KR20170072314A - 모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위한 3ｄ 프린팅된 기판을 생성하는 방법 - Google Patents

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Abstract

3D 프린팅을 위한 전자 제품을 모델링하기 위한 시스템, 매체, 및 방법은, 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리를 제공하는 단계; 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 단계; 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 단계; 사용자가 기판 상에 하나 이상의 모듈을 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제공하는 단계; 사용자가 기판을 통해 하나 이상의 모듈을 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제공하는 단계; 모듈이나 모듈 인터페이스의 배치가 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 단계; 배치된 모듈 인터페이스들 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 단계; 및 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위한 3Ｄ 프린팅된 기판을 생성하는 방법{METHODS FOR GENERATING 3D PRINTED SUBSTRATES FOR ELECTRONICS ASSEMBLED IN A MODULAR FASHION}
본 출원은 본 명세서에 전체가 참조로 통합되는 2014년 10월 23일자 출원된 미국 특허출원 제62/067,712호에 대한 우선권을 주장한다.
본 명세서에 개시된 발명의 대상은 일반적으로 3D 프린팅 분야에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 3D 프린팅 분야에서 모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위해 3D 프린팅된 기판을 생성하기 위한 신규하고 유용한 방법들에 관한 것이다.
3D 프린팅은 건축, 산업 디자인, 자동차 제조, 의학, 패션 및 전자장치를 포함하는 다양한 활용에 사용되는 빠르게 발전하는 기술이다.
불행하게도, 다수의 발전이 그 분야에서 이루어졌으나, 전자장치로 3D 프린팅된 구조를 통합하는 현재의 방법은 종종 높은 복잡성 및 비용 요구사항을 갖고, 핵심 영역에서 3D 프린팅 기술의 잠재적인 영향을 제한한다. 따라서, 모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위해 3D 프린팅된 기판을 생성하기 위한 방법을 생성할 필요가 3D 프린팅 분야에 존재한다.
일양태로, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 디지털 프로세싱 장치, 실행가능한 명령어를 수행하도록 구성되는 운영 시스템, 메모리, 및 3D 프린팅된 전자 제품을 위한 3D 모델링 애플리케이션을 생성하기 위해 디지털 프로세싱 장치에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터-구현 시스템으로서, 애플리케이션은: 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리; 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 소프트웨어 모듈; 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 하나 이상의 모듈을 기판 상에 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 하나 이상의 모듈을 기판을 통해 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 모듈의 배치 또는 모듈 인터페이스가 상기 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 소프트웨어 모듈; 배치된 모듈 인터페이스들 사이에 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 소프트웨어 모듈; 3D 프린팅된 전자 제품을 정의하기 위해 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 소프트웨어 모듈; 및 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 소프트웨어 모듈을 포함하고, 명령어 파일은 3D 프린팅된 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 컴퓨터-구현 시스템이 본 명세서에 개시된다. 일부 실시예로, 기정의된 모듈의 라이브러리는 하나 이상의 센서 모듈, 하나 이상의 프로세서 모듈, 하나 이상의 저장 모듈, 하나 이상의 통신 모듈, 하나 이상의 디스플레이 모듈 및 하나 이상의 전력 모듈을 포함한다. 일부 실시예로, 애플리케이션은 각 맞춤 모듈에 대해 맞춤 모듈 및 맞춤 모듈 규칙 세트를 사용자가 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈을 더 포함한다. 일부 실시예로, 예비 기판 구조 데이터를 입력하기 위한 인터페이스는 3D 모델링 도구를 포함한다. 추가 실시예로, 3D 모델링 도구는 복셀(voxel)-기반 모델링 도구이다. 일부 실시예로, 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈은 사용자가 기판 구조 데이터를 불러오도록 허용한다. 일부 실시예로, 하나 이상의 모듈 인터페이스는 하나 이상의 모듈을 함께 기계적으로, 전기적으로, 또는 기계적이며 전기적으로 결합한다. 일부 실시예로, 애플리케이션은 사용자가 맞춤 모듈 인터페이스를 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈을 더 포함한다. 일부 실시예로, 전기적으로 도전성인 상호접속의 라우팅의 생성은 상호접속을 위한 임시 중간 구조의 배치를 포함한다. 일부 실시예로, 경고는 사용자가 행위를 수행하는 것을 막는다. 일부 실시예로, 적어도 하나의 규칙 세트는: 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트를 포함한다. 추가 실시예로, 제조 규칙 세트는 재료 제약, 도구 제약 또는 기술 제약에 관한 규칙들을 포함한다. 또한, 추가 실시예로, 제조 규칙 세트는 최소 해상도, 최대 크기 또는 제조 속도에 관한 규칙들을 포함한다. 추가 실시예로, 재료 규칙 세트는 해상도, 크기, 종횡비 또는 제조 속도에 관한 규칙을 포함한다. 추가 실시예로, 모듈 규칙 세트는 커넥터 배치, 기계적 바인딩, 세만틱 의존성 또는 호환성에 관한 규칙을 포함한다. 일부 실시예로, 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 A* 경로-탐색 알고리즘을 적용함으로써 생성된다. 일부 실시예로, 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트를 지킨다. 특정 실시예로, 명령어 파일은 STL(STereoLithography) 파일이다. 다양한 실시예로, 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템은 3D 프린터, 몰딩 주입 장치, CNC 밀링 장치, 물분사 절단 장치, 선반 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다.
