KR102160982B1 - 컬러 3d 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법에 관한 것으로서, 로딩된 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보 및 색상 정보를 판독한 다음 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어 및 복수개 오브젝트 영상 데이터를 생성함과 동시에, 복수개 분사 방지 인쇄 레이어를 생성하고 각 분사 방지 인쇄 레이어와 각 레이어의 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리 부분이 중첩되도록 형성하며, 컬러 3D 프린터의 성형 노즐을 제어하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어를 순차적으로 인쇄하고 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 오브젝트 인쇄 레이어 부분과 중첩된 분사 방지 인쇄 레이어를 인쇄하며, 분사 방지 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 컬러 3D 프린터의 착색 노즐을 제어하여 이미 인쇄가 완료된 오브젝트 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행한다. 본 발명은 잉크가 아래측의 이미 인쇄가 완료된 인쇄 레이어에 분사되어 색상 혼합 현상이 발생하는 것을 효과적으로 회피하여 인쇄 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

Description

컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법{Method of Slicing and Printing Multi-Colour 3D Object}
본 발명은 3D 인쇄에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법에 관한 것이다.
컬러 3D 실체 모형을 인쇄하기 위하여, 종래 기술에는 이미 용융 적층 모델링(Fused Deposition Modeling, FDM) 기술을 기반으로 한 컬러 3D 프린터(multi-colour 3D printer)가 제출되었다. 상기 컬러 3D 프린터에는 3D 인쇄를 수행하는 성형 노즐과 착색을 실행하는 착색 노즐이 동시에 구비되어 있다.
도 1a 내지 도 1d를 동시에 참조하면, 도 1a는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제1 인쇄 예시도이고 도 1b는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제2 인쇄 예시도이며, 도 1c는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제3 인쇄 예시도이고 도 1d는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제4 인쇄 예시도로서, 이하 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터가 컬러 3D 인쇄를 수행하는 방법을 설명하도록 한다.
인쇄가 시작된 다음, 컬러 3D 프린터는 우선 성형 노즐(10)을 제어하여 인쇄 레이어(140)를 인쇄한 다음(도 1a에 도시된 바와 같음), 착색 노즐(12)을 제어하여 인쇄 레이어(140)에 유색 잉크(예를 들면 검정색)를 인쇄하여 착색을 실행한다(도 1b에 도시된 바와 같음). 이어서, 컬러 3D 프린터는 성형 노즐(10)을 제어하여 이미 착색이 완료된 인쇄 레이어(140)의 상측에 적층되도록 다른 인쇄 레이어(142)를 인쇄한 다음(도 1c에 도시된 바와 같음), 착색 노즐(12)을 제어하여 인쇄 레이어(142)에 다른 색상의 유색 잉크(예를 들면 파랑색)를 인쇄하여 착색을 실행한다(도 1d에 도시된 바와 같음). 상기와 같은 인쇄 및 착색 작업을 중복하여 실행함으로써, 컬러 3D 프린터는 컬러 3D 실체 모형을 생성할 수 있다.
상기와 같은 인쇄 방법에 있어서, 착색 노즐(12)이 인쇄 범위를 정확하게 제어할 수 없는 이유로, 상측의 인쇄 레이어(142)가 하측의 인쇄 레이어(140)을 완전히 차단하지 못하는 경우(예를 들면 도 1c, 도 1d에 도시된 바와 같음), 컬러 3D 프린터가 상측의 인쇄 레이어(142)에 대하여 착색을 실행할 때 잉크가 인쇄 구역 밖으로 분사되는 현상(예를 들면 잉크가 하측 인쇄 레이어(140)의 표면에 분사되는 현상)이 자주 발생하기 때문에, 인쇄된 컬러 3D 실체 모형에 색상이 혼합되는 결함이 존재하여 인쇄 품질이 떨어지게 된다.
본 발명은 컬러 3D 모형의 슬라이싱 인쇄 방법을 제공하기 위한 것으로서, 분사 방지 인쇄 레이어를 자동적으로 첨가함으로써 착색 과정 중에 잉크가 인쇄 구역 밖으로 분사되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법은, a) 컬러 3D 오브젝트의 3D 데이터를 로딩한 다음 상기 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보 및 색상 정보를 판독하는 단계; b) 상기 좌표 정보에 의하여 경로 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어의 복수개 오브젝트 경로 데이터를 생성하되 그중 상기 각 오브젝트 경로 데이터에 각각 레이어 번호를 기록하는 단계; c) 상기 색상 정보에 의하여 영상 슬라이싱 처리를 실행하여 상기 복수개 오브젝트 인쇄 레이어의 복수개 오브젝트 영상 데이터를 생성하되 그중 상기 각 오브젝트 영상 데이터에 각각 상기 레이어 번호를 기록하는 단계; d) 상기 복수개 오브젝트 경로 데이터에 의하여 복수개 분사 방지 인쇄 레이어의 복수개 분사 방지 경로 데이터를 생성하고 상기 각 분사 방지 경로 데이터를 상기 각 분사 방지 인쇄 레이어와 동일한 레이어의 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리 부분과 중첩되도록 하되 그중 상기 각 분사 방지 경로 데이터에 상기 레이어 번호를 기록하는 단계; 및 e) 컬러 3D 프린터의 성형 노즐을 제어하여 상기 오브젝트 경로 데이터에 의하여 상기 복수개 오브젝트 인쇄 레이어를 순차적으로 인쇄하고 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 동일 레이어의 분사 방지 경로 데이터에 의하여 인쇄가 완료된 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리에 일부 중첩된 상기 분사 방지 인쇄 레이어를 인쇄하며 상기 분사 방지 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 동일 레이어의 상기 오브젝트 영상 데이터에 의하여 상기 컬러 3D 프린터의 착색 노즐을 제어하여 이미 인쇄가 완료된 상기 오브젝트 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행하는 단계; 를 포함하여 구성된다.
본 발명은 잉크가 아래측의 이미 인쇄가 완료된 인쇄 레이어에 분사되어 색상 혼합 현상이 발생하는 것을 효과적으로 회피하여 인쇄 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제1 인쇄 예시도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제2 인쇄 예시도이다.
도 1c는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제3 인쇄 예시도이다.
도 1d는 종래 기술에 따른 컬러 3D 프린터의 제4 인쇄 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 3D 프린터의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다.
도 7a는 외부 분사 방지 인쇄 레이어의 단면 예시도이다.
도 7b는 외부 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도이다.
도 8은 인쇄 경로의 예시도이다.
도 9a는 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 단면 예시도이다.
도 9b는 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도이다.
도 10a는 일 실시예에 따른 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도이다.
