WO2016021801A1 - 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법 - Google Patents

조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법 Download PDF

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Definitions

  • a control method of a molded object forming apparatus and a molded object forming apparatus is a control method of a molded object forming apparatus and a molded object forming apparatus.
  • the article forming apparatus refers to a device capable of forming and molding a certain shaped article by using various modeling materials that can be cured under a certain condition such as a heat melting wax, a thermosetting resin, a photocurable resin, or a metal.
  • the sculpture forming apparatus may include a three-dimensional printer.
  • the sculpture forming apparatus can manufacture a sculpture using various methods.
  • the sculpture forming apparatus may cut the raw materials using a cutting machine, or spray the input wax or liquid resin to form a shaped article by laminating them in a predetermined form.
  • the apparatus for forming a sculpture may be formed by solidifying a laser by irradiating the material onto a material and then solidifying it by forming a predetermined shape or by irradiating the material with an adhesive to form the sculpture.
  • Sculpture forming apparatus can obtain the corresponding sculptures simply by inputting three-dimensional data on the sculptures without making a separate mold, so that various kinds of sculptures can be easily produced and the design of the sculptures can be quickly modified.
  • the sculpture forming apparatus has the advantage that it is possible to promptly respond to the demand for the product because the three-dimensional data about the sculpture can be transmitted to quickly create the same product in a plurality of areas far from each other.
  • An object of the present invention is to provide a molded article forming apparatus and a method of controlling the molded article forming apparatus which can maintain the use degree of each spray nozzle almost equally or similarly.
  • Another object of the present invention is to provide a molding forming apparatus and a method of controlling the molding forming apparatus, which can reduce the number of required injection nozzles while increasing the molding speed.
  • the apparatus for forming a sculpture may include a plurality of spraying parts for spraying molding materials of different colors with each other, and a sculpture forming part for forming a sculpture by the molding materials of the different spraying colors.
  • the plurality of spraying parts may spray molding materials having different colors from each other in a plurality of circulations, and may spray the molding materials of different colors with each circulation in an equal manner.
  • the plurality of spraying units may spray molding materials having different colors from each other according to a predefined spraying pattern.
  • the plurality of spraying parts injects molding materials of different colors according to a first pattern in at least one of the plurality of circulations, and different colors according to a second pattern different from the first pattern in another second circulation.
  • Modeling material can be sprayed.
  • the plurality of spraying units may sequentially spray the molding materials having different colors according to the arrangement order of the plurality of spraying units.
  • Sculpture forming apparatus may further include a support material spraying unit for spraying the support material in the formation position of the support to form a support that can be separated and separated from the sculpture.
  • the support may be removable by heat or solution.
  • the plurality of sprayers and the support material sprayer may be controlled to spray the molding element and the support material to form a sculpture corresponding to the obtained sculpture data.
  • the support material spraying unit may spray a support material of a larger droplet than the droplets of the molding material sprayed from the plurality of spraying units.
  • At least one of the plurality of injectors and the support material injector may spray the modeling material and the support material into the support forming region, respectively, to form the support.
  • At least one of the plurality of sprayers sprays the modeling material at at least one point of the support forming region, and the support material sprayer sprays the support material at a point different from at least one point where the modeling material is sprayed.
  • the support can be formed.
  • the molding materials of different colors may include pigments of different colors.
  • the different color pigments may include cyan, magenta, yellow, and black.
  • the pigments of different colors may include cyan, magenta, yellow and white.
  • the plurality of spraying units may include a white spraying unit spraying white, at least one of the plurality of spraying units sprays at least one of cyan, magenta, yellow, and white in the first row of the sculpture, and the white spraying unit White may be sprayed on the second row in contact with the first row.
  • the first row may comprise a surface of the sculpture.
  • At least one of the plurality of injection units may include at least one of cyan, magenta, and yellow at one point of the second row corresponding to one point of the first row from which the white is injected, when white is injected into the first row of the sculpture.
  • the sculpture forming unit may include a base on which the sprayed molding materials of different colors are stacked.
  • the base may be movable in a direction disposed in the plurality of injection units or in a direction opposite to the direction in which the injection units are arranged.
  • the base may further include an exposure unit configured to cure the laminated modeling material by irradiating the laminated modeling material with ultraviolet rays.
  • At least one of the plurality of spraying parts may spray the modeling material by using a piezo ink jet method in which the modeling material is sprayed according to the deformation of the piezoelectric body.
  • At least one of the plurality of spraying units may spray the molding material through a thermal ink jet method in which the molding material is sprayed according to the instantaneous heating of the heater.
  • At least one of the plurality of spraying parts may be movable in a direction perpendicular to the spraying direction of the modeling material or in a direction parallel to the modeling material.
  • the control method of the sculpture forming apparatus may be related to a method of controlling a sculpture forming apparatus including a plurality of spraying portions for spraying molding materials of different colors.
  • the control method of the sculpture forming apparatus may include generating a control signal related to the molding material injection in response to the sculpture data, and spraying the molding material of the different colors equally according to the control signal.
  • the spraying step may include spraying molding materials having different colors from each other in a plurality of circulations, and spraying the molding materials of different colors with each circulation equally.
  • the spraying step may spray molding materials of different colors according to a predefined spraying pattern.
  • the spraying step may spray molding materials of different colors according to the first pattern in at least one of the first cycles of the plurality of cycles, and different colors according to the second pattern different from the first pattern in another second cycle. And spraying the modeling material.
  • the support material injection unit may further include a support forming step of forming a support capable of separating and detaching from the sculpture by injecting the support material at a position where the support is formed.
  • the support forming step may include spraying a support material of a larger droplet than the droplets of the molding material sprayed from the plurality of injection units.
  • the forming of the support may include forming at least one of the plurality of injection units and the support material injection unit by spraying the modeling material and the support material into the support forming zone, respectively.
  • At least one of the plurality of spraying parts sprays the modeling material at at least one point of the support forming region, and the support material spraying part is different from at least one point at which the modeling material is sprayed.
  • the support may be sprayed to form the support.
  • the method may further include a support removing step of removing the support.
  • the molding materials of different colors may include pigments of different colors, wherein the pigments of different colors include cyan, magenta, and yellow, and the pigments of different colors may further include at least one of black and white. Can be.
  • the spraying step may include spraying at least one of cyan, magenta, yellow, and white into the first row of the sculpture, and spraying white into the second row in contact with the first row.
  • the first row may comprise a surface of the sculpture.
  • the spraying step may include spraying at least one of cyan, magenta, and yellow at one point of the second row corresponding to one point of the first row from which the white is injected, when white is injected into the first row of the sculpture. Can be.
  • the control method of the sculpture forming apparatus may further include planarizing the stacked molding materials and curing the laminated molding materials by irradiating the base with the laminated molding materials.
  • the control method of the sculpture forming apparatus may further include a movement step of moving the plurality of injection units.
  • At least one of the plurality of spraying parts may spray the modeling material by using a piezoelectric ink jet method in which the modeling material is sprayed according to the deformation of the piezoelectric body.
  • At least one of the plurality of spraying units may spray the molding material through a thermal ink jet method in which the molding material is sprayed according to the instantaneous heating of the heater.
  • the use degree of each injection nozzle can be maintained substantially equal or similar.
  • each injection nozzle is used almost equally or similarly, it is possible to prevent the clogging of only a specific nozzle that may occur due to frequent use of only a particular nozzle. In addition, the time required for cleaning a particular nozzle can be reduced.
  • the time used for the maintenance of each injection nozzle can be reduced, and the amount of molding material lost during maintenance of each injection nozzle can be reduced.
  • the molding speed is increased, it is possible to obtain the effect of being able to form the molded object quickly.
  • FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of the sculpture forming apparatus.
  • FIG. 2 is a perspective view of an appearance of an embodiment of a sculpture forming apparatus.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of a sculpture forming apparatus.
  • FIG. 4 is a view showing the internal structure of an embodiment of a sculpture forming apparatus.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment of a modeling material injection module.
  • 6A is a view of an embodiment of a model material injection module.
  • Figure 6b is a view showing the bottom of an embodiment of a modeling material injection module.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the first embodiment of the nozzle unit.
  • FIGS. 8 to 10 are diagrams for explaining the principle of spraying the modeling material in the first embodiment of the nozzle unit.
  • FIG. 11 is a sectional view of a second embodiment of the nozzle unit.
  • 12 to 14 are diagrams for explaining the principle that the second embodiment of the nozzle ejects the modeling material.
  • 15A to 15C are diagrams for describing an embodiment of a process of fixing a sculpture according to irradiation of ultraviolet rays.
  • 16 is a view for explaining an embodiment of a sculpture forming process of the sculpture forming apparatus.
  • 19 to 22 are diagrams for explaining an embodiment in which the sculpture-forming device sprays the modeling material in the first pattern.
  • FIG. 24 is a view illustrating a sculpture obtained by spraying a modeling material on a second pattern.
  • 26 and 27 are diagrams for describing a sculpture obtained according to the second embodiment.
  • 28 and 29 are views for explaining a third embodiment of the molding material injection of the apparatus for forming a molding.
  • 29 is a diagram for describing a sculpture obtained according to the third embodiment.
  • 30 and 31 are diagrams for explaining a fourth embodiment of the spraying of the molding material of the molding apparatus.
  • 33 and 34 are views for explaining a fifth embodiment of the spraying of the molding material of the molding apparatus.
  • 35 and 36 are views for explaining a process of removing the support material of the sculpture obtained according to the fourth embodiment.
  • FIG. 37 is a flowchart illustrating an embodiment of a process before a modeling material injection module is moved in a method of controlling a modeling device.
  • 38 is a flowchart showing a first embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • 39 is a flowchart illustrating a second embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • 40 to 42 are flowcharts illustrating a third embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • FIG. 43 is a flowchart illustrating a fourth embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • the sculpture forming apparatus 1 includes a plurality of spraying parts 2 to 4 for spraying molding materials 2a to 4a and sprayed molding materials 2a to 4a to stack the moldings 89. It may include the formed object forming portion (7).
  • the plurality of spraying parts 2 to 4 may spray the molding materials 2a to 4a of a predetermined color toward the molding forming part 7.
  • Each injection part 2-4 can inject the molding material 2a-4a equally.
  • the meaning of spraying equally may include that the injection amounts of the molding materials 2a to 4a sprayed from the respective spraying parts 2 to 4 are equal to each other.
  • the equal injection amount includes not only the injection amounts of the molding materials 2a to 4a sprayed by the respective injection units 2 to 4 for a certain period of time, but also that there is a difference within a certain allowable range between the injection amounts. can do.
  • each of the plurality of spraying parts 2 to 4 may spray the molding materials 2a to 4a in an exactly the same amount as each other, or may spray the molding materials 2a to 4a in an almost identical or similar amount to each other. .
  • the 1st injection part 2 injects the molding material 2a 100 times
  • the 2nd injection part 3 injects the molding material 3a 110 times
  • the 3rd injection part 4 molds the molding material.
  • the material 4a may be sprayed 99 times.
  • the injection of the molding materials 2a to 4a by the first to third injection units 2 to 4 may be interpreted as the injection of the molding materials 2a to 4a.
  • the allowable range may be arbitrarily determined according to a designer's or user's selection.
  • each of the spraying parts 2 to 4 may spray the molding materials 2a to 4a equally only within a predefined range.
  • the range may be interpreted to include at least one of a spatial range and a temporal range.
  • the molding materials 2a to 4a may be equally sprayed, and also for a predetermined time, for example, the first circulation.
  • the molding materials 2a to 4a may be sprayed on the same.
  • the amounts of are the same or nearly the same and may vary slightly within a range.
  • the first modeling material 2a, the second modeling material 2b, and the third modeling material 2c may be injected at the same number of times during one circulation.
  • each of the spraying portions 2 to 4 sprays the molding materials 2a to 4a equally, only a few specific spraying portions do not spray the molding material intensively. Therefore, only the specific spraying portion concentrates the molding material. It is possible to prevent the clogging of the nozzle of the specific injection unit, the premature consumption of only the specific injection unit, etc., which may be generated by the injection of a plurality of injection units. Since 2a to 4a) are sprayed, only a specific spraying part can form a molding at a much higher speed than when spraying the molding material.
  • the number of the injection parts 2 to 4 for injecting the molding materials 2a to 4a may be variously selected according to the selection or the need of the designer of the molding apparatus 1. For example, as shown in FIG. 1, three injection parts 2 to 4 may be employed in the sculpture forming apparatus 1, and four injection parts 2 to 4 may be employed in the sculpture forming apparatus 1. Five jets 2 to 4 may be employed in the sculpture forming apparatus 1. If necessary, fewer or more jets 2 to 4 may be employed in the sculpture forming apparatus 1.
  • the color of the molding materials 2a to 4a sprayed by the respective injection parts 2 to 4 may be arbitrarily determined according to the designer's choice. Colors of the modeling materials 2a to 4a may include red (R), green (G, green), and blue (B, blue). Colors of the modeling materials 2a to 4a may include cyan, magenta, and yellow. In addition, the color of the modeling materials 2a to 4a may include black (K) or white (W). Each spraying unit 2 to 4 may be set or manufactured to spray molding materials 2a to 4a of different colors from each other. For example, the sculpture forming apparatus 1 may be provided with four spraying parts 2 to 4, and each of the spraying parts 2 to 4 may have different molding materials 2a to cyan, magenta, yellow, and white. 4a) can be sprayed.
  • each of the sprayers 2 to 4 may be set or manufactured to spray only the molding materials 2a to 4a of the assigned color, respectively.
  • the first spraying unit 2 sprays only the cyan molding material 2a
  • the second spraying unit 3 sprays only the magenta molding material 3a
  • the third spraying unit 4 is yellow. Only the molding material 4a may be sprayed to form the molding 89.
  • one spraying unit 2 to 4 may spray the molding materials 2a to 4a of various colors.
  • the 1st injection part 2 may selectively spray the cyan molding material 2a, the magenta molding material 3a, and the yellow molding material 4a.
  • the first injector 2 when the first injector 2 is connected by using a tube such as a tube and a molding material storage container containing the respective molding materials 2a to 4a, the first injector 2 under the control of the controller 9 ), The molding material storage containers connected to each other are switched to supply different molding materials 2a to 4a to the first injection part 2, and the first injection parts 2 are different from each other according to the switching of the molding material storage container.
  • the modeling material 2a to 4a may be supplied with different modeling materials 2a to 4a received from the modeling material 2a to 4a to spray the molding material forming part 7 to form the molding 89.
  • Modeling materials 2a to 4a may be liquid materials having fluidity.
  • the modeling materials 2a to 4a may include an epoxy resin, an acrylic resin, or a photo polymer.
  • the modeling materials 2a to 4a may include a liquid metal.
  • the molding materials 2a to 4a sprayed by the injection parts 2 to 4 may include photocuring inks that are cured according to light reception.
  • the photocurable ink may include a base resin, a reactive diluent, a photo initiator, a pigment, an antipolymerization agent, and other auxiliary components.
  • the base resin may include oligomers.
  • the reactive diluent may comprise a monomer.
  • the base resin and the reactive diluent may be combined in response to light irradiation such as ultraviolet rays so that the light curing ink is cured by light.
  • the molded object 89 produced according to the stacking of the molding materials 2a to 4a can achieve a fixed shape.
  • the photopolymerization initiator may be decomposed into free radicals upon irradiation with light and may induce a polymerization reaction between the base resin and the reactive diluent.
  • Pigments may include pigments or dyes.
  • the pigment may be an organic pigment, an inorganic pigment or a lake pigment.
  • the color of the molding materials 2a to 4a may be determined according to the pigment.
  • the cyan molding material may be cyan pigment
  • the magenta molding material is magenta pigment
  • the yellow molding material is yellow pigment
  • the white molding material may include white pigment.
  • the polymerization inhibitor may function to suppress the dark reaction of the ink.
  • the light curing ink may include a co-solvent, an anti-kogation agent, or an anti-bleeding agent.
  • the co-solvent jets 2 to 4 can assist in dissolution and dispersion of the pigment in the ink.
  • Co-solvent may assist vaporization in the head when using a thermal ink jet method.
  • the anti-cogating agent uses a thermal ink jet method, it is possible to prevent the ink impurity from adhering to the heat generating part 41 and the efficiency of the heat generating part 41 is lowered.
  • the anti bleeding agent can prevent the mixing color from occurring at the boundary between the molding materials 2a to 4a.
  • Co-solvents, anti-cogating agents or anti-bleeding agents may be used as materials generally employed in sculpture forming apparatus.
  • any one of the injection parts 2 to 4 may spray a support material for forming a support (support) that can be separated and detached from the sculpture.
  • the support material may be a material that can be dissolved or vaporized by heat or dissolved by a solvent.
  • the support material may include glycerin, which can be dissolved by a solvent such as paraffin or water which is melted by heat.
  • the injection parts 2-4 can move as needed.
  • the movement direction of the injection parts 2 to 4 may be a direction in which the molding materials 2a to 4a are sprayed, that is, a direction in which the molded object forming part 7 is located, and is opposite to the injection direction of the molding materials 2a to 4a. It may be a direction.
  • the moving direction of the injection parts 2-4 may be a direction which forms a constant angle with the injection direction of the molding materials 2a-4a.
  • the moving direction of the injection parts 2-4 may be a direction orthogonal to the injection direction of the molding materials 2a-4a.
  • the molding materials 2a to 4a sprayed from the spraying parts 2 to 4 may be stacked on the molding forming part 7 to form the moldings 89.
  • the sculpture-forming part 7 may include a flat plate-shaped base portion and a space provided on the base portion in which the injected molding materials 2a to 4a can be easily stacked.
  • the base part of the sculpture formation part 7 may move to the direction opposite to the direction in which the injection parts 2-4 are located or the direction where the injection parts 2-4 are located as needed.
  • the base may also move in a direction having a constant angle with the spraying direction of the molding materials 2a to 4a. For example, the base may move in a direction orthogonal to the spraying direction of the molding materials 2a to 4a.
  • the sculpture forming apparatus 1 may further include a controller 9 for controlling the operation of the sculpture forming apparatus 1.
  • the controller 9 may control the operation of at least one of the injection parts 2 to 4 and the sculpture forming part 7 to allow the sculpture 9 to be formed.
  • the control part 9 is the injection timing of each injection part 2-4, the injection amount or injection pattern of the molding material 2a-4a, the movement of the injection parts 2-4, and the molded object formation part 7 Control the movement of the
  • the control unit 9 may control the plurality of injection units 2 to 4 to form the moldings 89 by spraying the molding materials 2a to 4a having different colors.
  • FIGS. 2 to 16 An embodiment of a sculpture forming apparatus will be described with reference to FIGS. 2 to 16.
  • Figure 2 is a perspective view showing the appearance of one embodiment of a sculpture forming apparatus
  • Figure 3 is a block diagram of an embodiment of a sculpture forming apparatus
  • 4 is a perspective view showing an embodiment of the internal structure of the sculpture forming apparatus.
  • the sculpture forming apparatus 10 includes an outer housing 11, an inner housing 13 installed inside the outer housing 11, and a molding provided on an upper end of the inner housing 13.
  • the material injection module 100 may be included.
  • the sculpture forming apparatus 10 includes a base 21 on which the sculpture 89 is to be molded, various moving parts 22, 170, 180, and 190, a control unit 200, a data input unit 201, a storage unit 202, and an operation unit. 203 and the display unit 204 may be included. Some of such configurations may be omitted as needed. Also, the sculpture forming apparatus 10 may further include other configurations that are not described.
  • the outer housing 11 may include various components related to the sculpture forming apparatus 10, including the inner housing 13, and may protect various embedded components.
  • the outer housing 11 may provide a function of blocking the sculpture forming space from the outside so that the sculpture forming apparatus 10 can stably form the sculpture 89 without external interference.
  • An opening 11a may be provided on at least one surface of the outer housing 11, and the user may acquire the completed sculpture 89 through the opening 11a.
  • the opening 11a may be provided with a door that can be opened and closed as needed.
  • the outer housing 11 includes at least one of a data input unit 21 for receiving data as required, an operation unit 203 operated by the user to receive a command from the user, and a display unit 204 for displaying various information to the user. One may be provided.
  • the inner housing 13 may contain various components related to the control of the sculpture forming apparatus 10.
  • a semiconductor chip, a substrate on which the semiconductor chip, etc., to perform the function of the controller 200 may be installed inside the inner housing 13.
  • the inner housing 13 may be provided with at least one of a data input unit 21 for receiving data, an operation unit 203 operated by the user to receive a command from the user, and a display unit 204 for displaying various information to the user. It may be.
  • the inner housing 13 may be provided with a base 21.
  • the base portion 21 may have a shape of a flat plate on which the sculpture is formed.
  • the upper surface of the base portion 21 may be exposed to the upper surface 14 of the inner housing 13 may be laminated to the molding material (a) or the support material (s) sprayed from the molding material injection module 100.
  • the base 21 can be moved by the base moving part 22.
  • the base 21 may be controlled to move depending on the shape of the sculpture 89 to be formed. According to an embodiment, the base 21 may be moved in the spraying direction of the molding material a or in the opposite direction thereof.
  • the base portion 21 may be formed so that the molding material injection module 100 does not come into contact with the molding material injection module 100 such that the molding 89 made of the molding material a stacked as the molding material a is stacked. It can move in the opposite direction of the arranged direction.
  • the base 21 may move in the direction of the modeling material injection module 100 so that the laminated modeling material a may be flattened by the leveling roller 101.
  • the base portion 21 may be moved in a direction perpendicular to the spraying direction of the modeling material.
  • the base portion 21 may move in at least one of the x-axis direction and the y-axis direction so that the molding material (a) sprayed according to the molding to be formed reaches and stacks at an appropriate position on the upper surface of the base portion 21. . If necessary, the base portion 21 may move in a direction orthogonal to the injection direction of the molding material or in the opposite direction thereof.
  • the base moving part 22 may be provided inside the inner housing 13, and may move the base 21 in a predetermined direction according to the driving of the motor or the actuator.
  • the molding material injection module 100 may spray the molding material a having different colors in the direction of the base portion 21 to generate the molding 89. If necessary, the molding material injection module 100 may further inject the support material s so that the moldings 89 having various shapes may be formed.
  • Modeling material injection module 100 is a plurality of modeling material cartridges (114, 124, 134, for supplying the molding material (a) of different colors and the molding material (a) of the different colors) 144 and a plurality of connecting tubes (tubes, 113, 123, 133, and 143) connecting the main body (100a) and the cartridges (114, 124, 134, 144).
  • the main body 100a may spray molding materials a of different colors supplied from the cartridges 114, 124, 134, and 144.
  • the modeling material (a) may include a photocurable ink that is cured according to light reception.
  • the main body 100a may be provided with a nozzle (112, 122, 132, 142, 152 of FIG. 5) and a substrate for controlling the modeling material injection module 100.
  • the cartridges 114, 124, 134, and 144 may store molding materials a of different colors.
  • the cartridges 114, 124, 134, and 144 may be installed in the modeling material injection module 100 in a replaceable manner. Each cartridge 114, 124, 134, 144 can hold a molding material a of different colors.
  • the first cartridge 114 stores the cyan molding material
  • the second cartridge 124 stores the magenta molding material
  • the third cartridge 134 stores the yellow molding material
  • the fourth cartridge stores the fourth cartridge.
  • the cartridge 144 may store a white molding material.
  • the molding material stored in each cartridge (114, 124, 134, 144) is transferred to the main body (100a) through the connecting pipes (113, 123, 133, 143) connected to each cartridge (114, 124, 134, 144).
  • the connecting tubes 113, 123, 133, and 143 may be formed of a material such as rubber.
  • a passage through which the modeling material a can pass may be provided inside the connection pipes 113, 123, 133, and 143. If the plurality of cartridges 114, 124, 134, 144 can be directly attached to and coupled to the main body 100a, the plurality of connecting pipes 113, 123, 133, and 143 may be omitted.
  • the sculpture forming apparatus 10 may include a moving part 23 for moving the molding material injection module 100.
  • the molding material injection module 100 may be moved in at least one direction of the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction by the moving unit 23.
  • the modeling material spray module 100 may spray the modeling material (a) or the support material (s) of different colors while moving.
  • the moving unit 23 may include an x-axis moving unit 170, a y-axis moving unit 180, and a z-axis moving unit 190.
  • the modeling material injection module 100 of the x-axis moving unit 170 and the y-axis moving unit 180 may be moved in the horizontal direction.
  • the x-axis moving unit 170 may include an x-axis bar 171 to which the modeling material injection module 100 moves along.
  • the x-axis bar 171 may include a rail.
  • Modeling material injection module 100 may move along the x-axis bar 171 by the rotation of the built-in rotary wheel or cogwheel. Therefore, the modeling material injection module 100 may move in the positive x-axis direction or the negative x-axis direction along the x-axis.
  • the molding material injection module 100 may also include one or more motors or actuators for rotation of embedded rotary wheels or cogwheels.
  • the motor may be an AC motor or a BLDC motor.
