기간에 걸쳐 소산하는(dissipating) 유동 저항을 갖는,
적층 가공 시스템. - 제25 항에 있어서,
상기 유압 인덕턴스는 패들 휠(paddle wheel)을 포함하고, 상기 패들 휠은 상기 배기 통로 내의 가압된 가스를 통기함으로써 상기 패들 휠에 가해지는 힘에 응답하여 회전 가능한,
적층 가공 시스템. - 제25 항에 있어서,
패들 휠은, 상기 배기 통로 내의 가압된 가스를 통기함으로써 상기 패들 휠에 가해지는 힘에 응답하여 회전 가능한,
적층 가공 시스템. - 제25 항에 있어서,
상기 유압 인덕턴스의 상기 저항의 시변 프로파일(time-varying profile)은 조정 가능한,
적층 가공 시스템. - 제24 항에 있어서,
상기 배기 통로는 가변 유압 저항을 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제29 항에 있어서,
상기 가변 유압 저항은 상기 배기 통로의 가변 길이를 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제29 항에 있어서,
상기 가변 유압 저항은 가변 크기를 갖는 유동 제한을 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제24 항에 있어서,
상기 가압된 가스의 공급원 및 상기 볼륨과 유체 연통하는 밸브를 더 포함하며, 상기 밸브는 상기 가압된 가스의 펄스들을 상기 볼륨에 전달하도록 작동 가능한,
적층 가공 시스템. - 적층 가공 방법으로서,
금속을 노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 안내하는 단계 ― 상기 볼륨은 상기 노즐에 의해 규정된 배기 통로와 유체 연통함 ― ;
토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 단계 ― 상기 토출 오리피스는 상기 노즐에 의해 규정되고 상기 볼륨과 유체 연통함 ― ;
가압된 가스의 펄스들을 상기 노즐의 볼륨 내로 전달하는 단계; 및
상기 가압된 가스가 상기 노즐의 볼륨으로부터 통기되는 배기 통로의 배압(back pressure)을 조정하는 단계를 포함하며,
상기 배압의 조정에 응답하여, 상기 볼륨 내의 가압된 가스는, 상기 빌드 플레이트 상에 3차원 물체를 형성하기 위해 상기 토출 오리피스 및 상기 빌드 플레이트가 제어된 3차원 패턴에 따라 서로 상대적으로 이동될 때, 상기 토출 오리피스로부터 상기 액체 금속을 사출하도록 상기 노즐 내의 액체 형태의 금속에 힘을 가하는,
적층 가공 방법. - 제33 항에 있어서,
상기 배기 통로의 배압을 조정하는 단계는, 상기 가압된 가스를 유압 인덕턴스를 통해 통기시키는 단계를 포함하며, 상기 유압 인덕턴스는 상기 배기 통로에서 통기되는 가압된 가스에 의해 상기 유압 인덕턴스에 가해지는 힘에 응답하여 일정 시간 기간에 걸쳐 소산하는 유동 저항을 갖는,
적층 가공 방법. - 제34 항에 있어서,
상기 소산하는 유동 저항은 상기 시간 기간에 걸쳐 실질적으로 일정한 유압 저항으로 소산되는,
적층 가공 방법. - 제35 항에 있어서,
상기 일정 시간 기간은 상기 노즐의 볼륨 내로 전달되는 가압된 가스의 펄스들의 시간 기간 미만인,
적층 가공 방법. - 제34 항에 있어서,
상기 유압 인덕턴스는 패들 휠을 포함하며, 상기 패들 휠은 상기 배기 통로에서 통기되는 가압된 가스에 의해 상기 패들 휠에 가해지는 힘에 응답하여 회전 가능한,
적층 가공 방법. - 제33 항에 있어서,
상기 배기 통로의 배압을 조정하는 단계는, 가변 유압 저항을 통해 상기 가압된 가스를 통기시키는 단계 및, 제어된 3차원 패턴에 관해 상기 토출 오리피스의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 가변 유압 저항을 조정하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제38 항에 있어서,
상기 가변 유압 저항은 가변 크기를 갖는 유동 제한을 포함하고, 상기 가변 유압 저항을 가변시키는 단계는 유동 제한의 크기를 변경하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제38 항에 있어서,
상기 가변 유압 저항은 상기 배기 통로의 가변 길이를 포함하며, 상기 가변 유압 저항을 가변시키는 단계는 상기 배기 통로의 길이를 변경하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제33 항에 있어서,
