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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein dreidimensionales Drucksystem (nachstehend als „3D-Drucksystem“ bezeichnet) und ein Verfahren zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems, und insbesondere ein 3D-Drucksystem und ein Verfahren zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems, um zu prüfen, ob im 3D-Druckvorgang ein Fehler aufgetreten ist, und um eine Nachbearbeitung durchzuführen, falls ein Fehler auftritt.
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[Stand der Technik]
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Ein 3D-Drucker gehört einer Fertigungstechnologie zur Herstellung eines 3D-Objekts an, indem durchgängige Schichten eines Materials ähnlich wie bei einem zweidimensionalen (2D) Drucker ausgegeben und die Schichten übereinander geschichtet werden, und je nach Gebrauch und Schichtschema wurden verschiedene Typen von 3D-Druckern entwickelt.
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Das Grundprinzip einer Fertigungstechnologie durch 3D-Druck ist die schrittweise Bildung eines Produkts aus Kunstharzen (Kunststoff), Metallpulver, Holz, Gummi, Biomaterialien, Polymermaterialien oder dergleichen in einem additiven Herstellungsverfahren Konstruktionszeichnungen für den rechnergestützten Entwurf (CAD) entsprechend.
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Mit anderen Worten, der 3D-Drucker gehört einer Fertigungstechnologie zur Herstellung von Modellen oder Prototyp-Teilen oder Werkzeugen an, wie sie auf der Basis von dreidimensionalen Konstruktionsdaten wie z.B. CAD-Dateien, industriellen und medizinischen Scannern und Videospielen gedruckt werden.
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Da die 3D-Drucktechnologie weniger Material verbraucht und den Supply-Chain-Zyklus verkürzt, kann die 3D-Drucktechnologie den Verbrauch von Energie wie z.B. elektrischem Strom und fossilen Brennstoffen zur Herstellung eines Produktes reduzieren.
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Zusätzlich ist es möglich, neu konstruierte dreidimensionale Objekte herzustellen, die mit bisherigen Fertigungstechnologien nicht herstellbar waren.
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Die 3D-Drucktechnologie kann je nach Verarbeitungsverfahren (auf Feststoff-, Flüssigkeits- und Pulverbasis) in Fused Deposition Modeling (FDM; auf Feststoffbasis), Selective Laser Sintering (SLS; schneller Prototypenbau auf Pulverbasis), Digital Light Processing (DLP) und Stereolithographie (SLA; auf Flüssigkeitsbasis) unterschieden werden.
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Nachstehend wird zum Beispiel Patentdokument 1 angeführt, das eine herkömmliche SLA-3D-Drucktechnologie offenbart.
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[Dokumente des Stands der Technik]
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- (Patentdokument 1) Koreanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 10-2016-0081354 (veröffentlicht am 8. Juli 2016)
- (Patentdokument 2) Koreanische Patentschrift, Anmeldenummer 10-1593219 (erteilt am 11. Februar 2016)
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[Offenbarung]
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[Technisches Problem]
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Im 3D-Drucker des Stands der Technik besteht jedoch keine Möglichkeit, zu prüfen, ob in einem. 3D-Druckvorgang des Formens eines Produkts durch sequentielles Schichten und Härten von Kunstharzen (Kunststoff), Metallpulver, Holz, Gummi, Biomaterialien, Polymermaterialien oder dergleichen ein Fehler aufgetreten ist.
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Mit anderen Worten, das vom 3D-Drucker hergestellte Produkt kann aufgrund eines Fehlers im 3D-Druckvorgang einen Bezugswert, der eine Qualitätsreferenz einschließlich einer Form und einer Abmessung darstellt, nicht einhalten, das heißt, fehlerhaft sein.
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Wie oben beschrieben, wird das Produkt dann aussortiert, wenn im 3D-Drucker des Stands der Technik Fehler auftreten, und der Druckvorgang wird von Anfang an neu gestartet, was die wirtschaftlichen Kosten und den Zeitaufwand erhöht.
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Deshalb es erforderlich, eine Technologie zu entwickeln, um zu prüfen, ob im 3D-Druckvorgang ein Fehler aufgetreten ist, und einen 3D-Druckvorgang einer Konstruktionszeichnung gemäß in einer korrekten Form durchzuführen, wenn ein Fehler auftritt.
