KR960013714B1 - 역회전 드럼을 이용하는 분말 분포장치 및 분말층 분포방법 - Google Patents

Abstract

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Description

역회전 드럼을 이용하는 분말 분포장치 및 분말층 분포 방법

제1도는 본 발명에 따른 장치의 개요도이다.

제2도는 본 발명에 따라 층상으로 제조된 부품의 일부와 표적부에서 레이저 빔의 래스터 주사 패턴을 도시한 개략도이다.

제3도는 본 발명의 컴퓨터, 레이저 및 갈바노미터간의 인터페이스 하드웨어를 도시한 블록 다이아그램이다.

제4도는 본 발명에 따라 제조된 견본품의 사시도이다.

제5도는 제4도에 도시된 부품의 일부를 절개한 단면도이다.

제6도는 본 발명에 따른 데이타 계측 프로그램에 대한 흐름도이다.

제7도는 제4도의 7-7 선을 따라 절단한 단면도이다.

제8도는 제7도의 층을 따른 레이저의 단일 스윕(sweep)과 본 발명의 제어 신호간의 상호관계를 도시한 다이아그램이다.

제9도는 본 발명의 분말 분배 장치에 대한 수직 단면도이다.

제10도는 본 발명의 분발 분배 장치에 대한 사시도이다.

제11도는 본 발명에 따라 분말의 온도를 조절하는 장치에 대한 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 레이저 14 : 분말 분배기

16 : 레이저 제어 수단 22, 106 : 분말

40 : 컴퓨터 42 : 주사 시스템

64 : 레이저빔 86 : 래스터 주사 패턴

102 : 표적부 114 : 레벨링 기구

116 : 드럼 132 : 하향 통풍 시스템

본 발명은 지향성 에너지 빔을 사용하여 분말을 선택적으로 소결하므로써 부품을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다수의 분말층을 순차적으로 소결하여 소기의 부품을 적충 방식 (layer-by-layer fashion)으로 형성시키기 위한 컴퓨터 이용 레이저 장치(computer aided laser apparatus)에 관한 것이다. 본 발명의 한가지 양상은 분말층의 분배 기구와 표적부에 공기를 흘려서 분말 온도를 조절하는 기구를 위한 것이다.

종래의 부품 제조 방법에 수반되는 경비를 일반적으로 제조되는 부품의 양과 최종 부품의 소정의 재료 특성에 직접적으로 관련된다. 예를 들어, 대규모 제조의 주조 및 압출 기술은 비용면에서 유리하지만, 이러한 제조 방법은 일반적으로 소량, 즉 교환 부품, 또는 표준형 제조에는 적절하지 못하다. 이와 같은 많은 종래의 부품 제조 방법은 고가의 부품을 특별한 공작 기계로 가공할 것을 요구한다. 분말야금법도 분말을 성형하기 위한 다이를 필요로 하므로 소량의 부품을 제조하는 방법으로서는 흥미를 끌지 못한다.

단지 소량의 부품만이 요구되는 경우는 감축 기계 가공법 (subtractive machining method)을 포함하는 종래의 제조 방법이 소기의 부품을 제조하는 데에 통상적으로 사용된다. 상기 감축법(subtractive method)에서는, 시작 재료를 절삭하여 보다 복잡한 형상으로 제조한다. 감축 기계 가공법의 예로서 밀링, 드릴링(drilling), 연마, 선반 절삭(lathe cutting), 화염 절삭, 방전 가공 등이 있다. 상기 종래의 감축 기계 가공법은 요구 부품을 제조하는 데에는 통상 효율적인 반면, 여러면에서 결함이 있다.

첫째, 상기 종래의 감축 기계가공법은 처분해야 할 대량의 폐기 재료를 만들어낸다. 또한, 이러한 기계 가공법은 통상적으로 적절한 기계 가공 원형과 공직기계를 설치하기 위한 초기 비용이 많아 든다. 그와 같이, 설치 시간은 고가일뿐 아니라, 대부분 인간의 판단과 전문지식에 의존하게 된다. 물론, 이러한 문제점은 소량의 부품을 제조하여야 할 경우에는 더욱 악화된다.

상기 종래의 기계 가공 기술에 수반되는 다른 하나의 난점은 공작기계의 마모인데, 이는 교환 비용뿐만 아니라 공작기계가 마모됨에 따라 가공 정밀도를 나쁘게 한다. 종래의 가공 기술에 따라 제조된 어떤 부품의 정확도와 공차에 대한 다른 제한은 특정한 공작기계에 고유한 공차 한계이다. 예를 들면, 종래의 밀링머신 또는 선반에는, 리드 스크루(leed-screw) 및 웨이(way)는 어떠한 공차를 가지고 제작되며, 이것이 공작기계로 부품을 제조할 때에 성취할 수 있는 공차를 제한한다. 물론 공작기계가 노화됨에 따라 성취할 수 있는 공차가 감소하게 된다.

종래 감축 기계 가공법에 소반되는 마지막 난점은 부품의 형태를 많이 형성하기가 어렵거나 불가능하다는 점이다. 즉, 종래의 기계 가공법은 통상적으로 단지 외부를 기계 가공하는 부품과 대칭형 부품을 제조하는 데에 가장 적절하다. 그러나, 소정 부품이 통상적인 형상이 아니거나 또는 내부 구조를 가질 경우, 기계 가공은 더욱 곤란하고 제조를 위해서는 부품을 몇 개의 부분으로 나누어야 한다. 많은 경우, 특이한 형상의 부품은 부품에 대한 공작기계의 배치에 부여되는 제한 때문에 불가능하다. 따라서, 절삭 공구의 크기와 형상에 의하여 필요한 형상을 만들기 위한 공작기계의 접근이 혀용되지 않는다.