  • the y-axis moving unit 180 may include a y-axis bar 181 and a moving body 182 moving along the y-axis bar 181.
  • the y-axis bar 181 may include a rail.
  • the movable body 182 may be moved along the y axis bar 181 by the rotation of the built-in rotary wheel or cogwheel to allow the modeling material injection module 100 to move along the y axis.
  • the movable body 182 may incorporate a motor or an actuator.
  • the z-axis moving unit 190 may move the modeling material injection module 100 in the vertical direction.
  • the z-axis moving unit 190 may include a z-axis bar 191 and a moving body 192 moving along the z-axis bar 191, and the moving body 192 may include a built-in rotating wheel or a cog wheel.
  • the movable body 192 may incorporate a motor for the rotation of the rotating wheel.
  • the movable body 192 may include an actuator.
  • the x-axis moving unit 170, the y-axis moving unit 180, and the z-axis moving unit 190 are not limited thereto.
  • the x-axis moving unit 170, the y-axis moving unit 180, and the z-axis moving unit 190 may move the modeling material injection module 100 using the pressure of the fluid.
  • the sculpture forming apparatus 10 may include all of the x-axis moving unit 170, the y-axis moving unit 180, and the z-axis moving unit 190, or may include only some of them.
  • the sculpture forming apparatus 10 may include only the x-axis moving unit 170 and the y-axis moving unit 180.
  • the sculpture forming apparatus 10 may further include a controller 200 that controls the overall operation of the sculpture forming apparatus 10.
  • the controller 200 may be implemented by one or more semiconductor chips operating by a predetermined program and a printed circuit board on which the semiconductor chips may be installed.
  • the controller 200 may be a central processing unit (CPU) or a micro-controller unit (MCU).
  • the controller 200 may include a data processor 210, an injection module controller 211, a movement controller 212, and a device controller 213.
  • the data processor 210 may analyze the sculpture data of the sculpture 89 stored in the data input unit 201 or the storage unit 202, and transmit the analysis result to the injection module controller 211 or the movement controller 212. .
  • the data processing unit 210 extracts coordinates of various points of the sculpture 89, such as an outer surface or a feature point of the sculpture 89, based on the sculpture data, and the injection position of the molding material a according to the extracted coordinates. Or injection quantity can also be determined.
  • the data processor 210 may determine the spray pattern of the molding material a by the spray units 110 to 150.
  • the injection module controller 211 may generate a control signal for controlling the modeling material injection module 100 according to the determination result of the data processor 210.
  • the injection module control unit 211 may generate a control signal for each injection unit 110 to 150 according to the injection pattern determined by the data processor 210, and may transmit the generated control signal to the modeling material injection module 100. .
  • the injection module controller 211 may determine the injection pattern of the injection units 110 to 150.
  • the injection module controller 211 may generate a control signal for controlling the leveling roller 101 or the exposure unit 160 provided in the modeling material injection module 100.
  • the injection module control unit 211 may generate a control signal for controlling the leveling roller 101 or the exposure unit 160 according to the injection of the molding material a.
  • the injection module controller 211 includes an injection controller 214 of FIG. 5, a roller controller 215 of FIG. 5, and an exposure controller 216 of FIG. 5. You may.
  • the movement control unit 212 determines the movement position of the modeling material injection module 100 according to the determination result of the data processing unit 210, and according to the determined movement position, the x-axis movement unit 170 and y of the movement unit 23.
  • a control signal for at least one of the axis moving unit 180 and the z axis moving unit 190 is generated, and the generated control signal is transferred to the x-axis moving unit 170 and the y-axis moving unit 180 of the moving unit 23.
  • the z-axis moving unit 190 may move the modeling material injection module 100 according to the transmitted control signal.
  • the apparatus controller 213 may control the sculpture forming apparatus 10 by generating control signals for portions other than the modeling material injection module 100 and the moving unit 23.
  • the device controller 213 may generate a control signal for the display unit 204 and transmit the generated control signal to the display unit 204.
  • FIG. 3 illustrates the data processing unit 210, the injection module control unit 211, the movement control unit 212, and the device control unit 213 separately from each other, but this is the data processing unit 210, the injection module control unit 211, and the movement control unit.
  • the 212 and the device controller 213 are not necessarily physically separated.
  • the data processor 210, the injection module controller 211, the movement controller 212, and the device controller 213 may be logically divided. Of course, different semiconductor chips may be physically separated from each other by performing operations of the data processor 210, the injection module controller 211, the movement controller 212, and the device controller 213.
  • the data input unit 201 may receive sculpture data about the sculpture 89 to be molded by the sculpture forming apparatus 10.
  • the sculpture data may include two-dimensional or three-dimensional drawings that are digitally represented.
  • the sculpture data may include information such as the outer surface of the sculpture 89, the coordinates of the boundary body or the feature points, and the like.
  • the data input unit 201 may include a wired communication module or a wireless communication module capable of receiving data from a remote location.
  • the wired communication module may include a network interface controller (NIC) for controlling communication, a communication cable terminal, a communication cable, and the like.
  • the wireless communication module may include a communication chip and an antenna for performing wireless communication according to a predetermined wireless communication method.
  • the wireless communication method may include a Wi-Fi method or a BluetoothTM method.
  • the data input unit 201 may include a serial port, a parallel port, a SCSI port, a SCSI terminal, a DIN terminal, an ADB terminal, a PS / 2 terminal, and a universal serial bus.
  • the USB, universal serial port) terminal, and iTriple may include at least one of the 1394 (IEEE1394) terminal.
  • Data about the sculpture 89 input to the data input unit 201 may be stored in the storage unit 202 temporarily or non-temporarily and then transferred to the controller 200 or directly to the controller 200.
  • the storage unit 202 may store data such as a two-dimensional or three-dimensional drawing about the sculpture 89 to be formed. In addition, the storage unit 202 may store various kinds of information necessary for the control unit 200 to control the sculpture forming apparatus 10. Data stored in the storage unit 202 may be changed or updated by control of the controller 200 or input of data through the data input unit 201. The storage unit 202 may store various types of information temporarily or non-temporarily. The storage unit 202 may be implemented by various types of semiconductor storage devices or magnetic disk storage devices. In addition, various devices that may be used to store data may be examples of the storage unit 202. The storage unit 202 may be implemented by one storage device or may be implemented by a plurality of storage devices. The storage unit 202 may be implemented by one type of storage device, or may be implemented by several different types of storage devices.
  • the operation unit 203 may receive various instructions or various information from the user. Instead of the data input unit 201, the user may operate the operation unit 203 to input data about the sculpture 89 to be modeled.
  • the operation unit 203 may be implemented by at least one of a keyboard, a keypad, a knob, a trackball, a mouse, a joy stick, a touch pad, and a touch screen.
  • the operation unit 203 may output an operation signal corresponding to the operation of the user and transmit it to the control unit 200.
  • the display unit 204 may display various pieces of information related to the sculpture forming apparatus 10 and the formed article 89.
  • the display unit 204 may display an input three-dimensional drawing, or display a message about various errors generated during the control method of the sculpture forming apparatus 10 or the operation of the sculpture forming apparatus 10.
  • the display unit 204 may display various pieces of information to the user through a graphic user interface (GUI).
  • GUI graphic user interface
  • the graphical user interface can have a variety of designs depending on the designer's choice.
  • the display unit 204 may display various still images or moving images for the convenience and aesthetics of the user.
  • the display unit 204 may operate according to a control signal of the controller 200.
  • the display unit 204 may include a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display (LCD) panel, an organic light emitting display (OLED) panel, and a light emitting diode (LED) panel. And a touch panel.
  • PDP plasma display panel
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting display
  • LED light emitting diode
  • various means for displaying text or an image to a user may be employed as the display unit 204.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment of a modeling material injection module.
  • 6A is a view illustrating an embodiment of a modeling material injection module
  • FIG. 6B is a view illustrating a bottom of an embodiment of a modeling material injection module.
  • the molding material injection module includes a plurality of injection parts 110 to 150, the leveling roller 101, and the exposure part 160 provided inside or outside the main body 100a. It may include.
  • Each spray unit 110 to 150 includes a container 111, 121, 131, 141, 151 for storing the molding material to be sprayed, and nozzles 112, 122, 132, 142, 152 for spraying the molding material. can do.
  • Each container 111, 121, 131, 141, 151 may store a molding material corresponding to each of the injection parts 110, 120, 130, 140, and 150.
  • the first container 111 may store the molding material of cyan.
  • the fifth container 151 of the support material spraying unit 150 may store the support material.
  • the first to fifth containers 111, 121, 131, 141, and 151 may be provided in the modeling material injection module 100, and separate cartridges 114, 124, 134, 144, and 154. According to the exemplary embodiment, some containers may be provided in the modeling material injection module 100, and some other containers may be provided in separate cartridges.
  • Each nozzle portion 112, 122, 132, 142, 152 is a nozzle 112a, 122a, 132a, 142a, 152a exposed outward from the housing bottom of the body 110a as shown in FIGS. 6A and 6B. It may include. In some embodiments, each nozzle portion 112, 122, 132, 142, 152 may include only one nozzle 112a, 122a, 132a, 142a, 152a, and two or more nozzles 112b, 122b, 132b. , 142b, 152b).
  • One or more nozzles 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b may include one or more nozzle forming parts 112c, 122c, 132c, 142c provided on the bottom of the main body 110a. , 152c may be provided to face the base 21.
  • One or more nozzles 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b formed in the nozzle forming portions 112c, 122c, 132c, 142c, and 152c have one row 112d, 122d.
  • 132d, 142d, 152d two or more rows 112d, 112e, 122d, 122e, 132d, 132e, 142d, 142e, 152d, 152e, as shown in FIGS. 6A and 6B.
  • nozzles 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, and 152b may be provided on the bottom of the main body 110a in various forms that can be considered by those skilled in the art.
  • one or more nozzles 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, and 152b may have various shapes.
  • one or more of the nozzles 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b has a shape projecting outward from the nozzle forming portions 112c, 122c, 132c, 142c, and 152c.
  • one or more nozzles 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, and 152b may have a shape of a discharge hole provided in a plane.
  • Each nozzle 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b has its own nozzle 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b.
  • the modeling material may be ejected toward the base portion 21.
  • the nozzle unit 30 has a main body 37, a piezoelectric element 31, a partition wall 32, a discharge port 35, and a supply port 36 as shown in FIG. ) May be included.
  • the main body 37 may be provided with a passage 33 inside.
  • An opening 32a may be formed on one surface, for example, an upper surface of the main body 37.
  • the piezoelectric element 31 may be changed in shape by a reverse piezoelectric effect according to a change in voltage.
  • the piezoelectric element 31 may be formed of a material such as a ferroelectric material in which a piezoelectric effect or a reverse piezoelectric effect occurs.
  • the piezoelectric element 31 may be provided on one surface, for example, an upper surface of the main body.
  • One side of the partition wall 32 is attached to the piezoelectric element 31, and the other side may be attached to one surface of the main body 37, for example, an upper surface thereof to seal the opening 32a of the upper surface of the main body 37.
  • the partition wall 32 may expand or reduce the size of the passage 33 while deforming together with the deformation of the piezoelectric element 31.
  • the passage 33 may include a micro passage that connects various rooms with each room.
  • Modeling material 34 may flow inside passageway 33.
  • Modeling material 34 may comprise a photocurable ink.
  • the discharge hole 35 may discharge the molding material 34 inside the passage 33 to the outside according to the deformation of the partition wall 32.
  • the supply port 36 may supply the modeling material 34 into the passage 33.
  • 8 to 10 are diagrams for explaining the principle of spraying the modeling material in the first embodiment of the nozzle unit.
  • the piezoelectric element 31 when power is supplied to the piezoelectric element 31, the piezoelectric element 31 may be curved to be convex in the first direction according to the power supplied to the piezoelectric element 31, and the piezoelectric element 31 may be deformed. Accordingly, the partition wall 32 attached to the piezoelectric element 31 may also be bent.
  • the partition wall 32 is bent, as shown in FIG. 8, the inner space 33a of the passage expands and the external molding material 34 further flows in through the supply port 36 as the inner space 33a expands. Can be.
  • the partition wall 32 is also bent.
  • the inner space 33a of the passage 33 may be reduced.
  • the molding material 34 in the passage 33 may be discharged to the outside through the discharge port 35 (37).
  • the discharged molding material 37 may move toward the base portion 21 by the force of gravity.
  • the piezoelectric element 31 and the partition wall 32 may be curved to be convex again in the first direction, and the internal space 33a of the passage 33 may be expanded. Accordingly, the external modeling material 34 may be introduced through the supply port 36.
  • the nozzle unit 40 may include a heat generating unit 41, a chamber 42, a discharge port 43, a support 44, and a supply port 47.
  • the heat generating unit 41 may be heated in accordance with the supply of external power to generate heat.
  • the heat generator 41 may be formed of various kinds of materials, for example, metal, which generate heat according to supply of power.
  • the chamber 42 may store a modeling material 46 to be discharged through the discharge port 43.
  • the chamber 42 may be temporarily heated according to the heat generated by the heat generating part 41, and bubbles 45 may be generated inside the chamber 42 as the chamber 42 is heated.
  • Modeling material 46 may comprise a photocurable ink.
  • the discharge port 43 may discharge the modeling material 46 inside the chamber 42 to the outside as the bubble 45 is generated.
  • the support 44 may supply power to the heat generating portion 41 as needed, and may also cool the heat generating portion 41.
  • the support 44 may be provided with a substrate for supplying power.
  • the supply port 47 may supply the modeling material 46 into the chamber 42.
  • 12 to 14 are diagrams for explaining the principle that the second embodiment of the nozzle unit injects the molding material.
  • 12 and 13 when the heat generating part 41 of the nozzle part 40 generates heat instantaneously according to the application of power, bubbles 45 may be generated inside the chamber 42.
  • the modeling material 46 is a photocuring ink
  • bubbles 45 may be generated inside the chamber 42 by cosolvent of the photocuring ink.
  • the generated bubble 45 is extended to apply a force to the modeling material 46 to discharge the modeling material 46 to the outside through the discharge port 43.
  • the discharged molding material 48 may move in the direction of the base portion 21. As shown in FIG.
  • the generated bubble 45 may be discharged to the outside through the discharge port 43 or may be dissipated therein. As the bubble 45 is discharged or dissipated, an empty space may be generated inside the chamber 42, and the modeling material 46 may be supplied again through the supply hole 47 to the generated empty space.
  • each injection unit 110 to 150 may be designed to inject a different molding material or material from each other.
  • the first to fourth sprayers 110 to 140 are designed to spray a molding material (a) such as a photocurable ink
  • the support material sprayer 150 may be formed of a support material such as paraffin or glycerin. may be designed to spray s). More specifically, the first injection unit 110 injects the molding material of cyan, the second injection unit 120 injects the molding material of magenta, and the third injection unit 130 injects the yellow molding material.
  • the fourth sprayer 140 may be designed to spray a white or black molding material.
  • the injection unit 110 to 150 may be controlled by the injection control unit 214 of the control unit 200.
  • the injection controller 214 may determine the injection time or injection amount according to the data analysis result of the data processor 210 and control the respective injection units 110 to 150 according to the determined injection time or injection amount.
  • the leveling roller 101 can rotate about a predetermined axis 102. As shown in FIGS. 6A and 6B, the leveling roller 101 may perform a function of flattening the modeling material a that is exposed and stacked on the bottom surface of the main body 100a. The leveling roller 101 may acquire and rotate a driving force by a roller provided inside the housing of the main body 100a. The leveling roller 101 can rotate in any direction. The rotation direction of the leveling roller 101 may be determined according to the moving direction of the modeling material injection module 100. In some embodiments, the leveling roller 101 may not be provided in the modeling material injection module 100 differently from those shown in FIGS. 5 and 6A. In this case, the leveling roller 101 may be provided as a separate module in the material forming apparatus 10 and installed on the upper surface 14 of the lower housing 13.
  • the leveling roller 101 may flatten one surface, for example, an upper surface of the molding material by compressing the molding material that is fixed and stacked on the upper surface of the base portion 21 or the previously formed molding material. Thereby, the molding material to be sprayed can be sprayed and fixed at an appropriate position on the fixed molding material.
  • the leveling roller 101 may be controlled by the roller control unit 215 of the control unit 200.
  • the roller controller 215 determines the rotation direction and rotation speed of the leveling roller 101 according to the injection of the injection units 110 to 150, and generates a control signal corresponding to the determined rotation direction and rotation speed to level the roller 101.
  • the leveling roller 101 can be controlled by transmitting to the motor connected to the).
  • the exposure unit 160 may irradiate the laminated molding material (a) or the support material (s) with light having a predetermined wavelength, for example, ultraviolet rays, to cure the laminated molding material or the support material.
  • the exposure unit 160 may include a light emitting lamp 161 that irradiates light.
  • one modeling material injection module 100 may include a plurality of light emitting lamps 161a and 161b.
  • the plurality of light emitting lamps 161a and 161b may be provided on the bottom surface of the main body 100a, and more specifically, the nozzles 112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, and 152b are formed. Can be installed on the side of the bottom.
  • the molding material a or the support material s is formed immediately after lamination and planarization.
  • the material (a) or the support material (s) can be irradiated with light to cure the molding material (a) or the support material (s).
  • the exposure unit 160 may not be provided in the modeling material injection module 100 differently from those illustrated in FIGS. 5 and 6A. In this case, the exposure unit 160 may be provided as a separate module at a specific position in the material forming apparatus 10 to irradiate light on the stacked molding material a or the support material s.
  • 15A to 15C are diagrams for describing an embodiment of a process of fixing a sculpture according to irradiation of ultraviolet rays.
  • 15A to 15C illustrate a process in which the molding material a is cured when the molding material a is a photocuring ink and the exposure unit 160 is an ultraviolet lamp for irradiating ultraviolet rays.
  • the photocuring ink 60 irradiated and laminated to the base 21 before curing may include an oligomer 61, a monomer 62, and a photopolymerization initiator 63. As shown in FIG.
  • the photopolymerization initiator 63 in the photocuring ink 60 is decomposed to become free radicals.
  • a polymerization reaction can be induced between the polymer 61 and the monomer 62.
  • the photocurable ink 60 may be cured to finally form the shaped article 89. Therefore, the molded article 89 can be formed using the stacked molding material a.
  • the main body 100a of the molding material injection module 100 receives a plurality of molding materials a or support material s from external cartridges 114, 124, 134, and 144.
  • the connecting tubes 113, 123, 133, 143, 153 of the may be connected.
  • the molding material injection module 100 may further include a fastening part 171a for connecting the moving part 23 such as the x-axis bar 171 and the main body 100a.
  • the fastening part 171a may couple the main body 100a and the moving part 23 so that the main body 100a may be moved by the moving part 23.
  • the fastening part 171a may be a through hole through which the x-axis bar 171 passes, as shown in FIG. 6A.
  • the fastening part 171a may include various fastening means for connecting the main body 100a and the x-axis bar 171.
  • FIG. 16 is a view for explaining an embodiment of a sculpture forming process of the sculpture forming apparatus.
  • a molding material B such as a photocuring ink
  • the sprayed molding material B may have a base ( 21 may be stacked and stacked (B1).
  • the leveling roller 101 rotates to flatten the uneven portion B2 in the stacked molding material B1.
  • the exposure lamp 161 of the exposure unit 160 irradiates a predetermined light, for example ultraviolet light, with the flattened molding material B3, the flattened molding material B3 is cured as described above, and consequently, the molding 89 This can be formed.
  • FIGS. 17 to 36 the apparatus for forming a sculpture according to various embodiments will be described.
  • the 1st Example regarding the injection of the molding material of the sculpture forming apparatus is demonstrated.
  • the sculpture forming apparatus 10 may include a molding material injection module 100 and a sculpture forming unit 20.
  • Modeling material injection module 100 is the first injection unit 110 for injecting the molding material of cyan (a1), the second injection unit 120 for injecting the molding material of magenta (a2), molding of yellow (a3) Third injection unit 130 for injecting the material, the fourth injection unit 140 for injecting the molding material of white (a4), leveling roller to flatten the molding material of the cyan, magenta, yellow and white laminated after the injection And an exposure unit 160 for irradiating ultraviolet rays to the stacked and planarized cyan, magenta, yellow, and white molding materials.
  • the sculpture forming unit 20 may include a base 21 and a base moving part 22 for moving the base 21.
  • the base moving part 22 can move the base part 21 in the z-axis direction according to the lamination of the molding materials a1 to
  • the first injector 110, the second injector 120, the third injector 130, and the fourth injector 140 of the modeling material injection module 100 may equally use the modeling materials a1 to a4.
  • Can spray In detail, the first spraying unit 110, the second spraying unit 120, the third spraying unit 130, and the fourth spraying unit 140 may spray the molding materials a1 to a4 having the same injection amount.
  • equivalent means may include not only the injection amount is exactly the same, but also some slight differences. Since the molding materials a1 to a4 are sprayed in the respective injection parts 110 to 140, the moldings 89 may be formed by the same amount of the molding materials a1 to a4.
  • Each of the spraying parts 110 to 140 may spray the molding materials a1 to a4 onto the base part 21 according to a predetermined pattern.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 may inject the molding materials a1 to a4 in a plurality of circulations (P1 to P4 in FIGS. 18 and 23).
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 may spray the molding materials a1 to a4 in the same pattern for each circulation P1 to P4, and all of the molding materials ( It is also possible to inject a1 to a4, and only the at least one circulation (P1 in FIG. 23) of each of the circulations P1 to P4 may spray the molding materials a1 to a4 in different patterns.
  • the model material injection module 100 may continuously move while the first injection parts 110 to 4th injection part 140 spray the model materials a1 to a4.
  • Modeling material injection module 100 may reciprocate along the x-axis or y-axis.
  • the sculpture 89 may include a plurality of layers l1 to l5, and different molding materials a1 to a4 may be disposed on each of the layers l1 to l5.
  • different modeling materials a1 to a4 of the layers l1 to l5 may be arranged in a predetermined pattern.
  • the molding materials a1 to a4 of each layer l1 to l5 may be arranged in the same pattern.
  • the same modeling material 81 may be stacked directly on any one modeling material 82.
  • FIG. 18 It is a figure which shows the 1st pattern regarding the molding material injection
  • Each x-axis of FIG. 18 means an elapsed time
  • C, M, Y, and W of the y-axis show the injection amount of the cyan modeling material a1, the injection amount of the magenta molding material a2, and the injection amount of the yellow molding material a3, respectively.
  • the square in the graph means that the molding material (a1 to a4) is injected from the injection unit (110 to 140).
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 are modeled in the order of the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 every cycle P1 to P4.
  • the raw materials a1 to a4 may be sprayed sequentially.
  • the first sprayer 110 may spray the cyan molding material a11 in one cycle P1.
  • the molding materials a2 to a4 sprayed by the other injection parts 120 to 140 may have moved toward the base part 21 (a3, a4) or may have reached the base part 21 (a1, a2).
  • the injected cyan modeling material a11 may reach the base 21 and settle at one point of the base 21 after a lapse of time.
  • the modeling material injection module 100 may move in a predetermined direction x while the first injection unit 110 jets the cyan modeling material a11.
  • the first spraying unit 110 may spray the cyan molding material a11 while moving.
  • the second injection unit 120 may spray the magenta molding material a21 within a predetermined time as shown in FIGS. 18 and 20. Can be.
  • the magenta molding material a21 irradiated by the second spraying unit 120 may be sprayed before the cyan molding material a11 sprayed by the first spraying unit 110 reaches the base 21.
  • the injection amount of the cyan modeling material a11 of the first injection unit 110 and the injection amount of the magenta modeling material a2 of the first injection unit 120 may be the same as or different from each other.
  • the second sprayer 120 may also move and spray the magenta molding material a21.
  • the injected magenta molding material a21 may reach the base portion 21 as shown in FIG. 22 after a time elapses.
  • the magenta molding material a21 may be fixed to the side surface of the cyan molding material a11 that is pre-injected.
  • the third injection unit 130 may spray the yellow molding material a31 within a predetermined time as shown in FIGS. 18 and 21. Can be.
  • the injection amount of the yellow modeling material a31 of the third injection unit 130 is the injection amount of the cyan molding material a11 of the first injection unit 110 and the injection amount of the magenta molding material a21 of the second injection unit 120. May be the same as or different.
  • the time difference between the injection time of the second injection unit 120 and the injection time of the third injection unit 130 is the time difference between the injection time of the first injection unit 110 and the injection time of the second injection unit 120. May be the same as or different.
  • the third spray unit 130 may also spray the yellow molding material a31 while moving.
  • the yellow molding material a31 may be fixed to the side of the magenta molding material a21 that is first fixed.
  • the fourth injection unit 140 may spray the white molding material a41 within a predetermined time as shown in FIGS. 18 and 22. Can be.
  • the injection amount of the white molding material a41 of the fourth injection unit 140 is the injection amount of the cyan molding material a11, the injection amount of the magenta molding material a21 of the second injection unit 120, and the third injection unit 130. May be the same as or different from the injection amount of the yellow molding material a31.
