재료 압출형(material extrusion) 방식의 3D 프린터에서 히팅 노즐(heating nozzle)을 사용하여 상기 3D 프린터의 작업대 상에 원주 방향으로 프린팅 경로를 설정하여 폐곡선 형태의 2.5D 평면형 출력물(planar part)을 형성하고, 열 공급 장치를 사용하여 상기 평면형 출력물을 상기 열 공급 장치의 내부에 위치시키면서, 상기 열 공급 장치에 구비되어 곡면 형상에 상응하는 고정구(fixture)를 상기 평면형 출력물 상에 위치시키고,상기 열 공급 장치의 온도를 상기 평면형 출력물의 열변형 온도 이상으로 유지시킨 상태에서, 상기 열 공급 장치로부터 상기 평면형 출력물에 열을 전달하는 동안 상기 고정구 주위를 향해 상기 평면형 출력물의 굽힘 변형을 유발시켜 상기 고정구에 대응하는 형상으로 3D 곡면형 성형품(curved part)을 형성하는 것을 포함하고,상기 평면형 출력물은,상기 3D 프린터의 프린팅 작업 후, 상기 3D 프린터의 상기 작업대 상에서 상기 원주 방향을 따라 닫힌 형상을 가지면서 상기 닫힌 형상에 상기 원주 방향으로 인장 잔류응력과 반경 방향으로 압축 잔류응력을 가지고,상기 곡면형 성형품은,상기 열 공급 장치로부터 상기 열을 전달받기 전, 상기 고정구 아래에서 상기 고정구로부터 이격하여 상기 고정구 주위에 상기 평면형 출력물을 상기 닫힌 형상으로 위치시킨 상태에서,상기 열 공급 장치로부터 상기 열을 전달받는 동안, 상기 평면형 출력물의 상기 닫힌 형상에 내부 변형을 구속시켜 상기 잔류 응력을 자체 형상 변형에 사용하면서, 열 전도의 시간에 따라 상기 고정구를 향해 상기 평면형 출력물을 방사상으로 동시에 그리고 일정하게 굽혀 형성되는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제1 항에 있어서,상기 평면형 출력물은,상기 3D 프린터의 상기 작업대 상에 적어도 하나의 환형 층으로 이루어지면서,개별 환형 층의 내측 영역에서 빈 공간과 함께, 상기 개별 환형 층의 상기 내측 영역으로부터 외측 영역을 향해 상기 히팅 노즐을 통해 출력되는 플라스틱 라인을 사용하여 여러 겹으로 동심원을 그리면서 원형으로 출력되도록 프린팅 경로를 설정하여 형성되는 소정 폭의 이방성 출력판(anisotropically printed plate)을 가지고,상기 개별 환형 층의 내경에 위치되는 프린팅 시작점과 상기 개별 환형 층의 외경에 위치되는 프린팅 종료점 사이에서 상기 플라스틱 라인의 개별 겹을 나선 형태로 이어주는 라인 전이 영역(line transition region)을 가지는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제2 항에 있어서,상기 곡면형 성형품은,상기 평면형 출력물에 상기 열 공급 장치의 상기 열을 전달하는 동안, 상기 평면형 출력물에서 이방성 출력판의 원주 방향을 따라 인장 잔류응력이 이완되어 수축과 함께, 상기 평면형 출력물에서 상기 이방성 출력판의 반경 방향을 따라 압축 잔류응력이 이완되어 팽창을 야기시켜, 상기 평면형 출력물의 내경 대비 외경에서 상대적으로 더 큰 변형률 차이에 의해 상기 평면형 출력물에서 상기 고정구를 향해 내경 측 대비 외경 측을 상대적으로 경사지게 솟구치게 하여 형성되는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제1 항에 있어서,상기 평면형 출력물은,상기 3D 프린터의 상기 작업대 상에 순차적으로 적층되는 하부 환형층들과 기능성 박막 소재와 상부 환형 층들로 이루어지면서,개별 하부 또는 상부 환형 층의 내측 영역에서 빈 공간과 함께, 상기 개별 하부 또는 상부 환형 층의 상기 내측 영역으로부터 외측 영역을 향해 상기 히팅 노즐을 통해 출력되는 플라스틱 