KR102539486B1 - method and apparatus for determining 3-dimension model data based on sintering process in 3-dimension printing system - Google Patents
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Abstract
3D(3-dimension) 프린팅 시스템은, 복수의 슬라이스들로 구성된 인공 치아를 프린팅하도록 제어하는 3D 프린터, 및 상기 3D 프린터의 프린팅 동작을 위해 필요한 데이터를 위한 인공 신경망을 학습하고, 상기 학습된 인공 신경망을 이용하여 치아에 대한 목표 이미지 또는 상기 치아 대한 초기 3D 모델 데이터로부터 3D 모델 데이터를 결정하는 서버를 포함하며, 상기 3D 프린터는, 상기 서버에 의해 결정된 3D 모델 데이터에 따라 상기 인공 치아를 프린팅하며, 상기 인공 신경망은, 상기 인공 치아에 가해지는 소성(sintering)에 의한 변형을 고려하여 교정할 사항이 선반영된 3D 모델 데이터를 결정할 수 있다.A 3-dimension (3D) printing system learns a 3D printer that controls to print artificial teeth composed of a plurality of slices, and an artificial neural network for data necessary for a printing operation of the 3D printer, and the learned artificial neural network And a server for determining 3D model data from a target image of a tooth or initial 3D model data of the tooth using a 3D printer, wherein the 3D printer prints the artificial tooth according to the 3D model data determined by the server, The artificial neural network may determine 3D model data in which items to be corrected are pre-reflected in consideration of deformation due to sintering applied to the artificial tooth.
Description
본 발명은 3D(3-dimension) 프린팅 시스템에서 소성 공정을 고려한 3D 모델 데이터를 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for determining 3D model data considering a firing process in a 3-dimension (3D) printing system.
3D(3-dimension) 프린터는 컴퓨터 설계 프로그램으로 만든 3차원 데이터를 바탕으로 성형 소재를 적층하여 성형물을 성형하기 위한 시스템이다. 3D 프린팅 방식으로 열에 녹는 고체 플라스틱 소재를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가며 쌓는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식, 광경화수지에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식, SLA 방식에서 광경화수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하며 레이저 광선을 주사하여 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering) 방식, 광경화수지가 저장된 저장조의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되는 원리를 이용한 DLP(Digital Light Processing) 방식 등이 있다.A 3-dimension (3D) printer is a system for forming a molding by laminating molding materials based on three-dimensional data created by a computer design program. FDM (Fused Deposition Modeling) method, which uses a 3D printing method to pull out a solid plastic material that melts in heat like a skein and melt it little by little and stack it up In the SLA method, functional polymers or metal powders are used instead of photocurable resins, and SLS (Selective Laser Sintering) method uses the principle of scanning laser beams to solidify and mold. There is a DLP (Digital Light Processing) method using the principle of partially curing by using
DLP 방식의 경우, 수조에 광경화수지를 도포한 후, 경화된 수지를 분리하기 위한 플레이트(plate)가 수지에 접촉되면, 원하는 형상으로 수지가 경화되도록 빛을 조사하는 동작이 수행된다. 빛의 조사에 의해 성형물이 생성되면, 플레이트가 상승하고, 성형물이 경화되지 않은 수지와 분리된다. 이때, 수조와 성형물의 분리를 용이하게 하기 위해, 수지 및 수조 사이에 이형 필름(releasing film)이 삽입된다.In the case of the DLP method, after applying a photocurable resin to a water tank, when a plate for separating the cured resin comes into contact with the resin, an operation of irradiating light is performed to cure the resin in a desired shape. When a molded article is created by irradiation of light, the plate is raised, and the molded article is separated from the uncured resin. At this time, in order to facilitate separation of the water tank and the molding, a releasing film is inserted between the resin and the water tank.
A Learning-Based Framework for Error Compensation in 3D Printing. Zhen Shen 외 5명, IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS, VOL. 49, NO. 11, NOVEMBER 2019 <10.1109/TCYB.2019.2898553>
Shape Deviation Generator?A Convolution Framework for Learning and Predicting 3-D Printing Shape Accuracy. Qiang Huang 외 3명, IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING, VOL. 17, NO. 3, JULY 2020 <10.1109/TASE.2019.2959211>A Learning-Based Framework for Error Compensation in 3D Printing. Zhen Shen et al. 5, IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS, VOL. 49, no. 11, NOVEMBER 2019 <10.1109/TCYB.2019.2898553>
Shape Deviation Generator? A Convolution Framework for Learning and Predicting 3-D Printing Shape Accuracy. Qiang Huang et al. 3, IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING, VOL. 17, no. 3, JULY 2020 <10.1109/TASE.2019.2959211>
본 명세서에서는 3D(3-dimension) 프린팅 시스템에서 소성 공정을 고려한 3D 모델 데이터를 효과적으로 결정하기 위한 방법 및 장치를 제시하고자 한다.In the present specification, a method and apparatus for effectively determining 3D model data considering a firing process in a 3-dimension (3D) printing system are proposed.
상기한 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 3D(3-dimension) 프린팅 시스템은, 복수의 슬라이스들로 구성된 인공 치아를 프린팅하도록 제어하는 3D 프린터, 및 상기 3D 프린터의 프린팅 동작을 위해 필요한 데이터를 위한 인공 신경망을 학습하고, 상기 학습된 인공 신경망을 이용하여 치아에 대한 목표 이미지 또는 상기 치아 대한 초기 3D 모델 데이터로부터 3D 모델 데이터를 결정하는 서버를 포함하며, 상기 3D 프린터는, 상기 서버에 의해 결정된 3D 모델 데이터에 따라 상기 인공 치아를 프린팅하며, 상기 인공 신경망은, 상기 인공 치아에 가해지는 소성(sintering)에 의한 변형을 고려하여 교정할 사항이 선반영된 3D 모델 데이터를 결정할 수 있다.A 3-dimension (3-dimension) printing system according to an embodiment for solving the above problems includes a 3D printer that controls to print an artificial tooth composed of a plurality of slices, and data necessary for a printing operation of the 3D printer. and a server for learning an artificial neural network for learning and determining 3D model data from a target image of a tooth or initial 3D model data of the tooth using the learned artificial neural network, wherein the 3D printer determines The artificial tooth is printed according to 3D model data, and the artificial neural network may determine 3D model data in which items to be corrected are pre-reflected in consideration of deformation due to sintering applied to the artificial tooth.
상기 목표 이미지는, 상기 인공 치아에 의해 대체될 치아가 아닌 다른 위치의 치아에 대한 이미지를 포함할 수 있다.The target image may include an image of a tooth at a position other than the tooth to be replaced by the artificial tooth.
상기 서버는, 상기 교정할 사항을 선반영하여 상기 초기 3D 모델 데이터를 수정함으로써 상기 3D 모델 데이터를 결정할 수 있다.The server may determine the 3D model data by modifying the initial 3D model data by reflecting the items to be corrected in advance.
상기 서버는, 치아 이미지를 포함하는 학습 데이터를 획득하고, 상기 치아 이미지로부터 치아의 위치, 치아의 촬영 각도, 치아의 색상, 이미지 제공자의 연령 중 적어도 하나의 학습 인자를 추출하고, 추출된 학습 인자를 이용하여 상기 인공 신경망을 학습할 수 있다.The server obtains learning data including a tooth image, extracts at least one learning factor selected from the tooth position, the photographing angle of the tooth, the color of the tooth, and the age of the image provider from the tooth image, and extracts the extracted learning factor. The artificial neural network can be learned using
상기 서버는, 치아 이미지를 포함하는 학습 데이터를 획득하고, 상기 치아 이미지에 좌표 축 그래픽을 추가하고, 상기 좌표 축 그래픽이 추가된 치아 이미지를 이용하여 상기 인공 신경망을 학습할 수 있다. The server may acquire training data including a tooth image, add a coordinate axis graphic to the tooth image, and learn the artificial neural network using the tooth image to which the coordinate axis graphic is added.
상기 서버는, 치아 이미지 또는 초기 3D 모델 데이터를 포함하는 학습 데이터를 획득하고, 상기 치아 이미지 또는 상기 초기 3D 모델 데이터에 소성에 의해 변형되는 부분을 지시하는 마킹(marking)을 추가하고, 상기 마킹이 추가된 치아 이미지 또는 상기 초기 3D 모델 데이터를 이용하여 상기 인공 신경망을 학습할 수 있다.The server acquires learning data including a tooth image or initial 3D model data, adds a marking indicating a portion deformed by plasticity to the tooth image or the initial 3D model data, and The artificial neural network may be learned using the added tooth image or the initial 3D model data.
상기 서버는, 외부 통신 망을 통해 접속 가능한 중앙 서버로부터 학습 데이터를 수신하고, 상기 학습 데이터를 이용하여 상기 인공 신경망을 학습할 수 있다.The server may receive learning data from a central server accessible through an external communication network, and learn the artificial neural network using the learning data.
