KR102357850B1 - 광 전달율 조정 3d 프린터 및 이의 제어방법 - Google Patents

광 전달율 조정 3d 프린터 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성형재료에 조사되는 광의 가공영역별로 광이 이동하는 속도에 따라 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정함으로써 성형재료의 영역별로 경화도를 균일화 시킬 수 있는 광 전달율 조정 3D 프린터 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 성형재료가 배치되는 플레이트와, 상기 플레이트 상부에 배치되어 상기 성형재료를 경화시키기 위한 광을 조사하는 광원부와, 상기 성형재료에 조사되는 상기 광의 가공경로를 설정하는 경로 설정부와, 상기 경로 설정부에서 설정된 가공경로의 가공영역별로, 상기 광의 이동속도를 도출하는 광 이동속도 도출부와, 상기 성형재료와 상기 광원부 사이에 배치되며, 상기 가공경로의 영역별 속도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정하는 광 전달율 조정부를 포함하는 광 전달율 조정 3D 프린터를 제공한다.

Description

광 전달율 조정 3D 프린터 및 이의 제어방법{3D printer with adjustable light transmission rate and control method thereof}
본 발명은 광 전달율 조정 3D 프린터 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성형재료에 조사되는 광의 가공영역별로 광이 이동하는 속도에 따라 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정함으로써 성형재료의 영역별로 경화도를 균일화 시킬 수 있는 광 전달율 조정 3D 프린터 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
3D 프린터는 형성하고자 하는 입체 모양을 인쇄기법에 의해 성형할 수 있는 장치를 말한다.
3D 프린터는 CAD 나 CAM을 이용하여 3차원 모델링 데이터를 생성하고, 생성한 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상의 시제품을 제작할 수 있으며, 이러한 3D 프린터를 산업, 생활, 의학 등 매우 다양한 분야에서 활용하고 있다.
일반적인 3D 프린터의 기본적인 원리는 얇은 2D 레이어를 쌓아서 3D 물체를 만드는 것이다.
이러한 3차원 입체 형상의 성형품을 제작하는 3D 프린터는 크게 광경화성 수지에 레이저광을 주사하는 SLA(StereoLithography Apparatus) 방식과, 분말에 레이저광을 조사하는 SLS(Slective Laser Sintering) 방식과, 플라스틱 필라멘트를 녹여서 노즐을 통해 토출하여 적층하는 FDM(Fused Deposition Modeling)과, 광경화성 수지가 저장된 저장조로 광을 조사하는 DLP(Digital Light Processing) 등이 있다.
여기서, 레이저 광을 조사하여 성형재료를 소결하는 방법의 경우, 레이저 광의 직경에 따라 해상도가 변화되므로, 레이저 광의 직경을 작게 조절함으로써 완성물의 해상도를 조정한다.
또한, 상기 레이저 광의 이동은 래스터, 스파이럴, 리사쥬 등 여러가지 패턴의 가공경로로 이동하며, 상기 성형재료를 경화시킬 수 있다.
여기서, 상기 레이저 광이 이동할 때, 가공경로의 영역별 속도가 변화할 수 있다. 예를 들어, 래스터 패턴의 가공경로의 경우, 직선구간의 레이저 광 이동속도보다 곡선구간의 레이저 광 이동속도가 빠르게 되며, 이는 영역별 레이저 광 조사 시간의 차이를 발생시킨다.
상술한 바와 같이, 영역별로 레이저 광 조사 시간이 동일하지 않게 됨으로써 성형재료의 영역별 경화도가 불균일해지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1798533호 (발명의 명칭: 3차원 프린터에 의한 조형 장치 및 방법, 공고일: 2017. 11. 10)
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 성형재료에 조사되는 광의 가공영역별로 광이 이동하는 속도에 따라 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정함으로써 성형재료의 영역별로 경화도를 균일화 시킬 수 있는 광 전달율 조정 3D 프린터 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 성형재료가 배치되는 플레이트와, 상기 플레이트 상부에 배치되어 상기 성형재료를 경화시키기 위한 광을 조사하는 광원부와, 상기 성형재료에 조사되는 상기 광의 가공경로를 설정하는 경로 설정부와, 상기 경로 설정부에서 설정된 가공경로의 가공영역별로, 상기 광의 이동속도를 도출하는 광 이동속도 도출부와, 상기 광 이동속도 도출부에서 도출된 상기 가공경로의 가공영역별 광이 이동하는 속도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 누적 강도를 도출하는 광 강도 도출부와, 상기 성형재료와 상기 광원부 사이에 배치되며, 상기 가공경로의 영역별 속도 및 상기 광 누적 강도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정하는 광 전달율 조정부를 포함하고, 상기 광 전달율 조정부는 반투형 플레이트로 구성되며, 상기 반투명 플레이트의 영역별 반투명 정도는 상기 광의 누적 강도에 반비례하게 구성되고, 상기 광 전달율 조정부에서 상기 광의 전달율 조정은 상기 반투명 플레이트의 반투명 정도에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터를 제공한다.
