KR20200031105A - 스펙트럼 변환기를 사용하여 3d 성형품을 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

스펙트럼 변환기를 사용하여 3d 성형품을 제조하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200031105A
KR20200031105A KR1020207001896A KR20207001896A KR20200031105A KR 20200031105 A KR20200031105 A KR 20200031105A KR 1020207001896 A KR1020207001896 A KR 1020207001896A KR 20207001896 A KR20207001896 A KR 20207001896A KR 20200031105 A KR20200031105 A KR 20200031105A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
powder
manufacturing
radiation
molded article
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020207001896A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102615544B1 (ko
Inventor
다니엘 귄터
크리스토프 쉐크
임레 바도스
Original Assignee
복셀젯 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 복셀젯 아게 filed Critical 복셀젯 아게
Publication of KR20200031105A publication Critical patent/KR20200031105A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102615544B1 publication Critical patent/KR102615544B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/286—Optical filters, e.g. masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165—Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/291—Arrangements for irradiation for operating globally, e.g. together with selectively applied activators or inhibitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/295—Heating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/40056—Circuits for driving or energising particular reading heads or original illumination means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/56—Processing of colour picture signals
    • H04N1/60—Colour correction or control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)

Abstract

스펙트럼 변환기가 사용되는, 3D 성형품을 제조하는 공정 및 장치가 개시된다. 상기 변환기는 방사선, 예를 들어, 전자기 열 복사를 흡수하고 하나 이상의 정해진 파장 범위를 방사하거나 방출하고; 스펙트럼 변환기는 여기서 전자기 열 복사의 방출기에 의해, 예를 들어 오버헤드 방출기 또는 소결 장치와 같은 방출기 또는 램프에 의해 조사된 후 정해진 전자기 열 복사를 방출한다.

