KR20220050981A - 다층 부품을 적층 제조하기 위한 3d 프린터, 프린팅 방법 및 부품 - Google Patents

다층 부품을 적층 제조하기 위한 3d 프린터, 프린팅 방법 및 부품 Download PDF

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KR20220050981A
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크리스토프 레처
토마스 렌젠
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티디케이 일렉트로닉스 아게
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Abstract

본 발명은, 다층 부품(11)을 적층 제조하기 위한 3D 프린터(1)를 포함한다. 상기 3D 프린터(1)는 작업대(5)를 포함한다. 또한, 3D 프린터(1)는 2개 이상의 상이한 원료 중 각 하나로 상기 작업대(5)를 코팅하도록 형성된 2개 이상의 이동식 디스펜서(3)를 포함한다. 이 경우 각각의 원료의 적어도 일부는 제조 단계에서 층으로서 부품(11)에 추가된다. 3D 프린터(1)는, 상기 부품(11)에 층이 추가될 때 사용되지 않는 각각의 원료를 선택적으로 회수하고, 계속해서 회수된 원료를 각각 관련된 디스펜서(3)로 재순환시키기 위해 사용되는 2개 이상의 이동식 회수 장치(4)를 더 포함한다.

Description

다층 부품을 적층 제조하기 위한 3D 프린터, 프린팅 방법 및 부품
본 발명은, 다층 부품을 적층 제조하기 위한 3D 프린터, 3차원 다층 부품을 적층 제조하기 위한 방법 및 3D 인쇄된 다층 부품에 관한 것이다.
다층 부품들은 배스(DIN EN ISO 17296 참조)에서의 광중합에 의해 층별로 구조화되어 형성될 수 있다. 해당 프린팅 장치들은, 원료가 배스에 넣어지거나 다른 작업대에 적용된 다음 다층 부품과 접촉하여 구조화되고 경화되는 것을 특징으로 한다. 일부 방법에서는 원료의 한 층만 작업대에 적용된 다음 부품과 접촉하여 구조화되고 경화된다. 다층 부품은 부품에 적용된 층의 구조가 상이할 수 있는 단계를 반복함으로써 생성된다.
원료를 구조화하고 경화하는 일반적인 방법들은 스테레오리소그래피(SLA) 또는 디지털 광원 처리(DLP)이다. 이러한 방법들에서 원료는 일반적으로 프로그래밍 가능한 디지털 방사선원에 의해 조사된다. SLA 방법은 이 목적을 위해 일반적으로 선회식 레이저를 사용하는 반면, DLP 방법은 예를 들어 프로젝터를 사용한다. 조사는 미리 정해진 패턴에 따른다. 이 경우 감광성인 원료는 함유된 결합제의 광중합에 의해 경화된다.
국제특허출원 WO 2015/107066 A1호는, 원료가 컨베이어 벨트 상에 제공되고 상기 컨베이어 벨트로부터 작업대로 운반되는 DLP-3D 프린터를 개시한다. 일반적으로는 사용 가능한 원료의 일부만 새로운 층의 구조화에 사용되기 때문에 부품 제조에 필요한 것보다 많은 원료가 사용되어야 한다. 사용된 과잉 원료는 프린팅 공정을 비효율적이고 비싸게 만든다.
컨베이어 벨트를 구비한 또 다른 3D 프린터는 국제특허출원 WO 2017/009368 A1호에 개시된다. 이 경우 프린팅 공정에서 남은 원료는 회수 장치에 의해 수거되어 제조 공정에서 다시 사용될 수 있다. 제2 원료로 인쇄하기 위해서는, 제1 원료의 잔여물을 제거하기 위해 회수장치를 포함하는 프린터 전체를 청소해야 한다. 따라서 상이한 재료들의 복수의 층을 포함하는 부품의 인쇄가 하나의 프린팅 공정에서 가능하지 않다.
미국 출원 US 2017/0182708 A1호는 측방향으로 이동하는 작업대를 갖는 3D 프린터를 개시한다. 복수의 원료 디스펜서의 도움으로, 이 경우 상이한 원료들이 적용될 수 있다. 작업대와 부품은 각 재료를 변경하기 전에 청소되어야 한다. 과잉 원료의 회수는 개시된 장치에서 제공되지 않는다.
다수의 부품은 상이한 재료들을 함유하는 복수의 층들을 포함한다. 이는 일반적으로 개별 부품들이 예를 들면, 개별적으로 인쇄된 다음 조립되는 복잡한 제조 프로세스를 사용하는 3D 인쇄에서만 가능하다. 종래 기술은 상이한 재료들을 포함하는 다층 부품들을 인쇄하기 위한 초기 접근 방식들을 포함하지만, 이들은 과잉 원료 사용 및 장비 비용으로 인해 비효율적이고 비싸다.
따라서 본 발명의 목적은, 3D 프린터 및 상이한 재료들을 함유하는 다층 부품이 효율적이고 자원 절약적이며 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있는 프린팅 방법을 제시하는 것이다.
청구항 1에 따른 본 발명은 적어도 부분적으로 설명된 문제를 해결한다.
본 발명은 다층 부품을 적층 제조하기 위한 3D 프린터를 개시한다.
상기 3D 프린터는 프린팅 공정이 수행되는 작업대를 포함한다. 또한, 프린터는 2개 이상의 상이한 원료 중 각 하나로 작업대를 코팅하도록 형성된 2개 이상의 이동식 디스펜서를 포함한다. 일 실시예 형태에서 작업대는 이동하지 않을 수 있다.
디스펜스들은 다양한 기술적 실시 형태들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스펜서들은 노즐 코터, 주사기 펌프, 연동 펌프, 잉크젯 헤드, 롤러 전사 장치 또는 전사 필름으로서 설계될 수 있다.
디스펜서에 의해 작업대에 적용된 각각의 원료 층의 적어도 일부는 프린팅 공정 동안 층으로서 부품에 추가된다. 이 경우 제조 공정은 적층 광중합 공정이다. 부품의 제1 층은 이를 위해 제공된 구조용 패널에 직접 부착될 수 있다. 추가 층들은 부품의 마지막 인쇄된 층에 각각 추가된다. 그런 다음 인쇄된 부품은 구조용 패널 상에서 한 층씩 성장한다.
추가로 3D 프린터는 부품에 층을 추가할 때 사용되지 않은 각각의 원료를 선택적으로 회수하고, 회수된 원료를 각각의 관련 디스펜서로 재순환시키기 위한 2개 이상의 이동식 회수 장치를 포함한다.
상기 회수 장치들은 재차 다양한 기술 방식으로 설계될 수 있다. 가능한 실시 형태들은 흡입 노즐, 와이퍼, 블레이드 또는 롤러이다.
