KR20160147633A

KR20160147633A - 3d 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법

Info

Publication number: KR20160147633A
Application number: KR1020150189629A
Authority: KR
Inventors: 보-이 우
Original assignee: 엑스와이지프린팅, 인크.; 킨포 일렉트로닉스, 아이엔씨.; 칼-콤프 일렉트로닉스 앤드 커뮤니케이션즈 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2016-12-23
Also published as: US20160361875A1; EP3106287A1; CN106313529A; ES2703015T3; CN106313529B; KR101956690B1; EP3106287B1; US10112346B2

Abstract

본 발명은 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법에 관한 것으로서, 인쇄 플랫폼에서 인쇄 레이어의 인쇄 작업을 실행할 때, 먼저 3D 프린터의 노즐을 제어하여 내측 윤곽에 대응되는 위치로 이동시켜 내측 윤곽을 인쇄하고, 이어서 노즐을 제어하여 외측 윤곽에 대응되는 위치로 이동시켜 외측 윤곽을 인쇄하도록 한다. 외측 윤곽의 인쇄가 완성된 다음, 우선 노즐을 제어하여 내측으로 이동시킴으로써 외측 윤곽의 범위를 벗어나게 하고, 이어서 노즐과 인쇄 플랫폼의 Z축 방향에서의 상대적 위치를 변경하여 다음 인쇄 레이어의 인쇄 작업을 실행할 수 있도록 한다. 본 인쇄 방법은 노즐을 제어하여 외측 윤곽의 범위를 벗어나게 한 다음 노즐 혹은 인쇄 플랫폼을 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 저융점 재료가 외측 윤곽 부분에 추락되어 인쇄가 완성된 3D 모형의 외관에 영향을 주는 현상을 방지할 수 있다.

Description

3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법{Printing method for low melting-point material of 3D printer}

본 발명은 3D 프린터의 인쇄 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법에 관한 것이다.

최근, 3D 인쇄 기술의 발전이 더욱더 성숙되어 가고 있고 3D 프린터의 가격도 더욱 더 저렴해지고 있으므로, 일반 대중들은 일상 생활 중에서 3D 인쇄 기술을 통하여 제작된 3D 모형을 갈수록 더 많이 접하게 되고 있다.

일반적으로, 종래의 대부분 3D 인쇄 기술은 모두 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (Acrylonitrile-Butadiene -Styrene, ABS) 수지를 인쇄 재료로 사용하고 있다. 하지만 ABS수지는 인쇄 과정 중 유독 기체가 발생하고 악취가 풍기는 단점이 있으므로, 현재 시장에서 판매되고 있는 많은 신형 3D 프린터에서는 그 대신으로 폴리유산(Poly Lactic Acid, PLA) 재료를 사용하고 있다. PLA는 옥수수로 제작된 친환경 재료로서, 자연 분해가 가능하고 인쇄 과정 중 악취가 풍기지 않으며 유독 기체도 발생하지 않으므로 많은 선호를 받고 있다.

도 1과 도 2는 각각 관련 기술의 성형물 설명도 및 인쇄 완성품 설명도이다. PLA는 융점이 비교적 낮고 또한 비교적 부드러우므로, 일반적으로 3D 프린터에서 PLA를 사용하여 3D 모델(2)을 인쇄할 때, 적어도 두 층의 윤곽(즉, 내측 윤곽(11)과 외측 윤곽(12))을 인쇄하게 된다. 따라서, 인쇄가 완성된 상기 3D 모형(2)의 강도가 충분하게 확보될 수 있다.

상기 3D 프린터는 인쇄 과정 중 노즐을 지속적으로 가열하게 되고, 또한 PLA 재료는 인쇄 성형 후 바로 경화되는 것도 아니다. 따라서, 인쇄 과정 중 먼저 상기 외측 윤곽(12)을 인쇄하고 그 다음에 상기 내측 윤곽(11)을 인쇄하면, 상기 내측 윤곽(11)을 인쇄하는 과정에서 이미 인쇄가 완성된 상기 외측 윤곽(12)이 지속적으로 가열되어 변형되는 문제가 발생할 가능성이 있다.