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Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines 3D-Drucksystems und eines Verfahrens zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems, das in der Lage ist, zu prüfen, ob ein im 3D-Druckvorgang hergestelltes Produkt einen Fehler aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines 3D-Drucksystems und eines Verfahrens zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems, das in der Lage ist, einen fehlerhaften Teil zu entfernen und einen Druckvorgang an einem restlichen Teil durchzuführen, wenn im 3D-Druckvorgang ein Fehler aufgetreten ist.
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[Technische Lösung]
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Um die oben beschriebenen Aufgaben zu erreichen, umfasst ein dreidimensionales (3D) Drucksystem gemäß der vorliegenden Erfindung: einen 3D-Drucker zur Ausgabe eines 3D-Objekts, ein Fotografiermodul zum Fotografieren des 3D-Objekts; und ein Bedienterminal zum Entwerfen des 3D-Objekts, Erzeugen der Konstruktionsinformation des entworfenen 3D-Objekts, Steuern des Druckers auf der Basis der erzeugten Konstruktionsinformation und Prüfen, unter Verwendung der vom Fotografiermodul aufgenommenen Bildinformation, ob ein Fehler aufgetreten ist.
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Der vorliegenden Erfindung gemäß kann das 3D-Drucksystem außerdem ein Fehlerbeseitigungsmodul umfassen, um einen fehlerhaften Teil des 3D-Objekts einem Steuersignal des Bedienterminals entsprechend vom 3D-Objekt zu entfernen, wenn anhand eines Prüfergebnisses des Bedienterminals ein Fehler erkannt wird, weil eine Eigenschaft des 3D-Objekts einschließlich einer Form und einer Abmessung des 3D-Objekts einen vorgegebenen Bezugswert nicht erreicht.
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Das Bedienterminal kann umfassen: eine Konstruktionseinheit zum Entwerfen des 3D-Objekts unter Verwendung von Eingabeinformation eines Benutzers, um Konstruktionsinformation des entworfenen 3D-Objekts zu erzeugen; eine Vergleichseinheit, um die vom Fotografiermodul aufgenommene Bildinformation mit der Konstruktionsinformation zu vergleichen; eine Fehlerinformationserzeugungseinheit, um auf der Basis eines Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit Information über eine fehlerhafte Form zu erzeugen; und eine Steuereinheit, um auf der Basis des Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit zu bestimmen, ob ein Fehler aufgetreten ist, um das Steuersignal zur Steuerung des Betriebs des 3D-Druckers und des Fehlerbeseitigungsmoduls der Konstruktionsinformation oder der Information über die fehlerhafte Form entsprechend zu erzeugen.
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Das Fotografiermodul kann eine Vielzahl von Kameras zur Aufnahme von 3D-Bildern des 3D-Objekts umfassen, und das Bedienterminal kann außerdem umfassen: eine Speichereinheit zum Speichern eines Programms und verschiedener Informationen zum Betreiben jedes der Geräte; eine Kommunikationseinheit zum Senden und Empfangen eines Signals zu und von jedem der Geräte in einem drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationssystem; eine Bildsyntheseeinheit zum Synthetisieren der Bilder, die von den im Fotografiermodul vorgesehenen Kameras aufgenommen wurden, um ein 3D-Bild des 3D-Objekts zu bilden; und eine Anzeigeeinheit zur Anzeige eines Betriebszustands jedes der Geräte und der Form des mit dem Fotografiermodul aufgenommenen 3D-Objekts.
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Die Steuereinheit kann einen Betrieb der Anzeigeeinheit derart steuern, dass die Anzeigeeinheit ein Fehlerereignis auf einem Bildschirm anzeigt, wenn ein Fehler im 3D-Objekt aufgetreten ist, und kann einen Betrieb der Kommunikationseinheit derart steuern, dass die Kommunikationseinheit den Fehler an ein voreingestelltes tragbares Endgerät eines Administrators meldet.
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Um die oben beschriebenen Aufgaben zu erreichen, umfasst der vorliegenden Erfindung gemäß ein Verfahren zur Steuerung und Fehlerprüfung eines 3D-Drucksystems zudem: (a) Entwerfen, durch ein Bedienterminal, eines 3D-Objekts, um Konstruktionsinformation des 3D-Objekts zu erzeugen; (b) Durchführen des 3D-Drucks durch Betreiben eines 3D-Druckers auf der Basis der erzeugten Konstruktionsinformation, um das 3D-Objekt auszugeben; (c) Fotografieren des 3D-Objekts durch ein Fotografiermodul; und (d) Prüfen, durch das Bedienterminal, ob im 3D-Objekt ein Fehler aufgetreten ist, indem die fotografierte Bildinformation mit der Konstruktionsinformation verglichen wird.
