KR20190136092A - 적층 제조에서 지지 구조체들 - Google Patents

적층 제조에서 지지 구조체들 Download PDF

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Abstract

분말 베드 융합 (PBF) 에서 지지 구조체의 시스템 및 방법이 제공된다. 지지 구조체들은 예를 들어, 압축된 분말, 압축 및 소결된 분말, 결합제가 인가된 분말 등일 수 있는, 결합된 분말로 형성될 수 있다. 지지 구조체들은 발포체와 같은 비-분말 지지 재료로 형성될 수 있다. 지지 구조체는 공진 주파수를 적용함으로써 제거될 수 있는 공진 구조를 포함하도록 형성될 수 있다. 지지 구조체는 용이한 제거를 위해 전류가 인가될 때 용융되도록 구성된 구조를 포함하도록 형성될 수 있다.

Description

적층 제조에서 지지 구조체들
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 "SUPPORT STRUCTURES IN ADDITIVE MANUFACTURING" 라는 명칭으로 2017 년 4 월 28 일에 출원된 미국 특허 출원 제 15/582,409 호의 이점을 청구하며, 상기 특허 출원은 그 전체가 본원에 참조에 의해 명백히 통합된다.
분야
본 개시물은 일반적으로 적층 제조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 적층 제조를 위한 지지 구조체들 및 구축 피스들로부터 지지 구조체들의 제거에 관한 것이다.
분말 베드 융합 (PBF) 시스템은 기존의 제조 프로세스들로는 생성하기 어렵거나 불가능한 일부 형상들을 포함하여, 기하학적으로 복잡한 형상들을 갖는 금속 구조들 (구축 피스들이라고 함) 을 생성할 수 있다. PBF 시스템은 층별로 구축 피스를 생성하기 위한 적층 제조 (AM) 기술이 포함한다. 각각의 층 또는 슬라이스는 금속 분말 층을 디포짓한 다음, 층 내의 구축 피스의 단면과 일치하는 금속 분말 층의 영역들을 융합 (예를 들어, 용융 및 냉각) 하는 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 프로세스를 반복하여 구축 피스가 완전할 때까지 구축 피스의 다음 슬라이스 등을 형성할 수 있다. 각각의 층이 이전 층의 상부에 디포짓되기 때문에, PBF 는 처음부터 끝까지 슬라이스별로 구조를 형성하는 것과 유사할 수 있다.
PBF 에서 일부 구축 피스들의 형상은 원치 않는 아티팩트를 생성할 수 있다. 이들 형상은 돌출부, 또는 달리 융합되지 않은 분말 위에 존재하는 분말 섹션을 용융시킴으로써 형성된 구축 피스의 부분들을 포함한다. 이러한 돌출부로 인한 부정적인 영향을 완화하기 위해, 지지 구조체들이 사용될 수 있다. 그러나, 지지 구조체로 돌출부를 처리하는 기존의 기술은 결과 구조의 품질에 실질적으로 영향을 줄 수 있는 자체의 상당한 단점이 있다. 이들 및 다른 문제가 본 개시물에서 다루어진다.
지지 구조체 및 지지 구조체들의 제거를 위한 시스템들 및 방법들의 여러 양태들이 이후에 보다 상세하게 설명될 것이다.
다양한 양태들에서, 분말 베드 융합을 위한 장치는 분말 재료의 다수의 층들을 디포짓하는 디포지터, 에너지 빔을 생성하는 에너지 빔 소스, 에너지 빔을 인가하여 층들 중 제 1 층에서의 제 1 영역에서 분말 재료를 융합하는 편향기, 및 분말 재료를 층들 중 제 2 층에서의 제 2 영역에 결합하는 분말 픽서를 포함할 수 있고, 제 2 영역은 제 1 영역 아래에 있다.
다양한 양태들에서, 분말 베드 융합을 위한 장치는 분말 재료의 다수의 층들을 디포짓하는 디포지터, 에너지 빔을 생성하는 에너지 빔 소스, 에너지 빔을 인가하여 층들 중 제 1 층에서의 제 1 영역에서 분말 재료를 융합하는 편향기, 및 분말 재료를 층들 중 제 2 층에서의 제 2 영역에서 발포제와 같은 지지 재료를 확립하는 지지 시스템을 포함할 수 있고, 제 2 영역은 제 1 영역 아래에 있다.
다양한 양태들에서, 분말 베드 융합 시스템에서 형성된 구축 피스를 지지하기 위한 지지 구조체는 구축 피스 아래의 분말 베드에 융합된 분말로 형성된 베이스, 및 베이스로부터 연장되는 융합된 분말로 형성되고 구축 피스를 지지하도록 구성된 하나 이상의 연장부들 포함 할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 분말 베드 융합 시스템을 위한 장치는 분말 베드 융합 시스템에 의해 형성된 지지 구조체, 전류 소스, 전류 소스를 지지 구조체에 연결하는 연결부, 및 연결부를 통해 전류 소스로부터 지지 구조체로 전류를 인가하는 제어기를 포함할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 분말 베드 융합 시스템의 구축 피스로부터 지지 구조체를 분리하기 위한 장치는 공진 주파수를 지지 구조체에 인가하는 진동기를 포함할 수 있다.
다른 양태들은 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 용이하게 인식될 것이며, 여기서는 예시로서 오직 몇몇 예시적인 실시형태들이 도시되고 설명된다. 당업자가 실현하는 바와 같이, 본 설명된 명세서의 개념들은 다른 실시형태 및 상이한 실시형태들이 가능하며, 몇몇 세부사항들은 모두 본 개시로부터 벗어나지 않고 다양한 다른 측면들에서 수정될 수 있다. 따라서, 도면들 및 상세한 설명은 성질이 예시적인 것으로서 간주되어야 하고, 제한적인 것으로서 간주되지 않아야 한다.
본원에 설명된 개념들의 다양한 양태들이 첨부된 도면들에서 제한의 방식이 아니라 예시적인 방식으로 이제 상세한 설명에 제시될 것이다.
도 1a 내지 도 1d 는 상이한 동작 스테이지들 동안 예시적인 PBF 시스템의 개별 측면도들을 도시한다.
도 2 는 PBF 시스템에서 예시적인 드루핑 (drooping) 변형을 도시한다.
도 3 은 결합된 분말 지지 구조의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c 는 결합된 분말의 지지 구조체를 형성하기 위한 PBF 장치의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 5 는 PBF 장치에서 결합된 분말의 지지 구조체를 생성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다.
도 6 은 지지 구조체의 구성의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 7 은 기계식 롤러로 분말을 압축하기 위한 PBF 장치 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 8 은 기계식 프레스로 분말을 압축하기 위한 PBF 장치 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 9 는 압축된 분말을 소결하기 위한 PBF 장치 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 10 은 결합제를 분말에 인가하기 위한 PBF 장치 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 11a 내지 도 11c 은 비-분말 지지 구조체들을 위한 PBF 장치 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 12a 내지 도 12c 은 비-분말 지지 구조체들을 위한 PBF 장치 및 방법의 다른 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 13 는 PBF 장치에서 비-분말 지지 구조체를 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다.
도 14a 및 도 14b 은 PBF 장치 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 15 는 PBF 장치에서 비-분말 지지 구조체를 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다.
도 16 은 앵커식 (anchored) 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 17 은 플로팅 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 18 은 반파 공진기 구성에서 공진 구조를 포함하는 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 19 은 다른 반파 공진기 구성에서 공진 구조를 포함하는 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 20 은 1/4파 공진기 구성에서 공진 구조를 포함하는 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 21 은 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 22 는 지지 구조체를 제거하기 위해 공진 주파수를 인가할 수 있는 진동기를 포함하는 시스템의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 23 은 전류를 인가함으로써 용융되도록 구성된 부분들을 포함하는 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 24 는 지지 구조체들을 제거하기 위한 전류 시스템의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 25 는 전류를 인가함으로써 여기되도록 구성된 부분들을 포함하는 지지 구조체의 예시적인 실시형태를 도시한다.
첨부된 도면들과 관련하여 하기에 기재된 상세한 설명은 본 명세서에 개시된 개념들의 다양한 예시적인 실시형태들의 설명을 제공하도록 의도되고, 본 개시물이 실시될 수도 있는 유일한 실시형태들만을 나타내도록 의도되지는 않는다. 이 개시물에서 사용된 용어 "예시적인" 은 "예, 예증, 또는 예시로서 기능하는" 을 의미하며, 본 개시물에 제시된 다른 실시형태들에 비해 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석되지는 않아야 한다. 상세한 설명은 개념들의 범위를 당업자에게 완전히 전달하는, 철저하고 완전한 개시를 제공하기 위한 특정 세부사항들을 포함한다. 그러나, 본 개시물은 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 널리 알려진 구조들 및 컴포넌트들은 본 개시의 전반에서 제시된 다양한 개념들을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위해, 블록 다이어그램 형태로 도시되거나 완전히 생략될 수도 있다.
본 개시물은 일반적으로 PBF 시스템을 위한 지지 구조체들에 관한 것이지만, PBF 시스템은 광범위한 AM 기술을 포함할 수도 있음을 인식할 것이다. 따라서, PBF 프로세스는 특히, 다음과 같은 인쇄 기술을 포함할 수도 있다: 직접 금속 레이저 소결 (DMLS), 전자빔 용융 (EBM), 선택적 열 소결 (SHS), 선택적 레이저 용융 (SLM) 및 선택적 레이저 소결 (SLS). PBF 융합 및 소결 기술은 예를 들어, 고체 상태 소결, 액상 소결, 부분 용융, 완전 용융, 화학적 결합 및 다른 결합 및 소결 기술을 추가로 포함할 수도 있다. 본 개시의 원리가 관련된 다른 PBF 프로세스는 현재 고려되거나 상업적 개발 중인 프로세스를 포함한다. 본 개시의 주요 개념을 과도하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 각각의 이러한 프로세스의 특정 세부사항이 생략되지만, 청구범위는 이러한 기술 및 관련 구조를 포함하도록 의도되는 것으로 인식될 것이다.
앞서 논의된 것과 같이, PBF 시스템은 기존의 제조 프로세스들로는 생성하기 어렵거나 불가능한 일부 형상들을 포함하여, 기하학적으로 복잡한 형상들을 갖는 금속 및 중합체 구조들 (구축 피스들이라고 함) 을 생성할 수 있다. PBF 시스템은 층별로, 즉 슬라이스별로 구축 피스들을 생성한다. 각각의 슬라이스는 금속 분말 층을 디포짓한 다음, 슬라이스 내의 구축 피스의 단면과 일치하는 금속 분말 층의 영역들을 융합 (예를 들어, 용융 및 냉각) 하는 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 프로세스를 반복하여 구축 피스의 다음 슬라이스 등을 형성할 수 있다.
그러나, 일부 구축 피스들의 형상은 완성된 피스에서 바람직하지 않은 결과를 생성할 수 있다. 예를 들어, 일부 형상은 루스한 분말, 즉 융합되지 않은 분말의 상부에서 분말을 용융시킴으로써 형성된 구축 피스의 부분들을 포함하는 돌출부를 포함한다. 돌출부의 간단한 예는 공통 보울을 포함하며, 보울의 주변부의 부분은 보울의 중앙 부분에 비해 상승될 수 있다. AM 의 컨텍스트에서, 보울의 상승된 부분은 중력의 영향들뿐만 아니라, 방치된 융합 프로세스에서의 온도 변화와 관련된 열적 영향을 받을 수도 있으며, 이로 인해 상승된 부분이 새깅하거나 그렇지 않으면 변형하게 할 수도 있다.
이와 관련하여, 지지 구조체들은 돌출 영역과 연관된 문제를 완화시키거나 방지하기 위해 사용될 수 있다. PBF 시스템에서 지지 구조체들의 생성 및 구축 피스들로부터 지지 구조체들의 제거를 위한 다양한 시스템, 장치 및 방법, 및 지지 구조체의 다양한 신규 구성이 여기에 설명된다. AM 및 연관된 PBF 기술의 컨텍스트에서, 지지 구조체는 변형 또는 다른 문제가 발생하기 쉬운 돌출 구조의 바람직하지 않은 결과를 상쇄시키거나 그렇지 않으면 완화시키기 위해 사용될 수도 있다. 구축 판이 렌더링되고 응고된 후에 구축 피스로부터 지지 재료를 제거하기 위한 다양한 조치들이 수행될 수도 있다. 특히 복잡한 기하학적 구조의 컨텍스트에서, 그러한 수행은 자체의 도전과제를 제시할 수도 있다.
아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 일부 지지 구조체는 지지 판 (구축 판으로도 지칭됨) 와 구축 피스 사이에 기계적 링크를 제공할 수 있으며, 이는 구축 피스의 주요 구조에 비해 돌출하는 구조들을 안정화할 수 있다. 이러한 유형의 지지 구조체들은, 예를 들어, 구축 피스 자체와 매우 유사하게, 복수의 분말 층이 예상되는 돌출부의 일반적으로 아래의 및/또는 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 영역에 디포짓될 수 있는 것으로 구성될 수 있고, 각각의 층은 다음의 인쇄 사이클 동안 전자 빔의 후속 패스에서 돌출부가 렌더링되기 위한 필수 지지부를 제공하도록 융합된다. 보다 구체적으로, 지정된 영역에서 용융된 분말의 풀들 (즉, 용융 풀들) 은 용융되고 냉각된 분말의 이전의 순차적인 층들에 인접하여 확립될 수 있으며, 이는 연속적인 구조로 함께 종합적으로 응고될 수 있다. 일부 경우에, 분말은 쉽게 변형가능한 고체이기 때문에 이러한 연결이 필요할 수 있다. 이러한 유형의 지지 구조체는 용융된 분말로부터 독점적으로 형성될 수 있기 때문에, 예를 들어 다른 재료에 의한 분말의 오염을 방지하는 것이 바람직한 경우에 이러한 지지 구조체들이 유리할 수도 있다. 채용된 특정 AM 기술에 의존하여, 기계적으로 연결된 층을 형성하는 방법은 다양할 수도 있다.
