KR101849999B1 - A multi head assembly for 3D printer comprising arrays of light sources and polygon mirror, and a scanning method therewith - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 입체조형장비의 멀티헤드장치 및 이를 이용하는 멀티 조형평면 스캐닝 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수개의 조형광원으로 이루어지는 조형광원어레이모듈과 광가이드 기능을 하는 폴리곤미러를 구비하는 구성을 갖고, 이들의 조합으로 조형광선 스캐닝을 고속으로 수행할 수 있고, 정밀한 스캐닝 제어를 통해 조형정밀도를 높일 수 있는 효과를 지니며, 복수의 입체조형물을 동시 또는 동기화하여 조형하여 생산성을 높일 수 있는 입체조형장비의 멀티헤드장치 및 이를 이용하는 조형평면 스캐닝 방법을 제공한다.The present invention relates to a multi-head device of a stereolithography equipment and a multi-shaped planar scanning method using the same. More particularly, the present invention relates to a structure including a molding light source array module composed of a plurality of molding light sources and a polygon mirror And the combination of these can perform scanning of the shaping light beam at a high speed and can improve the precision of shaping through precise scanning control. It is also possible to increase the productivity by simultaneously molding or synchronizing a plurality of three- A multi-head device for stereolithography equipment and a method of forming a planar scanning method using the same are provided.

Description

조형광원어레이 및 폴리곤미러를 구비하는 입체조형장비의 멀티헤드장치 및 이를 이용하는 멀티 조형평면 스캐닝 방법{A multi head assembly for 3D printer comprising arrays of light sources and polygon mirror, and a scanning method therewith}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-head device for a stereolithography device having a shaped light source array and a polygon mirror, and a multi-shaped flat surface scanning method using the multi-

본 발명은, 입체조형장비의 멀티헤드장치 및 이를 이용하는 멀티 조형평면 스캐닝 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수개의 조형광원으로 이루어지는 조형광원어레이모듈과 광가이드 기능을 하는 폴리곤미러를 구비하는 구성을 갖고, 이들의 조합으로 조형광선 스캐닝을 고속으로 수행할 수 있고, 정밀한 스캐닝 제어를 통해 조형정밀도를 높일 수 있는 효과를 지니며, 복수의 입체조형물을 동시 또는 동기화하여 조형하여 생산성을 높일 수 있는 입체조형장비의 멀티헤드장치 및 이를 이용하는 조형평면 스캐닝 방법을 제공한다.The present invention relates to a multi-head device of a stereolithography equipment and a multi-shaped planar scanning method using the same. More particularly, the present invention relates to a structure including a molding light source array module composed of a plurality of molding light sources and a polygon mirror And the combination of these can perform scanning of the shaping light beam at a high speed and can improve the precision of shaping through precise scanning control. It is also possible to increase the productivity by simultaneously molding or synchronizing a plurality of three- A multi-head device for stereolithography equipment and a method of forming a planar scanning method using the same are provided.

3D 프린팅은 제품을 제작하는 방식 중 하나로, 적층 방식을 이용하므로 종래의 절삭가공에 비하여 재료의 손실이 작고, 상대적으로 저렴한 제조 비용이 소요되므로 주로 시제품 제작에 이용하여 왔다. 최근 이 분야의 기술은 시제품 제작을 넘어 차세대 생산기술로서의 가능성을 인정받고 있는데, 제작 속도의 증대, 출력물의 완성도(해상도)가 높아지고, 사용가능한 소재가 다양해지고, 장치의 소형화로 인해 개인들도 이용 접근성이 높아졌기 때문이다. 이러한, 3D 프린팅의 방식은, 크게 SLA(Stereo Lithography Apparatus), SLS(Selective Laser Sintering), FDM(Fused Deposition Modeling) 등의 방식이 존재한다. 3D printing is one of the methods of manufacturing products. Since it uses a lamination method, the loss of material is smaller than that of conventional cutting, and relatively low manufacturing cost is required. In recent years, technology in this field has been recognized as a next generation production technology beyond prototype production. It is possible to increase the speed of production, increase the completeness of output (resolution), diversify usable materials, This is because accessibility has improved. There are various schemes of 3D printing such as SLA (Stereo Lithography Apparatus), SLS (Selective Laser Sintering) and FDM (Fused Deposition Modeling).

대한민국 등록특허 제1407048 호(발명의 명칭 : 3차원 라인 스캔 조형장치 및 이를 이용한 조형방법, 이하 종래기술1이라 한다.) 에서는 3차원 프린트 조형기술 유형 중 SLA방식에 대응하여, 광경화성 수지가 담긴 수조에 광을 조사하여, 광이 조사된 광경화성 수지는 광의 모양에 따라 굳어 얇은 판형 시트가 생성되면 이를 적층하는 방식으로, 광을 조사할 때 점이나 단면 형태가 아닌 라인 형태로 조사하는 방식을 채택하고, 이를 위해, 이송레일, 라인스캔광학헤드를 구비하는 구성을 개시하고 있다.In accordance with the SLA system of the three-dimensional printing molding technology type, Korean Patent No. 1407048 (entitled " 3D line scan forming apparatus and molding method using the same, hereinafter referred to as prior art 1) The photo-curable resin to which light is irradiated by irradiating light to the water tank is laminated when a thin plate-like sheet is formed by hardening according to the shape of light, and a method of irradiating light in a line form And for this purpose, a configuration including a transferring rail and a line scanning optical head is disclosed.

KRKR 10-140704810-1407048 B1B1

종래기술1은, 헤드는 조형광의 조사(scan)에 있어 라인기반(X축)의 조사방식을 채택하고, 헤드가 직접 2축이송레일 위를 슬라이딩하면서 해당 위치로 이동하여 조형광을 조사하는 구성을 취하므로, 광경로를 제어하는 방식에서보다 제어정밀도 및 조형속도가 열악하다는 제1문제점, 상대적으로 무거운 헤드를 직접 이동시키고, 이러한 헤드의 가속, 감속에 따라 진동이 발생하여 조형품질이 저하된다는 제2문제점, 멀티헤드가 협력하여 하나의 조형물을 조형하므로, 구성의 복잡성에 비하여 조형속도 및 조형생산성을 높이는데 한계가 있다는 제3문제점을 갖는다.In the prior art 1, the head adopts a line-based (X-axis) irradiation method for scanning the fluorescent light and moves the head directly to the corresponding position while sliding on the two- The first problem is that the control precision and the molding speed are poorer than in the method of controlling the optical path. Therefore, the relatively heavy head is directly moved, and vibrations are generated due to acceleration and deceleration of the head, The third problem is that there is a limitation in heightening the molding speed and the productivity of molding in comparison with the complexity of the structure because the multi-head cooperates to form a single molding.

상기 문제점을 보완하고 및 상기 니즈를 충족하기 위해 안출된 본 발명은, N개의 조형광선묶음을 광가이드부로 입사시키는 조형광원부, N개의 조형광선묶음을 입사받고, 상기 N개의 조형광선묶음 각각을 소정의 경로로 가이드하여, N개의 조형평면 각각에 대해 일대일대응하여 입사시키는 기능을 구비하는 광가이드부 및 상기 조형광원부 및 상기 광가이드부의 구동을 연동하여 제어하는 제어부를 포함하는 입체조형장비의 멀티헤드장치를 제공한다.In order to solve the above problems and to satisfy the needs, the present invention provides a stereolithographic light source unit for inputting N shaped shaping ray bundles into a light guide unit, wherein N pieces of shaping ray bundles are received, And a control unit for controlling the driving of the shaping light source unit and the light guide unit in conjunction with each other, and a control unit for controlling the driving of the shaping light source unit and the light guide unit in a one- Device.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 제N개의 조형광선묶음(제k조형광선묶음, k=1,2,…N) 각각은, 상기 N개의 조형평면(제k조형평면, k=1,2,…N) 각각에 대해, N개의 라인스캔(제k라인스캔, k=1,2,…N)을 형성하며 입사하고, 광가이드부는, 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 연속적 이동 또는 단속적으로 이격이동시켜, 상기 제k조형평면(k=1,2,…N)의 전면에 대해 입체조형을 위한 광조사가 이루어지도록 할 수 있다.Each of the N shaping beam bundles (k-shaped beam bundles, k = 1, 2, ... N) of the multi-head device of the stereolithography equipment of the present invention includes N shaping planes (k- (K = 1, 2, ... N) for each line scan (k = 1, 2, ..., N) , 2, ..., N) can be moved continuously or intermittently apart to allow light irradiation for stereolithography to be performed on the entire surfaces of the k-th formed surfaces (k = 1, 2, ..., N).

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 광가이드부는, N개의 폴리곤미러(제k폴리곤미러, k=1,2,…N)를 포함하여 이루어지고, 상기 제k폴리곤미러는, 측면이 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향의 폴리곤미러축을 회전중심축으로 하여 설치되며, 상기 제k폴리곤미러를 향해 입사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)은, 상기 소정의 개수의 광반사면 중 하나에 반사되어 상기 제k조형평면(k=1,2,…N)에 입사되면서 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 형성하고, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,…N)는, 상기 폴리곤미러축을 중심으로 회전하면서, 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)의 연속이동 또는 이격이동을 수행할 수 있다.Further, the light guiding portion of the multi-head device of the stereolithography equipment of the present invention comprises N polygon mirrors (kth polygon mirror, k = 1, 2, ... N) K shaped light beams incident on the k-th polygon mirror, and a plurality of light reflecting surfaces provided with a predetermined number of light reflecting surfaces and having a polygon mirror axis in a direction parallel to the arrangement direction of the k- (K = 1, 2, ..., N) is reflected on one of the predetermined number of light reflection surfaces and is incident on the k-th formed plane (k = (K = 1, 2, ..., N) while rotating about the polygon mirror axis, wherein the kth polygon mirror (k = ... N) of the first and second motors.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 N개의 폴리곤미러 각각은, 단방향으로 계속 회전할 수 있다.Further, each of the N polygon mirrors of the multi-head device of the stereolithography equipment of the present invention can continue to rotate in one direction.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 조형광원부는, N개의 조형광원어레이모듈을 포함하여 이루어지고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈은 각각, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향으로 배열되는 복수의 조형광원을 포함하여 이루어지고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원 모두는 서로 동기화되어 구동되고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원으로부터의 조형광은 모두 상기 N개의 조형평면 각각에 동시에 입사할 수 있다.The shaping light source unit of the stereoscopic molding apparatus of the present invention includes N shaping light source array modules, and the N shaping light source array modules are each formed of the k-shaped shaping bundle (k = 1, 2, ..., N), wherein all of the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules are driven in synchronization with each other, and the N shaping light sources All of the light from the plurality of shaping light sources of each of the light source array modules can be simultaneously incident on each of the N shaping planes.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 N개의 조형광원어레이모듈의 복수의 조형광원 각각은, 광섬유번들(bundle)을 포함하여 이루어지는 광섬유레이저, 레이저다이오드(Laser Diode), LED 및 VCSEL 중 어느 하나일 수 있다.In addition, each of the plurality of shaping light sources of the N shaping light source array modules of the multi-head device of the present invention includes an optical fiber laser, It can be either.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치는, 제k조형광선묶음이 각각 상기 제k조형평면의 모든 지점에서 수직하게 입사하게 하는 기능을 구비하는 조형광선묶음입사각보정부를 더 구비할 수 있다.The multi-head device of the stereolithography equipment of the present invention may further include a shaping bundle incident angle correcting unit having a function of causing the k-shaped bundles of rays to vertically enter at all points of the k-th shaping plane, respectively .

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 제어부는, 제k조형광선묶음이 상기 제k조형평면을 이루는 각 지점까지 도달하는데 필요한 경로길이의 차이 또는 상기 제k조형광선묶음의 상기 제k조형평면으로의 입사각도의 차이에 따라 야기되는 상기 각 지점에서의 에너지밀도의 차이를 보정하기 위해 상기 제k조형광선묶음의 진폭 또는 주파수를 제어할 수 있다.The control unit of the multi-head apparatus of the stereoscopic molding apparatus of the present invention may further include a control unit for controlling the difference in path lengths required for the k-shaped ray bundle to reach each point of the k-shaped forming plane, The amplitude or frequency of the k-shaped bundle of rays may be controlled to compensate for the difference in energy density at each of the points caused by the difference in incident angle to the shaping plane.

또한, 본 발명은, N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법으로서, (i) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각이 소정의 위치에 세팅되는 단계, (ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 상기 제k조형광선묶음 각각이 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N) 각각의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계, (iii) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N) 각각에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)을 소정의 시간동안 수행하는 단계, (iv) 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 조사되지 않도록 제어되어 상기 (iii)단계에서의 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)이 종료되는 단계, (v) 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 소정의 간격만큼 이격(stepping)된 위치에 상기 (iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N) 직후의 제k라인스캔(다음 제k라인스캔)이 이루어지게 하기 위해, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)가 소정의 각변위만큼 회전하는 단계, (vi) 상기 제k조형평면의 전면에 대해 조형광의 스캐닝이 완료될 때까지 상기 (ii)단계 내지 상기 (v)단계를 반복하여 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 제공한다.(I) setting each of the k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) to a predetermined position, (ii) (K = 1, 2, ..., N), and each of the k-shaped bundles of rays generates the k-th shaped polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) , N), (iii) starting to enter the k-shaped bundle of rays k (k) reflected on each of the k-th polygon mirrors (K = 1, 2, ..., N) for each of the k-th formed surfaces (k = (K = 1, 2, ..., N) for a predetermined period of time; (iv) (K = 1, 2, ..., N) in the step (iii) is controlled so as not to be irradiated to each of the k-th line scan ) Parallel to the arrangement direction of the k-shaped bundles of rays (K = 1, 2, ..., N) immediately after the k-th line scan (k = 1, 2, ..., N) in the step (iii) to a position stepped by a predetermined interval in a direction perpendicular to the direction (k = 1, 2, ..., N) is rotated by a predetermined angular displacement so as to cause the k-th line (k line scan) And repeating the steps (ii) and (v) until the scanning of the fluorescence is completed.

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, (vi)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method of scanning a shaping plane of the present invention, after the step (vi), the kth polygon mirror (k = 1,2, ..., N) To prepare for rotation.

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, 상기 (vi)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.The scanning method of a shaping plane of the present invention is characterized in that after the step (vi), the kth polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) To prepare for rotation in the direction of rotation.

