KR101498934B1 - 입체 형상물 제조장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 출원은 서포터의 분리를 보다 용이하게 제거할 수 있는 입체 형상물 제조장치에 관한 것으로서, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 챔버, 상기 챔버 내에 구비되며, 파우더가 저장되는 호퍼, 상기 챔버 내에 구비되며 제품이 형성되는 공간을 형성하는 빌드탱크, 상기 빌드 탱크 내를 승강하는 빌드 플랫폼, 상기 호퍼 내의 파우더를 상기 빌드 탱크의 상기 빌드 플랫폼의 상측에 분포하도록 공급하는 레이크, 상기 파우더가 분포된 챔버의 빌드 탱크에 에너지를 주사하여 상기 파우더가 조형물의 한 레이어를 형성하도록 녹이는 에너지 주사기, 상기 챔버 내에 상기 파우더와는 다른 재질의 물질을 공급하는 이종재질 주입부를 포함하여, 파우더가 상기 에너지 주사기에 의해 녹아 조형물의 한 층을 형성하는 과정이 복수회 반복되어 조형물 및 상기 조형물을 지지하는 서포터를 형성하는 입체 형상물 제조장치가 제공된다.

Description

입체 형상물 제조장치 및 그 제어방법{3D Printer and Method for Controlling The Same}

본 출원은 입체 형상물 제조장치에 관한 것으로서, 서포터의 분리를 보다 용이하게 제거할 수 있는 입체 형상물 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 3차원의 입체 형상을 가진 시제품(Prototype)을 제작하기 위해서는 도면에 의존하여 수작업에 의해 이루어지는 목합 제작방식과 CNC 밀링에 의한 제작방식 등이 있다.

그러나, 목합 제작방식은 수작업에 의하므로 정교한 수치제어가 어렵고 많은 시간이 소요되며, CNC 밀링에 의한 제작방식은 정교한 수치제어가 가능하지만 공구간섭에 의하여 가공하기 어려운 형상이 많다. 따라서, 최근에는 제품의 디자이너 및 설계자가 만들어낸 3차원 모델링에서 생성된 데이터를 저장한 컴퓨터를 이용하여 3차원 입체 형상의 시제품을 제작하는 이른바 3차원 프린터 방식이 등장하게 되었다.

이러한 3차원 프린터 방식에는 광경화성 수지에 레이저 광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(StereoLithograhhic Apparatus)와, 접착제가 칠해져 있는 종이를 원하는 단면으로 레이져 광선을 이용하여 절단하여 한층씩 적층하여 성형하는 LOM(Laminated ObjectManufacturing)과, 잉크젯(Ink-Jet) 프린터 기술을 이용한 BPM(Ballistic Particle Manufacturing) 등이 있다.

한편, 금속 제품을 생산하기 위해서는 금속 파우더를 사용하며 레이저 광선을 주사하여 상기 금속 파우더를 고결(固結)시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering)방식 및 전자빔 또는 이온빔을 사용하여 금속 파우더를 녹여 제품을 형성하는 EBM(Electron Beam Melting) 방식 등이 있다.

상기 EBM 방식의 3차원 프린터는 전자빔에 의해 조사된 금속 파우더가 녹아 제품의 한 층을 형성하는 과정이 복수회 반복되어 제품 전체를 생산할 수 있다.

이러한 3차원 프린터는 기술개발을 거듭하여 최근에는 시제품 뿐만 아니라 그 자체로 제품을 생산할 수 있는 수준에 이르고 있다.

한편, 금속제품의 경우, 그 무게 때문에 제작 중 붕괴되거나 넘어질 우려가 있어 제품을 지지하는 서포터도 함께 제작된다.

이러한 서포터 또한 전자빔에 의해 파우더가 녹아서 제품 제작중에 같이 한층 한층 적층되어 형성된다.

상기와 같이 서포터와 일체로 제작된 제품의 완성을 위해서는 3차원 프린터로 제품 및 서포터의 형성 후에 서포터를 제거하는 과정이 필수적이다.

