KR20220012836A - Sls 3차원 프린팅을 위한 로봇식 파우더 베드 카트 및 호환 가능한 프린터 하우징 - Google Patents

Sls 3차원 프린팅을 위한 로봇식 파우더 베드 카트 및 호환 가능한 프린터 하우징 Download PDF

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토마즈 피. 치에신스키
자쿱 그라직
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넥사3디 인코포레이티드
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Abstract

다수의 프린터 하우징과 파우더 베드 카트를 조정하여 다양한 3D 프린팅 작업을 수행할 수 있다. 프린터 하우징은 직접 또는 제어 스테이션을 통해 파우더 베드 카트를 요청할 수 있다. 요청된 파우더 베드 카트는 대기 영역에서 보내질 수 있으며 바닥에 있는 자기 테이프 라인을 따르도록 자기 가이드 센서를 사용하여 자동으로 요청하는 프린터 하우징으로 이동할 수 있다. 요청하는 프린터 하우징에서, 파우더 베드 카트가 도킹하고, 잭 나사를 상승시켜 파우더형 매체 트레이와 파우더 베드를 제 위치로 이동하고 프린팅 작업이 시작될 수 있다. 파우더 베드 카트에 파우더형 매체가 고갈되면, 파우더 베드 카트가 프린터 하우징에서 결합 해제되어 트레이에 파우더형 매체가 다시 채워지고 배터리가 재충전되는 대기 영역으로 복귀될 수 있다.

Description

SLS 3차원 프린팅을 위한 로봇식 파우더 베드 카트 및 호환 가능한 프린터 하우징
관련된 출원
본 출원은 2019년 5월 14일에 출원된 미국 가출원 제 62/847,504호에 대한 우선권을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 선택적 레이저 소결(selective laser sintering; SLS)을 위한 파우더 베드 카트(powder bed cart) 및 관련 프린터 하우징(housing)에 관한 것으로, 일 실시예에서, 자율 운동 및 상기 프린터 하우징 중 하나와 도킹(docking)하기 위한 수단을 포함하는 카트에 관한 것이다.
소위 "3D 프린팅(3D printing)" 또는 더 일반적으로 적층 가공(additive manufacturing)은 컴퓨터 제어 하에 디지털 데이터 파일로부터 3차원 물체를 제조하는 공정을 설명하는 데 사용되는 광범위한 용어이다. SLS를 포함하여 다양한 적층 제조 기술이 개발되었다. SLS는 레이저를 사용하여 디지털 모델 파일에 의해 정의된 공간의 지점에서 일반적으로 금속, 폴리머, 또는 세라믹 파우더와 같은 재료의 융합을 포함한다. 모델의 주어진 단면 층에 대해, 레이저의 초점은 파우더형 재료의 베드 위로 스캔되어 재료가 레이저에 의해 개별적으로 가열된 지점에서 고체 덩어리를 형성한다. 각각의 단면이 스캔된 후, 파우더 베드가 낮아지고 재료의 새 층이 적용되고 공정이 반복된다. 이 공정은 원하는 물체가 완성될 때까지 제작 중인 물체의 각각의 단면 층에 대해 지점별로 계속된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다수의 프린터 하우징 및 카트는 다양한 프린팅 작업을 수행하도록 조정될 수 있다. 프린터 하우징은 직접 또는 제어 스테이션을 통해 파우더 베드 카트를 요청할 수 있다. 요청된(requested) 파우더 베드 카트는 대기 영역(stand-by area)에서 발송될 수 있으며 바닥에 있는 자기 테이프 라인을 따라 자기 가이드 센서를 사용하여 자체적으로 요청하는 프린터 하우징으로 이동할 수 있다. 요청하는 프린터 하우징에서, 파우더 베드 카트가 도킹되고 잭 나사를 상승시켜 파우더형 재료 트레이(tray)와 파우더 베드를 제자리로 이동하고 프린팅 작업이 시작될 수 있다. 파우더 베드 카트에 파우더형 재료가 고갈되면, 파우더 베드 카트가 프린터 하우징에서 결합 해제되어 트레이가 파우더형 재료로 다시 채워지고 배터리가 재충전되는 대기 영역으로 복귀할 수 있다.