또한, 본 발명은, (i) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각이 소정의 위치에 세팅되는 단계, (ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N) 각각이 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계, (iii) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(k=1,2,...,N)을 수행하며, 상기 제k라인스캔(line scan)은 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N)가 소정의 속도로 계속 회전하면서, 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 연속적으로 이동하며 이루어지는 단계, (iv) 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N)의 전면에 대해 스캐닝이 완료되면, 상기 (iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 연속적 이동이 종료하는 단계를 포함하고, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii)단계에서 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N)는 소정의 단방향으로 계속 회전하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법을 제공한다. (I) setting each of the k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) to a predetermined position, (ii) (k = 1, 2, ..., N), and the k-shaped bundles of rays (k = 1, 2, ..., N) K) of the k-shaped shaped light beams reflected at each of the k-th polygon mirrors (k = 1, 2, ..., N), (iii) (k = 1, 2, ..., N) for each k th shaping plane (k = 1,2, ..., N) Wherein the k-th line scan is performed while the k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) continues to rotate at a predetermined speed, (Iv) when scanning is completed on the entire surface of the k-th formed surface (k = 1, 2, ..., N) The k-th line in the step (iii) (K = 1, 2, ..., N) in the steps (ii) and (iii). ..., N continue to rotate in a predetermined unidirectional direction.

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, 상기 (iv)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.The scanning method of a shaping plane of the present invention is characterized in that after the step (iv), the kth polygon mirror (k = 1,2, ..., N) And preparing for rotation in a direction opposite to the direction of rotation in the second direction.

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, 상기 (iv)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.The scanning method of a shaping plane of the present invention is characterized in that after the step (iv), the kth polygon mirror (k = 1,2, ..., N) And preparing for rotation in the same direction as the direction of rotation in the second direction.

또한, 본 발명은, 광가이드부는, 공통폴리곤미러를 포함하여 이루어지고, 상기 공통폴리곤미러는, 측면이 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향의 폴리곤미러축을 회전중심축으로 하여 설치되며, 상기 공통폴리곤미러를 향해 입사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)은, 상기 소정의 개수의 광반사면 중 하나에 반사되어 상기 제k조형평면(k=1,2,…N)에 입사되면서 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 형성하고, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 폴리곤미러축을 중심으로 회전하면서, 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)의 연속이동 또는 이격이동을 수행하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치를 제공한다.(K = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) (K = 1, 2, ..., N) incident on the common polygon mirror are provided with a polygon mirror axis in a direction parallel to the arrangement direction of the first polygonal mirror bundle (K = 1, 2, ... N) while being incident on the k-shaped planes (k = 1, 2, ... N) of the common polygon Wherein the mirror performs continuous movement or spacing movement of the k-th line scan (k = 1, 2, ... N) while rotating around the polygon mirror axis .

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 공통폴리곤미러 각각은, 단방향으로 계속 회전할 수 있다.Further, each of the common polygon mirrors of the multi-head device of the stereolithography equipment of the present invention can continuously rotate in one direction.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 조형광원부는, N개의 조형광원어레이모듈을 포함하여 이루어지고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈은 각각, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향으로 배열되는 복수의 조형광원을 포함하여 이루어지고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원 모두는 서로 동기화되어 구동되고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원으로부터의 조형광은 모두 상기 N개의 조형평면 각각에 동시에 입사할 수 있다.The shaping light source unit of the stereoscopic molding apparatus of the present invention includes N shaping light source array modules, and the N shaping light source array modules are each formed of the k-shaped shaping bundle (k = 1, 2, ..., N), wherein all of the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules are driven in synchronization with each other, and the N shaping light sources All of the light from the plurality of shaping light sources of each of the light source array modules can be simultaneously incident on each of the N shaping planes.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 N개의 조형광원어레이모듈의 복수의 조형광원 각각은, 광섬유번들(bundle)을 포함하여 이루어지는 광섬유레이저, 레이저다이오드(Laser Diode), LED 및 VCSEL 중 어느 하나일 수 있다.In addition, each of the plurality of shaping light sources of the N shaping light source array modules of the multi-head device of the present invention includes an optical fiber laser, It can be either.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치는, 제k조형광선묶음이 각각 상기 제k조형평면의 모든 지점에서 수직하게 입사하게 하는 기능을 구비하는 조형광선묶음입사각보정부를 더 구비할 수 있다.The multi-head device of the stereolithography equipment of the present invention may further include a shaping bundle incident angle correcting unit having a function of causing the k-shaped bundles of rays to vertically enter at all points of the k-th shaping plane, respectively .

또한, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 제어부는, 상기 제k조형광선묶음이 상기 제k조형평면을 이루는 각 지점까지 도달하는데 필요한 경로길이의 차이 또는 상기 제k조형광선묶음의 상기 제k조형평면으로의 입사각도의 차이에 따라 야기되는 상기 각 지점에서의 에너지밀도의 차이를 보정하기 위해 상기 제k조형광선묶음의 진폭 또는 주파수를 제어할 수 있다.The control unit of the multi-head apparatus of the stereoscopic molding apparatus of the present invention may further include a control unit for controlling the multi-head apparatus according to the present invention so that the difference in path length required for the k- the amplitude or frequency of the k-shaped bundle of rays may be controlled to compensate for the difference in energy density at each of the points caused by the difference in incident angle to the k-shaped plane.

또한, 본 발명은 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법으로서, (i) 상기 공통폴리곤미러가 소정의 위치에 세팅되는 단계, (ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 상기 제k조형광선묶음 각각이 상기 공통폴리곤미러의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계, (iii) 상기 공통폴리곤미러에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)을 소정의 시간동안 수행하는 단계, (iv) 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 조사되지 않도록 제어되어 상기 (iii)단계에서의 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)이 종료되는 단계, (v) 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 소정의 간격만큼 이격(stepping)된 위치에 상기 (iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N) 직후의 제k라인스캔(다음 제k라인스캔)이 이루어지게 하기 위해, 상기 공통폴리곤미러가 소정의 각변위만큼 회전하는 단계, (vi) 상기 제k조형평면의 전면에 대해 조형광의 스캐닝이 완료될 때까지 상기 (ii)단계 내지 상기 (v)단계를 반복하여 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.(I) setting the common polygon mirror to a predetermined position; (ii) when the shaping light source unit is configured to scan the N pieces of shaping light bundles (k = 1, 2, , ..., N) and starting each of said k-shaped shaped beam bundles to be incident on an arbitrary reflective surface of said common polygon mirror, (iii) (K = 1, 2, ..., N) for each k th shaped planes (k = 1, 2, ..., N) for a predetermined period of time; (iv) the k-shaped bundles of rays k = (K = 1, 2, ..., N) in the step (iii) is controlled so as not to be irradiated to each of the k-th line scan lines (V) a predetermined distance in the direction perpendicular to the direction parallel to the arrangement direction of the k-formable ray bundles, (k-th line scan) immediately after the k-th line scan (k = 1, 2, ..., N) in the step (iii) (Vi) repeating the steps (ii) to (v) until the scanning of the crude fluorescence is completed over the entire surface of the k-th shaping plane And scanning the formed planar surface.

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, (vi)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, in the method of scanning a shaping plane of the present invention, after the step (vi), the common polygon mirror may further include a step of preparing rotation in the same direction as the rotation direction in the step (v).

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, 상기 (vi)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, in the method of scanning a shaping plane of the present invention, after the step (vi), the common polygon mirror may further include a step of preparing rotation in a direction opposite to the rotation direction in the step (v).

본 발명은, N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법으로서, (i) 상기 공통폴리곤미러가 소정의 위치에 세팅되는 단계, (ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N) 각각이 상기 공통폴리곤미러의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계, (iii) 상기 공통폴리곤미러에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(k=1,2,...,N)을 수행하며, 상기 제k라인스캔(line scan)은 상기 공통폴리곤미러가 소정의 속도로 계속 회전하면서, 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 연속적으로 이동하며 이루어지는 단계, (iv) 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N)의 전면에 대해 스캐닝이 완료되면, 상기 iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 연속적 이동이 종료하는 단계를 포함하고, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii)단계에서 상기 공통폴리곤미러는 소정의 단방향으로 계속 회전하는 것을 제공한다.A method for scanning N shaped shaping planes, the method comprising the steps of: (i) setting the common polygon mirror to a predetermined position; (ii) ..., N) and starting each k k shaped beam bundle (k = 1, 2, ..., N) to be incident on any of the reflective surfaces of the common polygon mirror, (iii) (K = 1, 2, ..., N) reflected by the common polygon mirror are arranged for each of the k-th formed surfaces (k = Wherein the kth line scan is performed such that the common polygon mirror continues to rotate at a predetermined speed and the kth shaped ray bundle (k = 1, 2, ..., N) (Iv) when scanning is completed on the entire surface of the k-th formed surface (k = 1, 2, ..., N), the step (k = 1, 2, ..., N) in step iii) Subsequently a step of moving the end, and wherein (ii) said common polygon in step and (iii) the mirror is provided to continue to rotate in a predetermined way.

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, 상기 (iv)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, in the method of scanning a shaping plane of the present invention, after the step (iv), the common polygon mirror is prepared to rotate in a direction opposite to the rotational direction in the step (ii) and the step (iii) .

또한, 본 발명의 조형평면의 스캐닝방법은, 상기 (iv)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, in the method of scanning a shaping plane of the present invention, after the step (iv), the common polygon mirror is prepared to rotate in the same direction as the rotation direction in the steps (ii) and (iii) .

또한, 본 발명의 입체조형장치는, 조형재료를 공급받아 조형레이어를 형성하고 적층하여 입체조형물을 조형하는 입체조형장치로서, 조형광선의 조형평면에의 조사는, 전술한 입체조형장비의 멀티헤드장치를 이용하여 이루어질 수 있다.Further, the stereolithography apparatus of the present invention is a stereolithography apparatus for forming a stereolithography product by forming and laminating a molding layer by receiving molding material, and the irradiation of the molding light ray on the molding surface is performed by a multi- Device can be used.

본 발명은, 복수개의 조형광원으로 이루어지는 조형광원어레이모듈을 구비하여, 조형평면 중 한 축 방향의 라인 스캔을 담당하게 함으로써, 기존의 방식의 스캔 작업을 수행하는 것보다 조형속도를 빠르게 할 수 있다는 제1효과, 단일 방향으로 회전하는 폴리곤미러를 통해 라인 스캔 축과 다른 한 축 방향으로 이격(stepping) 또는 연속이동을 담당하게 하고, 조형광선묶음의 조사위치는 단일 또는 복수 개의 폴리곤미러의 회전각속도 및 회전각변위의 제어를 통해 정밀제어함으로써, 헤드장치로부터 발생하는 진동 및 소음을 줄일 수 있고, 이로써, N개의 조형평면에 형성되는 조형레이어의 품질을 개선할 수 있다는 제2효과, 제어기를 통해, 조형광선묶음의 출력값을 제어하거나, 조형광선입사각보정부를 적용하여, N개의 조형평면 전면에 대해 균일한 조형광선출력밀도를 구현함으로써, 조형품질을 증대시킬 수 있다는 제3효과를 갖는다. The present invention has a shaping light source array module composed of a plurality of shaping light sources to perform line scanning in one axial direction of a shaping plane so that the shaping speed can be made faster than that of a conventional scanning method The first effect is to perform stepping or continuous movement in the other axial direction from the line scan axis through the polygon mirror rotating in a single direction, and the irradiated position of the shaping ray bundle is a rotational angular velocity of the single or plural polygon mirrors And the rotational angular displacement, it is possible to reduce the vibration and noise generated from the head device, thereby improving the quality of the shaping layer formed on the N shaping planes. , Control of the output value of the shaping beam bundle, or application of the shaping beam incident angle correcting section, It has a third effect that by implementing the light output density, to increase the molding quality.

또한, 복수개의 입체조형물을 동시에 조형하고, 나아가 이러한 복수 조형작업을 동기화 또는 동시화하여 조형속도 및 조형생산성을 더욱 증대시킬 수 있다는 제4효과를 갖는다. Further, the fourth effect is that a plurality of stereoscopic molding objects can be formed at the same time, and further, the plurality of molding operations can be synchronized or synchronized to further increase molding speed and molding productivity.

또한, 본 발명은, SLA 또는 SLS 방식을 포함하는 다양한 방식의 입체조형장치에 적용할 수 있다.Further, the present invention can be applied to various types of stereolithography devices including SLA or SLS.

도 1은, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 광가이드부가 N개의 폴리곤미러로 되는 일실시예를 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치의 광가이드부가 공통폴리곤미러로 되는 일실시예를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 이용하여 조형평면을 스캐닝하는 방법의 일실시예를 나타내는 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치에 조형광선묶음입사각보정부가 구비된 일실시예를 나타내는 모식도이다.
도 5는, 본 발명의 조형광원어레이모듈의 조형광원 배치의 실시예를 나타내는 모식도이다.
1 is a schematic view showing an embodiment in which the optical guide part of the multi-head device of the stereolithography equipment according to the present invention is formed into N polygon mirrors.
2 is a schematic view showing an embodiment in which a light guiding portion of a multi-head device of a stereolithography equipment of the present invention becomes a common polygon mirror.
3 is a schematic diagram showing an embodiment of a method of scanning a shaping plane using a multi-head device of a stereolithography equipment according to the present invention.
4 is a schematic view showing an embodiment in which a shaping bundle incident angle correcting unit is provided in a multi-head apparatus of a stereolithography equipment according to the present invention.
Fig. 5 is a schematic view showing an embodiment of a molding light source arrangement of the molded light source array module of the present invention. Fig.

본 발명은, N개의 조형광선묶음을 광가이드부로 입사시키는 조형광원부, N개의 조형광선묶음을 입사받고, N개의 조형광선묶음 각각을 소정의 경로로 가이드하여, N개의 조형평면 각각에 대해 일대일대응하여 입사시키는 기능을 구비하는 광가이드부 및 조형광원부 및 광가이드부의 구동을 연동하여 제어하는 제어부를 주요 구성요소로 가지면서, N개의 조형평면 모두에 대해 소정의 스캐닝패턴으로 조형광을 조사하는 기능을 수행한다. (다만, N개의 조형평면 중 일부에 대해, 특정한 목적을 갖고, 조형광 조사를 하지 않는 경우를 배제하는 것은 아니다)The present invention relates to a stereolithographic light source unit for receiving N shaped shaping ray bundles and guiding each of N shaping ray bundles to a predetermined path so as to form a one-to-one correspondence to each of N shaping planes And a controller for controlling the driving of the shaping light source unit and the light guide unit in conjunction with each other as main components, and has a function of irradiating the crude fluorescence with a predetermined scanning pattern to all of the N shaping planes . (However, it is not excluded that some of the N shaping planes have a specific purpose and are not subjected to the group fluorescence irradiation)

조형광선묶음은, 해당 조형광선묶음이 복수 개의 조형광선의 조합으로 된다는 것을 의미하며, 복수 개의 조형광선 각각에 대한 조형광원의 종류 및 배치(배열)에 제한이 없음은 자명하다. 또한, 복수개의 조형광선이 임의의 평면에 입사할 때, 상기 복수 개의 조형광선의 조합인 조형광선묶음은, 조형평면에 투사되었을 때, 복수 개의 조형광선 각각의 빔스폿이 함께 하나의 선(line) 형태를 이룰 수 있고, 이를 라인스캔이라 칭할 수 있다.(다만, 라인스캔이라는 용어는 복수의 조형광원으로부터 생성되는 조형광선묶음이 조형평면 상에 입사하며 수행하는 스캔작업 그 자체를 의미하기도 한다.) 더욱 구체적으로는, 복수 개의 조형광선 각각이 조형평면에 동시에 조사되는 경우를, 동시라인스캔이라하고, 복수 개의 조형광선 각각이 조형평면에 각각 시간차이를 두고 입사되는 경우를, 비동시라인스캔이라 할 수 있을 것이나, 조형속도측면에서 보면, 동시라인스캔의 경우가 더 바람직한 것임을 고려한다. The shaping ray bundle means that the shaping ray bundle is a combination of a plurality of shaping ray, and it is obvious that there is no limitation on the type and arrangement (arrangement) of shaping ray sources for each of plural shaping ray. When the plurality of shaping light beams enter the arbitrary plane, the shaping light beam bundle, which is a combination of the plurality of shaping light beams, when projected on the shaping plane, causes the beam spots of each of the plurality of shaping light beams to form a line ), Which can be referred to as a line scan (note that the term line scan refers to the scanning operation itself performed by a bundle of shaped beams generated from a plurality of shaped light sources incident on the shaping plane More concretely, a case where a plurality of shaping light beams are simultaneously irradiated on a shaping plane is referred to as simultaneous line scanning, and a case where a plurality of shaping light beams are respectively incident on a shaping plane with a time difference is referred to as a non- Scan, it is considered that, in view of molding speed, simultaneous line scan is more preferable.

