KR102160522B1 - 3d 프린팅 방법 및 3d 프린팅 장치 - Google Patents

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Abstract

3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법이 제공된다. 상기 3D 프린팅 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다: 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 폐쇄 프린팅 경로(closed printing path)를 획득하는 단계로서, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 프린팅 시작 지점(printing start point) 및 프린팅 종료 지점(printing end point)을 포함하는, 폐쇄 프린팅 경로 획득 단계; 프린팅 헤드(printing head)가 상기 프린팅 시작 지점으로부터 제1 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트(front segment)를 따라서 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 전방 세그먼트 이동 단계; 및 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동한 다음에, 상기 프린팅 헤드가 상기 제1 이동 속력보다 작은 제2 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트(rear segment)를 따라서 상기 프린팅 종료 지점으로 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 후방 세그먼트 이동 단계.

Description

3D 프린팅 방법 및 3D 프린팅 장치{THREE DIMENSIONAL PRINTING METHOD AND THREE DIMENSIONAL PRINTING APPARATUS}
[관련 출원의 상호 참조]
본 출원은 2017.01.05.자로 출원된 대만 특허출원 제106100267호에 의한 우선권의 수혜를 주장한다. 전술된 특허출원의 내용 전체는 참조로서 여기에 포함되며 본 출원의 일부를 이룬다.
[기술분야]
본 출원은 프린팅 장치, 구체적으로는 3차원(3D) 프린팅 장치 및 3차원 프린팅 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 지원 제조(CAM)의 발전과 함께, 제조 산업에서는 원본 디자인 개념을 물리적 물체로 신속히 구현하기 위하여 3차원(3D) 프린팅 기술이 개발되었다. 3차원 프린팅 기술은 사실상 일련의 신속 시제품화(rapid prototyping; RP) 기술의 일반 명칭이다. 3차원 프린팅 기술의 기본 원리는 RP 기계를 이용함에 의한 적층 제조로서, 이를 이용하여 스캐닝을 통하여 XY평면에 작업물의 단면 형상을 형성하고, 간헐적으로 Z축을 따라서 층 두께만큼 쉬프트(shift)함으로써, 최종적으로 3차원 물체를 형성하는 것이다. 3차원 프린팅 기술은 임의의 기하학적인 형상에 국한되는 것이 아니며, RP 기술이 구현할 수 있는 대상은 더 복잡하고, 더 많으며, 또한 그 구현이 더 우수하다. 3차원 프린팅 기술은 인력 및 제조 시간을 현저히 절감할 수 있다. 최단의 시간 요구 하에서, 3차원 컴퓨터 지원 설계(computer-aided design; CAD) 소프트웨어를 이용함으로써 설계된 디지털 3D 모델이 만질 수 있는 것으로서 신뢰성있게 구현될 수 있다.
용융 적층 모델링(fused deposition modeling; FDM) 기술을 예로 들어 보면, 구조물 재료는 필라멘트(filaments)로 만들어지고, 그 구조물 재료가 가열 및 용융된 다음에 성형용 플랫폼 상에서 요망되는 윤곽에 따라 층마다 적층됨으로써, 3차원 물체가 형성된다. 일반적으로, 3D 프린팅 장치에 의하여 제작된 3차원 물체는 주변 구조물과 내부 채움 구조물(internal filling structure)을 포함한다. 따라서, 3차원 프린팅 장치는 통상적으로 프린팅 평면 상에 3D 물체의 주변 구조물을 제작한 다음에, 프린팅 평면 상에 상기 3D 물체의 내부 채움 구조물을 제작한다. 따라서, 상기 주변 구조물의 프린팅 결과가 직접적으로 3D 물체의 프린팅 품질에 영향을 준다. 그러나, 폐쇄 형태의 경우에는 다양한 요인들로 인하여 통상적으로 주변 구조물의 시작 지점과 종료 지점 사이에 매끄럽지 못한 접합부(junction)가 나타나며, 이로써 프린팅된 3D 물체의 외관에 혹(bump)이 나타나는 등, 3차원 프린팅 장치의 프린팅 품질이 저하된다.
따라서, 본 발명은 프린팅 품질의 향상을 위하여, 3D 물체의 폐쇄 윤곽 구조물에서 뜻하지 않은 혹이 나타남을 억제할 수 있는 3차원 프린팅 장치 및 3차원 프린팅 방ㅂ버을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는, 프린팅 평면 상에 폐쇄 윤곽 구조물(closed-contour structure)을 제작하기 위한 3D(3차원) 프린팅 방법은, 다음과 같은 단계들을 포함한다: 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 폐쇄 프린팅 경로(closed printing path)를 획득하는 단계로서, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 프린팅 시작 지점(printing start point) 및 프린팅 종료 지점(printing end point)을 포함하는, 폐쇄 프린팅 경로 획득 단계; 프린팅 헤드(printing head)가 상기 프린팅 시작 지점으로부터 제1 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트(front segment)를 따라서 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 전방 세그먼트 이동 단계; 및 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동한 다음에, 상기 프린팅 헤드가 상기 제1 이동 속력보다 작은 제2 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트(rear segment)를 따라서 상기 프린팅 종료 지점으로 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 후방 세그먼트 이동 단계.
