KR20250067581A - 삼차원 프린팅 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 삼차원 프린팅 장치에 관한 것으로써, 삼차원 조형물이 적층 제조되는 프린팅부; 상기 프린팅부의 내부에 배치되는 스테이지부; 상기 스테이지부를 상하 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및 상기 스테이지부의 이동과 연동하여 상기 스테이지부의 변위를 측정하는 변위 센서부; 를 포함할 수 있다.

Description

삼차원 프린팅 장치 및 방법{Three-dimension printing device and method}

본 발명은 삼차원 프린팅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 다양한 형상의 구조물 또는 기계 장치를 3D 프린팅을 통해서 정밀하게 제조할 수 있는 삼차원 프린팅 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 3D 프린팅(3D printing)은 스테이지에 금속 분말을 도포한 뒤 레이저 등을 이용한 열원을 통해 선택적으로 분말층을 용융시키는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식과, 스테이지에 형성된 용융풀에 금속 분말을 분사하거나 와이어를 송급하며 적층하는 DED(Direct, Energy Deposition)방식 등을 통해서 용융과 냉각을 반복하여 레이어들을 쌓아 올리며 최종 제품의 형상을 얻는 방법이다.

이러한 적층 과정에서, 각 레이어들의 두께 제어는 3D 프린팅 공정에서 매우 중요한 변수로써, 적층되는 매 레이어마다 정밀한 제어가 필요하며, 특히 출력물의 잔류 응력 제거를 위한 고온 환경에서의 적층 시 고온으로 갈수록 레이어 정밀도가 낮아지는 현상이 확인되고 있다.

또한, 하나의 레이어가 적층되고 나면 그 위에 다른 레이어가 적층될 수 있도록 스테이지의 하강을 위하여 볼 스크류 모터를 이용한 선형 구동 장치가 적용되고 있으나, 모터의 정밀도가 아무리 높아도 볼 스크류 가공 정밀도에 따라 해당 모터 스크류 스테이지의 위치 정밀도는 변할 수 있어 실제 스테이지 이동량을 정밀하게 파악할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 스테이지의 이동과 연계되어 구동하는 고정밀도의 접촉식 변위 센서를 이용하여 출력물의 Z축 적층 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 삼차원 프린팅 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼차원 프린팅 장치가 제공된다. 상기 삼차원 프린팅 장치는, 삼차원 조형물이 적층 제조되는 프린팅부; 상기 프린팅부의 내부에 배치되는 스테이지부; 상기 스테이지부를 상하 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및 상기 스테이지부의 이동과 연동하여 상기 스테이지부의 변위를 측정하는 변위 센서부; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변위 센서부는, 상기 스테이지부의 일면으로부터 소정의 간격만큼 이격된 위치에 설치되어 상기 스테이지부의 변위를 접촉식으로 측정하는 접촉 센서부; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변위 센서부는, 상기 스테이지부의 하강에 따른 변위를 측정할 수 있도록, 상기 접촉 센서부를 상기 스테이지부의 이동 방향과 대응되는 방향으로 이동시키는 센서 이동부; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스테이지부는, 상기 스테이지부의 승하강을 안내할 수 있도록 상기 스테이지부의 일면으로부터 연장되는 형상으로 형성되어 상기 스테이지부의 이동과 연동되어 승하강되는 가이드부; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스테이지부는, 상기 스테이지부의 일면 또는 상기 가이드부의 일단에 설치되는 단열부; 를 더 포함하고, 상기 접촉 센서는, 상기 접촉 센서의 일단이 상기 단열부와 접촉되도록 상기 스테이지부의 일측에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프린팅부에 분말을 공급하여 분말층을 형성하는 분말 공급부; 상기 분말층의 적어도 일부가 용융되어 결합된 분말 결합층이 형성될 수 있도록, 상기 분말층을 향해 선택적으로 레이저를 조사하는 레이저 헤드부; 및 상기 스테이지부의 잔여 분말을 회수하는 분말 회수부; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접촉 센서로부터 상기 스테이지부의 변위 정보를 인가받아, 상기 스테이지 이동부 또는 상기 센서 이동부에 구동 제어 신호를 인가하는 제어부; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 스테이지 이동부에 스테이지 하강 제어 신호를 인가하여 상기 스테이지부가 하강한 제 1 거리와, 상기 접촉 센서부로부터 측정된 상기 스테이지부의 제 2 거리를 비교하여, 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위 이내일 경우, 이를 정상 상태로 판별하여 상기 접촉 센서부가 상기 제 1 거리만큼 하강할 수 있도록 상기 센서 이동부에 센서 하강 제어 신호를 인가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 스테이지 이동부에 스테이지 하강 제어 신호를 인가하여 상기 스테이지가 하강한 제 1 거리와, 상기 접촉 센서로부터 측정된 상기 스테이지부의 제 2 거리를 비교하여, 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위를 벗어날 경우, 이를 비정상 상태로 판별하여 상기 스테이지부가 상기 상기 차이값만큼 하강할 수 있도록 상기 스테이지 이동부에 스테이지 보정 하강 제어 신호를 인가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 삼차원 프린팅 방법이 제공된다. 상기 삼차원 프린팅 방법은, (a) 프린팅부의 내부에 배치되는 스테이지부를 제 1 거리만큼 하강시키는 단계; (b) 상기 스테이지부의 이동과 연동되는 접촉식 변위 센서를 이용하여 상기 스테이지부의 변위를 측정하는 단계; (c) 상기 접촉식 변위 센서의 측정값인 제 2 거리와 상기 제 1 거리를 비교하여 상기 스테이지부의 위치를 보정하는 단계; (d) 상기 접촉식 변위 센서를 상기 제 1 거리만큼 하강시키는 단계; 및 (e) 삼차원 조형물이 적층 제조될 수 있도록, 상기 (a) 내지 (d)단계를 복수회 반복하는 단계; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위 이내일 경우, 이를 정상 상태로 판별하는 단계; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, (c2) 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위를 벗어날 경우, 이를 비정상 상태로 판별하여 상기 스테이지부를 상기 차이값만큼 하강시키는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 짧은 측정 길이를 갖는 고정밀도의 접촉식 변위 측정 센서를 스테이지부의 이동과 연동하여 상하 구동시킴으로써 스테이지의 변위를 정밀하게 측정 및 제어할 수 있고, 고온의 적층 환경에서 스테이지의 승하강 제어 정밀도를 향상시킬 수 있으며, PBF(Powder Bed Fusion) 방식이나 DED(Direct, Energy Deposition)방식 등 다양한 3D 프린팅 장치에도 적용이 가능한 효과가 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치의 프린팅부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치의 프린팅부를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 영역 A를 확대하여 스테이지부 및 변위 센서의 동작 과정을 나타낸 부분확대도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치의 제어부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치를 측면에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 방법의 각 단계를 순서대로 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 방법의 (c) 단계를 보다 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 방법의 전체 프린팅 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치(1000)의 프린팅부(100)를 개략적으로 나타낸 사시도고 도 2는 이를 측면에서 바라본 측면도이다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 프린팅부(100)는, 스테이지부(110), 스테이지 이동부(120) 및, 변위 센서부(130)를 포함할 수 있다. 스테이지부(110)는 프린팅부(100)의 내부에 설치되어 스테이지 이동부(120)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있고, 변위 센서부(130)는 스테이지부(110)의 이동과 연동하여 스테이지부(110)의 변위를 측정할 수 있다.