또한, N개의 조형광선묶음 각각의 경로에 대해 본다면, N개의 조형광선묶음(제k조형광선묶음, k=1,2,…N) 각각은, N개의 조형평면(제k조형평면, k=1,2,…N) 각각에 대해, N개의 라인스캔(제k라인스캔, k=1,2,…N)을 형성하며 입사하는 것으로 설명될 수 있고, 이를 구현하기 위해, 광가이드부는, 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 연속적 이동 또는 단속적으로 이격이동시켜, 제k조형평면(k=1,2,…N)의 전면에 대해 입체조형을 위한 광조사가 이루어지도록 할 수 있다.Each of the N shaped shaping planes (k-shaped planes, k = 1, 2, ..., N) 1, 2,..., N) and N lines of scan (kth line scan, k = 1, 2, ... N) Light irradiation for stereolithography is performed on the entire surface of the k-th formed plane (k = 1, 2, ... N) by continuously moving or intermittently moving the k-th line scan (k = 1,2, ... N) .

특히, 본 발명에서 제안하는 스캐닝패턴은, 후술하는 바와 같이, 라인스캔이 제k조형광선묶음의 배열 방향(제1방향)과 수직을 이루는 방향(제2방향)으로 소정의 거리만큼 이격(stepping)하면서 반복하는 패턴(제1패턴)이거나, 라인스캔이 연속적으로 제2방향을 따라 이루어지는 패턴일 수 있다(제2패턴). 전자는 한 번의 라인스캔 종료 후 소정의 거리만큼 이격(stepping)된 위치에 다음 번 라인스캔이 이루어지도록 하는 것이다. 조형광원의 출력 관점에서는, 전자는 출력이 시간에 대해 이산적으로 제어되며, 후자는 시간에 대해 연속적으로 변화하도록 제어되는 것을 통해 수행된다. In particular, as described later, the scanning pattern proposed in the present invention is a scanning pattern which is spaced by a predetermined distance in a direction (second direction) perpendicular to the arranging direction (first direction) of the k-shaped bundles of ray bundles (First pattern), or the line scan may be a pattern continuously formed along the second direction (second pattern). The former is to perform the next line scan at a position stepped by a predetermined distance after completion of one line scan. From the point of view of the output of the shaping light source, the former is performed by controlling the output discretely with respect to time, the latter being controlled so as to change continuously with respect to time.

도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에서와 같이, 조형광원부로부터의 조형광선이 조형평면과 평행하게 조사되는 것으로 구성할 수도 있으나, 조형평면과 일정한 각도를 이루면서 조사되는 것도 고려할 수 있음은 물론이다. 이러한 제안들은, 최소의 구성요소를 사용하여 요구되는 기능을 구현하기 위한 것이므로, 반사경, 프리즘 기타 광학요소들을 사용하여, 배치의 일부를 변경, 변형하여 더 복잡하게 되도록 구성하거나, 광선의 각도 등을 일정 정도 변경하여 구성하는 것은 본 발명의 구성과 동일 내지 균등한 범위에 있는 것이라고 할 수 있을 것이다. As in the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the shaping light beam from the shaping light source may be irradiated in parallel with the shaping plane, but may be irradiated while forming a certain angle with the shaping plane to be. Since these proposals are intended to implement the required functionality using minimal components, it is also possible to use mirrors, prisms and other optical elements to alter or modify portions of the arrangement to make it more complex, It can be said that the constitution of changing by a certain degree is the same as or the same range as the constitution of the present invention.

조형평면은, 본 발명의 입체조형장비의 멀티헤드장치에서 그 경로가 제어되는 조형광선묶음이 조사되는 영역을 의미한다. 실제의 조형평면은, 외부에 직접적으로 노출되거나, 또는 조형광선을 직접 조사받지 않고, 조형광선이 투과할 수 있는 투명한 부재로 차단된 상태일 수 있다. 또한, 조형광선에 에너지가 부여되어, 실제로 광경화 또는 소결경화 등의 작용이 일어나는 것은 조형평면 영역에 한정된다는 점에서, 조형평면은 유효조형영역(effective forming region)이라고 표현할 수 있을 것이다. The shaping plane means an area irradiated with a shaping bundle whose path is controlled in a multi-head apparatus of the stereolithography equipment of the present invention. The actual shaping plane may be in a state of being exposed directly to the outside, or blocked by a transparent member through which the shaping light can transmit, without being directly irradiated with shaping light. In addition, the molding plane may be expressed as an effective forming region in that energy is imparted to the molding ray to actually cause the action such as photo-curing or sintering hardening to occur in the molding plane region.

본 발명에서의 N개의 조형평면은, 서로 인접해 있어야 한다든지, 서로 동일한 평면상에 존재해야 한다는 등의 제약조건에 구속되지 않음은 물론이다.It is needless to say that the N shaping planes in the present invention are not constrained to constraint conditions such that they should be adjacent to each other or exist on the same plane.

본 발명의 조형광원부는, N개의 조형광선묶음을 광가이드부로 입사시키는 기능을 수행한다. 구체적으로는, N개의 조형광원어레이모듈을 포함하여 이루어지며, N개의 조형광원어레이모듈은 각각, 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향으로 배열되는 복수의 조형광원을 포함하여 이루어진다. 후술하는 바와 같이, 제k조형광선묶음의 배열방향과 제k폴리곤미러(또는 공통폴리곤미러)의 폴리곤미러축의 방향과 제k라인스캔의 방향은 동일하도록 되는 것이 바람직함을 고려한다.The shaping light source unit of the present invention performs the function of making N pieces of shaping ray bundles enter into the optical guide unit. Specifically, each of the N shaping light source array modules includes N shaping light source array modules, and the N shaping light source array modules are arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the k form light bundles (k = 1, 2, ... N) And includes a plurality of shaping light sources. As will be described later, it is considered that it is preferable that the arrangement direction of the k-shaped group of light rays and the direction of the k-th line scan are the same as the direction of the polygon mirror axis of the k-th polygon mirror (or the common polygon mirror).

본 발명의 일실시예에서, N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원 모두는 서로 동기화되어 구동되고, N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원으로부터의 조형광은 모두 N개의 조형평면 각각에 동시에 입사할 수 있으며, 이를 동시라인스캔이라 칭할 수 있다.(다만, 비동시라인스캔보다 동시라인스캔이 조형속도관점에서 바람직하므로, 동시라인스캔을 라인스캔이라 칭할 수 있는 것이다.) In one embodiment of the present invention, all of the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules are driven in synchronism with each other, and all of the grouping light from the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules is N shaped shaping planes (However, simultaneous line scan is more preferable than non-simultaneous line scan in terms of molding speed, so simultaneous line scan can be called line scan.)

조형광원어레이모듈은 조형광선을 생성하고 후술할 광가이드부로 입사시키는 기능을 수행한다. 본 발명에서 조형광원어레이모듈을 이루는 복수 개의 조형광원은, 다양한 배열구성을 갖는 것을 제안한다. The shaping light source array module functions to generate shaping light beams and to enter the light guide sections to be described later. In the present invention, it is proposed that a plurality of shaping light sources constituting the shaping light source array module have various arrangements.

도 5를 참조하여, 조형광원을 배열하여 조형광원어레이모듈을 구성하는 실시예는, 도 5(a)에 도시된 바와 같은 일렬(선형)배열 또는 다열배열-일례로, 도 5(b)에 나타난 2열배열, 도 5(c)에 도시된 3열배열 등 -같은 선형배치일 수 있다. 5, an embodiment in which the shaping light sources are arranged to constitute the shaping light source array module may be, for example, a linear array or a multi-row array as shown in Fig. 5 (a) The two-column arrangement shown, the three-column arrangement shown in Fig. 5 (c), etc.).

특히, 도 5(b) 내지 도(c)의 다열배열인 경우, 제어부를 통해, 다열을 동시에 제어함을 통해, 2개 또는 3개의 라인스캔을 동시에 수행하는 기능을 구현할 수 있고, 이는 조형속도의 증대를 가져올 수 있다.In particular, in the case of the multi-row arrangement of FIGS. 5 (b) to 5 (c), a function of performing two or three line scans simultaneously can be implemented through simultaneous control of multiple rows through the control unit, .

또한, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 2열배열로서 각 열의 조형광원들이, 전체적으로 지그재그로 배열(다열지그재그배열)되는 것을 고려할 수 있다.Further, as shown in Fig. 5 (d), it can be considered that the molding light sources in each row as a two-row arrangement are arranged in a zigzag manner (multi-row zigzag arrangement) as a whole.

또한, 도 5(e) 내지 도 5(f)를 참조하여, 어레이모듈을 구성하는 다른 실시예로서, 비선형 다열배열를 고려할 수 있다. 하나의 열을 이루는 복수 개의 조형광원묶음(하나 또는 둘 이상의 조형광원으로 구성) 각각은 상호 이격될 수 있으며, 각각의 열은 인접한 열과 어긋나게 배치되어 전체적으로 보았을 때, 각 조형광원들이 지그재그를 이루도록 배열될 수 있다. 5 (e) to 5 (f), a nonlinear multi-row array can be considered as another embodiment of the array module. Each of the plurality of formative light source bundles (constituted by one or two or more formative light sources) constituting one row may be spaced apart from one another, and the respective rows are arranged to be shifted from the adjacent columns so that the molding light sources are arranged to be zigzag .

상기와 같은 조형광원어레이모듈의 배치는, 조형물의 형상 또는 조형 속도, 조형재료, 조형 해상도 등의 측면을 고려하여 종합적으로 결정되어야 한다.The arrangement of the molding light source array module as described above should be determined comprehensively considering the shape of the molding, the molding speed, the molding material, the molding resolution, and the like.

이러한 구성을 통해 조형광원어레이모듈로부터 생성되는 조형광선묶음은 라인스캔을 형성할 수 있게 된다. 복수의 조형광원 간의 간격을 결정함에 있어서는 하나의 라인스캔이 종료된 후, 해당 라인스캔을 이루는 선(line) 상의 모든 지점에 있어 조형재료의 광경화/소결 요구수준(스펙)이 동일한 정도로 충족되도록 하여야 한다. 간격이 너무 넓으면, 하나의 라인에 대해 지점 별로 광경화/소결 정도에 차이가 생기게 되어 조형품질이 저하될 것이고, 간격이 너무 좁아지면, 불필요하게 많은 에너지가 조사되는 문제가 발생할 수 있음을 감안한다. 또한, 조형광원의 출력이 큰 경우에는 조형광원 간의 간격을 크게 할 수 있음을 고려한다. 조형광원어레이모듈의 길이는 적어도 조형평면의 한 변의 길이 이상이 되는 것이 바람직하며, 이는 하나의 라인스캔이 조형평면의 한 변에 해당하는 길이만큼을 한 번에 조사하는 것을 통해 조형시간을 단축시킬 수 있기 때문이다. 또한, 조형광원어레이모듈을 이루는 조형광원의 개수는 전술한 조형광원 간의 간격 및 조형광원어레이모듈의 길이가 결정되면 자동으로 계산된다.With this configuration, the shaped ray bundles generated from the shaped light source array module can form a line scan. In determining the spacing between the plurality of shaping light sources, it is desirable that after one line scan is completed, the photocuring / sintering requirement level (specification) of the shaping material at all points on the line that make up the line scan shall. If the spacing is too wide, there will be a difference in the degree of photo-curing / sintering for each line for one line, and the molding quality will be degraded. If the spacing is too narrow, do. It is also considered that the space between the molding light sources can be increased when the output of the molding light source is large. It is preferable that the length of the molding light source array module is at least equal to or longer than the length of one side of the molding plane so that the molding time can be shortened by irradiating a length of one line scan corresponding to one side of the molding plane at a time It is because. In addition, the number of the molding light sources constituting the molding light source array module is automatically calculated when the distance between the molding light sources and the length of the molding light source array module are determined.