도 10b는 다른 실시예에 따른 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
우선 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 3D 프린터의 구조도이다. 본 실시예에 따른 3D 인쇄 시스템은 컬러 3D 프린터(1) 및 슬라이싱 소프트웨어(20)를 포함하여 구성된다. 슬라이싱 소프트웨어(20)는 전자 장치(2)(예를 들면 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 클라우드 서버 혹은 스마트 폰)에서 실행되어 컬러 3D 오브젝트의 3D 데이터를 로딩한 다음, 3D 데이터에 대한 수정을 거쳐 컬러 3D 오브젝트에 대하여 슬라이싱 처리를 실행함으로써 3D 인쇄 데이터(즉 후술하여 설명되는 오브젝트 경로 데이터, 분사 방지 경로 데이터 혹은 오브젝트 영상 데이터, 3D 인쇄 데이터는 G-code로 표시될 수 있음)를 생성할 수 있다. 컬러 3D 프린터(1)는 3D 인쇄 데이터에 의하여 인쇄를 실행함으로써 대응되는 컬러 3D 오브젝트의 컬러 3D 실체 모형을 생성할 수 있다.
컬러 3D 프린터(1)는 주로 성형 노즐(100), 착색 노즐(102), 기억 모듈(104), 연결 모듈(106), 사용자 인터페이스(108) 및 제어 모듈(110)을 포함하여 구성된다.
성형 노즐(100)은 소모품 공급 장치(미도시)에 연결되어 소모품을 이용하여 3D 인쇄를 실행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 컬러 3D 프린터(1)는 용융 적층 모델링(Fused Deposition Modeling, FDM) 3D 프린터이고, 소모품 공급 장치는 열가소성 소모품(예를 들면 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS) 혹은 폴리락트산(PLA))을 성형 노즐(100)로 공급할 수 있으며, 성형 노즐(100)은 소모품을 반융용 상태로 가열하여 3D 인쇄를 완성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 컬러 3D 프린터(1)는 광경화성 수지 조형Stereo-lighography, SL) 3D 프린터이고, 소모품 공급 장치는 액체 상태의 광경화성 수지(UV curable resin)를 성형 노즐(100)로 공급할 수 있으며, 성형 노즐(100)은 광경화성 수지를 인쇄한 다음 인쇄한 광경화성 수지에 대하여 광선(예를 들면 자이광 혹은 레이저광)을 조사하여 경화시킴으로써 3D 인쇄를 완성할 수 있다.
착색 노즐(102)은 잉크가 저장된 잉크 카트리지(미도시)에 연결된다. 일 실시예에 있어서, 착색 노즐(102)은 복수개 서브 노즐을 포함하여 구성되고, 각 서브 노즐은 각각 서로 다른 색상(예를 들면 파랑색(Cyan), 자주색(Magenta), 노랑색(Yellow) 및 검정색(Black))의 복수개 잉크 카트리지에 연결되어 색상 혼합을 통하여 풀 컬러 인쇄를 완성할 수 있다.
기억 모듈(104)은 데이터(예를 들면 상기 3D 인쇄 데이터)를 저장하는데 사용된다. 연결 모듈(106)(예를 들면 USB 모듈, PCI bus 모듈, Wi-Fi 모듈 혹은 블루투스 모듈)은 전자 장치(2)와 연결하고 전자 장치(2)로부터 3D 인쇄 데이터를 접수하는데 사용된다. 사용자 인터페이스(108)(예를 들면 버튼, 모니터, 램프, 부저 혹은 상기 임의 조합)는 사용자의 조작을 접수하고 인쇄 관련 정보를 출력하는데 사용된다.
제어 모듈(110)은 3D 인쇄 데이터에 의하여 성형 노즐(100) 및 착색 노즐(102)을 제어하여 인쇄를 실행할 수 있다.
이어서 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 흐름도이다. 본 발명의 각 실시예에 따른 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법(이하 슬라이싱 인쇄 방법으로 약함)은 주로 도 2에 도시된 바와 같은 컬러 3D 인쇄 시스템을 통하여 실현된다.
도 3에 도시된 실시예에 있어서, 슬라이싱 소프트웨어(20)는 전자 장치(2) 혹은 컬러 3D 프린터(1)(후술하여 설명되는 내용은 전자 장치(2)에서 슬라이싱 소프트웨어(20)이 실행되는 경우를 예로 듬)에서 실행되어, 전자 장치(2) 혹은 컬러 3D 프린터(1)를 제어하여 S10 내지 S12 단계를 실행할 수 있다.
S10 단계 : 전자 장치(2)가 컬러 3D 오브젝트(예를 들면 도 7a에 도시된 바와 같은 컬러 3D 오브젝트(22))의 3D 제이터를 로딩한다. 구체적으로 말하면, 3D 데이터는 사용자가 미리 편집을 완성한 OBJ 파일 혹은 PLY 파일 혹은 기타 유형의 3D 파일로서 이를 한정하는 것은 아니다. 또한, 3D 데이터에는 사용자가 인쇄하고자 하는 컬러 3D 오브젝트가 기록되어 있다. 전자 장치(2)는 3D 데이터를 로딩한 다음 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보 및 색상 정보를 판독할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 좌표 정보는 컬러 3D 오브젝트의 각 포인트가 컬러 3D 프린터(1)의 X축, Y축 및 Z축에서의 좌표 정보를 포함하여 구성되고, 색상 정보는 컬러 3D 오브젝트의 각 포인트가 특정 색상 공간(예를 들면 RGB 색상 공간)에서의 색상 정보를 포함하여 구성된다.
S12 단계 : 전자 장치(2)는 로딩된 3D 데이터에 대하여 슬라이싱 처리를 실행하고 슬리이싱 처리를 통하여 생성된 3D 인쇄 데이터를 컬러 3D 프린터(1)로 전송하여 3D 인쇄를 실행한다.
일 실시예에 있어서, S12 단계는 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S200 단계 : 전자 장치(2)가 컬러 3D 오브젝트의 본체에 대하여 경로 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어의 복수개 오브젝트 경로 데이터를 생성한다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 우선 좌표 정보 중의 복수개 좌표값을 판독하고, 상기 복수개 좌표값은 컬러 3D 오브젝트의 외형 구조를 기술한다. 이어서, 전자 장치(2)는 기본 슬라이싱 두께 혹은 슬라이싱 레이어 수량에 의하여 경로 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어의 복수개 오브젝트 경로 데이터를 생성하되, 그중 컬러 3D 오브젝트는 복수개 오브젝트 인쇄 레이어가 적층되어 형성된다.
