KR102223983B1 - 첨가제 제조 명령어 생성 기법 - Google Patents

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로셀로 루이스 아벨로
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로겔 조르디 곤잘레스
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

일 예에서, 방법은 프로세서에서, 제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델을 획득한다. 제 1 데이터 모델은 제 1 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현(representation)을 포함하고, 제 2 데이터 모델은 제 2 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현을 포함한다. 제 1 물체 및 상기 제 2 물체는 공통 첨가제 제조 동작에서 생성된다. 방법은 프로세서를 사용하여, 제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델의 적어도 일부를 결합함으로써 제 1 인쇄 층 모델 및 이와 상이한 제 2 인쇄 층 모델을 생성하는 것 및 제 1 인쇄 층 모델 및 제 2 인쇄 층 모델에 기초하여 첨가제 제조 명령어를 생성하는 것을 포함한다.

Description

첨가제 제조 명령어 생성 기법
첨가제 제조 기술은 성형 재료(build material)의 응고를 통해 층별 기반으로 3차원 물체를 생성할 수 있다. 이러한 기술의 예에서, 성형 재료는 층별 방식(in a layer-wise manner)으로 공급되고, 응고 방법은 성형 재료의 층을 가열하여 선택된 영역에서 용융시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 기술에서, 화학적 응고 방법 또는 결합 재료(binding materials)와 같은 다른 응고 방법이 사용될 수 있다.
생성될 3차원 물체에 관한 데이터는 첨가제 제조 장치에 제공되어 3차원 물체를 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 예에서, 한 번에 둘 이상의 물체가 생성될 수 있다.
비한정적인 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 첨가제 제조 명령어를 생성하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2d는 일례에 따른 3차원 물체의 일부를 나타내는 데이터의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3 및 도 4는 프로세싱 장치의 일례이다.
도 5는 예시적인 첨가제 제조 장치의 개략도이다.
첨가제 제조 기법은 성형 재료의 응고를 통해 3차원 물체를 생성할 수 있다. 일부 예에서, 성형 재료는 예를 들어 플라스틱, 세라믹 또는 금속 분말일 수 있는 분말형 과립 재료일 수 있다. 생성된 물체의 특성은 사용되는 성형 재료의 유형 및 사용되는 응고 메커니즘의 유형에 따라 달라질 수 있다. 성형 재료는 예를 들어, 인쇄 베드 상에 증착될 수 있으며, 예를 들어 조립 챔버(fabrication chamber) 내에서 층별로 처리될 수 있다.
일부 예에서, 선택적인 응고는 에너지의 방향성 인가를 통해, 예를 들어 방향성 에너지가 인가되는 성형 재료의 응고를 초래하는 레이저 또는 전자 빔을 사용하여 달성된다. 일부 예에서, 성형 재료는 빛 또는 다른 에너지원으로 경화되거나 고화되는 수지일 수 있다. 광 강도 및/또는 파장의 선택은 고화된 재료의 성질에 영향을 미칠 수 있다.
다른 예에서, 적어도 하나의 인쇄제가 성형 재료에 선택적으로 도포될 수 있고, 도포될 때 액체일 수 있다. 예를 들어, 융합제(fusing agent)("유착제(coalescence agent)" 또는 "유착화 제(coalescing agent)"라고도 함)는 생성될 3차원 물체의 슬라이스를 나타내는 데이터로부터 도출된 패턴으로 성형 재료 층의 일부분에 선택적으로 분포될 수 있다(예를 들어, 구조 설계 데이터로부터 생성될 수 있다). 융합제는 에너지를 흡수하는 합성물(composition)을 가질 수 있어, 에너지(예를 들어, 열)가 층에 인가될 때, 성형 재료가 유착되고 응고되어 패턴에 따라 3차원 물체의 슬라이스를 형성하도록 한다. 다른 예에서, 유착이 다른 방식으로 이루어질 수 있다. 유착 개질제(coalescence modifying agent)(또한, 개질제 또는 디테일화 제라고 함)를 포함할 수 있으며, 유착 개질제는, 예를 들어 유착을 감소 또는 증가시킴으로써 융합제의 영향을 변경하거나 또는 물체에 특정한 마감 또는 외형을 생성하는 것을 돕도록 작용하고, 따라서 그러한 제제는 또한 일부 예에서 인쇄제로서 사용된다. 예를 들어, 염료 또는 안료(colorant)를 포함하는 착색제는 일부 실시예에서 융합제 또는 개질제로서 사용될 수 있고/있거나 물체에 특정 색상을 제공하기 위한 인쇄제로서 사용될 수 있다.
첨가제 제조 시스템은 구조 설계 데이터를 기반으로 물체를 생성할 수 있다. 이것은, 예를 들어 CAD(computer aided design) 애플리케이션을 사용하여 생성될 물체의 3차원 모델을 생성하는 설계자를 포함할 수 있다. 모델은 물체의 솔리드 부분을 정의할 수 있다. 첨가제 제조 시스템을 사용하여 모델로부터 3차원 물체를 생성하기 위해, 모델 데이터를 처리하여 모델의 평행 평면의 슬라이스를 생성할 수 있다. 각각의 슬라이스는 첨가제 제조 시스템에 의해 응고되거나 유착될 수 있는 성형 재료의 개개의 층의 일부를 정의할 수 있다.
본 명세서에 개시된 일부 예에서, 단일 성형 프로세스에서 복수의 물체를 인쇄하려고 할 수 있다. 이는 예를 들면 첨가제 제조 장치의 처리량을 증가시키고 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 일부 예에서, 하나의 물체의 존재가 다른 물체에 영향을 미칠 수 있고, 따라서 인쇄제의 배치는 물체들이 개별적으로 성형하는 경우와 베드를 공유하는 물체를 성형하는 경우가 다를 수 있다.
