KR20190075927A - 분말을 형성하는 장치 및 방법 - Google Patents

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데이비드 버지
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오로라 랩스 리미티드
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Abstract

분말을 형성하는 장치(10)로서, 공작물(12) 상에 적어도 하나의 에너지 빔(16)을 방출하기 위한 에너지 원(14)을 포함하고, 상기 에너지 빔(16)은 적어도 부분적으로 상기 공작물(12)을 용융 시켜 상기 공작물(12) 상에 적어도 하나의 용융된 재료의 풀을 형성하도록 구성되고, 상기 장치(10)는 상기 공작물(12) 상에 힘을 가하여 적어도 하나의 용융된 재료의 비드가 상기 풀로부터 분출되고 고형화 되어 분말 입자(18)를 형성하도록 구성된다.

Description

분말을 형성하는 장치 및 방법
본 발명은 분말을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전적인 것은 아니지만, 금속 분말을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
분말은 매우 다양한 산업 제조 공정에 사용된다. 특히, 금속 분말은 3D 프린팅(printing)과 같은 적층(additive) 제조 공정에 사용된다.
금속 분말을 형성하는 공지된 공정은 원료 금속의 분쇄(crushing), 밀링(milling) 및 물과 가스의 원자화(atomization)를 포함한다. 이러한 공정은 수행하는데 시간이 많이 걸리고, 품질이 좋지 않고 매우 불규칙한 크기 및 치수를 갖는 분말 입자의 생성을 초래한다. 이러한 균일성(uniformity)의 결여는 3D 프린팅을 위한 이러한 분말의 효용성(utility)을 현저히 감소시킨다.
본 발명의 목적은 이러한 문제들을 적어도 부분적으로 개선하고 극복하는 분말 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 분말을 형성하는 장치로서, 공작물 상에 적어도 하나의 에너지 빔을 방출하기 위한 에너지 원을 포함하고, 상기 에너지 빔은 적어도 부분적으로 상기 공작물을 용융 시켜 상기 공작물 상에 적어도 하나의 용융된 재료의 풀을 형성하도록 구성되고, 상기 장치는 상기 공작물 상에 힘을 가하여 적어도 하나의 용융된 재료의 비드가 상기 풀로부터 분출되고 고형화 되어 분말 입자를 형성하도록 구성되는 분말을 형성하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 축을 중심으로 고속으로 상기 공작물을 회전시켜 상기 공작물에 원심력을 가함으로써 상기 비드가 축으로부터 배출되도록 구성되는 모터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 복수의 긴 채널을 포함할 수 있고, 각각의 채널은 중심축으로부터 멀어지도록 연장되고 상기 공작물의 주변 가장자리에서 종료되며, 각각의 채널은 상기 공작물의 표면을 가로질러 주변 가장자리를 향해 흐르는 용융된 재료를 운반하도록 구성되고, 그리고 각각의 채널은 상기 가장자리에서 떨어져 나오는 용융된 재료의 비드의 형상 및 크기를 결정하는 단면 형상 및 크기를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 원은 상기 에너지 원에 의해 복수의 채널이 형성되도록 상기 공작물을 용융 시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 공작물을 진동시켜 상기 비드가 상기 풀로부터 배출되도록 구성되는 진동 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 공작물에 자기력 또는 정전기력을 가하여 상기 비드가 상기 풀로부터 배출되도록 구성되는 충전 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 원은 1,000,000 평방 미크론(㎛2) 미만의 표면적을 갖는 상기 공작물의 섹션 상에 에너지 빔을 포커싱 하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 원은 10 평방 미크론(㎛2) 미만의 표면적을 갖는 상기 공작물의 섹션 상에 에너지 빔을 포커싱 하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에너지 원은 레이저 빔, 평행 광 빔, 마이크로 플라즈마 용접 아크, 전자 빔, 입자 가속기로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 에너지 빔을 상기 공작물 상으로 지향되는 복수의 개별 에너지 빔으로 분할하는 에너지 분할 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 공작물 상에 복수의 개별 에너지 빔을 방출하는 복수의 에너지 원을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 복수의 개별 에너지 빔을 상기 공작물 상의 하나의 공통 초점에 집중시키는 