따라서 각 개별 원료에는 한편으로는, 상기 하나의 원료만 적용하는 디스펜서 그리고 다른 한편으로는 상기 하나의 원료만 회수하여 관련 디스펜서로 재순환시키는 회수 장치가 할당되어 있다.
이렇게 하면 제조 공정이나 회수 중에 상이한 원료들이 서로 섞이지 않을 수 있다. 따라서 과잉 원료는 동일한 품질로 회수되어 제조 공정에서 다시 사용될 수 있다. 이렇게 함으로써 프린터가 효율적이고 자원 절약 방식으로 하나의 프린팅 공정에서 서로 다른 재료들의 복수의 층으로 부품을 인쇄할 수 있다.
디스펜서들의 이동성으로 인해, 개별 디스펜서로의 원료 재순환은 두 가지 방법으로 수행될 수 있다. 한편, 호스를 갖는 회수 장치는 이동식 디스펜서와 고정 연결될 수 있다. 다른 한편으로, 원료는 회수 장치에서 공급 장치로 다시 운반될 수 있으며, 상기 공급 장치로부터 새로운 프린팅 단계가 시작되기 전에 디스펜서가 채워질 수 있다. 이 경우에는 재순환 장치와 디스펜서가 서로 고정 연결되지 않는다.
이동식 디스펜서는 제조 위치에서 재료 공급 위치를 분리하는 것을 가능하게 한다. 이동식 회수 장치는, 재료 회수 위치에서 제조 위치를 분리하는 것을 가능하게 한다. 따라서 프린터의 유연한 구성이 가능하다.
3D 프린터는 방사선 투과성인 작업대의 창을 더 포함할 수 있다. 이 경우 프린터는, 창 아래에 배치된 방사선원을 더 포함하며, 그 결과 상기 방사선원은 창을 통해 창 상에 원료를 노출시켜 경화시킬 수 있다. 작업대의 방사선 투과성은 노출을 통해 원료가 경화되도록 한다. 방사선원은 예를 들, 레이저(SLA 방식) 또는 프로젝터(DLP 방식)이다. 방사선에는 이 경우 그리고 후속해서 가시광선, 적외선(IR) 및 자외선(UV) 범위의 광선, X선 및 기타 모든 형태의 전자기 방사선이 포함된다.
또한, 3D 프린터는 구조용 패널을 포함할 수 있으며, 이 구조 패널의 밑면에 부품이 제조되어 접착되며, 그리고 상기 구조용 패널은 작업대에 평행하게 하여 상기 작업대 위에 배치되어 있다. 구조용 패널은 일반적으로 작업대로 올리거나 내릴 수 있다. 이를 위해 3D 프린터는 구조용 패널을 올리고 내릴 수 있는 포지셔닝 시스템을 포함한다. 따라서 상기 포지셔닝 시스템은 사전에 인쇄된 부품의 층과 작업대 사이의 거리를 결정한다. 제1 층은 구조용 패널에 직접 인쇄된다. 그런 다음 설정된 거리는 부품에 추가될 층의 두께를 지정한다.
새로운 층들이 평행하게 추가되는 복수의 부품도 구조용 패널에 부착될 수 있다. 이러한 실시예에서 모든 부품은 작업대 위에 그리고 방사선 투과성인 창 표면 내부에 위치한다.
프린팅 공정 중에 사용되는 원료들은 세라믹 분말 또는 금속 분말 또는 유기 분말 및 광중합성, 즉 방사선 하에서 중합되는 유기 결합제를 함유할 수 있는 페이스트를 포함한다. 상기와 같은 원료는 광 조사에 의해 구조화되고 경화될 수 있다. 예를 들어, UV 광은 UV에 민감한 유기 결합제가 중합되도록 하여 원료에 경화된 구조들이 형성된다.
프린팅 후에는 탈지 공정과 소결 공정이 뒤따를 수 있다. 이러한 공정들은 유기 결합제를 제거하기 위해 수행되며, 결과적으로 세라믹 또는 금속 재료만 포함하는 구조화된 층들이 남는다. 폴리머 층들의 경우 이러한 단계들이 생략될 수 있다. 이러한 방식으로 세라믹, 금속 및 폴리머 층을 포함하는 원하는 다층 구조가 부품에 설정되고 유지될 수 있다.
일 실시 형태에서, 디스펜서 및 회수 장치는 단일 구성 요소로서 설계되어 있다. 즉, 동일한 구성 요소는 작업대를 새로운 원료로 코팅하고 작업대에서 경화되지 않은 남은 원료를 제거하기 위해 사용된다. 상기 구성 요소는 예를 들어 원료를 저장하기 위한 용기, 작업대를 코팅하기 위한 코팅 장치 및 작업대에서 원료를 회수하여 용기로 운반하는 회수 장치를 포함한다.
상기 코팅 장치는 예를 들어 노즐 코터, 주사기 펌프, 연동 펌프 또는 잉크젯 헤드로서 설계될 수 있다. 상기 회수 장치는 예를 들어 흡입 노즐 또는 블레이드로서 설계할 수 있다.
구성 요소는 예를 들어 작업대 위에서 측면으로 이동할 수 있는 요소일 수 있다. 작업대에 대한 원료의 적용 및 회수는 상기 구성 요소에 의해 동시에 또는 별도의 단계로 수행될 수 있으므로 구성 요소는 한 단계에서 각각의 원료만 적용하거나 재순환시킬 수 있다.
디스펜서와 회수 장치를 하나의 구성 요소로 결합하면 3D 프린터를 구성하는 데 필요한 장치 비용이 줄어든다. 또한, 하나의 공정 단계에서 원료의 적용 및 회수를 수행할 수 있어 프린팅 공정을 보다 효율적으로 만든다.
추가의 일 실시 형태에서, 2개 이상의 디스펜서가 하나의 구성 요소에 설계되어 있다. 따라서 상기 구성 요소는 두 가지 다른 원료를 작업대에 적용할 수 있다. 그러나 한 단계에서 항상 한 번에 하나의 원료만 적용된다. 구성 요소는 고정된 작업대를 통해 측면으로 이동하도록 설계되었다. 구성 요소는 원료를 저장하기 위한 용기를 더 포함할 수 있다.
코팅 장치는 예를 들어 위에서 언급한 바와 같이 설계될 수 있다. 하나의 구성 요소에 2개의 디스펜서를 설계하면 필요한 구성 요소의 수가 줄어들어 3D 프린터의 장치 구조가 단순화된다.
