KR20150086979A - 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치 - Google Patents

스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150086979A
KR20150086979A KR1020140007286A KR20140007286A KR20150086979A KR 20150086979 A KR20150086979 A KR 20150086979A KR 1020140007286 A KR1020140007286 A KR 1020140007286A KR 20140007286 A KR20140007286 A KR 20140007286A KR 20150086979 A KR20150086979 A KR 20150086979A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
unit
image
stereolithography
galvo mirror
Prior art date
Application number
KR1020140007286A
Other languages
English (en)
Inventor
최범규
이정철
김석범
Original Assignee
서강대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR1020140007286A priority Critical patent/KR20150086979A/ko
Priority to PCT/KR2014/003644 priority patent/WO2015111800A1/ko
Publication of KR20150086979A publication Critical patent/KR20150086979A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47GHOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G19/00Table service
    • A47G19/22Drinking vessels or saucers used for table service
    • A47G19/23Drinking vessels or saucers used for table service of stackable type
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47GHOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G23/00Other table equipment
    • A47G23/02Glass or bottle holders
    • A47G23/0208Glass or bottle holders for drinking-glasses, plastic cups, or the like
    • A47G23/0216Glass or bottle holders for drinking-glasses, plastic cups, or the like for one glass or cup
    • A47G23/0233Glass or bottle holders for drinking-glasses, plastic cups, or the like for one glass or cup with a lid, e.g. for a beer glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D25/00Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/20External fittings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

본 발명은 나노스케일의 구조물을 제작하거나 나노스케일 두께의 적층을 통해 좀 더 매끄러운 표면을 갖는 구조물을 제작할 수 있는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 근자외선 대역의 제1 빛을 발진시키는 제1 발진기; 상기 제1 빛을 외부 장치에서 제공하는 이미지 중 2차원 이미지에 맞게 송사하는 송사 유닛; 상기 송사 유닛에서 송사되는 빛을 전반사시켜 소멸파를 생성시키는 프리즘; 및 상기 생성된 소멸파에 의해 2차원 구조물로 경화되는 광경화성 물질을 수용한 수조를 포함한다.

Description

스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치{Structure manufacturing apparatus using stereolithography}
본 발명은 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 스테레오리소그래피(stereolithography)는 구조물을 만들기 위해 광경화성 물질의 얇은 층을 경화를 통해 연속적으로 겹겹이 쌓아가는 적층 기술이다.
특히, 경화를 위해, 기존의 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는 자외선(UV) 및 근자외선(near-UV)을 사용하고 있다.
하지만, 자외선 및 근자외선을 사용할 경우 파장 대역이 대략 300nm 내지 400nm이기 때문에 이 파장대역보다 작은 구조물 또는 이 보다 작은 적층 두께의 구조물을 제작하는 것이 불가능한 문제가 있다.
또한, 자외선 및 근자외선 파장을 이용할 경우 경화를 시키고자 하는 부분을 잡아주는 기능이 없어서 경화시키고자 하는 범위보다 더 넓게 경화되는 문제가 있다.
1. 한국등록특허 제10-0257034호 (등록일: 2000년 02월 26일)
본 발명의 기술적 과제는, 나노스케일의 구조물을 제작하거나 나노스케일 두께의 적층을 통해 좀 더 매끄러운 표면을 갖는 구조물을 제작할 수 있는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 경화시키고자 하는 범위를 최대한 정확하게 경화시켜 구조물의 정밀도를 높일 수 있는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 근자외선 대역의 제1 빛을 발진시키는 제1 발진기; 상기 제1 빛을 외부 장치에서 제공하는 이미지 중 2차원 이미지에 맞게 송사하는 송사 유닛; 상기 송사 유닛에서 송사되는 빛을 전반사시켜 소멸파를 생성시키는 프리즘; 및 상기 생성된 소멸파에 의해 2차원 구조물로 경화되는 광경화성 물질을 수용한 수조를 포함한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 근적외선 대역의 제2 빛을 발진시키는 제2 발진기; 및 상기 제1 및 제2 빛을 하나의 빛으로 중첩시켜 상기 송사 유닛으로 보내는 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.