Description

스펙트럼 변환기를 사용하여 3D 성형품을 제조하는 방법 및 장치
본 발명은 층 제작 기술(layer construction technique)에 의해 3차원 모델을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
유럽 특허 EP 0 431 924 B1은 컴퓨터 데이터를 기반으로 3차원 물체를 생성하는 공정을 기술하고 있다. 이 공정에서, 얇은 미립자 재료 층이 플랫폼 상에 증착되고, 그 위에 프린트 헤드에 의해 선택적으로 프린트되는 결합제(binder) 재료를 갖는다. 결합제가 상부에 프린트된 미립자 영역은 결합제 및 선택적으로 추가의 경화제(hardener)의 영향 하에 결합되고 응고된다. 그 다음, 플랫폼은 하나의 층 두께만큼 제작 실린더(construction cylinder) 내부로 하강하고 새로운 미립자 재료 층이 제공되며, 이 미립자 재료 층은 또한 상기한 바와 같이 프린트된다. 이들 단계는 물체의 원하는 특정 높이에 도달할 때까지 반복된다. 따라서, 프린트되고 응고된 영역은 3차원 물체를 형성한다.
완료되면, 응고된 미립자 재료로 제조된 물체는 느슨한 미립자 재료에 끼워지고, 이후 이로부터 빼내어진다. 이를 위해, 예를 들어 흡입 장치가 사용될 수 있다. 이는 원하는 물체를 남기고, 물체는 예를 들어 솔질에 의해 잔류 분말이 없어야 한다.
예를 들어, 선택적 레이저 소결(selective laser sintering) 또는 전자빔 소결(electron beam sintering)과 같은 다른 분말-기반의 신속한 프로토타이핑 공정(prototyping process)(모델의 층상 구조(layered construction) 또는 층 제작 기술이라고도 함)이 유사한 방식으로 작동하고, 또한 느슨한 미립자 재료를 층별로 도포하고, 제어된 물리적 방사선원(controlled physical source of radiation)의 도움으로 이를 선택적으로 응고시킨다.
이하에서, 이들 모든 공정은 "3차원 프린팅 방법" 또는 "3D 프린팅 방법"이라는 용어에 포함되는 것으로 이해될 것이다.
분말 재료 및 액체 결합제의 도입을 기반으로 하는 3D 프린팅은 층 제작 기술 중에서 가장 신속한 방법이다.
이 방법은 중합체 재료를 포함하는 다양한 미립자 재료를 처리할 수 있다. 그러나, 미립자 재료 층은 일반적으로 입자 밀도의 60%인 특정 부피 밀도를 초과할 수 없다는 단점을 갖는다. 그러나, 원하는 부품의 강도는 달성된 밀도에 따라 크게 달라진다. 지금까지는 부품의 고강도를 위해 액체 결합제의 형태로 40 부피% 이상의 미립자 재료를 첨가하는 것이 필요하다. 이는 단일-액적 투입으로 인해 비교적 시간 소모적인 공정일 뿐만 아니라, 예를 들어, 응고 동안 액체 부피의 불가피한 수축에 의해 유발되는 많은 공정 관련 문제를 야기한다.
본 기술 분야에서 "고속 소결"로 알려진 또 다른 실시형태에서, 미립자 재료의 응고는 적외선 방사의 투입에 의해 달성된다. 따라서, 미립자 재료는 융합 공정(fusing process)에 의해 물리적으로 결합된다. 이 경우, 무색 플라스틱 재료에서의 열 복사의 비교적 낮은 흡수를 이용한다. 상기 흡수는 플라스틱 재료에 IR 수용체(IR acceptor)(흡수제(absorber))를 도입함으로써 몇 배 증가될 수 있다. IR 방사(IR radiation)는 다양한 수단, 예를 들어, 제작장(construction field) 위에서 고르게 이동하는 막대 모양의 IR 램프에 의해 도입될 수 있다. 선택성은 IR 수용체를 갖는 각각의 층에 대한 특수 프린팅에 의해 달성된다.
프린트된 위치에서, IR 방사는 따라서 프린트되지 않은 영역보다 미립자 재료에 훨씬 더 잘 결합된다. 이는 융점 이상에서 층 내부의 선택적인 가열을 초래하고, 결과적으로 선택적인 응고를 초래한다. 이 공정은 예를 들어 EP1740367B1 및 EP1648686B1에 기술되어 있으며, 아래에서 HSS로 약칭한다.
이 방법으로도 처리될 수 있는 다양한 재료가 레이저 소결 공정에서 알려져 있다. 이 맥락에서 가장 중요한 재료는 폴리아미드 12(polyamide 12)이다. 이 재료는 여러 제조업체에서 생산된다. 달성된 강도는 층 제작 방법에서 탁월하다.
재료는 이러한 품질로 직접 처리될 수 있는 미세 분말로 구할 수 있다. 그러나, 제조 공정으로 인해, 비용이 높고 표준 폴리아미드의 비용을 20 내지 30 배까지 초과할 수 있다.
선행 기술에 따른 고속 소결 공정에서, 레이저 소결에서와 같이, 분말은 처리용 재료의 융점 근처의 온도에 놓인다. 이는 분말을 "시효(age)"시키고 후속 공정에서 분말의 사용을 제한한다. 재활용률이 낮아지는데, 이는 공정 비용에 부정적인 영향을 미친다.
부품의 정밀도는 공정 제어에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서, 분말 층 밀도 및 제작 공간의 온도와 같은 파라미터의 균일성은 결정적이다.
공지된 고속 소결 방법은 한편으로는 재활용률 및 다른 한편으로는 공정 비용에 관한 많은 단점을 가지며, 결과적으로 부품당 비용을 증가시키고 부품을 상당히 비싸게 만든다. 특히, 분말의 시효는 중요한 문제이며, 이에 따른 낮은 재활용률은 이 공정의 확산에 있어서 큰 장애가 된다. 현재, 프린트되지 않은 분말의 대략 50%는 공정 후 교체되어야 한다. 대략 €80/kg의 분말 가격 및 수백 리터의 제작 부피로 인해, 이는 많은 재정 투자를 필요로 한다.
공정 관련 문제를 해결함으로써 비용을 절감하는 한 가지 방법은 덜 비싼 분말을 사용하는 것이다. 그러나, 대부분의 분말은 안전하게 처리될 수 있는 충분한 "소결 창(sintering window)"을 갖지 않기 때문에 이 방법에는 약간의 한계가 있다. 이는 이러한 분말에 대해 안정적인 공정 파라미터를 찾기 어렵다는 것을 의미한다.
또 다른 방법은 분말 시효를 화학적으로 제한하는 것이다. 이 경우, 예를 들어, 레이저 소결에서는 기계를 질소로 세척하는 것이 일반적이다. 이는 분말 산화를 방지할 수 있다. 그러나, 공정 관련 이유만으로, 시효를 완전히 억제할 수 없는데, 이는 응고 반응의 일부가 중합체의 2차 반응에 의해 발생하기 때문이다. 이러한 2차 반응을 억제하는 것은 강도 측면에서 근본적인 한계를 의미할 수 있다.
공지된 고속 소결 방법의 한 가지 과제는, 예를 들어, 사용된 미립자 재료에 대한 온도 창(temperature window)과 같은 유리한 공정 조건에 대한 조정이다. 고속 소결 방법은 다수의 공정 파라미터를 조합하고, 여기에 사용되는 3D 프린팅 기계는 수많은 구성적인 특징과 구성요소를 갖는데, 이는 적절한 구성요소를 조합하고 유리하거나 개선된 공정 순서를 조정하여 개선된 공정 조건을 제공하는 것을 어렵게 한다. 많은 경우, 양호한 공정 결과를 달성하고 고품질의 3D 부품을 획득하고 및/또는 공정을 최적화하기 위해 어떤 구성적인 변경이 필요한지 결정하는 것은 불가능하다.
공정 조건을 조정하는 데 있어서의 또 다른 과제는, 한편으로는 충분히 강한 구성요소가 바람직하고 유리한 특성을 갖도록 제조되도록 하는 동시에, 응고되지 않는 미립자 재료가 쉽게 해체될 수 있게 하는 공정 조건에 놓이도록 공정 조건을 조합하는 것이다. 이와 관련한 한 가지 문제점은 주변 재료가 공정에서 너무 많이 응고되고, 따라서 구성요소로부터 이를 제거하는 것이 어렵고, 그렇게 하기 위해서는 많은 노력이 필요하다는 점이다.
추가의 과제는 고속 소결 공정 3D 프린팅 공정을 위해 설치될 수 있는 종래의 IR 방사기(IR radiator)의 방사 특성이다.
열에 의해 작동하는 종래의 IR 방사기의 방사 특성은 다양한 파장의 광범위한 연속 스펙트럼으로 구성되며, 그 분포는 플랑크의 방사 법칙(Planck's radiation law)과 일치한다. 충분히 높은 전력 밀도 및 긴 사용 수명을 달성하기 위해, 2,400 K의 가열 코일 온도로 그리고 이에 따라 대략 1.2 μm의 피크 파장으로 단파 석영관 적외선 방사기가 일반적으로 사용된다.
이들 방사기로 소결 공정을 수행하는 것이 가능하지만, 방사선 스펙트럼에 포함된 장파 성분은 공정의 측면에서 제어되지 않은 방식으로 프린트되지 않은 분말 가열을 유발하고, 이에 따라 분말도 어느 정도 소결된다. 이는 프린팅 공정 및 제조된 제품의 품질을 저하시키고, 소결되지 않아야 하는 미립자 재료를 재사용할 수 없게 하므로 불리하고 바람직하지 않다.
선택적으로 두 가지 유형의 영역, 즉 응고되지 않아야 하는 영역과 3D 성형품의 생성을 위해 소결되어야 하는 영역 또는 프린트된 영역 및 프린트되지 않은 영역에 영향을 미치는 목적은 각각 제한된 정도로만 달성될 수 있다.
결과적으로, 한편으로는 소결 공정 동안 불충분한 에너지 투입의 결과로서의 성형품의 낮은 기계적 특성 및 다른 한편으로는 과도한 에너지 투입의 결과로서의 기하학적 구조에 영향을 미치는 부품에 대한 강한 접착력 사이에서 절충이 이루어져야 한다. 또한, 성형품 사이의 좁은 공간에 있는 분말은 이후 제거될 수 없다.
달성 가능한 최대 분말 재활용률이 높은 에너지 투입으로 인해 급격히 떨어지고, 따라서 새로운 분말의 필요한 첨가로 인해 높은 비용이 발생한다.
이러한 결과는 종래의 단파 IR 방사기의 높은 가열 코일 온도로 인해 주변의 석영 유리관이 가열된다는 사실로 인해 악화된다. 결과적으로, 후자는 최대 900 K의 온도에 도달하고, 그 자체가 장파 내지 중파 IR 방사의 방출기(emitter)가 되며, 따라서 소위 "2 차 방사기"가 된다.
LED와 같은 단색 방출기(monochromatic emitter)를 사용하는 장파 IR 방사 문제에 대한 해결책은 필요한 높은 전력 밀도로 인해 비용이 많이 들고 복잡하고, 따라서 실제로는 실현 불가능하다.
코일 온도가 더 높거나 피크 파장이 더 작고 따라서 장파 방사 성분이 더 낮은 특수 열 근적외선 방사기의 사용은 또한 특히 코일 피드스루(coil feedthrough)에서 방사기 튜브의 충분한 냉각과 같은 높은 기술적 요구를 필요로 한다. 또한, 두 가지 해결책 모두 현재 시중에 나와 있지 않고 따라서 구하기가 어렵다. 근적외선 방사기의 사용 수명은 또한 높은 와이어 온도로 인해 단파 방사기에 비해 크게 단축된다. 이에 따른 추가 비용이 방사기 유닛의 높은 구입 비용에 추가된다. 이는 고속 소결 공정을 위한 공지된 장치의 추가의 단점을 나타낸다.
텅스텐-할로겐 사이클을 갖는 방사기의 사용은 유닛의 빈번한 스위치 온/오프 및 그로 인한 짧은 사용 수명으로 인해 편리하지 않다.
소결되지 않아야 하는 영역에 일종의 반사기 액체(reflector liquid)를 프린트하는 것은 선행 기술에 따라 가능하지만, 비용 효율적으로 구현될 수는 없다. 일반적으로 20% 이하의 적층 제조 공정(additive manufacturing process)의 낮은 패킹 밀도(packing density)로 인해, 이는 또한 나머지 표면을 습윤시키기 위해 반사기 액체의 소비가 증가함을 의미하며, 이는 높은 작업 비용에 반영된다. 또한 두 배의 프린트 헤드 수가 필요하다.
소결 램프의 방사 특성으로 인해, 분말 층에서 온도 분포의 불균일이 발생한다. 이는 소결 램프가 이상적인 무한히 긴 방사기가 아니기 때문이다. 이는 소결 통과(sintering pass) 동안의 에너지 투입이 일반적으로 제작장의 가장자리에서 중간보다 낮다는 것을 의미한다. 이는 제작장의 가장자리 근처에서 성형품의 층간 결합을 약하게 한다. 소결 램프의 크기를 증가시켜 이러한 결과를 거의 제거할 수 있지만, 이는 온도 제어에 유리한 기계의 컴팩트한 설계 요건과 모순된다.
공정 온도는 제작장 위에서 방사기를 가열함으로써 선행 기술에 따라 제어된다. 이들 방사기는 바람직하게 장파 내지 중파 적외선 방사기로 설계되는데, 입자 재료를 가장 효과적으로 가열하고 프린트된 분말 표면에 대해 선택성을 갖지 않기 때문이다. 그 결과 요구되는 장파 적외선은 저온과 관련되기 때문에, 이들 파장 및 성능 데이터의 방사기는 선행 기술에 따라 열 방출기로서 설계된다. 이 경우, 양호한 방출 표면은 일반적으로 저항 히터 또는 와이어에 의한 열 전도를 통해 가열된다.
몇 분의 시간 범위에서의 이러한 방출 재료의 열 전도로 인해, 이들은 제어 값의 변화에 매우 느리게 반응한다.
따라서, 선행 기술은 전반적으로 공정과 관련된 두 온도의 완전히 분리된 제어를 허용하지 않는다. 이는 생성된 3D 성형품의 안정적인 공정 제어 및 관련된 일정한 기계적 특성이 전체 제작 공정 동안 거의 불가능하다는 것을 의미한다.
전체 공정에 대한 제어 부족은 TPU(우레탄계 열가소성 엘라스토머)를 기반으로 하는 재료 시스템과 같은 다른 비-PA12-기반 미립자 재료를 처리하는 것을 어렵게 한다. 온도 제어에 대한 낮은 제어 가능성은 공지된 소결 공정(고속 소결 3D 프린팅 공정) 및 장치를 위한 새로운 재료의 개발을 크게 제한된다.
따라서, 본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 줄이거나 완전히 피하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 한편으로는 두 가지 다른 온도 또는 온도 창 또는 온도 범위, 즉 예열 온도 범위 또는 기본 온도 범위 또는 예열 온도 또는 기본 온도와 다른 한편으로는 소결 온도 창 또는 소결 온도 범위 또는 소결 온도를 보다 양호하게 제어하기 위한 장치 및/또는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 "프린트된 및 프린트되지 않은" 유형의 영역의 가열이 특정한 저렴한 방식으로 수행될 수 있게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 정해진 층 내에서 제작장 상에 미립자 제작 재료가 코터에 의해 도포되고, 하나 이상의 액체 또는 하나 이상의 흡수제의 미립자 재료가 선택적으로 도포되고, 에너지 투입이 방사기에 의해 달성되고, 선택적으로 도포된 흡수제가 있는 영역이 선택적으로 응고되고, 제작장이 하나의 층 두께만큼 하강하거나 코터가 하나의 층 두께만큼 상승하며, 원하는 3D 성형품이 생성될 때까지 이들 단계가 반복되는, 3D 성형품을 제조하는 방법에 있어서, 방법은 적어도 하나의 스펙트럼 변환기를 사용하는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 방법을 제공한다.
이때, 스펙트럼 변환기는 단파 또는 장파 방사선을 필터링하는 적어도 하나의 필터인 것을 특징으로 한다.
또한, 필터링된 방사선 범위는 사용된 미립자 재료의 스펙트럼과 호환되는 방식으로 선택되고, 미립자 재료 상에 방사되는 스펙트럼은 바람직하게 8 내지 3.5 μm의 파장을 갖고, 바람직하게, 폴리아미드 분말, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 또는 우레탄계 열가소성 엘라스토머가 분말 재료서 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 도포된 분말 층이 제 1 가열 단계에서 분말 재료의 소결 창 내에 있는 분말의 기본 온도로 흡수제 없이 가열되고, 제 2 소결 단계는 분말의 용융 온도보다 높은 소결 온도에서 흡수제로 프린트된 영역의 열 투입에 의한 선택적 응고를 유도하고, 선택적으로 도포된 흡수제가 있는 영역은 흡수제가 없는 영역보다 제 1 단계에서 더 가열되고, 따라서 흡수제가 있는 영역과 흡수제가 없는 영역 사이에 온도차가 설정되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 분말-기반 프린팅 공정에 필요한 모든 구성요소를 포함하는, 3D 성형품을 제조하는 장치로서, 장치는 바람직하게 냉각 슬롯, 냉각 리세스, 냉각 그루브 및/또는 냉각 보어를 갖는 적어도 하나의 스펙트럼 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 장치를 제공한다.
이때, 스펙트럼 변환기는, 선택된 파장 범위를 정의하고 해당 파장 범위를 필터링하는 적어도 하나의 필터이고, 바람직하게, 필터는 붕규산 디스크인 것을 특징으로 한다.
또한, 선택된 파장 범위는 장파 또는 단파 적외선에서 선택되고, 바람직하게는 8 μm 내지 3.5 μm 또는 3.5 μm 내지 0.5 μm의 파장 범위이고, 바람직하게, 적어도 두 개의 스펙트럼 변환기는 본질적으로 하나 위에 다른 하나가 있는 방식으로 배치되고, 바람직하게 적어도 두 개의 스펙트럼 변환기 사이에 공동이 존재하는 것을 특징으로 한다.
또한, 구성요소는 제작 플랫폼, 측벽, 작업 상자, 리코터, 프린트 헤드, 세라믹 시트, 에너지 투입 수단, 바람직하게 하나 이상의 방사기, 바람직하게 오버헤드 방사기 또는/및 소결 방사기 유닛에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 오버헤드 방사기는 8 내지 3.5 μm의 파장 범위를 방사하고 및/또는 바람직하게 필터(들)를 포함하는 소결 방사기 유닛은 입자 재료 및/또는 제작 표면 상에 방사되는 3.5 내지 0.5 μm의 파장 범위를 방사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 유체-냉각 방사기, 팬, 제작 컨테이너의 단열재, 제작 플랫폼의 단열재, 저항 히터, 가열 코일, 코터의 저항 히터, 고온계, 확산기 및 적외선 방사기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 구성요소를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 예시적인 실시형태의 가열 시스템을 도시한다.
도 2는 전면에 하나의 필터 요소(도 2a), 여러 개의 필터 요소(도 2b), 냉각 요소(도 2c) 또는 확산기(diffuser)(도 2d)가 있는 소결 램프의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 공정의 순서를 도시한다.
도 4는 a) 폴리아미드 12와 같은 분말의 개략적인 에너지 입력 및 출력 곡선을; b) 프린트되지 않은 영역 유형의 액상 및 고상 온도를 나타내는 온도 곡선을; c) 프린트된 영역 유형의 액상 및 고상 온도를 나타내는 온도 곡선을 도시한다.
도 5는 두 가지 다른 방사기 설계를 갖는 소결 램프의 실시형태를 도시한다.
도 6는 빔 경로에 단파 적외선 방사기와 스펙트럼 변환기를 결합하여 구현된 오버헤드 방사기(overhead radiator)를 도시한다.
도 7은 방사선 스펙트럼으로서, 필터 없이 구현된(도 7a) 및 필터와 함께 구현된(도 7b) 소결 유닛에서 분말(II) 및 흡수제(I)의 흡수 범위에 대한 장파 및 단파 방사선의 중첩을 도시하며, 음영 영역은 흡수제에 의해 흡수된 방사선 에너지를 나타낸다.
본 발명에 따른 몇 가지 용어가 아래에 보다 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 의미에서 "성형품" 또는 "부품"은 본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 장치에 의해 제조되고 치수 안정성을 나타내는 3차원 물체를 의미한다.