  • the fourth injection unit 140 may also move and spray the white molding material a41.
  • the white molding material a41 may be fixed to the side of the yellow molding material a31 that is first fixed.
  • the fourth injection unit 140 terminates the injection of the white molding material a4 and the first circulation P1 ends, the second circulation P2, which is the next cycle of the first circulation P1, is started.
  • the first injection unit 110 may start the injection of the cyan molding material a12.
  • the molding materials a1 to a4 can also be sprayed in the second circulation P2.
  • the modeling material may be sequentially sprayed in the same manner as in the first circulation P1 and the second circulation P2.
  • FIG. 23 is a view showing a second pattern relating to the injection of the modeling material of the sculpture-forming device
  • FIG. 24 is a view showing the molded object obtained by spraying the modeling material in the second pattern.
  • the x-axis and the y-axis of FIG. 23 are the same as those of FIG. 18.
  • the first spraying unit 110 to the fourth spraying unit 140 may spray the molding materials a1 to a4 in a predetermined pattern for each circulation P5 to P8.
  • the specific circulation, for example, the fifth circulation P5 may spray the molding materials a1 to a4 differently from the other circulations P6 to P8.
  • the second injection unit 120 irradiates the magenta molding material a2, and when the injection of the second injection unit 120 is finished, the fourth injection unit 140 within a predetermined time. Can spray the white molding material a4. Subsequently, the first spraying unit 110 may spray the cyan molding material a1, and finally, the third spraying unit 130 may spray the yellow molding material a3 to terminate the fifth circulation P5.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 may include the first injection unit 110, the second injection unit 120, and the third injection unit.
  • the molding materials a1 to a4 may be sprayed in the order of the yarn part 130 and the fourth sprayer 140.
  • the injection amounts of the molding materials a1 to a4 injected from the respective injection units 110 to 140 may be the same.
  • the injection time intervals of the respective injection units 110 to 140 may be the same or different.
  • the modeling material injection module 100 may move in a predetermined direction X2.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 spray the modeling materials a1 to a4, and as shown in FIG. 24, the modeling material injection module 100 is applied.
  • the pattern of the molding material settled in the zone 71 corresponding to the fifth circulation P5 will be different from the pattern of the molding material settled in the other zones 72 to 74. Can be.
  • the molding materials are arranged in the order of magenta molding material (a23), white molding material (a43), cyan molding material (a13), and yellow molding material (a33).
  • the molding materials may be disposed in the order of cyan molding material a13, magenta molding material a23, yellow molding material a33, and white molding material a43.
  • the spray pattern is changed only in a specific cycle, for example, the fifth cycle P5
  • the pattern of the molding material arrangement pattern of the specific area 71 is also changed, and thus, the molding material having a color desired by the user in the specific area 71 is an example.
  • the magenta molding material a23 may be disposed.
  • the molding material of the user's desired color can be fixed and disposed on the outer surface of the sculpture 89 so that the shape desired by the user can be formed on the outer surface of the sculpture 89. Will be.
  • the sculpture forming apparatus 10 may include a molding material injection module 100 and a sculpture forming unit 20.
  • Modeling material injection module 100 is the first injection unit 110 for injecting the molding material of cyan (a1), the second injection unit 120 for injecting the molding material of magenta (a2), molding of yellow (a3) It may include a third injection unit 130 for injecting the material, the fourth injection unit 140 for injecting the molding material of the white (a4) and the support material injection unit 150 for injecting the support material (s1). .
  • the modeling material injection module 100 may include a leveling roller 101 for planarizing at least one of the modeling material and the support material, and an exposure unit 160 for irradiating ultraviolet light to at least one of the modeling material and the support material.
  • Sculpture forming portion 20 is a base portion for moving the base portion 21 that can move the base portion 21 in the z-axis direction according to the base portion 21 and the stacking of the material (a1 to a4) and the support material (s1) The moving part 22 may be included.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 of the modeling material injection module 100 may spray the modeling materials a1 to a4.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 may spray the molding materials a1 to a4 in a predetermined pattern.
  • the spray patterns of the modeling materials a1 to a4 may be the same or different for each circulation.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 may spray the molding materials a1 to a4 in different patterns only in a part of the circulation.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 may spray the molding materials a1 to a4 according to the first pattern illustrated in FIG. 18, and the second pattern illustrated in FIG. 23.
  • the moldings 89 may be formed according to the injection of the molding materials a1 to a4 of the first to fourth injection units 110 to 140.
  • the support material spraying unit 150 may spray the support material s1 into a specific area that is the support forming area SL to form the support s.
  • the support material s1 may be a material that can be melted or vaporized by heat or dissolved by a solution. Thus, the support s may also be melted or vaporized by heat or dissolved in a predetermined solvent, and may be removed from the sculpture 89 by phase shifting by heat or solution.
  • the support material spraying unit 150 may inject the support material s1 into the support forming region SL in which the support s is required to form the support s.
  • the support material spraying unit 150 may not spray the support material s1 at all in a region other than the support forming region SL requiring the support s.
  • the first to fourth sprayers 110 to 140 may not spray any of the molding materials a1 to a4 into the support forming region SL, and if necessary, apply the molding materials a1 to a4. You can also spray.
  • the droplet size of the support material s1 sprayed from the support material sprayer 150 is the same as the droplet size of the molding materials a1 to a4 sprayed from the first to fourth sprayers 110 to 140. It may or may be different.
  • 26 and 27 are diagrams for describing a sculpture obtained according to the second embodiment.
  • the support material spraying unit 150 injects the support material s1 in a specific zone, and the first to fourth spraying units 110 to 140 are equally modeled in the zones other than the specific zone.
  • an object m having a form in which the support s and the sculpture 89 are combined may be obtained.
  • the support s may be made of the support material s1
  • the molding 89 may be made of the molding materials a1 to a4.
  • the support material s1 is a water-soluble substance such as glycerin, when the object m is immersed in water w as a solvent as shown in FIG.
  • the support s made of the water-soluble support material s1 is It is dissolved in water and disappears (s0) and finally only the sculpture 89 remains. Accordingly, it is possible to obtain the sculptures 89 of various shapes.
  • various materials such as alcohol may be used as a solvent for dissolving the support (s) instead of water. If the support material s1 is a material such as paraffin which is melted by heat, the support s is melted by applying heat directly or indirectly to the support s of the object m to support the support s with the object m. Can be removed (s0).
  • FIG. 28 is a view for explaining a third embodiment of the molding material injection of the sculpture forming apparatus
  • FIG. 29 is a view for explaining the sculptures obtained according to the third embodiment.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 are shown in FIG. 18 such as the central portion c of the sculpture 89.
  • the molding materials a1 to a4 are sprayed using the same first pattern, and the outer parts y1 to y3 of the molding 89 are formed using the second pattern different from the first pattern.
  • the 110 to the fourth sprayer 140 may be formed by spraying the molding materials a1 to a4.
  • the first injection unit 110 injects the molding material of cyan (a1)
  • the second injection unit 120 injects the molding material of magenta (a2)
  • the third injection unit 130 is yellow (a3).
  • the fourth injection unit 140 may spray the molding material of white (a4).
  • the cyan molding material a1 may be formed in the first column y11 of the first outer portion y1 that forms the surface of the sculpture 89.
  • One of the magenta molding material a2, the yellow molding material a3, and the white molding material a4 is injected, and the second row y12, which is a subsurface in contact with the first row y11 and positioned inside, is formed.
  • the molding material injection module 100 may be controlled such that only the white molding material a4 is injected. Then, as shown in FIG.
  • the molding material 71 having a different color is sprayed and fixed in the first row y11, which is the surface, and the white molding material 70 is formed in the second row y12 immediately below the surface y11. ) May be sprayed and settled.
  • only one of the other molding materials a1 to a3 except the white molding material a4 is fixed in the first row y11 in the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140.
  • the molding material injection module 100 may be controlled so that only the white molding material a4 is sprayed and fixed in the second row y12.
  • the color of the molding material 71 fixed in the first row y11 is more intended. It can be close to one color.
  • the molding material of a color other than the white molding material a4 is formed in the second row y12, for example, cyan.
  • the molding material 72 may be sprayed and fixed.
  • the fourth spraying unit 140 spraying the white molding material a4 is used more frequently than the other spraying units 110 to 130, so that the fourth spraying unit ( 140 can be prevented from occurring.
  • a molding material of a predetermined color for example, a cyan molding material a1 and a white molding material a4
  • the second row y12 is inserted into the second row y12.
  • Moldings of other colors that are not sprayed on the third row y13 and the third row y14, which are in contact with the second row y12 and located inward of the second row y12, and which are in contact with the third row y13, and located inward of the third row y13
  • a material for example, a magenta molding material a2 and a yellow molding material a3 may be sprayed and fixed.
  • the white molding material a4 is mainly used in the second row y12.
  • the pattern of each layer may be different from each other, as shown in FIG.
  • the patterns of the layers y16 to y18 may be changed according to the color of the modeling material to be disposed on the surface, that is, the first column y11. Therefore, the molding materials of different colors may be stacked directly on the molding materials of any one layer y16.
  • the same may be applied to the third outer portion y3 of the other side of the sculpture 89.
  • the fifth column (y33) forming the surface of the molding 89 in the third outer portion y3, the cyan molding material a1, the magenta molding material a2, the yellow molding material a3, and the white molding material ( Any one of a4) is injected, and the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 are disposed such that only the white molding material a4 is injected into the sixth row y32 disposed in contact with the fifth row y33 and positioned inside. ) Can be controlled.
  • the dead part 110 to the fourth injection part 140 may be controlled.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit so that the white molding material is injected into the fifth row y33 and the molding material of a color other than the white molding material a4 is injected into the sixth row y32. 140 may be controlled.
  • a molding material of a different color such as a magenta molding material (a2) and a yellow molding material (a3), which is in contact with the sixth row (y32) and is not sprayed in the seventh row (y31) located inside the sixth row (y32).
  • a molding material of a different color such as a magenta molding material (a2) and a yellow molding material (a3), which is in contact with the sixth row (y32) and is not sprayed in the seventh row (y31) located inside the sixth row (y32).
  • the eighth column (y15) which is in contact with the support (s) made of the support material (s1) and may be an externally exposed surface according to the removal of the support (s), a cyan molding material (a1) and a magenta molding material (a2) are provided. ), One of the yellow molding material a3 and the white molding material a4 is sprayed and fixed, and only the white molding material a4 is sprayed into the ninth column y16 inside the eighth row y15.
  • the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 may be controlled. If the white molding material a4 is sprayed and fixed in the eighth row y15, the first spraying unit 110 to the ninth row y16 may spray molding materials of a different color except for the white molding material a4.
  • the fourth injection unit 140 may be controlled.
  • the same may also apply to the second outer portion y2 of the sculpture 89.
  • the second outer portion y2 of the sculpture 89 may be an upper surface of the sculpture 89.
  • the upper surface of the sculpture may be an outer surface positioned in a direction in which the first injection unit 110 to the fourth injection unit 140 are located among the outer surfaces of the sculpture 89.
  • only the fourth sprayer 140 sprays the white molding material a4 and the other sprayer ( 110 to 130 may stop the injection.
  • any one of the first spraying parts 110 to the fourth spraying part 140 may spray the molding materials a1 to a4. have.
  • the first layer y21 is formed, only the injection parts 110 to 130 may spray the molding materials a1 to a3 except for the fourth injection part 140 which sprays the white molding material a4. If the fourth injection unit 140 sprays the white molding material a4 while forming the first layer y21, the second layer y22 of the second layer y22 corresponding to the position where the white molding material a4 is to be fixed is formed.
  • One of the first to third sprayers 110 to 130 sprays the molding materials a1 to a3 at one position, so that the white molding material is at a position corresponding to the position at which the white molding material a4 is to be fixed.
  • the molding materials a1 to a3 of colors other than (a4) may be fixed.
  • the third layer y23 positioned below the second layer y22 is applied to the modeling materials a1 to a4 sprayed by the first spraying unit 110 to the fourth spraying unit 140 according to a predefined pattern. It can be formed by.
  • the support 89 formed of the support material s1 sprayed by the support material injection unit 150 may be coupled to the shaped article 89 formed as described above.
  • the support material s1 is a water-soluble substance such as glycerin
  • the support s is removed from the object m by using water w as a solvent, and the molded article ( 89) can be obtained.
  • Various materials may be used as the solvent depending on the nature of the support material s1. If the support material s1 is paraffin melted by heat, the support s may be removed from the object m by applying heat to the support s using various heaters.
  • FIG. 30 is a view for explaining a fourth embodiment of the molding material injection of the sculpture forming apparatus, and FIGS. 31 and 32 are views for explaining the sculptures obtained according to the fourth embodiment.
  • the support material sprayer 150 may spray a support material s2 of a larger droplet than the droplets of the molding materials a1 to a5 sprayed from the other sprayers 110 to 150.
  • the size of the droplets of the support material s2 may be more than twice the size of the droplets of the molding materials a1 to a5.
  • the size of the droplet may be interpreted as a concept including the radius or volume of the droplet.
  • the support material sprayer 150 injects the support material s2 having a larger droplet than the modeling materials a1 to a5
  • the support s may be formed more quickly.
  • an object m in which the support material s2 of the larger droplet and the sculpture 89 are combined may be obtained.
  • the object m to which the larger droplet of support material s2 and the sculpture 89 are coupled may also be removed using heat or a solvent as described above.
  • the support material (s2) is a water-soluble substance such as glycerin
  • the support (s) is removed (s0) from the object (m) using water as a solvent, and the support material (s2) is paraffin melted by heat.
  • the support s can be removed from the object m by applying heat to the support s.
  • the sculpture 89 can be obtained as shown in FIG. 32.
  • FIGS. 33 to 34 are views for explaining a fifth embodiment of the spraying of the molding material of the molding apparatus.
  • the injection units 110 to 140 and the support material injection unit 150 are formed such that the plurality of supports s10 to s15 are spaced apart from each other by stacked molding materials a50 to a55. Can be controlled.
  • each of the spraying units 110 to 140 intersects the support material spraying unit 150 with each other to spray the modeling material a1 to a4 and the support material s1 to the support forming region SL.
  • the plurality of supports s10 to s15 partitioned by the stacked forming materials a50 to a55 may be formed.
  • the first injector 110 first injects the cyan molding material a1, and then the support material injector 150 injects the support material s1, and then the second injector 120 is magenta.
  • the molding material a2 may be sprayed, and the support material spraying part 150 may spray the support material s1 to form a plurality of supports S10 to S15 partitioned by the molding materials a50 to a55. have.
  • the support material injector 150 injects the support material s1
  • two or more injectors in the plurality of injectors 110 to 140 continuously inject the molding materials a50 to a55
  • the support The material spraying unit 150 may spray the support material s1.
  • a plurality of spraying units for example, the first spraying unit 110 and the second spraying unit 120 may be continuously formed according to an embodiment so that the supports s10 and s15 may be formed at a portion contacting the sculpture 89.
  • the molding materials a54 and a55 may be injected, and the support material spraying unit 150 may then spray the support material s1.
  • each of the first to fourth sprayers 110 to 140 and the support material sprayer 150 cross each other to spray the molding materials a1 to a4 and the support material s1.
  • the first to fourth sprayers 110 to 140 may first spray the molding materials a1 to a4, and the support material sprayer 150 may spray the support material s1.
  • each of the first to fourth injection parts 110 to 140 may have a space having a predetermined size between each of the molded materials a1 to a4, which are first injected, spaced apart from each other.
  • Each of the modeling materials a1 to a4 may be sprayed into the support forming region SL.
  • each of the modeling materials a1 to a4 may be sprayed to be fixed and stacked without being adjacent to each other.
  • the space of a predetermined size here may be equal to or slightly larger than the size of the droplets of the support material. In some embodiments, it may be twice the size of the droplets. If necessary, some of the modeling materials a1 to a4 in the support forming region SL may be sprayed to be fixed and stacked adjacent to each other. Subsequently, the support material spraying unit 150 may inject the support material s1 into a space between the respective molding materials a1 to a4.
  • each of the molding materials a1 to a4 injected from the first to fourth injection parts 110 to 140 are spaced apart from each other by a constant distance to form a support. It can be settled in the area SL.
  • the first to fourth sprayers 110 to 140 may spray the molding materials a1 to a4 in a region other than the support forming region SL according to a predefined pattern.
  • the support material sprayer 150 may not spray the support material s1 in a region other than the support fluorite zone SL.
  • 35 and 36 are views for explaining a process of removing the support material of the sculpture obtained according to the fourth embodiment.
  • the support material s1 is a water-soluble substance such as glycerin
  • the object m may be precipitated in water w to remove the supports s10 to s15 from the object m.
  • the support material s1 is paraffin melted by heat
  • the support s10 to s15 may be removed from the object m by applying heat to the supports s10 to s15.
  • the remaining laminated molding materials a50 to a55 may be removed by hand or by hand using, for example, a suitable cutter. Accordingly, the same effects as in the case of forming the support s using only the support material s1 while using the support material s1 relatively little can be obtained.
  • FIG. 37 is a flowchart illustrating an embodiment of a process before a modeling material injection module is moved in a method of controlling a modeling device.
  • the sculpture forming apparatus 10 starts driving in accordance with a power button operation of a user (S300).
  • power is applied to various components of the sculpture forming apparatus 10, and an operating system (OS) stored in the storage unit 202 may be loaded to boot the sculpture forming apparatus 10.
  • OS operating system
  • the sculpture forming apparatus 10 may receive the sculpture data (S301).
  • the user may directly input the sculpture data to the sculpture forming apparatus 10 by operating the operation unit 203 such as a keyboard.
  • the user may input the sculpture data into the sculpture forming apparatus 10 using the data input unit 21.
  • a user inserts a universal serial bus memory device in which the sculpture data is stored into a universal serial bus terminal and the like, and then duplicates the sculpture data in the sculpture forming apparatus 10 to copy the sculpture data into the sculpture forming apparatus 10. You can also type.
  • the user may input the sculpture data into the sculpture forming apparatus 10 through a wired communication network or a wireless communication network.
  • the sculpture forming apparatus 10 may analyze the inputted sculpture data to determine how to control the molding material injection module 100 to form the sculpture 89 (S302). For example, when the sculpture data is input, an injection position, an injection amount, or a spray pattern of the molding material a of the sculpture 89 may be determined based on the sculpture data.
  • a control signal associated with each injection unit 110 to 150 or the moving unit 23 of the modeling material injection module 100 is generated according to the determined control method (s303).
  • the generated control signal may be transmitted to each of the injection units 110 to 150 or the moving unit 23 of the modeling material injection module 100, respectively.
  • the modeling material injection module 100 may move to the position to spray the modeling material according to the control signal (S304).
  • the modeling material spray module 100 may spray the modeling material after moving to the position to spray the modeling material.
  • Modeling material injection module 100 may spray the molding material while moving.
  • 38 is a flowchart showing a first embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • the modeling material injection module 100 moves (s310) and reaches an injection point for injecting the modeling material (s311), the modeling material injection module 100 moves the modeling material according to the determined spraying pattern. Can be sprayed equally (s312).
  • the molding material injection module 100 may sequentially spray the cyan molding material, the magenta molding material, the yellow molding material, and the white molding material in a predefined order.
  • the equal injection amount may include an injection amount of the molding material injected by each injection unit for a predetermined period of time.
  • the injection amount is equivalent may include that there is a difference within an allowable range to some extent between injection amounts.
  • the molding material may include cyan molding material, magenta molding material, yellow molding material, and white molding material.
  • each of the cyan molding material, the magenta molding material, the yellow molding material, and the white molding material may be sprayed by corresponding spraying parts 110 to 140, respectively.
  • Each injection unit 110 to 140 may spray the cyan molding material, the magenta molding material, the yellow molding material, and the white molding material in equal amounts, respectively.
  • the cyan molding material, the magenta molding material, the yellow molding material and the white molding material may be sprayed in the same number of times during one circulation.
  • the injected molding material may be fixed on the upper surface of the base portion 21 or may be fixed on the molding material fixed first.
  • the leveling roller 101 may compress the stacked modeling material to planarize the modeling material (S313). If the modeling material is flattened, then the modeling material to be sprayed can be properly settled in a position to be fixed.
  • the exposure unit 160 irradiates light of a predetermined wavelength, for example, UV, onto the stacked modeling material, and the modeling material exposed to UV light may be cured (S314).
  • a predetermined wavelength for example, UV
  • the above-described spraying step to the ultraviolet exposure step (s312 to s314) of the molding material may be performed at the same time, or may be performed sequentially.
  • the above-described spraying step of the modeling material to the ultraviolet exposure step (s312 to s314) may be repeated until the sculpture 89 to be created by the user is generated (s315).
  • the modeling material injection module 100 may continuously move, and the injection units 110 to 150 may spray the modeling material at an appropriate position during the movement of the modeling material injection module 100.
  • the leveling roller 101 and the exposure unit 160 may also perform the above-described steps (s313 and s314).
  • the molding material injection module 100 may terminate the injection of the molding material (S316). As a result, the user can obtain the sculpture (s317).
  • 39 is a flowchart illustrating a second embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • Modeling materials may be sprayed equally according to the pattern (s323). For example, if the molding material includes cyan molding material, magenta molding material, yellow molding material, and white molding material, the molding material may be sprayed in the order of cyan molding material, magenta molding material, yellow molding material, and white molding material. have.
  • the leveling roller 101 compresses the stacked modeling material to flatten the modeling material (s324), and the exposure unit 160 has a predetermined wavelength.
  • the molding material may be cured by irradiating light onto the laminated molding material (s325).
  • the above-described spraying step of the modeling material to the ultraviolet exposure step (s323 to s325) may be performed at the same time or may be performed sequentially.
  • the support material injection unit 150 may inject the support material into the support formation zone located in the sculpture formation unit 20. (S327).
  • the other sprayers 110 to 140 do not spray the modeling material, and only the support material sprayer 150 may spray the support material.
  • the support material may be laminated to form the support. According to the embodiment, the sprayed support material may be flattened by the leveling roller 101 (S328).
  • the object 8 to which the user's desired sculpture 89 and the support s are coupled may be generated. Can be repeated until (s329).
  • the modeling material injection module 100 may continuously move, and during the movement of the modeling material injection module 100, the injection units 110 to 150 inject the molding material into the modeling material injection zone and 89, and the support material spraying unit 160 may spray the support material into the support forming region to form the support s.
  • the support s may be removed according to the properties of the support material (S332). If the support material is a material that is melted or vaporized by heat, the support (s) is heated to remove the support (s), and if the support material is a material that can be dissolved by a predetermined solvent, the solvent is applied to the object (8). The root can be dissolved by dissolving the support s, for example, to remove the support s. If the support (s) is removed, it is possible to obtain a sculpture of a predetermined shape (s333).
  • 40 to 42 are flowcharts illustrating a third embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • 40 to 42 relate to a method of controlling the molding forming apparatus 10 in which the molding material injection module 100 may spray the cyan molding material, the magenta molding material, the yellow molding material, the white molding material, and the support material. According to the embodiment, the molding material or the support material sprayed may be omitted.
  • the molding material injection module 100 may move to the point at which the sculpture is to be formed (S341).
  • the modeling material injection module 100 is not to spray the modeling material to create the upper surface or the upper surface surrounding the surface located on the upper surface of the object (89 in S341), and also the side of the object (89) and its In the case of forming a periphery (YES in s342), and the part of the surface to be sprayed is not white (NO in s343), the molding material injection module 100 corresponds to the surface of the sculpture 89. At least one of the cyan molding material, the magenta molding material, and the yellow molding material may be sprayed according to the molding data (S344).
  • the modeling material injection module 100 may inject a white modeling material to the second row which is in contact with the surface and located on the inner side of the surface (s345).
  • the modeling material injection module 100 is in contact with the second row, and the third row located in the inner side than the second row and the third row in contact with the third row and located inward than the third row, other molding materials that are not sprayed on the surface, for example The other two of the cyan molding material, the magenta molding material, and the yellow molding material may be sprayed (S346).
  • the molding material spraying step s344 on the surface, the white spraying step s345 in the second row, and the spraying the rest in the other row s346 may be performed sequentially or simultaneously as shown in FIG. 40. .
  • the order of performing the above-described steps s344 to s346 may be changed. In other words, it is also possible to spray white on the second row of burners (s345), and to spray any one of cyan molding materials, magenta molding materials and yellow molding materials on the surface (s344).
  • the modeling material injection module 100 may spray the white molding material to a portion corresponding to the surface of the sculpture 89 ( s347).
  • the cyan molding material, the magenta molding material, and the yellow molding material may be sprayed according to a predetermined pattern on another part other than the surface, for example, the second row including the second row (s348).
  • Step s347 and step s348 may be performed simultaneously or sequentially. In addition, the order of performing steps S347 and S348 may be changed.
  • the leveling roller 101 may compress and flatten the fixed and laminated molding material (s349), and the molding material may be cured by ultraviolet rays irradiated from the exposure unit 160 ( s350).
