KR102306601B1 - 슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 가변형 슬라이싱 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치 - Google Patents

슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 가변형 슬라이싱 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치 Download PDF

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Abstract

가변형 슬라이싱 방법은 사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신하는 단계, 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하는 단계, 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하는 단계 및 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하는 단계를 포함한다.

Description

슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 가변형 슬라이싱 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치{VARIABLE SLICING METHOD, SLICER AND COMPUTING DEVICE ACCORDING TO COMPLEXITY OF SLICING CROSS-SECTION}
본 발명은 슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 가변형 슬라이싱 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치에 관한 것이다.
3D 프린팅은 3차원으로 설계된 데이터를 기반으로 다양한 원료를 사출해 입체적인 형태의 물체를 만들어내는 기술을 말한다. 제 3 의 산업 혁명으로 불리는 3D 프린팅은 제조 분야를 포함하여 여러 분야에서 기술 패러다임을 바꿈으로써 혁명에 가까운 산업 혁신을 가져올 것으로 기대된다.
입체적인 형태의 물체를 만드는 방법은 고체 형태의 특정 물질을 한 층씩 쌓아올려 3차원 형태의 입체물을 제조하는 적층 (AM:Additive Manufacturing)제조 방식과 입체물을 기계 가공 등을 통하여 자르거나 깎는 절삭 가공(Subtractive Manufacturing) 제조 방식으로 나뉜다. 절삭 가공 제조 방식은 보통 4축, 혹은 5축 가공기라고도불리며, 이미 상용화되어 산업 현장에서 널리 쓰이고 있어 3D 프린터에 주로 쓰이는 기술은 적층 제조 방식을 가리킨다.
적층 제조 방식은 작동 방식이나 재료에 따라 구분된다. 　FDM(Fused Deposition Modeling) 방식은 플라스틱 재료를 녹여 노즐에서 분사하여 적층하는 방식으로 다른 3D 프린터보다 가격이 월등히 저렴하고 재료의 소모가 적다는 특징이 있다. SLS(Selective Laser Sintering) 방식은 분말 재료를 필드에 얇게 깔고 레이저로 선택된 부분만 소결하여 제품을 만드는 방식으로 높은 정밀도와 다양한 원료 사용 등의 장점이 있다. 또한, 3DP(3 Dimension Printing)방식은 SLS 방식과 비슷하게 분말 재료를 얇게 깔지만 레이저가 아닌 접착제를 분사하여 굳히는 방식이다. 이외에도 금속 재료를 이용한 LOM(Laminated Object Manufacturing) 방식, 광경화성 수지를 이용한 DLP(Digital Light Processing) 방식 등이 있다.
3D 프린팅은 3D 모델링(3D modeling) 후 STL(Standard Tessellation Language) 또는 AMF(Additive Manufacturing Format) 파일 변환, 지코드(G-code) 변환, 호스트를 이용한 실물 프린팅의 과정으로 진행된다.
3D 모델링은 CAD(Computer Aided Design) 소프트웨어, Maya, MAX 등의 애니메이션 모델링 소프트웨어, 3D 스캐너 등을 활용하여 물체의 모양을 3차원으로 구성하는 단계이다. 이 후 3D 모델링 데이터는 3D 프린터가 이해할 수 있는 STL 파일로 변환되어야 한다. STL 파일로의 변환은 대중적인 CAD 소프트웨어에서 지원하고 있다.
변환된 STL 파일은 다양한 슬라이서(Slicer) 프로그램을 활용하여 지코드로 변환된다. 슬라이서는 CAD 소프트웨어 등으로 받은 3D 모델링 데이터를 슬라이싱한 후 지코드로 변환해 주는 프로그램이다. 슬라이서는 3D 모델링 데이터를 여러 개의 얇은 레이어로 슬라이싱하고 헤드를 움직이기 위한 도구 경로 데이터로 변환한다. 예를 들면, 출력 속도, 슬라이싱 방향, 지지대 또는 제작판 여부 등의 조건을 정할 수 있다. 즉, 슬라이싱 프로그램을 통해 컴퓨터에게 3D 모델링 데이터를 어떻게 만들지 명령할 수 있다.