상기 송사되는 빛 중 상기 제1 빛은 상기 광경화성 물질을 경화시킬 수 있고, 상기 송사되는 빛 중 상기 제2 빛은 상기 광경화성 물질을 고정시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 상기 빔 스플리터와 상기 송사 유닛 사이에 구비되어 상기 중첩된 빛을 불연속적인 빛으로 쪼개어 상기 송사 유닛으로 보내는 디지털 셔터; 및 상기 외부 장치에서 제공되는 이미지에 맞게 상기 디지털 셔터를 제어하는 셔터 제어부를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 상기 수조에 구비되며 상기 2차원 구조물이 형성되는 형성판; 상기 형성판을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지; 및 상기 2차원 구조물을 3차원 구조물로 만들기 위해 상기 외부 장치에서 제공하는 이미지 중 3차원 이미지에 맞게 상기 Z축 스테이지를 제어하는 스테이지 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 송사 유닛은, 상기 빛을 상기 프리즘을 향해 반사시키는 갈보 미러; 상기 갈보 미러를 조절하여 빛을 X축 방향으로 송사하는 제1 갈보 미러 조절기; 상기 갈보 미러를 조절하여 빛을 Y축 방향으로 송사하는 제2 갈보 미러 조절기; 및 상기 제1 및 제2 갈보 미러 조절기를 상기 외부 장치에서 제공되는 이미지에 맞게 제어하는 갈보 제어부를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 송사 유닛은 디지털 미러 장치 또는 실리콘 액정 표시 장치일 수 있다.
상기 제1 및 제2 발진기는 레이저일 수 있다. 특히, 상기 제1 및 제2 발진기는 펨토레이저일 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 및 제2 발진기는 LED 광원일 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 소멸파를 생성하고 이를 이용하는 기술구성을 제공하므로, 기존의 빛보다 좀 더 얇은(대략 기존대비 1/10000) 두께를 경화시킬 수 있어, 나노스케일의 구조물을 제작하거나 나노스케일 두께의 적층을 통해 좀 더 매끄러운 표면을 갖는 구조물을 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 근적외선 대역의 빛을 함께 이용하는 기술구성을 제공하므로, 근적외선 대역의 빛이 광경화성 물질에 복사압력을 발생시켜 옵티컬트위저(optical tweezer)로 작용하게 되면서, 광경화성 물질의 분자들을 고정시킬 수 있어, 경화시키고자 하는 범위를 최대한 정확하게, 즉 경화시키려고 하는 구조물의 테두리를 좀 더 명확하게 경화시켜 구조물의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 중첩된 빛을 불연속적인 빛으로 쪼개어 보내는 기술구성을 제공하므로, 동일한 빛으로 광경화성 물질을 여러 번 경화시킬 수 있어 더 세밀한 구조물을 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 2차원 구조물이 제작되는 동안 Z축 스테이지가 가동되는 기술구성을 제공하므로, 3차원 구조물을 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 소멸파와 기존 빛에 대한 경화 두께를 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 소멸파와 기존 빛에 대한 경화 두께를 비교한 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(110)와, 제1 발진기(130)와, 송사(送射) 유닛(150)(projecting unit)과, 프리즘(170)과, 그리고 수조(190)를 포함한다.
전원 공급부(110)는 제1 발진기(130)에 전원을 공급하는 것으로, 제1 발진기(130)의 종류에 따라 이에 맞는 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 발진기(130)가 레이저일 경우 전원 공급부(110)는 레이저 드라이버가 될 수 있고, 제1 발진기(130)가 발광다이오드(LED)일 경우 전원 공급부(110)는 LED 드라이버가 될 수 있다.
제1 발진기(130)는 전원 공급부(110)로부터 전원을 공급받아 근자외선(Near-UV) 대역의 제1 빛을 발진시킨다. 근자외선 대역의 제1 빛은 후술할 광경화성 물질을 실질적으로 경화시키는 역할을 한다. 나아가, 제1 발진기(130)는 근자외선 레이저 또는 근자외선 LED일 수 있다. 특히, 제1 발진기(130)는 근자외선 레이저 중에서도 근자외선 펨토레이저(Femto laser)일 수 있으며, 이 경우에는 근자외선 파장 대역대의 에너지보다 더 높은 대략 200nm 대역의 에너지를 얻을 수 있다.