상기 서버는, 외부 통신 망을 통해 접속 가능한 중앙 서버로부터 학습된 인공 신경망의 파라미터 정보를 수신하고, 상기 파라미터 정보를 이용하여 상기 인공 신경망을 전이 학습할 수 있다.The server may receive parameter information of the learned artificial neural network from a central server accessible through an external communication network, and perform transfer learning of the artificial neural network using the parameter information.
또한, 상기한 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 3D(3-dimension) 프린팅 시스템에서 인공 치아를 3D 프린팅하는 방법은, 3D 프린터의 프린팅 동작을 위해 필요한 데이터를 위한 인공 신경망을 학습하는 단계, 상기 학습된 인공 신경망을 이용하여 치아에 대한 목표 이미지 또는 상기 치아 대한 초기 3D 모델 데이터로부터 3D 모델 데이터를 결정하는 단계, 및 상기 3D 모델 데이터에 따라, 복수의 슬라이스들로 구성된 인공 치아를 프린팅하는 단계를 포함하며, 상기 인공 신경망은, 상기 인공 치아에 가해지는 소성(sintering)에 의한 변형을 고려하여 교정할 사항이 선반영된 3D 모델 데이터를 결정할 수 있다.In addition, a method for 3D printing an artificial tooth in a 3D (3-dimension) printing system according to an embodiment for solving the above problems includes learning an artificial neural network for data necessary for a printing operation of a 3D printer, Determining 3D model data from a target image of a tooth or initial 3D model data of the tooth using the learned artificial neural network, and printing an artificial tooth composed of a plurality of slices according to the 3D model data Including, the artificial neural network, considering the deformation due to sintering (sintering) applied to the artificial tooth can determine the 3D model data to be corrected in advance.
또한, 상기한 과제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 전술한 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템을 이용하여 사물을 성형하는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체일 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium according to an embodiment for solving the above problems is a computer on which a computer program for performing a method of molding an object using the 3D printing system according to the above-described embodiment is recorded. It may be a recording medium that can be read by
본 명세서에 기재된 기술적 사항에 따라, 3D 프린팅 시스템은 인공 지능 알고리즘을 이용하여 대상 치아와 유사한 색상을 표현할 수 있는 슬라이스 색상 집합을 결정할 수 있다. According to the technical details described in this specification, the 3D printing system may determine a slice color set capable of expressing a color similar to that of a target tooth by using an artificial intelligence algorithm.
도 1은 일 실시 예에 따른 3D(3-dimension) 프린팅 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 3D 프린터(printer)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 직선 이동하는 사각 플레이트 상에 배치된 복수의 수조들을 포함하는 3D 프린터의 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 회전하는 원형 플레이트 상에 배치된 복수의 수조들의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 회전하는 사각 플레이트 상에 배치된 복수의 수조들의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에 적용 가능한 인공 신경망의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 3D 프린팅된 인공 치아의 소성 공정에 의한 형태 변화의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 3D 프린팅을 수행하기 위한 절차를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 상호 연동 가능한 로컬 3D 프린팅 시스템들의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a 3-dimension (3D) printing system according to an embodiment.
2A to 2D are diagrams illustrating a structure of a 3D printer in a 3D printing system according to an embodiment.
3A to 3C are diagrams illustrating an example of a structure of a 3D printer including a plurality of water tanks disposed on a rectangular plate moving linearly in a 3D printing system according to an embodiment.
4 is a diagram illustrating an example of a plurality of water tanks disposed on a rotating circular plate in a 3D printing system according to an embodiment.
5 is a view showing another example of a plurality of water tanks disposed on a rotating rectangular plate in a 3D printing system according to an embodiment.
6 is a diagram showing the structure of an artificial neural network applicable to a 3D printing system according to an embodiment.
7 is a diagram illustrating an example of a shape change by a firing process of a 3D printed artificial tooth in a 3D printing system according to an embodiment.
8 is a diagram illustrating a procedure for performing 3D printing in a 3D printing system according to an embodiment.
9 is a diagram showing the structure of local 3D printing systems interoperable in a 3D printing system according to an embodiment.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. The following merely illustrates the principle of the invention. Therefore, those skilled in the art can invent various devices that embody the principles of the invention and fall within the concept and scope of the invention, even though not explicitly described or shown herein. In addition, it should be understood that all conditional terms and embodiments listed in this specification are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the invention understood, and are not limited to such specifically listed embodiments and conditions. .
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The above objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the invention belongs will be able to easily implement the technical idea of the invention. .
명세서 및 청구범위에서 "제1", "제2", "제3" 및 "제4" 등의 용어는, 만약 있는 경우, 유사한 구성요소 사이의 구분을 위해 사용되며, 반드시 그렇지는 않지만 특정 순차 또는 발생 순서를 기술하기 위해 사용된다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시 예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 시퀀스로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 마찬가지로, 여기서 방법이 일련의 단계를 포함하는 것으로 기술되는 경우, 여기에 제시된 그러한 단계의 순서는 반드시 그러한 단계가 실행될 수 있는 순서인 것은 아니며, 임의의 기술된 단계는 생략될 수 있고/있거나 여기에 기술되지 않은 임의의 다른 단계가 그 방법에 부가 가능할 것이다. In the specification and claims, terms such as "first", "second", "third" and "fourth", if any, are used to distinguish between similar elements, but not necessarily in a particular sequence. Or used to describe the order of occurrence. It will be understood that the terminology so used is compatible with the embodiments of the invention described herein, under appropriate circumstances, such that, for example, they may operate in sequences other than those shown or described herein. Likewise, where a method is described herein as comprising a series of steps, the order of those steps presented herein is not necessarily the order in which those steps may be performed, and any recited steps may be omitted and/or here Any other step not described may be added to the method.
또한 명세서 및 청구범위의 "왼쪽", "오른쪽", "앞", "뒤", "상부", "바닥", "위에", "아래에" 등의 용어는, 설명을 위해 사용되는 것이며, 반드시 불변의 상대적 위치를 기술하기 위한 것은 아니다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시 예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 방향으로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 여기서 사용된 용어 "연결된"은 전기적 또는 비 전기적 방식으로 직접 또는 간접적으로 접속되는 것으로 정의된다. 여기서 서로 "인접하는" 것으로 기술된 대상은, 그 문구가 사용되는 문맥에 대해 적절하게, 서로 물리적으로 접촉하거나, 서로 근접하거나, 서로 동일한 일반적 범위 또는 영역에 있는 것일 수 있다. 여기서 "일실시 예에서"라는 문구의 존재는 반드시 그런 것은 아니지만 동일한 실시 예를 의미한다.In addition, terms such as "left", "right", "front", "rear", "top", "bottom", "above", "below" in the specification and claims are used for explanation, It is not necessarily intended to describe an invariant relative position. It will be understood that the terminology so used is interchangeable under appropriate circumstances such that the embodiments of the invention described herein may, for example, operate in directions other than those shown or described herein. As used herein, the term "connected" is defined as being directly or indirectly connected in an electrical or non-electrical manner. Objects described herein as "adjacent" to each other may be in physical contact with each other, in close proximity to each other, or in the same general scope or area as is appropriate for the context in which the phrase is used. The presence of the phrase “in one embodiment” herein refers to the same embodiment, although not necessarily.
또한 명세서 및 청구범위에서 '연결된다', '연결하는', '체결된다', '체결하는', '결합된다', '결합하는' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. In addition, in the specification and claims, 'connected', 'connected', 'engaged', 'fastened', 'coupled', 'coupled', etc., refer to various variations of these expressions directly with other components. It is used in the meaning of being connected or indirectly connected through other components.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "unit" for the components used in this specification are given or used together in consideration of ease of writing the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves.
또한 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Also, terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, 'comprise' and/or 'comprising' means that a stated component, step, operation, and/or element is the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.In addition, in describing the invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the invention may unnecessarily obscure the subject matter of the invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시 예에 따른 3D(3-dimension) 프린팅 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a 3-dimension (3D) printing system according to an embodiment.