그러나, 금속 제품의 경우 서포터 또한 제품과 같은 재질로 형성되며 그 강도가 비교적 강하므로 서포터의 제거가 쉽지 않으며, 서포터의 제거후에 서포터를 제거한 부분에 대한 후가공이 필요하고, 서포터 제거시 제품자체에 흠집 등의 손상이 가해질 경우 제품을 재생산 해야 하는 문제점이 있다.

한국 공개특허 10-2002-0087250

본 출원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 출원은 서포터의 제거가 용이한 입체 형상물 제조장치를 제공하는 것이 과제이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 출원의 일 실시예에 따르면, 챔버, 상기 챔버 내에 구비되며, 파우더가 저장되는 호퍼, 상기 챔버 내에 구비되며 제품이 형성되는 공간을 형성하는 빌드탱크, 상기 빌드 탱크 내를 승강하는 빌드 플랫폼, 상기 호퍼 내의 파우더를 상기 빌드 탱크의 상기 빌드 플랫폼의 상측에 분포하도록 공급하는 레이크, 상기 파우더가 분포된 챔버의 빌드 탱크에 에너지를 주사하여 상기 파우더가 조형물의 한 레이어를 형성하도록 녹이는 에너지 주사기, 상기 챔버 내에 상기 파우더와는 다른 재질의 물질을 공급하는 이종재질 주입부를 포함하여, 파우더가 상기 에너지 주사기에 의해 녹아 조형물의 한 층을 형성하는 과정이 복수회 반복되어 조형물 및 상기 조형물을 지지하는 서포터를 형성하는 입체 형상물 제조장치가 제공된다.

상기 에너지 주사기는, 전자빔을 이용하여 에너지를 주사하는 전자빔 주사기, 이온빔을 이용하여 에너지를 주사하는 이온빔 주사기, 레이저를 이용하여 에너지를 주사하는 레이저빔 주사기 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

상기 이종재질 주입부에서 공급하는 물질은, 상기 파우더와는 다른 열팽창 계수를 가진 물질일 수 있다.

상기 이종재질 주입부에서 공급하는 물질은 가스상태로 공급될 수 있다.

상기 이종재질 주입부에서 공급된 물질은, 상기 에너지 주사기에서 방출되는 에너지에 의해 상기 조형물과 서포터의 경계부분에 적층될 수 있다.

한편, 본 출원의 다른 실시예에 따르면, 파우더를 빌드 탱크 내에 공급하는 파우더 공급단계, 상기 파우더가 공급된 빌드 플랫폼 상측의 제품의 한 층을 형성할 영역에 에너지를 주사하여 상기 파우더를 녹여 조형물 및 상기 조형물을 지지하는 서포터의 한 층을 형성하는 레이어 형성단계, 상기 파우더와는 다른 재질의 이종재질을 빌드 탱크 내에 공급하는 이종재질 공급단계 및 서포터와 조형물의 경계를 형성할 영역에 에너지를 주사하여 상기 이종재질의 층을 형성하는 경계층 형성단계를 포함하는 입체 형상물 제조장치의 제어방법이 제공된다.

본 출원에 따르면, 조형물 형성 후 별도의 공구로서 서포터를 제거하지 않아도 서포터가 쉽게 제거될 수 있어 제작시간을 단축시킬 수 있으며, 서포터 제거시 발생할 수 있는 조형물 손상을 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 입체 형상물 제조장치의 일 예를 도시한 단면도;
도 2는 도 1의 입체 형상물 제조장치의 제어방법을 도시한 순서도;
도 3 내지 도 5는 도 1의 입체 형상물 제조장치에서 조형물 및 서포터가 빌드업 되는 과정을 도시한 도면;
도 6은 이종재질이 공급되어 경계층이 형성될 때를 도시한 단면도;
도 7은 이종재질에 의해 경계층이 형성되는 지점을 확대하여 도시한 단면도;
도 8은 빌드업이 완성된 조형물 및 서포터를 도시한 도면; 그리고,
도 9는 빌드업이 완성된 조형물과 서포터가 분리된 상태를 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 출원의 입체 형상물 제조장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(110)와 호퍼(120), 빌드 탱크(130), 빌드 플랫폼(132), 레이크(124), 에너지 주사기(140) 및 이종재질 주입부(150)를 포함할 수 있다.

