KR20240011123A

KR20240011123A - 3차원 프린팅을 위한 시스템 및 방법, 및 이에 의해 생산되는 제품

Info

Publication number: KR20240011123A
Application number: KR1020237033241A
Authority: KR
Inventors: 그렉 허스트; 마수드 모다레시파르; 모하마달리 사파비흐; 데릭 모리스; 루이스 알바레즈; 다니엘 이. 백맨
Original assignee: 렁 바이오테크놀로지 피비씨
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2024-01-25
Also published as: CA3210478A1; AU2022231145A1; EP4301579A1; JP2024508332A; WO2022187514A1; IL305511A; CN117545612A; US20220281178A1

Abstract

적층 제조 디바이스는 출력 디바이스 및 제어기를 포함한다. 출력 디바이스는 컴포넌트를 생성하기 위해 적어도 하나의 재료를 수신하도록 구성된다. 제어기는 컴포넌트를 표현하는 복수의 픽셀을 포함하는 모델을 수신하고, 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 식별하고, 타겟 노출에 기초하여 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 모델을 수정하고, 출력 디바이스가 수정된 모델에 기초하여 컴포넌트를 생성하게 하도록 출력 디바이스의 동작을 제어하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함한다.

Description

3차원 프린팅을 위한 시스템 및 방법, 및 이에 의해 생산되는 제품

관련 출원에 대한 상호-참조

본 출원은 2021년 3월 4일에 출원된 미국 가출원 제63/156,555호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.

본 출원은 일반적으로 컴포넌트 제조 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 3차원(3D) 프린팅을 위한 시스템 및 방법, 및 이에 의해 생산되는 제품에 관한 것이다.

3D 프린팅은 컴포넌트의 컴퓨터 모델에 기초하여 다양한 컴포넌트를 생성하는 데 사용될 수 있다.

적어도 하나의 측면은 적층 제조 디바이스(additive manufacturing device)에 관한 것이다. 적층 제조 디바이스는 출력 디바이스 및 제어기를 포함할 수 있다. 출력 디바이스는 컴포넌트를 생성하기 위해 적어도 하나의 재료를 수신하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 컴포넌트를 표현하는 복수의 픽셀을 포함하는 모델을 수신하고, 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 식별하고, 타겟 노출에 기초하여 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 모델을 수정하고, 출력 디바이스가 수정된 모델에 기초하여 컴포넌트를 생성하게 하도록 출력 디바이스의 동작을 제어하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 측면은 시스템에 관한 것이다. 시스템은 컴포넌트를 표현하는 복수의 픽셀을 포함하는 모델을 수신하고, 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 식별하고, 타겟 노출에 기초하여 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 모델을 수정하고, 수정된 모델에 기초하여 컴포넌트를 생성하기 위해 출력 디바이스의 동작을 제어하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 측면은 방법에 관한 것이다. 방법은, 하나 이상의 프로세서에 의해, 컴포넌트를 표현하는 복수의 픽셀을 포함하는 모델을 수신하는 단계, 하나 이상의 프로세서에 의해, 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 식별하는 단계, 하나 이상의 프로세서에 의해, 타겟 노출에 기초하여 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 모델을 수정하는 단계; 및 하나 이상의 프로세서에 의해, 수정된 모델에 기초하여 컴포넌트를 생성하기 위해 출력 디바이스를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

당해 기술 분야의 통상의 기술자는 발명의 내용이 단지 예시적이며 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것을 인식할 것이다. 청구범위에 의해 단독으로 정의되는 바와 같은, 본원에서 설명되는 디바이스 및/또는 프로세스의 다른 측면, 발명적 피처(inventive feature) 및 이점이, 본원에 제시되고 첨부 도면과 함께 취해지는 상세한 설명에서 명백해질 것이다.

본 명세서에서 설명되는 주제의 하나 이상의 구현에 대한 세부사항이 첨부 도면 및 아래의 설명에서 제시된다. 주제의 다른 피처, 측면 및 이점이 설명, 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시형태에 따른, 3D 프린터를 사용하여 생성된 예시적인 컴포넌트를 예시한다.
도 2는 일 실시형태에 따른, 3D 프린팅 시스템을 예시한다.
도 3은 일 실시형태에 따른, 3D 프린터를 사용하여 생성될 컴포넌트를 예시한다.
도 4는 일 실시형태에 따른, 도 3의 컴포넌트의 픽셀 근사치의 수직 단면을 예시한다.
도 5는 일 실시형태에 따른, 도 3의 컴포넌트의 모델에 적용되는 다양한 Z 보상을 예시한다.
도 6은 일 실시형태에 따른, 도 3의 컴포넌트의 모델에 적용되는 Z 보상 및 적응형 Z 보상을 예시한다.
도 7은 일 실시형태에 따른, z 보상을 사용하는 3D 프린팅을 사용하여 컴포넌트를 생산하기 위한 방법을 예시한다.
도 8은 일 실시형태에 따른, 3D 프린팅 시스템을 예시한다.
도 9는 일 실시형태에 따른, 도 8의 3D 프린팅 시스템의 측면도를 예시한다.
다양한 도면에서 유사한 참조 번호 및 명칭은 유사한 요소를 나타낸다.

3차원(3D) 프린팅과 같은 적층 제조 프로세스가 다양한 컴포넌트(예컨대, 부품)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 3D 프린팅은 자가 조직 컴포넌트를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 폐 또는 다른 장기의 조직 또는 스캐폴드(scaffold)와 같은 인공 장기를 위한 컴포넌트를 생산하는데 사용될 수 있다. 프린팅된 컴포넌트는, 다양한 세포 유형과 같은 생물학적 재료를 위한 스캐폴드로서 사용될 수 있다.

3D 프린팅된 컴포넌트는 컴포넌트의 홀(hole) 또는 다른 피처의 표면과 같은 하향 표면(downfacing surface)을 가질 수 있다. 3D 프린팅의 프로세스로 인해, 컴포넌트는 하향 표면의 프린트-스루(print-through)를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1에 예시되는 바와 같이, 타겟(예컨대, 원하는) 기하학 부분(104) 및 하나 이상의 프린트-스루 부분(108)을 갖는 컴포넌트(100)가 생성될 수 있다. 프린트-스루 부분(108)은, 컴포넌트(100)를 생성하는데 사용되는 모델에 의해 표시되는 바와 같이, 타겟 기하학 부분(104)의 사이징(sizing) 또는 타겟 치수보다 더 연장되는 하나 이상의 각각의 하향 표면(112)에 따른 재료에 대응할 수 있다.