일부 경우에, 융합 (예를 들어, 용융 및 응고) 을 통해 층들을 기계적으로 연결하는 대신에, 분말을 결합함으로써 지지 구조체들이 형성될 수도 있다. 예를 들어, 분말의 기계적 압축은 압축된 분말이 충분히 덜 변형가능하도록 수행될 수 있으며, 압축된 분말 위에 융합된 구조가 형성될 수 있다. 따라서, 압축된 분말은 함께 결합된 것으로 기술될 수 있다. 압축은 예를 들어, 기계적 압연, 가스 압력의 인가, 기계적 프레스 등을 포함하는 다양한 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 압축 분말 지지 구조체는 분말로만 형성될 수 있기 때문에, 이러한 지지 구조체는 예를 들어 다른 재료에 의한 분말의 오염을 방지하는 것이 바람직한 경우에 유리할 수도 있다. 또한, 압축된 분말로 형성된 지지 구조체들은, 압축된 분말이 용이하게 재활용할 수도 있기 때문에, 분말이 분말 베드로부터 회수되고 재사용되는 경우에 바람직할 수도 있다. 또한, 압축된 분말 지지 구조체들은 구축 피스로부터 쉽게 제거될 수 있어서, 지지 구조체들을 제거하는데 필요한 시간 및 에너지를 감소시키고 구축 피스의 손상 위험을 감소시킨다. 일부 경우에, 압축된 영역을 열적으로 가열 및 소결하기 위해 낮은 레벨의 소결을 사용하는 기술이 수행될 수 있으며, 이는 단순한 압축보다 더 안정적인 지지 구조체를 제공할 수도 있다.
일부 예시적인 실시형태에서, 결합제는 분말의 영역에 디포짓되어 지지 구조체를 생성할 수 있다. 일부 경우에, 결합제는 에너지 빔 가열에 의해 열적으로 가교될 수도 있다. 이 결합제는 예를 들어, 구축 피스의 돌출 영역들 아래의 영역에 결합제를 디포짓하는, 디포지터 뒤의 분말 베드를 가로 질러 추적하는 프린트 헤드에 의해 배치될 수 있다. 마찬가지로, 결합제는 분말이 (예를 들어, 습식 모래가 건식 모래보다 더 함께 결합되는 것과 유사하게) 구축 피스를 지지하기에 충분히 큰 정도로 유지되도록 디포짓될 수 있는 유체 또는 겔을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 결합제는 수지와 같은 접착제를 포함할 수 있다.
아래에 추가로 설명되는 일부 예시적인 실시형태들에서, 융합, 압축, 소결, 결합제 인가, 또는 본원에 기술된 다른 기술들에 의해 지지 구조체들을 생성하는 기술은 압축되지 않은 분말 위에 구축 피스를 '플로팅 (floating)' 함으로써 지지부를 제공할 수 있는 지지 구조체들을 생성하는데 사용될 수 있다. '플로팅' 지지 구조체들의 생성은 더 적은 분말이 지지 구조체를 형성하는데 사용될 수 있어서 구축 시간을 감소시킬 수도 있게 하고, 더 많은 분말이 회수되고 재사용되게 할 수 있는 등이다.
다른 예시적인 실시형태들에서, 지지 구조체들은 분말 이외의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 조밀한 발포제와 같은 지지 재료가 분말이 결여된 영역에 디포짓될 수 있고, 디포짓된 지지 재료는 지지 구조체를 형성할 수 있다. 일부 경우에, 지지 재료는 분말 층의 디포지션 전에, 또는 이와 동시에, 층에 디포짓될 수도 있다. 예를 들어, 별도의 지지 재료 디포지터 메커니즘 (예를 들어, 별도 또는 전용 프린트 헤드, 자동화된 컨스트럭터, 컴퓨터 제어된 로봇 팔 등) 은 작업 영역을 통과하여 원하는 영역에 지지 재료의 층을 디포짓할 수 있고, 그 후에 분말 디포지터는 작업 영역을 통과하여 나머지 영역에 분말 층을 디포짓할 수 있다. 다른 예에서, 통합 프린트 헤드는 작업 영역을 통과할 때 분말 또는 지지 재료를 디포짓할 수 있어서 특정 위치에 특정 재료를 디포짓할 수도 있다.
일부 예들에서, 분말 디포지터는 분말 층을 디포짓할 수도 있고, 그 후에 구축 챔버 내의 진공은 원하지 않는 영역들로부터 분말을 제거할 수도 있다. 그 후에, 새로 비워진 영역은 발포제 또는 다른 공간 키퍼와 같은 지지 재료로 채워질 수 있다. 예를 들어, 발포제는 층의 두께에 실질적으로 적합하도록 구성된 두께의 벽돌들/판들로서 주입되거나 배치될 수도 있다. 층 두께는 선택적 층 소결 (SLS) 을 사용하는 일 실시형태에서 배치된 AM 기술, AM 능력 등에 따라 광범위하게 변할 수도 있지만, 층 두께는 대략 0.060 mm 내지 0.150 mm 의 범위이다.
일부 경우에, 지지 재료는 층의 높이보다 큰 높이에 디포짓될 수 있다. 예를 들어, 전체 지지 구조체는 구축의 시작시에 한번에 디포짓될 수도 있다. 이 경우에, 분말 디포지터는 지지 구조체들이 없는 영역들에만 분말을 디포짓하도록 구성될 수 있어서, 디포지터는 현재 렌더링되고 있는 층 위의 지지 구조체들의 부분들이 결여된다. 예를 들어, 디포지터의 와이핑/레벨링 시스템은, 분말 층이 지지 재료와 실질적으로 균등하거나 지지 재료를 커버하는 레벨에 있다고 결정될 때까지, 지지 재료로 구축된 임의의 영역을 놓치도록 구성될 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 지지 재료는 예를 들어, 최종 부분에 남아 있거나 또는 용해될 수 있다.
본 명세서에 개시된 다양한 예시적인 실시형태들은 지지 구조의 새로운 구성에 관한 것이다. 일부 실시형태들에서, 지지 구조체들은 공진 구조체들을 포함하도록 구성될 수 있다. 고유 주파수에서 공진 지지 구조체의 진동은 지지 구조체가 3-D 구축 피스 및/또는 구축 판으로부터 이탈하게 하거나, 예를 들어, 작은 힘을 요구하는 후속 조작을 위해 접합을 실질적으로 느슨하게 하기에 충분할 수도 있다. 이러한 파손은, 예를 들어, 지지 구조체와 구축 피스 및/또는 구축 판 사이의 인터페이스에서 금속 피로 (metal fatigue) 를 유도하는 지지 구조체의 적용가능한 부분의 공진 진동들의 진폭 증가에 의해 야기될 수 있다. 지지 구조체들은 고정된 길이, 폭 및 테이퍼의 압출부를 포함하는 본체를 포함할 수 있다. 압출부의 테이퍼링된 단부는 3-D 구축 피스, 기판 플레이트 및/또는 지지 프레임워크에 연결될 수 있다. 일부 경우에, 공진 지지 구조체는 반파 공진기, 1/4파 공진기 등을 포함할 수 있으며, 이는 금속 피로가 보다 효과적으로 유도되게 할 수도 있다.
AM 동작의 이 스테이지가 완료되고 루스한 분말들이 제거된 후에, 여기 공진 주파수는 매체를 통해 구축 피스, 지지 구조체, 구축 판 등으로 직접적으로 또는 간접적으로 기계적 전도를 통해 인가될 수 있다. 기계적 여기는 예를 들어, 초음파 트랜스듀서, 압전 트랜스듀서, 마이크로 전자 기계 시스템 등에 의해 발생될 수 있다. 트랜스듀서는 구축 피스, 지지 구조, 구축 판 또는 지지 구조체의 관련 부분이 기계적 입력을 수용할 수 있는 다른 적절한 위치에 부착될 수 있다. 전술한 바와 같이, 유도된 진동은 단부가 구축 피스 및 구축 판으로부터 브레이크 오프될 때까지, 지지 구조체가 증가된 진폭으로 진동하게 할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 지지 구조체 브레이크 오프의 추가 제어는 다수의 공진 노드에 의한 이 설계의 변형된 적응에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 상이한 길이, 폭 및/또는 테이퍼의 지지 압출부가 구축 피스의 상이한 영역에 인가될 수도 있다. 이는 상이한 여기 주파수를 인가함으로써 지지부를 선택적으로 제거할 수 있게 한다. 매질은 또한 구축 피스의 완전한 또는 부분적인 침지에 사용되어 브레이크 오프 프로세스를 가속화할 수 있다. 음파 및 가열은 브레이크 오프 프로세스를 구동하는 데 사용될 수도 있다.
다양한 실시형태들에서, 전류는 지지체를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조체는 전류가 인가될 때 지지 구조체와 구축 피스 사이의 인터페이스 (예를 들어, 접점) 가 실질적으로 가열될 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 접점은 접점이 지지 구조체 및 구축 피스의 나머지 부분에 비해 비교적 높은 전기 저항을 제공하도록 테이퍼될 수 있다. 테이퍼형 접점을 가로 질러 전류가 인가되어 접점을 가열 및 용융시켜 구축 피스로부터 지지 구조체를 제거할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d 는 상이한 동작 스테이지들 동안 예시적인 PBF 시스템 (100) 의 개별 측면도들을 도시한다. 전술한 바와 같이, 도 1a 내지 도 1d 에 도시된 특정 실시형태는 본 개시물의 원리들을 채용하는 PBF 시스템의 많은 적합한 예들 중 하나이다. 또한 도 1a 내지 도 1d 및 본 개시의 다른 도면들은 반드시 일정한 비율로 도시되는 것은 아니지만, 본 명세서에 설명된 개념들의 더 양호한 예시를 위해 더 크거나 더 작게 그려질 수도 있음에 유의해야 한다. PBF 시스템 (100) 은 금속 분말의 각 층을 디포짓할 수 있는 디포지터 (101), 에너지 빔을 생성할 수 있는 에너지 빔 소스 (103), 에너지 빔을 인가하여 분말 재료를 융합할 수 있는 편향기 (105), 및 구축 피스 (109) 와 같은 하나 이상의 구축 피스들을 지지할 수 있는 구축 판 (107) 을 포함할 수 있다. PBF 시스템 (100) 은 또한 분말 베드 리셉터클 내에 배치된 구축 플로어 (111) 를 포함할 수 있다. 분말 베드 리셉터클의 벽들 (112) 은 일반적으로 분말 베드 리셉터클의 경계들을 정의하며, 이는 측면에서 보면 벽들 (112) 사이에 샌드위치되고 아래에서 구축 플로어 (112) 의 부분에 인접한다. 구축 플로어 (111) 는 디포지터 (101) 가 다음 층을 디포짓할 수 있도록, 구축 판 (107) 을 점진적으로 하강시킬 수 있다. 전체 메커니즘은 다른 컴포넌트들을 둘러쌀 수 있는 챔버 (113) 에 상주하여, 장비를 보호하고, 대기 및 온도 조절을 가능하게 하고, 오염 위험을 완화시킬 수도 있다. 디포지터 (101) 는 금속 분말과 같은 분말 (117) 을 포함하는 호퍼 (115), 및 디포짓된 분말의 각 층의 상부를 레벨링할 수 있는 레벨러 (119) 를 포함할 수 있다.
구체적으로 도 1a 를 참조하여, 이 도면은 구축 피스 (109) 의 슬라이스가 융합된 후에, 그러나 다음 층의 분말이 디포짓되기 전에, PBF 시스템 (100) 을 도시한다. 실제로, 도 1a 는 PBF 시스템 (100) 이 예를 들어 150 개의 슬라이스들로 형성된 구축 피스 (109) 의 현재 상태를 형성하기 위해, 다수의 층들, 예를 들어 150 개의 층들에 이미 디포짓되고 융합된 슬라이스들을 갖는 시간을 도시한다. 이미 디포짓된 다수의 층들은, 디포짓되었지만 융합되지 않은 분말을 포함하는 분말 베드 (121) 를 생성하였다.
도 1b 는 구축 플로어 (111) 가 분말 층 두께 (123) 만큼 하강할 수 있는 스테이지에서의 PBF 시스템 (100) 을 도시한다. 구축 플로어 (111) 의 하강은 구축 피스 (109) 및 분말 베드 (121) 가 분말 층 두께 (123) 만큼 하락하게 하며, 따라서 구축 피스 및 분말 베드의 상부는 분말 층 두께와 동일한 양만큼 분말 베드 리셉터클 벽 (112) 의 상부보다 더 낮아지게 한다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 구축 피스 (109) 및 분말 베드 (121) 의 상부에 분말 층 두께 (123) 와 동일한 일정한 두께를 갖는 공간이 생성될 수 있다.
도 1c 는 디포지터 (101) 가 구축 피스 (109) 및 분말 베드 (121) 의 상부 표면들 위에 생성되고 분말 베드 리셉터클 벽들 (112) 로 둘러싸인 공간에 분말 (117) 을 디포짓하도록 배치되는 스테이지에서의 PBF 시스템 (100) 을 도시한다. 이 예에서, 디포지터 (101) 는 호퍼 (115) 로부터 분말 (117) 을 방출하면서 정의된 공간에서 점진적으로 이동한다. 레벨러 (119) 는 방출된 분말을 레벨링하여, 분말 층 두께 (123) 와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 분말 층 (125) 을 형성할 수 있다 (도 1b 참조). 따라서, PBF 시스템에서의 분말은 예를 들어, 구축 판 (107), 구축 플로어 (111), 구축 피스 (109), 벽 (112) 등을 포함할 수 있는 분말 재료 지지 구조에 의해 지지될 수 있다. 예시된 분말 층 (125) 의 두께 (즉, 분말 층 두께 (123) (도 1b)) 는 도 1a 을 참조하여 위에서 논의된 150 개의 미리 디포짓된 층들을 포함하는 예에 사용된 실제 두께보다 더 크다는 점에 유의해야 한다.
도 1d 는 분말 층 (125) (도 1c) 의 디포지션 다음에, 에너지 빔 소스 (103) 가 에너지 빔 (127) 을 생성하고, 편향기 (105) 가 에너지 빔을 인가하여 구축 피스 (109) 에서 다음 슬라이스를 융합하는 스테이지에서의 PBF 시스템 (100) 을 도시한다. 다양한 예시적인 실시형태들에서, 에너지 빔 소스 (103) 는 전자 빔 소스일 수 있으며, 이 경우 에너지 빔 (127) 은 전자 빔을 구성한다. 편향기 (105) 는 전자 빔을 선택적으로 편향시켜 전자 빔이 융합되도록 지정된 영역들을 가로질러 스캔하게 하는, 전기장 또는 자기장을 생성할 수 있는 편향 판들을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 에너지 빔 소스 (103) 는 레이저일 수 있고, 이 경우 에너지 빔 (127) 은 레이저 빔이다. 편향기 (105) 는 반사 및/또는 굴절을 사용하여 융합될 선택된 영역을 스캔하도록 레이저 빔을 조작하는, 광학 시스템을 포함할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 편향기 (105) 는 에너지 빔을 위치시키기 위해 에너지 빔 소스를 회전 및/또는 이동시킬 수 있는 하나 이상의 짐벌들 및 액추에이터들을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 에너지 빔 소스 (103) 및/또는 편향기 (105) 는 에너지 빔을 변조할 수 있고, 예를 들어 에너지 빔이 분말 층의 적절한 영역에만 인가되도록 편향기가 스캔함에 따라 에너지 빔을 턴 온 및 턴 오프할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시형태들에서, 에너지 빔은 디지털 신호 프로세서 (DSP) 에 의해 변조될 수 있다.