  • modeling material injection module 100 injects the modeling material to form the upper surface or the upper surface surrounding the surface located on the upper portion of the molding (89 YES) unlike the above-described modeling material injection module ( 100 may operate.
  • the modeling material injection module 100 forms a subsurface positioned around the upper surface, for example, just below the upper surface, rather than the upper surface, which is a surface located on the upper portion of the molding 89 ( YES of s370)
  • the white molding material is sprayed at one point of the surface corresponding to one point of the subsurface, and the surface color is white (YES of s374)
  • the cyan molding material, magenta molding material and One of the yellow molding materials may be sprayed (S375).
  • white molding material is not sprayed on one surface of the surface corresponding to one point of the subsurface and any one of cyan molding material, magenta molding material and yellow molding material is sprayed (NO of s374), the white molding material is sprayed on one point of the subsurface.
  • Modeling material may be injected (s376).
  • the molding material injection module 100 forms an upper surface that is a surface located on the upper portion of the molding (89 YES), if one point of the surface is white (YES of s371), the white molding The material may be sprayed (s372). If one point of the surface is not white, a molding material of a required color among cyan molding material, magenta molding material and yellow molding material may be sprayed according to the molding data (s373).
  • the leveling roller 101 may compress and flatten the fixed and laminated molding material (s377), and the molding material may be cured by ultraviolet rays irradiated from the exposure unit 160 ( s378).
  • the modeling material injection module 100 is not to spray the modeling material to create the upper surface or the upper surface surroundings that is the surface located on the upper surface of the object (89 in S341), the sides and the surroundings of the object (89) If not (N in s342), if the modeling material injection module 100 has reached the support forming zone (YES of s360), the modeling material injection module 100 is a support material in the support forming zone
  • the support may be formed by spraying (S361).
  • the formed support may be flattened by the leveling roller 101 (s362).
  • the modeling material injection module 100 is a modeling material according to a general pattern. Can be sprayed (s363).
  • the molding material injection module 100 may sequentially spray the cyan molding material, the magenta molding material, the yellow molding material, and the white molding material.
  • the leveling roller 101 may compress and flatten the fixed and stacked molding material (s364).
  • the exposure unit 160 may irradiate ultraviolet rays with the stacked molding materials, and the molding materials may be cured by the irradiated ultraviolet rays (S365).
  • the above-described steps s341 to s365 and s370 to s378 may be repeatedly performed until the user wants the sculpture 89.
  • the modeling material injection module 100 may be moved according to the control signal generated by the controller 200 while the above-described steps s341 to s365 and s370 to s378 are performed.
  • the injection of the molding material may be terminated (s367). If the support (s) is coupled, the user removes the support (s) by applying heat to the support (s) using various heaters or dissolves the support (s) in a solvent to remove the support (s). can do. As a result, the user can acquire the sculpture 89.
  • FIG. 43 is a flowchart illustrating a fourth embodiment of a method of controlling a sculpture forming apparatus.
  • the modeling material injection module 100 may move to a point at which the model is to be formed according to a control signal generated based on the model data (S380).
  • the support material injection unit 150 and the other injection units 110 to 140 of the modeling material injection module 100 respectively support the material and the support material.
  • Modeling material can be sprayed.
  • the injection unit 110 to 140 and the support material injection unit 150 are spaced apart from each other by the molding materials a50 to a55 on which the plurality of supports s10 to s15 are stacked, as shown in FIG. 33.
  • the molding material and the support material may be sprayed to be formed.
  • each of the spraying units 110 to 140 may support a plurality of supports partitioned by the stacked molding material by the support material spraying unit 150 crossing each other to inject the molding material and the support material into the support forming region. Can be formed.
  • the first to fourth sprayers 110 to 140 may spray the molding material so as not to be adjacent to each other, and the support material spraying unit 150 may spray the support material into the space between the molding materials. .
  • the support material spraying unit 150 sprays the support material
  • two or more spraying units of the plurality of spraying units 110 to 140 continuously spray the molding material, and then the support material spraying unit 150. May spray the support material again.
  • FIG. 34 it is possible to obtain a plurality of supports spaced apart from each other (s383).
  • the leveling roller 101 may be pressed together to flatten the molded material and the support material.
  • the modeling material injection module 100 may perform the molding material according to the modeling data. Spraying (s385), the leveling roller 10 is pressed to flatten the modeling material (s386), and the exposure unit 160 is irradiated with ultraviolet light to expose the fixed and laminated molding material to ultraviolet light to cure the molding material. (S387).
  • an object in which the sculpture and the plurality of supports are combined may be obtained (S389).
  • the user can remove the plurality of supports s by applying heat to the plurality of supports s using various heaters, or remove the plurality of supports s by dissolving the plurality of supports s in a solvent. (S390).
  • the plurality of supports may then be removed and only the stacked build material remaining in the support forming zone.
  • the remaining molding material may be removed using a suitable cutter or the like (s391).
  • the user can obtain the desired sculpture 89 (s392).
  • the disclosed invention relates to a sculpture forming apparatus and a method of controlling a sculpture forming apparatus, and since the sculpture forming apparatus can be used in various fields such as the manufacture of articles, the sculpture forming apparatus and the controlling method of the sculpture forming apparatus have industrial applicability.

Abstract

조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 관한 것으로 조형물 형성 장치는 서로 상이한 색상의 조형 소재를 동등하게 분사하는 복수의 분사부 및 상기 동등하게 분사된 서로 상이한 색상의 조형 소재에 의해 조형물이 형성되는 조형물 형성부를 포함할 수 있다.

Description

조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법
조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
조형물 형성 장치는 열 용융성 왁스(Wax), 열 경화성 수지, 광 경화성 수지 또는 금속 등 일정한 조건 하에서 경화가 가능한 각종 조형 소재를 이용하여 일정한 형태의 조형물을 형성 및 조형할 수 있는 장치를 의미한다. 조형물 형성 장치는 삼차원 프린터(3-dimensional printer)를 포함할 수 있다.
조형물 형성 장치는 다양한 방법을 이용하여 조형물을 제작할 수 있다. 예를 들어 조형물 형성 장치는 원재료를 절삭기를 이용하여 절삭하거나, 입력된 왁스나 액상 수지를 분사하여 일정한 형태로 적층시켜 조형물을 형성할 수 있다. 또한 조형물 형성 장치는 레이저를 소재에 조사하여 융해시킨 후 일정한 형태를 형성하여 응고시켜 조형물을 형성하거나, 접착제를 소재에 조사하여 조형물을 형성할 수도 있다.
조형물 형성 장치는 별도의 금형을 제작하지 않고서도 조형물에 대한 삼차원 데이터의 입력만으로도 그에 대응하는 조형물을 획득할 수 있기 때문에, 다양한 종류의 조형물을 간단하게 제작할 수 있고 조형물에 대한 설계를 신속하게 수정할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 조형물 형성 장치에 의하면 조형물에 관한 삼차원 데이터를 전송하여 서로 멀리 떨어진 복수의 지역에서 신속하게 동일한 제품을 생성할 수 있게 되므로 제품에 대한 수요에 즉각적으로 반응할 수 있게 되는 장점도 가지고 있다.
각각의 분사 노즐의 사용 정도를 거의 동등하거나 유사하게 유지할 수 있는 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 통해서 조형물 형성 동작의 신뢰성을 재고하고, 유지 보수에 이용되는 시간을 절감하면서 각 분사 노즐의 유지 보수 시 손실되는 조형 소재의 양을 감소시킬 수 있는 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
조형 속도를 증가시키면서도 필요한 분사 노즐의 개수를 감소시킬 수 있는 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법이 제공된다.
조형물 형성 장치는 서로 상이한 색상의 조형 소재를 동등하게 분사하는 복수의 분사부 및 상기 동등하게 분사된 서로 상이한 색상의 조형 소재에 의해 조형물이 형성되는 조형물 형성부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 분사부는 복수의 순환으로 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하되, 각각의 순환마다 동등하게 상기 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사할 수 있다.
상기 복수의 분사부는 미리 정의된 분사 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사할 수 있다.
상기 복수의 분사부는 복수의 순환 중 적어도 하나의 제1 순환에서는 제1 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하고, 다른 제2 순환에서는 상기 제1 패턴과 상이한 제2 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사할 수 있다.
상기 복수의 분사부는 상기 복수의 분사부의 배치 순서에 따라 순차적으로 상기 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사할 수 있다.
조형물 형성 장치는 서포트의 형성 위치에 서포트 물질을 분사하여 상기 조형물에서 분리 이탈이 가능한 서포트를 형성하는 서포트 물질 분사부를 더 포함할 수 있다.
상기 서포트는 열 또는 용액에 의하여 제거 가능할 수 있다.
상기 복수의 분사부 및 상기 서포트 물질 분사부는, 획득한 조형물 데이터에 상응하는 조형물을 형성하도록, 상기 조형 소자 및 상기 서포트 물질을 분사하도록 제어될 수 있다.
상기 서포트 물질 분사부는 상기 복수의 분사부에서 분사되는 조형 소재의 액적보다 더 큰 액적의 서포트 물질을 분사할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나 및 상기 서포트 물질 분사부가 각각 조형 소재 및 서포트 물질을 서포트 형성 구역에 분사하여 상기 서포트를 형성할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 서포트 형성 구역의 적어도 하나의 지점에 상기 조형 소재를 분사하고, 상기 서포트 물질 분사부는 상기 조형 소재가 분사된 적어도 하나의 지점과 다른 지점에 상기 서포트 물질을 분사하여 상기 서포트를 형성할 수 있다.
상기 서로 상이한 색상의 조형 소재는 서로 상이한 색상의 안료(pigment)를 포함할 수 있다.
상기 서로 상이한 색상의 안료는 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow) 및 블랙(Black)을 포함할 수 있다.
상기 서로 상이한 색상의 안료는 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트(White)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 분사부는 화이트를 분사하는 화이트 분사부를 포함하고, 상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 조형물의 제1 열에 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트 중 적어도 하나를 분사하고, 상기 화이트 분사부는 상기 제1 열에 접하는 제2 열에 화이트를 분사할 수 있다.
상기 제1 열은 상기 조형물의 표면을 포함할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는, 상기 조형물의 제1 열에 화이트가 분사된 경우, 상기 화이트가 분사된 제1 열의 일 지점에 대응하는 제2 열의 일 지점에는 시안, 마젠타 및 옐로우 중 적어도 하나를 분사할 수 있다.
상기 조형물 형성부는 상기 분사된 서로 상이한 색상의 조형 소재가 적층되는 기저부를 포함할 수 있다.
상기 기저부는 상기 복수의 분사부에 배치된 방향 또는 상기 분사부가 배치된 방향의 반대 방향으로 이동 가능할 수 있다.
상기 기저부에 상기 적층된 조형 소재에 자외선을 조사하여 상기 적층된 조형 소재를 경화시키는 노광부를 더 포함할 수 있다.
상기 적층된 조형 소재를 평탄화하는 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 압전체의 변형에 따라 조형 소재가 분사되는 압전 잉크 젯(piezo ink jet) 방식을 이용하여 상기 조형 소재를 분사할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 히터의 순간 발열에 따라 조형 소재가 분사되는 서멀 잉크 젯(thermal ink jet) 방식을 통하여 조형 소재를 분사할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 조형 소재의 분사 방향과 직교하는 방향 또는 상기 조형 소재와 평행 방향으로 이동 가능할 수 있다.
조형물 형성 장치의 제어 방법은 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 복수의 분사부를 포함하는 조형물 형성 장치를 제어하는 방법과 관한 것일 수 있다.
조형물 형성 장치의 제어 방법은 조형물 데이터에 대응하여 조형 소재 분사와 관련된 제어 신호를 생성하는 단계 및 상기 제어 신호에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 동등하게 분사하는 분사 단계를 포함할 수 있다.
상기 분사 단계는 복수의 순환으로 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하되, 각각의 순환마다 동등하게 상기 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 분사 단계는 미리 정의된 분사 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사할 수 있다.
상기 분사 단계는 복수의 순환 중 적어도 하나의 제1 순환에서는 제1 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하고, 다른 제2 순환에서는 상기 제1 패턴과 상이한 제2 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
서포트 물질 분사부가 서포트의 형성 위치에 서포트 물질을 분사하여 상기 조형물에서 분리 이탈이 가능한 서포트를 형성하는 서포트 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 서포트 형성 단계는 상기 복수의 분사부에서 분사되는 조형 소재의 액적보다 더 큰 액적의 서포트 물질을 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 서포트 형성 단계는 상기 복수의 분사부 중 적어도 하나 및 상기 서포트 물질 분사부가 각각 조형 소재 및 서포트 물질을 서포트 형성 구역에 분사하여 상기 서포트를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 서포트 형성 단계는 상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 서포트 형성 구역의 적어도 하나의 지점에 상기 조형 소재를 분사하고, 상기 서포트 물질 분사부는 상기 조형 소재가 분사된 적어도 하나의 지점과 다른 지점에 상기 서포트 물질을 분사하여 상기 서포트를 형성할 수 있다.
상기 서포트를 제거하는 서포트 제거 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 서로 상이한 색상의 조형 소재는 서로 상이한 색상의 안료를 포함하되, 상기 서로 상이한 색상의 안료는 시안, 마젠타 및 옐로우를 포함하고, 상기 서로 상이한 색상의 안료는 블랙 및 화이트 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 분사 단계는 상기 조형물의 제1 열에 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트 중 적어도 하나를 분사하고, 상기 화이트 분사부는 상기 제1 열에 접하는 제2 열에 화이트를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 열은 상기 조형물의 표면을 포함할 수 있다.
상기 분사 단계는 상기 조형물의 제1 열에 화이트가 분사된 경우, 상기 화이트가 분사된 제1 열의 일 지점에 대응하는 제2 열의 일 지점에는 시안, 마젠타 및 옐로우 중 적어도 하나를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
조형물 형성 장치의 제어 방법은 상기 적층된 조형 소재를 평탄화하는 단계 및 상기 기저부에 상기 적층된 조형 소재에 자외선을 조사하여 상기 적층된 조형 소재를 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
조형물 형성 장치의 제어 방법은 복수의 분사부가 이동하는 이동 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 압전체의 변형에 따라 조형 소재가 분사되는 압전 잉크 젯 방식을 이용하여 상기 조형 소재를 분사할 수 있다.
상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 히터의 순간 발열에 따라 조형 소재가 분사되는 서멀 잉크 젯 방식을 통하여 조형 소재를 분사할 수 있다.
상술한 바와 같은 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 의하면 각각의 분사 노즐의 사용 정도를 거의 동등하거나 유사하게 유지할 수 있게 된다.
또한 상술한 바와 같은 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 의하면 각 분사 노즐이 거의 동등하거나 유사하게 이용되므로, 특정 노즐만을 자주 사용하게 되어 발생할 수 있는 특정 노즐만의 막힘을 방지할 수 있게 되고, 또한 특정 노즐 청소에 소모되는 시간을 절감할 수 있게 된다.
또한 상술한 바와 같은 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 의하면 각 분사 노즐의 유지 보수에 이용되는 시간이 절감될 수 있고, 아울러 각 분사 노즐의 유지 보수 시 손실되는 조형 소재의 양을 감소시킬 수도 있게 된다.
상술한 바와 같은 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 의하면 조형 속도가 증가되므로 신속하게 조형물을 형성할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같은 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 의하면 착색용 소재를 분사하는 노즐과 조형 소재를 분사하는 노즐을 별도로 구비할 필요가 없으므로 장치의 제작 비용이 절감되고 장치의 복잡성이 감소하는 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 조형물 형성 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 조형물 형성 장치의 일 실시예의 외관에 대한 사시도이다.
도 3은 조형물 형성 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 4는 조형물 형성 장치의 일 실시예의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 조형 소재 분사 모듈의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 6a은 조형 소재 분사 모듈의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 6b는 조형 소재 분사 모듈의 일 실시예의 저면을 도시한 도면이다.
도 7은 노즐부의 제1 실시예의 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 노즐부의 제1 실시예가 조형 소재를 분사하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 노즐부의 제2 실시예의 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 노즐의 제2 실시예가 조형 소재를 분사하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 15a 내지 도 15c는 자외선의 조사에 따라 조형물이 고정되는 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 조형물 형성 장치의 조형물 형성 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제1 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제1 패턴을 도시한 도면이다.
도 19 내지 도 22는 조형물 형성 장치가 제1 패턴으로 조형 소재를 분사하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제2 패턴을 도시한 도면이다.
도 24는 제2 패턴으로 조형 소재를 분사한 결과 획득된 조형물을 도시한 도면이다.
도 25는 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제2 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26 및 도 27은 제2 실시예에 따라 획득된 조형물을 설명하기 위한 도면이다.
도 28 및 도 29는 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 제3 실시예에 따라 획득된 조형물을 설명하기 위한 도면이다.
도 30 및 도 31은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제4 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 제4 실시예에 따라 획득된 조형물을 설명하기 위한 도면이다.
도 33 및 도 34는 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제5 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 35 및 도 36은 제4 실시예에 따라 획득된 조형물의 서포트 물질을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 37은 조형물 형성 장치를 제어하는 방법에 있어서 조형 소재 분사 모듈이 이동하기 전까지의 과정의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 38은 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 39는 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 40 내지 도 42는 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 43은 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제4 실시예를 도시한 흐름도이다.
이하 도 1을 참조하여 조형물 형성 장치의 일 실시예에 대해서 설명한다. 도 1은 조형물 형성 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바에 의하면 조형물 형성 장치(1)는 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사하는 복수의 분사부(2 내지 4) 및 분사된 조형 소재(2a 내지 4a)가 적층되어 조형물(89)이 형성되는 조형물 형성부(7)를 포함할 수 있다.
복수의 분사부(2 내지 4)는 소정 색상의 조형 소재(2a 내지 4a)를 조형물 형성부(7) 방향으로 분사할 수 있다. 각각의 분사부(2 내지 4)는 조형 소재(2a 내지 4a)를 동등(同等)하게 분사할 수 있다.
여기서 동등하게 분사한다는 것의 의미는 각각의 분사부(2 내지 4)에서 분사되는 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사량은 서로 동등하다는 의미를 포함할 수 있다. 또한 분사량이 동등하다는 것은 일정 기간 동안 각각의 분사부(2 내지 4)가 분사한 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사량이 완전히 동일한 것뿐만 아니라 분사량 사이에 어느 정도 허용 범위 내에서 차이가 있는 것도 포함할 수 있다. 다시 말해서 복수의 분사부(2 내지 4) 각각은 서로 완전히 동일한 양으로 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사할 수도 있고, 서로 거의 동일하거나 유사한 양으로 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사할 수도 있다. 예를 들어 제1 분사부(2)는 조형 소재(2a)를 100회 분사하고, 제2 분사부(3)는 조형 소재(3a)를 110회 분사하고, 제3 분사부(4)는 조형 소재(4a)를 99회 분사할 수도 있다. 이와 같이 제1 분사부 내지 제3 분사부(2 내지 4)가 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사한 것은 동등하게 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사한 것으로 해석될 수 있다. 여기서 허용 범위는 설계자 또는 사용자의 선택에 따라 임의적으로 결정된 것일 수도 있다.
일 실시예에 의하면 각각의 분사부(2 내지 4)는 미리 정의된 범위에서만 동등하게 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사할 수도 있다. 여기서 범위는 공간적 범위 및 시간적 범위 중 적어도 하나를 포함하는 것을 해석될 수 있다. 다시 말해서 각각의 분사부(2 내지 4)가 미리 정의된 제1 구역에 위치한 경우 동등하게 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사할 수도 있고, 또한 미리 정의된 소정의 시간 동안, 일례로 제1 순환에 조형 소재(2a 내지 4a)를 동등하게 분사할 수도 있다. 이 경우 제1 구역에서 또는 제1 순환 동안 제1 분사부(2)가 분사한 조형 소재(2a)의 양과 동 구역에서 또는 동 순환 동안 제2 분사부(3)가 분사한 조형 소재(3a)의 양은 서로 동일하거나 또는 거의 동일하며 일정 범위 내에서 조금 차이가 있을 수 있다. 예를 들어 제1 조형 소재(2a), 제2 조형 소재(2b) 및 제3 조형 소재(2c)는 하나의 순환 동안 동일한 회수로 분사될 수 있다.
각각의 분사부(2 내지 4)가 동등하게 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사하면, 몇몇 특정 분사부만이 집중적으로 조형 소재(를 분사하지 않게 된다. 따라서 특정 분사부만이 집중적으로 조형 소재를 분사하게 됨으로써 발생될 수 있는 특정 분사부의 노즐의 막힘 현상이나 특정 분사부만이 조기에 소모되는 것 등을 방지할 수 있게 된다. 또한 복수의 분사부(2 내지 4)가 동등하게 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사하기 때문에 특정 분사부만이 조형 소재를 분사할 때보다 훨씬 빠른 속도로 조형물을 형성할 수 있게 된다.
조형 소재(2a 내지 4a)를 분사하는 분사부(2 내지 4)의 개수는 조형물 형성 장치(1)의 설계자의 선택 또는 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 3개의 분사부(2 내지 4)가 조형물 형성 장치(1)에 채용될 수도 있고, 4개의 분사부(2 내지 4)가 조형물 형성 장치(1)에 채용될 수도 있으며, 5개의 분사부(2 내지 4)가 조형물 형성 장치(1)에 채용될 수도 있다. 필요에 따라 이보다 더 적거나 또는 더 많은 분사부(2 내지 4)가 조형물 형성 장치(1)에 채용될 수도 있다.
각각의 분사부(2 내지 4)가 분사하는 조형 소재(2a 내지 4a)의 색상은 설계자의 선택에 따라 임의적으로 결정될 수 있다. 조형 소재(2a 내지 4a)의 색상은 적색(R, red), 녹색(G, green) 및 청색(B, blue)을 포함할 수 있다. 조형 소재(2a 내지 4a)의 색상은 시안(C, cyan), 마젠타(M, magenta) 및 옐로우(Y, yellow)를 포함할 수 있다. 또한 조형 소재(2a 내지 4a)의 색상은 블랙(K, black)이나 화이트(W, white)를 포함할 수도 있다. 각각의 분사부(2 내지 4)는 서로 상이한 색상의 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사하도록 설정 또는 제작된 것일 수 있다. 예를 들어 조형물 형성 장치(1)에는 4개의 분사부(2 내지 4)가 마련될 수 있으며, 각각의 분사부(2 내지 4)는 서로 다르게 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트의 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사할 수 있다.
일 실시예에 의하면 각각의 분사부(2 내지 4)는 각각 할당된 색상의 조형 소재(2a 내지 4a)만을 분사하도록 설정 또는 제작된 것일 수 있다. 예를 들어 제1 분사부(2)는 시안의 조형 소재(2a)만을 분사하고, 제2 분사부(3)는 마젠타의 조형 소재(3a)만을 분사하며, 제3 분사부(4)는 옐로우의 조형 소재(4a)만을 분사하여 조형물(89)을 형성하도록 할 수 있다.
다른 일 실시예에 의하면 하나의 분사부(2 내지 4)가 여러 색상의 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사할 수도 있다. 예를 들어 제1 분사부(2)가 시안의 조형 소재(2a), 마젠타의 조형 소재(3a) 및 옐로우의 조형 소재(4a)를 선택적으로 분사할 수도 있다. 구체적으로 제1 분사부(2)가 각각의 조형 소재(2a 내지 4a)가 담겨진 조형 소재 보관 용기와 튜브 등의 관을 이용하여 연결된 경우, 제어부(9)의 제어에 따라 제1 분사부(2)에 연결된 조형 소재 보관 용기가 서로 스위칭되어 서로 상이한 조형 소재(2a 내지 4a)를 제1 분사부(2)에 공급하고, 제1 분사부(2)는 조형 소재 보관 용기의 스위칭에 따라 서로 상이한 조형 소재(2a 내지 4a)를 공급받고 공급받은 서로 상이한 조형 소재(2a 내지 4a)를 조형물 형성부(7) 방향으로 분사하여 조형물(89)을 형성하도록 할 수 있다.
조형 소재(2a 내지 4a)는 유동성을 구비한 액상 물질일 수 있다. 예를 들어 조형 소재(2a 내지 4a)는 에폭시(epoxy) 수지, 아크릴 수지(acrylate), 포토 폴리머(photo polymer)를 포함할 수 있다. 또한 조형 소재(2a 내지 4a)는 액상 금속을 포함할 수도 있다.