일 실시예에 있어서, 각 오브젝트 경로 데어터는 복수개 좌표값을 포함하여 구성된다. 또한, 복수개 오브젝트 경로 데이터의 수량은 슬라이싱 레이어의 수량과 동일하다. 예를 들면, 컬러 3D 오브젝트가 100개 오브젝트 인쇄 레이어로 슬라이싱 될 때, 경로 슬라이싱 처리 후에 100개 오브젝트 경로 데이터가 생성될 수 있다. 100개 오브젝트 경로 데이터는 각각 100개 오브젝트 인쇄 레이어에 대응되고, 각각 대응되는 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄 경로를 기술하는데 사용된다.
S202 단계 : 전자 장치(2)가 컬러 3D 오브젝트의 영상에 대하여 영상 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어의 복수개 오브젝트 영상 데이터를 생성한다.
S204 단계 : 전자 장치(2)가 분사 방지 인쇄 레이어의 분사 방지 경로 데이터를 생성한다. 구체적으로 말하면, 전자 장치(2)는 복수개 오브젝트 경로 데어터에 의하여 복수개 분사 방지 인쇄 레이어의 복수개 분사 방지 경로 데이터를 생성한다. 또한, 전자 장치(2)는 각 분사 방지 경로 데이터를 설정하여 각 분사 방지 인쇄 레이어와 동일한 레이어의 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리 부분과 중첩되도록 할 수 있다. 상기 분사 방지 인쇄 레이어는 오브젝트 인쇄 레이어의 외부 가장자리를 둘러싼 외부 분사 방지 인쇄 레이어(예를 들면 도 7a, 7B에 도시된 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40, 42))거나 오브젝트 인쇄 레이어의 내부 가장자리를 둘러싼 내부 분사 방지 인쇄 레이어(예를 들면 도 9a, 9B에 도시된 내부 분사 방지 인쇄 레이어(80, 82))일 수 있고, 이를 한정하는 것이 아니다.
도 7a 및 도 7b를 동시에 참조하면, 도 7a는 외부 분사 방지 인쇄 레이어의 단면 예시도이고 도 7b는 외부 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도로서, 이하 외부 분사 방지 인쇄 레이어의 참가 방법을 설명하도록 한다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 컬러 3D 오브젝트는 경로 슬라이싱 처리를 통하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어(30~38)로 분할될 수 있다. 또한, 하측의 오브젝트 인쇄 레이어(30)의 경계가 상측의 오브젝트 인쇄 레이어(32~38)의 경계를 초과하였기 때문에, 착색 노즐(102)이 상측의 인쇄 레이어(32~38)에 대한 착색을 실행할 때, 잉크는 하측의 오브젝트 인쇄 레이어(30)의 표면에 분사되어 오염을 일으킬 가능성이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 적어도 한 조의 분사 방지 경로 데이터를 생성 및 설정하여 상측의 전부 혹은 일부분 오브젝트 인쇄 레이어(32~38)의 외부 가장자리 부분에 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40~42)를 첨가한다(도 7a에서는 분사 방지 인쇄 레이어를 오브젝트 인쇄 레이어(34, 38)에 첨가하는 것을 예로 듬). 이에 따라, 첨가된 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40~42)는 착색을 실행할 때 하측의 오브젝트 인쇄 레이어(30)로 분사되는 잉크를 막아줄 수 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 첨가된 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40~42)가 인쇄 과정 중 붕괴되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명은 분사 방지 경로 데이터를 설정하여 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)와 오브젝트 인쇄 레이어(34)가 일부분 중첩되는 부분을 형성함으로써 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)가 오브젝트 인쇄 레이어(34)와 점착되어 충분한 지탱력을 가짐에 따라 붕괴되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 첨가된 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40~42)가 인쇄 과정 중 붕괴되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명은 분사 방지 경로 데이터를 설정하여 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)를 복수개 서브 분사 방지 인쇄 레이어(예를 들면 도 7b에 도시된 바와 같은 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)의 각 블록)로 분할함으로써 중량을 분산시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 분사 방지 경로 데이터를 설정하여 각 서브 분사 방지 인쇄 레이어 사이에 일정한 간극을 형성하도록 할 수 있다. 이에 따라, 인쇄가 완료된 다음 사용자는 간극을 이용하여 쉽고 빠르게 복수개 서브 분사 방지 인쇄 레이어를 제거할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 8은 인쇄 경로의 예시도이다. 상기 S200 단계에서, 전자 장치(2)는 오브젝트 인쇄 레이어(34)의 오브젝트 경로 데이터를 생성할 수 있고, 상기 오브젝트 경로 데이터는 위치 (60)으로부터 위치 (62)로 이동하는 인쇄 경로(50)를 기술한다. 구체적으로 말하면, 인쇄 과정 중 성형 노즐(100)이 인쇄 경로(50)를 따라 인쇄를 실행함으로써 대응되는 오브젝트 인쇄 레이어(34)의 실체 모형을 생성할 수 있다.
또한, 전자 장치(2)는 상기 S204 단계에서 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)의 분사 방지 경로 데이터를 생성할 수 있고, 상기 분사 방지 경로 데이터는 위치 (62)로부터 위치 (60)으로 이동하는 인쇄 경로(52)를 기술한다. 구체적으로 말하면, 인쇄 과정 중 성형 노즐(100)이 인쇄 경로(52)를 따라 인쇄를 실행함으로써 대응되는 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)의 실체 모형을 생성할 수 있다.
더 상세하게 말하면, 인쇄 경로(50)의 종말점은 인쇄 경로(52)의 시작점 위치와 동일한 바(즉 위치(62)), 이에 따라 성형 노즐(100)의 이동 거리를 효과적으로 단축하여 인쇄 속도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인쇄 경로(52)는 적어도 일정한 미리 설정된 거리(d1)를 이격하여 인쇄 경로(50)과 한차례 중첩되어 인쇄 과정 중 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)가 오브젝트 인쇄 레이어(34)와 복수차 점착됨으로써 충분한 지지력을 얻을 수 있도록 하고, 미리 설정된 거리(d1)의 크기는 사용하는 소모품의 점착력에 의하여 설정할 수 있다. 또한, 인쇄 경로(52)와 인쇄 경로(50) 사이의 최대 간격은 미리 설정된 간격(g1)으로 하되, 미리 설정된 간격(g1)은 인쇄 환경(예를 들면 기류의 방향 및 강도, 컬러 3D 프린터(1)의 인쇄 홀 직경 혹은 소모품의 점착력)에 의하여 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인쇄 경로(52)가 인쇄 경로(50)과 중첩될 때마다, 그 진입점과 복귀점이 중첩되지 말아야 하고 양자 사이의 거리는 미리 설정된 간극(g3)이여야 한다. 이에 따라, 성형 노즐(100)이 인쇄 경로(52)를 따라 인쇄를 실행할 때 복수개 서브 분사 방지 인쇄 레이어로 구성된 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)의 실체 모형을 생성할 수 있다. 또한, 각 서브 분사 방지 레이어 사이에는 미리 설정된 간극(g3)이 형성됨으로써 사용자가 인쇄가 완료된 다음 쉽고 빠르게 인쇄된 서브 분사 방지 인쇄 레이어를 제거할 수 있게 된다. 또한, 짐입점과 복귀점이 서로 중첩되지 않기 때문에, 인쇄된 각 서브 분사 방지 인쇄 레이어의 양단은 서로 독립적인 지지빔을 형성하게 되어(즉, 인접된 서브 분사 방지 인쇄 레이어는 동일한 지지빔을 공유하지 않는 구조임), 더욱 양호한 지지력을 취득할 수 있게 된다.