이로 인하여, 상기 3D 프린터는 일반적으로 먼저 내측 윤곽(11)을 인쇄한 다음 이어서 상기 외측 윤곽(12)을 인쇄하는 방식을 사용한다. 따라서, 비록 상기 외측 윤곽(12)을 인쇄하는 과정에서 이미 인쇄가 완성된 상기 내측 윤곽(11)이 변형될 가능성이 여전히 있지만, 상기 내측 윤곽(11)은 상기 3D 모형(2)의 외관에 영향을 주지 않으므로 큰 지장은 없는 것이다.

일반적으로 상기 3D 모형(2)은 복수개의 인쇄 레이어(1)로 구성된다. 상기 3D 프린터는 하나의 상기 인쇄 레이어(1)의 인쇄 작업을 완성한 다음, 상기 노즐을 다음 상기 인쇄 레이어(1)의 인쇄 위치까지 상승(즉, 상기 노즐을 이미 인쇄 작업을 완성한 상기 인쇄 레이어(1)의 윗측으로 상승시킨다)시켜 다음 상기 인쇄 레이어(1)의 인쇄 작업을 실행할 수 있도록 한다.

하지만, 상기 노즐을 직접 상기 외측 윤곽(12) 위치로부터 상승시키게 되면, 상기 노즐이 여전히 상기 외측 윤곽(12)의 주위에 위치하게 되므로, 상기 노즐이 상기 외측 윤곽(12)의 윗측에 오랫동안 머물러 있을 경우, 여전히 상기 외측 윤곽(12)이 가열되어 변형되는 문제를 초래할 가능성이 있다.

또한, PLA 유형의 재료는 융점이 비교적 낮으므로 상기 노즐에는 재료가 추락되는 현상이 발생할 가능성도 있다. 만일 상기 노즐을 직접 상기 외측 윤곽(12) 위치로부터 상승시키게 되면, 상기와 같이 추락된 재료는 상기 외측 윤곽(12)에 추락되게 된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 재료 추락 현상은 상기 3D 모형(2)의 외관에 영향을 주게 된다. 이와 동시에, 추락된 재료에도 열이 있으므로 상기 외측 윤곽(12)의 변형을 초래할 가능성도 있다.

본 발명은 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법을 제공함으로써, 인쇄 과정 중 저융점 재료의 재료 추락 현상으로 인하여 인쇄가 완성된 3D 모형의 외관에 영향을 주는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 상기 인쇄 방법은 주로 먼저 상기 3D 프린터의 노즐을 제어하여 내측 윤곽에 대응되는 위치로 이동시켜 내측 윤곽을 인쇄하고, 이어서 상기 내측 윤곽의 인쇄가 완성된 다음 다시 상기 노즐을 제어하여 외측 윤곽에 대응되는 위치로 이동시켜 상기 외측 윤곽을 인쇄하도록 하며, 상기 외측 윤곽의 인쇄가 완성된 다음, 우선 상기 노즐을 제어하여 내부 방향로 이동시킴으로써 상기 외측 윤곽의 범위를 벗어나게 하고, 이어서 상기 노즐과 인쇄 플랫폼의 Z축 방향에서의 상대적 위치를 조절하여 다음 인쇄 레이어의 인쇄 작업을 실행할 수 있도록 한다.

본 분야의 관련 기술과 비교하여 볼 때, 본 발명은 하기와 같은 기술적 효과를 실현할 수 있다. 상기 노즐의 위치를 제어하여 저융점 재료의 재료 추락 현상이 각 인쇄 레이어의 외측 윤곽에 발생하지 않도록 함으로써, 인쇄가 완성된 3D 모형의 외관이 재료 추락 현상의 영향을 받지 않고 더욱 미관적이게 할 수 있다.

