KR100251336B1 - Variable mesh hatching method for convenient decubing operation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신제품의 시제품(prototype)을 제작하는 신속 제작 방법(rapid prototyping)에 관한 것으로, 특히 적층(lamination) 기법을 이용한 신속 제작 방법에서 소정 형상의 시제품을 제작한 후 이를 필요없는 부분으로부터 손쉽게 분리하도록 시제품 단면 형상과 함께 생성된 육면체 형태의 큐브(cube)를 작업 완료 후에 제거하는 디큐빙(decubing) 작업을 위한 가변 메쉬 해칭 방법(variable mesh hatching method)에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid prototyping method for producing a prototype of a new product, and in particular, after the prototype of a predetermined shape is manufactured in a rapid manufacturing method using a lamination technique, it is easily separated from parts that do not need it. The present invention relates to a variable mesh hatching method for a decubing operation in which cubes in the form of hexahedrons formed together with prototype cross-sectional shapes are removed after completion of the work.
신제품을 개발하는 경우에, 개발되는 제품의 디자인이나 조립성 검증이 필요하게 된다. 현재 산업체에서 신속한 시제품 제작을 위하여 여러 가지 신속 제작 방법들이 사용되고 있다. 이러한 신속 제작 방법의 특징은 소정 두께로 슬라이싱(slicing)된 3차원 CAD(computer-aided design) 모델을 사용하여 단면을 적층하여서 3차원 시제품을 제작하는 것이다.When developing a new product, it is necessary to verify the design or assemblability of the developed product. Currently, various rapid manufacturing methods are used for rapid prototyping in industry. The rapid fabrication method is characterized by fabricating three-dimensional prototypes by stacking sections using a three-dimensional computer-aided design (CAD) sliced to a predetermined thickness.
현재에는 신속 제작 방법 중 하나인 미국 헬리시스(Helisys)사에서 개발한 LOM(laminated object manufacturing) 방식이 널리 사용되고 있다. LOM 방법에서는 각각의 적층체로서의 종이를 z축 방향으로 이동하는 플랫폼 위에 적층하고 레이저 빔으로 절단하여 종이에 소정 단면 형상을 제작하며, 그 위에 새로운 종이를 적층시키고 소정 단면 형상을 절단하는 과정을 반복하여 시제품을 제작한다. LOM 방법에서는 각 단면 형상을 절단할 때, 요구되는 단면 형상 이외의 불필요한 부분들을 제작 완료 후에 용이하게 제거하기 위하여 메쉬(mesh) 형태로 절단한다. 즉, 도1에 도시된 바와 같이, 소정 단면 형상 및 메쉬가 형성된 적층체 위에 새로운 층의 적층체가 배치 접합되고 나서, 새로운 적층체 내에 다시 단면 형상 및 메쉬가 형성된다. 시제품의 소정 두께가 얻어질 때까지 이러한 과정이 반복된다. 이러한 과정이 완료된 후 완성된 시제품을 얻기 위하여 불필요한 부분을 제거하면 메쉬로 절단된 부분들이 육면체 형태의 큐브(cube)로 분리되므로, 이러한 제거 작업을 디큐빙 작업이라 한다.At present, a laminated object manufacturing (LOM) method developed by Helixis, USA, which is one of rapid manufacturing methods, is widely used. In the LOM method, the paper as each laminate is laminated on a platform moving in the z-axis direction and cut with a laser beam to produce a predetermined cross-sectional shape on the paper, and the process of laminating new paper and cutting the predetermined cross-sectional shape thereon is repeated. To produce a prototype. In the LOM method, when cutting each cross-sectional shape, unnecessary parts other than the required cross-sectional shape are cut into a mesh shape in order to easily remove after fabrication. That is, as shown in Fig. 1, a laminate of a new layer is placed and bonded on a laminate having a predetermined cross-sectional shape and a mesh, and then a cross-sectional shape and a mesh are formed in the new laminate again. This process is repeated until the desired thickness of the prototype is obtained. After this process is completed, if the unnecessary parts are removed to obtain a finished prototype, the parts cut into meshes are separated into cubes in the form of a cube, and thus such a removing operation is called a decubing operation.
도2에는 디큐빙 작업의 과정이 도시되어 있는데, (a), (b), (c) 및 (d)의 순서로 이루어진다. 우선, 장비의 엘리베이터 판(elevator plate)으로부터 적층된 LOM 제작품을 분리한다. 그리고 나서, 제품을 제외한 큐브 및 불필요한 부분을 제거하기 위하여 LOM 제작품 전체를 둘러싸고 있는 벽 부분을 분리 제거한다. 이어서, 큐브를 제작품의 표면으로부터 분리 제거하고 제품의 표면을 도장, 연마 또는 샌드블라스팅 처리한다.2 shows the process of the decubing operation, which is made in the order of (a), (b), (c) and (d). First, the stacked LOM products are separated from the elevator plate of the equipment. Then, the wall portion surrounding the entire LOM product is removed to remove cubes and unnecessary parts except the product. The cube is then separated from the surface of the article and the surface of the article is painted, polished or sandblasted.