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Der vorliegenden Erfindung gemäß kann das Verfahren zur Steuerung und Fehlerprüfung eines 3D-Drucksystems außerdem umfassen: (e) Entfernen eines fehlerhaften Teils durch Betreiben eines Fehlerbeseitigungsmoduls, wenn auf der Basis eines Prüfergebnisses in Schritt (d) ein Fehler im 3D-Objekt aufgetreten ist.
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In Schritt (c) kann das Fotografiermodul ein 3D-Bild des 3D-Objekts aufnehmen, indem es eine Vielzahl von Kameras verwendet, die um das 3D-Objekt herum voneinander beabstandet sind, und in Schritt (d) kann eine Bildsyntheseeinheit des Bedienterminals von den Kameras aufgenommene Bilder synthetisieren, um ein 3D-Bild des 3D-Objekts zu bilden.
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Schritt (d) kann umfassen: (d1) Vergleichen, unter Verwendung einer Vergleichseinheit des Bedienterminals, der vom Fotografiermodul aufgenommenen Bildinformation mit der Konstruktionsinformation; (d2) Bestimmen, durch die Steuereinheit auf der Basis eines Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit, ob ein Fehler aufgetreten ist; und (d3) Anzeigen eines Fehlerereignisses auf einem Bildschirm durch eine Anzeigeeinheit, wenn in der Ausgabe ein Fehler aufgetreten ist, und Melden, durch eine Kommunikationseinheit, des Fehlers an ein voreingestelltes tragbares Endgerät eines Administrators.
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Schritt (e) kann umfassen: (e1) Erzeugen, durch eine Fehlerinformationserzeugungseinheit des Bedienterminals, von Forminformation des fehlerhaften Teils auf der Basis eines Vergleichsergebnisses einer Vergleichseinheit; (e2) Berechnen eines Verhältnisses des fehlerhaften Teils zum Gesamtvolumen des 3D-Objekts; (e3) Entfernen eines gesamten 3D-Objekts und Neustarten eines 3D-Druckvorgangs, wenn das berechnete Verhältnis größer oder gleich einem voreingestellten Grenzwert ist; und (e4) Durchführen des 3D-Drucks, indem nur der fehlerhafte Teil entfernt wird und ein restlicher Teil des 3D-Objekts ausgegeben wird, wenn das berechnete Verhältnis kleiner als der voreingestellte Grenzwert ist.
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[Vorteilhafte Wirkungen]
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Wie oben beschrieben, sind der vorliegenden Erfindung gemäß das 3D-Drucksystem und das Verfahren zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems in der Lage, unter Verwendung des Fotografiermoduls zu prüfen, ob im 3D-Objekt ein Fehler aufgetreten ist, und den fehlerhaften Teil unter Verwendung des Fehlerbeseitigurigsmoduls zu entfernen, wenn ein Fehler aufgetreten ist.
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Daher kann der vorliegenden Erfindung gemäß eine Betriebszeit verkürzt werden, indem der 3D-Druckvorgang neu gestartet wird, nachdem nur der fehlerhafte Teil des 3D-Objekts entfernt wurde, und Herstellungskosten können minimiert werden, indem die Menge des zur Herstellung des Produkts verwendeten Materials reduziert wird.
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Zusätzlich kann der vorliegenden Erfindung gemäß die Betriebsleistung erhöht werden, indem einer Fehlerrate des 3D-Objekts entsprechend gewählt wird, ein gesamtes 3D-Objekt zu entfernen oder nur den fehlerhaften Teil des 3D-Objekts zu entfernen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockschaltbild, das ein 3D-Drucksystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist ein Blockschaltbild, das einen SLA-3D-Drucker und ein Fotografiermodul davon darstellt.