상기 챔버(110)는 입체 형상물(이하, 조형물이라 칭함)을 형성하는 공간 및 후술하는 각종 구성요소들이 구비되는 공간을 형성할 수 있다.

또한, 상기 챔버(110)는 조형물의 종류 및 사용되는 에너지 주사기(140)의 종류에 따라 내부에 진공을 형성하도록 이루어질 수 있으며, 상기 챔버(110) 내부의 진공을 형성하기 위한 진공펌프(112) 등이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 챔버(110)의 내부에는 호퍼(120)가 구비될 수 있다. 상기 호퍼(120)는 조형물을 형성하기 위한 파우더(122)를 저장하며, 저장된 파우더(122)를 상기 챔버(110) 내부에 공급하도록 이루어질 수 있다. 상기 파우더(122)로는 플라스틱 류 또는 금속류 등의 여러 재질이 사용될 수 있다.

한편, 상기 챔버(110) 내에는 상기 조형물이 형성되는 공간을 형성하는 빌드 탱크(130)가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 빌드 플랫폼(132)은 상기 빌드 탱크(130) 내를 승강하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 레이크(124)는 상기 호퍼(120) 내의 파우더(122)를 상기 빌드 탱크(130)의 빌드 플랫폼(132) 상측에 분포하도록 공급할 수 있다. 이 때, 상기 레이크(124)에 의해 분포되는 파우더는 균일한 두께로 펼쳐지도록 공급될 수 있다. 상기 레이크(124)는 분포되는 파우더의 두께조절이 가능하도록 이루어질 수 있다.

한편, 상기 에너지 주사기(140)는 상기 빌드 탱크(130)에 분포된 파우더에 에너지를 주사하여, 분포된 파우더가 조형물의 한 레이어(Layer: 층)을 형성하도록 녹일 수 있다.

이와 같은 에너지 주사기(140)는 레이저빔을 사용하여 에너지를 주사하는 레이저빔 주사기나, 이온빔을 이용하여 에너지를 주사하는 이온빔 주사기나, 전자빔을 이용하여 에너지를 주사하는 전자빔 주사기일 수 있다.

물론, 상기 에너지 주사기(140)는 상기한 방식 중 어느 한 방식으로 에너지를 주사할 수도 있고, 서로 다른 방식의 복수개의 에너지 주사기가 구비될 수도 있으며, 본 실시예에서는 전자빔을 이용하여 에너지를 주사하는 전자빔 주사기(142)가 구비되는 것을 예로 들어 설명하기로 하며, 상기 에너지 주사기(140)는 레이저빔이나 이온빔 또는 전자빔이 조사되는 지점을 제어할 수 있도록 이루어질 수 있다.

상기 이종재질 주입부(150)는 상기 챔버(110) 내에 상기 파우더와는 다른 재질의 물질을 공급하는 구성요소로서, 본 실시예에서는 상기 이종재질은 조형물을 지지하는 서포터와 조형물의 경계층을 형성하는데 사용될 수 있다.

그리고, 상기 이종재질 주입부(150)는 이종재질의 물질이 담긴 탱크(152)와 상기 이종재질을 빌드 탱크(130)에 공급하는 노즐(154)을 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 이종재질은 상기 파우더의 재질과 열팽창 계수에서 현격하게 차이나는 물질일 수 있으며 가스 형태로 공급될 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 파우더 형태 등 다른 고체나 액체의 형태로 공급될 수도 있다.

또한, 본 실시예의 입체 형상물 제조장치(100)에는 조형물의 3차원 데이터가 저장되거나, 저장된 3차원 데이터에 따라 각 구성요소의 작동을 제어하는 제어부(160)가 구비될 수 있다.

상기 제어부(160)는 별도의 컴퓨터로 외부에 구비되어 접속되는 형태로 구비될 수도 있으며, 또는 입체 형상물 제조장치(100) 내부에 내장될 수도 있다.

상기 제어부(160)에서는 상기 저장된 조형물의 3차원 데이터를 분석하여 조형물을 상하방향으로 여러 레이어(Layer: 층)으로 나눌 수 있다. 물론, 상기 제어부에서는 상기 조형물을 지지하는 서포터의 정보도 입력받아 이를 상기 조형물의 레이어와 동일한 높이의 여러 레이어로 나눌 수 있다.