프린트-스루 부분(108)을 보상하기 위한 프로세스(예컨대, Z 보상)가 수행될 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트(100)의 두께(116)는 수직 방향(예컨대, x-y-z 좌표계에서 z 방향으로의 Z 두께)으로 측정될 수 있다. 컴포넌트(100)를 생성하는데 사용되는 모델에 의해 표시될 수 있는 타겟 두께는, Z 보상을 위한 거리를 결정하기 위해 측정된 두께(116)로부터 감산(subtracted)될 수 있다. 일부 3D 프린터의 경우, Z 보상이 레이어(layer)의 개수에 기초하여 적용될 수 있도록 (예컨대, 거리를 각 레이어의 두께로 나눔으로써) 거리로부터 레이어의 개수가 결정될 수 있다.

그러나, 도 1을 참조하여 설명된 컴포넌트(100)와 같은 다양한 컴포넌트에 대해, 프린트-스루는 일정하지 않을 수 있다(예컨대, 프린트-스루는 프린트-스루가 발생하는 하향 표면에 대해 x 또는 y 방향으로 변동할 수 있음). 예를 들어, 프린트-스루는 컴포넌트의 주변 피처에 의존하는 하나 이상의 레이어에 의해 변동될 수 있다. 3D 프린터의 프린팅 해상도의 사이즈에 근접한 사이즈를 갖는 피처를 갖는 컴포넌트를 프린팅하면 프린트-스루에서 그러한 변동이 명백하게 나타날 수 있다.

본원에서 설명되는 바와 같은 시스템 및 방법은, 컴포넌트의 다양한 부분에서 상이한 양의 보상을 적용시킴으로써 Z 보상을 적응적으로 수행할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 프린트-스루의 레이어 개수가 3D 프린터의 해상도에 근접하는 상황을 다루기 위해, 프린트-스루가 보다 정확하게 보상될 수 있다. 예를 들어, 보상이 위치 함수로서 적응될 수 있게 하기 위해, 하향 표면(또는 홀과 같이 하향 표면에 인접한 피처)에 대응하는 노출에 기초하여 보상이 수행될 수 있다. 노출과 같은 특징을 사용하여 Z 보상을 수행하는 방법을 결정함으로써, 이러한 시스템 및 방법은 (예컨대, 컴포넌트의 하나 이상의 추가적인 프린트를 진행하기 위해) 프린트-스루와 연관된 거리를 결정하기 위해 컴포넌트를 측정하는 것에 의존할 필요가 없으며, 컴포넌트를 정확하게 생성하기 위한 시간 및 재료 비용을 감소시킬 수 있다.

도 2는 시스템(200)을 예시한다. 시스템(200)은 3D 프린팅에 의해 컴포넌트를 생성하는데 사용될 수 있고, 3D 프린터에 의해 생성된 컴포넌트의 프린트-스루를 감소(예컨대, 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 프린트-스루를 감소)시키기 위해 적응형 Z 보상을 수행할 수 있다. 시스템(200)은 폐의 세포외 기질 부분(extracellular matrix portion)과 같이, 생물학적 구조에 대응하는 인공 폐 조직 또는 스캐폴드와 같은 생물학적 조직 컴포넌트를 생성할 수 있다. 본원에서 추가로 설명되는 바와 같이, 시스템(200)의 다양한 피처는 디지털 광 투사(digital light projection, DLP) 시스템, 예를 들어, 반전 DLP 3D 프린터 또는 볼류메트릭(Volumetric) 3D 프린터를 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 시스템(200)의 다양한 피처는 3D SYSTEMS에 의해 제조된 ProJet 1200을 사용하여 구현될 수 있다. 시스템(200)은 컴퓨터 보조 설계(computer aided design, CAD) 모델을 슬라이싱하고 객체를 레이어별로 광중합(photopolymerizing)시킴으로써 CAD 가상 3D 모델을 구체화할 수 있다. 시스템(200)은 UV 레이저 래스터화(rasterizing)의 노출이 하향식 방식(top-down manner)으로 발생하는 플랫폼으로서 스테레오리소그래피(stereolithography, SL) 기법을 수행할 수 있다. 시스템(200)은 레이저 래스터화를 제거하기 위해 DLP를 사용할 수 있고, UV 경화성 중합체의 광중합이 상향식 방식(bottom-up manner)으로 단일 노출에서 발생하는 것을 허용할 수 있다. 시스템(200)의 다양한 피처가, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명되는 바와 같은 3D 프린팅 시스템(800)을 사용하여 구현될 수 있다.

시스템(200)은 적어도 하나의 플랫폼(204)을 포함할 수 있다. 플랫폼(204)은 컴포넌트가 형성될 표면을 제공할 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(204)은 시스템(200)의 동작 동안 지면에 평행하게 배향되도록 구성된 표면일 수 있다.

시스템(200)은 적어도 하나의 재료 스토리지(208)를 포함할 수 있다. 재료 스토리지(208)는 컴포넌트를 생성하는데 사용될 재료를 저장할 수 있다. 예를 들어, 재료 스토리지(208)는 잉크 또는 분말을 저장할 수 있다. 재료 스토리지(208)는 중합체 재료를 저장할 수 있다. 재료 스토리지(208)는 금속성 재료를 저장할 수 있다. 재료 스토리지(208)는 감광성 액체를 저장할 수 있다. 재료 스토리지(208)는 수지 재료를 저장할 수 있다. 재료 스토리지(208)는 다양한 밀도, 용융 온도, 굴절률 또는 다른 특징의 재료를 저장할 수 있다. 재료(예컨대, 잉크 재료)는 침투 깊이를 가질 수 있다. 침투 깊이는 10㎛ 이상 및 500㎛ 이하일 수 있다. 침투 깊이는 50㎛ 이상 및 200㎛ 이하일 수 있다. 침투 깊이는 100㎛일 수 있다.