도 1d 에 도시된 바와 같이, 분말 층 (125) 의 융합의 대부분은 이전 슬라이스의 상부에 있는 분말 층의 영역, 즉 이전에 융합된 분말에서 발생한다. 이러한 영역의 예는 구축 피스 (109) 의 표면이다. 도 1d 의 분말 층의 융합은 구축 피스 (109) 의 물질을 특징으로 하는 이전에 융합된 층들 위에 발생한다. 그러나, 분말 층 (125) 의 일부 영역에서, 융합은 루스한 분말의 상부, 즉 부주의하게 융합되지 않은 또는 다르게 융합되지 않은 분말 위에 또는 그 반대로 발생할 수 있다. 예를 들어, 슬라이스 영역이 이전 슬라이스 영역보다 큰 경우, 슬라이스 영역 중 적어도 일부는 루스한 분말 위에 형성될 것이다. 루스한 분말 위에 분말의 영역을 용융하기 위해 에너지 빔을 인가하는 것은 문제가 될 수 있다. 용융된 분말은 액화되고 일반적으로 루스한 분말보다 밀도가 높다. 용융된 분말은 루스한 분말 내로 스며들어 구축 피스 (109) 에서 드루핑, 컬링 또는 다른 원치 않는 변형들을 야기할 수 있다. 루스한 분말은 낮은 열 전도율을 가질 수 있기 때문에, 돌출 영역에서 분말을 융합할 때 예상보다 높은 온도가 발생할 수 있으며, 이는 낮은 열 전도율이 융합 중에 열 에너지가 융합된 분말로부터 전도되는 능력을 감소시킬 수 있기 때문이다. 이들 영역들에서 온도가 높으면 냉각 후에 잔류 응력이 높아지고, 자주 열악한 품질의 구축 피스를 야기한다. 일부 경우들에서, 돌출 영역에서 찌꺼기 형성이 발생하여, 원하지 않는 표면 거칠기 또는 기타 품질 문제가 발생할 수 있다.
도 2 는 돌출 영역들에서 발생할 수 있는 PBF 시스템에서 예시적인 드루핑 변형의 측면도를 도시한다. 도 2 는 구축 판 (201) 및 분말 베드 (203) 를 도시한다. 분말 베드 (203) 에는 실제 구축 피스 (205) 가 있다. 모델 구축 피스 (207) 는 비교를 위해 점선으로 도시된다. 일 실시형태에서, 모델 구축 피스 (207) 는 구축 피스를 렌더링하기 위해 AM 프로세서에 대한 입력으로서 사용하기 위해 CAD 에서 생성된 데이터 모델로부터의 데이터를 포함한다. 모델 구축 피스 (207) 는 원하는 구축 피스 형상을 도시한다. 실제 구축 피스 (205) 는 대부분의 장소들, 즉 변형이 없는 장소들에서 모델 구축 피스 (207) 을 중첩한다. 따라서, 돌출 경계 (210) 의 우측에 있는 영역들에서, 실제 구축 피스 (205) 를 특징화하는 실선은 모델 구축 피스 (207) 에서 정의된 점선과 중첩한다. 그러나, 드루핑 변형이 돌출 영역 (209) 에서 발생한다. 이 예에서, 돌출 영역 (209) 은 서로의 상부에 융합된 다수의 슬라이스들로 형성된다. 이 경우, 돌출 영역 (209) 이 대량의 실제 구축 피스 (205) 로부터 연장됨에 따라 변형이 악화된다. 도 2 의 실제 구축 피스 (205) 로서, 일부 구축 피스 형상은 돌출 영역을 초래할 수 있는 변형 및 다른 문제를 완화 또는 방지하기 위해 지지 구조체의 사용을 요구할 수 있다.
융합이 루스한 분말 위에 직접 발생하지 않더라도, 변형, 더 높은 잔류 응력 등과 같은 일부 문제들이 하나의 층에서의 분말이 아래 층의 슬라이스의 에지 근처에서 융합되는 영역들에서 발생할 수 있는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 열을 전도하기 위해 아래에 융합된 재료가 적기 때문에, 아래의 슬라이스의 에지 근처에 분말을 융합할 때 예기치 않게 높은 온도가 발생할 수 있다. 아래의 슬라이스들이 날카로운 에지를 형성하는 경우, 이러한 문제들이 특히 심각할 수 있다. 이와 관련하여, 지지 구조체들은 돌출 영역 근처에서도 이러한 영역을 야기할 수 있는 변형 및 다른 문제를 완화 또는 방지하기 위해 사용될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 것과 같이, 용어 "돌출 영역" 등은 아래의 슬라이스의 에지 근처에서 분말의 융합에 인접한 영역들에서, 슬라이스가 날카로운 코너 또는 에지를 형성하는 영역들에서, 및 대상 구축 피스에서 원치않는 돌출 아티팩트의 전술한 어레이를 잠재적으로 야기할 수 있는 유사한 영역 영역들에서, 돌출 영역 근처 및 융합된 분말 위에 영역들을 포함하는 것으로 의도된다.
도 3, 도 4a 내지 도 4c, 및 도 5 내지 도 10 은 바운딩된 분말 지지 구조체에 대한 예시적 시스템, 방법 및 구성을 도시하고, 여기서 루스한 분말의 입자들이 지지 구조체를 제공하기 위해 (예를 들어, 결합제로, 루스한 분말을 압축함으로써 등으로) 결합될 수 있다. 도 11a 내지 도 11c, 도 12a 내지 도 12c, 도 13, 도 14a 및 도 14b 및 도 15 는 분말 이외의 재료들, 예를 들어 분말이 결여된 영역에 디포짓될 수 있는 발포제, 분말이 디포짓되기 전에 위치될 수 있는 미리 형성된 지지 구조체들, 등을 사용하는 지지 구조체들을 위한 예시적인 시스템 및 방법을 도시한다. 도 16 내지 도 25 는 융합된 분말 지지 구조체들을 위한 예시적인 구성 및 지지 구조체들을 제거하기 위한 예시적인 시스템 및 방법을 도시한다.
도 3 은 결합된 분말 지지 구조체 (300) 의 예시적인 실시형태의 측면도를 도시한다. 도 3 은 구축 판 (301) 및 분말 베드 (303) 를 도시한다. 분말 베드 (303) 에는 돌출 영역 (307) 을 포함하는 구축 피스 (305) 가 있다. 분말 베드 (303) 에서, 돌출 영역 (307) 에서 구축 피스 (305) 의 부분 아래에, 결합된 분말 (309) 의 영역이 있다. 전술한 바와 같이, 결합된 분말은 예를 들어, 압축된 분말, 부분 소결된 분말, 결합제가 인가된 분말, 등일 수 있다. 결합된 분말 (309) 은 돌출 영역 (307) 에서 구축 피스 (305) 의 부분을 지지하는 지지 구조체 (300) 를 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 결합된 분말 (309) 로 형성된 지지 구조체 (311) 는 구축 피스 (305) 의 변형 및 다른 원치않는 아티팩트를 완화시키거나 방지한다.
결합된 분말은 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 결합된 분말은 예를 들어, 루스한 분말의 표면에 압력을 인가함으로써, 루스한 분말을 압축함으로써 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 루스한 분말은 함께 압축 또는 결합될 수 있다. 압축 분말은 루스한 분말보다 밀도가 크기 때문에, 압축 분말이 구축 피스를 돌출시키기 위한 지지 메커니즘으로서 개선을 나타내는 것은 놀라운 일이 아니다.
다양한 실시형태들에서, 압축된 분말은 분말의 결합을 추가로 증가시키기 위해 소결될 수 있다. 추가적으로, 루스한 분말을 결합하기 위해 결합제가 인가될 수 있다. 예를 들어, 루스한 분말의 응집성을 증가시키기 위해 액체 또는 겔이 인가될 수도 있다. 일부 예들에서, 결합제는 접착제를 포함하여 응집성을 추가로 증가시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4c 는 지지 구조체 (300) (도 3) 와 같은 결합된 분말의 지지 구조체를 형성하기 위한 PBF 장치 (400) 의 예시적인 실시형태의 각각의 측면도를 도시한다. 도 4a 내지 도 4c 는 구축 판 (401) 및 분말 베드 (403) 를 도시한다. 분말 베드 (403) 에는 구축 피스 (405) 및 결합된 분말 (407) 이 있다. PBF 장치 (400) 는 에너지 빔 소스 (409), 편향기 (411), 및 디포지터 (413) 를 포함할 수 있다. PBF 장치 (400) 는 또한 분말 픽서 (415) 를 포함할 수 있다.
도 4a 는 일반적으로 분말 베드 (403) 를 특징으로 하는 작업 영역 내에 결합된 분말 (407) 을 형성하기 위한 PBF 장치 (400) 의 예시적인 동작을 도시한다. 디포지터 (413) 는 작업 영역을 가로 질러 이동하여 분말 층을 디포짓할 수 있다. 분말 픽서 (415) 는 디포지터 (413) 다음에 작업 영역을 가로 질러 이동할 수 있고 (컴포넌트들의 우향 운동으로 지정된 굵은 화살표를 참조), 디포지터에 의해 디포짓된 층의 영역에서 분말을 결합하여, 지지 구조체 (416) 를 형성할 수 있는 결합된 분말 (407) 을 생성할 수 있다. 이와 관련하여, 분말을 융합시키는 대신에, 분말 픽서 (415) 가 분말을 결합한다는 것 외에는, 결합된 분말 (407) 이 슬라이스들의 융합과 유사한 슬라이스들로 구축되어 분말 (407) 을 형성할 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 분말 픽서 (415) 는 예를 들어, 분말을 압축하는 것, 압축된 분말을 소결하는 것, 분말에 결합제를 인가하는 것, 및 관련 기술에 의해 분말을 결합할 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
도 4b 는 결합된 분말 (407) 이 구축 피스 (405) 의 돌출 영역 아래에 형성된 후에 PBF 장치 (400) 의 상태를 도시한다. 도 4b 는 분말 픽서 (415) 가 작업 영역을 가로 질러 이동하고 현재 층에 결합된 분말 (407) 을 결합하는 것을 완료한 상태를 도시한다. 도 4b 에서 알 수 있는 바와 같이, 융합될 분말 영역 (419) 아래에 결합된 분말 (417) 의 영역이 있다.
도 4c 는 분말 층이 융합되는 PBF 장치 (400) 의 상태를 도시한다. 에너지 빔 소스 (409) 는 에너지 빔 (421) 을 생성하고, 편향기 (411) 는 에너지 빔을 디포지터 (413) 에 의해 디포짓된 분말의 영역에 인가한다. 이와 관련하여, 에너지 빔 (421) 은 융합된 분말 (423) 의 영역을 생성하기 위해 융합될 분말의 영역 (419) 에 인가된다. 융합된 분말 (423) 의 영역은 결합된 분말 (417) 의 영역 위에 있다. 구축 피스 (405) 의 형상으로부터 명백한 바와 같이, 결합된 분말 (407) 을 둘러싸는 지지 구조체 (416) 에 의해 드루핑, 중력, 온도 변동들 및 다른 이상들과 연관된 문제들이 실질적으로 제거된다.
도 5 는 PBF 장치에서 결합된 분말의 지지 구조체를 생성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다. PBF 장치는 분말 재료의 제 1 층을 디포짓할 수 있고 (501), 제 1 층의 영역에서 분말 재료를 결합할 수 있다 (502). PBF 장치는 분말 재료의 제 2 층을 제 1 층 위에 디포짓할 수 있다 (503). PBF 장치는 에너지 빔을 생성할 수 있고 (504), 에너지 빔을 인가하여 제 1 층의 결합된 분말 재료 위의 제 2 층의 영역에서 분말 재료를 융합할 수 있다 (505). 예를 들어, 도 4c 에서, 에너지 빔 (421) 은 결합된 분말 (417) 의 영역 위에 있는 융합된 분말 (423) 의 영역을 융합시키기 위해 분말의 층에 인가된다.
도 6 은 분말 베드 (603) 의 돌출 영역 (607) 에서 지지 구조체 (600) 의 구성의 예시적인 실시형태의 측면도를 도시한다. 도 6 은 구축 판 (601), 분말 베드 (603) 및 구축 피스 (605) 를 도시한다. 구축 피스 (605) 의 부분은 돌출 영역 (607) 에 있을 수 있다. 이 예에서, 지지 구조체 (600) 는 결합된 분말 (609) 의 영역으로 형성될 수 있다. 이 구성에서, 지지 구조체 (600) 는 구축 판 (601) 아래로 연장되지 않는다. 더욱이, 이 구성에서 지지 구조체 (600) 는 구축 피스 (605) 에 대한 부착물을 형성하지 않는다 (다른 예시적인 실시형태들, 예컨대, 이하 설명되는 도 16 과는 대조적이며, 여기서 지지 구조체가 돌출 영역에 있지 않는 구축 피스의 부분에 부착되거나 또는 '앵커된다 (anchored)'. 따라서, 지지 구조체 (600) 는 오직 루스한 분말에 의해서만 지지된다. 그러나, 지지 구조체 (600) 는, 전술한 바와 같이, 지지 구조체가 분말 베드 (603) 에서 루스한 분말 상에 '플로팅' 할 수 있기 때문에, 구축 피스 (605) 를 지지할 수 있다. 보다 구체적으로, 결합된 분말 (609) 은 오버행 영역 (607) 보다 넓은 영역을 커버하도록 형성될 수 있어서, 구축 피스 (605) 에 작용하는 하향 방향의 변형력이 루스한 분말의 더 넓은 영역에 분포될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 구조체 (600) 아래의 루스한 분말이 지지 구조체 (600) 와 구축 판 (601) 사이에 적절하게 변형 불가능한 링크를 제공할 수 있는 방식으로 힘이 분포될 수 있다. 따라서, 지지 구조체 (600) 는 지지 구조체가 구축 판 (601) 까지 완전히 연장되지 않더라도 돌출 영역 (607) 에서 구축 피스 (605) 의 부분들을 효과적으로 지지할 수 있다. 도 6 의 구성에서, 예를 들어, 융합된 분말 (611) 의 영역은, 융합되지 않은 및 결합되지 않은 분말 (615) 의 영역 위에 있는, 결합된 분말 (613) 의 영역 위에 있다.