본 발명의 다른 일 실시예에 따라 제공되는, 폐쇄 윤곽 구조물을 포함하는 3차원 물체를 제작하기 위한 3D 프린팅 장치는: 지탱 표면(carrying surface)을 포함하는 플랫폼(platform); 상기 플랫폼 위에 배치되고, 프린팅 평면을 따라서 그리고 상기 프린팅 평면의 법선 방향(normal direction)으로 이동하도록 구성된, 프린팅 헤드; 상기 플랫폼 및 프린팅 헤드에 연결되고, 프린팅 데이터(printing data)에 따라서 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 콘트롤러; 및 상기 프린팅 데이터를 제공하기 위하여 상기 콘트롤러에 연결된 프로세서(processor)로서, 상기 프로세서는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 폐쇄 프린팅 경로를 획득하고, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점을 포함하는, 프로세서;를 포함하고, 상기 프린팅 헤드가 상기 프린팅 시작 지점으로부터 제1 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 콘트롤러가 프린팅 헤드를 제어하며, 상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동한 다음에는, 상기 프린팅 헤드가 상기 제1 이동 속력보다 작은 제2 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트를 따라서 상기 프린팅 종료 지점으로 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 콘트롤러가 프린팅 헤드를 제어한다.
요약하면, 본 발명의 실시예들에서는, 층 물체의 폐쇄 윤곽 구조물을 프린팅하는 때에, 프린팅 헤드가 먼저 제1 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동하면서 동시에 구조물 재료를 압출하고, 그 다음에 제2 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트를 따라서 이동하면서 동시에 구조물 재료를 압출한다. 제2 이동 속력이 제1 이동 속력보다 작기 때문에, 프린팅 헤드가 폐쇄 프린팅 경로의 접합부에서 너무 빠르게 이동함으로 인하여 완전히 경화되지 않은 구조물 재료가 뜻하지 않은 위치로 당겨짐이 방지될 수 있다. 따라서, 프린팅된 3차원 물체와 실제 예상되는 물체 간의 차이 발생이 억제될 수 있다.
본 발명의 전술된 특징들 및 장점들, 그리고 다른 특징들 및 장점들이 보다 쉽게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 아래에서는 도면들을 참조로 하는 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
첨부 도면들은 본 발명의 이해를 위하여 제공되는 것으로서, 본 명세서에 포함되어 명세서의 일부를 이룬다. 이 도면들에는 본 발명의 실시예들이 도시되어 있고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 이해하는 것을 돕는 역할을 한다.
도 1 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치의 개략적인 블록도가 도시되어 있다.
도 2 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치가 개략적으로 도시되어 있다.
도 3 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 층 물체(layer object)의 일 예가 개략적으로 도시되어 있다.
도 4 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 방법의 흐름도가 도시되어 있다.
도 5 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 프린팅 경로의 일 예의 개략도가 도시되어 있다.
도 6 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 방법의 흐름도가 도시되어 있다.
도 7a 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 윤곽 구조물의 일 예의 개략도가 도시되어 있다.
도 7b 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 프린팅 경로의 일 예의 개략도가 도시되어 있다.
도 8a 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 윤곽 구조물의 일 예의 개략도가 도시되어 있다.
도 8b 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 프린팅 경로의 일 예의 개략도가 도시되어 있다.
아래에서는 첨부 도면들에 도시되어 있는 본 발명의 예시적인 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 가능한 경우라면 상세한 설명 및 도면에서, 동일 또는 유사한 부분들을 지칭하기 위하여 동일한 참조번호가 사용되었다.
도 1 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 나타내는 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 도 1 에서, 본 실시예의 3D 프린팅 장치(10)는 프린팅 장치(100) 및 호스트(host; 200)를 포함한다. 3D 프린팅 장치(10)는 3D 디지털 모델에 따라서 3D 물체를 프린팅하도록 구성된 것이다. 또한, 호스트(200)는 계산 능력을 가진 장치로서, 예를 들면 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 또는 데스크탑 컴퓨터가 이에 해당될 수 있으며, 호스트(200)의 유형이 본 발명을 제한하지는 않는다. 호스트(200)는 3D 디지털 모델을 편집 및 처리할 수 있으며, 관련된 프린팅 정보를 프린팅 장치(100)로 전송할 수 있는바, 이로써 프린팅 장치(100)는 상기 프린팅 정보에 따라서 3D 물체를 프린팅할 수 있다.
본 실시예에서 3D 디지털 모델은 3D 디지털 이미지 파일일 수 있는데, 상기 3D 디지털 이미지 파일은 예를 들어 컴퓨터 지원 설계 또는 애니메이션 모델링 소프트웨어를 통하여 호스트(200)에 의해 만들어진 것일 수 있다. 또한, 호스트(200)는 복수의 층 물체과 관련된 층 정보(layer information)를 얻기 위하여 3D 디지털 모델에 대한 층 프로세싱(layer processing)을 수행하며, 이로써 프린팅 장치(100)가 상기 층 물체들에 대응하는 층 정보에 따라서 각각의 층 물체를 순차적으로 프린팅함으로써 완성된 3D 물체를 최종적으로 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 호스트 및 프린팅 장치에 의하여 제한되지 않고, 다양한 하드웨어 장치의 구현 형태에 적용될 수 있다. 다른 실시예에서는, 3D 프린팅 장치가 프로세서를 포함하는 프린팅 장치의 형태로 구현될 수 있다.
계속하여 도 1 을 참조하면, 프린팅 장치(100)는 호스트(200)에 연결되고, 호스트(200)는 프로세서(210) 및 저장 모듈(220)을 포함한다. 프로세서(210)는 예를 들어 중앙 처리 유닛(central processing unit; CPU) 또는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 프로그래머블 콘트롤러, 애플리케이션 특정 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC), 프로그래머블 로직 디바이스(programmable logic device; PLD)과 같이 범용 목적 또는 특수 목적을 위한 다른 프로그램가능한 장치이거나, 또는 다른 유사한 장치나 전술된 장치들이 조합된 것일 수 있는데, 본 발명은 이에 의해 제한되지 않는다.