여기서, 상기 광 이동속도 도출부에서 제1 가공영역의 광 이동속도보다 제2 가공영역의 광 이동속도가 빠르다고 도출된 경우, 상기 광 전달율 조정부는 상기 제1 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율보다 상기 제2 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율을 약하게 조절할 수 있다.
또한, 상기 광 전달율 조정부는 상기 경로 설정부에서 설정된 상기 가공경로의 패턴으로 형성될 수 있다.
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또한, 본 발명은 상술한 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법에 있어서, 성형재료를 경화시키기 위하여, 상기 성형재료에 조사되는 광의 가공경로를 설정하는 경로 설정단계와, 상기 경로 설정단계에서 설정된 가공경로의 가공영역별로, 상기 광의 이동속도를 도출하는 광 이동속도 도출단계와, 상기 광 이동속도 도출단계에서 도출된 상기 가공경로의 가공영역별 광이 이동하는 속도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 누적 강도를 도출하는 광 강도 도출단계와, 광 전달율 조정부가 상기 가공경로의 영역별 속도 및 상기 성형재료에 조사되는 광의 누적 강도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정하는 광 전달율 조절단계와, 광원부가 상기 영역별 상기 광의 전달율로 상기 가공경로를 따라 이동하며 상기 성형재료에 광을 조사하여 상기 성형재료를 경화시키는 광 조사단계를 포함하며, 상기 광 전달율 조절단계에서 상기 광 전달율 조정부는 반투형 플레이트로 구성되어 상기 성형재료와 상기 광원부 사이에 배치되고, 상기 반투명 플레이트는 상기 광원부가 광을 조사하는 상기 성형재료의 전영역을 커버할 수 있는 면적으로 형성되되, 상기 반투명 플레이트의 영역별 반투명 정도는 상기 반투명 플레이트의 영역과 대응되는 상기 성형재료에 조사되는 영역별 상기 광의 누적 강도에 반비례하게 구성됨으로써 상기 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정하는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법을 제공한다.
여기서, 상기 광 이동속도 도출단계에서 제1 가공영역의 광 이동속도보다 제2 가공영역의 광 이동속도가 빠르다고 도출된 경우, 상기 광 전달율 조절단계에서는 상기 제1 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율보다 상기 제2 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율을 약하게 조절할 수 있다.
여기서, 상기 광 전달율 조절단계에서 상기 광 전달율 조정부는 상기 경로 설정부에서 설정된 상기 가공경로의 패턴으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터 및 이의 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 성형재료에 조사되는 광의 가공경로에서, 가공영역별로 광이 이동하는 속도에 따라 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정함으로써 성형재료의 영역별 경화도를 균일하게 하는 이점이 있다.
둘째, 광 전달율 조정부가 광원부와 성형재료 사이에 배치되어 가공경로의 영역별 속도를 기반으로 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정함에 따라, 광의 전달율을 조정하기 위한 제어적인 알고리즘을 생략할 수 있어 보다 간편하게 3차원 대상물을 제작할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 광 이동속도 도출부에서 도출한 가공영역별로 광이 이동하는 속도의 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터에서 리사쥬 곡선에 대한 가공경로의 영역별 광의 전달율의 해석 결과를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터에서 광 전달율 조정부의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터에서 광 전달율 조정부의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제1 내지 제4 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법의 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이이며, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터는 플레이트(100), 광원부(200), 경로 설정부(300), 광 이동속도 도출부(400), 광 강도 도출부(500) 및 광 전달율 조정부(600)를 포함한다.
