KR102101973B1 - 3d printing device including safety device for laser irradiation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이져 출력 신호와 감지 신호의 일치 여부를 판단하여 레이져 시스템의 고장 및 제어 오류를 정확하고 빠르게 감지하도록 하면서도, 오류 검출 수단의 복잡도를 낮출 수 있도록 한 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치는 조형물의 형성을 위한 재료물질이 공급되는 성형부; 상기 성형부에 공급된 상기 재료물질에 빔을 공급하여 성형층을 형성하는 빔 공급부; 상기 빔의 공급을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 빔 공급부로부터 상기 빔이 방출되는지의 여부를 감지하는 센서를 구비하고, 상기 센서의 감지결과를 이용하여 광 감지결과를 생성하는 감지수단; 및 상기 광 감지결과와 상기 제어신호를 비교하여 상기 제어신호에 따른 상기 빔의 방출이 이루어졌는지 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The present invention is to determine whether the laser output signal and the detection signal coincide and to accurately and quickly detect the failure and control error of the laser system, while having a safety device for laser emission to reduce the complexity of the error detection means It relates to a printing device.
A 3D printing apparatus having a safety device for laser emission according to the present invention includes a molding unit for supplying a material material for forming a molded object; A beam supply unit for forming a molding layer by supplying a beam to the material material supplied to the molding unit; A control unit generating a control signal for controlling the supply of the beam; A detection means having a sensor for detecting whether the beam is emitted from the beam supply unit, and generating a light detection result using the detection result of the sensor; And a detection unit that compares the light detection result with the control signal to detect whether the beam is emitted according to the control signal.

Description

레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치{3D PRINTING DEVICE INCLUDING SAFETY DEVICE FOR LASER IRRADIATION}3D printing device equipped with a safety device for laser emission {3D PRINTING DEVICE INCLUDING SAFETY DEVICE FOR LASER IRRADIATION}

본 발명은 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치에 관한 것으로, 레이져 출력 신호와 감지 신호의 일치 여부를 판단하여 레이져 시스템의 고장 및 제어 오류를 정확하고 빠르게 감지하도록 하면서도, 오류 검출 수단의 복잡도를 낮출 수 있도록 한 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printing apparatus having a safety device for laser emission, and it is possible to accurately and quickly detect a failure and a control error of a laser system by determining whether the laser output signal and the detection signal match, and It relates to a 3D printing device having a safety device for laser emission to reduce the complexity.

3D 프린터는 형성하고자 하는 입체 모양을 형성할 수 있게 하는 장치를 의미하며, 이러한 장점으로 인해 다양한 분야에서의 쓰임이 크게 증가하고 있다.3D printer means a device that can form a three-dimensional shape to be formed, and because of these advantages, its use in various fields is greatly increased.

이러한 3D 프린터의 프린팅 기술은 크게 원재료 덩어리를 절삭하는 절삭형과, 원자재를 층층이 쌓아 올리는 적층형(AM : Additive Manufacturing)으로 구분된다. 이 중 적층형은 바인더젯(BJ : Binder Jetting), 다이렉티드 에너지 디포지션(DED : Directed Energy Deposition), 재료 압출(ME : Material Extrusion), 재료 분사(MJ : Material Jetting), 파우더 베드 융합(PBF : Powder Bed Fusion), 시트 적층(SL : Sheet Lamination), 광중합 방식(VP : VAT Photopolymerization)과 같은 다양한 방식으로 구분된다.The printing technology of these 3D printers is largely divided into a cutting type for cutting a lump of raw materials and a additive type (AM: Additive Manufacturing) in which a layer of raw materials is stacked up. Among them, the laminated type is Binder Jetting (BJ), Directed Energy Deposition (DED), Material Extrusion (ME), Material Jetting (MJ), and Powder Bed Fusion (PBF) : Powder Bed Fusion), Sheet Lamination (SL), VP Photopolymerization (VP).

이와 같은 다양한 프린팅 방식 중 DED, PBF, VP와 같은 방식에서는 원자재에 광 또는 열을 공급하기 위해 레이져를 사용하는 경우가 일반적이다. 레이져는 제어의 정밀도가 높아 미세한 구조물의 형성이 가능한 장점이 있다. 이러한 레이져를 이용하는 방식은 레이져에 의해 공급되는 열로 원자재를 일시적으로 용융시킨 후 재경화되도록 하거나, 특정 파장의 광을 원자재에 공급함으로써 광반응에 의해 분말 또는 액체가 경화되도록 하는 방식이 주로 이용된다.Among various printing methods such as DED, PBF, and VP, lasers are generally used to supply light or heat to raw materials. The laser has the advantage of being capable of forming a fine structure due to high precision of control. As a method of using such a laser, a method in which a raw material is temporarily melted with heat supplied by a laser and then re-cured, or a powder or liquid is cured by a photoreaction by supplying light of a specific wavelength to the raw material is used.

한편, 레이져를 이용하는 프린팅 방식에서는 레이져의 오동작이 발생하는 경우 프린팅이 누락되거나, 불필요한 부분이 프린팅 되는 문제점이 있다. 특히, 미세구조물의 생성에 주로 레이져가 이용되기 때문에 이러한 불량이 발생되는 경우 제작 중인 구조물을 폐기해야 하는 문제점이 있다.On the other hand, in the printing method using a laser, when a malfunction of the laser occurs, there is a problem in that printing is omitted or unnecessary parts are printed. Particularly, since lasers are mainly used for the generation of microstructures, there is a problem in that the structures being manufactured must be discarded when such defects occur.

이러한 문제점에도 불구하고 현재까지 레이져 시스템의 고장 및 제어 오류를 정확하고 빠르게 감지하면서도 프린팅 장치의 복잡도가 크게 증가하지 않도록 하는 감지 및 제어수단이 부재하여 제품의 신뢰성 향상이 곤란한 문제점이 있다.Despite these problems, there is a problem in that it is difficult to improve the reliability of the product due to the absence of detection and control means that accurately and quickly detects failures and control errors of the laser system and does not significantly increase the complexity of the printing device.