송사 유닛(150)은 외부 장치(10)에서 제공하는 이미지 중 2차원 이미지에 맞게 제1 빛을 송사한다. 이러한 송사 유닛(150)으로는 갈보 시스템(Galvo system)이 사용될 수 있다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 송사 유닛(150)은 갈보 미러(151)(Galvo mirror), 제1 및 제2 갈보 미러 조절기(153)(155), 갈보 제어부(157)를 포함할 수 있다. 갈보 미러(151)는 빛을 프리즘을 향해 반사시키는 거울이고, 제1 갈보 미러 조절기(153)는 갈보 미러(151)를 조절하여 빛을 X축 방향으로 송사하는 역할을 하고, 제2 갈보 미러 조절기(155)는 갈보 미러를 조절하여 빛을 Y축 방향으로 송사하는 역할을 하며, 그리고 갈보 제어부(157)는 제1 및 제2 갈보 미러 조절기(153)(155)를 외부 장치(10)에서 제공되는 이미지에 맞게 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 외부 장치(10)(일 예로, 제작될 구조물에 해당하는 이미지 데이터가 입력된 컴퓨터)에서 제공되는 2차원 이미지에 맞게 갈보 제어부(157)가 제1 및 제2 갈보 미러 조절기(153)(155)를 조절하면 제1 및 제2 갈보 미러 조절기(153)(155)에 의해 갈보 미러(151)에 반사되는 빛이 후술한 형성판(181)에 대해 X축 및 Y축 방향으로 이동되면서 송사된다. 특히, 이렇게 송사되는 동안 형성판(181)에는 2차원 구조물(S)이 형성된다.
프리즘(170)(prism)은 송사 유닛(150)에서 송사되는 빛을 전반사시켜 소멸파(evanescent light)를 생성시킨다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 소멸파는 기존의 빛보다 좀 더 얇은(대략 기존대비 1/10000) 두께를 경화시킬 수 있어, 나노스케일(nano scale)의 구조물(S)을 제작하거나 나노스케일 두께의 적층을 통해 좀 더 매끄러운 표면을 갖는 구조물(S)을 제작할 수 있다.
수조(190)는 광경화성 물질을 수용하며, 이 광경화성 물질은 생성된 소멸파에 의해 2차원 구조물(S)로 경화된다.
이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 발진기(141)와 빔 스플리터(143)(beam splitter)를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 1을 참조하여, 제2 발진기(141) 및 빔 스플리터(143)에 대해 상세히 설명한다.
제2 발진기(141)는 전원 공급부(110)로부터 전원을 공급받아 근적외선(Near-IR) 대역의 제2 빛을 발진시킨다. 근적외선 대역의 제2 빛은 후술할 광경화성 물질을 고정시키는 역할을 한다. 구체적으로, 근적외선 대역의 빛이 광경화성 물질에 복사압력(radiation pressure)을 발생시켜 옵티컬트위저(optical tweezer)로 작용하게 되면서, 광경화성 물질의 분자들을 고정시킬 수 있어, 경화시키고자 하는 범위를 최대한 정확하게, 즉 경화시키려고 하는 구조물(S)의 테두리를 좀 더 명확하게 경화시켜 구조물(S)의 정밀도를 높일 수 있다. 한편, 제2 발진기(141)는 근적외선 레이저 또는 근적외선 LED일 수 있다. 특히, 제1 및 제2 발진기(130)(141)로 펨토레이저를 사용하게 되면, 2 포톤(photon)이 생겨서 더 정밀한 초점을 잡을 수 있어 더 세밀하게 구조물(S)을 제작할 수 있다.
빔 스플리터(143)는 제1 및 제2 빛을 하나의 빛으로 중첩시켜 송사 유닛(150)으로 보내는 역할을 한다. 따라서, 빔 스플리터(143)에 의해 두 개의 빛이 하나의 경로로 함께 이동될 수 있게 된다.