첨가하는 방식의 기계 가공 공정도 있는데, 예를 들어, 시작 기판에 재료를 첨가하는 경우에 도금(plating), 클래딩(cladding) 및 용접 공정이 첨가된다. 최근, 개발된 첨가식 기계 가공법(additive-typemachining methods)에서는 레이저빔을 사용하여 시작 제품에 물질을 코팅 또는 퇴적(deposit)하고 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,117,302호, 제4,474,861호, 제4,300,474호 및 제4,323,756호가 있다. 최근의 이들 레이저의 이용은 주로 사전에 기계 가공한 제품에 코팅을 가하는 것에 한정되었었다. 가끔, 이러한 레이저 코팅법은 단지 코팅법에 의해서만 얻을 수 있는 어떠한 금속 특성을 성취하기 위해서는 이용되고 있다. 대표적으로 상기 레이저 코팅법에서는 시작 제품을 회전시키고 코팅 물질을 제품에 분사하면서 고정 위치에서 레이저를 발사하여 레이저에 의하여 제품상의 코팅이 용융되게 하고 있다.

상기에서 지적된 문제점들은 대부분 본 발명의 방법과 장치에 의하여 해결된다. 본 발명은 레이저와 같은 지향성 에너지빔을 포함하며, 어떠한 3차원 부품도 거의 제조할 수 있다. 본 발명의 방법은 첨가식 공정으로서, 분말이 표적부애 분배되고 레이저가 선택적으로 분말을 소결하여 소결층을 생성한다. 본 발명은 완성품이 형성될 때까지 층이 서로 접합되는 계층식(layer-wise) 공정이다. 본 발명의 방법은 특정 종류의 분말에 한정되지는 않지만, 플래스틱, 금속, 세라믹 분말 또는 복합 재료에 아주 적합하다.

대체로, 본 발명의 장치는 부품이 제조되는 표적부에 빔을 선택적으로 방출할 수 있는 레이저 또는 기타 지향성 에너지원을 포함한다. 분말 분배 시스템이 분말을 표적부에 퇴적한다. 레이저 제어 기구가 동작하여 레이저 빔의 조준을 이동시켜서 표적부에 분배된 분말층을 선택적으로 소결하도록 조정한다. 제어 기구는 한정된 경계내에 분배된 분말만을 선택적으로 소결하도록 동작하여 부품에 소저의 층을 형성한다. 이 제어 기구는 순차적으로 분말층을 선택적으로 소결하도록 레이저를 조작하여 다함께 소결된 다수의 층으로 된 완성품을 제작한다. 각 층의 한정된 경계는 부품의 각 단면 영역에 해당한다. 제어 기구는 각 층의 한정된 경계를 결정하기 위하여 컴퓨터, 예를 들면 CAD/CAM 시스템을 포함한다. 즉, 부품의 전체 치수와 형상이 주어지면, 컴퓨터는 각 층에 대한 한정된 경계를 결정하고, 이 한정된 경계에 따라 레이저 제어 기구를 동작시킨다. 이와달리, 컴퓨터를 각 층의 한정된 경계에 따라 초기에 프로그램시킬 수 있다.

바람직한 형태로서, 레이저 제어 기구는 레이저 빔을 표적부로 지향시키는 기구와, 레이저 빔의 온-오프(on-off)를 조정하는 기구를 표함하여 표적부의 분말을 선택적으로 소결한다. 하나의 실시예로서, 지향 기구가 표적부의 연속적인 래스터 주사(raster scan)에 따라 레이저 빔의 조준을 이동시키도록 동작한다. 조정 기구는 레이저 빔의 온-오프를 반복하여 레이저 빔의 조준이 특정 층의 한정된 경계내에 있을때에만 분말의 소결되게 한다. 다른 대안으로서, 지향 기구가 특전층의 한정된 경계내로만 레이저 빔을 조준하도록 하여 레이저 빔이 연속적인 온(on) 상태에서 특전층의 한정된 경계내의 분말을 소결하도록 한다.

바람직한 실시예로서, 지향 기구가 갈바노미터(galvanometer)에 의해 구동되는 한쌍의 거울을 이용하여 표적부의 반복적 래스터 주사에 따라 레이저 빔을 이동시킨다. 제1거울이 레이저 빔을 제2거울로 반사시키고, 제2거울이 이 빔을 표적부로 반사시킨다. 갈바노미터에 의한 제1거울의 이동 운동은 레이저 빔을 일반적으로 일방향으로 표적부로 이동시킨다. 마찬가지로 갈바노미터에 의한 제2거울의 이동 운동은 레이저 빔을 제2방향으로 표적부로 이동시킨다. 거울은 서로 상대적으로 향하게 하며 일반적으로 제1방향과 제2방향이 서로 수직하는 것이 바람직하다. 이와 같은 배치에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예인 래스터 주사 패턴을 포함하여 표적부에 여러가지 다른 형태의 레이저 빔 주사 패턴이 허용된다.

본 발명의 부품 제조 방법은 표적 표면상에 분말의 제1부분을 퇴적하는 단계, 표적 표면 전체에 지향성 에너지 빔(레이저가 바람직하다)을 주사하는 단계, 및 표적 표면상에 제1분말부분의 제1층을 소결하는 단계를 포함한다. 제1층은 부품의 제1단면 영역에 해당한다. 분말은 빔의 조준이 제1층을 규정하는 경계내에서 있을 때 지향성 에너지원을 동작시킴으로써 소결된다. 제1소결층에 제2부분의 분말이 퇴적되고, 레이저 빔의 조준은 제1소결층에 주사된다. 제2분말부분의 제2층은 빔의 조준이 제2층을 규정하는 경계내에 있을 때 지향성 에너지원을 동작시켜서 소결된다. 또한, 제2층의 소결에 의해 제1층 및 제2층은 하나의 응집체(cohesive mass)로서 접합된다. 이전에 소결된 층에 계속적으로 분말을 퇴적하고, 각 층은 순차적으로 소결된다. 하나의 실시예로서, 분말을 연속적으로 표적에 퇴적한다.