- 3 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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[Bester Ausführungsmodus]
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[Ausführungsmodus der Erfindung]
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Im Folgenden werden ein 3D-Drucksystem und ein Verfahren zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Blockschaltbild, das ein 3D-Drucksystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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In dieser Ausführungsform erfolgt die Beschreibung anhand eines FDM (Fused Deposition Modeling)-3D-Druckers, in welchem feste, flüssige und pulverförmige Materialien geschichtet und ausgehärtet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, und es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten von 3D-Drucksystemen wie z.B. SLS (Selective Laser Sintering)-, DLP (Digital Light Processing) und SLA (Stereolithographie) -3D-Drucksysteme anwendbar ist.
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Im Folgenden werden die Begriffe zur Angabe von Richtungen wie ‚links‘, ‚rechts‘, ‚vorne‘, ‚hinten‘ ‚oben‘ und ‚unten‘ definiert, um jeweilige Richtungen in jeweiligen Zeichnungen anzugeben.
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Der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß, wie in 1 gezeigt, umfasst ein 3D-Drucksystem 10 einen 3D-Drucker 20 (nachstehend als „Drucker“ abgekürzt) zur Ausgabe eines 3D-Objekts, ein Fotografiermodul 30 zum Fotografieren des 3D-Objekts und ein Bedienterminal 40 zum Entwerfen des 3D-Objekts, Erzeugen der Konstruktionsinformation des entworfenen 3D-Objekts, Steuern des Druckers 20 auf der Basis der erzeugten Konstruktionsinformation, und Prüfen, unter Verwendung der vom Fotografiermodul 30 aufgenommenen Bildinformation, ob ein Fehler aufgetreten ist.
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Der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß kann das 3D-Drucksystem 10 außerdem ein Fehlerbeseitigungsmodul 50 umfassen, um einen fehlerhaften Teil des 3D-Objekts einem Steuersignal des Bedienterminals 40 entsprechend vom 3D-Objekt zu entfernen, wenn aufgrund eines Prüfergebnisses des Bedienterminals 40 ein Fehler erkannt wird, weil eine Eigenschaft des 3D-Objekts einschließlich einer Form und einer Abmessung des 3D-Objekts einen vorgegebenen Bezugswert nicht erreicht.
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Der Drucker 20 kann das Steuersignal vom Bedienterminal 40 in einem drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationssystem empfangen und dem empfangenen Steuersignal entsprechend betrieben werden, um das 3D-Objekt auszugeben.
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Verschiedene Arten von 3D-Druckern wie z.B. FDM-, DLP-, SLA- oder SLS-3D-Drucker können für jedes Gebiet als Drucker 20 vorgesehen sein.
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Das FDM-Verfahren ist ein Verfahren, in welchem eine dünne Schicht aus thermisch geschmolzenem Kunststoff eine nach der anderen auf einem Schichtsubstrat geschichtet wird, um eine Form zu bilden, wobei FDM hauptsächlich von einem Einzelbenutzer oder häufig von einem Unternehmer zur Prototyp-Herstellung verwendet wird, und FDM ist im Vergleich zu anderen Verfahren relativ kostengünstig.
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Das DLP-Verfahren ist ein Verfahren, in welchem ein DLP-Projektor als Lichtquelle verwendet wird, wobei der Druckvorgang durchgeführt wird, indem ein UV-härtbares Harz mit einem von der Lichtquelle erzeugten ultravioletten (UV) Strahl bestrahlt wird, um das UV-härtbare Harz zu härten, und eine Form durch UV-Bestrahlung in einer Druckform schrittweise gebildet wird, um Schichten des UV-härtbaren Harzes eine nach der anderen auszuhärten.
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Das SLA-Verfahren ist ein Laser-Druckverfahren, in welchem der Druckvorgang unter Verwendung eines UV-Harzes als Material durchgeführt wird, wobei das UV-Harz durch einen Laser gehärtet wird, während der Laser sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, um eine Schicht nach der anderen zu schichten.
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Das SLS-Verfahren ist ein Druckverfahren durch partielles Schmelzen eines pulverförmigen Materials mit einem Laser, ähnlich wie beim Pulversintern, wobei der Druckvorgang im Gegensatz zu anderen Druckverfahren mit einem Metall möglich ist und SLS direkt zur Herstellung hochwertiger Produkte verwendet werden kann.
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Das Fotografiermodul 30 dient dazu, einen Vorgang der Ausgabe des 3D-Objekts durch den Drucker 20 und einen Vorgang der Entfernung des fehlerhaften Teils durch das Fehlerbeseitigungsmodul 50 zu fotografieren.