포커싱 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 금속 분말을 형성하기 위해 실질적으로 금속 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 원통형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 원뿔형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 실질적으로 티타늄으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 실질적으로 스테인리스 스틸 또는 스틸 합금으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 실질적으로 순수 금속, 금속 합금, 금속 기반 서멧 또는 다른 금속 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 비금속 분말을 형성하기 위해 실질적으로 비금속 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공작물은 분말을 형성하기 위해 실질적으로 세라믹, 금속 산화물, 서멧, 복합체 또는 다른 적합한 비금속 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 상기 공작물의 위치, 속도 및/또는 표면 프로파일을 측정하도록 구성되는 스캐닝 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 장치는 축적된 분말 입자를 상기 장치로부터 배출시키는 밸브 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 분말을 형성하는 방법으로서, 에너지 원으로부터 적어도 하나의 에너지 빔을 공작물에 방출하여 상기 공작물을 용융 시키고, 적어도 부분적으로, 상기 공작물 상에 적어도 하나의 용융된 재료의 풀을 형성하는 단계; 용융된 재료의 비드가 상기 풀로부터 분출되고 고형화 되어 분말 입자를 형성하도록 상기 공작물 상에 힘을 가하는 단계를 포함하는 분말을 형성하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 방법은 각각의 채널이 상기 공작물의 중심축으로부터 연장되어 상기 공작물의 주변 가장자리에서 종료되는, 복수의 채널이 상기 공작물 상에 형성되도록 상기 공작물에 에너지 원을 포커싱하는 단계; 및 용융된 재료를 상기 공작물의 표면을 가로질러 채널을 통해 가장자리로 흐르게 하여 용융된 재료의 비드가 분말 입자를 형성하도록 상기 가장자리로부터 배출되는 것을 허용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 참조 번호 10에 의해 언급되는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치를 보여준다.
상기 장치(10)는 공작물(workpiece, 12)과 상기 공작물(12) 상에 적어도 하나의 에너지 빔(energy beam, 16)을 방출하기 위한 에너지 원(energy source, 14)을 포함하고, 상기 에너지 빔(16)은 적어도 부분적으로 상기 공작물(12)을 용융 시켜 상기 공작물(12) 상에 적어도 하나의 용융된 재료의 풀(pool)을 형성하도록 구성된다. 상기 장치(10)는 상기 공작물(12) 상에 힘을 가하여 적어도 하나의 용융된 재료의 비드(bead)가 상기 풀로부터 분출되고 고형화 되어 분말 입자(18)를 형성하도록 구성된다.
보다 상세하게는, 상기 공작물(12)은 원통형일 수 있다.
또는, 상기 공작물(12)은 원뿔형일 수 있다.
상기 공작물(12)은, 바람직하게는, 실질적으로 금속 분말 입자를 형성하기 위해 금속 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 공작물(12)은, 바람직하게는, 실질적으로 티타늄(titanium), 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 스틸 합금(steel alloy), 또는 금속 기반 서멧(metal-based cermet) 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 공작물(12)은 실질적으로 비금속 분말을 형성하기 위한 비금속 재료, 예를 들어, 세라믹(ceramic), 금속 산화물(metal oxide), 서멧(cermat), 복합체(composite) 또는 다른 적합한 비금속 재료 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 에너지 원(14)은 복수의 긴 채널(26)이 상기 공작물(12)에 형성되도록 상기 공작물(12)을 용융 시키도록 구성될 수 있으며, 각각의 채널(26)은 중심축으로부터 연장되어 상기 공작물(12)의 주변 가장자리(28)에서 종료될 수 있다.
각각의 채널(26)은 상기 공작물(12)의 표면(22)을 가로질러 주변 가장자리(28)를 향해 흐르는 용융된 재료를 운반하도록 구성되고, 각각의 채널(26)은 상기 가장자리(28)에서 떨어져 나오는 용융된 재료(18)의 비드의 형상 및 크기를 결정하는 단면 형상 및 크기를 갖는다.