일 실시예에 의하면 분사부(2 내지 4)가 분사하는 조형 소재(2a 내지 4a)는 수광에 따라 경화되는 광 경화 잉크를 포함할 수 있다. 광 경화 잉크는 기본 수지, 반응성 희석제, 광 중합 개시제(Photo initiator), 색소, 중합 방지제 및 기타 보조 성분을 포함할 수 있다. 기본 수지는 소중합체(올리고머, Oligomer)를 포함할 수 있다. 반응성 희석제는 단량체(Monomer)를 포함할 수 있다. 기본 수지와 반응성 희석제는 자외선 등과 같은 빛의 조사에 따라 결합하여 광 경화 잉크가 빛에 의해 경화되도록 할 수 있다. 그 결과 조형 소재(2a 내지 4a)의 적층에 따라 생성된 조형물(89)이 고정적인 형상을 이룰 수 있게 된다. 광 중합 개시제는 빛의 조사에 따라 프리 라디칼(free radical)로 분해되고, 기본 수지 및 반응성 희석제 사이의 중합 반응을 유도할 수 있다. 색소는 안료(pigment)나 염료를 포함할 수 있다. 안료는 유기 안료, 무기 안료 또는 레이크 안료일 수 있다. 색소에 따라 조형 소재(2a 내지 4a)의 색상이 결정될 수 있다. 예를 들어 시안 조형 소재는 시안 안료를, 마젠타 조형 소재는 마젠타 안료를, 옐로우 조형 소재는 옐로우 안료를, 화이트 조형 소재는 화이트 안료를 포함한 것일 수 있다. 중합 방지제는 잉크의 암 반응을 억제하는 기능을 수행할 수 있다.
필요에 따라서 광 경화 잉크는 코-솔벤트(Co-solvent), 안티 코게이션 에이전트(Anti-kogation agent)나 안티 블리딩 에이전트(Anti-bleeding agent)를 포함할 수도 있다. 코-솔벤트는 분사부(2 내지 4)는 잉크 내의 안료의 용해 및 분산을 보조할 수 있다. 코-솔벤트는 서멀 잉크 젯(thermal ink jet) 방식을 이용하는 경우, 헤드 내에서의 기화를 보조할 수도 있다. 안티 코게이션 에이전트는 서멀 잉크 젯 방식을 이용하는 경우, 발열부(41)에 잉크 불순물이 부착되어 발열부(41)의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 안티 블리딩 에이전트는 조형 소재(2a 내지 4a) 사이의 경계에서 혼색이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 코-솔벤트, 안티 코게이션 에이전트 또는 안티 블리딩 에이전트는 조형물 형성 장치에 일반적으로 채용되는 소재가 이용될 수 있다.
일 실시예에 의하면 분사부(2 내지 4) 중 어느 하나는 조형물에서 분리 이탈이 가능한 서포트(지지체)를 형성하기 위한 서포트 물질을 분사할 수도 있다. 서포트 물질은 열에 의해 융해 또는 기화되거나, 용매에 의해 용해될 수 있는 물질일 수 있다. 예를 들어 서포트 물질은 열에 의해 융해되는 파라핀 또는 물 등의 용매에 의해 용해될 수 있는 글리세린을 포함할 수도 있다.
분사부(2 내지 4)는 필요에 따라 이동할 수 있다. 분사부(2 내지 4)의 이동 방향은 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사 방향, 다시 말해서 조형물 형성부(7)가 위치하는 방향일 수도 있고, 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사 방향의 반대 방향일 수도 있다. 또한 분사부(2 내지 4)의 이동 방향은 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사 방향과 일정한 각을 이루는 방향일 수도 있다. 예를 들어 분사부(2 내지 4)의 이동 방향은 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사 방향과 직교하는 방향일 수도 있다.
분사부(2 내지 4)에서 분사된 조형 소재(2a 내지 4a)는 조형물 형성부(7)에 적층되어 조형물(89)이 될 수 있다. 조형물 형성부(7)는 분사된 조형 소재(2a 내지 4a)가 용이하게 적층될 수 있는 평면판 형상의 기저부 및 기저부 상부에 마련된 공간을 포함할 수 있다. 조형물 형성부(7)의 기저부는 필요에 따라서 분사부(2 내지 4)가 위치한 방향 또는 분사부(2 내지 4)가 위치한 방향의 반대 방향으로 이동할 수도 있다. 또한 기저부는 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사 방향과 일정한 각을 가지는 방향으로 이동할 수도 있다. 예를 들어 기저부는 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사 방향과 직교하는 방향으로 이동할 수도 있다.
조형물 형성 장치(1)는 조형물 형성 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어부(9)를 더 포함할 수 있다. 제어부(9)는 분사부(2 내지 4) 및 조형물 형성부(7) 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 조형물(9)가 형성될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어 제어부(9)는 각각의 분사부(2 내지 4)의 분사 시기, 조형 소재(2a 내지 4a)의 분사량 또는 분사 패턴, 분사부(2 내지 4)의 이동, 조형물 형성부(7)의 이동 등을 제어할 수 있다. 일 실시예에 의하면 제어부(9)는 복수의 분사부(2 내지 4)가 동등하게 서로 상이한 색상의 조형 소재(2a 내지 4a)를 분사하여 조형물(89)을 형성하도록 제어할 수 있다.
이하 도 2 내지 도 16을 참조하여 조형물 형성 장치의 일 실시예에 대해서 설명한다.
도 2는 조형물 형성 장치의 일 실시예의 외관을 도시한 사시도이고, 도 3은 조형물 형성 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 4는 조형물 형성 장치의 내부 구조의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바를 참조하면 조형물 형성 장치(10)는 외부 하우징(11)과, 외부 하우징(11) 내부에 설치된 내부 하우징(13)과, 내부 하우징(13)의 상단에 마련된 조형 소재 분사 모듈(100)을 포함할 수 있다. 조형물 형성 장치(10)는 조형물(89)이 조형되는 기저부(21), 각종 이동부(22, 170, 180, 190), 제어부(200), 데이터 입력부(201), 저장부(202), 조작부(203) 및 표시부(204)를 포함할 수도 있다. 이와 같은 구성 중 일부는 필요에 따라 생략될 수 있다. 또한 조형물 형성 장치(10)는 기재되지 않은 다른 구성을 더 포함할 수도 있다.
외부 하우징(11)은 도 2에 도시된 바와 같이 내부 하우징(13)을 비롯하여 조형물 형성 장치(10)와 관련된 각종 부품을 내장할 수 있으며, 내장된 각종 부품을 보호할 수 있다. 외부 하우징(11)은 조형물 형성 장치(10)가 외부의 방해 없이 안정적으로 조형물(89)을 형성할 수 있도록 조형물 형성 공간을 외부와 차단하는 기능을 제공할 수 있다. 외부 하우징(11)의 적어도 하나의 면에는 개구(11a)가 마련될 수 있으며, 사용자는 개구(11a)를 통해 완성된 조형물(89)을 취득할 수 있다. 개구(11a)에는 필요에 따라서 개폐 가능한 도어가 마련될 수 있다. 또한 외부 하우징(11)에는 필요에 따라서 데이터를 입력받기 위한 데이터 입력부(21), 사용자에 의해 조작되어 사용자로부터 명령을 입력받는 조작부(203) 및 사용자에게 각종 정보를 표시하는 표시부(204) 중 적어도 하나가 마련될 수도 있다.
내부 하우징(13)은 조형물 형성 장치(10)의 제어와 관련된 각종 부품을 내장할 수 있다. 예를 들어 내부 하우징(13)의 내측에는 제어부(200)의 기능을 수행하기 위한 반도체 칩 및 반도체 칩 등이 설치되는 기판 등이 설치될 수 있다. 내부 하우징(13)에는 데이터를 입력받기 위한 데이터 입력부(21), 사용자에 의해 조작되어 사용자로부터 명령을 입력받는 조작부(203) 및 사용자에게 각종 정보를 표시하는 표시부(204) 중 적어도 하나가 마련될 수도 있다.
내부 하우징(13)에는 기저부(21)가 마련될 수 있다. 기저부(21)는 조형물이 형성되는 평면판의 형상을 구비할 수 있다. 기저부(21)의 상면은 내부 하우징(13)의 상부면(14)에 노출되어 조형 소재 분사 모듈(100)에서 분사되는 조형 소재(a)나 서포트 물질(s)이 적층될 수 있다. 기저부(21)는 기저부 이동부(22)에 의해 이동할 수 있다. 기저부(21)는 형성하려는 조형물(89)의 형상 등에 따라 이동이 제어될 수 있다. 일 실시예에 의하면 기저부(21)는 조형 소재(a)의 분사 방향 또는 이의 반대 방향으로 이동될 수도 있다. 예를 들어 조형 소재(a)가 적층됨에 따라 적층된 조형 소재(a)로 이루어진 조형물(89)이 조형 소재 분사 모듈(100)과 접촉하지 않도록 기저부(21)는 조형 소재 분사 모듈(100)이 배치된 방향의 반대 방향으로 이동할 수 있다. 또한 다른 예를 들어 적층된 조형 소재(a)가 레벨링 롤러(leveling roller, 101)에 의해 평탄화될 수 있도록 기저부(21)는 조형 소재 분사 모듈(100) 방향으로 이동할 수도 있다. 다른 실시예에 따르면 기저부(21)는 조형 소재의 분사 방향과 직교하는 방향으로 이동될 수도 있다. 이 경우 기저부(21)는 형성하려는 조형물에 따라 분사된 조형 소재(a)가 기저부(21) 상면 상의 적절한 위치에 도달하여 쌓일 수 있도록 x축 방향 및 y축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동할 수도 있다. 필요에 따라서 기저부(21)는 조형 소재의 분사 방향과 직교하는 방향으로 이동하면서 조형 소재(a)의 분사 방향 또는 이의 반대 방향으로 이동할 수도 있다. 기저부 이동부(22)는 내부 하우징(13)의 내측에 마련될 수 있으며, 모터나 액츄에이터의 구동에 따라 기저부(21)를 소정의 방향으로 이동시킬 수 있다.
조형 소재 분사 모듈(100)은 기저부(21) 방향으로 서로 상이한 색상의 조형 소재(a)를 분사하여 조형물(89)이 생성되도록 할 수 있다. 필요에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)은 서포트 물질(s)을 더 분사하여 다양한 형상의 조형물(89)이 형성되도록 할 수도 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 서로 상이한 색상의 조형 소재(a)를 분사하는 본체(100a)와, 서로 상이한 색상의 조형 소재(a)를 공급하는 복수의 조형 소재 카트리지(114, 124, 134, 144)와, 본체(100a)와 카트리지(114, 124, 134, 144)를 연결하는 복수의 연결관(tube, 113, 123, 133, 143)를 포함할 수 있다. 본체(100a)는 카트리지(114, 124, 134, 144)에서 공급받은 서로 상이한 색상의 조형 소재(a)를 분사할 수 있다. 여기서 조형 소재(a)는 수광에 따라 경화되는 광 경화 잉크를 포함할 수 있다. 본체(100a)에는 노즐(도 5의 112, 122, 132, 142, 152)과 조형 소재 분사 모듈(100)을 제어하기 위한 기판 등이 마련될 수 있다. 카트리지(114, 124, 134, 144)는 서로 상이한 색상의 조형 소재(a)를 보관할 수 있다. 카트리지(114, 124, 134, 144)는 교체 가능하게 조형 소재 분사 모듈(100)에 설치될 수 있다. 각각의 카트리지(114, 124, 134, 144)는 서로 상이한 색상의 조형 소재(a)를 보관할 수 있다. 예를 들어 제1 카트리지(114)는 시안의 조형 소재를 보관하고, 제2 카트리지(124)는 마젠타의 조형 소재를 보관하며, 제3 카트리지(134)는 옐로우의 조형 소재를 보관하고, 제4 카트리지(144)는 화이트의 조형 소재를 보관할 수 있다. 각각의 카트리지(114, 124, 134, 144)에 보관된 조형 소재는 각각의 카트리지(114, 124, 134, 144)에 연결된 연결관(113, 123, 133, 143)을 통하여 본체(100a)로 공급될 수 있다. 연결관(113, 123, 133, 143)은 고무 등의 재질로 형성된 것일 수 있다. 연결관(113, 123, 133, 143)의 내측엔 조형 소재(a)가 통과할 수 있는 통로가 마련되어 있을 수 있다. 만약 복수의 카트리지(114, 124, 134, 144)가 본체(100a)에 직접 부착 및 결합 가능한 경우, 복수의 연결관(113, 123, 133, 143)는 생략될 수도 있다.
조형물 형성 장치(10)는 조형 소재 분사 모듈(100)을 이동시키기 위한 이동부(23)를 포함할 수 있다. 이동부(23)에 의해 조형 소재 분사 모듈(100)은 x축 방향, y축 방향 및 z축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동될 수 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 이동하면서 서로 상이한 색상의 조형 소재(a) 또는 서포트 물질(s)을 분사할 수 있다. 이동부(23)는 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190)를 포함할 수 있다.
x축 이동부(170) 및 y축 이동부(180)의 조형 소재 분사 모듈(100)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면 x축 이동부(170)는 조형 소재 분사 모듈(100)이 따라 이동하는 x축바(171)를 포함할 수 있다. x축바(171)는 레일을 포함할 수 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 내장된 회전 바퀴나 톱니 바퀴의 회전에 의하여 x축바(171)를 따라 이동할 수 있다. 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)은 x축을 따라 양(+)의 x축 방향 또는 음(-)의 x축 방향으로 이동할 수 있다. 내장된 회전 바퀴나 톱니 바퀴의 회전을 위하여 조형 소재 분사 모듈(100)은 하나 또는 그 이상의 모터 또는 액츄에이터를 내장할 수도 있다. 여기서 모터는 에이씨 모터(AC motor)일 수도 있고, 비엘디씨 모터(BLDC motor)일 수도 있다. y축 이동부(180)는 일 실시예에 의하면 y축바(181) 및 y축바(181)를 따라 이동하는 이동체(182)를 포함할 수 있다. y축바(181)는 레일을 포함할 수 있다. 이동체(182)는 내장된 회전 바퀴나 톱니 바퀴의 회전에 의해 y축바(181)를 따라 이동함으로써 조형 소재 분사 모듈(100)이 y축을 따라 이동하도록 할 수 있다. 이동체(182)는 모터나 액츄에이터를 내장할 수 있다.
z축 이동부(190)는 조형 소재 분사 모듈(100)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면 z축 이동부(190)는 z축바(191) 및 z축바(191)를 따라 이동하는 이동체(192)를 포함할 수 있고, 이동체(192)는 내장된 회전 바퀴나 톱니 바퀴의 회전에 의해 레일 등의 z축바(191)를 따라 이동함으로써 조형 소재 분사 모듈(100)이 z축을 따라 이동하도록 할 수 있다. 이동체(192)는 회전 바퀴의 회전을 우해 모터를 내장할 수 있다. 실시예에 따라서 이동체(192)는 액츄에이터를 내장할 수도 있다.
이상 소정의 바(171, 181, 191)를 이용하여 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190)가 조형 소재 분사 모듈(100)을 이동시키는 실시예에 대해 설명하였으나 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190)는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190)는 유체의 압력 등을 이용하여 조형 소재 분사 모듈(100)을 이동시킬 수도 있다. 이외에 통상의 기술자가 조형물을 이동시킬 수 있는 다양한 방법을 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190)에 채용할 수 있다. 실시예에 따라서 조형물 형성 장치(10)는 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190) 모두를 포함할 수도 있고, 이들 중 일부만 포함할 수도 있다. 예를 들어 조형물 형성 장치(10)는 x축 이동부(170) 및 y축 이동부(180)만을 포함할 수도 있다.
조형물 형성 장치(10)는 조형물 형성 장치(10)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(200)를 더 포함할 수 있다. 제어부(200)는 소정의 프로그램에 의해 동작하는 하나 또는 그 이상의 반도체 칩 및 반도체 칩이 설치될 수 있는 인쇄 회로 기판 등에 의해 구현될 수 있다. 제어부(200)는 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 또는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, micro-controller unit) 등일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제어부(200)는 데이터 처리부(210), 분사 모듈 제어부(211), 이동 제어부(212) 및 장치 제어부(213)를 포함할 수 있다.
데이터 처리부(210)는 데이터 입력부(201) 또는 저장부(202)에 저장된 조형물(89)에 대한 조형물 데이터를 분석하고, 분석 결과를 분사 모듈 제어부(211) 또는 이동 제어부(212)로 전달할 수 있다. 예를 들어 데이터 처리부(210)는 조형물 데이터를 기초로 조형물(89)의 외면이나 특징점 등 조형물(89)의 여러 지점에 대한 좌표를 추출하고, 추출된 좌표에 따라 조형 소재(a)의 분사 위치나 분사량 등을 결정할 수도 있다. 또한 데이터 처리부(210)는 각 분사부(110 내지 150)에 의한 조형 소재(a)의 분사 패턴을 결정할 수도 있다.
분사 모듈 제어부(211)는 데이터 처리부(210)의 결정 결과에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 분사 모듈 제어부(211)는 데이터 처리부(210)에서 결정된 분사 패턴에 따라서 각 분사부(110 내지 150)에 대한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 조형 소재 분사 모듈(100)로 전달할 수 있다. 실시예에 따라서 분사 모듈 제어부(211)가 분사부(110 내지 150)의 분사 패턴을 결정할 수도 있다. 또한 분사 모듈 제어부(211)는 조형 소재 분사 모듈(100)에 마련된 레벨링 롤러(101)나 노광부(160)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수도 있다. 분사 모듈 제어부(211)는 조형 소재(a)의 분사에 따라서 레벨링 롤러(101)나 노광부(160)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 상술한 바와 같이 조형 소재 분사 모듈(100)을 제어하기 위하여 분사 모듈 제어부(211)는 분사 제어부(도 5의 214), 롤러 제어부(도 5의 215) 및 노광 제어부(도 5의 216)를 포함할 수도 있다.
이동 제어부(212)는 데이터 처리부(210)의 결정 결과에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)의 이동 위치를 결정하고, 결정한 이동 위치에 따라서 이동부(23)의 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190) 중 적어도 하나에 대한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 이동부(23)의 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190) 중 적어도 하나로 전달할 수 있다. 이동부(23)의 x축 이동부(170), y축 이동부(180) 및 z축 이동부(190)는 전달된 제어 신호에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)을 이동시킬 수 있다.
장치 제어부(213)는 조형 소재 분사 모듈(100) 및 이동부(23) 이외의 다른 부분에 대한 제어 신호를 생성하여 조형물 형성 장치(10)를 제어할 수 있다. 예를 들어 장치 제어부(213)는 표시부(204)에 대한 제어 신호를 생성하고 생성한 제어 신호를 표시부(204)로 전달할 수 있다.
도 3은 데이터 처리부(210), 분사 모듈 제어부(211), 이동 제어부(212) 및 장치 제어부(213)를 서로 구분하여 도시하였으나, 이것이 데이터 처리부(210), 분사 모듈 제어부(211), 이동 제어부(212) 및 장치 제어부(213)가 반드시 물리적으로 구분되었다는 것을 의미하는 것은 아니다. 데이터 처리부(210), 분사 모듈 제어부(211), 이동 제어부(212) 및 장치 제어부(213)는 논리적으로 구분된 것일 수 있다. 물론 실시예에 따라서 서로 상이한 반도체 칩이 데이터 처리부(210), 분사 모듈 제어부(211), 이동 제어부(212) 및 장치 제어부(213)의 동작을 수행함으로써 이들이 물리적으로 분리된 것일 수도 있다.
데이터 입력부(201)는 조형물 형성 장치(10)에 의해 조형될 조형물(89)에 대한 조형물 데이터를 입력받을 수 있다. 여기서 조형물 데이터는 디지털로 표현된 이차원 또는 삼차원 도면을 포함할 수 있다. 조형물 데이터는 조형물(89)의 외면, 경계신 또는 특징점들의 좌표값 등과 같은 정보를 포함하고 있을 수도 있다.
일 실시예에 의하면 데이터 입력부(201)는 원격지에서 데이터를 전송받을 수 있는 유선 통신 모듈 또는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 유선 통신 모듈은 통신을 제어하기 위한 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC, network interface controller), 통신 케이블 단자 및 통신 케이블 등을 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈은 소정의 무선 통신 방식에 따라 무선 통신을 수행하는 통신칩 및 안테나 등을 포함할 수 있다. 여기서 무선 통신 방식은 와이파이(Wi-Fi) 방식이나 블루투스(bluetoothTM) 방식을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 의하면 데이터 입력부(201)는 직렬 포트, 병렬 포트, 스카시 포트(SCSI External), 디아이엔(DIN) 단자, 에이디비(ADB) 단자, 피에스투(PS/2) 단자, 범용 직렬 버스(USB, universal serial port) 단자, 아이트리플이 1394(IEEE1394) 단자 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 데이터 입력부(201)로 입력된 조형물(89)에 대한 데이터는 저장부(202)에 일시적 또는 비일시적으로 저장된 후 제어부(200)로 전달될 수도 있고, 직접 제어부(200)로 전달될 수도 있다.
저장부(202)는 형성될 조형물(89)에 대한 이차원 또는 삼차원 도면과 같은 데이터를 저장할 수 있다. 또한 저장부(202)는 제어부(200)가 조형물 형성 장치(10)의 제어를 위해 필요한 각종 정보를 저장할 수도 있다. 저장부(202)에 저장된 데이터는 제어부(200)의 제어 또는 데이터 입력부(201)를 통한 데이터의 입력에 의해 변경 또는 갱신될 수 있다. 저장부(202)는 각종 정보를 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다. 저장부(202)는 다양한 종류의 반도체 저장 장치 또는 자기 디스크 저장 장치에 의해 구현될 수 있다. 이외에도 데이터를 저장하기 위해 이용될 수 있는 각종 장치 모두 저장부(202)의 일례가 될 수 있다. 저장부(202)는 하나의 저장 장치에 의해 구현될 수도 있고, 복수의 저장 장치에 의해 구현될 수도 있다. 저장부(202)는 한 종류의 저장 장치에 의해 구현될 수도 있고, 서로 상이한 여러 종류의 저장 장치에 의해 구현될 수도 있다.
조작부(203)는 사용자로부터 다양한 지시나 각종 정보를 입력받을 수 있다. 사용자는 데이터 입력부(201) 대신에 조작부(203)를 조작하여 조형될 조형물(89)에 대한 데이터를 입력할 수도 있다. 조작부(203)는 키보드, 키패드, 노브(knob), 트랙볼, 마우스, 조이 스틱, 터치 패드 및 터치 스크린 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다. 사용자가 조작부(203)를 조작하면 조작부(203)는 사용자의 조작에 상응하는 조작 신호를 출력하여 제어부(200)로 전달할 수 있다.
표시부(204)는 조형물 형성 장치(10) 및 형성되는 조형물(89)과 관련된 각종 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어 표시부(204)는 입력된 삼차원 도면을 표시하거나, 조형물 형성 장치(10)의 제어 방법 또는 조형물 형성 장치(10)의 동작 중 발생한 각종 에러에 대한 메시지를 표시할 수 있다. 표시부(204)는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, graphic user interface)를 통하여 사용자에게 각종 정보를 표시할 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스는 설계자의 임의적 선택에 따라서 다양한 디자인을 가질 수 있다. 또한 표시부(204)는 사용자의 편의 및 미감을 위한 다양한 정지 화상이나 동영상을 표시할 수도 있다. 표시부(204)는 제어부(200)의 제어 신호에 따라 동작할 수 있다.
표시부(204)는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널, 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display, OLED) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Display, LED) 패널 및 터치 패널 중 적어도 하나를 채용한 것일 수 있다. 이외에도 사용자에게 텍스트나 이미지를 표시할 수 있는 다양한 수단이 표시부(204)로 채용될 수 있을 것이다.
이하 조형 소재 분사 모듈(100)에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 도 5는 조형 소재 분사 모듈의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 6a은 조형 소재 분사 모듈의 일 실시예에 대한 도면이고, 도 6b는 조형 소재 분사 모듈의 일 실시예의 저면을 도시한 도면이다.
도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바에 의하면 조형 소재 분사 모듈은 본체(100a)의 내부 또는 외부에 마련된 복수의 분사부(110 내지 150), 레벨링 롤러(101) 및 노광부(160)를 포함할 수 있다.
각각의 분사부(110 내지 150)는 분사될 조형 소재를 보관하는 용기(111, 121, 131, 141, 151) 및 조형 소재를 분사하는 노즐부(112, 122, 132, 142, 152)를 포함할 수 있다.
각각의 용기(111, 121, 131, 141, 151)는 각각의 분사부(110, 120, 130, 140, 150)에 상응하는 조형 소재를 보관할 수 있다. 예를 들어 제1 분사부(110)가 시안의 조형 소재를 분사하는 경우 제1 용기(111)는 시안의 조형 소재를 보관할 수 있다. 서포트 물질 분사부(150)의 제5 용기(151)는 서포트 물질을 보관할 수 있다. 제1 용기 내지 제5 용기(111, 121, 131, 141, 151)는 조형 소재 분사 모듈(100) 내에 마련될 수도 있고, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 카트리지(114, 124, 134, 144, 154)에 마련될 수도 있다. 실시예에 따라서 일부의 용기는 조형 소재 분사 모듈(100) 내에 마련되고, 다른 일부의 용기는 별도의 카트리지에 마련되는 것도 가능하다.