일반적으로 디스펜서들은 항상 원료를 저장하기 위한 용기와 원료로 작업대를 코팅하기 위한 코팅 장치를 포함할 수 있다. 원료 저장용 용기는 회수 장치에 의해, 사용하지 않은 원료로 다시 채울 수 있다. 이러한 목적을 위해 회수 장치는 예컨대 호스와 같은 회수 장치를 포함할 수 있으며, 이를 통해 디스펜서의 원료가 다시 운반된다. 이러한 운반은 펌프 또는 유사한 이송 장치에 의해 촉진될 수 있다. 디스펜서와 회수 장치가 하나의 구성 요소로 설계된 경우에는 회수 장치가 필요하지 않다. 또한, 용기는 새로 추가된 원료로 채울 수도 있다.
일 실시 형태에서, 디스펜서의 용기는, 인쇄된 개별 층의 균질한 조성을 보장하기 위해 재순환된 원료 및 추가될 수 있는 새로운 원료를 혼합할 수 있는 혼합 장치를 포함한다.
추가의 일 실시 형태에서, 2개 이상의 회수 장치가 하나의 구성 요소로 설계될 수 있다. 회수 장치의 가능한 실시 형태들은 위에 언급되어 있다. 구성 요소는 각각의 원료들을 저장하기 위한 용기를 더 포함할 수 있다. 2개의 회수 장치를 하나의 구성 요소로 설계하면 3D 프린터를 구성하는 데 필요한 장치 비용이 줄어든다.
일 실시 형태에서 구성 요소는 2개의 디스펜서 및 2개의 회수 장치를 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트들의 조합은 프린터 구성을 단순화하고 하나의 공정 단계에서 다양한 원료의 회수 및 적용을 가능하게 하여 프린팅 공정을 크게 단순화할 수 있다. 그러나 이 경우에는 한 단계에서 하상 하나의 원료만 적용되고 하나의 원료가 회수된다. 이를 위해 구성 요소는 두 가지 다른 원료를 저장하기 위한 2개의 용기를 더 포함할 수 있다.
구성 요소는 프린팅 공정에 사용되는, 너비(B)와 길이(L)를 갖는 작업대의 전체 영역을 통해 측면으로 이동할 수 있다. 이 경우 예를 들어 구성 요소의 제1 유닛은 제1 원료를 적용 및 회수하는데 사용될 수 있고, 동일한 구성 요소의 제2 유닛은 제2 원료를 적용 및 회수하는 데 사용될 수 있다. 제1 원료가 작업대에 적용되고 이 원료로 프린팅 공정이 수행되면 제1 원료를 회수하기 위해 제1 유닛을 갖는 구성 요소가 맨 먼저 작업대 위로 이동된다. 이러한 공정은 예를 들어 제1 원료의 흡인을 통해 수행된 수 있다. 원료는 구성 요소의 제1 용기에 저장된다. 동일한 단계에서 작업대 위로 이동되는 구성 요소의 제2 유닛은 작업대에 제2 원료를 적용하고, 상기 원료는 구성 요소의 제2 용기에 저장된다.
3D 프린터의 구성 요소, 디스펜서 및 회수 장치의 수에는 제한이 없다. 2개 대신 3D 프린터에는 각각 자체 원료가 할당된 3개, 4개 또는 그 이상의 디스펜서와 회수 장치도 포함될 수 있다. 단일 구성 요소에는 상기 디스펜서 및/또는 회수 장치 모두 또는 그 이상이 포함될 수 있다. 대안적으로, 개별 디스펜서 및/또는 회수 장치는 복수의 개별 구성 요소로 설계될 수도 있다. 그러나 구성 요소 수가 많을수록 3D 프린터를 구성하는 데 필요한 장비 비용도 증가한다.
추가의 일 실시 형태에서, 3D 프린터는 작업대의 상이한 가장자리들에 설치된 2개 이상의 채널을 포함하고, 이 경우 이동식 회수 장치들은 미사용 원료를 각각의 관련 채널 내로 밀어 넣을 수 있다. 이 실시 형태에서, 각 원료에는 자체 채널이 할당되어 있다.
회수 장치들은 예를 들어 와이퍼 또는 블레이드로서 설계되어 있으며, 이러한 와이퍼 또는 블레이드는 작업대를 가로질러 측면으로 이동하여 사용되지 않은 원료를 작업대에서 관련 채널로 밀어 넣는다. 채널은 재순환 장치에 연결되어 있으며, 상기 재순환 장치는 채널로부터 원료를 관련 디스펜서로 재순환시킨다. 상이한 원료에 대한 복수의 상이한 채널들이 작업대의 상이한 측면에 배치될 수 있다.
바람직한 일 실시 형태에서, 회수 장치들은 작업대를 가로질러 이동함으로써, 작업대를 가로질러 완전히 이동할 때 나머지 원료를 각각의 관련 채널 내로 완전히 밀어 넣을 수 있다.
일 실시 형태에서, 3D 프린터는 원료로부터 부품을 청소하기 위한 청소 장치를 포함한다. 상기 청소 장치는 구동 시스템을 포함할 수 있으며, 이를 통해 청소 장치가 부품의 표면을 따라서 측방향으로 이동될 수 있다.
청소 장치는 예를 들어 흡입 노즐, 블레이드 또는 롤러일 수 있다. 청소 장치는 바람직하게는 수동 상태에서는 부품 옆에 측방향으로 위치 설정되고 활성 상태에서는 부품의 표면 위로 측방향으로 이동할 수 있도록 배치되어 있다.
각 원료에 대해 별도의 청소 장치가 제공될 수 있으며, 그 결과 프린터는 이러한 청소 장치를 2개 이상 포함한다.
각각의 청소 장치는 재순환 장치를 포함하고, 이 경우 각 재순환 장치는 회수된 원료를 각각의 관련 디스펜서로 재순환시키는 이송 장치를 포함한다. 상기 이송 장치는 예를 들어 펌프이고, 재순환 장치는 호스이다. 분리된 재순환 장치들은, 원료가 혼합되지 않아 재사용될 수 있도록 한다.
일 실시 형태에서, 재순환 장치는 청소 장치와 동일할 수 있다. 예를 들면, 롤러가 사용될 수 있으며, 이 롤러는 접착 표면을 갖고 부품 표면을 가로질러 그 위에 남아 있는 원료를 제거한다. 그런 다음 상기 롤러는 포지셔닝 시스템에 의해 디스펜서로 이동할 수 있으며, 이때 원료는 롤러에서 제거되어 디스펜서에 로드된다. 상기와 같은 장치는 롤러 전사 장치로 언급된다.
대안적으로, 청소 장치는 접착 표면을 갖는 전사 필름을 포함할 수 있다. 청소 장치가 흡입 노즐인 경우, 재순환 장치는 예를 들어 이송 장치로서 펌프나 송풍기를 포함하는 호스로서 설계될 수 있다. 청소 장치가 부품의 표면을 긁는 블레이드로서 설계된 경우, 재순환 장치는 부품 아래에 있는 채널통일 수 있으며, 포지셔닝 시스템의 도움으로 디스펜서로 이동될 수 있다.