예를 들어, 단일 물체가 생성되는 열 관리를 고려하면, 융합제(fusing agent)가 도포될 수 있으며, 이는 인쇄 베드가 조사될 때 인쇄 베드 재료의 일반적인 가온을 초래한다. 가까이에 제 2 물체가 제조되면, 이는 제 1 물체와 제 2 물체 사이의 성형 재료를 추가로 가열되게 할 수 있으며, 이로 인해 온도가 융합 온도까지 증가할 수 있다.
일부 예에서, 동시에 생성될 두 물체 또는 모든 물체를 포함하는 "새로운 물체"가 정의될 수 있다. 그러한 물체를 정의하는 것은 컴퓨팅 자원에 대해 복잡하고 까다로운 작업이다. 더욱이, 함께 생성되는 물체의 구성을 임의로 변경하거나 이들을 상대적으로 배치하는 것으로 인해 모델이 쓸모없어지게 될 수 있다.
본 명세서에 설명된 일부 예들에서, 인쇄 층의 모델은 그 층과 교차하는 성형 작업의 각각의 개별 부분의 내용을 포함하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서는 '경계 상자(bounding box)'가 정의된다. 경계 상자는 적어도 그 층에 대응하는 물체의 슬라이스를 둘러싸는 직사각형에 포함되는 층과 교차하는 물체의 임의의 부분을 포함할 수 있으며, 일부 예에서는 물체의 슬라이스 주위에 버퍼를 제공한다. 일부 예에서, 성형 재료 층을 작성할 때 둘 이상의 부품에 해당하는 경계 상자가 교차하는 것이 가능할 수 있다.
도 1은 방법의 일례이며, 이는 블록(102)에서 프로세서에서 제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델을 획득하는 단계를 포함하는 인쇄 명령어를 정의하기 위한 컴퓨터 구현 방법일 수 있고, 제 1 데이터 모델은 제 1 물체의 적어도 일부분의 적어도 하나의 특성의 표현을 포함하고, 제 2 데이터 모델은 제 2 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현을 포함하며, 제 1 및 제 2 물체는 공통 첨가제 제조 동작에서 생성될 것이다.
제 1 및 제 2 데이터 모델은 적어도 하나의 물체 특성을 기술할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 데이터 모델은 기하학적 특성의 표현을 포함할 수 있으며, 이 경우 제 1 데이터 모델은 제 1 기하학적 모델을 포함할 수 있고, 제 2 데이터 모델은 제 2 기하학적 모델을 포함할 수 있으며, 각각 제 1 및 제 2 볼륨의 기하학적 구조를 특성화한다.
다른 예에서, 제 1 및 제 2 데이터 모델은(일부 예에서는 기하학적 모델에 추가하여) 거리 특성의 표현을 포함할 수 있고, 제 1 데이터 모델은 제 1 거리 모델을 포함할 수 있고, 제 2 데이터 모델은 제 2 거리 모델을 포함할 수 있다. 각각의 거리 모델 특성은 물체의 경계로부터 모델링된 물체의 적어도 일부를 포함하는 볼륨 내의 복수의 위치들의 거리를 특성화한다. 그러한 거리 모델은 예를 들어 '거리 변환' 또는 '거리 맵'을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치는 물체의 내부 또는 외부에 복셀(voxel)(즉, 3차원 픽셀)을 포함할 수 있다. 거리는 몇몇 예에서 물체 경계에 가장 가까운 거리일 수 있다. 볼륨이 물체의 슬라이스를 둘러싸는 경계 박스(bounding box)인 예를 고려하기 위해, 복수의 물체 복셀(슬라이스가 적어도, 대략 2차원이므로 슬라이스의 표면상의 픽셀에 대응함)은 물체 표면으로부터의 이들의 최소 깊이의 관점에서 기술된다. 체적 내에 있지만 물체 외부에 있는 복셀(voxels)은 물체의 외주로부터의 거리로 특징지어질 수 있다.
다른 예에서, 제 1 및 제 2 데이터 모델은 예를 들어 물체의 색, 도전성, 탄성, 표면 마무리, 다공성, 무게, 강도 등과 같은 다른 물성의 표현을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 제 1 및 제 2 데이터 모델은 물체의 적어도 일부(및 몇몇 예에서는 물체의 슬라이스)를 둘러싸는 볼륨에 대한 특성(들)을 기술한다. 일부 예에서, 물체는 볼륨이 중첩되도록 생성될 수 있다. 일부 예에서, 제 1 및 제 2 데이터 모델 각각은 경계 상자 내에 포함된 물체의 하나 또는 다수의 슬라이스에 대해 적어도 하나의 물체 특성을 나타낸다. 슬라이스의 경계 상자는 물체 생성을 위해 의도된 상대 위치에 물체가 위치할 때 부분적으로 서로 겹칠 수 있다.
물체는 상이할 수도 있고 동일할 수도 있다(예를 들어, 물체의 다수의 복사본들은 단일 첨가제 제조 작업에서 생성될 수 있다). 일부 예에서, 데이터 모델은 로컬 메모리로부터 획득될 수 있다. 일부 예에서, 데이터 모델은 네트워크를 통해 제공될 수 있다.
블록(104)은 제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델의 적어도 일부를 결합함으로써 제 1 인쇄 층 모델 및 제 2의 상이한 인쇄 층 모델을 프로세서를 사용하여 생성하는 단계를 포함한다.