이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 디지털 셔터(145)(digital shutter)와 셔터 제어부(147)(shutter controller)를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 1을 참조하여, 디지털 셔터(145) 및 셔터 제어부(147)에 대해 상세히 설명한다.
디지털 셔터(145)는 빔 스플리터(143)와 송사 유닛(150) 사이에 구비되어 중첩된 빛을 불연속적인 빛으로 쪼개어 송사 유닛(150)으로 보내는 역할을 한다. 따라서, 중첩된 빛을 불연속적인 빛으로 쪼개어 보내므로, 동일한 빛으로 광경화성 물질을 여러 번 경화시킬 수 있어 더 세밀한 구조물(S)을 제작할 수 있다. 다시 말해, 한 번의 노광으로 구조물을 경화시키는 것보다 같은 시간 동안 디지털 셔터(145)로 여러 번 경화시키는 것이 더 세밀한 구조물을 얻을 수 있다. 예를 들어, 10초 동안 한 번 노광시키는 것보다 1초씩 10번 노광시키는 것이 더 세밀한 구조물 얻는다.
셔터 제어부(147)는 외부 장치(10)(예, 제작될 구조물에 해당하는 이미지 데이터가 입력된 컴퓨터)에서 제공되는 이미지에 맞게 디지털 셔터(145)를 제어하는 역할을 한다.
이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 2차원 구조물(S)을 3차원 구조물로 제작하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 형성판(181), Z축 스테이지(183) 및 스테이지 제어부(185)를 더 포함할 수 있다.
형성판(181)은 수조(190)에 구비되며 2차원 구조물(S)이 형성되는 곳이고, Z축 스테이지(183)는 형성판(181)을 Z축 방향으로 이동시키는 역할을 하며, 그리고 스테이지 제어부(185)는 2차원 구조물(S)을 3차원 구조물로 만들기 위해 외부 장치(10)(예, 제작될 구조물에 해당하는 이미지 데이터가 입력된 컴퓨터)에서 제공하는 이미지 중 3차원 이미지에 맞게 Z축 스테이지(183)를 제어한다.
이하, 도 1을 다시 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치의 동작 과정을 설명한다.
전원 공급부(110)의 전원을 제1 및 제2 발진기(130)(141)에 공급하면, 제1 및 제2 발진기(130)(141)에서는 각각 근자외선 대역의 제1 빛과 근적외선 대역의 제2 빛이 발진된다.
이렇게 발진된 제1 및 제2 빛은 빔 스플리터(143)에 의해 하나의 빛으로 중첩된다. 중첩된 빛은 디지털 셔터(145)를 이용해서 불연속적인 빛으로 쪼개어 진다. 그리고 나서, 쪼개진 빛은 외부 장치(10)에서 제공하는 이미지 중 2차원 이미지에 맞게 송사 유닛(150)을 통해 프리즘(170)을 향해 송사된다.
송사된 빛은 프리즘(170)으로 들어가서 프리즘 표면에서 전반사되고, 광경화성물질을 수용한 수조(190)로 소멸파 형식으로 방사되면서, 형성판(181)에 광경화성 물질을 2차원 이미지와 동일하게 경화시킨다. 이 때, 근적외선 대역의 빛이 광경화성 물질에 복사압력(radiation pressure)을 발생시켜 옵티컬트위저(optical tweezer)로 작용하게 되면서, 광경화성 물질의 분자들을 고정시키게 된다. 또한, 광경화성 물질이 경화되면서 2차원 구조물(S)이 만들어지면 형성판(181)을 Z축 방향으로 이동시켜 외부 장치(10)에서 제공하는 이미지 중 3차원 이미지에 맞게 광경화성 물질을 경화하여 2차원 구조물(S) 위에 적층시킨다. 즉, 2차원 이미지를 적층하고 다시 Z축 방향으로 이동시켜 그 높이에 맞는 다른 2차원 이미지를 적층하는 방식을 반복하게 되면 3차원 구조물이 형성되게 된다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 송사 유닛(2150)을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제작 장치와 동일하므로 이하에서는 송사 유닛(2150) 위주로 설명한다. 또한, 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하기로 한다.
