KR20200024874A - 적층 제조 환경에서 구성 재료의 일부의 예열을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

적층 제조 환경에서 구성 재료의 일부의 예열을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20200024874A
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덴 에커 피에트 반
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머티어리얼리스 엔브이
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Abstract

적층 제조 환경에서 구성 재료의 일부를 예열하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 다양한 실시예는 일정 부분의 구성 재료(502A, 502B, 900, 1002, 1102)를 예열하도록 구성된 용기(502A, 502B, 902, 1002, 1102)의 사용을 포함한다. 특정 실시예에서, 용기(502A, 502B, 902, 1002, 1102)는, 적층 제조 장치의 구성 플랫폼을 따라 이동하고 또한 구성 플랫폼의 다른 측면과 추가로 적층 제조 장치의 재코팅 메커니즘(415A, 415B, 515, 915, 1015, 1115)의 다른 측면 상에 구성 재료를 배치하도록 구성된다.

Description

적층 제조 환경에서 구성 재료의 일부의 예열을 위한 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 7월 5일자 출원된 미국 가특허출원 US 62/528,757호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 가특허출원의 내용은 그 전체가 참조로 포함된다.
본 출원은 적층 제조 환경에서 새로운 층을 위한 구성 재료의 예열에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 출원은 적층 제조 환경에서 새로운 층에 사용될 구성 재료의 일부를 예열하고, 재코팅(recoater) 메커니즘의 위치를 기초로 구성 재료를 재코팅 메커니즘의 측면으로 선택적으로 향하게 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
적층 제조 분야에서, 3차원 고체 대상물이 디지털 모델로부터 형성된다. 제조된 대상물은 3차원이기 때문에, 적층 제조는 일반적으로 3차원("3D") 인쇄로 지칭된다. 적층 제조를 위한 일부 기술은 선택적 레이저 소결("LS") 제조 및 금속 소결을 포함한다. 이들 기술은 원하는 3차원("3D") 대상물을 형성하는데 사용되는 구성 재료의 층을 중합하거나 고화시키기 위해 레이저 빔을 특정 위치로 향하게 한다. 3D 대상물은 구성 재료의 층들을 고화시키는 것에 의해 층별로 형성된다.
전형적으로, 레이저 스캐닝으로부터의 레이저 빔은 구성 재료의 층을 중합하거나 고화시키는데 필요한 에너지의 일부만을 제공한다. 필요한 에너지의 나머지 부분은, 레이저 스캐닝이 수행되기 전에 구성 재료를 구성 재료의 융점에 가깝지만 융점보다는 낮은 온도로 일반적으로 예열하는 것에 의해 제공된다.
구성 재료를 예열하기 위한 기존 기술은 차선책이다. 구성 재료 위에 매달린 적외선(IR) 열 램프와 같은 기존의 예열 장치는 구성 재료의 모든 다양한 부분을 구성 재료의 각 층에 적합한 온도로 가열하는 데 그다지 적합하지 않다. 형성될 대상물의 각 층마다, 새로운 구성 재료층이 구성 플랫폼 상에서 코팅된다. 전형적으로, 구성 재료의 재코팅된 층은 이어서 구성 재료 위에 매달린 IR 열 램프를 사용하여 예열된다. 예를 들어, IR 열 램프와 재코팅된 층 사이의 거리로 인해, 예열은 비효율적이며 구성 재료를 불균일하게 예열할 수 있다.
본 발명자에 의해 확인된 이들 및 다른 문제점을 고려하여, 재코팅 공정을 개선시키는 시스템 및 방법이 필요하다.
일 실시예에서, 적층 제조 장치용 구성 재료를 예열하는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 적층 제조 장치의 구성 재료 공급부에 의해 보유되는 구성 재료의 일부를 보유하도록 구성된 저장부를 포함하는 용기를 포함하고, 상기 저장부는 구성 재료 공급부의 부피보다 작은 부피를 가진다. 용기는 구성 재료의 일부를 가열하기 위해 저장부에 결합된 가열 메커니즘을 더 포함한다. 용기는 구성 재료를 저장부로부터 적층 제조 장치의 구성 플랫폼의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 퇴적하도록 구성된 작동 메커니즘을 더 포함한다.
일 실시예에서, 적층 제조를 사용하여 대상물을 구성하는 방법이 제공된다. 방법은 구성 재료 공급부로부터 용기의 저장부 내로 구성 재료의 제1 부분을 퇴적하는 단계를 포함하며, 상기 저장부는 상기 구성 재료 공급부의 부피보다 작은 부피를 가진다. 방법은 용기 내의 구성 재료의 제1 부분을 가열하는 단계를 더 포함한다. 방법은 저장부로부터의 구성 재료의 가열된 제1 부분을 구성 플랫폼의 제2 측면에 더 가까운 재코팅 메커니즘의 제1 측면 상의 적층 제조 장치의 구성 플랫폼의 제1 측면 상에 퇴적하는 단계를 더 포함한다. 방법은 구성 재료 공급부로부터 저장부 내로 구성 재료의 제2 부분을 퇴적하는 단계를 더 포함한다. 방법은 구성 플랫폼의 제1 측면으로부터 구성 재료의 가열된 제1 부분을 구성 플랫폼에 퇴적하여 구성 재료의 제1 층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 방법은 대상물의 제1 층을 형성하도록 구성 재료의 제1 층을 스캐닝하는 단계를 더 포함한다. 방법은 용기 내의 구성 재료의 제2 부분을 가열하는 단계를 더 포함한다. 방법은 저장부로부터의 구성 재료의 가열된 제2 부분을 구성 플랫폼의 제1 측면에 더 가까운 재코팅 메커니즘의 제2 측면 상의 구성 플랫폼의 제2 측면 상에 퇴적하는 단계를 더 포함한다. 방법은 구성 재료의 가열된 제2 부분을 구성 플랫폼의 제2 측면으로부터 구성 플랫폼에 퇴적하여 구성 재료의 제2 층을 형성하는 단계를 더 포함한다. 방법은 대상물의 제2 층을 형성하도록 구성 재료의 제2 층을 스캐닝하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 적층 제조 장치용 구성 재료를 예열하는 시스템이 제공된다. 시스템은 적층 제조 장치의 구성 재료 공급부에 의해 보유되는 구성 재료의 일부를 보유하는 수단을 포함하고, 상기 보유 수단은 구성 재료 공급부의 부피보다 작은 부피를 가진다. 시스템은 보유 수단 내의 구성 재료의 일부를 가열하는 수단을 더 포함한다. 시스템은 구성 재료를 보유 수단으로부터 적층 제조 장치의 구성 플랫폼의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 퇴적하는 수단을 더 포함한다.
도 1은 3D 대상물을 설계 및 제조하기 위한 시스템의 예이다.
도 2는 도 1에 도시된 컴퓨터의 일례의 기능 블록도를 예시한다.
도 3은 3D 대상물을 제조하기 위한 고수준 공정을 예시한다.
도 4a는 재코팅 메커니즘을 갖는 적층 제조 장치의 예이다.