시스템(200)은 적어도 하나의 출력 디바이스(212)를 포함할 수 있다. 출력 디바이스(212)는 (예컨대, 도시되지 않은 하나 이상의 튜브 또는 파이프를 통한 하나 이상의 펌프의 동작에 기초하여) 재료 스토리지(208)로부터 재료를 수신하고, 컴포넌트를 형성하기 위해 재료를 출력할 수 있다. 출력 디바이스(212)는 제어 신호에 응답하여 출력 디바이스(212)의 위치를 제어하는 적어도 하나의 액추에이터(216)를 포함하거나 이와 커플링(coupled)될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(216)는 데카르트(Cartesian)(예컨대, x-y-z) 좌표계와 같은 플랫폼(204) 주위의 공간에 대응하는 좌표계에서 출력 디바이스(212)의 위치를 제어할 수 있다. 액추에이터(216)는 제어 신호에 응답하여 출력 디바이스(212)의 위치를 제어하기 위한 하나 이상의 모터 또는 선형 액추에이터를 포함할 수 있다. 출력 디바이스(212)는 레이어 사이즈(예컨대, 레이어 높이, 레이어 두께)를 가질 수 있는 레이어에 재료를 출력할 수 있다. 예를 들어, 레이어 사이즈는 1㎛ 이상 및 100㎛ 이하일 수 있다. 레이어 사이즈는 5㎛ 이상 및 50㎛ 이하일 수 있다. 레이어 사이즈는 20㎛일 수 있다. 레이어 사이즈는 재료의 침투 깊이보다 작을 수 있다.

시스템(200)은 적어도 하나의 제어기(220)를 포함할 수 있다. 제어기(220)는 적어도 하나의 프로세서(224) 및 메모리(228)를 포함할 수 있다. 프로세서(224)는 범용 또는 특수 목적 프로세서, 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC), 하나 이상의 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field programmable gate array, FPGA), 처리 컴포넌트 그룹, 또는 다른 적합한 처리 컴포넌트일 수 있다. 프로세서(224)는 본원에서 설명되는 프로세스 중 하나 이상을 수행하기 위해 메모리(228)(예컨대, 퍼지 논리(fuzzy logic) 등)에 저장되거나 다른 컴퓨터 판독 가능 매체(예컨대, CDROM, 네트워크 스토리지, 원격 서버 등)로부터 수신된 컴퓨터 코드 또는 명령어를 실행하도록 구성될 수 있다. 메모리(228)는 데이터, 컴퓨터 코드, 실행 가능 명령어, 또는 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능 정보를 저장하도록 구성되는 하나 이상의 데이터 저장 디바이스(예컨대, 메모리 유닛, 메모리 디바이스, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 등)를 포함할 수 있다. 메모리(228)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 하드 드라이브 스토리지, 임시 스토리지, 비휘발성 메모리, 플래시 메모리, 광학 메모리, 또는 소프트웨어 객체 및/또는 컴퓨터 명령어를 저장하기 위한 임의의 다른 적합한 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(228)는 데이터베이스 컴포넌트, 객체 코드 컴포넌트, 스크립트 컴포넌트, 또는 본 개시에서 설명되는 다양한 활동 및 정보 구조를 지지하기 위한 임의의 다른 유형의 정보 구조를 포함할 수 있다. 메모리(228)는 제어기(220)를 통해 프로세서(224)에 통신 가능하게 연결될 수 있고, 본원에서 설명되는 프로세스 중 하나 이상을 (예컨대, 프로세서(224)에 의해) 실행하기 위한 컴퓨터 코드를 포함할 수 있다. 메모리(228)는 본원에서 설명되는 프로세스를 완료하기 위한 다양한 모듈(예컨대, 회로, 엔진)을 포함할 수 있다.

제어기(220)는, 예를 들어 출력 디바이스(212) 또는 액추에이터(216)의 동작을 야기하기 위해 제어 신호를 생성하고 이를 출력 디바이스(212) 또는 액추에이터(216)에 송신함으로써, 출력 디바이스(212)의 동작을 제어할 수 있다. 제어기(212)는 출력 디바이스(212)의 타겟 위치로의 이동을 야기하기 위해 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어기(212)는 (예컨대, 하나 이상의 펌프를 동작시킴으로써) 재료가 재료 스토리지(208)로부터 출력 디바이스(212)로 제공되게 할 수 있다.

메모리(228)는 적어도 하나의 모델(232)을 포함할 수 있다. 모델(232)은 메모리(228)의 데이터베이스에 유지될 수 있다. 모델(232) 또는 그의 부분은 원격 디바이스로부터 수신되거나, 제어기(220)에 의해 실행되는 애플리케이션에 의해 생성되거나, 또는 이의 다양한 조합에 의해 생성될 수 있다.

모델(232)은 시스템(200)을 사용하여 생성될 컴포넌트를 표현할 수 있다. 모델(232)은 컴포넌트의 형상을 표현할 수 있고, 컴포넌트의 형상에서의 위치(예컨대, 좌표)에 할당되는 컴포넌트의 특징을 가질 수 있다. 모델(232)은 모델의 각 요소에 특정 좌표가 할당되도록 좌표계를 가질 수 있다. 예를 들어, 모델(232)은 특정 좌표에 대응하는 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 모델(232)은 데카르트 좌표계, 또는 다양한 다른 좌표계(예컨대, 원통, 구면)를 가질 수 있다. 좌표계는 각 픽셀이 볼류메트릭 요소(예컨대, 복셀(voxel))에 대응하도록 3차원일 수 있다.

예를 들어, 모델(232)은, 데이터 구조의 각 데이터 요소가 특정 픽셀에 대응하고 특정 픽셀에 대해 생성될 컴포넌트의 하나 이상의 특징이 할당되는, 데이터 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 데이터 요소에는 특정 좌표(예컨대, x-y-z 좌표) 및 특정 좌표에서 사용될 컴포넌트의 재료가 할당될 수 있다. 모델(232)의 하나 이상의 픽셀에는, 하나 이상의 픽셀에 대응하는 컴포넌트의 부분에 어떠한 재료도 제공되지 않도록, 재료가 할당되지 않을 수 있다(또는 어떠한 재료도 사용되지 않을 플래그 또는 다른 표시자가 할당될 수 있음).