상기 플레이트(100)는 경화 대상이 되는 성형재료(D)가 상부에 위치하도록 한다.
상기 광원부(200)는 상기 플레이트(100) 상부에 배치되어, 상기 성형재료(D)를 경화시키기 위한 광을 조사한다.
상기 경로 설정부(300)는 상기 성형재료(D)에 조사되는 상기 광의 가공경로를 설정한다. 이때, 상기 가공경로의 패턴은 리사쥬, 래스터, 스파이럴 등 여러가지 패턴일 수 있다.
상기 광 이동속도 도출부(400)는 상기 경로 설정부(300)에서 설정된 가공경로의 가공영역별로, 상기 광의 이동속도를 도출한다.
도 2는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 광 이동속도 도출부(400)에서 도출한 가공영역별로 광이 이동하는 속도의 예시를 도시한 도면이며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 경로 설정부(300)에서 설정된 상기 광의 가공경로는 리사쥬 패턴일 때, 상기 가공경로 중 굴곡도가 높은 제1 가공영역(A1)의 속도(V1)는 상기 제1 가공영역(A1)과 비교하여 굴곡도가 낮은 제2 가공영역(A2)의 속도(V2)보다 느리다.
이는, 제1 가공영역(A1)은 상기 광이 이동하다가 회전하는 영역으로, 굴곡도가 낮은 제2 가공영역(A2)보다 상대적으로 속도가 느릴 수 밖에 없다.
상기 광 강도 도출부(500)는 상기 가공경로의 가공영역별로 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 누적 강도를 도출한다.
도 3은 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터에서 리사쥬 곡선에 대한 가공경로의 영역별 광의 전달율의 해석 결과를 도시한 도면으로, 상기 광 이동속도 도출부(400)에서 도출된 상기 가공경로의 가공영역별 광이 이동하는 속도를 기반으로 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 누적 강도를 도출한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가공경로 중 굴곡도가 높은 제1 가공영역(A1)의 광의 누적 강도가 상기 가공경로 중 굴곡도가 낮은 제2 가공영역(A2)의 광의 누적 강도가 높은 것을 나타낸다.
상기 광 전달율 조정부(600)는 상기 성형재료(D)와 상기 광원부(200) 사이에 배치되며, 상기 가공경로의 영역별 속도 및 상기 광 누적 강도를 기반으로 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 전달율을 조정한다.
구체적으로 상기 광 전달율 조정부(600)는 상기 광 전달율 조정부(600)는 상기 경로 설정부(300)에서 설정된 상기 가공경로의 패턴으로 형성될 수 있으며, 여러가지 실시예로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터에서 광 전달율 조정부(600)의 제1 실시예를 도시한 도면이며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광 전달율 조정부(600)는 복수개의 DLP 미러(600a)로 구성된다.
상기 DLP 미러(600a)는 상기 가공경로의 패턴형상으로 배치되고, 상기 광 전달율 조정부(600)에서 상기 광의 전달율 조정은 상기 DLP 미러(600a)에 포함되는 마이크로 미러(M) 각각의 온/오프 구동으로 이루어질 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 가공영역(A1)에 배치된 DLP 미러(600a)에 포함된 16개의 마이크로 미러(M) 중 3개의 마이크로 미러(M)만 온 상태로 구동되고, 나머지 13개의 마이크로 미러(M)는 오프 상태로 구동되며, 상기 제2 가공영역(A2)에 배치된 DLP 미러(600a)에 포함된 16개의 마이크로 미러(M) 중 15개의 마이크로 미러(M)는 온 상태로 구동되고, 나머지 1개의 마이크로 미러(M)가 오프 상태로 구동되는 방식으로, 상기 DLP 미러(600a)에 포함되는 마이크로 미러(M)가 온 구동되는 개수를 조절함으로써 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 전달율을 조정할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 미러(M)는 시간 비율에 따라서 온/오프 동작이 이루질 수 있다. 즉, 온 상태 시간과 오프 상태 시간의 비율에 따라서 그레이스케일이 정해지며 이에 따라 광전달율이 조정된다.