프린터 하우징은 파우더 베드 카트와 도킹하도록 조정된(adapted) 개구(opening)를 포함할 수 있다. 프린터 하우징은 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스(source), 및 파우더 베드 카트의 파우더 베드에 배치된 파우더형 재료 위로 레이저 빔을 스캔하도록 구성된 이미징 시스템을 추가로 포함할 수 있어, 파우더형 재료가 레이저 빔에 의해 가열된 지점에서 고체 덩어리를 형성한다. 프린터 하우징은 파우더 베드 내에서 파우더형 재료를 확산하도록 구성된 롤러를 추가로 포함할 수 있다.
파우더 베드 카트는 파우더 베드, 자율 이동을 위한 수단, 및 프린팅 하우징과의 도킹을 위한 수단을 포함할 수 있다. 자율 이동을 위한 수단은 위치 센서, 파우더 베드 카트의 아래쪽에 배치된 휠(wheel), 파우더 베드 카트를 원하는 목적지로 조종하고 추진하기 위한 전기 모터, 및 전기 모터에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 프린팅 하우징과 도킹하기 위한 수단은 파우더 베드의 수직 위치를 프린터 하우징 내의 작동 위치로 상승시키는 수직 조정 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 실시예는 하기 도면과 관련하여 보다 완전하게 설명된다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 파우더 베드에서 파우더형 매체의 융합에 의해 3차원 물품을 형성하기 위한 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 파우더형 매체를 운반하기 위한 카트, 및 카트를 수용하도록 구성된 프린터 하우징을 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라, 프린터 하우징 내에서 파우더형 매체용 트레이 및 파우더 베드를 작동 위치로 가져오기 위한 수직 조정 수단을 도시한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 카트가 프린터 하우징에 도킹된 조립체를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다수의 프린터 하우징, 카트, 및 제어 스테이션을 통합하는 시스템을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다수의 프린터 하우징 및 카트를 갖는 작업 현장을 도시한다.
바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 일부를 형성하고 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예가 예시로서 도시된 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예가 이용될 수 있고 구조적 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 도면 중 어느 하나와 관련된 설명은 동일하거나 유사한 구성요소/단계를 포함하는 다른 도면에 적용될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 파우더 베드(12)에서 파우더형 매체(powered medium; 10)의 융합에 의해 3차원 물품을 형성하기 위한 장치의 일 예 및 상기 장치의 작동 단계가 도시되어 있다. 파우더형 매체(10)(예를 들어, 금속, 폴리아미드, 또는 기타 재료)의 제 1 층은 파우더 베드(12) 위에 분포된다. 이것은 롤러 모션 메커니즘(14)을 사용하여 파우더 베드(12) 위에 얇은 층으로 재료를 확산시킴으로써 또는 그렇지 않으면 파우더 베드 위에 층을 증착함으로써 달성될 수 있어서, 파우더형 매체(10)의 상대적으로 얇고 균일한 층이 파우더 베드(12) 상에 분포되도록 한다. 일부의 경우에, 파우더형 매체(10)는 중력 공급을 통해 분포된 다음 압연되거나 스크레이핑되어 파우더 베드(12)에 비교적 얇고 균일한 층을 형성한다.