도 1을 참고하면, 3D 프린팅 시스템은 3D 프린터(printer)(110), 학습 서버(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the 3D printing system includes a
3D 프린터(110)는 설정된 3D 모델 데이터에 기반하여 3D 프린팅을 수행하는 장치이다. 3D 프린터(110)는 광을 조사함으로써 혼합액을 경화시키는 과정을 통해 원하는 형태의 3D 형상을 프린팅한다. 3D 프린터(110)는 미리 저장된 3D 모델 데이터를 이용하거나 또는 외부로부터 입력되는 3D 모델 데이터를 이용할 수 있다. 예를 들어, 3D 프린터(110)는 학습 서버(120)로부터 제공되는 3D 모델 데이터에 기반하여 3D 프린팅을 수행할 수 있다.The
학습 서버(120)는 3D 프린터(110)에서 사용되는 3D 모델 데이터의 적어도 일부를 결정한다. 일 실시 예에 따라, 학습 서버(120)는 AI(Artificial Intelligence) 기반 알고리즘을 이용하여 3D 모델 데이터의 적어도 일부를 생성한다. 이를 위해, 학습 서버(120)는 학습 데이터를 획득하고, 머신 러닝(machine learning) 또는 딥 러닝(deep learning)을 수행할 수 있다. 또한, 학습 서버(120)는 학습된 알고리즘(예: 인공 신경망)을 이용하여 추론(inference)을 수행함으로써 3D 모델 데이터의 적어도 일부를 생성할 수 있다. 그리고, 학습 서버(120)는 생성된 3D 모델 데이터를 3D 프린터(110)로 제공한다. 이를 위해, 학습 서버(120)는 적어도 하나의 프로세서, 통신부, 저장부를 포함할 수 있고, 사용자와의 상호 작용을 위해 입력부, 출력부를 더 포함할 수 있다.The learning
일 실시 예에 따라, 3D 프린터(110) 및 학습 서버(120)는 같은 공간에 설치되어 유선 링크 또는 무선 링크 상에서 직접 연결을 형성할 수 있다. 형성된 연결을 통해, 3D 프린터(110) 및 학습 서버(120)는 필요한 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따라, 3D 프린터(110) 및 학습 서버(120)는 외부 망(예: 인터넷 망)을 통해 연결될 수 있다. 이 경우, 학습 서버(120)는 클라우드 서버의 형태로 구현될 수 있다.According to one embodiment, the
도 2a 내지 도 2d는 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 3D 프린터(printer)의 구조를 나타내는 도면이다. 2A to 2D are diagrams illustrating a structure of a 3D printer in a 3D printing system according to an embodiment.
도 2a 내지 도 2d를 참고하면, 일 실시 예에 따른 3D 프린터는 광조사부(230)에서 방출된 광을 조사받아 경화된 성형물을 지지하는 프린팅 베드(210), 프린팅 베드의 하부 및 광조사부(230)의 상부로 특정되는 프린팅 공간에 위치하며 파우더와 바인더가 혼합된 혼합액을 수용하는 적어도 하나의 수조를 포함하는 수조부(220), 수조의 하부에 위치하며 제어된 광을 조사하여 혼합액을 경화함으로써 성형물의 면-분할된 층을 생성하는 광조사부(230) 및 앞서 설명한 적어도 하나의 구성을 전자적으로 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 2A to 2D , the 3D printer according to an embodiment includes a
광조사부(230)는 경화성 광을 방출하는 광원(231)과 이를 반사하는 반사판(232)으로 구성될 수 있다. 또는 광조사부(230)는 별도의 반사판 없이 수조의 하면에 밀착하여 구비된 LED(light emission diode) 패널로 구성될 수도 있다. 수조의 하면(221)은 광투과성 필름으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 광조사부(230)에서 조사되는 경화성 광이 수조에 수용된 혼합액에 도달할 수 있다. 이에 따라, 광조사부(230)에서 조사된 광은 수조의 하면을 투과하여 수조에 수용된 혼합액을 경화할 수 있다. 혼합액의 광투과성이 낮기 때문에, 광조사부(230)에서 조사된 광에 따라 혼합액이 경화되어 생성된 성형물은 성형물의 면-분할된 층을 이루게 된다.The
일 실시 예에서, 경화된 성형물은 프린팅 베드(210)의 하면에 생성될 수 있다. 프린팅 베드(210)의 하면에 성형물의 면-분할된 층이 성형되기 위하여, 프린팅 베드(210)는 상하로 이동할 수 있다. 예를 들어 도 2b와 유사하게 프린팅 베드(210)가 수조의 하면에 소정의 거리를 두고 이격하여 위치하는 경우, 프린팅 베드(210)와 수조의 하면 사이에 소정의 거리에 따른 두께만큼 혼합액이 위치하게 된다. 광조사부(230)에서 방출된 경화성 광이 수조 하면으로 조사되는 경우, 혼합액이 경화되게 되고, 이에 따라 프린팅 베드(210)의 하면에 성형물의 면-분할된 층이 생성되게 된다.In one embodiment, the cured molding may be created on the lower surface of the
마찬가지 방식으로, 프린팅 베드(210)의 하면에 생성된 성형물의 면-분할된 층이 수조의 하면과 소정의 거리를 두고 위치하게 한 후, 수조의 하면에 경화성 광을 조사할 수 있다. 이에 따라 프린팅 베드(210)의 하면에 성형물의 면-분할된 층이 연속적으로 생성될 수 있다. 이를 반복함으로써, 성형물이 프린팅 베드(210)의 하면에 생성될 수 있다.In the same way, after the surface-divided layer of the molding produced on the lower surface of the
한편, 이와 같이 프린팅 베드(210)를 수조 내에서 상하 이동시키는 경우, 혼합액의 점성으로 인하여, 프린팅 베드(210)의 하면과 수조 하면 사이에 혼합액이 불균일하게 존재할 수 있다. 혼합액이 균일하게 존재하도록 일 실시 예에 따른 수조는 도 2c과 같이 교반부(222)를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 교반부는 판(plate)형상의 판체로 이루어진 블레이드(222a)를 포함할 수 있다. 블레이드는 수조내 혼합액의 표면을 고르게 하기 위하여 수조내 혼합액의 표면에서 직선 왕복 운동을 할 수 있다.Meanwhile, when the
교반부(222)는 직선 왕복 운동을 하기 위하여, 액츄에이터(224)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 액츄에이터(224)는 회전 운동에너지를 제공하는 모터일 수 있다. 모터의 회전력은 동력 전달부(223)를 통해 교반부(222)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 동력 전달부(223)는 볼 스크류를 포함할 수 있고, 교반부(222)는 스크류 관을 포함할 수 있다.The
한편, 전술한 바와 같이 수조 내에서 혼합액이 교반됨에 따라 하나의 수조에는 한가지 혼합액이 수용되게 된다. 이에 따라 성형물의 각 층을 다른 성분으로 형성하기 위하여는 혼합액을 변경할 필요가 존재한다. 예를 들어, 성형물의 각 층을 서로 다른 색으로 성형하고자 하는 경우, 각 층을 성형하기 전에 수조 내 혼합액을 매번 교체하여야 하게 된다.On the other hand, as the mixed solution is stirred in the tank as described above, one mixed solution is accommodated in one tank. Accordingly, it is necessary to change the mixed solution in order to form each layer of the molded product with different components. For example, if you want to mold each layer of the molded product in a different color, the mixed solution in the water bath must be replaced each time before molding each layer.
일 실시 예에 따른 3D 프린터의 수조부(220)는 복수의 수조를 포함하여 구성될 수 있다. 앞서, 단일 수조가 프린팅 베드(210)와 광조사부(230) 사이의 공간인 프린팅 공간에 위치하여 3D 프린터가 구성된 예가 도 2a 및 2d를 참고하여 설명되었다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 복수의 수조들를 포함하는 수조부(220)가 3D 프린터에 채택될 수도 있다.The
도 3a 내지 도 3c는 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 직선 이동하는 사각 플레이트 상에 배치된 복수의 수조들을 포함하는 3D 프린터의 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.3A to 3C are diagrams illustrating an example of a structure of a 3D printer including a plurality of water tanks disposed on a rectangular plate moving linearly in a 3D printing system according to an embodiment.
