KR20170107647A - 3차원 프린터에 의한 조형 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 상기 도 1에서의 발생된 편차(△Z)에 의거 외곽에서는 초점이 일정하지 않고 퍼지는 것을 보여주는 도면.
도 3a는 종래에서, 상기 도 1 및 도 2에 의한 문제점을 해결하고자 중심부의 초점위치를 보여주는 도면.
도 3b는 종래에서, 상기 도 1 및 도 2에 의한 문제점을 해결하고자 다이내믹 포커스 렌즈를 이용하여 외곽에서는 초점거리를 길게 하여 상기 편차(△Z)(26)를 줄이기 위한 장치를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 상기 도 1 및 도 2에 의한 문제점을 해결하고자 가변슬릿을 이용하여 외곽부의 레이저 빔 크기를 조절하여 상기 편차(△Z)(26)에 의해서 발생되는 상대적인 빔 크기를 줄이기 위한 장치를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 의한 3차원 프린터 조형 장치의 블록도.
도 6은 본 발명에 의한 3차원 프린터 조형 장치의 다른 실시 예 블록도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 조형 장치의 일 예의 부분 단면 정면도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 의한 3차원 라인 스캔 조형장치를 나타내는 사시도.
도 9a는 본 발명에 따른 위치정보에서 최외곽에서의 레이저 빔 사이즈와 내부로 갈수록 상기 레이저 빔 사이즈가 작아지는 것을 보여주는 실시 예 도면.
도 9b는 상기 8a에 의거한 동작에 의해 형성되는 초점 형태를 보여주는 도면
도 10은 본 발명에 따른 대상체의 위치정보에 의거 외곽과 내부에서의 레이저 빔 사이즈가 다르게 하고, 레이저 빔 초점거리에 의한 편차(△Z)를 줄이기 위해 레이저부 또는/및 베드부를 Z축방향으로 이동시키는 것을 나타내는 흐름도.
도 11은 상기 도 9의 동작에서 대상체의 위치정보에 의거 외곽부의 레이저 빔 사이즈를 작게 하고 내부의 레이저 빔 사이즈는 크게하여 광경화 인쇄속도 및 인쇄품질을 향상하는 것을 보여주는 흐름도.
도 12는 레이저 빔 초점거리에 의한 편차(△Z)(26) 문제를 해결하기 위해 레이저부 또는/및 베드부를 상/하 (Z축) 방향으로 이동시키는 정도를 위치정보별로 다르게 하고, 위치정보 중에서 외곽을 먼저 광경화 동작을 수행하는 것을 나타내는 흐름도.
30 이송수단(모터부/이송부) 40 제어수단(제어부)
50 레이저 빔 모듈 50a 레이저 빔
55 가변슬릿 60 갈바노미터
60a X축 스캔 60b Y축 스캔
60c 포커싱 렌즈 60d 렌즈
60e 이동렌즈
Claims (9)
- 광 경화성 재료에 광 조사를 통해 목적하는 대상체가 조형되는 장치에 있어서,
상기 대상체에 광을 조사하는 레이저 빔 모듈을 포함하는 레이저부;
상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 광에 의거 조형되는 대상체가 위치되는 베드부;
상기 레이저부 또는 상기 베드부를 이송시키는 이송수단;
대상체에 조사되는 레이저 빔 크기를 동일하게 유지하기 위해 미리 계산된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터 또는 센싱수단을 통해 측정된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터를 저장하는 저장수단;
상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 레이저 빔 크기를 서로 다르게 제어, 또는/및 상기 이송수단을 상/하(Z축) 방향으로 서로 다르게 제어 및 상기 대상체의 외곽(edge)나 내부에서의 광경화 동작이 선택적으로 수행되도록 제어하는 동작 중에서 적어도 하나가 수행되도록 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 3차원 프린팅 조형 장치. - 광 경화성 재료에 광 조사를 통해 목적하는 대상체가 조형되는 장치에 있어서,
상기 대상체에 광을 조사하는 레이저 빔 모듈을 포함하는 레이저부;
상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 광에 의거 조형되는 대상체가 위치되는 베드부;
상기 레이저부 또는 베드부를 이송시키는 이송수단; 및
대상체에 조사되는 레이저 빔크기를 동일하게 유지하기 위해 미리 계산된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터 또는 센싱수단을 통해 측정된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터를 저장하는 저장수단;
상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 레이저 빔 크기를 서로 다르게 제어 및 상기 이송수단을 상/하(Z축) 방향으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 3차원 프린팅 조형 장치. - 제1항에 있어서,
대상체에 조사되는 레이저 빔 크기를 동일하게 유지하기 위해 미리 계산된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터 또는 센싱수단을 통해 측정된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터에 대응하여, 면 방향을 기준으로 조형물의 내부와 외곽에 광을 조사할 때 상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 레이저 빔 크기를 가변슬릿을 통해 레이저 빔 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 조형장치. - 제1항에 있어서,
대상체에 조사되는 레이저 빔크기를 동일하게 유지하기 위해 미리 계산된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터 또는 센싱수단을 통해 측정된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터에 따라, 상기 레이저부 또는 상기 베드부를 상/하 (Z축) 방향으로 이동하여 대상체의 위치에 상관없이 상기 레이저 빔에 의한 초점이 균일하게 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 조형장치. - 제1항에 있어서, 대상체에 조사되는 레이저 빔크기를 동일하게 유지하기 위해 미리 계산된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터 또는 센싱수단을 통해 측정된 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터에 따라, 면 방향을 기준으로 상기 대상체의 외곽부쪽 또는 내부쪽에서 순차적으로 광경화 경로가 수행되도록 상기 레이저 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 조형장치.
- 광 경화성 재료에 광 조사를 통해 목적하는 대상체를 조형하는 방법에 있어서,
상기 대상체에 레이저 빔 모듈을 포함하는 광을 조사하는 단계;
상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 광에 의거 조형되는 대상체가 베드부에 위치하는 단계;
상기 레이저부 또는 베드부를 이송시키는 이송단계; 및
3차원 프린팅 될 대상체에 대해 대상체에 조사되는 레이저 빔크기를 동일하게 유지하기 위해 미리 계산된 대상체의 면 방향 위치정보(X,Y,Z) 데이터 또는 센싱수단을 통해 실시간 측정된 대상체의 면 방향 위치정보(X,Y,Z) 데이터가 구해지는 단계;
상기 구해진 위치정보별로 상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 레이저 빔 크기를 서로 다르게 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 조형방법. - 제 6항에 있어서,
상기 구해진 위치정보별로 상기 레이저부 또는 상기 베드부를 상/하(Z축) 방향으로 이동하여 상기 레이저 빔에 의한 초점이 균일하게 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 조형방법. - 제 6항에 있어서,
상기 구해진 대상체의 위치정보(X,Y,Z) 데이터에 따라, 면 방향을 기준으로 상기 대상체의 외곽 또는 중심에서부터 광경화 경로가 내부 또는 외곽방향으로 순차적으로 수행되도록 상기 레이저 모듈의 동작을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 조형방법. - 제 6항에 있어서, 상기 구해진 위치정보데이터로 상기 레이저 빔 모듈에서 조사되는 레이저 빔 크기는 면 방향의 위치정보데이터를 기준으로 외곽 레이저 빔 크기가 작아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 조형방법.
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