스테이지 이동부(120)는 모터의 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 변환하기 위한 볼 스크류일수 있으며, 리니어 모터 가이드 레일, 체인 레일, 벨트 레일, 또는 래크와 피니언이거나, 선형으로 신장 또는 수축할 수 있는 일종의 선형 구동체로서, 유압 실린더나, 공압 실린더나, 전동 실린더 중 어느 하나의 실린더 구동체들 직선 운동을 위한 다양한 기계 요소가 적용될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 스테이지부(110)는 스테이지 이동부(120)에 따른 승하강을 안내할 수 있도록 스테이지부(110)의 일면으로부터 연장되는 형상으로 형성되어 스테이지부(110)의 승하강을 안내하며 연동되어 승하강되는 가이드부(111)를 포함할 수 있다. 가이드부(111)는 전체적으로 막대 형상으로 형성되어 스테이지부(110)의 하면에 복수개가 설치될 수 있다.

또한, 변위 센서부(130)는, 스테이지부(110)의 일면으로부터 소정의 간격만큼 이격된 위치에 설치되어 스테이지부(110)의 변위를 접촉식으로 측정할 수 있다. 변위 센서부(130)는, 예컨대, 일단에 측정 대상 물체와 접촉하여 변위되는 프로브 팁을 포함하고, 내부에 구비된 기계장치들을 통해 측정 대상 물체의 변위를 측정할 수 있다.

또한, 예컨대, 변위 센서부(130)는, 10mm 내지 30mm의 측정 길이와 1μm 이하의 측정 정밀도를 갖거나, 100mm의 측정 길이와 1μm 내지 2μm의 측정 정밀도를 갖는 고정밀 접촉식 변위 센서인 LVDT(Linear Variable Displacement Transducer, 선형 가변 변위 변환기) 센서일 수 있다.