제어기(220)는, 모델(232)을 사용하여 컴포넌트를 생성하기 위해 출력 디바이스(212)가 재료를 출력하게 할 수 있다. 예를 들어, 제어기(220)는 모델(232)의 데이터 요소로부터, 데이터 요소의 픽셀에 대응하는 다양한 위치에서 출력될(또는 출력되지 않을) 재료를 식별할 수 있다. 예를 들어, 모델(232)의 특정 픽셀에 대해, 제어기(220)는 출력 디바이스(212)가 특정 픽셀에 대응하는 위치로 이동되게 하고 특정 픽셀에 할당된 재료를 출력하게 할 수 있다.

제어기(220)는, 예를 들어 Z 보상 프로세스를 수행함으로써 컴포넌트의 프린트-스루를 보상하기 위해 사용될 수 있다. 제어기(220)는 모델(232)로부터, 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 픽셀(예컨대, 적어도 하나의 픽셀)을 식별할 수 있다. 제어기(220)는 하나 이상의 인접 픽셀(예컨대, 3개 미만의 레이어와 같이 임계 개수의 레이어 이내와 같은, 적어도 하나의 픽셀의 임계 거리 이내의 제2 픽셀)을 리트리브(retrieving)하고 하나 이상의 인접 픽셀에 대해 어떠한 재료도 출력되지 않을 것으로 결정함으로써 적어도 하나의 픽셀을 식별할 수 있다. 제1 표면은 하향 표면일 수 있다. 예를 들어, 제어기(220)는, 어떠한 재료도 출력되지 않을 하나 이상의 인접 픽셀이 모델(232)에 의해 사용되는 x-y-z 좌표계에서 보다 작은 z 값을 갖는 것(또는 유사하게, 인접 픽셀이 다양한 좌표계에서 적어도 하나의 픽셀보다 낮다고 결정하는 것)에 기초하여 제1 표면을 하향 표면으로 결정할 수 있다. Z 보상을 수행할 적어도 하나의 픽셀의 개수는 (예컨대, 모델(232)로부터 결정된 누적 노출이 타겟 노출을 만족시키지 않는 각 식별된 적어도 하나의 픽셀에 대해 Z 보상을 수행하고, 모델(232)로부터 결정된 누적 노출이 (이미) 타겟 노출을 만족시키는 임의의 픽셀에 대해 Z 보상을 수행하지 않기 위해) 본원에서 추가로 설명되는 누적 노출에 대응할 수 있다.

제어기(220)는 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 모델(232)을 수정할 수 있다. 제어기(220)는 모델의 다양한 픽셀에 할당된 재료를 제거함으로써, 또는 새로운 모델(예컨대, 모델(232)의 사본)을 생성하고 새로운 모델을 수정함으로써 모델(232)을 수정할 수 있다. 제어기는, 예를 들어, 하나 이상의 레이어(또는 하나 이상의 레이어에 인접한 픽셀)가 본원에서 설명되는 바와 같이 노출이 조정되게 하는지를 결정하기 위해 모델(232)의 하나 이상의 레이어를 평가함으로써, 컴포넌트를 생성하기 위해 출력 디바이스(212)가 재료를 출력하게 하기 전에(또는 컴포넌트의 조사(irradiation)를 야기하기 전에), 또는 출력 디바이스(212)의 사용 동안, 모델(232)을 수정할 수 있다.

노출은 시스템(200)이 DLP를 사용하여 동작하는 것과 같이, (예컨대, 비어-램버트 법칙(Beer-Lambert law)에 기초하는) 광의 감쇠에 대응할 수 있다. 예를 들어, 광의 감쇠는 거리에 대해 지수적으로 붕괴(decay)할 수 있다. 노출은 수학식 1에 의해 정의되는 바와 같이, 침투 깊이 및 레이어 사이즈에 기초하는 관계에 비례할 수 있다.

여기서, n은 (적어도 하나의 픽셀 아래의 픽셀이 재료가 출력되지 않게 한다는 것을 나타내도록 모델(232)을 수정함으로써) 수행되는 Z 보상의 양이고, h는 레이어 사이즈이고, D_p는 관통 깊이이다. 컴포넌트는 적어도 하나의 픽셀의 노출에 영향을 미칠 수 있는 다양한 추가 홀을 가질 수 있지만, 적어도 일부 그러한 홀은 (예컨대, 수학식 1의 함수의 지수 붕괴가 주어지면) 그 효과가 무시 가능하도록 충분한 거리에 있을 수 있다.

수학식 1에 기초하여, 적어도 하나의 픽셀에 대한 노출의 변화가 수학식 2에 의해 정의되는 바와 같이, 어떠한 Z 보상도 없는 것과 비교하여 특정 양의 Z 보상에 대해 결정될 수 있다.

이는 적어도 하나의 픽셀의 누적 노출(예컨대, 총 노출)을 표현할 수 있다. 예를 들어, 누적 노출은 컴포넌트의 다수의 레이어(예컨대, 적어도 하나의 픽셀에 대한 노출을 야기하는 다수의 픽셀 또는 픽셀의 레이어)로부터 기인하는 적어도 하나의 픽셀의 노출에 대응할 수 있다. 누적 노출은 적어도 하나의 픽셀의 노출(또는 노출에 대한 효과)이 최소 임계치보다 큰 다수의 픽셀 또는 픽셀의 레이어로부터의 노출에 기초할 수 있다. 누적 노출은 x-y 평면에서의 인접 픽셀이 상이한 x-y 값에서 Z 보상에 의해 영향을 받지 않도록, 적어도 하나의 픽셀 각각에 대해 독립적으로 결정될 수 있다.