이하, 상술한 실시예의 입체 형상물 제조장치를 사용하여 조형물을 형성하는 입체 형상물 제조장치의 제어방법에 대해서 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 입체 형상물 제조장치의 제어방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 파우더 공급단계(S110)와, 레이어 형성단계(S120), 이종재질 공급단계(S150)와 경계층 형성단계(S160)를 포함할 수 있다.

상기 파우더 공급단계(S110)는, 파우더(122)를 상기 빌드 탱크(130) 내에 공급하는 단계일 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 레이크(124)가 상기 빌드 플랫폼(132)의 상측을 지나가며 상기 빌드 플랫폼(132) 상에 파우더(122)를 분포시킨다.

상기 레이어 형성단계(S120)에서는, 상기 파우더(122)가 공급된 빌드 플랫폼(132)의 조형물의 한 층에 해당하는 영역에 에너지를 주사하여 상기 조형물 및 서포터의 한 층을 형성하는 단계일 수 있다.

따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 전자빔 주사기(142)가 상기 빌드 플랫폼(132) 상에 분포된 파우더(122)에 전자빔(144)을 주사할 수 있다.

이 때, 상기 전자빔(144)은 조형물(200) 및 서포터(210)의 제일 아래 레이어에 대응하는 영역에 전자빔(144)을 주사한다. 그리고, 상기 전자빔(144)이 주사된 부분의 파우더(122)는 녹아 용융되어 서로 결합되어 조형물(200) 및 서포터(210)의 제일 아래 레이어를 형성하며, 전자빔(144)이 주사되지 아니한 부분은 파우더(122) 상태를 유지할 수 있다.

상기와 같이, 조형물(200) 및 서포터(210)의 제일 아래의 레이어가 형성된 후에는 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 빌드 플랫폼(132)이 그 다음 레이어의 두께만큼 하강(S130)한다.

그리고, 그 다음 형성할 레이어가 조형물과 서포터의 경계인지의 여부를 판단(S140) 한 후에 조형물과 서포터의 경계가 아닌 경우, 다시 파우더 공급단계(S110) 및 레이어 형성단계(S120)로 회귀하여, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 레이크(124)가 상기 빌드 플랫폼(132)의 상측을 지나가면서 전단계에서 형성된 조형물(200)과 서포터(210) 및 파우더의 상측에 파우더(122)를 새로이 분포시킨다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 전자빔 주사기(142)가 상기 빌드 플랫폼(132)의 상측에 분포된 파우더(122)에 전자빔(144)을 주사한다.

이 때, 상기 전자빔(144)은 조형물 및 서포터의 아래에서 두번째 레이어에 대응하는 영역에 전자빔(144)을 주사한다. 상기 전자빔(144)이 주사된 부분의 파우더(122)는 녹아 용융되어 아래 레이어와 함께 적층되어 조형물(200) 및 서포터(210)의 아래에서 두번째 레이어를 형성하며, 전자빔이 주사되지 아니한 부분은 파우더(122)의 상태를 유지할 수 있다.

그리고, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 빌드 플랫폼(132)이 그 다음 레이어의 두께만큼 하강(S130) 한 후에 상기 레이크(124)가 파우더(122)를 분포(S110)시킨 후 전자빔 주사기(142)가 상기 파우더(122)에 전자빔(144)을 주사하여 그 다음 레이어를 형성(S120)시키는 과정을 반복한다.

상기 과정이 반복되면서 상기 조형물(200) 및 서포터(210)는 하측부터 상측으로 빌드-업(build-up)되며, 그 과정에서 상기 조형물(200)과 서포터(210)의 경계를 이루는 서포터(210)의 상단에 해당하는 레이어까지 형성할 수 있다.

상기와 같이 상기 조형물(200)과 서포터(210)의 경계를 이루는 레이어까지 형성된 후에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 빌드 탱크(130)에 이종재질(156)이 공급되는 이종재질 공급단계(S150)가 수행될 수 있다.