바람직한 실시예로서, 래스터 주사(raster scan)중에 레이저 빔의 온-오프를 조절하여 빔의 조준이 특정층의 경계내에 있을 때 분말이 소결된다. 바람직하기는, 레이저가 컴퓨터에 의해 제어되는 것이다. 즉, 컴퓨터가 CAD/CAM 시스템을 포함하여, 제조할 부품의 전체적인 치수와 형상이 컴퓨터에 주어지면, 컴퓨터는 부품의 각 단면 영역의 경계를 결정한다. 결정된 경계를 이용하여 컴퓨터가 부품의 단면 영역에 해당하는 각 층의 소결을 제어하게 된다. 다른 실시예로서, 부품의 각 단면 영역의 경계를 컴퓨터에 간단히 프로그램할 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서는, 표적부 또는 표적 영역에 층으로서 분말을 분배하는 장치를 포함한다. 바람직하기는 분배 장치가 드럼과, 상기 드럼을 상기 영역 위로 이동시키는 기구 및 이 영역 위로 이동됨에 따라 드럼을 역회전시키는 기구를 포함하는 것이다. 드럼 이동 기구는 드럼이 상기 영역 위에서 소정의 간격을 유지하게 하여 소정 두께의 분말층이 형성되게 하는 것이 바람직하다. 드럼은 역회전되면서 상기 영역을 거쳐 이동할 때 이동 방향 정방으로 분말을 분사하도록 작동하여 소정 두께의 분말층을 형성시킨다.

다른 하나의 실시예로서, 표적부를 형성하는 지지부, 공기를 표적부로 향하게 하는 기구 및 표적부에 도달하기 전에 공기의 온도를 제어하는 기구 및 표적부에 도달하기 전에 공기의 온도를 제어하는 기구를 포함하는 분말의 온도 제어용 하양 통풍 기구(downdraft mechanism)가 구비되어 있다. 지지부는 분말이 퇴적되는 다공성 매체와, 이 다공성 매체에 인접한 플리넘(plenum)을 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 온도 제어된 공기는 표적부의 분말로 향하고, 이는 표적부에서 소결 및 미소결 분말의 온도 제어를 촉진한다.

상기 일반적인 설명으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 방법과 장치는 공지된 부품 제조 방법에 따르는 많은 문제점을 해결한다. 첫째, 본 발명은 한정된 양의 원형 부품과 제조와 교환부품의 제조에 아주 적절하다. 또한, 본 발명의 방법과 장치는 종래의 제조 방법으로는 얻을 수 없는 복잡한 형상의 부품을 만들 수 있다. 그리고, 본 발명은 부품을 제조할 때 성취할 수 있는 공차의 제한 인자로서의 공작기계 마모 및 기계 설계가 생략된다. 끝으로, CAD/CAM 시스템과 병합되어 있는 본 발명의 장치로서는 대량의 교환 부품을 컴퓨터에 프로그램할 수 있어서 설비의 조립이나 또는 인간의 개입이 거의 없이 쉽게 제조할 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 장치(10)를 개략적으로 도시한 것이다. 대강, 장치(10)는 레이저(12), 분말 분배기(14), 및 레이저 제어 수단(16)을 포함한다. 상세히 설명하면, 분말 분배기(14)는 분말(22)를 수납하고 출구(24)가 있는 호퍼(20)를 포함한다. 출구(24)는 표적부(26)에 분말을 분배하도록 향해져 있으며, 제1도에서 표적부는 일반적으로 제한 구조(28)에 의해 만들어져 있다. 물론, 분말(22)을 분배하기 위한 다른 장치도 가능하다.

레이저(12)의 부품은 제1도에 다소 개략적으로 도시되어 있으며, 레이저 헤드(30), 안전셔터(32) 및 전방 거울어셈블리(34)를 포함한다. 사용되는 레이저의 종류는 많은 인자에 따라 다르며, 특히 소결시킬 분말(22)의 유형에 의존한다. 제1도의 실시예에서는 연속 모드에서 최대 100와트의 출력을 갖는 연속 또는 펄스 모드로 작동할 수 있는 ND : YAG 레이저(Lasermetics 9500Q)를 사용하였다. 레이저(12)의 레이저 빔 출력은 거의 적외선 근방인 약 160nM의 파장을 갖는다. 제1도에 도시된 레이저(12)는 약 1KLz 내지 40KHz 의 선택 범위와 약 6nsec 의 펄스 폭(pulse duration)을 갖는 내부 펄스 속도 발진기(internal pulse rategenerator)를 포함한다. 연속 또는 펄스 모드에서, 레이저(12)는 제1도에서 화살표로 표시된 경로를 따라 이동하는 레이저 빔을 선택적으로 생성하기위해 온 또는 오프로 조정할 수 있다.

레이저 빔의 집속을 위해, 제1도에 도시된 바와 같이 레이저 빔의 이동 경로를 따라 발산 렌즈(36)와 수렴 렌즈(38)가 설치되어 있다. 수렴 렌즈(38)만을 사용하여 수렴 렌즈(38)와 레이저(12)간의 거리를 조절하면 실제 촛점의 위치는 용이하게 제어되지 않는다. 레이저(12)와 수렴 렌즈(38) 사이에 위치한 발산 렌즈(36)는 발산 렌즈(36)와 레이저(12) 사이에 가상 촛점을 만든다. 수렴렌즈(38)와 가상 촛점간의 거리를 변화시키면 레이저(12)에서 멀리 떨어진 수렴 렌즈(38)에서 레이저 빔의 이동 경로를 따라 실제 촛점을 제어할 수 있다. 최근, 광학분야가 많이 진보되어 있으므로, 주어진 위치에 레이저 빔을 효율적으로 집속하는 데는 여러가지 다른 대한이 이용될 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 레이저 제어 수단(16)은 컴퓨터(40)와 주사 시스템(42)을 포함한다. 바람직한 실시예로서 컴퓨터(40)는 레이저(12)를 제어하기 위한 마이크로프로세서와 데이타 발진을 위한 CAD/CAM시스템을 포함한다. 제1도에 도시된 실시예에서, 그 주된 부속 장치가 액세스 가능한 인터페이스 포트와, 마이크 불가능 인터럽트(non-maskable interrupt)를 발생하는 플래그 라인을 포함하는 퍼스널 컴퓨터(Commodore 64)를 사용한다.