"제작 공간"은 미립자 재료의 반복 코팅에 의한 제작 공정 동안 미립자 재료 층이 성장하거나 연속 원리를 적용할 때 미립자 재료 층이 통과하는 기하학적 위치이다. 제작 공간은 일반적으로 바닥, 즉 제작 플랫폼에 의해, 벽에 의해 그리고 개방된 상면, 즉 제작면에 의해 경계가 정해진다. 연속 원리에는, 일반적으로 컨베이어 벨트와 제한 측면 벽이 있다.
"가열 단계"는 공정 초기에 장치를 가열하는 것을 의미한다. 장치의 필요한 온도가 일정하게 되면 즉시 가열 단계가 완료된다.
"냉각 단계"는 온도가 낮아서 제작 공간에서 부품을 제거할 때 부품이 어떤 중대한 소성 변형을 겪지 않을 때까지 적어도 지속된다.
본원에서 사용된 "미립자 재료"는 분말-기반 3D 프린팅용으로 공지된 모든 재료, 특히 중합체, 세라믹 및 금속일 수 있다. 미립자 재료는 바람직하게, 건조할 때 자유-유동성 분말이지만, 응집성의 내절단성(cut-resistant) 분말 또는 입자 하전(particle-charged) 액체일 수도 있다. 본 명세서에서, 미립자 재료와 분말은 동의어로 사용된다.
"미립자 재료 도포"는 정해진 분말 층을 생성하는 공정이다. 이는 연속 원리로 컨베이어 벨트에 대해 제작 플랫폼 또는 경사면에서 수행될 수 있다. 미립자 재료 도포는 본원에서 "코팅" 또는 "재코팅"이라고도 한다.
본 발명의 의미에서 "선택적 액체 도포"는, 성형품에 대한 요건 및 성형품 제조의 최적화에 대한 요건에 따라서, 예를 들어 미립자 재료 도포와 관련하여 여러 번, 각각의 미립자 재료 도포 후에 또는 불규칙적으로 달성될 수 있다. 이 경우, 원하는 물품의 단면 이미지가 프린트된다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 사용되는 "장치"는 필요한 부품을 포함하는 임의의 공지된 3D-프린팅 장치일 수 있다. 일반적인 구성요소는 코터(coater), 제작장, 연속 공정에서 제작장 또는 다른 구성요소를 이동시키기 위한 수단, 계량 장치, 및 가열 및 조사 수단, 그리고 본 기술 분야의 숙련자에게 공지되어 있고 따라서 본원에서 상세히 기술되지 않는 다른 구성요소를 포함한다.
본 발명의 의미에서 "흡수제"는 잉크젯 프린트 헤드 또는 매트릭스 같은 방식으로 작동하는 임의의 다른 장치에 의해 처리될 수 있는 매체이며, 이 매체는 분말의 국소 가열을 위한 방사선의 흡수를 향상시킨다.
"반사기 액체"는 선행 기술에 따라 입자 재료의 소결을 방지하기 위해 사용되는 흡수제의 길항제에 대해 사용되는 용어이다.
"흡수"는 분말에 의한 방사선으로부터의 열 에너지의 흡수를 의미한다. 흡수는 분말의 유형과 방사선의 파장에 따라 다르다.
"지지체"는 실제 흡수제가 존재하는 매체를 의미한다. 이는 오일, 용매 또는 일반적으로 액체일 수 있다.
본 발명의 의미에서 "방사선"은 예를 들어 열 복사, IR 방사, 마이크로파 방사 및/또는 가시광선 또는 UV 범위의 방사선이다. 일 실시형태에서, 예를 들어 IR 방사기에 의해 생성되는 열 복사가 사용된다.
본원에 사용된 "방사선-유도 가열"은 고정식 또는 이동식 방사선원에 의한 제작장의 조사를 의미한다. 흡수제는 방사선 유형에 맞게 최적화되어야 한다. 이는 "활성화" 분말과 "비활성화" 분말 간의 가열 차이를 생성하기 위한 것이다.
본원에 사용된 "IR 가열"은 구체적으로 IR 방사기에 의한 제작장의 조사를 의미한다. 방사기는 고정되거나 변위 단위만큼 제작장에서 이동할 수 있다. 흡수제를 사용함으로써, IR 가열은 제작장에서 다양한 온도 증가를 유발한다.
"복사 가열"은 "IR 가열"이란 용어를 개략적으로 말한다. 임의의 파장의 방사선의 흡수는 고체 또는 액체를 가열할 수 있다.
영역 유형은 프린트되지 않은 영역과 프린트된 영역을 구별하기 위해 사용되는 표현이다.
"IR 방사기"는 적외선 방사원이다. 일반적으로, 석영 또는 세라믹 하우징 내의 백열등 필라멘트가 방사선을 생성하기 위해 사용된다. 사용되는 재료에 따라, 방사선에 대해 다양한 파장이 발생한다. 또한, 이러한 유형의 방사기의 파장은 또한 그 전력에 따라 다르다.
"방사선원"는 일반적으로 특정 파장 또는 특정 파장 범위의 방사선을 방출한다. 거의 단색인 방사선을 갖는 방사선원을 "단색 방사기(monochromatic radiator)"라고 한다. 방사선원은 "방출기(emitter)"라고도 한다.
본 발명의 의미에서 "오버헤드 방사기"는 제작장 위에 장착된 방사선원이다. 이는 고정식이지만, 조정 가능한 방사속(radiant power)을 갖는다. 이는 본질적으로 비-선택적 표면 가열을 보장한다.
"소결 방사기(sintering radiator)"는 프린트된 공정 분말을 이의 소결 온도 이상으로 가열하는 방사선원이다. 이는 고정식일 수 있다. 그러나, 바람직한 실시형태에서, 이는 제작장 위에서 이동한다. 본 발명의 의미에서, 소결 방사기는 단색 방사기로서 구현된다.
"이차 방사기"는 수동 가열에 의해 그 자체가 활성 방사선 방출기가 되는 방사기를 의미한다.
"소결"은 분말 내 입자의 부분 융합 대한 용어이다. 이 시스템에서, 강도의 증가는 소결과 관련된다.
"소결 창"이란 용어는 분말을 처음 가열할 때 발생하는 융점과 후속 냉각 중의 응고점 간의 온도차를 의미한다.
"소결 온도"는 분말이 처음 융합되고 결합하기 시작하는 온도이다.
"재결정 온도" 미만에서, 일단 용융된 분말은 다시 응고되고 많이 수축된다.
"패킹 밀도"는 기하학적 공간을 고형물로 채우는 것을 말한다. 이는 미립자 재료 및 도포 장치의 특성에 따라 달라지며, 소결 공정에 대해 중요한 초기 파라미터이다.
"수축"이라는 용어는 물리적 공정의 결과로서 기하학적 몸체의 치수에 대한 기하학적 단축 공정을 의미한다. 예로서, 차선적으로 패킹된 분말의 소결은 초기 부피에 대해 수축을 일으키는 공정이다. 수축은 이에 지정된 방향을 가질 수 있다.
"변형"은 몸체가 물리적 과정에서 불균일한 수축을 겪는 경우 발생한다. 이러한 변형은 가역적이거나 비가역적일 수 있다. 변형은 종종 구성요소의 전체 형상과 관련된다.
본 명세서에서 사용된 "컬링(curling)"은 기술된 발명의 층별 접근 방식으로 인한 효과를 의미한다. 이는 신속하게 연속적으로 생성되는 층들이 다른 정도의 수축을 겪게 되는 것을 의미한다. 물리적 효과로 인해, 화합물은 이후 수축 방향과 일치하지 않는 방향으로 변형된다.
"그레이스케일 값(grayscale value)"은 분말에 프린트되는 활성제(activator)의 양을 의미한다. 본 발명에 따르면, 다른 정도의 가열을 달성하기 위해 다른 그레이스케일 값이 제작장 상에 프린트될 수 있다.
본 발명의 의미에서 "스펙트럼 변환기"는 방사선, 예를 들어, 전자기 열 복사를 흡수하고 하나 이상의 정해진 파장 범위를 방사하거나 방출하는 수단이고; 이 경우, 스펙트럼 변환기는 전자기 열 복사(단파 또는 장파 복사)의 방출기에 의해, 예를 들어 오버헤드 방사기 또는 소결 장치와 같은 방사기 또는 램프에 의해 조사된 후 정해진 전자기 열 복사를 방출한다.
본 발명의 의미에서 "필터" 또는 "필터링"은, 원하는 전자기 방사선 스펙트럼이 표적 표면, 예를 들어, 제작장 표면에 부딪히는, 전자기 방사선 스펙트럼 일부의 블랭킹(blanking)을 의미한다.
본 발명의 의미에서 "온도 창(temperature window)" 또는 "온도 범위"는 사용되는 미립자 재료의 소결 범위 미만 또는 소결 범위 내의 정해진 온도 범위를 의미한다.
본 발명의 의미에서 "하나 이상의 파장 범위의 방사된 스펙트럼"은 스펙트럼 변환기의 방사된 스펙트럼에 해당한다.
본 발명의 의미에서 "확산기"는 입사 전자기 방사선을 예를 들어 균질하게 및/또는 균일하게 및/또는 방향에 관계없이 산란시키기 위한 수단이다.
본 발명의 의미에서 "기본 온도"는 미립자 재료가 가열되는 온도이고 용융 온도 및/또는 소결 온도보다 낮은 온도를 의미한다.
본 발명은 아래에서 더욱 상세히 기술될 것이며, 본 발명의 각각의 양태 및 특징은 각각의 특징에 대해 명시적으로 언급되지 않더라도 서로 결합될 수 있다.
본 출원이 근거를 두는 목적은, 정해진 층 내에서 제작장 상에 미립자 제작 재료가 코터에 의해 도포되고, 하나 이상의 액체 또는 하나 이상의 흡수제의 미립자 재료가 선택적으로 도포되고, 에너지 투입이 방사기에 의해 달성되고, 선택적으로 도포된 흡수제가 있는 영역이 선택적으로 응고되고, 제작장이 하나의 층 두께만큼 하강하거나 코터가 하나의 층 두께만큼 상승하며, 원하는 3D 성형품이 생성될 때까지 이들 단계가 반복되는, 3D 성형품을 제조하는 방법에 의해 본 발명에 따라 달성되며, 방법은 적어도 하나의 스펙트럼 변환기를 사용하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 반복 공정 단계의 온도 창을 보다 정확하게 조정할 수 있는 유리한 방법을 제공한다. 결과적으로, 절차, 제품 품질, 재료의 재활용률, 생태학적 장점 및 비용 편익이 크게 향상된다.
또한, 사용되는 기계 및 기계 내에 존재하는 구성요소에 대해 절차가 보다 온화하게 진행된다. 열 발생 또한 부분적으로 더 낮으며 어떤 경우에도 보다 정확하게 제어할 수 있다. 이는 또한 방법을 보다 에너지 효율적으로 만든다.
본 발명에 따른 방법에서, 단파 또는 장파 방사선을 필터링하는 적어도 하나의 필터인 스펙트럼 변환기가 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법에서, 필터링된 방사선 범위는 사용된 미립자 재료의 스펙트럼과 호환되는 방식으로 선택될 수 있다. 이 경우, 필터는 입자 재료 상에 방사되는 스펙트럼이 바람직하게 8 내지 3.5 마이크로미터의 파장을 갖는 방식으로 선택된다. 필터 또는 필터들은 방사선의 파장이 가열 단계 및/또는 소결 단계에 대해 최적화되고 따라서 개선된 온도 창이 제작장 상의 재료 층 자체에서 달성되는 방식으로 선택될 수 있다.
공정 파라미터와 호환되는 임의의 재료가 본 발명에 따른 방법에서 사용되고 도포될 수 있다. 예를 들어, 폴리아미드 분말, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 또는 우레탄계 열가소성 엘라스토머가 분말 재료서 사용될 수 있다. 따라서, 필터 및 온도 창은 이후 무엇보다도 제품 파라미터 및 재활용률에 대한 유리한 절차 및 장점을 달성하기 위해 조정될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 방법은, 도포된 분말 층이 제 1 가열 단계에서 분말 재료의 소결 창 내에 있는 분말의 기본 온도로 흡수제 없이 가열되고, 제 2 소결 단계는 분말의 용융 온도보다 높은 소결 온도에서 흡수제로 프린트된 영역의 열 투입에 의한 선택적 응고를 유도하고, 선택적으로 도포된 흡수제가 있는 영역은 흡수제가 없는 영역보다 제 1 단계에서 더 가열되고, 따라서 흡수제가 있는 영역과 흡수제가 없는 영역 사이에 온도차가 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은, 분말-기반 프린팅 공정에 필요한 모든 구성요소를 포함하는, 3D 성형품을 제조하기에 적합한 장치에 의해 본 발명에 따라 달성되며, 장치는 바람직하게 냉각 슬롯(cooling slot), 냉각 리세스(cooling recess), 냉각 그루브(cooling groove) 및/또는 냉각 보어(cooling bore)를 갖는 적어도 하나의 스펙트럼 변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치는 공지된 장치 및 공정의 단점이 감소되거나 본질적으로 회피될 수 있는 유리한 방식으로 달성된다.
본 발명에 따른 장치를 사용하면, 온도 창을 보다 한정된 영역으로 이동시킬 수 있고 따라서 사용된 재료와 관련하여 보다 최적의 온도 범위를 달성할 수 있다. 이는 중간체 및 제품의 품질 측면에서 추가 이점을 제공한다. 또한, 분말 재료의 재활용률이 이에 따라 증가될 수 있고, 비용 절감 및 이에 따라 낮은 생산 비용을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는, 스펙트럼 변환기가, 선택된 파장 범위를 정의하고 해당 파장 범위를 필터링하는 적어도 하나의 필터인 것을 특징으로 한다.
또한, 원하는 공정 조건에 적합한 모든 스펙트럼 변환기 또는 필터가 사용될 수 있고, 예를 들어 필터는 붕규산 디스크(borosilicate disk)이다.
본 발명의 일 양태에서, 선택된 파장 범위는 장파 또는 단파 적외선에서 선택되고, 바람직하게는 8 μm 내지 3.5 μm 또는 3.5 μm 내지 0.5 μm의 파장 범위인 것이 중요하다.
본 발명에 따른 장치에서, 스펙트럼 변환기는 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있다. 적어도 두 개의 스펙트럼 변환기는 바람직하게 적어도 두 개의 스펙트럼 변환기 사이에 공동을 갖도록 본질적으로 하나 위에 다른 하나가 있는 방식으로 배치되는 것이 유리할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 고속 소결 공정에 필요한 공지된 모든 부품을 갖고, 따라서 여기서 상세히 기술될 필요는 없다. 본 발명에 따른 방법에 적합한 부품은 제작 플랫폼, 측벽, 작업 상자(job box), 리코터(recoater), 프린트 헤드, 세라믹 시트, 에너지 투입 수단, 바람직하게 하나 이상의 방사기, 바람직하게 오버헤드 방사기 또는/및 소결 방사기 유닛에서 선택되는 구성요소이다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 근본적인 양태는 공정의 파장 범위 또는 온도 창을 제어하고 한정된 영역에서 프린팅 공정을 수행하는 것이다.
따라서, 오버헤드 방사기는 8 내지 3.5 μm의 파장 범위를 방사하고 및/또는 바람직하게 필터(들)를 포함하는 소결 방사기 유닛은 입자 재료 및/또는 제작 표면 상에 방사되는3.5 내지 0.5 μm의 파장 범위를 방사하는 것이 유리하다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 유체-냉각 방사기, 팬(fan), 제작 컨테이너의 단열재, 제작 플랫폼의 단열재, 저항 히터, 가열 코일, 코터의 저항 히터, 고온계, 확산기 및 적외선 방사기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 구성요소를 더 포함하는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 추가 양태가 아래에 명시될 것이다.
일반적으로, 상기 목적은, 종래의 저비용 IR 또는 건조 방사기에 해당하지만, 장파 IR 스펙트럼의 일부가 빔 경로에 삽입된 필터에 의해 분말 표면에서 멀리 떨어져 있는 소결 방사기인 방사선원을 사용함으로써 달성된다. 이들 필터는 적절한 흡수 특성을 갖는 특수 유리일 수 있다. 액체 또는 기체 층과 같은 비-고체 물질에 의해 필터링하는 것도 가능하다.
전달되지 않은 흡수된 방사 에너지는 큰 노력 없이 냉각될 수 있는데, 이는 분말 표면을 냉각시키고 소결 과정을 방해하는, 분말 표면 상으로의 공기 흐름이 방지되기 때문이다. 근적외선 방사기의 튜브에 비해 더 큰 면적은 공기 냉각의 효과를 촉진하고, 이는 따라서 매우 간단하고, 기술적으로 그리고 비용 효율적으로 수행될 수 있다. 더 작은 설계의 경우, 모터 팬과 같은 전기로 작동되는 유닛 없이도 완전히 이루어질 수 있도록 대류 공기 이동을 사용하면 충분하다.
하나 이상의 필터를 다른 필터 뒤에 배치하는 것도 가능하다. 이는 유효 냉각 표면을 추가로 증가시킨다. 필터 특성의 동등하게 달성할 수 있는 개선은 경제적인 설계를 가능하게 한다.
비-고체 재료를 기반으로 하는 필터는 필터 및 냉각 매체에 동일하게 대응할 수 있다.
장파 적외선의 제거는 다른 많은 장점을 갖는다. 예를 들어, 이는 상기 방사선에 대해 투명한 재료의 선택을 증가시킨다. 이는 방사선의 균일성을 극대화하기 위해 확산기로 사용될 수 있는 시판되는 재료를 포함한다. 이는 소결 램프의 크기 및 이에 따라 공정 챔버의 크기를 감소시킬 수 있고, 이는 공정의 더욱 간단한 온도 제어에 유리하다.
따라서, 더 높은 방사선 강도를 갖는 조명을 이용할 수 있는데, 이는 층 구축 공정에서 부분적으로 용융된 개별 표면의 결합을 증가시킨다. 이는 생성될 성형품의 강도를 향상시킨다. 상기한 방사선원을 사용하면, 방사기와 각각의 영역 사이의 거리뿐만 아니라 방사기의 크기를 줄일 수 있고, 따라서 보다 컴팩트한 기계 구조를 실현할 수 있고 에너지 효율을 크게 높일 수 있다.
사용 가능한 방사기 출력은 장파 방사선의 방출과 분리되기 때문에, 장치의 출력을 문제없이 증가시킬 수 있다. 공정 자체는 사실상 영향을 받지 않는다. 이는 공정 속도를 증가시킬 수 있다.
반대로, 파장과 방사기 온도의 분리는 오버헤드 유닛에 대해 사용될 수 있다.
단파 방사기에 의해, 빔 경로로 도입된 몸체는 평면 방식으로 가열되어 그 자체가 장파 범위에서 방사선을 방출하도록 자극될 수 있다.
평면체가 충분히 얇고 절대 열용량이 낮게 유지되는 경우, 예를 들어, 대면적의 성형품을 프린트할 때 분말 케이크(powder cake)의 에너지 함량의 급격한 변화는 몇 시간의 경제적으로 합리적인 기간 내에 3차원 성형품을 생성하기 충분한 속도로 반응할 수 있는데, 이는 출력을 조정하여 분말 표면의 온도를 조정할 수 있도록 방사기 시간을 제공하기 위해 프린트된 각각의 층마다 정지할 필요가 없기 때문이다.
실시예
사용된 수단과 이들의 효과에 대한 간략한 설명
각각의 유형의 영역을 특별히 가열하는 주요 목적은 방사선 필터를 갖는 단파 IR 방사기의 사용에 의해 달성된다.
선행 기술의 방법은 층상화(layering), 프린팅, 방사선 노출 및 하강 단계로 구성된다. 제 1 단계는 공지된 분말-기반 3D 프린팅의 층상화와 유사하다. 분말은 블레이드 앞쪽에 배치되고, 제작 플랫폼 상에 도포되며, 블레이드에 의해 평활화된다. 이 경우, 층 두께는 두 가지 연속적인 코팅 작업에서 제작 플랫폼의 위치를 결정한다.
그 다음, 층이 프린트된다. 여기에 언급된 방법에서, 액체는 잉크젯 프린트 헤드에 의해 도포된다. 액체의 일부는 방사선에 노출될 때 분말의 국소 가열을 유발하는 흡수제이다.
이렇게 프린트된 층은 이후 방사선원에 의해 스캔되고 선택적으로 가열된다. 방사선 열원이 필터 없이 사용되면, 전체 분말이 강하게 가열된다. 그러나, 온도는 특히 입자가 소결되기 시작하도록 활성화된 영역에서 증가한다. 필터가 있는 방사기를 사용하면, 이 공정을 보다 잘 제어할 수 있으며, 각각의 유형의 영역에 대해 특별히 작용할 수 있다.
이 단계 후에, 제작장은 하나의 층 두께만큼 하강한다. 이후, 상기한 모든 단계는 원하는 부품이 얻어질 때까지 반복된다.