송사 유닛(2150)은, 잘 알려져 있는 디지털 미러 장치(DMD; digital mirror device) 또는 실리콘 액정 표시 장치(LCOS; liquid crystal on silicon)일 수 있다. 예를 들어, 송사 유닛(2150)이 디지털 미러 장치일 경우, 송사 유닛(2150)은 디지털 미러(2151)와 이를 제어하는 디지털 미러 제어부(2152)를 포함할 수 있다.
디지털 미러 장치 혹은 실리콘 액정 표시 장치로 상술한 빛을 쏘게 되면 빛은 외부 장치(10)로부터 전송된 이미지 모양으로 반사되게 되고, 반사된 빛은 같은 방식으로 프리즘(170)으로 들어가 소멸파로 되면서 수조(190)의 광경화성 물질을 경화시킨다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 소멸파를 생성하고 이를 이용하는 기술구성을 제공하므로, 기존의 빛보다 좀 더 얇은(대략 기존대비 1/10000) 두께를 경화시킬 수 있어, 나노스케일의 구조물을 제작하거나 나노스케일 두께의 적층을 통해 좀 더 매끄러운 표면을 갖는 구조물을 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 근적외선 대역의 빛을 함께 이용하는 기술구성을 제공하므로, 근적외선 대역의 빛이 광경화성 물질에 복사압력을 발생시켜 옵티컬트위저(optical tweezer)로 작용하게 되면서, 광경화성 물질의 분자들을 고정시킬 수 있어, 경화시키고자 하는 범위를 최대한 정확하게, 즉 경화시키려고 하는 구조물의 테두리를 좀 더 명확하게 경화시켜 구조물의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 중첩된 빛을 불연속적인 빛으로 쪼개어 보내는 기술구성을 제공하므로, 동일한 빛으로 광경화성 물질을 여러 번 경화시킬 수 있어 더 세밀한 구조물을 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 2차원 구조물이 제작되는 동안 Z축 스테이지(183)가 가동되는 기술구성을 제공하므로, 3차원 구조물을 제작할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 외부 장치 100: 전원 공급부
130: 제1 발진기 141: 제2 발진기
143: 빔 스플리터 145: 디지털 셔터
147: 셔터 제어부 150: 송사 유닛
151: 갈보 미러 153: 제1 갈보 미러 조절기
155: 제2 갈보 미러 조절기 157: 갈보 제어부
170: 프리즘 181: 형성판
183:Z축 스테이지 185: 스테이지 제어부
190: 수조

Claims (10)

  1. 전원 공급부;
    상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 근자외선 대역의 제1 빛을 발진시키는 제1 발진기;
    상기 제1 빛을 외부 장치에서 제공하는 이미지 중 2차원 이미지에 맞게 송사하는 송사 유닛;
    상기 송사 유닛에서 송사되는 빛을 전반사시켜 소멸파를 생성시키는 프리즘; 및
    상기 생성된 소멸파에 의해 2차원 구조물로 경화되는 광경화성 물질을 수용한 수조
    를 포함하는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 근적외선 대역의 제2 빛을 발진시키는 제2 발진기; 및
    상기 제1 및 제2 빛을 하나의 빛으로 중첩시켜 상기 송사 유닛으로 보내는 빔 스플리터를 더 포함하는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 송사되는 빛 중 상기 제1 빛은 상기 광경화성 물질을 경화시키고,
    상기 송사되는 빛 중 상기 제2 빛은 상기 광경화성 물질을 고정시키는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 빔 스플리터와 상기 송사 유닛 사이에 구비되어 상기 중첩된 빛을 불연속적인 빛으로 쪼개어 상기 송사 유닛으로 보내는 디지털 셔터; 및
    상기 외부 장치에서 제공되는 이미지에 맞게 상기 디지털 셔터를 제어하는 셔터 제어부를 더 포함하는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 수조에 구비되며 상기 2차원 구조물이 형성되는 형성판;
    상기 형성판을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 스테이지; 및
    상기 2차원 구조물을 3차원 구조물로 만들기 위해 상기 외부 장치에서 제공하는 이미지 중 3차원 이미지에 맞게 상기 Z축 스테이지를 제어하는 스테이지 제어부를 더 포함하는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 송사 유닛은
    상기 빛을 상기 프리즘을 향해 반사시키는 갈보 미러;
    상기 갈보 미러를 조절하여 빛을 X축 방향으로 송사하는 제1 갈보 미러 조절기;
    상기 갈보 미러를 조절하여 빛을 Y축 방향으로 송사하는 제2 갈보 미러 조절기; 및
    상기 제1 및 제2 갈보 미러 조절기를 상기 외부 장치에서 제공되는 이미지에 맞게 제어하는 갈보 제어부를 포함하는 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 송사 유닛은 디지털 미러 장치 또는 실리콘 액정 표시 장치인 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  8. 제2항에서,
    상기 제1 및 제2 발진기는 레이저인 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 및 제2 발진기는 펨토레이저인 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
  10. 제2항에서,
    상기 제1 및 제2 발진기는 LED 광원인 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치.