일단 분포되면, 파우더형 매체(10)의 비교적 얇고 균일한 층, 또는 작업 영역(16) 내의 상기 층의 적어도 일부는 녹는점 미만의 온도로 가열될 수 있다. 이 가열은 적외선 램프를 사용하는 것을 포함하여 임의의 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 가공물(즉, 제조될 물체)의 단면 층의 이미지는 레이저 소스(18) 및 이미징 시스템(20)을 사용하여, 파우더 베드(12)의 작업 영역(16)에 걸쳐 분포된 파우더형 매체의 층에 초점을 맞춘다. 일반적으로, 이것은 파우더형 재료의 베드 위로 레이저 빔(22)의 초점을 스캐닝하는 것을 포함하여 재료가 레이저에 의해 가열된 지점에서 고체 덩어리를 형성하게 한다. 레이저 빔은 제조될 물체의 제 1 단면 층의 이미지에 대응하는 파우더 베드(12)의 작업 영역(16)의 위치에서 파우더형 매체(10)의 해당 부분을 융합하기에 충분한 에너지를 가지며, 물체의 제 1 단면 층의 이미지에 대응하는 형상을 갖는 파우더형 매체의 일체형 층을 형성한다. 파우더 베드 상의 파우더형 매체의 다른 부분은 융합되지 않은 상태로 남아 있고 파우더형 매체 층의 통합 또는 융합된 부분을 둘러싸서 파우더형 매체 층을 지지한다.
다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 파우더 베드(12)를 하강하고, 제 1 층(예를 들어, 롤러(14)를 이용하여) 상에 파우더형 매체(10)의 제 2 층을 분포시키고, 제조될 물체의 제 2 단면 층의 이미지를 이용하여 상기 공정을 반복하여, 이에 대응하는 형상을 갖는 파우더형 매체의 일체형 층을 형성한다. 이러한 공정은 파우더형 매체의 추가 층 및 물체의 각각의 추가 단면 층의 추가 이미지에 대해 반복될 수 있으며, 각각의 파우더형 매체의 추가 층은 그의 바로 이전 층 위에 분포되어 있어 3차원 물품을 형성할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c에서, 파우더 베드(12) 및 그 양쪽 상의 파우더형 매체(10)용 트레이(내부에 파우더형 매체 포함)는 카트(30)에 포함된다. 장치의 광학 구성요소를 포함하는 다른 소자는 프린터 하우징(32)에 포함된다. 이들 구성요소는 도 2 및 3a 및 도 3b에 더 자세히 도시되어 있다. 카트(30)는 캐스터(36) 또는 다른 휠이 장착되고 프린터 하우징(32) 전면의 개구(34) 내에 끼워지도록 구성된다. 다른 휠는 메카넘(Mecanum) 또는 옴니 휠(omni wheel)일 수 있지만 이로 국한되지는 않으며, 이 휠는 카트가 옆으로 운전할 수 있게 하여 카트가 기동하는 데 필요한 공간의 양을 줄인다. 카트(30)가 개구(34) 내에 수용되면, 커버(40)가 다시 감겨져서 파우더 베드(12)가 노출되고 파우더형 매체(10) 및 스크류 잭(38)용 트레이가 전개되어 파우더 베드(12) 및 파우더형 매체(10)용 트레이를 프린트 하우징(32) 내의 작동 위치로 가져온다. 도 3b는 완성된 조립체를 보여준다. 프린팅 공정이 완료되거나 카트(30)의 파우더가 소모된 후, 스크류 잭(38)이 후퇴하여 카트(30)를 캐스터(36) 위로 내리고 커버(40)가 펼쳐져서 파우더 베드(12) 및 파우더형 매체용 트레이(10)를 덮는다. 카트(30)는 이어서 프린터 하우징(32)을 빠져나간다.