슬라이서는 모델을 프린트하기 위해 원료를 쌓기 위한 경로와 속도, 압출량 등을 계산해서 지코드를 만들어 내기 때문에 그 능력에 따라 같은 프린터로도 많은 품질의 차이를 만들어 낼 수 있다.
사용하는 3D 프린터에 따라 도구 경로 데이터 형식이 다르기 때문에 각각의 3D 프린터에 맞춘 슬라이서 프로그램을 이용할 필요가 있다.　 예를 들어, 슬라이서 프로그램으로서 Cura, Slic3r, KISSlicer 등이 이용되고 있다.
또한, 3D 프린팅을 위해 3D 프린터를 PC에 연결하여 지코드를 전송해 3D 프린터가 실제로 출력을 할 수 있도록 하는 호스트 프로그램이 필수적으로 필요하다. 호스트 프로그램은 기본적으로 3D 프린터를 제어하고 3D 프린터의 헤드/베드를 조작하고 지코드를 3D 프린터로 전송하여 실제 출력을 할 수 있도록 한다.
한편, 현재 슬라이서는 슬라이싱 두께를 균일하게 하여 3D 모델링 데이터를 슬라이싱하고 있어 효율적인 3D 프린팅도 불가하며 출력 시간 개선도 제한적인 실정이다.
이와 관련하여, 공개특허공보 제 2014-0102240 호는 네트워크 연결된 3차원 인쇄에 관한 것으로, 복수의 3차원 프린터, 인쇄 서버 및 복수의 클라이언트 장치가 네트워크를 통해 연결되는 환경을 제공하는 기술을 개시하고 있다.
3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하고 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하는 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치를 제공하고자 한다.
또한, 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하는 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는 사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신하는 단계, 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하는 단계, 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하는 단계 및 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하는 단계를 포함하는 가변형 슬라이싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신하는 수신부, 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부, 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하는 판단부 및 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하는 슬라이싱 두께 결정부를 포함하는 가변형 슬라이서를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 메모리 및 메모리와 인터페이싱하도록 정렬된 프로세싱 유닛을 포함하는 슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 컴퓨팅 장치를 제공할 수 있다. 프로세싱 유닛은 사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신하고, 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하고, 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하고, 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하고 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하는 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치를 제공할 수 있다.
또한, 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하는 방법, 슬라이서 및 컴퓨팅 장치를 제공할 수 있다.
슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하여 슬라이싱함으로써 균일한 두께로 슬라이싱하는 것과 동질의 품질은 유지하면서 3D 프린터의 출력 시간은 단축시킬 수 있다.
슬라이싱 두께를 가변하여 슬라이싱하여 출력함으로써 효율적인 적층이 가능하여 3D 프린터의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이싱 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이서의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 슬라이싱 단면이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이서가 슬라이싱 단면의 두께를 가변하여 슬라이싱하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 가변형 슬라이서에 의해 적응적으로 슬라이싱된 3D 모델링 데이터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 가변형 슬라이서에 의해 적응적으로 슬라이싱된 다른 3D 모델링 데이터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이싱 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이싱 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 가변형 슬라이싱 시스템(1)은 가변형 슬라이서(100), 사용자 단말(110) 및 3D 프린터(120)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 가변형 슬라이싱 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다.
가변형 슬라이서(100)는 사용자 단말(110)로부터 3D 모델링 데이터를 수신할 수 있다. 3D 모델링 데이터는, 예를 들어, STL(Stereolithgraphy) 또는 AMF(Additive Manufacturing Format)의 포맷일 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 균일하게 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 가변형 슬라이서(100)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱 단면이 상기 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하여 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수가 많을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 높은 것으로 판단하고, 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수가 적을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단함에 있어서, 슬라이싱의 단면이 선과 교차하는 횟수 및 슬라이싱의 단면이 꼭짓점과 교차하는 횟수 각각의 가중치를 달리하여 판단할 수 있다. 예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 선과 교차하는 슬라이싱의 단면보다 꼭짓점과 교차하는 슬라이싱의 단면이 더 복잡하다고 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경할 수 있다. 예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 분석한 결과 기설정된 두께를 변경하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 다시 계산함으로써 출력 시간 및 출력 품질을 개선시킬 수 있다고 판단되는 경우, 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경할 수 있다. 또한, 가변형 슬라이서(100)는 변경된 두께로 가상 시뮬레이션을 다시 수행할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 3D 모델링 데이터에 기초한 3 차원 폴리곤 메쉬 모델을 통해 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변할 수 있다. 가변형 슬라이서(100)는 슬라이싱의 단면의 복잡도가 높은 경우 해당 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 얇게 하고, 슬라이싱의 단면의 복잡도가 낮은 경우 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 두껍게할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 가변된 슬라이싱 두께에 기초하여 상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 슬라이싱할 수 있다. 또한, 가변형 슬라이서(100)는 슬라이싱에 따른 지코드(G-code)를 생성하여 지코드를 3D 프린터(210)로 전송할 수 있다.