제작장 또는 프린트되지 않은 영역은 소결 온도 근처의 온도로 유지된다. 한편으로, 분말을 소결하기 위한 추가 에너지는 적으며 부드럽게 작용하는 수단에 의해 도입될 수 있다. 다른 한편으로, 부품 주변의 온도는 너무 높고, 따라서 온도는 제작 공정이 진행될 때 부품의 주변 영역에서도 재결정 온도 미만으로 떨어지지 않으며, 결과적으로 층상화를 방해하지 않는다.
제작장을 스캔하는 방사선원에 더하여, 추가의 고정식 방사선원이 선택적으로 제작장 위에 존재할 수 있다. 추가의 방사선원은 제작장이 코터 또는 프린트 헤드와 같은 유닛에 의해 덮이지 않을 때에만 작동한다. 이른바 이러한 오버헤드 방사기는 바람직하게 제작장에서 일정한 온도를 설정하도록 제어된다. 예를 들어, 실제 온도를 결정하기 위해 고온계 센서를 사용할 수 있다. 이러한 구성에서, 오버헤드 방사기는 중앙 온도 제어 구성요소를 구성한다.
오버헤드 방사기는 공정 온도를 제어하는 기능을 수행한다. 그러나, 이러한 제어는 또한 소결 방사기에 의해 달성될 수 있다. 이 경우, 프린트되지 않은 영역을 가열하는 데 적합한 방사기가 사용되어야 하며, 공정 요건에 따라 이들의 전력이 제어되어야 한다. 또한 소결 및 저-수축 제작에 필요한 프린트된 영역은 방사선으로 가열되어야 한다.
오버헤드 방사기를 통한 제어 없이도, 프린팅 및 코팅 공정은 사실상 지연 없이 순차적으로 수행될 수 있다.
이 방법은 또한 오버헤드 방사기와 소결 방사기의 기능을 결합한 고정식 방사선 패널이 구현될 수 있게 한다. 방사선 강도의 기하학적 움직임이 기하학적으로 의미가 있는 경우, 상기 방사기는 전환 가능한 섹션들로 조립될 수 있다. 예를 들어, 이동 중에 프린트 헤드와 같은 민감한 구성요소를 보호하기 위해, 예를 들어, 일부 섹션에서 방사기의 작동이 정지될 수 있다.
폐쇄형 유닛의 현재의 비용-효율적인 구성에 의해 제공되는 장파 적외선 방사로부터의 차폐 및 향상된 냉각은 장치의 온도를 낮춘다. 이는 민감한 구성요소를 보호하는 데 유리하다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시형태
장치에 대한 일반적인 자세한 설명
본 발명을 실시하기 위해 필요한 장치는 분말-기반 프린팅용 3D 프린터를 기반으로 한다. 또한, 공정 액체의 온도 제어 및 인쇄를 위해 추가의 공정 유닛이 사용된다.
공정의 초반에, 전체 장치가 가열된다. 이를 위해, 모든 가열 요소가 사용되어 온도를 높인다. 시스템의 모든 측정 위치에서 온도가 일정하게 유지되는 즉시 가열 단계가 완료된다.
본 발명의 바람직한 실시형태의 개별 가열 시스템이 도 1에 따라 아래에서 기술될 것이다.
미립자 재료를 공정 중에 위에서 증착하고 층(107)의 층 두께를 조정하는 제작 플랫폼(102)은 다양한 시스템에 의해 가열될 수 있다. 바람직한 실시형태는 전기 저항 히터(104)를 사용한다. 또한, 후자는 균일한 가열 효과를 고려하여 평면 가열 필름으로서 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 가열 효과는 센서에 의해 인식되고 제어된다. 센서는 제작 플랫폼에 직접 연결된다. 편리하게, 제작 플랫폼 자체는 금속, 바람직하게는 알루미늄으로 제조된다. 단열재(106)는 제작 플랫폼(102)을 아래쪽에서 덮는다.
제작 플랫폼은 또한 유체에 의해 가열될 수 있다. 이를 위해, 바람직하게 금속 제작 플랫폼 아래에 가열 코일(104)이 설치된다. 더 아래에는 가열 효과를 균질화하기 위해 단열재(106)가 배치된다.
예를 들어, 열전달 오일이 가열 코일을 통해 흐른다. 오일 온도를 미리 선택하면, 정확한 온도 조정이 가능하다. 충분히 높은 유량을 보장하고 전력을 조정함으로써 매우 높은 품질의 온도 제어가 달성될 수 있다.
제작 플랫폼(102)은 이른바 제작 컨테이너(110) 내에서 이동한다. 장치의 설계에 따라, 컨테이너는 장치에서 분리될 수 있다. 이러한 방식으로, 부품을 꺼내는 동안 제 2 제작 컨테이너가 장치에서 사용될 수 있기 때문에, 큰 시간적 기계 효율이 달성될 수 있다.
제작 컨테이너(110)도 가열된다. 제작 플랫폼에 대해서도 동일한 기술이 사용될 수 있다. 컨테이너 자체는 바람직하게 금속, 바람직하게 알루미늄으로 제조되어 양호한 열전도를 보장한다. 실제 능동적 가열(104)은 다시 단열재(105)에 의해 지지된다. 이를 통해, 효과를 향상시키면서 균일성을 높일 수 있다.
바람직하게 전원 연결을 위해 장치와 제작 컨테이너 사이에 플러그-인(plug-in) 시스템이 배치된다. 이는 전기 연결부 또는 액체용 커넥터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 그 다음 필수 가열 시스템은 오버헤드 방사기(108)이다. 본 발명에 따르면, 오버헤드 방사기(108)는 바람직하게 제작장 위에 배치되고 제작장을 수직으로 조사한다. 특정 각도로 제작장을 조사하는 측면 장착 방사기가 또한 바람직하다. 이러한 구성은 코터 또는 프린트 헤드의 차폐 효과를 최소화하기 위해 바람직하다.
본 발명에 따르면, 오버헤드 방사기(108)는 최소한의 선택성을 가져야 하는 열 방사기를 구비할 수 있다. 예를 들어, 매우 큰 파장을 갖는 세라믹 방사기가 사용될 수 있다. 이른바 중파 석영-텅스텐 방사기의 사용을 또한 고려할 수 있다. 다양한 유형의 영역의 특수 가열은 이후 소결 방사기(109)에 의해 달성된다.
방법은 오버헤드 방사기(108)를 제어된 방식으로 작동시키는 것이 바람직하다. 이를 위해, 센서로서 고온계(112)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 고온계는 제작장의 주변 영역 쪽으로 지향되고, 제어 시스템은 이 영역이 흡수제로 프린트된 영역이 아닌지 확인한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 실제 소결은 코터와 함께 운반되는 소결 방사기(109)에 의해 수행된다. 상기 방사기는 제작장을 지나갈 때 이를 가열한다. 방사기는 새롭게 프린트된 분말 또는 이미 덮인 분말 층을 가열하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 그리고 도 2a에 도시된 바와 같이, 상류 필터(202)를 갖는 단파 방사선원(201)이 여기에 사용되며, 이는 본 발명에 따른 옵션으로서 여러 개의 필터를 가질 수도 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 필터의 냉각을 보장하기 위해 이격된(205) 여러 개의 필터(202)가 중첩된 설계가 바람직하다.
장치의 바람직한 실시형태에서, 분말은 층의 과도한 냉각을 방지하기 위해 이미 존재하는 분말 표면 상에 도포되기 전에 예열된다. 코터(101) 내의 전기 저항 히터(111)는 또한 분말을 예열하기에 적합하다.
원칙적으로, 접촉 히터로 가열된 모든 유닛은 적외선에 의해 간접적으로 가열될 수도 있다. 사용된 분말로 인해 장치에 강력한 진동이 필요한 경우, 방사선으로 코터를 가열하는 것이 특히 유리할 수 있다.
바람직하게, 다음의 연속적인 공정 단계는 가열 단계 후에 장치에 의해 수행된다: 분말 층이 제작 플랫폼 상의 코터(101)에 의해 형성된다(도 3a). 선택적으로, 기계의 설계에 따라, 새로운 층이 소결 방사기(109)에 의해 추가로 가열될 수 있다. 그 다음, 이 층은 하나(100) 또는 여러 개의 잉크젯 프린트 헤드(100)에 의해 프린트된다(도 3b). 이제, 프린트된 층은 소결 램프(109)에 의해 가열되고 이후 분말로 다시 덮인다(도 3c). 그리고 나서, 제작 플랫폼(102)이 하강한다(도 3d).
이 작업은 제작 컨테이너(110) 내에서 부품(103)이 완성될 때까지 반복된다. 그리고 나서, 냉각 단계가 이어진다. 이 단계는 바람직하게 제작 컨테이너 내에서 발생하고, 여기에는 이후 장치 외부에서 에너지가 공급된다.
도 4는 온도 다이어그램을 도시하고 있다. 도 4a는 분말이 한 번의 사이클로 가열되고 다시 냉각될 때 분말에 의해 방출된 에너지의 프로파일을 개략적으로 도시하고 있다. 가열하는 동안 특정 온도에서 상당한 에너지 흡수가 발생한다. 이는 재료의 용융 또는 소결이 발생하는 온도(소결 온도)이다. 레이저 소결에 적합한 폴리아미드 12의 경우, 이 온도는 대략 185℃이다. 냉각하는 동안, 소결 온도(재결정 온도) 상당히 아래에 중요한 지점이 또한 존재한다. 이는 용융된 재료가 응고되는 지점이다.
도 4b 및 도 4c는 선행 기술의 방법에 따른 공정 실행 동안의 온도 프로파일을 도시하고 있다. 도 4b는 프린트되지 않은 영역에서의 온도 프로파일을 도시하고 있다. 소결 방사선원을 사용하면, 이와는 다른 일정한 프로파일의 가열 및 냉각 단계가 생성된다. 프린트되지 않은 영역에서, 온도는 결코 소결 온도에 도달하지 못한다.
도 4c는 프린트된 영역에서의 프로파일을 도시하고 있다. 여기서, 변형이 더 크게 표시되어 있다. 공정은 적어도, 소결 온도가 잠시 초과되어 분말의 일부가 용융되고 용융 상태로 유지되도록 제어된다. 과도한 가열은 모든 분말이 이 영역에서 용융되게 하고, 따라서 심각한 휨을 초래할 수 있다. 프린트된 영역의 과도한 냉각도 피해야 하는데, 그렇지 않으면 재결정이 시작되고, 그러면 이제 가능한 전력 전달로 인한 모든 수축은 기하학적 왜곡(휨 또는 컬링)을 초래하고, 이는 추가 공정을 불가능하게 할 수 있기 때문이다.
용융 온도와 재결정 온도 사이에서 이러한 "공정 창(process window)" 내에 정확하게 머무르는 것은 부품의 품질에 결정적이다. 이와 관련하여, 프린트된 영역 및 프린트되지 않은 영역에 서로 다른 경계 조건이 적용된다. 필터링된 단파 IR 방사원을 사용하면, 두 온도 사이의 온도 제어를 상당히 용이하게 한다.
특히, 예시적인 실시형태는 상기한 공정에서 이들 방사선원의 장점을 사용하는 방법을 설명한다.
추가의 예시적인 실시형태 :
실시예 1: 방사선 필터를 갖는 단파 IR 방사기를 포함하는 소결 램프 및 열 오버헤드 램프를 포함하는 장치
도 3a에 따르면, 제작 공정 또는 공정 사이클은 제작 플랫폼 상에, 예를 들어, 100 μm의 층 두께를 갖는 하나의 분말 층의 코팅으로 시작된다. 코터(101) 또는 프린트 헤드(100)에 의해 광학적으로 마스킹되지 않는 한, 분말은 코터(101)에 의해 수행되는 코팅 공정 동안 이미 오버헤드 방사기(108)에 의해 가열된다. PA12, 이 경우 제조업체 EOS의 PA2200를 사용하는 경우, 분말은 168℃로 가열된다. 프린트된 영역의 양호한 가열을 유발하는 방사선만을 제공하는 소결 방사기(109)는 이 단계에서 작동하지 않는다.
오버헤드 방사기(108)는 제작장의 표면 온도를 제어하도록 설계된 측정 장치를 포함한다. 이상적으로, 측정 장치는 비접촉 방식으로 온도를 결정할 수 있는 소형 고온계(112)로 구현된다. 제어장치는 측정 장치가 프린트 헤드(100)와 코터(101)에 의해 매번 마스킹된다는 사실을 감안해야 한다. 이는 측정 기능을 비활성화하거나 불감성 제어 루프 파라미터를 사용하여 이루어질 수 있다.
제 2 단계에서, 방사선원의 파장에 맞게 정확하게 조정된 프린트 헤드(100)에 의해 흡수제, 예를 들어, 카본 블랙이 도포된다. 프린트 헤드(100)에 의해 미립자 재료 상에 적용된 이미지는 현재 성형품의 단면에 해당한다.
제 3 단계는 소결 통과이다. 이를 위해, 소결 방사기 유닛(109)의 방사선원이 작동되고 제작장을 통과한다. 방사선원의 전력과 그 속도는 제작장 상의 방사 전력을 결정한다. 선행 기술과는 달리, 예를 들어, 제조업체 GVB GmbH에서 2 mm의 두께의 붕규산 유리로 제조된 방사선 필터를 갖는 소결 방사기(109)는 이러한 통과 동안 프린트되지 않은 부분을 가열하지 않는다. 따라서, 프린트되지 않은 영역은 영향을 받지 않으면서 프린트된 영역의 온도가 상승한다. 흑체(black body)의 파장 분포에 근접하고 1.2 μm의 피크 파장을 갖는 방사선원에 의해 방출된 방사선의 장파 부분은 3 μm의 파장으로부터 방사선 필터에 의해 흡수된다.
제 4 단계는 하나의 분말 층(107)의 두께만큼 제작 플랫폼(102)이 하강하는 단계이다. 이 공정 동안, 제작장은 오버헤드 방사기(108)에 개방되어, 온도 재조정이 가능하다. 이후, 공정 사이클은 코팅 공정과 함께 다시 시작된다.
도 1은 실시예에서 언급한 공정을 구현하기 위한 장치를 도시하고 있다. 오버헤드 방사기(108)는 장파 내지 중파 방사선 열원으로서 구현된다. 제작 컨테이너 바닥 및 제작 플랫폼의 온도는 저항 히터(104)에 의해 제어된다. 일례로서의 장치에서, 코터(101)와 소결 방사기 유닛(109)은 연결된다. 이 유닛과 프린트 헤드(100)는 제작장 위로 별도로 이동할 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
소결 방사기(109)는 도 2a에 도시 된 바와 같이 단파 방사기(201) 및 상류 필터(202)를 구비한다. 단파 방출기에 의해 생성된 장파 성분(203)은 필터에 의해 흡수되고, 따라서 단파 성분만이 분말 표면(204)에 도달 할 수 있다.
실시예 2: 냉각 기능을 구비하는 소결 램프 장치
도 2b 및 도 2c는 통합된 냉각 기능을 갖는 소결 램프의 실시형태를 도시하고 있다. 방사선 필터는 예로서 두 개(202a, 202b)가 개략적으로 도시되어 있다. 두 개의 요소는 접촉하지 않지만, 이들 사이에 일정한 거리(205)를 갖고 배치된다. 이러한 설계에서, 생성된 대부분의 장파 적외선은 단파 방사기(201)에 가장 근접한 필터(202a)에 의해 흡수된다. 후자는 장파 적외선에 의해 가열되지만, 단파 방사선이 이를 통과할 수 있게 한다. 따라서, 도 1에 따른 입자 표면을 향하는 제 2 필터(202b)는 이러한 장파 열 복사에 의해 가열되지 않는다. 제 2 필터는 또한 단파 방사선이 영향을 받지 않도록 하고, 따라서 이는 프린트 헤드(100)에 의해 습윤된 입자 재료의 영역을 이의 용융 온도보다 높은 온도로 가열하기 위해 사용될 수 있다. 제 2 필터의 훨씬 낮은 온도는 이제 코팅 공정(도 3a)에 의해 소용돌이치는 입자 재료가 용융되어 필터 표면에 달라붙음으로써 방사선 흐름을 막는 것을 방지한다.
제 1 필터(202a)는 유닛(206)의 하우징의 개구에 의해 대류적으로(도 2b) 또는 냉각 유닛(도 2c)에 의해 냉각될 수 있다(도 2b). 냉각 장치를 갖는 설계는 더 큰 설계의 소결 램프에 적합하다. 이 경우, 207은 냉각 요소를 나타내고, 이를 통해 냉각 유체, 바람직하게 물이 흐른다. 냉각 요소 상에 배치된 팬(208)은 유닛 내에서 대류를 제공한다. 이 실시형태에서, 제 1 필터(202a)는 유닛의 하우징 벽에서 종료한다.
실시예 3: 냉각 기능 및 확산기를 구비하는 소결 램프 장치
도 2d에 나타낸 바와 같이, 확산기(202c)로서 실시예 2에 기술된 필터(202b)의 설계는 소결 램프가 그(204b) 위를 통과할 때 제작 플랫폼 상의 미립자 재료의 전체 표면을 균일하게 조사하는 데 그 의미가 있다. 이는 생성될 성형품의 충분히 높은 강도가 제작 플랫폼의 모서리 영역에서 또한 달성될 수 있게 한다. 이 실시예에서, 제조업체 Edmund Optics의 백색 오팔 유리인 빙정석 유리(cryolite glass)가 확산기로 적합하다.
실시예 4: 각각 방사 필터가 있고 없는 두 개의 단파 방사기를 구비하는 소결 램프 장치
도 5에 따르면, 제작 공정 또는 공정 사이클은 제작 플랫폼(102) 상에 하나의 분말 층의 코팅으로 시작된다. 프린트되지 않은 영역의 양호한 가열을 야기하는 방사선을 또한 제공하는, 유닛(109)의 필터가 없는 소결 방사기(501)가 이 단계에서 작동되고, 용융 온도 미만이지만 분말의 재결정 온도보다 높은 기본 온도로 분말을 가열한다. 이를 위한 에너지 공급은 전력 및 이송 속도에 의해 제어된다. 유리하게, 생성된 온도는 측정되고 조정된다.
제 2 단계에서, 흡수제가 도포되며, 이 흡수제는, 필터를 통과할 수 있는, 프린트된 영역에 대한 방사선원(502)의 파장에 대해 정확하게 조정된다. 프린트 헤드(100)에 의해 분말 상에 적용된 이미지는 현재 성형품의 단면에 해당한다.
제 3 단계는 소결 통과이다. 이를 위해, 소결 유닛(109)이 작동되고 제작장을 통과한다. 방사선원의 전력과 그 속도는 분말 층 상의 방사 전력을 결정한다. 선행 기술과 달리, 두 개의 스펙트럼(501,502)을 갖는 유닛은 이러한 통과 동안 프린트되지 않은 영역과 프린트된 영역에 특히 영향을 줄 수 있다. 따라서, 프린트된 영역의 온도가 증가하면서, 프린트되지 않은 영역에서의 방사선에 의한 에너지 손실이 보상될 수 있다.
제 4 단계는 하나의 층 두께만큼 제작 플랫폼(102)이 하강하는 단계이며, 이러한 예시적인 공정에서 매우 짧게 유지된다. 여기에는 조정이 없으며, 임의의 지연은 열 복사에 의한 에너지 손실로 이어진다. 따라서 이 단계는 도면에 도시하지 않았다.
공정 사이클이 충분히 빠르게 실행되면 오버헤드 방사기는 없어도 된다.
실시예 5: 단파 방사기 및 흡수제 표면을 구비하는 오버헤드 램프의 장치
도 6에 따르면, 오버헤드 램프(108)는 약 1.2 μm(601)의 피크 파장을 갖는 단파 방사기를 사용하여 설계되며, 이는 IR 방출기와 분말 표면 사이의 빔 경로(602)에 위치하는 흡수제(603)의 표면을 가열한다. 흡수제(603) 그 자체는 적외선(604)을 방출하지만, 실질적으로 더 긴 파장 스펙트럼, 바람직하게는 약 4 μm의 피크 파장을 갖는다. 흡수제는 재료의 열용량을 작게 유지하고 따라서 방출되는 장파 방사선의 반응 시간을 최소화하기 위해 가능한 한 수 밀리미터 두께로 얇게 설계된다. 제조업체 Ceramtec의 질화알루미늄으로 제조된 비산화물 세라믹인 Alunite이 바람직한데, 이는 대략 200 W/mK의 높은 열전도율을 갖고 따라서 제작하는 동안 반응 시간이 빠르기 때문이다.
100: 프린트 헤드
101: 코터
102: 제작 플랫폼
103: arts 부품
107: 층
108: 오버헤드 방사기
109: 소결 방사기 유닛
110: 제작 컨테이너
105: 제작 컨테이너의 단열재
104: 저항 히터 또는 가열 코일
106: 제작 플랫폼의 하향 단열재
111: 저항 히터 또는 코터
112: 고온계
201: 단파 IR 방사기
202: 필터
202a: 단파 적외선 방사기 바로 옆의 필터
202b: 제작 표면 바로 옆의 필터
202c: 확산기
203: 장파 성분을 갖는 적외선
204: 장파 성분이 없는 적외선
204b: 지향되지 않은, 장파 성분이 없는 적외선
205: 두 개의 방사선 필터 사이의 공동
206: 냉각 슬롯
207: 유체-냉각 방사기
208: 팬
501: 방사선 필터가 없는 소결 방사기
502: 방사선 필터로 구현된 소결 방사기
601: 단파 적외선 방사기
602: 광대역 적외선
603: 흡수제
604: 흡수제에 의해 방출된 장파 적외선
701: 2차 피크를 갖는 종래의 방사기의 전형적인 방사선 스펙트럼
702: 저전력에서 종래의 방사기의 스펙트럼
703: 붕규산 유리 디스크의 흡수 스펙트럼
704: 고전력에서 종래의 방사기의 방출된 스펙트럼
705: 투과된 스펙트럼
706: 차단된 파장 범위