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Das Fotografiermodul 30 kann als Einzelkamera oder als eine Vielzahl von Kameras vorgesehen sein, um eine genaue 3D-Form des 3D-Objekts aufzunehmen.
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2 ist ein Blockschaltbild, das zum Beispiel einen SLA-3D-Drucker und ein Fotografiermodul davon zeigt.
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Wie in 2 dargestellt, kann der SLA-3D-Drucker 20 umfassen: eine Lichtquelle 22, um ein 3D-Druckmaterial 10, das in einem Wassertank 21 gefüllt ist und eine volle Farbausgabe ermöglicht, mit Licht zu bestrahlen, eine Bauplattform 23, die sich aus dem Wassertank 21 heraus, zum Beispiel vom Wassertank 21 nach oben bewegt, wenn der 3D-Druck des 3D-Objekts erfolgt, indem es durch das von der Lichtquelle 22 abgestrahlte Licht Schicht für Schicht geschichtet wird, und einen Spiegel 24, um einen von der Lichtquelle 22 abgestrahlten Laserstrahl der Form des 3D-Objekts entsprechend zu reflektieren.
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Das Fotografiermodul 30 kann eine erste und eine zweite Kamera 31 und 32 umfassen, die in Bezug auf das 3D-Objekt symmetrisch zueinander installiert sind, um eine Gesamtform des 3D-Objekts zu fotografieren.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann modifiziert werden, um drei oder mehr Kameras zu umfassen.
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Wieder auf 1 Bezug nehmend, kann das Fehlerbeseitigungsmodul 50 das Steuersignal vom Bedienterminal 40 in einem drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationssystem empfangen und dem empfangenen Steuersignal entsprechend betrieben werden, um den fehlerhaften Teil des 3D-Objekts zu entfernen.
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Das Fehlerbeseitigungsmodul 50 kann zum Beispiel als eine Schleifmaschine 51 vorgesehen sein, die den fehlerhaften Teil abschleift und entfernt, indem eine Schleifscheibe durch eine Drehkraft eines Antriebsmotors gedreht wird, der dem Steuersignal entsprechend betrieben wird.
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Die Schleifmaschine 51 ist durch ein Antriebsmodul 52, das dem Steuersignal des Bedienterminals 40 entsprechend betrieben wird, in der X-, Y- und Z-Richtung frei beweglich, wodurch das fehlerhafte Teil entfernt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht unbedingt darauf beschränkt und kann modifiziert werden, um eine Kombination aus Werkzeugen oder eine Vielzahl von Werkzeugen zur Durchführung verschiedener Arten von Bearbeitungsvorgängen, wie z.B. Cutter und Bohrer, auf das Fehlerbeseitigungsmodul 50 anzuwenden.
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Das Bedienterminal 40 entwirft das 3D-Objekt, erzeugt die Konstruktionsinformation des entworfenen 3D-Objekts und steuert den Betrieb des Druckers 20 auf Basis der erzeugten Konstruktionsinformation.
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Dann prüft das Bedienterminal 40 durch Vergleichen der vom Fotografiermodul 30 aufgenommenen Form mit der Konstruktionsinformation, ob ein Fehler aufgetreten ist, und steuert den Betrieb des Fehlerbeseitigungsmoduls 50, um den Teil, der auf der Basis der Konstruktionsinformation fehlerhaft ist, zu entfernen, wenn aufgrund eines Prüfergebnisses ein Fehler erkannt wird.
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Zusätzlich vergleicht das Bedienterminal 40 die Konstruktionsinformation mit der Form des 3D-Objekts, nachdem der Fehler entfernt wurde, und steuert einen Ausgabebetrieb für das 3D-Objekt auf der Basis eines Vergleichsergebnisses.
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Zu diesem Zweck kann das Bedienterminal 40 umfassen: eine Konstruktionseinheit 41 zum Entwerfen des 3D-Objekts unter Verwendung von Eingabeinformationen eines Benutzers, um Konstruktionsinformation des entworfenen 3D-Objekts zu erzeugen; eine Vergleichseinheit 42, um die vom Fotografiermodul 30 aufgenommene Bildinformation mit der Konstruktionsinformation zu vergleichen; eine Fehlerinformationserzeugungseinheit 43, um auf der Basis eines Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit 42 Informationen über eine fehlerhafte Form zu erzeugen; und eine Steuereinheit 44, um auf der Basis des Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit 42 zu bestimmen, ob ein Fehler aufgetreten ist, um das Steuersignal zur Steuerung des Betriebs des Druckers 20 und des Fehlerbeseitigungsmoduls 50 der Konstruktionsinformation oder der Information über die fehlerhafte Form entsprechend zu erzeugen.