인쇄 층 모델은 의도된 인쇄 또는 물체 생성 층의 임의의 측면(예를 들어, 속성 또는 특성)의 데이터 모델을 포함할 수 있다. 층은 제 1 및 제 2 물체의 적어도 일부를 포함할 수 있다(또는 포함하도록 의도된다). 예를 들어, 인쇄 층 모델은 (i) 층의 기하학적 특성(예를 들어, 층 내의 물체 부분의 위치), (ii) 상대적 기하학적 특징(예를 들어, 모델은 물체 사이의 분리를 특성화할 수 있음), (iii) 층에 걸친 임의의 특성 또는 특성 조합(예, 색, 전도도, 강도, 밀도, 다공성, 반투명성 등)의 변화, (iv) 층의 열적 모델 등과 같은 제조 조건 등 중 임의의 것 또는 임의의 조합을 모델링할 수 있다. 인쇄 층 모델에 의해 모델링된 특성(들)은 제 1 및 제 2 데이터 모델(또는 이들의 결합된 부분)에 의해 기술된 특성 및/또는 데이터 모델을 결합하는 데 사용되는 함수에 의존할 수 있다(또는 일부 예에서는 이에 대응한다).
인쇄 층 모델은 층 단위로 생성될 수 있다. 일부 예에서, 적어도 하나의 인쇄 층 모델이 물체 생성의 각 층에 대해 생성될 수 있다. 제 1 및 제 2 인쇄 층 모델은 물체 생성의 동일한 층에 관련될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상이한 인쇄 층 모델은 제 1 및 제 2 데이터 모델의 동일한 부분에 상이한 함수를 적용함으로써 생성될 수 있다. 일부 예에서, 상이한 인쇄 층 모델은 제 1 및 제 2 데이터 모델의 상이한 부분에 동일하거나 상이한 함수를 적용함으로써 생성될 수 있다. 데이터 모델의 부분은 예를 들어 기하학적 모델, 거리 모델 및/또는 기계적 또는 외형 특성과 같은 다른 물성에 관한 하나 이상의 모델을 포함할 수 있다. 데이터 모델은 물체의 하나 이상의 슬라이스를 기술할 수 있다. 일부 예에서, 공통 특성을 나타내거나 기술하는 데이터 모델의 부분은 결합되어 인쇄 베드 모델을 형성할 수 있다.
예를 들어, 제 1 인쇄 층 모델은 두 물체의 슬라이스의 (예를 들어, 경계 상자로 둘러싸인) 기하학적 모델을 결합하여 생성될 수 있고, 제 2 인쇄 층 모델은 물체 슬라이스의 거리 모델을 결합함으로써 생성될 수 있다. 모델을 결합하는 데 사용되는 함수는 다를 수도 있고 동일할 수도 있다.
또 다른 예에서, 제 1 인쇄 층 모델은 'AND' 함수를 사용하여 2 개의 물체의 슬라이스의(예를 들어, 경계 상자로 둘러싸인) 기하학적 모델을 결합함으로써 생성될 수 있는 반면, 제 2 인쇄 층 모델은 'OR' 함수를 사용하여 슬라이스의 기하학적 모델을 결합하여 생성될 수 있다.
함수의 다른 예를 이하에 설명한다.
일부 예에서, 물체 생성을 위한 물체(또는 층 내의 물체 슬라이스)의 상대적인 배치가 미리 결정될 수 있다. 다른 예에서, '시도적인(trial)' 상대 배치가 가정될 수 있고, 상대 배치를 결정하기 위해 다수의 그러한 시도가 수행될 수 있다. 물체 생성 동안 물체의 의도된(또는 시도적인) 상대 배치에 기초하여 결합이 수행될 수 있다.
일부 예에서, 물체는 동일할 수 있지만, 인쇄 층 모델을 형성하도록 결합되는 물체를 나타내는 데이터는 상이할 수 있다. 예를 들어, 물체의 하나의 인스턴스의 생성은 물체의 다른 인스턴스의 생성보다 적어도 먼저 시작되도록 의도될 수 있고, 인쇄 층 모델을 형성하도록 결합되는 데이터는 물체 내의 상이한 높이의 슬라이스를 나타낼 수 있다. 다른 예에서, 결합된 데이터는 두 물체 모델 모두에 대해 동일할 수 있다.
일부 예에서, 제 1 및 제 2 데이터 모델은 제조 프로세스의 적어도 한 양상, 예를 들어 인쇄제의 배치를 알리기 위해 선택되는 결합 함수를 사용하여 결합될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 서로 근접한 물체는 상대적인 가열을 유발할 수 있다. 한 물체가 다른 물체에서 가열을 일으킬 가능성 및/또는 역으로 가열을 일으킬 가능성은 물체의 상대적인 근접성 및/또는 이들의 상대 크기를 고려하여 연구될 수 있다.
일부 예에서, 인쇄제와 같은 인쇄 재료가 주위 영역으로 유출될 가능성이 있을 수 있다. 예를 들어, 채색된 인쇄제는 채색될 물체의 가장자리 바깥에 있는 성형 재료를 변색시킬 수 있다. 다른 예에서, 유출은 예를 들어, 물체의 표면에서 반투명 또는 '컬러 페이드(color fade)' 효과를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 그러한 유출의 범위는 예를 들어 '알파 블렌딩(alpha blending)'을 사용하여 모델링될 수 있다. 예를 들어, 물체를 특성화하는 정보에 지정된 색상에 기초하여 색상의 확산 가능성을 확인하는 함수를 적용할 수 있다. 이러한 효과는 선형적이지 않을 수 있으므로, 위치에 존재할 수 있는 인쇄 제제의 양은 거리에 의존하지만 비선형 방식으로 변화하는 함수에 기초하여 결정될 수 있으며, 그러한 함수는 모델링된 동작 또는 측정된 동작에 기초할 수 있다.