커버(40)는 카트(30)가 프린터 하우징(32)으로부터 빠져 나온 후에 파우더 베드(12)의 온도를 유지하기 위해 예를 들어 저항성 히터와 같은 통합 가열 소자(integrated heating element)를 가질 수 있다. 프린팅 속도의 증가로 인해, 프린팅 시간과 프린팅 후 냉각 시간의 비율이 감소하였으며, 이는 프린팅 공정 후 벌크 재료가 프린팅하는 데 걸리는 시간보다 냉각하는 데 더 많은 시간이 필요하다는 것을 의미한다. 프린팅 공정 후, 카트(30)는 복수의 공급 영역 스테이션(supply area station) 중 하나에 도킹될 수 있으며, 여기서 카트에 전력을 공급하는 데 사용되는 배터리는 재충전될 수 있고 가열 소자는 배터리 대신 콘센트 연결(outlet connection)에 의해 작동(run off)될 수 있다. 이러한 모듈식 설계로, 다수의 프린터 카트(30)가 하나의 프린터 하우징(32)에 도킹될 수 있어 전체 프린팅 처리량을 증가시키는 것이 바람직하다. 프린터 하우징(32)은 공급 영역에 배치된 카트 풀로부터 다음으로 이용 가능한 프린터 카트(30)를 요청할 수 있다. 프린터 카트(30)는 한 가지 유형의 재료만을 사용하여 작업에 전념할 수 있어 프린트 사이에 카트(30)를 청소하고 준비하는 데 필요한 시간을 줄일 수 있다.
전술한 실시예에서, 카트(30)는 파우더형 매체(10)용 트레이 및 프린터 베드(12)를 모두 포함한다. 그러나, 다른 경우에, 프린터 카트(30)는 프린터 베드(12)만을 포함하는 반면, 파우더형 매체(10)(내부에 파우더형 매체 포함)는 프린터 하우징(32)에 포함된다. 일부 실시예에서, 카트(30)는 자율 또는 반자율 차량이고 프린터 하우징(32) 및/또는 원격 조종기의 요청 및 제어시 그 동작을 수행한다.
지금부터 도 4를 참조하면, 다수의 프린터 하우징(32a-32n), 카트(30a-30b), 및 제어 스테이션(60)을 통합하는 시스템(50)의 일 예가 도시되는데, 여기에서 각각의 이러한 장치로부터 원격 측정이 수신 및 처리되고 네트워크들(52) 중 하나 이상의 네트워크들 또는 네트워크를 통해 명령이 전송된다. 제어 스테이션(60)의 일부로서 선택적으로 하나 이상의 클라이언트 스테이션(72a-72m)이 포함되며, 각각은 네트워크들(70)중 하나 이상의 네트워크들 또는 네트워크에 의해 원격 스테이션(60)에 통신 가능하게 결합되고 여기서 프린터 하우징(32a-32n) 및 카트(30a-30b)의 작동 및 동작은 보고, 평가하고, 제어될 수 있다. 네트워크(70)의 구성요소 중 일부 또는 전부는 네트워크(52)의 일부일 수 있거나 네트워크들 중 별도의 네트워크들 또는 네트워크일 수 있다. 고정식 또는 이동식일 수 있는 중계기 유닛(54)은 네트워크(52)에 대한 프린터 하우징(32a) 및 카트(30a)를 위한 통신 경로를 제공하는 것으로 도시되어 있다. 실제로, 복수의 중계기 유닛은 복수의 프린터 하우징 및 카트를 수용하기 위해 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 별개의 수의 프린터 하우징, 카트, 클라이언트 스테이션, 및 시스템(50)의 다른 구성요소만이 예시되어 있지만, 실제로 시스템(50)의 실체화(instantiation)에는 임의의 수의 그러한 장치를 가질 수 있다. 마찬가지로, 제어 스테이션(60)이 단일 유닛으로 도시되어 있지만 실제로 제어 스테이션(60)의 기능은 다수의 컴퓨터 시스템, 예를 들어 다수의 물리적 컴퓨트 장치상에서 작동하는 다수의 가상 머신을 포함하는 클라우드-기반 컴퓨터 시스템에 걸쳐 분산될 수 있다. 따라서, 시스템(50)의 예시는 본 설명의 목적을 위한 예시로 간주되어야 하며 물리적 구성의 관점에서 제한하지 않아야 한다.