다른 양태로, 3D 프린팅된 전자 제품을 위한 3D 모델링 애플리케이션을 생성하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 저장 매체로서, 애플리케이션은: 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리; 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 소프트웨어 모듈; 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 하나 이상의 모듈을 기판 상에 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 하나 이상의 모듈을 기판을 통해 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 모듈의 배치 또는 모듈 인터페이스가 상기 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 소프트웨어 모듈; 배치된 모듈 인터페이스들 사이에 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 소프트웨어 모듈; 3D 프린팅된 전자 제품을 정의하기 위해 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 소프트웨어 모듈; 및 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 소프트웨어 모듈을 포함하고, 명령어 파일은 3D 프린팅된 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 저장 매체가 본 명세서에 개시된다. 일부 실시예로, 기정의된 모듈의 라이브러리는 하나 이상의 센서 모듈, 하나 이상의 프로세서 모듈, 하나 이상의 저장 모듈, 하나 이상의 통신 모듈, 하나 이상의 디스플레이 모듈, 및 하나 이상의 전력 모듈을 포함한다. 일부 실시예로, 애플리케이션은 각 맞춤 모듈에 대해 맞춤 모듈 및 맞춤 모듈 규칙 세트를 사용자가 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈을 더 포함한다. 일부 실시예로, 예비 기판 구조 데이터를 입력하기 위한 인터페이스는 3D 모델링 도구를 포함한다. 추가 실시예로, 3D 모델링 도구는 복셀(voxel)-기반 모델링 도구이다. 일부 실시예로, 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈은 사용자가 기판 구조 데이터를 불러오도록 허용한다. 일부 실시예로, 하나 이상의 모듈 인터페이스는 하나 이상의 모듈을 함께 기계적으로, 전기적으로, 또는 기계적이며 전기적으로 결합한다. 일부 실시예로, 애플리케이션은 사용자가 맞춤 모듈 인터페이스를 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈을 더 포함한다. 일부 실시예로, 전기 도전성 상호접속의 라우팅의 생성은 상호접속을 위한 임시 중간 구조의 배치를 포함한다. 일부 실시예로, 경고는 사용자가 행위를 수행하는 것을 방지한다. 일부 실시예로, 적어도 하나의 규칙 세트는: 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트를 포함한다. 추가 실시예로, 제조 규칙 세트는 재료 제약, 도구 제약, 또는 기술 제약에 관한 규칙들을 포함한다. 또한, 추가 실시예로, 제조 규칙 세트는 최소 해상도, 최대 크기 또는 제조 속도에 관한 규칙들을 포함한다. 추가 실시예로, 재료 규칙 세트는 해상도, 크기, 종횡비 또는 제조 속도에 관한 규칙을 포함한다. 추가 실시예로, 모듈 규칙 세트는 커넥터 배치, 기계적 바인딩, 세만틱 의존성 또는 호환성에 관한 규칙을 포함한다. 일부 실시예로, 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 A* 경로-탐색 알고리즘을 적용함으로써 생성된다. 일부 실시예로, 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트를 지킨다. 특정 실시예로, 명령어 파일은 STL(STereoLithography) 파일이다. 다양한 실시예로, 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템은 3D 프린터, 주입 몰딩 장치, CNC 밀링 장치, 물분사 절단 장치, 선반 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다.
다른 양태로, 3D 프린팅된 전자 제품을 모델링하기 위한 컴퓨터-구현 방법으로서: 컴퓨터 메모리에, 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리 또는 데이터베이스를 제공하는 단계; 컴퓨터에 의해, 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 단계; 컴퓨터에 의해, 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 단계; 컴퓨터에 의해, 사용자가 하나 이상의 모듈을 기판 상에 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계; 컴퓨터에 의해, 사용자가 하나 이상의 모듈을 기판을 통해 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계; 컴퓨터에 의해, 모듈의 배치 또는 모듈 인터페이스가 상기 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 단계; 컴퓨터에 의해, 배치된 모듈 인터페이스들 사이에 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 단계; 컴퓨터에 의해, 3D 프린팅된 전자 제품을 정의하기 위해 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 단계; 및 컴퓨터에 의해, 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 단계를 포함하고, 명령어 파일은 3D 프린팅된 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 컴퓨터-구현 방법이 본 명세서에 개시된다. 일부 실시예로, 기정의된 모듈의 라이브러리는 하나 이상의 센서 모듈, 하나 이상의 프로세서 모듈, 하나 이상의 저장 모듈, 하나 이상의 통신 모듈, 하나 이상의 디스플레이 모듈, 및 하나 이상의 전력 모듈을 포함한다. 일부 실시예로, 방법은 컴퓨터에 의해, 각 맞춤 모듈에 대해 맞춤 모듈 및 맞춤 모듈 규칙 세트를 사용자가 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예로, 예비 기판 구조 데이터는 3D 모델링 도구로부터 수신된다. 추가 실시예로, 3D 모델링 도구는 복셀(voxel)-기반 모델링 도구이다. 일부 실시예로, 예비 기판 구조 데이터는 사용자 업로드로부터 수신된다. 일부 실시예로, 하나 이상의 모듈 인터페이스는 하나 이상의 모듈을 함께 기계적으로, 전기적으로, 또는 기계적이며 전기적으로 결합한다. 일부 실시예로, 방법은 컴퓨터에 의해, 사용자가 맞춤 모듈 인터페이스를 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예로, 전기 도전성 상호접속의 라우팅의 생성은 상호접속을 위한 임시 중간 구조의 배치를 포함한다. 일부 실시예로, 경고는 사용자가 행위를 수행하는 것을 방지한다. 일부 실시예로, 적어도 하나의 규칙 세트는: 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트를 포함한다. 추가 실시예로, 제조 규칙 세트는 재료 제약, 도구 제약, 또는 기술 제약에 관한 규칙들을 포함한다. 또한, 추가 실시예로, 제조 규칙 세트는 최소 해상도, 최대 크기 또는 제조 속도에 관한 규칙들을 포함한다. 추가 실시예로, 재료 규칙 세트는 해상도, 크기, 종횡비 또는 제조 속도에 관한 규칙을 포함한다. 추가 실시예로, 모듈 규칙 세트는 커넥터 배치, 기계적 바인딩, 세만틱 의존성 또는 호환성에 관한 규칙을 포함한다. 일부 실시예로, 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 A* 경로-탐색 알고리즘을 적용함으로써 생성된다. 일부 실시예로, 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트를 지킨다. 특정 실시예로, 명령어 파일은 STL(STereoLithography) 파일이다. 다양한 실시예로, 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템은 3D 프린터, 주입 몰딩 장치, CNC 밀링 장치, 물분사 절단 장치, 선반 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명의 신규한 특징이 특히 첨부되는 청구범위에 기재된다. 본원발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해가, 본 발명의 원리가 이용되는 예시적인 실시예를 기재하는 이하의 상세한 설명 및 수반되는 도면들(또한, 본 명세서에서 "도"라고도 함)을 참조하여 이루어질 것이다.
