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미세조직 제어가 가능한 3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형방법(3-Dimensional manufacturing method for the metallic materials using 3D printing with controlling the microstructure)

  • 기술번호 : KST2017010007
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 미세조직 제어가 가능한3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형방법에 관한 것으로, 3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형방법에 있어서, (i) 3D프린팅의 공정변수를 설정하는 단계; (ii) 금속분말을 공급하는 단계; (iii) 3D 프린팅에 사용되는 조형광원을 선택적으로 조사하여 상기 금속분말을 용융시키는 단계; (iv) 상기 용융된 금속분말을 냉각 및 고화함으로써 상기 금속소재의 하나의 레이어를 형성하는 단계; (v) 상기 금속소재의 입체 조형물이 완성될 때까지 상기 (ii)~(iv)단계를 반복하여 적층하는 단계; 를 포함하여 이루어지고, 상기 (iv)단계 에서의 레이어 내부에서의 미세조직은 상기 (i)단계에서의 설정된 공정변수에 의해 제어되어 상기 금속소재의 기계적 물성을 조절하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형방법을 제공한다.
Int. CL B22F 3/105 (2016.01.19) B29C 67/00 (2016.01.19) B33Y 50/02 (2016.01.19)
CPC B22F 3/1055(2013.01) B22F 3/1055(2013.01) B22F 3/1055(2013.01) B22F 3/1055(2013.01) B22F 3/1055(2013.01)
출원번호/일자 1020150174691 (2015.12.09)
출원인 한국생산기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2017-0068014 (2017.06.19) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2015.12.09)
심사청구항수 8

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국생산기술연구원 대한민국 충청남도 천안시 서북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이병수 대한민국 강원도 강릉시 가작로 **, *
2 김형균 대한민국 강원도 강릉시 성덕로 ***-**
3 김건희 대한민국 인천광역시 연수구
4 김경훈 대한민국 대전광역시 유성구
5 양승민 대한민국 서울특별시 강남구
6 이창우 대한민국 서울특별시 강남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 한상수 대한민국 서울시 서초구 효령로**길 ** *층 (브릿지웰빌딩)(에이치앤피국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국생산기술연구원 대한민국 충청남도 천안시 서북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2015.12.09 수리 (Accepted) 1-1-2015-1204051-92
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2016.09.20 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2016.12.20 수리 (Accepted) 9-1-2016-0051911-62
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2017.01.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0037869-30
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2017.01.23 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-0080811-55
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2017.01.23 수리 (Accepted) 1-1-2017-0080792-75
7 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2017.07.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0505030-52
8 [명세서등 보정]보정서(재심사)
Amendment to Description, etc(Reexamination)		 2017.08.16 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2017-0785425-25
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2017.08.16 수리 (Accepted) 1-1-2017-0785441-56
10 등록결정서
Decision to Grant Registration		 2017.09.12 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0639530-22
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.07.02 수리 (Accepted) 4-1-2018-5123030-77
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
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3D 프린팅을 이용한 순수 티타늄(Ti)의 입체 조형방법에 있어서,(a) 순수 티타늄분말에 가해지는 에너지의 양이 변화되도록 3D프린팅의 공정변수인 스캔속도 및 전류밀도 중 하나 이상을 설정하는 단계;(b) 순수 티타늄분말을 공급하는 단계; (c) 3D 프린팅에 사용되는 조형광원의 고에너지를 선택적으로 조사하여 상기 순수 티타늄분말을 순간적으로 용융시키는 단계;(d) 상기 용융된 순수 티타늄분말을 급속으로 냉각 및 고화함으로써 미세조직의 구조, 크기, 방향성을 변화시키면서 상기 순수 티타늄의 하나의 레이어를 형성하는 단계;(e) 상기 순수 티타늄의 입체 조형물이 완성될 때까지 상기 (b)~(d)단계를 반복하여 적층하는 단계; 를 포함하여 이루어지고,상기 (a)단계에서, 상기 스캔속도는 100mm/s 내지 8000mm/s, 상기 전류밀도는 2mA 내지 32mA로 제어되며,상기 (b)단계에서의 상기 순수 티타늄분말의 평균 입자크기는 10μm 내지 150μm로 제어되고, 상기 (d)단계에서의 상기 레이어의 두께는 50μm 내지 200μm로 제어되며,상기 (d)단계에서의 레이어 내부에서의 상기 미세조직은 결정립의 형상 및 방향성 중 하나 이상이 상기 (a)단계에서의 설정된 공정변수에 의해 제어되어, 상기 순수 티타늄의 기계적 물성을 조절하며,상기 미세조직은 하기 식 1의 라인에너지(Eline)에 따라, 등축조직, 혼합조직, 층상조직 중 어느 하나로 형성되고,상기 (a)단계에서, 상기 스캔속도 및 상기 전류밀도는, 목표로 하는 미세조직이 형성될 수 있는 라인에너지 값을 갖도록 설정되며,상기 스캔속도 및 상기 전류밀도는, 상기 순수 티타늄의 미세조직이 층상조직으로 형성되도록 할 때 상기 라인에너지(Eline) 값이 0
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청구항 1에 있어서,3D 프린팅 방식은 파우더 베드에 조형광원을 조사하여 용융 및 적층하는 방식 또는 조형광원으로 재료를 직접 용융 및 적층하는 방식인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형방법
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청구항 1에 있어서,상기 공정변수에는 상기 (d)단계에서 형성되는 레이어의 두께가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형방법
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청구항 1에 있어서,상기 조형광원은 전자빔 또는 레이저인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 금속소재의 입체 조형방법
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청구항 1에 있어서, 상기 (b)단계와 상기 (c)단계의 사이에 공급된 상기 순수 티타늄분말을 예열하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 순수 티타늄의 입체 조형방법
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청구항 20에 있어서,상기 공정변수에는 예열온도가 더 포함되고, 상기 예열온도는 600~700℃인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 순수 티타늄의 입체 조형방법
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청구항 1에 있어서,상기 미세조직의 결정립의 크기는 2μm ~ 800μm인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅을 이용한 순수 티타늄의 입체 조형방법
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청구항 1의 방법으로 제조된 순수 티타늄의 입체 조형물
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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 CN108472729 CN 중국 FAMILY
2 KR101863075 KR 대한민국 FAMILY
3 KR1020170068065 KR 대한민국 FAMILY
4 WO2017099478 WO 세계지적재산권기구(WIPO) FAMILY

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1 CN108472729 CN 중국 DOCDBFAMILY
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 한국생산기술연구원 산업핵심기술개발사업 금속 3D 프린팅용 불순물 함량 0.64% 이하의 고품위저비용 타이타늄 원소재 제조 및 응용 기술 개발