KR20230110774A - Height adjustment in the method of 3D printing - Google Patents

Abstract

미리 정의된 설계에 따라 열경화성 수지의 하나 이상의 층을 형성하기 위해 그 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 생성되고 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 퇴적되는 퇴적 경로를 따라 열경화성 수지를 퇴적하는 단계; 섭동 프로파일을 형성하기 위해 미리 정의된 설계와는 상이한, 그 내부에 존재하는 하나 이상의 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 퇴적된 층 중 하나 이상의 적어도 일부를 스캐닝하는 단계; 섭동 프로파일에 기초하여 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터를 조정하는 단계; 및 미리 정의된 설계에 따라 3차원(3D) 객체를 형성하기 위해 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층을 퇴적시키는 단계를 포함하는, 3D 객체 및 3D 객체 생성 프로세스가 개시된다.depositing a thermoset resin along a deposition path during at least a portion of which the thermoset resin is created and deposited according to one or more deposition parameters to form one or more layers of thermoset resin according to a predefined design; scanning at least a portion of one or more of the deposited layers of thermoset to detect one or more perturbations present therein that differ from the predefined design to form a perturbation profile; adjusting one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile; and depositing subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters to form a three-dimensional (3D) object according to a predefined design.

Description

3차원 인쇄의 방법에서 높이 조정Height adjustment in the method of 3D printing

관련 출원related application

본 출원은 2020년 11월 25일자로 출원된 미국 가출원 제63/118,229호에 대한 우선권을 주장하고; 2017년 6월 23일자로 출원된 미국 가출원 제62/524,214호 및 2016년 12월 6일자로 출원된 미국 가출원 제62/430,919호에 대한 우선권을 주장하는 2017년 12월 6일자로 출원된 국제 출원 PCT/US2017/64941의 연속 출원인, 현재 US 11,065,816인, 2019년 6월 6일자로 출원된 미국 출원 제16/433,324호의 일부 계속 출원이고; 2019년 6월 6일자로 출원된 미국 출원 제16/433,324호의 분할 출원인 2021년 4월 8일자로 출원된 미국 출원 제17/225,377호의 일부 계속 출원이고; 2020년 8월 3일자로 출원된 미국 가출원 제63/060,342호에 대한 우선권을 주장하는 2021년 8월 3일자로 출원된 국제 출원 PCT/US2021/044252의 일부 계속 출원이고; 2020년 6월 8일자로 출원된 미국 가출원 제63/036,115호에 대한 우선권을 주장하는 2021년 6월 8일자로 출원된 국제 출원 PCT/US2021/036383의 일부 계속 출원이고; 2020년 5월 21일자로 출원된 미국 가출원 제63/028,174호에 대한 우선권을 주장하는 2021년 5월 21일자로 출원된 국제 출원 PCT/US2021/033541의 일부 계속 출원이고; 2019년 8월 15일자로 출원된 미국 가출원 제62/887,397호에 대한 우선권을 주장하는 2020년 8월 14일자로 출원된 국제 출원 PCT/US2020/046338의 일부 계속 출원이고; 2020년 5월 22일자로 출원된 국제 출원 PCT/US2020/034181의 계속 출원이고, 이어서 2019년 5월 23일자로 출원된 미국 가출원 제62/851,902호에 대한 우선권을 주장하는, 2021년 11월 23일자로 출원된 미국 출원 제17/613920호의 일부 계속 출원이고; 미국 가출원 제62/524,214호에 대한 우선권을 주장하는 2017년 12월 6일자로 출원된 국제 출원 PCT/US17/64941의 일부 계속 출원이고; 2017년 12월 6일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/595,400호에 대한 우선권을 주장하는 2018년 12월 6일자로 출원된 국제 출원 PCT/US2018/064323의 국내 단계 출원인, 현재 미국 특허 제10,639,842호인, 2019년 1월 24일자로 출원된 미국 출원 제16/256657호의 일부 계속 출원이고; 2019년 1월 24일자로 출원된 미국 출원 제16/256657호의 계속 출원인 2020년 1월 22일자로 출원된 미국 출원 제16/749,671호의 일부 계속 출원이다. 그 각각의 내용은 본 명세서에 참조로서 완전히 합체되어 있다.This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 63/118,229, filed on November 25, 2020; Continuing applicant of international application PCT/US2017/64941, filed on December 6, 2017, claiming priority to U.S. Provisional Application No. 62/524,214, filed on June 23, 2017, and U.S. Provisional Application No. 62/430,919, filed on December 6, 2016, currently US 11,065,8 16, a continuation-in-part of U.S. Application Serial No. 16/433,324, filed on June 6, 2019; is a continuation-in-part of U.S. Application No. 17/225,377, filed on April 8, 2021, which is a divisional application of U.S. Application No. 16/433,324, filed on June 6, 2019; is a continuation-in-part of International Application PCT/US2021/044252, filed on August 3, 2021, which claims priority to U.S. Provisional Application No. 63/060,342, filed on August 3, 2020; is a continuation-in-part of International Application PCT/US2021/036383, filed on June 8, 2021, which claims priority to U.S. Provisional Application No. 63/036,115, filed on June 8, 2020; is a continuation-in-part of International Application PCT/US2021/033541, filed on May 21, 2021, which claims priority to U.S. Provisional Application No. 63/028,174, filed on May 21, 2020; is a continuation-in-part of international application PCT/US2020/046338, filed on August 14, 2020, which claims priority to U.S. Provisional Application Serial No. 62/887,397, filed on August 15, 2019; is a continuation-in-part of U.S. Application Serial No. 17/613920, filed on November 23, 2021, which claims priority to U.S. Provisional Application No. 62/851,902, filed on May 22, 2020, and subsequently filed on May 23, 2019; is a continuation-in-part of international application PCT/US17/64941, filed on December 6, 2017, claiming priority to U.S. Provisional Application No. 62/524,214; National Phase Applicant of International Application PCT/US2018/064323, filed on December 6, 2018, which claims priority to US Provisional Patent Application Serial No. 62/595,400, filed on December 6, 2017, now U.S. Patent No. 10,639,842, filed January 24, 2019, US Application Serial No. 16/2566 57, a continuation-in-part application; It is a continuation-in-part of U.S. Application Serial No. 16/749,671, filed on January 22, 2020, which is a continuation of U.S. Application Serial No. 16/256657, filed on January 24, 2019. The contents of each of which are fully incorporated herein by reference.

분야Field

본 개시내용은 3D 적층 제조 방법 및 층의 섭동(perturbation)을 검출하고 섭동 프로파일에 기초하여 후속 층의 퇴적을 조정하기 위해 스캐너를 사용하는 3D 적층 제조의 방법에 관한 것이다. 본 출원은 또한 3D 적층 제조에 의해 준비된 3D 객체(object)에 관한 것이다.The present disclosure relates to 3D additive manufacturing methods and methods of 3D additive manufacturing that use a scanner to detect a perturbation of a layer and adjust the deposition of a subsequent layer based on the perturbation profile. This application also relates to 3D objects prepared by 3D additive manufacturing.

열가소성 압출(thermoplastic extrusion), 플라스틱 제트 인쇄(plastic jet printing: PJP), 융합 필라멘트 방법(Fused Filament Method: FFM) 또는 융합 증착 모델링(fusion deposition modeling)이라고도 또한 칭하는 융합 필라멘트 제작(Fused Filament Fabrication: FFF)은 재료가 플랫폼 상에 연속적인 층으로 압출되어 3차원(3D) 제품을 형성하는 적층 제조 프로세스이다. 통상적으로, FFF는 플랫폼 상에 압출되는 용융 열가소성 재료를 사용한다. 3차원 인쇄(3D 인쇄)는 때때로 인쇄 후 부품으로부터 쉽게 용해되거나 제거되는 지지 구조체를 사용한다.Fused Filament Fabrication (FFF), also referred to as thermoplastic extrusion, plastic jet printing (PJP), Fused Filament Method (FFM), or fusion deposition modeling, is an additive manufacturing process in which materials are extruded in successive layers onto a platform to form a three-dimensional (3D) product. Typically, FFF uses a molten thermoplastic material that is extruded onto a platform. Three-dimensional printing (3D printing) sometimes uses support structures that are easily dissolved or removed from the part after printing.

열가소성 물질을 사용하는 기존 FFF 기술의 단점은 단일 재료 특성 인쇄, 제한된 인쇄 방향 강도, 제한된 내구성, 제한된 연성을 포함한다. 열경화성 수지는 일반적으로 FFF에서 사용되지 않는데, 이는 경화 전에, 모노머가 저점도 액체이고, 퇴적시에, 경화 액체가 유동하거나 액적으로 분해되어, 낮은 품질 및 바람직하지 않게 낮은 해상도의 완성된 부품을 생성하기 때문이다. 열경화성 수지로 인쇄하려는 시도는 완전히 경화되기 전에 수지에 요변성(thixotropic) 거동을 유도하기 위해 충전제(무기 분말 또는 폴리머와 같은)의 첨가를 요구해 왔다. 이들 해결책은 인쇄된 부품의 최종 특성에 악영향을 미친다. 다른 문제는 인쇄된 부품의 불량한 해상도 제어 및 혼합 시스템의 빈번한 막힘을 포함한다.Disadvantages of existing FFF technologies using thermoplastic materials include single material feature printing, limited print direction strength, limited durability, and limited ductility. Thermosets are generally not used in FFF because, prior to curing, the monomers are low viscosity liquids, and upon deposition, the curing liquids flow or disintegrate into droplets, resulting in low quality and undesirably low resolution finished parts. Attempts to print with thermosets have required the addition of fillers (such as inorganic powders or polymers) to induce thixotropic behavior in the resin before it is fully cured. These solutions adversely affect the final properties of the printed part. Other problems include poor resolution control of printed parts and frequent clogging of the mixing system.

3D 인쇄 방법을 사용하여 인쇄된 개별 층은 때때로 3D 객체의 미리 정의되거나 의도된 설계와는 상이한 결함 또는 섭동을 가질 수도 있다. 이들 결함 또는 섭동은 많은 층을 갖는 부품에 대해 더 현저하게 될 수도 있어, 불량한 해상도 및 일관성 없는 생성으로 이어질 수도 있다.Individual layers printed using 3D printing methods may sometimes have defects or perturbations that differ from the predefined or intended design of the 3D object. These defects or perturbations may become more pronounced for parts with many layers, leading to poor resolution and inconsistent production.

이 요약 설명은 상세한 설명에서 이하에 더 설명되는 개념의 선택을 소개하기 위해 제공된다. 이 요약 설명은 청구된 주제의 주요 또는 필수 특징을 식별하도록 의도된 것이 아니고, 또한 청구된 주제의 범주를 한정하는 데 있어서 보조로서 사용되도록 의도된 것도 아니다.This summary description is provided to introduce a selection of concepts that are further described below in the Detailed Description. This summary is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used as an aid in limiting the scope of the claimed subject matter.

본 개시내용은 3D 인쇄 프로세스 및 3D 인쇄 객체에 관한 것이다. 실시예에서, 3차원(3D) 객체 생성 프로세스는: a) 열경화성 인쇄 장치를 제공하는 단계로서, 열경화성 인쇄 장치는: 제1 반응성 성분 및 제2 반응성 성분을 포함하는 복수의 성분이 압출성 열경화성 수지를 생성하기 위해 유도되고 접촉되는 혼합 챔버; 혼합 챔버와 유체 연통하는 압출 노즐로서, 이를 통해 열경화성 수지가 기판 또는 열경화성 수지의 다른 층의 적어도 일부 상에 압출 및 퇴적되는, 압출 노즐; 압출 노즐을 이동시키도록 구성된 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터; 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지를 생성하고 압출 노즐로부터 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적을 지시하도록 구성된 열경화성 인쇄 장치에 결합된 제어기; 및 열경화성 인쇄 장치에 결합된 스캐너를 포함하는, 열경화성 인쇄 장치 제공 단계; b) 미리 정의된 설계에 따라 열경화성 수지의 하나 이상의 층을 형성하기 위해 그 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 퇴적되는 퇴적 경로를 따라 열경화성 수지를 퇴적하는 단계; c) 섭동 프로파일을 형성하기 위해 미리 정의된 설계와는 상이한, 그 내부에 존재하는 하나 이상의 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 하나 이상의 층의 적어도 일부를 스캐닝하는 단계; d) 섭동 프로파일에 기초하여 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터를 조정하는 단계; 및 e) 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층을 퇴적시키는 단계를 포함한다.The present disclosure relates to 3D printing processes and 3D printed objects. In an embodiment, a process for creating a three-dimensional (3D) object includes: a) providing a thermosetting printing device, the thermosetting printing device comprising: a mixing chamber in which a plurality of components, including a first reactive component and a second reactive component, are brought into contact to form an extrudable thermoset; an extrusion nozzle in fluid communication with the mixing chamber, through which a thermoset resin is extruded and deposited onto at least a portion of a substrate or another layer of thermoset resin; at least one actuator coupled to the extrusion nozzle configured to move the extrusion nozzle; a controller coupled to the thermoset printing device configured to generate a thermoset according to one or more deposition parameters and direct deposition of the thermoset along a deposition path from an extrusion nozzle to form a 3D object according to a predefined design; and a scanner coupled to the thermoset printing device; b) depositing a thermoset resin along a deposition path during at least a portion of which the thermoset resin is deposited according to one or more deposition parameters to form one or more layers of thermoset resin according to a predefined design; c) scanning at least a portion of the one or more layers of thermosetting resin to detect one or more perturbations present therein that differ from the predefined design to form a perturbation profile; d) adjusting one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile; and e) depositing the subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters to form the 3D object according to the predefined design.

실시예에서, 3차원(3D) 객체를 포함하는 물품이 본 명세서에 개시된 프로세스에 따라 생성된다.In an embodiment, an article comprising a three-dimensional (3D) object is created according to the processes disclosed herein.

요약 설명 및 상세한 설명의 모두는 단지 예시적이고 설명을 위한 것이며 청구된 바와 같은 개시내용의 한정은 아니라는 것이 이해되어야 한다.It should be understood that both the summary and detailed description are illustrative and explanatory only and are not limiting of the disclosure as claimed.

도 1은 팁 높이가 너무 낮은 3D 인쇄 객체를 도시하고 있다.
도 2는 팁 높이가 너무 높은 3D 인쇄 객체를 도시하고 있다.
도 3은 적응 인쇄 프로세스의 실시예를 나타내는 흐름도를 도시하고 있다.
도 4는 3D 프린터의 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 3D 객체의 인쇄 중에 스캐닝 위치를 도시하고 있다.
도 6a는 본 개시내용의 실시예에 따른 스캐닝된 객체를 도시하고 있다.
도 6b는 본 개시내용의 실시예에 따른 스캐닝된 객체 결정 퇴적 경로를 도시하고 있다.
도 6c는 본 개시내용의 실시예에 따른 보정된 스캐닝된 객체 결정 퇴적 경로를 도시하고 있다.
도 7a는 본 개시내용의 실시예에 따른 스캐닝된 객체를 도시하고 있다.
도 7b는 본 개시내용의 실시예에 따른 객체의 스캐닝된 층을 도시하고 있다.
도 7c는 본 개시내용의 실시예에 따른 스캐닝된 객체 결정 퇴적 경로를 도시하고 있다.
도 8a는 본 개시내용의 실시예에 따른 스캐닝된 객체를 도시하고 있다.
도 8b는 본 개시내용의 실시예에 따른 스캐닝된 객체 퇴적 경로를 도시하고 있다.
도 8c는 본 개시내용의 실시예에 따른 스캐닝된 객체 미리 정의된 설계 퇴적 경로를 도시하고 있다.Figure 1 shows a 3D printed object with a tip height that is too low.
Figure 2 shows a 3D printed object whose tip height is too high.
3 depicts a flow diagram illustrating an embodiment of an adaptive printing process.
4 shows an embodiment of a 3D printer.
5 shows a scanning position during printing of a 3D object.
6A illustrates a scanned object according to an embodiment of the present disclosure.
6B illustrates a scanned object decision deposition path according to an embodiment of the present disclosure.
6C illustrates a calibrated scanned object decision deposition path according to an embodiment of the present disclosure.
7A illustrates a scanned object according to an embodiment of the present disclosure.
7B illustrates a scanned layer of an object according to an embodiment of the present disclosure.
7C illustrates a scanned object decision deposition path according to an embodiment of the present disclosure.
8A illustrates a scanned object according to an embodiment of the present disclosure.
8B illustrates a scanned object deposition path according to an embodiment of the present disclosure.
8C illustrates a scanned object predefined design deposition path according to an embodiment of the present disclosure.

처음에, 임의의 이러한 실제 실시예의 개발에서, 일 구현예로부터 다른 구현예까지 다양할 것인 시스템 관련 및 비즈니스 관련 제약 준수와 같은 개발자의 특정 목표를 달성하기 위해 수많은 구현예-특정 결정이 이루어져야 한다는 것이 주목되어야 한다. 더욱이, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수도 있지만 그럼에도 불구하고 본 개시내용의 이점을 갖는 통상의 기술자에게는 일상적인 작업일 것이라는 것이 이해될 수 있을 것이다. 게다가, 본 명세서에 사용된/개시된 조성은 또한 인용된 것들 이외의 몇몇 성분을 포함할 수 있다. 요약 설명 및 이 상세한 설명에서, 각각의 수치 값은 용어 "약"에 의해 수식된 것으로 한 번 판독되고(이미 명시적으로 그와 같이 수식되지 않았으면), 이어서 문맥상 달리 나타내지 않으면 그와 같이 수식되지 않은 것으로서 다시 판독되어야 한다. 또한, 요약 설명 및 이 상세한 설명에서, 유용한, 적합한 등으로서 열거되거나 설명된 물리적 범위는 종단점을 포함하여, 범위 내의 임의의 모든 값이 명시되어 있는 것으로서 고려되는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10의 범위"는 약 1 내지 약 10의 연속체를 따라 각각의 모든 가능한 숫자를 나타내는 것으로서 판독되어야 한다. 따라서, 범위 내의 특정 데이터 지점이 명시적으로 식별되거나 단지 몇 개의 상세만을 칭하거나, 또는 심지어 범위 내의 어떠한 데이터 지점도 명시적으로 식별되거나 단지 몇 개의 상세만을 칭하지 않더라도, 본 발명자들은 범위 내의 임의의 및 모든 데이터 지점이 지정되어 있는 것으로 고려되어야 하고 본 발명자들은 전체 범위 및 범위 내의 모든 지점에 대한 지식을 소유하고 있는 것을 인식하고 이해하고 있다는 것이 이해되어야 한다.Initially, it should be noted that in the development of any such practical embodiment, a number of implementation-specific decisions must be made to achieve the developer's specific goals, such as compliance with system-related and business-related constraints, which will vary from one implementation to another. Moreover, it will be appreciated that such a development effort may be complex and time consuming, but will nonetheless be a routine task for those skilled in the art having the benefit of this disclosure. In addition, the compositions used/disclosed herein may also include several ingredients other than those recited. In the summary description and this Detailed Description, each numerical value should be read once as modified by the term "about" (unless already expressly modified as such), and then read again as unmodified as such, unless the context indicates otherwise. It should also be understood that, in the summary description and this detailed description, physical ranges listed or described as useful, suitable, etc., are intended to be considered as reciting any and all values within the range, including the endpoints. For example, “a range of 1 to 10” should be read as representing each and every possible number along the continuum from about 1 to about 10. Thus, it is to be understood that even if a particular data point within the range is explicitly identified or refers to only a few details, or even if no data point within the range is explicitly identified or refers to only a few details, the inventors are to be considered as having designated any and all data points within the range and the inventors recognize and understand that they possess knowledge of the entire range and all points within the range.

이하의 정의는 통상의 기술자들이 상세한 설명을 이해하는 것을 보조하기 위해 제공된다.The following definitions are provided to assist those skilled in the art in understanding the detailed description.

단수형 표현은 단수 표현의 문법적 대상의 하나 또는 하나 초과(즉, 적어도 하나)를 나타낸다. 예로서, "요소"는 하나의 요소, 적어도 하나의 요소 또는 하나 초과의 요소를 의미한다.A singular expression denotes one or more than one (ie at least one) of the grammatical objects of the singular expression. By way of example, “element” means one element, at least one element or more than one element.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "적층 제조"는 본 명세서에서 또한 열경화성 수지라고도 칭하는 열경화성 수지의 압출 인쇄를 의미한다. 적층 제조는 3D 인쇄와 상호 교환적으로 사용될 수도 있다.As used herein, the term "additive manufacturing" refers to the extrusion printing of thermosets, also referred to herein as thermosets. Additive manufacturing may be used interchangeably with 3D printing.

본 명세서에 사용될 때, 열경화성 수지, 본 명세서에 사용될 때 용어 "열경화성", "열경화성 제품" 및/또는 "열경화성 재료"는 상호 교환적으로 사용되고 공유 결합된 가교결합 또는 폴리머 네트워크를 형성하는 적어도 2개의 화학물의 반응 생성물을 칭한다. 열가소성 물질과 대조적으로, 본 명세서에 설명된 열경화성 제품은 비가역 반응을 경험하고, 여기서 재료는 관련 기술 분야에서 또한 "굳어진" 또는 "경화"된 것이라 칭하는 비유동성 고체 또는 가요성 재료를 형성한다.As used herein, thermoset resin, the terms "thermoset", "thermoset product" and/or "thermoset material" as used herein are used interchangeably and refer to a reaction product of at least two chemicals that form a covalently bonded cross-link or polymer network. In contrast to thermoplastics, the thermoset articles described herein undergo an irreversible reaction, wherein the material forms an immobile solid or flexible material, also referred to in the art as "set" or "set."

본 명세서에 사용될 때, 용어 "열경화성 수지" 및/또는 "열경화성 재료"는 상호 교환적으로 사용되고, 일정 정도의 경화 또는 가교결합을 가질 수도 있지만 본질적으로 유체이며, 혼합물이 더 이상 유체가 아니라, 대신에 정의된 형상과 확인의 "열경화성 재료"를 형성하는 정도까지 비가역적으로 경화될 것인 부정형 형상을 갖는 유동성 유체 또는 반응성 화합물의 압출성 혼합물을 칭한다. 이에 따라, 열경화성 수지는 부분적으로 가교결합되거나 경화된 모이어티(moieties)를 포함할 수도 있지만, 펌핑 가능한 것으로서 특징화되고 결국 특정 형상을 갖는 펌핑 불가능한 더 완전히 경화된 열경화성 재료가 될 것이다. 본 명세서에 개시된 열경화성 수지는 공유 결합된 가교결합 또는 폴리머 네트워크를 형성하는 적어도 2개의 반응성 성분을 포함한다. 그러나, 열경화성 또는 경화된 재료는 여전히 반응성 부위 또는 모이어티를 포함할 수도 있는데, 예를 들어 적정(titration)시에 또는 다른 습식 화학적 또는 분광학적 결정 방법을 통해 측정 가능한 하이드록실가, NH가, 또는 NCO가를 생성하는 하이드록실, 아민, 및/또는 이소시아네이트 작용성을 여전히 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러나, 열경화성 재료는 더 이상 펌핑 가능하지 않거나 3D 인쇄 장치를 사용하여 더 이상 압출될 수도 없는 지점까지 가교결합되거나 경화된다.As used herein, the terms "thermoset resin" and/or "thermoset material" are used interchangeably and refer to an extrudable mixture of flowable fluids or reactive compounds having an irregular shape that may have some degree of curing or crosslinking but is essentially fluid and will cure irreversibly to the extent that the mixture is no longer fluid, but instead forms a "thermoset material" of a defined shape and identity. Accordingly, thermosets may contain partially crosslinked or cured moieties, but are characterized as being pumpable and will eventually result in a non-pumppable, more fully cured thermoset having a specific shape. The thermoset resins disclosed herein include at least two reactive components that form covalently bonded cross-links or polymer networks. However, it should be understood that thermosetting or cured materials may still contain reactive sites or moieties, for example, hydroxyl, amine, and/or isocyanate functionality that yields a measurable hydroxyl number, NH number, or NCO number upon titration or through other wet chemical or spectroscopic determination methods. However, thermoset materials are crosslinked or cured to the point where they are no longer pumpable or can no longer be extruded using a 3D printing device.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "압출 백분율"은 슬라이서 및 G-코드에 의해 생성된 100% 값과 비교하여 하나의 층에서 압출된 재료의 백분율을 의미하는데, 이는 층에 대해 압출된 재료의 예측된 양에 의해 표현될 수도 있다. 예를 들어, 층이 예측된 재료의 105%를 사용하여 압출된 경우, 후속 층은 이전 층에서 압출된 재료의 95%를 압출함으로써 이러한 과압출(overextrusion)을 해결할 수 있다.As used herein, the term “extrusion percentage” means the percentage of extruded material in one layer compared to the 100% value generated by the slicer and G-code, which may be expressed by the expected amount of material extruded for that layer. For example, if a layer is extruded using 105% of the predicted material, the subsequent layer can solve this overextrusion by extruding 95% of the material extruded in the previous layer.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "퇴적 경로", "층 병진 경로" 또는 "경로"는 상호 교환적으로 사용되고, 3D 인쇄된 객체의 층의 적어도 일부를 형성하는 인쇄헤드 또는 압출 노즐에 의해 횡단되는 2차원 또는 3차원 경로를 칭한다. 열경화성 수지의 유동이 퇴적 경로를 따라 다양한 지점에서 시작되고 정지될 수도 있기 때문에, 열경화성 수지의 압출 또는 퇴적이 반드시 퇴적 경로 전체에 걸쳐 발생하지는 않는다는 것이 이해되어야 한다. 마찬가지로, 예를 들어 하나 이상의 퇴적 파라미터와 같은 층을 인쇄하는 데 이용되는 조건은 퇴적 경로를 따라 임의의 지점에서 다양할 수도 있다.As used herein, the terms "deposition path", "layer translation path" or "path" are used interchangeably and refer to a two-dimensional or three-dimensional path traversed by a printhead or extrusion nozzle that forms at least a portion of a layer of a 3D printed object. It should be understood that extrusion or deposition of the thermoset does not necessarily occur throughout the deposition path, as the flow of the thermoset may start and stop at various points along the deposition path. Likewise, the conditions used to print a layer, such as one or more deposition parameters, may vary at any point along the deposition path.

본 명세서의 목적을 위해, 3D 객체를 형성하는 데 이용되는 하나 이상의 퇴적 파라미터는 프로세스에 의해 인쇄되는 인쇄물 및/또는 3D 객체에 영향을 미칠 것인 임의의 파라미터를 칭한다. 예는 퇴적 경로 자체, 열경화성 수지를 기판 또는 다른 층의 적어도 일부 상에 퇴적하는 데 사용되는 비드 간격, 열경화성 수지가 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 퇴적되는 층 및/또는 기판 위의 압출 노즐의 거리로서 결정되는 팁 높이, 미리 정의된 설계에 따른 퇴적 경로의 일부 동안 요구되도록 예측되는 열경화성 수지의 총량의 백분율인 열경화성 수지가 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출되는 압출 백분율, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유량, 압출 노즐 및/또는 혼합기 내에 존재하는 재료의 히스테리시스 및/또는 점탄성을 극복함으로써 열경화성 수지의 유동을 방지하기 위해 포지티브 또는 네거티브일 수도 있는, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐 내의 열경화성 수지에 인가되는 펌핑 압력, 퇴적 경로의 적어도 일부를 따른 압출 노즐의 병진 속도 등을 포함한다. 다른 퇴적 파라미터는 열경화성 수지의 조성 및 따라서, 물리적 및/또는 유변학적 특성에 영향을 미치는 것들을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 퇴적 파라미터는 퇴적되는 열경화성 수지의 조성일 수도 있고, 그리고/또는 혼합 챔버 내로의 반응성 성분 중 하나 이상의 양을 다른 것에 비해 증가시킴으로써(예를 들어, 적어도 하나를 감소시키거나 적어도 하나를 증가시키거나 또는 양자 모두를 행함), 다른 성분을 유도함으로써, 또는 혼합 챔버 내로 유도되는 적어도 하나의 다른 성분의 양을 다른 것에 비해 증가시킴으로써 조정될 수도 있고, 혼합 챔버 내로 유도되는 반응성 성분의 하나 이상의 바로 그 조성은 하나의 대체적인 다른 것으로 교체될 수도 있고, 퇴적되는 열경화성 수지의 경화 속도는 관련 기술 분야에 공지된 방법에 의해, 예로서 촉진제, 경화 지연제를 첨가함으로써, 및/또는 온도를 제어함으로써 조정될 수도 있고, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도는 또한 조성의 변화에 의해 또는 다양한 향상제(improver) 또는 감소제(reducer)의 첨가에 의해 조정될 수도 있다. 조성의 개질에 의해 퇴적되는 열경화성 수지의 점탄성 등과 같은 다른 유변학적 특성이 조정될 수도 있다.For purposes of this specification, one or more deposition parameters used to form a 3D object refers to any parameter that will affect the 3D object and/or the printout printed by the process. Examples include the deposition path itself, the bead spacing used to deposit the thermoset onto at least part of the substrate or other layer, the tip height determined as the distance of the extrusion nozzle above the substrate and/or the layer onto which the thermoset is deposited during at least part of the deposition path, the extrusion percentage at which the thermoset is extruded during at least part of the deposition path, which is the percentage of the total amount of thermoset that is predicted to be required during part of the deposition path according to the predefined design, the heat through the extrusion nozzle during at least part of the deposition path The flow rate of the chemical resin, the pumping pressure applied to the thermoset resin in the extrusion nozzle during at least part of the deposition path, which may be positive or negative, to prevent the flow of the thermoset resin by overcoming the hysteresis and/or viscoelasticity of the material present in the extrusion nozzle and/or mixer, the translational speed of the extrusion nozzle along at least part of the deposition path, and the like. Other deposition parameters include those that affect the composition of the thermoset and thus the physical and/or rheological properties. For example, one or more deposition parameters may be the composition of the thermoset resin being deposited, and/or may be adjusted by increasing the amount of one or more of the reactive components into the mixing chamber relative to the other (eg, decreasing at least one or increasing at least one, or both), inducing another component, or increasing the amount of at least one other component directed into the mixing chamber relative to the other, wherein the very composition of one or more reactive components directed into the mixing chamber is one alternative to another. The curing rate of the thermosetting resin to be deposited may be adjusted by methods known in the art, such as by adding accelerators, curing retardants, and/or controlling the temperature, and the viscosity of the thermosetting resin to be deposited may also be adjusted by changing the composition or by adding various improvers or reducers. Other rheological properties, such as the viscoelasticity of the deposited thermoset, may also be tuned by modification of the composition.

본 명세서의 목적을 위해, G-코드는 일반적으로 3D 프린터 및 다른 자동화 도구를 제어하기 위해 컴퓨터 지원 제조에 사용되는 사용된 컴퓨터 수치 제어(CNC) 프로그래밍 언어를 나타낸다. 이는 이러한 코드의 특정 변형예를 칭하지 않으며 본 개시내용의 범주를 한정하도록 의도되지 않는다.For purposes of this specification, G-code refers to a used computer numerical control (CNC) programming language commonly used in computer-aided manufacturing to control 3D printers and other automated tools. It does not imply specific variations of these codes and is not intended to limit the scope of this disclosure.