상기 저장 모듈(220)은 예를 들어 임의의 유형의 스테이셔너리 또는 모바일 랜덤 액세스 메모리(stationary or mobile random access memory; RAM), 리드-온리 메모리(read-only memory; ROM), 플래쉬 메모리, 하드 드라이브, 또는 다른 유사한 장치나, 전술된 장치들이 조합된 것이다. 저장 모듈(220)은 지시(instruction)들을 저장하며, 상기 지시들 및 프로그램들은 프로세서(210)에 의해서 로딩되어서 3D 디지털 모델을 편집 및 처리하기 위하여 실행될 수 있다.
프린팅 장치(100)가 프린팅 작업을 수행하기 위해서 활용가능한 프린팅 제어 정보(printing control information)를 생성하기 위하여, 3D 디지털 모델은 추가적으로 컴파일(compile) 및 계산(compute)되어야 한다는 점에 유의해야 한다. 구체적으로, 호스트(200)의 프로세서(210)는 맨 처음에 복수의 층 물체들과 관련된 층 정보를 생성하기 위하여 3D 디지털 모델에 대한 층 프로세싱을 수행한다. 일반적으로, 상기 프로세서(210)는 층 평면(layer plane)에 의하여 상기 3D 디지털 모델을 고정된 간격으로 절단하여, 상기 층 물체들의 단면 윤곽들을 추출(fetch)한다.
또한 프로세서(210)는 각각의 층 물체의 단면 윤곽에 따라서 대응되는 제어 코드 파일(control code file)을 생성하도록 구성된다. 이 경우, 상기 제어 코드 파일은 프린팅 작업을 수행하기 위하여 프린팅 장치(100)가 활용할 수 있는 프린팅 제어 정보이다. 다시 말하면, 플랫폼(120) 상에 층마다 각각의 층 물체를 형성하기 위하여, 프린팅 장치(100)의 콘트롤러(130)가 제어 코드 파일에 따라서 프린팅 장치(100)의 부품들을 제어한다. 일 실시예에서, 상기 제어 코드 파일은 예를 들어 G 코드 파일이다.
프린팅 장치(100)는 호스트(200)으로부터 전송된 프린팅 정보에 따라서 3차원 물체를 프린팅하도록 구성된다. 구체적으로 콘트롤러(130)는, 3차원 물체 전체가 형성될 때까지 특정의 위치에 구조물 재료를 반복적으로 프린팅하기 위하여, 상기 프린팅 제어 정보에 따라서 프린팅 장치(100)의 각 구성요소를 제어한다. 도 2 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 개략도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 실시예에서는, 프린팅 장치(100)가 프린팅 모듈(110), 플랫폼(120), 및 콘트롤러(130)를 포함한다. 한편, 구성요소들 및 이들의 움직임 상태의 설명상 편의를 위하여, 좌표 시스템이 제공된다. 플랫폼(120)은 지탱 표면(121)을 포함한다. 프린팅 모듈(110)은 플랫폼(120) 위에 배치되고, 프린팅 헤드(110a) 및 재료 공급 모듈(110b)을 포함한다. 프린팅 헤드(110a)는 XY평면을 따라서 그리고 XY평면의 법선방향(Z축 방향)을 따라서 이동하여 지탱 표면(121) 상에 각각의 층 물체를 층별로 프린팅함으로써 3차원 물체(30)를 점진적으로 형성하도록 구성된다.
또한, 본 실시예에서는, 구조물 재료(20a)가 용융 필라멘트 제조(fused filament fabrication; FFF)에 적합한 고온 용융 와이어 재료일 수 있다. 재료 공급 모듈(110b)은 구조물 재료(20a)를 프린팅 헤드(110a) 안으로 공급한다. 프린팅 헤드(110a)는 구조물 재료(20a)를 가열하고, 이로써 프린팅 헤드(110a) 안으로 공급된 구조물 재료(20a)가 용융된 상태인 유체 재료로 녹게 되며, 그 다음에 용융 상태인 고온의 구조물 재료가 프린팅 헤드(110a)에 의하여 밖으로 압출된다. 따라서, 용융 상태에 있는 상기 구조물 재료가 상기 지탱 표면(121) 상에서 층마다 경화됨으로써 3차원 물체(30)가 형성된다.
또한, 3차원 물체(30)를 프린팅하기 위해서 상기 프린팅 정보에 따라서 프린팅 장치(100)의 전반적인 작동을 제어하도록, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a) 및 플랫폼(120)에 연결된다. 예를 들어, 상기 콘트롤러(130)는, 상기 프린팅 정보에 따라서 프린팅 헤드(110a)의 움직임 경로를 제어하거나, 재료 공급 모듈(110b)의 공급량을 제어하거나, 또는 프린팅 헤드(110a)의 이동 속력을 제어할 수 있다. 콘트롤러(130)는 예를 들어 CPU, 칩셋, 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러 등과 같이 계산 능력을 가진 장치이며, 본 발명이 이에 의해 제한되지는 않는다.