이 예시된 실시예에서, 시스템(50)은 다수의 프린터 하우징, 카트 및 제어 스테이션뿐만 아니라 이들 유닛 사이의 상호통신 수단을 포함한다. 프린터 하우징 및 카트는 위에 설명된 종류일 수 있으며 오디오/비디오 정보를 캡처하여 제어 스테이션(60)에 해당 정보를 전송하는 오디오/비디오 수단(예: 카메라, 마이크 등)을 포함할 수 있다. 또한 위치 센서, 예를 들어, GPS 또는 이와 유사한 유닛은 각각의 프린터 하우징 및 카트에 관한 위치 정보를 제공하기 위해 포함된다. 어떤 경우에는, 카트와 프린터 하우징이 바닥에 부착된 자기 접착 테이프가 있는 설비 내에 위치된다. 대안적으로, 바닥 경로 표시기의 광학 추적이 사용될 수 있다. 프린터 하우징(32a-32n)은 공지된 좌표에 위치되고 카트(30a-30b)는 자기 가이드 센서를 포함하는 자동화된 가이드 차량이다. 제어 스테이션(60) 또는 프린터 하우징(32a-32n) 중 하나의 지시에 따라, 카트는 마그네틱 가이드 센서를 사용하여 바닥에 있는 마그네틱 테이프 라인을 따라 프린터 하우징과 도킹을 진행할 것이다. 전기 모터는 카트를 목적지까지 추진하기 위해 하나 이상의 캐스터에 전력을 공급할 수 있다. 프린터 하우징에서 사용하지 않을 때, 카트는 예를 들어 전기 모터에 전력을 공급하는 데 사용되는 배터리가 재충전될 수 있는 공급 영역에 배치될 수 있다. 제어 스테이션(60)에서, 하나 이상의 클라이언트 스테이션(72a-72m)은 모니터링된 카트 및 프린터 하우징에 관한 데이터 보기와 프린터 하우징에서 수행되는 프린팅 작업을 제공하는 수신 및 표시 스테이션의 역할을 한다.
공급 영역 외에, 프린터 카트의 또 다른 목적지는 후처리 스테이션일 수 있으며, 여기서 프린터 하우징과 유사하게, 프린터 카트(30)는 프린팅된 부품의 포장 풀기(unpacking), 파우더 제거(de-powdering), 세척, 및/또는 파우더형 매체로 트레이를 다시 채우는 작업을 수행하기 위해 도킹할 수 있다. 파우더 제거 스테이션은 기술자가 수동으로 작동하거나 완전히 자동화될 수 있다.
재충전은 제어 스테이션(60)의 도움으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 파우더형 재료가 카트 내의 트레이에 채워지기 전에, 재료 용기에 스캔될 고유 코드가 라벨링될 수 있다. 그 다음, 코드는 제어 스테이션(60)에 제공될 수 있으며, 여기서 코드는 각각의 프린팅 카트(30a-30b)에 있는 재료의 유형 및 양과 함께 기록된다. 프린팅 작업이 수행됨에 따라, 제어 스테이션은 다양한 프린터 카트(30a-30b)의 진로를 따라 어떤 카트가 비어 있고 다시 채워야 하는지, 다양한 프린팅 작업을 완료하기에 적합한 파우더형 재료가 충분한지를 기록한다. 이렇게 하면 올바른 유형 및/또는 충분한 양의 재료가 장착되지 않은 카트로 프린팅 작업이 시작되는 것을 방지할 수 있다.
일반적으로, 프린터 하우징(32a, 32b, 32n), 카트(30a-30b), 및 제어 스테이션(60) 사이의 통신은 적어도 부분적으로 무선 라디오 주파수(RF) 통신일 수 있다. 예를 들어, 프린터 하우징(32a, 32b, 32n)과 카트(30a-30b)의 각각의 원격 측정 유닛(telemetry unit)은 제어 스테이션(60)과 오디오/비디오 정보를 송수신하기 위한 RF 송수신기를 포함할 수 있다. 어떤 경우에는, 카트가 프린트 하우징과 도킹되어 있을 때, 카트는 예를 들어 국부적, 근거리 무선 통신 연결 및/또는 국부적 유선 통신 연결을 사용하여 프린터 하우징의 원격 측정 유닛을 사용하도록 구성될 수 있다.