한국 등록특허 10-1705696(등록일 2017년 02월 06일)Korean Registered Patent 10-1705696 (Registration Date February 06, 2017)

따라서, 본 발명의 목적은 레이져 출력 신호와 감지 신호의 일치 여부를 판단하여 레이져 시스템의 고장 및 제어 오류를 정확하고 빠르게 감지하도록 하면서도, 오류 검출 수단의 복잡도를 낮출 수 있도록 한 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to determine whether the laser output signal and the detection signal match and to accurately and quickly detect a failure and a control error of the laser system, while providing a safety device for laser emission to reduce the complexity of the error detection means. It is to provide a 3D printing apparatus having a.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치는 조형물의 형성을 위한 재료물질이 공급되는 성형부; 상기 성형부에 공급된 상기 재료물질에 빔을 공급하여 성형층을 형성하는 빔 공급부; 상기 빔의 공급을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 빔 공급부로부터 상기 빔이 방출되는지의 여부를 감지하는 센서를 구비하고, 상기 센서의 감지결과를 이용하여 광 감지결과를 생성하는 감지수단; 및 상기 광 감지결과와 상기 제어신호를 비교하여 상기 제어신호에 따른 상기 빔의 방출이 이루어졌는지 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a 3D printing apparatus having a safety device for laser emission according to the present invention includes a molding unit for supplying a material material for forming a molded object; A beam supply unit for forming a molding layer by supplying a beam to the material material supplied to the molding unit; A control unit generating a control signal for controlling the supply of the beam; A detection means having a sensor for detecting whether the beam is emitted from the beam supply unit, and generating a light detection result using the detection result of the sensor; And a detection unit that compares the light detection result with the control signal and detects whether the beam has been emitted according to the control signal.

상기 감지수단은 제어신호의 발생여부를 감지하기 위해 상기 제어신호를 중계하여 상기 빔 공급부에 전달하는 기능을 더 수행하는 것을 특징으로 한다.The detecting means is characterized in that it further performs a function of relaying the control signal and transmitting it to the beam supply unit to detect whether a control signal has been generated.

상기 제어신호는 복수로 구성되는 전압신호 또는 전류신호인 것을 특징으로 한다.The control signal is characterized in that it is a voltage signal or a current signal composed of a plurality.

상기 감지수단은 복수의 신호 중 상기 빔의 방출을 제어하기 위한 온/오프 신호를 중계하는 것을 특징으로 한다.The sensing means is characterized in that it relays an on / off signal for controlling the emission of the beam among a plurality of signals.

상기 재료물질이 수용되고, 상기 성형층의 형성을 위한 재료물질을 공급하는 재료물질 공급부; 상기 재료물질을 상기 성형부에 공급함과 아울러 상기 성형층의 형성을 위한 재료물질층을 형성하는 재료물질 이송부; 상기 성형층을 형성하고 남은 상기 재료물질을 수용하기 위한 재료물질 수용부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A material material supply unit for receiving the material material and supplying a material material for forming the molding layer; A material material transfer unit for supplying the material material to the molding unit and forming a material material layer for forming the molding layer; It characterized in that it further comprises a; material material receiving portion for receiving the material material remaining after forming the molding layer.

상기 감지수단은 상기 센서가 상기 빔을 감지하는 감지강도 및 상기 센서가 상기 빔을 감지하는데 소요되는 시간인 감지 인식 시간이 조절되며, 상기 감지강도의 조절을 위한 조절 증폭 장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The sensing means is configured to further include a control intensity amplifying device for adjusting the detection intensity, the detection intensity of which is the time required for the sensor to detect the beam and the time required for the sensor to detect the beam. It is characterized by.

본 발명에 따른 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치는 레이져 출력 신호와 감지 신호의 일치 여부를 판단하여 레이져 시스템의 고장 및 제어 오류를 정확하고 빠르게 감지하도록 하면서도, 오류 검출 수단의 복잡도를 낮추는 것이 가능하다.The 3D printing apparatus having a safety device for laser emission according to the present invention determines whether the laser output signal and the detection signal match and accurately and quickly detects a failure and a control error of the laser system, while increasing the complexity of the error detection means. It is possible to lower.

이를 통해 본 발명에 따른 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치는 장치 제작에 소요되는 비용 증가는 최소화하면서도 장치의 신뢰도를 크게 향상시키는 것이 가능해진다.Through this, the 3D printing apparatus equipped with the safety device for laser emission according to the present invention can greatly improve the reliability of the apparatus while minimizing the increase in cost required to manufacture the apparatus.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치의 구조를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치의 오류 검출을 위한 구성을 도시한 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 오류 검출을 위한 구성을 도시한 구성 예시도.
도 4는 종래의 3D 프린팅 장치의 구성을 도시한 구성 예시도.
도 5는 검출부의 이상 판단 과정을 설명하기 위한 예를 테이블 형태로 도시한 예시도.
1 is an exemplary view showing the structure of a 3D printing apparatus having a safety device for laser emission according to the present invention.
Figure 2 is an exemplary configuration showing a configuration for error detection of a 3D printing apparatus according to the present invention.
Figure 3 is an exemplary configuration showing a configuration for error detection of a 3D printing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a configuration example showing the configuration of a conventional 3D printing apparatus.
5 is an exemplary view showing an example for explaining an abnormality determination process of the detection unit in the form of a table.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 뙤는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described so that those skilled in the art can easily implement. It should be noted that, in the accompanying drawings, the same reference number is used when the same number is indicated in the other drawings. In addition, in the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or known configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, some features presented in the drawings are enlarged or reduced or simplified for ease of description, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 출사에 관한 안전장치를 구비하는 3D 프린팅 장치의 구조를 도시한 예시도이다.1 is an exemplary view showing a structure of a 3D printing apparatus having a safety device for laser emission according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치는 테이블(10), 빔공급부(20) 및 제어부(30)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the 3D printing apparatus according to the present invention includes a table 10, a beam supply unit 20, and a control unit 30.

테이블(10)은 조형물의 형성을 위한 재료물질의 공급 및 재료물질에 의해 조형물이 형성된다. 이를 위해 테이블(10)은 조형물의 형성되는 작업공간을 제공하는 성형부(110), 성형부(110)에 재료물질을 공급하는 재료물질 공급부(120), 조형물을 형성하고 남은 재료물질이 회수되어 수용되는 재료물질 수용부(130) 및 재료물질을 재료물질 공급부(120)로부터 성형부(110) 또는 성형부(110)로부터 재료물질 수용부(130)에 이송시킴과 아울러, 성형부(110) 상에서 재료물질층을 형성하는 재료물질 이송부(140)를 포함하여 구성된다.The table 10 is formed of a material by supply of a material material for the formation of the material and the material material. To this end, the table 10 includes a molding part 110 that provides a working space in which a molding material is formed, a material material supply part 120 that supplies material materials to the molding part 110, and the material material remaining after forming the molding material is recovered. The material material receiving unit 130 and the material material accommodated are transferred from the material material supply unit 120 to the molding unit 110 or the material material receiving unit 130 from the molding unit 110, and the molding unit 110 is transferred. It comprises a material material transfer unit 140 to form a material material layer on the.