도 4b는 재코팅 메커니즘을 갖는 적층 제조 장치의 다른 예이다.
도 5a는 본원에 개시된 시스템 및 방법에 따라 구성 플랫폼 상에 퇴적되기 전에 구성 재료의 일정 부분을 예열하도록 구성된 3차원(3D) 대상물을 생성하기 위한 예시적인 적층 제조 장치를 도시한다.
도 5b는 본원에 개시된 시스템 및 방법에 따라 구성 플랫폼 상에 퇴적되기 전에 구성 재료의 일정 부분을 예열하도록 구성된 3차원(3D) 대상물을 생성하기 위한 다른 예시적인 적층 제조 장치를 도시한다.
도 6a-도 6g는 도 5a의 적층 제조 장치의 일부의 상태 예를 도시한다.
도 7은 본원에 개시된 시스템 및 방법에 따라 적층 제조 장치를 사용하여 대상물의 층을 형성하기 위한 공정의 예의 흐름도이다.
도 8a-도 8c는 적층 제조 장치에서의 예시적인 분말 제거 메커니즘을 도시한다.
도 9a-도 9b는 사용시 구성 재료의 일정 부분을 예열하고 구성 재료의 축적을 감소시키도록 구성된 적층 제조 장치의 일부를 도시한다.
도 10은 구성 재료를 이동시키도록 구성된 적층 제조 장치의 일부의 실시예를 도시한다.
도 11a-도 11b는 구성 재료를 요동시키도록 구성된 적층 제조 장치의 일부의 실시예를 도시한다.
본원에 개시된 시스템 및 방법은, 적층 제조 장치의 구성 플랫폼 상에 구성 재료를 퇴적하기 전에, 적층 제조 장치의 구성 플랫폼을 재코팅하는 데 사용되는, 적층 제조 장치에서 일정 부분의 구성 재료(전체 구성 재료의 일부)를 예열하는 메커니즘을 포함한다. 예컨대, 일부 실시예에서, 적층 제조 장치는 일정 부분의 구성 재료를 보유하도록 구성된 용기를 포함한다. 용기는 구성 재료의 상당 부분을 보유하는 구성 재료 공급 메커니즘으로부터 일정 부분의 구성 재료를 수용할 수 있다. 일부 실시예에서, 용기는 용기의 내용물을 가열하는 가열 메커니즘을 더 포함하거나 해당 가열 메커니즘에 결합된다. 예컨대, 용기는 임의의 적절한 가열 메커니즘[예, 가열 코일, IR 히터, 펠티에(Peltier) 소자 등]을 포함하거나 해당 가열 메커니즘에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 용기는 용기의 내용물을 냉각시키는 냉각 메커니즘을 더 포함하거나 해당 냉각 메커니즘에 결합된다. 예컨대, 용기는 임의의 적절한 냉각 메커니즘(예, 가열 펌프, 펠티에 소자 등)을 포함하거나 해당 냉각 메커니즘에 결합될 수 있다. 따라서, 일정 부분의 구성 재료는 구성 플랫폼 상에 퇴적되기 전에 용기 내의 구성 재료의 상당 부분과 별도로 적절한 온도로 설정될 수 있다(예, 예열). 특정 실시예에서, 일정 부분의 구성 재료는 주변 온도보다 높고 구성 재료의 전이 온도(예, 융점)보다 낮은 온도로 예열된다. 특정 실시예에서, 일정 부분의 구성 재료는 재료의 종류, 구성 재료로 형성된 최종 제품의 하나 이상의 원하는 특성, 최종 제품의 설계 등을 기초로 소정 온도로 예열된다.
용기는 구성 플랫폼의 측면에 예열된 구성 재료를 퇴적하도록 추가로 구성될 수 있고, 예열된 구성 재료는 레벨링 드럼 또는 롤러와 같은 재코팅 메커니즘에 의해 구성 플랫폼을 가로질러 푸싱될 수 있다. 특정 실시예에서, 용기(예, 용기의 저장부)는 적층 제조 장치를 위한 단일층의 구성 재료를 위해 충분한 구성 재료를 보유하기에 충분한 최소 부피를 가진다. 특정 실시예에서, 용기는 예컨대, 추가의 구성 재료를 예열된 상태로 유지하기 위해, 단일층에 필요한 것보다 많은 구성 재료를 보유하기에 충분한 부피(예, 0-30% 이상)를 가진다. 저장부의 부피는 적층 제조 장치에 보유된 전체 구성 재료의 부피보다 크게 적다(예, 분말 공급부와 같은 공급 메커니즘보다 적다). 특정 실시예에서, 용기를 태핑 또는 흔드는 메커니즘(예, 모터, 액추에이터 등)은 예컨대, 분말이 용기 내에 고착되는 것을 방지하거나 바로잡기 위해 용기에 포함되거나 결합될 수 있다.
특정 실시예에서, 구성 재료의 전부 대신에 일정 부분의 구성 재료를 예열하는 것은 특정 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일정 부분만 예열하는 것은, 적은 양의 구성 재료가 한 번에 예열될 수 있으며 온도를 제어하기가 더 쉬울 수 있음을 의미할 수 있다. 또한, 전체 부피의 구성 재료를 가열하는 것과 달리, 일정 부분을 가열하기 위한 시간 및 에너지가 감소된다. 또한, 구성 재료의 온도를 설정하기 위해 용기에 결합되거나 합체된 요소로 용기 내의 구성 재료를 예열하는 것이, 다른 가열 메커니즘보다 구성 재료의 온도를 더욱 효율적이고 균등하게 설정할 수 있다. 또한, 구성 재료를 구성 플랫폼을 가로질러 푸싱하기 전에 구성 재료를 예열함으로써, 구성 재료는 구성 재료의 층을 형성하기 위해 더 쉽게 푸싱될 수 있다. 다른 예에서, 구성 재료를 예열함으로써, 구성 재료를 사용하여 형성된 대상물의 전체 품질이 향상될 수 있다.
특정 실시예에서, 다중층을 위한 구성 플랫폼을 코팅하기 위해, 기존 기술은 구성 재료를 구성 플랫폼에 도포하기 위한 다중 공급 메커니즘을 이용한다. 특히, 구성 플랫폼을 코팅하기 위해, 구성 재료는 하나의 공급 메커니즘에 의해 구성 플랫폼의 한 측면 상에 도포될 수 있고, 이후 재코팅 메커니즘(예, 재코팅기, 블레이드 재코팅기, 롤러 등)이 구성 플랫폼의 제1 측면에서 다른 측면으로 이동함으로써, 구성 재료를 구성 플랫폼 위로 푸싱하여 층을 형성할 수 있다. 따라서, 다른 공급 메커니즘이 구성 플랫폼의 다른 측면 상에 구성 재료를 도포하고, 재코팅 메커니즘이 구성 플랫폼의 다른 측면으로부터 제1 측면으로 다시 이동함으로써, 구성 재료를 구성 플랫폼 위로 푸싱하여 층을 형성할 수 있다. 특정 실시예에서, 일정 부분의 구성 재료를 예열하기 위해 적층 제조 장치에 2개의 용기가 포함된다. 예를 들어, 용기는 적층 제조 장치의 어느 한 측면에 위치될 수 있고, 별도의 공급 메커니즘으로부터 구성 재료를 수용하고, 구성 재료를 예열하며, 적층 제조 장치의 각각의 측면 상에 퇴적하도록 구성될 수 있다.