도 1은 발명의 실시예의 방법의 흐름차트 뷰이다.
도 2a 내지 2e는, 도전성 트레이스를 위한 중간 구조를 포함하는 모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위한 기판의 예시적인 뷰들의 세트이며, 뷰들은 등축의 투명한 뷰(도 2a), 측면의 투명한 뷰(도 2b), 전면의 투명한 뷰(도 2c), 전면의 등축의 고형 뷰(도 2d) 및 후면의 등축의 고형 뷰(도 2e)를 포함한다.
도 3은 모듈이 전체적으로 기판 내에 배치되어야 한다는 규칙이 강제되는 애플리케이션 인터페이스의 스크린샷 형태인 발명의 실시예의 방법의 규칙 강제 단계의 예시적인 뷰이다.
도 4a 및 4b는 경고 및 경고 오버라이드(override)를 포함하는 발명의 실시예의 방법의 규칙 강제 단계의 예시적인 뷰이며, 이 예에서 모듈 인터페이스가 특정 거리만큼 분리되어야 한다는 규칙이 강제되고, 뷰는 와이어프레임 개략도(도 4a) 및 애플리케이션 인터페이스의 스크린샷(도 4b)을 포함한다.
도 5 및 6은 복셀 표현 및 대응 최종 모델 표현을 포함하는 복셀 스타일의 예시적인 뷰이다.
도 7은 모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위한 기판의 접촉 패드의 예시적인 뷰이며, 이 예에서 접촉 패드는 높은 직사각형 패드이다.
도 8은 모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위한 기판의 예시적인 뷰이며, 이 예에서 전자 장치를 위한 기판은 기-존재하는 모듈을 맞춤 커넥터로 링크한다.
도 9는 모듈 방식으로 조립된 전자장치를 위한 기판의 예시적인 뷰이며, 이 예에서 전자장치를 위한 기판은 2개의 맞춤 커넥터를 서로 링크한다.
도 10a 내지 10e는 도 1의 S140에서 생성된 임시 중간 구조의 예시적인 뷰들이며, 임시 중간 구조가 채워지지 않은 것으로 도시되고(도 10a), 임시 중간 구조가 채워지는 것으로 도시되며(도 10b), 베이스에서 제어된 균열을 생성하도록 탭 상에 힘을 가함으로써 오퍼레이터에 의해 탭이 갈라질 수 있으며(도 10c), 임시 중간 구조는 직사각형 패드 및 분리된 라인들을 남긴다(측면뷰 도 10d 및 등축뷰 도 10e).
도 11a 내지 11d는 도 1의 S140에서 생성되는 임시 중간 구조의 예시적인 뷰들이며, 뷰들은 채워지지 않은 주입 구조를 갖는 주입 포트를 도시하는 측면뷰(도 11a), 채워지지 않은 주입 구조를 갖는 주입 포트를 도시하는 등축뷰(도 11b), 채워진 주입 구조를 갖는 등축뷰(도 11c), 및 제거된 탭 및 생성된 접촉을 갖는 채워진 주입 구조의 등축뷰(도 11d)를 포함한다.
도 12a 내지 12c는 S140에서 생성된 임시 중간 구조의 예시적인 뷰들이며, 뷰들은 센서 고정물의 기하학적 구조 및 방출 포트를 포함하는 방출 구조의 등축뷰(도 12a), 방출 구조의 측면뷰(도 12b), 및 주입 프로세스 동안에 캐비티의 말단에서 도전성 재료의 존재를 감지하는데 사용되는 OMRON EE-SX770 포토마이크로센서로 고정된 방출 구조의 측면뷰(도 12c)를 포함한다.
도 13a 내지 13f는 도 1의 S160에서 제조된 최종 기판의 예시적인 뷰들이며, 뷰들은 도전성 재료로 채워지고 임시 구조를 갖는 기판의 등축뷰(도 13a), 도전성 재료로 채워지고 임시 구조가 제거된 기판의 등축뷰(도 13b), 도전성 재료로 채워지며 임시 구조가 제거된 기판의 측면뷰(도 13c), 도전성 재료로 채워지고 임시 구조가 제거된 기판의 전면뷰(도 13d), 커넥터 패드가 드러나는 3D 프린팅된 기판의 고형 등축뷰(도 13e), 및 커넥터 패드가 드러나는 3D 프린팅된 기판의 고형 전면뷰(도 13f)를 포함한다.