도 2 에 도시된 실시예에서, 3차원 물체(30)는 주변 구조물과 내부 구조물에 의하여 이루어진다는 점에 유의한다. 다시 말하면, 3차원 물체(30)를 형성하도록 적층된 각각의 층 물체는 폐쇄 윤곽 구조물 및 내부 채움 구조물을 포함한다. 도 3 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 층 물체의 일 예의 개략도가 도시되어 있는바, 층 물체(30b)를 예로 들어 설명한다. 도 3 을 참조하면, 층 물체(30b)는 폐쇄 윤곽 구조물(304) 및 내부 채움 구조물들(301, 302, 303)을 포함한다. 일반적으로는, 콘트롤러(130)의 제어에 의해서, 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 윤곽 구조물(304)의 프린팅이 완료된 이후에 내부 채움 구조물들(301, 302, 303)으 프린팅을 계속한다. 구체적으로, 3D 디지털 모델에 대한 층 프로세싱을 수행한 다음에, 프로세서(210)는 층 물체(30b)의 폐쇄 프린팅 경로(L1)를 획득할 수 있고, 폐쇄 프린팅 경로(L1)는 프린팅 시작 지점(S1) 및 프린팅 종료 지점(E1)을 포함하는 복수의 앵커 지점(anchor point)들을 포함한다. 콘트롤러(130)는 프린팅 헤드(110a)를 제어하여, 프린팅 시작 지점(S1)으로부터 순차적으로 다른 앵커 지점들로 이동하고 프린팅 종료 지점(E1)에 도달하도록 이동시킨다. 다시 말하면, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)로 하여금 폐쇄 프린팅 경로(L1)를 따라서 이동하고 이와 동시에 구조물 재료를 압축하도록 제어함으로써, 층 물체(30b)의 폐쇄 윤곽 구조물(304)가 플랫폼(120) 상에 제작된다. 프린팅 시작 지점(S1)의 바로 위에서 프린팅 헤드(110a)에 의하여 압출되는 구조물 재료가 프린팅 종료 지점(E1)의 바로 위에서 프린팅 헤드(110a)에 의하여 압출되는 구조물 재료와 접촉하며, 이와 같은 방식으로 폐쇄 윤곽 구조물(304)이 폐쇄된 링 구조로 얻어진다는 점에 유의한다.
도 4 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 본 실시예의 방법은 도 1 에 도시된 3D 프린팅 장치(10)에 적용가능한 것으로서, 아래에서는 본 실시예의 3D 프린팅 방법의 단계들에 대하여 3D 프린팅 장치(10)의 각 구성요소를 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 설명상 편의를 위하여, 도 4 에 도시된 실시예를 설명함에 있어서 도 3 에 도시된 폐쇄 윤곽 구조물(304)을 프린팅하는 3D 프린팅 장치(10)를 계속하여 예로서 활용한다.
단계(S401)에서, 프로세서(210)는 폐쇄 윤곽 구조물(304)의 폐쇄 프린팅 경로(L1)를 획득하며, 상기 폐쇄 프린팅 경로(L1)는 프린팅 시작 지점(S1) 및 프린팅 종료 지점(E1)을 포함한다. 간략하게 설명하자면, 3D 디지털 모델에 대한 층 프로세싱을 수행한 이후에, 프로세서(210)가 폐쇄 윤곽 구조물(304)의 폐쇄 프린팅 경로(L1)를 획득할 수 있다. 프로세서(210)는 폐쇄 프린팅 경로(L1)에 대응되는 프린팅 정보를 콘트롤러(130)로 전송하고, 이로써 폐쇄 윤곽 구조물(304)을 프린팅하기 위하여 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 평면(즉, XY 평면) 상에서 폐쇄 프린팅 경로(L1)을 따라서 이동하도록 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 프린팅 경로의 일 예의 개략도가 도시되어 있는 도 5 를 참조한다. 단계(S402)에서 콘트롤러(130)는, 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S1)으로부터 제1 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로(L1)의 전방 세그먼트(FL1)를 따라서 이동하도록 제어하고, 이와 동시에 구조물 재료를 압출하도록 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 이와 같은 방식으로, 플랫폼(120) 상에 폐쇄 윤곽 구조물(304)의 일부분이 형성되는 동안에 용융 상태의 구조물 재료가 이전에 프린팅된 층 물체 상에 덮여진다.
그 후 단계(S403)에서는, 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 프린팅 경로(L1)의 전방 세그먼트(FL1)를 따라서 이동한 다음에, 프린팅 헤드(110a)가 제2 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로(L1)의 후방 세그먼트(BL1)를 따라서 프린팅 종료 지점(E1)으로 이동하고, 이와 동시에 프린팅 헤드(110a)가 구조물 재료를 압출하도록, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 후방 세그먼트(BL1)에서의 제2 이동 속력이 전방 세그먼트(FL1)의 제1 이동 속력보다 작다는 점에 유의한다. 구체적으로 콘트롤러(130)는, 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S1)으로부터 제1 이동 속력으로 릴레이 지점(relay point; P1)으로 이동한 다음에 프린팅 헤드(110a)의 이동 속력을 감소시킨다. 이로써, 프린팅 헤드(110a)는 상대적으로 낮은 제2 이동 속력으로 계속하여 상기 릴레이 지점(P1)으로부터 프린팅 종료 지점(E1)으로 이동하고, 이로 인하여 폐쇄 윤곽 구조물(304)의 프린팅이 완료된다. 이와 같은 방식에 의하면, 폐쇄 윤곽 구조물(304)의 프린팅 시작 지점(S1)과 프린팅 종료 지점(E1) 사이의 접합부에 혹이 형성됨이 억제될 수 있다.