시스템(50)에서, 카트(30a-30b) 및 프린터 하우징(32a-32n)은 각각의 로컬 환경에 관한 데이터를 네트워크(52)를 통해 제어 스테이션(60)으로 무선으로 전송하기 위해 그들 중 일부 또는 모두 사이에 메시 네트워크와 같은 무선 애드 호크 네트워크(wireless ad hoc network)를 형성하도록 구성될 수 있다. 각각의 프린터 하우징(32a-32n) 및 카트(30a-30b)는 제어 스테이션(60)의 특정 장치 및 위치와 정보를 연관시키기 위해 개별 장치에 의해 전송된 데이터와 연관될 수 있는 고유 식별자와 연관될 수 있다. 이러한 방식으로, 장치들 사이의 네트워크(52)에 대한 다중 무선 연결이 그러한 토폴로지에서 중복성을 제공하기 때문에, 통신이 개별 유닛으로부터의 전송에 의존하는 경우보다 작업 현장으로부터의 데이터 전송이 더 양호할 수 있다. 마찬가지로 중계기(54)는 하나 이상의 카트(30a-30b) 및/또는 프린터 하우징(32a-32n)에 대한 릴레이 스테이션으로서 작용할 수 있다.
제어 스테이션(60) 내에서, 네트워크(52)에 통신 가능하게 결합된 하나 이상의 컴퓨팅 장치는 HTTP 서버와 같은 서버(62), 및 본 발명의 실시예에 따른 시스템(50)의 양태를 구현하는 애플리케이션(66)을 호스트한다. 애플리케이션(들)(66)은 프린터 하우징 및 카트(및 기타 장치, 예를 들어, 위치 정보를 제공하는 GPS 장치, 작업 현장 오디오/비디오 보기를 제공하는 원격 조종 드론 등)로부터 수신된 데이터에 대한 조정 및 분석을 수행할 수 있고 데이터 저장소(68)에 이 조정 및 분석을 저장한다. 데이터 저장소(68)는 전용 저장 기기일 수 있거나 원격 스테이션을 구성하는 컴퓨팅 장치에 액세스할 수 있는 클라우드-기반 저장소일 수 있다.
애플리케이션(들)(66)은 프린터 하우징(32a-32n) 및 카트(30a-30b), 및/또는 서버(62)를 통해 원격 데이터 저장소(68)로부터 라이브 오디오/비디오 공급을 액세스하기 위한 클라이언트 스테이션(72a-72m)으로의 외부 액세스를 제공하는 응용 프로그램 인터페이스(Application Programming Interface; API; 64)를 지지할 수 있다. 특정 실시예에서, 클라이언트 스테이션(72a-72m)에서 실행되는 웹 브라우저와 같은 클라이언트 애플리케이션은 API(64)를 통해 그리고 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(hypertext transfer protocol; HTTP) 또는 파일 전송 프로토콜(file transfer protocol; FTP)과 같은 프로토콜을 사용하여 서버(62)를 통해 애플리케이션(들)(66)에 액세스할 수 있다. 특정 실시예에서, 다양한 클라이언트 스테이션은 랩톱 또는 데스크탑 컴퓨터, 스마트폰과 같은 모바일 장치, 또는 가상 현실 플레이어와 같은 웨어러블 장치일 수 있다.
