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초음파를 이용한 3D 프린팅 방법 및 3D 프린터

  • 기술번호 : KST2020001473
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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 발명의 실시예에 따르면 자극에 의해 상태가 변화하는 물질에 초음파를 집속하여 원하는 형태로 고체화시킴으로써 대상물을 제작할 수 있는 완전히 새로운 3D 프린팅 방식이 제공된다. 일 실시예에 따른 3D 프린팅 방법은, 자극에 의해 상태가 변화하는 물질을 제공하는 단계; 상기 물질 내에 목표 초점을 설정하는 단계; 적어도 하나의 초음파 출력부를 이용하여 상기 목표 초점에 초음파를 집속하는 단계; 및 상기 집속된 초음파로 상기 물질에 자극을 가함으로써 상기 물질의 상태 변화를 유도하는 단계를 포함한다. 이에 따르면, 복수개의 초음파 출력부를 이용하여 동시다발적으로 초음파를 집속할 수 있기 때문에, 노즐을 이용하여 아래에서부터 물질을 쌓아 올리는 종래의 적층형 3D 프린터에 비해 더 빠르게 대상물을 제작할 수 있다. 또한, 종래의 적층형 3D 프린터는 매질을 분사하는 노즐의 두께에 의해서만 정밀도를 제어할 수 있으므로, 일단 출력이 시작되면 노즐을 교체하는 것이 번거로워 정밀도를 제어하기 어려웠으나, 본 발명의 실시예에 따르면 시스템 상에서 초음파 출력부의 주파수 또는 목표 초점의 크기를 제어함으로써 출력의 정밀도를 제어할 수 있다.
Int. CL B29C 64/106 (2017.01.01) B29C 64/393 (2017.01.01) B33Y 10/00 (2015.01.01) B33Y 50/02 (2015.01.01) B33Y 40/00 (2020.01.01)
CPC B29C 64/106(2013.01) B29C 64/106(2013.01) B29C 64/106(2013.01) B29C 64/106(2013.01) B29C 64/106(2013.01) B29C 64/106(2013.01)
출원번호/일자 1020180098334 (2018.08.23)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0022582 (2020.03.04) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2018.08.23)
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김형민 서울특별시 성북구
2 박기주 서울특별시 성북구
3 이병철 서울특별시 성북구
4 윤인찬 서울특별시 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김영철 대한민국 서울특별시 종로구 종로*길 **, **층 케이씨엘특허법률사무소 (수송동, 석탄회관빌딩)
2 김 순 영 대한민국 서울특별시 종로구 종로*길 **, **층 케이씨엘특허법률사무소 (수송동, 석탄회관빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2018.08.23 수리 (Accepted) 1-1-2018-0834681-70
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2019.11.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0841257-70
3 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2020.01.20 수리 (Accepted) 1-1-2020-0061744-97
4 등록결정서
Decision to grant
2020.05.01 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0306059-01
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번호 청구항
1 1
초음파를 이용한 3D 프린팅 방법으로서,자극에 의해 상태가 변화하는 물질을 제공하는 단계;상기 물질 내에 목표 초점을 설정하는 단계;적어도 하나의 초음파 출력부를 이용하여 상기 목표 초점에 초음파를 집속하는 단계; 및상기 집속된 초음파로 상기 물질에 자극을 가함으로써 상기 물질의 상태 변화를 유도하는 단계를 포함하는, 초음파를 이용한 3D 프린팅 방법
2 2
제1항에 있어서,상기 물질 내에 목표 초점을 설정하는 단계는,제작하고자 하는 대상물의 3D 도면 정보를 수신하는 단계;상기 대상물의 3D 도면 정보에 기초하여 일련의 목표 초점들을 결정하는 단계; 및상기 일련의 목표 초점들에 대하여, 각 목표 초점에 초음파를 집속하기 위한 적어도 하나의 초음파 출력부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린팅 방법
3 3
제2항에 있어서,상기 방법은, 상기 적어도 하나의 초음파 출력부가 출력하는 주파수 또는 목표 초점의 크기를 제어함으로써 3D 프린팅의 정밀도를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린팅 방법
4 4
제1항에 있어서,상기 물질은 임계값 이상의 자극에 의해 고체화되는 유체이며,상기 초음파 출력부는 상기 유체 내 목표 초점에 초음파를 집속함으로써 임계값 이상의 자극을 유도하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린팅 방법
5 5