조형광원은 조형광선을 생성하는 기능을 하는 소자이며, 조형광선은, 사용되는 조형재료를 경화시키는데 필요한 에너지를 가지고 있으면 족하므로, 자외선(UV lay), 레이저(laser) 등 모두 선택 가능하다. 다만, 레이저를 이용하면, 높은 에너지를 집속할 수 있을 뿐만 아니라, 그 출력세기 및 온오프제어가 용이하여, 조형광선으로서의 용도에 적합하여 바람직하다. 레이저의 출력 및 파장은, 사용하는 조형재료에 대응하여 결정되어야 한다. 레이저를 생성하기 위한 조형광원으로서는 레이저다이오드(LD), LED, VCSEL 등의 소자(device) 또는 광섬유번들(bundle)을 포함하여 이루어지는 광섬유레이저 등을 적용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 조형광선으로서 단일채널의 광선이 필요하다고 하여 반드시 단일한 소자를 사용할 필요는 없고, 광선(광신호)의 결합 및 분배 기능을 갖는 다양한 소자들(일례로, 릴레이모듈 등)을 이용할 수 있다. 또한, 다양한 광변조모듈 또는 집속렌즈, 프리즘 등의 광학요소을 적용하여 조형광선의 품질을 개선하거나 헤드장치를 소형화하는 구성을 디자인하는 것도 고려할 수 있다. 조형광원어레이모듈은 복수개의 조형광원의 소자로 이루어지므로, 입체조형물의 형상정보도 디지털화 및 소정의 단위정보로 분할 되어 구성되어야 한다. 이러한 조형광원소자들간의 간격은 전술한 바대로, 조형해상도와 밀접한 관계가 있음을 고려하여 설정되어야 한다.The shaping light source is a device that functions to generate shaping light rays. The shaping light can be selected by ultraviolet rays (UV lay), laser (laser), etc., as long as it has energy necessary for curing the molding material to be used. However, when a laser is used, not only high energy can be focused but its output intensity and ON / OFF control are easy, so that it is suitable for use as a shaping beam, which is preferable. The output and wavelength of the laser should be determined corresponding to the molding material used. As a molding light source for generating a laser, an optical fiber laser including a device such as a laser diode (LD), an LED, a VCSEL, or an optical fiber bundle may be applied, but the present invention is not limited thereto. Since a single-channel light beam is required, it is not necessarily required to use a single device, and various devices (for example, a relay module) having a function of combining and distributing a light beam (optical signal) can be used. It is also conceivable to design a configuration for improving the quality of the shaping light beam or for miniaturizing the head device by applying optical elements such as various optical modulation modules or focusing lenses or prisms. Since the shaping light source array module is composed of elements of a plurality of shaping light sources, the shape information of the stereolithography should also be constituted by being digitized and divided into predetermined unit information. The spacing between the molding light source elements should be set in consideration of the close relationship with the molding resolution as described above.

제어부는, 조형광원부와 광가이드부의 구동을 연동제어하는데, 구체적인 제어대상은, 조형광원부(조형광원어레이모듈)를 이루는 복수의 조형광원의 온오프와 출력값, 광가이드부의 구동(회전/정지) 등이 될 것이다. 광가이드부에 포함되는 폴리곤미러 회전각제어에 따라 조형광선묶음의 조형평면에 대해 조사 위치가 특정되고, 이렇게 특정된 조사 위치에 대하여, 조형레이어 이미지정보에 의거, 조형광원부의 제어를 통해 조형광선묶음의 구동이 제어되어야 한다. 이를 통해 하나의 조형평면에 대한 조형광선묶음의 조사가 완료되어 하나의 조형레이어가 성형되는 것이며, 이러한 조형레이어가 적층되어 입체조형물이 완성되는 것이다. The control unit controls the driving of the shaping light source unit and the light guide unit interlockingly. The specific object to be controlled is on-off and output values of a plurality of shaping light sources constituting the shaping light source unit (shaping light source array module) . The irradiating position is specified with respect to the shaping plane of the shaping bundle according to the polygon mirror rotational angle control included in the light guide section, and based on the shaping layer image information, the shaping beam The drive of the bundle must be controlled. In this way, irradiation of the group of shaping rays to one shaping plane is completed and one shaping layer is formed, and the shaping layers are stacked to complete the stereolithography.

제어부는, 크게 제어변수에 대해 적절한 제어신호를 발생시키는 처리부 및 처리부에서 발생한 제어신호를 처리하여 해당 구성요소의 구동을 발생시키는 구동부로 이루어진다. 처리부는 회로 등 하드웨어로 구현하거나, 프로그램 등 소프트웨어적으로 구성할 수 있다. 조형광선의 온오프제어는, 조형광선생성소자 -LD, LED 또는 VCSEL 등- 의 온오프를 제어하는 구성을 취할 수도 있으며, 조형광선생성소자에 의해 생성되는 조형광선을 시간에 따라 선택적으로 통과 또는 차단하는 셔터(shutter)등의 부가적인 구성요소를 두고 이들을 제어하는 것을 통해 구현할 수 있으나, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. The control unit includes a processing unit for generating an appropriate control signal for the control variable and a driving unit for processing the control signal generated in the processing unit and generating driving of the corresponding component. The processing unit can be implemented by hardware such as a circuit, or can be configured by software such as a program. The on-off control of the shaping beam may take the form of controlling the on / off of the shaping light generating element-LD, LED, VCSEL or the like, and may selectively pass through the shaping light generated by the shaping light- But it is not limited to such a configuration.

제어부는, 조형광원부(조형광원어레이모듈)의 구동을 제어하는 기능을 수행하는데,이는 복수의 조형광원들을 서로 연동제어하는 것을 의미한다. 특히, 복수의 조형광원들을 동기화(synchronizing)하여 제어하는 경우, 제k라인스캔을 이루는 제k조형광선묶음은 제k조형평면에 일시에 입사하게 되는데, 이를 통해, 하나의 단위 시간(이는 조형재료의 광경화/소결을 위해 필요한 광선조사시간과 연관된다.) 동안의 조사 만으로, 제k조형평면 한 축 방향에 대한 스캐닝, 즉 소위 '일시적인 선스캔'을 완료할 수 있으므로, 조형시간을 최소화할 수 있다. 다만, 필요에 의해, 제k조형평면 한 축 방향의 스캐닝이 '이동(moving)하는 선스캔'을 구현하도록 조형광원 각각을 구동하는 것을 배제하는 것은 아니다. The control unit controls the driving of the molding light source unit (molding light source array module), which means that a plurality of molding light sources are interlocked with each other. In particular, when synchronizing and controlling a plurality of shaping light sources, a k-shaped bundle of rays forming a k-th line scan enters into the k-th shaping plane at a time, through which a unit time , The so-called " transient line scan " can be completed with only the irradiation during the period of time required for photocuring / sintering of the k-shaped plane, . However, it is not necessary to exclude that each of the shaping light sources should be driven so as to realize " moving line scan "

제어부의 광가이드부에 대한 제어는 폴리곤미러의 회전제어에 의해 이루어지며, 주된 제어변수는 폴리곤미러의 회전각속도, 회전각변위 및 회전각가속도가 된다. 제어부의 제어신호에 대하여 이러한 제어변수들이 작은 지연시간(lead time) 내에 작은 오차를 갖고 추종하는 것이 필요하며, 이를 위해 전동식 제어방법을 이용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 시간에 따라 변화하는 제어신호(전기신호)에 대응하여 상기 회전각속도, 회전각변위, 회전각가속도를 구현할 수 있는 전동서보모터 (electric servo-motor)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이격(stepping)의 간격(크기)은 폴리곤미러의 회전각에 따라 결정되는데, 그 값이 너무 작으면, 라인스캔(line scan)되어 경화가 이미 진행된 부위에 다시 조형광선묶음이 조사되므로, 비효율적이고, 그 값이 너무 크면, 조형광선묶음이 조사되지 않는 부분이 생기게 됨을 감안하여야 한다.The control of the light guide portion of the control portion is performed by controlling the rotation of the polygon mirror, and the main control variables are the rotational angular velocity, the rotational angular displacement, and the rotational angular acceleration of the polygon mirror. It is necessary for these control variables to follow up with a small error within a small lead time with respect to the control signal of the control section and it is preferable to use the electric control method for this purpose. More preferably, it is possible to use an electric servo-motor capable of realizing the rotational angular velocity, the rotational angular displacement, and the rotational angular acceleration corresponding to a control signal (electric signal) varying with time, no. The spacing (size) of the stepping is determined according to the rotation angle of the polygon mirror. If the value is too small, the patterning ray bundle is irradiated again on the area where the hardening has already proceeded due to line scan, , And if the value is too large, it should be considered that a part of the molding ray bundle is not irradiated.

제어부는 다음 기능을 추가로 수행할 수 있다. 조형광선묶음의 출력값 제어인데, 구체적으로 조형광선묶음을 이루는 각 조형광선의 진폭 또는 주파수를 제어하는 것이며, 이는 상기 제k조형광선묶음이 상기 제k조형평면을 이루는 각 지점까지 도달하는데 필요한 경로길이의 차이 또는 상기 제k조형광선묶음의 상기 제k조형평면으로의 입사각도의 차이에 따라 야기되는 상기 각 지점에서의 에너지밀도의 차이를 보정하기 위해 상기 제k조형광선묶음의 진폭 또는 주파수를 제어한다는 것이다. 이에 대하여 상술하자면, 조형광선묶음이 조형평면에 대해 수직으로 입사하면, 입사면적(빔스폿크기)이 최소가 되므로, 조형광선출력밀도가 커지게 되며, 반대로 조형광선이 조형평면에 대해 비스듬한 각도를 가지면서 입사한다면, 입사면적(빔스폿크기)도 커지게 되므로, 조형광선출력밀도는 작아지게 된다. 그런데, 조형재료에 대한 조형광선의 경화-광경화 또는 분말소결 등 -작용의 정도는 조형광선출력밀도의 크기에 비례하므로, 조형평면의 전면적에 대해, 균일한 조형광선출력밀도를 보장하여, 조형레이어의 품질을 확보하기 위해서는 상기와 같은 조형광선의 출력값 제어가 필요할 것이다. 또한, 특히 본 발명의 헤드장치가 대형화되는 경우, 조형광선묶음이 조형평면을 이루는 각 지점까지 도달하는 데 필요한 광경로길이에 따라 조형광선의 에너지 손실 정도도 차이가 생기게 될 것이므로, 이에 대한 보정이 필요한 것이다. The control unit can further perform the following functions. Control of the amplitude or frequency of each shaping ray forming the shaping ray bundle, which is required to control the amplitude of the path length necessary for the k-shaped shaping ray bundle to reach each point of the k- Or the amplitude or frequency of the k-shaped bundle of rays to correct the difference in energy density at each of the points caused by the difference in the angle of incidence of the k-shaped bundle of rays to the k- It is. In other words, when the shaping bundle is incident perpendicular to the shaping plane, the incidence area (beam spot size) is minimized, so that the shaping light output density becomes large. On the contrary, when the shaping beam is inclined at an oblique angle The incidence area (beam spot size) becomes large, so that the shaping light output density becomes small. However, since the degree of the action of the curing-light curing or powder sintering of the molding light to the molding material is proportional to the size of the molding light output density, a uniform molding light output density is ensured over the entire surface of the molding surface, In order to secure the quality of the layer, it is necessary to control the output value of the shaping beam as described above. In particular, when the head device of the present invention is enlarged, the energy loss degree of the shaping light ray will vary depending on the length of the light path required to reach each point of the shaping plane bundle. It is necessary.

또한, 본 발명의 입체조형장비의 헤드장치는, 조형평면을 이루는 모든 지점에서 조형광선묶음이 조형평면에 대해 수직하게 입사하게 하는 기능을 구비하는 조형광선묶음입사각보정부를 더 구비할 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 조형광선출력밀도를 각 입사지점에 따라 균일하게 하기 위한 것이다. 일실시예에서의 조형광선묶음입사각보정부는, 조형평면의 상부에 설치되는 렌즈(에프-세타렌즈 등)로서, 광가이드부로부터 반사된 조형광선묶음의 입사각이 각 지점별로 상이함에도 불구하고, 두 번의 굴절과정을 통하고 나면, 조형평면상에 수직으로 입사하도록 유도하는 기능을 하나, 이러한 예에 한정할 것이 아님은 물론이다.In addition, the head device of the stereolithography equipment of the present invention may further include a shaping bundle incident angle correcting unit having a function of causing the bundles of shaping bundles to be incident perpendicularly to the shaping plane at all points forming the shaping plane. This is for uniformizing the shaping light output density as described above according to each incident point. The shaping ray bundle incident angle correcting unit in one embodiment is a lens (such as an F-theta lens) provided on the shaping plane, and although the incident angles of the bundles of shaping rays reflected from the light guiding unit are different for each point, It is needless to say that the present invention is not limited to such an example.

광가이드부는, N개의 조형평면 상부의 소정의 위치에 설치되고, 조형광원부로부터의 N개의 조형광선묶음을 가이드하여 N개의 조형평면상에 입사시키는 기능 및 N개의 조형평면에의 N개의 조형광선묶음의 조사에 있어, 누락되는 부위가 발생하지 않도록 N개의 라인스캔을 이격(stepping)하는 기능을 구현한다.The light guide portion is provided at a predetermined position on the upper part of the N shaping planes, and has a function of guiding the N shaping beam bundles from the shaping light source portion to enter the N shaping planes, and a function of arranging N shaping beam bundles A step of stepping N line scans is implemented so that a missing part does not occur.

본 발명과 관련하여, 광가이드부와 관련하여서, 크게 두 가지의 실시예를 고려할 수 있는데, 제1실시예는, 광가이드부가 N개의 폴리곤미러로 구성되는 것이고, 제2실시예는, 광가이드부가 1개의 공통폴리곤미러로 구성된다. In relation to the present invention, two types of embodiments can be considered in relation to the light guide portion. In the first embodiment, the light guide portion is made up of N polygon mirrors. In the second embodiment, And one additional common polygon mirror.

<제1실시예>&Lt; Embodiment 1 >

도 1에서, 2개의 조형평면을 스캐닝하기 위해 두 개의 조형광원어레이모듈을 구비하고, 광가이드부가 2개의 폴리곤미러를 포함하여 이루어진 실시예(N=2)에 대해 도시되어 있음을 참조하면, 광가이드부는, N개의 폴리곤미러(제k폴리곤미러, k=1,2,…N)를 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 1, with two shaping light source array modules for scanning two shaping planes and with the light guide portion shown for an embodiment (N = 2) comprising two polygon mirrors, The guide portion includes N polygon mirrors (kth polygon mirror, k = 1, 2, ... N).

제k폴리곤미러(k=1,2,…N)는, 측면이 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향의 폴리곤미러축을 회전중심축으로 하여 설치된다. 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향은, 제k라인스캔의 방향과 동일한 것이기도 하다.The k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) is provided with a predetermined number of light reflecting surfaces on its side surfaces and a polygon mirror axis parallel to the arrangement direction of the k- do. The direction parallel to the arrangement direction of the k form light beam bundles is the same as the direction of the k-th line scan.

전술한 제k조형평면에는 실제로 조형재료가 공급되어 위치한다는 것을 전제한다. 하나의 제k조형평면에 대해 조형광선묶음의 스캐닝이 완료되고 나면, 하나의 조형레이어가 형성되는 것이며, 이러한 조형레이어가 적층되어 하나의 입체조형물을 형성하게 된다. 제k조형평면의 스캐닝에 있어, 제k조형광선이 조사되지 않는 부분이 있어서는 안되며, 스캐닝 소요시간을 최소화할 수 있는 최적의 경로를 통해 스캐닝을 수행하는 것이 바람직하다.It is assumed that the above-mentioned k-shaped plane is actually supplied with the molding material. Once the scanning of the shaping bundles is completed on one k-shaped shaping plane, one shaping layer is formed, and these shaping layers are stacked to form a three-dimensional sphere. In the scanning of the k-th formed plane, it is preferable that there is no part where the k-shaped light beam is not irradiated, and the scanning is performed through the optimal path that minimizes the scanning time.