도 1은 관련 기술의 성형물 설명도이다.
도 2는 관련 기술의 인쇄 완성품 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 구체 실시예의 인쇄 흐름도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 구체 실시예의 제1 인쇄 작업 설명도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 구체 실시예의 제2 인쇄 작업 설명도이다.
도 4c는 본 발명에 따른 구체 실시예의 제3 인쇄 작업 설명도이다.
도 4d는 본 발명에 따른 구체 실시예의 제4 인쇄 작업 설명도이다.
도 4e는 본 발명에 따른 구체 실시예의 제5 인쇄 작업 설명도이다.
도 4f는 본 발명에 따른 구체 실시예의 제6 인쇄 작업 설명도이다.
도 4g는 본 발명에 따른 구체 실시예의 제7 인쇄 작업 설명도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법(이하 명세서에서 "상기 인쇄 방법"으로 약칭함)을 공개한 것으로서, 상기 인쇄 방법은 주로 저융점 재료(예컨대 폴리유산(Poly Lactic Acid, PLA) 재료)를 사용하여 인쇄 작업을 실행하는 3D 프린터에 적용되어, 상기 저융점 재료가 인쇄 과정 중 쉽게 가열되어 변형되거나 상기 3D 프린터가 노즐을 이동하는 과정 중 재료가 추락하는 문제를 해결할 수 있다.

우선 도 3을 참조하여 볼 때, 이는 본 발명에 따른 구체 실시예의 인쇄 흐름도이다. 우선, 인쇄 자료가 3D 프린터(미도시)로 입력(단계 S10)된다. 그중, 상기 인쇄 자료는 인쇄하고자 하는 3D 모형에 대응되는 것이다. 본 실시예에 있어서, 상기 3D 모형은 주로 복수개의 인쇄 레이어(예컨대 도 4a에 도시된 인쇄 레이어(4))로 구성된다. 상기 3D 프린터는 상기 인쇄 자료를 입력받은 다음 우선 레이어화 처리를 실행하며 상기 복수개의 인쇄 레이어(4)와 대응되는 복수개의 인쇄 레이어 자료를 생성한다. 이어서, 상기 3D 프린터는 상기 복수개의 인쇄 레이어 자료를 바탕으로 상기 각각의 인쇄 레이어(4)를 순차적으로 인쇄하여 상기 복수개 인쇄 레이어(4)의 인쇄 작업을 완성함으로써 상기 3D 모형을 구성한다. 이해를 돕기 위하여, 하기 본 발명의 각 구체 실시예에 있어서는 상기 3D 프린터의 단일 상기 인쇄 레이어(4)를 예로 들어 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 상기 인쇄 방법은 PLA 재료를 사용하는 상기 3D 프린터에 적용되는 것으로서, 상기 3D 프린터는 상기 인쇄 레이어(4)의 윤곽을 인쇄할 때, 상기 3D 모형의 강도를 향상시키기 위하여 내측 윤곽과 외측 윤곽(예컨대 도 4D에 도시된 바와 같은 내측 윤곽(41) 및 외측 윤곽(42))을 각각 인쇄한다.

본 실시예에 있어서, 상기 3D 프린터는 주로 상기 인쇄 레이어 자료를 생성한 다음, 상기 인쇄 레이어 자료 중 가장 외측에 위치한 복수개의 좌표 자료를 이용하여 상기 외측 윤곽(42)을 구성하고, 내부 연산 방법을 통하여 변위 계산을 실행함으로써 상기 외측 윤곽(42)의 내측 위치에서 복수개의 좌표 자료를 생성하여 상기 내측 윤곽(41)을 구성한다. 다시 말하면, 상기 내측 윤곽(41)은 초기에 입력된 상기 인쇄 자료에 포함된 것이 아니고, 상기 3D 프린터가 상기 외측 윤곽(42)의 좌표 자료를 바탕으로 동적으로 계산하여 생성한 것이다.

상기 단계 S10 이후, 상기 3D 프린터는 노즐(예컨대 도 4a에 도시된 바와 같은 노즐(3))을 제어하여 상기 인쇄 레이어(4)의 상기 내측 윤곽(41)에 대응되는 인쇄 플랫폼(예컨대 도 4e에 도시된 바와 같은 인쇄 플랫폼(31))에서의 인쇄 위치로 이동(단계 S12)시키고, 이어서 상기 노즐(3)을 제어하여 재료를 분출함으로써 상기 내측 윤곽(41)의 좌표 자료를 바탕으로 상기 인쇄 플랫폼(31)에서 상기 내측 윤곽(41)을 인쇄(단계 S14)한다.