각각의 노즐부(112, 122, 132, 142, 152)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 본체(110a)의 하우징 저면에서 외부로 노출된 노즐(112a, 122a, 132a, 142a, 152a)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 각각의 노즐부(112, 122, 132, 142, 152)는 오직 하나의 노즐(112a, 122a, 132a, 142a, 152a)을 포함할 수도 있고, 둘 이상의 노즐(112b, 122b, 132b, 142b, 152b)을 포함할 수도 있다. 하나 또는 둘 이상의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)은 본체(110a)의 저면에 마련된 하나 또는 둘 이상의 노즐형성부(112c, 122c, 132c, 142c, 152c)에 기저부(21) 방향을 향하도록 마련될 수도 있다. 노즐 형성부(112c, 122c, 132c, 142c, 152c)에 형성된 하나 또는 둘 이상의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)은 하나의 열(112d, 122d, 132d, 142d, 152d)로 배열될 수도 있고, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 둘 또는 그 이상의 복수의 열(112d, 112e, 122d, 122e, 132d, 132e, 142d, 142e, 152d, 152e)로 배열될 수도 있다. 이외에도 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 형태로 하나 또는 둘 이상의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)이 본체(110a)의 저면에 마련될 수 있다.
실시예에 따라서 하나 또는 둘 이상의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 하나 또는 둘 이상의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)은 노즐 형성부(112c, 122c, 132c, 142c, 152c)에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수도 있다. 또한 다른 예를 들어 하나 또는 둘 이상의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)은 평면에 마련된 토출구의 형상을 가질 수도 있다.
각각의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)은 각각의 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)에 상응하는 조형 소재를 토출하여, 조형 소재를 기저부(21) 방향으로 분사할 수 있다.
이하 노즐부(112, 122, 132, 142, 152)의 여러 실시예에 대해 설명한다.
도 7은 노즐부의 제1 실시예의 단면도이다. 제1 실시예에 있어서 노즐부(30)는 도 7에 도시된 바와 같이 본체(37)와, 압전 소자(piezoelectric, 31)와, 격벽(32)과, 토출구(35)와, 공급구(36)를 포함할 수 있다. 본체(37)는 내측에 통로(33)가 마련될 수 있다. 본체(37)의 일 면, 예를 들어 상면에는 개구(32a)가 형성될 수 있다. 압전 소자(31)는 전압의 변화에 따라 역 압전 효과(Converse piezoelectric effect)에 의하여 형상이 변화될 수 있다. 압전 소자(31)는 압전 효과 또는 역 압전 효과가 발생하는 강유전체 등의 물질을 이용한 것일 수 있다. 압전 소자(31)는 본체의 일 면, 일례로 상면에 마련될 수 있다. 격벽(32)은 일 면은 압전 소자(31)가 부착되고, 타 면은 본체(37)의 일 면, 일례로 상면에 부착되어 본체(37) 상면의 개구(32a)를 밀폐시킬 수 있다. 격벽(32)은 압전 소자(31)의 변형에 따라 함께 변형하면서 통로(33)의 크기를 확장하거나 또는 축소시킬 수 있다. 통로(33)는 도 7에 도시된 바와 같이 다양한 방과 각 방을 연결하는 미세 통로로 이루어질 수 있다. 조형 소재(34)는 통로(33) 내부에서 유동할 수 있다. 조형 소재(34)는 광 경화 잉크를 포함할 수 있다. 토출구(35)는 격벽(32)의 변형에 따라 통로(33) 내부의 조형 소재(34)를 외부로 토출시킬 수 있다. 공급구(36)는 통로(33) 내부로 조형 소재(34)를 공급할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 노즐부의 제1 실시예가 조형 소재를 분사하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바를 참조하면 압전 소자(31)에 전원이 공급되면 공급되는 전원에 따라서 압전 소자(31)는 제1 방향으로 볼록하도록 휘어질 수 있으며, 압전 소자(31)의 변형에 따라 압전 소자(31)에 부착된 격벽(32)도 함께 휘어질 수 있다. 격벽(32)이 휘어지면 도 8에 도시된 바와 같이 통로의 내부 공간(33a)이 확장되고 내부 공간(33a)의 확장에 따라 외부의 조형 소재(34)가 공급구(36)를 통해 더 유입될 수 있다. 이어서 도 9에 도시된 바와 같이 압전 소자(31)에 공급되는 전원의 변화로 인하여 압전 소자(31)가 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 볼록하도록 휘어지면, 격벽(32) 역시 휘어지고, 통로(33)의 내부 공간(33a)은 축소될 수 있다. 이에 따라 통로(33) 내의 조형 소재(34)가 토출구(35)를 통해 외부로 토출될 수 있다(37). 도 10에 도시된 바와 같이 토출된 조형 소재(37)는 중력의 힘에 의해 기저부(21) 방향으로 이동할 수 있다. 한편 압전 소자(31) 및 격벽(32)은 다시 제1 방향으로 볼록하도록 휘어지고, 통로(33)의 내부 공간(33a)은 확장될 수 있다. 이에 따라 외부의 조형 소재(34)가 공급구(36)를 통해 유입될 수 있다.
도 11은 노즐부의 제2 실시예의 단면도이다. 제2 실시예에 있어서 노즐부(40)는 발열부(41), 챔버(42), 토출구(43), 지지체(44) 및 공급구(47)를 포함할 수 있다. 발열부(41)는 외부 전원의 공급에 따라 가열되어 열을 발생시킬 수 있다. 발열부(41)는 전원의 공급에 따라 열을 발생시키는 다양한 종류의 소재, 일례로 금속이 채용될 수 있다. 챔버(42)는 토출구(43)를 통해 토출될 조형 소재(46)가 보관될 수 있다. 챔버(42)는 발열부(41)의 발열에 따라 일시적으로 가열될 수 있으며, 챔버(42)의 가열에 따라 챔버(42) 내부에는 기포(45)가 발생할 수 있다. 조형 소재(46)는 광 경화 잉크를 포함할 수 있다. 토출구(43)는 기포(45)의 발생에 따라 챔버(42) 내부의 조형 소재(46)를 외부로 토출시킬 수 있다. 지지체(44)는 필요에 따라서 발열부(41)에 전원을 공급할 수 있으며 또한 발열부(41)를 냉각시킬 수도 있다. 지지체(44)에는 전원 공급 등을 위한 기판이 설치될 수도 있다. 공급구(47)는 챔버(42) 내부로 조형 소재(46)를 공급할 수 있다.
도 12 내지 도 14는 노즐부의 제2 실시예가 조형 소재를 분사하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 12 및 도 13에 도시된 바에 의하면 노즐부(40)의 발열부(41)가 전원의 인가에 따라 순간적으로 열을 발생시키면 챔버(42) 내부에는 기포(45)가 발생할 수 있다. 조형 소재(46)가 광 경화 잉크인 경우, 광 경화 잉크의 코솔벤트에 의해 챔버(42) 내부에 기포(45)가 발생할 수 있다. 발생된 기포(45)는 확장되면서 조형 소재(46)로 힘을 인가하여 조형 소재(46)를 토출구(43)를 통해 외부로 토출시킬 수 있다. 토출된 조형 소재(48)는 기저부(21) 방향으로 이동할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이 발열부(41)의 발열이 종료되고 냉각되면 발생된 기포(45)는 토출구(43)를 통해 외부로 토출되거나 또는 내부에서 소멸될 수 있다. 기포(45)의 토출 또는 소멸에 따라 챔버(42) 내부에는 빈 공간이 생성될 수 있으며, 생성된 빈 공간으로 조형 소재(46)가 공급구(47)를 통해 다시 공급될 수 있다.
도 5에 도시된 바를 참조하면, 각각의 분사부(110 내지 150)는 각각 서로 상이한 조형 소재(a)나 물질을 분사하도록 설계된 것일 수 있다. 예를 들어 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)는 광 경화 잉크 등과 같은 조형 소재(a)를 분사하도록 설계되고, 서포트 물질 분사부(150)는 파라핀이나 글리세린 등과 같은 서포트 물질(s)을 분사하도록 설계된 것일 수 있다. 보다 구체적으로 제1 분사부(110)는 시안의 조형 소재를 분사하고, 제2 분사부(120)는 마젠타의 조형 소재를 분사하며, 제3 분사부(130)는 옐로우의 조형 소재를 분사하며, 제4 분사부(140)는 화이트 또는 블랙의 조형 소재를 분사하도록 설계된 것일 수 있다.
분사부(110 내지 150)는 제어부(200)의 분사 제어부(214)에 의해 제어될 수 있다. 분사 제어부(214)는 데이터 처리부(210)의 데이터 분석 결과에 따라 분사 시간이나 분사량 등을 결정하고 결정된 분사 시간이나 분사량에 따라서 각각의 분사부(110 내지 150)를 제어할 수 있다.
레벨링 롤러(101)는 소정의 축(102)을 중심으로 회전할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 레벨링 롤러(101)는 본체(100a)의 저면 상에 노출되어 적층된 조형 소재(a)를 평탄화하는 기능을 수행할 수 있다. 레벨링 롤러(101)는 본체(100a)의 하우징 내부에 마련된 롤러에 의해 구동력을 획득하여 회전할 수 있다. 레벨링 롤러(101)는 임의의 방향으로 회전할 수 있다. 레벨링 롤러(101)의 회전 방향은 조형 소재 분사 모듈(100)의 이동 방향에 따라 결정될 수도 있다. 실시예에 따라서 레벨링 롤러(101)는 도 5 및 도 6a에 도시된 바와는 상이하게 조형 소재 분사 모듈(100)에 마련되지 않을 수도 있다. 이 경우 레벨링 롤러(101)는 물질 형성 장치(10) 내에 별도의 모듈로 마련되어 하부 하우징(13)의 상면(14) 위에 설치될 수도 있다.
레벨링 롤러(101)는 기저부(21)의 상면 또는 먼저 정착된 조형 소재 위에 정착되어 적층된 조형 소재를 압착하여 조형 소재의 일 면, 일례로 상면을 평탄화시킬 수 있다. 이에 따라 이어서 분사될 조형 소재가 정착된 조형 소재 위의 적절한 위치에 분사 및 정착될 수 있게 된다.
레벨링 롤러(101)는 제어부(200)의 롤러 제어부(215)에 의해 제어될 수 있다. 롤러 제어부(215)는 분사부(110 내지 150)의 분사에 따라서 레벨링 롤러(101)의 회전 방향 및 회전 속도를 결정하고, 결정된 회전 방향 및 회전 속도에 상응하는 제어 신호를 생성하여 레벨링 롤러(101)에 연결된 모터로 전달하여 레벨링 롤러(101)를 제어할 수 있다.
노광부(160)는 적층된 조형 소재(a) 또는 서포트 물질(s)에 소정 파장의 광, 일례로 자외선을 조사하여 적층된 조형 소재 또는 서포트 물질이 경화되도록 할 수 있다. 노광부(160)는 광을 조사하는 발광 램프(161)를 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바를 참조하면 하나의 조형 소재 분사 모듈(100)은 복수의 발광 램프(161a, 161b)를 포함할 수 있다. 복수의 발광 램프(161a, 161b)는 본체(100a)의 저면에 마련될 수 있으며, 보다 구체적으로는 노즐(112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b, 142a, 142b, 152a, 152b)이 형성된 저면의 측면에 설치될 수 있다. 복수의 발광 램프(161a, 161b)가 마련된 경우 조형 소재 분사 모듈(100)의 본체(100a)가 어느 방향으로 이동하더라도, 조형 소재(a) 또는 서포트 물질(s)이 적층 및 평탄화된 후 바로 조형 소재(a)나 서포트 물질(s)에 광을 조사하여 조형 소재(a)나 서포트 물질(s)을 경화시킬 수 있게 된다. 도 6a에는 두 개의 발광 램프(161a, 161b)가 마련되어 있으나 발광 램프의 개수는 이에 한정되지 않으며, 세 개 이상의 발광 램프(161)가 본체(100a)에 설치될 수도 있다. 실시예에 따라서 노광부(160)는 도 5 및 도 6a에 도시된 바와는 상이하게 조형 소재 분사 모듈(100)에 마련되지 않을 수도 있다. 이 경우 노광부(160)는 물질 형성 장치(10) 내의 특정 위치에 별도의 모듈로 마련되어 적층된 조형 소재(a)나 서포트 물질(s)에 광을 조사하도록 할 수도 있다.
도 15a 내지 도 15c는 자외선의 조사에 따라 조형물이 고정되는 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 15a 내지 도 15c에는 조형 소재(a)가 광 경화 잉크이고 노광부(160)가 자외선을 조사하는 자외선 램프인 경우, 조형 소재(a)가 경화되는 과정이 도시되어 있다. 도 15a에 도시된 바에 따르면 경화되기 전 기저부(21)에 조사되어 적층된 광 경화 잉크(60)는 소중합체(61), 단량체(62) 및 광 중합 개시제(63)를 포함할 수 있다. 도 15b에 도시된 바와 같이 외부에서 자외선 광(UV, ultraviolet)이 광 경화 잉크(60)에 조사되면 광 경화 잉크(60) 내의 광 중합 개시제(63)가 분해되어 프리 라디칼이 되고, 이에 따라 소중합체(61)와 단량체(62) 사이에 중합 반응이 유도될 수 있다. 소중합체(61)와 단량체(62)가 중합 반응에 따라 서로 결합하면 도 15c에 도시된 바와 같이 광 경화 잉크(60)는 경화되어 최종적으로 조형물(89)이 형성될 수 있다. 따라서 적층된 조형 소재(a)를 이용하여 조형물(89)을 형성할 수 있게 된다.
도 6a에 도시된 바를 참조하면 조형 소재 분사 모듈(100)의 본체(100a)에는 외부의 카트리지(114, 124, 134, 144)에서 조형 소재(a)나 서포트 물질(s)을 공급받기 위한 복수의 연결관(113, 123, 133, 143, 153)이 연결되어 있을 수 있다. 또한 조형 소재 분사 모듈(100)은 x축바(171) 등 이동부(23)와 본체(100a)를 연결하는 체결부(171a)를 더 포함할 수 있다. 체결부(171a)는 본체(100a)가 이동부(23)에 의해 이동될 수 있도록 본체(100a)와 이동부(23)를 결합시킬 수 있다. 체결부(171a)는 도 6a에 도시된 바와 같이 x축바(171)가 관통하는 관통홀일 수 있다. 이외에도 체결부(171a)는 본체(100a)와 x축바(171)를 연결하기 위한 각종 체결 수단을 포함할 수 있다.
도 16은 조형물 형성 장치의 조형물 형성 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 16에 도시된 바를 참조하면 먼저 조형물 형성 장치(10)의 노즐, 일례로 제1 노즐(112)에서 광 경화 잉크와 같은 조형 소재(B)가 분사되면 분사된 조형 소재(B)는 기저부(21)에 쌓여 적층될 수 있다(B1). 레벨링 롤러(101)는 회전하면서 적층된 조형 소재(B1)에서 평탄하지 않은 부분(B2)을 평탄화시킨다. 노광부(160)의 노광 램프(161)가 소정의 광, 일례로 자외선을 평탄화된 조형 소재(B3)로 조사하면 평탄화된 조형 소재(B3)는 상술한 바와 같이 경화되고 결과적으로 조형물(89)이 형성될 수 있게 된다.
이하 도 17 내지 도 36을 참조하여 다양한 실시예의 조형물 형성 장치에 대해서 설명하도록 한다. 먼저 도 17 내지 도 24를 참조하여 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제1 실시예에 대해 설명한다.
도 17은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제1 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 17에 도시된 바에 의하면 조형물 형성 장치(10)는 조형 소재 분사 모듈(100)과 조형물 형성부(20)를 포함할 수 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 시안(a1)의 조형 소재를 분사하는 제1 분사부(110), 마젠타(a2)의 조형 소재를 분사하는 제2 분사부(120), 옐로우(a3)의 조형 소재를 분사하는 제3 분사부(130), 화이트(a4)의 조형 소재를 분사하는 제4 분사부(140), 분사된 후 적층된 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트의 조형 소재를 평탄화하는 레벨링 롤러(101) 및 적층되고 평탄화된 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트의 조형 소재에 자외선을 조사하는 노광부(160)를 포함할 수 있다. 조형물 형성부(20)는 기저부(21) 및 기저부(21)를 이동시키는 기저부 이동부(22)를 포함할 수 있다. 기저부 이동부(22)는 조형 소재(a1 내지 a4)의 적층에 따라 z축 방향으로 기저부(21)를 이동시킬 수 있다.
조형 소재 분사 모듈(100)의 제1 분사부(110), 제2 분사부(120), 제3 분사부(130) 및 제4 분사부(140)는 동등하게 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 구체적으로 제1 분사부(110), 제2 분사부(120), 제3 분사부(130) 및 제4 분사부(140)는 동등한 분사량의 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 여기서 동등하다는 의미는 분사량이 완전히 동일한 것뿐만 아니라 어느 정도 사소한 차이가 있는 것도 포함할 수 있다. 각각의 분사부(110 내지 140)에서 동등하게 조형 소재(a1 내지 a4)가 분사되므로 조형물(89)은 동등한 양의 조형 소재(a1 내지 a4)에 의해 형성된 것일 수 있다. 각각의 분사부(110 내지 140)는 소정의 패턴에 따라 기저부(21)로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 복수의 순환(도 18 및 도 23의 P1 내지 P4)으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있다. 이 경우 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 각 순환(P1 내지 P4)마다 모두 동일한 패턴으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있고, 모두 상이한 패턴으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있으며, 각 순환(P1 내지 P4) 중 적어도 하나의 순환(도 23의 P1)만 상이한 패턴으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사하는 동안 계속해서 이동할 수 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 x축이나 y축을 따라 왕복 이동할 수도 있다.
도 17에 도시된 바에 의하면 조형물(89)은 복수의 레이어(l1 내지 l5)를 포함할 수 있으며, 각 레이어(l1 내지 l5)마다 서로 상이한 조형 소재(a1 내지 a4)가 배치될 수 있다. 이 경우 각 레이어(l1 내지 l5)의 서로 상이한 조형 소재(a1 내지 a4)는 소정의 패턴으로 배치된 것일 수 있다. 각 레이어(l1 내지 l5)의 조형 소재(a1 내지 a4)는 동일한 패턴으로 배치될 수도 있다. 이 경우 어느 하나의 조형 소재(82)의 바로 위에는 동일한 조형 소재(81)가 적층되어 있을 수 있다.
이하 도 18 내지 도 22를 참조하여 조형 소재 분사에 관한 제1 패턴에 대해 설명하도록 한다.
도 18은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제1 패턴을 도시한 도면이다. 도 18의 각각의 x축은 경과 시간을 의미하고, y축의 C, M, Y 및 W는 각각 시안 조형 소재(a1)의 분사량, 마젠타 조형 소재(a2)의 분사량, 옐로우 조형 소재(a3)의 분사량 및 화이트 조형 소재(a4)의 분사량을 의미한다. 또한 그래프 내의 사각형은 분사부(110 내지 140)에서 조형 소재(a1 내지 a4)가 분사됨을 의미한다. 도 18에 도시된 바에 의하면 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 매 순환(P1 내지 P4)마다 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)의 순서로 조형 소재(a1 내지 a4)를 순차적으로 분사할 수 있다.
도 19 내지 도 22는 조형물 형성 장치가 제1 패턴으로 조형 소재를 분사하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 19 내지 도 22에 도시된 바를 참조하면 하나의 순환, 일례로 제1 순환(P1)에서 제1 분사부(110)는 시안 조형 소재(a11)를 분사할 수 있다. 이 경우 다른 분사부(120 내지 140)가 먼저 분사한 조형 소재(a2 내지 a4)가 기저부(21) 방향으로 이동하거나(a3, a4) 또는 기저부(21)에 도달했을 수도 있다(a1, a2). 분사된 시안 조형 소재(a11)는 시간이 경과한 후 도 21에 도시된 바와 같이 기저부(21)에 도달하여 기저부(21)의 일 지점에 정착될 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 분사부(110)가 시안 조형 소재(a11)를 분사하는 동안 조형 소재 분사 모듈(100)은 소정의 방향(x)으로 이동하고 있을 수 있다. 다시 말해서 제1 분사부(110)는 이동하면서 시안 조형 소재(a11)를 분사할 수 있다.
제1 분사부(110)의 시안 조형 소재(a11)의 분사가 종료되면, 도 18 및 도 20에 도시된 바와 같이 일정한 시간 이내에 제2 분사부(120)가 마젠타 조형 소재(a21)를 분사할 수 있다. 제2 분사부(120)가 조사한 마젠타 조형 소재(a21)는 제1 분사부(110)가 분사한 시안 조형 소재(a11)가 기저부(21)에 도달하기 전에 분사될 수도 있다. 제1 분사부(110)의 시안 조형 소재(a11)의 분사량과 제1 분사부(120)의 마젠타 조형 소재(a2)의 분사량은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 제2 분사부(120) 역시 이동하면서 마젠타 조형 소재(a21)를 분사할 수 있다. 분사된 마젠타 조형 소재(a21)는 시간이 경과한 후 도 22에 도시된 바와 같이 기저부(21)에 도달할 수 있다. 이 경우 마젠타 조형 소재(a21)는 미리 분사된 시안 조형 소재(a11)의 측면에 정착될 수 있다.
제2 분사부(120)의 마젠타 조형 소재(a2)의 분사가 종료되면, 도 18 및 도 21에 도시된 바와 같이 일정한 시간 이내에 제3 분사부(130)가 옐로우 조형 소재(a31)를 분사할 수 있다. 제3 분사부(130)의 옐로우 조형 소재(a31)의 분사량은 제1 분사부(110)의 시안 조형 소재(a11)의 분사량 및 제2 분사부(120)의 마젠타 조형 소재(a21)의 분사량과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 한편 제2 분사부(120)의 분사 시각과 제3 분사부(130)의 분사 시각 사이의 시차는 제1 분사부(110)의 분사 시각과 제2 분사부(120)의 분사 시각 사이의 시차와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 제3 분사부(130) 역시 이동하면서 옐로우 조형 소재(a31)를 분사할 수 있다. 옐로우 조형 소재(a31)는 먼저 정착된 마젠타 조형 소재(a21)의 측면에 정착될 수 있다.
제3 분사부(130)의 옐로우 조형 소재(a31)의 분사가 종료되면, 도 18 및 도 22에 도시된 바와 같이 일정한 시간 이내에 제4 분사부(140)가 화이트 조형 소재(a41)를 분사할 수 있다. 제4 분사부(140)의 화이트 조형 소재(a41)의 분사량은 시안 조형 소재(a11)의 분사량, 제2 분사부(120)의 마젠타 조형 소재(a21)의 분사량 및 제3 분사부(130)의 옐로우 조형 소재(a31)의 분사량과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 제4분사부(140) 역시 이동하면서 화이트 조형 소재(a41)를 분사할 수 있다. 화이트 조형 소재(a41)는 먼저 정착된 옐로우 조형 소재(a31)의 측면에 정착될 수 있다.
제4 분사부(140)가 화이트 조형 소재(a4)의 분사를 종료하여 제1 순환(P1)이 종료되면 제1 순환(P1)의 다음 순환인 제2 순환(P2)이 개시되고, 다시 제1 분사부(110)가 시안 조형 소재(a12)의 분사를 시작할 수 있다. 제2 순환(P2)에서도 제1 순환(P1)과 마찬가지로 순차적으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 제3 순환(P3) 및 제4 순환(P4)에서도 제1 순환(P1) 및 제2 순환(P2)와 동일하게 순차적으로 조형 소재를 분사할 수 있다.
이하 도 23 및 도 24를 참조하여 조형 소재 분사에 관한 제2 패턴에 대해 설명하도록 한다.
도 23은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제2 패턴을 도시한 도면이고, 도 24는 제2 패턴으로 조형 소재를 분사한 결과 획득된 조형물을 도시한 도면이다. 도 23의 x축 및 y축은 도 18과 동일하다. 도 23에 도시된 바와 같이 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 각 순환(P5 내지 P8)마다 소정의 패턴으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있는데, 이 중 특정 순환, 일례로 제5 순환(P5)은 다른 순환(P6 내지 P8)과 상이하게 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다.
