KR101748860B1 - 적층 가공을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

분말 베드의 부분들의 연속적인 융합을 통해서 3차원 물품을 형성하는 방법으로서, 상기 부분들은 상기 3차원 물품의 연속적인 횡단면들에 대응하고, 상기 방법은, 상기 3차원 물품의 모델을 제공하는 단계; 작업대 상에 제1 분말층을 제공하는 단계; 상기 작업대 위에 제1 에너지빔 공급원으로부터의 제1 에너지빔을 지향시켜, 상기 모델에 따른 제1 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제1 횡단면을 형성하는 단계; 및 상기 작업대 위에 제2 에너지빔 공급원으로부터의 제2 에너지빔을 지향시켜, 상기 모델에 따른 제2 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제1 횡단면을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소는 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있다.

Description

적층 가공을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ADDITIVE MANUFACTURING}
본 발명은 3차원 물품의 적층 가공(additive manufacturing)을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
자유형 제작 또는 적층 가공은 작업대에 적용된 분말층의 선택된 부분들의 연속적인 융합을 통해 3차원 물품을 형성하는 방법이다. 이 수법에 따른 방법 및 장치는 미국 특허 공개 제2009/0152771호에 개시되어 있다.
이러한 장치는 상기 3차원 물품이 그 위에서 형성되는 작업대, 분말 베드의 형성을 위하여 작업대 상에 얇은 분말층을 깔도록 배열된 분말 분배기, 분말에 에너지를 전달함으로써 분말의 융합을 일으키는 레이 건(ray gun)(즉, 빔총), 상기 분말 베드의 부분들의 융합을 통하여 상기 3차원 물품의 횡단면의 형성을 위하여 상기 분말 베드 위에 레이 건에 의해 발사된 레이의 제어를 위한 요소들, 및 3차원 물품의 연속 횡단면들에 관한 정보를 기억하는 제어 컴퓨터를 포함할 수 있다. 3차원 물품은 분말 분배기에 의해 연속적으로 깔린 분말층의 연속적으로 형성된 횡단면들의 연속 융합을 통해 형성된다.
따라서, 점점 더 큰 3차원 물품을 구축(building)할 수 있는 적층 가공 수법에 대한 요구가 있다. 구축 용적의 증가는 또한 전체 구축 구역에 걸쳐 빔 스팟 품질을 균등하게 유지하기 위하여 프로세스 곤란성을 초래할 수도 있는 빔 파워 공급원의 더 높은 빔 파워 및/또는 해당 빔 공급원의 더 높은 편향각을 요구한다.
본 발명의 목적은 에너지빔 스팟의 품질을 희생하는 일 없이 자유형 제작 혹은 적층 가공에 의해 생성된 3차원 물품의 대형 구축 용적을 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제1 양상에 있어서, 분말 베드의 부분들의 연속적인 융합을 통해 3차원 물품을 형성하는 방법이 제공되되, 여기서 상기 부분들은 3차원 물품의 연속적인 횡단면에 대응한다. 상기 방법은, 상기 3차원 물품의 모델을 제공하는 단계; 작업대 상에 제1 분말층을 제공하는 단계; 상기 작업대 위에 제1 에너지빔 공급원으로부터의 제1 에너지빔을 지향시켜, 상기 모델에 따른 제1 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제1 횡단면의 제1 부분을 형성하는 단계; 및 상기 작업대 위에 제2 에너지빔 공급원으로부터의 제2 에너지빔을 지향시켜, 상기 모델에 따른 제2 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제1 횡단면의 제2 부분을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소는 제1 중첩 지역(overlapping zone)에서 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있다.
본 발명의 각종 실시형태의 예시적인 이점은 두 빔이 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있으므로 빔 총 정렬의 작은 편차가 3차원 물품의 전체적인 품질에 영향을 미치지 않을 수 있다는 점이다. 본 발명의 다른 이점은 빔 스팟 크기 및 빔 형상을 희생시키는 일 없이 보다 큰 빔 편향각이 이용될 수 있다는 점일 수 있다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시형태에 있어서, 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있는 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소는 상기 제1 및 제2 에너지빔 공급원 각각으로부터의 상기 제1 및 제2 에너지빔에 의해 동시에 융합된다.
본 실시형태의 다른 비제한적인 이점은 두 에너지빔이 동시에 사용되므로 비교적 시간 효율적이라는 점이다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1 중첩 지역은 상기 제1 및 제2 에너지빔 공급원 각각으로부터의 상기 제1 및 제2 에너지빔에 의해 동시에 융합된다.
본 실시형태의 또 다른 비제한적인 이점은, 제1 및 제2 에너지빔이 중첩 지역에서의 열 전이, 치수 제어 및 미세구조의 제어에 관하여 약간의 여분의 유연성을 부여할 수 있는 당해 중첩 지역에서 동시에 제공된다는 점이다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1 에너지빔의 스팟은 상기 적어도 부분적으로 중첩하는 제1 및 제2 개소의 상기 융합의 적어도 하나의 경우 동안 상기 제2 에너지빔의 스팟과 적어도 부분적으로 중첩한다.
적어도 부분적으로 중첩하는 에너지빔을 허용함으로써, 이들 에너지빔이 서로 중첩되는 것을 전혀 허용하지 않는 경우에서와 같은 제약이 없다는 이점을 가진다.
다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1 에너지빔의 상기 스팟과 상기 제2 에너지빔의 상기 스팟은 상기 중첩 지역의 전체 길이(L)를 따른 상기 제1 및 제2 에너지빔의 편향 동안 상기 분말 베드 상에 서로 적어도 부분적으로 중첩한다.