물론, 상기 DLP 미러(600a)에 포함되는 마이크로 미러(M)의 개수 및 온/오프 기준은 상술한 예시에 한정되지 아니하며, 패턴의 종류, 가공하고자 하는 대상물의 크기 등에 따라 가변될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터에서 광 전달율 조정부(600)의 제2 실시예를 도시한 도면이며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광 전달율 조정부(600)는 상기 가공경로 패턴형상의 반투형 플레이트(600b)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 광 전달율 조정부(600)에서 상기 광의 전달율 조정은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 반투명 플레이트(600b)의 반투명 정도에 따라 이루어질 수 있으며, 상기 반투명 플레이트(600b)의 투명도는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같다.
즉, 상기 반투명 플레이트(600b)의 영역별 반투명 정도는 상기 광의 누적 강도에 반비례하게 구성됨으로써 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 전달율을 조정할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제1 내지 제4 실시예를 도시한 도면이며, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제1 내지 제4 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제1 실시예는 상술한 플레이트(100), 광원부(200), 경로 설정부(300), 광 이동속도 도출부(400), 광 강도 도출부(500), 광 전달율 조정부(600), 스캐너(S) 및 대물렌즈(OL)를 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(100) 상부에는 상기 광 전달율 조정부(600)가 배치되며, 본 실시예에서 상기 광 전달율 조정부(600)는 반투명 플레이트인 것이 바람직하다.
상기 대물렌즈(OL)는 상기 광 전달율 조정부(600)와 상기 플레이트(100) 사이에 배치되며, 상기 스캐너(S)는 상기 광 전달율 조정부(600)의 상부에 배치되고, 상기 광원부(200)는 상기 스캐너(S)의 측면에 배치된다.
즉, 상기 광원부(200)에서 조사되는 광은 상기 스캐너(S)의 각도에 따라 상기 플레이트(100)로 도달하는 영역이 변경되며, 상기 광은 상기 광 전달율 조정부(600)를 통과하여 상기 플레이트(100)에 도달하므로, 상기 플레이트(100)에 도달하는 광의 전달율이 상기 플레이트(100)의 영역에 따라 변경된다.
도 7에 도시된 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제2 실시예는 상술한 플레이트(100), 광원부(200), 경로 설정부(300), 광 이동속도 도출부(400), 광 강도 도출부(500), 광 전달율 조정부(600), 스캐너(S), 대물렌즈(OL) 및 릴레이 렌즈(RL)를 포함한다.
본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제2 실시예에서 포함하는 구성의 배치는 상술한 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제1 실시예에서 포함하는 구성의 배치와 동일하다.
다만, 상기 릴레이 렌즈(RL)는 복수개로 구성되어 상기 광 전달율 조정부(600)의 상하에 배치되고, 상기 복수개의 릴레이 렌즈(RL) 사이에 형성되는 초점위치에 상기 광 전달율 조정부(600)를 배치함으로써, 정확한 광 출력 제어가 가능해진다.
도 8에 도시된 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제3 실시예는 상술한 플레이트(100), 광원부(200), 경로 설정부(300), 광 이동속도 도출부(400), 광 강도 도출부(500), 광 전달율 조정부(600), 스캐너(S), 대물렌즈(OL), 릴레이 렌즈(RL) 및 50:50 빔 스플리터(BS1)를 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(100) 상부에는 상기 대물렌즈(OL) 및 상기 광 전달율 조정부(600)의 순서대로 배치되며, 본 실시예에서 상기 광 전달율 조정부(600)는 DLP 미러인 것이 바람직하다.
상기 스캐너(S)는 상기 광 전달율 조정부(600)의 측부에 배치되어 상기 스캐너(S)로 조사되는 광을 상기 광 전달율 조정부(600)로 전달한다.
즉, 상기 광원부(200)에서 조사되는 광은 상기 스캐너(S)의 각도에 따라 상기 플레이트(100)로 도달하는 광원의 영역이 변경되며, 상기 광원은 상기 광 전달율 조정부(600)를 통과하여 상기 플레이트(100)에 도달하므로, 상기 플레이트(100)에 도달하는 광의 전달율이 상기 플레이트(100)의 영역에 따라 변경된다.