사용자 단말(110)의 일예는 개인용 PC(Personal Computer) 또는 노트북 일 수 있다. 또한, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트패드(smartpad), 태블릿 PC 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치가 포함될 수 있다.
사용자 단말(110)은 3D 모델링 데이터를 가변형 슬라이서(100)로 전송할 수 있다. 3D 모델링 데이터는 사용자 단말(110)에 설치된 다양한 소프트웨어를 통해 생성될 수 있고 가변형 슬라이싱 시스템(1)에서 3D 모델링 데이터를 생성하는 기능을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 3D 모델링 데이터는 STL(Standard Tessellation Language) 또는 AMF(Additive Manufacturing Format)의 포맷일 수 있다.
3D 프린터(210)는 가변형 슬라이서(100)로부터 지코드를 수신할 수 있다. 또한, 3D 프린터(210)는 지코드에 해당하는 3D 프린팅을 수행할 수 있다. 3D 프린터(210)는 지코드에 기초하여 각 슬라이싱 단면을 가변하여 3D 모델링 데이터를 출력할 수 있다. 3D 프린터(210)는 다양한 노즐을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이서의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 가변형 슬라이서(100)는 수신부(200), 시뮬레이션부(210), 판단부(220), 슬라이싱 두께 결정부(230), 슬라이싱부(240) 및 전송부(250)를 포함할 수 있다.
수신부(200)는 사용자 단말(110)로부터 3D 모델링 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 3D 모델링 데이터는 STL(Stereolithgraphy) 또는 AMF(Additive Manufacturing Format)의 포맷일 수 있다.
시뮬레이션부(210)는 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 시뮬레이션부(210)는 가상 시뮬레이션을 통해 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 균일하게 슬라이싱할 수 있다. 시뮬레이션부(210)는 3D 모델링 데이터에 기초한 3 차원 폴리곤 메쉬 모델을 통해 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
판단부(220)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 판단부(220)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱 단면이 상기 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하여 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단할 수 있다.
판단부(220)는 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수가 많을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 높은 것으로 판단하고, 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수가 적을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(220)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단함에 있어서, 슬라이싱의 단면이 선과 교차하는 횟수 및 슬라이싱의 단면이 꼭짓점과 교차하는 횟수 각각의 가중치를 달리하여 판단할 수 있다. 예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 선과 교차하는 슬라이싱의 단면보다 꼭짓점과 교차하는 슬라이싱의 단면이 더 복잡하다고 판단할 수 있다.
판단부(220)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경할 수 있다. 예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 분석한 결과 기설정된 두께를 변경하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 다시 계산함으로써 출력 시간 및 출력 품질을 개선시킬 수 있다고 판단되는 경우, 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경할 수 있다. 또한, 판단부(220)는 시뮬레이션부(210)가 변경된 두께로 가상 시뮬레이션을 다시 수행하도록 할 수 있다.
슬라이싱 두께 결정부(230)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변할 수 있다. 슬라이싱 두께 결정부(230)는 슬라이싱의 단면의 복잡도가 높은 경우 해당 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 얇게 하고, 슬라이싱의 단면의 복잡도가 낮은 경우 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 두껍게할 수 있다.
슬라이싱부(240)는 가변된 슬라이싱 두께에 기초하여 상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 슬라이싱할 수 있다.