좀더 구체적으로 성형부(110)는 승강 및 하강 또는 수평이동이 가능한 조형물 지지대(111)가 마련된다. 이 조형물 지지대(111)는 조형물의 형성을 위한 받침의 역할을 하며, 조형물의 형성이 진행됨에 따라 승하강 또는 수평 이동을 수행하여 조형물의 성형을 보조하게 된다. 이를 위해 조형물 지지대(111)에는 재료물질 이송부(140)에 의해 재료물질층(미도시)이 형성되고, 재료물질층에 빔공급부(20)로부터의 빔이 공급됨으로써 성형층이 형성된다. 이 성형층 상에 재료물질층의 형성과 빔의 공급이 반복되면서 조형물이 만들어지게 된다. 이러한 성형부(110)는 조형물지지대(111)의 이동을 안내하는 프레임(112)과 조형물지지대(111)의 이동을 위한 이동수단(113)이 구성될 수 있다. 특히, 도 1에는 일례로 박스형 프레임과 승강 또는 하강을 위한 샤프트 구조가 도시되어 있으나, 이는 일례로서 제시된 것일뿐 도시된 바에 의해서만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.More specifically, the molding unit 110 is provided with a molding support 111 that can be moved up and down or horizontally. The sculpture supporter 111 serves as a support for the formation of the sculpture, and as the formation of the sculpture progresses, ascends or descends or moves horizontally to assist in forming the sculpture. To this end, a material material layer (not shown) is formed by the material material transfer unit 140 on the sculpture support 111, and a molding layer is formed by supplying a beam from the beam supply unit 20 to the material material layer. The formation of the material material layer and the supply of the beam are repeated on this molding layer, thereby forming a molding. The molding unit 110 may include a frame 112 for guiding the movement of the molding support 111 and a moving means 113 for moving the molding support 111. Particularly, in FIG. 1, a box-shaped frame and a shaft structure for lifting or descending are illustrated as an example, but this is only presented as an example and is not intended to limit the present invention only as shown.

재료물질 공급부(120)는 조형물의 형성을 위한 재료물질이 저장되고, 성형부(110)에 저장된 재료물질을 공급하는 역할을 한다. 이 재료물질 공급부(120)는 용기 형상으로 형성되어 재료물질이 수납되도록 함과 아울러, 수납된 재료물질이 일정한 양으로 성형부(110)에 공급되도록 하는 역할을 한다. 이를 위해 재료물질 공급부(120)는 용기의 용적을 변화시켜 재료물질이 일정하게 토출되도록 하며, 토출된 재료물질을 재료물질 공급부(120)가 성형부(110)에 공급하게 된다.The material material supply unit 120 serves to supply the material material stored in the molding unit 110 for storing the material material for forming the sculpture. The material material supply unit 120 is formed in a container shape to allow the material material to be stored, and also serves to supply the received material material to the molding unit 110 in a constant amount. To this end, the material material supply unit 120 changes the volume of the container so that the material material is constantly discharged, and the material material supply unit 120 supplies the discharged material material to the molding unit 110.

이를 위해 재료물질 공급부(120)는 외부프레임(127)과, 외부프레임(127)과 함께 재료물질의 수용을 위한 공간을 형성하는 내부프레임(125) 및 내부프레임(125)을 이동시켜, 공간의 크기를 변화시키는 이동수단(123)을 포함하여 구성될 수 있다.To this end, the material material supply unit 120 moves the inner frame 125 and the inner frame 125 to form a space for accommodating the material material together with the outer frame 127 and the outer frame 127, thereby It may be configured to include a moving means 123 to change the size.

재료물질 수용부(130)는 재료물질 이송부(140)에 의해 성형부(110)에 공급되고 남은 재료물질을 수용하여 저장하는 역할을 한다. 이를 위해 재료물질 수용부(130)는 재료물질 이송부(140)의 이동방향 종단에 배치된다. 일례로 도 1에서와 같이 재료물질 수용부(130)와 재료물질 공급부(120)는 성형부(110)를 사이에 두고 대를 이루어 배치되어, 일렬로 정렬될 수 있다. 다만, 이러한 배치는 재료물질 이송부(140)가 일직선으로 왕복 운동을 하여 재료물질을 공급하는 경우에 해당하는 것으로 재료물질 이송부(140)의 이동 방향이 변경되거나, 공급방식이 상이한 경우 배치가 변경될 수 있다. The material material accommodating part 130 serves to receive and store the remaining material material supplied to the molding part 110 by the material material conveying part 140. To this end, the material material receiving unit 130 is disposed at the end of the moving direction of the material material transferring unit 140. For example, as shown in FIG. 1, the material material accommodating part 130 and the material material supply part 120 are arranged in a row with the molding part 110 therebetween, and may be arranged in a line. However, this arrangement corresponds to a case where the material material transfer unit 140 supplies the material material by reciprocating in a straight line, and the movement direction of the material material transfer unit 140 is changed, or the arrangement is changed when the supply method is different. You can.

한편, 재료물질 수용부(130)는 공급되는 재료물질의 양이 증가함에 따라 수용 공간의 용적을 변화시키기 위해 내부프레임 및 이를 이동시키는 이동수단을 포함하여 구성될 수 있다. 또는 미리 정해진 크기의 고정된 용적을 가지는 프레임으로만 구성될 수도 있는 것으로 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 여기서, 재료물질 수용부(130)가 재료물질 공급부(120)와 같이 용적을 변화시키도록 하는 경우 서로 동일한 형태로 구성되어, 재료물질 공급 및 수용을 번갈아가며 수행할 수도 있다. On the other hand, the material material receiving unit 130 may be configured to include an inner frame and moving means for moving it to change the volume of the receiving space as the amount of material material supplied increases. Alternatively, the present invention is not limited by the suggestion that it may be composed only of a frame having a fixed volume of a predetermined size. Here, when the material material receiving unit 130 is to change the volume of the material material supply unit 120, it is configured in the same form as each other, and the material material supply and reception may be alternately performed.

재료물질 이송부(140)는 재료물질 공급부(120)의 재료물질을 성형부(110)의 조형물 지지대(111) 상으로 이송시킴과 아울러, 조형물 지지대(111)에 재료물질층을 형성한다. 또한, 재료물질 이송부(140)는 성형층 형성에 이용되지 않은 재료물질을 재료물질 수용부(130)로 이송시키는 역할을 하게 된다. 이를 위해 재료물질 이송부(140)는 재료물질 공급부(110), 성형부(120) 및 재료물질 수용부(130)를 따라 왕복하여 재료물질의 공급, 재료물질층 형성, 잔여 재료물질의 회수를 수행하게 된다. The material material transfer unit 140 transfers the material material of the material material supply unit 120 onto the molding supporter 111 of the molding unit 110, and also forms a material material layer on the molding material supporter 111. In addition, the material material transfer unit 140 serves to transfer material materials that are not used to form the molding layer to the material material receiving unit 130. To this end, the material material transfer unit 140 reciprocates along the material material supply unit 110, the molding unit 120, and the material material receiving unit 130 to supply the material material, form the material material layer, and recover the remaining material material Is done.