G-코드 명령은 3D 프린터에 결합된 프린터 제어기에 제공되고 프린터 제어기에 의해 제공될 수도 있으며, 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터를 이동시키고 그리고/또는 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지를 생성하고 그리고/또는 압출 노즐로부터 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적을 지시하도록 구성된 열경화성 인쇄 장치에 결합된 임의의 수의 다른 구성요소를 제어하는 데 이용된다.The G-code commands are provided to and may be provided by a printer controller coupled to a 3D printer and are used to control any number of other components coupled to a thermoset printing device configured to move at least one actuator coupled to an extrusion nozzle and/or to direct the deposition of the thermoset along a deposition path from the extrusion nozzle and/or to produce a thermoset according to one or more deposition parameters to form a 3D object according to a predefined design.

미리 정의된 설계는 의도된 최종 제품, 예를 들어, 3D 객체 또는 전체 3D 객체를 생성하는 데 요구되는 특정 층의 디지털 이미지 또는 표현을 나타낸다. 섭동은 실제로 생성된 것과 의도된 제품 사이의 차이를 나타낸다.A predefined design represents a digital image or representation of specific layers required to create an intended end product, eg, a 3D object or an entire 3D object. Perturbation represents the difference between what is actually produced and what is intended.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "섭동 프로파일"은 층 상에서 스캐닝, 감지 또는 검출된 섭동의 합산 또는 분석을 칭한다.As used herein, the term “perturbation profile” refers to the summation or analysis of perturbations scanned, sensed or detected on a layer.

본 명세서의 목적을 위해, 열경화성 수지는 기판 또는 열경화성 수지의 다른 층의 적어도 일부 상에 퇴적된다. 이 용어는 압출 노즐 또는 인쇄 팁을 통한 열경화성 수지의 압출과 상호 교환적으로 사용될 수도 있다.For purposes of this specification, a thermoset resin is deposited on at least a portion of a substrate or another layer of thermoset resin. The term may be used interchangeably with the extrusion of a thermoset through an extrusion nozzle or printing tip.

본 명세서에 사용될 때, 점도는 달리 나타내지 않으면 25℃의 온도에서 적절한 스핀들 조립체를 사용하여 결정된 브룩필드 점도(Brookfield viscosity)를 나타낸다.As used herein, viscosity unless otherwise indicated refers to Brookfield viscosity determined using a suitable spindle assembly at a temperature of 25°C.

명세서 및 청구범위에서 사용될 때, "부근"은 "~에서"를 포함한다.As used in the specification and claims, “near” includes “at”.

3D 다성분 반응성 인쇄에서(예로서 혼합시 반응할 수도 있는 복수의 2개 이상의 액체가 퇴적 프로세스 바로 전에 혼합되고, 재료는 퇴적시에, 예를 들어, 유동성 겔의 점도를 갖는 유동성 반고체일 수도 있는 3D 인쇄에서), 섭동, 치수 결함 또는 예측 높이로부터의 변동 또는 편차가 있을 수도 있다. 그 결과, 실제 높이는 예측된 높이와는 상이할 수도 있다. 그 결과, 이는 인쇄 불일치 및 완성된 3D 부품의 불량 해상도를 생성할 수도 있다. 높은 부품과 많은 층을 갖는 부품의 경우, 이들 섭동은 더욱 더 현저한 문제를 생성할 수도 있다. 도 1은 팁 높이가 너무 낮은 3D 인쇄 객체를 도시하고 있는데; 팁은 후속 층을 인쇄할 때 이전 층으로부터 수지를 끌어당겨 부품에 범프와 골부를 생성했다. 도 2는 팁 높이가 너무 높은 3D 인쇄 객체를 도시하고 있는데; 간극은 연속적인 층에 걸쳐 더 넓어졌다.In 3D multi-component reactive printing (e.g. in 3D printing where a plurality of two or more liquids that may react upon mixing are mixed just prior to the deposition process, and the material may be a flowable semi-solid upon deposition, e.g. having the viscosity of a flowable gel), there may be perturbations, dimensional defects or fluctuations or deviations from predicted heights. As a result, the actual height may differ from the predicted height. As a result, this may create print inconsistencies and poor resolution of the finished 3D part. For tall components and components with many layers, these perturbations may create even more significant problems. Figure 1 shows a 3D printed object whose tip height is too low; As the tips print subsequent layers, they pull resin from previous layers to create bumps and valleys in the part. Figure 2 shows a 3D printed object with too high a tip height; Gaps widened over successive layers.

본 출원인은 인쇄되는 객체가 치수 결함을 발생하는지 여부를 결정하기 위해 3D 인쇄 프로세스에서 스캐너를 사용하고, 이어서 해당 치수 결함을 보정하기 위해 인쇄 프로세스에 조정을 행함으로써 이들 문제가 극복될 수도 있다는 것을 놀랍게도 발견했다. 섭동은 부품이 스캐너에 의해 검출된 예상 높이보다 더 높거나 더 짧을 수도 있고, 인쇄 베드는 차이를 수용하기 위해 더 높거나 더 낮게 조정될 수도 있다. 결함은 부품이 불균일한 것일 수도 있고, 재료가 층을 충전하거나 평탄화하도록 퇴적되거나, 또는 후속 층 내의 유동이 후속 층을 평탄하게 하기 위해 조정될 수도 있다.Applicants have surprisingly discovered that these problems may be overcome by using a scanner in a 3D printing process to determine whether an object being printed develops dimensional defects, and then making adjustments to the printing process to correct for those dimensional defects. The perturbation may cause the part to be higher or shorter than the expected height detected by the scanner, and the print bed may be adjusted higher or lower to accommodate the difference. The defect may be that the part is non-uniform, material may be deposited to fill or level a layer, or flow in a subsequent layer may be adjusted to level a subsequent layer.

섭동 또는 결함이 n번째 층에서 발견될 때, n+1번째 층에 대한 인쇄 명령은 섭동을 해결하기 위해 조정될 수도 있다. 실시예에서, 3차원(3D) 객체 생성 프로세스는 압출 노즐, 예를 들어 인쇄 팁과 유체 연통하는 혼합 챔버를 포함하는 열경화성 인쇄 장치를 제공하는 것을 포함한다. 실시예에서, 혼합 챔버 및 압출 노즐은 특정 직경을 가질 수도 있거나 조정 가능할 수도 있는 절두원추형 팁으로 종료되는 정적 혼합기를 갖는 단일 부품이다. 제1 반응성 성분 및 제2 반응성 성분을 포함하는 복수의 성분은 혼합 챔버 내로 유도되고, 예를 들어 펌핑되고, 접촉되어 예를 들어 혼합되어, 성분들이 형성하는 화학 반응을 시작하는데, 즉 압출성 열경화성 수지를 생성한다.When a perturbation or defect is found in the nth layer, the print command for the n+1th layer may be adjusted to address the perturbation. In an embodiment, a three-dimensional (3D) object creation process includes providing a thermosetting printing device that includes a mixing chamber in fluid communication with an extrusion nozzle, eg, a printing tip. In an embodiment, the mixing chamber and extrusion nozzle are a single piece with a static mixer terminating in a frustoconical tip that may have a specific diameter or may be adjustable. A plurality of components, including a first reactive component and a second reactive component, are introduced into a mixing chamber, e.g. pumped, contacted and e.g. mixed, to initiate a chemical reaction in which the components form, i.e., produce an extrudable thermoset.

본 명세서의 목적을 위해, 압출 노즐은 혼합 챔버의 출구와 유체 연통하고, 압출 노즐은 열경화성 수지가 그를 통해 압출되어 기판 또는 열경화성 수지의 다른 층의 적어도 일부 상에 퇴적되는 오리피스를 포함하는 것이 이해된다. 인쇄 장치는 퇴적 경로를 따라 인쇄되는 객체에 대해 x, y 및/또는 z 평면에서 압출 노즐을 이동시키도록 구성된, 예를 들어 인쇄 갠트리와 같은, 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터, 예를 들어 서보, 구동 모터 등을 더 포함한다. 인쇄 장치는 예를 들어 혼합 챔버 내로 유도되는 성분의 선택, 다른 것에 대한 및 총계의 모두에서 각각의 성분의 양, 프로세스의, 예를 들어 혼합 챔버의 다양한 양태의 온도를 제어함으로써 열경화성 수지를 생성하도록 구성되는 열경화성 인쇄 장치에 결합된 하나 이상의 제어기를 더 포함하고, 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 압출 노즐로부터 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적을 지시하여 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성한다. 미리 정의된 설계는 객체의 의도된 설계, 예를 들어 설계의 "디지털 표현"이다. 인쇄 장치는 열경화성 인쇄 장치에 결합된 하나 이상의 스캐너를 더 포함한다.For purposes of this specification, it is understood that the extrusion nozzle includes an orifice in fluid communication with the outlet of the mixing chamber, the extrusion nozzle comprising an orifice through which the thermoset resin is extruded and deposited onto at least a portion of the substrate or other layer of thermoset resin. The printing device further includes at least one actuator coupled to the extrusion nozzle, e.g. a servo, drive motor, etc., e.g., such as a printing gantry, configured to move the extrusion nozzle in the x, y and/or z plane relative to the object being printed along the deposition path. The printing apparatus further includes one or more controllers coupled to the thermoset printing apparatus configured to produce the thermoset resin by controlling, for example, the selection of components directed into the mixing chamber, the amount of each component both relative to the others and in the total, the temperature of various aspects of the process, e.g., in the mixing chamber, and directs deposition of the thermoset resin along a deposition path from an extrusion nozzle according to one or more deposition parameters to form a 3D object according to a predefined design. A predefined design is the intended design of an object, eg a "digital representation" of a design. The printing device further includes one or more scanners coupled to the thermoset printing device.

본 명세서의 목적을 위해, 용어 "스캐너"는, 프로세스에 의해 의도된 미리 정의된 설계에 따라 층 또는 층이 퇴적되거나 인쇄되는지를 결정하는 데 유용한, 퇴적된 층의 물리적 치수, 조성, 형태, 유변학적 특성 및/또는 다른 속성에 관련된 정보를 획득하는 것이 가능한 측정 디바이스를 나타내는 데 일반적으로 사용된다. 스캐너는 광학 디바이스에 한정되지 않고, 전자기 스펙트럼의 임의의 부분, 및/또는 필요한 정보를 획득하는 데 적합한 임의의 수단을 사용할 수도 있다.For purposes of this specification, the term "scanner" is used generically to denote a measurement device capable of obtaining information relating to the physical dimensions, composition, shape, rheological properties and/or other properties of a deposited layer useful in determining whether a layer or layers are deposited or printed according to a predefined design intended by a process. The scanner is not limited to an optical device, and may use any part of the electromagnetic spectrum, and/or any means suitable for obtaining the necessary information.

3D 객체를 생성 또는 제조하는 프로세스는 퇴적 경로를 따라 열경화성 수지를 퇴적하기 위해 3D 프린터 장치 및 연관 구성요소를 이용하는 것을 포함한다. 퇴적 경로의 적어도 일부 동안, 열경화성 수지는 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 퇴적되어 미리 정의된 설계에 따라 열경화성 수지의 하나 이상의 층을 형성한다. 프로세스는 열경화성 수지의 하나 이상의 층의 적어도 일부에 대해 전술된 정보를 "스캐닝"하거나 다른 방식으로 획득하여 그 내부에 존재하는 하나 이상의 섭동을 검출하기 위해 "스캐너"를 이용하는 것을 더 포함한다. 이들 섭동은 미리 정의된 설계와는 몇몇 의미 있는 방식으로 상이한 영역이다. 이들 데이터는 이어서 기록, 조합, 조작 및/또는 분석되어 프로세스의 특정 단계에서 인쇄되는 객체의 섭동 프로파일을 형성한다. 섭동 프로파일은 이어서 예를 들어 제어기 및/또는 컴퓨터 제어 시스템에 의해 사용되어, 제어기에 의해 이용되는 퇴적 파라미터의 하나 이상을 조정하여 3D 객체의 층을 생성하고, 섭동 프로파일에 기초하여, 이들 조정을 프로세스의 하나 이상의 후속 층의 퇴적에 합체한다. 프로세스는 이어서 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속의 하나 이상의 층을 퇴적한다.The process of creating or manufacturing a 3D object includes using a 3D printer device and associated components to deposit a thermoset along a deposition path. During at least part of the deposition pathway, the thermoset resin is deposited according to one or more deposition parameters to form one or more layers of the thermoset according to a predefined design. The process further includes using the "scanner" to "scan" or otherwise obtain the aforementioned information for at least a portion of the one or more layers of thermoset resin to detect one or more perturbations present therein. These perturbations are areas that differ in some significant way from the predefined design. These data are then recorded, combined, manipulated and/or analyzed to form a perturbation profile of the object being printed at a particular step in the process. The perturbation profile is then used, for example, by a controller and/or computer control system to adjust one or more of the deposition parameters used by the controller to create layers of the 3D object, and, based on the perturbation profile, incorporate these adjustments into the deposition of one or more subsequent layers in the process. The process then deposits one or more subsequent layers of thermoset according to the adjusted deposition parameters to form the 3D object according to the predefined design.

섭동 프로파일은 프로세스 동안 임의의 지점에서 및/또는 임의의 시간에 및/또는 연속적으로 및/또는 반연속적으로 획득될 수도 있고,The perturbation profile may be obtained at any point during the process and/or at any time and/or continuously and/or semi-continuously;

i) 미리 정의된 설계에 따라 열경화성 수지의 하나 이상의 층을 형성하기 위해 그 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 생성되고 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 퇴적되는 퇴적 경로를 따라 열경화성 수지를 퇴적하는 단계;i) depositing a thermoset resin along a deposition path during at least a portion of which the thermoset resin is created and deposited according to one or more deposition parameters to form one or more layers of thermoset resin according to a predefined design;

ii) 섭동 프로파일을 형성하기 위해 미리 정의된 설계와는 상이한, 그 내부에 존재하는 하나 이상의 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 퇴적된 층 중 하나 이상의 적어도 일부를 스캐닝하는 단계;ii) scanning at least a portion of one or more of the deposited layers of thermoset to detect one or more perturbations present therein that differ from the predefined design to form a perturbation profile;

iii) 섭동 프로파일에 기초하여 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터를 조정하는 단계; 및iii) adjusting one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile; and

iv) 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층을 퇴적시키는 단계,iv) depositing subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters to form a 3D object according to a predefined design;

의 조합 단계가 3D 객체의 형성의 생성 중에 수행될 수도 있는 횟수 또는 방식에는 제한이 없다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 층이 퇴적될 수도 있고, 층은 "스캐닝"되고, 섭동 프로파일이 결정되고, 하나 이상의 퇴적 파라미터가 조정되고, 제2 층이 이들 조정된 퇴적 파라미터를 사용하여 퇴적될 수도 있다. 실시예에서, 이 제2 층을 퇴적함으로써 생성된 이 퇴적된 재료는 이제 제1 층이 되고, 프로세스의 이들 단계는 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체가 형성될 때까지 반복된다.It should be understood that there is no limit to the number or manner in which the combining steps of may be performed during creation of the formation of the 3D object. For example, a first layer may be deposited, the layer “scanned”, a perturbation profile determined, one or more deposition parameters adjusted, and a second layer deposited using these adjusted deposition parameters. In an embodiment, this deposited material created by depositing this second layer now becomes the first layer, and these steps of the process are repeated until the 3D object is formed according to the predefined design.

이들 단계는 함께 단일 프로세스 단계, 반복 프로세스 단계를 형성할 수도 있고, 연속적 또는 반연속적 기초로 또는 그 임의의 조합으로 수행될 수도 있다. 마찬가지로, 상이한 "스캐너"가 채용될 수도 있고 그리고/또는 섭동 프로파일을 결정하는 상이한 방법이 3D 객체를 형성하는 프로세스의 임의의 지점에서, 임의의 조합으로 사용될 수도 있다.These steps together may form a single process step, iterative process steps, or may be performed on a continuous or semi-continuous basis, or any combination thereof. Likewise, different “scanners” may be employed and/or different methods of determining perturbation profiles may be used in any combination, at any point in the process of forming a 3D object.

프로세스의 실시예에서, 스캐너는 광학 스캐너, 레이저 스캐너, 프로파일 센서, 포인트 레이저 센서, 공초점 변위 센서, X선 스캐너, 고속 영역 카메라, 라인 스캔 카메라 또는 그 조합을 포함한다. 프로세스의 몇몇 실시예에서, 스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적과 별도로 수행되고 그리고/또는 스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따라 열경화성 수지의 퇴적 동안 수행된다.In an embodiment of the process, the scanner includes an optical scanner, a laser scanner, a profile sensor, a point laser sensor, a confocal displacement sensor, an X-ray scanner, a high-speed area camera, a line scan camera, or a combination thereof. In some embodiments of the process, at least a portion of the scanning is performed separately from deposition of the thermoset along the deposition path and/or at least a portion of the scanning is performed during deposition of the thermoset along the deposition path.

프로세스의 몇몇 실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 하나 이상의 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하거나, 이루어지거나, 본질적으로 이루어진다. 프로세스의 몇몇 실시예에서, 섭동 프로파일은 예를 들어, 다양한 지점, 사분면 등에서, 열경화성 수지의 하나 이상의 층의 하나 이상의 부분에서 검출된 각각의 섭동을 포함하거나, 이루어지거나, 본질적으로 이루어진다. 프로세스의 몇몇 실시예에서, 섭동 프로파일은, 가중 평균일 수도 있고 그리고/또는 하나 이상의 수학적 변환을 포함할 수도 있는, 열경화성 수지의 하나 이상의 층에서 검출된 각각의 섭동의 평균을 포함하거나, 이루어지거나, 본질적으로 이루어진다. 프로세스의 몇몇 실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 하나 이상의 층의 하나 이상의 부분에서 검출된 각각의 섭동의 평균을 포함하거나, 이루어지거나, 본질적으로 이루어진다. 프로세스의 몇몇 실시예에서 섭동 프로파일은 상기의 임의의 조합을 포함한다.In some embodiments of the process, the perturbation profile comprises, consists of, or consists essentially of each perturbation detected in one or more layers of thermoset. In some embodiments of the process, the perturbation profile comprises, consists of, or consists essentially of each perturbation detected in one or more portions of one or more layers of thermosetting resin, eg, at various points, quadrants, or the like. In some embodiments of the process, the perturbation profile comprises, consists of, or consists essentially of an average of each perturbation detected in one or more layers of thermoset, which may be a weighted average and/or may include one or more mathematical transformations. In some embodiments of the process, the perturbation profile comprises, consists of, or consists essentially of an average of each perturbation detected in one or more portions of one or more layers of thermoset resin. In some embodiments of the process, the perturbation profile includes any combination of the above.

프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로에 대한 조정을 포함한다. 프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 열경화성 수지가 기판 또는 다른 층의 적어도 일부 상에 퇴적되는 비드 간격의 조정을 포함한다. 프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 열경화성 수지가 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 퇴적되는 층 및/또는 기판 위의 압출 노즐의 거리로서 결정되는 팁 높이의 조정을 포함한다. 이러한 실시예 중 몇몇에서, 팁 높이는 압출 노즐 상의 열경화성 수지의 축적을 방지하고; 열경화성 수지의 퇴적된 층과 압출 노즐의 접촉을 방지하거나, 또는 그 조합을 위해 스캐너에 의해 제공된 퇴적된 층의 측정된 높이에 기초하여 부분적으로 조정된다. 이는 또한 퇴적 경로의 조정 및/또는 노즐로부터 임의의 축적된 재료를 제거하기 위해 압출 노즐을 세정하기 위한 다른 단계를 포함할 수도 있다.Adjusting one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting the deposition path. Adjusting the one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting the bead spacing at which the thermoset resin is deposited on at least a portion of the substrate or other layer. Adjusting one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting a tip height determined as the distance of the extrusion nozzle above the layer and/or substrate where the thermoset resin is deposited during at least part of the deposition path. In some of these embodiments, the tip height prevents buildup of thermoset on the extrusion nozzle; It is adjusted in part based on the measured height of the deposited layer provided by the scanner to prevent contact of the deposited layer of thermosetting resin with the extrusion nozzle, or combinations thereof. It may also include other steps for adjusting the deposition path and/or cleaning the extrusion nozzle to remove any accumulated material from the nozzle.

프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 미리 정의된 설계에 따라 퇴적 경로의 일부 동안 요구될 것으로 예측되는 열경화성 수지의 총량에 기초하여, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 압출되는 압출 백분율의 조정을 포함한다. 프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유량의 조정을 포함한다.Adjusting one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting the extrusion percentage at which the thermoset is extruded during at least a portion of the deposition pathway based on the total amount of thermoset resin predicted to be required during the portion of the deposition pathway according to a predefined design. Adjusting the one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting the flow rate of the thermoset resin through the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path.

프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐 내의 열경화성 수지에 인가된 펌핑 압력의 조정을 포함한다. 이러한 실시예 중 몇몇에서, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐 내의 열경화성 수지에 인가된 펌핑 압력은 퇴적 경로의 일부 동안 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유동을 방지하기에 충분한 양으로 감소되거나 네거티브이다. 예를 들어, 펌프는 역으로 운전된다.Adjusting one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting pumping pressure applied to the thermoset resin in the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path. In some of these embodiments, the pumping pressure applied to the thermoset in the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path is negative or reduced by an amount sufficient to prevent flow of the thermoset through the extrusion nozzle during a portion of the deposition path. For example, the pump runs in reverse.

프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부를 따른 압출 노즐의 병진 속도의 조정을 포함한다. 프로세스의 몇몇 실시예에서 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 조성의 조정을 포함한다. 이러한 실시예 중 몇몇에서, 퇴적되는 열경화성 수지의 조성의 조정은 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 체류 시간 및/또는 온도를 조정하는 것을 포함한다.Adjusting one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting the translational speed of the extrusion nozzle along at least a portion of the deposition path. Adjusting one or more deposition parameters in some embodiments of the process includes adjusting the composition of the thermoset resin being deposited. In some of these embodiments, adjusting the composition of the thermoset resin being deposited includes adjusting the residence time and/or temperature of a plurality of components within the mixing chamber.

프로세스의 실시예에서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 적어도 하나의 다른 성분에 비해 혼합 챔버 내로의 복수의 성분 중 하나 이상의 양을 증가시키는 것을 포함한다. 프로세스의 실시예에서 열경화성 수지 조성의 조정은 혼합 챔버 내로 적어도 하나의 부가의 성분을 유도하는 것, 및/또는 혼합 챔버 내로 유도되는 성분의 적어도 하나의 유도를 중단하는 것을 포함한다.In an embodiment of the process, adjusting the composition of the thermoset resin includes increasing an amount of one or more of the plurality of components into the mixing chamber relative to at least one other component. Adjusting the thermoset resin composition in an embodiment of the process includes directing at least one additional component into the mixing chamber and/or discontinuing the introduction of at least one component directed into the mixing chamber.

프로세스의 실시예에서 열경화성 수지의 조성의 조정은 혼합 챔버 내로 적어도 제3 반응성 성분, 예를 들어 제4, 제5 등을 유도하는 것을 포함한다. 프로세스의 실시예에서 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 경화 속도를 변화시키는 데 효과적인 하나 이상의 성분을 혼합 챔버 내로 유도하는 것을 포함한다.Adjusting the composition of the thermoset resin in an embodiment of the process includes directing at least a third reactive component, eg a fourth, fifth, etc., into the mixing chamber. Adjusting the composition of the thermoset in an embodiment of the process includes introducing into the mixing chamber one or more components effective to change the cure rate of the deposited thermoset.

프로세스의 실시예에서 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 물리적 및/또는 유변학적 특성을 변화시키는 데 효과적이다. 프로세스의 실시예에서 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적이다. 이러한 실시예 중 몇몇에서, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인 열경화성 수지의 조성의 조정은:Adjusting the composition of the thermoset in an embodiment of the process is effective to change the physical and/or rheological properties of the thermoset being deposited. Adjusting the composition of the thermoset resin in an embodiment of the process is effective to change the viscosity of the thermoset resin being deposited. In some of these embodiments, adjustment of the composition of the thermoset effective to change the viscosity of the deposited thermoset is:

i) 혼합 챔버 내로 하나 이상의 다른 성분을 유도하는 것을 시작하는 것;i) starting introducing one or more other ingredients into the mixing chamber;

ii) 다른 성분에 비해 혼합 챔버 내로 유도되는 복수의 성분 중 하나 이상의 양을 증가 및/또는 감소시키는 것;ii) increasing and/or decreasing the amount of one or more of the plurality of components directed into the mixing chamber relative to the other components;

iii) 혼합 챔버 내로 하나 이상의 성분의 유도를 정지시키는 것;iii) stopping the introduction of one or more components into the mixing chamber;

iv) 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 체류 시간을 조정하는 것; v) 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 온도를 조정하는 것; 또는 그 조합을 포함한다.iv) adjusting the residence time of the plurality of components within the mixing chamber; v) adjusting the temperature of the plurality of components within the mixing chamber; or a combination thereof.

프로세스의 몇몇 실시예에서 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 점탄성을 변화시키는 데 효과적이다.Adjusting the composition of the thermoset resin in some embodiments of the process is effective to change the viscoelastic properties of the thermoset resin being deposited.

프로세스의 하나 이상의 실시예에서, 미리 정의된 설계는 하나 이상의 필수 속성 및 하나 이상의 선택적 속성을 포함하고, 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층의 퇴적은 미리 정의된 설계와는 상이하고 미리 정의된 설계의 모든 필수 속성을 포함하는 선택적 속성을 포함하는 3D 객체를 형성한다. 이러한 실시예 중 몇몇에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 퇴적된 층의 높이에 관한 정보를 포함하고, 섭동 프로파일에 기초하는 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적된 층 중 하나의 대략적인 높이 이하의 거리만큼 미리 정의된 설계로부터 전체 높이가 상이한 적어도 하나의 부분을 포함하는 3D 객체를 생성한다.In one or more embodiments of the process, the predefined design includes one or more required attributes and one or more optional attributes, and deposition of subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters forms a 3D object that includes optional attributes that differ from the predefined design and include all required attributes of the predefined design. In some of these embodiments, the perturbation profile includes information about the height of the deposited layer of thermoset, and adjustment of one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile creates a 3D object comprising at least one portion whose overall height differs from the predefined design by a distance less than or equal to the approximate height of one of the deposited layers.

대안 실시예에서, 3D 객체는 본 명세서에 개시된 프로세스의 실시예 중 임의의 하나 또는 조합에 따라 생성된다.In alternative embodiments, 3D objects are created according to any one or combination of embodiments of the processes disclosed herein.

본 출원인은 인쇄된 이전 층과 관련하여 팁 높이를 제어하는 것이 매끄러운 마감, 고해상도 및 정밀한 에지를 갖는 3D 인쇄된 객체를 제공할 수도 있다는 것을 놀랍게도 발견했다. G-코드는 고정된 층 높이로 슬라이스될 수도 있다. 실시예에서, 팁 압출 수지는 소량만큼 인쇄되는 수지 층 위에 있을 수도 있다. G-코드 층 높이(예측 높이)가 수지의 기하학 형상 및 기계적 특성에 의해 정의된 실제 층 높이로부터 벗어나면, 인쇄되는 층과 관련하는 팁의 높이의 오류가 연속 층에 걸쳐 증가할 수도 있다. 오류의 방향(낮음 또는 높음)에 무관하게 슬라이스된 높이와 인쇄된 높이 사이에 오류를 갖는 것은 치수 오류를 갖는 부품을 야기할 수도 있다.Applicants have surprisingly discovered that controlling the tip height relative to the previous printed layer may provide a 3D printed object with a smooth finish, high resolution and precise edges. G-code can also be sliced at a fixed layer height. In an embodiment, the tip extrusion resin may be a small amount above the printed resin layer. If the G-code layer height (predicted height) deviates from the actual layer height defined by the geometry and mechanical properties of the resin, the error in tip height relative to the layer being printed may increase across successive layers. Having an error between the sliced height and the printed height regardless of the direction of the error (low or high) may result in a part with a dimensional error.

퇴적되는 현재 층이 노즐의 팁의 저부보다 더 높으면 팁이 너무 낮을 수도 있다. 이는 노즐 자체 상에 수지 축적물을 야기한다. 이 축적물은 축적되어 인쇄된 부품에 결함을 유발할 수도 있다. 예를 들어, 팁 높이의 오류에 의해 유발되는 축적은 부품의 인접한 비드로부터 수지를 끌어당겨 부품에 잔물결을 유발할 수도 있다. 층 높이 오류가 충분히 높으면, 팁이 이전 층을 통해 끌어당겨져 부품에 마루부와 골부를 생성할 수도 있다. 이 축적이 처리되더라도, 너무 낮은 팁 높이는 일반적으로 수지의 특성의 실제 층 높이가 아닌 G-코드 층 높이에 의해 발생한다. 이 오류가 시간 경과에 따라 축적되어 점점 더 낮아지면, 팁이 수지의 이전 층을 디깅하기 시작할 수도 있다.The tip may be too low if the current layer being deposited is higher than the bottom of the tip of the nozzle. This causes resin buildup on the nozzle itself. This buildup may build up and cause defects in the printed part. For example, build-up caused by error in tip height may cause ripples in the part by pulling resin from adjacent beads on the part. If the layer height error is high enough, the tip may be pulled through the previous layer, creating ridges and valleys in the part. Even if this build-up is taken care of, tip heights that are too low are usually caused by the G-code layer height and not the actual layer height of the resin's properties. As this error accumulates over time and gets lower and lower, the tip may begin to dig out the previous layer of resin.

본 개시내용의 실시예를 따름으로써, 매끄러운 마감, 고해상도 및 정밀한 에지를 갖는 객체를 3D 인쇄하는 것이 가능하다.By following embodiments of the present disclosure, it is possible to 3D print objects with smooth finish, high resolution and precise edges.

개시된 프로세스의 실시예는 개시된 시스템에서 사용될 수도 있다. 개시된 시스템의 실시예는 개시된 프로세스에서 사용될 수도 있다.Embodiments of the disclosed processes may be used in the disclosed systems. Embodiments of the disclosed system may be used in the disclosed process.

본 개시내용은 또한 개시된 프로세스에 따라 생성된 3D 객체에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 개시된 시스템을 사용하여 생성된 3D 객체에 관한 것이다.The present disclosure also relates to 3D objects created according to the disclosed process. The present disclosure also relates to 3D objects created using the disclosed system.