본 시스템은 도 5에 도시된 것과 같은 작업 현장의 작동을 제어하고 모니터링하는 데 적합하다. 이러한 환경에서, 다수의 프린터 하우징 및 카트는 다양한 프린팅 작업을 수행하도록 조정된다. 프린터 하우징은 직접 또는 제어 스테이션을 통해 카트를 요청할 수 있다. 요청된 카트는 대기 영역에서 보내지고 바닥의 자기 테이프 라인을 따라 자기 가이드 센서를 사용하여 자동으로 요청한 프린터 하우징으로 이동한다. 요청한 프린터 하우징에서 카트는 도킹하여 잭 나사를 상승시켜 파우더형 매체 트레이와 파우더 베드를 제자리로 이동하고 프린팅 작업이 시작한다. 카트에 파우더형 매체가 없으면, 카트가 프린터 하우징에서 결합 해제되어 파우더형 매체로 재충전되는 대기 영역으로 돌아가고 배터리가 재충전된다. 다수의 상이한 프린팅 작업이 이러한 환경에서 동시에 실행될 수 있다.
제어 스테이션에서, 프린터 하우징의 오디오/비디오 정보 및 카트로부터의 원격 측정 데이터는 서버(62)에 의해 수신되고 API(64)를 통해 애플리케이션(들)(66)으로 전달된다. 애플리케이션(들)(66)은 오디오/비디오 정보 및/또는 원격 측정 데이터를 보관 및 교육 목적으로 데이터 저장소(68)로 기록 및 보관을 시작한다. 또한, 애플리케이션(들)(66)은 오디오/비디오 정보 및 원격 측정 데이터를 클라이언트 스테이션(72a-72m) 중 하나 이상으로의 공급을 제공하며, 여기서, 클라이언트 스테이션에 배치되는 사람에 의해 관측될 수 있다.
클라이언트 스테이션에는 프린터 하우징(32a-32n) 및 카트(30a-30b)로부터의 정보가 디스플레이되는 하나 이상의 디스플레이가 장착될 수 있다. 클라이언트 스테이션은 또한 작업자가 프린팅 공정, 카트 및 시스템의 기타 작동 측면을 제어할 수 있도록 구성된다. 따라서, 선택적 레이저 소결(SLS)을 위한 파우더 베드 카트 및 관련 프린터 하우징, 그리고 일 실시예에서, 자율 이동 및 상기 프린터 하우징 중 하나와 도킹하기 위한 수단을 갖는 카트가 설명되었다.

Claims (20)

  1. 선택적 레이저 소결(selective laser sintering; SLS) 장치를 위한 파우더 베드 카트로서,
    파우더 베드;
    자율 이동을 위한 수단; 및
    상기 SLS 장치의 프린팅 하우징(housing)과 도킹하기 위한 수단을 포함하는, 파우더 베드 카트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자율 이동을 위한 수단은:
    위치 센서;
    파우더 베드 카트의 하부에 배치된 휠(wheel);
    파우더 베드 카트를 원하는 목적지로 조종하고 추진하는 전기 모터; 및
    상기 전기 모터에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함하는, 파우더 베드 카트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프린팅 하우징과 도킹하기 위한 수단은 상기 파우더 베드의 수직 위치를 상기 프린터 하우징 내의 작동 위치로 상승시키기 위한 수직 조정 수단을 포함하는, 파우더 베드 카트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우더 베드는 리트랙터블(retractable) 커버에 의해 덮이는, 파우더 베드 카트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 리트랙터블 커버는 상기 파우더 베드의 온도를 유지하기 위해 통합 가열 소자(integrated heating element)를 포함하는, 파우더 베드 카트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우더 베드 카트는 공급 영역 스테이션(supply area station)에 도킹되도록 구성되고, 여기서 파우더 베드 카트의 배터리는 재충전되고 파우더 베드 카트의 가열 소자는 배터리 대신 콘센트 연결(outlet connection)에 의해 작동되는(run off), 파우더 베드 카트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    파우더형 재료를 유지하기 위한 하나 이상의 트레이(tray)를 더 포함하는, 파우더 베드 카트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 파우더 베드 카트는 후처리 스테이션에 도킹되도록 구성되고, 여기서 상기 파우더 베드 카트는 프린팅된 부품의 포장 풀기(unpacking), 파우더 제거(de-powdering), 세척 또는 파우더형 재료로 하나 이상의 트레이의 재충전 중 적어도 하나를 수행하는, 파우더 베드 카트.