다수의 공급 메커니즘은 고비용을 수반할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 용기는 또한, 단일 구성 재료 공급 메커니즘으로부터 구성 재료를 수용하고 구성 플랫폼 상의 다수 위치에 구성 재료를 선택적으로 퇴적하도록 구성된다. 또한, 일부 실시예에서, 용기는 적층 제조 장치의 재코팅 메커니즘의 여러 측면에 구성 재료를 퇴적하도록 구성된다. 따라서, 일부 실시예에서, 용기는 단일 구성 재료 공급 메커니즘으로부터 구성 재료를 수용하고, 구성 재료를 예열하고, 재코팅 메커니즘의 제1 측면 상의 구성 플랫폼의 제1 측면 상에 예열된 구성 재료를 퇴적하여, 재코팅 메커니즘이 구성 플랫폼을 제1 방향으로 코팅하는 것을 허용고, 추가로 재코팅 메커니즘의 제2 측면 상의 구성 플랫폼의 제2 측면 상에 예열된 구성 재료를 퇴적하여, 재코팅 메커니즘이 구성 플랫폼을 제2 방향으로 코팅하는 것을 허용할 수 있다. 유리하게도, 구성 재료는 적절하게 예열될 수 있고, 단일 구성 재료 공급부가 복잡성 및 비용을 낮추는 데 사용될 수 있으며, 재코팅은 여전히 여러 방향으로 수행될 수 있다.
본원에 기술된 일부 실시예는 구성 재료로서 분말을 사용하는 선택적 레이저 소결 기술과 관련하여 기술되지만, 기술된 시스템 및 방법은 당업자라면 이해할 특정 다른 적층 제조 기술 및/또는 특정 다른 구성 재료에도 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 3D 대상물을 설계 및 제조하기 위한 시스템 내에서 실시될 수 있다. 도 1을 참조하면, 3D 대상물 설계 및 제조의 구현에 적절한 컴퓨터 환경의 예가 도시되어 있다. 상기 환경은 시스템(100)을 포함한다. 시스템(100)은, 예를 들어 정보를 처리할 수 있는 임의의 워크스테이션, 서버 또는 다른 컴퓨팅 장치일 수 있는 하나 이상의 컴퓨터(102a-102d)를 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 컴퓨터(102a-102d)는 임의의 적절한 통신 기술(예, 인터넷 프로토콜)에 의해 네트워크(105)(예, 인터넷)에 접속될 수 있다. 따라서, 컴퓨터(102a-102d)는 네트워크(105)를 통해 서로 정보(예, 소프트웨어, 3D 대상물의 디지털 표현, 적층 제조 장치를 동작시키는 명령 또는 지시 등)를 송수신할 수 있다.
시스템(100)은 하나 이상의 적층 제조 장치(예, 3D 프린터)(106a-106b)를 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 적층 제조 장치(106a)는 컴퓨터(102d)에 직접 접속되고 [그리고 네트워크(105)를 통해 컴퓨터(102a-102c)에 접속된 컴퓨터(102d)를 통해], 적층 제조 장치(106b)는 네트워크(105)를 통해 컴퓨터(102a-102d)에 접속된다. 따라서, 당업자는 적층 제조 장치(106)가 컴퓨터(102)에 직접 접속될 수 있고, 네트워크(105)를 통해 컴퓨터(102)에 접속될 수 있고, 및/또는 다른 컴퓨터(102) 및 네트워크(105)를 통해 컴퓨터(102)에 접속될 수 있음을 이해할 것이다.
시스템(100)이 네트워크 및 하나 이상의 컴퓨터와 관련하여 기술되었지만, 여기에 기술된 기술은 적층 제조 장치(106)에 직접 접속될 수 있는 단일 컴퓨터(102)에도 적용된다는 점에 유의해야 할 필요가 있다.
도 2는 도 1의 컴퓨터의 일례의 기능 블록도를 예시한다. 컴퓨터(102a)는 메모리(220), 입력 장치(230) 및 출력 장치(240)와 데이터 통신하는 프로세서(210)를 포함한다. 일부 실시예에서, 프로세서는 또한, 선택적인 네트워크 인터페이스 카드(260)와 데이터 통신한다. 별도로 기술되지만, 컴퓨터(102a)와 관련하여 기술된 기능 블록은 별도의 구조 요소일 필요는 없음을 이해해야 한다. 예를 들어, 프로세서(210) 및 메모리(220)는 단일 칩으로 구현될 수 있다.
프로세서(210)는 본원에 기술된 기능을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 장치, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트 또는 이들의 임의의 적절한 조합일 수 있다. 프로세서는 컴퓨팅 장치의 조합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
프로세서(210)는 하나 이상의 버스를 통해 결합되어 메모리(220)로부터 정보를 읽거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다. 프로세서는 추가로 또는 대안적으로 프로세서 레지스터와 같은 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(220)는 상이한 레벨이 상이한 용량 및 액세스 속도를 가지는 다중 레벨 계층 캐시를 포함하는 프로세서 캐시를 포함할 수 있다. 메모리(220)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 다른 휘발성 저장 장치, 또는 비휘발성 저장 장치도 포함할 수 있다. 저장 장치는 하드 드라이브, 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)와 같은 광 디스크, 플래시 메모리, 플로피 디스크, 자기 테이프 및 Zip 드라이브를 역시 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 또한 입력 장치(230) 및 출력 장치(240)에 결합되어 각각 컴퓨터(102a)의 사용자로부터 입력을 수신하고 컴퓨터의 사용자에게 출력을 제공할 수 있다. 적절한 입력 장치는 키보드, 버튼, 키, 스위치, 포인팅 장치, 마우스, 조이스틱, 리모콘, 적외선 검출기, 바코드 리더, 스캐너, 비디오 카메라(가능하게는 예를 들어 손 제스처 또는 얼굴 제스처를 검출하도록 비디오 프로세싱 소프트웨어와 결합될 수 있음), 동작 검출기, 또는 마이크로폰(가능하게는 예를 들어 음성 명령을 검출하도록 오디오 프로세싱 소프트웨어에 결합될 수 있음)을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 적절한 출력 장치는 디스플레이 및 프린터를 포함한 시각적 출력 장치, 스피커, 헤드폰, 이어폰 및 알람을 포함한 오디오 출력 장치, 적층 제조 장치 및 햅틱 출력 장치를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
프로세서(210)는 네트워크 인터페이스 카드(260)에 추가로 결합될 수 있다. 네트워크 인터페이스 카드(260)는 하나 이상의 데이터 전송 프로토콜에 따른 네트워크를 통한 전송을 위해 프로세서(210)에 의해 생성된 데이터를 준비한다. 네트워크 인터페이스 카드(260)는 또한 하나 이상의 데이터 전송 프로토콜에 따른 네트워크를 통해 수신된 데이터를 디코딩한다. 네트워크 인터페이스 카드(260)는 송신기, 수신기 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 송신기 및 수신기는 2개의 개별 컴포넌트일 수 있다. 네트워크 인터페이스 카드(260)는 본원에 기술된 기능을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 장치, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트 또는 이들의 임의의 적절한 조합으로서 구현될 수 있다.