오직 루스한 분말에 의해서만 지지되는 지지 구조체는 플로팅 지지 구조체로 지칭될 수 있다. 도 6 에 도시된 예와 같은 플로팅 지지 구조체는 다양한 기술들을 사용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 압축, 압축 및 소결, 결합제 인가 등과 같은 결합된 분말 기술을 사용하여 형성되고 및/또는 비-분말 지지 재료들을 사용하여 형성될 수 있다 (하기에 보다 상세히 기술됨). '플로팅' 지지 구조체들은 적은 분말이 지지 구조체를 형성하는데 사용되게 할 수 있고, 이는 특히, 구축 시간을 감소시키고, 더 많은 분말이 회수되고 재사용되게 한다. 이러한 인자들은 종합적으로 비용 절감, 제조 효율성 및 잠재적 출시 시기의 이점들을 발생한다.
또한, 플로팅 지지 구조체는 단일 PBF AM 실행 동안 추가의 구축 피스를 보다 효율적으로 구축할 수도 있다. 예를 들어, 앵커식 지지 구조체 아래의 루스한 분말의 공간에, 즉 다른 지지 구조체들이 통상적으로 연장되어 구축 판까지 도달할 수 있는 공간에 추가 구축 피스들이 구축될 수도 있다. 비교적 큰 영역 (613) 을 갖는 결합된 분말 영역 (609) 을 수반하는 다른 예시적인 실시형태에서, 제 2 인접 컴포넌트 (도시되지 않음) 는 돌출 지지를 위한 지지 구조체로서 결합된 분말 영역 (609) 의 대향측을 사용하여 구축 피스 (605) 에 인접하게 구성될 수도 있다. 이러한 예시적인 실시형태는 잠재적으로 비교적 더 짧은 시간에 더 많은 유형의 구축 피스들을 렌더링하는 훨씬 더 큰 능력을 허용한다.
도 7 및 도 8 은 분말을 결합하는 것이 분말을 압축하는 것을 포함하는, 결합된 분말 지지 구조체를 위한 PBF 시스템 및 방법의 예시적인 실시형태들을 도시하는 측면도이다. 이러한 유형의 지지 구조체는 압축된 분말 지지 구조체로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 분말의 기계적 압축은 압축된 분말이 충분히 덜 변형가능하도록 수행될 수 있으며, 압축된 분말 위에 융합된 구조가 형성될 수 있다. 따라서, 압축된 분말은 함께 효율적으로 결합된다. 압축된 분말 지지 구조체는 분말로 독점적으로 형성될 수 있기 때문에, 예를 들어 다른 재료에 의한 분말의 오염을 방지하는 것이 바람직한 경우에 이러한 지지 구조체들이 유리할 수도 있다. 또한, 압축된 분말로 형성된 지지 구조체들은, 압축된 분말이 용이하게 회수되고 재사용될 수도 있기 때문에, 분말이 분말 베드로부터 회수되고 재사용되는 경우에 바람직할 수도 있다. 또한, 압축된 분말 지지 구조체는 구축 피스로부터 제거하기가 비교적 용이하여, 지지 구조체들을 제거하는데 필요한 시간 및 에너지를 감소시킨다. 이러한 이점으로 인해 공장 현장에서 비용이 절감되고 효율성과 성능이 향상될 수도 있다.
분말을 압축함으로써, 압축된 분말의 상부 표면은 층 내의 비-압축된 분말의 상부 표면보다 낮을 수도 있음을 유의해야 한다. 그러나, 다양한 실시형태들에서, 분말 디포지터에 의해 디포짓된 다음 분말 층은, 다음 분말 층의 상부 표면이 수평이 되도록, 여분의 공간을 채울 수 있다 (예를 들어, 도 7 의 분말 베드 (703) 과 비교된 결합된 분말 (707) 을 참조함). 이 경우, 압축 분말로 형성된 지지 구조체의 상부 표면의 레벨은 소량 보다 많이 분말 베드의 상부 표면의 레벨과 상이하지 않을 수도 있다.
도 7 은 분말을 결합하는 것이 기계식 롤러로 분말을 압축하는 것을 포함하는, PBF 장치 (700) 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 7 는 구축 판 (701) 및 분말 베드 (703) 를 도시한다. 분말 베드 (703) 에는 구축 피스 (705) 및 결합된 분말 (707) 이 있다. PBF 장치 (700) 는 에너지 빔 소스 (709), 편향기 (711), 및 디포지터 (713) 를 포함할 수 있다. PBF 장치 (700) 는 또한 분말을 압축함으로써 분말 픽서 (415) (도 4a 및 도 4b 를 참조) 와 같은 분말 픽서로서 동작할 수 있는, 기계식 롤러 (715) 를 포함할 수 있다.
디포지터 (713) 는 작업 영역을 가로 질러 이동하여 분말 층을 디포짓할 수 있다. 기계적 롤러 (715) 는 디포지터 (713) 와 순차적으로 디포지터 (713) 다음에 작업 영역을 가로 질러 이동할 수 있다 (가장 오른쪽 화살표를 참조). 이를 위해, 기계식 롤러 (715) 는 디포지터 (713) 에 의해 디포짓된 층의 영역에서 하강되어 영역을 롤오버할 수 있으며, 따라서 영역에서 분말을 압축하여 결합된 분말 (707) 을 생성할 수 있고, 이는 지지 구조체 (717) 를 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 분말을 융합시키는 대신에, 기계식 롤러 (715) 가 분말을 압축한다는 것 외에는, 결합된 분말 (707) 이 슬라이스들의 융합과 유사한 슬라이스들로 구축되어 구축 피스 (705) 를 형성할 수 있다.
도 8 은 분말을 결합하는 것이 기계식 프레스로 분말을 압축하는 것을 포함하는, PBF 장치 (800) 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 8 은 구축 판 (801) 및 분말 베드 (803) 를 도시한다. 분말 베드 (803) 에는 구축 피스 (805) 및 결합된 분말 (807) 이 있다. PBF 장치 (800) 는 에너지 빔 소스 (809), 편향기 (811), 및 디포지터 (813) 를 포함할 수 있다. PBF 장치 (800) 는 또한 분말을 압축함으로써 분말 픽서 (415) (도 4a 및 도 4b 를 참조) 와 같은 분말 픽서로서 동작할 수 있는, 기계식 프레스 (815) 를 포함할 수 있다.
디포지터 (813) 는 작업 영역을 가로 질러 이동하여 분말 층을 디포짓할 수 있다. 마찬가지로, 기계식 프레스 (815) 는 (굵은 화살표로 표시된 바와 같이) 디포지터 (813) 다음에 작업 영역을 가로 질러 이동할 수 있다. 예를 들어, 슬라이서 프로그램으로부터 수신된 코드에 의해 결정된 바와 같이 AM 디바이스에 대한 입력 요건들에 따라, 일부 경우에, 기계식 프레스 (815) 는 수직 운동에서의 그 변동을 제외하고는 디포지터 (813) 의해 동일한 방식 (lock step) 일 수도 있고, 영역에 압력을 인가하기 위해 디포지터에 의해 디포짓된 층의 영역에서 하강될 수 있으며, 따라서 영역에서 분말을 압축하여 결합된 분말 (807) 을 생성하고, 그 결과 지지 구조체 (817) 를 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 분말을 융합시키는 대신에, 기계식 프레스 (815) 가 분말을 압축한다는 것 외에는, 결합된 분말 (807) 이 슬라이스들의 융합과 유사한 슬라이스들로 구축되어 구축 피스 (805) 를 형성할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 압축은 다른 기술들 중에서도 분말 베드에 압력을 인가하는 임의의 방법, 예를 들어 노즐 블로잉 가스, 팽창 풍선 멤브레인, 및 다양한 화학 반응들에 의해 수행될 수 있다.
도 9 는 분말을 결합하는 것이 히터로 압축된 분말을 소결하는 것을 추가로 포함하는, PBF 장치 (900) 및 방법의 예시적인 실시형태의 측면도를 도시한다. 도 9 는 구축 판 (901) 및 분말 베드 (903) 를 도시한다. 분말 베드 (903) 에는 구축 피스 (905) 및 결합된 분말 (907) 이 있다. PBF 장치 (900) 는 에너지 빔 소스 (909), 편향기 (911), 및 디포지터 (913) 를 포함할 수 있다. PBF 장치 (900) 는 또한 분말을 압축하고 압축된 분말을 소결함으로써 압축된 분말을 추가로 결합하도록 동작할 수 있는 히터 프레스 (915) 를 포함할 수 있다. 비록 도 9 의 예가 통합된 히터 및 프레스를 도시하지만, 별도의 히터가 예를 들어, 도 7 및 도 8 을 참조하여 전술한 것과 같은 방법들에 의해 이전 압축된 분말을 소결하기 위해 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
디포지터 (913) 는 작업 영역을 가로 질러 이동하여 분말 층을 디포짓할 수 있다. 히터 프레스 (915) 는 이전 실시형태들에서 도시되고 화살표로 개념적으로 도시된 바와 같이, 디포지터 (913) 다음에 작업 영역을 가로 질러 이동할 수 있고, 디포지터에 의해 디포짓된 층의 영역에서 하강되어 그 영역에 압력을 인가하고 영역에서 분말을 압축할 수 있고, 압축된 분말의 영역을 가열하여 압축된 분말을 소결시키고, 결합된 분말 (907) 을 생성하여 지지 구조체 (917) 를 형성할 수 있다.
일부 경우에, 압축된 영역을 열적으로 가열 및 소결하기 위해 낮은 레벨의 소결을 사용하는 기술이 수행될 수 있다. 이 구성은 보다 안정적인 지지 구조체를 제공할 수 있지만, 일부 경우에 접합의 강도로 인해 구축 피스에서 제거하기가 더 어려울 수도 있다. 재료는 비교적 낮은 레벨이지만 소결에 노출되기 때문에 재사용성이 또한 감소될 수도 있다. 이러한 잠재적 이점과 위험은 PBF AM 기술을 수반하는 특정 프로젝트를 위해 채용할 적절한 프로세스에 관한 정보를 바탕으로 판단하도록 평가될 수 있다.
도 10 은 분말을 결합하는 것이 분말에 결합제를 인가하는 것을 포함하는, PBF 장치 (1000) 및 방법의 예시적인 실시형태의 측면도를 도시한다. 도 10 는 구축 판 (1001) 및 분말 베드 (1003) 를 도시한다. 분말 베드 (1003) 에는 구축 피스 (1005) 및 결합된 분말 (1007) 이 있다. PBF 장치 (1000) 는 에너지 빔 소스 (1009), 편향기 (1011), 및 디포지터 (1013) 를 포함할 수 있다. PBF 장치 (1000) 는 또한 분말에 결합제를 인가함으로써 분말 픽서 (415) 와 같은 분말 픽서로서 동작할 수 있는, 어플리케이터 (1014) 를 포함할 수 있다.
디포지터 (1013) 는 작업 영역을 가로 질러 이동하여 분말 층을 디포짓할 수 있다. 여기서 다시, 어플리케이터 (1014) 는 디포지터 (1013) 다음에 작업 영역을 가로 질러 이동할 수 있고, 디포지터에 의해 디포짓된 층의 영역에서 노즐 (1016) 로 결합제 (1015) 를 인가하여 영역에 압력을 인가하며, 따라서 지지 구조체 (1017) 를 형성할 수 있는 결합된 분말 (1007) 을 생성하기 위해 영역에서 분말을 결합할 수 있다. 이와 관련하여, 분말을 융합시키는 대신에, 어플리케이터 (1014) 가 결합제로 분말을 결합한다는 것 외에는, 결합된 분말 (1007) 이 슬라이스들의 융합과 유사한 슬라이스들로 구축되어 구축 피스 (1005) 를 형성할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 결합제는 분말이 (예를 들어, 습식 모래가 건식 모래보다 더 함께 결합되는 것과 유사하게) 구축 피스를 지지하기에 충분히 큰 정도로 유지되도록 디포짓될 수 있는 유체 또는 겔을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 결합제는 수지와 같은 접착제를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 결합제는 에너지 빔 가열에 의해 열적으로 가교될 수 있는 재료를 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 결합제는 디포지터 (1013) 뒤의 분말 베드를 가로 질러 추적하는 프린트 헤드에 의해 인가될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c, 도 12a 내지 도 12c, 도 13, 도 14a 및 도 14b, 및 도 15 가 지금부터 설명될 것이다. 이들 도면들은 비-분말 지지 구조체로 지칭될 수 있는 분말 이외의 재료를 사용하여 지지 구조체를 위한 시스템 및 방법의 예시적인 실시양태를 예시한다. 비-분말 지지 구조체의 일부 예는 분말이 디포짓되기 전에 위치될 수 있는 다양한 재료 (예를 들어, 금속, 세라믹 등) 의 미리 형성된 지지 구조체들을 포함한다. 비-분말 지지 구조체의 다른 예는 고밀도 발포체, 고속 경화 겔 등을 포함할 수 있으며, 이는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 분말이 디포짓되기 이전, 도중 또는 이후에 분말이 결여된 영역들 내로 주입될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c, 도 12a 내지 도 12c, 도 13 은 비-분말 지지 재료가 층의 영역에 형성될 수 있고 분말이 층의 나머지 영역에 디포짓될 수 있는, 비-분말 지지 구조체들을 위한 시스템 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 11a 내지 도 11c 는 비-분말 지지 재료가 층의 영역에 확립될 수 있고, 그 후에 분말이 층의 나머지 영역에 디포짓될 수 있는, 시스템 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다. 예를 들어, 별도의 지지 재료 디포지터는 작업 영역을 통과하고 지지 재료의 층을 원하는 영역에 디포짓할 수 있으며, 그 후에 분말 디포지터는 작업 영역을 통과하고 분말의 층을 나머지 영역에 디포짓할 수 있다.
도 11a 내지 도 11c 는 분말을 포함하지 않는 지지 재료의 지지 구조를 형성하기 위한 예시적인 PBF 장치 (1100) 를 도시한다. 도 11a 내지 도 11c 는 구축 판 (1101) 및 분말 베드 (1103) 를 도시한다. 분말 베드 (1103) 에는 구축 피스 (1105) 및 지지 재료 (1107) 가 있다. PBF 장치 (1100) 는 에너지 빔 소스 (1109), 편향기 (1111), 및 디포지터 (1113) 를 포함할 수 있다. PBF 장치 (1100) 는 또한 지지 시스템 (1115) 을 포함할 수 있다.