이어서, 상기 내측 윤곽(41)의 인쇄가 완성된 다음, 상기 3D 프린터는 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 인쇄 레이어(4)의 상기 외측 윤곽(42)에 대응되는 인쇄 플랫폼(31)에서의 인쇄 위치로 이동(단계 S16)시키고, 이어서 상기 노즐(3)을 제어하여 재료를 분출함으로써 상기 외측 윤곽(42)의 좌표 자료를 바탕으로 상기 인쇄 플랫폼(31)에서 상기 외측 윤곽(42)을 인쇄(단계 S18)한다.

상기 노즐(3)의 온도로 인한 상기 외측 윤곽(42)의 변형을 방지하기 위하여, 본 실시예에서는 상기 3D 프린터가 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄 작업을 완성한 다음, 바로 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 외측 윤곽(42)으로부터 내측 방향으로 이동시킴으로써, 상기 외측 윤곽(42)에서 소정 임계 범위만큼 떨어지도록 한다(단계 S20). 이와 동시에, 상기 노즐(3)이 상기 외측 윤곽(42)에서 상기 소정 임계 범위만큼 떨어진 다음, 상기 노즐(3)과 상기 인쇄 플랫폼(31)의 Z축 방향에서의 상대적 위치를 변경(단계 S22) 함으로써 다음 상기 인쇄 레이어(4)의 작업을 실행할 수 있도록 한다. 구체적으로 말하면, 상기 내측 윤곽(41)과 상기 외측 윤곽(42)을 인쇄할 때, 상기 3D 프린터는 주로 상기 노즐(3)이 X축 및 Y축 방향을 따라서 이동하도록 제어한다. 다음의 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 작업을 실행하여야 할 때, 상기 3D 프린터는 상기 노즐(3) 혹은 상기 인쇄 플랫폼(31)을 제어하여 상기 Z축 방향으로 이동(예컨대 상기 노즐(3)을 제어하여 상승시키거나 상기 인쇄 플랫폼(31)을 제어하여 하강시킴)시킴으로써, 상기 노즐(3)이 다음 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 높이에 위치되도록 한다.

상기 소정 임계 범위는 상기 외측 윤곽(42)이 상기 노즐(3)의 온도 영향을 받지 않게 되는 안전 범위를 의미한다. 다음으로, PLA 재료의 융점이 비교적 낮고 또한 비교적 부드러우므로, 상기 노즐(3)에는 재료 추락 현상이 자주 발생하게 된다. 상기 노즐(3)이 상승하는 과정 중 상기 PLA 재료가 직접 상기 외측 윤곽(42)에 추락되어 상기 3D 모형의 외관에 영향을 주는 현상을 방지하기 위하여, 본 실시예에 있어서, 상기 3D 프린터는 주로 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 외측 윤곽(42)으로부터 내측 방향을 향해 상기 외측 윤곽(42)에 영향을 주지 않을 위치로 이동시킨 다음, 다시 상기 노즐(3) 혹은 상기 인쇄 플랫폼(31)을 제어하여 상기 Z축 방향으로 이동(즉, 상기 노즐(3) 혹은 상기 인쇄 플랫폼(31)의 상기 Z축 방향에서의 높이를 변경한다)시킨다.

상기와 같은 방식을 사용함으로써, 상기 노즐(3)에서 상기와 같은 재료 추락 현상이 발생하더라도 상기 PLA 재료는 상기 3D 모형 본체의 내부에 추락되게 되므로 상기 3D 모형의 외관에는 영향을 주지 않게 된다.

상기 단계 S22 이후, 상기 3D 프린터는 상기 3D 모형의 인쇄 작업이 완성되었는지 판단(단계 S24)한다. 즉, 상기 인쇄 자료 중에 포함된 모든 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 작업이 완성 되었는지 판단한다. 상기 3D 프린터에서 상기 3D 모형의 인쇄 작업이 완성되지 않았다고 판단되었을 경우, 상기 단계 S12부터 상기 단계 S22까지 중복 실행하여 다음의 상기 인쇄 레이어(4)를 인쇄하도록 한다. 그 중 특별히 설명하여야 할 것은, 상기 3D 모형의 인쇄 작업이 완성되지 않았을 경우, 상기 단계 S22에서 상기 3D 프린터는 주로 상기 노즐(3) 혹은 상기 인쇄 플랫폼(31)의 Z축 방향에서의 높이를 변경하여 상기 노즐(3)이 다음의 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 위치에 위치되도록 한다. 더욱 상세하게는, 상기 노즐(3)이 다음의 상기 인쇄 레이어(4)의 상기 내측 윤곽(41)의 인쇄 위치에 위치되도록 하는 것이지만 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 반대로, 상기 3D 프린터에서 상기 3D 모형의 인쇄 작업이 완성되었다고 판단되었을 경우, 이번 인쇄 작업을 종료한다.