도 9a 및 도 9b를 동시에 참조하면, 도 9a는 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 단면 예시도이고 도 9b는 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도로서, 이하 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 참가 방법을 설명하도록 한다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서 컬러 3D 오브젝트는 개방형 외곽 부품(즉 컬러 3D 오브젝트의 내부 공간은 외부 공간과 연통되어 그 내부 공간을 관찰할 수 있도록 형성)이다. 컬러 3D 오브젝트는 경로 슬라이싱 처리를 통하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어(70~78)로 분할될 수 있다. 또한, 하측의 오브젝트 인쇄 레이어(70)의 경계가 상측의 오브젝트 인쇄 레이어(72~78)의 경계를 초과하였기 때문에, 착색 노즐(102)이 상측의 인쇄 레이어(72~78)에 대한 착색을 실행할 때, 잉크는 하측의 오브젝트 인쇄 레이어(70)의 표면에 분사되어 오염을 일으킬 가능성이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 적어도 한 조의 분사 방지 경로 데이터를 생성 및 설정하여 상측의 전부 혹은 일부분 오브젝트 인쇄 레이어(72~78)의 내부 가장자리 부분에 내부 분사 방지 인쇄 레이어(80~82)를 첨가한다(도 9a에서는 분사 방지 인쇄 레이어를 오브젝트 인쇄 레이어(74, 78)에 첨가하는 것을 예로 듬). 이에 따라, 첨가된 내부 분사 방지 인쇄 레이어(80~82)는 착색을 실행할 때 하측의 오브젝트 인쇄 레이어(70)로 분사되는 잉크를 막아줄 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명은 착색 구역의 위치에 의하여 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 첨가 여부를 결정할 수도 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 전자 장치(2)는 우선 동일한 레이어의 오브젝트 영상 데이터에 의하여 오브젝트 인쇄 레이어(78)의 착색 구역(84)의 위치 및/혹은 범위를 인식한 다음, 인식된 착색 구역(84)의 위치 및/혹은 범위에 의하여 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 첨가 여부 및 내부 분사 방지 인쇄 레이어의 첨가 위치를 결정할 수 있다(도 9b에 도시된 실례에서는 내부 분사 방지 레이어(82)를 착색 구역(84)를 둘러싼 내부 가장자리 위치로 첨가함).
또한, 외부 외부 분사 방지 인쇄 레이어와 마찬가지로, 전자 장치(2)는 분사 방지 경로 데이터를 설정하여 내부 분사 방지 인쇄 레이어(82)와 오브젝트 인쇄 레이어(84)가 중첩되는 부분을 형성함으로써 내부 분사 방지 인쇄 레이어(82)가 오브젝트 인쇄 레이어(84)와 점착되어 충분한 지탱력을 가짐에 따라 붕괴되는 것을 방지할 수 있다. 전자 장치(2)는 또한 분사 방지 경로 데이터를 설정하여 내부 분사 방지 인쇄 레이어(82)를 복수개 서브 분사 방지 인쇄 레이어(예를 들면 도 9b에 도시된 바와 같은 내부 분사 방지 인쇄 레이어(82)의 각 블록)로 분할하고 각 서브 분사 방지 인쇄 레이어 사이에 일정한 간격을 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 인쇄가 완료된 다음 사용자는 간극을 이용하여 쉽고 빠르게 복수개 서브 분사 방지 인쇄 레이어를 제거할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 각 오브젝트 경로 데이터, 각 오브젝트 영상 데이터 및 각 분사 방지 경로 데이터에는 각각 레이어 번호가 기록되고, 레이어 번호는 각 오브젝트 경로 데이터, 각 오브젝트 영상 데이터 및 각 분사 방지 경로 데이터에 대응되는 인쇄 레이어의 레이어 번호를 의미한다. 예를 들면, 제1 레이어의 오브젝트 경로 데이터/오브젝트 영상 데이터/분사 방지 경로 데이터의 레이어 번호는 "1"이고, 제10 레이어의 오브젝트 경로 데이터/오브젝트 영상 데이터/분사 방지 경로 데이터의 레이어 번호는 "10"이며, 제100 레이어의 오브젝트 경로 데이터/오브젝트 영상 데이터/분사 방지 경로 데이터의 레이어 번호는 "100"이고, 그 후에도 이러한 방식으로 유추한다.
일 실시예에 있어서, 오브젝트 경로 데이터의 총 수량, 오브젝트 영상 데이터의 총 수량 및 인쇄 레이어의 총 수량은 동일하고, 분사 방지 경로 데이터의 총 수량은 오브젝트 경로 데이터의 총 수량보다 크지 않다.
다시 도 3을 참조하면, 이어서 S14 단계를 실행하는 바, 즉 컬러 3D 프린터(1)는 슬라이싱 처리를 통하여 생성된 3D 인쇄 데이터에 의하여 각 레이어의 3D 인쇄를 순차적으로 실행함으로써 컬러 3D 실체 모형을 생성한다.
일 실시예에 있어서, S14 단계는 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S206 단계 : 컬러 3D 프린터(1)의 제어 모듈(110)은 제1 레이어의 경로 데이터를 판독하고, 판독한 경로 데이터에 의하여 성형 노즐(100)을 제어하여 제1 레이어의 오브젝트 인쇄 레이어를 인쇄한다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(110)은 성형 노즐(100)을 제어하여 오브젝트 경로 데이터가 기술한 인쇄 경로에 따라 오브젝트 인쇄 레이어를 인쇄한다. 즉, 성형 노즐(100)을 제어하여 상기 인쇄 경로에 포함되는 복수개 좌표값 사이에서 이동하면서 인쇄를 실행한다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(100)은 각 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 잔류 재료 펌핑 백 조작을 실행하여 성형 노즐(100)에 잔류된 재료가 이미 인쇄가 완료된 오브젝트 인쇄 레이어에 점착되어 인쇄 품질이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
S208 단계 : 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음, 제어 모듈(110)은 동일한 레이어의 분사 방지 경로 데이터의 존재 여부에 의하여 분사 방지 인쇄 레이어의 인쇄 필요 여부를 판단한다.
