KR102087949B1

KR102087949B1 - 프린트 보호 방법 및 3차원 프린팅 장치

Info

Publication number: KR102087949B1
Application number: KR1020180015301A
Authority: KR
Inventors: 위제 양; 중즈 양
Original assignee: 엑스와이지프린팅, 인크.; 킨포 일렉트로닉스, 아이엔씨.
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2020-03-12
Also published as: JP6634115B2; CN109719953A; ES2773450T3; EP3476598A1; US10166719B1; JP2019081348A; KR20190049341A; EP3476598B1

Abstract

3D 프린팅 장치에 적응된 프린트 보호 방법이 제공된다. 상기 프린트 보호 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 상기 3차원 프린팅 장치의 시스템 전압이 정상 전압으로부터 제1 임계 전압으로 줄어들고 그리고 상기 제1 임계 전압보다 더 낮을 때에, 트리거 회로에 의해 제어 디바이스로 트리깅 신호를 생성하는 단계; 상기 시스템 전압이 상기 제1 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 트리깅 신호에 따라 상기 제어 디바이스에 의해 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 저장 디바이스에 기록하는 단계; 그리고 상기 시스템 전압이 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 트리깅 신호에 따라 상기 제어 디바이스에 의해 주변 디바이스 및 상기 프린트 헤드의 동작을 완전하게 정지시켜서, 상기 시스템 전압이 상기 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스가 잔류 전력에 의해 계속해서 동작하도록 하는 단계. 추가로, 상기 3차원 프린팅 디바이스 또한 제공된다.

Description

프린트 보호 방법 및 3차원 프린팅 장치 {PRINT PROTECTION METHOD AND THREE-DIMENSIONAL PRINTING APPARATUS}

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은 2017년 3월 22일에 출원된 대만 출원 일련번호 106109463에 대한 우선권의 이익을 향유하는, 현재 계속 중인 미국 출원 일련 번호 15/611,801의 일부 계속 출원이다. 본원은 2017년 10월 30일에 출원된 중국 출원 일련번호 201711029818.6에 대한 우선권의 이익도 또한 향유한다. 상기 언급된 특허 출원들 각각의 전체는 본원에 참조로서 편입되며 그리고 본 명세서의 일부를 형성한다.

기술 분야

본 발명은 프린팅 기술에 관한 것이며, 더 상세하게는, 프린트 보호 방법 및 3차원 프린팅 장치에 관한 것이다.

컴퓨터-이용 제조 (computer-aided manufacturing (CAM))의 발전과 함께, 3차원 (3D) 프린팅 기술은 제조 산업에 의해 개발되어, 원래의 디자인 개념을 빠르게 물리적인 모델들로 변환시킨다. 3D 프린팅 기술은 실제로 일련의 신속 시제품화 (rapid prototyping (RP)) 기술들의 일반적인 표시이며, 그리고 그 기술들의 기본적인 원칙은 프린팅 플랫폼 상의 추가적인 제조이며, 여기에서 X-Y 평면에서 프린팅 플랫폼 상에 복수의 레이어 물체들을 형성하여, 그 레이어 물체들이 쌓여져서 3D 물체를 형상하도록 하기 위해 RP 머신이 사용된다.

일반적으로, 3D 프린팅 장치가 프린팅 동작을 수행하는 프로세스에서, 갑작스러운 전력 절단 (인간 요소로 인한 도시 전력 절단 또는 일시 정지)가 발생한다면, 3D 프린팅 장치는 동작하는 것을 중단할 것이다. 그러나, 일반적인 3D 프린팅 장치 내의 내부 회로 소자는 전력 공급 중단 이후에 동작하는 것을 중단하지 않기 때문에, 3D 프린팅 장치의 제어 디바이스 및 모터 디바이스 등은 전력이 끊어진 이후에도 그 3D 프린팅 장치 내의 잔류 전력에 의해 잠깐 동안 여전히 계속 동작한다. 즉, 전력이 끊어진 이후에 3D 프린팅 장치에 의해 마킹된 프린트 헤드의 위치 데이터는 프린티 헤드가 중단된 곳인 최종 위치에 어긋나게 위치할 것 같으며, 이는 전력이 복구된 이후에 그 3D 프린팅 장치가 이전의 프린팅 동작을 정확하게 다시 게속할 수 없도록 하며, 그리고 계속해서 프린트될 3D 물체에서 프린팅 오류가 생성되도록 한다.

위의 내용을 고려하면, 갑작스러운 전력 절단이 3D 프린팅 장치에 발생할 때에, 중요한 문제점들 중의 하나는 전력이 복구된 이후에 3D 프린팅 장치가 이전의 프린팅 동작을 정확하게 계속할 수 있도록 하기 위해 3D 프린팅 장치가 프린팅 헤드의 위치를 어떻게 정확하게 기록하도록 하는가의 방법을 찾는 것이다.

예시적인 실시예는 프린트 보호 방법 및 3차원 프린팅 장치를 제공한다. 갑작스러운 전력 절단이 발생했을 때에, 상기 3D 프린팅 장치는 모든 주변 장치들의 동작을 정지시킬 수 있으며, 그래서 제어 디바이스가 충분한 잔류 전력에 의해 계속해소 동작하도록 하며, 그리고 상기 제어 디바이스는 프린트 헤드의 위치를 미리 기록하여, 전력이 복구된 이후에 상기 3D 프린팅 장치가 이전의 프린팅 동작을 정확하게 계속할 수 있도록 한다.