제1도에서 도시된 바와 같이, 주사 시스템(42)은 레이저 빔의 이동경로를 바꾸기 위한 프리즘(44)을 포함한다. 물론, 장치(10)의 물리적 설계(layout)는 레이저 빔의 이동 경로를 조작하는 데에 하나의 프리즘(44)이 필요한지 또는 다수의 프리즘(44)이 필요한지를 결정하는데 있어서 일차적인 고려 대상이다. 또한 주사 시스템(42)은 각각의 갈바노미터(48, 49)에 의해 구동되는 한쌍의 거울(46, 47)을 포함한다. 각각의 거울(46, 47)에 연결된 갈바노미터(48, 49)는 선택적으로 거울(46, 47)의 방향을 설정한다. 갈바노미터(46, 47)는 서로 수직하게 설치되어 있으므로 거울(46, 47)도 서로 직각으로 설치된다. 함수 발진기 구동기(50)는 갈바노미터(48)의 운동을 제어(갈바노미터(49)는 갈바노미터(48)의 운동에 종송됨)하므로 레이저 빔의 조준(제1도의 화살표)은 표적부(26)에서 제어될 수 있다. 제1도에 도시된 바와 같이, 구동기(50)는 컴퓨터(40)에 접속되어 동작한다. 주사 시스템(42)으로서 음향 광학(acousto-optic) 주사 장치, 회전 다각형 거울, 및 공명 거울 주사 장치를 포함한 기타 다른 주사빕을 이용할 수 있다.

제2도에서 부품(52)의 일부가 개략적으로 도시되어 있고, 4개의 층(54 내지 57)을 나타내고 있다. 제2도에서 레이저 빔(64)의 조준은 래스터 주사 패턴(66)으로 향하고 있다. 여기에서 조준(aim)은 방향을 가리키는 모호한 용어로 사용되고 있으나, 레이저(12)의 변조 상태를 뜻하는 것은 아니다. 편의상, 축선(68)은 급속 주사 축선이라 하고, 축선(70)은 저속 주사축선이라 한다. 축선(72)은 부품의 형성 방향이다.

제9도와 제10도는 분말 분배기(20)의 다른 형태를 도시한 것이다. 대체로 지지부는 빔(64)의 조준이 향하는 표적부(102)를 규정한다(제1도 참조). 호퍼(104)는 구멍(108)을 통하여 표적부(102)에 분말 (106)을 분배한다. 계량롤러(도시않됨)가 구멍(108)에 설치되어서 회전할 때 계량 롤러는 표적부(102)의 단부(110)에서 정결하여 계량된 양의 분말을 퇴적한다.

레벨링(levelling) 기구(114)가 쌓여 있는 분말(106) 표적부의 단부(110)로부터 다른쪽 단부(112)까지 분포시킨다. 레벨링 기구(114)는 외측 돌기 표면(knurled surface)을 갖는 원동형 드럼(116)을 포함한다. 바(120)에 설치된 모터(118)가 폴리(122)와 벨트(124)에 의해 드럼(116)에 연결되어 드럼을 회전시킨다.

또한 레벨링 기구(114)는 표적부의 단부(110)와 단부(112) 사이에서 드럼(116)을 움직이기 위한 기구(126)도 포함한다. 이 기구(126)는 바(120)를 수평 및 수직으로 움직이기 위한 X/Y 테이블을 구성한다. 즉, 테이블(128)은 고정되어 있는 반면, 판(130)은 테이블(128)에 대하여 선택적으로 움직일 수 있다.

제11도는 다른 하나의 실시예로서 제조되는 제품의 온도를 제어하기 위한 것이다. 제조되고 있는 제품에 바람직하지 못한 수축이 야기되는 것은 지향성 에너지 빔에 의해 아직 주사되지 않은 입자의 온도와 이전에 주사된 층의 온도간의 차이 때문이다. 표적부를 통하여 온도 제어된 공기를 하방으로 흘러줌으로써 상기와 같이 바람직하지 못한 온도 차이를 조절할 수 있는 것으로 나타났다. 제11도에 도시된 온도 제어 공기 하향 통풍 시스템(123)은 온도 제어 공기와 소결한 분말 입자의 상부층간에 열전달을 부여하므로써 열수축을 감소시킨다. 이러한 열 전달은 소결된 입자의 상부층 온도를 조절하고, 상부층의 평균 온도를 제어하며, 제조도는 제품으로부터 체열(bulk heat)을 제거하므로써, 체적온도를 감소시키고 제품이 미소결된 재료로 성장하는 것을 방지한다. 유입 공기의 온도는 분말의 연화점 이상, 그러나 상당한 소결이 야기되는 온도 이하가 되도록 조절된다.

하향 통풍 시스템(132)은 대략 표적부(136)를 형성하는 지지부(134), 공기를 표적부로 향하게 하는 수단, 및 저항 가열기(142)와 같이 유입 공기의 온도를 제어하는 기구를 표함한다. 공기 지향 수단은 지지부(134)를 둘러싸는 챔버(138), 팬(140) 및 또는 진공 장치(141)를 포함한다. 창(144)에 의하여 빔(64)의 조준이 표벅부(136)로 들어오게 된다. 제1도 또는 제10도에 도시된 바와 같이, 분말 분배 기구(도시않됨)가 챔버(138)에 적어도 일부 배치되어 표적부(136)에 분말을 분배한다.

지지부(134)는 벌집형 다공 매체(148)의 상부에 필터 매체(164)(작은 구멍이 있는 종이)를 구성한다. 플리넘(plenum)(150)은 공기를 모아서 출구(152)로 보내기 위해 설치된 것이다. 물론 출구(152)는 진공 장치(141) 또는 공기 처리기구에 연결된다.

동작

본 발명의 기본적인 개념은 적층식으로 부품을 제조하는 것이다. 즉, 부품은 부품의 3차원 형상을 점증적으로 구성하는 다수의 개별적인 단면 영역으로 생각한다. 각각의 개별적인 단면 영역은 2차원 경계를 형성한다. 물론 각 영역은 독특한 경계를 가질 수 있다. 각 층의 두께(축선(72) 방향의 크기)는 일정한 것이 바람직하다.

이 방법에서 분말(22)의 제1부분이 표적부(26)에 퇴적되어 레이저 빔(64)에 의해 선택적으로 소결되므로써 제1소결층(54)을 만든다(제2도), 제1소결층(54)은 소정 부품의 제1단면 영역에 해당한다. 레이저 빔의 한정 경계의 한도내에서 퇴적된 분말(22)만을 선택적으로 소결한다.