도 3a 내지 도 3c을 참고하면, 일 실시 예에 따른 수조부(220)는 복수의 수조를 포함할 수 있으며, 예를 들어 제1 수조(321), 제2 수조(322) 및 제3 수조(323)를 포함할 수 있다. 본 예에서는 3개의 수조가 포함되는 예를 설명하나, 수조의 개수는 제한되지 않는다. 또한 수조에 수용된 혼합액의 성분은 서로 다를 수 있다.3A to 3C , the
각 수조는 플레이트(320) 상에 수용될 수 있다. 수조의 하면에 경화성 광이 조사되도록, 수조가 위치되는 플레이트(320)의 영역은 광투과성 소재로 구성되어 있거나, 천공되어 실질적으로 뚫려 있을 수 있다.Each bath may be accommodated on a
도 3a 내지 도 3c의 예와 같이, 플레이트는 사각 형태일 수 있으며, 플레이트(320)의 일 부분이 3D 프린터의 프린팅 공간(310)에 위치될 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 제2 수조(322)가 프린팅 공간에 위치하는 예를 개념적으로 나타낸다. 프린팅 공간은 전술한 바와 같이 프린팅 베드(210)와 광조사부(230) 사이의 공간일 수 있다.As in the examples of FIGS. 3A to 3C , the plate may have a rectangular shape, and a portion of the
일 실시 예에서, 플레이트(330)는 좌우로 이동할 수 있다. 플레이트가 좌우로 이동하기 위하여, 수조부(220)는 기어, 벨트, 휠 등으로 구성되는 수조 이동 수단을 더 포함할 수 있다. 수조 이동 수단은 제어부의 제어에 따라 플레이트(330)를 이동시킴으로써 수조의 위치를 변경시킬 수 있다.In one embodiment, the plate 330 can move left and right. In order to move the plate left and right, the
플레이트(320)가 이동됨으로써 프린팅 공간에 위치하는 수조가 변경될 수 있다. 이에 따라, 일 실시 예에 따른 3D 프린터는 성형물의 각 층을 성형할 때 마다 각 층을 성형하기 위하여 사용되는 수조를 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 3b에 도시된 플레이트가 우측으로 이동하는 경우, 제2 수조(322)는 프린팅 공간(310)에서 벗어나고, 도 3c과 같이, 제1 수조(321)가 프린팅 공간(310)에 위치할 수 있다. 이에 따라, 프린팅 베드(210)는 제1 수조(321) 내부로 상하 이동할 수 있고, 광조사부(230)는 제1 수조(321)의 하면으로 경화성 광을 조사할 수 있다.As the
한편, 앞서 설명한 교반부(222)는 수조가 상기 프린팅 공간에 위치하는 경우에 한하여 액츄에이터(224)로부터 동력을 공급받을 수 있다. 일 실시 예에서, 수조마다 교반부(222)와 동력 전달부(223)가 구비되지만, 액츄에이터(224)는 프린팅 공간(310) 인근에 한 개만 구비될 수 있다. 예를 들어, 프린팅 공간(310)에 수조가 위치하는 경우 동력 전달부(223)와 액츄에이터(224)는 기계적으로 결합되고, 프린팅 공간(310)에 수조가 위치하지 않는 경우 동력 전달부(223)와 액츄에이터(224)는 기계적으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 동력 전달부(223)와 액츄에이터(224)는 기어 쌍와 클러치와 같은 분리 가능한 연결부를 통해 연결될 수 있다.Meanwhile, the stirring
이하 플레이트의 다른 실시 예에 대하여 설명한다. 도 4은 곡면의 형상을 가지는 플레이트(420)와 그에 구비된 복수의 수조를 도시하는 도면이다. 일 실시 예에 따른 수조부(220)는 원형 플레이트(420)와 그에 구비된 4개의 수조를 포함하여 구성될 수도 있다. 앞서 설명한 바와 같이 수조의 개수는 제한이 없으며, 수조에 수용된 혼합액의 성분은 서로 다를 수 있다.Another embodiment of the plate will be described below. 4 is a view showing a
원형 플레이트(420)는 원형 플레이트(420)를 회전시키기 위한 액츄에이터(430)를 포함할 수 있다. 이에 따라 원형 플레이트(420)는 회전함으로써 프린팅 공간(410)에 위치하는 수조(421)를 변경할 수 있다. 이에 따라, 일 실시 예에 따른 3D 프린터는 성형물의 각 층을 성형할 때 마다 각 층을 성형하기 위하여 사용되는 수조를 원형 플레이트(420)를 회전시킴으로써 변경할 수 있다.The
한편, 플레이트는 도 5와 같이 사각의 형상을 가지는 사각 플레이트(520)일 수 있다. 도 5는 사각 형상을 가지는 플레이트(520)와 그에 구비된 복수의 수조를 도시하는 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이 수조의 개수는 제한이 없으며, 수조에 수용된 혼합액의 성분은 서로 다를 수 있다. 사각 플레이트(520) 또한 액츄에이터(530)에 의하여 회전함으로써, 프린팅 공간(510)에 위치하는 수조(521)를 변경할 수 있다.Meanwhile, the plate may be a
도 3a 내지 도 5를 참고하여 설명한 바와 같이, 수조부(220)는 복수의 수조들을 포함할 수 있다. 복수의 수조들을 이용하여 성형 동작을 수행하기 위해, 수조부(220)가 회전 또는 이동함으로써 해당 수조가 프린팅 베드(210)와 정렬된다. 하지만, 다른 실시 예에 따라, 수조부(220)는 고정되어 있고, 프린팅 베드(210)가 이동함으로써 해당 수조와 정렬될 수 있다. 이를 위해, 프린팅 베드(210)를 이동시키기 위한 액츄에이터가 더 포함된다. 이 경우, 일 실시 예에 따라, 광조사부(230)는 프린팅 베드(210)와 함께 이동할 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따라, 광조사부(230)는 회전 가능한 반사판을 포함하고, 반사판의 자세(예: 각도, 높이 등)를 조절함으로써 성형 동작이 수행되는 수조에 광을 조사할 수 있다. 또는, 또 다른 실시 예에 따라, 복수의 수조들을 위한 복수의 광조사부들이 배치될 수도 있다.As described with reference to FIGS. 3A to 5 , the
도 2 내지 도 5를 참고하여 설명된 3D 프린터는, DLP(Digital Light Processing) 방식을 위한 구조를 가진다. DLP 방식은 광경화수지가 저장된 저장조의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되는 원리를 이용한 방식이다. 그러나, 다양한 실시 예들에 따라, DLP 방식 외에도, 열에 녹는 고체 플라스틱 소재를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가며 쌓는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식, 광경화수지에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식, SLA 방식에서 광경화수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하며 레이저 광선을 주사하여 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering) 방식 등 다른 방식에 따르는 3D 프린터가 본 발명의 다양한 실시 예들을 위해 사용될 수 있다.The 3D printer described with reference to FIGS. 2 to 5 has a structure for Digital Light Processing (DLP). The DLP method is a method using the principle of partially curing by irradiating light to the bottom of a storage tank in which a photocurable resin is stored. However, according to various embodiments, in addition to the DLP method, a Fused Deposition Modeling (FDM) method in which a solid plastic material that melts in heat is pulled out like a skein and melted little by little and stacked, a principle in which laser light is injected into a photocurable resin and the scanned part is cured According to other methods, such as SLA (Stereo Lithography Apparatus) method using SLA method and SLS (Selective Laser Sintering) method using the principle of using functional polymer or metal powder instead of photocurable resin and forming by scanning laser beam to solidify A 3D printer may be used for various embodiments of the present invention.
전술한 3D 프린터(110)는 학습 서버(120)와 상호 작용한다. 구체적으로, 학습 서버(120)는 학습 데이터에 기반하여 AI 알고리즘을 학습하고, 학습된 AI 알고리즘을 이용하여 생성된 3D 프린팅을 위한 데이터를 3D 프린터로 제공한다. 여기서, AI는 인간의 지능으로 가능한 사고, 학습 및 분석 등을 컴퓨터 등의 기계가 수행하는 것을 의미한다. 최근 이러한 AI를 3D 프린팅 산업에 접목하는 기술이 증가하고 있는 실정이다. AI를 구현하기 위해, 인공 신경망(Artificial Neural Network, ANN)이 널리 사용된다. 본 발명에 적용 가능한 인공 신경망의 일 예는 이하 도 6과 같다.The
도 6은 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에 적용 가능한 인공 신경망의 구조를 나타내는 도면이다. 도 6을 참고하면, 인공 신경망은 입력 계층(input layer)(610), 적어도 하나의 은닉 계층(hidden layer)(620), 출력 계층(output layer)(630)으로 이루어진다. 계층들(610, 620, 630) 각각은 복수의 노드(node)들로 구성되어 있으며, 노드들 각각은 이전 계층에 속한 적어도 하나의 노드의 출력과 연결되어 있다. 각 노드는 이전 계층의 노드들의 각 출력 값과 그에 상응하는 연결 가중치(weight)를 내적(inner product)한 값에 바이어스(bias)를 더한 후, 비선형(non-linear)인 활성화 함수(activation function)와 곱한 출력 값을 다음 계층의 적어도 하나의 뉴런에게 전달한다. 6 is a diagram showing the structure of an artificial neural network applicable to a 3D printing system according to an embodiment. Referring to FIG. 6 , an artificial neural network includes an
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용되는 인공 신경망 모델은 완전 합성곱 신경망(fully convolutional neural network), 합성곱 신경망(convolutional neural network, CNN), 순환 신경망(recurrent neural network, RNN), 제한 볼츠만 머신(restricted Boltzmann machine, RBM) 및 심층 신뢰 신경망(deep belief neural network, DBN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 딥러닝 이외의 머신 러닝 방법도 포함할 수 있다. 또는 딥러닝과 머신 러닝을 결합한 하이브리드 형태의 모델도 포함할 수 있다. 예컨대, 딥러닝 기반의 모델을 적용하여 영상의 특징을 추출하고, 상기 추출된 특징에 기초하여 영상을 분류하거나 인식할 때는 머신 러닝 기반의 모델을 적용할 수도 있다. 머신 러닝 기반의 모델은 서포트 벡터 머신(support vector machine, SVM), 에이다부스트(AdaBoost) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Artificial neural network models used in various embodiments of the present invention include a fully convolutional neural network, a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), and a restricted Boltzmann machine. It may include at least one of a Boltzmann machine (RBM) and a deep belief neural network (DBN), but is not limited thereto. Alternatively, machine learning methods other than deep learning may also be included. Alternatively, a hybrid model combining deep learning and machine learning may also be included. For example, a deep learning-based model may be applied to extract features of an image, and a machine learning-based model may be applied when the image is classified or recognized based on the extracted features. The machine learning-based model may include a support vector machine (SVM), AdaBoost, and the like, but is not limited thereto.