통상적으로, 디큐빙 작업은 자동으로 이루어지지 않고 숙련된 작업자의 경험에 의해 수작업으로 진행되기 때문에 많은 시간이 소요된다. 특히, 복잡한 형상을 디큐빙하는 경우에, 큐브를 분리시킬 때 제품의 일부분이 파손될 위험성이 있다.Typically, decubing work is time consuming because the decubing work is not done automatically but is done manually by experienced operator experience. In particular, when decubeing complex shapes, there is a risk that a part of the product will break when the cube is separated.
종래 기술에서는 불필요한 부분을 메쉬 형태로 절단할 때, 도3에 도시된 바와 같이 메쉬의 간격이 일정하게 형성된다. 도3의 (a)에서처럼 메쉬의 간격을 크게 하면, 제거하여야 하는 큐브의 크기가 커져서 디큐빙 시간은 절감되나 디큐빙 작업시 제품의 형상이 파손될 위험성이 증대한다. 반대로, 도3의 (b)에 도시된 바와 같이 메쉬의 간격을 줄이면, 전체 디큐빙 시간은 증대하지만 디큐빙 작업시 복잡한 형상 부위에서 형상이 파손될 위험성은 감소된다.In the prior art, when cutting unnecessary portions in the form of a mesh, the spacing of the meshes is uniformly formed as shown in FIG. As shown in (a) of FIG. 3, when the distance between the meshes is increased, the size of the cube to be removed increases, thereby reducing the decube time, but increases the risk that the shape of the product is broken during the decube operation. Conversely, reducing the spacing of the mesh as shown in FIG. 3 (b) increases the overall decubing time but reduces the risk of shape breakage at complex shaped sites during decubing operations.
본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 메쉬의 간격을 일정하게 하지 않고 필요에 따라 부분적으로 메쉬 간격을 조절할 수 있는 가변 메쉬 해칭 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a variable mesh hatching method capable of partially adjusting the mesh spacing as necessary without having to make the spacing of the mesh constant.
도1은 종래의 LOM 방법에 따른 시제품 제작 방법에 있어서 제품 단면과 디큐빙에 필요한 메쉬를 형성하는 과정을 도시하는 개략도.1 is a schematic diagram illustrating a process of forming a product cross section and a mesh required for decubing in a prototype manufacturing method according to a conventional LOM method.
도2는 디큐빙 과정을 도시하는 사진.2 is a photograph showing a decube process.
도3은 종래의 메쉬 해칭 방법에 의해 형성된 일정 간격의 메쉬를 도시하는 적층체의 평면도로서, (a)는 큰 간격을 갖는 메쉬를 도시하는 평면도이고 (b)는 작은 간격을 갖는 메쉬를 도시하는 평면도.Fig. 3 is a plan view of a laminate showing a constant spacing mesh formed by a conventional mesh hatching method, (a) is a plan view showing a mesh with large spacing and (b) shows a mesh with small spacing. Floor plan.
도4는 본 발명에 따른 메쉬 해칭 방법에 따라 형성된 가변 간격 메쉬의 일 실시예를 도시하는 적층체의 평면도.Figure 4 is a plan view of a laminate showing one embodiment of a variable spacing mesh formed according to the mesh hatching method according to the present invention.
도5는 본 발명에 따른 메쉬 해칭 방법에 따라 형성된 가변 간격 메쉬의 다른 실시예를 도시하는 적층체의 평면도.Fig. 5 is a plan view of a laminate showing another embodiment of a variable spacing mesh formed according to the mesh hatching method according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 적층체10: laminate
15 : 단면 형상15: cross-sectional shape
18 : 메쉬18: mesh
20 : 사각형 경계선20: rectangle border
28 : 메쉬28: mesh
본 발명에 따르면, 소정 단면 형상이 절단 형성되고 단면 형상 이외의 부분이 메쉬 형식으로 절단된 소정 두께의 적층체들을 복수개 적층하여 시제품을 제작하는 신속 제작 방법에 사용되는 메쉬 해칭 방법에 있어서, 각각의 적층체를 상기 단면 형상에 근접한 제1 메쉬 영역과, 제1 메쉬 영역을 둘러싸는 제2 메쉬 영역으로 구분하고, 제1 메쉬 영역의 메쉬 간격을 제2 메쉬 영역의 메쉬 간격보다 작게 하는 메쉬 해칭 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a mesh hatching method for use in a rapid manufacturing method for producing a prototype by stacking a plurality of laminates having a predetermined thickness in which a predetermined cross-sectional shape is cut and a portion other than the cross-sectional shape is cut in a mesh form. Mesh hatching method for classifying a laminate into a first mesh region proximate to the cross-sectional shape and a second mesh region surrounding the first mesh region, and making the mesh spacing of the first mesh region smaller than the mesh spacing of the second mesh region. This is provided.
이하, 첨부 도면 중 도4를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 in the accompanying drawings.
도4에는 본 발명의 가변 메쉬 해칭 방법의 일 실시예에 따라 메쉬(18, 28)가 형성된 적층체(10)의 평면도가 도시되어 있다.4 is a plan view of a laminate 10 in which meshes 18 and 28 are formed in accordance with one embodiment of the variable mesh hatching method of the present invention.