도 3은 3D 대상물 또는 장치를 제조하기 위한 프로세스(300)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 305 단계에서, 대상물의 디지털 표현은 컴퓨터(102a)와 같은 컴퓨터를 사용하여 설계된다. 예를 들어, 2D 또는 3D 데이터가 3D 대상물의 디지털 표현을 설계하는 것을 돕기 위해 컴퓨터(102a)에 입력될 수 있다. 310 단계에서 계속하여, 정보가 컴퓨터(102a)로부터 적층 제조 장치(106)와 같은 적층 제조 장치로 전송되고, 장치(106)는 수신된 정보에 따라 제조 프로세스를 시작한다. 315 단계에서, 적층 제조 장치(106)는 폴리머 또는 금속 분말과 같은 적절한 재료를 사용하여 3차원 대상물을 계속 제조한다. 또한, 320 단계에서, 3D 대상물이 생성된다.
도 4a는 3차원(3D) 대상물을 생성하기 위한 예시적인 적층 제조 장치(400)를 예시한다. 이 예에서, 적층 제조 장치(400)는 레이저 소결 장치이다. 레이저 소결 장치(400)는 하나 이상의 3D 대상물을 층별로 형성하는 데 사용될 수 있다. 레이저 소결 장치(400)는 예를 들어, 분말(414)과 같은 분말(예, 금속, 폴리머 등)을 사용하여, 구성 프로세스의 일부로서 한 번에 대상물 층을 구성할 수 있다.
연속적인 분말층이 예컨대 재코팅 메커니즘(415A)(예, 재코팅 블레이드)을 사용하여 서로의 상부에 확산된다. 재코팅 메커니즘(415A)은, 예컨대 도시된 방향으로, 또는 재코팅 메커니즘(415A)이 예컨대 다른 구성 층을 위한 구성 영역의 타측으로부터 시작하는 경우에는 반대 방향으로, 구성 영역을 가로질러 이동함에 따라, 층을 위해 분말을 퇴적한다. 퇴적 후, 컴퓨터로 제어되는 CO2 레이저 빔이 표면을 스캔하고 제품의 해당 단면의 분말 입자를 선택적으로 함께 결합시킨다. 일부 실시예에서, 레이저 스캐닝 장치(412)는 X-Y 가동형 적외선 레이저 공급원이다. 이와 같이, 레이저 공급원은 빔을 최상층의 분말층의 특정 위치로 지향시키기 위해 X-축 및 Y-축을 따라 이동될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 레이저 스캐닝 장치(412)는 고정식 레이저 공급원으로부터 레이저 빔을 수용하고 이를 가동형 미러 위로 편향시켜 빔을 장치의 작업 영역 내의 특정 위치로 지향시키는 레이저 스캐너를 포함할 수 있다. 레이저 노출 중에, 분말 온도는 재료(예, 유리, 폴리머, 금속)의 전이점 이상으로 상승하고, 이 전이점 이후에, 인접한 입자들이 함께 유동되어 3D 대상물을 형성한다. 장치(400)는 또한 선택적으로 복사 히터(예, 적외선 램프) 및/또는 대기 제어 장치(416)를 포함할 수 있다. 복사 히터는 새로운 분말층의 재코팅과 그 층의 스캐닝 사이에서 분말을 예열하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 복사 히터는 생략될 수 있다. 대기 제어 장치는 예를 들어 분말 산화와 같은 바람직하지 않은 시나리오를 피하기 위해 프로세스 전반에 걸쳐 사용될 수 있다. 논의된 바와 같이, 복사 히터의 단독 사용은 최적이 아닐 수 있다.
도 4b와 관련하여 도시된 바와 같은 일부 다른 실시예에서, 재코팅 메커니즘(415A) 대신에 재코팅 메커니즘(415B)(예, 레벨링 드럼/롤러)이 사용될 수 있다. 따라서, 분말은 분말을 분말 용기[428(a), 428(b)]로부터 성형체(424)를 보유하는 저장부(426) 내로 푸싱하는 하나 이상의 가동 피스톤[418(a), 418(b)]을 사용하여 분배될 수 있다. 저장부의 깊이도 가동 피스톤(420)에 의해 조절되며, 가동 피스톤은 추가의 분말이 분말 용기[428(a), 428(b)]로부터 저장부(426) 내로 이동함에 따라 하향 운동을 통해 저장부(426)의 깊이를 증가시킨다. 재코팅 메커니즘(415)은 분말을 분말 용기[428(a), 428(b)]로부터 저장부(426) 내로 푸싱 또는 롤링한다. 도 4a에 도시된 실시예와 유사하게, 도 4b의 실시예는 층의 재코팅과 스캐닝 사이에서 분말을 예열하기 위해 복사 히터를 단독으로 사용할 수 있고, 이는 최적이 아닐 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 재코팅 메커니즘(415B)은 분말 용기[428(a), 428(b)]로 도시된 2개의 개별 구성 재료 공급부를 필요로 하며, 이는 최적이 아닐 수 있다.
도 5a는 구성 플랫폼 상에 퇴적하기 전에 일정 부분의 구성 재료를 예열하도록 구성된 3차원(3D) 대상물을 생성하기 위한 예시적인 적층 제조 장치(500A)를 보여준다. 특정 실시예에서, 적층 제조 장치(500A)는 레이저 소결 장치이고 구성 재료는 분말이다. 적층 제조 장치(500A)는 하나 이상의 3D 대상물을 층별로 형성하는 데 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 적층 제조 장치(500A)는 레이저 스캐닝 장치(412)와 유사할 수 있는 레이저 스캐닝 장치(512)를 포함한다. 적층 제조 장치(500A)는 가동 피스톤(420)과 유사할 수 있는 가동 피스톤(520)을 더 포함한다. 적층 제조 장치(500A)는 재코팅 메커니즘(415B)과 유사할 수 있는 재코팅 메커니즘(515)(예, 레벨링 드럼/롤러)을 더 포함한다. 도 4b에 도시된 바와 같은 적층 제조 장치(400)에 관해 논의된 것과 유사하게, 재코팅 메커니즘(515)이 분말을 저장부(526) 내로 푸싱하거나 롤링하여 구성 재료의 층을 형성한 다음, 레이저 스캐닝 장치(412)가 구성 재료의 표면을 스캐닝하여 층별로 대상물(524)을 형성한다. 특정 실시예에서, 재코팅 메커니즘(515)은 분말을 적층 제조 장치(500A)의 구성 플랫폼의 어느 한 측면으로부터 저장부(526) 내로 푸싱 또는 롤링할 수 있다. 재코팅 메커니즘은 구성 플랫폼의 전방 영역 또는 후방 영역으로부터의 방향으로, 또는 구성 플랫폼 위에서 원 운동으로 분말을 푸싱 또는 롤링시킬 수 있다. 예를 들어, 재코팅 메커니즘(515)은 분말을, 구성 플랫폼의 제1 측면(555A)으로부터 구성 플랫폼의 제2 측면(555B)으로 그리고 또한 반대로[제2 측면(555B)에서 제1 측면(555A)으로] 저장부(526) 내로 푸싱 또는 롤링할 수 있다. 특정 실시예에서, 재코팅 메커니즘(515)은 층들을 위한 교번 측면들 또는 영역들로부터 순차적으로 저장부(526) 내로 분말을 푸싱 또는 롤링할 수 있으므로, 재코팅 메커니즘(515)이 일 측면에서 다른 측면으로 이동할 때마다, 새로운 구성 재료층이 구성 플랫폼 상에 코팅된다.