상기 예시적인 실시예에 의해 제공된 프린트 보호 방법은 3D 프린팅 장치에 적응된다. 상기 3차원 프린팅 장치는 트리거 회로, 제어 디바이스, 주변 디바이스, 프린트 헤드 및 저장 디바이스를 포함한다. 상기 프린트 보호 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 상기 3차원 프린팅 장치의 시스템 전압이 정상 전압으로부터 제1 임계 전압으로 줄어들고 그리고 상기 제1 임계 전압보다 더 낮을 때에, 상기 트리거 회로에 의해 상기 제어 디바이스로 트리깅 신호를 생성하는 단계; 상기 시스템 전압이 상기 제1 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 트리깅 신호에 따라 상기 제어 디바이스에 의해 상기 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 저장 디바이스에 기록하는 단계; 그리고 상기 시스템 전압이 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 트리깅 신호에 따라 상기 제어 디바이스에 의해 상기 주변 디바이스 및 상기 프린트 헤드의 동작을 완전하게 정지시켜서, 상기 시스템 전압이 상기 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스가 잔류 전력에 의해 계속해서 동작하도록 하는 단계로, 여기에서 상기 제2 임계 전압은 상기 제1 임계 전압보다 더 낮은, 단계.

예시적인 실시예에서, 3차원 프린팅 장치는 제어 디바이스, 트리거 회로, 주변 디바이스, 프린트 헤드 및 저장 디바이스를 포함한다. 상기 트리거 회로는 상기 제어 디바이스에 연결된다. 시스템 전압이 정상 전압으로부터 제1 임계 전압으로 줄어들고 그리고 상기 제1 임계 전압보다 더 낮을 때에, 상기 트리거 회로는 상기 제어 디바이스로 트리깅 신호를 생성한다. 상기 주변 디바이스는 상기 제어 디바이스에 연결된다. 상기 프린트 헤드는 상기 제어 디바이스에 연결된다. 상기 저장 디바이스는 상기 제어 디바이스에 연결된다. 상기 시스템 전압이 상기 제1 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스는 상기 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 트리깅 신호에 따라 상기 저장 디바이스에 기록한다. 상기 시스템 전압이 제2 임계 전압으로 줄어든 이후에 상기 제어 디바이스는 상기 트리깅 신호에 따라 상기 주변 디바이스 및 상기 프린트 헤드의 동작을 완전하게 정지시키며, 그래서 상기 시스템 전압이 상기 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스가 잔류 전력에 의해 계속해서 동작하도록 한다. 상기 제2 임계 전압은 상기 제1 임계 전압보다 더 낮다.

상기 예시적인 실시예들에 따라, 상기 프린트 보호 방법 및 상기 3D 프린팅 장치는 상기 3D 프린팅 장치가 3D 프린팅 동작을 수행하는 프로세스에서 전력 공급의 중단이 있는가의 여부를 정확하게 판별할 수 있으며, 그리고 모든 주변 디바이스들의 동작을 정지시킬 수 있으며, 그래서 상기 제어 디바이스가 충분한 잔류 전력에 의해 계속해서 동작할 수 있도록 하며 그리고 상기 프린트 헤드의 최종 위치를 효과적으로 기록할 수 있도록 한다. 그 결과, 3D 프린팅 장치를 위한 전력 공급이 회복되었을 때에, 상기 3D 프린팅 장치는 상기 3D 프린팅 동작을 정확하게 계속해서 수행할 수 있다.

전술한 그리고 다른 특징들 및 이점들을 이해가능하게 만들기 위해서, 도면들을 동반한 여러 예시적인 실시예들이 아래에서 상세하게 설명된다.

본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

동반 도면들은 예시적인 실시예들에 대한 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되며, 그리고 본 명세서에 통합되어 일부를 구성한다. 도면들은 실시예들을 도시하며, 그리고 발명의 설명과 함께 예시적인 실시예의 원칙들을 설명하기 위해 도움이 된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 3차원 (3D) 프린팅 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 개략적인 모습이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 프린트 보호 방법의 개략적인 모습이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 트리거 회로의 회로도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 시스템 전압 및 동작 전압의 변화를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 프린트 보호 방법의 흐름도이다.

본 발명을 더욱 이해 가능하도록 하기 위해서, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명이 실제로 실현될 수 있다는 것을 입증하기 위한 것이다. 추가로, 가능한 경우에는 언제나, 도면들 및 실시예들에서 동일한 참조 번호들에 의해 표시된 소자들/컴포넌트들/단계들은 동일한 또는 유사한 부분들을 나타낸다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 3차원 (3D) 프린팅 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 3D 프린팅 장치 (100)는 제어 디바이스 (110), 트리거 회로 (120), 주변 디바이스 (130), 프린트 헤드 (140) 및 저장 디바이스 (150)를 포함한다. 제어 디바이스 (110)는 트리거 회로 (120), 주변 디바이스 (130), 프린트 헤드 (140) 및 저장 디바이스 (150)에 연결된다. 3D 프린팅 장치 (100)는 3D 프린팅 동작을 수행하도록 적응된다. 예시적인 실시예에서, 제어 디바이스 (110)는 3D 프린팅 동작을 수행하기 위해 프린트 헤드 (140) 및 주변 디바이스 (130)를 제어하도록 구성된다. 주변 디바이스 (130)는, 예를 들면, 모터 디바이스, 가열 디바이스, 팬 (fan) 디바이스 또는 레이저 디바이스 등을 포함할 수 있다. 더욱이, 3D 프린팅 디바이스 (100)는, 예를 들면, 프린팅 플랫폼, 피딩 라인 또는 프린트 헤드의 링킹 (linking) 메커니즘과 같은 3D 프린팅 동작을 수행하기 위해 사용되는 다른 컴포넌트들을 더 포함할 수 있다. 관련된 컴포넌트들에 관한 충분한 교시, 제안들 및 구현은 본 발명이 속한 기술 분야에 대한 통상의 지식으로부터 유도될 수 있으며, 그래서 어떤 추가의 설명들도 여기에 편입되지 않는다.