전술한 구조의 3D 프린터를 이용하여 3D 프린팅을 수행하는 경우, 광의 조사에 따라 혼합액이 경화되며, 이러한 조사 및 경화의 과정을 통해 하나의 슬라이스(slice)가 생성된다. 형성된 슬라이스를 다시 혼합액에 접촉시키고 경화시킴으로써, 새로운 슬라이스가 적층적으로 생성된다. 이러한 광 조사 및 경화의 과정을 반복적으로 수행하면, 복수의 슬라이스들이 적층됨에 따라, 인공 치아가 형성된다.When 3D printing is performed using the 3D printer having the above-described structure, the mixed solution is cured according to light irradiation, and one slice is created through the process of irradiation and curing. By bringing the formed slices into contact with the liquid mixture again and curing, new slices are produced layer by layer. When the process of light irradiation and curing is repeatedly performed, an artificial tooth is formed as a plurality of slices are stacked.
3D 프린팅된 인공 치아는 이후 소성(sintering) 공정을 거친다. 소성은 분말과 같은 비표면적이 넓은 입자들을 더욱 치밀한 덩어리를 만들기 위해 충분한 온도와 압력을 가하는 공정을 의미한다. 소성 공정을 통해, 재료의 밀도나 기공도, 기공의 크기와 크기 분포가 조절될 수 있으며, 최종적으로 원하는 재료의 물성이 구현될 수 있다. 소성 공정을 통해 물성이 개선될 수 있으나, 도 7과 같이, 형상의 변화가 발생하는 것이 일반적이다. The 3D printed artificial tooth then goes through a sintering process. Firing refers to a process of applying sufficient temperature and pressure to make particles having a large specific surface area, such as powder, into a more dense mass. Through the firing process, the density, porosity, pore size and size distribution of the material can be adjusted, and finally, desired material properties can be realized. Physical properties may be improved through the firing process, but as shown in FIG. 7 , it is common that a change in shape occurs.
도 7은 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 3D 프린팅된 인공 치아의 소성 공정에 의한 형태 변화의 예를 나타내는 도면이다. 도 7을 참고하면, 3D 프린팅된 인공 치아(702)에 대해 소성 공정이 수행된다. 소성된 인공 치아(704)는 다양한 변형을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소성 전 인공 치아(702)에 비하여, 소성된 인공 치아(704)는 x축, y축 또는 z축 중 적어도 하나의 축에서 더 짧은 길이를 가질 수 있다. 또한, 전체가 아니라 일부에 대하여 부분적인 형상 변화, 즉, 축소, 비틀어짐 등이 발생할 수 있다.7 is a diagram illustrating an example of a shape change by a firing process of a 3D printed artificial tooth in a 3D printing system according to an embodiment. Referring to FIG. 7 , a firing process is performed on the 3D printed
도 7의 예와 같은 소성 공정에 의한 형태 변화를 사후적으로 교정하는 것은 쉽지 아니하다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 소성 공정에 의한 변화를 미리 반영함으로써, 왜곡을 고려하여 교정할 사항이 선반영된 형상으로 인공 치아가 3D 프린팅될 수 있다. 이를 위해, 왜곡을 고려하여 교정할 사항이 선반영하도록 설계된 3D 모델 데이터가 사용되며, 이러한 3D 모델 데이터를 생성하고 3D 프린팅을 수행하기 위한 절차는 이하 도 8과 같다.It is not easy to correct the shape change by the firing process as shown in the example of FIG. 7 ex post facto. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the artificial tooth may be 3D printed in a shape in which the correction items are pre-applied in consideration of the distortion by reflecting the change due to the firing process in advance. To this end, 3D model data designed to reflect the correction in consideration of distortion is used, and a procedure for generating the 3D model data and performing 3D printing is shown in FIG. 8 below.
도 8은 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 3D 프린팅을 수행하기 위한 절차를 나타내는 도면이다. 즉, 도 8은 소성 전 인공 치아 이미지 및 소성 후 인공 치아 이미지의 연관 관계를 나타내는 신경망 모델을 이용해서 현재 소성 전 인공 치아 이미지로부터 소성에 의한 왜곡을 고려하여 교정할 사항이 선반영된 3D 프린팅 데이터를 생성하고, 이에 기반하여 3D 프린팅을 수행하는 절차의 일 예이다. 도 8은 3D 프린터(110) 및 학습 서버(120)의 동작 및 신호 교환을 예시한다.8 is a diagram illustrating a procedure for performing 3D printing in a 3D printing system according to an embodiment. That is, FIG. 8 shows 3D printing data in which items to be corrected are pre-reflected in consideration of distortion due to firing from a current pre-firing artificial tooth image using a neural network model showing a correlation between an artificial tooth image before firing and an artificial tooth image after firing. This is an example of a procedure for generating and performing 3D printing based thereon. 8 illustrates the operation and signal exchange of the
도 8을 참고하면, S801 단계에서, 학습 서버(120)는 학습 데이터를 획득한다. 학습 데이터는 이하 S803 단계에서 3D 매핑 모델을 생성하기 위한 입력 데이터 세트이다. 예를 들어, 입력 데이터 세트는 소성 전 인공 치아 이미지 및 소성 후 인공 치아 이미지를 포함할 수 있다. 여기서, 이미지는 2D 또는 3D 이미지의 형식을 가질 수 있다. 예를 들어, 2D 이미지로서, 인공 치아 3D 출력물의 소성 전 이미지, 인공치아 3D 출력물의 소성 후 이미지가 사용될 수 있다. 또는, 3D 이미지로서, 인공 치아 3D 출력물의 소성 전 이미지, 인공치아 3D 출력물의 소성 후 이미지가 사용될 수 있다. 여기서, 2D 또는 3D 이미지로서, 인공 치아 3D 출력물의 소성 전 이미지 대신 인공 치아 3D 출력물을 생성하기 위한 모델링 데이터의 2D 이미지 또는 3D 이미지가 사용될 수도 있다. 여기서, 소성 전 이미지는 소성에 따라 발생하는 왜곡이 선반영된 3D 모델링 데이터 또는 3D 출력물에 대한 2D 또는 3D 이미지일 수 있다.Referring to FIG. 8 , in step S801, the learning
추가적으로, 입력 데이터 세트는 소성 조건에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 소성 조건에 대한 정보는 온도, 시간, 소성 대상 인공 치아의 재료 성분비, 소성 대상 인공 치아의 제작 방법 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 나아가, 입력 데이터 세트는 부가 정보(예: 인공 치아를 구성하는 재료, 프린팅을 위해 사용된 방식, 3D 프린터 종류, 3D 프린터 모델명 등)를 더 포함할 수 있다.Additionally, the input data set may further contain information about firing conditions. The information on the firing conditions may include at least one of temperature, time, material component ratio of the artificial tooth to be fired, and a manufacturing method of the artificial tooth to be fired. Furthermore, the input data set may further include additional information (eg, material constituting the artificial tooth, method used for printing, type of 3D printer, model name of the 3D printer, etc.).