이 예시적인 실시형태의 이점은, 미세구조가 중첩 지역 내부에서 제어될 수 있고 그리고 중첩 지역의 외부에서 미세구조와 동등 혹은 적어도 매우 유사하게 유지될 수 있다는 점이다. 또 다른 이점은 하나의 에너지빔에서부터 다른 에너지빔까지의 중첩이 연장될 수 있고, 그리고 중첩 지역의 폭에 따라서 이 시스템 내의 빔 스팟 위치에서의 변경으로 인한 불완전 상태(imperfection)를 제거하거나 적어도 저감시킨다는 점이다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있는 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소는 먼저 상기 제1 에너지빔 공급원으로부터의 상기 제1 에너지빔에 의해 융합되고, 그리고 상기 제1 에너지빔에 의한 융합 완료 후에, 상기 제2 에너지빔 공급원으로부터의 상기 제2 에너지빔은 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있는 상기 제1 및 제2 개소를 융합시킨다.
본 실시형태는 특정 구역의 재용융이 분말의 불완전 상태로부터의 결함을 저감시킬 수 있는 경우에 유리할 수 있다. 또한 이것은 비중첩 지역에 비해서 중첩 지역 내의 미세구조의 변화를 원할 경우 유리할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 중첩부에서의 제1 및 제2 에너지빔의 파워의 합계는 중첩 지역의 길이(L)를 따라서 변할 수 있거나 일정할 수 있는 미리 결정된 값으로 유지된다.
본 실시형태는 중첩 지역 내부 및 외부에서의 용융 과정이 가능한 한 유사하게 되는 것을 확실하게 하는 이점을 갖는다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 일정한 값은 상기 중첩부 외부에서 제1 및/또는 제2 에너지빔의 융합 파워와 동등할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1 에너지빔의 파워는 100%에서 0%로 직선적으로 변화시켜 상기 중첩 지역의 제1 단부에서 시작하여 상기 중첩 지역의 제2 단부에서 종료시키고, 동시에 상기 제2 에너지빔의 파워를 0%에서 100%로 직선적으로 변화시켜 상기 중첩 지역의 상기 제1 단부에서 시작하여 상기 중첩 지역의 상기 제2 단부에서 종료시킨다.
본 실시형태의 이점은, 하나의 에너지빔에서 다른 에너지빔으로의 전이가 매우 원활하게 수행될 수 있다는 점이다.
다른 예시적인 실시형태는 상기 부분적으로 융합된 제1 분말층의 상부에 제2 분말층을 제공하는 단계; 상기 작업대 위에 제1 에너지빔 공급원으로부터의 제1 에너지빔을 지향시켜 상기 모델에 따른 제3 선택 개소들에서 상기 제2 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제2 횡단면의 제1 부분을 형성하는 단계; 및 상기 작업대 위에 제2 에너지빔 공급원으로부터의 제2 에너지빔을 지향시켜 상기 모델에 따른 제4 선택 개소들에서 상기 제2 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 상기 제2 횡단면의 제2 부분을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있되, 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 선택 개소들은 적어도 부분적으로 중첩하는 제1 및 제2 개소들에 관하여 횡방향으로 변이된다.
본 실시형태의 비제한적인 이점은, 중첩 지역이 하나의 층에서 다른 층으로 위치 변이되므로 비중첩 지역에 대하여 중첩 지역에서의 어떠한 비유사성(dissimilarity)도 직접 확대되지 않는다는 점이다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 중첩하는 영역의 폭은 제1 및 제2 층에서 동등하다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소의 횡방향으로 변이된 거리는 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소와 적어도 부분적으로 중첩하는 제1 및 제2 개소의 비중첩을 초래하는 값으로 선택된다.
본 실시형태의 이점은 제1 층 내의 중첩 영역에서의 임의의 결함이 인접하는 층 내의 중첩 지역에서의 임의의 결함 위에 존재하지 않는다는 점이다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소의 횡방향으로 변이된 거리는 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소와 적어도 부분적으로 중첩하는 제1 및 제2 개소의 중첩을 초래하는 값으로 선택된다.
본 실시형태의 예시적인 이점은, 중첩 지역이 3차원 부분의 제한된 구역에 영향을 미친다는 점이다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제1 에너지빔 및 제2 에너지빔은 레이저빔 또는 전자빔일 수 있다. 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제1 에너지빔은 레이저빔일 수 있고, 제2 에너지빔은 전자빔일 수 있다.
본 실시형태의 비제한적인 이점은, 3차원 물품의 특정 층의 동일 구역을 용융 및/또는 가열하기 위하여 상이한 에너지빔 공급원이 사용될 수 있다는 점이다. 레이저는 가열에 더욱 적합할 수 있고, 전자빔은 예를 들어 용융에 더 적합할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소의 횡방향으로 변이된 거리는 미리 결정된 범위 내에서 랜덤화된다.
본 실시형태의 예시적인 이점은, 어떠한 반복되는 결함도 상기 랜덤화로 인해 제거될 수 있다는 점이다.
본 발명의 다른 양상에 있어서는, 분말 베드의 부분들의 연속적인 융합을 통해 3차원 물품을 형성하기 위한 장치가 제공되되, 여기서 상기 부분들은 상기 3차원 물품의 연속적인 횡단면들에 대응하고, 상기 장치는, 상기 3차원 물품의 컴퓨터 모델; 상기 3차원 물품의 제1 횡단면의 제1 부분을 형성하기 위하여 작업대 위에 제1 에너지빔을 제공하여 상기 모델에 따른 제1 선택 개소들에서 제1 분말층을 융합시키는 제1 에너지빔 공급원; 상기 3차원 물품의 제1 횡단면의 제2 부분을 형성하기 위하여 상기 작업대 위에 제2 에너지빔을 제공하여 상기 모델에 따른 제2 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시키는 제2 에너지빔 공급원; 및 상기 제1 선택 개소와 상기 제2 선택 개소들의 중첩부 및 상기 중첩부 내의 상기 제1 및 제2 에너지빔의 파워를 제어하는 제어 유닛을 포함한다.