도 14a 및 14b는 모듈 인터페이스의 예시적인 뷰들이며, 뷰들은 도전성 재료 패드 및 기계적 도킹 특징부, 독립형 회로 및 잠금을 위한 도어를 갖는, 도전성 재료로 채워진 프린팅된 기판의 분해뷰(도 14a), 및 도어 잠금 메커니즘이 삽입되고 스프링 손가락 접촉 부가적 도전성 재료 패드와 접촉하는 3D 프린팅된 기판 내에 도킹된 독립형 회로의 뷰(도 14b)를 포함한다.
도 15a는 불러온 예비 기판 구조 데이터(도 1의 S120)의 애플리케이션 인터페이스 스크린샷 형태의 예시적인 뷰이다.
도 15b는 배치된 모듈 인터페이스(도 1의 S130) 및 생성된 내부 모듈 기판(도 1의 S133)의 애플리케이션 인터페이스 스크린샷 형태의 예시적인 뷰이다.
도 16a 및 16b는 전자 장치의 외부 표면 내에 배치되는 생성된 내부 모듈 기판의 예시적인 뷰이며, 뷰는 분해뷰(도 16a) 및 조립뷰(도 16b)를 포함한다.
3D 프린팅 및 다른 가산 제조 프로세스는 제조 산업에 대해 엄청난 대중화 효과를 주어왔다. 3D 프린팅의 출현은 고객 및 소형 사업체들이 (예컨대, 특수 제조 기술을 습득하여) 금융 또는 시간에 대한 최소의 초기 투자로 상품을 제조하는 것을 가능하도록 한다. 컴퓨터, 3D 프린터 및 CAD 프로그램으로 실질적으로 누구든지 빠르게 아이디어를 물리적인 사물로 변형시킬 수 있다.
불행하게도, 이러한 변형을 가능하게 하기 위해 이용가능한 미디어는 현재 제한된다. 가장 흔한 시스템을 위한 3D 프린팅 재료는 플라스틱 및 다른 유사 폴리머를 포함하고, 이들 대부분은 고온이나 높은 전도성을 요구하는 애플리케이션을 위해 이용가능하지 않다. 해상도 한계와 함께 이것의 결과는, 가장 흔한 3D 프린팅 기술이 전자장치의 제조에 부적합하다는 것이다. 따라서, 제조의 대중화는 대부분 기계적인 구조로 제한되어 왔다.
따라서, 특정 실시예로, 본 명세서에서는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 디지털 프로세싱 장치, 실행가능한 명령어를 수행하도록 구성된 운영 시스템, 메모리, 및 3D 프린팅된 전자 제품을 위한 3D 모델링 애플리케이션을 생성하도록 디지털 프로세싱 장치에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템으로서, 애플리케이션은: 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리; 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 소프트웨어 모듈; 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 기판 상에 하나 이상의 모듈을 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 사용자에게 모듈 또는 모듈 인터페이스의 배치가 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 경고하는 소프트웨어 모듈; 배치된 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 소프트웨어 모듈; 3D 프린팅된 전자 제품을 정의하기 위해 예비 기판 구조 데이터와 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터를 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 소프트웨어 모듈; 및 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 소프트웨어 모듈을 포함하고, 상기 예비 기판 구조 데이터는 기판을 정의하는 형상 및 부피를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 포함하고, 상기 모듈 인터페이스는 기판을 통해 하나 이상의 모듈을 함께 결합하며, 상기 명령어 파일은 3D 프린팅된 전자 제품을 제조하기 위해 하나 이상의 도구경로를 포함하는 컴퓨터 구현 시스템이 기술된다.
또한, 본 명세서에는, 특정 실시예로, 3D 프린팅된 전자 제품을 위해 3D 모델링 애플리케이션을 생성하도록 프로세서에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 저장 매체로서: 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리; 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 소프트웨어 모듈; 기판을 정의하는 형상 및 부피를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 기판 상에 하나 이상의 모듈을 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 사용자가 하나 이상의 모듈을 기판을 통해 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈; 모듈 또는 모듈 인터페이스의 배치가 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 소프트웨어 모듈; 배치된 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 소프트웨어 모듈; 및 3D 프린팅된 전자 제품을 정의하기 위해 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 소프트웨어 모듈; 및 부가적 또는 감산적 제조 장치 또는 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 소프트웨어 모듈을 포함하고, 명령어 파일은 3D 프린팅된 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 저장 매체가 기술된다.
또한, 본 명세서에는, 특정 실시예로, 3D 프린팅된 전자 제품을 모델링하기 위한 컴퓨터-구현 방법으로서: 컴퓨터 메모리에 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리 또는 데이터베이스를 제공하는 단계; 컴퓨터에 의해 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 단계; 컴퓨터에 의해, 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 단계; 컴퓨터에 의해, 사용자가 기판 상에 하나 이상의 모듈을 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계; 컴퓨터에 의해 사용자가 기판을 통해 하나 이상의 모듈을 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계; 컴퓨터에 의해, 모듈이나 모듈 인터페이스의 배치가 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 단계; 컴퓨터에 의해, 배치된 모듈 인터페이스들 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 단계; 컴퓨터에 의해, 3D 프린팅된 전자 제품을 정의하기 위해 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 단계; 및 컴퓨터에 의해, 부가적 또는 감산적 제조 장치나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 단계를 포함하고, 명령어 파일은 3D 프린팅된 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 컴퓨터-구현 방법이 기술된다.
특정 정의
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 본 명세서 및 첨부되는 청구범위에 사용되는 것처럼, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 언급을 포함한다. 본 명세서에서 "또는(or)"에 대한 임의의 언급은 달리 기재되지 않는 한, "및/또는(and/or)"을 포괄하는 것으로 의도된다.