S803 단계에서, 학습 서버(120)는 3D 매핑 모델을 생성한다. 학습 서버(120)는 입력 데이터 세트를 이용하여 인공 치아 3D 매핑 모델을 생성한다. 여기서, 3D 매핑 모델은 AI 알고리즘에 기반한 인공 신경망 네트워크 모델로서, 목표가 되는 치아 이미지 등을 입력으로서 이용하여 3D 프린팅을 위한 3D 모델 데이터를 추론하는 알고리즘이다. 다시 말해, 학습 서버(120)는 학습 데이터를 이용하여 학습(예: 머신 러닝, 딥 러닝)을 수행한다. 이때, 소성 전 인공 치아 이미지 및 소성 후 인공 치아 이미지는 동일 방향, 동일 길이로 전처리될 수 있다. 예를 들어, 대상 치아 이미지와 슬라이스 색상 집합은 동일 좌표계에서 표현되며, 각 좌표계에서의 대응되는 지점들은 서로 대응되는 부분을 표현할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 학습되는 인공 신경망 모델은 CNN(convolutional neural network) 모델을 포함할 수 있다.In step S803, the learning
S805 단계에서, 학습 서버(120)는 목표 이미지 및 소성 조건 정보를 수신한다. 예를 들어, 목표 이미지는 인공 치아로 대체될 치아에 관련된 이미지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 목표 이미지는 3D 프린팅 하고자 하는 인공 치아로 대체될 치아(예: 왼쪽 둘째 작은 어금니를 인공 치아로 제작하고자 하는 경우 왼쪽 둘째 작은 어금니) 또는 동일인의 다른 치아(예: 왼쪽 둘째 작은 어금니를 인공 치아로 제작하고자 하는 경우 왼쪽 둘째 작은 어금니가 아닌 다른 치아)에 대한 이미지를 포함한다. 여기서 다른 치아는 대상 치아와 대칭되는 치아(예: 왼쪽 둘째 작은 어금니를 인공 치아로 제작하고자 하는 경우 오른쪽 둘째 작은 어금니) 또는 인접한 치아(예: 왼쪽 둘째 작은 어금니를 인공 치아로 제작하고자 하는 경우 왼쪽 첫째 작은 어금니 또는 왼쪽 첫째 큰 어금니) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 8에 도시되지 아니하였으나, 치아 이미지에 더하여, 3D 모델 데이터를 생성하기 위한 추론 동작에 필요한 부가 정보가 더 수신될 수 있다.In step S805, the learning
S807 단계에서, 학습 서버(120)는 3D 모델 데이터를 생성한다. 학습 서버(120)는 3D 매핑 모델을 이용하여 치아 이미지로부터 3D 모델 데이터를 추론한다. 예를 들어, 학습 서버(120)는 3D 매핑 모델을 이용하여 치아 이미지로부터 소성 전 인공 치아 이미지를 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 소성 전 인공 치아 이미지는 소성이 수행되기 전의 인공 치아 3D 출력물의 2D 이미지 또는 3D 이미지이거나, 인공 치아 3D 출력물을 생성하기 위한 모델링 데이터의 2D 이미지 또는 3D 이미지일 수 있다. 소성 전 인공 치아 이미지가 소성이 수행되기 전의 인공 치아 3D 출력물의 2D 이미지 또는 3D 이미지인 경우, 그에 대응되는 3D 모델링 데이터가 결과값으로서 추론될 수 있다.In step S807, the learning
구체적으로, 학습 서버(120)는 치아 이미지를 인공 신경망의 구조에 따른 입력 데이터로 변환하고, 입력 데이터를 인공 신경망에 입력함으로써 3D 모델 데이터를 획득할 수 있다. 다시 말해, 학습 서버(120)는 대상 치아 이미지를 인공 치아 3D 매핑 모델에 입력함으로써, 대응되는 3D 모델 데이터를 결과물로서 획득할 수 있다. 여기서, 3D 모델 데이터는 3D 프린팅을 위한 설계도로서, 소성 전의 모델링 이미지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모델링 이미지는 소성에 의한 형태 변경 이전의 인공 치아 이미지로서, 2D 또는 3D 형식을 가질 수 있다. 3D 매핑 모델을 이용함으로써, 소성에 의한 다양한 변형, 구체적인 예로, 특정 축(예: 도 7의 z 축)의 길이 축소, 일부의 뒤틀림, 변색 등을 고려한 3D 모델 데이터가 얻어질 수 있다.Specifically, the learning
S809 단계에서, 학습 서버(120)는 3D 프린터(110)로 3D 모델 데이터를 송신한다. S811 단계에서, 3D 프린터(110)는 3D 프린팅을 수행한다. 이때, 3D 프린터(110)는 학습 서버(120)로부터 제공된 3D 모델 데이터에 기반하여 3D 프린팅을 수행한다.In step S809, the learning
도 8을 참고하여 설명한 절차에서, 학습 서버(120)는 학습 데이터를 이용하여 3D 매핑 모델을 생성한다. 학습을 위하여, 학습 서버(120)는 학습 데이터에 포함된 치아 이미지로부터 학습 인자(factor)들을 추출할 수 있다. 예를 들어, 학습 인자들은 이미지에 표현된 치아의 위치, 치아의 촬영 각도, 치아의 색상, 이미지 제공자의 연령 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 만일, 추출하고자 하는 학습 인자가 부가 정보로서 제공된 경우, 추출 동작은 생략될 수 있다. In the procedure described with reference to FIG. 8 , the learning
도 8을 참고하여 설명한 절차에서, 학습 서버(120)는 획득된 학습 데이터를 이용하여 3D 매핑 모델을 생성한다. 이때, 추가적으로, 학습 데이터에 포함된 이미지들(예: 소성 전 이미지, 소성 후 이미지)는 효과적은 학습을 위해 전처리될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 소성 전 이미지, 소성 후 이미지를 동일 좌표계에서 정렬 및 대조하기 용이하도록, 각 이미지에 좌표 축 그래픽이 추가될 수 있다. 이 경우, 3D 모델 데이터의 생성 시에도, 목표 이미지에 대하여 유사한 전처리가 수행될 수 있다. 즉, S807 단계의 수행에 앞서, 목표 이미지에 좌표 축 그래픽이 추가될 수 있다. 전처리 동작은 학습 서버(120)에 의해 수행되거나 또는 별도의 장치에서 수행될 수 있다. 전처리 동작을 위한 별도의 AI 알고리즘이 사용될 수 있다. In the procedure described with reference to FIG. 8 , the learning
또한, 다른 실시 예에 따라, 소성 전 이미지, 소성 후 이미지를 비교하여 변형이 존재하는 부분을 지시하는 마킹(marking)이 추가될 수 있다. 예를 들어, 마킹은 소성 전 이미지에 소성에 의해 변형되는 부분을 미리 정의된 색상으로 칠하는 방식으로 수행될 수 있다. 이때, 시스템은 변형의 정도에 따른 레벨을 정의하고, 레벨에 따라 색상의 값이 다르게 할당될 수 있다. 이때, 색상은 일정 투명도를 가지고 칠해질 수 있다. 전처리 동작은 학습 서버(120)에 의해 수행되거나 또는 별도의 장치에서 수행될 수 있다. 전처리 동작을 위한 별도의 AI 알고리즘이 사용될 수 있다.In addition, according to another embodiment, a marking indicating a portion where deformation exists may be added by comparing an image before firing and an image after firing. For example, marking may be performed by painting a portion deformed by firing in a pre-firing image in a predefined color. At this time, the system may define a level according to the degree of deformation, and different color values may be allocated according to the level. At this time, the color may be painted with a certain transparency. The pre-processing operation may be performed by the learning
도 8을 참고하여 설명한 절차에서, 학습 서버(120)는 소성에 따른 왜곡이 선반영된 소성 전 이미지(예: 3D 출력물의 2D 이미지 또는 3D 이미지, 또는 3D 출력을 위한 3D 모델의 2D 이미지 또는 3D 이미지)와 그에 따른 인공 치아 3D 출력물의 소성 후 이미지(예: 2D 이미지 또는 3D 이미지)로 3D 매핑 모델을 생성하고, 생성된 3D 매핑 모델과 입력받은 치아 이미지를 이용하여 입력된 치아 이미지를 생성하기 위한 3D 모델 데이터가 생성될 수 있음이 설명되었다.In the procedure described with reference to FIG. 8 , the learning
한편, 일 실시 예에서는, 학습 서버(120)는 소성에 따른 왜곡이 반영되지 않은 소성 전 이미지(예: 3D 출력물의 2D 이미지 또는 3D 이미지, 또는 3D 출력을 위한 3D 모델의 2D 이미지 또는 3D 이미지)와 그에 따른 인공 치아 3D 출력물의 소성 후 이미지(예: 2D 이미지 또는 3D 이미지)를 신경망 모델의 학습 입력 쌍으로서 입력하여 3D 매핑 모델을 생성할 수 있다. 그리고, 이와 같이 생성된 3D 매핑 모델과 입력되는 치아 이미지를 이용하여, 입력된 치아 이미지를 생성하기 위한 3D 모델 데이터가 생성될 수도 있다. 이와 같은 학습 입력 쌍은 소성에 따른 왜곡을 선반영하고 있지 않기 때문에, 소성 후 부적격으로 결정된 소성 결과물들에 대한 입력 쌍을 포함할 수 있다. 그러나, 이와 같은 입력 쌍도 소성 시 소성물에 발현되는 특징(예: 소성에 의한 왜곡)을 포함하는 점에서, 신경망으로 구성되는 3D 매핑 모델을 학습시키기 위한 유효한 입력 쌍으로서 사용될 수 있다. 따라서, 도 8의 3D 매핑 모델 생성 단계(S803)는 왜곡이 선반영된 학습 입력 쌍만을 이용하여 수행되거나, 왜곡이 반영되지 않은 학습 입력 쌍만을 이용하여 수행되거나, 또는 왜곡이 선반영된 학습 입력 쌍과 왜곡이 반영되지 않은 학습 입력 쌍을 소정의 비율로 섞어서 생성된 학습 입력 쌍을 이용하여 수행될 수 있다. 이 경우, 학습 입력 쌍은 왜곡이 선반영된 학습 입력 쌍과 왜곡이 반영되지 않은 학습 입력 쌍을 구분하는 정보로 라벨링될 수 있다.On the other hand, in one embodiment, the learning
도 8을 참고하여 설명한 절차에서, 학습 서버(120)는 수신된 치아 이미지로부터 3D 모델 데이터를 추론한다. 여기서, 3D 모델 데이터는 소성에 의한 변형을 선반영한 인공 치아의 형상을 표현한다. 이는 소성에 의한 변형을 고려하지 않은 3D 모델 데이터를 1차적으로 생성하고, 1차적으로 생성된 초기 3D 모델 데이터를 수정함으로써 결정될 수도 있다. In the procedure described with reference to FIG. 8 , the learning
따라서, 다른 실시 예에 따라, 학습 서버(120)의 추론을 위한 입력 데이터로서, 치아 이미지가 아닌 소성을 고려하지 아니한 3D 모델 데이터, 즉, 초기 3D 모델 데이터가 사용될 수 있다. 즉, 대상 치아 이미지가 초기 3D 모델 데이터로 대체될 수 있다. 이 경우, 학습 서버(120)는 초기 3D 모델 데이터에 따라 생성된 소성 전의 3D 출력물이 소성에 따라 변형되는 왜곡을, 초기 3D 모델 데이터에 선반영하여 수정할 수 있다. 즉, 3D 매핑 모델은 초기 3D 모델 데이터를 수정함으로써 소성을 고려한 3D 모델 데이터를 생성하기 위한 신경망 모델일 수 있다. Therefore, according to another embodiment, 3D model data that does not consider plasticity other than the tooth image, ie, initial 3D model data, may be used as input data for reasoning of the learning
이러한 신경망 모델을 만들기 위해, 3D 매핑 모델의 학습 시, 소성을 고려함 없이 설계된 3D 모델 데이터가 학습 데이터로서 사용될 수 있으며, 부가적으로, 해당 치아를 촬영한 이미지가 더 사용될 수 있다. 이러한 실시 예에 따르는 경우, 소정을 고려하지 않고 이미 생성된 3D 모델 데이터를 수정함으로써, 새롭게 치아 이미지를 획득하지 않고 기존의 3D 모델 데이터가 본 발명의 실시에 활용될 수 있다.In order to create such a neural network model, when learning a 3D mapping model, 3D model data designed without considering plasticity may be used as learning data, and additionally, an image of a corresponding tooth may be further used. According to this embodiment, existing 3D model data can be utilized in the practice of the present invention without newly obtaining a tooth image by modifying already generated 3D model data without considering a predetermined value.