이러한 장치에 의하면, 제어된 품질을 가진 대형 물품이 생성될 수 있다.
본 발명의 각종 실시형태가 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 방식으로 이하에 더욱 설명될 것이다. 참조부호의 동일한 문자는 도면들 중 몇몇 도면을 통하여 대응하는 유사한 부분을 지시하는데 이용된다:
도 1a는 제1 융합된 분말층의 평면도 이미지를 나타낸 도면;
도 1b는 제1 및 제2 에너지빔에 대한 파워 대 위치 다이어그램의 제1의 예시적인 실시형태를 도시한 도면;
도 1c는 제1 및 제2 에너지빔에 대한 파워 대 위치 다이어그램의 제2의 예시적인 실시형태를 도시한 도면;
도 2는 제1 및 제2 융합된 분말층의 본 발명에 따른 제2의 예시적인 실시형태의 평면도;
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 장치를 도시한 도면;
도 4는 중첩 영역의 본 발명에 따른 다른 실시형태의 평면도 이미지를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법의 순서도;
도 6a 내지 도 6c는 서로 부분적으로 중첩하고 있는 두 선택 개소와 두 에너지빔 공급원을 가진 본 발명의 예시적인 실시형태의 사시도 이미지를 나타낸 도면; 및
도 7은 두 인접 층의 중첩 지역 및 그의 서로에 대한 상대 위치의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면.
본 발명의 각종 실시형태의 이해를 용이하게 하기 위하여, 많은 용어가 이하에 정의된다. 본 명세서에서 정의된 용어는 본 발명에 관한 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자(이하 "당업자"라 칭함)가 통상적으로 이해하는 바와 같은 의미를 가진다. 단수 형태의 용어는 단지 단일의 실체를 지칭하도록 의도되지 않고, 구체적인 예가 예시를 위하여 사용될 수 있는 일반적인 부류를 포함한다. 여기서의 용어는 본 발명의 구체적인 실시형태를 기술하는데 이용되지만, 그들의 용법은 청구범위에 개요된 바를 제외하고 본 발명을 제한하지 않는다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 용어 "3차원 구조" 등은 일반적으로 특정 목적을 위하여 이용되도록 의도된 (예컨대, 구조 재료 또는 재료의) 의도된 또는 실제로 제작된 3차원 형태를 지칭한다. 이러한 구조 등은, 예를 들어, 3차원 CAD 시스템의 도움으로 설계될 수 있다.
각종 실시형태에 있어서 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 용어 "전자빔"은 임의의 하전된 특정 빔을 지칭한다. 하전된 입자 빔의 공급원은 전자총, 선형 가속기 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 자유형 제작 또는 적층 가공 장치(300)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 상기 장치(300)는 2개의 에너지빔 공급원(301, 302); 2개의 분말 호퍼(306, 307); 작업대(316); 구축 탱크(build tank)(312); 분말 분배기(310); 구축 플랫폼(build platform)(314); 진공 챔버(320); 및 제어 유닛(340)을 포함한다. 도 3은 간략화를 위하여 단지 2개의 에너지빔 공급원을 개시한다. 물론, 임의의 수의 에너지빔 공급원이 본 발명을 기술하는데 이용되는 2개의에너지빔 공급원과 마찬가지 방식으로 이용될 수 있다. 당업자라면 단지 2개의 에너지빔 공급원을 이용해서 본 명세서에 개시된 바와 같은 본 발명의 개념을 나타낸 경우라도 이들을 그의 목적에 적합할 수 있는 임의의 특정 개수로 적용할 것임이 명백하다.
진공 챔버(320)는 진공 시스템에 의해서 진공 환경을 유지할 수 있으며, 이때의 시스템은 당업자에게 충분히 공지되어 있으므로 본문에서 추가의 설명을 필요로 하지 않는 터보분자 펌프, 스크롤 펌프, 이온 펌프 및 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 진공 시스템은 제어 유닛(340)에 의해 제어된다. 다른 실시형태에 있어서, 구축 탱크는 분위기 공기 및 대기압에 설치된 밀폐 가능한 챔버 내에 설치될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 구축 챔버는 개방 공기 중에 설치될 수도 있다.
에너지빔 공급원(301, 302)은 전자빔을 발생하며, 이 전자빔은 작업대(316) 상에 제공된 분말 재료(318)를 함께 용융 혹은 융합시키는데 이용된다. 에너지빔 공급원(301, 302)의 적어도 일부는 진공 챔버(320) 내에 설치될 수 있다. 제어 유닛(340)은 에너지빔 공급원(301, 302)으로부터 발사된 전자빔을 제어 및 관리하는데 이용될 수 있다. 제1 에너지빔 공급원(301)은 제1 에너지빔(351)을 방출할 수 있고, 제2 에너지빔 공급원(302)은 제2 에너지빔(352)을 방출할 수 있다. 제1 에너지빔(351)은 제1 선택 구역(1)을 획정하는 적어도 제1 극단 위치(351a)와 적어도 제2 극단 위치(351b) 사이에서 편향될 수 있다. 제2 에너지빔(352)은 제2 선택 구역(2)을 획정하는 적어도 제1 극단 위치(352a)와 적어도 제2 극단 위치(352b) 사이에서 편향될 수 있다. 상기 제1 에너지빔(351)의 상기 제1 또는 제2 극단 위치(351a, 351b) 중 적어도 한쪽은 상기 제2 에너지빔(352)의 상기 적어도 제1 또는 제2 극단 위치(352a, 352b) 중 한쪽과 중첩됨으로써 중첩 영역(3)을 생성할 수 있다.
적어도 하나의 집속 코일(도시 생략), 적어도 하나의 편향 코일 및 전자빔 파워 공급부는 상기 제어 유닛에 전기적으로 접속될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1 및 제2 에너지빔 공급원은 0 내지 3kW 범위의 빔 파워와 약 60kV의 가속 전압을 지니는 집속 가능한 전자빔을 발생할 수 있다. 진공 챔버 내 압력은 에너지빔 공급원(301, 302)에 의해 분말층을 층 상으로 융합시킴으로써 3차원 물품을 구축할 경우 10-3 내지 10-6 mBar 범위일 수 있다.