상기 이종재질(156)은 전술한 이종재질 주입부(150)를 통해 상기 빌드 탱크(130)내의 전자빔이 조사되는 영역에 공급되며, 이 때, 상기 전자빔(144)은 상기 서포터(210)의 상단부 영역에 조사될 수 있다.

상기 이종재질(156)은 상기 파우더(122)의 재질과 열적특성에서 현격하게 차이나는 물질로서, 가스 또는 입자분말 상태로 공급될 수 있다.

상기 이종재질(156)이 상기 전자빔(144)에 의해 상기 서포터(210)의 상단부에 적층되어 경계층을 형성하는 경계층 형성단계(S160)가 수행될 수 있다.

상기와 같은 이종재질(156)은 Al, Au, 비결정 탄소, 다이아몬드, Co, Cr, Cu, Fe, GaAs, GaN, Ge, Mo, Nb, Ni, Os, Pd, Pt, Rh, Ru, Re, Si, Si3N4, SiOx, W 등 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 여러 물질 중 상기 파우더(122)와 다른 열적 특성을 가진 적합한 물질을 사용할 수 있다.

상기 열적 특성으로는 열팽창계수나 용융점, 기화점 또는 용융되었을 때의 젖음성 중 어느 하나일 수 있다.

이종물질의 열팽창계수가 상기 파우더와 다른 경우 냉각 또는 가열시의 열팽창률의 차이로 인해 경계층의 분리가 용이할 수 있다.

또한, 상기 이종물질의 용융점이 파우더와 다른 경우 상기 조형물 및 상기 서포터를 가열하여 상기 경계층만 선택적으로 용융시켜 분리할 수 있다. 물론, 상기 이종물질의 용융점은 상기 파우더의 용융점보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 이종물질의 기화점이 파우더와 다른 경우 상기 조형물 및 서포터를 가열하여 상기 경계층만 선택적으로 기화시킬 수 있다. 물론, 상기 이종물질의 기화점은 상기 파우더의 기화점보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 젖음성은 상기 이종재질이 용융되었을 때 조형물을 형성하는 파우더와의 젖음성을 뜻하는 것으로서, 상기 이종재질로 이루어진 상기 경계층이 용융되었을 때 그 젖음성이 조형물과 낮을 경우 서포터의 분리가 용이할 수 있다.

본 실시예의 설명에서 상기 이종재질(156)로는 파우더와는 다른 열팽창계수를 가진 Fe가 사용되며, Fe(CO)5의 가스 상태로 공급되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

물론, 본 발명은 상기 이종재질이 가스의 형태로 공급되는 것에 한정되지 않으며, 입자 분말형태로 공급될 수도 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전자빔(144)이 서포터(210)의 상단부에 주사되면, 전자빔(144)에 의해 상기 Fe(CO)5의 가스는 Fe와 CO로 분리되며, 전자빔(144)이 조사되는 서포터(210)의 상단부 영역에서 전자가 이탈하면서 해당 영역이 음전하를 띄게 되며, Fe 원소는 상대적으로 양전하를 띄게 되어 음전하를 띄게 되는 서포터(210)의 상단부에 적층되어 경계층(212)을 형성할 수 있다.

물론, 상기 서포터(210)의 상단부를 제외한 다른 부분에는 전자빔이 조사되지 않으므로 Fe원소가 적층되지 않으며, 여분의 Fe(CO)5 및 CO가스는 전술한 진공펌프(112)를 통해 배출될 수 있다.

상기 이종재질이 입자분말의 형태로 제공될 경우 상기 이종재질이 서포터의 경계층이 형성될 부위에 분포되며, 분포된 이종재질의 입자분말이 상기 전자빔(144)에 의해 용융되어 경계층을 형성할 수 있다.

상기와 같은 경계층 형성단계(S160)는 상기 경계층(212)의 형성이 완료될 때까지 반복될 수 있다.

상기와 같이 서포터(210)의 상단에 이종재질(156)의 경계층(212)이 형성된 후에는 조형물(200)의 나머지 부분의 빌드 업 과정이 반복되어 도 8에 도시된 바와 같이 조형물(200)이 완성될 수 있다.

이 때, 상기 서포터(210)와 조형물(200)의 사이에는 이종재질의 경계층(212)이 형성된 상태일 수 있다.