Claims (10)

  1. 정해진 층 내에서 제작장 상에 미립자 제작 재료가 코터에 의해 도포되고, 하나 이상의 액체 또는 하나 이상의 흡수제의 미립자 재료가 선택적으로 도포되고, 에너지 투입이 방사기에 의해 달성되고, 선택적으로 도포된 흡수제가 있는 영역이 선택적으로 응고되고, 제작장이 하나의 층 두께만큼 하강하거나 코터가 하나의 층 두께만큼 상승하며, 원하는 3D 성형품이 생성될 때까지 이들 단계가 반복되는, 3D 성형품을 제조하는 방법에 있어서, 방법은 적어도 하나의 스펙트럼 변환기를 사용하는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    스펙트럼 변환기는 단파 또는 장파 방사선을 필터링하는 적어도 하나의 필터인 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    필터링된 방사선 범위는 사용된 미립자 재료의 스펙트럼과 호환되는 방식으로 선택되고, 미립자 재료 상에 방사되는 스펙트럼은 바람직하게 8 내지 3.5 μm의 파장을 갖고, 바람직하게,
    폴리아미드 분말, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 또는 우레탄계 열가소성 엘라스토머가 분말 재료서 사용되는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 방법.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    도포된 분말 층이 제 1 가열 단계에서 분말 재료의 소결 창 내에 있는 분말의 기본 온도로 흡수제 없이 가열되고, 제 2 소결 단계는 분말의 용융 온도보다 높은 소결 온도에서 흡수제로 프린트된 영역의 열 투입에 의한 선택적 응고를 유도하고, 선택적으로 도포된 흡수제가 있는 영역은 흡수제가 없는 영역보다 제 1 단계에서 더 가열되고, 따라서 흡수제가 있는 영역과 흡수제가 없는 영역 사이에 온도차가 설정되는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 방법.
  5. 분말-기반 프린팅 공정에 필요한 모든 구성요소를 포함하는, 3D 성형품을 제조하는 장치로서, 장치는 바람직하게 냉각 슬롯, 냉각 리세스, 냉각 그루브 및/또는 냉각 보어를 갖는 적어도 하나의 스펙트럼 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    스펙트럼 변환기는, 선택된 파장 범위를 정의하고 해당 파장 범위를 필터링하는 적어도 하나의 필터이고, 바람직하게,
    필터는 붕규산 디스크인 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    선택된 파장 범위는 장파 또는 단파 적외선에서 선택되고, 바람직하게는 8 μm 내지 3.5 μm 또는 3.5 μm 내지 0.5 μm의 파장 범위이고, 바람직하게,
    적어도 두 개의 스펙트럼 변환기는 본질적으로 하나 위에 다른 하나가 있는 방식으로 배치되고, 바람직하게 적어도 두 개의 스펙트럼 변환기 사이에 공동이 존재하는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    구성요소는 제작 플랫폼, 측벽, 작업 상자, 리코터, 프린트 헤드, 세라믹 시트, 에너지 투입 수단, 바람직하게 하나 이상의 방사기, 바람직하게 오버헤드 방사기 또는/및 소결 방사기 유닛에서 선택되는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 장치.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    오버헤드 방사기는 8 내지 3.5 μm의 파장 범위를 방사하고 및/또는 바람직하게 필터(들)를 포함하는 소결 방사기 유닛은 입자 재료 및/또는 제작 표면 상에 방사되는 3.5 내지 0.5 μm의 파장 범위를 방사하는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 장치.
  10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체-냉각 방사기, 팬, 제작 컨테이너의 단열재, 제작 플랫폼의 단열재, 저항 히터, 가열 코일, 코터의 저항 히터, 고온계, 확산기 및 적외선 방사기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 구성요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 성형품을 제조하는 장치.
KR1020207001896A 2017-07-21 2018-07-09 스펙트럼 변환기를 사용하여 3d 성형품을 제조하는 방법 및 장치 Active KR102615544B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017006860.7 2017-07-21
DE102017006860.7A DE102017006860A1 (de) 2017-07-21 2017-07-21 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Spektrumswandler
PCT/DE2018/000205 WO2019015707A1 (de) 2017-07-21 2018-07-09 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von 3d-formteilen mit spektrumswandler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200031105A true KR20200031105A (ko) 2020-03-23
KR102615544B1 KR102615544B1 (ko) 2023-12-19

Family

ID=63259348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207001896A Active KR102615544B1 (ko) 2017-07-21 2018-07-09 스펙트럼 변환기를 사용하여 3d 성형품을 제조하는 방법 및 장치

Country Status (7)