두 전자빔으로 분말 재료를 용융시키는 대신에, 2개 이상의 레이저빔이 사용될 수 있다. 각 레이저빔은 통상적으로 레이저 빔에 의해 융합될 분말 재료가 배열되는 작업대와 레이저 공급원 사이의 레이저빔 경로에 설치된 1개 이상의 가동식 미러에 의해 편향될 수 있다. 제어 유닛(340)은 작업대 상의 미리 결정된 위치에 레이저빔을 조향시키도록 미러의 편향을 관리할 수 있다.
분말 호퍼(306, 307)는 구축 탱크(312) 내의 작업대(316) 상에 제공될 분말 재료를 포함한다. 분말 재료는 예를 들어 순수 금속 혹은 금속 합금, 예컨대, 티타늄, 티타늄 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스강, Co-Cr-W 합금 등일 수 있다. 2개의 분말 호퍼 대신에, 1개의 분말 호퍼가 사용될 수도 있다. 분말 공급을 위한 기타 설계 및/또는 기구, 예를 들어, 높이 조절 가능한 바닥을 구비한 분말 탱크가 사용될 수도 있다.
분말 분배기(310)는 작업대(316) 상에 분말 재료의 얇은 층을 깔기 위하여 배열될 수 있다. 작업 사이클 동안, 구축 플랫폼(314)은 분말 재료의 층의 각각의 추가 후에 빔총에 대해서 연속적으로 하강될 것이다. 이 움직임을 가능하게 하기 위하여, 구축 플랫폼(314)은 본 발명의 일 실시형태에 있어서 수직 방향으로, 즉, 화살표(P)로 표시된 방향으로 이동 가능하게 배열된다. 이것은 구축 플랫폼(314)이 개시 위치에서 시작하며 이때 필요한 두께의 제1 분말 재료층이 상기 작업대(316) 상에 깔리는 것을 의미한다. 분말 재료의 제1 층은 다른 적용된 층보다 더 두꺼울 수 있다. 다른 층보다 더 두꺼운 제1 층에서 시작하는 이유는 작업대 상에 제1 층의 용락(melt-through)을 원치 않기 때문이다. 구축 플랫폼은 이후에 3차원 물품의 새로운 횡단면의 형성을 위하여 새로운 분말 재료층을 까는 것과 관련하여 하강된다. 구축 플랫폼(314)을 하강시키는 수단은 예를 들어 기어, 조절 나사 등이 장비된 서보 엔진을 통하는 것일 수 있다.
도 5에서는, 분말 베드의 부분들의 연속적인 융합을 통해 3차원 물품을 형성하는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시형태의 순서도를 도시하고 있으며, 여기서 상기 부분들은 3차원 물품의 연속적인 횡단면들에 대응하며, 상기 방법은 상기 3차원 물품의 모델을 제공하는 제1 단계(502)를 포함한다. 상기 모델은 CAD(컴퓨터 지원 설계: Computer Aided Design) 툴을 통해서 생성된 컴퓨터 모델일 수 있다.
제2 단계(504)에서, 제1 분말층이 작업대(316) 상에 제공된다. 분말은 수개의 방법에 따라서 작업대 위에 균일하게 분포될 수 있다. 분말을 분포시키는 하나의 방법은 레이크 시스템(rake system)에 의해 호퍼(306, 307)로부터 떨어진 재료를 수집하는 것이다. 레이크는 구축 탱크 위로 이동하고 이에 따라서 작업대 위에 분말을 분포시킨다. 레이크의 하부와 작업대 또는 이전의 분말층 간의 거리는 작업대 위에 분포된 분말의 두께를 결정한다. 분말층 두께는 구축 플랫폼(314)의 높이를 조절함으로써 용이하게 조절될 수 있다. 상기 작업대 상에 3차원 물품을 구축하기 위하여 개시하는 대신에, 상기 3차원 물품은 착탈 가능할 수 있는 상기 구축 플랫폼(314) 상에 구축될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 3차원 물품은 분말 베드 상에 구축되도록 개시될 수 있다.
제3 단계(506)에서, 제1 에너지빔은 제1 에너지빔 공급원으로부터 상기 작업대(316) 또는 구축 플랫폼(314) 위로 지향되어 상기 제1 분말층을 상기 모델에 따른 상기 제1 선택 개소(1)들에서 융합시켜서 상기 3차원 물품(330)의 제1 횡단면을 형성한다. 제1 에너지빔(351)은 최대 편향각과 에너지빔 공급원(301)으로부터 작업대까지의 거리에 좌우되는 미리 결정된 구역에 도달할 수 있다. 이런 이유로, 제1 에너지빔(351)은 총 구축 구역의 일부, 즉, 3차원 물품(330)의 제1 횡단면의 일부에 단지 도달할 수 있다.
제1 에너지빔(351)은 전자빔 또는 레이저빔일 수 있다. 빔은 제어 유닛(340)에 의해 부여된 명령으로부터 상기 작업대(316) 위로 지향된다. 제어 유닛(340)에 있어서, 3차원 물품의 각 층에 대해서 에너지빔 공급원(301, 302)을 제어하는 방법에 대한 명령이 저장될 수 있다.
제4 단계(508)에서, 제2 에너지빔(352)은 제2 에너지빔 공급원(302)으로부터 상기 작업대(316) 위로 지향되어 상기 제1 분말층을 상기 모델에 따른 상기 제2 선택 개소(2)들에서 융합시켜서 상기 3차원 물품(330)의 제1 횡단면을 형성한다.