구체적으로 제5 순환(P5)에서는 먼저 제2 분사부(120)가 마젠타 조형 소재(a2)를 조사하고, 제2 분사부(120)의 분사가 종료되면 일정한 시간 이내에 제4 분사부(140)가 화이트 조형 소재(a4)를 분사할 수 있다. 이어서 제1 분사부(110)가 시안 조형 소재(a1)를 분사하고, 마지막으로 제3 분사부(130)가 옐로우 조형 소재(a3)를 분사하여 제5 순환(P5)이 종료될 수 있다. 그리고 다른 제6 순환 내지 제8 순환(P6 내지 P8)에서는 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 제1 분사부(110), 제2 분사부(120), 제3 분사부(130) 및 제4 분사부(140)의 순서로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 이 경우에도 각 분사부(110 내지 140)에서 분사되는 조형 소재(a1 내지 a4)의 분사량은 동일할 수 있다. 각 분사부(110 내지 140)의 분사 시간 간격은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 상술한 제1 패턴을 이용하여 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사하는 경우와 동일하게 조형 소재 분사 모듈(100)은 소정의 방향(X2)으로 이동할 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같은 패턴으로 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사하고 도 24에 도시된 바와 같이 조형 소재 분사 모듈(100)이 소정의 방향(X2)으로 이동하는 경우, 제5 순환(P5)에 대응하는 구역(71)에 정착된 조형 소재의 패턴은 다른 구역(72 내지 74)에 정착된 조형 소재의 패턴과 상이하게 될 수 있다. 다시 말해서 제5 순환(P5)에 대응하는 구역(71)에는 마젠타 조형 소재(a23), 화이트 조형 소재(a43), 시안 조형 소재(a13) 및 옐로우 조형 소재(a33) 순으로 조형 소재가 배치되고, 다른 구역(72 내지 74)에는 시안 조형 소재(a13), 마젠타 조형 소재(a23), 옐로우 조형 소재(a33) 및 화이트 조형 소재(a43)의 순으로 조형 소재가 배치될 수 있다. 이와 같이 특정 순환, 일례로 제5 순환(P5)에서만 분사 패턴을 변경하는 경우 특정 구역(71)의 조형 소재 배치 패턴 역시 변경되므로, 특정 구역(71)에 사용자가 원하는 색의 조형 소재, 일례로 마젠타 조형 소재(a23)가 배치되도록 할 수 있다. 따라서 만약 조형물(89)의 외면에서 분사 패턴이 변경된다면 조형물(89) 외면에 사용자가 원하는 색의 조형 소재가 정착 및 배치될 수 있게 되므로 사용자가 원하는 모양이 조형물(89)의 외면에 형성될 수 있게 된다.
이하 도 25 내지 도 27을 참조하여 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제2 실시예에 대해 설명하도록 한다.
도 25는 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제2 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 25에 도시된 바에 의하면 조형물 형성 장치(10)는 조형 소재 분사 모듈(100)과 조형물 형성부(20)를 포함할 수 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 시안(a1)의 조형 소재를 분사하는 제1 분사부(110), 마젠타(a2)의 조형 소재를 분사하는 제2 분사부(120), 옐로우(a3)의 조형 소재를 분사하는 제3 분사부(130), 화이트(a4)의 조형 소재를 분사하는 제4 분사부(140) 및 서포트 물질(s1)을 분사하는 서포트 물질 분사부(150)을 포함할 수 있다. 또한 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형 소재 및 서포트 물질 중 적어도 하나를 평탄화하는 레벨링 롤러(101) 및 조형 소재 및 서포트 물질 중 적어도 하나에 자외선을 조사하는 노광부(160)를 포함할 수 있다. 조형물 형성부(20)는 기저부(21) 및 조형 소재(a1 내지 a4) 및 서포트 물질(s1)의 적층에 따라 z축 방향으로 기저부(21)를 이동시킬 수 있는 기저부(21)를 이동시키는 기저부 이동부(22)를 포함할 수 있다.
도 17을 참조하여 설명한 제1 실시예의 경우와 동일하게 조형 소재 분사 모듈(100)의 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 동등하게 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 또한 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 소정의 패턴으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 조형 소재(a1 내지 a4)의 분사 패턴은 각 순환마다 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 또한 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 일부의 순환에서만 상이한 패턴으로 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있다. 예를 들어 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 도 18에 도시된 제1 패턴에 따라 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있고, 도 23에 도시된 제2 패턴에 따라 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있다. 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)의 조형 소재(a1 내지 a4) 분사에 따라서 조형물(89)이 형성될 수 있다.
서포트 물질 분사부(150)는 서포트 형성 구역(SL)인 특정 구역에 서포트 물질(s1)을 분사하여 서포트(s)를 형성하도록 할 수 있다. 서포트 물질(s1)은 열에 의해 융해 또는 기화되거나, 용액에 의해 용해될 수 있는 물질일 수 있다. 따라서 서포트(s) 역시 열에 의해 융해되거나 기화되거나 또는 소정의 용매에 용해될 수 있으며, 열 또는 용액에 의해 상 변이가 됨으로써 조형물(89)로부터 제거될 수 있다. 서포트 물질 분사부(150)는 서포트(s)가 필요한 서포트 형성 구역(SL)에 서포트 물질(s1)을 집중적으로 분사하여 서포트(s)를 형성하도록 할 수 있다. 서포트 물질 분사부(150)는 서포트(s)가 필요한 서포트 형성 구역(SL) 이외의 구역에서는 서포트 물질(s1)을 전혀 분사하지 않을 수도 있다. 이 경우 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)는 서포트 형성 구역(SL)에는 어떠한 조형 소재(a1 내지 a4)도 분사하지 않을 수도 있고, 필요에 따라 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수도 있다. 서포트 물질 분사부(150)에서 분사되는 서포트 물질(s1)의 액적의 크기는 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)에서 분사되는 조형 소재(a1 내지 a4)의 액적의 크기와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
도 26 및 도 27은 제2 실시예에 따라 획득된 조형물을 설명하기 위한 도면이다. 서포트 물질 분사부(150)가 특정 구역에 서포트 물질(s1)을 분사하고, 특정 구역 이외의 구역에는 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)가 동등하게 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사하면, 도 26에 도시된 바와 같이 서포트(s)와 조형물(89)이 결합된 형태의 물체(m)를 획득할 수 있다. 여기서 서포트(s)는 서포트 물질(s1)로 이루어지고, 조형물(89)은 조형 소재(a1 내지 a4)로 이루어질 수 있다. 만약 서포트 물질(s1)이 글리세린 등과 같이 수용성 물질인 경우, 도 27에 도시된 바와 같이 물체(m)를 용매인 물(w) 속에 담그면, 수용성인 서포트 물질(s1)로 이루어진 서포트(s)는 물에 용해되어 사라지고(s0) 최종적으로 조형물(89)만 남게 된다. 이에 따라 다양한 형상의 조형물(89)을 획득할 수 있게 된다. 서포트 물질(s1)의 성질에 따라서 물 대신 알콜 등의 다양한 물질을 서포트(s)를 용해시키기 위한 용매로 이용할 수 있다. 만약 서포트 물질(s1)이 열에 의해 융해되는 파라핀 등과 같은 물질인 경우, 물체(m)의 서포트(s)에 직접 또는 간접적으로 열을 가하여 서포트(s)를 융해시켜 서포트(s)를 물체(m)로부터 제거(s0)할 수 있다.
이하 도 28 및 도 29를 참조하여 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제3 실시예를 설명한다.
도 28은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 29는 제3 실시예에 따라 획득된 조형물을 설명하기 위한 도면이다. 도 28에 도시된 바를 참조하면 조형물(89)을 형성함에 있어서 조형물(89)의 중심부(c) 등과 같은 내부는 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 도 18에 도시된 바와 같이 동일한 제1 패턴을 이용하여 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사하여 형성되고, 조형물(89)의 외각 부분(y1 내지 y3)은 제1 패턴과 상이한 제2 패턴을 이용하여 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사함으로써 형성될 수 있다. 여기서 제1 분사부(110)는 시안(a1)의 조형 소재를 분사하고, 제2 분사부(120)는 마젠타(a2)의 조형 소재를 분사하며, 제3 분사부(130)는 옐로우(a3)의 조형 소재를 분사하고, 제4 분사부(140)는 화이트(a4)의 조형 소재를 분사할 수 있다.
예를 들어 제1 외각 부분(y1)이 조형물(89)의 측면인 경우, 조형물(89)의 표면을 이루는 제1 외각 부분(y1)의 제1 열(y11)에는 시안 조형 소재(a1), 마젠타 조형 소재(a2), 옐로우 조형 소재(a3) 및 화이트 조형 소재(a4) 중 어느 하나가 분사되고, 제1 열(y11)과 접하고 내측에 위치한 서브서페이스(subsurface)인 제2 열(y12)에는 화이트 조형 소재(a4)만이 분사되도록 조형 소재 분사 모듈(100)은 제어될 수 있다. 그러면 도 28에 도시된 바와 같이 표면인 제1열(y11)에는 다른 색의 조형 소재(71)가 분사되어 정착되고 표면(y11)의 바로 밑의 제2 열(y12)에는 화이트 조형 소재(70)가 분사되어 정착될 수 있다. 실시예에 따라서 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 제1 열(y11)에는 화이트 조형 소재(a4)를 제외한 다른 조형 소재(a1 내지 a3) 중 어느 하나만이 분사되어 정착하고, 제2 열(y12)에는 화이트 조형 소재(a4)만이 분사되어 정착하도록 조형 소재 분사 모듈(100)이 제어될 수도 있다. 이와 같이 표면인 제1 열(y11)과 접한 제2 열(y12)에 화이트 조형 소재(70)만이 정착한 경우, 제1 열(y11)에 정착한 조형 소재(71)의 발색이 더욱 원래 의도한 색에 가깝게 될 수 있다.
일 실시예에 의하면 만약 표면인 제1 열(y11)에 화이트 조형 소재(73)가 정착된 경우, 제2 열(y12)에는 화이트 조형 소재(a4)를 제외한 다른 색상의 조형 소재, 일례로 시안 조형 소재(72)가 분사되어 정착될 수 있다. 이 경우 화이트 조형 소재(73)에 의한 발색이 더욱 뚜렷해지면서 화이트 조형 소재(a4)를 분사하는 제4 분사부(140)가 다른 분사부(110 내지 130)보다 더 자주 사용되어 제4 분사부(140)에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편 제1 열(y11) 및 제2 열(y12)에 소정 색상의 조형 소재, 일례로 시안 조형 소재(a1) 및 화이트 조형 소재(a4)가 분사되어 정착된 경우, 제2 열(y12)에 접하고 제2 열(y12)보다 내측에 위치한 제3 열(y13) 및 제3 열(13)에 접하고 제3 열(y13)보다 내측에 위치한 제4 열(y14)에는 분사되지 않은 다른 색상의 조형 소재, 일례로 마젠타 조형 소재(a2) 및 옐로우 조형 소재(a3)가 분사되어 정착될 수 있다.
이와 같이 제1 열(y11), 제2 열(y12) 및 그 주변의 열(y13, y14)에 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사함에 있어서 제2 열(y12)에는 주로 화이트 조형 소재(a4)만이 분사되도록 제어된다면 도 15에 도시된 바와 다르게 각 레이어(y16 내지 y18)의 패턴은 서로 상이할 수 있다. 구체적으로 각 레이어(y16 내지 y18)의 패턴은 표면, 즉 제1 열(y11)에 배치될 조형 소재의 색상에 따라서 변경될 수 있다. 따라서 어느 하나의 레이어(y16)의 조형 소재 바로 위에는 상이한 색상의 조형 소재가 적층될 수 있다.
이는 조형물(89)의 다른 측면의 제3 외각 부분(y3)에도 동일하게 적용될 수 있다. 다시 말해서 제3 외각 부분(y3)에서 조형물(89)의 표면을 이루는 제5 열(y33)에는 시안 조형 소재(a1), 마젠타 조형 소재(a2), 옐로우 조형 소재(a3) 및 화이트 조형 소재(a4) 중 어느 하나가 분사되고, 제5 열(y33)과 접하고 내측에 위치한 제6 열(y32)에는 화이트 조형 소재(a4)만이 분사되도록 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 제어될 수 있다. 또한 제5 열(y33)에는 화이트 조형 소재(a4)를 제외한 다른 조형 소재(a1 내지 a3) 중 어느 하나만이 분사되고, 제6 열(y32)에는 화이트 조형 소재(a4)만이 분사되도록 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 제어될 수도 있다. 또한 제5 열(y33)에 화이트 조형 소재가 분사되고, 제6 열(y32)에는 화이트 조형 소재(a4)를 제외한 다른 색상의 조형 소재가 분사되도록 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 제어될 수도 있다. 아울러 제6 열(y32)에 접하고 제6 열(y32)보다 내측에 위치한 제7 열(y31) 등에는 분사되지 않은 다른 색상의 조형 소재, 일례로 마젠타 조형 소재(a2) 및 옐로우 조형 소재(a3)가 분사되어 정착되도록 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 제어될 수 있다.
또한 서포트 물질(s1)로 이루어진 서포트(s)와 접하고 서포트(s)의 제거에 따라 외부에 노출된 표면이 될 수 있는 제8 열(y15)에는 시안 조형 소재(a1), 마젠타 조형 소재(a2), 옐로우 조형 소재(a3) 및 화이트 조형 소재(a4) 중 어느 하나가 분사되어 정착되고, 제8 열(y15)의 내측의 제9 열(y16)에는 화이트 조형 소재(a4)만이 분사되도록 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)는 제어될 수 있다. 만약 제8 열(y15)에 화이트 조형 소재(a4)가 분사되어 정착되면 제9 열(y16)에는 화이트 조형 소재(a4)를 제외한 다른 색상의 조형 소재가 분사되도록 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 제어될 수도 있다.
또한 이는 조형물(89)의 제2 외각 부분(y2)에도 동일하게 적용될 수 있다. 조형물(89)의 제2 외각 부분(y2)은 조형물(89)의 상면일 수 있다. 조형물의 상면은 조형물(89)의 외면 중 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 위치한 방향에 위치하는 외면일 수 있다. 이 경우 제2 외각 부분(y3)에서 표면 레이어(y21)의 바로 밑에 위치한 제2 레이어(y22)를 형성할 때는 제4 분사부(140)만이 화이트 조형 소재(a4)를 분사하고 다른 분사부(110 내지 130)는 분사를 중단할 수 있다. 이어서 조형물(89)의 표면을 이루는 제1 레이어(y21)를 형성하는 경우에는 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140) 중 어느 하나가 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 제1 레이어(y21)를 형성하는 경우 화이트 조형 소재(a4)를 분사하는 제4 분사부(140)를 제외한 다른 분사부(110 내지 130)만이 조형 소재(a1 내지 a3)를 분사할 수도 있다. 만약 제1 레이어(y21)를 형성하면서 제4 분사부(140)가 화이트 조형 소재(a4)를 분사하는 경우라면, 화이트 조형 소재(a4)가 정착할 위치에 대응하는 제2 레이어(y22)의 일 위치에는 제1 분사부 내지 제3 분사부(110 내지 130) 중 어느 하나가 조형 소재(a1 내지 a3)를 분사함으로써, 화이트 조형 소재(a4)가 정착할 위치에 대응하는 위치에는 화이트 조형 소재(a4)를 제외한 다른 색상의 조형 소재(a1 내지 a3)가 정착되도록 할 수 있다. 제2 레이어(y22) 아래에 위치한 제3 레이어(y23)는 미리 정의된 패턴에 따라서 제1 분사부(110) 내지 제4 분사부(140)가 동등하게 분사한 조형 소재(a1 내지 a4)에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에 의하면 이와 같이 형성된 조형물(89)에도 서포트 물질 분사부(150)가 분사한 서포트 물질(s1)로 이루어진 서포트(s)가 결합되어 있을 수 있다. 도 29를 참조하면 상술한 바와 동일하게 만약 서포트 물질(s1)이 글리세린 등과 같이 수용성 물질인 경우 용매로 물(w)을 이용하여 서포트(s)를 물체(m)로부터 제거(s0)하여 조형물(89)을 획득할 수 있게 된다. 서포트 물질(s1)의 성질에 따라서 다양한 물질이 용매로 이용될 수 있다. 만약 서포트 물질(s1)이 열에 의해 융해되는 파라핀인 경우, 각종 가열기를 이용하여 서포트(s)에 열을 가함으로써 서포트(s)를 물체(m)로부터 제거(s0)할 수 있다.
이하 도 30 내지 도 32를 참조하여 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제4 실시예를 설명한다.
도 30은 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제4 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 31 및 도 32는 제4 실시예에 따라 획득된 조형물을 설명하기 위한 도면이다. 도 30에 도시된 바에 따르면 서포트 물질 분사부(150)는 다른 분사부(110 내지 150)에서 분사되는 조형 소재(a1 내지 a5)의 액적보다 더 큰 액적의 서포트 물질(s2)를 분사할 수도 있다. 일 실시예에 의하면 서포트 물질(s2)의 액적의 크기는 조형 소재(a1 내지 a5)의 액적의 크기의 두 배 이상일 수도 있다. 여기서 액적의 크기는 액적의 반지름이나 부피 등을 포함하는 개념으로 해석될 수 있다. 이와 같이 서포트 물질 분사부(150)가 조형 소재(a1 내지 a5)보다 더 큰 액적의 서포트 물질(s2)을 분사하면 서포트(s)가 더욱 신속하게 형성될 수 있다. 그 결과 도 31에 도시된 바와 같이 더 큰 액적의 서포트 물질(s2)과 조형물(89)이 결합되어 있는 물체(m)를 획득할 수 있다. 이와 같이 더 큰 액적의 서포트 물질(s2)과 조형물(89)이 결합되어 있는 물체(m) 역시 상술한 바와 동일하게 열이나 용매를 이용하여 제거할 수 있다. 만약 서포트 물질(s2)이 글리세린 등과 같이 수용성 물질인 경우, 용매로 물을 이용하여 서포트(s)를 물체(m)로부터 제거(s0)하고, 서포트 물질(s2)이 열에 의해 융해되는 파라핀인 경우, 서포트(s)에 열을 가하여 서포트(s)를 물체(m)로부터 제거(s0)할 수 있다. 그 결과 도 32에 도시된 바와 같이 조형물(89)을 획득할 수 있게 된다.
이하 도 33 내지 도 34를 참조하여 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제5 실시예를 설명하도록 한다. 도 33 및 도 34는 조형물 형성 장치의 조형 소재 분사에 관한 제5 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 33에 도시된 바와 같이 복수의 서포트(s10 내지 s15)가 적층된 조형 소재(a50 내지 a55)에 의해 서로 접하지 않고 이격되어 형성되도록 분사부(110 내지 140) 및 서포트 물질 분사부(150)가 제어될 수 있다. 이를 위해서 일 실시예에 의하면 각각의 분사부(110 내지 140)는 서포트 물질 분사부(150)가 서로 교차하여 조형 소재(a1 내지 a4) 및 서포트 물질(s1)을 서포트 형성 구역(SL)에 분사하여 도 34에 도시된 바와 같이 적층된 조형 소재(a50 내지 a55)에 의해 구획된 복수의 서포트(s10 내지 s15)를 형성하도록 할 수 있다. 다시 말해서 제1 분사부(110)가 먼저 시안 조형 소재(a1)를 분사하고, 다음으로 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질(s1)을 분사하며, 이어서 제2 분사부(120)가 마젠타 조형 소재(a2)를 분사하고, 다시 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질(s1)을 분사하여 조형 소재(a50 내지 a55)에 의해 구획된 복수의 서포트(s10 내지 s15)를 형성하도록 할 수 있다.
필요에 따라서 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질(s1)을 분사한 후, 복수의 분사부(110 내지 140) 중 둘 이상의 분사부가 연속적으로 조형 소재(a50 내지 a55)를 분사하고, 이어서 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질(s1)을 분사할 수도 있다. 예를 들어 조형물(89)과 접하는 부분에 서포트(s10 및 s15)가 형성될 수 있도록 실시예에 따라서 복수의 분사부, 일례로 제1 분사부(110) 및 제2 분사부(120)가 연속적으로 조형 소재(a54 및 a55)를 분사하고, 이어서 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질(s1)을 분사할 수도 있다.
실시예에 따라서 상술한 바와 같이 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140) 각각과 서포트 물질 분사부(150)가 서로 교차하여 조형 소재(a1 내지 a4) 및 서포트 물질(s1)을 분사하지 않고, 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)가 먼저 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사하고 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질(s1)을 분사하도록 할 수도 있다. 구체적으로 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)는 먼저 분사된 각각의 조형 소재(a1 내지 a4)가 서로 이격되어 각각의 조형 소재(a1 내지 a4) 사이에 소정 크기의 공간이 생길 수 있도록 서포트 형성 구역(SL) 내에 각각의 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 다시 말해서 각각의 조형 소재(a1 내지 a4)는 서로 인접하지 않고 정착 및 적층되도록 분사될 수 있다. 여기서 소정 크기의 공간은 서포트 물질의 액적의 크기와 같거나 또는 이보다 조금 더 클 수도 있다. 실시예에 따라서 액적의 크기의 두 배일 수도 있다. 필요에 따라서 서포트 형성 구역(SL) 내의 일부의 조형 소재(a1 내지 a4)는 서로 인접하여 정착 및 적층되도록 분사될 수도 있다. 이어서 서포트 물질 분사부(150)는 각각의 조형 소재(a1 내지 a4) 사이의 공간에 서포트 물질(s1)을 분사할 수 있다. 이 경우 조형 소재 분사 모듈(100)의 이동 속도를 조절하여 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)에서 분사된 각각의 조형 소재(a1 내지 a4)가 서로 일정한 거리로 이격되어 서포트 형성 구역(SL) 내에 정착될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)와 서포트 물질 분사부(150)를 제어하는 경우에도 도 34에 도시된 것과 같이 형성된 복수의 서포트(s10 내지 s15)가 적층된 조형 소재(a50 내지 a55)에 의해 구획될 수 있다.
한편 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)는 서포트 형성 구역(SL) 이외의 구역에는 미리 정의된 패턴 등에 따라서 조형 소재(a1 내지 a4)를 분사할 수 있다. 서포트 형석 구역(SL) 이외의 구역에는 서포트 물질 분사부(150)는 서포트 물질(s1)을 분사하지 않을 수 있다. 그 결과 조형물(89), 적층된 조형 소재(a50 내지 a55) 및 적층된 조형 소재(a50 내지 a55)에 의해 구획된 복수의 서포트(s10 내지 s15)로 이루어진 물체(m)를 획득할 수 있다.
도 35 및 도 36은 제4 실시예에 따라 획득된 조형물의 서포트 물질을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 만약 서포트 물질(s1)이 글리세린 등과 같이 수용성 물질인 경우 물체(m)를 물(w)에 침전시켜 서포트(s10 내지 s15)를 물체(m)로부터 제거(s0)할 수 있다. 만약 서포트 물질(s1)이 열에 의해 융해되는 파라핀인 경우, 서포트(s10 내지 s15)에 열을 가하여 서포트(s10 내지 s15)를 물체(m)로부터 제거(s0)할 수 있다. 서포트(s10 내지 s15)가 제거되면 남아 있는 적층된 조형 소재(a50 내지 a55)는 예를 들어 적절한 절단기 등을 이용하여 제거되거나 또는 수작업으로 제거될 수 있다. 이에 따라 서포트 물질(s1)을 상대적으로 적게 이용하면서도 서포트 물질(s1)만을 이용하여 서포트(s)를 형성하는 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.
이하 도 37 내지 도 41을 참조하여 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 여러 실시예에 대해서 설명한다.
도 37은 조형물 형성 장치를 제어하는 방법에 있어서 조형 소재 분사 모듈이 이동하기 전까지의 과정의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 37에 도시된 바에 의하면 먼저 조형물 형성 장치(10)가 사용자의 전원 버튼 조작 등에 따라 구동을 개시한다(s300). 이 경우 조형물 형성 장치(10)의 각종 부품들에 전원이 인가되고, 저장부(202) 등에 저장된 운영 체계(OS, operating system)가 로딩되어 조형물 형성 장치(10)가 부팅될 수 있다.
조형물 형성 장치(10)의 부팅이 완료되면, 조형물 형성 장치(10)는 조형물 데이터를 입력받을 수 있다(s301). 사용자는 키보드 등의 조작부(203)를 조작하여 직접 조형물 데이터를 조형물 형성 장치(10)에 입력할 수도 있다. 또한 사용자는 데이터 입력부(21)를 이용하여 조형물 데이터를 조형물 형성 장치(10)에 입력할 수도 있다. 예를 들어 사용자는 조형물 데이터가 저장된 범용 직렬 버스 메모리 장치(USB memory device)를 범용 직렬 버스 단자 등에 삽입한 후 조형물 데이터를 조형물 형성 장치(10)에 복제함으로써 조형물 데이터를 조형물 형성 장치(10)에 입력할 수도 있다. 또한 사용자는 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 통하여 조형물 데이터를 조형물 형성 장치(10)에 입력할 수도 있다.
조형물 데이터가 입력되면 조형물 형성 장치(10)는 입력된 조형물 데이터를 분석하여 조형물(89)의 형성을 위해 조형 소재 분사 모듈(100)을 어떻게 제어할지 여부를 결정할 수 있다(s302). 예를 들어 조형물 데이터가 입력되면 조형물 데이터를 기초로 조형물(89)의 조형 소재(a)의 분사 위치, 분사량 또는 분사 패턴 등이 결정될 수 있다.
조형 소재 분사 모듈(100)에 대한 제어 방법이 결정되면 결정된 제어 방법에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)의 각 분사부(110 내지 150)나 이동부(23)와 관련된 제어 신호가 생성되고(s303), 생성된 제어 신호는 각각 조형 소재 분사 모듈(100)의 각 분사부(110 내지 150)나 이동부(23)로 전달될 수 있다.