물론, 분말(22)을 선택적으로 소결하는 다른 방법도 있다. 한가지 방법은 빔의 조준이 벡터(vector)식으로 지향되게 하는 것, 즉 빔은 소정 부품의 각 단면 영역의 윤곽 및 내부를 설제로 추척하는 것이다. 이와는 달리, 빔(64)의 조준을 반복 패턴으로 주사하고, 레이저(12)를 조정하는 방법이 있다. 제2도에서 래스터 주사 패턴(66)이 사용되고, 주로 실시의 단순화에 있어서 벡터 모드보다 유리하다. 또다른 가능성으로서 벡터와 래스터 주사법을 조합하여 층의 요구 경계를 벡터 모드로 추척하고, 내부는 래스터 주사 모드로 조사하는 것이다. 물론, 선택적 방법에 수반되는 상호 보완점은 있다. 예를 들어, 벡터 모드에 비하여 래스트 모드는, 레이저 빔(64)의 래스터 패턴(66)의 축선(68, 70)에 평행하지 않은 원호 및 선분은 간신히 접근하게 된다는 단점이 있다. 따라서, 몇몇 경우, 래스터 패턴 모드로 제조될 때 부품의 선명도가 떨어질 수 있다. 그러나, 실시의 단순화면에서는 래스터 모두가 벡터 모드보다 유리하다.

다시 제1도에서, 레이저 빔(64)의 조준은 연속 래스터 패턴으로 표적부(26) 에 주사된다. 대체로 구동기(50)가 갈바노미터(48, 49)를 제어하여 래스터 패턴(66)을 만든다(제2도 참조). 거울(46)의 시프팅 운동 (shifting movement)은 급속주사축선(68)에서 레이저 빔(64)의 조준의 움직임을 제어하는 반면, 거울(47)의 움직임은 저속 주사축선(70)에서 레이저 빔(64)의 조준의 움직임을 제어한다.

빔(64) 조준의 현재 위치는 구동기(50)를 통하여 컴퓨터(40)에 피드백된다(제3도 참조). 아래와 같이 보다 상세히 기술하면, 컴퓨터(40)는 제조되는 부품에 대한 소정의 단면 영역에 관련되는 정보를 가지고 있다. 즉, 물렁한 분말(22)이 표적부(26)에 분배되고, 레이저 빔(64)의 조준은 그 연속 래스터 패턴으로 이동한다. 컴퓨터(40)는 레이저(12)를 조정하여 래스터 패턴(66)에서 소정의 간격으로 레이저 빔을 선택적으로 발생시킨다. 이와 같이, 레이저(12)의 지향성 빔은 표적부(26)의 분말(22)을 선택적으로 소결하여 소정의 단면 영역에서 규정된 경계의 요구 소결층을 만든다. 이러한 과정이 개개의 층이 서로 소결되면서 층마다 반복되어 응집 부품, 예를 들어 제2도에 부품(52)를 제조한다.

제1도에 도시된 레이저 해드(30)의 비교적 낮은 출력 때문에 분말(22)은 대부분의 플래스틱이 용율열이 낮으므로 낮은 출력 레이저에 부응하는 플래스틱 물질(예를 들어, ABS)로 구성하였다. 본 발명의 장치(10)에 의해 제조된 부품에 대하여 몇 가지 형성후 처리(post-formation treatment)가 고려된다. 예를 들어, 상기 제조된 부품이 단지 원형 모델 또는 사형 주조 또는 로스트 왁스 주조용 다이로서 사용된다면, 형성후 처리는 필요치 않아. 어떤 상황에서는, 제조된 부품의 표면이 정밀 공차를 위한 모양으로 될 수 있는데 이 경우 차후의 조립 기계 가공이 될 것이다. 이와는 달리, 어떤 방식의 부품은 부품을 열처리 및/또는 화학 처리하여 얻을 수 있는 어떠한 물질 특성을 필요로 할 수도 있다. 예를 들어, 과립 크기의 분말(22)이 개방된 가공을 갖는 부품을 생성할 수 있고, 부품에 주입된 에폭시 또는 이와 유사한 물질이 소기의 물질 특성, 예를 들어 압축 강도, 내마모성, 균질성 등을 달성케 할 수 있다.

분말(22)의 몇가지 특성이 성능을 개선하는 것으로 확인되었다. 첫째, 분말에 의한 에너지 흡수는 카본 블랙과 같은 색소의 첨가로써 제어할 수 있다. 첨가제의 농도 및 조성을 조절하므로써 분말의 흡수율 상수 K를 제어할 수 있다. 일반적으로 에너지 흡수율은 지수 붕괴식에 의해 지배된다.

I(z)=Io exp(KZ)

여기에서, I(Z)는 표면에 수직한 거리 Z에서의 분말에서 빛의 강도(optical intensity)(단위 면적당 분말) 이며, Io는 I의 표면값(표면에서의 강도), K는 흡수율 상수이다. 흡수율 상수 K와, 주어진 비율의 빔 에너지가 흡수되는 층 두께를 조정하여 공정에서 흡수된 에너지를 전체적으로 제어한다.

분말의 다른 중요 특성은 입자의 가로 세로비(aspect ratio : 입자의 최소 치수에 대한 최대 치수의 비)이다. 즉 어떤 가로세로비를 갖는 입자는 부품의 수축증에 뒤틀리는 경향이 있다. 가로 세로비가 작은 분말, 즉 거의 구형 분말은 부품 수축이 3차원적이고, 이는 보다 큼 뒤틀림으로 이어진다. 가로 세로비가 큰 입자(예를 들면, 편상 또는 봉상)를 사용할 때, 수축은 주로 수직 방향에서 부품의 뒤틀림을 감소 또는 제거하여 준다. 가로 세로비가 큰 입자는 접합을 허용하는 자유도가 보다 크고, 입자간의 접촉이 우선적으로 수평면으로 향하게 되어 수축이 주로 수직 방향으로 야기된다.