도 11a 는 지지 재료 (1107) 를 형성하기 위한 PBF 장치 (1100) 의 예시적인 동작을 도시한다. 지지 시스템 (1115) 은 작업 영역을 가로 질러 이동하여 지지 재료 (1107) 의 층을 층의 영역에 디포짓하며, 지지 구조체 (1117) 를 형성할 수 있다. 디포지터 (1113) 는 지지 시스템 다음의 작업 영역을 가로 질러 이동하고, 층의 나머지 영역에 분말을 디포짓할 수 있다. 그러나, 이 실시형태에서, 디포지터 (1113) 는 지지 재료 (1107) 를 디포짓하지 않는다.
도 11b 에 도시된 바와 같이, 지지 재료 (1107) 의 층이 형성된 후에, 디포지터 (1113) 는 계속 이동하여 지지 재료를 가로 지른다. 이 예에서, 디포지터 (1113) 는 분말을 계속 방출할 수 있고, 디포지터의 레벨러는 표면으로부터 분말을 클리어링하기 위해 지지 재료 (1107) 의 상부 표면을 가로 질러 스윕할 수 있다. 다른 실시형태들에서, 디포지터는 예를 들어, 디포지터가 지지 재료를 가로 지르기 때문에 분말의 공급을 방해할 수 있다.
도 11c 는 지지 시스템 (1115) 이 작업 영역을 가로 질러 이동하고 현재 층에 지지 재료 (1107) 를 디포짓하는 것을 완료한 상태를 도시한다. 디포지터 (1113) 는 작업 영역을 가로 질러 계속 이동하고 지지 재료 (1107) 를 포함하지 않는 나머지 영역에 분말을 디포짓할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 전체 지지 구조체는 구축의 시작시에 한번에 디포짓될 수도 있다. 예를 들어, 지지 시스템 (1115) 은 제 1 분말 층의 디포지팅 이전에 구축 판 (1101) 상의 적절한 위치에 전체 미리 형성된 지지 구조체를 위치시키도록 프로그래밍될 수 있는 자동화된 로봇 암을 포함할 수 있다. 이 경우에, 지지 재료는 충분한 분말 층이 지지 구조체를 커버하도록 디포짓될 때까지, 분말 층의 높이보다 큰 높이에 디포짓될 수 있다. 디포지터 (1113) 는 지지 구조체들이 없는 영역들에만 분말을 디포짓하도록 구성될 수 있어서, 디포지터는 현재 층 위의 지지 구조체들의 부분들이 결여된다. 다양한 실시형태들에서, 디포지터 (1113) 의 레벨러는 분말 층이 지지 구조체의 표면을 커버하는 레벨에 있거나 그 표면에 도달할 때까지, 지지 재료에 의해 분말의 현재 층 위로 돌출하는 영역을 회피하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같은 예시적인 실시형태에서, 자동화된 로봇 암은 구축 판 (1101) 상의 전략적 위치에 지지 구조체를 배치하도록 구성된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 로봇 암은 PBF 장치에 내장될 수도 있고, 따라서, 동일한 프로세싱 및 타이밍 메커니즘의 제어 하에 그리고 디포지터 (1115) 및 구현되는 경우에 지지 시스템 (1115) 와 같이 계층화 및 배치를 위한 다른 컴포넌트들과 동기화하여 동작할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c 는 비-분말 지지 재료 및 분말이 실질적으로 구축 판 (1201) 의 표면 영역에 의해 정의된 작업 영역 또는 그 일부 서브세트 위에 단일 패스 동안 교대로 디포짓될 수 있는, 비-분말 지지 구조체들을 위한 PBF 장치 (1200) 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 12a 내지 도 12c 는 구축 판 (1201) 및 분말 베드 (1203) 를 도시한다. 분말 베드 (1203) 에는 구축 피스 (1205) 및 지지 재료 (1207) 가 있다. PBF 장치 (1200) 는 에너지 빔 소스 (1209), 편향기 (1211), 및 디포지터 (1213) 를 포함할 수 있고, 이들 각각은 이전 실시형태들과 일치하는 방식으로 기능할 수도 있다. PBF 장치 (1200) 는 또한 통합 층 시스템 (1216) 으로서 디포지터 (1213) 와 통합된 지지 시스템 (1215) 을 포함할 수 있다.
도 12a 는 지지 재료 (1207) 를 형성하기 위한 PBF 장치 (1200) 의 예시적인 동작을 도시한다. 통합 층 시스템 (1216) 은 작업 영역을 가로 질러 이동하여 분말이 디포짓되어야 하는 지정된 영역에 분말 층을 디포짓할 수 있다. 구체적으로, 통합 층 시스템 (1216) 이 분말의 디포지션을 위해 지정된 영역 위에 있을 때, 통합 층 시스템의 디포지터 (1213) 는 분말을 방출할 수 있고, 지지 시스템 (1215) 은 정확한 양의 분말의 그 지점으로의 인가를 가능하게 하기 위해 지지 재료의 방출을 차단할 수 있다. 따라서, 이 구성에서, 통합 층 시스템 (1216) 은 작업 영역의 지정된 부분에 분말을 선택적으로 인가하는 작용을 한다.
도 12b 는 통합 층 시스템 (1216) 이 지지 재료가 디포짓되어야 하는 영역을 횡단했을 때의 예시적인 동작을 도시한다. 이 경우에, 통합 층 시스템 (1216) 의 지지 시스템 (1215) 은 층의 영역에 지지 재료 (1207) 를 디포짓할 수 있으며, 이는 지지 구조체 (1217) 를 형성할 수 있다. 구체적으로, 통합 층 시스템 (1216) 이 지지 재료를 위한 영역 위에 있을 때, 통합 층 시스템의 디포지터 (1213) 는 분말의 방출을 차단하고, 지지 시스템 (1215) 은 동시에 또는 실질적으로 직후에 지지 재료를 방출할 수 있게 된다.
도 12c 는 통합 층 시스템 (1216) 이 지지 재료를 위한 영역을 가로 질러 이동하고 분말을 위한 나머지 영역에 분말을 계속 디포짓하는 상태를 도시한다.
요약하면, 통합 층 시스템 (1216) 은 작업 영역에 대한 시스템 (1216) 의 위치에 의존하여 주어진 재료를 디포짓하기 위해 소프트웨어 또는 전용 하드웨어 제어 하에서 선택 모드로 동작하는 지지 시스템 (1215) 및 디포지터 (1213) 를 구성한다. 그러나, 식별된 기능을 수행하기 위한 임의의 수의 동일하게 적합한 수단이 본 개시물의 정독시 당업자에 의해 고려될 수도 있기 때문에, 이 구성은 제한적인 것으로 의도되지 않는다.
도 13 은 도 11a 내지 도 11c 및 도 12a 내지 도 12c 에서와 같이 PBF 장치에서 비-분말 지지 구조체들을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다. PBF 장치는 제 1 층의 영역에 비-분말 지지 재료를 확립할 수 있고 (1301), 제 1 층의 나머지 영역에 분말 재료를 디포짓할 수 있다 (1302). PBF 장치는 분말 재료의 제 2 층을 제 1 층 위에 디포짓할 수 있다 (1303). PBF 장치는 에너지 빔을 생성할 수 있고 (1304), 에너지 빔을 인가하여 제 1 층의 비-분말 지지 재료 위의 제 2 층의 영역에서 분말 재료를 융합할 수 있다 (1305).
도 14a 및 도 14b 및 도 15 는 분말이 전체 층 위에 먼저 디포짓될 수 있고, 그 층의 영역에서 분말이 제거되어 층에 공극을 형성할 수 있고, 비-분말 지지 재료가 공극 영역에 확립될 수 있는, 비-분말 지지 구조체들에 대한 시스템 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다.
일부 경우들에서, 분말 디포지터는 분말 층을 디포짓할 수도 있고, 그 후에 구축 챔버 내의 진공은 비어 있어야만 하는 영역들로부터 분말을 제거할 수도 있다. 그 후에, 비워진 영역은 발포제 또는 다른 공간 키퍼와 같은 지지 재료로 채워질 수 있다. 예를 들어, 발포제는 층에 맞도록 구성된 높이의 벽돌들/판들로서 주입되거나 배치될 수도 있다. 다른 기계적 기반 분말 제거 수단이 사용될 수도 있다.
도 14a 및 도 14b 은 PBF 장치 (1400) 및 방법의 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 14a 및 도 14b 는 구축 판 (1401) 및 분말 베드 (1403) 를 도시한다. 분말 베드 (1403) 에는 구축 피스 (1405) 및 지지 재료 (1407) 가 있다. PBF 장치 (1400) 는 에너지 빔 소스 (1409), 편향기 (1411), 및 디포지터 (1413) 를 포함할 수 있다. PBF 장치 (1400) 는 또한 진공 (1415) 및 재료 노들 (1416) 을 포함할 수 있는 지지 시스템 (1414) 을 포함할 수 있다.
도 14a 는 디포지터 (1413) 가 작업 영역을 가로 질러 이동하고 분말 층을 디포짓하며, 지지 시스템 (1414) 이 디포지터 뒤에서 순차적으로 작업 영역을 가로 질러 이동하는 PBF 장치 (1400) 의 예시적인 동작을 도시한다. 이 예에서 지지 시스템 (1414) 은 진공 메커니즘을 사용하여 작업 영역의 지정된 부분들로부터 분말 디포짓들을 제거하고 동시에 또는 그 직후에 지정된 부분들 상에 지지 재료를 디포짓하도록 구성된다. 도 14a 에서, 지지 시스템 (1414) 이 동작하지만 작업 영역 상의 결정된 위치로 인해 그 기능을 수행하도록 활성화되지 않는다. 도 14b 는 지지 시스템 (1414) 이 지지 재료가 디포짓되어야 하는 영역을 통과하는 후속 상태의 일 예를 도시한다. 지지 시스템 (1414) 이 상기 영역 위를 통과할 때, 진공 (1415) 은 흡입을 통해 디포짓된 분말을 제거할 수 있고, 재료 노즐 (1416) 은 그 영역에 제 2 재료 (1407) 를 디포짓할 수 있고, 지지 구조체 (1417) 을 형성할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 지지 재료는 층의 높이보다 큰 높이에 디포짓될 수 있다. 예를 들어, 전체 지지 구조체는 구축의 시작시에 한번에 디포짓될 수도 있다. 이 경우에, 분말 디포지터는 지지 구조체들이 없는 영역들에만 분말을 디포짓하도록 구성될 수 있어서, 디포지터는 현재 층 위의 지지 구조체들의 부분들이 결여된다. 예를 들어, 디포지터의 와이핑/레벨링 시스템은, 예를 들어 분말 층이 지지 재료를 커버하는 레벨에 있을 때까지, 지지 재료로 구축된 임의의 영역을 놓치도록 구성될 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 지지 재료는 예를 들어, 최종 부분에 남아 있거나 또는 용해될 수 있다.
도 15 는 도 14a 및 도 14b 에서와 같은 PBF 장치에서 비-분말 지지 구조체들을 형성하는 방법의 예시적인 실시형태의 흐름도이다. PBF 장치는 분말 재료의 제 1 층을 디포짓할 수 있다 (1501). 그 후에, PBF는 제 1 층의 영역에서 분말 재료를 제거할 수 있고 (1502), 제거된 분말의 영역에서 비-분말 지지 재료를 확립할 수 있다 (1503). PBF 장치는 그 후에, 분말 재료의 제 2 층을 제 1 층 위에 디포짓할 수 있다 (1504) . PBF 장치는 에너지 빔을 생성할 수 있고 (1505), 에너지 빔을 인가하여 제 1 층의 비-분말 지지 재료 위의 제 2 층의 영역에서 분말 재료를 융합할 수 있다 (1506).
도 16 내지 도 25 는 지지 구조체들을 위한 예시적인 구성 및 지지 구조체들을 제거하기 위한 예시적인 시스템 및 방법을 도시한다. 이들 예에서, 융합된 분말 지지 구조체가 설명될 것이다. 전술한 바와 같이, 융합된 분말 지지 구조체, 즉 용융 분 말로 독점적으로 형성될 수 있는 지지 구조체는 예를 들어, 다른 재료에 의한 분말의 오염을 방지하는 것이 바람직한 경우에 유리할 수도 있다. 그러나, 예시적인 구성은 결합된 분말 지지 구조체, 비-분말 지지 구조체 등과 같은 다른 유형의지지 구조체로부터 형성될 수 있음을 이해해야 한다.
도 16 은 구축 판까지 완전히 연장되지 않고 돌출 영역 외부의 구축 피스의 부분에 부착되는 예시적인 지지 구조체 (1600) 를 도시한다. 이러한 유형의 지지 구조체는 앵커식 지지 구조체로 지칭될 수 있다.
도 16 은 구축 판 (1601), 분말 베드 (1603) 및 구축 피스 (1605) 를 도시한다. 구축 피스 (1605) 는 아치형으로 만곡되어 오버행 영역 (1607) 에서 약간의 지지를 필요로 한다. 구축 피스 (1605) 의 부분은 돌출 영역 (1607) 에 있을 수 있다. 플로팅 지지 구조체들과 유사하게, 지지 구조체 (1600) 는 구축 판 (1601) 아래로 연장되지 않는다. 그러나, 플로팅 지지 구조체들과 달리, 지지 구조체 (1600) 는 돌출 영역 (1607) 외부의 구축 피스의 부분에서 구축 피스 (1605) 로의 부착을 형성한다. 이 구성에서, 부착은 2 개의 부착 영역 (1609) 에서 이루어지며, 부착은 돌출 영역 (1607) 외부에서 발생하는 것으로 보일 수 있다. 부착 영역 (1609) 은 예를 들어, 구축 피스 (1605) 를 포함하는 다양한 구조적 구축 피스에 지지 구조체들을 사용하여 매우 효과적인 지지를 제공할 수 있다. 지지 구조체 (1600) 는 구축 피스 (1605) 의 구조적 무결성을 유지하기 위해 지지 연결을 용이하게 한다. 지지 구조체 (1600) 는 지지 구조체가 구축 판 (1601) 까지 완전히 연장되지 않더라도 돌출 영역 (1607) 에서 구축 피스 (1605) 의 부분들을 효과적으로 지지할 수 있다. 플로팅 지지 구조체와 유사하게, 앵커식 지지 구조체는 결합된 분말의 영역 위에 있는 구축 피스의 돌출 영역에서 융합된 분말의 영역을 초래할 수 있으며, 이는 융합되지 않고 결합되지 않은 분말의 영역 위에 있다. 돌출 영역의 외부의 부착 영역 (1609) 에 지지 구조체의 전략적 배치에 의해 지지의 무결성이 촉진될 수도 있다.