상기와 같이 조형물(200)의 빌드 업이 완료된 후에는 도 9에 도시된 바와 같이, 파우더(122) 속에 매립된 조형물(200)을 꺼낼 수 있다. 상기 조형물(200)을 꺼낸 후 또는 조형물(200)을 꺼내기 전에 냉각과정을 거치게 되는데, 이 때, 상기 조형물(200)과 서포터(210)의 경계부분에 조형물(200)을 이루는 파우더(122)와는 다른 열팽창 계수를 가지는 이종재질의 경계층(212)이 형성되어 있으므로, 상기 조형물(200) 및 서포터(210)와 경계층(212)의 수축률이 다르게 되어 냉각 과정에서 자연적으로 서포터(210)가 분리되거나 또는 작은 힘을 가하는 것 만으로도 상기 서포터(210)가 분리될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 입체 형상물 제조장치 110: 챔버
112: 진공펌프 120: 호퍼
122: 파우더 124: 레이크
130: 빌드탱크 132: 빌드 플랫폼
140: 에너지 주사기 142: 전자빔 주사기
144: 전자빔 150: 이종재질 주입부
152: 탱크 154: 노즐
200: 조형물 210: 서포터
212: 경계층

Claims (9)

1. 챔버;
   상기 챔버 내에 구비되며, 파우더가 저장되는 호퍼;
   상기 챔버 내에 구비되며 조형물이 형성되는 공간을 형성하는 빌드탱크;
   상기 빌드 탱크 내를 승강하는 빌드 플랫폼;
   상기 호퍼 내의 파우더를 상기 빌드 탱크의 상기 빌드 플랫폼의 상측에 분포하도록 공급하는 레이크;
   상기 파우더가 분포된 챔버의 빌드 탱크에 에너지를 주사하여 상기 파우더가 조형물의 한 레이어를 형성하도록 녹이는 에너지 주사기;
   상기 챔버 내에 상기 파우더와는 다른 재질의 물질을 공급하여, 상기 조형물과 서포터의 경계부분에 적층시키는 이종재질 주입부;를 포함하여,
   파우더가 상기 에너지 주사기에 의해 녹아 조형물의 어느 한 레이어를 형성하는 과정이 복수회 반복되어 조형물 및 상기 조형물을 지지하는 서포터를 형성하며 조형물과 서포터의 경계부분에는 조형물을 형성하는 파우더와는 다른 이종재질이 적층되는 입체 형상물 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에너지 주사기는,
   전자빔을 이용하여 에너지를 주사하는 전자빔 주사기인 입체 형상물 제조장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 에너지 주사기는,
   이온빔을 이용하여 에너지를 주사하는 이온빔 주사기인 입체 형상물 제조장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 에너지 주사기는,
   레이저를 이용하여 에너지를 주사하는 레이저빔 주사기인 입체 형상물 제조장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 이종재질 주입부에서 공급하는 물질은,
   상기 파우더와는 다른 열적특성을 가진 물질인 입체 형상물 제조장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 열적특성은 열팽창계수, 용융점, 기화점 및 용융상태에서의 젖음성 중 어느 하나인 입체 형상물 제조장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 이종재질 주입부에서 공급하는 물질은 가스 또는 분말 중 어느 한 상태로 공급되는 입체 형상물 제조장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 이종재질 주입부에서 공급된 물질은,
   상기 에너지 주사기에서 방출되는 에너지에 의해 적층되는 입체 형상물 제조장치.
9. 파우더를 빌드 탱크 내에 공급하는 파우더 공급단계;
   상기 파우더가 공급된 빌드 플랫폼 상측의 조형물의 한 층을 형성할 영역에 에너지를 주사하여 상기 파우더를 녹여 조형물 및 상기 조형물을 지지하는 서포터의 한 층을 형성하는 레이어 형성단계;
   상기 파우더와는 다른 재질의 이종재질을 빌드 탱크 내에 공급하는 이종재질 공급단계; 및
   서포터와 조형물의 경계를 형성할 영역에 에너지를 주사하여 상기 이종재질의 층을 형성하는 경계층 형성단계;
   를 포함하는 입체 형상물 제조장치의 제어방법.

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