제9도와 제10도에서, 분배 기구(114)는 제조되는 부품을 침해하지 않고 표적부(102)에 제어된 높이의 분말층을 제공하는 것으로 나타났다. 계량된 양의 분말(106)이 표적부(102)의 단부(110)에 퇴적된다. 드럼(116)은 분말(106)이 분배될 때 단부(110)로부터 간격을 두고 있다. 제10도에 도시된 시스템에서, 분말이 마운드 모양으로 분배 된 후, 판(130)과 바(120)(및 부착된 기구들)는 수직으로 상승한다. 판(130)이 호퍼(104)를 향하여 이동하므로써 드럼(116)은 단부(110)를 따라 정렬된 분말의 마운드에 가까이 위치하게된다. 드럼(116)은 하강하여 분말의 마운드와 접촉하고, 표적부(102)를 수평으로 가로질러서 분말 마운드를 평탄한 층으로 퍼지게 한다. 물론, 테이블(128)에 대한 판(130)의 정확한 위치가 제어되므로써 드럼(116)과 표적부(102)간의 간격을 정확하게 조절하여 분말층을 소정 두께로 할 수 있다. 바람직하기는, 드럼(116)과 표적부(102)간의 간격이 일정하게 평행 운동하는 것이지만, 간격의 선택도 가능해야 한다.

드럼(116)이 표적부(102)를 가로질러서, 단부(110)로부터 단부(112)까지 수평 운동하면, 모터(118)는 드럼(116)을 역회전시키도록 작동한다. 제9도에 도시된 바와 같이, 역회전(counter-rotation)이란 드럼(116)이 표적부(102)를 거쳐 수평으로 이동하는 방향 M에 반대되는 방향 R로 드럼(116)이 회전되는 것을 의미한다.

보다 상세히 설명하면(제9도), 드럼(116)은 고속으로 역회전하면서 후미 모소리(trailing edge : 160)를 따라 분말(106)의 마운드와 접촉한다. 분말에서 드럼의 기계적 작용으로 인하여 분말은 운동 방향 M으로 밀려난 입자를 분말(162) 선두 모서리(leading edge)의 영역으로 떨어진다. 제9도에 도시된 바와 같이, 평탄한 분말층(164)이 드럼(116) 뒤쪽(드럼(116)과 단부(110) 사이)에 남게 된다.

또한 제9도는 분말(106)이 이전에 소결된 분말(166) 또는 미소결된 분말(168)을 침해하지 않고 표적부에 분포될 수 있음을 개략적으로 도시한 것이다, 즉, 이미 형성된 층에 전단응력을 전달하거나 제조되는 제품을 침해 하지 않고 드럼(116)이 표적부(102)를 가로질러 이동된다. 이와 같이 전단 응력이 없으므로 소결품(166)과 미소결품(168) 모두를 포함하는 표적부에서 연약한 기판에 평탄한 분말층(106)이 분포될 수 있다.

인터페이스와 소프트웨어

인터페이스 하드웨어는 컴퓨터(40)를 레이저(12)와 갈바노미터(47, 48)에 작동적으로 상호 접속시킨다. 컴퓨터(40)의 출력 포트(port)(제1도와 제3도 참조)는 레이저(12)에 직접 연결되어 레이저(12)를 선택적으로 조절한다. 펄스 모드로 작동되면, 레이저(12)는 레이저의 펄스 게이트 입력부에 디지탈 입력에 의해 쉽게 제어된다. 갈바노미터(48)은 함수 발진기 구동기(50)에 의해 구동되어 컴퓨터(40)로부터의 어떠한 제어 신호에도 관계없이 급속 주사축선(68)를 따라 빔을 구동한다. 그러나, 제3도에 도시된 바와 같이, 갈바노미터(48)에서 나온 위치 피드백 신호는 전압 비교기(74)에 공급된다. 비교기의 다른 입력은 컴퓨터(40)의 사용자 포트의 최하위 6비트(비트 0-5)를 나타내는 다지탈-아날로그 컨버터(76)에 연결된다. 제3도에 도시된 바와 같이, 전압 비교기(74)의 출력은 컴퓨터(40) 사용자 포트와 플래그 라인(flag line)에 접속된다. 갈바노미터(48)로부터의 피드백 신호기 디지탈-아날로그 컨버터(76)로부터의 신호를 크로스(cross)한다는 것을 전압 비교기가 결정하면, 플래그 라인이 로우(low)가 되어 마스크 불가능 인터럽트를 야기한다. 다음에 기술하는 바와 같이 마스크 불가능 인터럽트 데이타의 다음 바이트가 컴퓨터(40)의 사용자 포트에 출력되게 한다.

끝으로 제3도에 도시된 바와 같이, 저속 주사축선(70)에서 레이저 빔(64)의 조준을 구동하는 갈바노미터(49)는 제2디지탈-아날로그 컨버터(78)에 의해 제어된다. 디지탈-아날로그 컨버터(78)는 급속 주사축선(68)에서 빔(64)의 조준의 각 스윕(sweep)만큼 증가시키는 카운터(79)에 의해 구동된다. 급속 주사축선(68)에서 256 주사후 오버 플로우되어 새로운 사이클 또는 래스터 주사 패턴(66)을 개시하도록 8바이트 카운터가 설계되어 있다.

바람직하게, 제조될 부품의 전체 치수와 형성이 주어진 CAD 시스템에 의하여 각 래스터 주사 패턴(66)에 대한 제어 정보(즉, 단면 영역의 한정된 경계) 데이타가 결정될 것이다. 각 래스터 주사 패턴(66)에 대한 제어 정보 데이터는 프로그램되어 있든 또는 획득되는, 일련의 8비트 단어로서 컴퓨터 메모리에 저장된다. 데이타 포맷은 빔(64)의 조준에 의해 이동하는 래스터 주사 패턴(66)을 따른 거리에 대한 레이저(12)의 온 및 오프영역의 패턴을 나타낸다. 데이타는, 레이저가 조정(즉, 온에서 오프 또는 오프에서 온으로)되는 래스터 주사 패턴(66)을 따른 거리를 데이타가 나타내는 토글-포인트(toggle-point) 포맷으로 저장된다. 비트 맵(bit map) 포맷이 사용될 수도 있지만, 선명도가 높은 부품을 제조하기 위해서는 토글 포인트 포맷이보다 효율적인 것으로 나타났다.