상기 배기 통로의 배압을 조정하는 단계는 상기 노즐의 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 볼륨에 기초하는,
적층 가공 방법. - 제33 항에 있어서,
상기 배기 통로는 대기압 및 진공 중 적어도 하나로 통기되는,
적층 가공 방법. - 제42 항에 있어서,
상기 금속은 상기 배기 통로를 통해 상기 볼륨 내로 안내되는,
적층 가공 방법. - 제33 항에 있어서,
상기 가압된 가스의 펄스들을 상기 노즐의 볼륨의 자연 고조파(natural harmonic)의 배수로 튜닝하는(tuning) 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 적층 가공 시스템으로서,
서로 유체 연통하는 볼륨, 제1 포트, 제2 포트, 및 토출 오리피스를 규정하는 노즐;
상기 제1 포트를 통해 상기 노즐의 볼륨과 선택적으로 유체 연통하는 가압된 가스의 공급원;
상기 제2 포트를 통해 상기 노즐의 볼륨과 유체 연통하는 매체 공급부; 및
하나 또는 그 초과의 배플들 ― 상기 하나 또는 그 초과의 배플들은 상기 토출 오리피스 및 상기 제2 포트에 의해 규정된 축이 상기 하나 또는 그 초과의 배플들을 교차하도록 상기 노즐의 볼륨 내에 배치됨 ―을 포함하며,
상기 하나 또는 그 초과의 배플들은 상기 볼륨 내의 액체 형태의 금속의 침전물(sediment)을 상기 볼륨의 저장부(reservoir portion)로 안내하도록 배향되며, 상기 저장부는 상기 토출 오리피스로부터 떨어져 있는,
적층 가공 시스템. - 제45 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 배플들은 상기 토출 오리피스와 상기 볼륨의 저장부 사이의 비선형 경로를 규정하는,
적층 가공 시스템. - 제46 항에 있어서,
상기 토출 오리피스와 상기 볼륨의 저장부 사이의 비선형 경로는 상기 저장부로부터 상기 토출 오리피스까지의 비선형 경로를 따라, 상기 토출 오리피스에 수직인 축에 따른 높이의 증가를 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제45 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 배플들은 상기 볼륨의 치수에 걸쳐 있는,
적층 가공 시스템. - 제45 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 배플들은 서로 실질적으로 평행한 복수의 배플들을 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제45 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 배플들은 상기 토출 오리피스에 수직인 축에 대해 경사져 있는,
적층 가공 시스템. - 제45 항에 있어서,
상기 매체 공급부는 고체 형태의 금속을 상기 제2 포트를 통해 상기 볼륨 내로 이동시키도록 구성되는,
적층 가공 시스템. - 제51 항에 있어서,
상기 제2 포트는 대기로 통기되어, 가압된 가스가 상기 제2 포트를 통해 상기 볼륨을 빠져 나가는,
적층 가공 시스템. - 제45 항에 있어서,
상기 제1 포트를 통한 가압된 가스의 유동은 상기 하나 또는 그 초과의 배플들에 의해 실질적으로 방해받지 않는,
적층 가공 시스템. - 제45 항에 있어서,
상기 토출 오리피스를 규정하고 상기 하나 또는 그 초과의 배플들이 배치되는 상기 노즐의 적어도 일 부분들을 가열하도록 배열된 히터를 더 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제54 항에 있어서,
상기 히터는 저항 히터(resistance heater), 유도 히터(induction heater), 대류 히터(convection heater), 및 방사 히터(radiation heater) 중 하나 또는 그 초과의 히터들을 포함하는,
적층 가공 시스템. - 적층 가공 방법으로서,
노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 금속을 안내시키는 단계;
토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 단계 ― 상기 토출 오리피스는 상기 노즐에 의해 규정되고 상기 볼륨과 유체 연통함 ― ;