KR1020140007286A 2014-01-21 2014-01-21 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치 KR20150086979A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140007286A KR20150086979A (ko) 2014-01-21 2014-01-21 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치
PCT/KR2014/003644 WO2015111800A1 (ko) 2014-01-21 2014-04-25 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140007286A KR20150086979A (ko) 2014-01-21 2014-01-21 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150086979A true KR20150086979A (ko) 2015-07-29

Family

ID=53681580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140007286A KR20150086979A (ko) 2014-01-21 2014-01-21 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20150086979A (ko)
WO (1) WO2015111800A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108454100B (zh) * 2018-04-09 2024-04-02 常州工业职业技术学院 基于全反射原理提高成型效果的光固化成型设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002239648A1 (en) * 2000-12-18 2002-07-01 The University Of Vermont And State Agricultural College Method of curing a photosensitive material using evanescent wave energy
US20120228802A1 (en) * 2007-07-20 2012-09-13 Shyi-Herng Kan Device and method for focusing a beam of light with reduced focal plane distortion
JP5088114B2 (ja) * 2007-12-04 2012-12-05 ソニー株式会社 光造形装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015111800A1 (ko) 2015-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11904522B2 (en) Imprint apparatus and method for manufacturing article
JP6800679B2 (ja) 光造形装置、光造形方法および光造形プログラム
CN111225780B (zh) 用于铸造聚合物产品的方法和装置
JP2009166447A (ja) 光造形装置および光造形方法
US20170225393A1 (en) Apparatus and method for forming three-dimensional objects using two-photon absorption linear solidification
US10442133B2 (en) Optical method and apparatus for fabricating a structured object
JP2015163912A (ja) 光渦発生装置及びこれに用いられる連続螺旋型位相板並びに光渦発生方法
WO2015180022A1 (zh) 3d打印系统
JP2010510089A (ja) ポリマーオブジェクトオプティカル製造工程
US11413793B2 (en) Imprint apparatus, imprint method, and method for manufacturing product
JP6972186B2 (ja) 光造形物の製造方法および光造形装置
JP2009113294A (ja) 光造形装置及び光造形方法
WO2015052877A1 (ja) ネイル成形装置およびネイル成形方法
KR20240031272A (ko) 임프린트 장치, 물품 제조 방법, 및 임프린트 방법
JP5071114B2 (ja) 光造形装置および光造形方法
KR20150086979A (ko) 스테레오리소그래피를 이용한 구조물 제조 장치
JP2023104989A (ja) インプリント装置および物品製造方法
US11072160B2 (en) System and method for stimulated emission depletion projection stereolithography
JP5045402B2 (ja) 光造形装置
KR101389323B1 (ko) 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈, 광경화성수지를 이용한 위상격자 하이브리드 렌즈 제조방법
JP2009166448A (ja) 光造形装置および光造形方法
KR101918979B1 (ko) 디엘피 프로젝터 및 레이저 스캐너를 병용하는 3차원 프린팅 장치
JP3857276B2 (ja) 光造形方法、及び光造形装置
JP4956805B2 (ja) 3次元フォトニック結晶の製造方法及びそれに使用する3次元フォトニック結晶製造装置
JP7202148B2 (ja) インプリント装置および物品製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application