그러나, 3D 프린터는 일반적으로 스테이지의 적층 높이가 250mm 내지 300mm이며 대면적 3D 프린팅 장비의 경우 적층 높이가 최대 500mm 사양을 갖기 때문에, 100mm 이하의 측정 길이를 갖는 고정밀도의 접촉식 변위 측정 센서를 적용하는데 한계가 있다.

이에 따라, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 짧은 측정 길이를 갖는 고정밀도의 접촉식 변위 측정 센서를 활용할 수 있도록 하는 본원발명의 구성 요소들과 이들의 동작 과정을 설명하도록 한다.

먼저, 도 3은 도 2의 A 영역을 확대한 부분확대도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 변위 센서부(130)는, 스테이지부(110) 일면으로부터 소정의 간격만큼 이격된 위치에 설치되어 스테이지부(110)의 변위를 접촉식으로 측정하는 접촉 센서부(131)와, 스테이지부(110)의 하강에 따른 변위를 측정할 수 있도록, 접촉 센서부(131)를 스테이지부(110)의 이동 방향과 대응되는 방향으로 이동시키는 센서 이동부(132)를 포함할 수 있다. 센서 이동부(132)는, 스테이지 이동부(120)와 마찬가지로 볼 스크류 등 모터의 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 변환하기 위한 장치가 적용될 수 있다.

이때, 스테이지부(110)는 초기 소수의 레이어들의 적층을 위한 예열이나 분말, 모재 등의 용융을 위해 조사되는 레이저 또는, 출력물의 잔류 응력 제거를 위한 고온 환경 등 고온으로 갈 수록 스테이지부(110)의 Z축 즉, 승하강 제어 정밀도가 낮아지게 되는 현상이 발생한다.

이에 따라, 스테이지부(110)는 가이드부(111)의 일단에 설치되는 단열부(112)를 더 포함하고, 접촉 센서부(131)는 접촉 센서부(131)의 일단이 단열부(112)와 접촉되도록 스테이지부(110)의 일측에 설치될 수 있다. 그러나, 단열부(112)는 이에 한정되지 않고 접촉 센서부(131)의 설치 위치에 따라 단열부(112)는 스테이지부(110)에 직접 설치되는 것 또한 가능하다.

이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 1층의 레이어가 적층 완료되어 다음 레이어를 적층할 수 있도록 스테이지 이동부(120)에 의해 스테이지부(110)가 하강하면 접촉 센서부(131)의 일측을 가압하여 접촉식으로 스테이지부(110)의 변위를 측정하게 된다.

그 이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 접촉 센서부(131)는 스테이지부(110)의 변위를 반복하여 측정할 수 있도록 센서 이동부(132)에 의해 하강하게 된다. 접촉 센서부(131)의 하강 거리는 스테이지부(110)의 하강 거리와 동일한 거리일 수 있으며, 도 5의 상태에서 스테이지부(110)의 변위 측정을 위한 접촉 센서부(131)의 원점 초기화 및 재설정이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치(1000)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 접촉 센서부(131)로부터 스테이지부(110)의 변위 정보를 인가받아, 스테이지 이동부(120) 또는 센서 이동부(132)에 구동 제어 신호를 인가하는 제어부(140)을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 제어부(140)는, 스테이지 이동부(120)에 스테이지 하강 제어 신호를 인가하여 스테이지부(110)가 하강한 제 1 거리와, 접촉 센서부(131)로부터 측정된 스테이지부(110)의 제 2 거리를 비교하여, 제 1 거리와 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위 이내일 경우, 이를 정상 상태로 판별하여 접촉 센서부(131)가 제 1 거리만큼 하강할 수 있도록 센서 이동부(132)에 센서 하강 제어 신호를 인가할 수 있다.

또한, 제어부(140)는, 스테이지 이동부(120)에 스테이지 하강 제어 신호를 인가하여 스테이지부(110)가 하강한 제 1 거리와, 접촉 센서부(131)로부터 측정된 스테이지부(110)의 제 2 거리를 비교하여, 제 1 거리와 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위를 벗어날 경우, 이를 비정상 상태로 판별하여 접촉 센서부(131)가 차이값만큼 하강할 수 있도록 센서 이동부(132)에 스테이지 보정 하강 제어 신호를 인가할 수 있다. 접촉 센서부(131)가 차이값만큼 하강하여 보정된 뒤에는 제 1 거리만큼 하강하게 될 수 있다.