여기서, 상기 스캐너(S)와 상기 광 전달율 조정부(600) 사이에는 50:50 빔 스플리터(BS1)와 릴레이 렌즈(RL)를 포함한다.
상기 릴레이 렌즈(RL)는 복수개로 구성되어 하나의 릴레이 렌즈(RL)는 상기 50:50 빔 스플리터(BS1)와 상기 스캐너(S) 사이에 배치되고, 다른 하나의 릴레이 렌즈(RL)는 상기 50:50 빔 스플리터(BS1)와 상기 대물렌즈(OL) 사이에 배치된다.
즉, 상기 스캐너(S)를 경유한 광이 상기 50:50 빔 스플리터(BS1)를 통과한 후 상기 광 전달율 조정부(600)에 도달한 후 반사되고, 상기 광 전달율 조정부(600)로부터 반사된 광은 상기 50:50 빔 스플리터(BS1)에서 반사되어 상기 대물렌즈(OL)로 전달됨으로써 상기 광원부(200)에서 조사되는 광이 상기 광 전달율 조정부(600)를 경유하여 상기 플레이트(100)에 조사될 수 있도록 한다.
도 9에 도시된 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제4 실시예는 상술한 플레이트(100), 광원부(200), 경로 설정부(300), 광 이동속도 도출부(400), 광 강도 도출부(500), 광 전달율 조정부(600), 스캐너(S), 대물렌즈(OL), 릴레이 렌즈(RL), 편광빔 스플리터(BS2) 및 쿼터파장 플레이트(QP)를 포함한다.
본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제4 실시예에서 포함하는 구성의 배치는 상술한 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제3 실시예에서 포함하는 구성의 배치와 동일하다.
다만, 상기 50:50 빔 스플리터(BS1)의 위치에 상기 편광빔 스플리터(BS2)가 배치되고, 상기 쿼터파장 플레이트(QP)가 상기 광 전달율 조정부(600)와 상기 편광빔 스플리터(BS2) 사이에 배치된다.
즉, 상기 스캐너(S)를 경유한 광이 상기 편광빔 스플리터(BS2)를 통과한 후 상기 광 전달율 조정부(600)에 도달한 후 반사되고, 상기 광 전달율 조정부(600)로부터 반사된 광은 상기 편광빔 스플리터(BS2)에서 반사되어 상기 대물렌즈(OL)로 전달됨으로써 상기 광원부(200)에서 조사되는 광이 상기 광 전달율 조정부(600)를 경유하여 상기 플레이트(100)에 조사될 수 있도록 한다.
이때, 편광빔 스플리터(BS2)를 통해 광이 통과하거나 반사할 때, 광의 편광방향을 바꾸어주어야 하므로, 상기 쿼터파장 플레이트(QP)가 상기 편광빔 스플리터(BS2)와 상기 광 전달율 조정부(600) 사이에 배치되며, 이에 따라 상기 50:50 빔 스플리터(BS1)를 사용할 때 발생하는 광의 파워 손실을 방지할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법의 단계를 설명하기 위하여 도시한 도면이며, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법은 경로 설정단계(S100), 광 이동속도 도출단계(S200), 광 누적 강도 도출단계(S300), 광 전달율 조절단계(S400) 및 광 조사단계(S500)를 포함한다.
상기 경로 설정단계(S100)에서는 상기 경로 설정부(300)에서 성형재료(D)를 경화시키기 위하여, 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 가공경로를 설정한다.
상기 광 이동속도 도출단계(S200)에서는 상기 경로 설정단계(S100)에서 설정된 가공경로의 가공영역별로, 광 이동속도 도출부(400)가 상기 광의 이동속도를 도출한다.
상기 광 누적 강도 도출단계(S300)에서는 상기 광 강도 도출부(500)가 상기 가공경로의 가공영역별로 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 누적 강도를 도출한다.
상기 광 전달율 조절단계(S400)에서는 광 전달율 조정부(600)가 상기 가공경로의 영역별 속도를 기반으로 상기 성형재료(D)에 조사되는 광의 전달율을 조정한다.
여기서, 상기 광 전달율 조절단계(S400)에서 상기 광 전달율 조정부(600)는 상기 경로 설정부(300)에서 설정된 상기 가공경로의 패턴으로 형성될 수 있다.