상기 볼륨 내에서, 액체 형태의 금속을 침전물로부터 분리하는 단계; 및
적어도 부분적으로, 제어된 3차원 패턴을 따르는 상기 토출 오리피스의 위치에 기초하여, 상기 빌드 플레이트 상에 3차원 물체를 형성하기 위해 상기 액체 형태의 금속을 상기 토출 오리피스로부터 사출하도록 가압된 가스를 상기 볼륨 내로 전달하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제56 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속을 침전물로부터 분리하는 단계는, 상기 볼륨 내의 침전물 저장소로부터 상기 토출 오리피스로의 비선형 경로를 따라 상기 액체 형태의 금속을 이동시키는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제57 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속을 상기 침전물로부터 분리하는 단계는, 상기 볼륨 내에서, 상기 액체 형태의 금속의 높이를 상기 토출 오리피스에 대해 증가시키는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 제57 항에 있어서,
상기 비선형 경로는 상기 볼륨 내에 배치된 하나 또는 그 초과의 배플들에 의해 적어도 부분적으로 규정되는,
적층 가공 방법. - 제56 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속은 상기 가압된 가스가 상기 볼륨 내로 전달될 때 상기 침전물로부터 분리되는,
적층 가공 방법. - 적층 가공 방법으로서,
노즐에 의해 규정된 볼륨 내로 금속을 안내시키는 단계;
토출 오리피스 및 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키는 단계 ― 상기 토출 오리피스는 상기 노즐에 의해 규정되고 상기 볼륨과 유체 연통함 ― ;
적어도 부분적으로, 상기 제어된 3차원 패턴을 따르는 상기 토출 오리피스의 위치에 기초하여, 상기 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이를 선택적으로 전환하는 단계; 및
3차원 물체의 적어도 일부를 형성하기 위해 상기 공압 작동식 사출 및 상기 전기 작동식 사출 중 선택된 하나에 따라 상기 토출 오리피스로부터 상기 액체 형태의 금속을 사출하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
공압 작동식 사출을 선택할 때, 상기 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하는 단계는 상기 토출 오리피스로부터 실질적으로 일정한 흐름의 액체 형태의 금속을 사출하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
전기 작동식 사출을 선택할 때, 상기 토출 오리피스로부터 액체 형태의 금속을 사출하는 단계는 펄스식 전류를 제어하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제63 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속의 액적들은, 상기 펄스식 전류에 응답하여 상기 토출 오리피스로부터 사출되는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이의 선택적 전환 단계는 상기 제어된 3차원 패턴의 경계(border)를 따라 상기 전기 작동식 사출을 선택하는 단계 및, 상기 제어된 3차원 패턴의 경계로부터 멀어지는 편위(excursion)를 따라 상기 공압 작동식 사출을 선택하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
상기 공압 작동식 사출에 따라 상기 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출하는 단계는 가압된 공기를 상기 볼륨에 전달하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제66 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속이 상기 토출 오리피스를 통해 사출될 때 상기 가압된 공기를 상기 대기 및 진공 중 하나 또는 그 초과로 통기시키는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