개시된 주제의 다양한 예 및 실시예가 가능하고, 본 개시내용의 이점이 주어지면, 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 개시내용에서 "몇몇 실시예", "특정 실시예", "특정 예시적인 실시예" 및 유사한 문구에 대한 언급은 이들 실시예가 본 발명의 주제의 비한정적 예이고, 배제되지 않는 대안 실시예가 있을 수도 있다는 것을 각각 의미한다.Various examples and embodiments of the disclosed subject matter are possible and will be apparent to those skilled in the art given the benefit of this disclosure. References in this disclosure to “some embodiments,” “certain embodiments,” “certain exemplary embodiments,” and similar phrases mean that these embodiments are non-limiting examples of the inventive subject matter, and that there may be alternative embodiments that are not excluded.

단수형 표현은 단수 표현의 문법적 대상의 하나 또는 하나 초과(즉, 적어도 하나)를 나타낸다. 예로서, "요소"는 하나의 요소, 적어도 하나의 요소 또는 하나 초과의 요소를 의미한다.A singular expression denotes one or more than one (ie at least one) of the grammatical objects of the singular expression. By way of example, “element” means one element, at least one element or more than one element.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "압출 백분율"은 슬라이서 및 G-코드에 의해 생성된 100% 값과 비교하여 하나의 층에서 압출된 재료의 백분율을 의미하는데, 이는 층에 대해 압출된 재료의 예측된 양에 의해 표현될 수도 있다. 예를 들어, 층이 예측된 재료의 105%를 사용하여 압출된 경우, 후속 층은 이전 층에서 압출된 재료의 95%를 압출함으로써 이러한 과압출을 해결할 수 있다.As used herein, the term “extrusion percentage” means the percentage of extruded material in one layer compared to the 100% value generated by the slicer and G-code, which may be expressed by the expected amount of material extruded for that layer. For example, if a layer is extruded using 105% of the predicted material, the subsequent layer can correct this overextrusion by extruding 95% of the material extruded in the previous layer.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "층 병진 경로"는 층에 재료를 퇴적하는 동안 인쇄헤드 또는 압출 노즐에 의해 횡단되는 경로를 의미한다. 실시예에서, 경로는 슬라이싱 애플리케이션에 의해 지정되어 있는 영역에 재료를 퇴적하기 위해 따를 수도 있다. 실시예에서, 층 병진 경로는 인접한 비드가 배치되기 전에 최소 시간이 경과하도록 선택될 수도 있다. 실시예에서, 이 최소 시간은 약 1초 내지 약 60분일 수도 있다. 실시예에서, 이 최소 시간은 약 5초 내지 약 1분일 수도 있다. 실시예에서, 이 최소 시간은 약 1초, 약 5초, 약 10초, 약 15초, 약 20초, 약 25초, 약 30초, 약 35초, 약 40초, 약 45초, 약 50초, 약 60초, 약 90초, 약 2분, 약 3분, 약 4분, 약 5분, 또는 지정된 값들 사이의 임의의 범위일 수도 있다. 불충분한 시간이 경과되었으면, 비드는 조합하여 단일 비드와는 상이한 형상비를 갖는 비드를 형성할 수도 있다. 본 명세서의 목적을 위해, 비드의 형상비는 퇴적 경로의 방향에 수직으로 결정된 비드의 단면 폭으로 나눈 비드의 높이로서 정의된다. 실시예에서, 병진 또는 퇴적 경로를 구성하는 알고리즘은 비드가 서로 인접하게 배치될 때 비드 변형이 발생하지 않도록 층 퇴적 또는 병진 경로를 제어할 수도 있다.As used herein, the term "layer translational path" means the path traversed by a printhead or extrusion nozzle during deposition of material into a layer. In an embodiment, a path may be followed to deposit material in an area designated by the slicing application. In an embodiment, the layer translation path may be selected such that a minimum amount of time elapses before an adjacent bead is placed. In an embodiment, this minimum time may be from about 1 second to about 60 minutes. In an embodiment, this minimum time may be from about 5 seconds to about 1 minute. In embodiments, this minimum time may be about 1 second, about 5 seconds, about 10 seconds, about 15 seconds, about 20 seconds, about 25 seconds, about 30 seconds, about 35 seconds, about 40 seconds, about 45 seconds, about 50 seconds, about 60 seconds, about 90 seconds, about 2 minutes, about 3 minutes, about 4 minutes, about 5 minutes, or any range between the specified values. If insufficient time has elapsed, the beads may be combined to form a bead having a different aspect ratio than a single bead. For purposes of this specification, the aspect ratio of a bead is defined as the height of the bead divided by the cross-sectional width of the bead determined perpendicular to the direction of the deposition path. In an embodiment, an algorithm constituting the translational or depositional path may control the layer deposition or translational path such that no bead deformation occurs when beads are placed adjacent to each other.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "열경화성", "열경화성 제품" 및 "열경화성 재료"는 상호 교환적으로 사용되고 결정된 형상 또는 확인을 갖는 공유 결합된 가교결합 또는 폴리머 네트워크, 즉 굳어진 또는 경화된 열경화성 수지를 형성하는 적어도 2개의 화학물의 비유동성 또는 펌핑 불가능(브룩필드 점도를 결정하는 것이 가능하지 않음) 반응 생성물을 칭한다. 용융 및 재성형 또는 펌핑되고 이어서 냉각되어 고체 재료를 형성할 수 있는 열가소성 물질에 대조적으로, 본 명세서에 설명된 열경화성 제품은 비가역적으로 응고되고, 경화되거나 또는 굳어진다.As used herein, the terms "thermoset," "thermoset product," and "thermoset material" are used interchangeably and refer to a non-flowable or non-pumpable (for which it is not possible to determine Brookfield viscosity) reaction product of at least two chemicals that form a covalently bonded cross-linked or polymer network having a determined shape or identity, i.e., a set or cured thermoset. In contrast to thermoplastics, which can be melted and reshaped or pumped and then cooled to form a solid material, the thermoset articles described herein irreversibly set, harden, or harden.

본 명세서에 사용될 때, 열경화성 수지 또는 열경화성 수지는 공유 결합된 가교결합 또는 폴리머 네트워크를 포함하면서, 유동성 또는 펌핑 가능하고, 상당히 반응성이 있으며, 예를 들어 단지 부분적으로 경화되고, 하나 이상의 분석 방법을 통해, 예를 들어, 적정을 통해 상당한 하이드록실가, 아민(NH)가 또는 이소시아네이트(NCO)가를 제공하는 미반응 하이드록실, 아민 및/또는 이소시아네이트 모이어티 또는 작용성을 포함한다. 일 실시예에서, 열경화성 수지는 25℃에서 브룩필드 방법에 따라 결정될 때 약 3,000,000 cp 미만의 점도를 가질 수도 있다. 일 실시예에서, 열경화성 수지는, 예를 들어 표준 참조 화합물을 사용하는 다양한 검출기로 크기 배제 액체 크로마토그래피를 통해, 이 목적으로 관련 기술 분야에서 통상적으로 알려지고 이용되는 방법에 따라 중량 평균 분자량(M_W)으로서 결정될 때 약 100,000 g/mol 이하의 분자량을 가질 수도 있다.As used herein, a thermoset or thermosetting resin includes unreacted hydroxyl, amine and/or isocyanate moieties or functionalities that are flowable or pumpable, highly reactive, e.g., only partially cured, and provide significant hydroxyl, amine (NH), or isocyanate (NCO) values via one or more analytical methods, e.g., titration, while comprising covalently linked cross-linked or polymeric networks. In one embodiment, the thermoset resin may have a viscosity of less than about 3,000,000 cp as determined according to the Brookfield method at 25°C. In one embodiment, the thermoset resin may have a molecular weight of less than about 100,000 g/mol as determined as the weight average molecular weight ( _MW ) according to methods commonly known and used in the art for this purpose, for example, via size exclusion liquid chromatography with various detectors using standard reference compounds.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "섭동"은 평평한 층으로부터 또는 예측된 층 높이로부터의 임의의 변동을 포함한다. 섭동은 예상보다 더 높은 높이이거나 예상보다 더 낮은 높이일 수도 있다. 섭동은 임의의 기하학 형상일 수도 있다. 섭동은 인쇄된 층에 추가하여 원치 않는 기하학 형상이거나 예상 층에 대한 재료의 부재의 가변성일 수도 있다.As used herein, the term “perturbation” includes any variation from a flat layer or from a predicted layer height. A perturbation may be at a higher than expected height or at a lower than expected height. A perturbation may be of any geometrical shape. Perturbations may be undesirable geometries in addition to the printed layer or variability in the absence of material for the expected layer.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "섭동 프로파일"은 층 내에서 및/또는 상에서 스캐닝, 감지 및/또는 검출된 섭동의 합산 또는 분석을 칭한다. 섭동 프로파일은 임의의 수의 방법과, 임의의 범위의 해상도 및/또는 특이성에 의해 계산될 수도 있다. 예를 들어, 섭동 프로파일은 미리 결정된 기준 위 또는 아래의 층 상의 각각의 섭동, 층의 적어도 일부 또는 전체 층 상의 모든 섭동의 평균, 층의 서브세트(예를 들어, 사분면 내, 절반 내 또는 가능한 임의의 수치 세분 내) 상의 섭동의 모두 및/또는 일부의 평균을 포함할 수도 있다.As used herein, the term “perturbation profile” refers to the summation or analysis of perturbations that are scanned, sensed and/or detected within and/or on a layer. A perturbation profile may be calculated by any number of methods and with any range of resolution and/or specificity. For example, a perturbation profile may include each perturbation on a layer above or below a predetermined criterion, an average of all perturbations on at least a portion of a layer or all layers, an average of all and/or a portion of the perturbation on a subset of layers (e.g., within a quadrant, within a half, or within any possible numerical subdivision).

본 명세서에 사용될 때, 용어 "예측 높이"는 목표 또는 계획된 층 높이에 의해 표현되는 열경화성 수지의 층의 높이를 칭하고; 제어기, 예를 들어, 하나 이상의 프린터 제어기에 의해 수신, 송신 또는 처리되는 명령에 기초하는 층의 높이이다. 실제 인쇄가 명령과 일치하면, 실제 높이는 예측 높이와 동일할 것이다.As used herein, the term “estimated height” refers to the height of a layer of thermosetting resin expressed by a target or projected layer height; The height of a layer based on commands received, transmitted or processed by a controller, eg one or more printer controllers. If the actual print matches the command, the actual height will be equal to the predicted height.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "팁 높이"는 제1 층에 대한 압출 노즐과 인쇄 플랫폼 사이의 거리, 및 생성되는 3D 객체의 모든 후속 층에 대한 이전에 인쇄된 재료의 층 높이를 칭한다. 팁 높이 조정은 압출 노즐을 위 또는 아래로 이동하고, 인쇄 베드를 위 또는 아래로 이동하고, 열경화성 수지의 특성을 변경하는 등에 의해 달성될 수도 있고, 압출 노즐의 단부와 인쇄되는 3D 객체의 상부 사이의 거리는 변경될 수도 있다.As used herein, the term "tip height" refers to the distance between the extrusion nozzle and the printing platform for the first layer, and the layer height of the previously printed material for all subsequent layers of the 3D object being created. Tip height adjustment may be achieved by moving the extrusion nozzle up or down, moving the print bed up or down, changing the properties of the thermoset, etc., and the distance between the end of the extrusion nozzle and the top of the 3D object being printed may be changed.

3차원(3D) 객체 생성 프로세스 및 시스템Three-dimensional (3D) object creation process and system

실시예에서, 본 개시내용은 열경화성 수지를 형성 또는 제공하기 위해 복수의 성분, 예를 들어 적어도 제1 반응성 성분 및 제2 반응성 성분을 수용하고 접촉시키고, 예를 들어 혼합하기 위한 혼합 챔버, 3차원(3D) 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 전달하기 위한 압출 노즐, 3D 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 전달할 때 압출 노즐을 이동시키기 위해 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터, 하나 이상의 프로세서를 포함하고 압출된 열경화성 인쇄 장치에 결합된 제어기, 및 스캐너를 포함하는 열경화성 인쇄 장치를 제공하는 단계, 및 3D 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 퇴적하는 단계를 포함하며, 퇴적 단계는 제1 퇴적 경로에 따라 열경화성 수지의 층을 퇴적하는 단계, 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 층을 스캐닝하는 단계, 섭동 프로파일을 결정하는 단계, 섭동 프로파일에 기초하여 하나 이상의 후속 층의 경로를 조정하는 단계, 및 조정된 경로 또는 조건에 따라 열경화성 수지의 후속 층을 퇴적하는 단계를 포함하는 3D 객체 생성 프로세스에 관한 것이다.In embodiments, the present disclosure provides a heat extruded comprising: a mixing chamber for receiving and contacting, e.g., mixing, a plurality of components, e.g., at least a first reactive component and a second reactive component, to form or provide a thermoset; an extrusion nozzle for delivering the thermoset to form a three-dimensional (3D) object; at least one actuator coupled to the extrusion nozzle to move the extrusion nozzle when delivering the thermoset to form a 3D object; one or more processors; providing a thermoset printing device comprising a controller coupled to the curable printing device, and a scanner, and depositing a thermoset resin to form a 3D object, wherein the depositing step deposits a layer of thermoset resin along a first deposition path, scanning the layer of thermoset resin to detect a perturbation, determining a perturbation profile, adjusting a path of one or more subsequent layers based on the perturbation profile, and adjusting A process for creating a 3D object comprising depositing subsequent layers of thermosetting resin according to a defined path or condition.

실시예에서, 본 개시내용은 열경화성 수지를 제공하기 위해 적어도 제1 반응성 성분 및 제2 반응성 성분을 수용하고 혼합하기 위한 혼합 챔버, 3차원(3D) 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 전달하기 위한 압출 노즐, 3D 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 전달할 때 압출 노즐을 이동시키기 위해 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터, 하나 이상의 프로세서를 포함하고 압출된 열경화성 인쇄 장치에 결합된 제어기, 및 스캐너를 포함하는 열경화성 인쇄 장치를 포함하고, 제어기는 3D 객체 설계에 기초하여 3D 객체를 생성하고 3D 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 퇴적하도록 구성되고, 퇴적은 열경화성 수지의 층을 퇴적하는 것, 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 층을 스캐닝하는 것, 섭동 프로파일에 기초하여 후속 층의 경로를 조정하는 것, 및 열경화성 수지의 후속 층을 퇴적하는 것을 포함하는 시스템에 관한 것이다.In embodiments, the present disclosure provides a mixing chamber for receiving and mixing at least a first reactive component and a second reactive component to provide a thermoset, an extrusion nozzle for delivering the thermoset to form a three-dimensional (3D) object, at least one actuator coupled to the extrusion nozzle for moving the extrusion nozzle when delivering the thermoset to form a 3D object, a controller comprising one or more processors and coupled to an extruded thermoset printing device, and a scanner. A system comprising a thermoset printing device, wherein a controller is configured to create a 3D object based on a 3D object design and deposit a thermoset to form the 3D object, wherein the deposition includes depositing a layer of thermoset, scanning the layer of thermoset to detect a perturbation, rerouting a subsequent layer based on the perturbation profile, and depositing a subsequent layer of thermoset.

도 3은 적응 인쇄 프로세스의 실시예를 도시하고 있다. 실시예에서, 소프트웨어는 G-코드 커맨드(commands) 문자열을 구성하고 이들을 http 프로토콜을 통해 송신할 수도 있다. 게다가, 소프트웨어는 G-코드 파일을 판독하고 인쇄 명령을 송신할 수도 있다. 소프트웨어는 스캐너(예를 들어, 레이저 스캐너)와 통신할 수도 있다. 소프트웨어는 인쇄 모션과 스캐닝 프로세스(데이터 수집을 포함함)를 동기화할 수도 있다. 사용자는 2D 스캔 및/또는 3D 스캔을 위한 영역의 스캐닝을 위한 단일 위치를 지정할 수도 있다. 프로세스의 실시예에서, G-코드 파일은 스캔 개입을 트리거링하기 위한 부가의 포맷된 코멘트를 추가함으로써 수정될 수도 있다. 스캐닝 결과는 예상 또는 예측과 비교될 수도 있고, 이는 다음 층의 높이를 결정하는 것을 허용할 수도 있다. 차이를 일치시키기 위해 다음 층에 대한 조정이 자동으로 구현될 수도 있다.3 illustrates an embodiment of an adaptive printing process. In an embodiment, the software may construct a string of G-code commands and send them over the http protocol. Additionally, the software may read the G-code file and send a print command. The software may communicate with a scanner (eg, a laser scanner). The software may synchronize the printing motion and the scanning process (including data collection). A user may designate a single location for scanning of an area for a 2D scan and/or a 3D scan. In an embodiment of the process, the G-code file may be modified by adding additional formatted comments to trigger scan intervention. The scanning result may be compared to an estimate or prediction, which may allow determining the height of the next floor. Adjustments to the next layer may be automatically implemented to match differences.

실시예에서, 스캐너는 임의의 결함 또는 토포그래피 변동을 포함하여, 층 상의 섭동의 분석을 허용하는 임의의 디바이스 또는 방법일 수도 있다. 실시예에서, 스캐너는 광학 스캐너, 레이저 스캐너, 프로파일 센서, 포인트 레이저 센서, 공초점 변위 센서, X선 스캐너, 고속 영역 카메라 및/또는 라인 스캔 카메라 중 적어도 하나일 수도 있다. 실시예에서, 스캐너는 프로파일 센서, 포인트 레이저 센서(예를 들어, Keyence LK-G3000 시리즈(KEYENCE CORP. OF AMERICA, Itaskca II), 이는 라인 프로파일 대신에 단일 스폿을 측정할 수도 있음), 공초점 변위 센서(예를 들어, Keyence CL-3000 시리즈, 여기서 측정 원리는 표면 토포그래피를 결정하기 위해 광 분산을 이용함),In an embodiment, a scanner may be any device or method that allows analysis of perturbations on a layer, including any defects or topographical variations. In an embodiment, the scanner may be at least one of an optical scanner, a laser scanner, a profile sensor, a point laser sensor, a confocal displacement sensor, an X-ray scanner, a high-speed area camera, and/or a line scan camera. In an embodiment, the scanner may include a profile sensor, a point laser sensor (e.g., Keyence LK-G3000 series (KEYENCE CORP. OF AMERICA, Itaskca II), which may measure a single spot instead of a line profile), a confocal displacement sensor (e.g., Keyence CL-3000 series, where the measurement principle uses light dispersion to determine surface topography),

초점 거리로부터 표면 토포그래피를 결정하는 데 사용될 수도 있는 고속 영역 또는 라인 스캔 카메라(예를 들어, https://www.teledynedalsa.com, 마지막 방문 11-23-2021)일 수도 있다.It may also be a high-speed area or line scan camera (eg https://www.teledynedalsa.com, last visited 11-23-2021) that may be used to determine the surface topography from the focal length.

이에 따라, 3차원(3D) 객체 생성 프로세스의 실시예에서, 스캐너는 광학 스캐너, 레이저 스캐너, 프로파일 센서, 포인트 레이저 센서, 공초점 변위 센서, X선 스캐너, 고속 영역 카메라, 라인 스캔 카메라 또는 그 조합을 포함할 수도 있다.Accordingly, in an embodiment of a three-dimensional (3D) object creation process, the scanner may include an optical scanner, a laser scanner, a profile sensor, a point laser sensor, a confocal displacement sensor, an X-ray scanner, a high-speed area camera, a line scan camera, or a combination thereof.

실시예에서, 이전에 퇴적된 층 또는 층들의 스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적과는 별도로 수행된다. 다른 실시예에서, 이전에 퇴적된 층 또는 층들의 스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적 중에 수행된다. 예를 들어, 스캐너는 압출기 노즐에 근접하게 위치될 수도 있고 인쇄되는 층의 다른 부분과 본질적으로 동시에 층 또는 층들의 인쇄된 부분에 대한 스캐닝된 정보를 획득할 수도 있다. 별개의 단계로서 또는 인쇄 중에 스캐닝의 임의의 조합이 이용될 수도 있다.In an embodiment, at least a portion of the scanning of the previously deposited layer or layers is performed separately from deposition of the thermoset along the deposition path. In another embodiment, at least a portion of the scanning of the previously deposited layer or layers is performed during deposition of the thermoset along the deposition path. For example, a scanner may be positioned proximate to an extruder nozzle and obtain scanned information about a printed portion of a layer or layers essentially simultaneously with other portions of a layer being printed. Any combination of scanning as a separate step or during printing may be used.

스캐닝은 층 내의 임의의 수의 측정을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 스캐닝은 전체 층을 스캐닝하는 것을 포함한다. 실시예에서, 스캐닝은 층 상의 적어도 하나의 지점을 스캐닝하는 것을 포함한다. 실시예에서, 스캐닝은 층 상의 각각의 사분면에서 적어도 하나의 지점을 스캐닝하는 것을 포함한다.Scanning may include any number of measurements within a layer. In an embodiment, scanning includes scanning the entire floor. In an embodiment, scanning includes scanning at least one point on the layer. In an embodiment, scanning includes scanning at least one point in each quadrant on the layer.

섭동의 분석에 기초하여, 섭동 프로파일이 결정된다. 실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함한다. 실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함한다. 실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함한다.Based on the analysis of the perturbation, a perturbation profile is determined. In an embodiment, the perturbation profile includes an average of the perturbations detected in the layer of thermoset resin. In an embodiment, the perturbation profile includes each perturbation detected in the thermoset resin layer. In an embodiment, the perturbation profile includes a quadrant average of the perturbations detected in the layer of thermoset.

실시예에서, 프로세스는 압출 노즐의 팁 높이를 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 압출 노즐의 팁 높이를 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지가 그 위에 퇴적될 것인 층 또는 기판과 노즐의 단부 사이의 거리(팁 높이)에 대해 압출 노즐의 인쇄 오리피스의 크기(표면적)에 대한 양만큼 압출 노즐의 팁 높이를 약 1:1000 내지 약 1000:1로 조정하는 것을 포함하는데, 여기서 비는 팁 높이(mm)에 대한 표면적(mm²), 예를 들어 약 1 mm² 대 1000 mm 높이, 약 1000 mm² 대 1 mm 높이로서 결정된다. 몇몇 실시예에서, 이 비는 약 1:100 내지 약 100:1, 또는 약 1:20 내지 약 20:1, 또는 약 1:10 내지 약 10:1이다.In an embodiment, the process includes adjusting the tip height of the extrusion nozzle. In an embodiment, adjusting the path of the subsequent layer includes adjusting the tip height of the extrusion nozzle. In an embodiment, the process includes adjusting the tip height of the extrusion nozzle by an amount relative to the size (surface area) of the printing orifice of the extrusion nozzle relative to the distance (tip height) between the end of the nozzle and the layer or substrate on which the thermoset resin is to be deposited, from about 1:1000 to about 1000:1, where the ratio is surface area (mm ² ) to tip height (mm), eg, about 1 mm ² to 1000 mm height, about 1 000 mm ² to 1 mm height. In some embodiments, this ratio is from about 1:100 to about 100:1, or from about 1:20 to about 20:1, or from about 1:10 to about 10:1.

실시예에서, 프로세스는 압출 노즐의 팁 높이를 약 0.01 mm 내지 약 10 mm만큼 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 압출 노즐의 팁 높이를 약 0.1 mm, 또는 0.5 mm, 또는 1 mm, 또는 1.5 mm, 또는 2 mm 이상, 약 10 mm 이하, 또는 10 mm, 또는 7 mm, 또는 5 mm, 또는 3 mm, 또는 2 mm의 거리로 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 압출 노즐의 팁 높이를 약 0.2 mm 내지 약 0.5 mm만큼 조정하는 것을 포함한다.In an embodiment, the process includes adjusting the tip height of the extrusion nozzle by about 0.01 mm to about 10 mm. In an embodiment, the process includes adjusting the tip height of the extrusion nozzle to a distance of about 0.1 mm, or 0.5 mm, or 1 mm, or 1.5 mm, or 2 mm, or greater than or equal to about 10 mm, or less than or equal to 10 mm, or 7 mm, or 5 mm, or 3 mm, or 2 mm. In an embodiment, the process includes adjusting the tip height of the extrusion nozzle by about 0.2 mm to about 0.5 mm.

실시예에서, 프로세스는 압출 노즐의 팁 높이를 약 0.01 mm, 약 0.05 mm, 약 0.075 mm, 약 0.09 mm, 약 0.1 mm, 약 0.125 mm, 약 0.15 mm, 약 0.175 mm, 약 0.2 mm, 약 0.225 mm, 약 0.25 mm, 약 0.275 mm, 약 0.3 mm, 약 0.35 mm, 약 0.4 mm, 약 0.5 mm, 약 0.6 mm, 약 0.7 mm, 약 0.8 mm, 약 0.9 mm, 약 1 mm, 약 1.5 mm, 약 2 mm 또는 지정된 값 사이의 임의의 범위만큼 조정하는 것을 포함한다.In embodiments, the process may reduce the tip height of the extrusion nozzle to about 0.01 mm, about 0.05 mm, about 0.075 mm, about 0.09 mm, about 0.1 mm, about 0.125 mm, about 0.15 mm, about 0.175 mm, about 0.2 mm, about 0.225 mm, about 0.25 mm, about 0.275 mm, about 0.3 mm, about 0. 35 mm, about 0.4 mm, about 0.5 mm, about 0.6 mm, about 0.7 mm, about 0.8 mm, about 0.9 mm, about 1 mm, about 1.5 mm, about 2 mm, or any range between the specified values.

실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 팁 높이보다 더 높을 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 팁 높이보다 더 낮을 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다.In embodiments, the tip height during deposition of a subsequent layer of thermoset resin may be higher than the tip height during deposition of a layer of thermoset resin. In embodiments, the tip height during deposition of the subsequent layer of thermoset resin may be lower than the tip height during deposition of the layer of thermoset resin. In an embodiment, the tip height during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, the tip height during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset layer. In an embodiment, the tip height during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising a quadrant average of perturbations detected in the thermoset layer.

실시예에서, 팁 높이는 인쇄 베드를 이동시킴으로써 조정될 수도 있다. 실시예에서, 팁 높이는 압출 노즐을 이동시킴으로써 조정될 수도 있다. 실시예에서, 팁 높이는 인쇄 베드 및 압출 노즐을 이동시킴으로써 조정될 수도 있다.In an embodiment, the tip height may be adjusted by moving the print bed. In an embodiment, the tip height may be adjusted by moving the extrusion nozzle. In an embodiment, the tip height may be adjusted by moving the print bed and extrusion nozzle.

실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 압출 백분율을 포함한다. 실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 열경화성 수지의 압출 백분율을 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 압출 백분율을 약 0% 내지 약 400%로 조정하는 것을 포함한다. 본 명세서의 목적을 위해, 압출 백분율은 미리 정의된 설계에 의해 요구되는 것으로서 예측되는 양에 대한 압출된 열경화성 수지의 비율을 칭하고, 여기서 100% 미만의 압출 백분율은 예측된 양 미만의 퇴적을 나타내고, 100%의 압출 백분율은 예측된 양의 퇴적을 나타내고, 100% 초과의 압출 백분율은 미리 정의된 설계에 의해 예측된 것보다 더 많은 열경화성 수지의 퇴적을 나타낸다. 실시예에서, 프로세스는 미리 정의된 설계에 의해 요구되는 양에 기초하여, 열경화성 수지의 압출 백분율을 약 10%, 또는 25%, 또는 50%, 또는 75%, 또는 80%, 또는 90%, 또는 95% 내지 약 105%, 또는 110%, 또는 120%, 또는 150%, 또는 200%, 또는 300%, 또는 350%로 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 압출 백분율을 약 50% 내지 약 200%로 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 압출 백분율을 약 75% 내지 약 150%로 조정하는 것을 포함한다.In an embodiment, the process includes an extrusion percentage of thermoset resin. In an embodiment, adjusting the path of the subsequent layer includes adjusting the extrusion percentage of the thermoset resin. In an embodiment, the process includes adjusting the extrusion percentage of the thermoset resin from about 0% to about 400%. For purposes herein, percentage extrusion refers to the ratio of extruded thermoset to the amount predicted as required by a predefined design, wherein a percentage of extrusion less than 100% represents a deposition below the predicted amount, a percentage of extrusion of 100% represents a deposit of the predicted amount, and a percentage of extrusion greater than 100% represents a deposition of more thermoset than predicted by the predefined design. In an embodiment, the process comprises adjusting the extrusion percentage of thermoset resin from about 10%, or 25%, or 50%, or 75%, or 80%, or 90%, or 95% to about 105%, or 110%, or 120%, or 150%, or 200%, or 300%, or 350%, based on the amount required by a predefined design. include In an embodiment, the process includes adjusting the extrusion percentage of the thermoset resin from about 50% to about 200%. In an embodiment, the process includes adjusting the extrusion percentage of the thermoset resin from about 75% to about 150%.

실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 압출 백분율을 약 0%, 약 25%, 약 50%, 약 75%, 약 100%, 약 125%, 약 150%, 약 175%, 약 200%, 약 225%, 약 250%, 약 275%, 약 300%, 약 325%, 약 350%, 약 375%, 약 400%, 또는 지정된 값들 사이의 임의의 범위로 조정하는 것을 포함한다.In embodiments, the process may reduce the extrusion percentage of the thermoset resin to about 0%, about 25%, about 50%, about 75%, about 100%, about 125%, about 150%, about 175%, about 200%, about 225%, about 250%, about 275%, about 300%, about 325%, about 350%, about 375%, This includes adjusting to about 400%, or any range between specified values.

실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 압출 백분율보다 더 높을 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 압출 백분율보다 더 낮을 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다.In embodiments, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset may be higher than the percentage of extrusion during deposition of a layer of thermoset. In embodiments, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset may be lower than the percentage of extrusion during deposition of a layer of thermoset. In an embodiment, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset layer. In an embodiment, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising a quadrant average of perturbations detected in the thermoset layer.

실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 유량을 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 열경화성 수지의 유량을 조정하는 것을 포함한다.In an embodiment, the process includes adjusting the flow rate of the thermoset resin. In an embodiment, adjusting the path of the subsequent layer includes adjusting the flow rate of the thermoset resin.

실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 유량보다 더 높을 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 유량보다 더 낮을 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 부분 평균, 예를 들어 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다.In embodiments, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermosetting resin may be higher than the flow rate during deposition of a layer of thermosetting resin. In embodiments, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermoset resin may be lower than the flow rate during deposition of a layer of thermoset resin. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset layer. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising a partial average, eg, a quadrant average, of perturbations detected in the thermoset layer.

실시예에서, 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유량은 압출 노즐을 통한 유량을 최적화하기 위해 조정될 수도 있다. 반응성 성분의 특성 및 원하는 최종 3D 제품의 기하학 형상에 따라, 유량 조정이 다양할 수도 있다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "압출 노즐을 통한 유량"은 체적 유량, 또는 1초 내에 노즐을 통해 밀리는 mm³ 단위의 재료의 체적을 의미한다. 유량은 팁 직경에 따라 다양할 수도 있다. 실시예에서, 최대 유량은 프린터 상의 펌프의 강도에 의해 설정될 수도 있다. 실시예에서, 유량은 펌프 변위를 조정하는 설정에 의해 제어될 수도 있다.In embodiments, the flow rate of the thermosetting resin through the extrusion nozzle may be adjusted to optimize the flow rate through the extrusion nozzle. Depending on the nature of the reactive component and the desired geometry of the final 3D product, the flow rate adjustment may vary. As used herein, the term “flow rate through an extrusion nozzle” means the volumetric flow rate, or the volume of material in mm ³ pushed through the nozzle in one second. The flow rate may vary depending on the tip diameter. In an embodiment, the maximum flow rate may be set by the strength of the pump on the printer. In embodiments, flow rate may be controlled by a setting that adjusts pump displacement.