앵커식 지지 구조체는 플로팅 지지 구조체들과 동일한 많은 장점을 공유할 수 있다. 예를 들어, 앵커식 지지 구조체들은 보다 적은 분말이 구축 시간을 감소시킬 수도 있는 지지 구조체들을 형성하는데 사용되게 할 수 있으며, 더 많은 분말이 회수되고 재사용되게 하는 등을 할 수 있으며, 추가적인 구축 피스들이 단일 PBF 인쇄 실행 동안 더 효율적으로 구축되게 할 수도 있다. 또한, 구축 피스로의 부착에 의해 제공되는 추가 된 지지로 인해, 앵커식 지지 구조체는 잠재적으로 플로팅 지지 구조체보다 작게 만들어질 수도 있고, 따라서 더 많은 양의 루스한 분말이 다른 구축 피스들을 위해 사용되거나 회수 및 재사용되게 한다.
도 17 은 구축 판까지 완전히 연장되지 않고 또한 돌출 영역 외부의 구축 피스에 부착점들을 포함하지 않는 예시적인 지지 구조체 (1700) 를 도시한다. 도 17 은 구축 판 (1701), 분말 베드 (1703) 및 구축 피스 (1705) 를 도시한다. 구축 피스 (1705) 의 부분은 돌출 영역 (1707) 에 있을 수 있다. 이 경우에, 전체 구축 피스 (1705) 는 돌출 영역 (1707) 에 있다. 지지 구조체 (1700) 는 구축 판 (1701) 아래로 연장되지 않는다. 그러나, 지지 구조체 (1700) 는, 지지 구조체가 분말 베드 (1703) 에서 루스한 분말 상에 '플로팅' 할 수 있기 때문에, 구축 피스 (1705) 를 지지할 수 있다. 도 6 에 대하여 앞서 설명된 것과 같이, 결합된 분말 (1709) 은 돌출 영역 (1707) 보다 넓은 영역을 커버하도록 형성될 수 있어서, 구축 피스 (1705) 로부터 하향 방향의 변형력이 루스한 분말의 더 넓은 영역에 분포될 수 있다. 이러한 방식으로, 지지 구조체 (1700) 아래의 루스한 분말이 지지 구조체와 구축 판 (1701) 사이에 적절하게 변형 불가능한 링크를 제공할 수 있는 방식으로 힘이 분포될 수 있다. 따라서, 지지 구조체 (1700) 는 지지 구조체가 구축 판 (1701) 까지 완전히 연장되지 않더라도 돌출 영역 (1707) 에서 구축 피스 (1705) 의 부분들을 효과적으로 지지할 수 있다. 도 6 의 예에서와 같이, 도 17 의 구성은 융합되지 않은 및 결합되지 않은 분말의 영역 위에 있는, 결합된 분말의 영역 위에 있는 구축 피스의 융합된 분말의 영역을 발생한다.
다양한 실시형태들에서, 지지 구조체 (1700) 는 구축 피스 (1705) 와의 부착물을 형성할 수 있고, 다양한 실시 형태들에서 지지 구조체 (1700) 는 구축 피스 (1705) 와의 부착물을 형성하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 지지 구조체가 융합된 분말을 사용하여 형성되는 실시형태들에서, 지지 구조체는 구축 피스에 부착될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조체가 압축된 분말을 사용하여 형성되는 실시형태들에서, 지지 구조체는 구축 피스에 부착되지 않을 수 있다. 지지 구조체가 비-접착성 액체 또는 겔과 같은 결합제로 결합되는 분말을 사용하여 형성되는 실시형태들에서, 지지 구조체는 구축 피스에 부착되지 않을 수 있다. 지지 구조체가 접착성 액체 또는 겔과 같은 결합제로 결합되는 분말을 사용하여 형성되는 실시형태들에서, 지지 구조체는 구축 피스에 부착되지 않을 수 있다.
도 6 을 참조하여 위에서 언급한 바와 같이, 플로팅 지지 구조체는 구축 시간을 감소시킬 수도 있는, 지지 구조체를 형성하는데 더 적은 분말을 사용하게 하고, 더 많은 분말을 회수 및 재사용되게 하고, 더 루스한 분말을 사용하여 다른 구축 피스를 생성하게 하는 등과 같은 이점들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 플로팅 지지 구조체들은 더 큰 (즉, 더 긴) 구축 피스를 포함하는 인쇄 실행 동안 다수의 더 작은 (즉, 더 짧은) 구축 피스를 지지하기 위해 분말 베드에 다수의 플로팅 지지 구조체들을 수직으로 배열함으로써 단일 PBF 인쇄 실행 동안 추가 구축 피스가 보다 효율적으로 구축되게 할 수도 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 다수의 구축 피스가 수직 스택으로 인쇄될 수 있다. 이것은 더 많은 양의 분말 베드가 구축 피스들을 인쇄하는데 사용될 수 있게 하여, 인쇄 실행마다 인쇄된 더 많은 구축 피스들로 보다 효율적인 인쇄 프로세스를 초래한다.
도 18 내지 도 22 는 진공 구조체들을 포함하는 지지 구조체들을 위한 예시적인 구성 및 이들 유형의 지지 구조체들을 제거하기 위한 예시적인 시스템 및 방법을 도시한다.
다양한 실시형태들에서, 지지 구조체들은 공진 구조체들을 포함하도록 구성될 수 있다. 고유 주파수에서 공진 지지 구조체들의 진동은 지지 구조체가 3-D 구축 피스 및/또는 구축 판에서 더 쉽게 분리되게 할 수 있다. 이는 예를 들어, 지지 구조체와 구축 피스 및/또는 구축 판 사이의 인터페이스에서 금속 피로에 기인할 수 있다.
도 18 은 구축 피스와 인터페이싱하기 위해 상향 연장을 갖는 반파 공진기 구성에서 공진 구조체를 포함하는 예시적인 지지 구조체 (1800) 를 도시한다. 도 18 은 구축 판 (1801), 분말 베드 (1803) 및 구축 피스 (1805) 를 도시한다. 지지 구조체 (1800) 는 베이스 (1807) 및 상향 연장부 (1809) 를 포함할 수 있다. 상향 연장부 (1809) 의 단부는 인터페이스에서 구축 피스 (1805) 와의 부착물을 형성할 수 있으며, 이는 구축 피스를 지지할 수 있다. 각각의 상향 연장부 (1809) 는 공진 구조체일 수 있으며, 즉 공진 주파수에서 공진할 수 있다. 이 예에서, 상향 연장부 (1809) 는 동일한 길이일 수 있고 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다. 더욱이, 이 예에서, 각각의 상향 연장부 (1809) 는 반파 공진기일 수 있으며, 공진 주파수의 인가는 상향 연장부와 구축 피스 (1805) 사이의 인터페이스의 위치에 있는 각각의 상향 연장부의 단부에 큰 진폭의 스윙이 생성되게 한다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 공진 주파수를 인가하는 것은 상향 연장부 (1809) 의 단부들 상에 큰 응력을, 그 단부들이 구축 피스 (1805) 에 부착되는 동안 진동하는 것을 시도할 때 발생할 수 있다. 공진 주파수를 인가함으로써 야기되는 응력은 상향 연장부 (1809) 의 단부들이 구축 피스 (1805) 로부터 이탈하게 하여, 구축 피스로부터 지지 구조체 (1800) 를 제거할 수 있다.
이 예에서, 지지 구조체 (1800) 는 고정 길이, 폭 및 테이퍼의 연장부들을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 연장부들은 상이한 길이 및/또는 폭을 가질 수도 있고, 예를 들어, 지지 구조체의 상이한 부분이 상이한 주파수를 사용하여 제거되게 할 수 있는 상이한 공진 주파수를 가질 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 연장부는 예를 들어, 상이한 테이퍼를 갖거나 테이퍼가 없을 수도 있다.
도 19 는 구축 판과 인터페이싱하기 위해 구축 피스 및 하향 연장부들과 인터페이싱하기 위해 상향 연장부를 갖는 반파 공진기 구성에서 공진 구조체를 포함하는 예시적인 지지 구조체 (1900) 를 도시한다. 도 19 는 구축 판 (1901), 분말 베드 (1903) 및 구축 피스 (1905) 를 도시한다. 지지 구조체 (1900) 는 베이스 (1907), 상향 연장부 (1909) 및 하향 연장부 (1911) 를 포함할 수 있다. 상향 연장부 (1909) 의 단부는 구축 피스 인터페이스에서 구축 피스 (1905) 와의 부착물을 테이퍼 다운하고 형성할 수 있으며, 이는 구축 피스를 지지할 수 있다. 하향 연장부 (1911) 의 단부는 구축 판 (1901) 및 구축 판 인터페이스와의 부착물을 형성할 수 있으며, 이는 지지 구조체 (1900) 를 지지할 수 있다. 각각의 상향 연장부 (1909) 및 각각의 하향 연장부 (1911) 는 공진 구조체일 수 있으며, 즉 공진 주파수에서 공진할 수 있다. 이 예에서, 상향 연장부 (1909) 및 하향 연장부 (1911) 는 동일한 길이일 수 있고 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다. 더욱이, 이 예에서, 각각의 상향 연장부 (1909) 및 하향 연장부 (1911) 는 반파 공진기일 수 있으며, 공진 주파수의 인가는 각각의 상향 연장부의 단부 및 각각의 하향 연장부의 단부에서 큰 진폭의 스윙이 생성되게 할 것이다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 공진 주파수를 인가하는 것은 연장부들의 단부들 상에 큰 응력을, 그 단부들이 인터페이스들에서 부착되는 동안 진동하는 것을 시도할 때 발생할 수 있다. 공진 주파수를 인가함으로써 야기되는 응력은 단부들이 인터페이스로부터 이탈하게 하여, 구축 피스 (1905) 및 구축 판 (1901) 으로부터 지지 구조체 (1900) 를 제거할 수 있다.
이 예에서, 지지 구조체 (1900) 는 고정 길이, 폭 및 테이퍼의 연장부들을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 연장부들은 상이한 길이 및/또는 폭을 가질 수도 있고, 예를 들어, 지지 구조체의 상이한 부분이 상이한 주파수를 사용하여 제거되게 할 수 있는 상이한 공진 주파수를 가질 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 연장부는 예를 들어, 상이한 테이퍼를 갖거나 테이퍼가 없을 수도 있다.
도 20 은 구축 판과 인터페이싱하기 위해 구축 피스 및 하향 연장부들과 인터페이싱하기 위해 상향 연장부를 갖는 1/4파 공진기 구성에서 공진 구조체를 포함하는 예시적인 지지 구조체 (2000) 를 도시한다. 도 20 은 구축 판 (2001), 분말 베드 (2003) 및 구축 피스 (2005) 를 도시한다. 지지 구조체 (2000) 는 베이스 (2007), 상향 연장부 (2009) 및 하향 연장부 (2011) 를 포함할 수 있다. 상향 연장부 (2009) 의 단부는 구축 피스 인터페이스에서 구축 피스 (2005) 와의 부착물을 테이퍼 다운하고 형성할 수 있으며, 이는 구축 피스를 지지할 수 있다. 하향 연장부 (2011) 의 단부는 구축 판 (2001) 및 구축 판 인터페이스와의 부착물을 테이퍼 다운하고 형성할 수 있으며, 이는 지지 구조체 (2000) 를 지지할 수 있다. 또한, 각각의 상향 연장부 (2009) 의 베이스 및 각각의 하향 연장부 (2011) 의 베이스는 베이스 (2007) 에 대한 부착시 테이퍼할 수 있다.
각각의 상향 연장부 (2009) 및 각각의 하향 연장부 (2011) 는 공진 구조체일 수 있으며, 즉 공진 주파수에서 공진할 수 있다. 이 예에서, 상향 연장부 (2009) 및 하향 연장부 (2011) 는 동일한 길이일 수 있고 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다. 더욱이, 이 예에서, 각각의 상향 연장부 (2009) 및 하향 연장부 (2011) 는 1/4파 공진기일 수 있으며, 공진 주파수의 인가는 각각의 상향 연장부 및 각각의 하향 연장부의 단부에서 그리고 또한 각각의 상향 연장부의 베이스 및 각각의 하향 연장부의 베이스에서 큰 진폭의 스윙이 생성되게 할 것이다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 공진 주파수를 인가하는 것은 연장부들의 단부들 및 베이스들 상에 큰 응력을, 그 단부들 및 베이스들이 인터페이스들에서 부착되는 동안 진동하는 것을 시도할 때 발생할 수 있다. 공진 주파수를 인가함으로써 야기되는 응력은 연장부들의 단부들 및 베이스들이 인터페이스로부터 이탈하게 하여, 구축 피스 (2005) 및 구축 판 (2001) 으로부터 지지 구조체 (2000) 를 제거할 수 있다.
이 예에서, 지지 구조체 (2000) 는 고정 길이, 폭 및 테이퍼의 연장부들을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 연장부들은 상이한 길이 및/또는 폭을 가질 수도 있고, 예를 들어, 지지 구조체의 상이한 부분이 상이한 주파수를 사용하여 제거되게 할 수 있는 상이한 공진 주파수를 가질 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 연장부는 예를 들어, 상이한 테이퍼를 갖거나 테이퍼가 없을 수도 있다.
당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 다양한 개념들이 결합 및 수정될 수 있음에 유의해야 한다. 이 점을 설명하기 위해, 도 21 은 공진 구조 및 플로팅 베이스를 포함하는 지지 구조체의 예시적인 구성을 도시한다.
도 21 은 다양한 실시형태에 따라 예시적인 지지 구조체 (2100) 를 예시한다. 도 21 은 구축 판 (2101), 분말 베드 (2103) 및 구축 피스 (2105) 를 도시한다. 지지 구조체 (2100) 는 베이스 (2107) 및 상향 연장부 (2109) 를 포함할 수 있다. 베이스 (2107) 는 도 6 및 도 17 을 참조하여 위에서 설명된 실시형태들과 유사하게, 아래의 루스한 분말 상에서 플로팅하도록 구성될 수 있다. 상향 연장부 (2009) 는 도 18 내지 도 20 을 참조하여 전술한 실시형태들과 유사한 공진 구조들일 수 있다.
인쇄 동작이 완료되고 루스한 분말이 제거된 후에, 여기 공진 주파수를 적용하여 지지 구조체를 제거할 수 있다.
도 22 는 공진 구조체를 포함하는 지지 구조체를 제거하기 위해 공진 주파수를 인가할 수 있는 진동기 (2200) 를 포함하는 예시적인 시스템 및 방법을 도시한다. 도 22 는 인쇄 후에 분말 베드로부터 제거되는, 구축 판 (2201) 및 구축 피스 (2205) 를 도시한다. 도 22 는 도 18 의 지지 구조체 (1800) 와 유사하게, 베이스 (2209) 및 상향 연장부 (2211) 를 갖는 지지 구조체 (2207) 를 포함한다. 각각의 상향 연장부 (2211) 는 공진 구조체일 수 있으며, 즉 공진 주파수에서 공진할 수 있다.