본 명세서에 사용되는 용어 "3차원" 구조 또는 사물은 가령, 부가적 또는 감산적 접근법(예컨대, 부가적 또는 감산적 3D 제조)과 같은 3차원(3D) 제조 접근법에 의해 생성되는 임의의 구조나 사물을 일반적으로 지칭한다. 예컨대, 부가적 제조에 있어서, 3D 사물은 층상 방식, 가령 층상 증착이나 배트에서의 광경화성 수지의 층상 고화로 형성될 수 있다. 추가 예시로, 감산적 제조에서 3D 사물은 가령, 에칭, 밀링 또는 드릴링에 의해 기판으로부터 재료를 제거함으로써 형성될 수 있다. 3차원 구조를 건설하기에 적절한 다른 제조 프로세스는 몰딩, 주조, 형성, 접합, 주조를 포함한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "중간 구조"는 최종 또는 후속 3차원 구조를 양산하는데 사용될 수 있는 3차원 프린팅 프로세스에 의해 생성되는 임의의 구조 (또는 사물)을 일반적으로 지칭한다. 중간 구조는 부가적 프로세스 또는 감산적 프로세스에 의해 생성될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 용어 "트레이스(trace)"는 전기 도전성, 열 도전성, 또는 전기 도전성이며 열 도전성 둘 다인 컴포넌트나 요소를 일반적으로 지칭한다. 일부 예에서, 도전성 트레이스는 도전성 구조, 채널, 와이어, 또는 경로이다. 트레이스는 회로 컴포넌트들을 함께 전기적으로 연결할 수 있다. 예컨대, 트레이스는, 기판이 프린팅된 회로판인 경우 구리나 금을 포함할 수 있고, 플렉스 회로에서 구리, 금 또는 프린팅된 증착물일 수 있다. 트레이스는 또한, 금속 재료들, 비금속 재료들 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다. 트레이스는 구리, 알루미늄, 텅스텐, 철, 니켈, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 오스뮴, 이리듐, 백금 및 금으로부터 선택되는 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
트레이스는 규칙적이거나 불규칙한 단면을 가질 수 있다. 일부 예로, 트레이스는 원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형 또는 육각형, 또는 부분적인 형상 또는 이들의 조합인 단면을 가진다. 트레이스는 약 50 나노미터(nm) 내지 5000 마이크로미터(micron), 또는 약 100nm 내지 1000 마이크로미터, 또는 200 nm 내지 100 마이크로미터, 또는 300 nm 내지 50 마이크로미터의 폭을 가질 수 있다. 폭은 적어도 약 10 nm, 50 nm, 100 nm, 500 nm, 1 마이크로미터, 10 마이크로미터, 50 마이크로미터, 100 마이크로미터, 500 마이크로미터, 또는 1000 마이크로미터일 수 있다. 트레이스는 3D 사물의 치수(예컨대, 길이, 폭 또는 높이)로 확장되는 길이를 갖거나, 3D 사물의 치수의 일부이다. 예컨대, 트레이스는 3D 사물의 길이의 약 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 또는 5% 만큼일 수 있다.
발명의 실시예
발명의 다양한 실시예에 대한 이하의 설명은 발명을 이러한 발명 실시예들로 제한하려는 의도가 아니며, 통상의 기술자가 본 발명을 만들고 사용하도록 하기 위함이다.
도 1에 도시되는 것처럼, 모듈 방식으로 조립되는 전자장치(이하, 모듈식 전자장치라 함)를 위해 3D 프린팅된 기판을 생성하기 위한 방법은 바람직하게는 규칙 세트를 수신하고 강제하는 단계(S110), 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 단계(S120), 모듈 인터페이스를 배치하는 단계(S130), 상호접속 라우팅 데이터를 생성하는 단계(S140), 및 기판 구조 데이터를 최종화하는 단계(S150)를 포함한다. 일부 실시예로, 방법은 최종 기판을 제조하는 단계(S160)를 추가로 포함한다.
방법은 전자장치의 제조의 대중화를 넓히는데 도움을 준다. 방법은 전자장치를 위한 기판의 설계 및/또는 제조를 가능하게 하는 역할을 하고, 기판은 바람직하게는 모듈을 (기판의 구조를 통해) 기계적 및 (기판에 통합된 도전성 상호접속을 통해) 전기적으로 결합하는 역할을 하지만, 일부 실시예로, 임의의 적절한 방식으로 모듈을 추가로 또는 대안으로 결합하는 역할을 한다. 방법은 바람직하게는 다양한 배경 및 능력의 사용자들에게 기판을 더욱 액세스가능하게 설계 및/또는 제조하는 프로세스를 만드는데 도움을 준다.
방법은 바람직하게는 사용자가 설계 기준을 충족하도록 돕기 위해 설계된 하나 이상의 규칙 세트를 통합(단계 S110)하는 모델링 애플리케이션이나 도구에서 사용자가 기판 구조를 설계(단계 S120)하도록 허용하고, 또한, 사용자가 기판 구조 상에 모듈 인터페이스를 배치(단계 S130)하도록 하는 한편, 모듈 인터페이스 사이의 상호접속의 라우팅을 처리함(단계 S140)으로써 기판 설계를 더 액세스가능하게 만드는 것을 돕는다.