본 발명은 또한, 3차원 다층 부품을 적층 제조하고 미사용 원료의 회수하기 위한 방법을 개시하며, 상기 방법은 다음 단계들을 포함한다:
- 작업대를 가로질러 측방향으로 이동하는 디스펜서로 코팅하고 작업대에 원료 층을 적용하는 단계로서, 이 경우 원료의 층 두께는 적어도 부품에 추가될 층의 원하는 층 두께에 상응한다.
일반적으로 원하는 치수의 완전한 층을 제조하려면 잉여 원료가 필요하다.
- 원료 층을 작업대에 코팅될 부품의 표면과 접촉시키고 원료의 일부를 패턴 경화시켜 부품의 새로운 패턴화된 층을 형성한다.
부품의 제1 층은 이러한 목적으로 만들어진 구조용 패널의 표면과 접촉하여 제조된다.
- 작업대로부터 새로운 층을 포함하는 부품을 들어 올린다.
이렇게 들어 올리는 과정을 통해 경화층이 적용된 부품이 경화되지 않은 원료로부터 분리된다. 잉여 원료의 일부가 부품에 붙어 남아 있을 수 있다.
- 작업대를 가로질러 측방향으로 이동하는 회수 장치를 사용하여 작업대에서 나머지 원료를 제거하여 원료를 디스펜서로 재순환시킨다.
회수 장치는 예를 들어 흡입 노즐, 블레이드 또는 롤러로 설계될 수 있고, 원료를 디스펜서로 재순환시키기 위한 장치를 추가로 포함한다. 흡입 노즐의 경우에는 일반적으로 회수 장치와 동일한 구성 요소에 원료를 저장하기 위한 용기가 있다. 예를 들어 상기 용기로부터 호스는 관련 디스펜서 또는 제1 디스펜서를 채울 수 있는 추가 용기로 직접 연결된다. 디스펜서 및 회수 장치는 전술한 바와 같이 하나의 동일한 구성 요소로 설계될 수 있다.
블레이드 또는 와이퍼의 경우에는 일반적으로 원료를 작업면 측면에 부착된 채널로 밀어 넣고, 이 채널에는 예를 들어 원료를 회수하기 위한 호스가 부착되어 있다. 롤의 경우에는 회수 장치가 전사 롤러 기계로서 설계될 수 있다. 전사 롤러는 자신의 접착 표면을 통해 원료를 픽업한 다음 디스펜서로 이동할 수 있으며 그곳에서 원료를 다시 적절한 디스펜서로 보낸다.
- 동일한 또는 제2 원료 및 후자의 경우 제2 디스펜서로 전술한 방법 단계를 반복하는 단계로서, 이 경우 제1 및 제2 원료가 각각 상응하는 디스펜서로 선택적으로 재순환될 수 있도록 제2 회수 장치가 제공되어 있다.
방법의 추가 실시예에서, 전술한 방법 단계는 제3 또는 추가 원료 및 제3 또는 추가 디스펜서 뿐만 아니라 제3 또는 추가 회수 장치에 의해 반복된다. 상기 제3 원료는 적절한 디스펜서로 선택적으로 재순환된다. 추가 원료도 해당되는 추가 디스펜서로 선택적으로 재순환된다. 원료들의 혼합이 발생하지 않아 상기 원료들이 프린팅 공정에서 다시 사용될 수 있다.
작업대 자체는 정지 상태를 유지할 수 있다. 그런 다음 기술된 방법에서는, 원료가 적용될 때 그리고 원료가 회수될 때, 각각의 디스펜서들 및/또는 회수 장치들이 각각 작업대를 가로질러 측방향으로 이동된다. 이러한 측방향 이동을 통해 디스펜서들과 회수 장치들이 작업대의 전체 프린팅 영역에 도달할 수 있다.
방법의 일 실시예에서, 작업대는 방사선 투과성인 창을 갖는다. 치수 측면에서 상기 창은 적어도 추가될 층 정도의 치수를 갖는다. 부품을 갖는 구조용 패널이 창 위에 배치된다. 구조용 패널은 부품 표면과 작업대 상부면 사이의 거리가 부품에 추가될 새로운 패턴 층의 원하는 층 두께와 상응할 때까지 창에 수직으로 내려간다. 부품의 제1 층을 프린팅할 때 구조용 패널의 표면과 작업대 사이의 거리가 제1 층의 원하는 두께에 상응하도록 구조용 패널이 내려간다.
이 방법에서 창을 통해 다층 부품을 조사하여 원료가 새로운 층으로 구조화되고 경화된다. 이를 위해 원료는 감광성을 갖는 결합제를 포함한다. 조사에 의해 결합제의 중합이 야기된다.
상기 방법에서 추가로 부품이 있는 구조용 패널과 이에 부착된 새로운 층이 작업대에서 들어 올려진다. 이를 위해 적어도 일 실시 형태에서, 부품과 구조용 패널 사이의 접착력은 부품과 작업대 사이의 접착력보다 더 크다. 구조용 패널에 대한 부품의 더 큰 접착력은 구조용 패널의 재료 선택과 작업대에 비해 구조용 패널의 높은 표면 거칠기에 의해 보장된다. 거칠기가 높으면 부품이 구조용 패널에 쉽게 접착된다. 구조용 패널 재료를 선택할 때는 바람직하게 부품의 재료를 선택하는 것과 같은 재료 또는 거친 구조의 금속판이 바람직할 수 있다.
방법에서는 다음과 같은 후속 단계들이 수행된다:
- 원료의 부품을 청소하기 위한 청소 장치를 제공하는 단계.
이 경우 상기 청소 장치는 바람직하게는 부품 옆에 측방향으로 위치 설정되어 있다.
- 청소 장치를 부품의 표면을 따라서 측방향으로 이동하여 부품의 표면에서 잉여 원료를 제거하는 단계.
청소 장치는 예를 들어 흡입 노즐, 블레이드 또는 롤러일 수 있다.
- 관련된 재순환 장치를 통해 원료에 해당하는 디스펜서로 원재료를 재순환시키는 단계.
흡입 노즐의 경우, 재순환 장치는 예를 들어 호스 또는 관 시스템이 될 수 있다. 롤러의 경우 전사 롤러 기계가 사용될 수 있다. 각 원료에는 원료가 혼합되지 않도록 해당 재순환 장치가 있는 해당 청소 장치가 할당된다.
본 발명은
- 평평한 표면을 따라 서로 구분되어 있고,
- 상이한 재료들을 포함하며, 그리고
- 화학적으로 서로 직접 연결된,
복수의 층을 포함하는 부품을 더 포함한다.