제1 에너지빔(351)과 마찬가지로, 제2 에너지빔(352)도 최대 편향각과 에너지빔 공급원으로부터 작업대(316) 또는 융합될 분말층까지의 거리에 좌우되는 미리 결정된 구역에 도달할 수 있다. 이런 이유로, 제2 에너지빔(352)은 총 구축 구역의 일부, 즉, 3차원 물품(330)의 제1 횡단면의 일부에 단지 도달할 수 있다.
상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 선택 개소(1, 2)는 중첩 영역(3)에서 서로 적어도 부분적으로 중첩한다. 상기 제1 분말층의 제1 선택 개소(1)들은 제1 에너지빔(351)을 이용해서 융합되고, 상기 제1 분말층의 제2 선택 개소(2)들은 상기 제2 에너지빔(352)을 이용해서 융합된다. 융합이 상기 3차원 물품의 전체 제1 횡단면 위에서 완결되는 것을 확실하게 하기 위하여, 제1 선택 개소(1)들 및 제2 선택 개소(2)들은 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있다. 이것은 3차원 물품의 제1 횡단면의 동일 구역(중첩 영역)이 두 번, 즉, 제1 에너지빔에 의해서 한번 그리고 제2 에너지빔에 의해서 한번 융합될 수 있는 것을 의미한다. 다른 실시형태에 있어서, 상기 중첩 영역은 상기 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)과 동시에 융합될 수 있다.
도 1a는 작업대 또는 작업대 또는 분말 베드(100)를 예시한다. 제1 에너지빔은 (1)로 표기된 제1 선택 개소에 도달할 수 있다. 제2 에너지빔은 (2)로 표기된 제2 선택 개소에 도달할 수 있다. 상기 제1 및 제2 선택 개소는 서로 중첩하여 (3)으로 표시된 중첩 지역을 획정할 수 있다. 중첩 지역의 길이는 (L)로 표기된다. 제1 선택 개소(1)들은 제1 라인(110)에서 종료될 수 있고, 제2 선택 개소들은 제2 라인(120)에서 종료될 수 있다. 제2 라인(120)은 제1 에너지빔(351)에 의해 융합될 수 있는 제1 선택 개소(1)들 내부에 설치되고, 제1 라인(110)은 제2 에너지빔(352)에 의해 융합될 수 있는 제2 선택 개소(2)들 내부에 설치된다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 있어서, 중첩 지역(3)에서 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있는 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소(1, 2)는 상기 제1 및 제2 에너지빔 공급원(201, 302) 각각으로부터의 상기 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)에 의해 동시에 융합될 수 있다.
상기 중첩 지역(3) 내에서의 상기 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)에 의한 동시 융합은 상이한 방식으로 수행될 수 있다.
첫 번째 방식은, 제2 에너지빔(352)이 상기 제1 통로로부터 분리된 제2 통로에서 분말을 융합 또는 가열할 수 있으므로 동시에 상기 중첩 지역(3) 내 제1 통로에서 제1 에너지빔(351)으로 분말을 융합 또는 가열시키는 것이다. 상기 제1 에너지빔에 의해 융합된 제1 통로는 상기 제1 에너지빔이 상기 통로를 떠난 후에 제2 에너지빔에 의해 재융합될 수 있으며, 즉, 제1 및 제2 에너지빔이 어떠한 시각에도 매우 동일한 위치에서 동시에 있지 않게 된다.
두 번째 방식은 상기 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)이 적어도 한번 매우 동일한 위치에서 동시에 있게 되도록 제1 및 제2 에너지빔으로 분말을 융합 또는 가열시키는 것이다. 도 1b는 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)이 대략 중첩 지역(3)의 매우 동일한 위치에서 융합되도록 할 때 이들 에너지빔을 제어하는 하나의 가능한 방식을 예시한다. 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)이 서로 중첩하는 영역에서 이들 에너지빔의 파워의 합계는 일정한 값으로 유지될 수 있다. 이것은 하나의 에너지빔 대신에 분말을 동시에 융합시키는 두 에너지빔이 있는 경우에 융합 과정에 부가된 여분의 파워가 없거나 또는 융합 과정에서 파워의 어떠한 결여도 없다는 것을 의미한다.
비중첩 영역에서의 단일 에너지빔의 파워 및 중첩 영역에서의 두 에너지빔의 파워는 동등할 수 있다. 임의의 위치에서의 에너지빔의 파워의 제어는 완성된 3차원 물품의 미세구조의 제어를 위하여 중요할 수 있다. 도 1b에서의 예시적인 실시형태에 있어서, 파워는 제1 및 제2 구역 전체를 통해서 일정한 것으로 도시되어 있다. 물론 이것은 실제 사례의 간략화일 뿐이다. 실제 사례에 있어서, 빔의 파워는 구축 온도 및 융합 과정이 미리 결정된 스케줄에 따라서 진행되는 것을 확실하게 하기 위하여 하나의 위치에서 다른 위치로 변경될 수 있다. 이러한 경우에, 제1 및 제2 에너지빔의 합계가 시뮬레이션으로 융합 과정 전에 결정될 수 있는 목표값까지 합해질 것임을 아는 것이 중요할 수 있다.
도 1b 및 도 6a 내지 도 6c는 두 에너지빔 공급원(301, 302)이 미리 결정된 구역을 융합시키는데 이용되는 예시적인 실시형태를 예시한다. 제1 선택 개소(1)는 제1 에너지빔(351)으로 융합된다. 상기 제1 에너지빔이 중첩 지역(3)에 도달한 경우, 제2 에너지빔(352)은 상기 중첩 지역(3)에서의 상기 제1 에너지빔(351)과 동일한 위치에서 동시에 상기 중첩 지역(3)을 융합시키기 시작한다. 제1 에너지빔(351)이 중첩 지역(3) 내로 계속 편향됨에 따라서, 그의 파워가 감소되는 한편 제2 에너지빔(352)의 파워는 증가된다. 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)의 합계는 중첩 지역(3)에서 일정하게 유지될 수 있다. 제2 선택 개소(2)는 제2 에너지빔(352)만을 이용해서 융합된다. 제1 에너지빔은 제1 라인(110)에서 정지되었다.