제어 모듈(110)이 분사 방지 인쇄 레이어의 인쇄가 필요한 것으로 판단하면 S210 단계를 실행한다. 그러지 아니하면, 제어 모듈(110)은 S212 단계를 실행한다.
S210 단계 : 제어 모듈(110)은 동일한 레이어의 분사 방지 경로 데이터를 판독하고 동일한 레이어의 분사 방지 경로 데이터에 의하여 이미 인쇄가 완료된 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리에 분사 방지 인쇄 레이어를 인쇄한다. 인쇄된 분사 방지 인쇄 레이어는 이미 인쇄가 완료된 오브젝트 인쇄 레이어를 둘러싼 동시에 일부분이 중첩되게 형성된다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(110)은 성형 노즐(100)을 제어하여 분사 방지 경로 데이터가 기술한 인쇄 경로에 따라 분사 방지 인쇄 레이어를 인쇄한다. 즉, 성형 노즐(100)을 제어하여 상기 인쇄 경로에 포함되는 복수개 좌표값 사이에서 이동하면서 인쇄를 실행한다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(100)은 각 분사 방지 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 잔류 재료 펌핑 백 조작을 실행하여 성형 노즐(100)에 잔류된 재료가 이미 인쇄가 완료된 오브젝트 인쇄 레이어에 점착되어 인쇄 품질이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
S212 단계 : 제어 모듈(110)은 동일한 레이어의(즉 레이어 번호가 동일한) 오브젝트 영상 데이터에 의하여 착색 노즐(102)을 제어하여 이미 인쇄가 완료된 제1 오브젝트 인쇄 레이어에 대하여 착색을 수행함으로써 제1 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄 및 착색을 완성한다.
특별히 설명하여야 할 것은, 인쇄 과정 중 착색 노즐(102)에서 인쇄 구역 밖으로 분사된 잉크는 미리 인쇄된 분사 방지 인쇄 레이어에 의하여 막혀져 하측의 오브젝트 인쇄 레이어로 분사되지 않기 때문에 하측의 오브젝트 인쇄 레이어에 대하여 오염을 일으키지 않게 된다.
일 실시예에 있어서, 각 오브젝트 경로 데이터는 복수개 좌표값을 포함하여 구성되고, 동일 레이어의 오브젝트 영상 데이터에는 각각 상기 복수개 좌표값에 대응되는 복수개 색상이 기록되어 있다. 제어 모듈(110)은 착색 노즐(102)을 제어하여 각 색상에 의하여 이미 인쇄가 완료된 인쇄 레이어 중 좌표값에 대응되는 위치에 잉크를 인쇄한다.
일 실시예에 있어서, 제어 모듈(110)은 S208 단계에서 판독한 오브젝트 경로 데이터와 동일한 레이어의 오브젝트 영상 데이터를 판독하고, 판독한 오브젝트 영상 테이터에 의하여 대응되는 오브젝트 인쇄 레이어의 착색 필요 여부를 판단하며, 착색이 필요하다고 판단될 때에만 착색 노즐(102)을 제어하여 이미 인쇄가 완료된 오브젝트 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행한다.
S214 단계 : 컬러 3D 프린터(1)는 모든 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄 및 착색이 완료되었는지 즉 이미 완전한 컬러 3D 실체 모형을 생성하였는지 판단한다. 컬러 3D 프린터(1)는 인쇄가 완료되었다고 판단될 때 인쇄를 종료하고, 인쇄가 완료되지 않았다고 판단될 때 다시 S206 단계를 실행하여 다음 오브젝트 인쇄 레이어를 계속 인쇄한다.
본 발명은 잉크가 아래측의 이미 인쇄가 완료된 오브젝트 인쇄 레이어에 분사되어 색상 혼합 현상이 발생하는 것을 효과적으로 회피하여 인쇄 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이어서 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다. 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 보면, 도 4에 도시된 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 S204 단계는 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S30 단계 : 전자 장치(2)가 제1 레이어부터 시작하여 오브젝트 경로 데이터를 판독한다.
S32 단계 : 전자 장치(2)가 레이어 번호가 판독한 오브젝트 경로 데이터보다 작은 다른 오브젝트 경로 데이터를 취득한다.
예를 들면, S30 단계에서 전자 장치(2)는 제10 레이어의 오브젝트 경로 데이터를 판독하였을 때, S32 단계에서 전자 장치(2)는 레이어 번호가 10보다 작은 하나 혹은 복수개 레이어의 오브젝트 경로 데이터를 취득(예를 들면 제9 레이어의 오브젝트 경로 데이터 혹은 제1 내지 제9 레이어의 오브젝트 경로 데이터를 취득한다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 S32 단계에서 취득한 각 오브젝트 경로 데이터의 레이어 번호와 S30 단계에서 판독한 오브젝트 경로 데이터의 레이어 번호 사이의 차이는 미리 설정된 검사 레이어 수량보다 크지 않다.
예를 들면, 검사 레이어 수량이 5일 경우, 전자 장치(2)는 제10 레이어의 오브젝트 경로 데이터를 판독할 때 동시에 제5 레이어 내지 제9 레이어의 오브젝트 경로 데이터를 취득하고, 전자 장치(2)는 제15 레이어의 오브젝트 경로 데이터를 판독할 때 동시에 제10 레이어 내지 제14 레이어의 오브젝트 경로 데이터를 취득한다.
S34 단계 : 전자 장치(2)가 S32 단계에서 취득한 오브젝트 경로 데이터의 경계가 S30 단계에서 판독한 오브젝트 경로 데이터의 경계를 초과하였는지 판단하는 즉, 현재 판독한 오브젝트 인쇄 레이어가 하측의 기타 오브젝트 인쇄 레이어를 완전히 차폐할 수 있는지 판단한다.
더 상세하게 설명하면, 오브젝트 인쇄 레이어가 하측의 기타 오브젝트 인쇄 레이어를 완전히 차폐할 수 있을 경우, 후속의 착색 과정 중 인쇄 구역 밖으로 분사되는 잉크는 하측의 기차 오브젝트 인쇄 레이어를 오염시키지 않고, 이와 반대인 경우에도 마찬가지이다.