스캐닝 방식으로는 광가이드부의 제k폴리곤미러의 회전제어 패턴에 따라 두 가지 의 실시예를 제안한다. As a scanning method, two embodiments are proposed according to the rotation control pattern of the k-th polygon mirror of the light guide portion.

제k폴리곤미러를 향해 입사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)은, 제k폴리곤미러의 소정의 개수의 광반사면 중 하나에 반사되어 제k조형평면(k=1,2,…N)에 입사되면서 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 형성하고, 제k폴리곤미러(k=1,2,…N)는, 폴리곤미러축을 중심으로 회전하면서, 제k라인스캔(k=1,2,…N)의 연속이동 또는 이격이동을 수행한다. 제k라인스캔이 이격이동하도록 구현하는 실시예가 전술한 제1패턴의 스캐닝패턴이고, 제k라인스캔이 연속이동하도록 구현하는 실시예가 전술한 제2패턴의 스캐닝패턴이다. (K = 1, 2, ... N) incident on the k-th polygon mirror is reflected on one of the predetermined number of light reflection surfaces of the k-th polygon mirror to form an k-th formed plane (k = 1 (K = 1, 2, ... N), while the kth polygon mirror (k = 1, 2, ... N) is rotated about the polygon mirror axis , K-line scan (k = 1, 2, ... N). The embodiment in which the k-th line scan is made to move in the spaced apart manner is the scanning pattern of the first pattern described above, and the embodiment in which the k-th line scan is continuously moved is the scanning pattern of the second pattern described above.

N개의 폴리곤미러 각각은, 단방향으로 계속 회전하도록 설정될 수 있으며, 이는 상기 제1패턴 및 상기 제2패턴 모두에 대해 의미가 있다. 제k조형광선묶음이 입사하는 폴리곤미러의 광반사면 중 하나는, 조형평면 전체에 대한 1회의 면스캐닝에 계속하여 관여하기 때문이다.(그 광반사면의 인접한 광반사면이 조형평면 전체에 대한 다음번 면스캐닝에 관여한다.)Each of the N polygon mirrors may be set to continue to rotate in a unidirectional sense, which is meaningful for both the first pattern and the second pattern. One of the light reflection surfaces of the polygon mirror into which the k-shaped light beam bundle enters is continuously involved in one-time surface scanning with respect to the entire shaping plane. (Since the adjacent light reflection surface of the light reflection surface is the next surface Engage in scanning.)

제k폴리곤미러(k=1,2,...,N) 각각은, 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 폴리곤미러축을 중심으로 회전하는 폴리곤미러로 구성된다. 이러한 폴리곤미러는 회전축에 대해 수직한 단면의 형상이 다각형으로 되고, 측면표면이 조형광선을 반사할 수 있도록 구성되어야 한다. 더욱 바람직하게는 상기 단면형상이 정다각형인 폴리곤미러를 채택하면, 폴리곤미러의 회전속도 및 회전방향을 정밀제어하는 것이 용이하므로 유리하다. 폴리곤미러의 단면은, 정사각형, 정오각형, 정육각형, 정팔각형 등으로 하는 것이 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 폴리곤미러의 길이는, 조형광원어레이모듈의 길이 이상이 되는 것이 바람직하다. 그리고, 폴리곤미러 측면의 반사면은 서로 동일한 모양과 크기를 갖는 직사각형일 수 있으며. 이렇게 되면, 폴리곤미러의 전체적인 형상은 정다각기둥이 될 수 있다. 나아가, 폴리곤미러의 회전축의 설치각도 및 조형광선의 입사각도, 또는 본 발명의 헤드장치의 전체적인 크기 등 변수에 따라, 폴리곤미러 크기를 결정해야 한다. 일실시예에서, 광가이드부를 이루는 각 폴리곤미러는 정육각기둥의 형상으로 구현되어 있다. 폴리곤미러의 회전축은, 다양한 방법으로 조형평면의 상부의 소정의 위치에 설치될 수 있다. Each of the k-th polygon mirrors (k = 1, 2, ..., N) is composed of a polygon mirror having a predetermined number of light reflecting surfaces and rotating about the polygon mirror axis. Such a polygon mirror should have a polygonal shape in the cross section perpendicular to the rotation axis, and the side surface should be configured to reflect the shaping light. More preferably, adopting a polygon mirror having a regular cross-sectional shape is advantageous because it is easy to precisely control the rotation speed and the rotation direction of the polygon mirror. The cross section of the polygon mirror can be a square, a regular pentagon, a regular hexagon, a regular octagon, but is not limited thereto. It is preferable that the length of the polygon mirror is not less than the length of the molded light source array module. The reflecting surfaces on the sides of the polygon mirror may be rectangular shapes having the same shape and size. In this case, the overall shape of the polygon mirror can be a regular prism. Further, the polygon mirror size must be determined according to parameters such as the installation angle of the rotation axis of the polygon mirror and the incidence angle of the shaping beam, or the overall size of the head device of the present invention. In one embodiment, each of the polygon mirrors constituting the light guide portion is implemented in the form of a square barrel. The rotary shaft of the polygon mirror can be installed at a predetermined position above the shaping plane in various ways.

이하, 실시예 1의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법 중 전술한 제1패턴(라인스캔의 이격이동)의 스캐닝패턴을 적용하는 예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an example of applying the scanning pattern of the first pattern (spacing of line scan) among the methods of scanning N modeling planes using the multi-head device of the stereolithography equipment according to the first embodiment will be described.

도 3을 참조하여, 이격(stepping)은 하나의 라인스캔이 완전히 종료된 이후, 이루어져야 하며, 나아가, 이격이 완전히 종료된 이후, 다음 번 라인스캔이 이루어져야 한다. 즉 라인스캔 뿐만 아니라 이격도 비연속적으로(discontiuously) 내지 이산적으로(discretely) 수행되어야 한다. 다시 말하면, 제k폴리곤미러가 정지된 상태에서 하나의 라인스캔이 수행되고, 그 라인스캔이 종료되면 제k폴리곤미러가 소정의 각도만큼 회전한 후, 정지하고, 다음번 라인스캔이 수행되는 방식이다. 이러한 방식은 조형광선조사지점에 대해 충분한 에너지를 가할 수 있어, 조형레이어 두께를 크게 설정할 수 있고, 이격(stepping) 과정에서는 폴리곤미러의 회전속도를 빠르게 할 수 있다는 장점이 있다. Referring to FIG. 3, the stepping should be performed after one line scan is completely terminated, and further, after the completion of the separation, the next line scan must be performed. That is, the line spacing as well as the line scan must be performed discontinuously or discretely. In other words, when one line scan is performed while the k-th polygon mirror is stopped, and the line scan is completed, the k-th polygon mirror is rotated by a predetermined angle, then stopped, and the next line scan is performed . This method can apply a sufficient energy to the shaping beam irradiation point, which can set the thickness of the shaping layer to a large value, and can speed up the rotation speed of the polygon mirror during the stepping process.

제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 이격(stepping)에 있어, 이격거리간격 및 이격시간간격 등의 설정파라미터를 고려할 수 있으며, 이들 파라미터는 조형광선묶음의 출력 및 조형레이어의 설정두께, 조형재료의 종류, 조형광원소자들 사이의 간격 등 다양한 변수들과 관련되어 있다. 또한, 조형광선묶음은 조형평면에 도달하여 조형재료에 에너지(광경화 또는 소결작용의 동인이 되는)를 전달하는데, 이러한 에너지는 특정 지점이 아닌 소정의 면적 및 깊이를 갖는 영역으로 파급된다. 조형광선묶음의 출력밀도가 크면, 동일한 시간 동안 조사가 이루어지더라도, 더 넓은 영역에 걸쳐 에너지가 전달되므로, 제k라인스캔의 이격거리간격을 상대적으로 크게 할 수 있다. 또한, 이격거리간격의 존재로 인해, 제k라인스캔은 소정의 시간 동안 이루어져야 하며, 이러한 시간은 출력 및 이격거리간격 등을 감안하여 결정하여야 한다. (물론 제k라인스캔을 연속적으로 이동시키는 것도 가능함은 물론이다)In the stepping of the k-th line scan (k = 1, 2, ..., N), setting parameters such as spacing distance and spacing time interval can be considered, The thickness of the shaping layer, the type of shaping material, the spacing between the shaping light sources, and the like. In addition, the shaping bundle reaches the shaping plane and transfers energy (which is the driving force of photocuring or sintering) to the molding material, which is spread to a region having a predetermined area and depth rather than a specific point. If the output density of the shaping bundle is large, even if irradiation is performed for the same time, the energy is transferred over a wider area, so that the spacing distance of the k-th line scan can be made relatively large. Also, due to the presence of the spacing distance, the k-th line scan must be made for a predetermined time, which time should be determined in consideration of the output and spacing distance. (Of course, it is also possible to continuously move the k-th line scan)

도 3을 참조하여, 제1패턴의 스캐닝 과정을 시계열적으로 나타내면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, the scanning process of the first pattern is shown in a time-series manner as follows.

첫째, 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각이 소정의 위치에 세팅된다. 제k폴리곤미러의 초기 위치는 조형평면의 가장자리 소정 부위에 제k조형광선묶음이 입사될 수 있도록 조정된다. 둘째, 조형광원부가 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 제k조형광선묶음 각각이 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N) 각각의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작한다. 셋째, 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N) 각각에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)을 소정의 시간동안 수행한다.(도3(a)) 넷째, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 조사되지 않도록 제어되어 상기 셋째 단계에서의 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)이 종료된다. 이때의 제어는, 조형광원부의 조형광원에 대한 출력오프(off), 셔터(shutter) 등의 추가구성요소의 이용, 조형평면 근처에 설치한 차단막의 이용 등을 적용할 수도 있고, 조형광선묶음이 조형평면에 입사되더라도 조형재료의 경화 또는 소결작용이 일어나지 않을 정도까지 조형광선묶음의 출력을 낮추는 방법 등을 고려할 수 있다. 다섯째, 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 소정의 간격만큼 이격(stepping)된 위치에 상기 셋째 단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N) 직후의 제k라인스캔(다음 제k라인스캔)이 이루어지게 하기 위해, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)가 소정의 각변위만큼 회전한다.(도3(b)) 여섯째, 상기 제k조형평면의 전면에 대해 조형광의 스캐닝이 완료될 때까지 상기 둘째 단계 내지 상기 다섯째 단계를 반복하여 수행한다(도3(c)). 물론 전과정에 걸쳐 제k폴리곤미러는 소정의 단방향으로 계속 회전하는 것이 필요하다는 것은 자명하다. 일곱째, 여섯째 단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비할 수도 있지만, 다른 방향으로 회전을 준비할 수 있다. 이는, 하나의 조형평면에 대해 조사를 완료하고 난 후, 다음 번 조사 시에, 직전 조사 때의 제k폴리곤미러의 회전방향과 반대방향으로 회전하도록 할 수도 있다는 것이다.First, each kth polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) is set at a predetermined position. The initial position of the k-th polygon mirror is adjusted so that the k-shaped bundle of rays can be incident on a predetermined portion of the edge of the shaping plane. (K = 1, 2, ..., N), and each k-shaped bundle of rays generates a k-th polygon mirror (k = ) On each of the reflection surfaces. (K = 1, 2, ..., N) reflected on each k-th polygon mirror (k = 1, 2, the kth line scan (k = 1, 2, ..., N) is performed for a predetermined time with respect to each of k = 1, 2, (K = 1, 2, ..., N) is controlled not to be irradiated on each of the k-th formed planes (k = 1, 2, ..., N) The kth line scan (k = 1, 2, ..., N) in the third stage is terminated. The control at this time may be such that the output off of a shaping light source of the shaping light source, the use of additional components such as a shutter, the use of a shielding film provided near the shaping plane, A method of lowering the output of the shaping beam bundle to such an extent that hardening or sintering of the molding material does not occur even if it is incident on the shaping plane can be considered. Fifth, the k-th line scan (k = 1, 2, ...) at the third step is performed at a position stepped by a predetermined interval in a direction perpendicular to the direction parallel to the arrangement direction of the k-shaped bundles of rays. The kth polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) rotates by a predetermined angular displacement so that the k-th line scan (next k-th line scan) 6 (b)). Sixth, the second to fifth steps are repeatedly performed until the scanning of the fluorescent light is completed on the entire surface of the k-th formed plane (FIG. 3 (c)). Of course, it is obvious that the k-th polygon mirror needs to continue to rotate in a predetermined unidirection throughout the entire process. Seventh, after the sixth stage, the kth polygon mirror (k = 1,2, ..., N) may be prepared to rotate in the same direction as the rotation direction in the step (v) Can be prepared. This is because, after completing the irradiation with respect to one shaping plane, it may be rotated in the direction opposite to the rotation direction of the k-th polygon mirror at the next irradiation, immediately before irradiation.

다음으로, 실시예 1의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법 중 전술한 제2패턴(라인스캔의 이격이동)의 스캐닝패턴을 적용하는 예에 관하여 설명한다.Next, an example of applying the scanning pattern of the second pattern (spacing of line scan) among the methods of scanning N shaping planes using the multi-head device of the stereolithography equipment according to the first embodiment will be described.

라인스캔이 소정의 속도(이러한 속도는 폴리곤미러의 회전각속도와 함수관계)로 조형면을 연속적으로 스위핑(sweeping)하는 방식이다. 이때의 속도가 너무 빠르면, 조형광선묶음조사지점에 대해 충분한 에너지를 가할 수 없을 수 있음을 감안하여야 한다. 다만, 광원출력을 증대시키거나, 조형광원소자간 간격을 좁게 설정하는 등의 설정을 고려할 수 있다. 또한, 조형레이어 두께를 작게 설정하여, 필요에너지 자체를 감소시킬 수도 있을 것이다. 이러한 방식의 스캐닝 패턴을 이용하면, 폴리곤미러가 정지 없이 연속적으로 회전하도록 할 수 있으므로, 폴리곤미러의 회전/정지 과정에서 발생되는 진동, 소음을 저감할 수 있어, 조형품질 및 작업환경을 양호하게 할 수 있다는 장점이 있음을 고려한다. 본 스캐닝 방식(제2패턴)은, 조형광원의 출력이 시간에 대하여 연속적으로 변화하도록 제어하여 수행된다.The line scan is a method of continuously sweeping the shaping surface at a predetermined speed (this speed is a function relationship with the rotational angular velocity of the polygon mirror). It should be noted that if the velocity is too fast, it may not be possible to apply sufficient energy to the shaping beam bundle irradiating point. However, it is possible to consider settings such as increasing the output of the light source, or narrowing the spacing between the molding light source elements. In addition, the thickness of the shaping layer may be set small to reduce the required energy itself. By using the scanning pattern of this type, the polygon mirror can be continuously rotated without stopping, so that the vibration and noise generated in the rotation / stopping process of the polygon mirror can be reduced, thereby improving the shaping quality and working environment Considering the advantage of being able to This scanning method (second pattern) is performed by controlling so that the output of the shaping light source changes continuously with respect to time.