본 발명에 따른 또 다른 예시적인 실시형태는 도 1c에 도시되어 있다. 도 1c에서, 제1 및 제2 에너지빔(351, 352)은 각각 요구되는 파워의 절반, 즉, 제1 에너지빔(351)에 대해 요구되는 파워의 50%와 제2 에너지빔(352)에 대해 요구되는 파워의 50%를 각각 지니는 것이 도시되어 있다. 대안적으로, 이들 도면은 불균등하게 분할될 수 있으며, 예컨대, 제1 에너지빔이 요구되는 파워의 30%를 지닐 수 있고, 제2 에너지빔이 요구되는 파워의 70%를 지닐 수 있다.
전자빔 총에 있어서, 빔의 품질은 편향각에 좌우되고 있다. 무편항각 혹은 낮은 편향각에서, 목적으로 하는 빔 스팟 크기는 대략 실제 빔 스팟 크기이다. 편향각이 증가함에 따라서, 스팟 크기가 증가하고/하거나 스팟 형상이 원형인 것으로부터 벗어나는 경향이 있다. 빔들 중 하나가 미리 결정된 값보다 큰 편향각을 지니고 있는 경우에, 빔 파워는 두 개의 에너지빔 중 하나의 에너지빔으로부터 전환될 수 있다. 목적으로 하는 빔 파워에 도달하기 위하여 단지 하나의 에너지빔이 이용될 경우 요구되는 것보다 낮은 파워를 각각 지니는 두 개의 에너지빔을 이용함으로써, 빔 스팟 크기 및 형상은 편향각이 비교적 높더라도 제어 가능하게 유지될 수 있다. 그 이유는 더 낮은 에너지빔 파워를 지니는 빔이 더 높은 에너지빔 파워를 지니는 빔에 비해서 더 작은 스팟 크기를 지니기 때문이다. 높은 파워를 지니는 것 대신에 낮은 파워를 지니는 두 개의 에너지빔을 이용함으로써, 적어도 하나의 에너지빔이 비교적 높은 편향각을 지니는 위치에서 합성된 빔의 형상과 크기는 미리 결정된 값보다 큰 원형 형상으로부터 벗어나거나 미리 결정된 값보다 더 크지 않을 수 있다. 중첩 지역에서, 제1 에너지빔 공급원으로부터의 높은 편향각을 지니는 제1 에너지빔과 제2 에너지빔 공급원으로부터의 제1 에너지빔보다 작은 편향각을 지니는 제2 에너지빔이 있을 수 있다.
하나보다 많은 에너지빔 공급원을 이용함으로써, 3차원 구축의 구축 온도는 단지 하나의 에너지빔 공급원이 이용되는 경우에 비해서 더욱 용이하게 유지될 수 있다. 그 이유는, 두 에너지빔이 단지 하나의 에너지빔보다 동시에 더 많은 개소에 있을 수 있기 때문이다. 에너지빔 공급원의 개수를 증가시키는 것은 구축 온도의 제어를 더욱 용이하게 할 것이다. 복수의 에너지빔 공급원을 이용함으로써, 제1 에너지빔 공급원은 분말 재료를 용융시키는데 이용될 수 있고 제2 에너지빔 공급원은 미리 결정된 온도 범위 내에서 구축 온도를 유지하기 위하여 분말 재료를 가열하는데 이용될 수 있다.
제1 층이 완성된 후에, 즉, 3차원 물품의 제1 층을 만들기 위한 분말 재료의 융합 후에, 제2 분말층이 상기 작업대(316) 상에 제공된다. 제2 분말층은 소정의 실시형태에 있어서 이전의 층과 같은 방식에 따라서 분포될 수 있다. 그러나, 작업대 상에 분말을 분포시키는 동일한 적층 가공 기계에서 다른 방법이 있을 수도 있다. 예를 들어, 제1 층은 제1 분말 분배기에 의해 제공될 수 있고, 제2 층은 다른 분말 분배기에 의해 제공될 수 있다. 분말 분배기의 설계는 제어 유닛으로부터의 명령에 따라서 자동적으로 변화된다. 단일의 레이크 시스템 형태의 분말 분배기, 즉, 하나의 레이크가 좌측 분말 호퍼(306)와 우측 분말 호퍼(307)의 둘 다로부터 떨어진 분말을 포획하는 경우, 그러한 레이크는 설계 변경될 수 있다.
작업대(316) 상에 제2 분말층을 분포시킨 후, 제1 에너지빔 공급원(301)으로부터의 제1 에너지빔(351)은 상기 작업대(316) 위로 지향되어 상기 제2 분말층을 상기 모델에 따른 제3 선택 개소들에서 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제2 횡단면을 형성할 수 있다.
제2 층에서의 융합된 부분은 상기 제1 층의 융합된 부분에 결합될 수 있다. 제1 및 제2 층 내의 융합된 부분들은, 최상층 내의 분말을 용융시킬 뿐만 아니라 상기 최상층 바로 아래쪽 층의 두께의 적어도 일부분을 재용융시킴으로써 용융될 수 있다.
제2 에너지빔 공급원(302)으로부터의 제2 에너지빔(352)은 상기 작업대(316) 위로 지향되어 상기 제2 분말층을 상기 모델에 따른 제4 선택 개소들에서 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제2 횡단면을 형성할 수 있으며, 상기 제2 분말층의 상기 제3 및 제4 선택 개소는 서로 적어도 부분적으로 중첩될 수 있고, 여기서 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소(4, 5)는 적어도 부분적으로 중첩하는 제1 및 제2 개소(1, 2)에 관하여 횡방향으로 변이될 수 있으며, 이에 대해서는 도 7을 참조하면 된다. 도 7에서, 제2 층 내의 중첩 지역(6)은 제1 층 내의 중첩 지역(3)에 관하여 횡방향으로 변이되는 것이 도시되어 있다. 이 변이는 중첩 지역(3, 6)이 서로 중첩되지 않도록 크게 되어 있을 수 있다. 이 변이는 미리 결정된 범위 내일 수 있으므로 중첩 지역들은 서로 여전히 중첩하고 있다. 중첩 지역의 길이(L)는 층마다 다를 수 있다.