전도성, 밀도, 반발력, 다공성, 물체 강도 등과 같은 다른 특성은 도포된 인쇄제에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 인접한 영역으로 확장될 수 있다. 일부 예에서는 인쇄제가 인접 영역으로 번지게 될(wicked into) 가능성이 존재할 수 있으므로, 의도한 농도를 달성하려면 추가 인쇄제를 도포해야 한다.
블록(106)은 인쇄 층 모델에 기초하여 첨가제 제조 명령어를 생성하는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 이들은 층 또는 각각의 물체를 생성하기 위한 부가적인 제조 명령어를 포함할 수 있고, 프로세스는 물체 생성의 다른 의도된 층에 관한 데이터로 반복될 수 있다.
층별 기반으로 모델을 생성함으로써, 프로세싱은 단순하게 유지될 수 있고, 데이터는 데이터 프로세싱 사이클에서 늦게 결합되어 유연성을 유지할 수 있다. 일부 예에서, 인쇄 층 모델(들)은 물체 생성 동안 물체들이 상호 작용하거나 영향을 줄 수 있는 방식을 노출시킬 수 있으며, 이러한 영향은 인쇄제의 적절한 적용으로 상쇄될 수 있다.
예를 들어, 한 물체가 다른 물체의 과열을 일으키기 쉽거나, 물체들 사이에 과열이 보일 수 있는 경우, 이는 물체들 사이에 융합 환원제를 적용함으로써 상쇄 될 수 있다. 한 물체의 색상이 다른 물체를 변색시킬 수 있는 또 다른 예에서 이는, 물체 경계 내에 또는 물체 경계에 있는 물체에 적용된 인쇄제의 양이나 농도를 줄이거나, 다른 물체(들)에 과도하게 영향을 미치지 않고 허용 가능한 색이 물체에 적용되게 하는 컬러 믹스(color mix)를 생성함으로써 상쇄될 수 있다. 예를 들어 두 물체의 색상을 평균하는 색상(이는 가중된 평균일 수 있음)이 사용될 수 있거나 더 밝은 색상이 적용될 수 있다. 또 다른 예에서, 보다 강한 컬러 인쇄제가 물체 가장자리 내에 사용되어 의도된 컬러가 표면에 제공되도록 블리드 스루(bleed through)될 수 있고, 물체 외부의 블리드 효과의 경계를 감소시킬 수 있다.
도 2a는 물체(200)의 슬라이스를 둘러싸는 볼륨의 일례를 도시하며, 흑색은 물체(200)의 존재를 나타내고, 백색은 물체(200)의 부재를 나타낸다. 볼륨은 '경계 상자'(202)를 포함한다. 경계 상자가 소정의 모델링 태스크를 간단하게 하기 위한 삼차원 물체 모델링에 사용될 수 있다. 일부 예에서, '가장 작은 경계 상자(smallest bounding box)'가 물체를 포함할 수 있는 가장 작은 육면체를 포함하여 정의될 수 있으나, 다른 경계 상자는 적어도 물체 주위의 가장자리를 포함할 수 있고, 일부 예에서, 경계 상자는 물체보다 현저히 더 클 수 있다. 도 2a의 모델은 물체의 '기하학적 모델'이라고 불릴 수 있는데 이는 그 모델이 물체의 기하학적 구조를 특성화하기 때문이다.
이 예에서, 생성될 물체(200)는 적어도 하나의 층에 원형(circular form)을 갖는다. 일부 예에서, 생성될 물체는 3차원으로 기술될 수 있다. 일부 예에서, 3차원 모델은 슬라이스를 형성하기 위해 '래스터화(rasterised)'되거나 특정 슬라이스와 관련된 모델 데이터가 좌표를 사용하여 식별될 수 있다(관례에 따라, 이것은 z 좌표일 수 있으며, 여기서 물체 층은 xy 평면에 놓인다).
도 2b는 도 2a에 도시된 물체(200)의 슬라이스를 포함하는 볼륨에 대한 거리 모델(204)을 도시한다. 이것은 경계 상자로 둘러싸인 슬라이스 내의 각 위치에 대해, 각 픽셀이 물체 경계에서 얼마나 가까운 지를 보여준다. 이 예에서 그림의 밝기는 거리에 따라 증가한다.
도 2b의 예에서, 내부 및 외부 복셀에 대해서는 구별이 없다. 그러나, 일부 예에서, 외부 복셀은 거리 모델에서 음의 값과 연관될 수 있고, 내부 복셀은 양의 값과 연관될 수 있다(또는 그 반대).
이 예에서, 이는 동일한 물체 2 개를 제조하기 위한 것이나, 다른 예에서는 단일 인쇄 작업으로 제조될 물체가 서로 상이할 수 있고/있거나 임의의 수의 물체가 존재할 수 있다.
도 2c는 제 1 인쇄 층 모델(206a)에 중첩된 2 개의 거리 모델(204)을 도시한다. 이 예에서, 거리 모델들(204)은 픽셀/복셀이 제 2 물체 경계로부터의 거리와 동일한 제 1 물체 경계으로부터 거리와 연관되는 경우를 결정하기 위해 '최소 함수'에 따라 결합될 수 있다. '최소' 함수는 중간-라인 컨투어(208)가 식별될 때까지 2 개의 거리 값 중 낮은 값을 유지할 수 있다. 이러한 방식으로, 컨투어(208)는 두 물체에 동일하게 가까운 것으로 식별될 수 있다. 이러한 윤곽은 예를 들어 2 개의 물체 사이의 경사 함수(ramping function)의 중간 점을 결정할 수 있고 따라서 인쇄제의 배치를 알릴 수 있다.
다른 예에서, 거리와 비선형적으로 변하는 함수, 예를 들어 '알파 블렌딩(alpha blending)' 함수가 적용될 수 있다. 이러한 함수는 예를 들어, 물체를 둘러싸거나 또는 그 안에 있는 볼륨 영역으로 컬러 블리드(color bleed) 또는 임의의 다른 특성 전환을 추정할 수 있다.