예시적인 실시예에서, 3D 프린팅 동작은 제어 디바이스 (110)가 3D 모델의 복수의 레이어 데이터에 따라 프린트 헤드 (140)의 이동 경로를 제어하고, 그리고 상기 프린팅 플랫폼의 운반 표면 상에 적어도 하나의 레이어 물체를 프린트하기 위해 프린트 헤드 (140)를 동작시킨다는 것을 언급하는 것이다. 3D 프린팅 장치 (100)는 일련의 복수의 레이어 물체들을 순서대로 프린트할 수 있으며, 그래서 상기 레이어 물체들이 쌓여져서 상기 프린팅 플랫폼의 운반 표면 상에 3D 물체로 모델링되도록 한다. 예시적인 실시예에서, 상기 레이어 데이터는, 예를 들면, 2차원 패턴 파일일 수 있으며, 그리고 복수의 위치 데이터를 포함하며, 여기에서 상기 위치 데이터는 G코드처럼 상기 프린트 헤드를 이동시키는 것에 관련된 파라미터들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제어 디바이스 (110)는 상기 레이어 데이터 중에서 위치 데이터에 따라 프린트 헤드 (140)를 제어하여, 피딩 동작을 수행하기 위해 프린트 헤드 (140)를 대응 위치로 이동시킨다.

예시적인 실시예에서, 제어 디바이스 (110)는 프로세서 칩, 또는 예를 들어, 중앙 프로세싱 유닛 (CPU), 또는 프로그래머블 범용 또는 특수 목적 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 프로그래머블 제어기, ASIC (application specific integrated credits), PLD (programmable logic device), 따른 유사한 프로세싱 회로 또는 그것들의 조합을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 저장 디바이스 (150)는, 예를 들면, EEPROM (electrically-erasable programmable read-only memory), eMMC (embedded multi media card), DRAM (dynamic random access memory), 플래시 메모리 또는 NVRAM (non-volatile random access memory) 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 저장 디바이스 (150)는 예시적인 실시예들에서 설명된 위치 데이터 및 파라미터들을 저장하도록 구성될 수 있으며 그리고 읽고 수행하기 위해 제어 디바이스 (110)에게 제공될 복수의 계산, 프로세싱 또는 컴퓨팅 모듈들을 더 저장하도록 구성될 수 있으며, 그래서 제어 디바이스 (110)가 예시적인 실시예들에서 설명된 프린트 보호 동작을 실현할 수 있도록 한다.

도 2는 도 1의 예시적인 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 개략적인 모습이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 3D 프린팅 장치 (100)의 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)를 제어하여, 프린팅 플랫폼 (160)의 운반 표면 S1 상에서 프린팅 동작을 수행하고, 그리고 프린팅 범위 PR 내에서 3D 물체 (20)를 프린트하도록 한다. 프린팅 플랫폼 (160)의 운반 표면 S1은 제1 방향 P1 및 제2 방향 P2에 형성된 평면 (수평 평면)이며, 그리고 프린트 헤드 (140)는 상기 제1 방향 P1, 상기 제2 방향 P2 또는 제3 방향 P3 (수직 방향)에서 이동될 수 있으며, 이는 본 발명에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다. 상기 제1 방향 P1, 상기 제2 방향 P2, 그리고 상기 제3 방향 P3은 서로에게 수직이다.

예시적인 실시예에서, 3D 프린팅 장치 (100)는 프린트 보호 메커니즘을 가진다. 3D 프린팅 장치 (100)가 프린팅 동작을 수행할 때에, 갑작스러운 전력 절단이 발생한다면, 제어 디바이스 (110)는 갑작스러운 전력 절단이 발생할 때 이전에 프린트 헤드 (140)의 위치 데이터를 기록할 수 있다. 그 결과, 3D 프린팅 장치를 위한 전력 공급이 회복된 이후에, 프린트 헤드 (140)는 프린팅 동작을 정확하게 계속하기 위해서, 상기 갑작스러운 전력 절단이 발생했을 때에 이전에 위치했던 위치로 정확하게 이동될 수 있다. 더욱이, 예시적인 실시예에서, 3D 프린팅 장치 (100)가 프린팅 동작을 수행할 때에, 갑작스러운 전력 절단이 발생한다면, 제어 디바이스 (110)는 동시에 프린트 헤드 (140)의 피딩 동작을 정지시키거나 또는 3D 물체 (20)를 효과적으로 보호하고 프린팅 오류를 줄이기 위해서 프린트 헤드 (140)를 프린팅 범위 PR을 벗어나게 이동시킬 수 있다.