실시예에서, 압출 노즐을 통한 유량은 약 0.1 mm³/s 내지 약 200 mm³/s일 수도 있다. 실시예에서, 유량은 약 1 mm³/s 내지 약 100 mm³/s일 수도 있다. 실시예에서, 유량은 약 5 mm³/s 내지 약 50 mm³/s일 수도 있다. 실시예에서, 유량은 약 0 약 0.1 mm³/s, 약 0.5 mm³/s, 약 1 mm³/s, 약 5 mm³/s, 약 10 mm³/s, 약 15 mm³/s, 약 20 mm³/s, 약 25 mm³/s, 약 30 mm³/s, 약 35 mm³/s, 약 40 mm³/s, 약 45 mm³/s, 약 50 mm³/s, 약 100 mm³/s, 약 150 mm³/s, 약 200 mm³/s, 약 500 mm³/s, 약 1000 mm³/s, 또는 지정된 값들 사이의 임의의 범위일 수도 있다. 실시예에서, 혼합 챔버의 체적과 조합된 재료의 유량은 재료가 노즐을 떠날 때 재료의 반응 정도를 설정할 수도 있다. 예를 들어, 프린터가 0.1 mm³/s로 인쇄하고 혼합기가 2 mm³의 체적을 가지면, 반응 혼합물은 평균적으로 그 반응에 약 20초일 수도 있다. 유량이 0.01 mm³/s로 감소되면, 반응 혼합물은 평균적으로 그 반응에 약 200초일 수도 있다.In an embodiment, the flow rate through the extrusion nozzle may be from about 0.1 mm ³ /s to about 200 mm ³ /s. In embodiments, the flow rate may be between about 1 mm ³ /s and about 100 mm ³ /s. In embodiments, the flow rate may be between about 5 mm ³ /s and about 50 mm ³ /s. In embodiments, the flow rate is about 0, about 0.1 mm ³ /s, about 0.5 mm ³ /s, about 1 mm ³ /s, about 5 mm ³ /s, about 10 mm ³ /s, about 15 mm ³ /s, about 20 mm ³ /s, about 25 mm ³ /s, about 30 mm ³ /s, about 35 mm ³ /s, about 40 mm ³ /s, about 4 5 mm 3 /s, about 50 ^mm 3 /s, about 100 mm 3 /s, about 150 mm ³ /s, about 200 mm ³ /s, about 500 ^{mm 3 / s} , about 1000 mm ³ /s, or any range between the specified values. In embodiments, the volume of the mixing chamber and the flow rate of the combined material may set the degree of reaction of the material as it leaves the nozzle. For example, if the printer prints at 0.1 mm ³ /s and the mixer has a volume of 2 mm ³ , the reaction mixture may average about 20 seconds to react. If the flow rate is reduced to 0.01 mm ³ /s, the reaction mixture may average about 200 seconds to react.

실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 점도를 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 경로를 따라 하나 이상의 위치에서 열경화성 수지의 점도를 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 점도보다 더 낮을 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정될 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 점도는 적어도 약 60 센티푸아즈(cP)일 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 점도는 약 500 cP 내지 약 500,000 cP일 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지의 점도는 약 3,000,000 cP 미만일 수도 있다. 브룩필드 방법 또는 임의의 다른 적합한 방법에 따라 결정할 때, 25℃에서.In an embodiment, the process includes adjusting the viscosity of the thermoset resin. In an embodiment, adjusting the path of subsequent layers includes adjusting the viscosity of the thermoset at one or more locations along the path. In embodiments, the viscosity during deposition of the subsequent layer of thermoset resin may be lower than the viscosity during deposition of the layer of thermoset resin. In an embodiment, the viscosity during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, the viscosity during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset layer. In an embodiment, the viscosity during deposition of a subsequent layer of thermoset may be adjusted based on a perturbation profile comprising a quadrant average of perturbations detected in the thermoset layer. In embodiments, the viscosity of the thermosetting resin may be at least about 60 centipoise (cP). In embodiments, the viscosity of the thermosetting resin may be from about 500 cP to about 500,000 cP. In embodiments, the viscosity of the thermoset resin may be less than about 3,000,000 cP. at 25° C. as determined according to the Brookfield method or any other suitable method.

실시예에서, 프로세스는 임의의 비드 간격을 사용하여 열경화성 수지를 퇴적하는 것을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격(정의 필요)을 약 0.1 mm 내지 약 2 mm로 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격을 약 0.2 mm 내지 약 1 mm로 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격을 약 0.4 mm 내지 약 0.8 mm로 절충한다.In an embodiment, the process may include depositing the thermoset using a random bead spacing. In an embodiment, the deposition compromises the bead spacing of the thermoset (which needs to be defined) from about 0.1 mm to about 2 mm. In an embodiment, the deposition compromises the bead spacing of the thermoset to about 0.2 mm to about 1 mm. In an embodiment, deposition compromises the bead spacing of the thermoset to about 0.4 mm to about 0.8 mm.

실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격을 약 1 mm 미만으로 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격을 약 0.8 mm 미만으로 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격을 약 0.7 mm 미만으로 절충한다. 실시예에서, 비드 간격은 약 0.1 mm, 약 0.2 mm, 약 0.3 mm, 약 0.4 mm, 약 0.5 mm, 약 0.6 mm, 약 0.7 mm, 약 0.8 mm, 약 0.9 mm, 약 1 mm, 약 1.2 mm, 약 1.4 mm, 약 1.6 mm, 약 1.8 mm 또는 약 2 mm, 또는 지정된 값들 사이의 임의의 범위일 수도 있다.In an embodiment, the deposition compromises the bead spacing of the thermoset to less than about 1 mm. In an embodiment, deposition compromises the bead spacing of the thermoset to less than about 0.8 mm. In an embodiment, deposition compromises the bead spacing of the thermoset to less than about 0.7 mm. In Examples, the bead interval may be any range between about 0.1 mm, about 0.2 mm, about 0.3 mm, about 0.4 mm, about 0.5 mm, about 0.6 mm, about 0.7 mm, about 0.8 mm, about 0.9 mm, about 1 mm, about 1.2 mm, about 1.4 mm, about 1.6 mm, about 1.8 mm, or about 2 mm or specified values. .

실시예에서, 프로세스는 선택된 병진 속도(정의 필요)를 사용하여 열경화성 수지를 퇴적하는 것을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 퇴적은 적어도 약 100 mm/min의 병진 속도를 절충한다(이는 아마도 기술 용어일 것임). 이는 선형 속도이고, 원을 인쇄하는 각속도는 무엇인가? 실시예에서, 퇴적은 적어도 약 500 mm/min의 병진 속도를 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 적어도 약 1000 mm/min의 병진 속도를 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 적어도 약 5000 mm/min의 병진 속도를 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 약 100 mm/min 내지 약 5000 mm/min의 병진 속도를 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 약 800 mm/min 내지 약 2500 mm/min의 병진 속도를 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 약 500 mm/min 내지 약 1000 mm/min의 병진 속도를 절충한다.In an embodiment, the process may include depositing a thermoset using a selected translational rate (need to be defined). In an embodiment, the deposition compromises a translational speed of at least about 100 mm/min (this is probably a technical term). This is the linear velocity, what is the angular velocity to print the circle? In an embodiment, deposition compromises a translational speed of at least about 500 mm/min. In an embodiment, deposition compromises a translational speed of at least about 1000 mm/min. In an embodiment, deposition compromises a translational speed of at least about 5000 mm/min. In an embodiment, the deposition compromises a translational speed between about 100 mm/min and about 5000 mm/min. In an embodiment, the deposition compromises a translational speed between about 800 mm/min and about 2500 mm/min. In an embodiment, the deposition compromises a translational speed between about 500 mm/min and about 1000 mm/min.

실시예에서, 병진 속도는 약 25 mm/min, 약 50 mm/min, 약 100 mm/min, 약 25 mm/min, 약 50 mm/min, 약 100 mm/min, 약 25 mm/min, 약 50 mm/min, 약 100 mm/min, 약 200 mm/min, 약 300 mm/min, 약 400 mm/min, 약 500 mm/min, 약 600 mm/min, 약 700 mm/min, 약 800 mm/min, 약 900 mm/min, 약 1000 mm/min, 약 1500 mm/min, 약 2000 mm/min, 약 2500 mm/min, 약 3000 mm/min, 약 3500 mm/min, 약 4000 mm/min, 약 4500 mm/min, 약 5000 mm/min, 약 5500 mm/min, 약 6000 mm/min, 약 6500 mm/min, 약 7000 mm/min, 약 7500 mm/min, 약 8000 mm/min, 약 8500 mm/min, 약 9000 mm/min, 약 9500 mm/min, 약 10000 mm/min 또는 지정된 값들 사이의 임의의 범위일 수도 있다.In an embodiment, the translation speed is about 25 mm/min, about 50 mm/min, about 100 mm/min, about 25 mm/min, about 50 mm/min, about 100 mm/min, about 25 mm/min, about 50 mm/min, about 100 mm/min, about 200 mm/min, about 300 mm/min, about 400 mm/min, about 500 mm/min, about 6 00 mm/min, about 700 mm/min, about 800 mm/min, about 900 mm/min, about 1000 mm/min, about 1500 mm/min, about 2000 mm/min, about 2500 mm/min, about 3000 mm/min, about 3500 mm/min, about 4000 mm/min, about 4500 mm/min, about 5000 mm/min, It may be about 5500 mm/min, about 6000 mm/min, about 6500 mm/min, about 7000 mm/min, about 7500 mm/min, about 8000 mm/min, about 8500 mm/min, about 9000 mm/min, about 9500 mm/min, about 10000 mm/min, or any range between the specified values.

실시예에서, 열경화성 수지는 특정 점탄성을 나타낼 수도 있다. 응력이 인가될 때 전단 유동에 저항하는 순 점성 재료, 및 응력이 인가될 때 신장하고 이어서 일단 응력이 제거되면 그 원래 상태로 즉시 복귀하는 탄성 재료에 대조적으로, 점탄성 재료는 변형을 경험할 때 점성과 탄성 특성의 모두를 나타낸다. 통상적으로, 시간 의존성 스트레인을 나타낸다. 이에 따라, 점탄성 재료는 고체성 및 액체성 특성의 모두를 가질 수도 있다.In embodiments, the thermoset resin may exhibit certain viscoelastic properties. In contrast to purely viscous materials that resist shear flow when stress is applied, and elastic materials that stretch when stress is applied and then immediately return to their original state once the stress is removed, viscoelastic materials exhibit both viscous and elastic properties when undergoing deformation. Typically, it represents a time-dependent strain. Accordingly, a viscoelastic material may have both solid and liquid properties.

실시예에서, 경화 프로세스에서 혼합 조성물의 점도 변화 및 따라서 반응 정도는 관련 기술 분야에 알려진 방법에 따라 레오미터(rheometer)를 사용하여 탄성 계수의 변동을 측정함으로써 결정될 수도 있다. 동적 기계적 분석이 저장 모듈러스(G') 및 손실 모듈러스(G")를 측정하기 위해 이용될 수도 있다. 시간에 따른 G' 및 G"의 변동은 경화 반응의 정도를 나타낼 수도 있다. 시스템이 액체일 때, 저장 모듈러스는 매우 낮고: 시스템은 액체처럼 거동한다. 이어서, 반응이 계속되고 시스템은 더 고체처럼 반응하기 시작하고: 저장 모듈러스가 증가한다.In an embodiment, the change in viscosity of the mixture composition in the curing process and thus the degree of reaction may be determined by measuring the change in modulus of elasticity using a rheometer according to methods known in the art. Dynamic mechanical analysis may be used to measure storage modulus (G') and loss modulus (G"). Variation of G' and G" over time may indicate the degree of curing reaction. When the system is liquid, the storage modulus is very low: the system behaves like a liquid. The reaction then continues and the system starts to behave more like a solid: the storage modulus increases.

실시예에서, 점탄성은 저장 모듈러스 대 손실 모듈러스의 비에 의해 결정될 수도 있다. 열경화성 수지가 고도로 탄성인 경우, 일단 유동 정지 커맨드가 인쇄 프로세스 중에 실행되면, 재료가 다시 인쇄헤드 내로 스프링백(spring back)될 수도 있다. 대조적으로, 재료가 고도로 점성이면, 재료를 강제하는 압력이 열경화성 재료 외부 및 내부의 모두에서 완화될 때까지, 재료가 인쇄헤드 외부로 계속 유출될 수도 있다. 이 점성 반응은 본 명세서에서 열경화성 수지의 잠재기(latency)라 칭할 수도 있다. 포지티브 압력으로부터 가벼운 흡인 정지 유동으로의 힘 변화에 대한 재료의 반응 속도는 다른 요인과 관련된 열경화성 수지의 점도에 의존할 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지는 가벼운 흡인이 공급되지 않으면 인쇄헤드 외부로 유출될 수도 있도록 충분히 낮은 점도를 갖는다. 실시예에서, 점탄성은 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9 또는 약 1 초과 또는 지정된 값들 사이의 임의의 범위의 G'/G"(종종 탄젠트 델타라 칭함)를 가질 수도 있다. [이는 더 필요로 함]In an embodiment, viscoelasticity may be determined by the ratio of storage modulus to loss modulus. If the thermosetting resin is highly elastic, once the flow stop command is executed during the printing process, the material may spring back into the printhead. In contrast, if the material is highly viscous, the material may continue to flow out of the printhead until the pressure forcing it is relieved both outside and inside the thermoset material. This viscous reaction may be referred to herein as the latency of the thermosetting resin. The rate of response of a material to a change in force from positive pressure to light suction stop flow may depend on the viscosity of the thermoset in relation to other factors. In an embodiment, the thermosetting resin has a sufficiently low viscosity that it may flow out of the printhead if light suction is not supplied. In embodiments, the viscoelasticity may have G'/G" (often referred to as tangent delta) greater than about 0.1, about 0.2, about 0.3, about 0.4, about 0.5, about 0.6, about 0.7, about 0.8, about 0.9, or greater than about 1 or any range between the specified values. [which further requires]

실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층을 퇴적하는 것은 열경화성 수지의 층의 예측된 높이에 도달하기 위한 양의 열경화성 수지를 퇴적하는 것을 포함한다. 이 퇴적은 예측된 높이로부터 벗어난 발생하는 임의의 간극을 충전하는 것을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 이는 전체 후속 층의 퇴적이 아니라, 예측 높이 미만을 갖는 위치에서의 퇴적이다.In an embodiment, depositing the subsequent layer of thermoset includes depositing an amount of thermoset to reach a predicted height of the layer of thermoset. This deposition may include filling any gaps that arise that deviate from the predicted height. In an embodiment, this is not the deposition of an entire subsequent layer, but at a location with less than the predicted height.

실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층을 퇴적하는 것은 열경화성 수지의 층의 설계에 기초하여 예측 및/또는 의도된 높이보다 더 큰 실제 높이를 갖는 층을 형성하는 것을 야기하는 열경화성 수지의 양을 퇴적하는 것을 포함한다. 이러한 퇴적은 예측된 높이로부터 벗어난 발생하는 임의의 간극을 충전하는 것을 포함할 수도 있다. 이 퇴적은 예측된 높이로부터 실제 높이까지 영역의 임의의 변동을 충전하는 것을 더 포함할 수도 있다(즉, 층의 몇몇 위치에서, 예측된 높이는 실제 높이와 동일했지만, 실제 높이가 예측 높이보다 더 높은 위치가 존재했기 때문에, 재료가 평평한 층을 생성하도록 추가될 수도 있음). 이는 이러한 섭동을 고려하기 위해 후속 퇴적을 재결정하거나 수정하는 것을 더 요구할 수도 있다.In an embodiment, depositing the subsequent layer of thermoset includes depositing an amount of the thermoset that results in forming a layer having an actual height greater than a predicted and/or intended height based on the design of the layer of thermoset. Such deposition may include filling any gaps that arise that deviate from the predicted height. This deposition may further include filling in any variation of the area from the predicted height to the actual height (i.e., in some locations of the layer, the predicted height was equal to the actual height, but since there were locations where the actual height was higher than the predicted height, material may be added to create a flat layer). This may further require recrystallization or correction of subsequent depositions to account for these perturbations.

실시예에서, 프로세스는 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 후속 층을 스캐닝하는 단계, 섭동 프로파일에 기초하여 제2 후속 층의 경로를 조정하는 단계, 및 제2 후속 층 또는 열경화성 수지의 층의 일부를 퇴적하는 단계를 포함한다. 프로세스는 임의의 수의 층에 대해 반복될 수도 있다. 실시예에서, 후속 층의 스캐닝, 조정 및 퇴적은 다층 3D 객체의 각각의 층에서 발생한다. 실시예에서, 후속 층의 스캐닝, 조정 및 퇴적은 다층 3D 객체의 매 2번째, 매 3번째, 매 4번째, 매 5번째, 또는 임의의 서수의 층에서 발생한다.In an embodiment, the process includes scanning a subsequent layer of thermoset to detect perturbations, adjusting the path of a second subsequent layer based on the perturbation profile, and depositing a portion of the second subsequent layer or layer of thermoset. The process may be repeated for any number of layers. In an embodiment, scanning, adjustment and deposition of subsequent layers occurs on each layer of the multi-layer 3D object. In an embodiment, the scanning, adjustment and deposition of subsequent layers occurs on every 2nd, 3rd, 4th, 5th, or any ordinal number of layers of the multi-layered 3D object.

실시예에서, 열경화성 인쇄 장치는 펌프의 사용을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 인쇄 장치는 흡인 펌프를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 프로세스는 퇴적 중에 흡인을 인가하는 것을 포함한다.In embodiments, a thermosetting printing apparatus may include the use of a pump. In an embodiment, the thermoset printing device may include a suction pump. In an embodiment, the process includes applying suction during deposition.

실시예에서, 흡인은 임의의 시간 동안 인가될 수도 있다. 실시예에서, 프로세스는 적어도 약 1초 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 적어도 약 10초 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 적어도 약 30초 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 적어도 약 1분 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 약 1초 내지 약 5분 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 약 5초 내지 약 1분 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 약 10초 내지 약 30초 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다.In embodiments, suction may be applied for any length of time. In an embodiment, the process includes applying suction for at least about 1 second. In an embodiment, the process includes applying suction for at least about 10 seconds. In an embodiment, the process includes applying suction for at least about 30 seconds. In an embodiment, the process includes applying suction for at least about 1 minute. In an embodiment, the process includes applying suction for about 1 second to about 5 minutes. In an embodiment, the process includes applying suction for about 5 seconds to about 1 minute. In an embodiment, the process includes applying suction for about 10 seconds to about 30 seconds.

실시예에서, 프로세스는 약 1초, 약 2초, 약 3초, 약 4초, 약 5초, 약 6초, 약 7초, 약 8초, 약 9초, 약 10초, 약 11초, 약 12초, 약 13초, 약 14초, 약 15초, 약 16초, 약 17초, 약 18초, 약 19초, 약 20초, 약 21초, 약 22초, 약 23초, 약 24초, 약 25초, 약 26초, 약 27초, 약 28초, 약 29초, 약 30초, 약 35초, 약 40초, 약 45초, 약 50초, 약 60초, 약 90초, 약 2분, 약 3분, 약 4분, 약 5분 또는 지정된 값들 사이의 임의의 범위 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다.In an embodiment, the process takes about 1 second, about 2 seconds, about 3 seconds, about 4 seconds, about 5 seconds, about 6 seconds, about 7 seconds, about 8 seconds, about 9 seconds, about 10 seconds, about 11 seconds, about 12 seconds, about 13 seconds, about 14 seconds, about 15 seconds, about 16 seconds, about 17 seconds, about 18 seconds, about 19 seconds, about 20 seconds, about 21 seconds , about 22 seconds, about 23 seconds, about 24 seconds, about 25 seconds, about 26 seconds, about 27 seconds, about 28 seconds, about 29 seconds, about 30 seconds, about 35 seconds, about 40 seconds, about 45 seconds, about 50 seconds, about 60 seconds, about 90 seconds, about 2 minutes, about 3 minutes, about 4 minutes, about 5 minutes, or any range between the specified values. includes approving

실시예에서, 프로세스는 지지부의 사용을 포함한다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "지지부"는 3D 인쇄 동안 안정성을 제공할 수도 있는 객체 또는 재료를 의미한다.In an embodiment, the process includes the use of a support. As used herein, the term "support" refers to an object or material that may provide stability during 3D printing.

실시예에서, 프로세스는 열경화성 수지의 퇴적 동안 지지 재료를 퇴적하는 것을 포함한다. 실시예에서, 지지 재료는 올레핀계 재료일 수도 있다. 실시예에서, 올레핀계 재료는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌과 같은 폴리알킬렌일 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 폴리락트산일 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)일 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 엘레구 스탠다드(Elegoo Standard) 수지와 같은 ABS형 UV-경화 급속 수지일 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 폴리실록산 폴리머 또는 공중합체를 포함할 수도 있고, 예를 들어 실리콘 매트일 수도 있다.In an embodiment, the process includes depositing a support material during deposition of the thermoset. In embodiments, the support material may be an olefinic material. In embodiments, the olefinic material may be a polyalkylene such as polyethylene and/or polypropylene. In an embodiment, the support may be polylactic acid. In an embodiment, the support may be acrylonitrile butadiene styrene (ABS). In an embodiment, the support may be an ABS type UV-curing fast resin such as Elegoo Standard resin. In an embodiment, the support may include a polysiloxane polymer or copolymer, and may be, for example, a silicone mat.

실시예에서, 지지부는 코팅될 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 몰드 이형제와 같은 이형제로 코팅될 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 마감 페이스트 왁스와 같은 왁스로 코팅될 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 미처리된다.In embodiments, the support may be coated. In an embodiment, the support may be coated with a release agent such as a mold release agent. In an embodiment, the support may be coated with a wax such as a finishing paste wax. In an embodiment, the support is untreated.

실시예에서, 지지부는 융합 필라멘트 제작(FFF) 프린터로 3D 인쇄될 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 광조형(stereolithography: SLA) 프린터로 3D 인쇄될 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 오버행을 갖는 3D 객체의 퇴적과 함께 공동 3D 인쇄될 수도 있다. 실시예에서, 지지부는 오버행을 갖는 3D 객체를 퇴적하기 전에 3D 인쇄될 수도 있다.In an embodiment, the support may be 3D printed with a fused filament fabrication (FFF) printer. In an embodiment, the support may be 3D printed with a stereolithography (SLA) printer. In an embodiment, the supports may be co-3D printed with the deposition of 3D objects with overhangs. In an embodiment, the support may be 3D printed prior to depositing the 3D object with the overhang.

실시예에서, 프로세스는 지지부를 제거하는 것을 포함한다. 실시예에서, 제거는 용융에 의한 것일 수도 있다.In an embodiment, the process includes removing the support. In an embodiment, removal may be by melting.

실시예에서, 본 개시내용은 개시된 프로세스에 의해 생성된 3D 객체에 관한 것이다. 실시예에서, 본 개시내용은 개시된 시스템을 사용하여 생성된 3D 객체에 관한 것이다.In embodiments, the present disclosure relates to 3D objects created by the disclosed process. In embodiments, the present disclosure relates to 3D objects created using the disclosed system.

실시예에서, 프로세스는 제3 반응성 성분을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 제4 반응성 성분을 포함한다.In an embodiment, the process includes a third reactive component. In an embodiment, the process includes a fourth reactive component.

이에 따라, 실시예에서, 3차원(3D) 객체 생성 프로세스는 열경화성 수지를 제공하기 위해 적어도 제1 반응성 성분 및 제2 반응성 성분을 수용하고 혼합하기 위한 혼합 챔버, 3D 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 전달하기 위한 압출 노즐, 3D 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 전달할 때 압출 노즐을 이동시키기 위해 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터, 하나 이상의 프로세서를 포함하고 압출된 열경화성 인쇄 장치에 결합된 제어기, 및 스캐너를 포함하는 열경화성 인쇄 장치를 제공하는 단계; 3D 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 퇴적하는 단계를 포함하고, 퇴적은 열경화성 수지의 층을 퇴적하는 것, 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 층을 스캐닝하는 것, 섭동 프로파일에 기초하여 후속 층의 경로를 조정하는 것, 및 열경화성 수지의 후속 층을 퇴적하는 것을 포함한다.Accordingly, in embodiments, a three-dimensional (3D) object creation process includes a mixing chamber for receiving and mixing at least a first reactive component and a second reactive component to provide a thermoset, an extrusion nozzle for delivering the thermoset to form a 3D object, at least one actuator coupled to the extrusion nozzle for moving the extrusion nozzle when delivering the thermoset to form a 3D object, a controller coupled to an extruded thermoset printing device comprising one or more processors, providing a thermosetting printing device comprising: , and a scanner; depositing a thermoset to form a 3D object, wherein the deposition includes depositing a layer of thermoset, scanning the layer of thermoset to detect a perturbation, adjusting the path of a subsequent layer based on the perturbation profile, and depositing a subsequent layer of thermoset.

실시예에서, 스캐너는 광학 스캐너, 레이저 스캐너, 프로파일 센서, 포인트 레이저 센서, 공초점 변위 센서, X선 스캐너, 고속 영역 카메라 또는 라인 스캔 카메라 중 적어도 하나를 포함한다.In an embodiment, the scanner includes at least one of an optical scanner, a laser scanner, a profile sensor, a point laser sensor, a confocal displacement sensor, an X-ray scanner, a high-speed area camera, or a line scan camera.

실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함한다. 실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함한다. 실시예에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함한다.In an embodiment, the perturbation profile includes an average of the perturbations detected in the layer of thermoset resin. In an embodiment, the perturbation profile includes each perturbation detected in the thermoset resin layer. In an embodiment, the perturbation profile includes a quadrant average of the perturbations detected in the layer of thermoset.

실시예에서, 스캐닝은 전체 층을 스캐닝하는 것을 포함한다. 실시예에서, 스캐닝은 층 상의 적어도 하나의 지점을 스캐닝하는 것을 포함한다. 실시예에서, 스캐닝은 층 상의 각각의 사분면에서 적어도 하나의 지점을 스캐닝하는 것을 포함한다.In an embodiment, scanning includes scanning the entire floor. In an embodiment, scanning includes scanning at least one point on the layer. In an embodiment, scanning includes scanning at least one point in each quadrant on the layer.

실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 압출 노즐의 팁 높이를 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 팁 높이보다 더 높다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 팁 높이보다 더 낮다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 팁 높이는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다.In an embodiment, adjusting the path of the subsequent layer includes adjusting the tip height of the extrusion nozzle. In an embodiment, the tip height during deposition of a subsequent layer of thermoset resin is greater than the tip height during deposition of the layer of thermoset resin. In an embodiment, the tip height during deposition of the subsequent layer of thermoset resin is lower than the tip height during deposition of the layer of thermoset resin. In an embodiment, the tip height during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, during deposition of a subsequent layer of thermoset, the tip height is adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset layer. In an embodiment, the tip height during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising a quadrant average of perturbations detected in the thermoset layer.

실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 열경화성 수지의 압출 백분율을 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 압출 백분율보다 더 높다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 압출 백분율보다 더 낮다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 압출 백분율은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다.In an embodiment, adjusting the path of the subsequent layer includes adjusting the extrusion percentage of the thermoset resin. In an embodiment, the percentage extrusion during deposition of a subsequent layer of thermosetting resin is higher than the percentage extrusion during deposition of a layer of thermosetting resin. In an embodiment, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset is lower than the percentage of extrusion during deposition of a layer of thermoset. In an embodiment, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, the percentage of extrusion during deposition of subsequent layers of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset layer. In an embodiment, the percentage of extrusion during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising a quadrant average of perturbations detected in the thermoset layer.

실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 열경화성 수지의 유량을 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 유량보다 더 높다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 유량보다 더 낮다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 유량은 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다.In an embodiment, adjusting the path of the subsequent layer includes adjusting the flow rate of the thermoset resin. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermosetting resin is higher than the flow rate during deposition of a layer of thermosetting resin. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermosetting resin is lower than the flow rate during deposition of a layer of thermosetting resin. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermoset resin is adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset resin layer. In an embodiment, the flow rate during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising a quadrant average of perturbations detected in the thermoset layer.

실시예에서, 열경화성 수지의 유량은 약 0.1 mm³/s 내지 약 200 mm³/s이다. 실시예에서, 열경화성 수지의 유량은 약 1 mm³/s 내지 약 100 mm³/s이다. 실시예에서, 열경화성 수지의 유량은 약 5 mm³/s 내지 약 50 mm³/s이다.In an embodiment, the flow rate of the thermosetting resin is from about 0.1 mm ³ /s to about 200 mm ³ /s. In an embodiment, the flow rate of the thermosetting resin is from about 1 mm ³ /s to about 100 mm ³ /s. In an embodiment, the flow rate of the thermosetting resin is from about 5 mm ³ /s to about 50 mm ³ /s.

실시예에서, 후속 층의 경로를 조정하는 것은 열경화성 수지의 점도를 조정하는 것을 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 점도보다 더 높다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지의 층의 퇴적 동안 점도보다 더 낮다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층의 퇴적 동안 점도는 열경화성 수지 층에서 검출된 섭동의 사분면 평균을 포함하는 섭동 프로파일에 기초하여 조정된다.In an embodiment, adjusting the path of the subsequent layer includes adjusting the viscosity of the thermoset resin. In an embodiment, the viscosity during deposition of the subsequent layer of thermoset resin is higher than the viscosity during deposition of the layer of thermoset resin. In an embodiment, the viscosity during deposition of the subsequent layer of thermoset resin is lower than the viscosity during deposition of the layer of thermoset resin. In an embodiment, the viscosity during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising an average of perturbations detected in the thermoset layer. In an embodiment, during deposition of a subsequent layer of thermoset, the viscosity is adjusted based on a perturbation profile comprising each perturbation detected in the thermoset layer. In an embodiment, the viscosity during deposition of a subsequent layer of thermoset is adjusted based on a perturbation profile comprising a quadrant mean of perturbations detected in the thermoset layer.

실시예에서, 열경화성 수지의 점도는 적어도 약 60 센티푸아즈(cP)이다. 실시예에서, 열경화성 수지의 점도는 약 500 cP 내지 약 500,000 cP이다. 실시예에서, 열경화성 수지의 점도는 약 3,000,000 cP 미만이다.In an embodiment, the viscosity of the thermosetting resin is at least about 60 centipoise (cP). In an embodiment, the viscosity of the thermosetting resin is from about 500 cP to about 500,000 cP. In an embodiment, the viscosity of the thermosetting resin is less than about 3,000,000 cP.