도4에서 알 수 있는 바와 같이, 적층체(10) 내에 형성된 단면 형상(15) 부근에서는 메쉬(18)의 간격이 작게 해칭되고 단면 형상(15)으로부터 먼 지점에서는 메쉬(28)의 간격이 크게 해칭되어 있다. 이를 수행하기 위하여, 먼저 단면 형상(15)을 중심으로 사각형 경계선(20)을 형성한다. 그리고 나서, 사각형 경계선(20) 내부에서는 메쉬(18) 간격을 작게 하고 사각형 경계선(20) 외부에서는 메쉬(28) 간격을 크게 하여 절단 작업을 실행한다.As can be seen in FIG. 4, the spacing of the meshes 18 is small hatched in the vicinity of the cross-sectional shape 15 formed in the stack 10, and the spacing of the mesh 28 is large at a point far from the cross-sectional shape 15. It is hatched. To do this, first, the rectangular boundary line 20 is formed around the cross-sectional shape 15. Then, the cutting operation is performed by reducing the spacing of the meshes 18 inside the rectangle boundary line 20 and increasing the spacing of the meshes 28 outside the rectangle boundary line 20.
사각형 경계선(20)의 크기는 CAD 모델의 슬라이싱된 단면 정보를 입수하여 그 단면의 크기에 적합하도록 결정된다. 이때, 사각형 경계선(20) 내부의 메쉬(18) 간격은 상면과 하면의 메쉬 라인들이 서로 연결되어 전체적으로 정육면체가 생성되게 하여야 한다. 사각형 경계선(20) 외부에서는 메쉬(28) 간격을 되도록 크게 설정하여서 디큐빙 작업시 큐브를 용이하게 분리할 수 있게 한다.The size of the rectangular boundary line 20 is determined to obtain the sliced cross-sectional information of the CAD model and to be suitable for the size of the cross-section. In this case, the interval between the meshes 18 inside the rectangular boundary line 20 should be such that the upper and lower mesh lines are connected to each other to form a cube as a whole. Outside the rectangular boundary 20, the mesh 28 is set to be as large as possible so that the cube can be easily separated during the decube operation.
도5를 참조하면, 본 발명의 가변 메쉬 해칭 방법의 다른 실시예에 따라 메쉬가 형성된 적층체의 평면도가 도시되어 있다. 도5에서는 제품의 원형 단면 형상에 따라 경계선이 원형으로 되어 있으며, 기타 다른 구성은 도4의 실시예와 유사하다. 따라서, 본원 발명에 따르면, 제품의 단면 형상에 따라 경계선 형상을 사각형, 원형 이외의 다른 형상으로 할 수 있다.5, there is shown a top view of a laminate having a mesh formed in accordance with another embodiment of the variable mesh hatching method of the present invention. In FIG. 5, the boundary line is circular according to the circular cross-sectional shape of the product, and other configurations are similar to those of FIG. Therefore, according to this invention, a boundary line shape can be made into shapes other than a rectangle and a circle according to the cross-sectional shape of a product.
이와 같이, 제품 단면 형상의 경계 부분에서는 메쉬 간격을 줄여 주고, 제품 단면 형상에서 떨어져 있어 단면 형상이 없는 부분에서는 메쉬 간격을 크게 함으로써, 즉 적응적 메쉬 거리(adaptive mesh distance) 방식을 적용함으로써, 디큐빙 시간이 절감됨과 동시에 제품의 파손 가능성 없이 디큐빙 작업이 가능하게 된다.In this way, the mesh spacing is reduced at the boundary of the cross-sectional shape of the product, and the mesh spacing is increased at the portion without the cross-sectional shape because it is separated from the cross-sectional shape of the product, that is, by applying an adaptive mesh distance method. The ice time is reduced and decubbing can be performed without the possibility of product breakage.
종래의 LOM 장비에서는 디큐빙 라인(메쉬) 간격이 일정하여 디큐빙 작업시 많은 어려움이 수반되지만, 본 발명에 따른 적응적 메쉬 거리 방식을 사용하는 가변 메쉬 해칭 방법을 이용하면 시제품 제작 시간은 물론 후처리 시간도 대폭 감소된다. 본원 발명은 기존의 LOM 공정외에도 본 출원인인 개발한 "적층 기법을 이용한 3차원 프린터"에서도 사용될 수 있다.In the conventional LOM equipment, the decubing line (mesh) interval is constant, so many difficulties are involved in the decubing operation, but using the variable mesh hatching method using the adaptive mesh distance method according to the present invention, as well as after the prototype production time Processing time is also greatly reduced. In addition to the existing LOM process, the present invention can be used in the "applied three-dimensional printer using the lamination technique" developed by the applicant.
Claims (1)
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Publications (2)
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KR19990084842A KR19990084842A (en) | 1999-12-06 |
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Family Applications (1)
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1998
- 1998-05-12 KR KR1019980016896A patent/KR100251336B1/en not_active IP Right Cessation
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