이러한 재료물질 이송부(140)는 도시되지 않은 이송수단에 의해 재료물질 공급부(110), 성형부(120) 및 재료물질 수용부(130) 상에서 이동하여, 재료물질을 공급 및 회수하고 재료물질층을 형성한다. 특히, 재료물질의 공급시 재료물질층의 형성이 용이하도록 하기 위해 재료물질 이송부(140)는 블레이드(141) 또는 롤러(미도시)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 블레이드(141)는 판상으로 형성되고 재료물질과 접촉하는 날부분에 의해 재료물질을 이송시킴과 아울러, 평탄화하게 된다. 여기서, 블레이드(141)와 롤러가 함께 구비되어 롤러에 의해 재료물질층의 형성을 보조하도록 할 수 있으며, 제시된 블레이드(141), 롤러 외에도 분말 또는 점액 상태의 재료물질을 이송 또는 박층으로 형성할 수 있는 장치이면 구성의 변형 또는 추가가 가능하다.The material material transfer unit 140 is moved on the material material supply unit 110, the molding unit 120 and the material material receiving unit 130 by a transport means (not shown), supplying and recovering the material material and recovering the material material layer. To form. Particularly, in order to facilitate the formation of the material material layer when supplying the material material, the material material transfer unit 140 may include a blade 141 or a roller (not shown), but only by limiting the present invention no. The blade 141 is formed in a plate shape and transports the material material by a blade portion in contact with the material material, and is planarized. Here, the blade 141 and the roller may be provided together to assist the formation of the material material layer by the roller, and in addition to the proposed blade 141, the roller, the material material in powder or mucus state can be transported or formed in a thin layer. Any device can be modified or added to the configuration.

빔공급부(20)는 성형부(110) 상에 형성되는 재료물질 층에 레이져 빔을 공급하여 미리 정해진 형태의 성형층을 형성한다. 여기서, 재료물질은 조형물을 형성하기 위한 물질로 합성수지, 유리, 금속, 세라믹과 같이 열 또는 광에 반응하여 물성이 변화되는 재료를 분말형태 또는 입자형태 또는 액체상태로 가공한 것 또는 반응을 유도하기 위한 유도제와 혼합하여 마련한 것일 수 있다. 일례로, 재료물질은 빔에 의해 공급되는 열 또는 에너지에 의해 일시적으로 용융된 후 경화되어 성형층을 형성할 수도 있고, 광감응성 분말, 예를 들어, 자외선에 의해 경화되는 분말형태의 재료를 이용하여 성형층을 형성할 수도 있다.The beam supply unit 20 supplies a laser beam to the material material layer formed on the molding unit 110 to form a molding layer having a predetermined shape. Here, the material material is a material for forming a molded material, such as synthetic resin, glass, metal, ceramic, etc., which reacts to heat or light to induce a reaction in which a material whose physical properties are changed into a powder or particle form or a liquid state or induce a reaction. It may be prepared by mixing with an inducer for. In one example, the material material may be temporarily melted by heat or energy supplied by a beam and then cured to form a molded layer, and a photosensitive powder, for example, a powder material that is cured by ultraviolet light may be used. It is also possible to form a molding layer.

이를 위해 빔공급부(20)는 재료물질의 종류에 따라 미리 지정된 파장의 광을 공급하거나, 열 또는 에너지를 공급하여 재료물질층 중 일부의 상태를 변화시킴으로써 조형층을 형성하게 된다.To this end, the beam supply unit 20 forms a molding layer by supplying light having a predetermined wavelength according to the type of material material, or by supplying heat or energy to change a state of a part of the material material layer.

이러한 빔공급부(20)는 제어부(30)의 제어신호에 따라 빔을 생성하는 레이져 유닛(121), 레이져 유닛(121)으로부터 빔을 공급받아 성형부(110)의 테이블 표층 즉, 재료물질층에 빔을 조사하는 스캔헤드(124)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 레이져 유닛(121)으로부터 스캔헤드(124)로 빔을 공급하기 위해 상호 간에 광섬유(122)와 같은 빔 전달부재가 마련될 수 있으나, 이로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이 레이져 유닛(121)은 제어부(30)로부터 공급되는 제어신호에 의해 빔을 생성하게 된다.The beam supply unit 20 receives the beam from the laser unit 121 and the laser unit 121 that generate a beam according to the control signal of the control unit 30 to the table surface layer of the forming unit 110, that is, the material material layer It may be configured to include a scan head 124 for irradiating the beam. Here, in order to supply a beam from the laser unit 121 to the scan head 124, a beam transmitting member such as an optical fiber 122 may be provided to each other, but the present invention is not limited thereto. The laser unit 121 generates a beam by a control signal supplied from the control unit 30.

스캔헤드(124)는 레이져 유닛(121)으로부터 공급되는 빔을 성형부(110)의 조형물 지지대(111)에 형성되는 재료물질층에 조사하여 재료물질의 상태를 변화시킴으로써 조형층을 형성한다. 특히, 스캔헤드(124)는 제어부(30)의 제어에 빔의 조사 위치를 변경하여 미리 정해진 형태의 조형층을 형성하게 된다.The scan head 124 forms a molding layer by changing the state of the material material by irradiating a beam supplied from the laser unit 121 to the material material layer formed on the molding supporter 111 of the molding unit 110. In particular, the scan head 124 changes the irradiation position of the beam under the control of the control unit 30 to form a pre-determined molding layer.

제어부(30)는 빔공급부(20)와 테이블(10)의 구동을 제어하며, 이들을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 빔공급부(20)와 테이블(10) 각각에 공급한다.The control unit 30 controls the driving of the beam supply unit 20 and the table 10, generates control signals for controlling them, and supplies them to each of the beam supply unit 20 and the table 10.

특히, 제어부(30)는 빔공급부(20)에 의한 빔 발생 및 빔의 출력세기를 제어하기 위한 제어신호와 빔이 조사되는 영역의 제어를 위한 좌표신호를 공급하여 스캔헤드(124)에 의한 조사위치를 결정함과 아울러, 해당 조사위치에서의 빔 방출을 제어하게 된다.In particular, the control unit 30 supplies a control signal for controlling beam generation and beam output intensity by the beam supply unit 20 and a coordinate signal for controlling a region where the beam is irradiated, and irradiated by the scan head 124 In addition to determining the position, beam emission at the irradiation position is controlled.

이러한 과정에서 제어부(30)는 레이져 빔의 정상 방출을 감지하기 위해 감지수단(130)으로부터 공급되는 감지결과와 제어신호를 비교하여 오동작 여부를 판단하게 된다. 이에 대해서는 하기의 도 2를 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.In this process, the control unit 30 compares the detection result supplied from the detection means 130 and the control signal to detect the normal emission of the laser beam, and determines whether a malfunction has occurred. This will be described in more detail with reference to FIG. 2 below.