상기 장치(10)는 종축(longitudinal axis)을 중심으로 고속으로 상기 공작물(12)을 회전시키도록 구성된 모터(20)를 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 상기 모터(20)는 상기 공작물(12)을 그 축을 중심으로 시계 방향으로 회전시키도록 구성된다.
상기 에너지 원(14)은, 바람직하게는, 레이저 빔(laser beam), 평행 광 빔(collimated light beam), 마이크로 플라즈마 용접 아크(micro-plasma welding arc), 전자 빔(electron beam) 또는 입자 가속기(particle accelerator) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 에너지 원(14)은 1,000,000 평방 미크론(㎛2) 미만, 바람직하게는 10,000 평방 미크론(㎛2) 미만의 표면적을 갖는 공작물(12)의 섹션 상에 에너지 빔(16)을 포커싱(focusing)하도록 구성된다.
사용시에, 상기 에너지 빔(16)은 충분한 시간 동안 공작물(12)의 상기 섹션으로 향하여 상기 섹션의 온도를 상승시키고 용융 시켜 용융된 재료의 작은 풀을 형성한다. 공작물(12)의 회전 운동은 상기 공작물(12)과 풀에 원심력(centrifugal force)을 가한다. 이는 용융된 재료의 비드가 형성되고, 공작물(12)의 회전축에서 방사상으로(radially) 풀로부터 배출되도록 한다. 상기 공작물(12)의 높은 회전 속도로 인해, 용융된 재료의 풀이 형성되는 즉시 상기 비드가 배출되도록 유도된다.
배출된 상기 비드는 상기 공작물(12)을 둘러싸고 있는 공기 또는 진공을 통해 이동할 때 고형화 되고 단일 분말 입자(18)를 형성한다. 용융된 비드의 표면 장력으로 인해 형성된 상기 분말 입자(18)는 거의 완벽한 구 형상(spherical shape)을 갖는다. 이동하는 구형 분말 입자(18)는 장치(10)의 작동 표면(22) 상에 놓일 때까지 주위 공간을 통해 이동한다. 이러한 공정은 더 많은 분말 입자(18)를 생성하기 위해 반복된다. 상기 입자(18)는 상기 작동 표면(22)에 형성된 스톡 파일(stock pile, 24) 상에 축적된다.
상기 장치(10)는 상기 스톡 파일(24)에 수집된 분말이 그 다음의 사용(subsequent use)을 위해 포장되고 저장될 수 있게 상기 장치(10)로부터 배출되도록 주기적으로 개방되는 밸브 유닛(미도시)을 더 포함한다. 분말 생성 공정은 상기 공작물(12) 상의 모든 원료(source) 재료가 고갈되었을 때 중단된다.
상기 장치(10)는 사용 중에 상기 공작물(12)의 위치, 회전 속도 및/또는 표면 프로파일과 상기 장치(10)를 사용하여 형성된 각 분말 입자의 크기 및 형상을 실시간으로 측정하도록 구성된 스캐닝 수단(scanning means, 미도시)을 더 포함한다. 이러한 데이터는 형성된 분말 입자(18)의 크기 및 진동수(frequency)에 영향을 주는 상기 장치(10)의 파라미터(parameters) 및 구성요소(components)를 제어하기 위해 조합 논리 회로(combinatorial logic circuitry)와 함께 사용된다. 이러한 데이터는, 특히, 상기 공작물(12)이 회전되는 속도, 에너지 빔(16)이 상기 공작물(12) 상에 지향되는 시간, 에너지 빔(16)의 강도 및 각 입자(18)에 대해 에너지 빔(16)이 포커싱되는 상기 공작물(12) 섹션의 표면적을 포함한다.
상기 스캐닝 수단은 또한 분말(18)이 상기 공작물(12)에서 스톡 파일(24)로 이동하고 고형화하는 동안 분말(18)의 각 부유 입자의 크기 및 형상을 측정하도록 구성된다. 이러한 데이터는 필요한 경우 에너지 빔(16)을 부유 입자(18) 상으로 유도하여 그 냉각 속도를 제어하는 것을 포함하여 에너지 빔(16)의 방향 및 강도를 제어하는데 추가로 사용된다.