라인을 사용하여 여러 겹으로 동심원을 그리면서 원형으로 출력되도록 프린팅 경로를 설정하여 형성되는 소정 폭의 이방성 출력판을 가지고,상기 개별 하부 또는 상부 환형 층의 내경에 위치되는 프린팅 시작점과 상기 개별 하부 또는 상부 환형 층의 외경에 위치되는 프린팅 종료점 사이에서 상기 플라스틱 라인의 개별 겹을 나선 형태로 이어주는 라인 전이 영역을 가지고,상기 하부 환형층들 중 최상위 층과 상기 상부 환형층들 중 최하위 층은,상기 기능성 박막 소재를 통해 접촉하고,상기 기능성 박막 소재의 두께는,개별 환형층의 두께보다 더 작고,개별 하부 환형층의 라인 전이 영역은,개별 상부 환형층의 라인 전이 영역 바로 위에 위치되거나 상기 개별 상부 환형층의 상기 라인 전이 영역으로부터 이격되는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제4 항에 있어서,상기 곡면형 성형품은,상기 평면형 출력물에 상기 열 공급 장치의 상기 열을 전달하는 동안, 상기 평면형 출력물에서 상기 이방성 출력판의 원주 방향을 따라 인장 잔류응력이 이완되어 수축과 함께, 상기 평면형 출력물에서 상기 이방성 출력판의 반경 방향을 따라 압축 잔류응력이 이완되어 팽창을 야기시켜, 상기 평면형 출력물의 내경 대비 외경에서 상대적으로 더 큰 변형률 차이에 의해 상기 평면형 출력물에서 상기 고정구를 향해 내경 측 대비 외경 측을 상대적으로 경사지게 솟구치게 하여 형성되는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제1 항에 있어서,상기 평면형 출력물은,상기 3D 프린터의 상기 작업대 상에 복수의 다각 라운드 환형층으로 이루어지면서,개별 다각 라운드 환형층의 내측 영역에서 빈 공간과 함께, 상기 개별 다각 라운드 환형층을 따라, 모서리 마다 호(弧; arc) 형상의 이방성 출력판과, 두 개의 모서리 사이 마다 사각(四角; rectangular) 형상의 등방성 출력판을 가지고, 상기 이방성 출력판에서 플라스틱 라인을 사용하여 상기 개별 다각 라운드 환형층 마다 동심원으로 복수의 호를 프린팅하도록 상기 히팅 노즐을 통해 출력되는 상기 플라스틱 라인을 여러 겹으로 수평하게 감고,상기 등방성 출력판에서 상기 플라스틱 라인을 사용하여 두 개의 다각 라운드 환형층 마다 층별로 교차되는 대각선을 반복적으로 가지고,상기 이방성 출력판의 양 측에 위치되는 제1 라인 전이 영역은, 상기 등방성 출력판의 양 측에 위치되는 제2 라인 전이 영역을 따라 접촉하는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제6 항에 있어서,상기 곡면형 성형품은,상기 평면형 출력물에 상기 열 공급 장치의 상기 열을 전달하는 동안, 상기 평면형 출력물에서 이방성 출력판의 원주 방향을 따라 인장 잔류응력이 이완되어 수축과 함께, 상기 평면형 출력물에서 상기 이방성 출력판의 반경 방향을 따라 압축 잔류응력이 이완되어 팽창을 야기시켜, 상기 이방성 출력판의 내경 대비 외경에서 상대적으로 더 큰 변형률 차이에 의해 상기 평면형 출력물에서 상기 고정구를 향해 내경 측 대비 외경 측을 상대적으로 경사지게 솟구치게 하여 형성되는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제1 항에 있어서,상기 평면형 출력물은,상기 3D 프린터의 상기 작업대 상에 환형 층들과, 상기 환형 층들의 내측 영역에서 순차적으로 적층되는 복수의 연결층으로 이루어져 상기 환형 층들의 상기 내측 영역을 분할하는 연결부를 가지면서,개별 환형 층에서, 상기 히팅 노즐을 통해 출력되는 플라스틱 라인을 사용하여 여러 겹으로 동심원을 그리면서 원형으로 출력되도록 프린팅 경로를 설정하여 형성되는 소정 폭의 환형 이방성 