도 3은 예시적인 실시예에 따른 프린트 보호 방법의 개략적인 모습이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 3에서의 프린트 보호 방법은 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예들에서 설명된 3D 프린팅 장치 (100)에 적응된다. 예시적인 실시예에서, 3D 프린팅 장치 (100)의 프린트 보호 메커니즘은, 예를 들면, 도 3에서 설명되는 단계들의 구현일 수 있다. 단계 S310에서, 3D 프린팅 장치 (100)는 3D 프린팅 동작을 수행한다. 단계 S320에서, 제어 디바이스 (110)는 트리거 회로 (120)가 트리깅 (trigging) 신호를 생성하는가의 여부를 판별한다. 그 판별 결과가 부정적이라면, 제어 디바이스 (110)는 3D 프린팅 장치 (100)를 위한 전력 공급이 정상이라고 판별하며, 그리고 3D 프린팅 동작을 계속적으로 수행하기 위해 단계 S310을 수행한다. 그 판별 결과가 긍정적이라면, 제어 디바이스 (110)는 3D 프린팅 장치 (100)에 전력 절단이 발생했다고 판별하고 단계 S330을 수행한다.

단계 S330에서, 3D 프린팅 장치 (100)에 전력이 떨어지기 이전에, 제어 디바이스 (110)는 3D 프린팅 장치 (100)의 전력 감쇄를 줄이기 위해서 스위칭 소자 또는 스위칭 회로를 경유하여 주변 디바이스 (130)를 정지 (또는 불능화)시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 주변 디바이스 (130)는 더 많은 에너지를 소비하는 모터 디바이스, 가열 디바이스, 팬 디바이스 또는 레이저 디바이스 등일 수 있다. 단계 S340에서, 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)의 현재 위치의 위치 데이터 (G-코드)를 저장 디바이스 (150)에 기록한다. 다른 말로 하면, 3D 프린팅 장치 (100)에 전력 절단이 발생할 때에, 예시적인 실시시예에서의 3D 프린팅 장치 (100)는 제어 디바이스 (110)가 프린트 헤드 (140)의 위치를 기록하도록 하기 위해 전류 전력을 효과적으로 유지할 수 있으며, 그래서 전력 공급이 복구된 이후에 3D 프린팅 장치 (100)가 3D 프린팅 동작을 정확하게 계속할 수 있도록 한다.

단계 S350에서, 제어 디바이스 (110)는 저장 디바이스 (140) 내 상기 G-코드가 프린트 헤드 (140)의 현재 위치에 대응하는가의 여부를 판별할 수 있다. 그 판별 결과가 부정적이라면, 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)의 현재 위치의 위치 데이터를 저장 디바이스 (150)에 재-기록하기 위해 단계 S340을 다시 수행한다. 그 판별 결과가 긍정적이라면, 제어 디바이스 (150)는 단계 S360을 수행한다. 단계 S360에서, 제어 디바이스 (150)는 프린트 헤드 (140)의 여분의 프린팅 물질이 3D 물체 (20) 상에 축적되는 것을 피하기 위해서 프린트 헤드 (140)를 프린팅 범위 PR를 벗어나게 이동시킨다. 다른 말로 하면, 3D 프린팅 장치 (100) 상에 전력 절단 (power-off)가 발생할 때에, 예시적인 실시예에서 3D 프린팅 장치 (100)는 프린트 헤드 (140)의 위치를 즉각 기록할 수 있는 것만이 아니라, 프린팅 오류를 피하고 프린트 물체의 프린팅 불일치를 줄이기 위해서 프린트 헤드 (140)를 미리 프린팅 경로 PR에서 벗어나게 이동시킬 수도 있다.

도 4는 예시적인 실시예에 따른 트리거 회로의 회로도이다. 도 4를 참조하면, 예시적인 실시예들에서의 상기 트리거 회로는 도 4에 도시된 트리거 회로 (420)일 수 있다. 그러나, 도 4는 본 발명의 트리거 회로의 실현을 예시하기 위해 소용이 되었을 뿐이며, 이는 본 발명에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다. 예시적인 실시예에서, 트리거 회로 (420)는 두 개의 스위치 트랜지스터들 (421,422), 저항들 R1-R4 및 제너 다이오드 E1을 포함할 수 있다. 상기 스위칭 트랜지스터들 (421 및 422)은, 예를 들면, 금속-산화막-반도체 전계-효과 (metal-oxide-semiconductor field-effect (NMOS)) 트랜지스터 또는 바이폴라 정션 (bipolar junction transistor (BJT)) 트랜지스터이다. 스위칭 트랜지스터 (421)는 스위칭 트랜지스터 (422)에 연결되며, 그리고 전압 소스들 VDD 및 VDD'는 저항들 R1-R4 및 제너 다이오드 E1을 경유하여 상기 스위칭 트랜지스터들 (421 및 422)에게 분할된 전압을 제공하도록 구성된다.