도 2는 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치의 오류 검출을 위한 구성을 도시한 구성 예시도이다.2 is an exemplary view showing a configuration for error detection of a 3D printing apparatus according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제어부(30)는 센서(132), 제어신호 발생기(131), 감지수단(133) 및 검출부(135)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the control unit 30 includes a sensor 132, a control signal generator 131, a detection means 133 and a detection unit 135.

제어부(30)는 전술한 바와 같이 레이져 빔의 방출 및 조사위치를 제어하여 조성물층을 형성하며, 이에 따라 재료물질의 공급, 회수 및 재료물질층의 형성이 이루어지도록 레이져유닛(121), 스캔헤드(124) 및 테이블(10)을 제어하여 결과적으로 3D 조형물을 형성하게 된다.The control unit 30 forms a composition layer by controlling the emission and irradiation position of the laser beam as described above, and accordingly, the laser unit 121 and the scan head to supply, recover, and form the material layer. The 124 and the table 10 are controlled to form a 3D sculpture as a result.

이러한 과정에서 제어부(30)는 레이져 빔의 정상 방출과 같은 동작상태를 감지하고 이에 따른 이상여부를 판단하게 된다.In this process, the control unit 30 detects an operation state such as normal emission of the laser beam and determines whether there is an abnormality accordingly.

구체적으로 제어신호발생기(131)는 레이져 유닛(121)으로 하여금 빔을 생성하게 하는 제어신호(제1 및 제2신호)를 생성하고 생성된 신호를 레이져 유닛(121)에 전달한다.Specifically, the control signal generator 131 generates control signals (first and second signals) that cause the laser unit 121 to generate a beam, and transmits the generated signals to the laser unit 121.

이때, 빔 생성, 빔 생성 중지를 제어하는 발광제어신호(여기서, 제2신호로 가정함)는 감지수단(133)에 의해 중계되어 레이져 유닛(121)에 전달된다.At this time, the light emission control signal for controlling beam generation and beam generation stop (here, assumed as a second signal) is relayed by the detection means 133 and transmitted to the laser unit 121.

레이져 유닛(121)은 제어신호발생기(131)로부터 전달되는 제어신호에 의해 레이져 빔(126)을 단속적으로 생성하여 스캔헤드(124)에 전달하게 된다. 여기서 제어신호는 도면에 도시된 바와 같이 복수의 신호(제1 및 제2신호)일 수 있다. 도 2에서는 제어신호가 제1신호와 제2신호 2개의 신호로 구성된 예가 도시되어 있으나, 하나로만 구성되거나 더 많은 신호로 구성될 수 있는 것으로 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 일례로 제1신호는 빔(126)의 세기를 조절하기 위한 전류신호, 제2신호는 빔의 방출 또는 방출 중지를 제어하기 위한 전압신호일 수 있다.The laser unit 121 intermittently generates the laser beam 126 by the control signal transmitted from the control signal generator 131 and transmits it to the scan head 124. Here, the control signal may be a plurality of signals (first and second signals) as illustrated in the drawing. In FIG. 2, although an example is shown in which the control signal is composed of two signals, the first signal and the second signal, the present invention is not limited by the suggestion that the control signal may be composed of only one or more signals. For example, the first signal may be a current signal for adjusting the intensity of the beam 126, and the second signal may be a voltage signal for controlling the emission or stoppage of the beam.

감지수단(133)은 레이져 유닛(121)에 전달되는 제어신호 중 발광(온/오프)을 제어하는 신호를 중계하여 레이져유닛(121)에 전달한다. 그리고, 스캔헤드(124)로부터 빔방출을 감지하여 감지결과와 제어신호를 검출부(135)에 전달하게 된다.The sensing means 133 relays a signal for controlling light emission (on / off) among control signals transmitted to the laser unit 121 and transmits the signal to the laser unit 121. Then, the beam emission is detected from the scan head 124 and the detection result and the control signal are transmitted to the detection unit 135.

좀 더 구체적으로 감지수단(133)은 스캔헤드(124)로부터 성형부(110)의 조형물지지대(113)로 빔이 방출되는지 직접확인하기 위한 센서(132)가 구비되며, 센서(132)에 의해 빔(126) 방출이 감지되는 경우 감지결과가 감지수단(133)에 전달된다. 여기서, 센서(132)는 포토센서와 같이 빔(126)을 감지할 수 있는 센서 또는 이와 동종의 센서로 구성될 수 있다. 이러한 센서(132)는 스캔헤드(124)와 성형부(110)의 거리가 가까운 경우 빔의 경로상에 하나의 센서(132)가 구성될 수 있다. 또는, 스캔헤드(124)와 성형부(110) 간의 거리가 먼 경우 스캔헤드(124)의 빔 출력노즐과 성형부(110)의 조형물 지지대(113)에 각각 대응되게 복수로 구성될 수 있다. 즉, 스캔헤드(124)로부터 빔 방출이 이루어지는지와 방출된 빔이 조형물 지지대에 정상적으로 도달하는지를 각각 감지하도록 하는 것이 가능하다. 이외에도 레이져유닛(121)과 스캔헤드(124)가 분리되어 빔이 광섬유(122)와 같은 중계수단에 의해 전달되는 경우 레이져유닛(121)의 빔 출력단자에 센서(132)가 설치될 수도 있다.More specifically, the sensing means 133 is provided with a sensor 132 for directly checking whether a beam is emitted from the scan head 124 to the molding support 113 of the forming unit 110, and is provided by the sensor 132. When the beam 126 emission is detected, the detection result is transmitted to the detection means 133. Here, the sensor 132 may be configured as a sensor capable of detecting the beam 126, such as a photo sensor, or a sensor of the same type. The sensor 132 may be configured with one sensor 132 on the path of the beam when the distance between the scan head 124 and the forming unit 110 is close. Alternatively, when the distance between the scan head 124 and the forming part 110 is long, a plurality of beam output nozzles of the scan head 124 and the molding support 113 of the forming part 110 may be respectively provided. That is, it is possible to detect whether the beam emission is made from the scan head 124 and whether the emitted beam normally reaches the sculpture support. In addition, when the laser unit 121 and the scan head 124 are separated and the beam is transmitted by a relay means such as an optical fiber 122, a sensor 132 may be installed at the beam output terminal of the laser unit 121.

감지수단(133)는 제어신호와 빔 감지결과를 취합하여 검출부(135)에 전달한다. 특히, 감지수단(133)은 온/오프 제어신호인 제2신호가 제어신호 발생기(131)로 부터 전달되는 경우 제2신호와 센서(132)로부터 전달되는 감지결과를 동기화하여 검출부(135)에 전달하게 된다.The detection means 133 combines the control signal and the beam detection result and transmits it to the detection unit 135. Particularly, when the second signal, which is an on / off control signal, is transmitted from the control signal generator 131, the detection means 133 synchronizes the detection result transmitted from the second signal and the sensor 132 to the detection unit 135. Will be delivered.