제4항에 있어서,상기 자극은 온도 변화 또는 기계적인 진동을 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린팅 방법
6 6
제1항에 있어서,상기 물질은 임계값 이상의 자극에 의해 제거될 수 있는 고체이며,상기 초음파 출력부는 상기 고체 내 목표 초점에 초음파를 집속함으로써 임계값 이상의 자극을 유도하여 상기 고체의 일부를 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린팅 방법
7 7
초음파를 이용한 3D 프린팅 방법을 구현하기 위한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,제작하고자 하는 대상물의 3D 도면 정보를 수신하는 단계;상기 대상물의 3D 도면 정보에 기초하여 일련의 목표 초점들을 결정하는 단계;상기 일련의 목표 초점들에 대하여, 각 목표 초점에 초음파를 집속하기 위한 적어도 하나의 초음파 출력부를 결정하는 단계; 및상기 적어도 하나의 초음파 출력부가 상기 결정된 일련의 목표 초점들에 초음파를 집속하도록 초음파 출력부를 제어하는 단계를 프로세서가 수행하도록 구성되는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램
8 8
자극에 의해 상태가 변화하는 물질을 담기 위한 하우징;초음파를 출력하여 목표 초점에 초음파를 집속하기 위한 초음파 출력부; 및상기 초음파 출력부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고,상기 초음파 출력부는 초음파를 이용해 상기 물질에 자극을 가함으로써 상기 물질의 상태 변화를 유도하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
9 9
제8항에 있어서,상기 초음파 출력부는 복수개의 단일 집적 초음파 소자들로 구성되며, 각각의 초음파 소자는 기계적으로 움직이거나, 전기적인 입력을 수신함으로써 초음파가 집속되는 목표 초점을 조정할 수 있고,상기 제어부는 각각의 초음파 소자를 기계적으로 움직이거나 전기적으로 제어함으로써 3D 프린팅을 수행하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
10 10
제9항에 있어서,상기 초음파 출력부는 복수개의 1차원 배열 유닛으로 구성되며,각각의 1차원 배열 유닛은 1차원으로 배열된 복수개의 단일 집적 초음파 소자들로 구성되며,상기 제어부는 각각의 1차원 배열 유닛을 기계적으로 움직임으로써 3D 프린팅을 수행하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
11 11
제9항에 있어서,상기 초음파 출력부는 복수개의 2차원 배열 유닛으로 구성되며,각각의 2차원 배열 유닛은 2차원으로 배열된 복수개의 단일 집적 초음파 소자들로 구성되며,상기 제어부는 각각의 2차원 배열 유닛을 전기적으로 제어함으로써 3D 프린팅을 수행하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
12 12
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제어부는,큰 움직임에 있어서는 상기 초음파 출력부를 기계적으로 움직임으로써 목표 초점을 조정하고,미세한 움직임에 있어서는 상기 초음파 출력부를 전기적으로 제어함으로써 목표 초점을 조정하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
13 13
제9항에 있어서, 상기 단일 집적 초음파 소자는, 압전 재료를 이용한 초음파 트랜스듀서, CMUT, PMUT, 광음향 효과를 이용하는 초음파 트랜스듀서, 또는 전자기력을 이용하는 초음파 트랜스듀서로 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
14 14
제8항에 있어서,상기 제어부는,제작하고자 하는 대상물의 3D 도면 정보를 수신하고,상기 대상물의 3D 도면 정보에 기초하여 일련의 목표 초점들을 결정하고,상기 일련의 목표 초점들에 대하여, 각 목표 초점에 초음파를 집속하기 위한 초음파 출력부를 결정하고,상기 결정된 초음파 출력부가 상기 일련의 목표 초점들에 초음파를 집속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
15 15
제14항에 있어서,상기 제어부는, 상기 초음파 출력부가 출력하는 초음파의 주파수 또는 목표 초점의 크기를 제어할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
16 16
제8항에 있어서,상기 물질은 임계값 이상의 자극에 의해 고체화되는 유체이며,상기 초음파 출력부는 상기 유체 내 목표 초점에 초음파를 집속함으로써 임계값 이상의 자극을 유도할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
17 17
제16항에 있어서,상기 자극은 온도 변화 또는 기계적인 진동을 포함하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
18 18
제8항에 있어서,상기 물질은 임계값 이상의 자극에 의해 제거될 수 있는 고체이며,상기 초음파 출력부는 상기 고체 내 목표 초점에 초음파를 집속함으로써 임계값 이상의 자극을 유도하여 상기 고체의 일부를 제거하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 3D 프린터
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1 보건복지부 한국과학기술연구원 연구중심병원육성 비침습형 초음파 기반의 신경조절 및 근육재활 시스템 개발