이어서 도 4a부터 도 4g를 참조하여 볼 때, 각각 본 발명에 따른 구체 실시예의 제1 인쇄 작업부터 제7 인쇄 작업까지의 설명도이다.

우선 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 3D 모형 중 하나의 상기 인쇄 레이어(4)를 인쇄할 때, 상기 3D 프린터는 우선 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 인쇄 레이어(4)의 상기 내측 윤곽(41)에 대응되는 상기 인쇄 플랫폼(31)에서의 제1 시작 위치(411)로 이동시키고, 이어서 상기 제1 시작 위치(411)부터 상기 내측 윤곽(41)의 인쇄 작업을 시작한다. 구체적으로 말하면, 상기 노즐(3)은 상기 제1 시작 위치(411)로부터 시작하여 상기 내측 윤곽(41)의 좌표 자료를 바탕으로 재료를 분출하는 동시에 이동함으로써, 상기 내측 윤곽(41)의 제1 종착 위치(412)까지 이동하여 상기 내측 윤곽(41)의 인쇄 작업을 완성한다.

이어서 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 내측 윤곽(41)의 인쇄 작업을 완성한 다음, 상기 3D 프린터는 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 내측 윤곽(41)의 상기 제1 종착 위치(412)로부터 상기 인쇄 레이어(4)의 상기 외측 윤곽(42)에 대응되는 상기 인쇄 플랫폼(31)에서의 제2 시작 위치(421)로 이동시킨다. 이어서, 상기 3D 프린터는 다시 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 제2 시작 위치(421)부터 상기 외측 윤곽(42)을 인쇄한다. 마찬가지로, 상기 노즐(3)은 주로 상기 제2 시작 위치(421)로부터 시작하여 상기 외측 윤곽(42)의 좌표 자료를 바탕으로 재료를 분출하는 동시에 이동함으로써, 상기 외측 윤곽(42)의 제2 종착 위치(422)까지 이동하여 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄 작업을 완성한다.

이어서 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄 작업을 완성한 다음, 본 발명에 따른 상기 3D 프린터는 직접 상기 노즐(3)을 다음의 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 위치로 상승시키는 것이 아니다. 상기 외측 윤곽(42)이 지속적으로 상기 노즐(3)의 온도의 영향을 받아 변형되는 현상을 방지하고 상기 외측 윤곽(42)에 재료가 추락되는 현상을 방지하기 위하여, 상기 3D 프린터는 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄 작업이 완성된 다음, 바로 상기 노즐(3)을 상기 제2 종착 위치(422)로부터 상기 3D 모형의 본체 내측 방향으로 이동시켜 상기 외측 윤곽(42)과 상기 소정 임계 범위만큼 떨어지도록 한다.

그 중 특별히 설명하여야 할 것은, 본 발명에 따른 구체 실시예에 있어서, 상기 3D 프린터는 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄가 완성된 다음, 바로 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 외측 윤곽(42)으로부터 내측 방향으로 상기 내측 윤곽(41)까지 이동시킴으로써 상기 목적을 달성하도록 한다. 구체적으로 말하면, 상기 3D 프린터는 주로 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 외측 윤곽(42)의 상기 제2 종착 위치(422)로부터 상기 내측 윤곽(41)의 소정 위치까지 이동시킬 수 있고 이에 대하여 한정하지 않는다.

본 발명에 따른 다른 구체 실시예에 있어서, 상기 3D 프린터는 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄가 완성된 다음, 바로 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 외측 윤곽(42)으로부터 내측 방향으로 상기 3D 모형의 중심점 위치(예컨대 도 4에 도시된 바와 같은 중심점 위치)까지 이동시킴으로써 상기 목적을 달성하도록 한다.