이하에서는 도 7을 참조하여 삼차원 조형물의 적층 제조를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치(1000)의 추가 구성요소들을 설명하도록 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치(1000)는 프린팅부(100)에 분말(P)을 공급하여 분말층(P1)을 형성하는 분말 공급부(200), 분말층(P1)의 적어도 일부가 용융되어 결합된 분말 결합층(P2)이 형성될 수 있도록, 분말층(P1)을 향해 선택적으로 레이저를 조사하는 레이저 헤드부(300) 및, 스테이지부(110)의 잔여 분말을 회수하는 분말 회수부(400)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 분말 공급부(200)는, 프린팅부(100)에 분말(P)을 공급할 수 있도록 프린팅부(100)의 일측면에 설치될 수 있고, 분말 공급부(200)의 내부에 수용된 분말(P)을 지지하는 공급 스테이지부(210), 분말(P)이 상방으로 공급될 수 있도록 공급 스테이지부(210)를 상하 방향으로 이동시키는 공급 스테이지 이동부(220) 및, 상방으로 이동된 분말(P)을 스테이지부(110)를 향하는 방향으로 밀어내어 스테이지부(110)로 공급하는 리코터(230)를 포함할 수 있다.

또한, 분말 회수부(400)는, 스테이지부(110)에 분말층(P1)을 형성하고 남은 잔여 분말을 회수할 수 있도록 프린팅부(100)의 타측면에 설치될 수 있고, 잔여 분말을 회수하여 보관할 수 있도록 회수된 잔여 분말을 지지하는 회수 스테이지부(410) 및, 회수 스테이지부(410)를 상하 방향으로 이동시키는 회수 스테이지 이동부(420)를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치(1000)는, PBF(Powder Bed Fusion) 방식의 3D 프린팅 장치일 수 있다. 그러나, 삼차원 프린팅 장치(1000)는 여기에 한정되지 않고 삼차원 조형물의 적층 제조를 위해 스테이지를 하강시키며 적층이 진행되는 다양한 방식의 3D 프린팅 장치일 수도 있다.

이하에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 방법을 설명하도록 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 방법은, (a) 프린팅부의 내부에 배치되는 스테이지부를 제 1 거리만큼 하강시키는 단계, (b) 스테이지부의 이동과 연동되는 접촉식 변위 센서를 이용하여 스테이지부의 변위를 측정하는 단계, (c) 접촉식 변위 센서의 측정값인 제 2 거리와 제 1 거리를 비교하여 스테이지부의 위치를 보정하는 단계, (d) 접촉식 변위 센서를 제 1 거리만큼 하강시키는 단계 및, (e) 삼차원 조형물이 적층 제조될 수 있도록, (a) 내지 (d)단계를 복수회 반복하는 단계를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 스테이지부의 위치를 보정하는 (c) 단계는, (c1) 제 1 거리와 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위 이내일 경우, 이를 정상 상태로 판별하는 단계 및, (c2) 제 1 거리와 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위를 벗어날 경우, 이를 비정상 상태로 판별하여 스테이지부를 차이값만큼 하강시키는 단계를 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 방법에 의한 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 조형물의 삼차원 적층 제조를 위한 레이어 두께를 제 1 거리(t)로 설정하고 적층이 시작되면 접촉식 변위 센서의 원점을 초기화한다. 이후 스테이지부를 제 1 거리(t)만큼 하강시킨 후 접촉식 변위 센서의 측정값과 제 1 거리(t)의 차이값이 기 설정된 오차범위, 예컨대 1μm 이내를 벗어날 경우 이 차이값을 반영하여 스테이지부의 높이를 조절하고, 오차범위 이내일 경우 스테이지부상에 분말을 도포하여 코팅한 뒤 레이저 스캐닝으로 분말 결합층을 형성하며, 위 과정을 복수회 반복하여 최종 제품을 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼차원 프린팅 장치 및 삼차원 프린팅 방법에 따르면, 짧은 측정 길이를 갖는 고정밀도의 접촉식 변위 측정 센서를 스테이지부의 이동과 연동하여 상하 구동시킴으로써 스테이지의 변위를 정밀하게 측정 및 제어할 수 있고, 고온의 적층 환경에서 스테이지의 승하강 제어 정밀도를 향상시킬 수 있으며, PBF(Powder Bed Fusion) 방식이나 DED(Direct, Energy Deposition)방식 등 다양한 3D 프린팅 장치에도 적용이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1000: 삼차원 프린팅 장치
100: 프린팅부
110: 스테이지부
111: 가이드부
112: 단열부
120: 스테이지 이동부
130: 변위 센서부
131: 접촉 센서부
132: 센서 이동부
140: 제어부
200: 분말 공급부
210: 공급 스테이지부
220: 공급 스테이지 이동부
300: 레이저 헤드부
400: 분말 회수부
410: 회수 스테이지부
420: 회수 스테이지 이동부
P: 분말
P1: 분말층
P2: 분말 결합층