진동기 (2200) 는 공진 주파수가 인가되어 상향 연장부 (2211) 가 진동하게 할 수 있도록 베이스 (2209) 에 커플링될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 공진 주파수는 매체를 통한 구축 피스, 지지 구조체, 구축 판 등으로의 직접 또는 간접적인 기계적 전도를 통해 인가될 수 있다. 기계적 여기는 예를 들어, 진동기 (2200) 의 초음파 트랜스듀서, 압전 트랜스듀서 마이크로 전자 기계 시스템들 등에 의해 생성될 수 있다. 트랜스듀서는 구축 피스 (2205), 지지 구조체 (2207), 구축 판 (2201) 등에 부착될 수 있다. 유도된 진동은 단부들이 구축 피스 및 구축 판으로부터 브레이크 오프될 때까지, 지지 구조체가 증가된 진폭으로 진동하게 할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 지지 구조체 브레이크 오프의 추가 제어는 다수의 공진 노드에 의한 이 설계의 변형된 적응에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 상이한 길이, 폭 및/또는 테이퍼의 지지 압출부가 구축 피스의 상이한 영역에 인가될 수도 있다. 이는 상이한 여기 주파수를 인가함으로써 지지부를 선택적으로 제거할 수 있게 한다. 매질은 또한 구축 피스의 완전한 또는 부분적인 침지에 사용되어 브레이크 오프 프로세스를 가속화할 수 있다. 음파 및 가열은 브레이크 오프 프로세스를 구동하는 데 사용될 수도 있다.
다양한 실시형태들에서, 지지 구조체는 전류가 인가될 때 지지 구조체와 구축 피스 사이의 인터페이스 (예를 들어, 접점) 가 실질적으로 가열될 수 있도록 형성될 수 있다. 이것은 전류의 인가를 통해 지지 구조체를 쉽게 제거할 수 있게 한다.
도 23 은 지지 구조체를 제거하기 위해 전류를 인가함으로써 용융되도록 구성된 부분들을 포함하는 예시적인 지지 구조체 (2300) 를 도시한다. 도 23 은 구축 판 (2301), 분말 베드 (2303) 및 구축 피스 (2305) 를 도시한다. 지지 구조체 (2300) 는 베이스 (2307) 및 상향 연장부 (2309) 를 포함할 수 있다. 상향 연장부 (2309) 의 단부는 인터페이스에서 구축 피스 (2305) 와의 부착물을 형성할 수 있으며, 이는 구축 피스를 지지할 수 있다. 각각의 상향 연장부 (2309) 는 상향 연장부와 구축 피스 (2305) 사이의 부착부를 가로 질러 인가된 전류가 그 부착부가 용융되게 할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예컨대, 전류를 인가하는 것은 상향 연장부 (2309) 의 단부들이 구축 피스 (2305) 로부터 떨어져서 용융되게 하여, 구축 피스로부터 지지 구조체 (2300) 를 제거할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 지지 구조체는 고정 길이, 폭 및 테이퍼의 연장부들을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 연장부는 상이한 길이들 및/또는 폭들을 가질 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 접점은 접점이 지지 구조체 및 구축 피스의 나머지 부분에 비해 비교적 높은 전기 저항을 제공하도록 테이퍼될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 연장부는 예를 들어, 상이한 테이퍼를 갖거나 테이퍼가 없을 수도 있다.
도 24 는 지지 구조체를 제거하기 위해 전류를 인가함으로써 용융되도록 구성된 부분들을 포함하는 지지 구조체들을 제거하기 위한 전류 시스템 (2400) 을 포함하는 예시적인 시스템 및 방법을 도시한다. 도 24 는 인쇄 후에 분말 베드로부터 제거되는, 구축 판 (2401) 및 구축 피스 (2405) 를 도시한다. 도 24 는 베이스 (2409) 및 상향 연장부 (2411) 를 갖는 지지 구조체 (2407) 를 포함한다. 각각의 상향 연장부 (2411) 는 단부들이 전류가 그들에 인가될 때 용융되도록 구성될 수 있다.
전류 시스템 (2400) 은 전류 소스 (2413), 제어기 (2415) (예를 들어 스위치) 및 전기 리드 (2417) 를 포함한다. 전기 리드 (2417) 는 베이스 (2409) 및 구축 피스 (2405) 에 커플링되어 제어기 (2415) 가 폐쇄될 때 전류 소스 (2413) 로부터의 전류가 상향 연장부 (2411) 의 단부를 통해 흐르도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 상향 연장부 (2411) 의 단부는 용융될 수 있고, 지지 구조체 (2407) 는 구축 피스 (2405) 로부터 제거될 수 있다.
도 25 는 지지 구조체를 제거하기 위해 전류를 인가함으로써 여기되도록 구성된 부분을 포함하는 예시적인 지지 구조체 (2500), 및 이러한 유형의 지지 구조체들을 제거하기 위한 예시적인 시스템 및 방법을 도시한다. 도 25 는 구축 판 (2501), 분말 베드 (2503) 및 구축 피스 (2505) 를 도시한다. 지지 구조체 (2500) 는 베이스 (2507) 및 상향 연장부 (2509) 를 포함할 수 있다. 상향 연장부 (2509) 의 단부는 인터페이스에서 구축 피스 (2505) 와의 부착물을 형성할 수 있으며, 이는 구축 피스를 지지할 수 있다. 코일 (2511) 은 각각의 상향 연장부 (2509) 를 감싸도록 형성될 수 있다. 코일 (2511) 은 예를 들어, 금속 분말을 융합시킴으로써 형성될 수 있는 금속 코일들일 수 있다. 이 예에서, 각각의 상향 연장부 (2509) 는 해당 코일 (2511) 을 통한 전류의 인가에 의해 여기되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 상향 연장부 (2509) 및 코일 (2511) 은 코일에 교류 전류를 인가하는 것이 상향 연장부가 코일의 축을 따라 위아래로 움직이게 하도록 솔레노이드 구조로서 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 각각의 상향 연장부 (2509) 와 구축 피스 (2505) 사이의 부착은 약화되고 파손되어 지지 구조체 (2500) 를 제거할 수 있다.
이 예에서, 지지 구조체 (2500) 는 솔레노이드 구조로서 구성된 연장부들 및 코일들을 포함한다. 다양한 실시형태에서, 지지 구조체는 지지 구조체와 구축 피스 및/또는 구축 판 사이의 부착을 약화시키도록 여기될 수도 있는 다른 유형의 엘리먼트를 포함할 수 있다. 이러한 엘리먼트는, 예를 들어, 금속 분말을 융합시킴으로써 형성된 전기 전도성 부분과, 예를 들어 절연 결합제를 인가하고 절연된 비-분말 지지 재료를 디포짓하는 등에 의해 형성된 전기적으로 절연된 부분들의 조합을 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 지지 구조체가 구축 피스 및/또는 구축 판으로부터 보다 쉽게 제거되게 하는 많은 상이한 유형의 엘리먼트들이 형성될 수도 있다.
이전의 설명은 당업자가 본원에 기술된 다양한 양태들을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해서 제공된다. 본 개시 전반에 걸쳐 제시된 이러한 예시적인 실시형태에 대한 다양한 변형은 당업자에게 용이하게 인식될 것이며, 여기에 개시된 개념은 다른 지지 구조체들 및 지지 구조체의 제거를 위한 시스템 및 방법에 적용될 수 있다. 따라서, 첨구범위는 개시물 전반에 걸쳐 제시된 예시적인 실시형태들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 언어 청구항들과 일치하는 전체 범위에 따른다. 당업자에게 알려지거나 추후 알려지게 될 본 개시물 전반에 걸쳐 기술된 예시적인 실시형태들의 엘리먼트들에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물들은 청구범위에 의해 포괄되도록 의도된다. 더욱이, 본 명세서에서 개시된 어떤 것도 이러한 개시물이 청구항들에서 명시적으로 언급되는지 여부에 상관없이, 공공에 전용되도록 의도되지 않는다. 어떠한 청구항 엘리먼트도, 그 엘리먼트가 어구 "하는 수단" 을 이용하여 명백히 언급되지 않는 한, 또는 방법 청구항의 경우 그 엘리먼트가 어구 "하는 단계" 로 언급되어 있지 않는 한, 35 U.S.C. §112(f) 의 규정 또는 적용가능한 관할 내의 유사한 법률 하에서 해석되지 않아야 한다.

Claims (51)

  1. 분말 베드 융합을 위한 장치로서,
    분말 재료의 복수의 층들을 디포짓하는 디포지터;
    에너지 빔을 생성하는 에너지 빔 소스;
    상기 에너지 빔을 인가하여 상기 층들 중 제 1 층에서의 제 1 영역에서 상기 분말 재료를 융합하는 편향기; 및
    상기 층들 중 제 2 층에서의 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 결합하는 분말 픽서로서, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역 아래에 있는, 상기 분말 픽서를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 층들 중 제 3 층은 상기 제 2 영역 아래의 분말 재료의 제 3 영역을 포함하고, 상기 편향기 및 상기 분말 픽서는 상기 제 3 영역에서 상기 분말 재료가 융합되지 않고 결합되지 않도록 구성되는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분말 픽서는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 압축하는 압축기를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압축기는 기계식 롤러를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 압축기는 기계식 프레스를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분말 픽서는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 부분적으로 소결하는 히터를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 분말 픽서는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료에 결합제를 인가하는 어플리케이터를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결합제는 액체를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 결합제는 겔을 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 결합제는 수지를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 어플리케이터는 상기 결합제를 디포짓하는 노즐을 포함하고, 상기 노즐은 상기 디포지터 뒤에서 추적하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  12. 분말 베드 융합을 위한 장치로서,
    분말 재료의 복수의 층들을 디포짓하는 디포지터;
    에너지 빔을 생성하는 에너지 빔;
    상기 에너지 빔을 인가하여 상기 층들 중 제 1 층에서의 제 1 영역에서 상기 분말 재료를 융합하는 편향기; 및
    상기 층들 중 제 2 층에서의 제 2 영역에서 지지 재료를 확립하는 지지 시스템으로서, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역 아래에 있는, 상기 지지 시스템을 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 발포제를 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 지지 시스템은 상기 층들 중 상기 제 2 층의 상기 제 2 영역에서 상기 지지 재료를 확립하기 위해 상기 디포지터를 사용하도록 구성되는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 지지 시스템은 상기 지지 재료의 확립 전에 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 제거하는 진공을 포함하는, 분말 베드 융합을 위한 장치.
  16. 분말 베드 융합 시스템에서 형성된 구축 피스를 지지하기 위한 지지 구조체로서,
    상기 구축 피스 아래의 분말 베드에서 융합된 분말로 형성된 베이스; 및
    상기 베이스로부터 연장된 융합된 분말로 형성되고 상기 구축 피스를 지지하도록 구성된 하나 이상의 연장부들을 포함하는, 지지 구조체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 연장부들은 제 1 방향으로 횡단하는 공진 주파수를 가지는, 지지 구조체.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 연장부들의 각각은 상기 베이스로부터 가장 먼 연장부의 단부에 테이퍼된 부분을 포함하는, 지지 구조체.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 연장부들의 각각은 상기 베이스에 가장 인접한 연장부의 단부에 테이퍼된 부분을 포함하는, 지지 구조체.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 지지 구조체는,
    상기 하나 이상의 연장부들이 상기 베이스로부터 연장되는 방향과 대향하는 방향으로 상기 베이스로부터 연장되는 하나 이상의 제 2 연장부들을 더 포함하는, 지지 구조체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 연장부들은 상기 하나 이상의 연장부들의 공진 주파수에 대응하는 공진 주파수를 가지는, 지지 구조체.
  22. 제 16 항에 있어서,
    융합된 분말로 형성된 코일을 더 포함하고, 상기 코일은 상기 하나 이상의 연장부들 중 하나 주위에 감기는, 지지 구조체.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 구축 피스를 더 포함하고,
    상기 구축 피스는 상기 하나 이상의 연장부들에 부착하도록 구성된 하나 이상의 부착점들을 포함하는, 지지 구조체.
  24. 분말 베드 융합 시스템을 위한 장치로서,
    상기 분말 베드 융합 시스템에 의해 형성된 지지 구조체;
    전류 소스;
    상기 전류 소스를 상기 지지 구조체에 연결하는 연결부; 및
    상기 연결부를 통해 상기 전류 소스로부터 상기 지지 구조체에 전류를 인가하는 제어기를 포함하는, 분말 베드 융합 시스템을 위한 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 지지 구조체를 접촉하도록 구성된 접촉부를 포함하고,
    상기 장치는 상기 지지 구조체에 의해 지지되는 구축 피스를 접촉하도록 구성된 제 2 접촉부를 더 포함하고,
    상기 구축 피스는 하나 이상의 부착점들에서 상기 지지 구조체에 의해 지지되며, 상기 전류는 상기 하나 이상의 부착점들을 통과하고 상기 지지 구조체의 적어도 부분을 용융하도록 구성되는, 분말 베드 융합 시스템을 위한 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 구축 피스를 더 포함하는, 분말 베드 융합 시스템을 위한 장치.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 지지 구조체 상의 제 1 위치를 접촉하도록 구성된 제 1 접촉부를 포함하고,
    상기 장치는 상기 지지 구조체 상의 제 2 위치와 접촉하여, 상기 전류가 상기 지지 구조체의 전자 기계식 트랜스듀서를 가로 질러 인가되도록 구성된 제 2 접촉부를 더 포함하는, 분말 베드 융합 시스템을 위한 장치.
  28. 분말 베드 융합 시스템의 구축 피스로부터 지지 구조체를 분리하기 위한 장치로서,
    상기 지지 구조체에 공진 주파수를 인가하는 진동기를 포함하는, 지지 구조체를 분리하기 위한 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 진동기는 압전 트랜스듀서를 포함하는, 지지 구조체를 분리하기 위한 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 진동기는 초음파 주파수 미만에서 진동하도록 구성되는, 지지 구조체를 분리하기 위한 장치.