본 발명에 따른 또 다른 구체 실시예에 있어서, 상기 3D 프린터는 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄가 완성된 다음, 바로 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 외측 윤곽(42)으로부터 내측 방향으로 상기 저융점 재료가 없는 위치까지 이동함으로써 상기 목적을 달성하도록 한다. 그중 특별히 설명하여야 할 것은, 상기 3D 모형이 일정한 강도를 구비하도록 하기 위하여, 상기 3D 프린터는 일반적으로 상기 3D 모형을 속이 비어 있는 상태가 아닌, 상기 내측 윤곽(41)과 상기 외측 윤곽(42)의 내부에 기본 구조를 인쇄하는 방식을 사용한다.

도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 3D 모형의 강도 향상 및 재료 절감의 목적을 동시에 실현하기 위하여, 종래의 3D 프린터는 일반적으로 벌집 구조(43)로 상기 3D 모형의 내부 구조를 구성한다. 본 실시예에 있어서, 상기 프린터는 주로 상기 외측 윤곽(42)의 인쇄가 완성된 다음, 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 외측 윤곽(42)으로부터 내측 방향으로 상기 벌집 구조(43) 내의 임의 공극(44) 위치까지 이동시킴으로써, 재료 추락 현상이 상기 내측 윤곽(41), 상기 외측 윤곽(42) 및 상기 벌집 구조(43)에 발생하지 않도록 한다.

본 발명에서, 상기 3D 프린터는 상기 노즐(3)이 내측 방향으로 이동하여 상기 외측 윤곽(42)과 상기 소정 임계 범위만큼 떨어지게 된 다음, 다시 상기 노즐(3)과 상기 인쇄 플랫폼(31)의 상기 Z축 방향에서의 상대적 위치를 변경한다. 도 4e에 도시된 실시예에 있어서, 상기 3D 프린터는 상기 노즐(3)을 제어하여 상기 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 노즐(3)을 상기 외측 윤곽(42)으로부터 멀리 떨어진 위치에서 다음 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 위치까지 상승(즉, 상기 노즐(3)의 Z축 방향에서의 높이를 다음 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 높이까지 변경한다)시킨다.

도 4g에 도시된 실시예에 있어서, 상기 노즐(3)과 상기 인쇄 플랫폼(31)의 상기 Z축 방향에서의 상대적 위치를 변경하면, 상기 3D프린터는 상기 인쇄 플랫폼(31)을 선택적으로 제어하여 상기 Z축 방향으로 이동시켜, 상기 노즐(3)을 다음 상기 인쇄 레이어(4)의 인쇄 위치에 위치시킬 수 있다(즉, 상기 인쇄 플랫폼(31)의 Z축 방향에서의 높이를 변경하여 다음 상기 인쇄 레이어(4)를 상기 노즐(3)의 높이까지 이동시킨다).

비록 융점이 낮은 재료는 성형 후 바로 경화되는 것은 아니지만, 본 발명에 따른 인쇄 방법을 통하여 3D 모형의 외측 윤곽이 완전히 경화되기 전에 노즐의 영향으로 인하여 변형되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 인쇄 방법은 노즐을 제어하여 외측 윤곽의 인쇄가 완성된 다음 바로 내측 방향으로 이동시키고 상기 외측 윤곽에서 소정 임계 범위만큼 떨어진 다음에 다시 Z축 방향에서의 높이를 변경함으로써, 재료가 외측 윤곽에 추락되어 3D 모형의 외관에 영향을 주는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하며 본 발명의 특허 범위에 대한 한정은 아니다. 따라서 본 발명내용을 이용한 변형과 수정은 모두 본 발명의 특허 범위 내에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 인쇄 레이어
11 : 내측 윤곽
12 : 외측 윤곽
2 : 3D 모형
3 : 노즐
31 : 인쇄 플랫폼
4 : 인쇄 레이어
41 : 내측 윤곽
411 : 제1 시작 위치
412 : 제1 종착 위치
42 : 외측 윤곽
421 : 제2 시작 위치
422 : 제2 종착 위치
43 : 벌집 구조
44 : 공극
S10~S24 : 인쇄 단계