제2패턴의 스캐닝 과정을 시계열적으로 나타내면 다음과 같다.The scanning process of the second pattern is shown in a time-wise manner as follows.

첫째, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각이 소정의 위치에 세팅된다. 둘째, 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N) 각각이 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작한다. 셋째, 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(k=1,2,...,N)을 수행하며, 상기 제k라인스캔(line scan)은 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N)가 소정의 속도로 계속 회전하면서, 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 연속적으로 이동하며 이루어진다. 넷째, 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N)의 전면에 대해 스캐닝이 완료되면, 상기 셋째 단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 연속적 이동이 종료한다.First, each of the k-th polygon mirrors (k = 1, 2, ..., N) is set at a predetermined position. (K = 1, 2, ..., N) and the k-shaped bundles of rays (k = 1, 2, ..., N) (K = 1, 2, ..., N) of the k-th polygon mirror. (K = 1, 2, ..., N) reflected on each k-th polygon mirror (k = 1, 2, (k = 1, 2, ..., N) for each of k = 1, 2, ..., N, The polygon mirrors (k = 1, 2, ..., N) continue to rotate at a predetermined speed and move in a direction perpendicular to the direction parallel to the array direction of the k-shaped bundles of rays. (K = 1, 2, ..., N) in the third step, when scanning is completed for the entire surface of the k-th formed surface (k = ) Is completed.

특히, 둘째 단계 및 셋째 단계에서 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N)는 소정의 단방향으로 계속 회전하도록 하는 것이 바람직하며, 넷째 단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 둘째 단계 및 상기 셋째 단계에서의 회전방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있으나, 전자가 바람직함은 전술한 바와 같다. In particular, in the second stage and the third stage, it is preferable that the k-th polygon mirror (k = 1,2, ..., N) continues to rotate in a predetermined unidirectional direction. = 1,2, ..., N) may further comprise preparing for rotation in the same or opposite direction as the rotation direction in the second step and the third step, Same as.

<제2실시예>&Lt; Embodiment 2 >

도 2에서, 2개의 조형평면을 스캐닝하기 위해 두 개의 조형광원어레이모듈을 구비하는 실시예(N=2)에 대해 도시되어 있음을 참조하면, 광가이드부는, 공통폴리곤미러를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 2, shown for an embodiment (N = 2) comprising two shaped light source array modules for scanning two shaping planes, the light guide portion comprises a common polygon mirror.

공통폴리곤미러는, 측면이 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향의 폴리곤미러축을 회전중심축으로 하여 설치된다. 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향은, 제k라인스캔의 방향과 동일한 것이기도 하다.The common polygon mirror is provided with a predetermined number of light reflecting surfaces on its side surfaces and a polygon mirror axis in a direction parallel to the array direction of the k-shaped light beam bundles (k = 1, 2, ... N) do. The direction parallel to the arrangement direction of the k form light beam bundles is the same as the direction of the k-th line scan.

전술한 제k조형평면에는 실제로 조형재료가 공급되어 위치한다는 것을 전제한다. 하나의 제k조형평면에 대해 조형광선묶음의 스캐닝이 완료되고 나면, 하나의 조형레이어가 형성되는 것이며, 이러한 조형레이어가 적층되어 하나의 입체조형물을 형성하게 된다. 제k조형평면의 스캐닝에 있어, 제k조형광선이 조사되지 않는 부분이 있어서는 안되며, 스캐닝 소요시간을 최소화할 수 있는 최적의 경로를 통해 스캐닝을 수행하는 것이 바람직하다.It is assumed that the above-mentioned k-shaped plane is actually supplied with the molding material. Once the scanning of the shaping bundles is completed on one k-shaped shaping plane, one shaping layer is formed, and these shaping layers are stacked to form a three-dimensional sphere. In the scanning of the k-th formed plane, it is preferable that there is no part where the k-shaped light beam is not irradiated, and the scanning is performed through the optimal path that minimizes the scanning time.

스캐닝 방식으로는 광가이드부의 공통폴리곤미러의 회전제어 패턴에 따라 두 가지 의 실시예를 제안한다. As a scanning method, two embodiments are proposed according to a rotation control pattern of a common polygon mirror of a light guide part.

공통폴리곤미러를 향해 입사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)은, 소정의 개수의 광반사면 중 하나에 반사되어 상기 제k조형평면(k=1,2,…N)에 입사되면서 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 형성하고, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 폴리곤미러축을 중심으로 회전하면서, 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)의 연속이동 또는 이격이동을 수행한다. 제k라인스캔이 이격이동하도록 구현하는 실시예가 전술한 제1패턴의 스캐닝패턴이고, 제k라인스캔이 연속이동하도록 구현하는 실시예가 전술한 제2패턴의 스캐닝패턴이다. (K = 1, 2, ... N) incident on the common polygon mirror are reflected on one of the predetermined number of light reflection surfaces to form the k-shaped planes (k = 1, 2, ... N (K = 1, 2, ..., N) while rotating about the polygon mirror axis, and forming the k-th line scan (k = ..., N). The embodiment in which the k-th line scan is made to move in the spaced apart manner is the scanning pattern of the first pattern described above, and the embodiment in which the k-th line scan is continuously moved is the scanning pattern of the second pattern described above.

공통폴리곤미러는, 단방향으로 계속 회전하도록 설정될 수 있으며, 이는 상기 제1패턴 및 상기 제2패턴 모두에 대해 의미가 있다. 제k조형광선묶음이 입사하는 폴리곤미러의 광반사면 중 하나는, 제k조형평면(k=1,2,...,N) 전체에 대한 1회의 면스캐닝에 계속하여 관여하기 때문이다.(그 광반사면의 인접한 광반사면이 제k조형평면 전체에 대한 다음번 면스캐닝에 관여한다.)The common polygon mirror can be set to continue to rotate in one direction, which is meaningful for both the first pattern and the second pattern. One of the light reflection surfaces of the polygonal mirror into which the k-shaped beam bundle is incident is continuously involved in one-time surface scanning for the entire k-shaped plane (k = 1,2, ..., N). The adjacent light reflective surface of the light reflective surface is involved in the next surface scanning for the entire k shaped planar surface.)

공통폴리곤미러는, 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 폴리곤미러축을 중심으로 회전하는 폴리곤미러로 구성됨은 전술한 바와 같다. 이러한 폴리곤미러는 회전축에 대해 수직한 단면의 형상이 다각형으로 되고, 측면표면이 조형광선을 반사할 수 있도록 구성되어야 한다. 더욱 바람직하게는 상기 단면형상이 정다각형인 폴리곤미러를 채택하면, 폴리곤미러의 회전속도 및 회전방향을 정밀제어하는 것이 용이하므로 유리하다. 폴리곤미러의 단면은, 정사각형, 정오각형, 정육각형, 정팔각형 등으로 하는 것이 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 폴리곤미러의 길이는, 조형광원어레이모듈의 길이 이상이 되는 것이 바람직하다. 그리고, 폴리곤미러 측면의 반사면은 서로 동일한 모양과 크기를 갖는 직사각형일 수 있으며. 이렇게 되면, 폴리곤미러의 전체적인 형상은 정다각기둥이 될 수 있다. 나아가, 폴리곤미러의 회전축의 설치각도 및 조형광선의 입사각도, 또는 본 발명의 헤드장치의 전체적인 크기 등 변수에 따라, 폴리곤미러 크기를 결정해야 한다. 일실시예에서, 광가이드부를 이루는 각 폴리곤미러는 정육각기둥의 형상으로 구현되어 있다. 공통폴리곤미러의 회전축(폴리곤미러축)은, 다양한 방법으로 조형평면의 상부의 소정의 위치에 설치될 수 있다. The common polygon mirror is composed of a polygon mirror having a predetermined number of light reflection surfaces and rotating about the polygon mirror axis as described above. Such a polygon mirror should have a polygonal shape in the cross section perpendicular to the rotation axis, and the side surface should be configured to reflect the shaping light. More preferably, adopting a polygon mirror having a regular cross-sectional shape is advantageous because it is easy to precisely control the rotation speed and the rotation direction of the polygon mirror. The cross section of the polygon mirror can be a square, a regular pentagon, a regular hexagon, a regular octagon, but is not limited thereto. It is preferable that the length of the polygon mirror is not less than the length of the molded light source array module. The reflecting surfaces on the sides of the polygon mirror may be rectangular shapes having the same shape and size. In this case, the overall shape of the polygon mirror can be a regular prism. Further, the polygon mirror size must be determined according to parameters such as the installation angle of the rotation axis of the polygon mirror and the incidence angle of the shaping beam, or the overall size of the head device of the present invention. In one embodiment, each of the polygon mirrors constituting the light guide portion is implemented in the form of a square barrel. The rotation axis (polygon mirror axis) of the common polygon mirror can be set at a predetermined position on the shaping plane by various methods.

이하, 실시예 1의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법 중 전술한 제1패턴(라인스캔의 이격이동)의 스캐닝패턴을 적용하는 예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an example of applying the scanning pattern of the first pattern (spacing of line scan) among the methods of scanning N modeling planes using the multi-head device of the stereolithography equipment according to the first embodiment will be described.

이격(stepping)은 하나의 라인스캔이 완전히 종료된 이후, 이루어져야 하며, 나아가, 이격이 완전히 종료된 이후, 다음 번 라인스캔이 이루어져야 한다. 즉 라인스캔 뿐만 아니라 이격도 비연속적으로(discontiuously) 내지 이산적으로(discretely) 수행되어야 한다. 다시 말하면, 공통폴리곤미러가 정지된 상태에서 하나의 라인스캔이 수행되고, 그 라인스캔이 종료되면 공통폴리곤미러가 소정의 각도만큼 회전한 후, 정지하고, 다음번 라인스캔이 수행되는 방식이다. 이러한 방식은 조형광선조사지점에 대해 충분한 에너지를 가할 수 있어, 조형레이어 두께를 크게 설정할 수 있고, 이격(stepping) 과정에서는 폴리곤미러의 회전속도를 빠르게 할 수 있다는 장점이 있다. The stepping should be done after one line scan has been completely terminated, and the next line scan must be done after the separation is completely terminated. That is, the line spacing as well as the line scan must be performed discontinuously or discretely. In other words, when one line scan is performed while the common polygon mirror is stopped, and when the line scan is completed, the common polygon mirror is rotated by a predetermined angle, then stopped, and the next line scan is performed. This method can apply a sufficient energy to the shaping beam irradiation point, which can set the thickness of the shaping layer to a large value, and can speed up the rotation speed of the polygon mirror during the stepping process.

제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 이격(stepping)에 있어, 이격거리간격 및 이격시간간격 등의 설정파라미터를 고려할 수 있으며, 이들 파라미터는 조형광선묶음의 출력 및 조형레이어의 설정두께, 조형재료의 종류, 조형광원소자들 사이의 간격 등 다양한 변수들과 관련되어 있다. 또한, 조형광선묶음은 조형평면에 도달하여 조형재료에 에너지(광경화 또는 소결작용의 동인이 되는)를 전달하는데, 이러한 에너지는 특정 지점이 아닌 소정의 면적 및 깊이를 갖는 영역으로 파급된다. 조형광선묶음의 출력밀도가 크면, 동일한 시간 동안 조사가 이루어지더라도, 더 넓은 영역에 걸쳐 에너지가 전달되므로, 제k라인스캔의 이격거리간격을 상대적으로 크게 할 수 있다. 또한, 이격거리간격의 존재로 인해, 제k라인스캔은 소정의 시간 동안 이루어져야 하며, 이러한 시간은 출력 및 이격거리간격 등을 감안하여 결정하여야 한다. In the stepping of the k-th line scan (k = 1, 2, ..., N), setting parameters such as spacing distance and spacing time interval can be considered, The thickness of the shaping layer, the type of shaping material, the spacing between the shaping light sources, and the like. In addition, the shaping bundle reaches the shaping plane and transfers energy (which is the driving force of photocuring or sintering) to the molding material, which is spread to a region having a predetermined area and depth rather than a specific point. If the output density of the shaping bundle is large, even if irradiation is performed for the same time, the energy is transferred over a wider area, so that the spacing distance of the k-th line scan can be made relatively large. Also, due to the presence of the spacing distance, the k-th line scan must be made for a predetermined time, which time should be determined in consideration of the output and spacing distance.

제1패턴의 스캐닝 과정을 시계열적으로 나타내면 다음과 같다.The scanning process of the first pattern is shown in a time-wise manner as follows.

첫째, 공통폴리곤미러가 소정의 위치에 세팅된다. 공통폴리곤미러의 초기 위치는 제k조형평면의 가장자리 소정 부위에 제k조형광선묶음이 입사될 수 있도록 조정된다. First, a common polygon mirror is set at a predetermined position. The initial position of the common polygon mirror is adjusted so that the k-shaped bundle of rays is incident on a predetermined portion of the edge of the k-shaped plane.

둘째, 조형광원부가 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 상기 제k조형광선묶음 각각이 공통폴리곤미러의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작한다.Second, the shaping light source generates a k-shaped bundle of rays (k = 1, 2, ..., N), and each of the k-shaped bundles of rays begins to enter an arbitrary reflection plane of the common polygon mirror.

셋째, 공통폴리곤미러에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)을 소정의 시간동안 수행한다.(K = 1, 2, ..., N) reflected by the common polygon mirror are arranged for each of the k-shaped shaping planes (k = 1, 2, ..., N) The kth line scan (k = 1, 2, ..., N) is performed for a predetermined time.

넷째, 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 조사되지 않도록 제어되어 셋째단계에서의 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)이 종료된다.Fourth, the k-shaped bundles of rays (k = 1, 2, ..., N) are controlled so that they are not respectively irradiated to the k-shaped planes (k = 1, 2, ..., N) The k-th line scan (k = 1, 2, ..., N) is terminated.

다섯째, 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 소정의 간격만큼 이격(stepping)된 위치에 상기 셋째 단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N) 직후의 제k라인스캔(다음 제k라인스캔)이 이루어지게 하기 위해, 공통폴리곤미러가 소정의 각변위만큼 회전한다. 이때의 제어는, 조형광원부의 조형광원에 대한 출력오프(off), 셔터(shutter) 등의 추가구성요소의 이용, 조형평면 근처에 설치한 차단막의 이용 등을 적용할 수도 있고, 제k조형광선묶음이 제k조형평면에 입사되더라도 조형재료의 경화 또는 소결작용이 일어나지 않을 정도까지 제k조형광선묶음의 출력을 낮추는 방법 등을 고려할 수 있다. Fifth, k-th line scan (k = 1, 2, ...) in the third stage is performed at a position stepped by a predetermined interval in a direction perpendicular to the direction parallel to the arrangement direction of the k- N), the common polygon mirror is rotated by a predetermined angular displacement so that the k-th line scan (next k-th line scan) immediately after the first k-th line scan is performed. The control at this time may be performed by using output components such as output off of the molded light source unit, use of additional components such as a shutter, utilization of a blocking film provided near the molding plane, And a method of lowering the output of the k-shaped bundle of rays to the extent that the bundle is incident on the k-shaped plane but does not cause hardening or sintering of the molding material.