전송부(250)는 슬라이싱에 따른 지코드(G-code)를 생성하여 지코드를 3D 프린터(210)로 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 슬라이싱 단면이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
가변형 슬라이서(100)는 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 가변형 슬라이서(100)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단할 수 있다. 가변형 슬라이서(100)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱 단면이 상기 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하여 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 기설정된 두께로 슬라이싱한 단면 모두에 대하여 복잡도를 판단할 수 있다. 또는, 가변형 슬라이서(100)는 기설정된 두께로 슬라이싱한 단면 중 특정 개수의 슬라이싱 단면을 선정하여 해당 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단할 수 있다.
예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 제 1 슬라이싱 단면(300)이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하여, 제 1 슬라이싱 단면(300)이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선과 교차하는 횟수가 8 회임을 판단할 수 있다. 또한, 가변형 슬라이서(100)는 제 2 슬라이싱 단면(310)이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하여, 제 2 슬라이싱 단면(310)이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선과 만나는 횟수가 9 회, 제 2 슬라이싱 단면(310)이 꼭짓점과 만나는 횟수가 1 회임을 판단할 수 있다. 또한, 가변형 슬라이서(100)는 제 3 슬라이싱 단면(320)이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하여, 제 3 슬라이싱 단면(320)이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선과 만나는 횟수가 11 회, 제 3 슬라이싱 단면(320)이 꼭짓점과 만나는 횟수가 2 회임을 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수가 많을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 높은 것으로 판단하고, 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수가 적을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 제 1 슬라이싱 단면(300), 제 2 슬라이싱 단면(310) 및 제 3 슬라이싱 단면(320) 각각이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여, 제 3 슬라이싱 단면(320), 제 2 슬라이싱 단면(310) 및 제 1 슬라이싱 단면(300)의 순으로 슬라이싱 단면의 복잡도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단함에 있어서, 슬라이싱의 단면이 선과 교차하는 횟수 및 슬라이싱의 단면이 꼭짓점과 교차하는 횟수 각각의 가중치를 달리하여 판단할 수 있다. 예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 선과 교차하는 슬라이싱의 단면보다 꼭짓점과 교차하는 슬라이싱의 단면이 더 복잡하다고 판단할 수 있다.
예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선과 만나는 횟수가 9 회, 꼭짓점과 만나는 횟수가 1 회인 제 2 슬라이싱 단면(310)보다 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선과 만나는 횟수가 11 회, 꼭짓점과 만나는 횟수가 2 회인 제 3 슬라이싱 단면(320)이 훨씬 복잡하다고 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이서가 슬라이싱 단면의 두께를 가변하여 슬라이싱하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 가변형 슬라이서(100)는 사용자 단말(110)로부터 3D 모델링 데이터를 수신할 수 있다.
시뮬레이션부(210)는 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 시뮬레이션부(210)는 가상 시뮬레이션을 통해 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 균일하게 슬라이싱할 수 있다.
판단부(220)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단할 수 있다. 판단부(220)는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱 단면이 상기 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하여 슬라이싱의 단면이 선 및 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단할 수 있다.
또한, 판단부(220)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경할 수 있다. 예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 분석한 결과 기설정된 두께를 변경하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 다시 계산함으로써 출력 시간 및 출력 품질을 개선시킬 수 있다고 판단되는 경우, 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경할 수 있다. 또한, 판단부(220)는 시뮬레이션부(210)가 변경된 두께로 가상 시뮬레이션을 다시 수행하도록 할 수 있다.
이 경우, 시뮬레이션부(210)는 판단부(220)에 의해 변경된 두께로 3D 모델링 데이터의 3차원 형상의 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
슬라이싱부(240)는 가변된 슬라이싱 두께에 기초하여 상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 슬라이싱할 수 있다.
전송부(미도시)는 슬라이싱에 따른 지코드(G-code)를 생성하여 지코드를 3D 프린터(210)로 전송할 수 있다.
도 5는 가변형 슬라이서에 의해 적응적으로 슬라이싱된 3D 모델링 데이터의 예시를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 가변형 슬라이서(100)는 송아지의 3차원 모델링 데이터(500)의 슬라이싱 단면의 두께를 결정할 수 있다.