또 다른 예에서, 임계 함수는 거리 모델을 결합하여, 예를 들면, 하나 또는 두 물체의 임계 거리 내에 있는 임의의 피쳐를 식별하기 위해 사용될 수 있다(여기서 임계 값은 상이한 물체에 대해 동일하거나 상이할 수 있다).
관심 대상의 특성에 따라 다른 함수들이 사용될 수 있는데, 예를 들어 그 특성의 모델에 기초하여 물체와의 거리에 따라 또는 그 내부에서 변화할 수 있다.
이러한 함수는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 거리 모델은 물체의 기하학적 모델로부터 결정될 수 있다. 그러한 기하학적 모델은 또한, 도 2d에 도시된 바와 같이, 인쇄 베드의 복셀로부터 물체의 존재 또는 부재를 특성화하기 위해 픽셀-방식 OR 함수를 사용하는 예에서 기하학적 인쇄 층 모델(206b)을 제공하도록 결합될 수 있다.
도 2는 2차원 슬라이스를 고려하지만, 예를 들어 상이한 방향으로 거리를 나타내는 거리 모델을 사용하여 거리가 인쇄 베드 평면 외부에서 검토될 수 있다. 예를 들어, 다른 거리 모델은 하나 또는 둘 모두의 z 방향(상향 및/또는 하향) 및/또는 xyz 차원(예를 들어, 임의의 방향에서 가장 가까운 경계를 식별)에서의 경계까지의 거리를 나타낼 수 있다. 주어진 방향 및 상이한 물체에 대한 거리 모델을 결합하여 인쇄 층 모델을 생성할 수 있다.
개별 물체의 특성을 인쇄 층 모델로 합성하는 것은 픽셀 단위로 (또는 평면에서 등가적으로, 복셀 단위로) 수행될 수 있다. 예를 들어, 첨가제 제조 공정의 단일 층에서 제조될 제 1 및 제 2 물체의 일부를 정의하는 데이터의 픽셀- 또는 복셀-방식 조합이 수행될 수 있다.
일 예에서, 이러한 결합은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Bij =op(Bij, [Pij]1-n), 여기서 B는 전체 침대 크기의 이미지 버퍼를 나타내며 P는 결합될 데이터 모델의 일부분, 예를 들어, 경계 상자로 둘러싸인 물체 슬라이스의 기하학적 모델 또는 거리 모델을 나타낸다.
따라서, 초기 인쇄 층 모델 Bij는 물체 생성 동안 물체의 의도된 상대 위치가 주어지면 생성될 물체 각각의 층의 거리, 기하학적 및/또는 다른 모델과 결합될 수 있다.
아래첨자 ij는 프로세스의 각 픽셀의 x 및 y 좌표에 대응한다. 주어진 물체 n(또는 실제로 물체들의 세트)에 대한 Pn은 각각의 ij 픽셀에서 각 물체에 대해 존재하지 않을 수 있다(및/또는 경계 박스 외부의 위치에 대해 0일 수도 있다).
오퍼레이터 함수 op()는 노광될 피처(예를 들어, 컬러의 알파 블렌딩, 분리 중간 선, 열 확산 모델 함수 등을 결정하는 다른 함수)에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 최소 연산 Bij = min(Bij, [Pij]1-n)을 적용하면 물체 간의 최소 간격을 나타내는 윤곽을 식별할 수 있다. 이러한 연산자는 적어도 하나의 거리 모델에 적용될 수 있다.
블록(106)에서 첨가제 제조 인쇄 명령을 생성하는 것은 융합 강화 인쇄제의 배치 위치, 융합 감소 인쇄제의 배치 위치, 적어도 하나의 위치에 도포될 적어도 하나의 인쇄제의 양; 적어도 하나의 위치에 적용될 적어도 하나의 타입의 인쇄제; 물체 제조에 사용될 성형 재료의 타입, 적어도 하나의 제조 온도, 적어도 하나의 제조 시간, 적어도 하나의 광 세기; 및/또는 적어도 하나의 방사 파장을 포함한다. 파장 및 세기는 예를 들어 수지를 경화시킬 때 관심의 대상이 될 수 있다.
일부 예에서, 방법은 모델들이 결합되기 전에 제 1 및/또는 제 2 데이터 모델의 적어도 일부에 함수를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 방법은 함수가 적용되기 전에 제 1 및 제 2 데이터 모델의 적어도 일부를 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 두 경우 모두, 데이터 모델은 물체 생성 데이터 처리 파이프라인에서 상대적으로 늦을 때까지 별개의 데이터 파일로 관리될 수 있다. 이는 물체 생성 시점까지 개별 물체를 제거하거나 새로운 물체를 추가할 수 있으므로 다기능성(versatility)을 허용한다. 예를 들어, 동일한 물체의 사본이 여러 개 생성되는 경우 이는 물체의 합성물이 초기 단계에서 완전히 모델링될 필요가 없다는 것을 의미하고, 단일 물체와 관련된 데이터가 여러 번 사용될 수 있다.
또한, 일부 데이터는 '물체 단위(per object)' 기반으로 비교적 쉽게 결정할 수 있지만, 완전한 합성 모델이 구축되면 불명확해질 수 있다. 예를 들어, 개별 물체의 기하학적 모델을 사용하여 각 층의 각각의 개별 부품의 면적 및 둘레를 결정할 수 있다. 이것은 부품의 비용을 추정하는 데 사용될 수 있는 부품 생성에 사용될 성형 재료 및 인쇄제를 계산하는 데 사용할 수 있다.
일부 예에서, 이 방법은 첨가제 제조 명령어에 따라 물체를 생성하는 단계를 더 포함한다.