도 8을 참고하여 설명한 절차에서, 학습 서버(120)는 3D 프린터(110)에게 3D 모델 데이터를 제공함으로써, 3D 프린터(110)가 3D 모델 데이터에 기반하여 인공 치아를 프린팅하도록 한다. 이때, 추가적으로, 학습 서버(120)가 3D 프린터(110)에게 3D 모델 데이터를 제공하기에 앞서, 3D 매핑 모델을 이용하여 추론된 3D 모델 데이터에 대한 검증 절차가 수행될 수 있다. 예를 들어, 검증 절차는 결정된 3D 모델 데이터에 기반하여 추정된 프린팅된 인공 치아의 예상 결과에 기반하여 이루어질 수 있다.In the procedure described with reference to FIG. 8 , the learning
일 실시 예에 따라, 학습 서버(120)는 이미지 비교에 기반하여 검증을 수행할 수 있다. 이를 위해, 학습 서버(120)는 3D 모델 데이터에 기반하여 인공 치아의 예상 결과 이미지를 생성한다. 그리고, 학습 서버(120)는 S805 단계에서 수신된 목표 이미지와 예상 결과 이미지를 비교한다. 비교를 통해 확인하고자 하는 사항은 프린팅된 인공 치아가 목표 이미지에 표현된 인공 치아보다 작지 않은지 여부이다. 일반적으로, 소성 공정을 거치면 인공 치아가 축소된다. 따라서, 프린팅된 인공 치아는 목표 이미지에 표현된 결과물보다 작지 아니함이 바람직하다. According to an embodiment, the learning
이러한 비교를 위해, 학습 서버(120)는 예상 결과 이미지 및 목표 이미지 각각으로부터 평가 지표들을 추출한다. 예를 들어, 지표는 특정 지점들 간 거리, 특정 영역의 면적 등을 포함할 수 있다. 3D 이미지가 사용되는 경우, 비교를 위해 미리 정의된 적어도 하나의 지점 및 치아 중심 간 거리가 지표로서 측정될 수 있다. 2D 이미지가 사용되는 경우, 치아 표면 상 미리 정의된 적어도 하나의 영역의 면적, 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 지표로서 측정될 수 있다. 예상 결과 이미지에서 측정된 지표가 목표 이미지에서 측정된 지표보다 크면, 학습 서버(120)는 추론된 3D 모델 데이터가 적절하다고 판단하고, 3D 프린터(110)에게 3D 모델 데이터를 송신한다.For this comparison, the learning
전술한 검증 절차에 대한 설명에서, 3D 매핑 모델을 이용하여 한 셋트의 3D 모델 데이터가 추론되는 것이 전제되었다. 하지만, 3D 매핑 모델의 구조에 따라, 복수 셋트들의 3D 모델 데이터가 추론될 수 있다. 이 경우, 전술한 검증 동작은 복수의 셋트들 중 하나를 선택하는 동작으로서 활용될 수 있다. 즉, 검증 기준(예: 예상 결과 이미지에서 측정된 지표가 목표 이미지에서 측정된 지표보다 클 것)을 충족하지 못하는 셋트를 제외함으로써, 적절한 하나의 셋트가 선택될 수 있다.In the description of the verification procedure described above, it is assumed that a set of 3D model data is inferred using a 3D mapping model. However, depending on the structure of the 3D mapping model, multiple sets of 3D model data can be inferred. In this case, the above-described verification operation may be utilized as an operation of selecting one of a plurality of sets. That is, by excluding sets that do not satisfy the verification criterion (eg, the index measured in the expected result image is greater than the index measured in the target image), an appropriate set may be selected.
나아가, 3D 매핑 모델을 이용하여 결정된 3D 모델 데이터를 다시 3D 매핑 모델의 입력으로 이용함으로써 도출되는 예상 결과 이미지가 다수 개 도출될 수도 있다. 이러한 경우, 충족 여부는 예상 결과 이미지의 총 개수 중에 충족 조건을 만족하는 이미지의 개수에 기반하여 결정될 수 있으며, 충족 가능성 지표는 퍼센티지 형태로 표현될 수 있다. 이러한 경우 전술한 적절한 하나의 셋트는 충족 퍼센티지가 가장 높은 세트로 결정될 수 있다.Furthermore, a plurality of expected result images may be derived by using the 3D model data determined using the 3D mapping model as an input of the 3D mapping model again. In this case, the satisfaction may be determined based on the number of images satisfying the satisfaction condition among the total number of expected result images, and the satisfaction index may be expressed in a percentage form. In this case, one suitable set described above may be determined as a set having the highest satisfaction percentage.
도 8을 참고하여 설명한 절차에서, 학습 서버(120)는 이미지, 소정 조건 등을 포함하는 학습 데이터를 이용하여 학습을 수행한다. 다른 실시 예에 따라, 학습 서버(120)는 도 8의 절차를 통해 프린팅된 인공 치아의 소성 이후에 발생한 정보를 이용하여 추가적인 학습을 수행할 수 있다. 소성 이후에 발생한 정보를 획득하기 위해, 별도의 장치(이하 '피드백 장치')가 더 사용될 수 있다.In the procedure described with reference to FIG. 8 , the learning
피드백 장치는 소성된 인공 치아의 이미지를 획득하고, 학습 서버(120)로 송신한다. 예를 들어, 피드백 장치는 통신 망에 접속 가능한 장치로서, 피드백 장치의 사용자의 조작(예: 촬영, 오프라인 입력 등)에 의해 소성된 인공 치아의 이미지(이하 '결과 이미지'라 칭함)를 획득할 수 있다. 결과 이미지를 수신한 후, 학습 서버(120)는 S805 단계에서 수신한 목표 이미지와 결과 이미지를 비교한다. 비교 결과, 목표 이미지와 결과 이미지 간 오차가 임계치 보다 크면, 학습 서버(120)는 해당 인공 치아를 프린팅하기 위해 생성한 3D 모델 데이터 및 결과 이미지를 이용하여 추가 학습을 수행한다. 여기서, 목표 이미지와 결과 이미지 간 오차는 전술한 검증 절차에서 사용하는 지표를 이용하여 평가될 수 있다.The feedback device acquires an image of the fired artificial tooth and transmits it to the
도 9는 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템에서 상호 연동 가능한 로컬 3D 프린팅 시스템들의 구조를 나타내는 도면이다. 도 9은 복수의 3D 프린팅 시스템들이 존재하는 경우를 예시한다.9 is a diagram illustrating a structure of local 3D printing systems interoperable in a 3D printing system according to an embodiment. 9 illustrates a case in which a plurality of 3D printing systems exist.