검출부(135)는 제2신호와 감지결과가 감지수단(133)으로부터 취합되어 전달되면, 이 제2신호와 감지결과를 비교하여 제2신호의 온기간에 빔(126)의 방출이 이루어졌는지와 제2신호의 오프기간에 빔(126)의 방출이 중지되었는지를 판단하게 된다. 또한, 검출부(135)는 제2신호에 따른 빔의 방출이 미리 지정된 지연시간 내에 이루어졌는지를 판단하게 된다.When the second signal and the detection result are collected and transmitted from the detection means 133, the detection unit 135 compares the second signal with the detection result to determine whether emission of the beam 126 was made during the on period of the second signal. It is determined whether the emission of the beam 126 is stopped during the off period of the second signal. In addition, the detection unit 135 determines whether the emission of the beam according to the second signal is performed within a predetermined delay time.

이를 통해 검출부(135)는 온/오프 기간과 어긋난 빔(126)의 방출이 이루어졌거나, 빔(126)의 방출이 발생되지 않거나, 지정된 지연시간을 경과했는지를 판단하게 된다.Through this, the detection unit 135 determines whether emission of the beam 126 deviated from the on / off period has occurred, emission of the beam 126 has not occurred, or a specified delay time has elapsed.

이러한 감지수단(133)은 재료물질의 형태, 종류 또는 프린팅이 이루어지는 작업 환경에 따라 센서(132)에 의해 감지되는 빔의 강도를 조절할 수 있다. 이와 함께 감지수단(133)은 센서(132)의 빔 감지 인식 시간을 조절할 수 있다.The sensing means 133 may adjust the intensity of the beam sensed by the sensor 132 according to the type, type, or working environment in which the material material is printed. In addition, the detection means 133 may adjust the time for detecting the beam detection of the sensor 132.

구체적으로 재료물질이 오랜시간 또는 강한 빔을 조사해야 조성물층이 형성되는 경우도 있고, 약한 빔을 조사해도 조성물층이 충분히 형성되는 경우가 있을 수 있다. 또한, 작업환경이 밝은 경우, 어두운 경우, 분진과 같이 공기중 부유물 또는 수분이 많은 경우와 같이 다양한 환경 조건이 있을 수 있다.Specifically, a composition layer may be formed when a material material is irradiated for a long time or a strong beam, or a composition layer may be sufficiently formed even when a weak beam is irradiated. In addition, there may be various environmental conditions, such as when the working environment is bright, dark, when there is a large amount of airborne suspended matter or moisture such as dust.

이와 같이 환경 조건 또는 재료물질의 종류와 상태에 따라 레이져 유닛(121)에서 발생되는 빔의 세기가 달라질 수 있다. 또한, 환경 조건에 따라 동일한 빔을 방출하더라도 센서(132)에 의한 인식이 달라질 수 있다. In this way, the intensity of the beam generated in the laser unit 121 may be changed according to the environmental conditions or the type and state of material materials. Further, even if the same beam is emitted according to environmental conditions, the recognition by the sensor 132 may be different.

이러한 경우를 대비하여 감지수단(133)은 센서(132)가 인식하는 빔의 강도와 이에 소요되는 시간을 조절할 수 있게 마련된다. 이러한 감지강도와 감지 인식 조건은 사용자에 의해 설정되도록 할 수도 있고, 미리 입력된 환경 정보 또는 재료물질의 정보에 따라 감지수단이 자동으로 설정을 변경하도록 하는 것도 가능하다.In preparation for this case, the sensing means 133 is provided to adjust the intensity of the beam recognized by the sensor 132 and the time required for it. The detection intensity and the detection recognition condition may be set by the user, or it may be possible for the detection means to automatically change the setting according to pre-entered environmental information or material material information.

아울러, 감지수단(133)은 감지강도의 조절을 위한 강도 조절용 증폭장치를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 강도 조절용 증폭장치는 약한 감도의 신호는 증폭시고, 강한 감도의 신호는 감소시켜 전달하도록 감지수단(133)에 마련될 수 있다.In addition, the detection means 133 may be configured to include an amplification device for adjusting the intensity for adjusting the detection intensity. That is, the intensity control amplifying device may be provided in the sensing means 133 to amplify the signal of the weak sensitivity and reduce the signal of the strong sensitivity to be transmitted.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 오류 검출을 위한 구성을 도시한 구성 예시도이다. 3 is an exemplary configuration diagram showing a configuration for error detection of a 3D printing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제2실시예에 따른 3D 프린팅 장치는 전술한 도 2의 제1실시예와 실질적으로 거의 동일한 구성을 가지지만, 감지수단(233)에서 제1실시예와 차이점을 가진다.Referring to FIG. 3, the 3D printing apparatus according to the second embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment of FIG. 2 described above, but has a difference from the first embodiment in the sensing means 233.

구체적으로 제2실시예의 감지수단(233)은 제1실시예의 감지수단(133)과 달리 제어신호발생기(131)로부터 레이져유닛(121)으로 전달되는 모든신호를 중계하여 전달한다. 즉, 감지수단(233)이 온/오프 신호인 제2신호만을 레이져유닛(121)으로 전달하지 않고, 제2신호와 함께 제1신호를 레이져유닛(121)으로 전달하게 된다.Specifically, the sensing means 233 of the second embodiment relays and transmits all signals transmitted from the control signal generator 131 to the laser unit 121, unlike the sensing means 133 of the first embodiment. That is, the sensing means 233 does not transmit only the second signal, which is an on / off signal, to the laser unit 121, but transmits the first signal together with the second signal to the laser unit 121.

이 제2실시예는 제2신호가 온/오프 신호, 제1신호가 온 구간 동안의 빔(126)의 세기를 제어하는 신호와 같이 제1신호와 제2신호의 동기화가 필요한 경우에 이용될 수 있다.This second embodiment can be used when synchronization of the first signal and the second signal is necessary, such as a signal that controls the intensity of the beam 126 during the second signal on / off signal and the first signal on. Can be.