실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층을 퇴적하는 것은 열경화성 수지의 층의 예측된 높이에 도달하기 위한 양의 열경화성 수지를 퇴적하는 것을 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지의 후속 층을 퇴적하는 것은 열경화성 수지의 층의 예측된 높이를 넘어 도달하기 위한 양의 열경화성 수지를 퇴적하는 것을 포함한다.In an embodiment, depositing the subsequent layer of thermoset includes depositing an amount of thermoset to reach a predicted height of the layer of thermoset. In an embodiment, depositing the subsequent layer of thermoset includes depositing an amount of thermoset to reach beyond a predicted height of the layer of thermoset.

실시예에서, 프로세스는 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 후속 층을 스캐닝하는 단계, 섭동 프로파일에 기초하여 제2 후속 층의 경로를 조정하는 단계, 및 열경화성 수지의 제2 후속 층을 퇴적하는 단계를 포함한다.In an embodiment, the process includes scanning a subsequent layer of thermoset to detect perturbations, adjusting the path of the second subsequent layer based on the perturbation profile, and depositing the second subsequent layer of thermoset.

실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격을 약 0.1 mm 내지 약 2 mm로 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 열경화성 수지의 비드 간격을 약 1 mm 미만으로 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 적어도 약 100 mm/min의 병진 속도를 절충한다. 실시예에서, 퇴적은 약 100 mm/min 내지 약 5000 mm/min의 병진 속도를 절충한다.In an embodiment, the deposition compromises the bead spacing of the thermoset to about 0.1 mm to about 2 mm. In an embodiment, the deposition compromises the bead spacing of the thermoset to less than about 1 mm. In an embodiment, deposition compromises a translational speed of at least about 100 mm/min. In an embodiment, the deposition compromises a translational speed between about 100 mm/min and about 5000 mm/min.

실시예에서, 열경화성 수지는 약 0.1 초과의 G'/G"를 갖는 점탄성을 포함한다.In an embodiment, the thermoset resin comprises a viscoelasticity with a G'/G" greater than about 0.1.

실시예에서, 열경화성 인쇄 장치는 흡인 펌프를 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 퇴적 중에 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 적어도 약 1초 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 약 1초 내지 약 5분 동안 흡인을 인가하는 것을 포함한다.In an embodiment, a thermoset printing device includes a suction pump. In an embodiment, the process includes applying suction during deposition. In an embodiment, the process includes applying suction for at least about 1 second. In an embodiment, the process includes applying suction for about 1 second to about 5 minutes.

실시예에서, 프로세스는 적어도 제3 반응성 성분을 포함한다. 실시예에서, 프로세스는 적어도 제4 반응성 성분을 포함한다.In an embodiment, the process includes at least a third reactive component. In an embodiment, the process includes at least a fourth reactive component.

실시예에서, 본 개시내용은 프로세스 또는 프로세스의 임의의 실시예에 의해 생성된 3D 객체에 관한 것이다.In embodiments, the present disclosure relates to 3D objects created by a process or any embodiment of a process.

열경화성 수지thermosetting resin

본 개시내용의 실시예에 따른 열경화성 수지는 열경화성 수지 및 다른 재료의 반응성 성분 및 의도된 목적을 위해 요구되는 개질제, 첨가제, 증량제, 촉진제, 지연제 등의 복수의 성분을 포함할 수도 있다.Thermosets according to embodiments of the present disclosure may include reactive components of the thermoset and other materials and a plurality of components such as modifiers, additives, extenders, accelerators, retarders, and the like, as required for the intended purpose.

실시예에서, 열경화성 수지는 하나 이상의 이소시아네이트 모이어티를 포함하는 모노머, 본 명세서에서 "이소시아네이트 프리폴리머"라 칭하는 이소시아네이트 모이어티를 포함하는 올리고머, 예를 들어 폴리우레탄과 같은 우레탄 모이어티를 형성하는 것이 가능한 모노머 및/또는 올리고머, 예를 들어, 우레아 함유 폴리머와 같은 우레아 모이어티를 포함하거나 형성하는 것이 가능한 모노머 및/또는 올리고머, 예를 들어, 폴리올 모노머 및/또는 폴리올 프리폴리머와 같은 복수의 하이드록실 작용기를 포함하는 모노머 및/또는 올리고머, 예를 들어 폴리아민 모노머 및/또는 폴리아미노 프리폴리머와 같은 복수의 1차 및/또는 2차 아민 작용기를 포함하는 모노머 및/또는 올리고머, 및/또는 적어도 하나의 말단 하이드록실 작용기를 포함하는 모노머 및/또는 올리고머, 및/또는 이소시아네이트와 반응성인 불안정 수소를 포함하는 적어도 하나의 아민 작용기를 포함하는 모노머 및/또는 올리고머를 포함할 수도 있다.In embodiments, the thermoset resin is a monomer comprising one or more isocyanate moieties, an oligomer comprising isocyanate moieties referred to herein as an "isocyanate prepolymer", e.g., a monomer and/or oligomer capable of forming a urethane moiety, such as a polyurethane, e.g., a monomer and/or oligomer comprising or capable of forming a urea moiety, such as a urea-containing polymer, e.g., a polyol monomer and/or monomers and/or oligomers comprising a plurality of hydroxyl functional groups, such as polyol prepolymers, monomers and/or oligomers comprising a plurality of primary and/or secondary amine functional groups, such as polyamine monomers and/or polyamino prepolymers, and/or monomers and/or oligomers comprising at least one terminal hydroxyl functional group, and/or monomers and/or oligomers comprising at least one amine functional group comprising a labile hydrogen reactive with isocyanates; may also include

실시예에서, 열경화성 수지는 이소시아네이트 작용기를 포함하는 하나 이상의 모노머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 이소시아네이트 프리폴리머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 우레탄 작용기를 포함하는 하나 이상의 모노머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 우레탄 프리폴리머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 우레아 작용기를 포함하는 하나 이상의 모노머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 우레아 프리폴리머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 복수의 하이드록실 작용기를 포함하는 하나 이상의 모노머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 하나 이상의 폴리올 프리폴리머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 1차 및/또는 2차 아민 작용기를 포함하는 하나 이상의 모노머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 아민 프리폴리머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 적어도 하나의 말단 하이드록실기를 포함하는 하나 이상의 모노머 또는 올리고머를 포함한다. 실시예에서, 열경화성 수지는 이소시아네이트 반응성 수소를 포함하는 적어도 하나의 아민 작용기를 포함하는 하나 이상의 모노머 또는 올리고머를 포함한다.In an embodiment, the thermoset resin includes one or more monomers comprising isocyanate functional groups. In an embodiment, the thermoset resin includes an isocyanate prepolymer. In an embodiment, the thermoset resin includes one or more monomers comprising urethane functional groups. In an embodiment, the thermoset resin includes a urethane prepolymer. In an embodiment, the thermoset resin includes one or more monomers comprising urea functional groups. In an embodiment, the thermoset resin includes a urea prepolymer. In an embodiment, the thermoset resin comprises one or more monomers comprising a plurality of hydroxyl functional groups. In an embodiment, the thermoset resin includes one or more polyol prepolymers. In embodiments, the thermoset resin includes one or more monomers comprising primary and/or secondary amine functional groups. In an embodiment, the thermoset resin includes an amine prepolymer. In an embodiment, the thermoset resin comprises one or more monomers or oligomers comprising at least one terminal hydroxyl group. In an embodiment, the thermoset resin comprises one or more monomers or oligomers comprising at least one amine functional group comprising an isocyanate-reactive hydrogen.

실시예에서, 열경화성 수지는 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머일 수도 있다. 실시예에서, 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머는 폴리머 골격 사슬의 부분으로서 우레탄기(-NH-(C=O)-O-)를 함유하는 폴리머일 수도 있다. 우레탄 결합은 이소시아네이트기(-N=C=O)와 하이드록실기(-OH)를 반응시킴으로써 형성될 수도 있다. 폴리우레탄은 분자당 적어도 2개의 이소시아네이트기를 함유하는 이소시아네이트와 말단 하이드록실기를 갖는 화합물의 반응에 의해 생성될 수도 있다. 실시예에서, 분자당 평균 2개의 이소시아네이트기를 포함하는 이소시아네이트는 분자당 평균 적어도 2개의 말단 하이드록실기를 갖는 화합물과 반응할 수도 있다.In embodiments, the thermoset resin may be a urethane and/or urea containing polymer. In an embodiment, the urethane and/or urea containing polymer may be a polymer containing a urethane group (-NH-(C=O)-O-) as part of the polymer backbone chain. A urethane bond may be formed by reacting an isocyanate group (-N=C=O) and a hydroxyl group (-OH). Polyurethanes may also be produced by the reaction of an isocyanate containing at least two isocyanate groups per molecule with a compound having a terminal hydroxyl group. In an embodiment, an isocyanate comprising an average of 2 isocyanate groups per molecule may be reacted with a compound having an average of at least 2 terminal hydroxyl groups per molecule.

실시예에서, 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머는 폴리머 사슬의 부분으로서 우레아기(-NH-(C=O)-NH-)를 함유하는 폴리머일 수도 있다. 우레아 결합은 이소시아네이트기(-N=C=O)를 아민기(예를 들어, -N(R')₂)와 반응시킴으로써 형성될 수도 있는데, 여기서 각각의 R'은 독립적으로 수소 또는 지방족, 올레핀계, 지방족 고리 및/또는 방향족 모이어티 또는 작용기(통상적으로(C₁-C₄)알킬기))이다. 폴리우레아는 분자당 적어도 2개의 이소시아네이트기를 함유하는 이소시아네이트와 말단 아민기를 갖는 화합물의 반응에 의해 생성될 수도 있다.In embodiments, the urethane and/or urea containing polymer may be a polymer containing a urea group (-NH-(C=O)-NH-) as part of the polymer chain. A urea linkage may also be formed by reacting an isocyanate group (-N=C=O) with an amine group (eg, -N(R') ₂ ), where each R' is independently a hydrogen or an aliphatic, olefinic, aliphatic ring and/or aromatic moiety or functional group (typically a (C ₁ -C ₄ )alkyl group). Polyureas may also be produced by the reaction of an isocyanate containing at least two isocyanate groups per molecule with a compound having a terminal amine group.

본 명세서의 목적을 위해, 용어 "치환"은 하이드로카르빌 라디칼, 및/또는 작용기 및/또는 헤테로원자 또는 헤테로원자 함유기로 대체되어 있는 기본 구조의 수소 원자 및/또는 탄소 원자를 칭한다. 본 명세서의 목적을 위해, 헤테로원자는 탄소 및 수소 이외의 임의의 원자로서 정의된다. 예를 들어, 메틸 사이클로펜타디엔(Cp)은 메틸 작용기라고도 또한 칭할 수도 있는 메틸 라디칼로 치환된 기본 구조인 Cp기이고, 에틸 알코올은 -OH 작용기로 치환된 기본 구조인 에틸기이며, 피리딘은 질소 원자로 치환된 벤젠 고리의 기본 구조에 탄소를 갖는 페닐기이다.For purposes of this specification, the term "substitution" refers to a hydrocarbyl radical, and/or a hydrogen atom and/or carbon atom of the basic structure that has been replaced by a functional group and/or heteroatom or heteroatom-containing group. For purposes of this specification, a heteroatom is defined as any atom other than carbon and hydrogen. For example, methyl cyclopentadiene (Cp) is a Cp group, which is a basic structure substituted with a methyl radical, which may also be referred to as a methyl functional group, ethyl alcohol is an ethyl group, which is a basic structure substituted with a -OH functional group, and pyridine is a phenyl group having a carbon in the basic structure of a benzene ring substituted with a nitrogen atom.

본 명세서의 목적을 위해, 지방족 라디칼(지방족 모이어티라고도 또한 칭함)은 치환 또는 비치환된 메틸, 에틸, 에테닐 및 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코실, 헤네이코실, 도코실, 트리코실, 테트라코실, 펜타코실, 헥사코실, 헵타코실, 옥타코실, 노나코실, 트리아콘틸, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 옥테닐, 노네닐, 데세닐, 운데세닐, 도데세닐, 트리데세닐, 테트라데세닐, 펜타데세닐, 헥사데세닐, 헵타데세닐, 옥타데세닐, 노나데세닐, 에이코세닐, 헤네이코세닐, 도코세닐, 트리코세닐, 테트라코세닐, 펜타코세닐, 헥사코세닐, 헵타코세닐, 옥타코세닐, 노나코세닐, 트리아콘테닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐, 헵티닐, 옥티닐, 노니닐, 데시닐, 운데시닐, 도데시닐, 트리데시닐, 테트라데시닐, 펜타데시닐, 헥사데시닐, 헵타데시닐, 옥타데시닐, 노나데시닐, 에이코시닐, 헤네이코시닐, 도코시닐, 트리코시닐, 테트라코시닐, 펜타코시닐, 헥사코시닐, 헵타코시닐, 옥타코시닐, 노나코시닐 및 트리아콘티닐의 이성질체로부터 독립적으로 선택될 수도 있다.For purposes of this specification, aliphatic radicals (also referred to as aliphatic moieties) include substituted or unsubstituted methyl, ethyl, ethenyl, and propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, heneicosyl, doco. syl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, nonacosyl, triacontyl, propenyl, butenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tridecenyl, tetradecenyl, pentadecenyl, hexadecenyl, heptadecenyl, octadecenyl, nonadecenyl, eicocenyl, heneicosenyl, docosenyl, tricocenyl, tetracocenyl, pentacocenyl, hexacocenyl, heptacocenyl, octacocenyl, nonacocenyl, triacontenyl, propynyl, butynyl, pentynyl, hexynyl, heptynyl, octynyl, nonynyl, decynyl, undecynyl, dodecynyl, tridecinyl, tetra decynyl, pentadecinyl, hexadecynyl, heptadecinyl, octadecinyl, nonadecinyl, eicosinyl, heneicosinyl, docosinyl, tricosinyl, tetracosinyl, pentacosinyl, hexacosinyl, heptacosinyl, octacosinyl, nonacosinyl and triacontinyl.

본 명세서의 목적을 위해, 모이어티는 또한 포화, 부분적 불포화 및 방향족 고리 구조의 이성질체를 포함하고, 여기서 라디칼은 부가적으로 전술된 유형의 치환을 받게 될 수도 있다. 용어 "아릴", "아릴 라디칼" 및/또는 "아릴기"는 본 명세서에 정의된 바와 같은 다른 라디칼 및/또는 작용기로 치환될 수도 있는 방향족 고리 구조를 칭한다. 아릴 라디칼의 예는 아세나프테닐, 아세나프틸레닐, 아크리디닐, 안트라세닐, 벤잔트라세닐, 벤즈이미다졸릴, 벤즈이속사졸릴, 벤조플루오란테닐, 벤조푸라닐, 벤조페릴레닐, 벤조피레닐, 벤조티아졸릴, 벤조티오페닐, 벤즈옥사졸릴, 벤질, 카르바졸릴, 카르볼리닐, 크리세닐, 신놀리닐, 코로네닐, 사이클로헥실, 사이클로헥세닐, 메틸사이클로헥실, 디벤조안트라세닐, 플루오란테닐, 플루오레닐, 푸라닐, 이미다졸릴, 인다졸릴, 인데노피레닐, 인돌릴, 인돌리닐, 이소벤조푸라닐, 이소인돌릴, 이소퀴놀리닐, 이속사졸릴, 메틸 벤질, 메틸페닐, 나프틸, 옥사졸릴, 페난트레닐, 페닐, 푸리닐, 피라지닐, 피라졸릴, 피레닐, 피리다지닐, 피리디닐, 피리미디닐, 피롤릴, 퀴나졸리닐, 퀴놀로닐, 퀴녹살리닐, 티아졸릴, 티오페닐 등을 포함한다.For purposes of this specification, moieties also include isomers of saturated, partially unsaturated and aromatic ring structures, wherein the radicals may additionally be subjected to substitutions of the types described above. The terms "aryl", "aryl radical" and/or "aryl group" refer to an aromatic ring structure which may be substituted with other radicals and/or functional groups as defined herein. Examples of aryl radicals are acenaphthenyl, acenaphthylenyl, acridinyl, anthracenyl, benzantracenyl, benzimidazolyl, benzisoxazolyl, benzofluoranthenyl, benzofuranyl, benzoperylenyl, benzopyrenyl, benzothiazolyl, benzothiophenyl, benzoxazolyl, benzyl, carbazolyl, carbolinyl, chrysenyl, cinnolinyl, coronenyl, cyclohexyl, cyclohexenyl, methylcyclohexyl, dibenzoanthracenyl, fluoranthenyl, fluorenyl, furanyl, imidazolyl, indazolyl, indenopyrenyl, indolyl, indolinyl, isobenzofuranyl, isoindolyl, isoquinolinyl, isoxazolyl, methyl benzyl, methylphenyl, naphthyl, oxazolyl, phenanthrenyl, phenyl, purinyl, pyrazinyl, pyrazolyl, pyrenyl, pyridazinyl, pyridinyl, pyrimidinyl, pyrrolyl, quinazolinyl, quinolonyl, quinoxalinyl, thiazolyl, thiophenyl and the like.

본 명세서의 목적을 위해, 라디칼이 열거될 때, 이는 라디칼의 기본 구조(라디칼 유형) 및 라디칼이 위에 정의된 치환을 받게될 때 형성되는 모든 다른 라디칼을 나타낸다는 것이 이해되어야 한다. 열거된 알킬, 알케닐 및 알키닐 라디칼은 적절한 경우 고리 이성질체를 포함하는 모든 이성질체를 포함하고, 예를 들어 부틸은 n-부틸, 2-메틸프로필, 1-메틸프로필, 테르트-부틸 및 사이클로부틸(및 유사한 치환된 사이클로프로필)을 포함하고; 펜틸은 n-펜틸, 사이클로펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 1-에틸프로필 및 네보펜틸(및 유사한 치환된 사이클로부틸 및 사이클로프로필)을 포함하고; 부테닐은 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-메틸-1-프로페닐, 1-메틸-2-프로페닐, 2-메틸-1-프로페닐 및 2-메틸-2-프로페닐(및 사이클로부테닐 및 사이클로프로페닐)의 E 및 Z 형태를 포함한다. 치환을 갖는 고리 화합물은 모든 이성질체 형태를 포함하고, 예를 들어 메틸페닐은 오르토-메틸페닐, 메타-메틸페닐 및 파라-메틸페닐을 포함할 것이고; 디메틸페닐은 2,3-디메틸페닐, 2,4-디메틸페닐, 2,5-디메틸페닐, 2,6-디페닐메틸, 3,4-디메틸페닐 및 3,5-디메틸페닐을 포함할 것이다.For the purposes of this specification, when a radical is listed, it is to be understood that it refers to the basic structure of the radical (radical type) and all other radicals formed when the radical is subjected to substitution as defined above. The listed alkyl, alkenyl and alkynyl radicals include all isomers including ring isomers where appropriate, e.g. butyl includes n-butyl, 2-methylpropyl, 1-methylpropyl, tert-butyl and cyclobutyl (and similar substituted cyclopropyls); pentyl includes n-pentyl, cyclopentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 1-ethylpropyl and nebopentyl (and similar substituted cyclobutyl and cyclopropyl); Butenyl includes the E and Z forms of 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-methyl-1-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-1-propenyl and 2-methyl-2-propenyl (and cyclobutenyl and cyclopropenyl). Cyclic compounds with substitution include all isomeric forms, eg methylphenyl will include ortho-methylphenyl, meta-methylphenyl and para-methylphenyl; Dimethylphenyl shall include 2,3-dimethylphenyl, 2,4-dimethylphenyl, 2,5-dimethylphenyl, 2,6-diphenylmethyl, 3,4-dimethylphenyl and 3,5-dimethylphenyl.

마찬가지로 용어 "작용기", "기" 및 "치환기"는 또한 달리 지정되지 않으면, 본 문서 전체에 걸쳐 상호 교환적으로 사용된다. 본 명세서의 목적을 위해, 작용기는 원소 주기율표의 13, 14, 15, 16, 17족 원소를 포함하는 유기 및 무기 라디칼 또는 모이어티의 모두를 포함한다. 적합한 작용기는 하이드로카르빌 라디칼, 예를 들어 알킬 라디칼, 알켄 라디칼, 아릴 라디칼 및/또는 할로겐(Cl, Br, I, F), O, S, Se, Te, NR*_x, OR*, SeR*, TeR*, PR*_x, AsR*_x, SbR*_x, SR*, BR*_x, SiR*_x, GeR*_x, SnR*_x, PbR*_x 등을 포함할 수도 있고, 여기서 R은 상기에 정의된 바와 같은 C₁ 내지 C₂₀ 하이드로카르빌이고, 여기서 x는 전자 중성 모이어티를 제공하는 적절한 정수이다. 작용기의 다른 예는 통상적으로 아민, 이미드, 아미드, 에테르, 알코올(수산화물), 설파이드, 설페이트, 포스파이드, 할라이드, 포스포네이트, 알콕사이드, 에스테르, 카르복실레이트, 알데히드 등이라 칭하는 것들을 포함한다.Likewise the terms "functional group", "group" and "substituent" are also used interchangeably throughout this document unless otherwise specified. For purposes herein, functional groups include both organic and inorganic radicals or moieties, including elements of Groups 13, 14, 15, 16, and 17 of the Periodic Table of Elements. Suitable functional groups include hydrocarbyl radicals such as alkyl radicals, alkene radicals, aryl radicals and/or halogens (Cl, Br, I, F), O, S, Se, Te, NR* _x , OR*, SeR*, TeR*, PR* _x , AsR* _{x , SbR* x ,} SR*, BR* _x , SiR* _x , GeR* _x , SnR* _x , PbR* _x and the like may be, wherein R is C ₁ to C ₂₀ hydrocarbyl as defined above, where x is a suitable integer providing an electron neutral moiety. Other examples of functional groups include those commonly referred to as amines, imides, amides, ethers, alcohols (hydroxides), sulfides, sulfates, phosphides, halides, phosphonates, alkoxides, esters, carboxylates, aldehydes, and the like.

본 명세서의 목적을 위해, 대안적으로 "알켄"이라 칭하는 "올레핀"은 적어도 하나의 이중 결합을 갖는 탄소 및 수소를 포함하는 선형, 분지형 또는 고리형 화합물이다. 본 명세서 및 그에 첨부된 청구범위의 목적을 위해, 폴리머 또는 공중합체가 올레핀을 포함하는 것으로서 언급될 때, 이러한 폴리머 또는 공중합체에 존재하는 올레핀은 올레핀의 중합된 형태이다. 예를 들어, 공중합체가 35 wt% 내지 55 wt%의 "에틸렌" 함량을 갖는다고 일컬어질 때, 공중합체의 반복 단위(mer unit)는 중합 반응에서 에틸렌으로부터 유도되고 상기 유도된 단위는 공중합체의 중량에 기초하여, 35 wt% 내지 55 wt%로 존재하는 것으로 이해된다.For purposes of this specification, an "olefin", alternatively referred to as an "alkene", is a linear, branched or cyclic compound comprising carbon and hydrogen having at least one double bond. For purposes of this specification and the claims appended thereto, when a polymer or copolymer is referred to as comprising an olefin, the olefin present in the polymer or copolymer is a polymerized form of the olefin. For example, when a copolymer is said to have an “ethylene” content of 35 wt% to 55 wt%, it is understood that the mer units of the copolymer are derived from ethylene in the polymerization reaction and that the derived units are present at 35 wt% to 55 wt%, based on the weight of the copolymer.

본 명세서의 목적을 위해 "폴리머"는 2개 이상의 동일하거나 상이한 "반복" 단위를 갖는다. "단일중합체"는 동일한 반복 단위를 갖는 폴리머이다. "공중합체"는 서로 상이한 2개 이상의 반복 단위를 갖는 폴리머이다. "삼원공중합체"는 서로 상이한 3개의 반복 단위를 갖는 폴리머이다. 반복 단위와 관련하여 "상이한"이라는 것은 반복 단위가 적어도 하나의 원자만큼 서로 상이하거나 이성체적으로 상이한 것을 나타낸다. 이에 따라, 본 명세서에 사용될 때, 공중합체의 정의는 삼원공중합체 등을 포함한다. 올리고머는 통상적으로 25,000 g/mol 미만, 또는 실시예에서 2,500 g/mol 미만의 Mn과 같은 저분자량, 또는 75 반복 단위 이하와 같은 적은 수의 반복 단위를 갖는 폴리머이다.For purposes of this specification, a “polymer” has two or more identical or different “repeating” units. A "homopolymer" is a polymer having identical repeating units. A “copolymer” is a polymer having two or more repeating units that are different from each other. A "terpolymer" is a polymer having three repeating units that are different from each other. “Different” with respect to repeating units indicates that the repeating units differ from each other by at least one atom or are isomerically different. Accordingly, the definition of copolymer as used herein includes terpolymers and the like. An oligomer is a polymer having a low molecular weight, such as Mn, typically less than 25,000 g/mol, or in an embodiment less than 2,500 g/mol, or a small number of repeat units, such as 75 repeat units or less.

용어 "촉매", "촉매 화합물"은 적절한 조건 하에서 열경화성 수지로부터 경화된 열경화성 재료를 생성하기 위해 반응성 성분의 중합, 가교결합 및/또는 경화를 개시하는 것이 가능한 화합물을 의미하는 것으로 정의된다.The term "catalyst", "catalyst compound" is defined to mean a compound capable of initiating polymerization, crosslinking and/or curing of reactive components to produce a cured thermoset material from a thermoset resin under appropriate conditions.

실시예에서, 열경화성 수지에 존재하는 모노머 및/또는 올리고머는 선형 및/또는 분지형 지방족 모이어티, 선형 및/또는 분지형 올레핀계 모이어티, 알킨 작용기를 포함하는 선형 및/또는 분지형 모이어티, 치환 또는 비치환된 지방족 고리 모이어티, 치환 또는 비치환된 방향족 모이어티, 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 모이어티, 또는 그 조합을 포함한다.In embodiments, the monomers and/or oligomers present in the thermosetting resin include linear and/or branched aliphatic moieties, linear and/or branched olefinic moieties, linear and/or branched moieties comprising alkyne functional groups, substituted or unsubstituted aliphatic ring moieties, substituted or unsubstituted aromatic moieties, substituted or unsubstituted heteroaromatic moieties, or combinations thereof.

실시예에서, 모노머 및/또는 올리고머는 적절한 경우 선형, 분지형 또는 고리형(방향족 또는 비방향족)일 수도 있는 C₁ 내지 C₅ 라디칼, C₁ 내지 C₁₀ 라디칼, C₁ 내지 C₂₀ 라디칼, 또는 C₆ 내지 C₂₀ 라디칼, 또는 C₇ 내지 C₂₀ 라디칼을 포함할 수도 있고; 다른 하이드로카르빌 라디칼 및/또는 원소 주기율표의 13족 내지 17족 원소를 포함하는 하나 이상의 작용기로 치환된 라디칼을 포함한다. 게다가, 2개 이상의 라디칼 및/또는 모이어티는 헤테로고리 라디칼을 포함할 수도 있는 부분적 또는 완전 수소화된 융합 고리 시스템을 포함하는 융합 고리 시스템을 함께 형성할 수도 있다.In embodiments, monomers and/or oligomers may comprise C ₁ to C ₅ radicals, C ₁ to C ₁₀ radicals, C ₁ to C ₂₀ radicals, or C ₆ to C ₂₀ radicals, or C ₇ to C ₂₀ radicals, which may be linear, branched or cyclic (aromatic or non-aromatic) where appropriate; other hydrocarbyl radicals and/or radicals substituted with one or more functional groups comprising elements of Groups 13 to 17 of the Periodic Table of the Elements. Moreover, two or more radicals and/or moieties may together form a fused ring system, including partially or fully hydrogenated fused ring systems that may include heterocyclic radicals.

실시예에서, 알킬기는 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, t-부틸, 헵틸, 도데실, 옥타데실, 아밀, 2-에틸헥실 등을 포함하는 포화 선형 또는 분지형 탄화수소기일 수도 있다. 실시예에서, 알케닐기는 비닐기와 같은 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 불포화, 선형 또는 분지형 탄화수소기일 수도 있다. 실시예에서, 알키닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 불포화, 선형 또는 분지형 탄화수소기일 수도 있다. 달리 나타내지 않으면, 지방족기는 통상적으로 1 내지 30개의 탄소 원자를 함유한다. 실시예에서, 지방족기는 1 내지 20개의 탄소 원자, 1 내지 10개의 탄소 원자, 1 내지 6개의 탄소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유할 수도 있다.In embodiments, the alkyl group may be a saturated linear or branched hydrocarbon group including, for example, methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, heptyl, dodecyl, octadecyl, amyl, 2-ethylhexyl, and the like. In embodiments, an alkenyl group may be an unsaturated, linear or branched hydrocarbon group having one or more carbon-carbon double bonds such as a vinyl group. In embodiments, an alkynyl group may be an unsaturated, linear or branched hydrocarbon group having one or more carbon-carbon triple bonds. Unless otherwise indicated, aliphatic groups usually contain 1 to 30 carbon atoms. In embodiments, an aliphatic group may contain 1 to 20 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms, 1 to 6 carbon atoms, 1 to 4 carbon atoms, or 1 to 3 carbon atoms.

실시예에서, 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머는 폴리머 사슬의 부분으로서 우레탄기 및 우레아기의 모두를 함유하는 폴리머일 수도 있다. 폴리우레탄/폴리우레아는 분자당 적어도 2개의 이소시아네이트기를 포함하는 이소시아네이트와 하나 이상의 말단 하이드록실기를 갖는 화합물 및 하나 이상의 말단 아민기를 갖는 화합물의 반응에 의해 생성될 수도 있다. 실시예에서, 폴리우레탄/폴리우레아는 분자당 적어도 2개의 이소시아네이트기를 함유하는 이소시아네이트와 말단 하이드록실기 및 말단 아민기를 갖는 화합물(예를 들어, 하이드록실 알킬 아민, 예를 들어 3-하이드록시-n-부틸아민(CAS 114963-62-1)과 같은 하이드록실-아민)의 반응에 의해 생성될 수도 있다. 폴리우레탄, 폴리우레아 및/또는 폴리우레탄/폴리우레아를 형성하는 반응은, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 촉매, 사슬 연장제, 경화제, 계면활성제, 충전제; 항산화제(예를 들어, Ciba-Geigy로부터 입수 가능한 IRGANOX 1010 또는 IRGANOX 1076과 같은 장애 페놀류); 포스파이트(예를 들어, Ciba-Geigy로부터 입수 가능한 IRGAFOS 168); 점착 방지 첨가제; 폴리부텐, 테르펜 수지, 지방족 및 방향족 탄화수소 수지, 알칼리 금속 및 글리세롤 스테아레이트, 수소화 로진과 같은 점착제; UV 안정제; 열 안정제; 차단 방지제; 이형제; 정전기 방지제; 안료; 착색제; 염료; 왁스; 실리카; 충전제; 활석 등을 포함하는 다른 첨가제를 포함할 수도 있다.In embodiments, the urethane and/or urea containing polymer may be a polymer containing both urethane and urea groups as part of the polymer chain. Polyurethanes/polyureas may be produced by the reaction of an isocyanate comprising at least two isocyanate groups per molecule with a compound having at least one terminal hydroxyl group and a compound having at least one terminal amine group. In an embodiment, the polyurethane/polyurea may be produced by the reaction of an isocyanate containing at least two isocyanate groups per molecule with a compound having a terminal hydroxyl group and a terminal amine group (e.g., a hydroxyl alkyl amine, e.g., a hydroxyl-amine such as 3-hydroxy-n-butylamine (CAS 114963-62-1)). The reaction to form the polyurethane, polyurea and/or polyurethane/polyurea may include, but is not limited to, catalysts, chain extenders, curing agents, surfactants, fillers; antioxidants (eg hindered phenols such as IRGANOX 1010 or IRGANOX 1076 available from Ciba-Geigy); phosphite (eg, IRGAFOS 168 available from Ciba-Geigy); anti-stick additives; tackifiers such as polybutenes, terpene resins, aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, alkali metal and glycerol stearate, hydrogenated rosin; UV stabilizers; heat stabilizers; anti-blocking agents; release agent; antistatic agent; pigment; coloring agent; dyes; wax; silica; filler; It may also contain other additives including talc and the like.