제1 애플리케이션에서, 방법은 사용자가 기-존재하는 모듈의 라이브러리에 기반하여 모듈형 전자장치를 위한 기판을 생성하는 것을 돕는다. 예컨대, 사용자가 음성 녹음기를 제조하기를 원하는 경우, 사용자는 모델링 도구에서 녹음기의 몸체를 선택적으로 정의하고(단계 S120), 기-존재하는 모듈의 라이브러리로부터 배터리, 마이크, 프로세서 및 스피커 모듈을 선택하며, 배치 규칙을 적용하여(단계 S110) 몸체 상에 이들 모듈에 대응하는 모듈 인터페이스를 배치하며(단계 S130), 규칙 위반을 제거 또는 감소시키기 위해 모델링 도구에서 녹음기의 몸체를 재설계 및 업데이트하고(단계 S120), 프로그램이 모듈 인터페이스에 대한 상호접속 라우팅을 생성하도록 요청하고(단계 S140), 이후 3D 프린터로 전송할 STL 파일을 준비한다(단계 S150). 예시적인 기판이 도 2a 내지 2e에 도시된다. 대안으로, 외부 기판 아래에 모듈이 숨겨지는 것이 바람직하다면, 사용자는 외부 기판의 표면 아래에 모듈 인터페이스를 배치한다. 외부 기판의 표면 아래에 모듈을 배치하는 것은 제거가능한 내부 모듈 기판을 생성할 것이다(단계 S133). 예시적인 내부 모듈 기판이 도 15a, 15b, 16a, 및 16b에 도시된다.
제2 애플리케이션에서, 방법은 사용자가 모듈의 라이브러리로부터의 기-정의된 모듈을 그들의 맞춤 상호접속 인터페이스로 연결하고 이러한 맞춤 인터페이스 및 기-정의된 모듈을 기판 상에 배치하도록 허용함으로써 기-존재하는 전자 시스템으로의 확장을 사용자가 생성하는 것을 돕는다. 예컨대, 사용자가 기-존재하는 자동차 서브시스템 및 사용자가 라이브러리로부터의 기-존재하는 모듈을 사용하여 생성하는 블루투스-인에이블 진단 사물 사이의 상호접속을 생성하기를 원하는 경우다. 사용자는 모델링 도구에서 진단 사물의 몸체를 선택적으로 정의하고(단계 S120), 배치 규칙을 적용하여(단계 S110) 몸체 상에 기-존재하는 블루투스 모듈을 배치한다(단계 S130). 사용자는 이후 자동차 커넥터의 인터페이스 및 기계 구조를 정의하고 이들을 몸체 상에 배치하며(단계 S131 및 단계 S132), 프로그램이 기-정의된 모듈 인터페이스 및 맞춤 인터페이스를 위한 상호접속 라우팅을 생성하도록 요청하고(단계 S140), 이후 3D 프린터로 전송할 STL 파일을 준비한다(단계 S150). 예시적인 기판이 도 8에 도시된다.
제3 애플리케이션에서, 방법은 사용자가 그들의 맞춤 상호접속 인터페이스를 정의하고 이들 맞춤 인터페이스를 기판 상에 배치하도록 허용함으로써 기-존재하는 전자 시스템들 사이의 맞춤 어댑터를 사용자가 생성하는 것을 돕는다. 예컨대, 사용자는 2개의 자동차 서브시스템을 상호접속하는 어댑터를 정의할 수 있다. 사용자는 모델링 도구에서 어댑터의 몸체를 정의하고(단계 S120), 이후 제1 맞춤 자동차 커넥터를 정의하며 그것을 배치 규칙을 적용하여(단계 S110) 몸체 상에 배치한다(단계 131). 사용자는 이후 제2 맞춤 자동차 커넥터를 정의하고 이를 배치 규칙을 적용하여(단계 S110) 몸체 상에 배치하고(단계 131), 프로그램이 2개의 맞춤 인터페이스들 사이의 상호접속 라우팅을 생성하도록 요청하며(단계 S140), 이후 3D 프린터로 전송할 STL 파일을 준비한다(단계 S150). 예시적인 기판이 도 9에 도시된다.
방법은 바람직하게는 컴퓨팅 장치 상에서 동작하는 3D 모델링 애플리케이션이나 도구에서 적어도 부분적으로 수행되지만, 일부 실시예에서 추가적 또는 대안으로 임의의 적절한 방식으로 수행된다.
본 명세서에 기술되는 기판은 바람직하게는 3D 프린팅되지만, 일부 실시예로 추가 또는 대안으로 주입 몰딩, CNC 밀링, 물 분사 절단 또는 임의의 다른 적절한 제조 기술에 의해 제조된다.
모듈은 바람직하게는 사용자-대체가능하여, 전자 장치가 사용자가 모듈을 기판 내로 배치함으로써 형성되도록 하고; 추가로 또는 대안으로 모듈은 제조 동안에 기판 내로 통합된다. 내부 모듈 기판이 생성되면(단계 133), 전자 장치는 사용자가 모듈을 내부 모듈 기판 내에 배치하고 조합된 내부 기판 모듈 및 모듈을 장치의 외부 기판 내에 배치함으로써 선택적으로 형성되고; 추가적으로 또는 대안으로, 모듈은 제조 동안에 내부 모듈 기판 내에 통합된다.
기판은 바람직하게는 넓은 범위의 모듈 타입과 호환된다. 모듈은 바람직하게는, 기판에 결합할 수 있는 한 임의의 기능이나 목적을 수행한다. 모듈은 특정 하드웨어 구현이나 물리적 전자 컴포넌트로 필수적으로 제한되지 않는다. 모듈은 예컨대, 연관 전기 커넥터의 정의, 연관 기계 구조의 정의, 및/또는 가령 라이브러리와 같은 그룹으로부터의 모듈 및 다른 모듈 사이의 의존 관계를 특정하는 (예컨대, 세만틱 메타데이터의 형태인) 논리(예컨대, 스피커는 배터리를 필요로 함)에 의해 기술된다.