도 9를 참고하면, 복수의 로컬 3D 프린팅 시스템들(910a, 910b, 910c)이 통신 망을 통해 중앙 서버(920)와 연결될 수 있다. 복수의 로컬 3D 프린팅 시스템들(910a, 910b, 910c) 각각은 도 1의 3D 프린팅 시스템에 해당하며, 적어도 하나의 학습 서버 및 적어도 하나의 3D 프린터를 포함한다.Referring to FIG. 9 , a plurality of local
일 실시 예에 따라, 중앙 서버(920)는 AI 알고리즘의 학습에 사용하기 위한 학습 데이터를 제공할 수 있다. 즉, 새로운 로컬 3D 프린팅 시스템이 설치되면, 중앙 서버(920)는 새로운 로컬 3D 프린팅 시스템에게 학습 데이터를 제공함으로써, 빠르게 사용 가능한 상태에 도달하도록 도움을 줄 수 있다. 중앙 서버(920)에 저장된 학습 데이터는 서비스의 제공자에 의해 제공될 수 있다. 또는, 중앙 서버(920)는 로컬 3D 프린팅 시스템들(910a, 910b, 910c)에서 업로드된 데이터를 학습 데이터로서 저장할 수 있다. According to an embodiment, the
일 실시 예에 따라, 중앙 서버(920)는 전이 학습(transfer learning)을 지원할 수 있다. 전이 학습은 이미 학습된 AI 알고리즘의 파라미터를 이용하여 학습을 수행하는 학습 방식이다. 중앙 서버(920)는 로컬 3D 프린팅 시스템들(910a, 910b, 910c)로부터 학습된 인공 신경망의 파라미터들(예: 가중치)을 수신하고, 수신된 파라미터들을 학습을 수행하고자 하는 로컬 3D 프린팅 시스템에게 송신할 수 있다.According to an embodiment, the
다른 실시 예에 따라, 3D 프린팅 시스템들(910a, 910b, 910c) 각각에 학습 서버가 포함되는 것을 대신하여, 중앙 서버(920)가 3D 프린팅 시스템들(910a, 910b, 910c) 각각에 포함된 3D 프린터를 위한 학습 서버의 기능을 통합적으로 수행할 수 있다. 이 경우, 복수의 로컬 3D 프린팅 시스템들 간 3D 매핑 모델을 위한 인공 신경망이 공유될 수 있다.According to another embodiment, instead of the learning server being included in each of the
앞서 설명된 일 실시 예에 따른 3D 프린팅 시스템는 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예에 따라 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The 3D printing system according to one embodiment described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured according to embodiments or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler.
앞선 실시 예에 대한 설명에서 참조된 도면 각각은 설명의 편의를 위해 도시된 일 실시 예에 불과하며, 각 화면에 표시된 정보들의 항목, 내용과 이미지들은 다양한 형태로 변형되어 표시될 수 있다.Each of the drawings referred to in the description of the previous embodiment is only one embodiment shown for convenience of explanation, and items, contents and images of information displayed on each screen may be modified and displayed in various forms.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.
Claims (10)
복수의 슬라이스들로 구성된 인공 치아를 프린팅하도록 제어하는 3D 프린터; 및
상기 3D 프린터의 프린팅 동작을 위해 필요한 데이터를 위한 인공 신경망을 학습하고, 상기 학습된 인공 신경망을 이용하여 치아에 대한 목표 이미지 또는 상기 치아에 대한 초기 3D 모델 데이터로부터 3D 모델 데이터를 결정하는 서버를 포함하며,
상기 3D 프린터는, 상기 서버에 의해 결정된 3D 모델 데이터에 따라 상기 인공 치아를 프린팅하며,
상기 인공 신경망은, 상기 인공 치아에 가해지는 소성(sintering)에 의한 변형을 고려하여 교정할 사항이 선반영된 3D 모델 데이터를 결정하고,
상기 복수의 슬라이스들은, 제1 슬라이스 및 제2 슬라이스를 포함하고,
상기 제1 슬라이스는, 제1 혼합액에 대한 접촉, 광의 조사에 따른 상기 제1 혼합액의 경화에 의해 생성되고,
상기 제2 슬라이스는, 제2 혼합액에 대한 접촉, 상기 광의 조사에 따른 상기 제2 혼합액의 경화에 의해 생성되고,
상기 소성은, 상기 프린팅된 치아에 대하여 지정된 온도 및 지정된 압력을 가하는 동작을 포함하는 3D 프린팅 시스템
In a 3-dimension (3D) printing system,
A 3D printer that controls to print an artificial tooth composed of a plurality of slices; and
A server for learning an artificial neural network for data necessary for a printing operation of the 3D printer and determining 3D model data from a target image of a tooth or initial 3D model data of the tooth using the learned artificial neural network and
The 3D printer prints the artificial tooth according to the 3D model data determined by the server,
The artificial neural network determines 3D model data in which items to be corrected are pre-reflected in consideration of deformation due to sintering applied to the artificial tooth,
The plurality of slices include a first slice and a second slice,
The first slice is created by contact with the first mixed solution and curing of the first mixed solution according to light irradiation,
The second slice is created by contact with the second mixed solution and curing of the second mixed solution according to the irradiation of light,
The firing is a 3D printing system including an operation of applying a designated temperature and a designated pressure to the printed tooth.
상기 목표 이미지는, 상기 인공 치아에 의해 대체될 치아가 아닌 다른 위치의 치아에 대한 이미지를 포함하는 3D 프린팅 시스템.
According to claim 1,
The target image includes an image of a tooth at a position other than the tooth to be replaced by the artificial tooth.
상기 목표 이미지를 획득하고, 상기 인공 신경망을 이용하여 상기 교정할 사항이 선반영된 3D 모델 데이터를 결정하는 서버를 더 포함하는 3D 프린팅 시스템.
According to claim 1,
The 3D printing system further comprises a server that acquires the target image and determines 3D model data in which the items to be corrected are pre-reflected using the artificial neural network.
상기 서버는, 상기 교정할 사항을 선반영하여 상기 초기 3D 모델 데이터를 수정함으로써 상기 3D 모델 데이터를 결정하는 3D 프린팅 시스템.
According to claim 1,
The server determines the 3D model data by modifying the initial 3D model data by pre-reflecting the items to be corrected.
상기 서버는, 치아 이미지를 포함하는 학습 데이터를 획득하고, 상기 치아 이미지에 좌표 축 그래픽을 추가하고, 상기 좌표 축 그래픽이 추가된 치아 이미지를 이용하여 상기 인공 신경망을 학습하는 3D 프린팅 시스템.
According to claim 1,
The server acquires learning data including a tooth image, adds a coordinate axis graphic to the tooth image, and uses the tooth image to which the coordinate axis graphic is added to learn the artificial neural network.
상기 서버는, 치아 이미지 또는 초기 3D 모델 데이터를 포함하는 학습 데이터를 획득하고, 상기 치아 이미지 또는 상기 초기 3D 모델 데이터에 소성에 의해 변형되는 부분을 지시하는 마킹(marking)을 추가하고, 상기 마킹이 추가된 치아 이미지 또는 상기 초기 3D 모델 데이터를 이용하여 상기 인공 신경망을 학습하는 3D 프린팅 시스템.
According to claim 1,
The server acquires learning data including a tooth image or initial 3D model data, adds a marking indicating a portion deformed by plasticity to the tooth image or the initial 3D model data, and A 3D printing system for learning the artificial neural network using the added tooth image or the initial 3D model data.
상기 서버는, 외부 통신 망을 통해 접속 가능한 중앙 서버로부터 학습 데이터를 수신하고, 상기 학습 데이터를 이용하여 상기 인공 신경망을 학습하는 3D 프린팅 시스템.
According to claim 1,
The server receives learning data from a central server accessible through an external communication network, and uses the learning data to learn the artificial neural network.
상기 서버는, 외부 통신 망을 통해 접속 가능한 중앙 서버로부터 학습된 인공 신경망의 파라미터 정보를 수신하고, 상기 파라미터 정보를 이용하여 상기 인공 신경망을 전이 학습하는 3D 프린팅 시스템.
According to claim 1,
The server receives parameter information of the learned artificial neural network from a central server accessible through an external communication network, and transfer-learns the artificial neural network using the parameter information.
3D 프린터의 프린팅 동작을 위해 필요한 데이터를 위한 인공 신경망을 학습하는 단계;
상기 학습된 인공 신경망을 이용하여 치아에 대한 목표 이미지 또는 상기 치아에 대한 초기 3D 모델 데이터로부터 3D 모델 데이터를 결정하는 단계; 및
상기 3D 모델 데이터에 따라, 복수의 슬라이스들로 구성된 인공 치아를 프린팅하는 단계를 포함하며,
상기 인공 신경망은, 상기 인공 치아에 가해지는 소성(sintering)에 의한 변형을 고려하여 교정할 사항이 선반영된 3D 모델 데이터를 결정하고,
상기 복수의 슬라이스들은, 제1 슬라이스 및 제2 슬라이스를 포함하고,
상기 제1 슬라이스는, 제1 혼합액에 대한 접촉, 광의 조사에 따른 상기 제1 혼합액의 경화에 의해 생성되고,
상기 제2 슬라이스는, 제2 혼합액에 대한 접촉, 상기 광의 조사에 따른 상기 제2 혼합액의 경화에 의해 생성되고,
상기 소성은, 상기 프린팅된 치아에 대하여 지정된 온도 및 지정된 압력을 가하는 동작을 포함하는 방법.
In the method of 3D printing an artificial tooth in a 3-dimension (3D) printing system,
Learning an artificial neural network for data necessary for a printing operation of a 3D printer;
determining 3D model data from a target image of a tooth or initial 3D model data of the tooth using the learned artificial neural network; and
Printing an artificial tooth composed of a plurality of slices according to the 3D model data,
The artificial neural network determines 3D model data in which items to be corrected are pre-reflected in consideration of deformation due to sintering applied to the artificial tooth,
The plurality of slices include a first slice and a second slice,
The first slice is created by contact with the first mixed solution and curing of the first mixed solution according to light irradiation,
The second slice is created by contact with the second mixed solution and curing of the second mixed solution according to the irradiation of light,
The firing method comprises an operation of applying a specified temperature and a specified pressure to the printed tooth.
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