  31. 분말 베드 융합의 방법으로서,
    분말 재료의 제 1 층 및 제 2 층을 디포짓하는 단계;
    에너지 빔을 생성하는 단계;
    상기 에너지 빔을 인가하여 상기 제 1 층에서의 제 1 영역에서 상기 분말 재료를 융합하는 단계; 및
    상기 제 2 층에서의 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 결합하는 단계로서, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역 아래에 있는, 상기 분말 재료를 결합하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 2 영역 아래의 분말 재료의 제 3 영역을 융합하지 않고 그리고 상기 제 3 영역을 결합하지 않고, 상기 분말 재료의 제 3 층을 디포짓하는 단계를 더 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 분말 재료를 결합하는 단계는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 압축하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 분말 재료를 압축하는 단계는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 기계식으로 롤링하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 분말 재료를 압축하는 단계는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 기계식으로 프레스하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 분말 재료를 결합하는 단계는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 부분적으로 소결하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  37. 제 31 항에 있어서,
    상기 분말 재료를 결합하는 단계는 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료에 결합제를 인가하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 결합제는 액체를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 결합제는 겔을 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 결합제는 수지를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 결합제를 인가하는 단계는 디포지터 뒤에서 추적하는 노즐로 상기 결합제를 디포짓하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  42. 분말 베드 융합의 방법으로서,
    분말 재료의 제 1 층 및 제 2 층을 디포짓하는 단계;
    에너지 빔을 생성하는 단계;
    상기 에너지 빔을 인가하여 상기 제 1 층에서의 제 1 영역에서 상기 분말 재료를 융합하는 단계; 및
    상기 제 2 층에서의 제 2 영역에서 지지 재료를 확립하는 단계로서, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역 아래에 있는, 상기 지지 재료를 확립하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 지지 재료는 발포제를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및 상기 제 2 층은 디포지터를 사용하여 디포짓되고,
    상기 지지 재료를 확립하는 단계는 상기 디포지터를 사용하여 상기 지지 재료를 확립하는 단계를 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  45. 제 42 항에 있어서,
    상기 지지 재료를 확립하기 전에 상기 제 2 영역에서 상기 분말 재료를 제거하는 단계를 더 포함하는, 분말 베드 융합의 방법.
  46. 분말 베드 융합 시스템의 구축 피스로부터 지지 구조체를 분리하기 위한 방법으로서,
    상기 지지 구조체를 접지에 연결하는 단계; 및
    상기 지지 구조체에 전류를 인가하는 단계를 포함하는, 지지 구조체를 분리하기 위한 방법.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 전류를 인가하는 단계는 상기 지지 구조체의 적어도 부분을 용융하는 상기 지지 구조체와 상기 구축 피스 사이에 부착점을 가로 질러 상기 전류를 인가하는 단계를 포함하는, 지지 구조체를 분리하기 위한 방법.
  48. 제 46 항에 있어서,
    상기 전류를 인가하는 단계는 상기 지지 구조체의 전자 기계식 트랜스듀서를 가로 질러 상기 전류를 인가하는 단계를 포함하는, 지지 구조체를 분리하기 위한 방법.
  49. 분말 베드 융합 시스템의 구축 피스로부터 지지 구조체를 분리하기 위한 방법으로서,
    상기 지지 구조체에 공진 주파수를 인가하는 단계를 포함하는, 지지 구조체를 분리하기 위한 방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 지지 구조체에 압전 트랜스듀서를 부착하는 단계를 더 포함하는, 지지 구조체를 분리하기 위한 방법.
  51. 제 49 항에 있어서,
    상기 공진 주파수는 초음파 주파수 미만인, 지지 구조체를 분리하기 위한 방법.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180311732A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Divergent Technologies, Inc. Support structures in additive manufacturing
DE102017208520A1 (de) * 2017-05-19 2018-11-22 Premium Aerotec Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Objekts mittels generativer Fertigung, Bauteil, insbesondere für ein Luft- oder Raumfahrzeug, und computerlesbares Medium
DE102018200010A1 (de) * 2018-01-02 2019-07-04 Ford Global Technologies, Llc Additives Fertigungsverfahren
US11103925B2 (en) * 2018-03-22 2021-08-31 The Boeing Company Additively manufactured antenna
US11407180B2 (en) * 2018-05-04 2022-08-09 Desktop Metal, Inc. Support edifice for three-dimensional printing
GB2573789A (en) * 2018-05-17 2019-11-20 Rolls Royce Plc A method
DE102018122567A1 (de) * 2018-09-14 2020-03-19 Bundesrepublik Deutschland, Vertreten Durch Den Bundesminister Für Wirtschaft Und Energie, Dieser Vertreten Durch Den Präsidenten Der Bundesanstalt Für Materialforschung Und -Prüfung (Bam) Verfahren zum Ablösen metallischer Stützstrukturen in der additiven Fertigung
DE102018127311A1 (de) * 2018-10-31 2020-04-30 Eos Gmbh Electro Optical Systems Thermoelektrische Entfernung von Stützstrukturen
US11885000B2 (en) * 2018-12-21 2024-01-30 Divergent Technologies, Inc. In situ thermal treatment for PBF systems
US20200215610A1 (en) * 2019-01-07 2020-07-09 Howmedica Osteonics Corp. Support Frame
US11545743B2 (en) 2019-05-24 2023-01-03 The Boeing Company Additively manufactured mesh cavity antenna
US11283143B2 (en) 2019-05-24 2022-03-22 The Boeing Company Additively manufactured radio frequency filter
CN110340366B (zh) * 2019-07-10 2020-10-23 南京中科煜宸激光技术有限公司 砂型支撑复合式双龙门增材制造装备与打印方法
US20210016392A1 (en) * 2019-07-15 2021-01-21 Hamilton Sundstrand Corporation Waste product removal systems
DE102019005947A1 (de) * 2019-08-23 2021-02-25 Grohe Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere für eine Sanitärarmatur
FR3102690B1 (fr) * 2019-10-30 2021-12-03 Safran Aircraft Engines Procédé de séparation d’une ébauche de pièce d’un support, par dilatation de fluide dans le support fabriqué additivement
DE102020104296A1 (de) * 2020-02-19 2021-08-19 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zur additiven fertigung eines bauteils
CN111331132A (zh) * 2020-03-17 2020-06-26 苏州复浩三维科技有限公司 3d打印方法
WO2021188902A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 Michigan Technological University System for and method of producing a weld arc additive manufacturing part with granular support
US11420398B2 (en) * 2020-04-08 2022-08-23 The Boeing Company Resonant reactive support structure for additive manufacturing process
CN111318703B (zh) * 2020-04-10 2022-04-15 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 Slm制造金属零件减轻应力形变的支撑结构
EP4146425A4 (en) * 2020-05-05 2023-12-20 Alloy Enterprises, Inc. SUPPORT STRUCTURES FOR LAMINATED METAL PARTS
EP3950186A1 (en) * 2020-08-03 2022-02-09 Siemens Aktiengesellschaft Method for detaching a 3d printed part, computer program product and cad/cam data set
EP3967429A1 (de) * 2020-09-11 2022-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Abtrennvorrichtung, additive fertigungsmaschine mit der abtrennvorrichtung, abtrennverfahren und additives fertigungsverfahren mit dem abtrennverfahren
CN112108742A (zh) * 2020-09-16 2020-12-22 江苏理工学院 一种用于氩弧焊接的焊接装置及焊接方法
CN112060589B (zh) * 2020-09-25 2022-04-22 大连交通大学 一种具有滑动推拉出料结构的3d打印装置
US11909110B2 (en) * 2020-09-30 2024-02-20 The Boeing Company Additively manufactured mesh horn antenna
WO2022108517A1 (en) * 2020-11-20 2022-05-27 Agency For Science, Technology And Research Optimization of support structures for additive manufacturing
CN112685945B (zh) * 2021-01-11 2021-08-13 北京理工大学 一种面向增材制造的磁-结构多物理场拓扑优化设计方法
CN113102779B (zh) * 2021-04-06 2022-07-01 哈尔滨工业大学 一种超声辅助激光熔化沉积成形同步加载装置
CN113650300B (zh) * 2021-08-16 2023-06-13 无锡东仪制造科技有限公司 分离装置及分离方法
CN113681026A (zh) * 2021-08-31 2021-11-23 西安富可史机电科技有限公司 电磁干预激光成型调控粉床增材组织性能的方法及装置
CN114472922B (zh) * 2022-01-20 2022-08-30 暨南大学 超高速激光-感应复合熔覆增材制造铜基偏晶高熵合金的方法
WO2023146547A1 (en) * 2022-01-31 2023-08-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Assistance structure for additive manufacturing
WO2023150453A1 (en) * 2022-02-01 2023-08-10 Divergent Technologies, Inc. Pressurized flexible hose for demolition of objects
FR3132449B1 (fr) * 2022-02-09 2024-04-19 Safran Additive Mfg Campus Ensemble intermédiaire pour fabrication additive
GB202211677D0 (en) * 2022-08-10 2022-09-21 Rolls Royce Plc A method of manufacturing a component
GB202211722D0 (en) * 2022-08-11 2022-09-28 Rolls Royce Plc A method of manufacturing a component
CN115365518B (zh) * 2022-09-26 2023-03-24 浙江大学高端装备研究院 磁力辅助免支撑的直写增材制造装置及其制造方法
WO2024081265A1 (en) * 2022-10-10 2024-04-18 Divergent Technologies, Inc. Tuned support geometries for additive manufacturing support removal and methods of use thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015009495A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 シーメット株式会社 三次元造形体およびサポート形成方法
US20160001365A1 (en) * 2013-02-15 2016-01-07 Michelin Recherche Et Technique S.A. Part obtained by selective melting of a powder comprising a main element and rigid secondary elements
US20170072467A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 Applied Materials, Inc. Fabrication of base plate, fabrication of enclosure, and fabrication of support posts in additive manufacturing

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386500A (en) * 1987-06-02 1995-01-31 Cubital Ltd. Three dimensional modeling apparatus
US5387380A (en) * 1989-12-08 1995-02-07 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
US5207371A (en) * 1991-07-29 1993-05-04 Prinz Fritz B Method and apparatus for fabrication of three-dimensional metal articles by weld deposition
US20040084814A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-06 Boyd Melissa D. Powder removal system for three-dimensional object fabricator
JP2004255839A (ja) * 2003-02-28 2004-09-16 Hitachi Printing Solutions Ltd インクジェット方式の三次元造形装置及びその造形法
US8132710B2 (en) * 2008-08-20 2012-03-13 Siemens Energy, Inc. Deconstructable assembly and method
US20110256416A1 (en) * 2010-04-14 2011-10-20 Materials Solutions Method of forming an article using a powder layer manufacturing process
DE102011106614A1 (de) * 2011-06-16 2014-03-06 Arburg Gmbh + Co Kg Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes
JP5759850B2 (ja) * 2011-09-22 2015-08-05 株式会社キーエンス 三次元造形装置
US8459280B2 (en) * 2011-09-23 2013-06-11 Stratasys, Inc. Support structure removal system
KR101567267B1 (ko) * 2012-06-19 2015-11-06 캐논 가부시끼가이샤 구조물의 제조 방법 및 제조 장치
DE102012109262A1 (de) * 2012-09-28 2014-04-03 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertreten durch den Präsidenten der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Verfahren zur Stabilisierung eines Pulverbetts mittels Unterdruck für die additive Fertigung
US20140303942A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Formlabs, Inc. Additive fabrication support structures
US9920433B2 (en) * 2014-01-13 2018-03-20 Incodema3D, LLC Additive metal deposition process
JP5869182B1 (ja) * 2014-03-18 2016-02-24 株式会社東芝 積層造形物の製造方法
JP6190038B2 (ja) * 2014-03-28 2017-08-30 株式会社日立製作所 レーザ粉末積層造形装置及びレーザ粉末積層造形方法及び３次元積層造形装置
SG11201607911SA (en) * 2014-03-28 2016-10-28 Composite Cluster Singapore Pte Ltd Freespace composite manufacturing process and device
JP6482006B2 (ja) * 2014-03-31 2019-03-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 三次元造形装置
US20150306667A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Shi-Chune Yao Utilization of Partial Sintering to Avoid the Use of Support Structures in the Direct Metal Laser Sintering Additive Manufacturing Processes
US10571891B2 (en) * 2015-01-09 2020-02-25 Incodema3D, LLC Part processing
US20170023122A1 (en) * 2015-01-14 2017-01-26 Christopher T. Cordingley Axle for Rotatably Supporting a Gear or the Like
US9808865B2 (en) * 2015-01-30 2017-11-07 Solar Turbines Incorporated Method for manufacturing a metallic component
CN104723559B (zh) * 2015-03-11 2018-02-16 深圳市七号科技有限公司 一种fdm 3d打印方法、打印机及其支撑装置
US10005239B2 (en) * 2015-07-29 2018-06-26 Delavan Inc. Support structures for additive manufacturing techniques
KR20180042306A (ko) * 2015-09-16 2018-04-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 적층 제조 시스템을 위한 프린트헤드 모듈들의 어레이
JP2017077683A (ja) * 2015-10-21 2017-04-27 ローランドディー．ジー．株式会社 ３次元造形システムおよび３次元造形物の製造方法
JP2017077707A (ja) * 2015-10-22 2017-04-27 ローランドディー．ジー．株式会社 ３次元造形データ生成装置およびこれを備えた３次元造形システム
US10010936B2 (en) * 2015-11-13 2018-07-03 The Board of Trustees of The University of Alabma Systems and methods for designing and fabricating support structures for overhang geometries of parts in additive manufacturing
FR3043578B1 (fr) * 2015-11-17 2017-11-17 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'une piece en trois dimensions sur un support
CN105665697A (zh) * 2016-03-11 2016-06-15 中山大学惠州研究院 一种fdm 3d打印用金属或陶瓷耗材及其制备方法与打印成品方法
CN105834422B (zh) * 2016-05-06 2018-09-14 西安铂力特增材技术股份有限公司 一种金属增材制造方法及装置
CN105855546B (zh) * 2016-05-31 2018-11-30 天津市天大银泰科技有限公司 双激光器双区金属熔融烧结成型3d打印装置及打印方法
CN106180709B (zh) * 2016-07-08 2019-06-28 南京钛陶智能系统有限责任公司 一种金属三维打印方法及其设备
CN106270512A (zh) * 2016-09-01 2017-01-04 中国地质大学（武汉） 3d打印金属复杂结构的支撑浆料、金属浆料及打印方法
US20180311732A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Divergent Technologies, Inc. Support structures in additive manufacturing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160001365A1 (en) * 2013-02-15 2016-01-07 Michelin Recherche Et Technique S.A. Part obtained by selective melting of a powder comprising a main element and rigid secondary elements
JP2015009495A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 シーメット株式会社 三次元造形体およびサポート形成方法
US20170072467A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 Applied Materials, Inc. Fabrication of base plate, fabrication of enclosure, and fabrication of support posts in additive manufacturing

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US20180311733A1 (en) 2018-11-01

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