전자 장치(2)는 S32 단계에서 취득한 임의 오브젝트 경로 데이터의 경계가 S30 단계에서 판독한 오브젝트 경로 데이터의 경계를 초과하였다고 판단될 경우, S36 단계를 실행한다. 그러지 아니하면 S38 단계를 실행한다.
S36 단계 : 전자 장치(2)가 분사 방지 인쇄 레이어의 분사 방지 경로 데이터를 생성하고, 분사 방지 경로 데이터를 분사 방지 인쇄 레이어가 동일한 레이어의 오브젝트 인쇄 레이어의 착색 구역을 둘러싸는 동시에 동일 레이어의 오브젝트 인쇄 레이어의 일부분과 중첩되도록 설정한다.
S38 단계 : 전자 장치(2)가 모든 오브젝트 경로 데이터가 모두 판독되었는지 판단한다. 전자 장치(2)는 모든 오브젝트 경로 데이터가 모두 판독되었다고 판단될 경우, S14 단계를 실행한다. 그러지 아니하면 전자 장치(2)는 다시 S30 단계를 실행한다.
이어서 도 3 및 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이다. 도 3에 도시된 실시예와 비교하여 보면, 도 5에 도시된 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 S204 단계는 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S40 단계 : 전자 장치(2)가 제1 레이어부터 시작하여 오브젝트 경로 데이터를 판독한다.
S42 단계 : 전자 장치(2)가 판독한 오브젝트 경로 데이터가 기본의 분사 방지 인쇄 레이어의 생성 조건을 만족하는지 판단한다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 판독한 오브젝트 경로 데이터의 레이어 번호가 설정한 레이어 번호 혹은 그 배수에 부합될 때(즉 분사 방지 인쇄 레이어의 생성 조건) S44 단계를 실행하여 분사 방지 경로 데이터를 생성한다.
예를 들면, 설정한 레이어 번호가 3 및 그 배수일 경우, 전자 장치(2)는 판독한 오브젝트 경로 데이터의 레이어 번호가 3, 6, 9, 12... 일 때 S44 단계를 실행하여 자동으로 분사 방지 경로 데이터를 생성할 수 있다. 설정한 레이어 번호가 5 및 그 배수일 경우, 전자 장치(2)는 판독한 오브젝트 경로 데이터의 레이어 번호가 5, 10, 15, 20... 일 때 S44 단계를 실행하여 자동으로 분사 방지 경로 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 동일 레이어의 오브젝트 영상 데이터를 판독하고 오브젝트 영상 데이터에 의하여 동일 레이어의 오브젝트 인쇄 레이어가 착색 구역을 포함한다고 판단될 때(즉 분사 방지 인쇄 레이어의 생성 조건) S44 단계를 실행하여 자동으로 분사 방지 경로 데이터를 생성한다.
전자 장치(2)는 기본의 분사 방지 필요 조건을 만족한다고 판단할 때, S44 단계를 실행한다. 그러지 아니하면 전자 장치(2)는 S48 단계를 실행한다.
S44 단계 : 전자 장치(2)는 오브젝트 경로 데이터의 사본을 생성하여 분사 방지 경로 데이터로 사용한다.
S46 단계 : 전자 장치(2)는 분사 방지 경로 데이터를 수정하여 분사 방지 인쇄 레이어가 오브젝트 인쇄 레이어를 둘러싸는 동시에 일부분이 중첩되도록 한다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 기본 간격(예를 들면 도 8에 도시된 바와 같은 미리 설정한 간격(g1))에 의하여 분사 방지 경로 데이터를 수정하여 분사 방지 인쇄 레이어가 동일 레이어의 오브젝트 인쇄 레이어를 둘러싸도록 한다.
예를 들면, 외부 분사 방지 인쇄 레이어를 첨가하고자 할 때(예를 들면 도 7a, 7B), 전자 장치(2)는 분사 방지 경로 데이터에 대응되는 인쇄 경로의 상기 기본 간격을 확대함으로써, 수정을 거친 분사 방지 경로 데이터의 인쇄 경로가 오브젝트 경로 데이터의 인쇄 경로를 둘러싸도록 한다. 내부 분사 방지 인쇄 레이어를 첨가하고자 할 때(예를 들면 도 9a, 9B), 전자 장치(2)는 분사 방지 경로 데이터에 대응되는 인쇄 경로의 상기 기본 간격을 축소함으로써, 오브젝트 경로 데이터의 인쇄 경로가 수정을 거친 분사 방지 경로 데이터의 인쇄 경로를 둘러싸도록 한다.
일 실시예에 있어서, 전자 장치(2)는 기본 거리(예를 들면 도 8에 도시된 바와 같은 미리 설정한 거리(d1))에 의하여 분사 방지 경로 데이터를 수정하여 대응되는 분사 방지 인쇄 레이어가 적어도 일정한 기본 거리를 이격하여 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리와 중첩되도록 한다. 이에 따라, 인쇄된 분사 방지 인쇄 레이어가 이를 둘러싼 오브젝트 인쇄 레이어에 여러번 점착되어 충분한 지지력을 취득할 수 있도록 한다.
이에 따라, 본 발명은 빠른 속도로 분사 방지 경로 데이터를 생성할 수 있다.
S48 단계 : 전자 장치(2)가 모든 오브젝트 경로 데이터가 모두 판독되었는지 판단한다. 전자 장치(2)는 모든 오브젝트 경로 데이터가 모두 판독되었다고 판단될 경우, S14 단계를 실행한다. 그러지 아니하면 전자 장치(2)는 다시 S40 단계를 실행한다.
이어서 도 3, 도 6, 도 8, 도 10a 및 도 10D를 참조하면, 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 부분 흐름도이고 도 10a는 일 실시예에 따른 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도이며, 도 10b는 다른 실시예에 따른 분사 방지 인쇄 레이어의 부감 예시도이다. 본 실시예에 있어서, 동일 인쇄 레이어에 두번째 혹은 그 이상의 분사 방지 인쇄 레이어(이하 확장 분사 방지 인쇄 레이어로 약함)의 분사 방지 경로 데이터(이하 확장 분사 방지 경로 데이터로 약함)를 생성하여 분사 방지 범위를 확장하여 하측의 오브젝트 인쇄 레이어가 오염될 확률을 낮출 수 있다.
도 3에 도시된 실시예와 비교하여 보면, 도 6에 도시된 실시예에 따른 슬라이싱 인쇄 방법의 S12 단계는 S50~S58 단계를 포함하여 구성된다. 또한, S50~S54 단계는 각각 도 3에 도시된 S200~S204 단계와 동일하거나 유사하기 때문에 상세한 설명은 생략하도록 한다.