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Zusätzlich kann das Bedienterminal 40 außerdem umfassen: eine Speichereinheit 45 zum Speichern eines Programms und verschiedener Informationen zum Betreiben des Bedienterminals 40, des Druckers 20, des Fotografiermoduls 30 und des Fehlerbeseitigungsmoduls 50; eine Kommunikationseinheit 46 zum Senden und Empfangen eines Signals zum und vom Drucker 20, Fotografiermodul 30 und Fehlerbeseitigungsmodul 50 in einem drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationssystem; eine Bildsyntheseeinheit 47 zum Synthetisieren der Bilder, die von der im Fotografiermodul 30 vorgesehenen Vielzahl von Kameras 31 und 32 aufgenommen wurden, um ein 3D-Bild des 3D-Objekts zu bilden; und eine Anzeigeeinheit 48 zur Anzeige eines Betriebszustands jedes der Geräte und der Form des vom Fotografiermodul 30 aufgenommenen 3D-Objekts.
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Die Fehlerinformationserzeugungseinheit 43 erzeugt Forminformationen des fehlerhaften Teils, das heißt, die Information über die fehlerhafte Form dem Vergleichsergebnis der Vergleichseinheit 42 entsprechend, und die Steuereinheit 44 kann den Betrieb des Fehlerbeseitigungsmoduls 50 steuern, um den fehlerhaften Teil auf der Basis der erzeugten Information über die fehlerhafte Form zu entfernen.
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Wenn das Vergleichsergebnis der Vergleichseinheit 42 angibt, dass im 3D-Objekt ein Fehler aufgetreten ist, kann die Steuereinheit 44 zusätzlich den Betrieb der Anzeigeeinheit 48 und der Kommunikationseinheit 46 steuern, um das Fehlerereignis auf dem Bildschirm anzuzeigen und den Fehler an ein voreingestelltes tragbares Endgerät 60 des Administrators zu melden.
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Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3 ein Verfahren zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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3 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung und Fehlerprüfung des 3D-Drucksystems gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In Schritt S10 von 3 entwirft das Bedienterminal 40 das 3D-Objekt unter Verwendung von Anweisungen und Daten, die vom Administrator eingegeben werden, erzeugt die Konstruktionsinformation des entworfenen 3D-Objekts und speichert die Konstruktionsinformation in der Speichereinheit 45.
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In Schritt S12 erzeugt das Steuergerät 44 des Bedienterminals 40 das Steuersignal zur Steuerung des Betriebs des Druckers 30, um das 3D-Objekt der Konstruktionsinformation entsprechend auszugeben.
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In Schritt S14 nehmen die erste und die zweite Kamera 31 und 32, die im Fotografiermodul 30 vorgesehen sind, jeweils das 3D-Objekt auf und übertragen die aufgenommene Bildinformation an das Bedienterminal 40.
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Dann synthetisiert die Bildsyntheseeinheit 47 des Bedienterminals 40 die Bilder, die von der ersten und der zweiten Kamera 31 und 32 übertragen wurden, um ein 3D-Bild des 3D-Objekts zu bilden.
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In Schritt S16 vergleicht die Vergleichseinheit 42 die Bildinformation des 3D-Objekts mit der Konstruktionsinformation, und die Steuereinheit 44 prüft auf der Basis des Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit, ob im 3D-Objekt ein Fehler aufgetreten ist.
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Wenn auf der Basis des Prüfergebnisses in Schritt S16 kein Fehler im 3D-Objekt aufgetreten ist, geht die Steuereinheit 44 zu Schritt S30 weiter unten über.
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Wenn dagegen in Schritt S16 aufgrund des Prüfergebnisses ein Fehler im 3D-Objekt erkannt wird, weil eine Eigenschaft des 3D-Objekts einschließlich einer Form und einer Abmessung des 3D-Objekts einen vorgegebenen Bezugswert nicht erreicht, erzeugt die Fehlerinformationserzeugungseinheit 43 die Information über die fehlerhafte Form auf der Basis des Vergleichsergebnisses der Vergleichseinheit 43.