예시적인 실시예에서, 상기 전압 소스 VDD는, 예를 들면, 상기 3D 프린팅 장치의 시스템 전압일 수 있으며, 그리고 전압 소스 VDD'는, 예를 들면, 상기 제어 디바이스나 저장 디바이스의 동작 전압일 수 있다. 상기 3D 프린팅 장치의 시스템 전압이 비정상이 되고 그리고 감쇄하기 시작할 때에, 그리고 미리 정해진 임계 전압보다 더 낮아질 때에, 상기 스위칭 트랜지스터 (421)의 전압 출력 엔드 (end) Vout은 상기 제어 디바이스에게 트리깅 신호를 출력할 수 있다. 다른 말로 하면, 예시적인 실시예들에서 상기 제어 디바이스는 상기 트리거 회로 (420)에 의해 생성된 상기 트리깅 신호가 수신되었는가의 여부에 따라서 상기 3D 프린팅 장치 상에 전력 절단이 발생했는가의 여부를 판별할 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예에서, 상기 스위칭 트랜지스터들 (421,422), 저항들 R1-R4 및 제너 다이오드 E1의 상세한 동작 및 소자 파라미터들에 관련된 충분한 교시, 제안들 및 구현은 본 발명이 속한 기술 분야에 대한 통상의 지식으로부터 유도될 수 있으며, 그래서 어떤 추가의 설명들도 여기에 편입되지 않는다.

도 5는 예시적인 실시예에 따른 시스템 전압 및 동작 전압의 변화를 도시한 개략적인 모습이다. 도 1, 도2 및 도 5를 참조하면, 도 5에서의 수평축은 시간 (T)을 나타내며, 그리고 수직축은 전압 (V)을 나타낸다. 예시적인 실시예에서, 3D 프린팅 장치 (100)가 3D 프린팅 동작을 수행할 때에, 3D 프린팅 장치 (100)의 시스템 전압 (501)의 정상 전압은, 예를 들면, 12V (볼트)일 수 있으며, 제어 디바이스 (110) 및 저장 디바이스 (150)의 동작 전압 (502)의 정상 전압은, 예를 들면, 3.3V (제1 전압)일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 3D 프린팅 장치 (100) 상에 전력 절단이 발생할 때에, 시스템 전압 (501)은 시간 포인트 t1에서 감쇄하기 시작한다. 시스템 전압 (501)이 제1 임계 전압까지 감쇄될 때에, 트리거 회로 (120)는 시간 포인트 t2에서 트리깅 신호를 생성하며, 여기에서 상기 제1 임계 전압은 10V이다. 즉, 제어 디바이스 (110)가 오류의 판단을 하는 것을 피하기 위해서, 이 예시적인 실시예에서 시스템 전압 (501)이 10V로 감소될 때에만 상기 트리거 회로 (120)가 상기 트리깅 신호를 생성하는 방식으로 3D 프린팅 장치 (100)가 설계될 수 있다.

예시적인 실시예에서, 시간 포인트 t2에서, 제어 디바이스 (110) 및 저장 디바이스 (150)의 동작 전압 (502)은 아직 감쇄되지 않았다. 제어 디바이스 (110)는 상기 트리깅 신호에 따라 주변 디바이스 (130)를 정지시키며, 그리고 상기 프린팅 동작을 정지시킨다. 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)의 현재 위치의 위치 데이터를 저장 디바이스 (150)에 기록한다. 예시적인 실시예에서, 제어 디바이스 (110) 및 저장 디바이스 (150)의 최소 동작 전압은, 예를 들면, 2.8V (2차 전압)이다. 다른 말로 하면, 제어 디바이스 (110) 및 저장 디바이스 (150)에 의해 수신된 전압이 상기 최소 동작 전압보다 더 낮다면, 제어 디바이스 (110) 및 저장 디바이스 (150)는 기록 동작을 수행할 수 없다. 그러므로, 시간 포인트 t2부터 t4까지의 시간 구간에서, 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)의 위치 데이터를 저장 디바이스 (150)에 기록한다. 상기 실시예에서, 시간 포인트 t2 내지 t4 의 시간 구간은 시스템 전압 (501)이 상기 제1 임계 전압 (10V)보다 더 낮아지는 시간 포인트로부터 저장 디바이스 (150)의 동작 전압 (502)이 상기 정상 전압 (3.3V)로부터 상기 최소 동작 전압 (2.8V)까지 줄어들 때의 시간 포인트까지 카운트된다. 또한, 실시예에서, 시간 포인트 t2 내지 T4의 시간 구간의 시간 길이는, 예를 들면, 20ms (밀리초)일 수 있다.

예시적인 실시예에서, 제어 디바이스 (110) 및 저장 디바이스 (150)의 동작 전압 (502)은 시간 포인트 t3에서 감쇄하기 시작한다. 그러므로, 시간 포인트 t2로부터 t3까지의 시간 구간에서, 제어 디바이스 (110)는 3D 프린팅 장치 (100)의 잔류 전력의 감쇄를 줄이기 위해, 더 많은 에너지를 소비하는 주변 디바이스 (130)를 정지시킨다. 예시적인 실시예에서, 시간 포인트 t2로부터 t3까지의 시간 구간은 시스템 전압 (501)이 제1 임계 전압 (10V)로부터 제2 임계 전압 (8V)로 감소되는 시간 구간을 언급하는 것이다.