상기 스캐닝 수단과 조합 논리 회로는 또한 에너지 빔(16)이 선택적으로 작용하는 공작물(12) 섹션의 순서 및 각각의 위치를 제어하도록 구성된다. 이는 공작물(12)이 일관되고 균일한 방식으로 작업되어 상기 공작물(12)의 형상이 사용중에 실질적으로 고르고 균형있게 유지되도록 한다.
도 1에 도시된 실시예는 단일 에너지 빔(16)을 방출하도록 구성된 단일 에너지 원(14)을 포함한다. 그러나, 장치(10)는 또는 분말 형성 공정의 속도를 높이기 위해, 동시에 또는 연속적으로, 공작물(12)의 여러 섹션에 복수의 에너지 빔을 방출하도록 구성된 복수의 에너지 원을 포함한다.
상기 장치(10)는, 또는, 에너지 원(14)에 의해 방출되는 단일 에너지 빔(16)을 공작물(12) 상으로 지향되는 복수의 개별 에너지 빔으로 분할하는 에너지 분할 수단(energy splitting means)과 함께 작동하는 단일 에너지 원(14)을 포함한다.
상기 공작물(12) 상에 복수의 개별 에너지 빔을 지향하도록 구성된 본 발명의 실시예에서, 상기 장치(10)는 사용시에 하나 이상의 개별 에너지 빔이 상기 공작물(12) 상의 하나의 공통 초점에 집중하도록 조정되는 포커싱 수단(focusing means)을 더 포함한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치(10)가 도시되어 있다. 상기 장치(10)는 모터(20)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 실시예와 모든 물질적 측면에서 동일하다. 대신에, 상기 장치(10)는 진동하는 동작으로 공작물(12)을 앞뒤로 이동하도록 구성된 진동 수단(vibration means, 26)을 포함한다. 상기 진동 수단(26)은 작업 표면(22)에 대해 사인파(sinusoidal) 방식으로 상기 공작물(12)을 상하로 이동하도록 구성된 단순한 구동 휠(28)과 피스톤(30)의 형태로 도시되어 있다.
사용시, 에너지 빔(16)이 에너지 원(14)으로부터 방출되고 일정 시간동안 공작물(12)의 섹션 상으로 지향되어 용융된 재료의 작은 풀을 형성한다. 상기 공작물(12)의 진동 운동은 용융된 재료의 비드가 상기 공작물(12)로부터 멀리 풀로부터 배출되도록 한다. 이러한 공정은 다음의 분말 입자에 대해 반복된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치(10)가 도시되어 있다. 상기 장치(10)는 진동 수단(26)을 포함하지 않는다는 점을 제외하고는 도 3에 도시된 실시예와 모든 물질적 측면에서 동일하다. 대신에, 상기 장치(10)는 자기력 또는 정전기력을 공작물(12)에 작용하도록 구성되는 충전 수단(32)을 포함한다.
사용시, 에너지 빔(16)이 에너지 원(14)으로부터 방출되고 일정 시간동안 공작물(12)의 섹션 상으로 지향되어 용융된 재료의 작은 풀을 형성한다. 상기 자기력 또는 정전기력은 용융된 재료의 비드가 상기 공작물(12)로부터 멀리 풀로부터 배출되도록 한다. 이러한 공정은 다음의 분말 입자에 대해 반복된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분말을 형성하는 장치(10)가 도시되어 있다. 상기 장치(10)의 실시예에서, 에너지 빔(16)은 또한 공작물(12)이 용융되어 복수의 채널을 형성하도록 지향되어 있으며, 각각의 채널(26)은 중심축으로부터 연장되어 상기 공작물(12)의 주변 가장자리(28)에서 종료될 수 있다.
공작물(12)의 회전 운동은 공작물(12) 및 상기 공작물(12)의 표면에 형성된 용융된 재료에 원심력(centrifugal force)을 가한다. 이는 용융된 재료가 중심축에서 멀리 공작물의 주변 가장자리(28)를 향해 흐르도록 한다. 상기 용융된 재료가 상기 가장자리(28)를 향해 흐를 때, 상기 재료는 각각의 긴 채널(26)로 흘러들어 이동하게 된다. 용융된 재료가 채널(26)의 단부에 도달하면, 원심력은 용융된 재료의 비드가 채널 출구 및 공작물(12)로부터 방사상으로 배출되도록 한다.