상기 전기 작동식 사출에 따라 상기 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출하는 단계는, 상기 액체 형태의 금속에 전류를 전달하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제68 항에 있어서,
상기 전류는 상기 액체 형태의 금속에 가해지는 자기 유체 역학력(magnetohydrodynamic force)을 유발시키는,
적층 가공 방법. - 제68 항에 있어서,
상기 전류는 상기 액체 형태의 금속에 가해지는 전기 유체 역학력(electrohydrodynamic force)을 유발시키는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
상기 전기 작동식 사출에 따라 상기 토출 오리피스로부터 액체 금속을 사출하는 단계는, 상기 토출 오리피스로부터 상기 액체 형태의 금속을 사출시키기 위해 상기 액체 형태의 금속에 기계적 힘을 가하도록 상기 액체 형태의 금속과 기계적으로 연통하며 전류에 응답하여 이동가능한 액추에이터에 전류를 전달하는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제71 항에 있어서,
상기 액추에이터는 압전 소자(piezoelectric element)를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
상기 토출 오리피스를 규정하는 상기 볼륨의 일 부분을 따라 적어도 상기 볼륨 내의 금속을 가열하는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
상기 금속을 상기 볼륨 내로 안내하는 단계는, 상기 액체 형태의 금속이 상기 토출 오리피스로부터 토출될 때 상기 금속을 볼륨 내로 이동시키는 단계를 포함하는,
적층 가공 방법. - 제61 항에 있어서,
상기 액체 형태의 금속이 상기 토출 오리피스로부터 토출될 때, 상기 토출 오리피스로부터 분리된 매체 배출부를 통해 상기 볼륨으로부터 상기 액체 형태의 금속을 배출시키는 단계를 더 포함하는,
적층 가공 방법. - 적층 가공 시스템으로서,
서로 유체 연통하는 볼륨 및 토출 오리피스를 규정하는 노즐;
상기 노즐의 토출 오리피스로부터 이격된 빌드 플레이트;
가압된 가스의 공급원;
전력원;
상기 가압된 가스의 공급원과 상기 노즐의 볼륨 사이의 유체 연통을 제어하도록 작동 가능한 밸브;
상기 노즐에 기계적으로 결합되며, 상기 토출 오리피스와 상기 빌드 플레이트를 3차원적으로 서로 상대적으로 이동시키도록 이동 가능한 로봇 시스템; 및
상기 밸브, 상기 전력원, 및 상기 로봇 시스템과 전기적으로 통신하는 제어기를 포함하며,
상기 제어기는 상기 토출 오리피스 및 상기 빌드 플레이트를 제어된 3차원 패턴을 따라 서로 상대적으로 이동시키기 위해 상기 로봇 시스템을 작동시키도록 구성되며, 상기 제어기는, 적어도 부분적으로, 상기 제어된 3차원 패턴에 따른 상기 토출 오리피스의 위치에 기초하여, 상기 빌드 플레이트 상에 3차원 물체를 형성하기 위해 상기 토출 오리피스로부터의 액체 형태의 금속의 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이에서 선택적으로 전환하도록 상기 밸브 및 상기 전력원을 작동시키도록 더 구성되는,
적층 가공 시스템. - 제76 항에 있어서,
상기 공압 작동식 사출과 전기 작동식 사출 사이의 선택적 전환은, 상기 제어된 3차원 패턴의 경계를 따라 상기 전기 작동식 사출을 선택하는 것과, 상기 제어된 3차원 패턴의 경계로부터 멀어지는 편위를 따라 상기 공압 작동식 사출을 선택하는 것을 포함하는,
적층 가공 시스템. - 제76 항에 있어서,
상기 공압 작동식 사출을 선택할 때, 상기 제어기는 상기 가압된 가스의 공급원과 상기 볼륨 사이의 유체 연통을 수립하기 위해 상기 밸브를 작동시키는,
적층 가공 시스템. - 제76 항에 있어서,
상기 전기 작동식 사출을 선택할 때, 상기 제어기는 상기 볼륨에 전류를 전달하도록 전력원을 작동시키는,
적층 가공 시스템. - 제79 항에 있어서,
상기 제어기는 펄스식 전류를 상기 볼륨에 전달하도록 상기 전력원을 작동시키는,
적층 가공 시스템.
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