제어기(220)는 타겟 노출에 기초하여 모델(232)을 수정할 수 있다. 예를 들어, 타겟 노출은 수학식 2를 사용하여 결정된 바와 같이, 수행되는 어떠한 Z 보상도 없는(예컨대, n = 0인) 노출에 비례할 수 있다. 타겟 노출은 0.1 이상 및 0.5 이하일 수 있다. 타겟 노출은 0.2 이상 및 0.4 이하일 수 있다. 타겟 노출은 0.25일 수 있다. 예를 들어, 제어기(220)는 (예컨대, n의 증가하는 값을 사용하여 수학식 2를 반복적으로 평가함으로써) n의 하나 이상의 후보 값에 대해 (수학식 2를 사용하여) 적어도 하나의 픽셀의 노출(예컨대, 누적 노출)을 결정하고, 해당 노출을 타겟 노출과 비교하고, 해당 노출이 타겟 노출 이하인 n의 값(예컨대, Z 보상을 위한 레이어의 개수)을 선택할 수 있다. 선택된 값은, 해당 노출이 타겟 노출 이하인 n의 최저 값일 수 있다. 제어기(220)는 해당 노출이 타겟 노출 이하일 때까지 Z 보상의 크기(예컨대, Z 보상을 수행할 픽셀의 레이어 개수; Z 보상을 수행할 적어도 하나의 픽셀로부터 떨어진 픽셀의 거리)를 증가시킴으로써 모델(232)을 반복적으로 수정할 수 있다. 제어기(220)는 특정 픽셀에 대한 해당 노출이 타겟 노출 이하일 때까지 복수의 픽셀에 Z 보상을 적용하기 위해, 픽셀 단위(pixel-by-pixel basis)로 Z 보상을 수행할 수 있다.

제어기(220)는 재료의 대응하는 제거(예컨대, 레이어의 침식(eroding); 대응하는 위치에서 재료의 비-출력)를 갖는 컴포넌트를 생성하기 위해 선택된 n의 값을 사용하여 모델(232)을 수정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(220)는 선택된 n의 값의 레이어에 대응하는 모델(232)의 픽셀을 식별하고, 식별된 픽셀에 대해 출력될 재료가 할당되지 않도록 식별된 픽셀을 수정할 수 있다. 따라서, 제어기(220)는, 그 픽셀에 대한 노출에 기초하여, 하향 표면의 픽셀 중 임의의 픽셀에 대해 수행될 Z 보상의 양을 결정함으로써 Z 보상을 적응적으로 수행할 수 있다.

도 3은 시스템(200)을 사용하여 생성될 수 있는, x y z 좌표계에서의 컴포넌트(300) 및 컴포넌트(350)를 예시한다. 컴포넌트(300)는 제1 홀(304)을 정의하고, 컴포넌트(350)는 2개의 제2 홀(354)을 정의한다. 홀(304, 354)은 하향 표면(예컨대, 컴포넌트(300, 350)의 생성 동안 하측을 향하는 표면)의 프린트-스루에 취약할 수 있다.

도 4는 컴포넌트(300)의 단면의 도면(400) 및 컴포넌트(350)의 단면의 도면(450)을 예시한다. 도면(400, 450)은 컴포넌트(300, 350)의 모델(예컨대, 도 2를 참조하여 설명된 모델(232))에 대응할 수 있다. 도면(400)은 컴포넌트(300)를 생성하기 위해 형성될 컴포넌트(300)의 베이스(예컨대, 플랫폼)(404) 및 복수의 레이어(408)뿐만 아니라, 제1 홀(304)에 대응하는 픽셀을 도시하는 표현(412)을 도시한다. 도면(450)은 컴포넌트(350)를 생성하기 위해 형성될 컴포넌트(350)의 베이스(454) 및 복수의 레이어(458)뿐만 아니라, 제2 홀(354)에 대응하는 픽셀을 도시하는 표현(462)을 도시한다. 도면(400)은 컴포넌트(300)의 제1 픽셀(416)을 포함하며, 제1 픽셀(416)은 하향 표면에 대응할 수 있다. 도면(450)은 컴포넌트(350)의 제2 픽셀(466)을 포함하며, 제2 픽셀(466)은 하향 표면에 대응할 수 있다.

도 5는 도면(400)과 비교하여, 제1 픽셀(416)에 인접한 복수의 레이어(504)(예컨대, 도시되는 3개의 레이어(504), 즉, n = 3)에 어떠한 재료도 할당하지 않음으로써 Z 보상이 수행되는 컴포넌트(300)의 도면(500)을 예시한다. n = 3, h = 20㎛ 및 D_p = 100㎛인 수학식 2에 기초하여, 제1 픽셀(416)에 대한 총 노출은 약 0.251이다.

도 6은 도면(450)과 비교하여, 제2 픽셀(466)에 인접한 복수의 레이어(604)(예컨대, 도시되는 3개의 레이어(604), 즉, n = 3)에 어떠한 재료도 할당하지 않음으로써 Z 보상이 수행되는 컴포넌트(350)의 도면(600)을 예시한다. n = 3, h = 20㎛ 및 D_p = 100㎛인 수학식 2에 기초하여, 제2 픽셀(466)로부터 이격된 제2 홀(354)이 제2 픽셀(466)에 대한 총 노출을 감소시키는 데 기여하기 때문에, 제2 픽셀(466)에 대한 총 노출은 약 0.097이다.

타겟 노출이 0.25인 일례에서, 시스템(200)은 제2 픽셀(466)의 총 노출을 타겟 노출보다 작게 조정하기 위해 (예컨대, 컴포넌트(350)의 모델(232) 내 특정 픽셀 또는 픽셀의 레이어에 출력될 재료를 할당하거나 할당하지 않음으로써) 레이어(604)의 개수를 조정할 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트(350)에 대해, n = 0이 약 0.854의 총 노출을 가져오고, n = 1이 약 0.476의 총 노출을 가져오고, n = 2가 0.243의 총 노출을 가져오도록 모델을 수정하면, 총 노출이 타겟 노출 이하이도록 Z 보상을 위한 레이어 개수로서 n = 2가 선택될 수 있다.

예를 들어, 도 6은 도면(450, 600)과 비교하여, 제2 픽셀(466)에 인접한 복수의 레이어(654)(예컨대, 도시되는 2개의 레이어, 즉, n = 2)에 어떠한 재료도 할당하지 않음으로써 제2 픽셀(466)의 총 노출을 타겟 노출 이하로 조정하기 위해 Z 보상이 적응(예컨대, 추가로 적응)되는 컴포넌트(350)의 도면(650)을 도시한다. 위에서 언급된 바와 같이, n = 2, h = 20 20㎛ 및 D_p = 100㎛인 수학식 2에 기초하여, 제2 픽셀(466)에 대한 총 노출은 약 0.243이다.