레이저빔 또는 전자빔일 수 있는 에너지빔은, 최종 적용된 분말층을 용융시킬 뿐만 아니라 분말 재료 및 이전의 융합 공정으로부터 이미 용융된 재료를 포함하는 용융물을 초래하는 분말층 아래쪽의 재료의 층도 적어도 용융시킨다.
본 발명에 따른 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 중첩 지역의 폭(190, 192)은 제1 및 제2 층에서 동등할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 중첩 지역의 길이(190, 192)는 제2 층에 비해서 제1 층에서 상이할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 중첩 지역의 상기 길이는 적어도 1층에 대해서 미리 결정된 최솟값과 최댓값 사이에서 랜덤화된다.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소의 횡방향으로 변이된 거리는 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소와 적어도 부분적으로 중첩하는 제1 및 제2 개소의 비중첩을 초래하는 값으로 선택될 수 있다. 이것은 제1 층에 대해서 중첩 영역이 제1 위치에 배열되는 것을 의미한다. 제2 층에서, 중첩 영역은 제1 층 내의 제1 위치와 중첩되지 않는 제2 위치에 배열된다. 이것은 상기 중첩부가 두 인접하는 층에 대해서 서로의 상부에 제공되지 않으므로 3차원 물품의 구축 품질을 향상시킬 수 있다.
또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소의 횡방향으로 변이된 거리는 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소와 적어도 부분적으로 중첩하는 제1 및 제2 개소의 중첩을 초래하는 값으로 선택될 수 있으며, 이것은 도 2를 참조하면 되고, 여기서 두 인접하는 층의 중첩부는 서로 중첩하고 있지만 제2 층이 제1 층에 관하여 변이된다.
상기 적어도 부분적으로 중첩하는 제3 및 제4 개소의 횡방향으로 변이된 거리는 미리 결정된 범위 내에서 랜덤화될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 다른 예시적인 실시형태의 중첩 영역의 평면도 이미지를 나타낸다. 도 4에서, 상이한 에너지빔 공급원이 이용되고, 이들의 각각은 분말층의 미리 결정된 구역을 융합시킬 수 있다. 제1 에너지빔 공급원으로부터의 제1 에너지빔은 (41)로 표기된 제1 구역을 융합시킬 수 있다. 제2 에너지빔 공급원으로부터의 제2 에너지빔은 (42)로 표기된 제2 구역을 융합시킬 수 있다. 제3 에너지빔 공급원으로부터의 제3 에너지빔은 (43)으로 표시된 제3 구역을 융합시킬 수 있다. 제4 에너지빔 공급원으로부터의 제4 에너지빔은 (44)로 표기된 제4 구역을 융합시킬 수 있다.
제1 구역(41) 및 제2 구역(42)은 (45)로 표기된 제1 중첩 구역에서 서로 중첩될 수 있다. 제1 구역(41)과 제3 구역(43)은 (47)로 표기된 제3 중첩 구역에서 서로 중첩될 수 있다. 제3 구역(43)과 제4 구역(44)은 (46)으로 표시된 제2 중첩 구역에서 서로 중첩될 수 있다. 제4 구역(44)과 제2 구역(42)은 (48)로 표기된 제4 중첩 구역에서 서로 중첩될 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 구역은 모두 (49)로 표기된 제5 중첩 구역에서 서로 중첩되고 있다. 예를 들어 제1 중첩 구역(45)은 제1 및 제2 에너지빔의 한계를 획정하고, 즉, 제1 중첩 구역(45)의 가장 좌측 실선은 제2 에너지빔의 가장 좌측 위치를 획정하고, 제1 중첩 구역의 가장 우측 실선은 제1 에너지빔의 가장 우측 위치를 획정한다. 제1 중첩 구역 내에서, 실제 중첩 지역이 획정되고 위치결정될 수 있다. 이것은 제2, 제3, 제4 및 제5 중첩 구역(46, 47, 48 및 49)에도 준용된다.
제1 층에서 제1 구역(41)과 제2 구역(42)의 중첩 지역(140)은 상기 중첩 구역(45) 내의 제1 위치에 배열될 수 있다. 제2 층에서, 제1 구역(41)과 제2 구역(42)의 중첩 지역(140)은 상기 중첩 구역(45) 내의 제2 위치에 배열될 수 있다. 제1 및 제2 위치는 서로 부분적으로 중첩할 수 있거나, 서로 완전히 중첩할 수 있거나 또는 중첩하지 않을 수 있다. 상기 중첩 지역의 제1 및 제2 위치는 각 층 및 각 중첩 구역에 대해서 랜덤화될 수 있다. 중첩 지역(140, 150, 160, 170)의 길이는 동일 층 내의 상이한 중첩 영역에 대해서 상이할 수 있고, 그리고 상이한 층에 대해서 동일한 중첩 영역에 대해서 상이할 수 있다.
분말 베드의 부분들의 연속적인 융합을 통해서 3차원 물품을 형성하는 장치의 또 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 부분들은 3차원 물품의 연속적인 횡단면에 대응한다. 상기 장치는 상기 3차원 물품의 제1 횡단면을 형성하기 위하여 모델에 따른 제1 선택 개소들에서 제1 분말층을 융합시키는데 적합한 제1 에너지빔 공급원을 포함한다. 상기 장치는 상기 3차원 물품의 제1 횡단면을 형성하기 위하여 모델에 따른 제2 선택 개소들에서 제1 분말층을 융합시키는데 적합한 제2 에너지빔 공급원을 더 포함한다. 상기 장치는 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소가 서로 적어도 부분적으로 중첩하도록 상기 제1 및 제2 에너지빔 공급원을 제어하는데 적합한 제어 유닛을 더 포함한다.