도 4에 용융된 재료의 단일 비드가 공작물(12)로부터 도면의 우측 하단을 향해 방사상으로 이동하는 모습이 나타나 있다. 그러나, 상기 장치(10)가 사용 중일 때, 많은 수의 비드가 주변 가장자리(28)에서 형성되고 임의의 한 시점에서 공작물(12)로부터 배출된다.
에너지 빔(16)은 형성되는 각각의 채널(26)이 공작물(12)의 주변 가장자리(28)에서 특정 단면 형상 및 크기를 갖도록 선택적으로 공작물(12) 상에 지향된다. 상기 단면 형상 및 크기는 공작물(12)로부터 배출되는 용융된 재료의 비드의 형상 및 크기와 그 이후 형성되는 분말 입자의 형상 및 크기를 결정한다. 이는 제조된 분말 입자(18)의 형상, 크기 및 형태를 정확하게 제어할 수 있도록 한다. 따라서, 매우 규칙적인 형상, 크기 및 형태를 갖는 분말 입자(18)가 제조될 수 있다.
채널(26)은 바람직하게는 용융된 재료가 일반적으로 공작물(12)의 표면에서 형성되는 동안 동시에 형성된다. 채널(26)의 형상, 크기 및 형태는 분말 입자(18)가 형성되는 동안 장치(10)에 의해 지속적으로 감시되고 제어된다. 이는 공작물(12)이 상기 공작물(12)에 포함된 재료가 고갈될 때까지 지속적으로 사용될 수 있도록 한다.
본원에 개시된 상기 장치(10)는 각각 거의 구 형상을 갖는 분말 입자가 유리하게 형성될 수 있도록 한다. 입자의 크기와 형상은 매우 균일하며, 따라서 3D 프린팅과 같은 적층 산업 제조 공정에서 사용하기에 특히 적합하다.
상기 장치(10)는 더 유리하게 분말 입자가 고속으로 형성되도록 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 분말 입자를 형성하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 에너지 원(14)으로부터 적어도 하나의 에너지 빔(16)을 공작물(12)에 방출하여 상기 공작물(12)을 용융 시키고, 적어도 부분적으로, 상기 공작물(12) 상에 적어도 하나의 용융된 재료의 풀을 형성하는 단계;
용융된 재료의 비드가 상기 풀로부터 분출되고 고형화 되어 분말 입자(18)를 형성하도록 상기 공작물(12) 상에 힘을 가하는 단계; 및
추가 분말 입자(18)를 형성하기 위해 상기 단계를 반복하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 각각의 채널이 상기 공작물(12)의 중심축으로부터 연장되어 상기 공작물(12)의 주변 가장자리(28)에서 종료되는, 복수의 채널(26)이 상기 공작물(12) 상에 형성되도록 상기 공작물(12)에 에너지 원(14)을 포커싱하는 단계, 및 용융된 재료를 상기 공작물(12)의 표면을 가로질러 채널(26)을 통해 가장자리(28)로 흐르게 하여 용융된 재료의 비드가 분말 입자(18)를 형성하도록 상기 가장자리(28)로부터 배출되는 것을 허용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 추가 수정 및 변경은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
본 발명의 앞선 설명에서, 명시적인 언어 또는 필요한 함축으로 인해 문맥이 달리 요구하는 경우를 제외하고는, 단어 “포함한다” 또는 “포함하고” 또는 “포함하는”과 같은 변형은 포괄적인 의미로 사용되며, 즉 언급된 특징의 존재를 나타내지만 본 발명의 다양한 실시예에서 추가 특징의 존재 또는 부가를 배제하지는 않는다.