즉, 제1신호와 제2신호의 동기가 필요한 상황에서 제1신호만을 감지수단(133)이 중계하는 경우 감지수단(133)을 경유하는 제2신호와 제1신호간의 동기화가 어긋날 수 있다. 때문에, 감지수단(233)은 제2신호와 제1신호를 함께 중계하며, 특히, 제2신호를 중계함에 따라 발생되는 시간지연만큼 제1신호를 지연시켜 전달하게 된다. 이를 위해 감지수단(233)은 제1신호의 지연을 위한 수단이 마련될 수 있다.That is, when the sensing means 133 relays only the first signal in a situation where synchronization of the first signal and the second signal is necessary, synchronization between the second signal and the first signal via the sensing means 133 may be misaligned. Therefore, the sensing means 233 relays the second signal and the first signal together, and in particular, delays and transmits the first signal by a time delay generated by relaying the second signal. To this end, the sensing means 233 may be provided with means for delaying the first signal.

한편, 도 4는 종래의 3D 프린팅 장치의 구성을 도시한 구성 예시도이며, 도 5는 검출부의 이상 판단 과정을 설명하기 위한 예를 테이블 형태로 도시한 예시도이다.On the other hand, Figure 4 is an exemplary view showing the configuration of a conventional 3D printing apparatus, Figure 5 is an exemplary view showing an example for explaining the abnormality determination process of the detection unit in the form of a table.

종래의 3D 프린팅 장치는 도시된 바와 같이 감지수단(133)이 구비되지 않는다. 종래의 3D 프린팅 장치는 제어신호발생기(331)로부터 레이져 유닛(321)으로 제1 및 제2신호가 전달되면, 레이져 유닛(321)이 제1 및 제2신호에 따라 레이져를 생성하여 스캔헤드(324)에 전달하고, 스캔헤드(324)는 빔형태로 레이져를 조사하게 된다.The conventional 3D printing device is not provided with a sensing means 133 as shown. In the conventional 3D printing apparatus, when the first and second signals are transmitted from the control signal generator 331 to the laser unit 321, the laser unit 321 generates a laser according to the first and second signals to generate a scan head ( 324), and the scan head 324 irradiates the laser in the form of a beam.

이러한 3D 프린팅 장치는 조형물의 생성을 위해 빔을 장시간 동안 생성 및 조사해야하며, 작업시간이 길어질 수록 오동작이 발생하여 제어신호(제1 및 제2신호)가 전달됐음에도 불구하고 빔 생성 및 방출이 이루어지지 않거나, 제어신호가 전달되지 않거나, 오프신호 구간에 빔이 방출되는 경우가 발생하게 된다. Such a 3D printing device needs to generate and irradiate a beam for a long time in order to generate a sculpture, and as the working time increases, a malfunction occurs, and although the control signals (first and second signals) are transmitted, the beam is generated and emitted. There is a case in which it is not supported, a control signal is not transmitted, or a beam is emitted in an off-signal section.

그러나, 종래의 3D 프린팅 장치에서는 이러한 오작동을 조형물의 상태를 확인하여야만 알 수 있게 된다. 반면에 본 발명에서는 센서와 감지수단을 이용하여 제어신호에 응답한 레이져의 생성 및 빔의 방출이 이루어졌는지 확인할 수 있으므로 이상여부를 빠르게 감지할 수 있고, 고장에 대한 대응도 빨라지게 된다.However, in the conventional 3D printing apparatus, such a malfunction can be known only by checking the state of the sculpture. On the other hand, in the present invention, it is possible to quickly check whether an abnormality has been generated and to respond to a failure, because it is possible to check whether the laser is generated and the beam is emitted in response to the control signal using a sensor and a sensing means.

구체적으로 도 5와 같이 검출부가 판단하여 이상여부를 판단할 수 있다.Specifically, as illustrated in FIG. 5, the detection unit may determine the abnormality.

도 5에서는 제2신호를 이해하기 용이하도록 온(on)/오프(off)로 구분하여 도시하였으나, 실제로 전압 레벨이 변동(하이 & 로우)되는 연속된 신호일 수 있다.In FIG. 5, the second signal is illustrated as being divided into on / off to facilitate understanding, but may be a continuous signal in which the voltage level fluctuates (high & low).

감지결과는 센서(132)를 통해 실제 빔의 방출을 감지한 결과를 나타낸 것으로 빔 방출이 있는 경우 "O", 없는 경우 "X"로 표시된 것이다.The detection result shows the result of sensing the actual emission of the beam through the sensor 132, and is indicated as "O" when there is beam emission and "X" when there is no beam emission.

우선 검출부(135)는 제2신호의 온/오프 여부와 빔 방출의 감지결과만 가지고 제1판단결과와 같은 판단을 수행할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 검출부(135)는 제2신호가 감지수단(133)에 전달되고(on), 센서(132)에 의해 빔이 감지된 것으로 판단되면, 정상으로 판단한다. 마찬가지고, 검출부(135)는 제2신호가 감지수단(133)에 전달되지 않거나, 제2신호로 오프신호가 전달된 상태에서 센서(132)에 의해 빔이 감지되지 않으면 정상적인 오프상태로 판단하게 된다.First, the detection unit 135 may perform the same determination as the first determination result based only on whether the second signal is on / off and the detection result of beam emission. In more detail, the detection unit 135 determines that the second signal is transmitted to the detection means 133 (on), and if it is determined that the beam is detected by the sensor 132, it is determined as normal. Similarly, if the second signal is not transmitted to the detection means 133 or the off signal is transmitted as the second signal, the detector 135 determines the normal off state. .

그러나, 검출부(135)는 제2신호는 온 신호가 전달된 상태에서 센서(132)에 의해 빔이 감지되지 않거나, 제2신호로 오프 신호가 전달된 상태에서 센서(132)에 의해 빔이 감지되는 경우 "오동작" 또는 "이상"으로 판단하게 된다.However, the detection unit 135 does not detect the beam by the sensor 132 when the second signal is on or the beam is detected by the sensor 132 when the off signal is transmitted as the second signal. If it is, it is judged as "malfunction" or "abnormality".

이와 함께 전술한 바와 같이 검출부(135)는 지연기간을 정상 및 오동작 판단에 포함시킬 수 있다. In addition, as described above, the detection unit 135 may include the delay period in determining normal and malfunction.

즉, 검출부(135)는 제1판단결과에서 정상으로 판단되는 경우라하더라도 제2신호가 전달된 후 미리 지정된 지연시간을 초과하여 빔이 감지되면 오동작 또는 이상으로 판단한다. 그리고, 판단결과에 따라 동작을 중지시키고, 알람 또는 통지를 통해 사용자가 고장에 대응할 수 있도록 고장사항을 전달하게 된다. 반면, 검출부(135)는 제1판단결과에서 정상인 것으로 확인되고, 제2신호 전달 후 지연시간 내에 빔이 감지되면 최종적으로 정상 동작인 것으로 판단하여 작업이 계속되도록 프린팅 디바이스를 제어하게 된다.That is, even if it is determined that the first determination result is normal, the detection unit 135 determines that the beam is detected as a malfunction or abnormality when a beam is detected exceeding a predetermined delay time after the second signal is transmitted. Then, the operation is stopped according to the determination result, and the failure is transmitted so that the user can respond to the failure through an alarm or notification. On the other hand, the detection unit 135 is determined to be normal in the first determination result, and if the beam is detected within the delay time after the second signal is transmitted, it is determined that the operation is finally normal, thereby controlling the printing device to continue the operation.