Country Link
US (3) US11279087B2 (ko)
EP (1) EP3655234A1 (ko)
JP (1) JP2020527491A (ko)
KR (1) KR102615544B1 (ko)
CN (1) CN110944824B (ko)
DE (1) DE102017006860A1 (ko)
WO (1) WO2019015707A1 (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012010272A1 (de) 2012-05-25 2013-11-28 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mit speziellen Bauplattformen und Antriebssystemen
DE102013018182A1 (de) 2013-10-30 2015-04-30 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Modellen mit Bindersystem
KR102288589B1 (ko) 2014-08-02 2021-08-12 복셀젯 아게 특히 냉간 주조 방법에 사용되는 방법 및 주조 몰드
DE102015006533A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Schichtaufbautechnik
US20190077076A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 Hexagon Metrology, Inc. Additive printing conversion apparatus and kit for coordinate measuring machines
DE102018006473A1 (de) 2018-08-16 2020-02-20 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen durch Schichtaufbautechnik mittels Verschlussvorrichtung
GB2580040B (en) * 2018-12-19 2022-01-19 Stratasys Powder Production Ltd Heater arrangements and apparatus for layer-by-layer formation of three-dimensional objects
DE102019000796A1 (de) 2019-02-05 2020-08-06 Voxeljet Ag Wechselbare Prozesseinheit
US12042988B2 (en) * 2019-05-23 2024-07-23 General Electric Company Additive manufacturing apparatuses and methods
EP3972814A1 (en) * 2019-05-23 2022-03-30 General Electric Company Build receptacles for additive manufacturing apparatuses and methods for using the same
EP3747634B1 (de) * 2019-06-07 2022-05-04 ExOne GmbH Verfahren zum herstellen mindestens eines bauteils im 3d-druck und 3d-drucker
DE102019004176A1 (de) 2019-06-14 2020-12-17 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mittels Schichtaufbautechnik und Beschichter mit Unterdruckverschluss
JP7232723B2 (ja) * 2019-06-17 2023-03-03 株式会社ブリヂストン ゴム製品の造形方法
DE102019007073A1 (de) 2019-10-11 2021-04-15 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mittels Hochleistungsstrahler
DE102019007595A1 (de) 2019-11-01 2021-05-06 Voxeljet Ag 3d-druckverfahren und damit hergestelltes formteil unter verwendung von ligninsulfat
DE102019007863A1 (de) 2019-11-13 2021-05-20 Voxeljet Ag Partikelmaterialvorwärmvorrichtung und Verwendung in 3D-Verfahren
US20210154771A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-27 Divergent Technologies, Inc. Powder bed fusion re-coaters with heat source for thermal management
JP7285559B2 (ja) * 2019-12-13 2023-06-02 秀夫 谷口 ３次元造形装置及び３次元造形装置用の造形ステージ
KR102233764B1 (ko) * 2020-05-14 2021-04-02 한국생산기술연구원 잔류응력저감을 위해 부가열원을 구비한 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 3d 프린팅 방법
KR102280594B1 (ko) * 2020-05-27 2021-07-27 한국생산기술연구원 잔류응력저감을 위해 레이저 스캐닝 시간을 보상하는 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 3d 프린팅 방법
US11331857B2 (en) * 2020-06-01 2022-05-17 Raytheon Company Heating fixtures for 5-axis printing
US12285798B2 (en) 2020-06-01 2025-04-29 LightSpeed Concepts Inc. Tool-less method for making molds, cores, and temporary tools
CN111844739A (zh) * 2020-08-14 2020-10-30 广州云也科技有限公司 一种智能激光快速成型的3d打印机
CN116419809B (zh) * 2020-11-09 2026-04-07 尼康Slm方案股份公司 用于生产三维工件的设备
GB2604143A (en) * 2021-02-25 2022-08-31 Stratasys Powder Production Ltd Methods of manufacture of three-dimensional objects and controller and apparatus therefor
DE102021213053A1 (de) 2021-11-19 2023-05-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils nach einem pulverbasierten additiven 3D-Druck-Verfahren sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN116922769B (zh) * 2023-07-26 2026-03-20 华中科技大学 一种均质辐射热源结构及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534524A (ja) * 2004-04-27 2007-11-29 デグサ ゲーエムベーハー インクジェット法により吸収剤を塗布し電磁放射を照射する３次元物体の製造方法および３次元物体の製造装置
JP2010510101A (ja) * 2006-11-22 2010-04-02 イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ 三次元物体の層状製造装置
JP2014527481A (ja) * 2011-08-05 2014-10-16 ラフバラ・ユニバーシティＬｏｕｇｈｂｏｒｏｕｇｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 選択的に粒子状物質を結合するための方法及び機器