각각의 8비트 단어에 대하여, 최하위 6비트(비트 0-5)는 다음 토글 포인트의 위치, 즉 레이저(12)의 변조를 위한 다음 위치를 나타낸다. 다음 비트(비트 6)는 최하위 6비트에서 토글 포인트가 확인되기 전에 즉시 레이저가 온인지 오프인지를 나타낸다. 빔(64) 조준의 저속 주사축선(70)을 루핑(looping) 및 제어하기 위해서는 최상위 비트(MSB 또는 비트 7)가 이용된다. 코모도르(Commodore) 64는 메모리가 한정되어 있기 때문에 루핑이 필요하였다. 이는 보다 큰 메모리의 컴퓨터(40)는 루핑을 필요로 하지 않음을 말해준다.

제6도는 데이타 계측 프로그램에 대한 흐름도를 도시한 것이다. 데이타 계측 프로그램은 플래그 라인 로우가 되어 마스크 불가능 인터럽트를 야기할 때마다 작동한다. 인터럽트는 컴퓨터(40)의 마이크로프로세서가 인터럽트에서 프로그램 제어가 전달된 메모리에서의 위치를 가리키는 2바이트 인터럽트 벡터를 검색하도록 한다. 제6도에 도시된 바와 같이, 데이타 계측 프로그램은 먼저 래지스터를 스택(stact)에 푸시(push)하고, 데이터의 다음 바이트를 어큐뮬레이터에 로그한다. 또한, 데이터 워드는 레이저(12)를 조정하는 데에 이용된 제6비트로서 사용자 포트에 출력된다(제3도).

제6도에 도시된 바와 같이, 어큐뮬레이터에서 데이터워드의 최상위 비트(MSB 또는 비트 7)를 검사한다. 최상위 비트의 값이 1이면, 그것은 루프의 끝에 도달되지 않았음을 의미한다. 따라서, 데이터 포인터가 증분되고, 레지스터는 스택으로부터 다시 저장되며, 데이터 계층 프로그램은 빠져나와서 인터럽트의 위치에서 마이크로프로세서로 제어를 복귀시킨다. 어큐뮬레이터에서 최상위 비트가 0이면, 데이터 워드는 루푸에서 마지막 단어이다. 데이터 워드가 루프에서 마지막 단어이면, 메모리에서 다른 비트는 루프 카운터이며 다음 두 바이트는 루프의 상부를 지시하는 벡터이다. 제6도에서 알 수 있듯이, 최상의 비트가 0(루프의 끝)이면, 루푸 카운터(다음 비트)는 감소 및 분석된다. 루프 카운터가 여전히 0보다 크면, 데이터 포인터는 루프 카운터 이후 다음 2메모리 바이트로부터의 값을 취하고, 레지스터는 스택으로부터 폴(pull)되며, 프로그램 제어는 인터럽트의 위치로 되돌아 간다. 한편, 루프 카운터가 0이면, 데이터 포인터는 3만큼 증분되고, 루프 카운터는 프로그램을 빠져나오기 전에 10으로 리세트(reset)된다. 컴퓨터(40)의 메모리 사이즈가 층분하다면 이러한 루핑의 필요하지 않음을 알 수 있다.

제4도와 제5도에 견본품(52)이 도시되어 있다. 도면에서 알 수 있듯이, 견본품(52)은 비대칭이고 종래의 기계 가공법으로는 제조하기 곤란한 특이한 형상을 취하고 있다. 참고로, 견본품(52)은 내부 공간(82)를 갖는 외부 베이스 구조물(80)과, 상기 공간(82)내에 배치된 필러(84)를 포함한다(제4도), 제5도는 제1도에 도시된 표적부(26)를 규정하는 제한 구조(28)내의 견본품(52)을 도시하고 있다. 제5도에서와 같이, 분말(22)의 일부는 치밀하지 못한 반면, 분말의 나머지는 선택적으로 소결되어 견본품(52)의 구조물을 구성한다. 제5도는 점선으로 표시된 부품의 일부가 잘려나간 수직 단면으로서 견본품(52)의 소결된 응집부를 보여주고 있다.

제7도는 제4도의 7-7 선으로 절단한 수평 단면영역을 도시한 것이다. 제7도는 제조되는 부품의 단면 영역과 관련된 불연속 층(86)을 나타낸다. 이와 같이, 제7도의 소결층(86)은 제2도에 도시된 단일 래스터 주사 패턴(66)의 생성물이다.

참고를 위해, 소결층(86)을 통한 스윕 라인(sweep line)은 L로 표시되어 있다. 제8도는 스윕 L중에 소프트웨어와 하드웨어 인터페이스 동작을 도시한것이다. 상부그래프는 급속축 갈바노미터(48)로부터 피드백 신호의 위치와, 제1디지탈-아날로그) 컨버터의 출력 신호를 보여주고 있다(제3도와 비교). 전압 비교기(74)는 피드백 신호와 제1 D/A 출력 신호가 크로스할 때마다 컴퓨터(40)의 플래고 라인에 출력 신호를 발생한다.

제8도와 상부 그래프에서 T로 표시된 지점들은 토글 포인트를 나타낸다. 제8도의 아래 그래프로부터 알수 있듯이, 플래그 라인은 각 토글 포인트 T에 해당하는 마스크 불가능 인터럽트를 발생한다. 각 데이타 워드의 제6비트가 분석되고, 레이저(12)의 현재 상태가 그 값을 반영한다. 제8도의 아래에서 두번째 그래프는 제7도의 스윕 라인 L에 대한 레이저 변조 신호를 나타낸다. 제8도의 위에서 두 번째 그래프는 최상위 비트에서 하이 고잉 에지(high-going-edge)가 급속 주사축선(68)에서 레이저 빔(64)의 조준의 각 스위치 끝에서 만나게 될 것을 보여주고 있다. 제3도와 제6도에 나타난 바와 같이, 카운터(79)는 하이 고잉 에지에서 증분되고, 제2 디지탈-아날로그 컨버터(78)에 신호를 출력하여 저속축 갈바노미터(49)를 구동한다.

도면의 실시예로부터 알 수 있듯이, 복잡한 형상의 부품을 비교적 용이하게 제조할 수 있다. 이 분야의 숙련된 기술지이면 알 수 있듯이, 제4도에 도시된 견본품(52)은 종래의 기계 가공법을 이용하여 제조하기는 곤란할 것이다. 특히, 공작기계의 출입은 견본품(52)이 비교적 크기가 작다면 불가능하지는 않지만, 공간(82) 및 필터(84)의 제작을 어렵게 한다.