도 7은 인공 폐 조직과 같은 생물학적 조직에 대응하는 컴포넌트를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 3D 프린팅을 위한 적응형 보상을 사용하여 컴포넌트를 생성하기 위한 방법(700)을 예시한다. 방법(700)은 시스템(200) 및 3D 프린팅 시스템(900)과 같이, 본원에서 설명되는 다양한 시스템 및 디바이스를 사용하여 수행될 수 있다. 3D 프린팅에 의해 생성될 컴포넌트의 모델을 수정하는 것과 같은 방법(700)의 다양한 측면은, 3D 프린팅 디바이스의 동작 이전에 또는 그 동작 동안 수행될 수 있다. 방법(700)의 다양한 측면은 사용자로부터의 입력에 응답하여, 또는 프린트-스루를 검출하기 위해 컴포넌트의 피처를 측정하는 것에 응답하여 수행될 수 있다.

705에서, 컴포넌트의 모델이 수신된다. 모델은 컴포넌트가 복수의 픽셀에 의해 표현되는 계산 모델(computational model)일 수 있다. 각 픽셀은 컴포넌트의 공간 위치(예컨대, 3차원 좌표계에서의 위치)에 대응할 수 있다. 각 픽셀에는 컴포넌트를 형성하기 위해 공간 위치에 출력될 재료와 같이, 공간 위치에 대한 컴포넌트의 다양한 특징이 할당될 수 있다.

710에서, 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀이 식별된다. 적어도 하나의 픽셀은, 영역의 하나 이상의 픽셀에 어떠한 재료도 할당되지 않는, 모델의 해당 영역에 적어도 하나의 픽셀이 인접한다고 결정함으로써 식별될 수 있다. 예를 들어, 제1 표면은 컴포넌트의 홀의 표면일 수 있다. 제1 표면은 하향 표면(예컨대, 컴포넌트를 형성하기 위해 재료가 출력되는 방법에 대응하는 모델의 배향에서 제1 표면은 해당 영역 위에 있을 수 있음)일 수 있다.

715에서, 모델이 수정된다. 하향 표면으로부터 재료의 프린트-스루를 보상하기 위해 모델이 수정될 수 있다. 예를 들어, 모델은 식별된 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하도록 수정될 수 있다. 모델은 타겟 노출에 기초하여 보상의 크기(예컨대, 픽셀 또는 픽셀의 레이어에 재료가 출력되지 않도록 변경되는 적어도 하나의 픽셀에 인접한 픽셀 또는 픽셀의 레이어의 개수)를 조정함으로써 수정될 수 있다. 타겟 노출은 최대 노출 임계치일 수 있다. 모델은 식별된 적어도 하나의 픽셀에 대한 총 노출(예컨대, 누적 노출)이 타겟 노출 이하일 때까지 수정될 수 있다. 총 노출은, 제1 픽셀로부터 임계 거리 이내에 다른 홀이 위치되는 경우와 같이, 적어도 하나의 픽셀(예컨대, 제1 픽셀)뿐만 아니라 제1 픽셀의 임계 거리 이내의 적어도 하나의 제2 픽셀에 기초하여 결정될 수 있다.

720에서, 출력 디바이스는 수정된 모델에 기초하여 컴포넌트를 생성하도록 제어된다. 예를 들어, 출력 디바이스는, 적어도 하나의 픽셀에 대한 총 노출을 타겟 노출 이하로 감소시키기 위해, 수정된 모델에 대해 조정된 픽셀 또는 픽셀의 레이어에 재료를 출력하는 것을 스킵(skip)하거나 다른 방식으로 회피할 수 있다.

도 8 및 도 9는 시스템(200)과 같이, 본원에서 설명되는 다양한 시스템 및 디바이스를 구현하는데 사용될 수 있는 3D 프린팅 시스템(800)을 예시한다. 3D 프린팅 시스템은 3차원 객체와 같은 컴포넌트가 형성되는 플랫폼(802)(예컨대, 프린트 플랫폼)을 포함할 수 있다. 컴포넌트는 인공 장기(예컨대, 인공 폐, 인공 심장, 인공 신장, 인공 간)를 포함할 수 있다. 3D 프린팅 시스템(800)은 빌드 표면(build surface)을 갖는 산소 가용성 액체(804)(예컨대, 산소 캐리어 액체)를 포함할 수 있다.

빌드 표면 및 플랫폼(802)은 그 사이의 빌드 영역(804)(예컨대, 빌드 윈도우)을 정의할 수 있다. 3D 프린팅 시스템(800)은 플랫폼(802)을 빌드 표면으로부터 멀리 전진시키도록 구성되는 제어기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 플랫폼(802)을 낮추거나 들어올릴 수 있다. 제어기는 적어도 20㎛의 산소 억제층 두께를 유지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 20㎛, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛ 또는 50㎛의 산소 억제층 두께를 유지할 수 있다.

시스템(800)은 빌드 영역(804)을 조사하도록 구성되는 방사선원(806)(예컨대, DLP 프로젝터, 프로젝터, 조명원 등)을 포함할 수 있다. 방사선원(806)은 감광성 액체(예컨대, 감광성 수지, 잉크 등)로부터 고체 중합체를 형성하기 위해 광학적으로 투명한 부재 및 산소 가용성 액체(804)를 통해 빌드 영역(804)을 조사하도록 구성될 수 있다. 3D 프린팅 시스템(800)은 산소 가용성 액체(804)를 재순환시키기 위해 연동 펌프(peristaltic pump)와 같은 적어도 하나의 펌프(808)를 포함할 수 있다. 펌프(808)는 산소 가용성 액체(804)를 펌핑하는데 사용되는 용적식 펌프(positive displacement pump)를 포함할 수 있다.

도 9에 도시되는 바와 같이, 플랫폼(502)은 투명 유리(902)(예컨대, 광학적으로 투명한 유리, 광학적으로 투명한 부재)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 유리(902)는 산소 가용성 액체(804)를 지지할 수 있다. 산소 가용성 액체(804)는 투명 유리(902)에 배치될 수 있다. 투명 유리(902)의 두께는 산소 가용성 액체(804)의 두께보다 실질적으로 작을 수 있다.