여섯째, 제k조형평면의 전면에 대해 조형광의 스캐닝이 완료될 때까지 상기 둘째 단계 내지 다섯째 단계를 반복하여 수행한다. 물론 전과정에 걸쳐 제k폴리곤미러는 소정의 단방향으로 계속 회전하는 것이 필요하다는 것은 자명하다. Sixth, the second to fifth steps are repeatedly performed until scanning of the fluorescence is completed on the entire surface of the k-shaped flat surface. Of course, it is obvious that the k-th polygon mirror needs to continue to rotate in a predetermined unidirection throughout the entire process.

일곱째, 여섯째 단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 다섯째 단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비할 수도 있지만, 다른 방향으로 회전을 준비할 수 있다. 이는, 하나의 조형평면에 대해 조사를 완료하고 난 후, 다음번 조사시에, 직전 조사과정에서의 공통폴리곤미러의 회전방향과 반대방향으로 회전하도록 할 수도 있다는 것이다.Seventh, after the sixth stage, the common polygon mirror can prepare for rotation in the same direction as the rotation direction in the fifth step, but can prepare for rotation in the other direction. This is because, after completing the irradiation for one shaping plane, it may be rotated in the direction opposite to the direction of rotation of the common polygon mirror in the previous irradiation process at the next irradiation time.

다음으로, 실시예 1의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법 중 전술한 제2패턴(라인스캔의 이격이동)의 스캐닝패턴을 적용하는 예에 관하여 설명한다.Next, an example of applying the scanning pattern of the second pattern (spacing of line scan) among the methods of scanning N shaping planes using the multi-head device of the stereolithography equipment according to the first embodiment will be described.

라인스캔이 소정의 속도(이러한 속도는 폴리곤미러의 회전각속도와 함수관계)로 조형면을 연속적으로 스위핑(sweeping)하는 방식이다. 이때의 속도가 너무 빠르면, 조형광선묶음조사지점에 대해 충분한 에너지를 가할 수 없을 수 있음을 감안하여야 한다. 다만, 광원출력을 증대시키거나, 조형광원소자간 간격을 좁게 설정하는 등의 설정을 고려할 수 있다. 또한, 조형레이어 두께를 작게 설정하여, 필요에너지 자체를 감소시킬 수도 있을 것이다. 이러한 방식의 스캐닝 패턴을 이용하면, 공통폴리곤미러가 정지 없이 연속적으로 회전하도록 할 수 있으므로, 공통폴리곤미러의 회전/정지 과정에서 발생되는 진동, 소음을 저감할 수 있어, 조형품질 및 작업환경을 양호하게 할 수 있다는 장점이 있음을 고려한다. 본 스캐닝 방식(제2패턴)은, 조형광원의 출력이 시간에 대하여 연속적으로 변화하도록 제어하여 수행된다.The line scan is a method of continuously sweeping the shaping surface at a predetermined speed (this speed is a function relationship with the rotational angular velocity of the polygon mirror). It should be noted that if the velocity is too fast, it may not be possible to apply sufficient energy to the shaping beam bundle irradiating point. However, it is possible to consider settings such as increasing the output of the light source, or narrowing the spacing between the molding light source elements. In addition, the thickness of the shaping layer may be set small to reduce the required energy itself. By using the scanning pattern of this type, it is possible to make the common polygon mirror continuously rotate without stopping, so that the vibration and noise generated in the rotation / stopping process of the common polygon mirror can be reduced, It is considered that there is an advantage in that This scanning method (second pattern) is performed by controlling so that the output of the shaping light source changes continuously with respect to time.

제2패턴의 스캐닝 과정을 시계열적으로 나타내면 다음과 같다.The scanning process of the second pattern is shown in a time-wise manner as follows.

첫째, 공통폴리곤미러가 소정의 위치에 세팅된다.First, a common polygon mirror is set at a predetermined position.

둘째, 조형광원부가 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N) 각각이 공통폴리곤미러의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작한다.(K = 1, 2, ..., N), and the k-shaped bundles of rays (k = 1, 2, ..., N) each generate a common polygon mirror The light beam starts to be incident on an arbitrary reflection plane.

셋째, 공통폴리곤미러에 반사된 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 제k라인스캔(k=1,2,...,N)을 수행하며, 제k라인스캔(line scan)은 공통폴리곤미러가 소정의 속도로 계속 회전하면서, 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 연속적으로 이동하며 이루어진다.(K = 1, 2, ..., N) reflected on the common polygon mirror are respectively k (k = The kth line scan is performed while the common polygon mirror continues to rotate at a predetermined speed and is parallel to the arrangement direction of the k-shaped bundles of rays And is continuously moved in a direction perpendicular to one direction.

특히, 둘째 단계 및 셋째 단계에서 공통폴리곤미러는 소정의 단방향으로 계속 회전하는 것이 바람직하다.In particular, in the second and third stages, it is preferable that the common polygon mirror continuously rotates in a predetermined unidirectional direction.

넷째, 제k조형평면(k=1,2,...,N)의 전면에 대해 스캐닝이 완료되면, 상기 셋째 단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 연속적 이동이 종료한다.(K = 1, 2, ..., N) in the third step, when scanning is completed on the entire surface of the k-shaped plane (k = Lt; / RTI &gt; ends.

넷째 단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 둘째 단계 및 상기 셋째 단계에서의 회전방향과 같은 방향 또는 반대방향으로 회전을 준비하는 단계를 더 포함할 수 있으나, 전자가 바람직함은 전술한 바와 같다. After the fourth step, the common polygon mirror may further include a step of preparing rotation in the same or opposite direction as the rotation direction in the second step and the third step, but the former is preferable as described above.

3 : 폴리곤미러축
10 : 제k조형평면
10a :제1조형평면
10b :제2조형평면
11 : 제k조형광선묶음
11a : 제1조형광선묶음
11b : 제2조형광선묶음
12 : 제k라인스캔(line scan)
13 :다음번(next)제k라인스캔
d : 이격(stepping) 거리
조형광원부
15 : 조형광원어레이모듈
15a :제1조형광원어레이모듈
15b :제2조형광원어레이모듈
16 : 조형광원
20: 광가이드부
21 : 제k폴리곤미러
21a :제1폴리곤미러
21b :제2폴리곤미러
22 : 공통폴리곤미러
40 : 제어부
50 ; 조형광선입사각보정부
3: Polygon mirror shaft
10: K-shaped flat
10a: 1st molding plane
10b: second molding plane
11: k-shaped bundle of rays
11a: Bundle of Formation 1 ray
11b: Bundle of Formative Rays
12: k line scan
13: next k line scan
d: stepping distance
Shaped light source
15: Molded light source array module
15a: first shaping light source array module
15b: second shaping light source array module
16: Molded light source
20: light guide portion
21: kth polygon mirror
21a: first polygon mirror
21b: a second polygon mirror
22: Common polygon mirror
40:
50; Shaped light beam incident angle correction unit

Claims (29)

N개의 조형광선묶음을 광가이드부로 입사시키는 조형광원부;
상기 N개의 조형광선묶음(제k조형광선묶음, k=1,2,…N) 각각은, 상기 N개의 조형평면(제k조형평면, k=1,2,…N) 각각에 대해, N개의 라인스캔(제k라인스캔, k=1,2,…N)을 형성하며 입사받고, 상기 N개의 조형광선묶음 각각을 소정의 경로로 가이드하여, N개의 조형평면 각각에 대해 일대일대응하여 입사시키는 기능을 구비하는 광가이드부; 및
상기 조형광원부 및 상기 광가이드부의 구동을 연동하여 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 광가이드부는,
상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 연속적 이동 또는 단속적으로 이격이동시켜, 상기 제k조형평면(k=1,2,…N)의 전면에 대해 입체조형을 위한 광조사가 이루어지도록 하며,
N개의 폴리곤미러(제k폴리곤미러, k=1,2,…N)를 포함하여 이루어지고,
상기 제k폴리곤미러는,
측면이 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 상기 제k조형광선묶음의 배열방향 및 상기 제k라인스캔의 방향과 평행한 방향의 폴리곤미러축을 회전중심축으로 하여 설치되며,
상기 제k폴리곤미러를 향해 입사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)은,
상기 소정의 개수의 광반사면 중 하나에 반사되어 상기 제k조형평면(k=1,2,…N)에 입사되면서 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 형성하고,
상기 제k폴리곤미러(k=1,2,…N)는,
상기 폴리곤미러축을 중심으로 회전하면서, 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)이 제k조형광선묶음의 배열 방향과 제k조형광선묶음의 수직을 이루는 방향으로 소정의 거리만큼 이격하면서 반복하는 패턴 또는 라인스캔이 연속적으로 제k조형광선묶음의 배열 방향과 제k조형광선묶음의 수직을 이루는 방향을 따라 이루어지는 패턴을 수행하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.
A shaping light source unit for inputting N pieces of shaping ray bundles into the light guide unit;
Wherein each of the N shaped shaping bundles (k shaped shaping bundles, k = 1, 2, ..., N) N lines in a one-to-one correspondence with respect to each of the N shaping planes to form an incidence angle of &lt; RTI ID = 0.0 &gt; A light guiding part having a function of guiding light; And
A control unit for controlling the driving of the shaping light source unit and the light guide unit in association with each other;
Lt; / RTI &gt;
The light guide portion
(K = 1, 2, ... N) is moved continuously or intermittently by intermittently moving the k-th line scan (k = 1,2, ... N) , &Lt; / RTI &gt;
N polygon mirrors (kth polygon mirror, k = 1, 2, ... N)
Wherein the k-th polygon mirror comprises:
And a plurality of light reflecting surfaces provided on the side of the first light guide plate and having a polygon mirror axis in a direction parallel to the arrangement direction of the k-shaped light beam bundle and the k-
(K = 1, 2, ... N) incident on the k-th polygon mirror,
(K = 1, 2, ... N) while being reflected on one of the predetermined number of light reflection surfaces and entering the k-th formed plane (k = 1, 2,
The k-th polygon mirror (k = 1, 2, ... N)
(K = 1, 2, ... N) are spaced apart from each other by a predetermined distance in the direction perpendicular to the arrangement direction of the k-form light beam bundle and the k-form light beam bundle while rotating around the polygon mirror axis Wherein the pattern or line scan repeatedly performs a pattern along a direction in which the arrangement direction of the k-shaped bundle of rays and the direction of the k-shaped bundle of rays are perpendicular to each other.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 N개의 폴리곤미러 각각은, 단방향으로 계속 회전하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.
The method according to claim 1,
Wherein each of the N polygon mirrors continues to rotate in a unidirectional manner.
청구항 1에 있어서,
상기 조형광원부는, N개의 조형광원어레이모듈을 포함하여 이루어지고,
상기 N개의 조형광원어레이모듈은 각각, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향으로 배열되는 복수의 조형광원을 포함하여 이루어지고,
상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원 모두는 서로 동기화되어 구동되고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원으로부터의 조형광은 모두 상기 N개의 조형평면 각각에 동시에 입사하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.
The method according to claim 1,
The shaping light source unit includes N shaping light source array modules,
Wherein the N shaping light source array modules each include a plurality of shaping light sources arranged in a direction parallel to an arrangement direction of the k-shaped shaping bundles (k = 1, 2, ... N)
Wherein all of the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules are driven in synchronism with each other and all of the group of fluorescent light from the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules are simultaneously incident on each of the N shaping planes Wherein the multi-head device is a multi-head device.
청구항 5에 있어서,
상기 N개의 조형광원어레이모듈의 복수의 조형광원 각각은, 광섬유번들(bundle)을 포함하여 이루어지는 광섬유레이저, 레이저다이오드(Laser Diode), LED 및 VCSEL 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.
The method of claim 5,
Wherein each of the plurality of shaping light sources of the N shaping light source array modules is any one of an optical fiber laser including an optical fiber bundle, a laser diode, an LED, and a VCSEL. Head device.
청구항 5에 있어서,
상기 N개의 조형광원어레이모듈을 이루는 상기 복수의 조형광원이 일렬배열, 다열배열, 다열지그재그배열, 및 비선형다열배열 중 하나의 패턴으로 배열되는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.

The method of claim 5,
Wherein the plurality of shaping light sources constituting the N shaping light source array modules are arranged in one of a row arrangement, a multi-row arrangement, a multi-row zigzag arrangement, and a nonlinear multi-row arrangement.

청구항 1에 있어서,
상기 제k조형광선묶음이 각각 상기 제k조형평면의 모든 지점에서 수직하게 입사하게 하는 기능을 구비하는 조형광선묶음입사각보정부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.

The method according to claim 1,
Further comprising a shaping bundle incident angle correcting unit having a function of causing each of said k-shaped shaping bundles to vertically enter at every point of said k-th shaping plane.

청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제k조형광선묶음이 상기 제k조형평면을 이루는 각 지점까지 도달하는데 필요한 경로길이의 차이 또는 상기 제k조형광선묶음의 상기 제k조형평면으로의 입사각도의 차이에 따라 야기되는 상기 각 지점에서의 에너지밀도의 차이를 보정하기 위해 상기 제k조형광선묶음의 진폭 또는 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.

The method according to claim 1,
Wherein,
The angle of incidence of the k-shaped bundle of rays to the k-shaped plane, or the angle of incidence of the k-shaped bundle of rays to the k-shaped plane, Characterized in that the amplitude or frequency of the k-shaped bundle of rays is controlled to compensate for the difference in energy density in the multi-head device.

청구항 1의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법에 있어서,
(i) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각이 소정의 위치에 세팅되는 단계;
(ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 상기 제k조형광선묶음 각각이 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N) 각각의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계;
(iii) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N) 각각에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 조형광원의 출력이 시간에 대해 이산적으로 변화하도록 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)을 소정의 시간동안 수행하는 단계;
(iv) 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 조사되지 않도록 제어되어 상기 (iii)단계에서의 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)이 종료되는 단계;
(v) 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 소정의 간격만큼 이격(stepping)된 위치에 상기 (iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N) 직후의 제k라인스캔(다음 제k라인스캔)이 이루어지게 하기 위해, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)가 소정의 각변위만큼 회전하는 단계;
(vi) 상기 제k조형평면의 전면에 대해 조형광의 스캐닝이 완료될 때까지 상기 (ii)단계 내지 상기 (v)단계를 반복하여 수행하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.