일부 예시적인 모듈 타입은 센서 모듈, 프로세서 모듈, 저장 모듈, 통신 모듈, 디스플레이 모듈 및 전력 모듈을 포함한다. 센서 모듈의 예시는 가속도계 모듈, GPS 모듈, 카메라 모듈, 깊이 이미징 모듈, 지문 판독기 모듈, 바이오메트릭 모듈, 마이크 모듈, 디지털/아날로그 입력 모듈, 햅틱 입력 모듈, 적외선 플래시 모듈, 만보기 모듈, 기압계 모듈, 자력계 모듈, 및 자이로스코프 모듈을 포함한다. 프로세서 모듈의 예시는 애플리케이션 프로세서 모듈 및 그래픽 프로세서 모듈을 포함한다. 저장 모듈의 예시는 플래시 메모리 모듈 및 RAM 모듈을 포함한다. 통신 모듈의 예시는 Wi-Fi 라디오 모듈, GSM/CDMA 라디오 모듈, HDMI 커넥터 모듈, NFC 모듈, 블루투스 라디오 모듈 및 USB 커넥터 모듈을 포함한다. 디스플레이 모듈의 예시는 터치스크린 LCD 모듈 및 전자-잉크 디스플레이 모듈을 포함한다. 전력 모듈의 예시는 배터리 모듈, 태양광 패널 모듈 및 배터리 충전 모듈을 포함한다. 다른 전자 시스템으로의 확장가능한 상호접속의 예시는 USB 인터페이스, 자동차 버스 인터페이스(automotive bus interface), SATA 인터페이스 및 사용자에 의해 명시될 수 있는 다른 맞춤 상호접속을 포함한다. 이러한 예시적인 모듈 타입은 전혀 완전하거나 배타적이지 않고, 즉 모듈은 선택적으로 다수의 이러한 예시적인 타입이나 이들로부터가 아닌 기능을 통합하며, 추가로 또는 대안으로 본 명세서에 기술되지 않는 기능을 통합한다는 것을 유의해야 한다.
기판은 바람직하게는 널리 다양한 형상 및 수치를 취할 수 있고; 이러한 유연성은, 호환가능한 모듈 및 맞춤 인터페이스의 다양한 능력과 조합되어, 바람직하게는 (하나 이상의 모듈을 하나 이상의 기판과 결합함으로써 형성되는) 다수의 모듈형 전자 장치의 생성을 가능하게 한다.
일부 실시예로, 단계 S110은 규칙 세트를 수신하고 강제하는 단계를 포함한다. 단계 S110은 기판 설계 및/또는 제조상의 제약과 관련된 데이터를 로딩하고 그 데이터를 사용하여 기판 설계 프로세스를 가이드하는 기능을 한다. 일부 실시예로, 단계 S110은 제조 규칙 세트를 수신하는 단계(S111), 제조 규칙 세트를 강제하는 단계(S112), 재료 규칙 세트를 수신하는 단계(S113), 재료 규칙 세트를 강제하는 단계(S114), 모듈 규칙 세트를 수신하는 단계(S115), 및 모듈 규칙 세트를 강제하는 단계(S116) 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예로, 단계 S110은 추가로 또는 대안으로 기판 설계에 관한 임의의 규칙 세트 및/또는 다른 제약 데이터를 수신 및/또는 강제하는 단계를 포함한다.
일부 실시예로, 규칙 세트는 제조 제약을 포함한다. 추가 실시예로, 제조 제약은 1차 제약(즉, 중간 구조 제조 프로세스에 고유한 제약) 및/또는 2차 제약(즉, 도전성 재료 주입 프로세스와 관련된 제약) 둘 모두를 포함한다. 일부 실시예로, 1차 제약은 제조 방법에 기반하여 상이하다. 1차 제약의 예시는 층상 제조 프로세스의 수직 해상도, 층상 제조 프로세스의 평면 해상도, 및 제조 프로세스의 유닛 간의 공차 범위(tolerance variation)를 포함한다. 일부 실시예로, 2차 제약은 재료 제약, 구조 제약 및/또는 도전성 재료 주입에 관한 중간 구조 제조 프로세스에 대한 임의의 다른 제약을 포함한다.
재료 제약의 일부 예시는 반응도 제약(예컨대, 도전성 재료와 접촉하게 되는 중간 구조의 재료는 분해되거나 도전성 재료에 의해 분해되지 않아야 함), 열성능 제약(예컨대, 재료는 실질적으로 높은 글래스 변환 온도 및 열 변형 온도를 가져서 중간 구조가 프로세싱 이후 또는 도전성 재료 주입 및 프로세싱 동안에 구조적으로 또는 심미적으로 변형되거나 분해되지 않아야 하고, 재료의 형태 및 색상은 제어되도록 유지되어야 함), 및 재료 기계적 제약(예컨대, 벌크 재료는 도전성 재료 주입에 의해 기계적으로 변형되지 않아야 함)을 포함한다. 일부의 경우, 다른 재료 제약은 중간 구조의 특성에 의해 유도된다(예컨대, 프로세싱되지 않은 재료는, 채널로부터 정화가능해야 하고, 중간 구조가 제거된다면, 이후 재료는 구조의 청결한 제거를 허용하는 기계적인 특성을 미세 구조가 갖도록 허용할 수 있다). 이들 제약은 예시적인 제약으로 주어진다. 예컨대, 일부의 경우, 도전성 재료 주입에 의한 캐비티의 기계적인 변형이 바람직할 수 있다. 추가로, 상이한 제약이 동일한 구조의 상이한 부분들에 대해 바람직할 수 있고; 예컨대, 상이한 전기 신호를 운송하는 도전성 트레이스는 상이한 재료 및 구조적 요구사항을 가질 수 있다.