도 6 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 본 실시예의 방법은 도 1 에 도시된 3D 프린팅 장치(10)에 적용가능한 것으로서, 아래에서는 본 실시예의 3D 프린팅 방법의 단계들에 대하여 3D 프린팅 장치(10)의 각 구성요소를 참조하여 상세히 설명한다. 3차원 물체의 견고성(firmness)을 증가시키기 위하여, 층 물체의 폐쇄 윤곽 구조물이 하나 이상의 원형 하위 구조물들로 형성될 수 있다는 점에 유의한다. 도 7a 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 윤곽 구조물의 일 예의 개략도가 도시되어 있다. 도 7b 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 프린팅 경로의 일 예의 개략도가 도시되어 있다. 도 7a 에 도시된 바와 같은, 내부 구조물(704_2) 및 주변 구조물(704_1)을 포함하는 폐쇄 윤곽 구조물(704)이 설명을 위한 일 예로서 취해지지만, 본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서는, 상기 폐쇄 윤곽 구조물이 더 많은 하위 구조물들을 포함할 수 있다.
단계(S601)에서, 프로세서(210)는 폐쇄 윤곽 구조물(704)의 폐쇄 프린팅 경로(L3) 및 다른 폐쇄 프린팅 경로(L2)를 획득한다. 내부에 있는 폐쇄 프린팅 경로(L3)는 프린팅 시작 지점(S2) 및 프린팅 종료 지점(E2)을 포함하고, 외측 주변부에 있는 폐쇄 프린팅 경로(L2)는 프린팅 시작 지점(S3) 및 프린팅 종료 지점(E3)을 포함한다. 간략히 설명하면, 3D 디지털 모델에 대한 층 프로세싱 이후에, 프로세서(210)가 내부 구조물(704_2)의 폐쇄 프린팅 경로(L3) 및 주변 구조물(704_1)의 다른 폐쇄 프린팅 경로(L2)를 획득할 수 있다. 폐쇄 프린팅 경로(L3)는 폐쇄 윤곽 구조물의 내부 구조물(704_2)을 제작하는데에 이용되고, 폐쇄 프린팅 경로(L2)는 폐쇄 윤곽 구조물의 주변 구조물(704_1)을 프린팅하는데에 이용된다. 프로세서(210)는 폐쇄 프린팅 경로(L3) 및 폐쇄 프린팅 경로(L2)에 대응되는 프린팅 정보를 콘트롤러(130)로 전송하고, 이로써 프린팅 헤드(110a)가 상기 폐쇄 프린팅 경로(L3) 및 폐쇄 프린팅 경로(L2)를 따라서 이동하여 내부 구조물(704_2) 및 주변 구조물(704_1)을 프린팅하도록 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어할 수 있다.
도 7b 를 참조하면, 콘트롤러(130)는 프린팅 헤드(110a)가 먼저 내부 구조물(704_2), 그 다음에 주변 구조물(704_1)을 프린팅하도록 제어하고, 주변 구조물(704_1)은 내부 구조물(704_2)을 덮지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 콘트롤러(130)는 프린팅 헤드(110a)가 먼저 주변 구조물(704_1)을, 그 다음에 내부 구조물(704_2)을 프린팅하도록 제어할 수 있다. 다시 말하면, 먼저 프린팅되는 폐쇄 프린팅 경로는 폐쇄 윤곽 구조물의 주변 구조물의 제작에 이용되고, 나중에 프린팅되는 다른 폐쇄 프린팅 경로는 폐쇄 윤곽 구조물의 내부 구조물을 프린팅하는데 이용된다. 즉, 본 발명에서 상기 내부 구조물과 상기 주변 구조물의 프린팅 순서에는 제한이 없다.
단계(S602)에서 폐쇄 프린팅 경로(L3) 및 폐쇄 프린팅 경로(L2)에 대응되는 프린팅 정보를 획득한 후, 콘트롤러(130)는 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S2)으로부터 제1 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로(L3)의 전방 세그먼트(FL2)를 따라서 이동하도록, 그리고 그와 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 단계(S603)에서는, 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 프린팅 경로(L3)의 전방 세그먼트(FL2)를 따라서 이동하는 동안에, 재료 공급 모듈(110b)이 제1 공급 비율로 구조물 재료(20a)를 공급하도록 콘트롤러(130)가 제어한다. 콘트롤러(130)는, 예를 들어 상기 재료 공급 모듈(110b)의 회전 속력을 제어함으로써, 프린팅 헤드(110a)가 상기 구조물 재료를 제1 공급 비율로 압출하도록 프린팅 헤드(110a)를 제어할 수 있다.