예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 송아지 형상의 엉덩이 부분(510)은 복잡도가 낮고, 송아지 형상의 앞다리 부분(520)은 복잡도가 보통이며, 송아지 형상의 머리 부분(530)은 복잡도가 높다고 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 송아지 형상의 머리 부분(530)에 해당하는 슬라이싱의 단면은 얇게 슬라이싱하고, 송아지 형상의 앞다리 부분(520)의 슬라이싱 단면은 보통 두께로 슬라이싱하고, 송아지 형상의 엉덩이 부분(510)의 슬라이싱 단면은 두껍게 슬라이싱할 수 있다.
따라서, 가변형 슬라이서(100)가 송아지의 3차원 모델링 데이터(500)의 슬라이싱 단면의 두께를 가변함으로써, 송아지 형상의 머리 부분(530)의 품질을 유지하기 위하여 송아지의 3차원 모델링 데이터(500)의 전체를 송아지 형상의 머리 부분(530)의 슬라이싱 단면의 두께로 슬라이싱하는 경우보다, 송아지의 3차원 모델링 데이터(500)의 출력 속도를 높이고 품질은 유지할 수 있다.
도 6은 가변형 슬라이서에 의해 적응적으로 슬라이싱된 다른 3D 모델링 데이터의 예시를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 가변형 슬라이서(100)는 사람의 상반신 형상의 3차원 모델링 데이터(600)의 슬라이싱 단면의 두께를 결정할 수 있다.
예를 들면, 가변형 슬라이서(100)는 각 슬라이싱 단면이 3차원 형상의 각 꼭지점을 연결하는 선 및 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 사람의 상반신 형상 중 머리 부분(610), 쇄골 부분(640), 목 부분(630), 얼굴 부분(620)의 순으로 슬라이싱 단면의 복잡도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
가변형 슬라이서(100)는 머리 부분(610), 쇄골 부분(640), 목 부분(630), 얼굴 부분(620)의 순으로 슬라이싱 단면의 두께를 얇게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 슬라이싱 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 7에 도시된 일 실시예에 따른 가변형 슬라이싱 방법은 도 1에 도시된 시스템에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 7에 도시된 일 실시예에 따라 수행되는 가변형 슬라이싱 방법에도 적용된다.
단계 S700에서 가변형 슬라이서는 사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신할 수 있다. 단계 S710에서 가변형 슬라이서는 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 단계 S720에서 가변형 슬라이서는 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단할 수 있다.
단계 S730에서 가변형 슬라이서는 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변할 수 있다. 단계 S740에서 가변형 슬라이서는 가변된 슬라이싱 두께에 기초하여 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 슬라이싱할 수 있다. 단계 S750에서 가변형 슬라이서는 슬라이싱에 따른 지코드(G-code)를 생성할 수 있다. 단계 S760에서 가변형 슬라이서는 생성된 지코드를 3D 프린터로 전송할 수 있다.
도 7을 통해 설명된 가변형 슬라이싱 방법은 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현되거나, 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 가변형 슬라이싱 시스템
100: 가변형 슬라이서
110: 사용자 단말
120: 3D 프린터

Claims (20)

  1. 가변형 슬라이서에서 수행되는 슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 가변형 슬라이싱 방법에 있어서,
    사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신하는 단계;
    상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하는 단계;
    상기 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하는 단계; 및
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복잡도를 판단하는 단계는
    상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 3차원 형상의 각 꼭짓점을 연결하는 선 및 상기 3차원 형상의 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하는 단계; 및
    상기 각 슬라이싱의 단면이 선 또는 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단하는 단계
    를 포함하는 것인, 가변형 슬라이싱 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변된 슬라이싱 두께에 기초하여 상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 슬라이싱하는 단계;
    상기 슬라이싱에 따른 지코드(G-code)를 생성하는 단계; 및
    상기 지코드를 3D 프린터로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것인, 가변형 슬라이싱 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 상기 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경하는 단계; 및
    상기 변경된 두께로 가상 시뮬레이션을 다시 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것인, 가변형 슬라이싱 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상 시뮬레이션을 수행하는 단계는
    상기 3D 모델링 데이터에 기초한 3 차원 폴리곤 메쉬 모델을 가상 시뮬레이션하는 것인, 가변형 슬라이싱 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도는 상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 선과 교차하는 횟수 및 상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수 각각의 가중치를 달리하여 판단되는 것인, 가변형 슬라이싱 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단하는 단계는
    슬라이싱의 단면이 선 또는 꼭짓점과 교차하는 횟수가 많을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 높은 것으로 판단하고, 슬라이싱의 단면이 선 또는 꼭짓점과 교차하는 횟수가 적을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 낮은 것으로 판단하는 것인, 가변형 슬라이싱 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 슬라이싱 두께를 가변하는 단계는
    슬라이싱의 단면의 복잡도가 높은 경우 해당 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 얇게 하고, 슬라이싱의 단면의 복잡도가 낮은 경우 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 두껍게 하는 것인, 가변형 슬라이싱 방법.
  9. 슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 가변형 슬라이서에 있어서,
    사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션부;
    상기 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하는 판단부; 및
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하는 슬라이싱 두께 결정부
    를 포함하고,
    상기 판단부는,
    상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 3차원 형상의 각 꼭짓점을 연결하는 선 및 상기 3차원 형상의 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하고, 상기 각 슬라이싱의 단면이 선 또는 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단하는 것인, 가변형 슬라이서.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 가변된 슬라이싱 두께에 기초하여 상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 슬라이싱하는 슬라이싱부;
    상기 슬라이싱에 따른 지코드(G-code)를 생성하는 슬라이싱부; 및
    상기 지코드를 프린터로 전송하는 전송부
    를 더 포함하는 것인, 가변형 슬라이서.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 상기 가상 시뮬레이션의 기설정된 두께를 변경하고,
    상기 시뮬레이션부는 변경된 두께로 가상 시뮬레이션을 다시 수행하는 것인, 가변형 슬라이서.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부는 상기 3D 모델링 데이터에 기초한 3 차원 폴리곤 메쉬 모델을 가상 시뮬레이션하는 것인, 가변형 슬라이서.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도는 상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 선과 교차하는 횟수 및 상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수 각각의 가중치를 달리하여 판단되는 것인, 가변형 슬라이서.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 판단부는 슬라이싱의 단면이 선 또는 꼭짓점과 교차하는 횟수가 많을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 높은 것으로 판단하고, 슬라이싱의 단면이 선 또는 꼭짓점과 교차하는 횟수가 적을 경우 해당 슬라이싱의 단면은 복잡도가 낮은 것으로 판단하는 것인, 가변형 슬라이서.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 슬라이싱부는 슬라이싱의 단면의 복잡도가 높은 경우 해당 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 얇게 하고, 슬라이싱의 단면의 복잡도가 낮은 경우 슬라이싱 단면의 슬라이싱 두께를 두껍게 하는 것인, 가변형 슬라이서.
  17. 슬라이싱 단면의 복잡도에 따라 슬라이싱 두께를 변경하는 컴퓨팅 장치에 있어서,
    메모리; 및
    상기 메모리와 인터페이싱하도록 정렬된 프로세싱 유닛
    을 포함하고,
    상기 프로세싱 유닛은,
    사용자 단말로부터 3D 모델링 데이터를 수신하고,
    상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 기설정된 두께로 슬라이싱하는 가상 시뮬레이션을 수행하고,
    상기 가상 시뮬레이션 결과에 따라 생성된 각 슬라이싱의 단면의 복잡도를 판단하고,
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도에 기초하여 적응적으로 슬라이싱 두께를 가변하고,
    상기 컴퓨팅 장치는,
    상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 3차원 형상의 각 꼭짓점을 연결하는 선 및 상기 3차원 형상의 꼭짓점과 교차하는 횟수를 카운트하고,
    상기 각 슬라이싱의 단면이 선 또는 꼭짓점과 교차하는 횟수에 기초하여 각 슬라이싱 단면의 복잡도를 판단하도록 구성되는 것인, 컴퓨팅 장치.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 장치는,
    상기 가변된 슬라이싱 두께에 기초하여 상기 3D 모델링 데이터의 3차원 형상을 슬라이싱하고,
    상기 슬라이싱에 따른 지코드(G-code)를 생성하고,
    상기 지코드를 프린터로 전송하도록 구성되는 것인, 컴퓨팅 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 각 슬라이싱 단면의 복잡도는 상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 선과 교차하는 횟수 및 상기 각 슬라이싱의 단면이 상기 꼭짓점과 교차하는 횟수 각각의 가중치를 달리하여 판단되는 것인, 컴퓨팅 장치.
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