S56 단계 : 전자 장치(2)가 분사 방지 범위의 확장이 필요한지 판단한다. 구체적으로 말하면, 전자 장치(2)는 현재 이미 생성된 동일 레이어의 확장 분사 방지 경로 데이터의 수량이 사용자가 미리 설정한 조건(예를 들면 2조)을 만족하는지 판단한다.
전자 장치(2)는 분사 방지 범위의 확장이 필요하다고 판단될 때 S58 단계를 실행한다. 그러지 아니하면 S14 단계를 실행한다.
S58 단계 : 전자 장치(2)가 복수개 확장 분사 방지 인쇄 레이어의 복수개 확장 분사 방지 경로 데이터를 생성하고, 각 확장 분사 방지 경로 데이터를 각 확장 분사 방지 인쇄 레이어가 동일 레이어의 종전의 분사 방지 인쇄 레이어를 둘러싸는 동시에 그 일부분과 중첩되도록 설정하되, 그중 각 확장 분사 방지 경로 데이터에도 각각 레이어 번호를 기록한다.
예를 들면, 도 10a에 도시된 바와 같이, 전자 장치(2)는 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)의 분사 방지 경로 데이터를 생성한 다음 더 나아가서 확장 분사 방지 인쇄 레이어(90)의 확장 분사 방지 경로 데이터를 생성하고 확장 분사 방지 경로 데이터를 확장 분사 방지 인쇄 레이어(90)가 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)를 둘러싸는 동시에 그 일부분과 중첩되도록 설정할 수 있다. 확장 분사 방지 인쇄 레이어(90)가 이미 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)의 외부 가장자리 부분과 중첩되었기 때문에, 확장 분사 방지 인쇄 레이어(90)는 오브젝트 인쇄 레이어(34)와 점착되어 있지 않더라도 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)를 통하여 충분한 지지력을 취득할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 전자 장치(2)가 생성한 확장 분사 방지 인쇄 레이어(92)는 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)를 둘러싸는 동시에 외부 가장자리의 일부분과 중첩되어 있을 뿐만 아니라, 복수개의 서브 분사 방지 인쇄 레이어(도 10b에 도시된 바와 같은 확장 분사 방지 인쇄 레이어(92)의 각 블록)로 분할되고 각 서브 분사 방지 인쇄 레이어 사이에는 일정한 간극이 형성되도록 할 수 있다. 이에 따라, 인쇄가 완료된 다음 사용자는 간극을 이용하여 쉽고 빠르게 복수개 서브 분사 방지 인쇄 레이어를 제거할 수 있다.
도 8을 동시에 참조하면, 상기 확장 분사 방지 인쇄 레이어(92)의 확장 분사 방지 경로 데이터는 위치 (64)로부터 위치 (66)으로 이동하는 인쇄 경로(54)를 기술한다. 구체적으로 말하면, 인쇄 과정 중 성형 노즐(100)이 인쇄 경로(54)를 따라 인쇄를 실행함으로써 대응되는 확장 분사 방지 인쇄 레이어(92)의 실체 모형을 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인쇄 경로(54)는 적어도 일정한 미리 설정된 거리(d2)를 이격하여 인쇄 경로(52)과 한차례 중첩되어 인쇄 과정 중 확장 분사 방지 인쇄 레이어(92)가 외부 분사 방지 인쇄 레이어(40)와 복수차 점착됨으로써 지지력을 얻을 수 있도록 하고, 미리 설정된 거리(d2)의 크기는 사용하는 소모품의 점착력에 의하여 설정할 수 있다.
또한, 인쇄 경로(54)와 인쇄 경로(52) 사이의 최대 간격은 미리 설정된 간격(g2)으로 하되, 미리 설정된 간격(g2)은 인쇄 환경(예를 들면 기류의 방향 및 강도, 컬러 3D 프린터(1)의 인쇄 홀 직경 혹은 소모품의 점착력)에 의하여 결정할 수 있다. 더 상세하게 설명하면, 확장 분사 방지 인쇄 레이어(92)는 직접 오브젝트 인쇄 레이어(34)에 점착되어 있지 않아 지지력 부족 현상을 초래할 수 있기 때문에 상기 미리 설정된 간격(g2)은 미리 설정된 간격(g1)보다 작게 형성됨이 바람직하며, 이를 통하여 점착 면적을 증가함으로써 지지력을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인쇄 경로(54)가 인쇄 경로(52)과 중첩될 때마다, 그 진입점과 복귀점이 중첩되지 한고 양자 사이에 미리 설정된 간극(g4)(미리 설정된 간극(g4)는 미리 설정된 간극(g3)과 같거나 다를 수 있음) 많큼 이격되어야 한다. 이에 따라, 성형 노즐(100)이 인쇄 경로(54)를 따라 인쇄를 실행할 때 복수개 서브 분사 방지 인쇄 레이어로 구성된 확장 분사 방지 인쇄 레이어(92)의 실체 모형을 생성할 수 있다. 또한, 각 서브 분사 방지 레이어 사이에는 미리 설정된 간극(g4)이 형성됨으로써 사용자가 인쇄가 완료된 다음 쉽고 빠르게 인쇄된 서브 분사 방지 인쇄 레이어를 제거할 수 있게 된다. 또한, 짐입점과 복귀점이 서로 중첩되지 않기 때문에, 인쇄된 각 서브 분사 방지 인쇄 레이어의 양단은 서로 독립적인 지지빔을 형성하게 되어 더욱 충분한 지지력을 취득할 수 있게 된다.
이어서, 전자 장치(2)는 다시 S56 단계를 실행하여 다시 분사 방지 범위의 확장이 필요한지 판단한다.