특정 실시예에서, 적층 제조 장치(500A)는 재코팅 메커니즘(515) 위에 위치된 용기(502A)를 포함한다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이, 용기(502A)는 용기(502A)가 재코팅 메커니즘(515)과 함께 이동하도록 재코팅 메커니즘(515) 위에 장착된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 용기(502A)는 재코팅 메커니즘(515)이 프레임(530)에 대해 회전하기 위한 축을 포함하는 플랜지로 형성된 프레임(530)에 장착된다. 특정 실시예에서, 프레임은 플랜지 이외의 다른 구조적 부품, 예컨대 축이 장착되는 플레이트, 벽 또는 용기의 여러 부분을 함께 홀딩하거나 재코팅 메커니즘에 대해 회전하기 위한 다른 기계적 수단을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 용기(502A)는 용기(502A)가 재코팅 메커니즘(515)의 어느 한 측면으로 기울어지고 재코팅 메커니즘(515)의 어느 한 측면에 구성 재료를 퇴적할 수 있도록 추가로 장착된다. 예를 들어, 용기(502A)는 축(504A)에 장착됨으로써 재코팅 메커니즘(515)의 어느 한 측면으로 기울어지는 것이 허용될 수 있다. 용기(502A)는 작동 메커니즘을 사용하여[예를 들어, 축(504A)에서의 액추에이터 또는 모터에 의해] 기울어질 수 있다.
일부 실시예에서, 용기(502A)는 논의된 바와 같이 가열 메커니즘(506)[및 선택적으로 냉각 메커니즘(미도시)]을 포함한다. 용기(502A)는 논의된 바와 같이 태핑 또는 요동 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 용기(502A)는 저장부(508)[예, 가열 메커니즘(506) 위의 용기(502A)의 선단 또는 상단 부분에 위치]를 더 포함한다. 특정 양태에서, 저장부(508)는 논의된 바와 같이 일정 부분의 구성 재료를 보유하도록 구성된다. 적층 제조 장치(500A)는 저장부(508) 내에 분말을 퇴적하도록 구성된 분말 공급부(528)를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 적층 제조 장치(500A)는 논의된 바와 같이 재코팅 메커니즘(515)과 함께 이동하지 않는(예를 들어, 제자리에 고정된) 구성 플랫폼(미도시)의 어느 한 측면 상에 장착된 2개의 용기(502A)를 포함한다. 이러한 일부 실시예에서, 적층 제조 장치(500A)는 각각의 용기(502A)마다 하나씩 2개의 분말 공급부(528)(미도시)를 포함한다.
일부 실시예에서, 적층 제조 장치(500B)와 관련하여 도 5b에 도시된 바와 같이, 용기(502A) 대신에, 적층 제조 장치(500B)는 용기(502B)를 포함한다. 재코팅 메커니즘(515)의 어느 일측에 재료를 퇴적하기 위해 기울어지는 대신, 용기(502B)는 재코팅 메커니즘(515)의 어느 일측에 구성 재료를 퇴적하기 위해 선택적으로 개방되는 하나 이상의 슬롯 또는 도어 메커니즘(504B)을 포함한다. 슬롯(504B)은 용기(502B)의 바닥 근처에 도시되어 있지만, 임의의 적절한 위치에 있을 수 있다. 슬롯(504B)은 작동 메커니즘을 사용하여(예컨대, 액추에이터 또는 모터에 의해) 개방될 수 있다. 또한, 특정 양태에서, 용기(502B)의 어느 일측면으로 개방될 수 있는 단일 메커니즘과 같은 다른 적절한 메커니즘들이 사용될 수 있다. 적층 제조 장치(500A/500B)의 다양한 구성 요소는 컴퓨팅 장치(102a)와 같은 컴퓨팅 장치에 의해 제어될 수 있다.
적층 제조 장치(500A)를 사용하여 대상물(524)의 층을 형성하기 위한 프로세스(700)의 예가, 적층 제조 장치(500A)의 일부의 상태를 예시하는 도 6a-도 6g과, 본원에 개시된 시스템 및 방법에 따른 적층 제조 장치를 사용하여 대상물(524)의 층을 형성하기 위한 프로세스(700)의 흐름도인 도 7을 참조로 추가로 설명된다.
702 단계에서, 적층 제조 장치(500A)의 측면(555A)에서, 도 6a에 도시된 바와 같이 용기가 기울어지지 않은 경우(예를 들어, 직립 위치에 있는 경우), 분말 공급부(528)는 일정 부분의 분말(600)을 용기(502A)의 저장부(508) 내에 퇴적한다. 또한, 704 단계에서, 가열 메커니즘(506)(및 선택적으로 냉각 메커니즘)은 도 6b에 도시된 바와 같이 분말(600)을 논의된 바와 같은 원하는 온도로 예열한다. 702 및 704 단계는, 구성 플랫폼 상에 퇴적된 구성 재료의 층의 표면이 레이저 스캐닝 장치(512)에 의해 스캐닝되어 대상물(524)의 층을 형성하는 동안 또는 이와 병행하여 수행될 수 있음에 유의해야 할 필요가 있다.
706 단계에서, 용기(502A)는 [예를 들어, 측면(555B)에 더 가까운 재코팅 메커니즘(515)의 측면에 저장부(508)가 더 가까운] 제1 경사 위치로 기울어져서 도 6c에 도시된 바와 같이 측면(555B)에 더 가까운 재코팅 메커니즘(515)의 측면 상의 측면(555A)에 있는 구성 플랫폼 상에 분말을 퇴적한다. 계속해서, 708 단계에서, 용기(502A)는 직립 위치로 복귀되고, 분말 공급부(528)는 도 6d에 도시된 바와 같이 다른 일정 부분의 분말(600)을 용기(502A)의 저장부(508) 내에 퇴적한다. 706 및 708 단계는 또한, 구성 플랫폼 상에 퇴적된 구성 재료의 층의 표면이 레이저 스캐닝 장치(512)에 의해 스캐닝되어 대상물(524)의 층을 형성하는 동안 또는 이와 병행하여 수행될 수 있음에 유의해야 할 필요가 있다.