플랫폼(802)은 투명 유리(802)에 고밀도 산소 캐리어 액체(예컨대, 비압축성 산소 캐리어 액체)를 포함할 수 있다. 플랫폼(802)은 잉크(908)(예컨대, 감광성 잉크, 감광성 액체)를 포함할 수 있다. 감광성 액체는 산소 가용성 액체(804)에 배치될 수 있다. 산소 가용성 액체(804)는 잉크(908) 아래에 위치될 수 있다. 산소 가용성 액체(804)의 밀도는 감광성 액체의 밀도보다 클 수 있다. 플랫폼(802)은 산소 캐리어 액체와 감광성 잉크 사이의 인터페이스(906)(예컨대, 잉크 및 PFD 인터페이스)를 포함할 수 있다. 잉크(908)의 두께는 산소 가용성 액체(604)의 두께보다 클 수 있다. 잉크(908)의 두께는 투명 유리(902)의 두께보다 실질적으로 클 수 있다.

단수형으로 지칭되는 본원의 시스템 및 방법의 구현 또는 요소 또는 행위에 대한 임의의 참조는 복수의 이들 요소를 포함하는 구현을 포함할 수 있고, 본원의 임의의 구현 또는 요소 또는 행위에 대한 복수형의 임의의 참조는 단일 요소만을 포함하는 구현을 포함할 수 있다. 단수형 또는 복수형 형태의 참조는 현재 개시되는 시스템 또는 방법, 그의 컴포넌트, 행위 또는 요소를 단일 또는 복수의 구성으로 제한하도록 의도되지 않는다. 임의의 정보, 행위 또는 요소에 기초하는 임의의 행위 또는 요소에 대한 참조는, 행위 또는 요소가 임의의 정보, 행위 또는 요소에 적어도 부분적으로 기초하는 구현을 포함할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로" 및 "약"은 작은 변동을 설명하고 고려하기 위해 사용된다. 이벤트 또는 상황과 함께 사용될 때, 해당 용어는 이벤트 또는 상황이 정밀하게 발생하는 경우뿐만 아니라 이벤트 또는 상황이 근접한 근사치(close approximation)로 발생하는 경우 또한 지칭할 수 있다. 수치와 함께 사용될 때, 해당 용어는 그 수치 값의 ±10% 이하, 예를 들어, ±5% 이하, ±4% 이하, ±3% 이하, ±2% 이하, ±1% 이하, ±0.5% 이하, ±0.1% 이하 또는 ±0.05% 이하의 변동 범위를 지칭할 수 있다. 제1 수치 값이 제2 수치 값과 "실질적으로" 또는 "약” 동일하다고 지칭할 때, 해당 용어는 제1 수치 값이 제2 수치 값의 ±10% 이하, 예를 들어, ±5% 이하, ±4% 이하, ±3% 이하, ±2% 이하, ±1% 이하, ±0.5% 이하, ±0.1% 이하 또는 ±0.05% 이하의 변동 범위 이내에 있는 것을 지칭할 수 있다.

본원에서 다양한 실시형태를 설명하기 위해 사용되는 용어 "예시적인" 및 그의 변형은, 그러한 실시형태가 가능한 실시형태의 가능한 예, 표현, 또는 예시일 수 있다는 것을 나타내도록 의도됨(및 이러한 용어는 그러한 실시형태가 반드시 특별하거나 최상의 예라는 것을 함축하도록 의도되지 않음)에 유의해야 한다.

본원에서 사용되는 용어 "커플링된" 및 그의 변형은 두 부재가 서로 직접적으로 또는 간접적으로 결합(joining)하는 것을 의미한다. 이러한 결합은 고정적(예컨대, 영구적 또는 픽싱됨(fixed)) 또는 이동 가능(예컨대, 제거 가능 또는 해제 가능)할 수 있다. 서로 직접 커플링된 2개의 부재와의, 서로의 부재와 커플링된 별개의 개입 부재 및 임의의 추가적인 중간 부재를 사용하여 서로 커플링된 2개의 부재와의, 또는 2개의 부재 중 하나와 단일 통합형 바디로서 일체로 형성된 개입 부재를 사용하여 서로 커플링된 2개의 부재와의 이러한 결합이 달성될 수 있다. "커플링된" 또는 그의 변형이 추가 용어(예컨대, 직접 커플링된)에 의해 수정되는 경우, 위에서 제공된 "커플링된"의 포괄적 정의는 추가 용어의 일반(plain) 언어 의미에 의해 수정되고(예컨대, "직접 커플링된"은 임의의 별개의 개입 부재 없이 2개의 부재의 결합을 의미함), 이는 위에서 제공된 "커플링된"의 포괄적 정의보다 좁은 정의를 가져온다. 이러한 커플링은 기계적, 전기적, 또는 유체적일 수 있다.

본원에서 개시되는 임의의 구현은 임의의 다른 구현과 조합될 수 있고, "구현", "일부 구현", "대안적인 구현", "다양한 구현", "하나의 구현" 등에 대한 참조가 반드시 상호 배타적인 것은 아니며, 해당 구현과 관련하여 설명되는 특정 피처, 구조, 또는 특징이 적어도 하나의 구현에 포함될 수 있다는 것을 나타내도록 의도된다. 본원에서 사용되는 이러한 용어가 반드시 전부 동일한 구현을 지칭하는 것은 아니다. 임의의 구현은 본원에서 개시된 측면 및 구현과 부합하는 임의의 방식으로 임의의 다른 구현과 포괄적으로 또는 배타적으로 조합될 수 있다.

"또는"에 대한 참조는, "또는"을 사용하여 설명된 임의의 용어가 설명된 용어 중 단일, 하나보다 많은, 및 모든 용어 중 임의의 것을 나타낼 수 있도록 포괄적인 것으로 해석될 수 있다. 용어의 접속 리스트(conjunctive list) 중 적어도 하나에 대한 참조는 설명되는 용어 중 단일, 하나보다 많은, 및 모두 중 임의의 것을 나타내기 위한 포괄적인 또는(OR)으로서 해석될 수 있다. 예를 들어, “'A' 및 'B' 중 적어도 하나”에 대한 참조는 'A' 단독, 'B' 단독뿐만 아니라, 'A' 및 'B' 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 'A' 및 'B' 이외의 요소 또한 포함될 수 있다.

본원에서 요소의 위치(예컨대, "상부", "하부", "위", "아래")에 대한 참조는 단지 도면에서 다양한 요소의 배향을 설명하기 위해 사용된다. 다양한 요소의 배향은 다른 예시적인 실시형태에 따라 상이할 수 있으며, 이러한 변형은 본 개시에 의해 포괄되도록 의도된다는 것에 유의해야 한다.