조형 소재 분사 모듈(100)은 제어 신호에 따라 조형 소재를 분사할 위치로 이동할 수 있다(s304). 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형 소재를 분사할 위치로 이동한 이후 조형 소재를 분사할 수 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 이동하면서 조형 소재를 분사할 수도 있다.
이하 조형물 형성 장치(10)를 제어하는 방법에 있어서 조형물 형성 장치(10)가 조형 소재를 분사하는 여러 실시예에 대해 설명하도록 한다.
도 38은 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 38에 도시된 바에 따르면 조형 소재 분사 모듈(100)이 이동하여(s310), 조형 소재를 분사할 분사 지점에 도달하면(s311), 조형 소재 분사 모듈(100)은 결정된 분사 패턴에 따라서 조형 소재를 동등하게 분사할 수 있다(s312). 예를 들어 조형 소재 분사 모듈(100)은 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로우 조형 소재 및 화이트 조형 소재를 미리 정의된 순서에 따라 순차적으로 분사할 수 있다. 여기서 분사량이 동등하다는 것은 일정 기간 동안 각각의 분사부가 분사한 조형 소재의 분사량이 완전히 동일한 것을 포함할 수 있다. 또한 이뿐만 아니라 분사량이 동등하다는 것은 분사량 사이에 어느 정도 허용 범위 내에서 차이가 있는 것도 포함할 수 있다.
조형 소재는 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로 조형 소재 및 화이트 조형 소재를 포함할 수 있다. 이 경우 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로 조형 소재 및 화이트 조형 소재 각각은 각각에 대응하는 분사부(110 내지 140)에 의해 분사될 수 있다. 각각의 분사부(110 내지 140)는 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로 조형 소재 및 화이트 조형 소재를 각각 등량으로 분사할 수 있다. 예를 들어 하나의 순환 동안 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로 조형 소재 및 화이트 조형 소재는 서로 동일한 회수로 분사될 수 있다.
분사된 조형 소재는 기저부(21)의 상면에 정착되거나 또는 먼저 정착된 조형 소재 위에 정착될 수 있다. 조형 소재가 분사되어 기저부(21)의 상면 또는 먼저 정착된 조형 소재 위에 적층되면 레벨링 롤러(101)는 적층된 조형 소재를 압착하여 조형 소재를 평탄화시킬 수 있다(s313). 조형 소재가 평탄화되면, 이어서 분사될 조형 소재가 정착되어야할 위치에 적절하게 정착될 수 있게 될 수 있다.
분사되고 정착된 조형 소재가 평탄화되면 노광부(160)는 소정 파장의 광, 일례로 자외선을 적층된 조형 소재에 조사하고, 자외선에 노출된 조형 소재는 경화될 수 있다(s314).
상술한 조형 소재의 분사 단계 내지 자외선 노광 단계(s312 내지 s314)는 동시에 수행될 수도 있고, 순차적으로 수행될 수도 있다. 상술한 조형 소재의 분사 단계 내지 자외선 노광 단계(s312 내지 s314)는 사용자가 생성하고자 하는 조형물(89)이 생성될 때까지 반복될 수 있다(s315). 반복 과정(s315)에서 조형 소재 분사 모듈(100)은 지속적으로 이동할 수 있으며, 조형 소재 분사 모듈(100)의 이동 동안 분사부(110 내지 150)는 적절한 위치에서 조형 소재를 분사할 수 있다. 아울러 레벨링 롤러(101) 및 노광부(160) 역시 상술한 단계(s313, s314)를 수행할 수 있다.
조형물 데이터에 따른 모든 구역에 조형 소재가 분사되면 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형 소재의 분사를 종료할 수 있다(s316). 그 결과 사용자는 조형물을 획득할 수 있게 된다(s317).
도 39는 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 39에 도시된 바에 따르면 상술한 바와 같이 조형물 데이터를 기초로 생성된 제어 신호에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)이 이동하여(s320) 조형 소재 분사 구역에 도달하면(s321), 미리 정의된 분사 패턴에 따라 조형 소재가 동등하게 분사될 수 있다(s323). 예를 들어 조형 소재가 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로우 조형 소재 및 화이트 조형 소재를 포함하는 경우, 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로우 조형 소재 및 화이트 조형 소재의 순서로 조형 소재가 분사될 수 있다. 조형 소재가 분사되어 기저부(21)의 상면 또는 먼저 정착된 조형 소재 위에 적층되면 레벨링 롤러(101)는 적층된 조형 소재를 압착하여 조형 소재를 평탄화시키고(s324), 노광부(160)는 소정 파장의 광을 적층된 조형 소재에 조사하여 조형 소재를 경화시킬 수 있다(s325). 상술한 조형 소재의 분사 단계 내지 자외선 노광 단계(s323 내지 s325)는 동시에 수행될 수도 있고 순차적으로 수행될 수도 있다.
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 이동하여(s320) 서포트 형성 구역에 도달하면(s326), 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질을 조형물 형성부(20)에 위치한 서포트 형성 구역으로 분사할 수 있다(s327). 서포트 형성 구역에 도달한 경우 다른 분사부(110 내지 140)는 조형 소재를 분사하지 않고, 오직 서포트 물질 분사부(150)만이 서포트 물질을 분사할 수 있다. 서포트 물질은 적층되어 서포트를 형성할 수 있다. 실시예에 따라서 분사된 서포트 물질은 레벨링 롤러(101)에 의해 평탄화될 수도 있다(s328).
상술한 조형 소재의 분사 단계 내지 자외선 노광 단계(s323 내지 s325) 및 서포트 물질 분사 단계(s326 내지 s328)는 사용자가 원하는 조형물(89)과 서포트(s)가 결합되어 있는 물체(8)가 생성될 때까지 반복될 수 있다(s329). 반복 과정(s315)에서 조형 소재 분사 모듈(100)은 지속적으로 이동할 수 있으며, 조형 소재 분사 모듈(100)의 이동 동안 분사부(110 내지 150)는 조형 소재 분사 구역에 조형 소재를 분사하여 조형물(89)을 형성고, 서포트 물질 분사부(160)는 서포트 형성 구역에 서포트 물질을 분사하여 서포트(s)를 형성할 수 있다.
분사가 종료되면 조형물(89)과 서포트(s)가 결합되어 있는 물체(8)를 획득할 수 있다(s331). 조형물(89)과 서포트 물질(s)이 결합되어 있는 물체(8)가 획득되면 서포트 물질의 성질에 따라서 서포트(s)를 제거할 수 있다(s332). 서포트 물질이 열에 의해 융해 또는 기화되는 물질인 경우 서포트(s)에 열을 가하여 서포트(s)를 제거하고, 서포트 물질이 소정의 용매에 의해 용해될 수 있는 물질인 경우 물체(8)에 용매를 뿌리는 등의 방법으로 서포트(s)를 용해시켜 서포트(s)를 제거시킬 수 있다. 서포트(s)가 제거되면 소정 형상의 조형물을 획득할 수 있게 된다(s333).
도 40 내지 도 42는 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 40 내지 도 42는 조형 소재 분사 모듈(100)이 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로우 조형 소재, 화이트 조형 소재 및 서포트 물질을 분사 가능한 조형물 형성 장치(10)를 제어하는 방법과 관련된 것이다. 실시예에 따라서 분사되는 조형소재 또는 서포트 물질은 생략될 수도 있다.
도 40 내지 도 42에 도시된 바에 의하면 상술한 바와 같이 조형물 데이터를 기초로 생성된 제어 신호에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형물을 형성할 지점으로 이동할 수 있다(s341).
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 조형물(89)의 상부에 위치한 표면인 상면 또는 상면 주변을 생성하기 위해 조형 소재를 분사하는 경우가 아니고(s341의 NO), 또한 조형물(89)의 측면 및 그 주변을 형성하는 경우이며(s342의 YES), 조형 소재가 분사될 표면의 일부분이 흰색인 경우가 아니라면(s343의 NO), 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형물(89)의 표면에 해당하는 부분에는 조형물 데이터에 따라서 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재 및 옐로우 조형 소재 중 적어도 하나를 분사할 수 있다(s344). 한편 조형 소재 분사 모듈(100)은 표면과 접하고 표면보다 내측에 위치한 서브서페이스인 제2 열에는 화이트 조형 소재를 분사할 수 있다(s345). 아울러 조형 소재 분사 모듈(100)은 제2 열에 접하고 제2 열보다 내측에 위치한 제3 열 및 제3 열에 접하고 제3 열보다 내측에 위치한 제4 열에는 표면에 분사되지 않은 다른 조형 소재, 일례로 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재 및 옐로우 조형 소재 중 나머지 둘을 분사할 수 있다(s346). 표면에 대한 조형 소재 분사 단계(s344), 제2 열에 화이트 분사 단계(s345) 및 타 열에 나머지를 분사하는 단계(s346)은 도 40에 도시된 바와 같이 순차적으로 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다. 또한 상술한 단계 s344 내지 s346의 수행 순서는 바뀔 수도 있다. 다시 말해서 번저 제2 열에 화이트를 분사하고(s345), 표면에 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재 및 옐로우 조형 소재 중 어느 하나를 분사(s344)하는 것도 가능하다.
만약 조형물 데이터에 따라 조형 소재가 분사될 표면이 흰색인 경우라면(s343의 YES), 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형물(89)의 표면에 해당하는 부분에는 화이트 조형 소재를 분사할 수 있다(s347). 아울러 표면이 아닌 다른 부분, 일례로 제2 열을 포함한 타열에는 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재 및 옐로우 조형 소재를 소정의 패턴에 따라 분사할 수 있다(s348). 단계 s347 및 단계 s348은 동시에 수행될 수도 있고, 순차적으로 수행될 수도 있다. 또한 단계 s347 및 단계 s348의 수행 순서는 바뀔 수도 있다.
조형 소재가 분사된 후 정착 및 적층되면 레벨링 롤러(101)는 정착 및 적층된 조형 소재를 압착하여 평탄화시키고(s349), 노광부(160)에서 조사된 자외선에 의해 조형 소재가 경화될 수 있다(s350).
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 조형물(89)의 상부에 위치한 표면인 상면 또는 상면 주변을 형성하기 위해 조형 소재를 분사하는 경우라면(s341의 YES) 상술한 경우와는 다르게 조형 소재 분사 모듈(100)은 동작할 수 있다.
구체적으로 도 41에 도시된 바를 참조하면, 만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 조형물(89)의 상부에 위치한 표면인 상면이 아닌 상면 주변, 일례로 상면 바로 밑에 위치하는 서브서페이스를 형성하는 경우(s370의 YES), 서브서페이스의 일 지점에 대응하는 표면의 일 지점에 화이트 조형 소재가 분사되어 표면색이 화이트인 경우라면(s374의 YES), 서브서페이스의 일 지점에는 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재 및 옐로우 조형 소재 중 어느 하나가 분사될 수 있다(s375). 만약 서브서페이스의 일 지점에 대응하는 표면의 일 지점에 화이트 조형 소재가 분사되지 않고 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재 및 옐로우 조형 소재 중 어느 하나가 분사된다면(s374의 NO) 서브서페이스의 일 지점에는 화이트 조형 소재가 분사될 수 있다(s376).
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 조형물(89)의 상부에 위치한 표면인 상면을 형성하는 경우(s370의 YES), 표면의 일 지점이 화이트인 경우(s371의 YES) 표면의 일 지점에는 화이트 조형 소재가 분사될 수 있다(s372). 만약 표면의 일 지점이 화이트가 아닌 경우 조형물 데이터에 따라서 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재 및 옐로우 조형 소재 중 필요한 색의 조형 소재가 분사될 수 있다(s373).
조형 소재가 분사된 후 정착 및 적층되면 레벨링 롤러(101)는 정착 및 적층된 조형 소재를 압착하여 평탄화시키고(s377), 노광부(160)에서 조사된 자외선에 의해 조형 소재가 경화될 수 있다(s378).
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 조형물(89)의 상부에 위치한 표면인 상면 또는 상면 주변을 생성하기 위해 조형 소재를 분사하는 경우가 아니고(s341의 NO), 조형물(89)의 측면 및 그 주변을 형성하는 경우도 아니되(s342의 N0), 조형 소재 분사 모듈(100)이 서포트 형성 구역에 도달한 경우라면(s360의 YES), 조형 소재 분사 모듈(100)은 서포트 형성 구역에 서포트 물질을 분사하여 서포트를 형성할 수 있다(s361). 형성된 서포트는 레벨링 롤러(101)에 의해 평탄화될 수도 있다(s362).
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 조형물(89)의 상부에 위치한 표면인 상면 또는 상면 주변을 생성하기 위해 조형 소재를 분사하는 경우가 아니고(s341의 NO), 조형물(89)의 측면 및 그 주변을 형성하는 경우도 아니며(s342의 N0), 조형 소재 분사 모듈(100)이 서포트 형성 구역에 도달한 경우도 아니라면(s360의 NO), 조형 소재 분사 모듈(100)은 일반적인 패턴에 따라 조형 소재를 분사할 수 있다(s363). 예를 들어 조형 소재 분사 모듈(100)은 시안 조형 소재, 마젠타 조형 소재, 옐로우 조형 소재 및 화이트 조형 소재를 순차적으로 분사할 수도 있다. 조형 소재가 분사된 후 정착 및 적층되면 레벨링 롤러(101)는 정착 및 적층된 조형 소재를 압착하여 평탄화시킬 수 있다(s364). 노광부(160)는 적층된 조형 소재로 자외선을 조사할 수 있으며, 조사된 자외선에 의해 조형 소재는 경화될 수 있다(s365).
이상 설명한 단계 s341 내지 s365, s370 내지 s378은 사용자가 원하는 조형물(89)을 형성할 때까지 반복 수행될 수 있다. 조형 소재 분사 모듈(100)은 상술한 단계(s341 내지 s365, s370 내지 s378)가 수행되는 동안 제어부(200)에서 생성된 제어 신호에 따라서 이동하고 있을 수도 있다.
사용자가 원하는 조형물(89)이 형성되면 조형 소재의 분사가 종료될 수 있다(s367). 만약 서포트(s)가 결합되어 있는 경우라면, 사용자는 각종 가열기를 이용하여 서포트(s)에 열을 가함으로써 서포트(s)를 제거하거나 서포트(s)를 용매에 용해시켜 서포트(s)를 제거할 수 있다. 그 결과 사용자는 조형물(89)를 획득할 수 있게 된다.
도 43은 조형물 형성 장치를 제어하는 방법의 제4 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 43에 도시된 바에 의하면 조형물 데이터를 기초로 생성된 제어 신호에 따라서 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형물을 형성할 지점으로 이동할 수 있다(s380).
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 서포트 형성 구역에 도달하면(s381의 YES), 조형 소재 분사 모듈(100)의 서포트 물질 분사부(150) 및 다른 분사부(110 내지 140)가 각각 서포트 물질 및 조형 소재를 분사할 수 있다. 이 경우 분사부(110 내지 140) 및 서포트 물질 분사부(150)는 도 33에 도시된 바와 같이 복수의 서포트(s10 내지 s15)가 적층된 조형 소재(a50 내지 a55)에 의해 서로 접하지 않고 이격되어 형성되도록 조형 소재 및 서포트 물질을 분사할 수 있다. 일 실시예에 의하면 각각의 분사부(110 내지 140)는 서포트 물질 분사부(150)가 서로 교차하여 조형 소재 및 서포트 물질을 서포트 형성 구역에 분사하여 적층된 조형 소재에 의해 구획된 복수의 서포트를 형성하도록 할 수 있다. 다른 실시예에 의하면 제1 분사부 내지 제4 분사부(110 내지 140)는 서로 인접하지 않도록 조형 소재를 분사하고 서포트 물질 분사부(150)는 조형 소재 사이의 공간으로 서포트 물질을 분사할 수도 있다. 또 다른 실시예에 의하면 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질을 분사한 후, 복수의 분사부(110 내지 140) 중 둘 이상의 분사부가 연속적으로 조형 소재를 분사하고, 이어서 서포트 물질 분사부(150)가 서포트 물질을 다시 분사할 수도 있다. 그 결과 도 34에 도시된 바와 같이 서로 이격된 복수의 서포트를 획득할 수 있게 된다(s383). 이 경우 레벨링 롤러(101)가 분사된 조형 소재와 서포트 물질을 함께 압착하여 평탄화시킬 수도 있다.
만약 조형 소재 분사 모듈(100)이 서포트 형성 구역에 도달하지 않았고(s381의 NO), 조형 소재 분사 구역에 도달한 경우라면(s384), 조형 소재 분사 모듈(100)은 조형물 데이터에 따라 조형 소재를 분사하고(s385), 레벨링 롤러(10)는 조형 소재를 압착하여 평탄화시키고(s386), 노광부(160)는 자외선을 조사하여 정착 및 적층된 조형 소재를 자외선에 노출시켜 조형 소재를 경화시킬 수 있다(s387).
상술한 단계 s380 내지 단계 s387은 사용자가 원하는 조형물이 생성될 때까지 반복될 수 있다(s388).
그 결과 조형물과 복수의 서포트가 결합된 물체가 획득될 수 있다(s389). 이 경우 사용자는 각종 가열기를 이용하여 복수의 서포트(s)에 열을 가함으로써 복수의 서포트(s)를 제거하거나 복수의 서포트(s)를 용매에 용해시켜 복수의 서포트(s)를 제거할 수 있다(s390). 그러면 서포트 형성 구역 내에는 복수의 서포트가 제거되고 적층된 조형 소재만 잔존하게 될 수 있다. 잔존한 조형 소재는 적절한 절단기 등을 이용하여 제거되거나 또는 수작업으로 제거될 수 있다(s391). 그 결과 사용자는 원하는 조형물(89)를 획득할 수 있게 된다(s392).
개시된 발명은 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법에 관한 것으로 조형물 형성 장치는 물품의 제작 등 다양한 분야에서 사용될 수 있으므로, 조형물 형성 장치 및 조형물 형성 장치의 제어 방법은 산업상 이용가능성이 존재한다.

Claims (41)

  1. 서로 상이한 색상의 조형 소재를 동등하게 분사하는 복수의 분사부; 및
    상기 동등하게 분사된 서로 상이한 색상의 조형 소재에 의해 조형물이 형성되는 조형물 형성부;를 포함하는 조형물 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분사부는 복수의 순환으로 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하되, 각각의 순환마다 동등하게 상기 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분사부는 미리 정의된 분사 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 분사부는 복수의 순환 중 적어도 하나의 제1 순환에서는 제1 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하고, 다른 제2 순환에서는 상기 제1 패턴과 상이한 제2 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분사부는 상기 복수의 분사부의 배치 순서에 따라 순차적으로 상기 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    서포트의 형성 위치에 서포트 물질을 분사하여 상기 조형물에서 분리 이탈이 가능한 서포트를 형성하는 서포트 물질 분사부;를 더 포함하는 조형물 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서포트는 열 또는 용액에 의하여 제거 가능한 조형물 형성 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 및 상기 서포트 물질 분사부는, 획득한 조형물 데이터에 상응하는 조형물을 형성하도록, 상기 조형 소자 및 상기 서포트 물질을 분사하도록 제어되는 조형물 형성 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 서포트 물질 분사부는 상기 복수의 분사부에서 분사되는 조형 소재의 액적보다 더 큰 액적의 서포트 물질을 분사하는 조형물 형성 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나 및 상기 서포트 물질 분사부가 각각 조형 소재 및 서포트 물질을 서포트 형성 구역에 분사하여 상기 서포트를 형성하는 조형물 형성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 서포트 형성 구역의 적어도 하나의 지점에 상기 조형 소재를 분사하고, 상기 서포트 물질 분사부는 상기 조형 소재가 분사된 적어도 하나의 지점과 다른 지점에 상기 서포트 물질을 분사하여 상기 서포트를 형성하는 조형물 형성 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 서로 상이한 색상의 조형 소재는 서로 상이한 색상의 안료(pigment)를 포함하는 조형물 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 서로 상이한 색상의 안료는 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow) 및 블랙(Black)을 포함하는 조형물 형성 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 서로 상이한 색상의 안료는 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트(White)를 포함하는 조형물 형성 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 분사부는 화이트를 분사하는 화이트 분사부를 포함하고, 상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 조형물의 제1 열에 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트 중 적어도 하나를 분사하고, 상기 화이트 분사부는 상기 제1 열에 접하는 제2 열에 화이트를 분사하는 조형물 형성 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 열은 상기 조형물의 표면을 포함하는 조형물 형성 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는, 상기 조형물의 제1 열에 화이트가 분사된 경우, 상기 화이트가 분사된 제1 열의 일 지점에 대응하는 제2 열의 일 지점에는 시안, 마젠타 및 옐로우 중 적어도 하나를 분사하는 조형물 형성 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 조형물 형성부는 상기 분사된 서로 상이한 색상의 조형 소재가 적층되는 기저부를 포함하는 조형물 형성 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기저부는 상기 복수의 분사부에 배치된 방향 또는 상기 분사부가 배치된 방향의 반대 방향으로 이동 가능한 조형물 형성 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 기저부에 상기 적층된 조형 소재에 자외선을 조사하여 상기 적층된 조형 소재를 경화시키는 노광부;를 더 포함하는 조형물 형성 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 적층된 조형 소재를 평탄화하는 롤러;를 더 포함하는 조형물 형성 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 압전체의 변형에 따라 조형 소재가 분사되는 압전 잉크 젯(piezo ink jet) 방식을 이용하여 상기 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 히터의 순간 발열에 따라 조형 소재가 분사되는 서멀 잉크 젯(thermal ink jet) 방식을 통하여 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 조형 소재의 분사 방향과 직교하는 방향 또는 상기 조형 소재와 평행 방향으로 이동 가능한 조형물 형성 장치.
  25. 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 복수의 분사부를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법에 있어서,
    조형물 데이터에 대응하여 조형 소재 분사와 관련된 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제어 신호에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 동등하게 분사하는 분사 단계;를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 분사 단계는 복수의 순환으로 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하되, 각각의 순환마다 동등하게 상기 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 단계를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 분사 단계는 미리 정의된 분사 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 분사 단계는 복수의 순환 중 적어도 하나의 제1 순환에서는 제1 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하고, 다른 제2 순환에서는 상기 제1 패턴과 상이한 제2 패턴에 따라 서로 상이한 색상의 조형 소재를 분사하는 단계를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  29. 제25항에 있어서,
    서포트 물질 분사부가 서포트의 형성 위치에 서포트 물질을 분사하여 상기 조형물에서 분리 이탈이 가능한 서포트를 형성하는 서포트 형성 단계;를 더 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 서포트 형성 단계는 상기 복수의 분사부에서 분사되는 조형 소재의 액적보다 더 큰 액적의 서포트 물질을 분사하는 단계를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 서포트 형성 단계는 상기 복수의 분사부 중 적어도 하나 및 상기 서포트 물질 분사부가 각각 조형 소재 및 서포트 물질을 서포트 형성 구역에 분사하여 상기 서포트를 형성하는 단계를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 서포트 형성 단계는 상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 상기 서포트 형성 구역의 적어도 하나의 지점에 상기 조형 소재를 분사하고, 상기 서포트 물질 분사부는 상기 조형 소재가 분사된 적어도 하나의 지점과 다른 지점에 상기 서포트 물질을 분사하여 상기 서포트를 형성하는 단계를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  33. 제29항에 있어서,
    상기 서포트를 제거하는 서포트 제거 단계;를 더 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  34. 제25항에 있어서,
    상기 서로 상이한 색상의 조형 소재는 서로 상이한 색상의 안료를 포함하되, 상기 서로 상이한 색상의 안료는 시안, 마젠타 및 옐로우를 포함하고, 상기 서로 상이한 색상의 안료는 블랙 및 화이트 중 적어도 하나를 더 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  35. 제25항에 있어서,
    상기 분사 단계는 상기 조형물의 제1 열에 시안, 마젠타, 옐로우 및 화이트 중 적어도 하나를 분사하고, 상기 화이트 분사부는 상기 제1 열에 접하는 제2 열에 화이트를 분사하는 단계를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 제1 열은 상기 조형물의 표면을 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  37. 제25항에 있어서,
    상기 분사 단계는 상기 조형물의 제1 열에 화이트가 분사된 경우, 상기 화이트가 분사된 제1 열의 일 지점에 대응하는 제2 열의 일 지점에는 시안, 마젠타 및 옐로우 중 적어도 하나를 분사하는 단계를 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  38. 제25항에 있어서,
    적층된 조형 소재를 평탄화하는 단계; 및
    상기 적층된 조형 소재에 자외선을 조사하여 상기 적층된 조형 소재를 경화시키는 단계;를 더 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  39. 제25항에 있어서,
    복수의 분사부가 이동하는 이동 단계;를 더 포함하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  40. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 압전체의 변형에 따라 조형 소재가 분사되는 압전 잉크 젯 방식을 이용하여 상기 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
  41. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 분사부 중 적어도 하나는 히터의 순간 발열에 따라 조형 소재가 분사되는 서멀 잉크 젯 방식을 통하여 조형 소재를 분사하는 조형물 형성 장치의 제어 방법.
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