710 단계에서, 재코팅 메커니즘(515)이 측면(555A)에서 측면(555B)으로 [용기(502A)와 함께] 이동하여, 도 6e에 도시된 바와 같이 적층 제조 장치(500A)의 구성 플랫폼 상에 (706 단계에서 구성 플랫폼 상에 퇴치된 일정 부분의 구성 재료에 대응하는) 구성 재료의 층을 퇴적(예컨대, 푸싱 또는 롤링)할 때, 저장부(508) 내의 일정 부분의 분말(600)은 가열 메커니즘(506)(및 선택적으로 냉각 메커니즘)에 의해 원하는 온도로 예열된다. 710 단계의 예열 부분은, 구성 플랫폼 상에 구성 재료의 층을 퇴적하기 전에, 예컨대 구성 플랫폼 상에 퇴적된 구성 재료의 층의 표면이 레이저 스캐닝 장치(512)에 의해 스캐닝되어 대상물(524)의 층을 형성하는 동안 또는 이와 병행하여 수행될 수 있음에 유의해야 할 필요가 있다. 712 단계에서, 퇴적된 구성 재료의 층의 표면은 레이저 스캐닝 장치(512)에 의해 스캐닝되어 대상물(524)의 층을 형성한다. 특정 양태에서, 710 단계에서 일정 부분의 분말(600)을 예열하는 대신에, 일정 부분의 분말(600)은 712 단계와 병행하여 또는 그 이후에 예열될 수 있다.
714 단계에서, 용기(502A)는 [예를 들어, 측면(555A)에 더 가까운 재코팅 메커니즘(515)의 측면에 저장부(508)가 더 가까운] 제2 경사 위치로 기울어져서, 도 6f에 도시된 바와 같이, 측면(555A)에 더 가까운 재코팅 메커니즘(515)의 측면 상의 측면(555B)에 있는 구성 플랫폼 상에 분말을 퇴적한다. 716 단계에서, 재코팅 메커니즘(515)은 측면(555B)에서 측면(555A)으로 [용기(502A)와 함께] 이동하여, 도 6g에 도시된 바와 같이 적층 제조 장치(500A)의 구성 플랫폼 상에 (714 단계에서 구성 플랫폼 상에 퇴적된 일정 부분의 구성 재료에 대응하는) 구성 재료의 층을 퇴적(예, 푸싱 또는 롤링)한다. 718 단계에서, 퇴적된 구성 재료의 층의 표면은 레이저 스캐닝 장치(512)에 의해 스캐닝되어 대상물(524)의 층을 형성한다. 이후 대상물(524)의 각 층이 형성될 때까지 프로세스(700)가 반복될 수 있다.
특정 양태에서, 적층 제조 장치는 용기로부터 분말의 제거를 돕는 분말 제거 메커니즘을 포함한다. 분말은, 예를 들어 가열된 후, 또는 특정 분말 조성물이 덩어리지거나 들러붙는 경향이 있으므로, 용기에 고착될 수 있다. 분말이 용기 내에 수집될 때, 저장부로부터 전체 부분을 퇴적하기가 어려울 수 있고, 그 결과 재코팅 후 불균일한 구성 재료층이 형성될 수 있다.
도 8a는 용기(802)의 일부일 수 있는 예시적인 분말 제거 메커니즘(807)을 도시한다. 용기(802)는 도 5a 및 도 5b의 용기(502)와 유사하게 적층 제조 장치 내에서 분말을 예열하도록 구성될 수 있다. 일정 부분의 분말(800)은 용기 내에서 가열 메커니즘(806)에 의해 가열된 후, 용기가 축(801)에 대해 경사지거나 축 주위로 회전될 때, 용기(802)로부터 요동되거나 털어내어질 수 있다. 분말 제거 메커니즘은 용기(802) 내에 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 분말 제거 메커니즘은 용기(802), 예컨대 용기의 외부 부분과 접촉하는 태퍼(tapper) 또는 셰이커(shaker)로부터 분리된다. 분말 제거 메커니즘은 분말을 용기로부터 구성 플랫폼으로 요동시키는 셰이커 또는 진동 메커니즘과 같은 교반 수단일 수 있다. 분말 제거 메커니즘은 전동식일 수 있다. 특정 실시예에서, 분말 제거 메커니즘은 분말을 외부로 요동시키기 위해 용기의 측면을 두드리거나 충격하는 아암(arm)일 수 있다.
도 8b는 가열 메커니즘(816)과, 스크레이퍼(scraper)(813) 및 카운터 웨이트(814)를 구비한 다른 예시적인 분말 제거 메커니즘을 포함하는 용기(812)를 도시한다. 스크레이퍼(813)는 축(811) 주위로 회전시 저장부(818)로부터 일정 부분의 분말(미도시)을 스크래핑하거나 푸싱하도록 구성된다. 도 8c는 분말을 버리기 위해 경사진 용기를 도시한다. 스크레이퍼(813)의 제1 단부(819)는 저장부(818)의 내부를 따라 이동하여 분말을 대부분 또는 전부 긁어낸다. 스크레이퍼의 이동은 카운터 웨이트(814)에 의해 보조될 수 있다.
따라서, 분말 제거 메커니즘은 분말을 용기로부터 퍼내거나 긁어내거나 푸싱하는 패들, 스푼, 스크레이퍼, 크럼버(crumber), 브러쉬 또는 바(bar)로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 또는 질소와 같은 압축 가스를 사용하여 분말을 용기로부터 불어낼 수 있다. 분말 제거를 위해 구성된 용기의 추가 실시예는 내벽 및 외벽을 갖는 이중벽 구조를 포함한다. 가스 또는 유체는 내벽과 외벽 사이의 갭을 통해 연속적으로 또는 간격을 두고 통과될 수 있다. 분말은, 가스류 또는 유체류를 수용하여 분말을 향해 지향시킴으로써 분말을 내벽으로부터 멀어지게 그리고 용기 밖으로 푸싱하도록 구성될 수 있는 내벽 내에 포함될 수 있다. 예시적인 내벽은, 가스 또는 액체가 흐를 수 있는 다공성 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 분말은 용기의 모서리 또는 이음새에서 덩어리지거나 또는 모아지는 것을 방지하는 가스류 또는 유체류를 사용하여 유동화될 수 있다. 여분의 분말을 씻어내기 위해 용기 내에 유체를 쏟아내릴 수 있다. 일부 실시예에서, 자력 또는 정전기력(예를 들어, 정전기 방지력)을 이용하여 티퍼(tipper)로부터 분말을 밀어낼 수 있다. 예를 들어, 분말 및 용기가 모두 하전되거나, 또는 분말 및 용기 중 어느 하나 또는 양자 모두에 전하가 인가되면, 용기의 벽은 분말을 밀어낼 수 있다.