도면 및 설명이 방법 단계의 특정 순서를 예시할 수 있지만, 이러한 단계의 순서는 위에서 상이하게 명시되지 않는 한, 도시되고 설명되는 것과 상이할 수 있다. 또한, 위에서 상이하게 명시되지 않는 한, 둘 이상의 단계가 동시에 또는 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 이러한 변형은, 예를 들어, 선택되는 소프트웨어 및 하드웨어 시스템, 및 설계자의 선택에 의존할 수 있다. 모든 그러한 변형은 본 개시의 범주 내에 있다. 마찬가지로, 설명된 방법의 소프트웨어 구현은 다양한 연결 단계, 처리 단계, 비교 단계, 및 결정 단계를 달성하기 위해 규칙-기반 로직 및 다른 로직을 갖는 표준 프로그래밍 기법으로 달성될 수 있다.

본원에서 설명되는 시스템 및 방법은 그의 특징으로부터 벗어나지 않으면서 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 전술한 구현은 설명된 시스템 및 방법을 제한하는 것이 아니라 예시하는 것이다.

도면, 상세한 설명 또는 임의의 청구범위에서의 기술적 피처가 참조 부호에 의해 뒤따르는 경우, 참조 부호는 도면, 상세한 설명 및 청구범위의 명료성을 증가시키기 위해 포함된다. 따라서, 참조 부호 또는 그 부재 중 어느 것도 임의의 청구범위 요소의 범주에 어떠한 제한적인 영향을 미치지 않는다.

본원에서 설명되는 시스템 및 방법은 그의 특징으로부터 벗어나지 않으면서 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 전술한 구현은 설명된 시스템 및 방법을 제한하는 것이 아니라 예시하는 것이다. 따라서, 본원에서 설명되는 시스템 및 방법의 범주는 전술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 표시되고, 청구범위의 동등성의 범위 및 의미 내에 오는 변화가 그 내부에 수용된다.

Claims

적층 제조 디바이스(additive manufacturing device)로서,
컴포넌트를 생성하기 위해 적어도 하나의 재료를 수신하도록 구성되는 출력 디바이스; 및
하나 이상의 프로세서를 포함하는 제어기를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는:
상기 컴포넌트를 표현하는 복수의 픽셀을 포함하는 모델을 수신하고;
상기 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 식별하고;
타겟 노출에 기초하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 상기 모델을 수정하고; 그리고
상기 출력 디바이스가 상기 수정된 모델에 기초하여 상기 컴포넌트를 생성하게 하도록 상기 출력 디바이스의 동작을 제어하도록 구성되는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 노출을 조정하기 위해 Z-보상을 수행함으로써 상기 모델을 수정하도록 구성되는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 픽셀은 제1 픽셀을 포함하고, 상기 제어기는 상기 복수의 픽셀 중 복수의 제2 픽셀에 기초하여 상기 노출을 누적 노출로 결정하도록 구성되고, 상기 복수의 제2 픽셀은 적어도 하나의 제1 픽셀에 대해 복수의 레이어(layer)로 배열되는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 픽셀은 적어도 하나의 제1 픽셀이고, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 제1 픽셀로부터 임계 거리 이내의 적어도 하나의 제2 픽셀에 기초하여 상기 노출을 결정하도록 구성되는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 노출이 상기 타겟 노출 이하가 되게 하도록 상기 노출을 조정하도록 구성되는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 노출이 상기 타겟 노출 이하일 때까지 Z-보상의 크기를 증가시킴으로써 상기 모델을 반복적으로 수정하도록 구성되는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 제1 표면은 하향 표면(downward-facing surface)인, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 출력 디바이스는 상기 재료로서 수지를 사용하여 상기 컴포넌트를 생물학적 조직 컴포넌트로 생성하도록 구성되는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 복수의 픽셀은 3차원 좌표 공간에서 복수의 볼류메트릭 요소(volumetric element)(복셀(voxel))를 포함하는, 적층 제조 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 픽셀은 제1 픽셀을 포함하고, 상기 제어기는, 상기 제1 픽셀에 대한 상기 노출이 상기 타겟 노출 이하일 때까지, 상기 복수의 픽셀 중 복수의 제2 픽셀에 Z 보상을 적용하도록 구성되는, 적층 제조 디바이스.
시스템으로서,
하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는:
컴포넌트를 표현하는 복수의 픽셀을 포함하는 모델을 수신하고;
상기 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 식별하고;
타겟 노출에 기초하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 상기 모델을 수정하고; 그리고
상기 수정된 모델에 기초하여 상기 컴포넌트를 생성하기 위해 출력 디바이스의 동작을 제어하도록 구성되는, 시스템.
제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 노출을 조정하기 위해 Z-보상을 수행함으로써 상기 모델을 수정하도록 구성되는, 시스템.
제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 출력 디바이스가 수지를 사용하여 상기 컴포넌트를 생성하게 하도록 구성되는, 시스템.
제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 출력 디바이스가 상기 컴포넌트를 생물학적 조직 컴포넌트로 생성하게 하도록 구성되는, 시스템.
방법으로서,
하나 이상의 프로세서에 의해, 컴포넌트를 표현하는 복수의 픽셀을 포함하는 모델을 수신하는 단계;
상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 컴포넌트의 제1 표면에 대응하는 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀을 식별하는 단계;
상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 타겟 노출에 기초하여 상기 적어도 하나의 픽셀에 대응하는 노출을 조정하기 위해 상기 모델을 수정하는 단계; 및
상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 수정된 모델에 기초하여 상기 컴포넌트를 생성하기 위해 출력 디바이스를 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 모델을 수정하는 단계는 상기 노출을 조정하기 위해 Z-보상을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 픽셀은 적어도 하나의 제1 픽셀이고, 상기 방법은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 적어도 하나의 제1 픽셀로부터 임계 거리 이내의 적어도 하나의 제2 픽셀에 기초하여 상기 노출을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 노출이 상기 타겟 노출 이하가 되게 하도록 상기 노출을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 노출이 상기 타겟 노출 이하일 때까지 상기 적어도 하나의 픽셀에 대해 수행되는 Z-보상의 크기를 반복적으로 증가시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해, 상기 출력 디바이스가 수지를 사용하여 상기 컴포넌트를 생물학적 조직 컴포넌트로 생성하게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.