본 발명은 위에 기재된 실시형태들로 제한되지 않고 많은 변형이 이하의 청구범위의 범주 내에서 가능하다는 것을 이해해야 한다. 이러한 변형은 예를 들어 레이저빔과 같은 예시된 전자빔과는 상이한 에너지빔의 공급원을 포함할 수 있다. 부가적으로 혹은 달리, 금속 분말 이외의 재료, 예컨대, 폴리머 분말 또는 세라믹 분말의 비제한적인 예가 이용될 수 있다.

Claims (24)

  1. 분말 베드(powder bed)의 부분들의 연속적인 융합을 통해서 3차원 물품을 형성하는 방법으로서, 상기 부분들은 상기 3차원 물품의 연속적인 횡단면들에 대응하고, 상기 방법은,
    상기 3차원 물품의 모델을 제공하는 단계;
    작업대 상에 제1 분말층을 가하는 단계;
    상기 작업대 위에 제1 에너지빔 공급원으로부터의 제1 에너지빔을 지향시키는 단계로서, 상기 제1 에너지빔의 상기 지향은 상기 모델에 따른 제1 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제1 횡단면의 제1 부분을 형성하는, 상기 제1 에너지빔을 지향시키는 단계;
    상기 작업대 위에 제2 에너지빔 공급원으로부터의 제2 에너지빔을 지향시키는 단계로서, 상기 제2 에너지빔의 상기 지향은 상기 모델에 따른 제2 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 상기 제1 횡단면의 제2 부분을 형성하고, 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소는 제1 중첩 지역(overlapping zone)에서 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있는, 상기 제2 에너지빔을 지향시키는 단계;
    상기 제1 및 제2 에너지빔 공급원 각각으로부터의 상기 제1 및 제2 에너지빔을 통하여 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소를 동시에 융합시키는 단계;
    상기 제1 중첩 지역의 상기 융합의 적어도 하나의 경우 동안 상기 제1 에너지빔의 스팟을 상기 제2 에너지빔의 스팟과 적어도 부분적으로 중첩시키는 단계; 및
    상기 제1 중첩 지역 내의 상기 제1 및 제2 에너지빔의 파워의 합계를 미리 결정된 값에서 유지시키는 단계로서, 상기 제1 중첩 지역 내의 상기 제1 및 상기 제2 에너지빔의 각각의 개별적인 파워가 상기 제1 중첩 지역의 외부에서의 상기 제1 및 상기 제2 에너지빔의 각각의 개별적인 파워의 절반이거나 또는 상기 미리 결정된 값이 상기 제1 중첩 지역의 외부에서의 상기 제1 또는 상기 제2 에너지빔 중 적어도 하나의 개별적인 파워와 동등한, 상기 유지시키는 단계를 포함하는, 3차원 물품을 형성하는 방법.
  2. 분말 베드의 부분들의 연속적인 융합을 통해서 3차원 물품을 형성하는 방법으로서, 상기 부분들은 상기 3차원 물품의 연속적인 횡단면들에 대응하고, 상기 방법은,
    상기 3차원 물품의 모델을 제공하는 단계;
    작업대 상에 제1 분말층을 가하는 단계;
    상기 작업대 위에 제1 에너지빔 공급원으로부터의 제1 에너지빔을 지향시키는 단계로서, 상기 제1 에너지빔의 상기 지향은 상기 모델에 따른 제1 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 제1 횡단면의 제1 부분을 형성하는, 상기 제1 에너지빔을 지향시키는 단계;
    상기 작업대 위에 제2 에너지빔 공급원으로부터의 제2 에너지빔을 지향시키는 단계로서, 상기 제2 에너지빔의 상기 지향은 상기 모델에 따른 제2 선택 개소들에서 상기 제1 분말층을 융합시켜서 상기 3차원 물품의 상기 제1 횡단면의 제2 부분을 형성하고, 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소는 제1 중첩 지역에서 서로 적어도 부분적으로 중첩하고 있는, 상기 제2 에너지빔을 지향시키는 단계;
    상기 제1 및 제2 에너지빔 공급원 각각으로부터의 상기 제1 및 제2 에너지빔을 통하여 상기 제1 분말층의 상기 제1 및 제2 개소를 동시에 융합시키는 단계;
    상기 제1 중첩 지역의 상기 융합의 적어도 하나의 경우 동안 상기 제1 에너지빔의 스팟을 상기 제2 에너지빔의 스팟과 적어도 부분적으로 중첩시키는 단계;
    상기 제1 에너지빔의 파워를 100%에서 0%로 직선적으로 변화시켜 상기 중첩 지역의 제1 단부에서 시작하여 상기 중첩 지역의 제2 단부에서 종료시키는 단계; 및
    상기 제2 에너지빔의 파워를 0%에서 100%로 직선적으로 동시에 변화시켜 상기 중첩 지역의 상기 제1 단부에서 시작하여 상기 중첩 지역의 상기 제2 단부에서 종료시키는 단계를 포함하는, 3차원 물품을 형성하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중첩 지역의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서의 상기 제1 및 상기 제2 에너지빔의 상기 파워의 합계가 미리 결정된 값에서 유지되는, 3차원 물품을 형성하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 미리 결정된 값은 일정한 값인, 3차원 물품을 형성하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 미리 결정된 값은 상기 제1 중첩 지역의 외부에서의 상기 제1 또는 상기 제2 에너지빔 중 적어도 하나의 개별적인 파워와 동등한, 3차원 물품을 형성하는 방법.
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