이 외, 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법의 상세한 설명은 상술한 본 발명에 따른 광 전달율 조정 3D 프린터에 기재된 설명에 대응되므로, 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
100: 플레이트
200: 광원부
300: 경로 설정부
400: 광 이동속도 도출부
500: 광 강도 도출부
600, 600a, 600b: 광 전달율 조정부
S: 스캐너
OL: 대물렌즈
RL: 릴레이 렌즈
BS1: 50:50 빔 스플리터
BS2: 편광빔 스플리터
QP: 쿼터파장 플레이트

Claims (8)

  1. 성형재료가 배치되는 플레이트;
    상기 플레이트 상부에 배치되어 상기 성형재료를 경화시키기 위한 광을 조사하는 광원부;
    상기 성형재료에 조사되는 상기 광의 가공경로를 설정하는 경로 설정부;
    상기 경로 설정부에서 설정된 가공경로의 가공영역별로, 상기 광의 이동속도를 도출하는 광 이동속도 도출부;
    상기 광 이동속도 도출부에서 도출된 상기 가공경로의 가공영역별 광이 이동하는 속도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 누적 강도를 도출하는 광 강도 도출부; 및
    상기 성형재료와 상기 광원부 사이에 배치되며, 상기 가공경로의 영역별 속도 및 상기 광 누적 강도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정하는 광 전달율 조정부;를 포함하고,
    상기 광 전달율 조정부는 반투명 플레이트로 구성되며,
    상기 반투명 플레이트의 영역별 반투명 정도는 상기 광의 누적 강도에 반비례하게 구성되고,
    상기 광 전달율 조정부에서 상기 광의 전달율 조정은 상기 반투명 플레이트의 반투명 정도에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 이동속도 도출부에서 제1 가공영역의 광 이동속도보다 제2 가공영역의 광 이동속도가 빠르다고 도출된 경우, 상기 광 전달율 조정부는 상기 제1 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율보다 상기 제2 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율이 약하도록 광 전달율을 조정하는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광 전달율 조정부는 상기 경로 설정부에서 설정된 상기 가공경로의 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법에 있어서,
    성형재료를 경화시키기 위하여, 상기 성형재료에 조사되는 광의 가공경로를 설정하는 경로 설정단계;
    상기 경로 설정단계에서 설정된 가공경로의 가공영역별로, 상기 광의 이동속도를 도출하는 광 이동속도 도출단계;
    상기 광 이동속도 도출단계에서 도출된 상기 가공경로의 가공영역별 광이 이동하는 속도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 누적 강도를 도출하는 광 강도 도출단계; 및
    광 전달율 조정부가 상기 가공경로의 영역별 속도 및 상기 성형재료에 조사되는 광의 누적 강도를 기반으로 상기 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정하는 광 전달율 조절단계; 및
    광원부가 상기 영역별 상기 광의 전달율로 상기 가공경로를 따라 이동하며 상기 성형재료에 광을 조사하여 상기 성형재료를 경화시키는 광 조사단계를 포함하며,
    상기 광 전달율 조절단계에서 상기 광 전달율 조정부는 반투명 플레이트로 구성되어 상기 성형재료와 상기 광원부 사이에 배치되고, 상기 반투명 플레이트는 상기 광원부가 광을 조사하는 상기 성형재료의 전영역을 커버할 수 있는 면적으로 형성되되, 상기 반투명 플레이트의 영역별 반투명 정도는 상기 반투명 플레이트의 영역과 대응되는 상기 성형재료에 조사되는 영역별 상기 광의 누적 강도에 반비례하게 구성됨으로써 상기 성형재료에 조사되는 광의 전달율을 조정하는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광 이동속도 도출단계에서 제1 가공영역의 광 이동속도보다 제2 가공영역의 광 이동속도가 빠르다고 도출된 경우, 상기 광 전달율 조절단계에서는 상기 제1 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율보다 상기 제2 가공영역을 조사하는 상기 광의 전달율이 약하도록 광 전달율을 조절하는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광 전달율 조절단계에서 상기 광 전달율 조정부는 상기 경로 설정부에서 설정된 상기 가공경로의 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 전달율 조정 3D 프린터의 제어방법.
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