분말과 접촉하는 용기의 적어도 하나의 표면은 분말의 고착 또는 축적을 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 표면 거칠기 값은 가능한 한 낮을 수 있고, 분말이 모아질 수 있는 표면 공동 또는 개구가 없거나 적다. 용기 표면과 분말 사이의 부착은 표면을 매끄럽게 연마하거나, 고착 방지 코팅을 도포함으로써 최소화될 수 있다. 일부 실시예에서, 용기의 표면은 용기의 내외로 분말의 흐름을 지향시키는 채널 또는 홈을 갖게 구성될 수 있다.
다른 예시적인 용기의 특징은 분말의 고착을 최소화하거나 감소시키도록 구성될 수 있다. 도 9a는 일정 부분의 분말(900)이 퇴적된 바닥(905)을 포함하는 용기(902)를 도시한다. 용기는 가열 메커니즘(906)으로부터 바닥(905) 및 분말(900)로 열을 전달하는 가열된 표면(907)을 추가로 포함할 수 있다. 대안적으로, 바닥(905)은 직접 가열될 수 있다. 용기는 개방 단부(909a, 909b)를 포함할 수 있고, 용기(902)가 이중 화살표(920)로 표시된 팁핑 동작으로 회전될 때 분말은 개방 단부로부터 분말 베드(940) 상의 재코팅 메커니즘(915) 옆에 퇴적될 수 있다. 용기(902) 및 재코팅 메커니즘(915)의 회전축(911)은, 재코팅기가 이동할 수 있는 방향(950)인 것으로 표시되어 있다. 재코팅 프레임(930) 및 분말 공급부(928)도 표시되어 있다. 도 9b는 일정 부분의 분말(900)이 용기(902)의 개방 단부(909b)로부터 떨어지도록 이제 화살표(921)의 방향으로 회전된 동일한 용기(902)를 도시한다. 용기(902)는 개방 단부 및 실질적으로 평평한 바닥을 포함하기 때문에, 분말이 쌓일 수 있는 용기의 에지 또는 코너가 없거나 거의 없다. 일부 실시예에서, 분말은 바닥(905)으로부터 쉽게 미끄러질 수 있으므로, 일정 부분의 분말(900)을 분말 베드(940)에 퇴적하기 위해, 용기(902)는 정지 위치로부터 단지 약간, 예를 들어 90도 미만 또는 45도 미만으로 회전될 수 있다. 용기(902)는 적어도 하나의 개방 단부를 포함할 수 있거나, 용기(902)가 회전할 때 또는 그 후에 개방되는 도어 또는 플랩을 포함할 수 있다.
도 10은 컨베이어 벨트(1060)를 포함하는 예시적인 용기(1002)를 도시한다. 일정 부분의 분말(1000)이 분말 공급부(1028)로부터 컨베이어 벨트(1060)로 퇴적되었으며, 컨베이어 벨트는 이중 화살표(1020)로 표시된 어느 방향으로든 이동할 수 있다. 용기(1002)는, 일정 부분의 분말(1000)이 위치되는 컨베이어 벨트(1060)의 섹션을 가열하는 가열된 표면(1007)을 더 포함할 수 있다. 재코팅 메커니즘(1015)의 회전축(1011) 및 컨베이어 벨트(1060) 상의 회전 요소(1061)가 표시되어 있다. 용기는, 컨베이어 벨트(1060)의 하나 이상의 섹션으로부터 분말을 제거하는 스크레이퍼(1013)를 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트(1060)가 회전함에 따라, 일정 부분의 분말(1000)은 재코팅 메커니즘(1015) 옆에 떨어진다. 재코팅 메커니즘은 이중 화살표(1050)로 표시된 어떤 방향으로든 이동하여 분말을 분말 베드(1040) 위로 흩뿌린다. 재코팅 프레임(1030)도 표시된다.
도 11a는 일정 부분의 분말(1100)이 분말 공급부(1128)로부터 퇴적된 바닥(1105)을 포함하는 용기(1102)의 다른 예를 예시한다. 용기는 가열된 표면(1170)을 포함할 수 있고, 가열된 표면은 바닥(1105)과 일정 부분의 분말(1100)에 열을 전달한다. 용기는 진동 표면(1170)을 포함하며, 진동 표면은 바닥(1105)에 들어가 있거나 별도의 메커니즘일 수 있다. 재코팅 메커니즘(1115) 및 용기(1102)의 회전축(1111)이 표시되어 있다. 도 11b는 일정 부분의 분말이 재코팅 메커니즘 옆에 떨어지도록, 이제 화살표(1121) 방향으로 회전축을 따라 회전된 동일한 용기(1102)를 도시한다. 표면 진동(1171)은 바닥(1105)으로부터 분말을 균일하고 완전하게 제거하는 것을 도울 수 있다.
분말은 분말 공급부에 고착되거나 축적될 수 있어서, 분말 전체가 용기 내로 떨어지지 않는다. 분말 공급부로부터의 분말 분배를 증가시키기 위해, 적층 제조 장치는 분말의 일부가 유지되는 예컨대, 진동 표면 또는 플레이트를 가지는 분말 호퍼 등의 분말 공급 메커니즘을 포함할 수 있다. 진동 표면 또는 플레이트는 소량의 분말을 분말 공급부로부터 용기 내로 푸싱할 수 있다.
본원에 개시된 다양한 실시예는 컴퓨터 제어 시스템의 사용을 제공한다. 당업자는, 이들 실시예가 범용 및/또는 특수 목적 컴퓨팅 시스템 환경 또는 구성 모두를 포함하는 다수의 상이한 유형의 컴퓨팅 장치를 사용하여 구현될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 전술한 실시예와 관련하여 사용하기에 적합할 수 있는 잘 알려진 컴퓨팅 시스템, 환경 및/또는 구성의 예는 개인용 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 휴대용 또는 랩톱 장치, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 시스템, 프로그래머블 가전, 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 상기 시스템 또는 장치 중 임의의 것을 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 장치는, 컴퓨팅 장치 내의 마이크로프로세서에 의해 실행될 때, 컴퓨터 장치로 하여금 명령을 수행하기 위해 특정 동작을 수행하게 하는, 저장된 명령을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 명령은 시스템에서 정보를 처리하기 위한 컴퓨터-구현 단계를 지칭한다. 명령은 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 시스템의 구성 요소가 수행하는 임의의 유형의 프로그래밍된 단계를 포함한다.
마이크로프로세서는 Pentium® 프로세서, Pentium® Pro 프로세서, 8051 프로세서, MIPS® 프로세서, Power PC® 프로세서, 또는 Alpha® 프로세서와 같은 임의의 통상적인 범용 단일-칩 또는 다중-칩 마이크로프로세서 일 수 있다. 또한, 마이크로프로세서는 디지털 신호 프로세서 또는 그래픽 프로세서와 같은 임의의 통상적인 특수 목적 마이크로프로세서일 수 있다. 마이크로프로세서는 전형적으로 통상의 어드레스 라인, 통상의 데이터 라인, 및 하나 이상의 통상의 제어 라인을 가진다.