예시적인 실시예에서, 시간 포인트 t2부터 t4까지의 시간 구간에서, 제어 디바이스 (110)는 저장 디바이스 (150) 내에 저장된 프린트 헤드의 위치 데이터가 유효한가의 여부를 또한 체크할 수 있다. 그 위치 데이터가 프린트 헤드 (140)의 현재 위치에 대응하지 않는다 (프린트 헤드의 이동은 아직 중단되지 않았다)고 제어 디바이스 (110)가 판별하면, 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)의 현재 위치의 위치 데이터를 저장 디바이스 (150)에 재-기록한다. 또한, 예시적인 실시예에서, 타임 포인트 t2로부터 t3까지의 시간 구간에서, 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)의 피딩 동작을 정지시키고, 그리고 3D 프린팅 장치 (100)의 잔류 전력은 물론이며 프린트 헤드 (140)가 상기 프린팅 경로로부터 벗어나게 이동되는 최단 경로 (또는 경로)를 계산할 수 있다. 다른 말로 하면, 제어 디바이스 (110)는 주변 디바이스 (130)를 정지시키지만 프린트 헤드 (140)를 완전하게 정지시키지는 않는다. 그 결과, 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)를 프린팅 범위 PR에서 벗어나게 이동하도록 상기 프린트 헤드 (140)를 구동하기에 시간 포인트 t2 내지 t3의 시간 구간이 충분한가의 여부를 상기 잔류 전력 및 상기 최단 경로에 따라 판별할 수 있다.

즉, 잔류 전력이 충분하다면, 제어 디바이스 (110)는 상기 프린트 헤드 (140)를 구동하여, 프린팅 범위 PR에서 벗어나서 움직하도록 한다. 잔류 전력이 충분하지 않다면, 제어 디바이스 (110)는 상기 프린트 헤드 (140)를 구동하여, 프린트 헤드 (140)의 여분의 와이어가 3D 물체 (20) 상에 잘못 프린트되는 것을 피하게 하기 위해, 또는 프린트 헤드 (140) 내 여분의 와이어가 3D 물체 (20) 상에 떨어지는 것을 피하게 하기 위해, 와이어 회수 동작을 수행하도록 한다. 더 상세하게는, 제어 디바이스 (110)는 프린트 헤드 (140)로부터 프린팅 범위 PR의 경계까지의 가장 가까운 거리를 제1 방향 (예를 들면, X-축) 또는 제2 방향 (예를 들면, Y-축)에서 계산할 수 있으며, 그리고 그 계산 결과에 따라 최단 경로를 결정한다. 그 최단 경로는, 예를 들면, 상기 제2 방향 P2를 향할 수 있다. 그러므로, 제어 디바이스 (110)는 제2 방향 P2에서 상기 프린팅 범위 PR로부터 벗어나서 이동 (단일의 축을 따라 이동)하도록 프린트 헤드 (140)를 구동하기 위해 상기 모터 디바이스의 구동 소자의 일부에게 최소의 인에이블링 (enabling) 전압을 제공할 수 있다. 따라서, 3D 프린팅 장치 (100)를 위한 전력 공급이 복구되었을 때에, 제어 디바이스 (110)는 저장 디바이스 (150) 내에 저장된 상기 위치 데이터를 읽을 수 있으며, 그리고 이전의 프린팅 위치를 그 위치 데이터에 따라서 정확하게 복구하도록 프린트 헤드 (140)를 구동할 수 있다.

도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 프린트 보호 방법의 흐름도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 상기 프린트 보호 방법은 도 1의 실시예에서의 3D 프린팅 장치 (100)에 적응된다. 단계 S610에서, 상기 3차원 프린팅 장치 (30)의 시스템 전압이 정상 전압으로부터 제1 임계 전압으로 줄어들고 그리고 상기 제1 임계 전압보다 더 낮을 때에, 상기 트리거 회로 (120)는 상기 제어 디바이스 (110)로 트리깅 신호를 생성한다. 단계 S620에서, 상기 시스템 전압이 상기 제1 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스 (110)는 상기 트리깅 신호에 따라 상기 프린트 헤드 (140)의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 저장 디바이스 (150)에 기록한다. 단계 S630에서, 상기 시스템 전압이 상기 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스 (110)는 상기 트리깅 신호에 따라 상기 주변 디바이스 (130) 및 상기 프린트 헤드 (140)의 동작을 완전하게 정지시키며, 그래서 상기 시스템 전압이 상기 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스 (110)가 잔류 전력에 의해 계속해서 동작하도록 하며, 여기에서 상기 제2 임계 전압은 상기 제1 임계 전압보다 더 낮다. 그러므로, 3D 프린팅 장치 (100)에 갑작스러운 전력 절단이 발생할 때에, 제어 디바이스는 모든 주변 디바이스의 동작을 정지시킬 수 있어서 상기 제어 디바이스가 충분한 잔류 전력에 따라 계속해서 동작할 수 있도록 하며 그리고 프린트 헤드 (140)의 최종 위치를 미리 정확하게 기록할 수 있도록 하며, 그래서 전력이 복구된 이후에 3D 프린팅 장치 (100)가 이전의 프린팅 동작을 정확하게 계속할 수 있도록 한다.

추가로, 상기 예시적인 실시예에서 3D 프린팅 장치 (100)에 관련된 구현의 상세 내용들 및 관련된 디바이스 특징에 관한 충분한 교시, 제안들 및 구현은 도 1 내지 도 5의 실시예들로부터 유도될 수 있으며, 그래서 어떤 추가의 설명들도 여기에 편입되지 않는다.