출력판(annularly and anisotropically printed plate)을 가지며,상기 환형 층들의 상기 내측 영역에서 상기 연결부를 형성하기 위해, 두 개의 연결층 마다, 상기 두 개의 연결층 중 하나에, 일 방향을 따라 제1 곧은 긴 선을 수평하게 여러 겹으로 배열시키고, 상기 두 개의 연결층 중 나머지에, 상기 일 방향과 직교하는 타 방향을 따라 제2 곧은 긴 선을 수평하게 여러 겹으로 배열시킨 직교 이방성 출력판(perpendicularly and anisotropically printed plate)을 가지고,상기 환형 이방성 출력판의 제1 라인 전이 영역은, 상기 직교 이방성 출력판의 제2 라인 전이 영역에 접촉되거나 비접촉되고,상기 연결부는,상기 환형 층들의 상기 내측 영역에 적어도 하나 형성되고,상기 환형 층들의 상기 내측 영역에 두 개 이상으로 형성되는 때, 상기 환형 층들의 상기 내측 영역을 방사상으로 이어주는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제8 항에 있어서,상기 곡면형 성형품은,상기 평면형 출력물에 상기 열 공급 장치의 상기 열을 전달하는 동안, 상기 환형 이방성 출력판의 원주 방향 및 반경 방향을 따라 인장 잔류응력 및 압축 잔류응력이 각각 이완되어 수축 및 팽창과 함께, 상기 직교 이방성 출력판의 길이 방향 및 폭 방향을 따라 인장 잔류응력 및 압축 잔류응력이거나 압축 잔류응력 및 인장 잔류응력이 각각 이완되어 수축 및 팽창이거나 팽창 및 수축을 야기시켜서, 상기 환형 이방성 출력판의 내경과 외경에서 그리고 상기 직교 이방성 출력판의 상기 길이 방향과 상기 폭 방향에서 변형률 차이에 의해, 상기 환형 이방성 출력판에서 상기 고정구를 향해 내경 측 대비 외경 측을 상대적으로 경사지게 솟구치게 하고, 상기 환형 층들의 굽어지는 방향을 따라 볼 때, 상기 직교 이방성 출력판에서 중앙 영역 대비 주변 영역을 높게 하여 형성되는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.

제1 항에 있어서,상기 평면형 출력물은,상기 3D 프린터의 상기 작업대 상에 순차적으로 적층되는 하부 환형 패드(lower annular pad)와 금속 도선부와 상부 환형 패드로 이루어지도록,상기 히팅 노즐을 통해 출력되는 플라스틱 라인을 사용하여 상기 금속 도선부를 삽입하기 위한 상기 하부 환형 패드와 상기 상부 환형 패드를 가지면서, 상기 하부 환형 패드에서 상기 금속 도선부의 환형 몸체를 수용하는 음각의 홈과 함께 상기 금속 도선부에서 상기 환형 몸체의 내부 및 외부를 향해 방사상으로 돌출하는 복수의 사각 단자를 각각 수용하는 복수의 단자 수용 홈을 가지고,상기 하부 환형 패드와 상기 상부 환형 패드에서, 상기 환형 몸체와 함께 상기 개별 사각 단자의 중앙 영역을 덮으며, 상기 개별 사각 단자의 양 단을 노출시키고, 상기 하부 환형 패드와 상기 상부 환형 패드는, 환형 이방성으로 원주 방향을 따라 인장 잔류응력과 반경 방향을 따라 압축 잔류 응력을 가지고,상기 곡면형 성형품은,상기 평면형 출력물에 상기 열 공급 장치의 상기 열을 전달하는 동안, 하부 또는 상부 환형 패드의 원주 방향 및 반경 방향을 따라 상기 인장 잔류응력 및 상기 압축 잔류응력이 각각 이완되어 수축 및 팽창을 야기시켜서, 상기 하부 또는 상부 환형 패드의 내경 대비 외경에서 더 큰 변형률 차이에 의해, 상기 하부 또는 상부 환형 패드에서 상기 고정구를 향해 내경 측 대비 외경 측을 상대적으로 경사지게 솟구치게 하고, 상기 금속 도선부에서 상기 하부 환형 패드와 상기 상부 환형 패드 사이의 굴곡을 따라 휘어지게 형성되는, 4D 프린팅 기술을 사용한 곡면형 성형품의 제조 방법.