이러한 출입 문제를 회피할 뿐만 아니라 또한, 제조 정확도는 종래의 공작 기계에서 나타나는 기계부품의 정밀도 및 기계 공구의 마모에 의존하지 않는다. 즉, 본 발명의 방법 및 장치에 의해 제조된 부품의 정확도 및 공차는 주로 전자 장치, 광학 장치 및 실행 소프트웨어의 질에 관련된 함수이다. 물론, 열전달 및 물질에 대한 배려도 성취할 수 있는 공차에 영향을 미친다.

이 분야의 숙련된 기술자이면 알 수 있듯이, 종래의 기계 가공 기술은 인간의 개입 및 판단을 상당히 필요로 한다. 예를 들어, 밀링과 같은 종래의 기계 가공법은 공구선택, 부품분할, 절삭순서 등과 같은 판단에 창조력을 요한다. 이러한 판단은 테이프 제어 밀링기계에 대한 제어 테이프(control tape)를 제조할 때는 더욱 중요한 것이다. 반면에 본 발명의 장치는 단지 제조할 부품의 각 단면 영역에 대한 데이타을 요한다. 이 데이타가 컴퓨터(40)에 간단하게 프로그램될 수 있는 반면, 컴퓨터(40)의 CAD/CAM 시스템을 포함하여 바람직하다, 즉, 컴퓨터(40)의 CAD/CAM 부에 제조할 소정 부품의 전체 치수와 형상이 주어지고, 컴퓨터(40)는 부품의 각 단면 영역에 대한 경계를 결정한다. 따라서, 대량의 부품 정보를 저장 할 수 있고, 선택적으로 컴퓨터(40)에 공급할 수 있다. 장치(10)는 설비 조립시간, 부품의 특정 기계가공(tooling) 또는 인간의 개입없이 선정된 부품을 제조할 수 있다. 분말야금 및 종래의 주조기술에 수반되는 복잡하고 고가의 다이를 필요로 하지 않는다.

종래의 제조 기술은 이용하면 대량의 제조 동작 및 어떠한 부품 재질 특성이 편리하게 이루어지는 반면, 본 발명의 방법과 장치(10)는 많은 면에서 유용하다. 특히, 원형 모델 및 주조 패턴이 용이하고 저렴하게 제조된다. 예를 들어, 사형주조, 로스트 왁스주조, 또는 기타 성형 기술에 사용하기 위한 주조패턴을 쉽게 만들 수 있다. 또한, 폐기된 교환 부품의 경우와 같이, 소요량이 대단히 적은 경우, 본 발명의 장치(10)를 사용하여 상기 교환 부품을 제조하면 많은 장점이 있다. 끝으로, 장치(10)의 사용은 선박에서나 또는 우주 공간에서와 같이, 제조 설비의 크기가 크게 제한받는 경우에 유용하다.

Claims (17)

1. 역영의 한쪽 단부에서의 분말 마운드(powder mound)를 영역내의 분말층으로 분포하는 장치에 있어서, 드럼 수단과, 상기 영역과 드럼 사이에 예정된 간격을 두고 상기 영역의 한쪽 단부에서 상기 영역의 다른쪽 단부까지 드럼을 이동시키는 수단과, 상기 한쪽 단부에서 다른쪽 단부까지의 드럼의 이동 방향과 역방향으로 드럼을 회전시키는 수단을 포함하며, 상기 드럼 수단이 상기 한쪽 단부에서 다른쪽 단부로의 이동 및 역회전시에 마운드에 접촉하면서 이동 방향으로 분말을 사출하여 드럼 수단과 상기 한쪽 단부 사이에 예정된 간격과 같은 두께의 분말층을 남기는 것을 특징으로 하는 분말 분포 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 예정된 간격이 일정한 것을 특징으로 하는 분말 분포 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 영역이 평탄하고, 상기 드럼 수단과의 예정된 일정 간격이 평행하게 이동되는 것을 특징으로 하는 분말 분층 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 드럼 수단이 균일한 원형단면을 갖는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 분포 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 실린더가 오돌토돌한 외부 표면(Knurled outer surface)을 갖는 것을 특징으로 하는 분말 분포 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 분말 마운드를 상기 한쪽 단부가 근처에 퇴적하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 분포 장치.
7. 표면의 한 표적부(102) 위에 분말층(164)을 분포하는 방법에 있어서, 상기 표적부(102)의 근처의 한단부(110)에 일정 체적의 분말(106)을 제공하는 단계와, 드럼(116)을 한 위치로부터 일정체적의 분말(106)의 단부(110)를 넘어서 표적부(102)를 가로질러 이동시키는 단계와, 상기 표적부(102)를 가로지르는 상기 드럼(116)의 이동 방향(M)과 역방향(R)으로 드럼(116)을 회전시키는 단계와, 상기 이동 단계 후에 분말층(164)이 표적부(102)위에 잔류하도록 상기 역회전 드럼(116)이 표적부(102)를 가로질러 이동함에 따라 역회전 드럼(116)과 일정 체적의 분말(106)을 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 이동 단계가 상기 표적부로부터 드럼을 예정된 간격으로 유지시키는 부속 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 예정된 간격이 표적부로부터 일정 거리이고, 상기 표적부는 평탄한 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 드럼의 표면이 거친 조직(rough texture)을 갖는 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 드럼의 표면이 오돌토돌한 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 제공 단계가 표적부의 근처의 상기 단부(110)에 분말 마운드를 퇴적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
13. 제7항에 있어서, 상기 분말이 소결 가능한 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 표면의 표적부는 소결 상태의 한 부분과 비소결 상태의 한 부분을 갖는 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
15. 제7항에 있어서, 상기 접촉 단계 및 이동 단계에서 드럼과 분말 사이의 접촉의 결과로서 분말이 이동 방향으로 사출되는 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
16. 제7항에 있어서, 상기 이동 단계에서 드럼의 이동이 시작되는 위치가 표적부의 외부인 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.
17. 제7항에 있어서, 상기 제공 단계가 표적부의 근처의 상기 단부(110)에 측정한 분말 체적을 제공하는 것을 특징으로 하는 분말층 분포 방법.