상기의 예시적인 실시예들에 따라, 상기 프린트 보호 방법 및 상기 3D 프린팅 장치는 3D 프린팅 장치에 전력 절단이 발생했는가의 여부를 상기 트리거 회로를 경유하여 판별할 수 있으며, 그리고 모든 주변 디바이스의 동작을 정지시켜서 상기 제어 디바이스가 충분한 잔류 전력에 의해 계속해서 동작할 수 있도록 하며 그리고 전력이 끊어진 이후에 프린트 헤드의 최종 위치를 미리 정확하게 기록할 수 있도록 하며, 그래서 전력이 복구된 이후에 상기 3D 프린팅 장치가 이전의 프린팅 동작을 정확하게 계속할 수 있도록 한다. 더욱이, 상기 본 발명에서의 상기 3D 프린팅 장치는 트리거 회로에 의해 제공된 트리깅 신호에 따라서 상기 3D 프린팅 장치에서 많은 에너지를 소비하는 내부 회로에 관련하여 또한 정지시킬 수 있어서, 상기 3D 프린팅 장치를 위한 잔류 전력의 감쇄를 줄어들게 한다. 그러므로, 본 발명의 상기 3D 프린팅 장치는 전력이 끊어진 이후에 상기 프린트 헤드의 최종 위치를 기록하기 위한 충분한 시간을 가질 수 있다. 추가로, 본 발명의 상기 3D 프린팅 장치는 전력이 끊어진 이후에 상기 프린트 헤드를 상기 프린팅 범위에서 벗어나게 더 이동시킬 수 있으며, 또는 3D 물체를 효과적으로 보호하고 그리고 프린팅 불일치를 줄이기 위해 와이어 회수 동작을 수행하도록 상기 프린트 헤드를 동작시킬 수 있다.

예시적인 실시예의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서도 그 예시적인 실시예의 구조에 다양한 수정 및 변형들이 만들어질 수 있다는 것은 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들에게는 명백할 것이다. 전술한 내용을 고려하여, 상기 예시적인 실시예들에 대한 수정 및 변형들이 다음의 청구항들 및 그 청구항들의 등가의 범위 내에 존재한다면, 상기 예시적인 실시예들은 상기 수정 및 변형들을 커버하는 것으로 의도된 것이다.