폴리이소시아네이트일 수도 있는 이소시아네이트는 일반식 R-(N=C=O)_n에 따라, 하나 이상의 모이어티를 포함하고, 여기서 n은 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 또는 적어도 8일 수도 있고, 여기서 R은 C₁ 내지 C₂₀ 지방족 모이어티이고, C₃ 내지 C₂₀ 지방족 고리 모이어티, C₂ 내지 C₂₀ 올레핀계 모이어티, C₂ 내지 C₂₀ 알키날 모이어티, C₆ 내지 C₂₀ 방향족 모이어티, C₅ 내지 C₂₀ 헤테로방향족 모이어티, 또는 그 조합이다. 실시예에서, 이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)에서 n과 동등한 n을 가질 수도 있다. 실시예에서, 이소시아네이트는 디이소시아네이트(예를 들어, R-(N=C=O)₂ 또는 (O=C=N)-R-(N=C=O))일 수도 있다.The isocyanate, which may be a polyisocyanate, comprises one or more moieties according to the general formula R-(N=C=O) _n , where n may be at least 2, at least 3, at least 4, at least 5 _, at least 6, at least 7, or at least 8, wherein R is a C ₁ to C ₂₀ aliphatic moiety, a C ₃ to C ₂₀ aliphatic ring moiety, a C _{2 to C 20 olefinic moiety, C 2} to C ₂₀ alkynal moiety, C ₆ to C ₂₀ aromatic moiety, C ₅ to _{C 20 heteroaromatic} moiety, or a combination thereof. In an embodiment, the isocyanate may have n equivalent to n in methylene diphenyl diisocyanate (MDI). In an embodiment, the isocyanate may be a diisocyanate (eg, R-(N=C=O) ₂ or (O=C=N)-R-(N=C=O)).

적합한 이소시아네이트의 예는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 및 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. MDI의 예는 모노머 MDI, 폴리머 MDI 및 이들의 이성질체를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 화학식 C₁₅H₁₀N₂O₂를 갖는 MDI의 이성질체의 예는 2,2'-MDI, 2,4'-MDI 및 4,4'-MDI를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 화학식 C₉H₆N₂O₂를 갖는 TDI의 이성질체의 예는 2,4-TDI 및 2,6-TDI를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, 이소시아네이트의 예는 모노머 디이소시아네이트 및 블록 폴리이소시아네이트를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, 모노머 디이소시아네이트의 예는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트 또는 수소화 MDI(HMDI), 및 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, HDI의 예는 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트일 수도 있다. 실시예에서, HMDI의 예는 디사이클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트일 수도 있다. 블록 폴리이소시아네이트는 HDI 또는 IDPI를 기초로 할 수도 있다. 실시예에서, 블록 폴리이소시아네이트의 예는 HDI 트라이머, HDI 뷰렛, HDI 우레티디온 및 IPDI 트라이머를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.Examples of suitable isocyanates include, but are not limited to, methylene diphenyl diisocyanate (MDI) and toluene diisocyanate (TDI). Examples of MDI may include, but are not limited to, monomeric MDI, polymeric MDI, and isomers thereof. Examples of isomers of MDI having the formula C ₁₅ H ₁₀ N ₂ O ₂ may include, but are not limited to, 2,2′-MDI, 2,4′-MDI and 4,4′-MDI. Examples of isomers of TDI having the formula C ₉ H ₆ N ₂ O ₂ may include, but are not limited to, 2,4-TDI and 2,6-TDI. In the examples, examples of isocyanates may include, but are not limited to, monomeric diisocyanates and block polyisocyanates. In the examples, examples of the monomeric diisocyanate may include, but are not limited to, hexamethylene diisocyanate (HDI), methylene dicyclohexyl diisocyanate or hydrogenated MDI (HMDI), and isophorone diisocyanate (IPDI). In an embodiment, an example of HDI may be hexamethylene-1,6-diisocyanate. In an embodiment, an example of HMDI may be dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate. Block polyisocyanates may be based on HDI or IDPI. In an embodiment, examples of the block polyisocyanate may include, but are not limited to, HDI trimer, HDI biuret, HDI uretidione, and IPDI trimer.

실시예에서, 이소시아네이트의 예는 2,4- 및 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트(MDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(NDI), 3,3'-디메틸-4, 4'-비페닐렌 디이소시아네이트(TODI), 미가공 TDI, 폴리메틸렌폴리페닐 이소시아누레이트, 미가공 MDI, 자일릴렌 디이소시아네이트(XDI) 및 페닐렌 디이소시아네이트의 혼합물과 같은 방향족 디이소시아네이트; 4,4'-메틸렌-비스사이클로헥실 디이소시아네이트(수소화 MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 및 사이클로헥산 디이소시아네이트(수소화 XDI)와 같은 지방족 디이소시아네이트; 및 이소시아누레이트, 카르보디이미드, 알로판아미드와 같은 변성물을 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.In the Examples, examples of isocyanates include 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), naphthalene-1,5-diisocyanate (NDI), 3,3'-dimethyl-4, 4'-biphenylene diisocyanate (TODI), crude TDI, polymethylenepolyphenyl isocyanurate, crude M aromatic diisocyanates such as DI, a mixture of xylylene diisocyanate (XDI) and phenylene diisocyanate; aliphatic diisocyanates such as 4,4'-methylene-biscyclohexyl diisocyanate (hydrogenated MDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and cyclohexane diisocyanate (hydrogenated XDI); and modified substances such as isocyanurate, carbodiimide, and allophaneamide, but are not limited thereto.

실시예에서, 말단 하이드록실기(R-(OH)_n)를 갖는 화합물이고, 여기서 n은 적어도 2(본 명세서에서 "2-작용성"이라 칭함), 적어도 3(본 명세서에서 "3-작용성"이라 칭함), 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 9, 및 적어도 10일 수도 있고, 여기서 R은 C₁ 내지 C₂₀ 지방족 모이어티이고, C₃ 내지 C₂₀ 지방족 고리 모이어티, C₂ 내지 C₂₀ 올레핀계 모이어티, C₂ 내지 C₂₀ 알키날 모이어티, C₆ 내지 C₂₀ 방향족 모이어티, C₅ 내지 C₂₀ 헤테로방향족 모이어티, 또는 그 조합이다.In an embodiment, a compound having a terminal hydroxyl group (R—(OH) _n ), wherein n may be at least 2 (referred to herein as “bi-functional”), at least 3 (referred to herein as “tri-functional”), at least 4, at least 5, at least 6, at least 7, at least 8, at least 9, and at least 10, wherein R is a C ₁ to C ₂₀ aliphatic moiety, and C ₃ to C ₂₀ aliphatic ring moieties, C ₂ to C ₂₀ olefinic moieties, C ₂ to C ₂₀ alkynal moieties, C ₆ to C ₂₀ aromatic moieties, C ₅ to C ₂₀ heteroaromatic moieties, or combinations thereof.

실시예에서, 폴리올 혼합물은 단일 말단 하이드록실기를 갖는 소량의 단작용성 화합물을 포함할 수도 있다.In an embodiment, the polyol mixture may include minor amounts of monofunctional compounds having single terminal hydroxyl groups.

실시예에서, 폴리올의 적합한 예는 폴리에스테르 폴리올 및 폴리에테르 폴리올을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, 폴리에스테르 폴리올의 예는 산과 알코올의 축합으로부터 생성된 것을 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, 예는 프탈산 무수물 및 디에틸렌 글리콜, 프탈산 무수물 및 디프로필렌 글리콜, 아디프산 및 부탄디올, 및 숙신산 및 부탄 또는 헥산디올로부터 형성된 것을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 폴리에스테르 폴리올은 반결정질일 수도 있다. 실시예에서, 폴리에테르 폴리올의 예는 글리세롤, 디프로필렌 글리콜, TPG(트리프로필렌 글리콜), 피마자유, 수크로오스 또는 소르비톨 등과 같은 개시제로부터 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 또는 부틸렌 옥사이드와 같은 옥사이드의 중합으로부터 형성된 것을 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.In the examples, suitable examples of polyols include, but are not limited to, polyester polyols and polyether polyols. In the embodiment, examples of polyester polyols may include, but are not limited to, those produced from the condensation of acids and alcohols. In an embodiment, examples may include those formed from phthalic anhydride and diethylene glycol, phthalic anhydride and dipropylene glycol, adipic acid and butanediol, and succinic acid and butane or hexanediol. In an embodiment, the polyester polyol may be semi-crystalline. In embodiments, examples of polyether polyols may include, but are not limited to, those formed from the polymerization of an oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, or butylene oxide from an initiator such as glycerol, dipropylene glycol, tripropylene glycol (TPG), castor oil, sucrose or sorbitol, and the like.

실시예에서, 폴리올의 예는 폴리카보네이트 폴리올 및 폴리카프로락톤과 같은 락톤 폴리올을 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, 말단 하이드록실기(R-(OH)_n)를 갖는 화합물은 약 200 g/mol 중량 평균 분자량 내지 약 20,000 g/mol, 예로서 약 200 g/mol 내지 약 10,000 g/mol(Mw)의 분자량(폴리머 내로의 말단 하이드록실기를 갖는 화합물의 혼입 전에 계산됨)을 가질 수도 있다.In embodiments, examples of polyols may include, but are not limited to, polycarbonate polyols and lactone polyols such as polycaprolactone. In an embodiment, a compound having a terminal hydroxyl group (R—(OH) _n ) may have a molecular weight (calculated prior to incorporation of the compound having a terminal hydroxyl group into the polymer) from about 200 g/mol weight average molecular weight to about 20,000 g/mol, such as from about 200 g/mol to about 10,000 g/mol (Mw).

실시예에서, 반응성 화합물은 말단 아민기(예를 들어, R-(N(R')₂)_n)를 포함할 수도 있고, 여기서 n은 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 9, 및 10일 수도 있고, 여기서 R은 C₁ 내지 C₂₀ 지방족 모이어티, C₃ 내지 C₂₀ 지방족 고리 모이어티, C₂ 내지 C₂₀ 올레핀계 모이어티, C₂ 내지 C₂₀ 알키날 모이어티, C₆ 내지 C₂₀ 방향족 모이어티, C₅ 내지 C₂₀ 헤테로방향족 모이어티, 또는 그 조합이고, 이는 본 명세서에서 "폴리아민"이라 칭한다. 실시예에서, 폴리아민 혼합물은 단일 말단 아민 작용기를 갖는 소량의 단작용성 화합물을 포함할 수도 있다.In embodiments, a reactive compound may include a terminal amine group (eg, R-(N(R′) ₂ ) _n , where n may be at least 2, at least 3, at least 4, at least 5, at least 6, at least 7, at least ₈ , at least 9, and 10, where R is a C ₁ to C ₂₀ aliphatic moiety, a C ₃ to C ₂₀ aliphatic ring moiety, C ₂ to C 20 olefinic moieties, C ₂ to C ₂₀ alkynal moieties, C ₆ to C ₂₀ aromatic moieties, C ₅ to C ₂₀ heteroaromatic moieties, or combinations thereof, which are referred to herein as “polyamines”. In an embodiment, the polyamine mixture may include minor amounts of monofunctional compounds having single terminal amine functional groups.

실시예에서, 적합한 폴리아민은 디아민 또는 트리아민일 수도 있고, 1차 또는 2차 아민일 수도 있다. 실시예에서, 말단 아민기를 갖는 화합물은 약 31 g/mol 내지 약 5001 g/mol, 예로서 약 41 g/mol 내지 약 401 g/mol의 분자량(폴리머 내로의 말단 하이드록실기를 갖는 화합물의 혼입 전에 계산됨)을 가질 수도 있다.In embodiments, suitable polyamines may be diamines or triamines, and may be primary or secondary amines. In an embodiment, a compound having a terminal amine group may have a molecular weight (calculated prior to incorporation of the compound having a terminal hydroxyl group into the polymer) from about 31 g/mol to about 5001 g/mol, such as from about 41 g/mol to about 401 g/mol.

실시예에서, 폴리아민의 적합한 예는 디에틸톨루엔 디아민, 디-(메틸티오)톨루엔 디아민, 4,4'-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 및 상표명 LONZACURE L15, LONZACURE M-CDEA, LONZACURE M-DEA, LONZACURE M-DIPA, LONZACURE M-MIPA, 및 LONZACURE DETDA(미국 뉴저지주 앨런데일 소재 lonza.com) 하에서 입수 가능한 사슬 연장제를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.In the Examples, suitable examples of polyamines include diethyltoluene diamine, di-(methylthio)toluene diamine, 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline), and tradenames LONZACURE L15, LONZACURE M-CDEA, LONZACURE M-DEA, LONZACURE M-DIPA, LONZACURE M-MIPA, and LONZACURE DETDA (Allandale, NJ). chain extenders available under lonza.com), but are not limited thereto.

실시예에서, 적합한 폴리아민의 예는 에틸렌 디아민, 1,2-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,3-디아미노펜탄, 1,6-디아미노헥산, 2,5-디아미노-2,5-디메틸헥산, 2,2,4- 및/또는 2,4,4-트리메틸-1,6-디아미노헥산, 1,11-디아미노운데칸, 1,12-디아미노도데칸, 1,3- 및/또는 1,4-사이클로헥산 디아민, 1-아미노-3,3,5-트리메틸-5-아미노메틸-사이클로헥산, 2,4- 및/또는 2,6-헥사하이드로톨루일렌 디아민, 2,4' 및/또는 4,4'-디아미노디사이클로헥실 메탄, 및 3,3'-디메틸-4,4-디아미노-디사이클로헥실 메탄 및 3,3'-디에틸-4,4'-디아미노디사이클로헥실 메탄과 같은 3,3'-디알킬-4,4'-디아미노-디사이클로헥실 메탄; 2,4- 및/또는 2,6-디아미노톨루엔 및 2,4' 및/또는 4,4'-디아미노디페닐메탄과 같은 방향족 폴리아민; 및 폴리옥시알킬렌 폴리아민을 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.In the examples, examples of suitable polyamines include ethylene diamine, 1,2-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,3-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 2,5-diamino-2,5-dimethylhexane, 2,2,4- and/or 2,4,4-trimethyl-1,6-diaminohexane, 1,11-diaminoundecane, 1,12-diaminohexane Decane, 1,3- and/or 1,4-cyclohexane diamine, 1-amino-3,3,5-trimethyl-5-aminomethyl-cyclohexane, 2,4- and/or 2,6-hexahydrotoluylene diamine, 2,4' and/or 4,4'-diaminodicyclohexyl methane, and 3,3'-dimethyl-4,4-diamino-dicyclohexyl methane and 3, 3,3'-dialkyl-4,4'-diamino-dicyclohexyl methane such as 3'-diethyl-4,4'-diaminodicyclohexyl methane; aromatic polyamines such as 2,4- and/or 2,6-diaminotoluene and 2,4' and/or 4,4'-diaminodiphenylmethane; and polyoxyalkylene polyamines, but is not limited thereto.

실시예에서, 용어 폴리올 및/또는 폴리아민 혼합물은 다양한 분자량 및 작용기의 하나 이상의 폴리올, 다양한 분자량 및 작용기의 하나 이상의 폴리아민, 또는 하나 이상의 폴리올과 하나 이상의 폴리아민의 조합을 포함할 수도 있다.In embodiments, the term polyol and/or polyamine mixture may include one or more polyols of varying molecular weight and functionality, one or more polyamines of varying molecular weight and functionality, or a combination of one or more polyols and one or more polyamines.

실시예에서, 열경화성 수지는 적어도 하나의 반응성 성분을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지는 적어도 2개의 반응성 성분을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지는 적어도 3개의 반응성 성분을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지는 적어도 4개의 반응성 성분을 포함할 수도 있다.In embodiments, the thermosetting resin may include at least one reactive component. In embodiments, the thermosetting resin may include at least two reactive components. In an embodiment, the thermosetting resin may include at least three reactive components. In embodiments, the thermoset resin may include at least four reactive components.

실시예에서, 열경화성 수지는 그 각각이 본 명세서에 그대로 합체되어 있는 WO 2018/106822 및 PCT/US2018/064323에 개시된 방법에 의해 준비될 수도 있다. 실시예에서, 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머 열경화성 제품과 같은 열경화성 수지를 제조하기 위한 방법은 제1 및 제2 반응성 성분을 혼합 챔버 내에 도입하는 단계를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 제1 반응성 성분은 이소시아네이트를 포함할 수도 있고 제2 반응성 성분은 폴리올 및/또는 폴리아민 혼합물을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 제1 반응성 성분은 이소시아네이트를 포함할 수도 있고 제2 반응성 성분은 폴리올을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 제1 반응성 성분은 이소시아네이트를 포함할 수도 있고 제2 반응성 성분은 폴리아민을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 제1 반응성 성분은 이소시아네이트를 포함할 수도 있고 제2 반응성 성분은 폴리올 및 폴리아민을 포함할 수도 있다. 제1 및 제2 반응성 성분은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 점도, 반응성 및 화학적 호환성을 포함하는 특정 특성을 가질 수도 있다.In an embodiment, the thermosetting resin may be prepared by methods disclosed in WO 2018/106822 and PCT/US2018/064323, each of which is incorporated herein in its entirety. In embodiments, a method for making a thermoset resin, such as a urethane and/or urea containing polymeric thermoset product, may include introducing first and second reactive components into a mixing chamber. In an embodiment, the first reactive component may include an isocyanate and the second reactive component may include a polyol and/or polyamine mixture. In an embodiment, the first reactive component may include an isocyanate and the second reactive component may include a polyol. In an embodiment, the first reactive component may include an isocyanate and the second reactive component may include a polyamine. In an embodiment, the first reactive component may include an isocyanate and the second reactive component may include a polyol and a polyamine. The first and second reactive components may have specific properties including, but not limited to, viscosity, reactivity, and chemical compatibility.

실시예에서, 열경화성 수지는 경화되어 고체(또는 본질적으로 고체) 열경화성 재료를 형성할 수도 있다. 실시예에서, 열경화성 수지는 경화되어 발포체, 즉, 발포 열경화성 재료를 형성할 수도 있다.In embodiments, a thermoset may be cured to form a solid (or essentially solid) thermoset material. In embodiments, a thermoset resin may be cured to form a foam, ie, a foamed thermoset material.

실시예에서, 3D 객체 및/또는 열경화성 수지의 퇴적된 층 중 하나 이상 및/또는 퇴적된 층의 하나 이상의 부분은 경화되어 고체(또는 본질적으로 고체) 열경화성 재료 및 발포 열경화성 재료를 형성할 수도 있다.In embodiments, the 3D object and/or one or more of the deposited layers of thermoset and/or one or more portions of the deposited layers may be cured to form a solid (or essentially solid) thermoset material and a foamed thermoset material.

이하의 설명은 발포체의 맥락이지만, 설명은 일반적으로 비발포체 및 발포체의 모두인 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머를 포함하는 열경화성 수지에 적용될 수도 있다. 발포체는 다양한 경도 및 탄력성으로 이용 가능하다. 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머는 매우 내구성이 있어, 발포체가 특성의 변화 없이 반복적으로 사용되는 것을 허용할 수도 있다. 이 다양한 특성은 강성 위치설정이 바람직하거나 압력 분포가 더 바람직한 임상 환경에서 이들 재료가 사용되는 것을 허용한다.Although the description below is in the context of foams, the description may also apply to thermosets, including urethane and/or urea containing polymers, which are both non-foams and foams in general. Foams are available in a variety of hardnesses and resiliences. Urethane and/or urea containing polymers may be very durable, allowing the foam to be used repeatedly without change in properties. This versatile property allows these materials to be used in clinical environments where rigid positioning is desirable or where pressure distribution is more desirable.

우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머의 발포체는 2개의 반응성 성분 사이의 반응의 생성물일 수도 있다. 다양한 발포체 특성은 반응 속도, 반응 혼합물의 계면 장력, 및 폴리머 스캐폴드의 탄성을 균형화하기 위해 제형 성분의 상대 중량을 변경함으로써 달성될 수도 있다. 3D 인쇄에서, 압출 노즐은 원하는 3D 객체의 3D 컴퓨터 모델에 따라 재료, 예를 들어 열경화성 수지를 기판 상에 층별로(layer by layer) 퇴적할 수도 있다.Foams of urethane and/or urea containing polymers may also be the product of a reaction between two reactive components. Various foam properties may be achieved by varying the relative weight of the formulation components to balance the reaction rate, the interfacial tension of the reaction mixture, and the elasticity of the polymer scaffold. In 3D printing, an extrusion nozzle may deposit a material, for example a thermoset, layer by layer onto a substrate according to a 3D computer model of a desired 3D object.

실시예에서, 발포체 전구체 제법이 맞춤형 3D 발포체 객체를 형성하기 위해 고해상도 3D 퇴적을 가능하게 할 수도 있다. 실시예에서, 폴리우레탄 전구체와 같은 전구체의 반응을 부분적으로 진행시키고 촉매 및 계면활성제 레벨을 조정함으로써, 원하는 미리 결정된 부품 해상도 및 발포체의 기계적 완전성을 유지하면서 열경화성 수지를 퇴적시키는 것이 가능하다.In embodiments, a foam precursor preparation may enable high-resolution 3D deposition to form custom 3D foam objects. In an embodiment, by partially allowing the reaction of a precursor, such as a polyurethane precursor, and adjusting the catalyst and surfactant levels, it is possible to deposit a thermoset while maintaining a desired predetermined part resolution and mechanical integrity of the foam.

우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머의 발포체의 생성은 물 또는 다른 발포체 형성 성분 또는 발포제의 포함에 의해 비발포체 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머의 생성과 상이할 수도 있다. 우레탄 및/또는 우레아 함유 폴리머의 발포체는 우레아 결합을 형성하고 가스를 생성하기 위한 물과 이소시아네이트의 동시 반응, 및 가교결합된 엘라스토머 발포체 스캐폴드를 형성하기 위한 다작용성 고분자량 알코올과 이소시아네이트의 반응에 의해 형성될 수도 있다.Production of foams of urethane and/or urea containing polymers may differ from production of non-foam urethane and/or urea containing polymers by the inclusion of water or other foam forming components or blowing agents. Foams of urethane and/or urea containing polymers may also be formed by the simultaneous reaction of water and isocyanates to form urea linkages and generate gas, and reaction of isocyanates with multifunctional high molecular weight alcohols to form crosslinked elastomeric foam scaffolds.

실시예에서, 발포체는 디이소시아네이트, 물 및 다작용성 알코올(예를 들어, 폴리올) 또는 다작용성 아민과 같은 모노머를 반응시킴으로써 형성될 수도 있다. 제법의 물의 양은 발포체 밀도와 발포체 스캐폴드의 강도에 영향을 미칠 수도 있다. 폴리올 및/또는 폴리아민 혼합물의 분자량은 발포체 스캐폴드의 가교결합 밀도와 발포체의 최종 탄성, 탄력성 및 경도를 결정할 수도 있다. 실시예에서, 거의 화학양론적 양의 디이소시아네이트가 물 및 폴리올 및/또는 폴리아민 혼합물과 완전히 반응하는 데 사용될 수도 있다.In an embodiment, the foam may be formed by reacting a monomer such as a diisocyanate, water, and a polyfunctional alcohol (eg, polyol) or polyfunctional amine. The amount of water in the formulation may affect the foam density and strength of the foam scaffold. The molecular weight of the polyol and/or polyamine mixture may determine the cross-link density of the foam scaffold and the final elasticity, elasticity and hardness of the foam. In an embodiment, a nearly stoichiometric amount of diisocyanate may be used to fully react with water and the polyol and/or polyamine mixture.

실시예에서, 프리폴리머 합성이 폴리우레탄 또는 폴리우레아 시스템의 경화 프로파일을 변경하기 위해 사용될 수도 있다. 프리폴리머 합성에서, 화학양론적 과량의 디이소시아네이트는 폴리올 및/또는 폴리아민 혼합물과 반응할 수도 있다. 최종 프리폴리머는 출발 디이소시아네이트보다 더 높은 분자량을 가질 수도 있고, 프리폴리머 내의 분자는 이소시아네이트 작용성을 가질 수도 있고 따라서 여전히 반응성일 수도 있다. 더 높은 분자량, 수소 결합 및/또는 우레아 결합으로 인해, 프리폴리머는 또한 더 높은 점도를 가질 수도 있다. 이 프리폴리머는 이후에 폴리올 및/또는 폴리아민 혼합물 및 물과 반응하여 프리폴리머 합성 없이 달성 가능한 실질적으로 동일한 발포체 스캐폴드 조성을 갖는 발포체를 생성할 수도 있다. 그러나, 점도 성장 프로파일은 변경될 수도 있어, 통상적으로 더 높게 시작하여, 더 천천히 증가하고, 따라서 발포체 셀 크기 및 셀 안정성과 같은 발포체의 형태학적 특징이 매우 상이한 외관을 갖는 발포체를 생성할 수도 있다.In embodiments, prepolymer synthesis may be used to modify the cure profile of a polyurethane or polyurea system. In prepolymer synthesis, a stoichiometric excess of diisocyanate may be reacted with a polyol and/or polyamine mixture. The final prepolymer may have a higher molecular weight than the starting diisocyanate, and the molecules in the prepolymer may have isocyanate functionality and thus still be reactive. Due to higher molecular weight, hydrogen bonds and/or urea bonds, prepolymers may also have higher viscosities. This prepolymer may then be reacted with a polyol and/or polyamine mixture and water to produce a foam having substantially the same foam scaffold composition achievable without prepolymer synthesis. However, the viscosity growth profile may be altered, typically starting higher and increasing more slowly, and thus foam morphological characteristics such as foam cell size and cell stability may result in foams with very different appearances.

지지 발포체는 단일 밀도, 경도 또는 탄력성이 아니라, 광범위한 성능에 걸쳐 있을 수도 있다. 본 개시내용은 발포체 특성의 전체 범위를 확장한다. 발포체 밀도와 경도는 상관될 수도 있는데: 저밀도 발포체는 더 연질 발포체일 수도 있다. 다양한 발포체 밀도 및 경도가 제형에서 물과 같은 발포제의 레벨을 변경함으로써 그리고 제법에서 과잉 이소시아네이트의 정도를 조정함으로서 먼저 달성될 수도 있다. 폴리올 및/또는 폴리아민 혼합물의 성분의 작용성의 정도를 증가시키는 것(예를 들어, 몇몇 4- 또는 6-작용성 폴리올을 혼입함)은 경화 동안 경도 및 점도 성장 속도를 증가시킬 수도 있다. 발포체 탄력성은 제법에 혼입된 폴리올 및/또는 폴리아민을 변경함으로써 변경될 수도 있다. 메모리 발포체는 폴리올과 폴리아민의 분자량을 감소시킴으로써 달성될 수도 있고; 높은 탄력성이 그래프트 폴리올을 혼입함으로써 달성될 수도 있다. 실시예에서, 발포체 밀도 범위는 0.3 g/cm³ 미만, 30 내지 50 ILFD 경도 범위, 및 10 내지 50% 범위의 탄력성일 수도 있다. 발포체 특성은 개방 셀 함량 및 폐쇄 셀 함량을 또한 포함할 수도 있다. 개방 셀 발포체는 셀 사이에 공기 또는 액체의 유동을 허용할 수도 있는 셀 벽에 윈도우가 있는, 스트러트로부터 구성된 셀형 구조일 수도 있다. 폐쇄 셀은 단열 용례에서와 같이, 공기 유동을 방지하는 데 유리할 수도 있다.Support foams may span a wide range of performance, not just a single density, hardness or resiliency. The present disclosure extends the full range of foam properties. Foam density and hardness may be correlated: a lower density foam may be a softer foam. Various foam densities and hardnesses may be achieved first by varying the level of a blowing agent such as water in the formulation and by adjusting the degree of excess isocyanate in the formulation. Increasing the degree of functionality of the components of the polyol and/or polyamine mixture (eg incorporating some 4- or 6-functional polyols) may increase the rate of hardness and viscosity growth during cure. Foam elasticity may also be altered by altering the polyols and/or polyamines incorporated into the formulation. Memory foam may be achieved by reducing the molecular weight of polyols and polyamines; High elasticity may also be achieved by incorporating graft polyols. In an embodiment, the foam density may be less than 0.3 g/cm ³ , a hardness in the range of 30 to 50 ILFD, and a elasticity in the range of 10 to 50%. Foam properties may also include open cell content and closed cell content. Open cell foam may be a cell-like structure constructed from struts, with windows in the cell walls that may allow air or liquid flow between the cells. Closed cells may also be beneficial to prevent air flow, such as in insulating applications.

제어기, 센서 및 프로세서Controllers, sensors and processors

실시예에서, 본 개시내용은 인쇄 장치에 동작 가능하게 결합된 제어 시스템 또는 컴퓨팅 장치를 포함한다.In an embodiment, the present disclosure includes a control system or computing device operatively coupled to a printing device.