도 3은 인터페이스(302) 및 합성 모듈(304)을 포함하는 프로세싱 장치(300)의 예이다. 인터페이스(302)는 제 1 및 제 2 볼륨을 나타내는 데이터를 수신하고, 제 1 및 제 2 볼륨은 각각 공통 첨가제 제조 공정에서 생성될 제 1 및 제 2 물체의 적어도 일부를 각각 기술한다. 각각의 볼륨에 대한 데이터는 (i) 각 볼륨의 기하학적 구조를 특정화하는 기하학적 모델 및 (ii) 물체의 경계로부터 각 볼륨 내의 복수의 위치의 거리를 특성화하는 거리 모델 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 예에서, 볼륨은 경계 박스에 의해 둘러싸인 물체 슬라이스일 수 있다.
합성 모듈(304)은 제 1 및 제 2 볼륨을 나타내는 데이터의 적어도 일부를 결합함으로써 제 1 인쇄 층 모델 및 제 2의 상이한 인쇄 층 모델을 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 합성 모듈(304)은 (i) 제 1 및 제 2 볼륨의 거리 모델을 결합함으로써 제 1 인쇄 층 모델을 생성할 수 있고, (ⅱ) 제 1 및 제 2 볼륨에 대한 기하학적 모델을 결합함으로써 제 2 인쇄 층 모델을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일부 예에서, 복수의 인쇄 층 모델은 상이한 함수를 사용하여 거리 모델들을 결합함으로써 결정될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 상이한 방향을 특성화하는 복수의 거리 모델이 제공될 수 있고, 상이한 방향에 대한 거리 모델을 결합함으로써 적어도 하나의 인쇄 층 모델이 결정될 수 있다.
또한 다른 물체 특성을 특성화하는 데이터가 제공될 수 있으며, 결합되어 인쇄 층 모델을 생성할 수 있다.
도 4는 (유사한 번호로 표시되는 도 3의 프로세싱 장치(400)의 구성 요소에 추가하여), 인쇄 명령어 모듈(402) 및 제어 모듈(404)을 포함하는 프로세싱 장치(400)의 또 다른 예이다.
인쇄 명령어 모듈(402)은 인쇄 층 모델에 기초하여 인쇄 명령어를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 명령어는 적어도 하나의 인쇄제의 배치를 제어하거나 제조 온도 등을 제어하기 위한 명령어일 수 있다. 일부 예에서, 인쇄 명령어는 물체 중 하나 또는 물체 세트에 대한 기존의 인쇄 명령어를 변경하기 위한 명령어를 포함할 수 있다. 제어 모듈(404)은 인쇄 명령어에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 및 제 2 물체를 생성하도록 첨가제 제조 장치를 제어하도록 구성된다.
도 5는 프로세싱 회로(502), 첨가제 제조 제어 유닛(504) 및 인쇄제 분배기(506)를 포함하는 첨가제 제조 장치(500)의 예를 도시한다.
프로세싱 회로(502)는 제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델을 획득하도록 구성되며, 여기서 제 1 데이터 모델은 제 1 물체의 적어도 일부의 표현을 포함하고, 제 2 데이터 모델은 제 2 물체의 적어도 일부의 표현을 포함하며, 제 1 및 제 2 물체는 공통 첨가제 제조 작업에서 생성되어야 한다. 데이터 모델은 기하학적 구조 및/또는 적어도 하나의 특성을 나타낼 수 있고/있거나 각 물체의 층 또는 슬라이스의 거리 모델을 포함할 수 있다. 프로세싱 회로(502)는 분석 함수를 제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델에 적용함으로써 적어도 하나의 특성에 대한 제 1 물체의 존재의 영향을 나타내는 인쇄 층 모델을 결정하도록 추가로 구성된다. 일부 예에서, 영향은 제 1 물체의 생성에 대한 영향(예를 들어, 물체 생성 온도)이다. 일부 예에서, 영향은 생성되는 경우 제 1 물체의 적어도 하나의 특성에 대한 영향(예를 들어, 색)이다. 또한, 프로세싱 회로(502)는 영향을 상쇄하기 위한 적어도 하나의 물체 생성 명령어를 결정하도록 구성될 수도 있다.
일부 예에서, 데이터 모델은 기하학적 모델 및/또는 거리 모델 및/또는 다른 물체 특성 모델을 포함한다. 일부 예에서, 거리 모델은 기하학적 모델로부터 도출 될 수 있다. 일부 예에서, 도포에 의한 제 2 물체의 적어도 하나의 특성에 대한 제 1 물체의 존재에 대한 영향의 표시를 결정하는 것은 적어도 2 개의 인쇄 층 모델을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
첨가제 제조 제어 유닛(504)은 물체 생성 명령어(들)에 따라 물체 생성을 제어하도록 구성된다.
물체 생성 명령어는 인쇄제 분배기(506)를 통한 인쇄제의 분배를 제어하는 것이다. 인쇄제 분배기(506)는 예를 들어, 성형 재료의 표면에 대해 이동할 수 있는 적어도 하나의 인쇄 헤드를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 성형 재료의 층은 조립 챔버(첨가제 제조 장치의 일부일 수 있거나 별도의 장치의 일부일 수 있음) 내의 인쇄 베드 상 및 층에 도포되는 인쇄제 상에 형성될 수 있다. 층은 선택적 고형화를 일으키기 위해 에너지로 조사될 수 있으며, 그 위에 성형 물질의 새로운 층이 형성될 수 있고, 프로세스는 물체가 형성될 때까지 층층이 반복된다. 첨가제 제조 장치(500) 및/또는 임의의 결합된 장치는 히터, 조사 에너지 원, 세정 장치, 성형 재료 분배기, 기계적 구성 요소 등과 같은 부가적인 구성 요소를 포함할 수 있다.