A method for scanning N modeling planes using a multi-head device of the stereolithography equipment of claim 1,
(i) setting the kth polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) to a predetermined position;
(k = 1, 2, ..., N), and the k-shaped bundles of rays form k-shaped polygon mirrors (k = ..., N) on an arbitrary reflecting surface of each of the plurality of reflecting surfaces.
(k = 1, 2, ..., N) reflected from each of the k-th polygon mirrors (k = 1, 2, (K = 1, 2, ..., N) so that the output of the shaping light source varies discretely with respect to time for each of the planes (k = 1, N) for a predetermined period of time;
(iv) the k-shaped bundles of rays (k = 1, 2, ..., N) are controlled such that they are not respectively irradiated onto the k-th formed planes (k = terminating the k-th line scan (k = 1, 2, ..., N) in step (iii);
(v) a k-th line scan (k = 1, 2, 3) in the step (iii) is performed at a position stepped by a predetermined interval in a direction perpendicular to a direction parallel to the arrangement direction of the k- (K = 1, 2, ..., N) is rotated by a predetermined angular displacement so that a k-th line scan (next k-th line scan) ;
(vi) repeating the steps (ii) to (v) until the scanning of the fluorescent light is completed over the entire surface of the k-th shaping plane;
And scanning the patterned planar surface.

청구항 10에 있어서,
상기 (vi)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.

The method of claim 10,
Wherein the k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) after step (vi) comprises preparing for rotation in the same direction as the rotation direction in the step (v) And scanning the shaping plane.

청구항 10에 있어서,
상기 (vi)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.

The method of claim 10,
The step (vi) further comprises the step of preparing the rotation of the k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) in a direction opposite to the rotation direction in the step (v) And scanning the shaping plane.

청구항 1의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법에 있어서,
(i) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각이 소정의 위치에 세팅되는 단계;
(ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N) 각각이 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계;
(iii) 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N) 각각에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(k=1,2,...,N)을 수행하며, 상기 제k라인스캔(line scan)은 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N)가 소정의 속도로 계속 회전하면서, 조형광원의 출력이 시간에 대해 연속적으로 변화하도록 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 연속적으로 이동하며 이루어지는 단계;
(iv) 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N)의 전면에 대해 스캐닝이 완료되면, 상기 iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 연속적 이동이 종료하는 단계;
를 포함하고,
상기 (ii)단계 및 상기 (iii)단계에서 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,... ,N)는 소정의 단방향으로 계속 회전하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.

A method for scanning N modeling planes using a multi-head device of the stereolithography equipment of claim 1,
(i) setting the kth polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) to a predetermined position;
(ii) the shaping light source portion generates the k-shaped shaping ray bundles k = 1, 2, ..., N, and each of the k-shaped ray bundles k = Starting incident on any of the reflective surfaces of each of the k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N);
(k = 1, 2, ..., N) reflected from each of the k-th polygon mirrors (k = 1, 2, 1, ..., N) for each of the planes (k = 1, 2, ..., N), and the kth line scan (K = 1, 2, ..., N) is continuously rotated at a predetermined speed so that the output of the shaping light source continuously changes with respect to time, And moving in a direction perpendicular to the direction;
(iv) when scanning is completed on the entire surface of the k-th formed surface (k = 1, 2, ..., N), the k-th line scan (k = 1,2, ..., , N) is terminated;
Lt; / RTI &gt;
Wherein the kth polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) continues to rotate in a predetermined unidirectional direction in the steps (ii) and (iii).

청구항 13에 있어서,
상기 (iv)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.

14. The method of claim 13,
Wherein the k-th polygon mirror (k = 1, 2, ..., N) is arranged to rotate in a direction opposite to the rotation direction in the steps (ii) and (iii) The method of any of the preceding claims, further comprising:

청구항 13에 있어서,
상기 (iv)단계 이후, 상기 제k폴리곤미러(k=1,2,...,N)는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the kth polygonal mirror (k = 1, 2, ..., N) is arranged to rotate in the same direction as the rotation direction in the steps (ii) and (iii) The method of any of the preceding claims, further comprising:
청구항 1에 있어서,
상기 광가이드부는, 공통폴리곤미러를 포함하여 이루어지고,
상기 공통폴리곤미러는, 측면이 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향의 폴리곤미러축을 회전중심축으로 하여 설치되며,
상기 공통폴리곤미러를 향해 입사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)은, 상기 소정의 개수의 광반사면 중 하나에 반사되어 상기 제k조형평면(k=1,2,…N)에 입사되면서 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)을 형성하고,
상기 공통폴리곤미러는, 상기 폴리곤미러축을 중심으로 회전하면서, 상기 제k라인스캔(k=1,2,…N)의 연속이동 또는 이격이동을 수행하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.

The method according to claim 1,
Wherein the light guide portion includes a common polygon mirror,
Wherein the common polygon mirror has a predetermined number of light reflection surfaces on its side surfaces and a polygon mirror axis in a direction parallel to the arrangement direction of the k-shaped light beam bundles (k = 1, 2, ... N) Installed,
(K = 1, 2, ..., N) incident on the common polygon mirror are reflected on one of the predetermined number of light reflection surfaces to form the k- ..., N), forming the k-th line scan (k = 1, 2, ... N)
Wherein the common polygon mirror performs continuous movement or spacing movement of the k-th line scan (k = 1, 2, ... N) while rotating around the polygon mirror axis. .

청구항 16에 있어서,
상기 공통폴리곤미러 각각은, 단방향으로 계속 회전하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.

18. The method of claim 16,
Wherein each of said common polygon mirrors continues to rotate in a unidirectional manner.

청구항 16에 있어서,
상기 조형광원부는, N개의 조형광원어레이모듈을 포함하여 이루어지고,
상기 N개의 조형광원어레이모듈은 각각, 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,…N)의 배열방향과 평행한 방향으로 배열되는 복수의 조형광원을 포함하여 이루어지고,
상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원 모두는 서로 동기화되어 구동되고, 상기 N개의 조형광원어레이모듈 각각의 복수의 조형광원으로부터의 조형광은 모두 상기 N개의 조형평면 각각에 동시에 입사하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.

18. The method of claim 16,
The shaping light source unit includes N shaping light source array modules,
Wherein the N shaping light source array modules each include a plurality of shaping light sources arranged in a direction parallel to an arrangement direction of the k-shaped shaping bundles (k = 1, 2, ... N)
Wherein all of the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules are driven in synchronism with each other and all of the group of fluorescent light from the plurality of shaping light sources of each of the N shaping light source array modules are simultaneously incident on each of the N shaping planes Wherein the multi-head device is a multi-head device.

청구항 18에 있어서,
상기 N개의 조형광원어레이모듈의 복수의 조형광원 각각은, 광섬유번들(bundle)을 포함하여 이루어지는 광섬유레이저, 레이저다이오드(Laser Diode), VCSEL, 및 LED 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.

19. The method of claim 18,
Wherein each of the plurality of shaping light sources of the N shaping light source array modules is any one of an optical fiber laser including an optical fiber bundle, a laser diode, a VCSEL, and an LED. Multi-head device.

청구항 18에 있어서,
상기 N개의 조형광원어레이모듈을 이루는 상기 복수의 조형광원은, 일렬배열, 다열배열, 다열지그재그배열, 및 비선형다열배열 중 하나의 패턴으로 배열되는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.
19. The method of claim 18,
Wherein the plurality of shaping light sources constituting the N shaping light source array modules are arranged in one of a row arrangement, a multi-row arrangement, a multi-row zigzag arrangement, and a nonlinear multi-row arrangement.
청구항 16에 있어서,
상기 제k조형광선묶음이 각각 상기 제k조형평면의 모든 지점에서 수직하게 입사하게 하는 기능을 구비하는 조형광선묶음입사각보정부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.
18. The method of claim 16,
Further comprising a shaping bundle incident angle correcting unit having a function of causing each of said k-shaped shaping bundles to vertically enter at every point of said k-th shaping plane.
청구항 16에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제k조형광선묶음이 상기 제k조형평면을 이루는 각 지점까지 도달하는데 필요한 경로길이의 차이 또는 상기 제k조형광선묶음의 상기 제k조형평면으로의 입사각도의 차이에 따라 야기되는 상기 각 지점에서의 에너지밀도의 차이를 보정하기 위해 상기 제k조형광선묶음의 진폭 또는 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 멀티헤드장치.
18. The method of claim 16,
Wherein,
The angle of incidence of the k-shaped bundle of rays to the k-shaped plane, or the angle of incidence of the k-shaped bundle of rays to the k-shaped plane, Characterized in that the amplitude or frequency of the k-shaped bundle of rays is controlled to compensate for the difference in energy density in the multi-head device.
청구항 16의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법에 있어서,
(i) 상기 공통폴리곤미러가 소정의 위치에 세팅되는 단계;
(ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 상기 제k조형광선묶음 각각이 상기 공통폴리곤미러의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계;
(iii) 상기 공통폴리곤미러에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 조형광원의 출력이 시간에 대해 이산적으로 변화하도록 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)을 소정의 시간동안 수행하는 단계;
(iv) 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 조사되지 않도록 제어되어 상기 (iii)단계에서의 상기 제k라인스캔(line scan)(k=1,2,...,N)이 종료되는 단계;
(v) 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 소정의 간격만큼 이격(stepping)된 위치에 상기 (iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N) 직후의 제k라인스캔(다음 제k라인스캔)이 이루어지게 하기 위해, 상기 공통폴리곤미러가 소정의 각변위만큼 회전하는 단계;
(vi) 상기 제k조형평면의 전면에 대해 조형광의 스캐닝이 완료될 때까지 상기 (ii)단계 내지 상기 (v)단계를 반복하여 수행하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.

A method of scanning N shaped planes using a multi-head device of a stereolithography device according to claim 16,
(i) setting the common polygon mirror to a predetermined position;
(ii) the shaping light source section generates the k-shaped shaping ray bundles (k = 1, 2, ..., N), and each of the k-shaped forming ray bundles is incident on an arbitrary reflecting surface of the common polygon mirror Starting a step;
(k = 1, 2, ..., N) reflected from the common polygonal mirror are arranged in the k-th formed planes (k = Performing a kth line scan (k = 1, 2, ..., N) for a predetermined time such that the output of the shaping light source varies discretely with respect to time;
(iv) the k-shaped bundles of rays (k = 1, 2, ..., N) are controlled such that they are not respectively irradiated onto the k-th formed planes (k = terminating the k-th line scan (k = 1, 2, ..., N) in step (iii);
(v) a k-th line scan (k = 1, 2, 3) in the step (iii) is performed at a position stepped by a predetermined interval in a direction perpendicular to a direction parallel to the arrangement direction of the k- ..., N), the common polygon mirror is rotated by a predetermined angular displacement so that a k-th line scan (next k-th line scan) is performed.
(vi) repeating the steps (ii) to (v) until the scanning of the fluorescent light is completed over the entire surface of the k-th shaping plane;
And scanning the patterned planar surface.

청구항 23에 있어서,
상기 (vi)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.
24. The method of claim 23,
The method of any preceding claim, further comprising, after step (vi), preparing the common polygon mirror for rotation in the same direction as the rotation direction in the step (v).
청구항 23에 있어서,
상기 (vi)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (v)단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.
24. The method of claim 23,
The method of any of the preceding claims, further comprising, after step (vi), preparing the common polygon mirror for rotation in a direction opposite to the rotation direction in step (v).
청구항 16의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 사용하여 N개의 조형평면을 스캐닝하는 방법에 있어서,
(i) 상기 공통폴리곤미러가 소정의 위치에 세팅되는 단계;
(ii) 상기 조형광원부가 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)을 발생시키고, 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N) 각각이 상기 공통폴리곤미러의 임의의 반사면에 입사하는 것을 시작하는 단계;
(iii) 상기 공통폴리곤미러에 반사된 상기 제k조형광선묶음(k=1,2,...,N)이 각각 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N) 각각에 대해 상기 제k라인스캔(k=1,2,...,N)을 수행하며, 상기 제k라인스캔(line scan)은 상기 공통폴리곤미러가 소정의 속도로 계속 회전하면서, 조형광원의 출력이 시간에 대해 연속적으로 변화하도록 상기 제k조형광선묶음의 배열방향과 평행한 방향과 수직한 방향으로 연속적으로 이동하며 이루어지는 단계;
(iv) 상기 제k조형평면(k=1,2,...,N)의 전면에 대해 스캐닝이 완료되면, 상기 iii)단계에서의 제k라인스캔(k=1,2,...,N)의 연속적 이동이 종료하는 단계;
를 포함하고,
상기 (ii)단계 및 상기 (iii)단계에서 상기 공통폴리곤미러는 소정의 단방향으로 계속 회전하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.

A method of scanning N shaped planes using a multi-head device of a stereolithography device according to claim 16,
(i) setting the common polygon mirror to a predetermined position;
(ii) the shaping light source portion generates the k-shaped shaping ray bundles k = 1, 2, ..., N, and each of the k-shaped ray bundles k = Starting to be incident on an arbitrary reflecting surface of the common polygon mirror;
(k = 1, 2, ..., N) reflected from the common polygonal mirror are arranged in the k-th formed planes (k = (K = 1, 2, ..., N) for the k-th line scan, wherein the k-th line scan is performed while the common polygon mirror continues to rotate at a predetermined speed, And continuously moving in a direction perpendicular to a direction parallel to the arrangement direction of the k-shaped bundles of rays so that the output changes continuously with respect to time;
(iv) when scanning is completed on the entire surface of the k-th formed surface (k = 1, 2, ..., N), the k-th line scan (k = 1,2, ..., , N) is terminated;
Lt; / RTI &gt;
Wherein in the step (ii) and the step (iii), the common polygon mirror continues to rotate in a predetermined unidirectional direction.

청구항 26에 있어서,
상기 (iv)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.
27. The method of claim 26,
Wherein the common polygon mirror further comprises a step of preparing for rotation in a direction opposite to the rotation direction in the steps (ii) and (iii) after the step (iv) Way.
청구항 26에 있어서,
상기 (iv)단계 이후, 상기 공통폴리곤미러는, 상기 (ii)단계 및 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법.
27. The method of claim 26,
Wherein the common polygon mirror further comprises a step of preparing rotation in the same direction as the rotation direction in the steps (ii) and (iii) after the step (iv) Way.
조형재료를 공급받아 조형레이어를 형성하고 적층하여 입체조형물을 조형하는 입체조형장치에 있어서,
조형광선의 조형평면에의 조사는, 청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 9, 및 청구항 16 내지 청구항 22 중 선택되는 어느 하나의 항의 입체조형장비의 멀티헤드장치를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체조형장치.
A stereolithography apparatus for forming a stereolithography product by forming a molding layer by supplying molding material and laminating the same,
Characterized in that the inspection of the shaping planes of the shaping beam is performed by using a multi-head device of the stereolithography equipment according to any one of claims 1, 4 to 9, and 16 to 22, .
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