본 발명은 또한, 층들의 두께가 각각 최대 300 ㎛의 두께인 전술한 특성을 갖는 부품을 포함한다. 부품은 바람직하게는 5 ㎛ 내지 200 ㎛의 층 두께를 갖는 층들을 갖는다.
상기 층들은 측방향으로 뿐만 아니라 수직으로 서로 나란히 배치될 수 있다. 상이한 층들 사이의 구분 표면은 부품의 외부 표면과 평행하게 연장될 수 있다. 부품의 재료들은 다양한 금속 및 세라믹 또는 둘 중 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어 개별 세라믹 층들 또는 금속 층들 사이에는 접착제와 같은 추가 연결 수단이 제공되지 않는다. 층 두께는 프린팅 공정에서 가변적으로 조정될 수 있으며, 그 결과 부품의 유연한 구조화가 가능하다.
일 실시 형태에서, 프린팅 후, 부품은 제1 구조이고 결합제를 포함한다. 상기 결합제는 소결 단계에 의해 제거되어 부품의 구조를 변경한다. 소결 후 부품은 원하는 제2 구조가 된다.
본 발명은 후속해서 도면을 참조하여 실시예들에서 더 상세히 설명된다. 그러나 본 발명은 기술되거나 예시된 형태 및 실시예에 한정되지 않는다. 보호 범위는 청구 범위에 개시된 특징들만을 표준으로 한다.
도면부에서:
도 1은 하나의 구성 요소에 2개의 디스펜서와 회수 장치를 갖는 3D 프린터의 제1 실시 형태의 단면 개략도를 도시한다.
도 2는 3D 프린터의 제1 실시 형태에 대한 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3은 프린팅 방법의 청소 단계에서 3D 프린터의 제1 실시 형태의 단면 개략도를 도시한다.
도 4는 2개의 분리된 구성 요소에 2개의 디스펜서와 회수 장치들을 갖는 3D 프린터의 제2 실시 형태의 단면 개략도를 도시한다.
도 5는 각 4개의 디스펜서와 회수 장치를 갖는 3D 프린터의 제3 실시 형태의 개략도를 평면도로 도시한다.
도 6은 인쇄된 다층 부품의 개략도를 횡단면으로 도시한다.
도면들은 개략도이다. 이러한 도면들은 3D 프린터의 실제 크기를 나타내지 않는다. 치수 및 상호 크기 비율은 도면에 표시된 예와 다를 수 있다.
도 1은 3D 프린터(1)의 제1 실시예를 도시한다. 이 3D 프린터(1)는 2개의 상이한 원료로 프린팅하도록 설계되어 있다. 3D 프린터(1)는 이동식 구성 요소(2)를 포함하며, 상기 구성 요소는 2개의 디스펜서(3a 및 3b)와 2개의 회수 장치(4a 및 4b)를 포함하는 포함한다. 상기 디스펜서(3)들은 예를 들어 노즐 코터로서 설계되어 있다. 상기 회수 장치(4)들은 예를 들어 와이퍼로서 설계되어 있다.
이동식 구성 요소(2)는 작업대(5)를 가로질러 이동 가능하게 설치되어 있다. 구성 요소(2)는 예를 들어, 상대적으로 긴 연장부가 프린팅 공정에 필요한 작업대(5)의 적어도 일부를 덮을 수 있도록 치수 설계되었다. 이에 대해서는, 프린팅 공정 동안 원료가 적용되어야 하는 작업대(5)의 모든 영역이 포함된다. 따라서 구성 요소(2)는 상대적으로 긴 측면에 수직인 평면에서 1차원 측방향 이동에 의해, 필요한 작업대(5)의 각 섹션에 도달할 수 있다.
구성 요소(2)는 제1 유닛(도면의 우측)과 제2 유닛(도면의 좌측)으로 분할되어 있다. 상기 제1 유닛은 제1 원료를 적용하고 회수하는 데 사용된다. 상기 제2 유닛은 제2 원료를 적용하고 회수하는 데 사용된다.
더 나아가 각 유닛은 원료를 저장하기 위한 용기(6)를 포함한다. 이러한 용기(6)들은 공급 장치(7)들의 도움으로 채워질 수 있다. 제1 용기(6a)를 채우기 위한 제1 공급 장치(7a)는 작업대(5)의 제1 측면에 존재하고, 제2 용기(6b)를 채우기 위한 공급 장치(7b)는 작업대(5)의 제2 측면에 존재한다. 공급 장치(7)들은 외부로부터 새로 첨가된 원료로 채워질 수 있다. 또한, 공급 장치(7)들은 프린팅 공정에서 사용되지 않은 회수된 원료를 수용할 수 있다.
구성 요소(2)의 용기(6a 또는 6b)들을 채우기 위해 상기 구성 요소(2)는 작업대(5)의 제1 또는 제2 측면으로 이동된다. 구성 요소(2)가 예를 들어, 작업대(5)의 제1 측면의 가장자리 상에 위치하는 경우, 제1 용기(6a)는 제1 공급 장치(7a)에 의해 채워질 수 있다. 이는 제2측면에도 동일하게 적용된다.
또한, 작업대(5)의 제1 및 제2 측면에서 2개의 채널(8)은 작업대(5)의 가장자리에 직접 설치되어 있다. 와이퍼로서 설계된 제1 회수 장치(4a)는 작업대(5)를 통해 이동할 때 남아 있는 원료를 제1 채널(8a)로 쓸어낸다. 이 채널(8a)은 제1 호스(9a)를 통해 공급 장치(7a)와 연결되어 있다. 호스(9a)는 또한, 채널(8a)로부터 공급 장치(7a)로 원료를 운반하는 펌프를 포함한다. 이는 제2 측면에도 동일하게 적용된다.
작업대(5)는 표면의 대부분을 차지하는 방사선 투과성 창을 더 포함한다. 상기 창 아래에는 프로젝터(10)가 배치되어 있으며, 이 프로젝터는 새로운 층으로서 부품(11)에 추가되어야 하는 기존 부품(11)들과 창 사이의 원료를 기설정된 패턴으로 조사하여 구조화하고 경화시킨다. 예시적인 광선(10b)은 도면에 도시되어 있다. 패턴은 예를 들어, 프로젝터(7) 상에 배치된 마스크의 형태로 정의될 수 있다. 대안적으로, 패턴은 예를 들어, 디지털 방식으로 사전 프로그래밍될 수 있다.
패턴은 새로운 층이 부품(11)에 오버 프린팅된 후 이전 부품(11)의 하부면 영역만을 덮도록 설계될 수 있다. 따라서 추후 프린팅 공정에서는 추가 층도 기존 층 옆에 측방향으로 프린팅될 수 있다.