단계(S604)에서는, 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 프린팅 경로(L3)의 전방 세그먼트(FL2)를 따라서 이동한 이후에, 프린팅 헤드(110a)가 제2 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로(L3)의 후방 세그먼트(BL2)를 따라서 프린팅 종료 지점(E2)으로 이동하도록, 그리고 그와 동시에 프린팅 헤드(110a)가 구조물 재료(20a)를 압출하도록, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 단계(S605)에서는, 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 프린팅 경로(L3)의 후방 세그먼트(BL2)를 따라서 이동하는 동안에, 재료 공급 모듈(110b)이 제2 공급 비율에 따라서 구조물 재료(20a)를 공급하도록 콘트롤러(130)가 재료 공급 모듈(110b)을 제어한다. 이 경우, 전방 세그먼트(FL2) 상에서 프린팅 헤드(110a)에 의하여 압출되는 구조물 재료(20a)의 제1 공급 비율은, 후방 세그먼트(BL2)에서 프린팅 헤드(110a)에 의하여 압출되는 구조물 재료(20a)의 제2 공급 비율과 상이하다. 다시 말하면, 먼저 공급받는 전방 세그먼트(FL2)에서의 제1 공급 비율이 후방 세그먼트(BL2)에서의 제2 공급 비율보다 더 크거나, 또는 대안적으로 전방 세그먼트(FL2)에서의 제1 공급 비율이 후방 세그먼트(BL2)에서의 제2 공급 비율보다 더 작을 수 있다. 전방 세그먼트 또는 후방 세그먼트의 공급 비율을 감소시킴으로써, 과잉의 구조물 재료의 축적으로 인하여 접합부(X1)에서 나타나는 혹이 억제될 수 있다. 아래에서는 전방 세그먼트(FL2)에서의 제1 공급 비율이 후방 세그먼트(BL2)에서의 제2 공급 비율보다 더 크도록 하는 경우에 대하여 계속하여 설명하지만, 본 발명이 이에 의하여 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S2)으로부터 제1 이동 속력으로 릴레이 지점(P2)으로 이동하고 제1 공급 비율로 공급한 이후, 콘트롤러(130)는 프린팅 헤드(110a)의 이동 속력 및 공급 비율을 감소시킨다. 따라서, 프린팅 헤드(110a)는, 상대적으로 더 느린 제2 이동 속력과 상대적으로 더 낮은 제2 공급 비율로 상기 릴레이 지점(P2)으로부터 프린팅 종료 지점(E2)까지 계속하여 이동하고, 이로써 내부 구조물(704_2)의 프린팅을 완료한다.
상기 내부 구조물(704_2)이 프린팅된 이후에, 단계(S606)에서는 상기 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 프린팅 경로(L3)의 프린팅 종료 지점(E2)으로부터 제2 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로(L2)의 다른 프린팅 시작 지점(S3)으로 이동하고, 또한 상기 구조물 재료의 압출을 중단하도록, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 즉, 상기 내부 구조물(704_2)이 프린팅된 다음에는, 프린팅 헤드(110a)가 제2 이동 속력으로 재료 압출 중단 경로(L7)를 따라서 폐쇄 프린팅 경로(L2)의 프린팅 시작 지점(S3)으로 이동하지 않도록, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 이와 같은 방식에 의하면, 프린팅 헤드(110a)가 상대적으로 낮은 두 번째 속력으로 프린팅 시작 지점(S3)으로 이동하기 때문에, 완전히 경화되지 않은 구조물 재료가 프린팅 종료 지점(E3)으로부터 프린팅 시작 지점(S3)으로 당겨짐이 억제될 수 있다.
그 다음 단계(S607)에서는, 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S3)으로 이동한 다음에, 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S3)으로부터 시작하여 원래의 제1 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로(L2)를 따라서 이동하도록, 그리고 이와 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 동일한 방식으로, 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 프린팅 경로(L2)의 후방 세그먼트에서 감속하도록 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어할 수 있다. 프린팅 헤드(110a)가 폐쇄 프린팅 경로(L2)의 프린팅 종료 지점(E3)에 도달함에 따라서, 플랫폼(120) 위에는 전체 폐쇄 윤곽 구조물(704)이 형성된다. 이와 같은 방식으로, 3D 프린팅 장치(10)가 폐쇄 윤곽 구조물(704)을 프린팅하는 때에는, 프린팅 헤드(110a)의 이동 속력 및 공급 비율을 제어함으로써, 과잉의 구조물 재료의 축적으로 인하여 접합부(X1)에서 나타나는 혹이 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 프린팅 시작 지점의 위치 또는 프린팅 종료 지점의 위치를 변경함으로써, 폐쇄 윤곽 구조물에서 혹이 나타남이 더 억제될 수 있다. 또한, 층 프로세싱이 수행된 다음에는 원래의 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점이 획득되는데, 프로세서(210)는 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중 하나의 좌표 위치를 조정하여, 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중 하나를 상기 폐쇄 프린팅 경로에 의하여 커버되는 내부 영역을 향하여 쉬프트(shift)시킬 수 있다. 이와 같은 방식에 의하면, 프린팅 헤드(110a)가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 오리지널 세그먼트와 내향 쉬프트 세그먼트를 따라서 이동하고, 상기 폐쇄 프린팅 경로의 내향 쉬프트 세그먼트가 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중 조정된 하나를 포함하게 된다. 구체적으로, 프로세서(210)가 프린팅 시작 지점의 좌표 위치를 조정하는 때에, 상기 폐쇄 프린팅 경로의 내향 쉬프트 세그먼트의 시작 지점은 그 조정된 프린팅 시작 지점이 된다. 프로세서(210)가 프린팅 종료 지점의 좌표 위치를 조정하는 때에는, 상기 폐쇄 프린팅 경로의 내향 쉬프트 세그먼트의 종료 지점이 그 조정된 프린팅 종료 지점이 된다. 상기 프로세서(210)는 상기 폐쇄 프린팅 경로의 프린팅 시작 지점과 프린팅 종료 지점 모두를 조정할 수도 있으며, 이 경우에는 상기 폐쇄 프린팅 경로가 시작과 끝의 위치에서 두 개의 내향 쉬프트 세그먼트를 포함하게 된다는 점에 유의한다.