첨가제 제조 장치(500) 상에 프로세싱 회로(502)를 제공함으로써, 물체는 데이터 프로세싱 파이프 라인의 끝에서 단일 성형 동작으로 결합될 수 있으며, 이는 파이프라인의 다기능성을 증가시키고, 바로 제조 시점까지 예를 들어 의도된 '일괄 성형(batch build)' 작업(job)이 변경된다.
일부 예에서, 생성될 둘 이상의 물체가 존재할 수 있고, 프로세싱 회로(502)는 제 3 데이터 모델을 수신하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제 3 데이터 모델은 제 3 물체의 적어도 일부의 표현이고, 제 1, 제 2 및 제 3 데이터 모델들에 분석 함수를 적용함으로써 제 1, 제 2 및 제 3 물체 각각에 대한 다른 물체들의 존재의 상호 영향의 표시를 결정하도록 구성될 수 있다.
프로세싱 회로(502)는 프로세싱 장치(300, 400)의 임의의 특징을 가질 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 프로세싱 회로(502) 및/또는 프로세싱 장치(300, 400)는 도 1의 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 개시 내용의 예는 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 등의 임의의 조합과 같은 방법, 시스템 또는 머신 판독 가능 명령어로서 제공될 수 있다. 그러한 머신 판독 가능 명령어는, 그 안에 또는 그 위에 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(디스크 저장 장치, CD-ROM, 광학 저장 장치 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아님)에 포함될 수 있다.
본 개시 내용은 본 개시 내용의 예에 따른 방법, 장치 및 시스템의 흐름도 및/또는 블록도를 참조하여 설명된다. 위에서 설명된 흐름도는 특정 순서의 실행을 보여주지만, 실행 순서는 표시된 것과 다를 수 있다. 하나의 흐름도와 관련하여 설명된 블록은 다른 흐름도의 블록들과 조합될 수 있다. 적어도 일부 흐름도 및 블록도는 이들의 조합과 함께 머신 판독 가능 명령어에 의해 실현될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
머신 판독 가능 명령어는 예를 들어, 범용 컴퓨터, 전용 컴퓨터, 내장형 프로세서 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 디바이스의 프로세서에 의해 실행되어 설명 및 다이어그램에 기술된 기능을 실현할 수 있다. 특히, 프로세서 또는 프로세싱 장치는 머신 판독 가능 명령어를 실행할 수 있다. 따라서, 장치 및 디바이스의 기능적 모듈(예컨대, 인터페이스(302), 합성 모듈(304), 인쇄 명령어 모듈(402) 및/또는 프로세싱 회로(406))이 메모리에 저장된 머신 판독가능 명령어를 실행하는 프로세서 또는 논리 회로에 내장된 명령어에 따라 동작하는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. '프로세서'라는 용어는 CPU, 프로세싱 유닛, ASIC, 로직 유닛 또는 프로그래가능 게이트 어레이 등을 포함하도록 광범위하게 해석되어야 한다. 방법 및 기능 모듈은 모두 단일 프로세서에 의해 수행되거나 여러 프로세서들 간에 분할될 수 있다.
이러한 머신 판독 가능 명령어는 또한 컴퓨터 또는 다른 프로그램가능 데이터 프로세싱 디바이스가 특정 모드에서 동작하도록 유도할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 장치에 저장될 수 있다.
머신 판독 가능 명령어는 또한 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 데이터 처리 디바이스 상에 로딩되어, 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 데이터 프로세싱 장치가 컴퓨터 구현 프로세싱을 생성하기 위한 일련의 동작을 수행함으로써, 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 장치에서 실행되는 명령어가 흐름도의 흐름(들) 및/또는 블록 다이어그램의 블록(들)에 의해 지정된 기능을 구현한다.
또한, 본 명세서의 암시 내용는 컴퓨터 소프트웨어 제품의 형태로 구현될 수 있으며, 컴퓨터 소프트웨어 제품은 저장 매체에 저장되고, 컴퓨터 디바이스로 하여금 본 발명의 실시예에 기술된 방법을 구현하게 하는 복수의 명령어를 포함한다.
본 방법, 장치 및 관련 특징이 특정 예를 참조하여 기술되었지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 변형, 변경, 생략 및 대체가 이루어질 수 있다. 따라서, 방법, 장치 및 관련 특징은 이하의 청구 범위 및 그 등가물의 범위에 의해 제한되는 것으로 여겨져야 한다. 전술한 예는 본 명세서에서 설명된 것을 제한하기 보다는 예시하고, 당업자는 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않는 많은 대안적인 구현예를 설계할 수 있다는 점에 주의해야 한다. 하나의 예와 관련하여 설명된 특징은 다른 예와 결합될 수 있다.
"포함하는"이라는 단어는 청구 범위에 나열된 요소 이외의 요소의 존재를 배제하지 않으며, "하나의(a 또는 an)"라는 단어는 복수를 배제하지 않으며, 단일 프로세서 또는 다른 유닛은 청구 범위에 열거된 수 개의 유닛의 기능을 수행할 수 있다.