복수의 부품(11)이 구조용 패널(12) 상에 설치되어 있다. 설치될 수 있는 부품(11)의 수는 부품(11)과 구조용 패널(12)의 기하학적 구조에 의존한다. 본 예에는 4개의 부품(11)이 구조용 패널(12) 상에 설치되어 있다. 구조용 패널(12)은, 부품(11)들이 잘 부착되는 표면 거칠기가 높은 하부면을 포함한다. 구조용 패널(12)은 상기 작업대 위에, 작업대(5)에 평행하게 배치되어 있다.
포지셔닝 시스템(13)을 사용하여 부품(11)들과 함께 구조용 패널(12)은 작업대(5)에 수직으로 올려지고 내려질 수 있다. 이를 위해, 포지셔닝 시스템(13)은 작업대(5) 위 중앙에 그리고 작업대에 수직으로 위치 설정되어 있다.
또한, 3D 프린터(1)는 구동 시스템의 도움으로 부품(11)들의 하부면을 따라서 이동될 수 있는 청소 장치(14)를 포함한다. 이 때문에 상기 구동 시스템은 충분히 큰 거리를 두고 구조용 패널(12)에 평행하게 작업대(5) 위에 그리고 포지셔닝 시스템(13)의 앞 또는 뒤에 위치 설정되어 있다. 이 경우에 청소 장치(14)는 부품(11)들로부터 사용되지 않은 원료를 긁어낼 수 있는 블레이드로서 설계되어 있다.
도 2는 3D 프린터(1)의 제1 실시예를 평면도로 도시한다. 2개의 채널(8a 및 8b) 사이에 작업대(5)가 있으며, 이 작업대는 방사선 투과성이다. 제1 채널(8a)은 제1 호스(9a)에 의해 제1 공급 장치(7a)와 연결되어 있다. 이는 제2 측면에도 동일하게 적용된다. 호스와 공급 장치를 갖는 각 채널은 특정 원료에 할당되어 있다. 원료들은 프린팅 공정에서 섞이지 않는다. 따라서 원료들의 순도가 보존되며, 그 결과 원료가 공정에 다시 사용될 수 있다.
이동식 구성 요소(2)는 프린팅 공정에 필요한 작업대(5)의 너비(B)에 걸쳐 연장된다. 상기 이동식 구성 요소는 2개의 디스펜서(3a 및 3b), 2개의 회수 장치(4a 및 4b) 및 2개의 원료의 적용, 회수 및 저장을 위한 2개의 용기(6a 및 6b)를 포함한다.
이동식 구성 요소(2)는 프린팅 공정에 필요한 작업대(5)의 길이(L)에 걸쳐 제1 채널(8a)이 있는 제1 가장자리로부터 제2 채널(8b)이 있는 제2 가장자리까지 이동될 수 있다. 따라서 디스펜서(3a 및 3b)들과 회수 장치(4a 및 4b)들 모두 전체 길이(L)를 덮을 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 제1 용기(6a)는 새로운 원료로 채워져 있다. 구성 요소(2)는 제1 측면에서 제2 측면으로 이동하여 이전 프린팅 공정의 남은 원료(빗금친 영역)를 제2 채널(8b)으로 쓸어냄과 동시에 제1 디스펜서(3a)를 사용하여 자신의 오른쪽 측면에 제2 원료(점선 영역)를 적용한다.
도 1의 단면도에 존재하지만 작업대(5) 상부에 위치하는 3D 프린터(1)의 또 다른 요소들은 개관의 용이함을 위해 도 2에서는 다시 도시되지 않는다.
예시적인 일 방법의 제1 단계 A에서, 제1 디스펜서(3a)는 전술한 바와 같이 제1 원료를 작업대(5)에 적용한다. 디스펜서(3a)가 작업대(5)를 가로질러 측방향 이동함으로써 상기 작업대가 원료에 의해 완전히 코팅될 수 있다.
재료를 작업대에 적용하여 코팅을 완료한 후, 구조용 패널(12)은 단계 B에서, 작업대에 적용된 원료와 접촉하고 구조용 패널(12)과 작업대(5) 사이의 거리가 새로운 층의 원하는 두께에 상응할 때까지 포지셔닝 시스템(13)(도 1 참조)에 의해 내려진다. 이 경우 잉여 원료는 제1 층이 프린팅될 때 구조용 패널(9)의 가장자리로 밀려난다.
이어서 단계 C에서, 구조용 패널(12) 아래에 있는 원료는 원하는 패턴 또는 원하는 구조에 따라 프로젝터(10)에 의해 방사선에 노출된다. 방사선은 유기 결합제의 광중합에 의해 재료를 경화시키고 부품(11)들의 제1 층을 형성하며, 상기 제1 층은 구조용 패널(12)에 부착된다. 구조용 패널(12)은 이제 포지셔닝 시스템(13)의 도움으로 들어 올려질 수 있으며, 이 경우 경화되지 않은 나머지 원료의 대부분은 작업대(5) 상에 남아 있다.
도 3에 도시된 부착된 부품(11)들을 갖는 구조용 패널(12)을 들어 올린 후, 전술한 바와 같이 단계 D에서, 작업대에서 이 경우 와이퍼로서 설계된 이동식 회수 장치(4a)에 의해 남아 있는 원료가 완전히 청소된다. 이와 동시에 남아 있는 원료는 예를 들어 이를 위해 제공된 채널(8a)으로 밀어 넣어진다. 동시에 동일한 구성 요소(2)의 제2 디스펜서(3b)에 의해 새로운 원료가 이미 적용될 수 있다.
이와 동시에, 단계 E에서는 부품(11)의 표면을 횡단함으로써 청소 장치(14)에 의해 새로 인쇄된 층의 하부면이 청소된다(도 3 참조). 이러한 방식으로 회수된 원료는 마찬가지로 관련된 디스펜서(3)로 재순환된다.
제1 층이 인쇄되어 청소되고 제1 원료가 작업대(5)에서 완전히 제거되자마자 언급된 방법 단계들을 반복하여 제2 및 추가 층들이 경우에 따라 경화된 다른 구조로 부품(11)에 적용될 수 있다.
제2 또는 추가 층에 대해 다른 원료가 제공되고 개별 디스펜서(3)들이 분리된 개별 구성 요소들로 설계된 경우(제2 실시예 참조), 제1 디스펜서(3a)는 작업대(5)의 관련된 측면의 가장자리로 이동되며, 그 결과 추가 프린팅 공정이 차단되지 않는다. 그 대신 제2 또는 대안적으로 제3 디스펜서가 작업대(5)의 제2 또는 제3 측면으로부터 삽입되고 전체 공정이 추가 원료로 반복된다.