상기와 같이 본 발명은 종래의 3D 프린팅 장치와 달리 신호의 전달여부, 빔의 발생여부와 지연시간을 이용하여 3D 프린팅시 제일 중요한 오류인 빔의 방출오류를 검출하고, 이에 따른 작업의 진행 또는 중지를 수행하게 된다. 이를 통해, 종래와 달리 이상이 발생된 상황에서도 작업지 진행되는 것을 방지하여, 이상발생 순간에 작업을 중지시키게 되어 미리 작업된 조형물을 폐기 또는 수정하는 번거로움을 최소화하는 것이 가능해진다.As described above, the present invention detects a beam emission error, which is the most important error in 3D printing, by using whether or not a signal is transmitted, a beam is generated, and a delay time, unlike a conventional 3D printing device, and thus proceeds or stops work Will perform. Through this, it is possible to minimize the hassle of discarding or correcting the pre-worked sculptures by stopping the work at the moment of the abnormality by preventing the work sheet from progressing even in the situation where the abnormality has occurred.

특히, 이러한 장치 신뢰도 향상이 감지수단과 센서로 구성되는 단순한 구성에 의해 구현되도록 함으로써, 3D 프린팅 장치의 복잡도를 증가시키지 않으면서 신뢰도록 향상시키는 것이 가능해진다.In particular, by improving the reliability of the device by implementing a simple configuration consisting of a sensing means and a sensor, it is possible to improve the reliability without increasing the complexity of the 3D printing device.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여려가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변현도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.In the above, although illustrated and described as a specific example to illustrate the technical spirit of the present invention, the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiment as described above, and various modifications are within the limits of the present invention. Can be conducted at Therefore, such variations should also be regarded as belonging to the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the claims below.

10 : 테이블 110 : 성형부
111 : 조형물 지지대 112 : 프레임
113 : 이동수단 120 : 재료물질 공급부
121, 321 : 레이져유닛 122 : 광섬유
123, 324 : 스캔헤드 130 : 재료물질 수용부
131, 331 : 제어신호 발생기 132 : 센서
133, 233 : 감지수단 135 : 검출부
140 : 재료물질 이송부 20 : 빔공급부
30 : 제어부
10: table 110: forming part
111: sculpture support 112: frame
113: moving means 120: material material supply unit
121, 321: laser unit 122: optical fiber
123, 324: scan head 130: material material receiving unit
131, 331: control signal generator 132: sensor
133, 233: detection means 135: detection unit
140: material material transfer unit 20: beam supply unit
30: control unit

Claims (6)

조형물의 형성을 위한 재료물질이 공급되는 성형부;
상기 성형부에 공급된 상기 재료물질에 빔을 공급하여 성형층을 형성하는 빔공급부;
상기 빔의 공급을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부;
상기 제어신호 중 발광을 제어하는 신호를 중계하여 상기 빔공급부에 전달하며, 상기 빔공급부로부터 상기 빔이 방출되는지의 여부를 감지하는 센서를 구비하고 상기 센서의 감지결과를 이용하여 광 감지결과를 생성하는 감지수단; 및
상기 광 감지결과와 상기 제어신호를 비교하여 상기 제어신호에 따른 상기 빔의 방출이 이루어졌는지 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되고,
상기 감지수단은,
중계하는 상기 제어신호가 상기 빔공급부의 온/오프를 제어하는 신호이고,
상기 센서는 스캔헤드와 상기 성형부 사이의 빔의 경로 상에 적어도 하나가 설치되어 상기 경로에서 빔의 발생 여부를 감지하고,
상기 빔공급부의 온/오프 제어신호와 상기 센서의 광 감지결과를 동기화하여 상기 검출부로 전달하며,
상기 검출부는,
상기 제어신호에 따른 상기 빔의 방출이 이루어졌는지 검출하고,
상기 빔공급부의 온 신호에도 빔의 방출이 없거나 상기 빔공급부의 오프 신호에도 빔의 방출이 있으면 이상으로 판단하는
3D 프린팅 장치.
A molding part to which a material material for forming a sculpture is supplied;
A beam supply unit for forming a molding layer by supplying a beam to the material material supplied to the molding unit;
A control unit generating a control signal for controlling the supply of the beam;
A signal for controlling light emission among the control signals is transmitted to the beam supply unit, and a sensor is provided to detect whether the beam is emitted from the beam supply unit, and a light detection result is generated using the detection result of the sensor Detecting means; And
And a detector configured to compare the light detection result with the control signal to detect whether the beam is emitted according to the control signal.
The detection means,
The relaying control signal is a signal for controlling on / off of the beam supply unit,
The sensor is installed at least one on the path of the beam between the scan head and the forming part to detect whether the beam is generated in the path,
The on / off control signal of the beam supply unit and the light detection result of the sensor are synchronized and transmitted to the detection unit,
The detection unit,
It is detected whether or not the beam is emitted according to the control signal,
If there is no emission of the beam in the on signal of the beam supply unit or the emission of the beam in the off signal of the beam supply unit, it is determined as abnormal.
3D printing device.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어신호는 복수로 구성되는 전압신호 또는 전류신호인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
According to claim 1,
The control signal is a 3D printing device, characterized in that a voltage signal or a current signal composed of a plurality.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 재료물질이 수용되고, 상기 성형층의 형성을 위한 재료물질을 공급하는 재료물질 공급부;
상기 재료물질을 상기 성형부에 공급함과 아울러 상기 성형층의 형성을 위한 재료물질층을 형성하는 재료물질 이송부;
상기 성형층을 형성하고 남은 상기 재료물질을 수용하기 위한 재료물질 수용부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
According to claim 1,
A material material supply unit for receiving the material material and supplying a material material for forming the molding layer;
A material material transfer unit for supplying the material material to the molding unit and forming a material material layer for forming the molding layer;
3D printing apparatus, characterized in that further comprises a; material material receiving portion for receiving the material material remaining after forming the molding layer.
제 1 항에 있어서,
상기 감지수단은
상기 센서가 상기 빔을 감지하는 감지강도 및 상기 센서가 상기 빔을 감지하는데 소요되는 시간인 감지 인식 시간이 조절되며,
상기 감지강도의 조절을 위한 조절 증폭 장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
According to claim 1,
The sensing means
The detection intensity, which is the time required for the sensor to sense the beam and the time for the sensor to detect the beam, is adjusted,
3D printing device, characterized in that further comprises a control amplifying device for adjusting the detection intensity.
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