Family Cites Families (286)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4247508B1 (en) 1979-12-03 1996-10-01 Dtm Corp Molding process
DE3221357A1 (de) 1982-06-05 1983-12-08 Plasticonsult GmbH Beratungsgesellschaft für Kunststoff- und Oberflächentechnik, 6360 Friedberg Verfahren zur herstellung von formen und kernen fuer giesszwecke
US4665492A (en) 1984-07-02 1987-05-12 Masters William E Computer automated manufacturing process and system
US4575330A (en) 1984-08-08 1986-03-11 Uvp, Inc. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
JPS62275734A (ja) 1986-05-26 1987-11-30 Tokieda Naomitsu 立体形成方法
US4752352A (en) 1986-06-06 1988-06-21 Michael Feygin Apparatus and method for forming an integral object from laminations
US5155324A (en) 1986-10-17 1992-10-13 Deckard Carl R Method for selective laser sintering with layerwise cross-scanning
US5017753A (en) 1986-10-17 1991-05-21 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing parts by selective sintering
US4944817A (en) 1986-10-17 1990-07-31 Board Of Regents, The University Of Texas System Multiple material systems for selective beam sintering
EP0538244B1 (en) 1986-10-17 1996-05-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing parts by selective sintering
US4752498A (en) 1987-03-02 1988-06-21 Fudim Efrem V Method and apparatus for production of three-dimensional objects by photosolidification
US5047182A (en) 1987-11-25 1991-09-10 Ceramics Process Systems Corporation Complex ceramic and metallic shaped by low pressure forming and sublimative drying
IL109511A (en) 1987-12-23 1996-10-16 Cubital Ltd Three-dimensional modelling apparatus
US5772947A (en) 1988-04-18 1998-06-30 3D Systems Inc Stereolithographic curl reduction
CA1337955C (en) 1988-09-26 1996-01-23 Thomas A. Almquist Recoating of stereolithographic layers
WO1990003893A1 (en) 1988-10-05 1990-04-19 Michael Feygin An improved apparatus and method for forming an integral object from laminations
US5637175A (en) 1988-10-05 1997-06-10 Helisys Corporation Apparatus for forming an integral object from laminations
GB2233928B (en) 1989-05-23 1992-12-23 Brother Ind Ltd Apparatus and method for forming three-dimensional article
US5248456A (en) 1989-06-12 1993-09-28 3D Systems, Inc. Method and apparatus for cleaning stereolithographically produced objects
US5134569A (en) 1989-06-26 1992-07-28 Masters William E System and method for computer automated manufacturing using fluent material
JPH0336019A (ja) 1989-07-03 1991-02-15 Brother Ind Ltd 三次元成形方法およびその装置
US5156697A (en) 1989-09-05 1992-10-20 Board Of Regents, The University Of Texas System Selective laser sintering of parts by compound formation of precursor powders
AU643700B2 (en) 1989-09-05 1993-11-25 University Of Texas System, The Multiple material systems and assisted powder handling for selective beam sintering
US5284695A (en) 1989-09-05 1994-02-08 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of producing high-temperature parts by way of low-temperature sintering
DE3930750A1 (de) 1989-09-14 1991-03-28 Krupp Medizintechnik Gusseinbettmasse, einbettmassenmodell, gussform und verfahren zur verhinderung des aufbluehens von einbettmassenmodellen und gussformen aus einer gusseinbettmasse
US5136515A (en) 1989-11-07 1992-08-04 Richard Helinski Method and means for constructing three-dimensional articles by particle deposition
US5204055A (en) 1989-12-08 1993-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
US5387380A (en) 1989-12-08 1995-02-07 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
DE3942859A1 (de) 1989-12-23 1991-07-04 Basf Ag Verfahren zur herstellung von bauteilen
US5127037A (en) 1990-08-15 1992-06-30 Bynum David K Apparatus for forming a three-dimensional reproduction of an object from laminations
US5126529A (en) 1990-12-03 1992-06-30 Weiss Lee E Method and apparatus for fabrication of three-dimensional articles by thermal spray deposition
DE4102260A1 (de) 1991-01-23 1992-07-30 Artos Med Produkte Vorrichtung zur herstellung beliebig geformter koerper
US5740051A (en) 1991-01-25 1998-04-14 Sanders Prototypes, Inc. 3-D model making
US6175422B1 (en) 1991-01-31 2001-01-16 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for the computer-controlled manufacture of three-dimensional objects from computer data
US5252264A (en) 1991-11-08 1993-10-12 Dtm Corporation Apparatus and method for producing parts with multi-directional powder delivery
US5342919A (en) 1992-11-23 1994-08-30 Dtm Corporation Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therewith
US5352405A (en) 1992-12-18 1994-10-04 Dtm Corporation Thermal control of selective laser sintering via control of the laser scan
DE4300478C2 (de) 1993-01-11 1998-05-20 Eos Electro Optical Syst Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US6146567A (en) 1993-02-18 2000-11-14 Massachusetts Institute Of Technology Three dimensional printing methods
DE4305201C1 (de) 1993-02-19 1994-04-07 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US5433261A (en) 1993-04-30 1995-07-18 Lanxide Technology Company, Lp Methods for fabricating shapes by use of organometallic, ceramic precursor binders
DE4325573C2 (de) 1993-07-30 1998-09-03 Stephan Herrmann Verfahren zur Erzeugung von Formkörpern durch sukzessiven Aufbau von Pulverschichten sowie Vorichtung zu dessen Durchführung
US5398193B1 (en) 1993-08-20 1997-09-16 Alfredo O Deangelis Method of three-dimensional rapid prototyping through controlled layerwise deposition/extraction and apparatus therefor
US5518680A (en) 1993-10-18 1996-05-21 Massachusetts Institute Of Technology Tissue regeneration matrices by solid free form fabrication techniques
DE4400523C2 (de) 1994-01-11 1996-07-11 Eos Electro Optical Syst Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US5518060A (en) 1994-01-25 1996-05-21 Brunswick Corporation Method of producing polymeric patterns for use in evaporable foam casting
EP0968776B1 (de) 1994-05-27 2002-10-02 EOS GmbH ELECTRO OPTICAL SYSTEMS Verfahren für den Einsatz in der Giessereitechnik
DE4440397C2 (de) 1994-11-11 2001-04-26 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen von Gußformen
US5503785A (en) 1994-06-02 1996-04-02 Stratasys, Inc. Process of support removal for fused deposition modeling
US6048954A (en) 1994-07-22 2000-04-11 The University Of Texas System Board Of Regents Binder compositions for laser sintering processes
US5639402A (en) 1994-08-08 1997-06-17 Barlow; Joel W. Method for fabricating artificial bone implant green parts
JPH0894516A (ja) * 1994-09-28 1996-04-12 Tokyo Gas Co Ltd 赤外線放射パネル組立体およびガス検知装置
US5717599A (en) 1994-10-19 1998-02-10 Bpm Technology, Inc. Apparatus and method for dispensing build material to make a three-dimensional article
US5555176A (en) 1994-10-19 1996-09-10 Bpm Technology, Inc. Apparatus and method for making three-dimensional articles using bursts of droplets
GB9501987D0 (en) 1995-02-01 1995-03-22 Butterworth Steven Dissolved medium rendered resin (DMRR) processing
WO1996023647A2 (en) 1995-02-01 1996-08-08 3D Systems, Inc. Rapid recoating of three-dimensional objects formed on a cross-sectional basis
DE19511772C2 (de) 1995-03-30 1997-09-04 Eos Electro Optical Syst Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
DE29506204U1 (de) 1995-04-10 1995-06-01 Eos Gmbh Electro Optical Systems, 82152 Planegg Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
DE19514740C1 (de) 1995-04-21 1996-04-11 Eos Electro Optical Syst Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
DE19515165C2 (de) 1995-04-25 1997-03-06 Eos Electro Optical Syst Vorrichtung zum Herstellen eines Objektes mittels Stereolithographie
DE19528215A1 (de) 1995-08-01 1997-02-06 Thomas Dipl Ing Himmer Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Modellen und Formen
DE19530295C1 (de) 1995-08-11 1997-01-30 Eos Electro Optical Syst Vorrichtung zur schichtweisen Herstellung eines Objektes mittels Lasersintern
US6305769B1 (en) 1995-09-27 2001-10-23 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling system and method
ATE228927T1 (de) 1995-09-27 2002-12-15 3D Systems Inc Verfahren und vorrichtung zur datenverarbeiten und zur system-steuerung in einem selectiven ablagerungsmodellsystem
US6270335B2 (en) 1995-09-27 2001-08-07 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling method and apparatus for forming three-dimensional objects and supports
US5943235A (en) 1995-09-27 1999-08-24 3D Systems, Inc. Rapid prototyping system and method with support region data processing
US5749041A (en) 1995-10-13 1998-05-05 Dtm Corporation Method of forming three-dimensional articles using thermosetting materials
DE19545167A1 (de) 1995-12-04 1997-06-05 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Herstellen von Bauteilen oder Werkzeugen
US5660621A (en) 1995-12-29 1997-08-26 Massachusetts Institute Of Technology Binder composition for use in three dimensional printing
AU1673797A (en) 1996-02-20 1997-09-10 Mikuni Corporation Method for producing granulated material
JP2000506080A (ja) 1996-03-06 2000-05-23 ギルド・アソシエイツ・インコーポレーテツド 三次元構造体の製造法
US6596224B1 (en) 1996-05-24 2003-07-22 Massachusetts Institute Of Technology Jetting layers of powder and the formation of fine powder beds thereby
GB9611582D0 (en) 1996-06-04 1996-08-07 Thin Film Technology Consultan 3D printing and forming of structures
US5824250A (en) 1996-06-28 1998-10-20 Alliedsignal Inc. Gel cast molding with fugitive molds
US5902441A (en) 1996-09-04 1999-05-11 Z Corporation Method of three dimensional printing
US7332537B2 (en) 1996-09-04 2008-02-19 Z Corporation Three dimensional printing material system and method
US6007318A (en) 1996-12-20 1999-12-28 Z Corporation Method and apparatus for prototyping a three-dimensional object
US7037382B2 (en) 1996-12-20 2006-05-02 Z Corporation Three-dimensional printer
US6989115B2 (en) 1996-12-20 2006-01-24 Z Corporation Method and apparatus for prototyping a three-dimensional object
DE29701279U1 (de) 1997-01-27 1997-05-22 Eos Gmbh Electro Optical Systems, 82152 Planegg Vorrichtung mit einer Prozeßkammer und einem in der Prozeßkammer hin und her bewegbaren Element
CA2288201A1 (en) 1997-03-31 1998-10-08 Therics, Inc. Method for dispensing of powders
US5940674A (en) 1997-04-09 1999-08-17 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional product manufacture using masks
DE19715582B4 (de) 1997-04-15 2009-02-12 Ederer, Ingo, Dr. Verfahren und System zur Erzeugung dreidimensionaler Körper aus Computerdaten
NL1006059C2 (nl) 1997-05-14 1998-11-17 Geest Adrianus F Van Der Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een vormlichaam.
JP3578590B2 (ja) * 1997-05-26 2004-10-20 株式会社アズマ工機 ランプを用いた光造形装置
DE19723892C1 (de) 1997-06-06 1998-09-03 Rainer Hoechsmann Verfahren zum Herstellen von Bauteilen durch Auftragstechnik
DE19727677A1 (de) 1997-06-30 1999-01-07 Huels Chemische Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten
US5989476A (en) 1998-06-12 1999-11-23 3D Systems, Inc. Process of making a molded refractory article
JP3518726B2 (ja) 1998-07-13 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 積層造形方法及び積層造形用レジン被覆砂
DE19846478C5 (de) 1998-10-09 2004-10-14 Eos Gmbh Electro Optical Systems Laser-Sintermaschine
US20030114936A1 (en) 1998-10-12 2003-06-19 Therics, Inc. Complex three-dimensional composite scaffold resistant to delimination
DE19853834A1 (de) 1998-11-21 2000-05-31 Ingo Ederer Verfahren zum Herstellen von Bauteilen durch Auftragstechnik
US6259962B1 (en) 1999-03-01 2001-07-10 Objet Geometries Ltd. Apparatus and method for three dimensional model printing
US6405095B1 (en) 1999-05-25 2002-06-11 Nanotek Instruments, Inc. Rapid prototyping and tooling system
US6165406A (en) 1999-05-27 2000-12-26 Nanotek Instruments, Inc. 3-D color model making apparatus and process
DE19928245B4 (de) 1999-06-21 2006-02-09 Eos Gmbh Electro Optical Systems Einrichtung zum Zuführen von Pulver für eine Lasersintereinrichtung
US6722872B1 (en) 1999-06-23 2004-04-20 Stratasys, Inc. High temperature modeling apparatus
JP3449308B2 (ja) * 1999-08-31 2003-09-22 ウシオ電機株式会社 光処理装置
US6658314B1 (en) 1999-10-06 2003-12-02 Objet Geometries Ltd. System and method for three dimensional model printing
DE19948591A1 (de) 1999-10-08 2001-04-19 Generis Gmbh Rapid-Prototyping - Verfahren und - Vorrichtung
EP1415792B1 (en) 1999-11-05 2014-04-30 3D Systems Incorporated Methods and compositions for three-dimensional printing
JP4624626B2 (ja) 1999-11-05 2011-02-02 ズィー コーポレイション 材料システム及び３次元印刷法
GB9927127D0 (en) 1999-11-16 2000-01-12 Univ Warwick A method of manufacturing an item and apparatus for manufacturing an item
DE19957370C2 (de) 1999-11-29 2002-03-07 Carl Johannes Fruth Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates
TWI228114B (en) 1999-12-24 2005-02-21 Nat Science Council Method and equipment for making ceramic work piece
DE19963948A1 (de) 1999-12-31 2001-07-26 Zsolt Herbak Verfahren zum Modellbau
US7300619B2 (en) 2000-03-13 2007-11-27 Objet Geometries Ltd. Compositions and methods for use in three dimensional model printing
ATE278535T1 (de) 2000-03-24 2004-10-15 Generis Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines strukturbauteils mittels einer mehrschicht- auftragstechnik, und form oder kern herstellbar durch dieses verfahren
US20010050031A1 (en) 2000-04-14 2001-12-13 Z Corporation Compositions for three-dimensional printing of solid objects
JP2001334583A (ja) 2000-05-25 2001-12-04 Minolta Co Ltd 三次元造形装置
DE10026955A1 (de) 2000-05-30 2001-12-13 Daimler Chrysler Ag Materialsystem zur Verwendung beim 3D-Drucken
SE520565C2 (sv) 2000-06-16 2003-07-29 Ivf Industriforskning Och Utve Sätt och apparat vid framställning av föremål genom FFF
US6619882B2 (en) 2000-07-10 2003-09-16 Rh Group Llc Method and apparatus for sealing cracks in roads
US6500378B1 (en) 2000-07-13 2002-12-31 Eom Technologies, L.L.C. Method and apparatus for creating three-dimensional objects by cross-sectional lithography
DE10047614C2 (de) 2000-09-26 2003-03-27 Generis Gmbh Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Modellen
DE10047615A1 (de) 2000-09-26 2002-04-25 Generis Gmbh Wechselbehälter
DE10049043A1 (de) 2000-10-04 2002-05-02 Generis Gmbh Verfahren zum Entpacken von in ungebundenem Partikelmaterial eingebetteten Formkörpern
DE10053741C1 (de) 2000-10-30 2002-02-21 Concept Laser Gmbh Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels elektromagnetischer gebündelter Strahlung
US20020111707A1 (en) 2000-12-20 2002-08-15 Zhimin Li Droplet deposition method for rapid formation of 3-D objects from non-cross-linking reactive polymers
US20020090410A1 (en) 2001-01-11 2002-07-11 Shigeaki Tochimoto Powder material removing apparatus and three dimensional modeling system
DE10105504A1 (de) 2001-02-07 2002-08-14 Eos Electro Optical Syst Vorrichtung zur Behandlung von Pulver für eine Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts, Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE20122639U1 (de) 2001-02-07 2006-11-16 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US6896839B2 (en) 2001-02-07 2005-05-24 Minolta Co., Ltd. Three-dimensional molding apparatus and three-dimensional molding method
GB0103754D0 (en) 2001-02-15 2001-04-04 Vantico Ltd Three-dimensional structured printing
GB0103752D0 (en) 2001-02-15 2001-04-04 Vantico Ltd Three-Dimensional printing
US6939489B2 (en) 2001-03-23 2005-09-06 Ivoclar Vivadent Ag Desktop process for producing dental products by means of 3-dimensional plotting
DE10117875C1 (de) 2001-04-10 2003-01-30 Generis Gmbh Verfahren, Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden sowie Verwendung einer solchen Vorrichtung
US20020155254A1 (en) 2001-04-20 2002-10-24 Mcquate William M. Apparatus and method for placing particles in a pattern onto a substrate
GB0112675D0 (en) 2001-05-24 2001-07-18 Vantico Ltd Three-dimensional structured printing
DE10128664A1 (de) 2001-06-15 2003-01-30 Univ Clausthal Tech Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von keramischen Formförpern
JP2003052804A (ja) 2001-08-09 2003-02-25 Ichiro Ono インプラントの製造方法およびインプラント
US6841116B2 (en) 2001-10-03 2005-01-11 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling with curable phase change materials
JP2003136605A (ja) 2001-11-06 2003-05-14 Toshiba Corp 製品の作成方法及びその製品
GB2382798A (en) 2001-12-04 2003-06-11 Qinetiq Ltd Inkjet printer which deposits at least two fluids on a substrate such that the fluids react chemically to form a product thereon
SE523394C2 (sv) 2001-12-13 2004-04-13 Fcubic Ab Anordning och förfarande för upptäckt och kompensering av fel vid skiktvis framställning av en produkt
US6713125B1 (en) 2002-03-13 2004-03-30 3D Systems, Inc. Infiltration of three-dimensional objects formed by solid freeform fabrication
DE10216013B4 (de) 2002-04-11 2006-12-28 Generis Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden
DE10222167A1 (de) 2002-05-20 2003-12-04 Generis Gmbh Vorrichtung zum Zuführen von Fluiden
DE10224981B4 (de) 2002-06-05 2004-08-19 Generis Gmbh Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen
WO2003106146A1 (de) 2002-06-18 2003-12-24 Daimlerchrysler Ag Lasersinterverfahren mit erhöhter prozessgenauigkeit und partikel zur verwendung dabei
DE10227224B4 (de) 2002-06-18 2005-11-24 Daimlerchrysler Ag Verwendung eines Granulates zum Herstellen eines Gegenstandes mit einem 3D-Binderdruck-Verfahren
JP4051062B2 (ja) 2002-06-18 2008-02-20 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 三次元物体を製造するための粒子及び方法
US7027887B2 (en) 2002-07-03 2006-04-11 Theries, Llc Apparatus, systems and methods for use in three-dimensional printing
DE10235434A1 (de) 2002-08-02 2004-02-12 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eins dreidimensionalen Objekts mittels eines generativen Fertigungsverfahrens
US20040038009A1 (en) 2002-08-21 2004-02-26 Leyden Richard Noel Water-based material systems and methods for 3D printing
JP4069245B2 (ja) 2002-08-27 2008-04-02 富田製薬株式会社 造形法
US7087109B2 (en) 2002-09-25 2006-08-08 Z Corporation Three dimensional printing material system and method
US20040112523A1 (en) 2002-10-15 2004-06-17 Crom Elden Wendell Three dimensional printing from two dimensional printing devices
US6742456B1 (en) 2002-11-14 2004-06-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Rapid prototyping material systems
US7153454B2 (en) 2003-01-21 2006-12-26 University Of Southern California Multi-nozzle assembly for extrusion of wall
US7497977B2 (en) 2003-01-29 2009-03-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods and systems for producing an object through solid freeform fabrication by varying a concentration of ejected material applied to an object layer
US7722802B2 (en) 2003-02-18 2010-05-25 Daimler Ag Coated powder particles for producing three-dimensional bodies by means of a layer constituting method
DE602004023667D1 (de) 2003-03-10 2009-12-03 Kuraray Co Binderfasern aus polyvinylalkohol und diese fasern enthaltendes papier und vliesstoff
KR101120156B1 (ko) 2003-05-21 2012-02-22 제트 코포레이션 3ｄ 인쇄 시스템으로부터의 외관 모형용 열가소성 분말물질 시스템
WO2004106041A2 (en) 2003-05-23 2004-12-09 Z Corporation Apparatus and methods for 3d printing
US7435072B2 (en) 2003-06-02 2008-10-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods and systems for producing an object through solid freeform fabrication
US7807077B2 (en) 2003-06-16 2010-10-05 Voxeljet Technology Gmbh Methods and systems for the manufacture of layered three-dimensional forms
DE10327272A1 (de) 2003-06-17 2005-03-03 Generis Gmbh Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen
US20050012247A1 (en) 2003-07-18 2005-01-20 Laura Kramer Systems and methods for using multi-part curable materials
GB0317387D0 (en) 2003-07-25 2003-08-27 Univ Loughborough Method and apparatus for combining particulate material
US7120512B2 (en) 2003-08-25 2006-10-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and a system for solid freeform fabricating using non-reactive powder
US20050074511A1 (en) 2003-10-03 2005-04-07 Christopher Oriakhi Solid free-form fabrication of solid three-dimesional objects
US7220380B2 (en) 2003-10-14 2007-05-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method for fabricating a three-dimensional metal object using solid free-form fabrication
US7348075B2 (en) 2003-10-28 2008-03-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method for fabricating three-dimensional objects using solid free-form fabrication
US7455805B2 (en) 2003-10-28 2008-11-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Resin-modified inorganic phosphate cement for solid freeform fabrication
US7381360B2 (en) 2003-11-03 2008-06-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Solid free-form fabrication of three-dimensional objects
FR2865960B1 (fr) 2004-02-06 2006-05-05 Nicolas Marsac Procede et machine pour realiser des objets en trois dimensions par depot de couches successives
US7608672B2 (en) 2004-02-12 2009-10-27 Illinois Tool Works Inc. Infiltrant system for rapid prototyping process
DE102004008168B4 (de) 2004-02-19 2015-12-10 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Fluiden und Verwendung der Vorrichtung
DE102004014806B4 (de) 2004-03-24 2006-09-14 Daimlerchrysler Ag Rapid-Technologie-Bauteil
US20050280185A1 (en) 2004-04-02 2005-12-22 Z Corporation Methods and apparatus for 3D printing
US7435763B2 (en) 2004-04-02 2008-10-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Solid freeform compositions, methods of application thereof, and systems for use thereof
DE102004025374A1 (de) 2004-05-24 2006-02-09 Technische Universität Berlin Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Artikels
JP4239915B2 (ja) 2004-07-16 2009-03-18 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズの製造方法およびマイクロレンズの製造装置
GB2422344B (en) * 2005-01-24 2008-08-20 Univ Montfort Rapid prototyping method using infrared sintering
ITMI20050459A1 (it) 2005-03-21 2006-09-22 Montangero & Montangero S R L Dispositivo di movimentazione al suolo di un corpo
ITPI20050031A1 (it) 2005-03-22 2006-09-23 Moreno Chiarugi Metodo e dispositivo per la realizzazione automatica di strutture di edifici in conglomerato
US7357629B2 (en) 2005-03-23 2008-04-15 3D Systems, Inc. Apparatus and method for aligning a removable build chamber within a process chamber
US7790096B2 (en) 2005-03-31 2010-09-07 3D Systems, Inc. Thermal management system for a removable build chamber for use with a laser sintering system
US20080003390A1 (en) 2005-04-27 2008-01-03 Nahoto Hayashi Multi-Layer Structure and Process for Production Thereof
DE102005022308B4 (de) 2005-05-13 2007-03-22 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts mit einem beheizten Beschichter für pulverförmiges Aufbaumaterial
US20060257579A1 (en) 2005-05-13 2006-11-16 Isaac Farr Use of a salt of a poly-acid to delay setting in cement slurry
US20060254467A1 (en) 2005-05-13 2006-11-16 Isaac Farr Method for making spray-dried cement particles
US20070045891A1 (en) 2005-08-23 2007-03-01 Valspar Sourcing, Inc. Infiltrated Articles Prepared by a Laser Sintering Method and Method of Manufacturing the Same
RU2417890C2 (ru) 2005-09-20 2011-05-10 Птс Софтвэар Бв Устройство формирования трехмерного изделия и способ формирования трехмерного изделия
DE102006040305A1 (de) 2005-09-20 2007-03-29 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes sowie damit hergestellter Gegenstand
US7296990B2 (en) 2005-10-14 2007-11-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Systems and methods of solid freeform fabrication with translating powder bins
DE102005056260B4 (de) 2005-11-25 2008-12-18 Prometal Rct Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum flächigen Auftragen von fließfähigem Material
US20070126157A1 (en) 2005-12-02 2007-06-07 Z Corporation Apparatus and methods for removing printed articles from a 3-D printer
JP4247501B2 (ja) 2005-12-27 2009-04-02 富田製薬株式会社 型の製造方法
EP2001656B1 (en) 2006-04-06 2014-10-15 3D Systems Incorporated KiT FOR THE PRODUCTION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS BY USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION
US7971991B2 (en) 2006-05-26 2011-07-05 Z Corporation Apparatus and methods for handling materials in a 3-D printer
US20090206065A1 (en) * 2006-06-20 2009-08-20 Jean-Pierre Kruth Procedure and apparatus for in-situ monitoring and feedback control of selective laser powder processing
DE102006029298B4 (de) 2006-06-23 2008-11-06 Stiftung Caesar Center Of Advanced European Studies And Research Materialsystem für das 3D-Drucken, Verfahren zu seiner Herstellung, Granulat hergestellt aus dem Materialsystem und dessen Verwendung
DE102006030350A1 (de) 2006-06-30 2008-01-03 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren zum Aufbauen eines Schichtenkörpers
US20080018018A1 (en) 2006-07-20 2008-01-24 Nielsen Jeffrey A Solid freeform fabrication methods and systems
WO2008013483A1 (en) 2006-07-27 2008-01-31 Arcam Ab Method and device for producing three-dimensional objects
DE102006038858A1 (de) 2006-08-20 2008-02-21 Voxeljet Technology Gmbh Selbstaushärtendes Material und Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen
DE102006040182A1 (de) 2006-08-26 2008-03-06 Mht Mold & Hotrunner Technology Ag Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Vorformlings sowie Düse hierfür
DE202006016477U1 (de) 2006-10-24 2006-12-21 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
DE102006053121B3 (de) 2006-11-10 2007-12-27 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes mittels eines Beschichters für pulverförmiges Aufbaumaterial
DE102006055326A1 (de) 2006-11-23 2008-05-29 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Förderung von überschüssigem Partikelmaterial beim Aufbau von Modellen
US7905951B2 (en) 2006-12-08 2011-03-15 Z Corporation Three dimensional printing material system and method using peroxide cure
WO2008086033A1 (en) 2007-01-10 2008-07-17 Z Corporation Three-dimensional printing material system with improved color, article performance, and ease of use
JP4869155B2 (ja) 2007-05-30 2012-02-08 株式会社東芝 物品の製造方法
DE102007033434A1 (de) 2007-07-18 2009-01-22 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Bauteile
US20100279007A1 (en) 2007-08-14 2010-11-04 The Penn State Research Foundation 3-D Printing of near net shape products
DE102007040755A1 (de) 2007-08-28 2009-03-05 Jens Jacob Lasersintervorrichtung sowie Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Objekten durch selektives Lasersintern
ITPI20070108A1 (it) 2007-09-17 2009-03-18 Enrico Dini Metodo perfezionato per la realizzazione automatica di strutture di conglomerato
DE102007047326B4 (de) 2007-10-02 2011-08-25 CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH, 96215 Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
DE102007049058A1 (de) 2007-10-11 2009-04-16 Voxeljet Technology Gmbh Materialsystem und Verfahren zum Verändern von Eigenschaften eines Kunststoffbauteils
DE102007050679A1 (de) 2007-10-21 2009-04-23 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fördern von Partikelmaterial beim schichtweisen Aufbau von Modellen
DE102007050953A1 (de) 2007-10-23 2009-04-30 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Modellen
JP5146010B2 (ja) 2008-02-28 2013-02-20 東レ株式会社 セラミックス成形体の製造方法およびこれを用いたセラミックス焼結体の製造方法
WO2009145069A1 (ja) 2008-05-26 2009-12-03 ソニー株式会社 造形装置および造形方法
DE102008058378A1 (de) 2008-11-20 2010-05-27 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Kunststoffmodellen
EP2202016B1 (de) 2008-11-27 2012-04-25 SLM Solutions GmbH Pulverauftragvorrichtung für eine Anlage zur Herstellung von Werkstücken durch Beaufschlagen von Pulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung
US8545209B2 (en) 2009-03-31 2013-10-01 Microjet Technology Co., Ltd. Three-dimensional object forming apparatus and method for forming three-dimensional object
JP5364439B2 (ja) 2009-05-15 2013-12-11 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法
DE102009030113A1 (de) 2009-06-22 2010-12-23 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Fluiden beim schichtweisen Bauen von Modellen
US20100323301A1 (en) 2009-06-23 2010-12-23 Huey-Ru Tang Lee Method and apparatus for making three-dimensional parts
EP2289462B1 (de) 2009-08-25 2012-05-30 BEGO Medical GmbH Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen, generativen Fertigung
DE202009012628U1 (de) * 2009-09-17 2009-12-10 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
DE102009055966B4 (de) 2009-11-27 2014-05-15 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102009056696B4 (de) 2009-12-02 2011-11-10 Prometal Rct Gmbh Baubox für eine Rapid-Prototyping-Anlage
US8211226B2 (en) 2010-01-15 2012-07-03 Massachusetts Institute Of Technology Cement-based materials system for producing ferrous castings using a three-dimensional printer
CN102725689B (zh) * 2010-01-22 2014-10-08 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 能固化成具有选择性视觉效果的层的液体可辐射固化树脂及其使用方法
DE102010006939A1 (de) 2010-02-04 2011-08-04 Voxeljet Technology GmbH, 86167 Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102010013732A1 (de) 2010-03-31 2011-10-06 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102010013733A1 (de) 2010-03-31 2011-10-06 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102010014969A1 (de) 2010-04-14 2011-10-20 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102010015451A1 (de) 2010-04-17 2011-10-20 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Objekte
DE102010027071A1 (de) 2010-07-13 2012-01-19 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mittels Schichtauftragstechnik
US8282380B2 (en) 2010-08-18 2012-10-09 Makerbot Industries Automated 3D build processes
DE102010056346A1 (de) 2010-12-29 2012-07-05 Technische Universität München Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen
DE102011007957A1 (de) 2011-01-05 2012-07-05 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit wenigstens einem das Baufeld begrenzenden und hinsichtlich seiner Lage einstellbaren Körper
CN103702811B (zh) 2011-06-01 2017-03-01 联邦材料研究与测试研究所 一种用于制造成形物体的方法及装置
DE102011105688A1 (de) 2011-06-22 2012-12-27 Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Modellen
DE102011111498A1 (de) 2011-08-31 2013-02-28 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau von Modellen
DE102011053205B4 (de) 2011-09-01 2017-05-24 Exone Gmbh Verfahren zum herstellen eines bauteils in ablagerungstechnik
DE102011119338A1 (de) 2011-11-26 2013-05-29 Voxeljet Technology Gmbh System zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
DE102012004213A1 (de) 2012-03-06 2013-09-12 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
KR102059198B1 (ko) * 2012-03-22 2019-12-24 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 광 선택 투과 필터, 수지 시트 및 고체 촬상 소자
DE102012010272A1 (de) 2012-05-25 2013-11-28 Voxeljet Technology Gmbh Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mit speziellen Bauplattformen und Antriebssystemen
DE102012012363A1 (de) 2012-06-22 2013-12-24 Voxeljet Technology Gmbh Vorrichtung zum Aufbauen eines Schichtenkörpers mit entlang des Austragbehälters bewegbarem Vorrats- oder Befüllbehälter
US9168697B2 (en) 2012-08-16 2015-10-27 Stratasys, Inc. Additive manufacturing system with extended printing volume, and methods of use thereof
US8888480B2 (en) 2012-09-05 2014-11-18 Aprecia Pharmaceuticals Company Three-dimensional printing system and equipment assembly
US20140079912A1 (en) * 2012-09-17 2014-03-20 The Boeing Company Ir absorbing coatings comprisiing fluorinated nanoparticles
DE102012020000A1 (de) 2012-10-12 2014-04-17 Voxeljet Ag 3D-Mehrstufenverfahren
DE102013004940A1 (de) 2012-10-15 2014-04-17 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Modellen mit temperiertem Druckkopf
DE102012022859A1 (de) 2012-11-25 2014-05-28 Voxeljet Ag Aufbau eines 3D-Druckgerätes zur Herstellung von Bauteilen
DE102012024266A1 (de) 2012-12-12 2014-06-12 Voxeljet Ag Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von an Bauteilen oder Modellen anhaftendem Pulver
DE102013003303A1 (de) 2013-02-28 2014-08-28 FluidSolids AG Verfahren zum Herstellen eines Formteils mit einer wasserlöslichen Gussform sowie Materialsystem zu deren Herstellung
US9403725B2 (en) 2013-03-12 2016-08-02 University Of Southern California Inserting inhibitor to create part boundary isolation during 3D printing
DE102013005855A1 (de) 2013-04-08 2014-10-09 Voxeljet Ag Materialsystem und Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Modelle mit stabilisiertem Binder
DE102013018182A1 (de) 2013-10-30 2015-04-30 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Modellen mit Bindersystem
DE102013019716A1 (de) 2013-11-27 2015-05-28 Voxeljet Ag 3D-Druckverfahren mit Schlicker
DE102013018031A1 (de) 2013-12-02 2015-06-03 Voxeljet Ag Wechselbehälter mit verfahrbarer Seitenwand
DE102013020491A1 (de) 2013-12-11 2015-06-11 Voxeljet Ag 3D-Infiltrationsverfahren
DE102013021091A1 (de) 2013-12-18 2015-06-18 Voxeljet Ag 3D-Druckverfahren mit Schnelltrockenschritt
EP2886307A1 (de) 2013-12-20 2015-06-24 Voxeljet AG Vorrichtung, Spezialpapier und Verfahren zum Herstellen von Formteilen
DE102013021891A1 (de) 2013-12-23 2015-06-25 Voxeljet Ag Vorrichtung und Verfahren mit beschleunigter Verfahrensführung für 3D-Druckverfahren
US10207363B2 (en) 2014-03-24 2019-02-19 James Eldon Craig Additive manufacturing temperature controller/sensor apparatus and method of use thereof
DE102014004692A1 (de) 2014-03-31 2015-10-15 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung für den 3D-Druck mit klimatisierter Verfahrensführung
DE102014007584A1 (de) 2014-05-26 2015-11-26 Voxeljet Ag 3D-Umkehrdruckverfahren und Vorrichtung
US10661501B2 (en) 2014-06-20 2020-05-26 Carbon, Inc. Three-dimensional printing method using increased light intensity and apparatus therefor
DE102014215218A1 (de) * 2014-08-01 2016-02-04 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG Stereolithografieeinheit mit homogenisiertem Strahlengang
KR102288589B1 (ko) 2014-08-02 2021-08-12 복셀젯 아게 특히 냉간 주조 방법에 사용되는 방법 및 주조 몰드
DE102014011544A1 (de) 2014-08-08 2016-02-11 Voxeljet Ag Druckkopf und seine Verwendung
DE102014014895A1 (de) 2014-10-13 2016-04-14 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen in einem Schichtbauverfahren
DE102014018579A1 (de) 2014-12-17 2016-06-23 Voxeljet Ag Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formteile und Einstellen des Feuchtegehaltes im Baumaterial
DE102015006533A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Schichtaufbautechnik
DE102015003372A1 (de) 2015-03-17 2016-09-22 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Doppelrecoater
DE102015006363A1 (de) 2015-05-20 2016-12-15 Voxeljet Ag Phenolharzverfahren
JP6676051B2 (ja) * 2015-07-06 2020-04-08 株式会社Ｆｕｊｉ 造形装置および造形方法
DE102015008860A1 (de) 2015-07-14 2017-01-19 Voxeljet Ag Vorrichtung zum Justieren eines Druckkopfes
DE102015011790A1 (de) 2015-09-16 2017-03-16 Voxeljet Ag Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formteile
US10642023B2 (en) * 2015-09-25 2020-05-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Filtering system for electromagnetic radiations
DE102015014964A1 (de) 2015-11-20 2017-05-24 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung für 3D-Druck mit engem Wellenlängenspektrum
DE102015015353A1 (de) 2015-12-01 2017-06-01 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen mittels Überschussmengensensor
DE102015016464B4 (de) 2015-12-21 2024-04-25 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen
EP3408072A4 (en) * 2016-01-29 2019-10-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. GENERATIVE MANUFACTURE WITH RADIATION FILTER
DE102016002777A1 (de) 2016-03-09 2017-09-14 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von 3D-Formteilen mit Baufeldwerkzeugen
DE102016013610A1 (de) 2016-11-15 2018-05-17 Voxeljet Ag Intregierte Druckkopfwartungsstation für das pulverbettbasierte 3D-Drucken
WO2018199925A1 (en) * 2017-04-25 2018-11-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Additive manufacturing machine optical filter
WO2019125401A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fusing in three-dimensional (3d) printing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007534524A (ja) * 2004-04-27 2007-11-29 デグサ ゲーエムベーハー インクジェット法により吸収剤を塗布し電磁放射を照射する３次元物体の製造方法および３次元物体の製造装置
JP2010510101A (ja) * 2006-11-22 2010-04-02 イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ 三次元物体の層状製造装置
JP2014527481A (ja) * 2011-08-05 2014-10-16 ラフバラ・ユニバーシティＬｏｕｇｈｂｏｒｏｕｇｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 選択的に粒子状物質を結合するための方法及び機器