이미 부품(11)의 하나 이상의 층이 구조용 패널(12)에 부착되어 있기 때문에, 단계 B에 상응하는 단계 F에서 부품(11)은, 부품(11)과 작업대(5) 사이의 거리가 원하는 새로운 층의 두께에 상응할 때까지 하강하게 된다. 이 경우 잉여 원료는 이제 부품(11)들의 기존 층들의 가장자리들로 옮겨진다.
제1 원료는, 예를 들어 유기 결합제를 함유하는 세라믹 원료이다. 제2 원료는 예를 들면 마찬가지로 유기 결합제를 함유하는 금속 페이스트이다. 동시에 추가 층들은 동일하거나 추가의 상이한 원료를 함유할 수 있다. 각 층은 상이한 구조 또는 상이한 패턴으로 적용될 수 있으며, 그 결과 임의의 외부 모양과 임의의 내부 구조를 갖는 부품이 제조될 수 있다.
도 4는 3D 프린터(1)의 제2 실시예를 도시한다. 이 제2 실시예는 실질적으로 제1 실시예와 동일하다. 그러나 제1 실시예와 대조적으로, 3D 프린터(1)는 이제 개별적으로 이동 가능한 2개의 분리된 구성 요소(2a 및 2b)를 포함한다. 이러한 실시예는 이미 전술한 방법에서도 언급되었다. 각 구성 요소(2)는 디스펜서(3), 회수 장치(4) 및 용기(6)를 각각 포함한다. 구성 요소(2)는 각각 원료에 할당되어 있다. 상기 두 구성 요소(2a 및 2b)는 작업대(5)를 가로질러 측방향으로 개별적으로 그리고 서로 독립적으로 이동될 수 있다.
예를 들어, 제일 먼저 구성 요소(2b)가 작업대(5)를 통해 채널(8b)에서 채널(8a)로 이동됨으로써 제1 원료(음영 처리됨)가 디스펜서(3b)에 의해 작업대(5)에 제공될 수 있다. 이를 위해 구성 요소(2b)의 용기(6b)는 공급 장치(7b)에 의해 해당 원료로 미리 채워졌다. 이 과정에서 구성 요소(2a)는 채널(8a)이 부착된 작업대(5)의 가장자리 상에 고정되어 구성 요소(2b)를 방해하지 않는다.
제1 원료의 적용이 완료되면, 실제 프린팅 공정은 제1 실시예의 단계 B, C 및 E와 유사하게 수행된다. 구성 요소(2b)는 프린팅 공정 동안 채널(8a)의 측면에 위치한다. 프린팅 후 구성 요소(2b)는, 회수 장치(4b)에 의해 경화되지 않은 남은 원료를 작업대(5)에서 완전히 제거하기 위해 채널(8b) 방향으로 다시 이동한다.
그런 다음 추가 단계에서, 제1 원료와 유사하게 구성 요소(2a)의 디스펜서(3a)에 의해 제2 원료(점선)가 작업대(5)에 적용될 수 있다. 이를 위해 구성 요소(2b)는 채널(8a)에서 채널(8b)로 이동한다. 이러한 독립적인 구성 요소(2)들은 무엇보다 3개, 4개 또는 그 이상의 원료로 프린팅하기 위한 추가 구성 요소(2)의 통합을 용이하게 한다.
현재의 도 4에서는 프린팅 공정에 사용되는 작업면(5)의 전체 영역에 이미 제2 원료가 적용되어 있다.
도 5는 3D 프린터(1)의 제3 실시예를 도시하며, 이는 이전의 2개의 실시예와 본질적으로 동일하다. 여기에서 3D 프린터(1)는 개별적으로 이동 가능한 4개의 분리된 구조 요소(2)를 포함하며, 이들 구조 요소는 각각 디스펜서(3), 회수 장치(4) 및 용기(6)를 포함한다.
작업대(5) 위쪽에 위치하는 3D 프린터(1)의 추가 요소들은 개관의 용이함을 위해 도 5에서는 생략되었다.
3D 프린터의 제3 실시예는 다음과 같은 변형에서 이전 실시예들과 다르다. 제1 및 제2 측면에 있는 채널들, 호스들 및 공급 장치들 외에도 2개의 추가 원료에 대한 채널(8c, 8d)들, 호스(9c, 9d)들 및 공급 장치(7c, 7d)들이 작업대(5)의 2개의 추가 측면에도 설치되어 있다. 따라서 프린터는 4가지 상이한 원료로 인쇄할 수 있다.
작업대(5)가 정사각형 형태를 가짐으로써, 결과적으로 제1 및 제2 측면의 채널(8a, 8b)들과 구성 요소(2a, 2b)들은 서로 평행하게 배치되는 반면, 2개의 추가 채널(8c, 8d)과 구성 요소(2c, 2d)는 서로 수직으로 배치되어 있다. 상기 2개의 추가 채널과 구성 요소는 재차 서로 평행하게 배치되어 있다.
본 예에서, 이동식 구성 요소(2b, c 및 d)들은 각각의 채널(9b, c 및 d) 옆에 있는 작업대(5)의 가장자리에 배치되어 있다. 상기 구성 요소들은 활성 상태에 있지 않다.
다른 한편으로 제1 측면에서 공급 장치(7a)에 의해 채워진 구성 요소(2a)는 제1 원료(점선)로 작업대(5)을 코팅하기 위해 작업대(5) 위로 이동한다.
도 6은 인쇄된 다층 부품(11)을 예시적으로 개략적으로 도시한다. 여기서 상기 부품(11)은 6개의 층(16a 내지 16f)을 포함하는 수직으로 적층된 4개의 평면(15a 내지 15d)을 포함한다. 아래로부터 제1 및 제3 평면(15a, 15c)은 각각 2개의 층(16a, 16b, 16d, 16e)을 포함한다. 최상부 층(16f)은 프린팅 공정에서 가장 먼저 제조된 층에 상응한다. 도면의 최하부 층(16a 및 16b)은 프린팅 공정에서 마지막으로 제조되었다.
부품(11)은 상이한 해칭으로 표시되는 3가지 서로 다른 재료의 층을 포함한다. 상기 3가지 재료 중 하나는 금속이고, 다른 재료는 2개의 상이한 폴리머 또는 세라믹이다.
층들 사이의 경계는 각각 부품(11)의 외부면(17)에 평행한 평평한 경계면을 따라서 연장된다. 개별 층들은 본 경우의 부품(11)에서 아래로부터 제2 및 제4 층(16c, 16f)과 같이 부품(11)의 수평면을 포함할 수 있다. 그러나 부품(11)의 제1 및 제3 평면(15a, 15c)에서와 같이, 층들은 또한 측방향으로 서로 나란히 존재할 수 있다.
부품(11)의 층 두께는 가변적일 수 있다. 도시된 부품(11)의 최상부 층(16f)은 부품(11)의 다른 층보다 더 얇고, 최하부 2개의 층(16a, 16b)은 부품(11)의 다른 층보다 더 두껍다.
설명된 층들 사이에는 예를 들어 접착층과 같은 추가의 중간층 또는 연결층이 없다.
1: 3D 프린터
2: 결합된 구성 요소
2a-d: 4개의 개별 구성 요소
3, 3a-b: 디스펜스
4, 4a-b: 회수 장치
5: 작업대
6, 6a-b: 용기
7, 7a-d: 공급 장치
8, 8a-d: 채널
9, 9a-d: 호스
10; 프로젝터
10b: 광선
11: 부품
12: 구조용 패널
13: 포지셔닝 시스템
14; 청소 장치
15a-15d: 부품(11)의 평면
16a-16f: 부품(11)의 층
17: 부품(11)의 외부면
B: 작업대(5)의 너비
L: 작업대(5)의 길이

Claims (15)

  1. 다층 부품(11)을 적층 제조하기 위한 3D 프린터(1)로서,
    - 작업대(5),
    - 2개 이상의 상이한 원료 중 각 하나로 상기 작업대(5)를 코팅하도록 형성된 2개 이상의 이동식 디스펜서(3), 이때 각각의 원료의 적어도 일부는 제조 단계에서 층으로서 부품(11)에 추가되며,
    - 상기 부품(11)에 층이 추가될 때 사용되지 않는 각각의 원료를 선택적으로 회수하고, 회수된 원료를 각각 관련 디스펜서(3)로 재순환시키 위한 2개 이상의 이동식 회수 장치(4)를 포함하는, 3D 프린터(1).
  2. 제1항에 있어서,
    - 방사선 투과성인 작업대(5)에 있는 창,
    - 상기 창 아래에 배치되어 상기 창을 관통하여, 상기 창 상에서 원료를 노출시켜 경화할 수 있는 방사선원(10),
    - 부품(11)이 그 하부면에 배치되어 고정될 수 있으며, 상기 작업대(5) 위에서 상기 작업대에 평행하게 배치되고 상기 작업대(5)에 수직으로 올리거나 내릴 수 있는 구조용 패널(12) 및
    - 상기 구조용 패널(12)을 상기 작업대(5)에 수직으로 올리거나 내릴 수 있어 상기 부품(11)과 상기 작업대(5) 사이의 거리를 결정하는 포지셔닝 시스템(13)을 더 포함하는, 3D 프린터(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 원료가 세라믹 분말, 금속 분말 또는 유기 분말 및 광중합 가능한 유기 결합제를 함유하는 페이스트를 포함하는, 3D 프린터(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스펜서(3)와 상기 회수 장치(4)가 하나의 구성 요소(2)에 설계된, 3D 프린터(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개 이상의 디스펜서(3)가 하나의 구성 요소(2)에 설계된, 3D 프린터(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개 이상의 회수 장치(4)가 하나의 구성 요소(2)에 설계된, 3D 프린터(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스펜서(3)들이 원료를 저장하기 위한 용기(6) 및 원료로 상기 작업대(5)를 코팅하기 위한 코팅 장치(4)를 포함하는, 3D 프린터(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업대(5)의 상이한 가장자리들 상에 설치된 2개 이상의 채널(8)을 포함하고, 이때 상기 이동식 회수 장치(4)들이 사용되지 않은 원료를 상기 관련된 채널(8)에 밀어 넣는, 3D 프린터(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    원료의 부품(11)을 청소하기 위한 청소 장치(14)를 포함하는, 3D 프린터(1).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 청소 장치(14)가 구동 시스템에 의해 상기 부품(11)의 표면을 따라서 측방향으로 이동될 수 있는, 3D 프린터(1).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    각각의 청소 장치(14)에 대해 각 하나의 재순환 장치가 제공되어 있고, 그리고
    각각의 상기 재순환 장치가 회수된 원료를 각각의 관련 디스펜서(3)로 재순환시키는 이송 장치를 포함하는, 3D 프린터(1).
  12. 3차원 다층 부품(11)을 적층 제조하고 미사용 원료를 회수하기 위한 방법으로서,
    - 작업대(5)를 가로질러 측방향으로 이동하는 디스펜서(3)에 의해 상기 작업대(5)에 원료 층을 적용하는 단계, 이때 상기 원료의 층 두께는 적어도 상기 부품(11)에 추가될 층의 원하는 층 두께에 상응하며,
    - 상기 원료 층을 작업대(5) 상에서 코팅될 부품(11)의 표면과 접촉시키고 상기 부품(11)의 새로운 구조화된 층을 형성하기 위해 원료의 일부를 패턴 경화시키는 단계,
    - 상기 작업대(5)로부터 새로운 층을 포함하는 부품(11)을 들어 올리는 단계,
    - 상기 작업대(5)를 가로질러 측방향으로 이동하는 회수 장치(4)를 사용하여 상기 작업대(5)로부터 남은 원료를 제거하고 상기 원료를 상기 디스펜서(3)로 재순환시키는 단계,
    - 제2 원료 및 제2 디스펜서(3)를 사용하여 전술한 방법 단계들을 반복하는 단계를 포함하고, 이때 제1 및 제2 원료가 각각 해당 디스펜서(3)로 선택적으로 재순환될 수 있도록 제2 회수 장치(4)가 제공된, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    - 상기 작업대(5)가, 방사선 투과성이고 그 치수가 적어도 추가될 층 정도인 창을 갖고,
    - 상기 창 위에 부품(11)을 갖는 구조용 패널(12)이 위치 설정되며,
    - 상기 부품(11)의 표면과 상기 작업대(5) 사이의 거리가 상기 부품(11)에 추가될 구조화된 층의 원하는 층 두께에 상응할 때까지 상기 구조용 패널(12)이 상기 창에 수직으로 내려지고,
    - 상기 창을 통해 다층 부품(11)을 조사하여 원료가 새로운 층으로 구조화되고 경화되며, 그리고
    - 상기 부품(11)과 이 부품에 부착되는 새로운 층을 갖는 구조용 패널이 작업대(5)로부터 들어 올려지는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    - 원료의 부품(11)을 청소하기 위한 청소 장치(14)를 제공하는 단계,
    - 상기 부품(11)의 표면을 따라서 상기 청소 장치(14)의 측방향 이동에 의해 상기 부품(11)의 표면으로부터 잉여 원료를 제거하는 단계,
    - 관련된 재순환 장치를 통해 원료에 해당하는 상기 디스펜서(3)로 원료를 재순환시키는 단계를 포함하는, 방법.
  15. - 평평한 표면을 따라서 서로 구분되어 있고,
    - 상이한 재료를 포함하며, 그리고
    - 화학적으로 서로 직접 연결된, 복수의 층(16)을 포함하는, 부품(11).
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