프로세서(210)에 의하여 조정되는 프린팅 시작 지점의 좌표 위치와 상기 조정된 프린팅 시작 지점인 폐쇄 프린팅 경로의 내향 쉬프트 세그먼트의 시작 지점을 예로 드는 경우, 도 8a 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 윤곽 구조물의 일 예의 개략도가 도시되어 있고, 도 8b 에는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐쇄 프린팅 경로의 일 예의 개략도가 도시되어 있다. 도 8a 및 도 8b 를 참조하면, 폐쇄 윤곽 구조물(804)은 내부 구조물(804_2) 및 주변 구조물(804_1)을 포함한다. 먼저 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S4)으로부터 폐쇄 프린팅 경로(L4)를 따라서 프린팅 종료 지점(E4)으로 이동하도록 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어한 다음에, 프린팅 헤드(110a)는 조정된 프린팅 시작 지점(S5)으로 쉬프트한다. 도 8a 및 도 8b 에 도시된 바와 같이, 프린팅 시작 지점(S5)의 좌표 위치가 프로세서(210)에 의하여 조정됨에 따라서, 조정된 프린팅 시작 지점(S5)이 폐쇄 프린팅 경로(L5)에 의하여 커버되는 내부 영역으로 쉬프트된다. 내향 쉬프트 세그먼트(81)는 조정된 프린팅 시작 지점(S5)을 포함한다. 따라서, 프린팅 헤드(110a)가 프린팅 시작 지점(S5)으로부터 폐쇄 프린팅 경로(L5)의 내향 쉬프트 세그먼트(81)를 따라서 릴레이 지점(P3)으로 이동하도록, 그 다음에는 프린팅 헤드(110a)가 릴레이 지점(P3)으로부터 폐쇄 프린팅 경로(L5)의 오리지널 세그먼트(82)를 따라서 프린팅 종료 지점(E5)으로 이동하도록, 콘트롤러(130)가 프린팅 헤드(110a)를 제어한다. 이와 같은 방식에 의하면, 주변 구조물의 프린팅 종료 지점 또는 상기 프린팅 시작 지점을 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 내부를 향해 쉬프트시킴으로써, 주변 구조물의 프린팅 접합부에서 나타나는 혹이 억제될 수 있다.
정리하면, 본 발명의 실시예들에서는, 상기 층 물체의 폐쇄 윤곽 구조물을 프린팅하는 때에, 먼저 프린팅 헤드가 제1 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트에서 이동하고 동시에 제1 공급 비율로 구조물 재료를 압출하며, 그 다음에는 제2 이동 속력으로 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트를 따라서 이동하고 동시에 제2 공급 비율로 구조물 재료를 압출한다. 상기 후방 세그먼트에서의 제2 이동 속력 및 제2 공급 비율 모두는 상기 전방 세그먼트에서의 제1 이동 속력 및 제1 공급 비율보다 작다. 이와 같이 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트에서의 이동 속력 및 공급 비율을 감소시킴으로써, 상기 프린팅 헤드가 폐쇄 프린팅 경로의 접합부에서 너무 빠르게 이동함으로 인하여, 완전히 경화되지 않은 구조물 재료가 뜻하지 않은 위치로 당겨짐이 억제될 수 있다. 따라서, 프린팅된 3D 물체의 표면에 의도하지 않은 혹이 나타남이 방지될 수 있으며, 이로써 3D 프린팅 장치의 프린팅 품질이 향상된다. 또한, 상기 폐쇄 프린팅 경로의 프린팅 시작 지점 또는 프린팅 종료 지점을 조정함으로써, 폐쇄 윤곽 구조물에서 외향으로 돌출되는 혹이 나타남이 억제될 수 있으며 또한 3D 프린팅 품질이 향상될 수 있다.
본 발명이 위와 같은 실시예들을 참조로 하여 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 전술된 실시예들에 대한 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명에 아니라 첨부된 청구범위에 의하여 정해질 것이다.

Claims (12)

  1. 프린팅 평면 상에 폐쇄 윤곽 구조물(closed-contour structure)을 제작하기 위한 3D(3차원) 프린팅 방법으로서,
    상기 폐쇄 윤곽 구조물의 폐쇄 프린팅 경로(closed printing path)를 획득하는 단계로서, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점을 포함하는, 폐쇄 프린팅 경로 획득 단계;
    프린팅 헤드(printing head)가 상기 프린팅 시작 지점으로부터 제1 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트(front segment)를 따라서 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 전방 세그먼트 이동 단계; 및
    프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동한 다음에, 상기 프린팅 헤드가 상기 제1 이동 속력보다 작은 제2 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트(rear segment)를 따라서 상기 프린팅 종료 지점으로 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 후방 세그먼트 이동 단계;를 포함하는, 3D 프린팅 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 상기 프린팅 종료 지점으로부터 상기 제2 이동 속력으로 다른 폐쇄 프린팅 경로의 다른 프린팅 시작 지점으로 이동함과 동시에 구조물 재료의 압출을 중단하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 다른 프린팅 시작 지점으로의 이동 단계; 및
    상기 프린팅 헤드가 상기 다른 프린팅 시작 지점으로 이동한 다음에, 상기 프린팅 헤드가 상기 다른 프린팅 시작 지점으로부터 상기 제1 이동 속력으로 상기 다른 폐쇄 프린팅 경로를 따라서 이동하기 시작함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 다른 폐쇄 프린팅 경로에서의 이동 단계;를 더 포함하는, 3D 프린팅 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폐쇄 윤곽 구조물은 내부 구조물 및 주변 구조물을 포함하고, 상기 주변 구조물은 상기 내부 구조물을 커버(cover)하며, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 내부 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되고, 상기 다른 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 주변 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되는, 3D 프린팅 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 폐쇄 윤곽 구조물은 내부 구조물 및 주변 구조물을 포함하고, 상기 주변 구조물은 상기 내부 구조물을 커버하며, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 주변 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되고, 상기 다른 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 내부 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되는, 3D 프린팅 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동하는 동안에, 상기 구조물 재료를 제1 공급 비율(first feeding-in ratio)로 공급하도록 재료 공급 모듈(material feeding module)을 제어하는, 제1 공급 비율 공급 단계; 및
    상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트를 따라서 이동하는 동안에, 상기 구조물 재료를 제2 공급 비율로 공급하도록 재료 공급 모듈을 제어하는, 제2 공급 비율 공급 단계;를 더 포함하고,
    상기 제1 공급 비율은 상기 제2 공급 비율보다 큰, 3D 프린팅 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3D 프린팅 방법은:
    상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중 하나를 상기 폐쇄 프린팅 경로에 의하여 커버되는 내부 영역을 향하여 쉬프트(shift)시키기 위하여, 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중의 하나의 좌표 위치(coordinate position)를 조정하는, 좌표 위치 조정 단계; 및
    상기 프린팅 헤드가 상기 프린팅 시작 지점으로부터 상기 프린팅 종료 지점으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 오리지널 세그먼트(original segment)와 내향 쉬프트 세그먼트(inward-shifted segment)를 따라서 이동하도록 그리고 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 내향 쉬프트 세그먼트는 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중 하나를 포함하는, 3D 프린팅 방법.