Also Published As

Publication number Publication date
US11731361B2 (en) 2023-08-22
US20240025118A1 (en) 2024-01-25
US11279087B2 (en) 2022-03-22
WO2019015707A1 (de) 2019-01-24
JP2020527491A (ja) 2020-09-10
CN110944824A (zh) 2020-03-31
CN110944824B (zh) 2022-11-18
KR102615544B1 (ko) 2023-12-19
US20220168956A1 (en) 2022-06-02
DE102017006860A1 (de) 2019-01-24
EP3655234A1 (de) 2020-05-27
US20200130263A1 (en) 2020-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102615544B1 (ko) 스펙트럼 변환기를 사용하여 3d 성형품을 제조하는 방법 및 장치
US20220227049A1 (en) Method and device for 3d printing with a narrow wavelength spectrum
US12240168B2 (en) Method and device for producing 3D moulded parts by means of a layer construction technique
US20260116003A1 (en) Method and device for producing 3d shaped parts using layering technology, and controllable powder roller
CN103842157B (zh) 用于选择性结合微粒材料的方法和装置
US7850885B2 (en) Device and method for manufacturing a three-dimensional object with a heated recoater for a building material in powder form
US20220402209A1 (en) 3d printer with advantageous irradiation device, and method
CN114829110B (zh) 一种具有构建区域的有利几何形状的3d打印设备
US12434432B2 (en) Method and apparatus for producing 3D shaped articles using high-performance radiation emitters
US11981072B2 (en) Carriage assembly for an additive manufacturing system
US20260084376A1 (en) 3d printer with advantageous irradiation device, and method

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20200120

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20210701

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20220527

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20221227

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20230703

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20221227

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

Patent event date: 20220527

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
PX0901 Re-examination

Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20230703

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20230227

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20220725

Comment text: Amendment to Specification, etc.

PX0701 Decision of registration after re-examination

Patent event date: 20231115

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event code: PX07013S01D

Patent event date: 20231024

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX07012R01I

Patent event date: 20230703

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX07011S01I

Patent event date: 20230227

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX07012R01I

Patent event date: 20220725

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX07012R01I

X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20231214

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20231214

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration