KR102351866B1 - 3d 프린팅 출력 신뢰도 향상을 위한 출력 데이터 피드백 기반 공구 경로 재생성 방법 - Google Patents

3d 프린팅 출력 신뢰도 향상을 위한 출력 데이터 피드백 기반 공구 경로 재생성 방법 Download PDF

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Abstract

3D 프린팅 출력 신뢰도 향상을 위해, 출력 데이터 피드백을 기반으로 공구 경로를 재생성하는 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 공구 경로 재생성 시스템은, 3D 프린팅을 위한 공정 변수가 설정되도록 하고, 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 슬라이싱부; 및 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하고, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 수집하는 출력부;를 포함하고, 이때, 슬라이싱부는, 출력부로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 출력 데이터 분석 모듈;을 포함한다. 이에 의해, 출력 단계에서 사용자가 출력 오류 및 출력 실패를 인지 또는 예측한 경우 슬라이싱 단계로 되돌아가 작업 파일(JOB File)을 재생성하는 것이 아니라, 출력 단계에서 발생한 출력 데이터 피드백을 기반으로 출력 오류 알람 또는 공구 경로 재생성할 수 있어, 출력 신뢰도 향상 및 생산 시간, 생산 단가 절감 효과를 얻을 수 있다.

Description

3D 프린팅 출력 신뢰도 향상을 위한 출력 데이터 피드백 기반 공구 경로 재생성 방법{Tool path regeneration method based on output data feedback for improved 3D printing output reliability}
본 발명은 3D 프린팅 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린팅 출력 신뢰도 향상을 위해, 출력 데이터 피드백을 기반으로 공구 경로를 재생성하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 3D 프린팅 워크플로우를 나타낸 도면이다. 3D 프린팅의 출력 워크플로우는, 도 1에 도시된 바와 같이, 모델링(Modeling), 슬라이싱(Slicing 또는 Machining), 출력(Printing) 및 후처리(Post processing)으로 구성되며, 각각의 절차는 단계적으로 수행된다.
도 2는, 상기 도 1에 도시된 3D 프린팅 워크플로우를 더욱 상세히 나타낸 흐름도이고, 도 3은, 출력 데이터의 피드백 단계가 예시된 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래에는 출력 단계에서 출력 오류 인식은 사용자가 직접 인지해야 하며, 이를 돕기위해, 모니터링 기술이 활용 되고 있다.
그러나 출력 실패 및 출력 오류를 수정하기 위해서는 사용자가 직접 출력 단계를 멈추고, 도 3에 예시된 바와 같이 슬라이싱 단계로 되돌아가 작업 파일(JOB File)을 수정해서 재생성해야 하는 문제가 존재한다.
특히, 출력 실패가 발생하는 경우, 출력에 사용한 재료를 모두 폐기해야 하기 때문에, 3D 프린팅 생산 시간 및 생산 단가를 높이는 주요 원인이 될 수 있다.
한국등록특허 제10-1929654호(발명의 명칭: 3D 프린팅 슬라이서와 재귀 루프 구조가 장착된 3D 프린팅 모니터링 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 출력 단계에서 사용자가 출력 오류 및 출력 실패를 인지 또는 예측한 경우 슬라이싱 단계로 되돌아가 작업 파일(JOB File)을 재생성하는 것이 아니라, 출력 단계에서 발생한 출력 데이터 피드백을 기반으로 출력 오류 알람 또는 공구 경로를 재생성할 수 있는 출력 데이터 피드백 기반 공구 경로 재생성 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 공구 경로 재생성 시스템은, 3D 프린팅을 위한 공정 변수가 설정되도록 하고, 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 슬라이싱부; 및 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하고, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 수집하는 출력부;를 포함하고, 이때, 슬라이싱부는, 출력부로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 출력 데이터 분석 모듈;을 포함한다.
그리고 출력 데이터 분석 모듈은, 수신된 데이터를 기반으로, 현재 3D 프린팅의 출력 상황이 정상인지 판단하고, 출력 오류 또는 출력 실패가 예측되는지 판단할 수 있다.
또한, 출력부는, 3D 프린팅의 수행 과정에서 장비에서 측정되는 장비 데이터와 3D 프린팅의 공정에서 사용되는 챔버 내부 데이터, 흡기 및 배기 데이터 및 스캔 스피드 데이터를 포함하는 공정 데이터가 포함된 출력 데이터를 수집하는 모니터링 모듈;을 포함하고, 모니터링 모듈은, 피드백 채널을 통해, 출력 데이터 분석 모듈에 출력 데이터를 전달할 수 있다.
그리고 출력 데이터 분석 모듈은, 모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 작업 파일을 재생성하지 않고, 모니터링 모듈로부터 수신되는 데이터를 기반으로 공구 경로 수정 작업을 진행할 수 있다.
또한, 출력 데이터 분석 모듈은, 모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 출력부의 3D 프린팅 수행 작업이 중지하도록 하고, 모니터링 모듈을 통해 출력 오류 정보를 수집하여, 공구 경로 수정 작업을 진행할 수 있다.
그리고 공구 경로는, 모델 외곽 영역과 내부 패턴 영역으로 구분되어 생성되며, 출력 데이터 분석 모듈은, 수집된 출력 오류 정보에 따라 공구 경로 수정 작업 시, 같은 영역에 있는 공구 경로라도 서로 다른 공정변수를 갖는 것이 가능하도록, 공구 경로 중 일부 또는 전부를 재생성하여 수정할 수 있다.
또한, 출력 데이터 분석 모듈은, 사용자가 임의로 설정하거나 또는 기계학습을 통해, 공구 경로에 따른 최적의 공정변수가 반영되도록 할 수 있다.
그리고 출력 데이터 분석 모듈은, 공구 경로 수정 작업 시, 레이어별로 공구 경로의 수정 여부를 결정하여, 모든 레이어의 공구 경로가 아닌 수정이 결정된 레이어들의 공구 경로만을 재생성하고, 재생된 레이어별 공구 경로를 별도로 마련되어 레이어 단위로 정보를 전달할 수 있는 레이어별 공구 경로 채널을 통해, 출력부에 전달할 수 있다.
또한, 모니터링 모듈을 통해 인지할 수 있는 출력 오류 상황은, 출력량 부족, 출력량 과다 및 출력 공차 중 어느 하나이고, 출력 데이터 분석 모듈은, 출력량 과다 또는 출력량 부족 상황인 경우, 출력 공정 변수 및 스캔 스피드 공정 변수가 변경되도록, 공구 경로 수정 작업을 진행하고, 출력 공차 상황인 경우, 공정 변수가 변경되어 출력량이 과다 출력되도록, 공구 경로 수정 작업을 진행할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 공구 경로 재생성 방법은, 3D 프린팅을 위한 공정 변수를 설정하는 단계; 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 단계; 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하는 단계; 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 모니터링하는 단계; 및 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 3D 프린팅을 위해 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 단계; 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하는 단계; 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 모니터링하는 단계; 및 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 단계;를 포함하는 공구 경로 재생성 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 수록된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 출력 단계에서 사용자가 출력 오류 및 출력 실패를 인지 또는 예측한 경우 슬라이싱 단계로 되돌아가 작업 파일(JOB File)을 재생성하는 것이 아니라, 출력 단계에서 발생한 출력 데이터 피드백을 기반으로 출력 오류 알람 또는 공구 경로 재생성할 수 있어, 출력 신뢰도 향상 및 생산 시간, 생산 단가 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 1은, 종래의 3D 프린팅 워크플로우를 나타낸 도면,
도 2는, 상기 도 1에 도시된 3D 프린팅 워크플로우를 더욱 상세히 나타낸 흐름도,
도 3은, 상기 도 2에 도시된 출력 단계에서 출력 데이터의 피드백 과정이 예시된 도면,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 데이터 피드백 기반 공구 경로 재생성 시스템의 설명에 제공된 도면,
도 5는, 상기 도 4에 도시된 공구 경로 재생성 시스템을 이용하는 공구 경로 재생성 방법의 설명에 제공된 도면,
도 6은, 공구 경로 생성 영역이 예시된 도면,
도 7은, 세분화된 내부 패턴 영역이 예시된 도면,
도 8은, 출력 데이터를 반영하여, 개별 공구 경로의 공정 변수가 수정된 모습이 예시된 도면, 그리고
도 9는, 상기 도 4에 도시된 공구 경로 재생성 시스템에 재생성된 레이어별 공구 경로를 위한 추가 채널이 마련된 모습이 예시된 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 데이터 피드백 기반 공구 경로 재생성 시스템의 설명에 제공된 도면이다.
본 실시예에 따른 출력 데이터 피드백 기반 공구 경로 재생성 시스템(이하에서는 '공구 경로 재생성 시스템'으로 총칭하기로 함)은, 출력 단계에서 사용자가 출력 오류 및 출력 실패를 인지 또는 예측한 경우 슬라이싱 단계로 되돌아가 작업 파일(JOB File)을 재생성하는 것이 아니라, 출력 단계에서 발생한 출력 데이터 피드백을 기반으로 출력 오류 알람 또는 공구 경로를 재생성하기 위해 마련된다.
이를 위해, 공구 경로 재생성 시스템은, 3D 프린팅을 위한 공정 변수가 설정되도록 하고, 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 슬라이싱부(100)와 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하고, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 수집하는 출력부(200)로 구성될 수 있다.
그리고 슬라이싱부(100)는, 모니터링 시스템을 통해 수집한 출력 데이터를 정제 및 가공하여 출력 중 상황을 인지하는 출력 데이터 분석 모듈(110)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 출력부(200)로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정할 수 있다.
또한, 출력부(200)는, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력 데이터를 수집하는 모니터링 모듈(210)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 모니터링 모듈(210)은, 센서, 카메라 등으로 구현되며, 피드백 채널을 통해, 수집된 출력 데이터를 출력 데이터 분석 모듈(110)에 전달하게 된다.
즉, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 모니터링 모듈(210)로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하게 되는데, 구체적으로, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 수신된 데이터를 기반으로, 현재 3D 프린팅의 출력 상황이 정상인지 판단하고, 출력 오류 또는 출력 실패가 예측되는지 판단하게 된다.
그리고 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 작업 파일을 재생성하지 않고, 모니터링 모듈(210)로부터 수신되는 데이터를 기반으로 공구 경로를 재생성하여 공구 경로의 수정 작업을 진행할 수 있다.
공구 경로를 재생성하는 과정에 대한 더욱 상세한 설명은, 도 5 내지 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.
도 5는, 상기 도 4에 도시된 공구 경로 재생성 시스템을 이용하는 공구 경로 재생성 방법의 설명에 제공된 도면이고, 도 6은, 공구 경로 생성 영역이 예시된 도면이며, 도 7은, 세분화된 내부 패턴 영역이 예시된 도면이고, 도 8은, 출력 데이터를 반영하여, 개별 공구 경로의 공정 변수가 수정된 모습이 예시된 도면이며, 도 9는, 상기 도 4에 도시된 공구 경로 재생성 시스템에 재생성된 레이어별 공구 경로를 위한 추가 채널이 마련된 모습이 예시된 도면이다.
도 5는, 본 실시예에 따른 공구 경로 재생성 시스템을 이용하는 공구 경로 재생성 방법이 도시된 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 공구 경로 재생성 방법은, 사용자에 의해, 3D 프린팅을 위한 공정 변수가 입력되면(S510), 슬라이싱부(100)에서 입력된 공정 변수를 기반으로, 공정 변수가 설정되고, 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)이 생성될 수 있다(S520).
작업 파일이 생성되면, 생성된 작업 파일은, 출력부(200)에 전달되고(S530), 작업 파일이 전달된 출력부(200)는, 작업 파일에 기반으로 3D 프린팅을 수행하게 된다(S540).
출력부(200)에 마련된 모니터링 모듈(210)은, 3D 프린팅이 수행되어, 3D 모델이 출력되는 과정에서 출력되는 출력 데이터를 모니터링할 수 있다.
이때, 출력 데이터는, 장비 데이터 및 공정 데이터를 포함할 수 있다.
장비 데이터는, 출력 중 장비에서 발생하는 전력량, 진동, 축 정렬 상태 등의 장비에서 측정되는 데이터를 의미하며, 공정 데이터는, 출력 중 챔버 내부 데이터, 흡·배기 데이터, 스캔 스피드 등의 출력 공정에서 사용되는 데이터를 의미한다.
그리고 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 피드백 채널을 통해, 모니터링 모듈(210)로부터 출력 데이터를 수신하게 되고, 수신된 데이터를 기반으로, 현재 3D 프린팅의 출력 상황이 정상인지 판단하고, 출력 오류 또는 출력 실패가 예측되는지 판단하는 모니터링을 수행할 수 있다. 또한, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하게 된다.
구체적으로, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우(S550), 출력부(200)의 3D 프린팅 수행 작업이 중지하도록 하고(S555), 모니터링 모듈(210)을 통해 출력 오류 정보를 수집하여(S560), 공구 경로 수정 작업을 진행할 수 있다.
여기서, 출력 오류 정보는, 출력량 부족, 출력량 과다 또는 출력 공차 등의 출력 오류 상황을 인지할 수 있는 출력 데이터를 의미한다.
모니터링 모듈(210)은, 출력 오류 정보를 수집하여, 출력 데이터 분석 모듈(110)에 전달하게 되고, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 수신된 출력 오류 정보를 기반으로, 공정 변수를 조정하여(S570), 공구 경로를 재생성하고(S575), 재생성된 공구 경로를 출력부(200)에 전달하여(S580), 출력이 재개되도록 할 수 있다(S590).
이때, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 최종적으로 인지한 출력 상황을 사용자에게 알림으로 알려주며, 출력 오류 예측 시 장비를 멈추는 등 사용자가 출력 상황에 따라 설정한 명령(Command)을 수행할 수 있다.
한편, 공구 경로는, 도 6에 예시된 바와 같이 모델 외곽 영역과 내부 패턴 영역으로 구분되어 생성되는데, 내부 패턴의 경우, 도 7에 예시된 바와 같이 여러 개의 부분 영역으로 나눠 다양한 패턴으로 채워질 수 있다.
기존에는, 공구 경로에 출력 데이터를 반영하지 않았기 때문에, 슬라이싱 데이터를 기반으로 공구 경로를 생성하기 때문에, 내부 패턴을 여러 개의 부분 영역으로 나누더라도, 동일한 영역에서는 동일한 공정 변수를 갖도록 공구 경로가 생성된다.
그러나 본 실시예에 따른 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 수집된 출력 오류 정보에 따라 공구 경로 수정 작업 시, 사용자가 임의로 설정하거나 또는 기계학습을 통해, 공구 경로에 따른 최적의 공정변수가 반영되도록 하여, 같은 영역에 있는 공구 경로라도 서로 다른 공정변수를 갖는 것이 가능하도록, 공구 경로 중 일부 또는 전부를 재생성하여 수정할 수 있다.
예를 들면, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 출력량 과다 또는 출력량 부족 상황인 경우, 출력 공정 변수 및 스캔 스피드 공정 변수가 변경되도록, 공구 경로 수정 작업을 진행하고, 출력 공차 상황인 경우, 공정 변수가 변경되어 출력량이 과다 출력되도록, 공구 경로 수정 작업을 진행할 수 있다.
구체적으로, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 제1 레이어의 내부 패턴을 구성하는 여러 개의 부분 영역 중 특정 영역인 제1 영역에 출력 공차가 발생하면, 동일한 제1 영역에 있는 공구 경로라도 공구 경로가 출력 공차가 발생된 지점과 가까울수록 공구 경로를 이동하는 과정에서 공구의 출력 시간, 공구 이동 속도, 시간당 출력량, 출력 패턴의 모양, 출력 패턴의 간격 등을 조정하여, 공구의 출력량이 상대적으로 많이 출력되도록 할 수 있다.
또한, 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 제1 레이어의 내부 패턴을 구성하는 여러 개의 부분 영역 중 특정 영역인 제1 영역에 출력 공차가 발생하면, 출력 공차가 발생된 제1 영역에 출력량이 과다 출력되도록 하되, 제1 레이어보다 후순위로 출력되는 제1 레이어의 인접한 하나 이상의 상위 또는 하위 레이어의 출력 공차를 예측하여, 후순위로 출력되는 인접한 상위 또는 하위 레이어에 제1 영역과 연결되는 출력 공차 예측 지점을 설정하고, 설정된 지점에 출력 공차를 방지하기 위해, 출력량이 과다 출력되도록 할 수 있다.
이를 통해, 출력 단계에서 사용자가 출력 오류 및 출력 실패를 인지 또는 예측한 경우 슬라이싱 단계로 되돌아가 작업 파일(JOB File)을 재생성하는 것이 아니라, 출력 단계에서 발생한 출력 데이터 피드백을 기반으로 출력 오류 알람 또는 공구 경로 재생성할 수 있어, 출력 신뢰도 향상 및 생산 시간, 생산 단가 절감 효과를 얻을 수 있다.
그리고 출력 데이터 분석 모듈(110)은, 공구 경로 수정 작업 시, 레이어별로 공구 경로의 수정 여부를 결정하여, 모든 레이어의 공구 경로가 아닌 수정이 결정된 레이어들의 공구 경로만을 재생성하고, 도 9에 예시된 바와 같이 재생된 레이어별 공구 경로를 별도로 마련되어 레이어 단위로 정보를 전달할 수 있는 레이어별 공구 경로 채널을 통해, 출력부(200)에 전달할 수 있다.
출력부(200)는, 레이어 단위로 정보를 전달받아, 처리하게 되어, 레이어별로 재생성된 공구 경로가 반영되어, 출력 공정이 재개되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 슬라이싱부
110 : 출력 데이터 분석 모듈
200 : 출력부
210 : 모니터링 모듈

Claims (12)

  1. 3D 프린팅을 위한 공정 변수가 설정되도록 하고, 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 슬라이싱부; 및
    생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하고, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 수집하는 출력부;를 포함하고,
    슬라이싱부는,
    출력부로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 출력 데이터 분석 모듈;을 포함하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수신된 데이터를 기반으로, 현재 3D 프린팅의 출력 상황이 정상인지 판단하고, 출력 오류 또는 출력 실패가 예측되는지 판단하며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 작업 파일을 재생성하지 않고, 모니터링 모듈로부터 수신되는 데이터를 기반으로 공구 경로 수정 작업을 진행하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 출력부의 3D 프린팅 수행 작업이 중지하도록 하고, 모니터링 모듈을 통해 출력 오류 정보를 수집하여, 공구 경로 수정 작업을 진행하며,
    공구 경로는,
    모델 외곽 영역과 내부 패턴 영역으로 구분되어 생성되며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수집된 출력 오류 정보에 따라 공구 경로 수정 작업 시, 같은 영역에 있는 공구 경로라도 서로 다른 공정변수를 갖는 것이 가능하도록, 공구 경로 중 일부 또는 전부를 재생성하여 수정하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    공구 경로 수정 작업 시, 레이어별로 공구 경로의 수정 여부를 결정하여, 모든 레이어의 공구 경로가 아닌 수정이 결정된 레이어들의 공구 경로만을 재생성하고, 재생된 레이어별 공구 경로를 별도로 마련되어 레이어 단위로 정보를 전달할 수 있는 레이어별 공구 경로 채널을 통해, 출력부에 전달하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 재생성 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    출력부는,
    3D 프린팅의 수행 과정에서 장비에서 측정되는 장비 데이터와 3D 프린팅의 공정에서 사용되는 챔버 내부 데이터, 흡기 및 배기 데이터 및 스캔 스피드 데이터를 포함하는 공정 데이터가 포함된 출력 데이터를 수집하는 모니터링 모듈;을 포함하고,
    모니터링 모듈은,
    피드백 채널을 통해, 출력 데이터 분석 모듈에 출력 데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 재생성 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    사용자가 임의로 설정하거나 또는 기계학습을 통해, 공구 경로에 따른 최적의 공정변수가 반영되도록 하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 재생성 시스템.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    모니터링 모듈을 통해 인지할 수 있는 출력 오류 상황은,
    출력량 부족, 출력량 과다 및 출력 공차 중 어느 하나이고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    출력량 과다 또는 출력량 부족 상황인 경우, 출력 공정 변수 및 스캔 스피드 공정 변수가 변경되도록, 공구 경로 수정 작업을 진행하고,
    출력 공차 상황인 경우, 공정 변수가 변경되어 출력량이 과다 출력되도록, 공구 경로 수정 작업을 진행하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 재생성 시스템.
  10. 공구 경로 재생성 시스템이, 3D 프린팅을 위한 공정 변수가 설정되도록 하는 단계;
    공구 경로 재생성 시스템이, 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 단계;
    공구 경로 재생성 시스템이, 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하는 단계;
    공구 경로 재생성 시스템이, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 모니터링하는 단계; 및
    공구 경로 재생성 시스템이, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 단계;를 포함하고,
    공구 경로 재생성 시스템은,
    출력부로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 출력 데이터 분석 모듈;을 포함하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수신된 데이터를 기반으로, 현재 3D 프린팅의 출력 상황이 정상인지 판단하고, 출력 오류 또는 출력 실패가 예측되는지 판단하며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 작업 파일을 재생성하지 않고, 모니터링 모듈로부터 수신되는 데이터를 기반으로 공구 경로 수정 작업을 진행하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 출력부의 3D 프린팅 수행 작업이 중지하도록 하고, 모니터링 모듈을 통해 출력 오류 정보를 수집하여, 공구 경로 수정 작업을 진행하며,
    공구 경로는,
    모델 외곽 영역과 내부 패턴 영역으로 구분되어 생성되며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수집된 출력 오류 정보에 따라 공구 경로 수정 작업 시, 같은 영역에 있는 공구 경로라도 서로 다른 공정변수를 갖는 것이 가능하도록, 공구 경로 중 일부 또는 전부를 재생성하여 수정하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    공구 경로 수정 작업 시, 레이어별로 공구 경로의 수정 여부를 결정하여, 모든 레이어의 공구 경로가 아닌 수정이 결정된 레이어들의 공구 경로만을 재생성하고, 재생된 레이어별 공구 경로를 별도로 마련되어 레이어 단위로 정보를 전달할 수 있는 레이어별 공구 경로 채널을 통해, 출력부에 전달하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 재생성 방법.
  11. 공구 경로 재생성 시스템이, 3D 프린팅을 위해 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 단계;
    공구 경로 재생성 시스템이, 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하는 단계;
    공구 경로 재생성 시스템이, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 모니터링하는 단계; 및
    공구 경로 재생성 시스템이, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 단계;를 포함하고,
    공구 경로 재생성 시스템은,
    출력부로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 출력 데이터 분석 모듈;을 포함하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수신된 데이터를 기반으로, 현재 3D 프린팅의 출력 상황이 정상인지 판단하고, 출력 오류 또는 출력 실패가 예측되는지 판단하며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 작업 파일을 재생성하지 않고, 모니터링 모듈로부터 수신되는 데이터를 기반으로 공구 경로 수정 작업을 진행하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 출력부의 3D 프린팅 수행 작업이 중지하도록 하고, 모니터링 모듈을 통해 출력 오류 정보를 수집하여, 공구 경로 수정 작업을 진행하며,
    공구 경로는,
    모델 외곽 영역과 내부 패턴 영역으로 구분되어 생성되며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수집된 출력 오류 정보에 따라 공구 경로 수정 작업 시, 같은 영역에 있는 공구 경로라도 서로 다른 공정변수를 갖는 것이 가능하도록, 공구 경로 중 일부 또는 전부를 재생성하여 수정하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    공구 경로 수정 작업 시, 레이어별로 공구 경로의 수정 여부를 결정하여, 모든 레이어의 공구 경로가 아닌 수정이 결정된 레이어들의 공구 경로만을 재생성하고, 재생된 레이어별 공구 경로를 별도로 마련되어 레이어 단위로 정보를 전달할 수 있는 레이어별 공구 경로 채널을 통해, 출력부에 전달하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 재생성 방법.
  12. 공구 경로 재생성 시스템이, 3D 프린팅을 위해 설정된 공정 변수에 따라, 3D 모델 데이터에 대해 슬라이싱을 수행하여 작업 파일(JOB File)을 생성하는 단계;
    공구 경로 재생성 시스템이, 생성한 작업 파일에 따라 3D 프린팅을 수행하는 단계;
    공구 경로 재생성 시스템이, 3D 프린팅의 수행 과정에서 출력되는 출력 데이터를 모니터링하는 단계; 및
    공구 경로 재생성 시스템이, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 단계;를 포함하고,
    공구 경로 재생성 시스템은,
    출력부로부터 수신된 출력 데이터를 기반으로 모니터링을 수행하고, 모니터링 결과에 따라 공정 변수의 수정 여부를 결정하는 출력 데이터 분석 모듈;을 포함하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수신된 데이터를 기반으로, 현재 3D 프린팅의 출력 상황이 정상인지 판단하고, 출력 오류 또는 출력 실패가 예측되는지 판단하며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 작업 파일을 재생성하지 않고, 모니터링 모듈로부터 수신되는 데이터를 기반으로 공구 경로 수정 작업을 진행하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    모니터링 결과 출력 오류 또는 출력 실패가 판단되거나 또는 예측되는 경우, 출력부의 3D 프린팅 수행 작업이 중지하도록 하고, 모니터링 모듈을 통해 출력 오류 정보를 수집하여, 공구 경로 수정 작업을 진행하며,
    공구 경로는,
    모델 외곽 영역과 내부 패턴 영역으로 구분되어 생성되며,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    수집된 출력 오류 정보에 따라 공구 경로 수정 작업 시, 같은 영역에 있는 공구 경로라도 서로 다른 공정변수를 갖는 것이 가능하도록, 공구 경로 중 일부 또는 전부를 재생성하여 수정하고,
    출력 데이터 분석 모듈은,
    공구 경로 수정 작업 시, 레이어별로 공구 경로의 수정 여부를 결정하여, 모든 레이어의 공구 경로가 아닌 수정이 결정된 레이어들의 공구 경로만을 재생성하고, 재생된 레이어별 공구 경로를 별도로 마련되어 레이어 단위로 정보를 전달할 수 있는 레이어별 공구 경로 채널을 통해, 출력부에 전달하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 재생성 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150044418A (ko) * 2014-12-08 2015-04-24 김화중 레이저 클래딩의 제어 방법 및 레이저 클래딩 시스템
KR20160076708A (ko) * 2014-12-23 2016-07-01 정영길 오류 검출이 가능한 3차원 프린터 시스템
KR101929654B1 (ko) 2017-03-31 2018-12-17 전자부품연구원 3d 프린팅 슬라이서와 재귀 루프 구조가 장착된 3d 프린팅 모니터링 방법
JP2018202764A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 富士ゼロックス株式会社 三次元造形用経路データ生成装置、及び三次元造形用経路データ生成プログラム
WO2020026306A1 (ja) * 2018-07-30 2020-02-06 三菱電機株式会社 積層条件制御装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109878090A (zh) * 2017-12-06 2019-06-14 三纬国际立体列印科技股份有限公司 切层方法、切层数据的更新方法及打印系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150044418A (ko) * 2014-12-08 2015-04-24 김화중 레이저 클래딩의 제어 방법 및 레이저 클래딩 시스템
KR20160076708A (ko) * 2014-12-23 2016-07-01 정영길 오류 검출이 가능한 3차원 프린터 시스템
KR101929654B1 (ko) 2017-03-31 2018-12-17 전자부품연구원 3d 프린팅 슬라이서와 재귀 루프 구조가 장착된 3d 프린팅 모니터링 방법
JP2018202764A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 富士ゼロックス株式会社 三次元造形用経路データ生成装置、及び三次元造形用経路データ生成プログラム
WO2020026306A1 (ja) * 2018-07-30 2020-02-06 三菱電機株式会社 積層条件制御装置

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