  7. 폐쇄 윤곽 구조물을 포함하는 3차원 물체를 제작하기 위한 3D 프린팅 장치로서, 상기 3D 프린팅 장치는:
    지탱 표면을 포함하는 플랫폼(platform);
    상기 플랫폼 위에 배치되고, 프린팅 평면을 따라서 그리고 상기 프린팅 평면의 법선 방향으로 이동하도록 구성된, 프린팅 헤드;
    상기 플랫폼 및 프린팅 헤드에 연결되고, 프린팅 데이터에 따라서 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 콘트롤러; 및
    상기 프린팅 데이터를 제공하기 위하여 상기 콘트롤러에 연결된 프로세서로서, 상기 프로세서는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 폐쇄 프린팅 경로를 획득하고, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점을 포함하는, 프로세서;를 포함하고,
    상기 프린팅 헤드가 상기 프린팅 시작 지점으로부터 제1 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 콘트롤러가 프린팅 헤드를 제어하며,
    상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동한 다음에는, 상기 프린팅 헤드가 상기 제1 이동 속력보다 작은 제2 이동 속력으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트를 따라서 상기 프린팅 종료 지점으로 이동함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 콘트롤러가 프린팅 헤드를 제어하는, 3D 프린팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 상기 프린팅 종료 지점으로부터 상기 제2 이동 속력으로 다른 폐쇄 프린팅 경로의 다른 프린팅 시작 지점으로 이동함과 동시에 구조물 재료의 압출을 중단하도록, 상기 콘트롤러가 상기 프린팅 헤드를 제어하고,
    상기 프린팅 헤드가 상기 다른 프린팅 시작 지점으로 이동한 다음에, 상기 프린팅 헤드가 상기 다른 프린팅 시작 지점으로부터 상기 제1 이동 속력으로 상기 다른 폐쇄 프린팅 경로를 따라서 이동하기 시작함과 동시에 구조물 재료를 압출하도록, 상기 콘트롤러가 상기 프린팅 헤드를 제어하는, 3D 프린팅 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폐쇄 윤곽 구조물은 내부 구조물 및 주변 구조물을 포함하고, 상기 주변 구조물은 상기 내부 구조물을 커버하며, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 내부 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되고, 상기 다른 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 주변 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되는, 3D 프린팅 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 폐쇄 윤곽 구조물은 내부 구조물 및 주변 구조물을 포함하고, 상기 주변 구조물은 상기 내부 구조물을 커버하며, 상기 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 주변 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되고, 상기 다른 폐쇄 프린팅 경로는 상기 폐쇄 윤곽 구조물의 내부 구조물을 프린팅하기 위하여 이용되는, 3D 프린팅 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 3D 프린팅 장치는 구조물 재료를 상기 프린팅 헤드 안으로 공급하는 재료 공급 모듈을 더 포함하고,
    상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 전방 세그먼트를 따라서 이동하는 동안에, 상기 구조물 재료를 제1 공급 비율로 공급하도록, 상기 콘트롤러가 재료 공급 모듈을 제어하며,
    상기 프린팅 헤드가 상기 폐쇄 프린팅 경로의 후방 세그먼트를 따라서 이동하는 동안에, 상기 구조물 재료를 제2 공급 비율로 공급하도록, 상기 콘트롤러가 재료 공급 모듈을 제어하고, 상기 제1 공급 비율은 상기 제2 공급 비율보다 큰, 3D 프린팅 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중 하나를 상기 폐쇄 프린팅 경로에 의하여 커버되는 내부 영역을 향하여 쉬프트시키기 위하여, 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중의 하나의 좌표 위치를 조정하고,
    상기 콘트롤러는, 상기 프린팅 헤드가 상기 프린팅 시작 지점으로부터 상기 프린팅 종료 지점으로 상기 폐쇄 프린팅 경로의 오리지널 세그먼트와 내향 쉬프트 세그먼트를 따라서 이동하도록 그리고 구조물 재료를 압출하도록, 상기 프린팅 헤드를 제어하며,
    상기 내향 쉬프트 세그먼트는 상기 프린팅 시작 지점 및 프린팅 종료 지점 중 하나를 포함하는, 3D 프린팅 장치.
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