본원에 개시된 본 발명의 양태 및 실시예는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들의 임의의 조합을 생성하기 위해 표준 프로그래밍 또는 엔지니어링 기술을 사용하는 방법, 장치 또는 제조 물품으로서 구현될 수 있다. 본원에서 사용되는 "제조 물품"이란 용어는, 광 저장 장치 및 휘발성 또는 비휘발성 메모리 장치와 같은 하드웨어 또는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체, 또는 신호, 반송파 등과 같은 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에서 구현되는 코드 또는 로직을 의미한다. 이러한 하드웨어는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 주문형 집적 회로(ASIC), 복합 프로그래머블 로직 장치(CPLD), 프로그래머블 로직 어레이(PLA), 마이크로프로세서 또는 다른 유사한 프로세싱 장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

Claims (20)

  1. 적층 제조 장치용 구성 재료를 예열하는 시스템으로서:
    용기
    를 포함하고: 상기 용기는:
    상기 적층 제조 장치의 구성 재료 공급부에 의해 보유되는 구성 재료의 일부를 보유하도록 구성되며, 상기 구성 재료 공급부의 부피 미만의 부피를 가지는 저장부;
    상기 구성 재료의 일부를 가열하기 위해 상기 저장부에 결합된 가열 메커니즘; 및
    상기 구성 재료를 상기 저장부로부터 상기 적층 제조 장치의 구성 플랫폼의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 퇴적하도록 구성된 작동 메커니즘
    을 포함하는 것인 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 작동 메커니즘은, 상기 용기가 상기 적층 제조 장치의 재코팅 메커니즘의 어느 한 측면 상에 구성 재료를 퇴적하게 하도록 추가로 구성된 것인 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용기는 상기 재코팅 메커니즘에 결합되고, 상기 구성 플랫폼의 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 사이에서 상기 재코팅 메커니즘과 함께 이동하도록 구성된 것인 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가열 메커니즘은, 상기 재코팅 메커니즘이 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 측면으로 이동하는 동안, 상기 구성 재료의 일부를 가열하도록 구성된 것인 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 저장부는 상기 용기의 일단에 위치되고, 상기 작동 메커니즘은 상기 용기의 타단의 축을 따라 상기 용기를 기울여 상기 구성 재료를 퇴적하도록 구성된 것인 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 작동 메커니즘은 상기 용기의 도어 또는 슬롯 중 하나를 선택적으로 개방하여 상기 구성 재료를 퇴적하도록 구성된 것인 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 작동 메커니즘은, 상기 저장부로부터 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면 모두로 구성 재료를 퇴적하도록 구성된 것인 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 용기는 상기 저장부에 결합된 냉각 메커니즘을 더 포함하는 것인 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 구성 재료 공급부, 스캐닝 장치 및 재코팅 메커니즘을 더 포함하는 시스템.
  10. 적층 제조를 이용하여 대상물을 제조하는 방법으로서:
    구성 재료 공급부로부터 용기의 저장부 - 상기 저장부는 상기 구성 재료 공급부의 부피 미만의 부피를 가짐 - 내로 구성 재료의 제1 부분을 퇴적하는 단계;
    상기 용기 내의 상기 구성 재료의 제1 부분을 가열하는 단계;
    구성 플랫폼의 제2 측면에 더 가까운 재코팅 메커니즘의 제1 측면 상의 적층 제조 장치의 구성 플랫폼의 제1 측면 상에 상기 저장부로부터의 가열된 구성 재료의 제1 부분을 퇴적하는 단계;
    상기 구성 재료 공급부로부터 상기 저장부 내로 구성 재료의 제2 부분을 퇴적하는 단계;
    구성 재료의 제1 층을 형성하도록 상기 구성 플랫폼의 제1 측면으로부터 상기 구성 플랫폼 상에 상기 가열된 구성 재료의 제1 부분을 퇴적하는 단계;
    상기 대상물의 제1 층을 형성하도록 상기 구성 재료의 제1 층을 스캐닝하는 단계;
    상기 용기 내의 상기 구성 재료의 제2 부분을 가열하는 단계;
    상기 구성 플랫폼의 제1 측면에 더 가까운 상기 재코팅 메커니즘의 제2 측면 상의 상기 구성 플랫폼의 제2 측면 상에 상기 저장부로부터의 가열된 구성 재료의 제2 부분을 퇴적하는 단계;
    구성 재료의 제2 층을 형성하도록 상기 구성 플랫폼의 제2 측면으로부터 상기 구성 플랫폼 상에 상기 가열된 구성 재료의 제2 부분을 퇴적하는 단계;
    상기 대상물의 제2 층을 형성하도록 상기 구성 재료의 제2 층을 스캐닝하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구성 재료의 제2 부분을 가열하는 단계 및 상기 구성 플랫폼의 제1 측면으로부터 상기 가열된 구성 재료의 제1 부분을 퇴적하는 단계는 실질적으로 병행하여 수행되는 것인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 구성 플랫폼의 제1 측면으로부터 상기 가열된 구성 재료의 제1 부분을 퇴적하는 단계는 상기 구성 재료를 푸싱하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 저장부에서 상기 구성 재료의 제2 부분을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 구성 재료의 제1 층을 스캐닝하는 단계 및 상기 구성 재료의 제2 부분을 가열하는 단계는 실질적으로 병행하여 수행되는 것인 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 저장부로부터 상기 재코팅 메커니즘의 제1 측면 상에 상기 가열된 구성 재료의 제1 부분을 퇴적하는 단계는, 상기 용기의 축을 따라 상기 재코팅 메커니즘의 제1 측면 측으로 상기 용기를 기울이는 단계를 포함하는 것인 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 저장부 내에 고착된 구성 재료를 해제하도록 상기 용기를 두드리거나 요동시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 적층 제조 장치용 구성 재료를 예열하는 시스템으로서:
    상기 적층 제조 장치의 구성 재료 공급부에 의해 보유되는 구성 재료의 일부를 보유하는 보유 수단 - 상기 보유 수단은 상기 구성 재료 공급부의 부피 미만의 부피를 가짐 -;
    상기 보유 수단 내의 상기 구성 재료의 일부를 가열하는 가열 수단; 및
    상기 보유 수단으로부터 구성 재료를 상기 적층 제조 장치의 구성 플랫폼의 제1 측면 및 제2 측면 중 적어도 하나에 퇴적하는 퇴적 수단
    을 포함하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 퇴적 수단은, 상기 보유 수단이 상기 적층 제조 장치의 재코팅 메커니즘의 어느 한 측면 상에 구성 재료를 퇴적하게 하도록 추가로 구성된 것인 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 보유 수단은, 상기 재코팅 메커니즘에 결합되어 상기 구성 플랫폼의 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 사이에서 상기 재코팅 메커니즘과 함께 이동하도록 구성된 것인 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 가열 수단은, 상기 재코팅 메커니즘이 상기 제1 측면으로부터 상기 제2 측면으로 이동하는 동안 상기 구성 재료의 일부를 가열하도록 구성된 것인 시스템.
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