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Dabei betreibt die Steuereinheit 44 die Anzeigeeinheit 48, um das Fehlerereignis auf dem Bildschirm anzuzeigen, und steuert die Kommunikationseinheit 46, um den Fehler an das voreingestellte tragbare Terminal 60 des Administrators zu melden.
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Zusätzlich berechnet die Steuereinheit 44 in Schritt S18 unter Verwendung der Information über die fehlerhafte Form, die von der Fehlerinformationserzeugungseinheit 43 erzeugt wurde, eine Fehlerrate, mit welcher der Fehler aufgetreten ist, und prüft, ob die berechnete Fehlerrate größer oder gleich einem voreingestellten Grenzwert ist.
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Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Grenzwert so eingestellt sein, dass das gesamte ausgegebene 3D-Objekt entfernt wird und der 3D-Druckvorgang neu gestartet wird, wenn dies aus wirtschaftlichen und zeitlichen Gründen vorteilhafter ist, als das 3D-Objekt wiederzuverwenden, indem der fehlerhafte Teil des 3D-Objekts entfernt wird.
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Die Fehlerrate wird zum Beispiel berechnet durch (Volumen des fehlerhaften Teils/Gesamtvolumen des 3D-Objekts)*100, und der Grenzwert kann abhängig von Versuchswerten auf verschiedene Werte wie zum Beispiel 30 % bis 70 % eingestellt sein.
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Wenn die Fehlerrate auf der Basis des Prüfergebnisses in Schritt S18 größer oder gleich dem Grenzwert ist, steuert das Bedienterminal 40 in Schritt S20 den Betrieb des Fehlerbeseitigungsmoduls 50, um das gesamte 3D-Objekt zu entfernen, und geht zu Schritt S12 über, um den 3D-Druckvorgang neu zu starten.
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Wenn die Fehlerrate auf der Basis des Prüfergebnisses in Schritt S18 dagegen kleiner als der Grenzwert ist, steuert das Bedienterminal 44 in Schritt S22 den Betrieb des Fehlerbeseitigungsmoduls 50, um auf der Basis der Information über die fehlerhafte Form nur den fehlerhaften Teil zu entfernen.
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Dabei nimmt das Fotografiermodul 30 in Schritt S24 einen Fehlerbeseitigungsvorgang auf, aktualisiert das Bedienterminal 40 in Schritt S26 die Konstruktionsinformation und steuert das Bedienterminal 40 in Schritt S28 den Betrieb des Druckers 30, um den 3D-Druckvorgang durchzuführen, indem er auf der Basis der aktualisierten Konstruktionsinformation ein Material an das 3D-Objekt ausgibt, dessen Fehler entfernt wurde.
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In Schritt S30 prüft das Bedienterminal 40, ob der 3D-Druckvorgang abgeschlossen ist, und führt die Schritte S14 bis S30 wiederholt durch, bis der 3D-Druckvorgang abgeschlossen ist.
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Wenn der 3D-Druckvorgang auf der Basis des Prüfergebnisses in Schritt S30 abgeschlossen ist, beendet das Bedienterminal 40 den Betrieb jedes der Geräte und schließt den Vorgang ab.
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Durch das oben beschriebene Verfahren kann die vorliegende Erfindung unter Verwendung des Fotografiermoduls prüfen, ob ein Fehler im 3D-Objekt aufgetreten ist, und den fehlerhaften Teil unter Verwendung des Fehlerbeseitigungsmoduls entfernen, wenn ein Fehler aufgetreten ist.
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Demnach kann der vorliegenden Erfindung gemäß eine Betriebszeit verkürzt werden, indem der 3D-Druckvorgang neu gestartet wird, nachdem nur der fehlerhafte Teil des 3D-Objekts entfernt wurde, und Herstellungskosten können minimiert werden, indem eine Menge des zur Herstellung des Produkts verwendeten Materials reduziert wird.
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Auch wenn die vom Erfinder erfundene Erfindung Bezug nehmend auf die obigen Ausführungsformen im Detail beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Die vorliegende Erfindung kann auf eine Technologie angewandt werden, um unter Verwendung des Fotografiermoduls zu prüfen, ob ein Fehler im 3D-Objekt aufgetreten ist, und den fehlerhaften Teil unter Verwendung des Fehlerbeseitigungsmoduls zu entfernen, wenn ein Fehler aufgetreten ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 1020160081354 [0008]
- KR 101593219 [0008]