컴퓨팅 장치는 예를 들어, 임의의 고정 또는 이동 컴퓨터 시스템(예를 들어, 제어기, 마이크로제어기, 퍼스널 컴퓨터, 미니컴퓨터 등)일 수도 있다. 컴퓨팅 장치의 정확한 구성은 한정되지 않고, 본질적으로 적합한 컴퓨팅 기능 및 제어 기능을 제공하는 것이 가능한 임의의 디바이스가 사용될 수도 있고, 디지털 파일은 컴퓨팅 장치에 의해 판독 가능 및/또는 기입 가능할 수도 있는 디지털 비트(예를 들어, 이진법으로 인코딩됨 등)를 포함하는 임의의 매체(예를 들어, 휘발성 또는 비휘발성 메모리, CD-ROM, 자기 기록 가능 테이프 등)일 수도 있다. 또한, 사용자-판독 가능 포맷의 파일은 작업자에 의해 판독 가능 및/또는 이해 가능한 임의의 매체(예를 들어, 종이, 디스플레이 등) 상에 제시 가능한 데이터(예를 들어, ASCII 텍스트, 이진수, 16진수, 십진수, 그래픽 등)의 임의의 표현일 수도 있다.A computing device may be, for example, any fixed or mobile computer system (eg, controller, microcontroller, personal computer, minicomputer, etc.). The exact configuration of the computing device is not limited, and essentially any device capable of providing suitable computing and control functions may be used, and a digital file may be any medium (e.g., volatile or nonvolatile memory, CD-ROM, magnetic recordable tape, etc.) containing digital bits (e.g., binary encoded, etc.) that may be readable and/or writable by the computing device. Also, a file in a user-readable format may be any representation of data (e.g., ASCII text, binary, hexadecimal, decimal, graphic, etc.) presentable on any medium readable and/or understandable by an operator (e.g., paper, display, etc.).

실시예에서, 제어 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있다.In an embodiment, the control system may include one or more processors.

실시예에서, 제어기는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수도 있고 압출된 열경화성 인쇄 장치에 명령을 제공할 수도 있다. 이들 명령은 3D 인쇄 객체를 인쇄하기 위한 프로세스를 수정할 수도 있다. 실시예에서, 이들 명령은 3D 인쇄 객체를 형성하기 위해 열경화성 수지를 전달할 때 압출 노즐을 이동시키도록 압출 노즐에 동작 가능하게 결합된 적어도 하나의 액추에이터에 명령한다.In embodiments, a controller may include one or more processors and may provide commands to an extruded thermoset printing device. These commands may modify the process for printing 3D printed objects. In an embodiment, these commands instruct at least one actuator operably coupled to the extrusion nozzle to move the extrusion nozzle when delivering the thermoset to form the 3D printed object.

실시예에서, 3D 인쇄 시스템은 G-코드 커맨드에 의해 완전히 제어될 수도 있다. 시스템/펌웨어는 웹 컨트롤 또는 인터넷 인터페이스를 가질 수도 있고, 모든 G-코드 커맨드는 http 문자열을 통해 송신될 수도 있다. 이는 프린터 헤드의 모션과 인쇄 제어(예를 들어, 압출, 환경 구성)를 포함한다. 스캐닝 프로세스는 코멘트로서 삽입될 수도 있고, 프로세스가 완료될 때까지 시스템이 정지될 수도 있다.In embodiments, the 3D printing system may be fully controlled by G-code commands. The system/firmware may have a web control or internet interface, and all G-code commands may be sent via http strings. This includes the motion of the printer head and print control (eg extrusion, configuration of the environment). The scanning process may be inserted as a comment, or the system may be halted until the process is complete.

실시예에서, 제어기는 형상비를 분석하고 비드의 형상비에 기초하여 열경화성 수지를 퇴적할 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 3D 인쇄 객체의 특정 양태에 대해 낮은 형상비/높은 점도 비드로 인쇄하도록 3D 프린터에 명령할 수도 있고, 이어서 제어기는 3D 인쇄 객체의 다른 양태에 대해 높은 형상비/낮은 점도 비드로 인쇄하도록 3D 프린터에 명령할 수도 있다. 형상비의 이러한 제어는 예를 들어 3D 객체의 에지에 고해상도로 3D 인쇄 객체를 제공하고, 이어서 3D 객체의 공간 채우기 양태를 위해 증가된 인쇄 속도를 사용할 수도 있다.In an embodiment, the controller may analyze the aspect ratio and deposit the thermoset based on the aspect ratio of the bead. For example, the controller may instruct the 3D printer to print with low aspect ratio/high viscosity beads for certain aspects of the 3D printed object, and then the controller may instruct the 3D printer to print with high aspect ratio/low viscosity beads for other aspects of the 3D printed object. Such control of the aspect ratio may, for example, provide a 3D printed object at the edge of the 3D object at high resolution, and then use the increased print speed for the space filling aspect of the 3D object.

실시예에서, 제어기는 제2 영역의 동일한 물리적 특성과는 상이한 제1 영역의 물리적 특성을 제공하기 위해 열경화성 수지의 양 및 유량 중 하나 또는 모두를 조정할 수도 있다. 실시예에서, 물리적 특성은 유연성, 색상, 광학 굴절률, 경도, 다공성 및 밀도 중 하나 이상일 수도 있다.In embodiments, the controller may adjust one or both of the amount and flow rate of the thermosetting resin to provide physical properties of the first region that are different from the same physical characteristics of the second region. In embodiments, the physical property may be one or more of flexibility, color, optical refractive index, hardness, porosity, and density.

실시예에서, 제어기는 실행하도록 구성될 수도 있고 또는 프로세스는 제1, 제2 및 제3 반응성 성분 중 하나 이상과 함께 사용을 위해 가스 발생 소스의 양 및 유량 중 하나 또는 모두를 조정하는 단계를 더 포함한다.In an embodiment, the controller may be configured to execute or the process further includes adjusting one or both of the amount and flow rate of the gas generating source for use with one or more of the first, second and third reactive components.

실시예에서, 제어기는 실행하도록 구성될 수도 있고 또는 프로세스는 압출 노즐과 3D 인쇄 객체 사이의 거리를 제어하는 단계를 더 포함한다.In embodiments, the controller may be configured to execute or the process further includes controlling the distance between the extrusion nozzle and the 3D printed object.

실시예에서, 미리 정의된 설계는 하나 이상의 필수 속성 및 하나 이상의 선택적 속성을 포함한다. 이러한 실시예에서, 이들 속성은 공차와 유사하다. 이러한 실시예에서, 하나 이상의 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층의 퇴적은 미리 정의된 설계와는 상이하지만 미리 정의된 설계의 모든 필수 속성을 포함하는 선택적 속성을 포함하는 3D 객체를 형성한다. 달리 말하면, 하나 이상의 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속하는 하나 이상의 층의 퇴적은 의도된 목적에 따른 최종 3D 객체의 선택적 또는 비필수 속성 또는 공차를 희생하여, 필수 속성 또는 공차를 달성하는 것과 관련된다.In an embodiment, the predefined design includes one or more required attributes and one or more optional attributes. In this embodiment, these properties are similar to tolerances. In such an embodiment, deposition of the subsequent one or more layers of thermosetting resin according to one or more adjusted deposition parameters forms a 3D object that includes optional properties that differ from the predefined design but include all essential properties of the predefined design. In other words, the deposition of subsequent one or more layers of thermoset resin according to one or more adjusted deposition parameters is related to achieving a required property or tolerance at the expense of an optional or nonessential property or tolerance of the final 3D object according to its intended purpose.

이러한 실시예 중 하나에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 퇴적된 층의 높이에 관한 정보를 포함하고, 섭동 프로파일에 기초하는 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적된 층 중 하나의 대략적인 높이 이하의 거리만큼 미리 정의된 설계로부터 전체 높이가 상이한 적어도 하나의 부분을 포함하는 3D 객체를 생성한다. 이에 따라, 필수 속성이 최종 3D 객체의 표면의 특정 형상 또는 프로파일이고 선택적 속성이 특정 범위 내의 3D 객체의 전체 높이인 경우, 실시예에서 조정된 퇴적 파라미터에 따른 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층의 조정된 퇴적은 선택적 또는 비필수 속성과 관련하여 미리 정의된 설계에 의해 예측된 절대값과 대조적으로 미리 정의된 설계의 필수 속성에 따라 3D 객체를 형성한다. 이는 프로세스에 의해 생성된 최종 3D 객체의 관점일 수도 있고, 또는 미리 정의된 설계에 따라 하나 이상의 층에 기초할 수도 있다.In one such embodiment, the perturbation profile includes information about the height of the deposited layer of thermoset, and adjustment of one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile creates a 3D object comprising at least one portion that differs in overall height from the predefined design by a distance less than or equal to the approximate height of one of the deposited layers. Accordingly, if the required attribute is a specific shape or profile of the surface of the final 3D object and the optional attribute is the overall height of the 3D object within a specific range, in an embodiment the coordinated deposition of the subsequent one or more layers of the thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters forms the 3D object according to the required attributes of the predefined design as opposed to the absolute values predicted by the predefined design with respect to the optional or non-essential attributes. This may be the view of the final 3D object created by the process, or it may be based on one or more layers according to a predefined design.

몇몇 실시예에서, 섭동 프로파일은 시각적 스캐너로부터 결정될 수도 있고, 이는 이어서 특정 (X, Y) 위치에 재료를 추가하도록 프린터에 명령하는 데 이용되며, 여기서 X-Y는 수평 평면을 나타낸다. 라인 스캐너가 객체의 표면을 스캐닝하는 데 사용될 수도 있다. 스캔 데이터는 객체 위의 위치의 그리드에 대한 Z-높이 값을 포함하고, 여기서 Z-높이는 수직 치수를 나타낸다. 이들 데이터는 이어서 사용자가 X, Y 및 Z 차원에서 임계값 경계를 지정할 수 있게 하고 처리될 영역을 제한할 수 있게 하도록 구성된 알고리즘을 포함하는 제어기 시스템 도구에 로딩되었다. 이 선택된 영역 내에서, 제어기는 사용자에 의해 지정된 원하는 Z-높이를 따라 복수의 X-Y 위치에 대한 실제 Z-높이를 포함하는 스캔 데이터를 획득하고, 특정 X-Y 위치에서의 Z-높이가 원하는 Z-높이로 상승되게 채워지도록 요구되는 공간의 체적을 컴퓨팅하도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 계산되거나 결정된 체적은 압출기로 송신되어야 하는 필수 G-코드, E-값 파라미터를 컴퓨팅하기 위해 압출된 재료의 체적 밀도(컴퓨팅 및/또는 측정됨)로 곱해진다. 퇴적 경로는 이어서 요구 퇴적 파라미터에 따라 결정되고 시작 및 정지를 최소화하도록 구성될 수도 있다.In some embodiments, the perturbation profile may be determined from a visual scanner, which is then used to instruct the printer to add material at specific (X, Y) locations, where X-Y represents a horizontal plane. A line scanner may also be used to scan the surface of an object. The scan data includes Z-height values for a grid of locations on an object, where Z-height represents a vertical dimension. These data were then loaded into a controller system tool containing an algorithm configured to allow the user to specify threshold boundaries in the X, Y and Z dimensions and limit the area to be processed. Within this selected area, the controller is configured to obtain scan data including actual Z-heights for a plurality of X-Y positions along a desired Z-height specified by the user, and compute a volume of space required to be filled such that the Z-height at a particular X-Y position is raised to the desired Z-height. In this embodiment, the calculated or determined volume is multiplied by the volume density (computed and/or measured) of the extruded material to compute the required G-code, E-value parameter that must be sent to the extruder. A deposition path may then be determined according to the required deposition parameters and configured to minimize starts and stops.

이를 달성하기 위해, 복수의 연속 퇴적 경로가 부가의 재료를 필요로 하는 각각의 파손되지 않은 영역에 대해 발생될 수도 있고, 따라서 미리 정의된 설계에 대해 부가의 재료가 필요한 단절된 영역의 수와 동일하도록 시작 및 정지의 수를 감소시킨다.To achieve this, multiple successive deposition paths may be generated for each unbroken area requiring additional material, thus reducing the number of starts and stops to equal the number of discontinued areas requiring additional material for a predefined design.

영역을 채우기 위해 결정된 조정되거나 수정된 퇴적 경로는 이어서 전술된 바와 같이 체적 x 밀도 측정으로부터 계산된 각각의 모션에 사용된 압출과 함께 플러드-필(flood-fill) 알고리즘을 사용하여 발생된다. 사용자는 플러드 필 알고리즘에서 8개 방향(N, NE, E, SE, S, SW, W, NW)을 우선 순위화하기 위한 옵션을 제공받고 재귀 및 루프식 플러드-필 알고리즘 사이에서 선택할 수도 있다. 이들 선택은 사용자가 더 최적이라고 간주할 수도 있는 영역을 커버하기 위해 상이한 경로를 생성할 것이다.The adjusted or modified deposition path determined to fill the area is then generated using a flood-fill algorithm with extrusion used for each motion calculated from volume x density measurements as described above. Users are given the option to prioritize eight directions (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) in the flood fill algorithm and can also choose between recursive and looped flood-fill algorithms. These selections will create different routes to cover areas the user may deem more optimal.

레이저 라인 스캐너에 의해 수집된 데이터와 도구에 의해 발생된 후속 G-코드는 스캐닝될 때 객체의 정확한 좌표에 기초한다. 따라서, 적절한 공극 채우기가 발생하게 하기 위해 G-코드가 인가될 때 객체가 정확히 동일한 위치에 있어야 한다는 것이 명백했다. 객체가 초기 스캐닝 중에 있었던 원래 위치에 대해 알려진 거리만큼 이동했고 그리고/또는 알려진 각도만큼 회전된 경우, 알려진 병진 및 회전을 G-코드 좌표에 인가하여 객체의 새로운 위치에 대해 정확하게 배향되는 새로운 G-코드를 생성하는 상업적으로 입수 가능한 소프트웨어로부터 병진 및 회전 도구가 채용될 수도 있다. 최종 결과는 인쇄 중에 발생하는 객체의 공극을 채우는 능력이다.The data collected by the laser line scanner and the subsequent G-code generated by the tool are based on the exact coordinates of the object as it was scanned. Thus, it was clear that the object had to be in exactly the same position when the G-code was applied in order for proper void filling to occur. Translation and rotation tools may be employed from commercially available software that, when an object has been moved a known distance and/or rotated a known angle relative to the original position it was in during initial scanning, apply a known translation and rotation to the G-code coordinates to generate a new G-code oriented precisely to the object's new location. The end result is the ability to fill the voids in the object that occur during printing.

이러한 실시예에서, 레이저 스캐너 라인 스캐너는 3D 프린터 갠트리 상에 장착될 수도 있다. 갠트리가 X-Y 평면 주위를 이동함에 따라, 스캐너는 그와 함께 이동하여 X-Y 위치의 그리드의 Z-높이 데이터를 수집한다.In this embodiment, the laser scanner line scanner may be mounted on the 3D printer gantry. As the gantry moves around the X-Y plane, the scanner moves with it to collect Z-height data of the grid of X-Y locations.

스캐닝된 데이터는 스캐닝되어 있는 부분에 대한 Z-높이 정보를 포함하였다. Z-높이 정보는 위치의 색상으로 인코딩되었다. XY 경계 및 Z 높이 제한이 사용자에 의해 지정된 후, 지정된 최적의 Z-높이 미만인 객체의 부분은 색상이 유지된다. 영역에 존재하는 공극을 해결하기 위해, 도구가 영역을 횡단하고 부가의 재료를 퇴적하는 경로를 발생하기 위해 채용되었다. 압출 팁은 특정 X-Y 위치에서 공극의 체적에 기초하여 다양한 압출량을 퇴적함에 따라 이 수정된 퇴적 경로를 따르도록 명령되었다. 이 프로세스의 결과의 예가 도 7a 내지 도 7c에 도시되어 있다.The scanned data included Z-height information for the part being scanned. Z-height information was encoded as the color of the position. After the XY bounds and Z height constraints are specified by the user, the portion of the object that is less than the specified optimal Z-height remains colored. To address the voids present in the area, a tool was employed to generate a path that traversed the area and deposited additional material. The extrusion tip was commanded to follow this modified deposition path as it deposited various amounts of extrusion based on the volume of the void at a specific X-Y location. Examples of the results of this process are shown in FIGS. 7A-7C.

다른 실시예에서, 지정된 객체 상에 또는 비평면 표면 상에 인쇄하는 능력을 제공하기 위해 스캔-투-프린트(scan-to-print) 도구가 이용된다. 도구는 3D 프린터 시스템 등과 함께 레이저 프로파일 스캐너를 이용하도록 통합되거나 구성될 수도 있다. 실시예에서, 스캐너는 프린터 헤드에 부착된다. 위치는 X 및 Y 방향에서 알려진 양만큼 오프셋된다. 프린터 팁과 스캐너 사이의 위치 차이는 스캔의 출력이 프린터 팁의 좌표에 있도록 캘리브레이팅된다. 레이저 라인은 X 방향을 따른다. 스캔 방향은 Y축을 따른다. 사용자는 각각의 y 단차에 대한 단차 크기를 지정할 수 있다. 스캐닝된 객체의 높이에 따라, 레이저 프로파일 빔의 폭은 특정 거리, 예를 들어 약 80 mm 내지 100 mm 내에 있다. 실시예에서, 스캐닝된 객체가 레이저 라인 폭보다 더 넓은 경우 X 방향에서 부가의 스캐닝 단계가 추가될 수도 있다. 최종 스캔 결과가 이어서 조합된다.In another embodiment, a scan-to-print tool is used to provide the ability to print on designated objects or on non-planar surfaces. The tool may be integrated or configured to use a laser profile scanner with a 3D printer system or the like. In an embodiment, the scanner is attached to the printer head. The position is offset by a known amount in the X and Y directions. The difference in position between the printer tip and the scanner is calibrated so that the output of the scan is at the coordinates of the printer tip. The laser line follows the X direction. The scan direction is along the Y-axis. The user can designate the step size for each y step. Depending on the height of the scanned object, the width of the laser profile beam is within a certain distance, for example about 80 mm to 100 mm. In an embodiment, an additional scanning step in the X direction may be added if the scanned object is wider than the laser line width. The final scan results are then combined.

스캔 데이터는 X 및 Y 위치의 그리드의 z 높이 측정값으로 구성된다. 스캔-투-프린트 도구는 선택적으로 사용자가 스캐닝 영역을 정의하고 G-코드 위치 및/또는 배향(G-코드의 병진 및 회전 변환)을 조정할 수 있게 할 수도 있다. 도구는 이어서 G-코드와 스캐닝 결과의 중첩에 대한 시각화를 제공한다.The scan data consists of z-height measurements of a grid of X and Y locations. The scan-to-print tool may optionally allow the user to define a scanning area and adjust the G-code position and/or orientation (translational and rotational translation of the G-code). The tool then provides a visualization of the overlap of the G-code and scanning results.

다른 실시예에서, 스캐닝은 지정된 객체 및 비평면 인쇄에 인쇄하기 위해 스캔 투 프린트 도구를 이용할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 레이저 스캐너는 압출 노즐로부터 알려진 거리에서 프린터 갠트리에 부착된다. 레이저 프로파일 스캐너(예를 들어, 마이크로-엡실론 LLT2900-100/BL)는 상업적으로 입수 가능한 소프트웨어를 사용하여 객체 위치(X 및 Y 위치) 및 표면 토포그래피(Z 높이)를 결정하기 위해 객체를 스캐닝하는 데 사용될 수도 있다. 스캔 후, 2D 토포그래피 데이터가 발생, 제시 및 저장된다. 도구는 이어서 스캔-투-프린트 도구를 사용하여 인쇄 객체의 G-코드와 함께 업로드된다. 인쇄 경로에 대한 G-코드 명령은 관련 기술 분야에서 통상적인 슬라이서(Simplify3D)에서 발생되었다. 소프트웨어는 중첩의 시각화를 제공한다.In another embodiment, scanning may use a scan-to-print tool to print on a designated object and non-planar printing. In this embodiment, the laser scanner is attached to the printer gantry at a known distance from the extrusion nozzle. A laser profile scanner (e.g., Micro-Epsilon LLT2900-100/BL) may be used to scan the object to determine object position (X and Y position) and surface topography (Z height) using commercially available software. After scanning, 2D topography data is generated, presented and stored. The tool is then uploaded with the G-code of the print object using the scan-to-print tool. The G-code commands for the print path were generated in a slicer (Simplify3D) common in the art. The software provides visualization of the overlap.

실시예에서, 사용자는 설계된 G-코드 위치를 실제 스캐닝 이미지에 정렬하도록 허용된다. G-코드는 이어서 새로운 위치 및 배향에 대해 재생성되고 인쇄 커맨드를 실행하기 위해 사용된다. 정렬은 X-Y 평면에서의 병진 및 회전과 Z 방향에서의 변동을 포함하였다. 일단 G-코드가 정렬되면, 이들 데이터는 저장되고 상업적으로 입수 가능한 소프트웨어를 사용하여 인쇄하기 위해 프린터에 제출된다.In an embodiment, the user is allowed to align the designed G-code location to the actual scanned image. The G-code is then regenerated for the new position and orientation and used to execute the print command. Alignment included translation and rotation in the X-Y plane and fluctuations in the Z direction. Once the G-code is aligned, these data are saved and submitted to the printer for printing using commercially available software.

다른 실시예에서, G-코드는 비평면 인쇄를 수행하기 위해 스캐닝 결과로부터 온-더-플라이(on-the-fly)로 발생된다. 이러한 실시예에서, 객체의 위치 및 표면 토포그래피를 결정하기 위해 객체를 스캔하기 위해 스캐너가 사용된다. 실시예에서, 도구는 사용자가 객체의 윤곽을 검출하기 위해 z 임계값을 셋업할 수 있게 하도록 구성된다.In another embodiment, G-code is generated on-the-fly from the scanning results to perform non-planar printing. In this embodiment, a scanner is used to scan the object to determine its location and surface topography. In an embodiment, the tool is configured to allow a user to set up a z-threshold for detecting object outlines.

G-코드는 윤곽에 의해 정의된 영역을 채우기 위해 발생된다. 발생된 G-코드 Z-높이는 인쇄 팁과 비평면 표면의 인쇄 사이에 적절한 간격을 유지하기 위해 스캐닝된 토포그래피를 따르도록 구성된다. 도구는 사용자가 Z 보정을 위한 비드 간격, 압출 속도, 팁 높이, 인쇄 속도 및 X-Y 해상도를 구성할 수 있게 하도록 구성된다. 요구 G-코드가 3D 객체를 인쇄하기 위해 결정, 저장 및 프린터 시스템에 제출된다. 이 프로세스의 결과의 예는 도 6a 내지 도 6c 및 도 8a 내지 도 8c에 도시되어 있다.G-code is generated to fill the area defined by the contour. The generated G-code Z-height is configured to follow the scanned topography to maintain proper spacing between the printing tip and printing of the non-planar surface. The tool is configured to allow the user to configure bead spacing, extrusion speed, tip height, print speed and X-Y resolution for Z calibration. The requested G-code is determined, stored and submitted to the printer system to print the 3D object. Examples of the results of this process are shown in FIGS. 6A-6C and 8A-8C.

실시예Example 목록 List

본 개시내용에 따른 실시예는 이하를 포함한다:Embodiments according to the present disclosure include:

E1. 3차원(3D) 객체 생성 프로세스이며,E1. It is a three-dimensional (3D) object creation process,

a) 열경화성 인쇄 장치를 제공하는 단계로서, 열경화성 인쇄 장치는:a) providing a thermosetting printing device, the thermosetting printing device comprising:

제1 반응성 성분 및 제2 반응성 성분을 포함하는 복수의 성분이 압출성 열경화성 수지를 생성하기 위해 유도되고 접촉되는 혼합 챔버;a mixing chamber in which a plurality of components including a first reactive component and a second reactive component are brought into contact and brought into contact to produce an extrudable thermoset;

혼합 챔버와 유체 연통하는 압출 노즐로서, 이를 통해 열경화성 수지가 기판 또는 열경화성 수지의 다른 퇴적된 층의 적어도 일부 상에 압출 및 퇴적되는, 압출 노즐;an extrusion nozzle in fluid communication with the mixing chamber, through which a thermoset resin is extruded and deposited onto at least a portion of a substrate or another deposited layer of thermoset resin;

압출 노즐을 이동시키도록 구성된 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터;at least one actuator coupled to the extrusion nozzle configured to move the extrusion nozzle;

미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지를 생성하고 압출 노즐로부터 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적을 지시하도록 구성된 열경화성 인쇄 장치에 결합된 제어기; 및a controller coupled to the thermoset printing device configured to generate a thermoset according to one or more deposition parameters and direct deposition of the thermoset along a deposition path from an extrusion nozzle to form a 3D object according to a predefined design; and

열경화성 인쇄 장치에 결합된 스캐너를 포함하는, 열경화성 인쇄 장치 제공 단계;providing a thermosetting printing device comprising a scanner coupled to the thermosetting printing device;

b) 미리 정의된 설계에 따라 열경화성 수지의 하나 이상의 층을 형성하기 위해 그 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 생성되고 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 퇴적되는 퇴적 경로를 따라 열경화성 수지를 퇴적하는 단계;b) depositing the thermoset resin along a deposition path during which at least a portion of the thermoset resin is created and deposited according to one or more deposition parameters to form one or more layers of the thermoset according to a predefined design;

c) 섭동 프로파일을 형성하기 위해 미리 정의된 설계와는 상이한, 그 내부에 존재하는 하나 이상의 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 퇴적된 층 중 하나 이상의 적어도 일부를 스캐닝하는 단계;c) scanning at least a portion of one or more of the deposited layers of thermoset to detect one or more perturbations present therein that differ from the predefined design to form a perturbation profile;

d) 섭동 프로파일에 기초하여 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터를 조정하는 단계; 및d) adjusting one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile; and

e) 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층을 퇴적시키는 단계를 포함하는, 프로세스.e) depositing a subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters to form a 3D object according to a predefined design.

E2. 실시예 E1에 있어서, 스캐너는 광학 스캐너, 레이저 스캐너, 프로파일 센서, 포인트 레이저 센서, 공초점 변위 센서, X선 스캐너, 고속 영역 카메라, 라인 스캔 카메라 또는 그 조합을 포함하는, 프로세스.E2. The process of embodiment E1, wherein the scanner comprises an optical scanner, a laser scanner, a profile sensor, a point laser sensor, a confocal displacement sensor, an X-ray scanner, a high-speed area camera, a line scan camera, or a combination thereof.

E3. 실시예 E1 또는 E2에 있어서, 스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적과는 별도로 수행되고;E3. In Example E1 or E2, at least part of the scanning is performed separately from the deposition of the thermoset along the deposition path;

스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적 동안 수행되고; 또는 그 조합인, 프로세스. at least part of the scanning is performed during deposition of the thermoset along the deposition path; or a combination thereof, a process.

E4. 실시예 E1 내지 E3 중 어느 하나에 있어서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 하나 이상의 층에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는, 프로세스.E4. The process of any one of Examples E1-E3, wherein the perturbation profile comprises each perturbation detected in one or more layers of thermoset resin.

E5. 실시예 E1 내지 E4 중 어느 하나에 있어서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 하나 이상의 층의 하나 이상의 부분에서 검출된 각각의 섭동을 포함하는, 프로세스.E5. The process of any of Examples E1-E4, wherein the perturbation profile comprises a respective perturbation detected in one or more portions of one or more layers of thermosetting resin.

E6. 실시예 E1 내지 E5 중 어느 하나에 있어서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 하나 이상의 층에서 검출된 각각의 섭동의 평균을 포함하는, 프로세스.E6. The process of any one of Examples E1-E5, wherein the perturbation profile comprises an average of each perturbation detected in one or more layers of thermoset.

E7. 실시예 E1 내지 E6 중 어느 하나에 있어서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 하나 이상의 층의 하나 이상의 부분에서 검출된 각각의 섭동의 평균을 포함하는, 프로세스.E7. The process of any of Examples E1-E6, wherein the perturbation profile comprises an average of each perturbation detected in one or more portions of one or more layers of thermosetting resin.

E8. 실시예 E1 내지 E7 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로에 대한 조정을 포함하는, 프로세스.E8. The process of any one of embodiments E1-E7, wherein the adjustment of one or more deposition parameters comprises an adjustment to a deposition path.

E9. 실시예 E1 내지 E8 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 열경화성 수지가 기판 또는 다른 층의 적어도 일부 상에 퇴적되는 비드 간격의 조정을 포함하는, 프로세스.E9. The process of any one of embodiments E1-E8, wherein adjusting the one or more deposition parameters comprises adjusting a bead spacing at which the thermoset resin is deposited on at least a portion of the substrate or other layer.

E10. 실시예 E1 내지 E9 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 열경화성 수지가 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 퇴적되는 층 및/또는 기판 위의 압출 노즐의 거리로서 결정되는 팁 높이의 조정을 포함하는, 프로세스.E10. The process of any one of embodiments E1-E9, wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting a tip height determined as the distance of the extrusion nozzle above the layer and/or substrate on which the thermoset resin is deposited during at least a portion of the deposition path.

E11. 실시예 E10에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 압출 노즐 상의 열경화성 수지의 축적을 방지하기 위해 스캐너에 의해 제공되는 퇴적된 층의 측정된 높이에 기초하여 팁 높이가 부분적으로 조정되는 것을 포함하는, 프로세스.E11. The process of embodiment E10, wherein adjusting the one or more deposition parameters comprises adjusting the tip height in part based on the measured height of the deposited layer provided by the scanner to prevent buildup of thermoset on the extrusion nozzle.

E12. 실시예 E10 또는 E11에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 열경화성 수지의 퇴적된 층과 압출 노즐의 접촉을 방지하기 위해 스캐너에 의해 제공되는 퇴적된 층의 측정된 높이에 기초하여 팁 높이가 부분적으로 조정되는 것을 포함하는, 프로세스.E12. The process of embodiments E10 or E11, wherein adjusting the one or more deposition parameters comprises adjusting the tip height in part based on the measured height of the deposited layer provided by the scanner to prevent contact of the extrusion nozzle with the deposited layer of thermoset.

E13. 실시예 E1 내지 E12 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 미리 정의된 설계에 따라 퇴적 경로의 일부 동안 요구될 것으로 예측되는 열경화성 수지의 총량에 기초하여, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 압출되는 압출 백분율의 조정을 포함하는, 프로세스.E13. The process of any one of Examples E1-E12, wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting an extrusion percentage at which the thermoset is extruded during at least a portion of the deposition pathway based on a total amount of thermoset resin predicted to be required during the portion of the deposition pathway according to a predefined design.

E14. 실시예 E1 내지 E13 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유량의 조정을 포함하는, 프로세스.E14. The process of any one of Examples E1-E13, wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting a flow rate of the thermoset resin through the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path.

E15. 실시예 E1 내지 E14 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐 내의 열경화성 수지에 인가된 펌핑 압력의 조정을 포함하는, 프로세스.E15. The process of any one of Examples E1-E14, wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting pumping pressure applied to the thermoset in the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path.

E16. 실시예 E15에 있어서, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐 내의 열경화성 수지에 인가된 펌핑 압력은 퇴적 경로의 일부 동안 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유동을 방지하기에 충분한 양으로 감소되거나 네거티브인, 프로세스.E16. The process of embodiment E15, wherein the pumping pressure applied to the thermoset in the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path is negative or reduced by an amount sufficient to prevent flow of the thermoset through the extrusion nozzle during a portion of the deposition path.

E17. 실시예 E1 내지 E16 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부를 따른 압출 노즐의 병진 속도의 조정을 포함하는, 프로세스.E17. The process of any of Examples E1-E16, wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting a translational speed of the extrusion nozzle along at least a portion of the deposition path.