Claims

노즐 및 인쇄 플랫폼을 포함하여 구성되는 3D 프린터에 적용되고,
a) 상기 노즐을 제어하여, 인쇄 레이어 내측 윤곽에 대응되는 상기 인쇄 플랫폼에서의 인쇄 위치로 이동시키는 단계;
b) 상기 내측 윤곽을 인쇄하는 단계;
c) 상기 단계 b를 거친 다음, 상기 노즐을 제어하여 상기 인쇄 레이어의 외측 윤곽에 대응되는 상기 인쇄 플랫폼에서의 인쇄 위치로 이동시키는 단계;
d) 상기 외측 윤곽을 인쇄하는 단계;
e) 상기 단계 d를 거친 다음, 상기 노즐을 제어하여 내측 방향으로 이동시킴으로써 상기 외측 윤곽과 소정 임계 범위만큼 떨어지도록 하는 단계; 및
f) 상기 단계 e를 거친 다음, 상기 노즐과 상기 인쇄 플랫폼의 Z축 방향에서의 상대적 위치를 변경하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제1항에 있어서,
상기 3D 프린터는 상기 복수개의 인쇄 레이어로 구성된 3D 모형의 인쇄에 사용되고,
g) 상기 3D 모형의 인쇄 작업이 완성되었는지 판단하는 단계; 및
h) 상기 3D 모형의 인쇄 작업이 완성되기 전, 상기 단계 a부터 상기 단계 f까지 반복 실행하는 단계; 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제2항에 있어서,
상기 단계 f에서, 상기 노즐 혹은 상기 인쇄 플랫폼을 제어하여 상기 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 노즐을 상기 3D 모형의 다음의 상기 인쇄 레이어의 인쇄 위치에 위치시키는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제1항 내지 제3항의 임의 항에 있어서,
상기 단계 e에서, 상기 노즐을 제어하여 상기 외측 윤곽으로부터 상기 내측 윤곽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제1항 내지 제3항의 임의 항에 있어서,
상기 단계 e에서, 상기 노즐을 제어하여 상기 외측 윤곽으로부터 상기 3D 모형의 중심점 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제1항 내지 제3항의 임의 항에 있어서,
상기 단계 e에서, 상기 노즐을 제어하여 상기 외측 윤곽으로부터 상기 3D 모형 내부의 임의 공극 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
노즐 및 인쇄 플랫폼을 포함하여 구성되는 3D 프린터에 적용되고,
a) 상기 노즐을 제어하여 인쇄 레이어 내측 윤곽에 대응되는 상기 인쇄 플랫폼에서의 제1 시작 위치로 이동시키는 단계;
b) 상기 제1 시작 위치부터 내측 윤곽 인쇄를 시작하는 단계;
c) 상기 단계 b를 거친 다음, 상기 노즐을 제어하여 상기 내측 윤곽의 제1 종착 위치로부터 상기 인쇄 레이어의 외측 윤곽에 대응되는 상기 인쇄 플랫폼에서의 제2 시작 위치로 이동시키는 단계;
d) 상기 제2 시작 위치부터 외측 윤곽 인쇄를 시작하는 단계;
e) 상기 단계 d를 거친 다음, 상기 노즐을 제어하여 상기 외측 윤곽의 제2 종착 위치부터 내측 방향으로 이동하여 상기 외측 윤곽으로부터 소정 임계 범위만큼 떨어지도록 하는 단계;
f) 상기 단계 e를 거친 다음, 상기 노즐 혹은 상기 인쇄 플랫폼의 Z축 방향에서의 높이를 제어하여 상기 노즐이 다음의 상기 인쇄 레이어의 인쇄 높이에 위치되도록 하는 단계; 및
g) 복수개의 상기 인쇄 레이어로 구성된 3D 모형의 인쇄 작업이 완성되기 전, 상기 단계 a부터 단계 f까지 반복 실행하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제7항에 있어서,
상기 단계 e에서, 상기 노즐을 제어하여 상기 외측 윤곽의 상기 제2 종착 위치로부터 상기 내측 윤곽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제7항에 있어서,
상기 단계 e에서, 상기 노즐을 제어하여 상기 외측 윤곽의 상기 제2 종착 위치로부터 상기 3D 모형의 중심점 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.
제7항에 있어서,
상기 단계 e에서, 상기 노즐을 제어하여 상기 외측 윤곽의 상기 제2 종착 위치로부터 내측 방향을 향해 상기 3D 모형 내부의 임의 공극 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 저융점 재료 인쇄 방법.