Claims (12)

1. 삼차원 조형물이 적층 제조되는 프린팅부;
   상기 프린팅부의 내부에 배치되는 스테이지부;
   상기 스테이지부를 상하 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및
   상기 스테이지부의 이동과 연동하여 상기 스테이지부의 변위를 측정하는 변위 센서부;
   를 포함하는, 삼차원 프린팅 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 변위 센서부는,
   상기 스테이지부의 일면으로부터 소정의 간격만큼 이격된 위치에 설치되어 상기 스테이지부의 변위를 접촉식으로 측정하는 접촉 센서부;
   를 포함하는, 삼차원 프린팅 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 변위 센서부는,
   상기 스테이지부의 하강에 따른 변위를 측정할 수 있도록, 상기 접촉 센서부를 상기 스테이지부의 이동 방향과 대응되는 방향으로 이동시키는 센서 이동부;
   를 포함하는, 삼차원 프린팅 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스테이지부는,
   상기 스테이지부의 승하강을 안내할 수 있도록 상기 스테이지부의 일면으로부터 연장되는 형상으로 형성되어 상기 스테이지부의 이동과 연동되어 승하강되는 가이드부;
   를 포함하는, 삼차원 프린팅 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 스테이지부는,
   상기 스테이지부의 일면 또는 상기 가이드부의 일단에 설치되는 단열부; 를 더 포함하고,
   상기 접촉 센서는,
   상기 접촉 센서의 일단이 상기 단열부와 접촉되도록 상기 스테이지부의 일측에 설치되는, 삼차원 프린팅 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 프린팅부에 분말을 공급하여 분말층을 형성하는 분말 공급부;
   상기 분말층의 적어도 일부가 용융되어 결합된 분말 결합층이 형성될 수 있도록, 상기 분말층을 향해 선택적으로 레이저를 조사하는 레이저 헤드부; 및
   상기 스테이지부의 잔여 분말을 회수하는 분말 회수부;
   를 더 포함하는, 삼차원 프린팅 장치.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 접촉 센서로부터 상기 스테이지부의 변위 정보를 인가받아, 상기 스테이지 이동부 또는 상기 센서 이동부에 구동 제어 신호를 인가하는 제어부;
   를 더 포함하는, 삼차원 프린팅 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 스테이지 이동부에 스테이지 하강 제어 신호를 인가하여 상기 스테이지부가 하강한 제 1 거리와, 상기 접촉 센서부로부터 측정된 상기 스테이지부의 제 2 거리를 비교하여, 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위 이내일 경우, 이를 정상 상태로 판별하여 상기 접촉 센서부가 상기 제 1 거리만큼 하강할 수 있도록 상기 센서 이동부에 센서 하강 제어 신호를 인가하는, 삼차원 프린팅 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 스테이지 이동부에 스테이지 하강 제어 신호를 인가하여 상기 스테이지가 하강한 제 1 거리와, 상기 접촉 센서로부터 측정된 상기 스테이지부의 제 2 거리를 비교하여, 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위를 벗어날 경우, 이를 비정상 상태로 판별하여 상기 스테이지부가 상기 상기 차이값만큼 하강할 수 있도록 상기 스테이지 이동부에 스테이지 보정 하강 제어 신호를 인가하는, 삼차원 프린팅 장치.
10. (a) 프린팅부의 내부에 배치되는 스테이지부를 제 1 거리만큼 하강시키는 단계;
    (b) 상기 스테이지부의 이동과 연동되는 접촉식 변위 센서를 이용하여 상기 스테이지부의 변위를 측정하는 단계;
    (c) 상기 접촉식 변위 센서의 측정값인 제 2 거리와 상기 제 1 거리를 비교하여 상기 스테이지부의 위치를 보정하는 단계;
    (d) 상기 접촉식 변위 센서를 상기 제 1 거리만큼 하강시키는 단계; 및
    (e) 삼차원 조형물이 적층 제조될 수 있도록, 상기 (a) 내지 (d)단계를 복수회 반복하는 단계;
    삼차원 프린팅 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위 이내일 경우, 이를 정상 상태로 판별하는 단계;
    를 포함하는, 삼차원 프린팅 방법.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c2) 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리의 차이값이 기 설정된 소정의 오차 범위를 벗어날 경우, 이를 비정상 상태로 판별하여 상기 스테이지부를 상기 차이값만큼 하강시키는 단계;
    를 포함하는, 삼차원 프린팅 방법.

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