E18. 실시예 E1 내지 E17 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 조성의 조정을 포함하는, 프로세스.E18. The process of any one of Examples E1-E17, wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting the composition of the thermoset resin being deposited.

E19. 실시예 E18에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 조성의 조정은 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 체류 시간 및/또는 온도를 조정하는 것을 포함하는, 프로세스.E19. The process of Example E18, wherein adjusting the composition of the thermoset resin being deposited includes adjusting the residence time and/or temperature of the plurality of components within the mixing chamber.

E20. 실시예 E18 또는 E19에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 적어도 하나의 다른 성분에 비해 혼합 챔버 내로의 복수의 성분 중 하나 이상의 양을 증가시키는 것을 포함하는, 프로세스.E20. The process of embodiments E18 or E19, wherein adjusting the composition of the thermoset resin comprises increasing an amount of one or more of the plurality of components into the mixing chamber relative to the at least one other component.

E21. 실시예 E18 내지 E20 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 수지 조성의 조정은 혼합 챔버 내로 적어도 하나의 부가의 성분을 유도하는 것, 및/또는 혼합 챔버 내로 유도되는 성분의 적어도 하나의 유도를 중단하는 것을 포함하는, 프로세스.E21. The process of any one of embodiments E18-E20, wherein adjusting the thermoset resin composition comprises directing at least one additional component into the mixing chamber and/or discontinuing the introduction of at least one of the components directed into the mixing chamber.

E22. 실시예 E18 내지 E21 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 적어도 제3 반응성 성분을 혼합 챔버 내로 유도하는 것을 포함하는, 프로세스.E22. The process of any one of Examples E18-E21, wherein adjusting the composition of the thermoset resin comprises directing at least a third reactive component into the mixing chamber.

E23. 실시예 E18 내지 E22 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 경화 속도를 변화시키는 데 효과적인 하나 이상의 성분을 혼합 챔버 내로 유도하는 것을 포함하는, 프로세스.E23. The process of any of Examples E18-E22, wherein adjusting the composition of the thermoset comprises introducing into the mixing chamber one or more components effective to change the cure rate of the deposited thermoset.

E24. 실시예 E18 내지 E23 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인, 프로세스.E24. The process of any one of Examples E18-E23, wherein adjusting the composition of the thermoset resin is effective to change the viscosity of the thermoset resin being deposited.

E25. 실시예 E24에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인 열경화성 수지의 조성의 조정은 하나 이상의 다른 성분을 혼합 챔버 내로 유도하는 것을 시작하는 것을 포함하는, 프로세스.E25. The process of Example E24, wherein adjusting the composition of the thermoset resin effective to change the viscosity of the thermoset resin being deposited comprises initiating introduction of one or more other components into the mixing chamber.

E26. 실시예 E24 또는 E25에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인 열경화성 수지의 조성의 조정은 다른 성분에 대한 혼합 챔버 내로 유도되는 복수의 성분 중 하나 이상의 양을 증가 및/또는 감소시키는 것을 포함하는, 프로세스.E26. The process of embodiments E24 or E25, wherein adjusting the composition of the thermoset resin effective to change the viscosity of the thermoset resin being deposited comprises increasing and/or decreasing the amount of one or more of the plurality of components introduced into the mixing chamber relative to the other components.

E27. 실시예 E24 내지 E26 중 어느 하나에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인 열경화성 수지의 조성의 조정은 혼합 챔버 내로 하나 이상의 성분의 유도를 정지하는 것을 포함하는, 프로세스.E27. The process of any one of Examples E24-E26, wherein adjusting the composition of the thermoset resin effective to change the viscosity of the thermoset resin being deposited comprises stopping the introduction of one or more components into the mixing chamber.

E28. 실시예 E24 내지 E27 중 어느 하나에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인 열경화성 수지의 조성의 조정은 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 체류 시간을 조정하는 것을 포함하는, 프로세스.E28. The process of any one of Examples E24-E27, wherein adjusting the composition of the thermoset resin effective to change the viscosity of the thermoset resin being deposited comprises adjusting the residence time of the plurality of components within the mixing chamber.

E29. 실시예 E24 내지 E28 중 어느 하나에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인 열경화성 수지의 조성의 조정은 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 온도를 조정하는 것을 포함하는, 프로세스.E29. The process of any one of Examples E24-E28, wherein adjusting the composition of the thermoset resin effective to change the viscosity of the thermoset resin being deposited comprises adjusting the temperature of the plurality of components within the mixing chamber.

E30. 실시예 E18 내지 E29 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 점탄성을 변화시키는 데 효과적인, 프로세스.E30. The process of any one of Examples E18-E29, wherein adjusting the composition of the thermoset resin is effective to change the viscoelasticity of the thermoset resin being deposited.

E31. 실시예 E1 내지 E30 중 어느 하나에 있어서, 미리 정의된 설계는 하나 이상의 필수 속성 및 하나 이상의 선택적 속성을 포함하고, 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층의 퇴적은 미리 정의된 설계와는 상이하고 미리 정의된 설계의 모든 필수 속성을 포함하는 선택적 속성을 포함하는 3D 객체를 형성하는, 프로세스.E31. The process of any one of embodiments E1-E30, wherein the predefined design includes one or more required properties and one or more optional properties, and wherein deposition of the subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters forms a 3D object comprising optional properties that are different from the predefined design and include all required properties of the predefined design.

E32. 실시예 E1 내지 E31 중 어느 하나에 있어서, 이러한 실시예 중 하나에서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 퇴적된 층의 높이에 관한 정보를 포함하고, 섭동 프로파일에 기초하는 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적된 층 중 하나의 대략적인 높이 이하의 거리만큼 미리 정의된 설계로부터 전체 높이가 상이한 적어도 하나의 부분을 포함하는 3D 객체를 생성하는, 프로세스.E32. The process of any one of embodiments E1-E31, wherein the perturbation profile includes information about a height of the deposited layer of thermoset, wherein the adjustment of one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile creates a 3D object comprising at least one portion that differs in overall height from the predefined design by a distance of less than or equal to the approximate height of one of the deposited layers.

E33. 실시예 E1 내지 E32 중 어느 하나의 프로세스에 따라 생성된 3D 객체.E33. A 3D object created according to the process of any one of embodiments E1-E32.

E34. 실시예 E1 내지 E32 중 어느 하나의 프로세스에 따라 구성된 3D 객체 인쇄 시스템.E34. A 3D object printing system constructed according to the process of any one of embodiments E1-E32.

예yes

본 명세서에 설명된 프로세스, 시스템 및 객체가 이제 이하의 예를 참조하여 더 상세히 설명된다. 이들 예는 단지 예시의 목적으로만 제공되고 본 명세서에 설명된 실시예는 결코 이들 예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 실시예는 본 명세서에 제공된 교시의 결과로서 명백해지는 임의의 및 모든 변형을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The processes, systems, and objects described herein are now described in more detail with reference to the following examples. These examples are provided for illustrative purposes only and the embodiments described herein should in no way be construed as being limited to these examples. Rather, the embodiments are to be construed to include any and all variations that become apparent as a result of the teachings provided herein.

예 yes 1: 3D1: 3D 객체의 인쇄 printing of objects

마이크로-엡실론(Micro-Epsilon) 레이저 프로파일 스캐너(scanConTROL 2900 BL100)가 JuggerBot 3D 프린터에 설치되었다(도 4). 스캐너는 프린터 헤드에 부착되었다. 스캐너의 중심과 인쇄 팁 사이의 거리는 x-축에서 144.5 mm, y-축에서 -99 mm였다. 스캐너, 프린터 컨트롤(듀엣 시스템(Duet System)) 및 제어 PC가 내부 인터넷 스위치에 연결되었다. 프로세스는 다음과 같다:A Micro-Epsilon laser profile scanner (scanConTROL 2900 BL100) was installed on the JuggerBot 3D printer (FIG. 4). The scanner was attached to the print head. The distance between the center of the scanner and the print tip was 144.5 mm in the x-axis and -99 mm in the y-axis. The scanner, printer control (Duet System) and control PC were connected to an internal internet switch. The process is as follows:

스캐닝 커맨드를 삽입함으로써 G-코드를 처리하였다. 스캔할 위치를 나타내기 위해 G-코드에 스캔 위치 및 예상 높이를 포함하는 커맨드를 삽입하였다.The G-code was processed by inserting a scanning command. In order to indicate the position to be scanned, a command including the scan position and expected height was inserted into the G-code.

a. 객체는 4개의 층으로 인쇄된 15 mm 두께 및 4 mm 높이로 고리형 객체였다. 각각의 층은 1 mm 높이였다. 스캐닝을 위한 2개의 위치가 선택되었다(도 4에 도시되어 있음).a. The object was an annular object, 15 mm thick and 4 mm high, printed in four layers. Each layer was 1 mm high. Two locations for scanning were selected (shown in Figure 4).

b. 각각의 층을 인쇄한 후, 시스템은 2개의 위치를 스캐닝하여 2개의 측정값의 평균을 취함으로써 실제 인쇄 높이를 결정했다.b. After printing each layer, the system determined the actual print height by scanning two locations and taking the average of the two measurements.

i. 하나의 위치에서 측정값은 1.07 mm였고 다른 위치는 1.03 mm였고, 따라서 1.05 mm의 평균이 최종 측정 결과로서 사용되었다.i. The measurement at one location was 1.07 mm and the other location was 1.03 mm, so an average of 1.05 mm was used as the final measurement result.

c. 소프트웨어는 측정값을 예상 높이와 비교하고 인쇄 팁과 인쇄 표면 사이에 적절한 간격을 유지하기 위해 스테핑 커맨드를 송신하였다.c. The software compared the measurements to the expected height and sent stepping commands to maintain the proper spacing between the print tip and the print surface.

i. 층의 예상 높이는 1.0 mm였고 측정값은 1.05 mm였다. 시스템은 0.05 mm의 스테핑 커맨드를 구현했다(인쇄 베드를 0.05 mm 하향으로 이동했지만 동일한 인쇄 좌표를 유지함).i. The expected layer height was 1.0 mm and the measured value was 1.05 mm. The system implemented a stepping command of 0.05 mm (moved the print bed down 0.05 mm but kept the same print coordinates).

d. 조정 후, 시스템은 다음 층에 대한 인쇄를 재개했다.d. After adjustment, the system resumed printing for the next layer.

e. 단계 b, c 및 d는 인쇄가 완료될 때까지 반복되었다.e. Steps b, c and d were repeated until printing was complete.

인쇄 중 소프트웨어 실행:Running the software while printing:

f. 소프트웨어는 인쇄 프로세스를 위해 G-코드를 듀엣 시스템에 업로드했다.f. The software uploaded the G-code to the Duet system for the printing process.

g. 소프트웨어는 G-코드로부터 스캐닝 위치/층 정보를 검사했다.g. The software checked the scanning position/layer information from the G-code.

h. 소프트웨어는 인쇄 프로세스를 시작했다.h. The software started the printing process.

i. 소프트웨어는 스캐닝의 신호에 대한 인쇄 프로세스 모니터링을 시작했다.i. The software started monitoring the printing process for signs of scanning.

j. 일단 소프트웨어가 스캐닝 신호를 검출하면(듀엣 시스템이 인쇄를 정지하고 팁 높이를 예상 높이보다 10 mm 더 높게 들어올림), 이는 듀엣 커맨드를 발행하여 스캐닝 위치를 이동시키고 스캐닝 커맨드를 스캐너에 발행하여 데이터를 수집했다.j. Once the software detected a scanning signal (the duet system stopped printing and raised the tip height 10 mm above the expected height), it issued a duet command to move the scanning position and issued a scanning command to the scanner to collect data.

k. 소프트웨어는 데이터를 처리하고(상세는 다음 섹션에서 설명됨) z 높이 조정을 결정하고 베이비 스테핑 커맨드를 듀엣에 발행한다.k. The software processes the data (details are described in the next section), determines the z-height adjustment, and issues a baby stepping command to Duet.

l. 소프트웨어가 인쇄 프로세스를 재개한다. 단계 b 내지 단계 f는 전체 인쇄가 완료될 때까지 반복될 것이다.l. The software resumes the printing process. Steps b to f will be repeated until all printing is completed.

대안 스캐닝 데이터 처리: 고리형 객체는 또한 각각의 프로파일에 1280개의 데이터 지점을 제공하는 마이크로-엡실론 프로파일 스캐너를 사용하여 스캐닝되었다(대략 110 mm 폭, 폭은 스캐닝 높이에 기초하여 변동함). 센서로부터의 원시 데이터는 다음 단계에서 처리되었다. 프로세스는 먼지 입자, 표면 거칠기 또는 다른 광학 노이즈 소스로 인해 임의의 불규칙한 산란 신호를 제거하는 것을 목표로 한다.Alternative scanning data processing: Annular objects were also scanned using a micro-epsilon profile scanner providing 1280 data points for each profile (approximately 110 mm wide, width varying based on scanning height). Raw data from the sensor was processed in the next step. The process aims to remove any irregular scattered signals due to dust particles, surface roughness or other sources of optical noise.

a. 거부된 비정상적인 데이터 지점. 논리적 범위(-10 내지 110 mm) 밖의 데이터 지점을 필터링함. 거부된 지점은 5개의 인접 지점(거부 영역 전후)을 피팅함으로써 대체되었다.a. Unusual data points rejected. Filter data points outside the logical range (-10 to 110 mm). The rejected points were replaced by fitting 5 adjacent points (before and after the rejection area).

b. 데이터 평활화(Data Smooth). 데이터는 인접 지점으로부터 2차 다항식 피팅에 의해 평활화되었다. 반환 스캔 프로파일은 피팅에 기초하였다.b. Data Smooth. Data were smoothed by second-order polynomial fitting from adjacent points. The return scan profile was based on the fit.

c. 캘리브레이션 및 베드 토폴로지가 적용되었다. 센서 레벨링 및 베드 토폴로지의 캘리브레이션은 각각의 주어진 위치에 적용되었다.c. Calibration and bed topology were applied. Calibration of sensor leveling and bed topology was applied for each given location.

캘리브레이션. 센서 캘리브레이션은 2개의 부분을 포함하였다. 제1 부분은 베드 토폴로지 측정이었고 제2 부분은 센서 레벨링 캘리브레이션이었다.calibration. Sensor calibration involved two parts. The first part was the bed topology measurement and the second part was the sensor leveling calibration.

a. 베드 토폴로지 측정. 인쇄 베드 상에서 인쇄 가능한 영역에 대해 측정을 수행했다. 소프트웨어(사용자)는 베드 상에 지점의 그리드를 셋업하고 각각의 지점의 높이를 측정했다. 각각의 지점의 높이는 1280개의 지점의 피팅의 중심 값으로부터 결정되었다. 모든 지점의 측정된 높이는 2D 다항식 함수로 피팅되었다. 피팅된 파라미터는 xml 구성 파일로 저장되었고 소프트웨어가 스캐닝 결과를 반환할 때 자동으로 적용되었다.a. Bed topology measurements. Measurements were made on the printable area on the print bed. The software (user) set up a grid of points on the bed and measured the height of each point. The height of each point was determined from the central value of the fit of 1280 points. The measured heights of all points were fitted with a 2D polynomial function. Fitted parameters were saved as an xml configuration file and applied automatically when the software returned scanning results.

센서 레벨링 캘리브레이션. 센서는 프로파일이 x-축을 따라 있는 배향으로 장착되었다. 센서의 경사를 결정하기 위해, 캘리브레이션 프로세스가 프로파일 범위(100 mm)를 따라 10개 지점을 스캐닝함으로써 수행되었다. 측정값은 피팅된 프로파일의 중심으로부터만 왔다. 10개의 지점이 피팅되었고 동일한 범위를 커버하는 단일 스캔 프로파일과 비교되었다. 프로파일에 따른 차이는 2차 다항식 함수로 피팅되었다. 피팅된 파라미터는 xml 구성 파일로 저장되었고 각각의 스캔에 대해 자동으로 적용되었다.Sensor leveling calibration. The sensor was mounted in an orientation with the profile along the x-axis. To determine the inclination of the sensor, a calibration process was performed by scanning 10 points along the profile range (100 mm). Measurements came only from the center of the fitted profile. Ten points were fitted and compared to a single scan profile covering the same range. Differences along the profile were fitted with a second-order polynomial function. The fitted parameters were saved as an xml configuration file and applied automatically for each scan.

본 발명의 전술된 개시내용 및 설명은 예시 및 설명을 위한 것이고, 크기, 형상 및 재료, 뿐만 아니라 본 명세서에 설명된 요소의 예시된 구성 또는 조합의 상세의 다양한 변경이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 통상의 기술자에 의해 즉시 이해될 수 있다. 단지 몇 개의 예시적인 실시예가 상기에 상세히 설명되었지만, 통상의 기술자는 본 발명으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 다수의 수정이 예시적인 실시예에서 가능하다는 것을 즉시 이해할 수 있을 것이다. 이에 따라, 모든 이러한 수정은 이하의 청구범위에 정의된 바와 같은 본 개시내용의 범주 내에 포함되도록 의도된다. 청구범위에서, 기능적 청구항(means-plus-function clauses)은 인용된 기능을 수행하는 것으로서 본 명세서에 설명된 구조 및 구조적 등가물, 뿐만 아니라 등가 구조도 커버하도록 의도된다. 따라서, 못과 나사는 못이 나무 부품을 함께 고정하기 위해 원통형 표면을 채용하고, 반면 나사는 나무 부품을 체결하는 환경에서 나선형 표면을 채용한다는 점에서 구조적 등가물이 아닐 수도 있지만, 못과 나사는 등가 구조일 수도 있다. 청구항이 연관 기능과 함께 단어 '~을 위한 수단'을 명시적으로 사용하는 것들을 제외하고, 본 명세서의 임의의 청구항의 임의의 제한에 대해 35 U.S.C. § 112, 단락 6을 인용하지 않는 것이 본 출원인의 명시적인 의도이다.The foregoing disclosure and description of the present invention is for purposes of illustration and description, and it can be readily appreciated by those skilled in the art that various changes in size, shape and material, as well as details of the illustrated configurations or combinations of elements described herein may be made without departing from the spirit of the present invention. Although only a few exemplary embodiments have been described in detail above, those skilled in the art will readily appreciate that numerous modifications are possible in the exemplary embodiments without materially departing from the invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included within the scope of this disclosure as defined in the claims below. In the claims, means-plus-function clauses are intended to cover structures and structural equivalents described herein as performing the recited function, as well as equivalent structures. Thus, nails and screws may not be structural equivalents, although nails and screws may not be structural equivalents in that nails employ cylindrical surfaces to hold wood parts together, whereas screws employ helical surfaces in the context of fastening wood parts. 35 U.S.C. It is the express intention of the applicant not to cite § 112, paragraph 6.

Claims (25)

3차원(3D) 객체 생성 프로세스이며,
a) 열경화성 인쇄 장치를 제공하는 단계로서, 열경화성 인쇄 장치는:
제1 반응성 성분 및 제2 반응성 성분을 포함하는 복수의 성분이 압출성 열경화성 수지를 생성하기 위해 유도되고 접촉되는 혼합 챔버;
혼합 챔버와 유체 연통하는 압출 노즐로서, 이를 통해 열경화성 수지가 기판 또는 열경화성 수지의 다른 퇴적된 층의 적어도 일부 상에 압출 및 퇴적되는, 압출 노즐;
압출 노즐을 이동시키도록 구성된 압출 노즐에 결합된 적어도 하나의 액추에이터;
미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지를 생성하고 압출 노즐로부터 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적을 지시하도록 구성된 열경화성 인쇄 장치에 결합된 제어기; 및
열경화성 인쇄 장치에 결합된 스캐너를 포함하는, 열경화성 인쇄 장치 제공 단계;
b) 미리 정의된 설계에 따라 열경화성 수지의 하나 이상의 층을 형성하기 위해 그 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 생성되고 하나 이상의 퇴적 파라미터에 따라 퇴적되는 퇴적 경로를 따라 열경화성 수지를 퇴적하는 단계;
c) 섭동 프로파일을 형성하기 위해 미리 정의된 설계와는 상이한, 그 내부에 존재하는 하나 이상의 섭동을 검출하기 위해 열경화성 수지의 퇴적된 층 중 하나 이상의 적어도 일부를 스캐닝하는 단계;
d) 섭동 프로파일에 기초하여 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터를 조정하는 단계; 및
e) 미리 정의된 설계에 따라 3D 객체를 형성하기 위해 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층을 퇴적시키는 단계를 포함하는, 프로세스.It is a three-dimensional (3D) object creation process,
a) providing a thermosetting printing device, the thermosetting printing device comprising:
a mixing chamber in which a plurality of components including a first reactive component and a second reactive component are brought into contact and brought into contact to produce an extrudable thermoset;
an extrusion nozzle in fluid communication with the mixing chamber, through which a thermoset resin is extruded and deposited onto at least a portion of a substrate or another deposited layer of thermoset resin;
at least one actuator coupled to the extrusion nozzle configured to move the extrusion nozzle;
a controller coupled to the thermoset printing device configured to generate a thermoset according to one or more deposition parameters and direct deposition of the thermoset along a deposition path from an extrusion nozzle to form a 3D object according to a predefined design; and
providing a thermosetting printing device comprising a scanner coupled to the thermosetting printing device;
b) depositing the thermoset resin along a deposition path during which at least a portion of the thermoset resin is created and deposited according to one or more deposition parameters to form one or more layers of the thermoset according to a predefined design;
c) scanning at least a portion of one or more of the deposited layers of thermoset to detect one or more perturbations present therein that differ from the predefined design to form a perturbation profile;
d) adjusting one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile; and
e) depositing a subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters to form a 3D object according to a predefined design. 제1항에 있어서, 스캐너는 광학 스캐너, 레이저 스캐너, 프로파일 센서, 포인트 레이저 센서, 공초점 변위 센서, X선 스캐너, 고속 영역 카메라, 라인 스캔 카메라 또는 그 조합을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein the scanner comprises an optical scanner, a laser scanner, a profile sensor, a point laser sensor, a confocal displacement sensor, an X-ray scanner, a high-speed area camera, a line scan camera, or a combination thereof. 제1항에 있어서, 스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적과는 별도로 수행되고;
스캐닝의 적어도 일부는 퇴적 경로를 따른 열경화성 수지의 퇴적 동안 수행되고; 또는 그 조합인, 프로세스.2. The method of claim 1, wherein at least part of the scanning is performed separately from the deposition of the thermoset along the deposition path;
at least part of the scanning is performed during deposition of the thermoset along the deposition path; or a combination thereof, a process. 제1항에 있어서, 섭동 프로파일은:
열경화성 수지의 하나 이상의 층에서 검출된 각각의 섭동;
열경화성 수지의 하나 이상의 층의 하나 이상의 부분에서 검출된 각각의 섭동;
열경화성 수지의 하나 이상의 층에서 검출된 각각의 섭동의 평균;
열경화성 수지의 하나 이상의 층의 하나 이상의 부분에서 검출된 각각의 섭동의 평균;
또는 그 조합을 포함하는, 프로세스.The method of claim 1, wherein the perturbation profile is:
each perturbation detected in one or more layers of thermoset;
each perturbation detected in one or more portions of one or more layers of thermosetting resin;
an average of each perturbation detected in one or more layers of thermoset;
an average of each perturbation detected in one or more portions of one or more layers of thermosetting resin;
or a combination thereof. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로에 대한 조정을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting a deposition path. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 열경화성 수지가 기판 또는 다른 층의 적어도 일부 상에 퇴적되는 비드 간격의 조정을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting a bead spacing at which the thermoset resin is deposited on at least a portion of the substrate or other layer. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 열경화성 수지가 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 퇴적되는 층 및/또는 기판 위의 압출 노즐의 거리로서 결정되는 팁 높이의 조정을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting a tip height determined as the distance of the extrusion nozzle above the layer and/or substrate where the thermoset resin is deposited during at least part of the deposition path. 제7항에 있어서, 팁 높이는 압출 노즐 상의 열경화성 수지의 축적을 방지하고; 열경화성 수지의 퇴적된 층과 압출 노즐의 접촉을 방지하거나, 또는 그 조합을 위해 스캐너에 의해 제공된 퇴적된 층의 측정된 높이에 기초하여 부분적으로 조정되는, 프로세스.8. The method of claim 7 wherein the tip height prevents build-up of the thermoset on the extrusion nozzle; A process that prevents contact of the deposited layer of thermoset with the extrusion nozzle, or for a combination thereof, adjusted in part based on the measured height of the deposited layer provided by the scanner. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 미리 정의된 설계에 따라 퇴적 경로의 일부 동안 요구될 것으로 예측되는 열경화성 수지의 총량에 기초하여, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 열경화성 수지가 압출되는 압출 백분율의 조정을 포함하는, 프로세스.2. The process of claim 1, wherein the adjustment of one or more deposition parameters comprises adjustment of the extrusion percentage at which the thermoset is extruded during at least a portion of the deposition pathway based on the total amount of thermoset resin predicted to be required during the portion of the deposition pathway according to a predefined design. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유량의 조정을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein the adjustment of one or more deposition parameters comprises adjustment of the flow rate of the thermoset resin through the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐 내의 열경화성 수지에 인가된 펌핑 압력의 조정을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting pumping pressure applied to the thermoset resin in the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path. 제9항에 있어서, 퇴적 경로의 적어도 일부 동안 압출 노즐 내의 열경화성 수지에 인가된 펌핑 압력은 퇴적 경로의 일부 동안 압출 노즐을 통한 열경화성 수지의 유동을 방지하기에 충분한 양으로 감소되거나 네거티브인, 프로세스.10. The process of claim 9, wherein the pumping pressure applied to the thermoset resin in the extrusion nozzle during at least a portion of the deposition path is reduced or negative by an amount sufficient to prevent flow of the thermoset resin through the extrusion nozzle during a portion of the deposition path. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적 경로의 적어도 일부를 따른 압출 노즐의 병진 속도의 조정을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting a translational speed of the extrusion nozzle along at least a portion of the deposition path. 제1항에 있어서, 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 조성의 조정을 포함하는, 프로세스.The process of claim 1 , wherein adjusting one or more deposition parameters comprises adjusting the composition of the thermoset resin being deposited. 제14항에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 조성의 조정은 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 체류 시간 및/또는 온도를 조정하는 것을 포함하는, 프로세스.15. The process of claim 14, wherein adjusting the composition of the thermoset resin being deposited includes adjusting the residence time and/or temperature of the plurality of components within the mixing chamber. 제14항에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 적어도 하나의 다른 성분에 비해 혼합 챔버 내로의 복수의 성분 중 하나 이상의 양을 증가시키는 것을 포함하는, 프로세스.15. The process of claim 14, wherein adjusting the composition of the thermoset resin comprises increasing an amount of one or more of the plurality of components into the mixing chamber relative to at least one other component. 제14항에 있어서, 열경화성 수지 조성의 조정은 혼합 챔버 내로 적어도 하나의 부가의 성분을 유도하는 것, 및/또는 혼합 챔버 내로 유도되는 성분의 적어도 하나의 유도를 중단하는 것을 포함하는, 프로세스.15. The process of claim 14, wherein adjusting the thermoset resin composition comprises directing at least one additional component into the mixing chamber and/or discontinuing the introduction of at least one component directed into the mixing chamber. 제14항에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 적어도 제3 반응성 성분을 혼합 챔버 내로 유도하는 것을 포함하는, 프로세스.15. The process of claim 14, wherein adjusting the composition of the thermoset resin includes directing at least a third reactive component into the mixing chamber. 제14항에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 경화 속도를 변화시키는 데 효과적인 하나 이상의 성분을 혼합 챔버 내로 유도하는 것을 포함하는, 프로세스.15. The process of claim 14, wherein adjusting the composition of the thermoset includes introducing into the mixing chamber one or more components effective to change the cure rate of the deposited thermoset. 제14항에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인, 프로세스.15. The process of claim 14, wherein adjusting the composition of the thermoset is effective to change the viscosity of the thermoset being deposited. 제20항에 있어서, 퇴적되는 열경화성 수지의 점도를 변화시키는 데 효과적인 열경화성 수지의 조성의 조정은:
i) 혼합 챔버 내로 하나 이상의 다른 성분을 유도하는 것을 시작하는 것;
ii) 다른 성분에 비해 혼합 챔버 내로 유도되는 복수의 성분 중 하나 이상의 양을 증가 및/또는 감소시키는 것;
iii) 혼합 챔버 내로 하나 이상의 성분의 유도를 정지시키는 것;
iv) 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 체류 시간을 조정하는 것; v) 혼합 챔버 내의 복수의 성분의 온도를 조정하는 것;
또는 그 조합을 포함하는, 프로세스.21. The method of claim 20, wherein adjusting the composition of the thermoset resin effective to change the viscosity of the deposited thermoset resin:
i) starting introducing one or more other ingredients into the mixing chamber;
ii) increasing and/or decreasing the amount of one or more of the plurality of components directed into the mixing chamber relative to the other components;
iii) stopping the introduction of one or more components into the mixing chamber;
iv) adjusting the residence time of the plurality of components within the mixing chamber; v) adjusting the temperature of the plurality of components within the mixing chamber;
or a combination thereof. 제14항에 있어서, 열경화성 수지의 조성의 조정은 퇴적되는 열경화성 수지의 점탄성을 변화시키는 데 효과적인, 프로세스.15. The process of claim 14, wherein adjusting the composition of the thermoset is effective to change the viscoelastic properties of the thermoset being deposited. 제1항에 있어서, 미리 정의된 설계는 하나 이상의 필수 속성 및 하나 이상의 선택적 속성을 포함하고, 조정된 퇴적 파라미터에 따라 열경화성 수지의 후속 하나 이상의 층의 퇴적은 미리 정의된 설계와는 상이하고 미리 정의된 설계의 모든 필수 속성을 포함하는 선택적 속성을 포함하는 3D 객체를 형성하는, 프로세스.2. The process of claim 1 , wherein the predefined design includes one or more essential properties and one or more optional properties, and wherein deposition of a subsequent one or more layers of thermosetting resin according to the adjusted deposition parameters forms a 3D object that includes optional properties that are different from the predefined design and include all required properties of the predefined design. 제23항에 있어서, 섭동 프로파일은 열경화성 수지의 퇴적된 층의 높이에 관한 정보를 포함하고, 섭동 프로파일에 기초하는 하나 이상의 후속 층의 하나 이상의 퇴적 파라미터의 조정은 퇴적된 층 중 하나의 대략적인 높이 이하의 거리만큼 미리 정의된 설계로부터 전체 높이가 상이한 적어도 하나의 부분을 포함하는 3D 객체를 생성하는, 프로세스.24. The process of claim 23 , wherein the perturbation profile includes information about the height of the deposited layer of thermoset, and the adjustment of one or more deposition parameters of one or more subsequent layers based on the perturbation profile creates a 3D object comprising at least one portion whose overall height differs from the predefined design by a distance less than or equal to the approximate height of one of the deposited layers. 제1항의 방법에 따라 생성된 3D 객체.A 3D object created according to the method of claim 1 .