임의의 종속항의 특징은 임의의 독립항 또는 다른 종속항의 특징과 결합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 프로세서에서, 제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델을 획득하는 단계 - 상기 제 1 데이터 모델은 제 1 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현(representation)을 포함하고, 제 2 데이터 모델은 제 2 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현을 포함하며, 상기 제 1 물체 및 상기 제 2 물체는 공통 첨가제 제조 동작에서 생성됨 - 와,
    상기 프로세서를 사용하여, 상기 제 1 데이터 모델 및 상기 제 2 데이터 모델의 적어도 일부를 결합함으로써 제 1 인쇄 층 모델 및 상이한 제 2 인쇄 층 모델을 생성하는 단계와,
    상기 제 1 인쇄 층 모델 및 상기 제 2 인쇄 층 모델에 기초하여 첨가제 제조 명령어를 생성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 첨가제 제조 명령어를 생성하는 단계는
    융합 강화 인쇄제의 배치를 위한 위치를 지정하는 것과,
    융합 감소 인쇄제의 배치를 위한 위치를 지정하는 것과,
    적어도 하나의 위치에 도포될 적어도 하나의 인쇄제의 양을 지정하는 것과,
    적어도 하나의 위치에 도포될 인쇄제의 적어도 하나의 타입을 지정하는 것과,
    성형 재료의 타입을 지정하는 것과,
    적어도 하나의 제조 온도를 지정하는 것과,
    적어도 하나의 제조 시간을 지정하는 것과,
    적어도 하나의 광 강도를 지정하는 것과,
    적어도 하나의 방사선 파장을 지정하는 것 중 적어도 하나
    를 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 첨가제 제조 명령어에 따라 물체를 생성하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 모델은 제 1 기하학적 모델을 포함하고, 상기 제 2 데이터 모델은 제 2 기하학적 모델을 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 기하학적 모델은 각각 상기 제 1 및 제 2 물체의 기하학적 구조를 기술하고,
    적어도 하나의 인쇄 층 모델을 생성하는 것은 상기 제 1 및 제 2 기하학적 모델을 결합하는 것을 포함하는
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 모델은 제 1 거리 모델을 포함하고, 상기 제 2 데이터 모델은 제 2 거리 모델을 포함하며,
    각각의 거리 모델은 상기 물체의 경계로부터 볼륨 내의 복셀의 위치의 거리를 기술하고,
    적어도 하나의 인쇄 층 모델을 생성하는 것은 상기 제 1 및 제 2 거리 모델을 결합하는 것을 포함하는
    방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 인쇄 층 모델을 생성하는 것은
    픽셀-방식 또는 복셀-방식 OR 함수와,
    최소 분리 결정 함수와,
    알파 블렌딩 함수와,
    픽셀-방식 또는 복셀-방식 AND 함수 중 적어도 하나를 적용하는 것을 포함하는
    방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 데이터 모델은 각각, 경계 상자(boundary box)에 의해 경계가 정해지며 그 내부에 포함된 상기 물체의 층을 포함하는 제 1 및 제 2 볼륨의 적어도 하나의 특성을 기술하고,
    상기 인쇄 층 모델을 형성하는 것은 상기 제 1 및 제 2 데이터 모델의 픽셀-방식 또는 복셀-방식 결합을 수행하는 것을 포함하는
    방법.
  8. 프로세싱 장치로서,
    제 1 및 제 2 볼륨을 나타내는 데이터를 수신하는 인터페이스 - 상기 제 1 및 제 2 볼륨은 각각 공통 첨가제 제조 동작에서 생성되는 제 1 및 제 2 물체의 적어도 일부를 포함하고,
    각각의 볼륨에 대한 데이터는
    각각의 볼륨의 기하학적 구조를 기술하는 기하학적 모델과,
    상기 물체의 경계로부터 각각의 볼륨 내의 복수의 위치의 거리를 기술하는 거리 모델과,
    제 1 및 제 2 볼륨을 나타내는 데이터의 적어도 일부를 결합하여 제 1 인쇄 층 모델 및 상이한 제 2 인쇄 층 모델을 생성하는 합성 모듈 중 적어도 하나
    를 포함하는 프로세싱 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    인쇄 명령어 모듈을 더 포함하고,
    상기 인쇄 명령어 모듈은 상기 제 1 및 제 2 인쇄 층 모델에 기초하여 인쇄 명령어를 결정하는
    프로세싱 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    첨가제 제조 장치를 제어하여 상기 인쇄 명령어에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 물체를 생성하도록 하는 제어 모듈을 더 포함하는
    프로세싱 장치.
  11. 프로세싱 회로 및 첨가제 제조 제어 유닛을 포함하는 첨가제 제조 장치로서,
    상기 프로세싱 회로는
    제 1 데이터 모델 및 제 2 데이터 모델을 획득하고 - 상기 제 1 데이터 모델은 제 1 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현(representation)을 포함하고, 상기 제 2 데이터 모델은 제 2 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현을 포함하며, 상기 제 1 물체 및 상기 제 2 물체는 공통 첨가제 제조 동작에서 생성됨 - ,
    상기 제 1 데이터 모델 및 상기 제 2 데이터 모델에 분석 함수를 적용하여 상기 제 2 물체의 적어도 하나의 특성에 대한 상기 제 1 물체의 생성에 대한 영향을 나타내는 인쇄 층 모델을 결정하며,
    상기 영향을 상쇄하는 적어도 하나의 물체 생성 명령어를 결정하고,
    상기 첨가제 제조 제어 유닛은 상기 물체 생성 명령어에 따라 물체 생성을 제어하는
    첨가제 제조 장치.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 영향은 발생되는 경우, 상기 제 1 물체의 적어도 하나의 특성에 대한 영향인
    첨가제 제조 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    인쇄제 분배기를 더 포함하되,
    상기 물체 생성 명령어는 상기 인쇄제 분배기를 통해 인쇄제의 분배를 제어하는
    첨가제 제조 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로는 제 3 데이터 모델을 획득하고,
    상기 제 3 데이터 모델은 제 3 물체의 적어도 일부의 적어도 하나의 특성의 표현이고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 데이터 모델에 분석 함수를 적용함으로써 상기 제 1, 제 2 및 제 3 물체 각각에 대한 다른 물체의 생성에 대한 상호 영향을 나타내는 인쇄 층 모델을 결정하는
    첨가제 제조 장치.
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