  9. 선택적 레이저 소결(SLS) 장치를 위한 프린터 하우징으로서,
    상기 SLS 장치를 위한 자율 파우더 베드 카트와 도킹하도록 조정된(adapted) 개구(opening)로서, 상기 자율 파우더 베드 카트가 파우더 베드를 포함하는, 개구;
    레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 소스(source); 및
    상기 파우더 베드에 배치된 파우더형 재료 위로 레이저 빔을 스캔하여 상기 파우더형 재료가 상기 레이저 빔에 의해 가열된 지점에서 고체 덩어리를 형성하도록 구성된 이미징 시스템을 포함하는, 프린터 하우징.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 파우더형 재료를 유지하기 위한 하나 이상의 트레이를 더 포함하는, 프린터 하우징.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 개구는 복수의 자율 파우더 베드 카트와 도킹하도록 조정되는, 프린터 하우징.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 파우더 베드 내에서 파우더형 재료를 펴도록 구성된 롤러를 더 포함하는, 프린터 하우징.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 프린터 하우징은 상기 자율 파우더 베드 카트에 요청(request)을 전송하여 상기 자율 파우더 베드 카트가 대기 영역(stand-by area)으로부터 프린터 하우징의 개구까지 이동하게 요청하도록 구성되는, 프린터 하우징.
  14. 제 9 항에 있어서,
    오디오 및/또는 비디오 정보를 제어 스테이션으로 그리고 이로부터 송신 및 수신하도록 구성된 원격 측정 유닛(telemetry unit)을 더 포함하는, 프린터 하우징.
  15. 선택적인 레이저 소결(SLS) 프린팅 시스템으로서,
    제 1 복수의 자율 파우더 베드 카트;
    제 2 복수의 프린터 하우징으로서, 각각의 프린터 하우징은 상기 제 1 복수의 자율 파우더 베드 카트 중 하나 이상과 도킹하도록 구성된, 제 2 복수의 프린터 하우징; 및
    상기 제 1 복수의 자율 파우더 베드 카트 및 제 2 복수의 프린터 하우징의 작동을 제어하기 위해 상기 제 1 복수의 자율 파우더 베드 카트 및 제 2 복수의 프린터 하우징에 통신 가능하게 결합된 제어 스테이션을 포함하는, SLS 프린팅 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 스테이션은 상기 제 1 복수의 자율 파우더 베드 카트 중 하나가 대기 영역으로부터 상기 제 2 복수의 프린터 하우징 중 하나의 개구로 이동하도록 요청하는 요청을 전송하도록 구성되는, SLS 프린팅 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 스테이션은 각각의 상기 제 1 복수의 자동 파우더 베드 카트 내 재료의 유형 및 양의 기록을 유지하도록 구성되는, SLS 프린팅 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 스테이션은 상기 제 1 복수의 자율 파우더 베드 카트 또는 상기 제 2 복수의 프린터 하우징 중 하나 이상으로부터 오디오 및/또는 비디오 정보를 수신하도록 구성되는, SLS 프린팅 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어 스테이션은 상기 오디오 및/또는 비디오 정보를 하나 이상의 클라이언트 스테이션(client station)으로 전송하도록 구성되는, SLS 프린팅 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 스테이션은 하나 이상의 클라이언트 스테이션으로부터 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 명령은 상기 제 1 복수의 자율 파우더 베드 카트 및 상기 제 2 복수의 프린터 하우징의 작동을 제어하도록 구성되는, SLS 프린팅 시스템.
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