Claims (23)

  1. 분말을 형성하는 장치로서,
    공작물 상에 적어도 하나의 에너지 빔을 방출하기 위한 에너지 원을 포함하고, 상기 에너지 빔은 적어도 부분적으로 상기 공작물을 용융 시켜 상기 공작물 상에 적어도 하나의 용융된 재료의 풀을 형성하도록 구성되고,
    상기 장치는 상기 공작물 상에 힘을 가하여 적어도 하나의 용융된 재료의 비드가 상기 풀로부터 분출되고 고형화 되어 분말 입자를 형성하도록 구성되는 분말을 형성하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공작물은 복수의 긴 채널을 포함하고, 각각의 채널은 중심축으로부터 멀어지도록 연장되고 상기 공작물의 주변 가장자리에서 종료되며, 각각의 채널은 상기 공작물의 표면을 가로질러 주변 가장자리를 향해 흐르는 용융된 재료를 운반하도록 구성되고, 그리고 각각의 채널은 상기 가장자리에서 떨어져 나오는 용융된 재료의 비드의 형상 및 크기를 결정하는 단면 형상 및 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에너지 원은 상기 에너지 원에 의해 복수의 채널이 형성되도록 상기 공작물을 용융 시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 축을 중심으로 고속으로 상기 공작물을 회전시켜 상기 공작물에 원심력을 가함으로써 상기 비드가 축으로부터 배출되도록 구성되는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 공작물을 진동시켜 상기 비드가 상기 풀로부터 배출되도록 구성되는 진동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 공작물에 자기력 또는 정전기력을 가하여 상기 비드가 상기 풀로부터 배출되도록 구성되는 충전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 원은 1,000,000 평방 미크론(㎛2) 미만의 표면적을 갖는 상기 공작물의 섹션 상에 에너지 빔을 포커싱하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 원은 10 평방 미크론(㎛2) 미만의 표면적을 갖는 상기 공작물의 섹션 상에 에너지 빔을 포커싱하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 원은 레이저 빔, 평행 광 빔, 마이크로 플라즈마 용접 아크, 전자 빔, 입자 가속기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 에너지 빔을 상기 공작물 상으로 지향되는 복수의 개별 에너지 빔으로 분할하는 에너지 분할 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 공작물 상에 복수의 개별 에너지 빔을 방출하는 복수의 에너지 원을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 복수의 개별 에너지 빔을 상기 공작물 상의 하나의 공통 초점에 집중시키는 포커싱 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공작물은 원통형인 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공작물은 원뿔형인 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공작물은 금속 분말을 형성하기 위해 실질적으로 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공작물은 실질적으로 티타늄, 스테인리스 스틸, 스틸 합금, 금속 기반 서멧으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  17. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공작물은 비금속 분말을 형성하기 위해 실질적으로 비금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  18. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공작물은 분말을 형성하기 위해 실질적으로 세라믹, 금속 산화물, 서멧, 복합체 또는 다른 적합한 비금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 공작물의 위치, 속도 및/또는 표면 프로파일을 측정하도록 구성되는 스캐닝 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 스캐닝 수단은 각 분말 입자의 크기 및 형상을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 축적된 분말 입자를 상기 장치로부터 배출시키는 밸브 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 장치.
  22. 분말을 형성하는 방법으로서,
    에너지 원으로부터 적어도 하나의 에너지 빔을 공작물에 방출하여 상기 공작물을 용융 시키고, 적어도 부분적으로, 상기 공작물 상에 적어도 하나의 용융된 재료의 풀을 형성하는 단계; 용융된 재료의 비드가 상기 풀로부터 분출되고 고형화 되어 분말 입자를 형성하도록 상기 공작물 상에 힘을 가하는 단계를 포함하는 분말을 형성하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    각각의 채널이 상기 공작물의 중심축으로부터 연장되어 상기 공작물의 주변 가장자리에서 종료되는, 복수의 채널이 상기 공작물 상에 형성되도록 상기 공작물에 에너지 원을 포커싱하는 단계; 및
    용융된 재료를 상기 공작물의 표면을 가로질러 채널을 통해 가장자리로 흐르게 하여 용융된 재료의 비드가 분말 입자를 형성하도록 상기 가장자리로부터 배출되는 것을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말을 형성하는 방법.
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