Claims

3차원 프린팅 장치에 적응된 프린트 보호 방법으로,
상기 3차원 프린팅 장치는 트리거 회로, 제어 디바이스, 주변 디바이스, 프린트 헤드 및 저장 디바이스를 포함하며, 상기 방법은:
상기 3차원 프린팅 장치의 시스템 전압이 정상 전압으로부터 제1 임계 전압으로 줄어들고 그리고 상기 제1 임계 전압보다 더 낮을 때에, 상기 트리거 회로에 의해 상기 제어 디바이스로 트리깅 신호를 생성하는 단계;
상기 시스템 전압이 상기 제1 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 트리깅 신호에 따라 상기 제어 디바이스에 의해 상기 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 저장 디바이스에 기록하는 단계로,
상기 시스템 전압이 제1 임계 전압으로부터 제2 임계 전압으로 줄어드는 시간 구간에서, 상기 제어 디바이스는 상기 주변 디바이스를 정지시키지만 상기 프린트 헤드를 완전하게 정지시키지는 않는, 단계; 그리고
상기 시스템 전압이 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 트리깅 신호에 따라 상기 제어 디바이스에 의해 상기 주변 디바이스 및 상기 프린트 헤드의 동작을 완전하게 정지시켜서, 상기 시스템 전압이 상기 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스가 잔류 전력에 의해 계속해서 동작하도록 하는 단계를 포함하며,
상기 제2 임계 전압은 상기 제1 임계 전압보다 더 낮은, 프린트 보호 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 시스템 전압이 상기 제1 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 트리깅 신호에 따라 상기 제어 디바이스에 의해 상기 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 저장 디바이스에 기록하는 상기 단계는:
상기 저장 디바이스 내에 기록된 위치 데이터가 상기 프린트 헤드의 최종 위치에 대응하는가의 여부를 확인하기 위해 상기 저장 디바이스 내 기록된 상기 위치 데이터가 상기 프린트 헤드의 상기 현재 위치에 대응하는가의 여부를 제어 디바이스들에 의해 판별하는 단계; 그리고
그 위치 데이터가 프린트 헤드의 상기 현재 위치에 대응하지 않는다면, 상기 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 제어 디바이스에 의해 상기 저장 디바이스에 재-기록하는 단계를 포함하는, 프린트 보호 방법.
제3항에 있어서,
시스템 전압이 제1 임계 전압보다 더 낮아지기 시작할 때에 그리고 저장 디바이스의 동작 전압이 제1 전압으로부터 제2 전압으로 줄어드는 시간 구간에서 상기 제어 디바이스는 상기 프린트 헤드의 최종 위치를 기록하는 것을 완료하는, 프린트 보호 방법.
제1항에 있어서,
시스템 전압이 제1 임계 전압으로부터 제2 임계 전압으로 줄어드는 시간 구간에서, 상기 제어 디바이스에 의해 상기 프린트 헤드의 피딩 (feeding) 동작을 정지시키고, 그리고 상기 3차원 프린팅 장치의 잔류 전력 및 최단 경로 - 이 최단 경로를 따라 상기 프린트 헤드가 프린팅 범위로부터 벗어나게 이동된다 - 를 계산하는 단계; 그리고
상기 시스템 전압이 제1 임계 전압으로부터 상기 제2 임계 전압으로 줄어드는 시간 구간이, 프린팅 범위에서 벗어나게 이동하도록 상기 제어 디바이스에 의해서 상기 프린트 헤드를 구동하기에 충분한가의 여부를 상기 잔류 전력 및 상기 최단 경로에 따라 판별하는 단계를 더 포함하는, 프린트 보호 방법.
제5항에 있어서,
잔류 전력이 충분하다면, 상기 프린팅 범위에서 벗어나서 이동하도록 상기 제어 디바이스에 의해 상기 프린트 헤드를 구동하는 단계; 그리고
잔류 전력이 충분하지 않다면, 와이어 회수 동작을 수행하도록 상기 제어 디바이스에 의해 상기 프린트 헤드를 구동하는 단계를 더 포함하는, 프린트 보호 방법.
제1항에 있어서,
상기 3차원 프린팅 장치를 위한 전력 공급이 복구될 때에, 상기 저장 디바이스 내 저장된 상기 위치 데이터를 상기 제어 디바이스에 의해 독출하고, 그리고 그 위치 데이터에 따라서 상기 프린트 헤드를 구동하는 단계를 더 포함하는, 프린트 보호 방법.
제1항에 있어서,
상기 주변 디바이스는 모터 디바이스, 가열 디바이스, 팬 디바이스 및 레이저 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는, 프린트 보호 방법.
3차원 프린팅 장치로서:
제어 디바이스;
상기 제어 디바이스에 연결된 트리거 회로로서, 시스템 전압이 정상 전압으로부터 제1 임계 전압으로 줄어들고 그리고 상기 제1 임계 전압보다 더 낮을 때에, 상기 트리거 회로는 상기 제어 디바이스로 트리깅 신호를 생성하는, 트리거 회로;
상기 제어 디바이스에 연결된 주변 디바이스;
상기 제어 디바이스에 연결된 프린트 헤드; 그리고
상기 제어 디바이스에 연결된 저장 디바이스를 포함하며,
상기 시스템 전압이 상기 제1 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스는 상기 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 트리깅 신호에 따라 상기 저장 디바이스에 기록하며,
상기 시스템 전압이 제1 임계 전압으로부터 제2 임계 전압으로 줄어드는 시간 구간에서, 상기 제어 디바이스는 상기 주변 디바이스를 정지시키지만 상기 프린트 헤드를 완전하게 정지시키지는 않으며,
상기 시스템 전압이 제2 임계 전압으로 줄어든 이후에 상기 제어 디바이스는 상기 트리깅 신호에 따라 상기 주변 디바이스 및 상기 프린트 헤드의 동작을 완전하게 정지시키며, 그래서 상기 시스템 전압이 상기 제2 임계 전압보다 더 낮아진 이후에 상기 제어 디바이스가 잔류 전력에 의해 계속해서 동작하도록 하며,
상기 제2 임계 전압은 상기 제1 임계 전압보다 더 낮은, 3차원 프린팅 장치.
삭제
제9항에 있어서,
상기 제어 디바이스는 상기 저장 디바이스 내에 기록된 위치 데이터가 상기 프린트 헤드의 현재 위치에 대응하는가의 여부를 판별하고, 그 위치 데이터가 상기 프린트 헤드의 현재 위치에 대응하지 않는다면, 상기 제어 디바이스는 상기 프린트 헤드의 현재 위치의 위치 데이터를 상기 저장 디바이스에 재-기록하는, 3차원 프린팅 장치.
제11항에 있어서,
시스템 전압이 제1 임계 전압보다 더 낮아지기 시작할 때에 그리고 저장 디바이스의 동작 전압이 제1 전압으로부터 제2 전압으로 줄어드는 시간 구간에서 상기 제어 디바이스는 상기 프린트 헤드의 최종 위치를 기록하는 것을 완료하는, 3차원 프린팅 장치.
제9항에 있어서,
시스템 전압이 제1 임계 전압으로부터 제2 임계 전압으로 줄어드는 시간 구간에서, 상기 제어 디바이스는 상기 프린트 헤드의 피딩 동작을 정지시키고, 그리고 상기 3차원 프린팅 장치의 잔류 전력 및 최단 경로 - 이 최단 경로를 따라 상기 프린트 헤드가 프린팅 범위로부터 벗어나게 이동된다 - 를 계산하며, 그리고
상기 제어 디바이스는, 상기 시스템 전압이 제1 임계 전압으로부터 상기 제2 임계 전압으로 줄어드는 시간 구간이, 프린팅 범위에서 벗어나게 이동하도록 상기 프린트 헤드를 구동하기에 충분한가의 여부를 상기 잔류 전력 및 상기 최단 경로에 따라 판별하는, 3차원 프린팅 장치.
제13항에 있어서,
잔류 전력이 충분하다면, 상기 제어 디바이스는, 상기 프린팅 범위에서 벗어나게 이동하도록 상기 프린트 헤드를 구동하며,
잔류 전력이 충분하지 않다면, 상기 제어 디바이스는 와이어 회수 동작을 수행하도록 상기 프린트 헤드를 구동하는, 3차원 프린팅 장치.
제9항에 있어서,
상기 3차원 프린팅 장치를 위한 전력 공급이 복구될 때에, 상기 제어 디바이스는 상기 저장 디바이스 내 저장된 상기 위치 데이터를 독출하고, 그리고 그 위치 데이터에 따라서 상기 프린트 헤드를 구동하는, 3차원 프린팅 장치.
제9항에 있어서,
상기 주변 디바이스는 모터 디바이스, 가열 디바이스, 팬 디바이스 및 레이저 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는, 3차원 프린팅 장치.