이에 따라, 본 발명은 효과적으로 분사 방지 범위를 확장하여 인쇄 실패 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 내용은 본 발명에 따른 바람직한 구체적인 실시예일 뿐 본 발명의 특허청구범위에 대하여 한정하는 것이 아니기 때문에, 본 발명의 내용을 이용한 동등 효과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 성형 노즐
12 : 착색 노즐
140, 142, 인쇄 레이어
1 : 컬러 3D 프린터
100 : 성형 노즐
102 : 착색 노즐
104 : 기억 모듈
106 : 연결 모듈
108 : 인터페이스
110 : 제어 모듈
2 : 전자 장치
20 : 슬라이싱 소프트웨어
30~38, 70~78 : 오브젝트 인쇄 레이어
40~42 : 외부 분사 방지 인쇄 레이어
50~54 : 인쇄 경로
60~66 : 위치
80~82 : 내부 분사 방지 인쇄 레이어
84 : 착색 구역
90~92 : 확장 분사 방지 인쇄 레이어
d1, d2 : 미리 설정된 거리
g1, g2 : 미리 설정된 간격
g3, g4 : 미리 설정된 간극
S10~S14 : 슬라이싱 인쇄 단계
S200~S204 : 슬라이싱 단계
S206~S214 : 인쇄 단계
S30~S38 : 제1 분사 방지 경로 데이터 생성 단계
S40~S48 : 제2 분사 방지 경로 데이터 생성 단계
S50~S58 : 슬라이싱 및 분사 방지 범위 확장 단계

Claims (10)

  1. a) 컬러 3D 오브젝트의 3D 데이터를 로딩한 다음 상기 컬러 3D 오브젝트의 좌표 정보 및 색상 정보를 판독하는 단계;
    b) 상기 좌표 정보에 의하여 경로 슬라이싱 처리를 실행하여 복수개 오브젝트 인쇄 레이어의 복수개 오브젝트 경로 데이터를 생성하되 그중 상기 각 오브젝트 경로 데이터에 각각 레이어 번호를 기록하는 단계;
    c) 상기 색상 정보에 의하여 영상 슬라이싱 처리를 실행하여 상기 복수개 오브젝트 인쇄 레이어의 복수개 오브젝트 영상 데이터를 생성하되 그중 상기 각 오브젝트 영상 데이터에 각각 상기 레이어 번호를 기록하는 단계;
    d) 상기 복수개 오브젝트 경로 데이터에 의하여 복수개 분사 방지 인쇄 레이어의 복수개 분사 방지 경로 데이터를 생성하고 상기 각 분사 방지 경로 데이터를 상기 각 분사 방지 인쇄 레이어와 동일한 레이어의 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리 부분과 중첩되도록 하되 그중 상기 각 분사 방지 경로 데이터에 상기 레이어 번호를 기록하는 단계; 및
    e) 컬러 3D 프린터의 성형 노즐을 제어하여 상기 오브젝트 경로 데이터에 의하여 상기 복수개 오브젝트 인쇄 레이어를 순차적으로 인쇄하고 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 동일 레이어의 분사 방지 경로 데이터에 의하여 인쇄가 완료된 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리에 일부 중첩된 상기 분사 방지 인쇄 레이어를 인쇄하며 상기 분사 방지 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 동일 레이어의 상기 오브젝트 영상 데이터에 의하여 상기 컬러 3D 프린터의 착색 노즐을 제어하여 이미 인쇄가 완료된 상기 오브젝트 인쇄 레이어에 대하여 착색을 실행하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계는
    d1) 상기 오브젝트 경로 데이터를 각 레이어를 순차적으로 판독하는 단계;
    d2) 상기 오브젝트 경로 데이터를 판독할 때 레이어 번호가 판독한 상기 오브젝트 경로 데이터보다 작은 오브젝트 경로 데이터를 취득하는 단계; 및
    d3) 취득한 상기 오브젝트 경로 데이터에 대응되는 오브젝트 인쇄 레이어의 경계가 판독한 상기 오브젝트 경로 데이터에 대응되는 오브젝트 인쇄 레이어의 경계를 초과한다고 판단될 때, 판독한 상기 오브젝트 경로 데이터의 동일 레이어의 상기 분사 방지 경로 데이터를 생성 및 설정하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 d2) 단계에서 복수개 오브젝트 경로 데이터를 취득하되, 취득한 상기 각 오브젝트 경로 데이터의 상기 레이어 번호와 판독한 상기 오브젝트 경로 데이터의 상기 레이어 번호 사이의 차이는 검사 레이어 수량보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 d) 단계는
    d4) 임의 상기 오브젝트 경로 데이터의 상기 레이어 번호가 설정된 레이어 번호에 부합될 때, 부합되는 상기 오브젝트 경로 데이터와 동일한 레이어의 상기 분사 방지 경로 데이터를 생성 및 설정하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계는
    d5) 임의 상기 오브젝트 경로 데이터가 동일 레이어의 상기 분사 방지 경로 데이터의 생성이 필요하다고 판단될 때 상기 오브젝트 경로 데이터의 사본을 생성하여 상기 분사 방지 경로 데이터로 사용하는 단계;
    d6) 미리 설정된 간격에 의하여 상기 분사 방지 경로 데이터를 수정하여 대응되는 상기 분사 방지 인쇄 레이어가 동일 레이어의 상기 오브젝트 인쇄 레이어를 둘러싸는 동시에 그 일부분과 중첩되도록 하는 단계;
    d7) 미리 설정된 거리에 의하여 상기 분사 방지 경로 데이터를 수정하여 대응되는 상기 분사 방지 인쇄 레이어가 적어도 일정한 기본 거리를 이격하여 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 가장자리와 중첩되도록 하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계는 동일 레이어의 상기 오브젝트 영상 데이터에 의하여 임의 상기 오브젝트 인쇄 레이어가 착색이 필요하다고 판단될 때, 동일 레이어의 상기 분사 방지 경로 데이터를 생성하고 상기 분사 방지 경로 데이터를 상기 분사 방지 인쇄 레이어가 오브젝트 인쇄 레이어의 외부 가장자리 부분과 중첩되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계는 상기 컬러 3D 오브젝트가 개방 외곽 부품이고 동일 레이어의 상기 오브젝트 영상 데이터에 의하여 임의 상기 오브젝트 인쇄 레이어가 착색이 필요하다고 판단될 때, 동일 레이어의 상기 분사 방지 경로 데이터를 생성하고 상기 분사 방지 경로 데이터를 상기 분사 방지 인쇄 레이어가 오브젝트 인쇄 레이어의 내부 가장자리 부분과 중첩되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계 이후 상기 e) 단계 이전,
    f) 복수개 확장 분사 방지 인쇄 레이어의 복수개 확장 분사 방지 경로 데이터를 생성하고, 상기 각 확장 분사 방지 경로 데이터를 상기 각 확장 분사 방지 인쇄 레이어가 동일 레이어의 상기 분사 방지 인쇄 레이어를 둘러싸는 동시에 그 일부분과 중첩되도록 설정하되, 그중 각 확장 분사 방지 경로 데이터에도 각각 레이어 번호를 기록하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 f) 단계는 상기 각 확장 분사 방지 경로 데이터를 상기 각 확장 분사 방지 인쇄 레이어가 적어도 미리 설정된 거리를 이격하여 상기 분사 방지 인쇄 레이어와 중첩되도록 하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 e) 단계는 상기 오브젝트 인쇄 레이어의 인쇄가 완료된 다음 잔류 재료 펌핑 백 조절을 실행한 다음 다음 레이어의 상기 분사 방지 인쇄 레이어의 인쇄를 실행하는 것을 특징으로 하는 컬러 3D 오브젝트의 슬라이싱 인쇄 방법.


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