구조적 제약의 일부 예시는 캐비티 수치 제약, 캐비티 액세스 제약, 캐비티 곡률 반경 제약, 캐비티 비-교차 제약, 및 구조 기계적 제약을 포함한다. 이러한 제약은 형성될 3D 사물에 기반하여 선택될 수 있다. 예컨대, 캐비티 곡률 반경은 3D 사물의 일부가 적어도 약 0.1 미터의 곡률 반경을 가질 것을 요구할 수 있다.
일부 실시예로, 캐비티 수치 제약은 캐비티의 최소 및 최대 폭, 캐비티의 최소 및 최대 길이에 대한 제약을 포함한다. 더 일반적으로, 수치 제약은 다양한 실시예에서, 캐비티 형상에 대한 임의의 제약을 포함한다.
일부 예로, 캐비티 수치 제약은 캐비티의 내부 구조에 대한 제약을 포함한다. 예컨대, 다양한 실시예로, 캐비티 제약은, 캐비티가 매끄러운 원형 벽, 물결모양의 벽, 내부 평면, 또는 내부 첨부물을 가질 것을 지시한다. 캐비티는 (규칙적이거나 불규칙적인) 임의의 형상을 가질 수 있다. 다른 예시적인 캐비티는 도 7, 10a 내지 10e, 11a 내지 11d 및 12a 내지 12c에 도시된다.
일부 실시예로, 캐비티 수치 제약은 다수의 다른 구조 설계 고려사항과 관련된다. 예컨대, 캐비티 벽의 거칠기는 어떻게 주입된 도전성 재료가 흐르거나 캐비티 벽을 코팅하는지에 있어서 역할을 할 수 있다. 추가로, 캐비티 수치 제약은 일부 실시예에서, 캐비티 및/또는 주입된 도전성 재료의 기계적 특성(예컨대, 응력, 변형, 강성)이나 전기적 특성(예컨대, 저항, 인덕턴스 및/또는 커패시턴스)에 영향을 준다. 일부 실시예로, 캐비티 수치는 추가로 또는 대안으로 캐비티와 주입된 도전성 재료 사이의 상호작용(예컨대, 유도된 모세관력, 재료 흐름 저항)에 영향을 준다. 예컨대, 접촉 패드 근처의 캐비티는 도 7에 도시되는 것과 같이 접촉 표면 영역을 증가시키도록 형상화될 수 있다. 이러한 형상은 선택적으로 원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형 또는 부분적인 형상이나 이들의 조합이다. 캐비티 수치는 또한, 프로세싱되지 않은 재료가 채널로부터 정화되는 방식에 영향을 줄 수 있다(예컨대, 점성 감광성 수지는 너무 얇은 직경을 가져서 채널로부터 빠져나가는데 어려움을 가질 수 있다). 또한, 캐비티 수치 제약은 재료나 제조 프로세스의 제약에 의해 지시될 수 있다(예컨대, 일부 스테레오리소그래피 기계에서 0.5 mm 미만의 채널은 프린트되는데 어려움을 가질 수 있다).
도 7은 중간 구조의 예시적인 뷰를 도시한다. 중간 구조는 도전성 재료의 주입을 위한 지지 구조를 갖는 유체 통신에서의 다수의 캐비티를 가진다. 패드가 주입 후에 형성된다. 패드는 접촉 영역을 제공할 수 있고, 이는 다른 구조와의 전기적 또는 열적 통신을 위해 사용될 수 있다. 패드는 중간 구조의 표면에 대하여 융기될 수 있다. 패드는 다양한 단면, 가령 원형, 삼각형, 정사각형 또는 직사각형을 가질 수 있다. 하나의 패드가 도시되지만, 중간 구조는 접촉 영역을 갖는 다수의 패드, 가령 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 패드를 가질 수 있다.
일부 실시예로, 캐비티 액세스 제약은 중간 구조가 각 캐비티에 대해 개구를 가져서 도전성 재료가 개구 내로 주입되는 것을 가능하게 하도록 지시한다. 이 개구는 예컨대, 주입 포트로 지칭될 수 있으나, 개구는 주입이 아닌 목적이나 주입에 추가적인 목적을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 주입 포트는 캐비티로의 액세스, 도전성 재료의 주입, 도전성 재료의 방출, 또는 임의의 다른 사용을 위해 사용될 수 있다. 유사하게, 다양한 실시예로, 개구는 (재료 방출을 위해 의도된다면) 방출 포트로 또는 (다른 목적을 위한) 액세스 포트로 설계된다.
중간 구조는 채널과 유체 통신하는 하나의 개구를 가질 수 있다. 대안으로, 중간 구조는 각각이 채널이나 다수의 채널과 유체 통신하는 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 또는 50개의 개구를 선택적으로 가질 수 있다. 이러한 채널이나 다수의 채널은 주입, 방출 또는 다른 액세스를 허용할 수 있다.
일부 실시예로, 캐비티 액세스 제약은 각 캐비티가 주입 포트 및 방출 포트(예컨대, 도전성 재료 주입 및 방출 전용의 포트)를 포함하도록 지시하고, 추가 실시예로, 이들 포트의 위치가 소정의 구조 또는 주어진 구조에 의존하도록 지시한다.
추가로 또는 대안으로, 캐비티 액세스 제약은 중간 구조의 캐비티가 액세스 포인트를 갖도록 명령할 수 있다. 예컨대, 캐비티는 재료를 3차원 구조로부터 제거하는 드릴 또는 밀이나 임의의 다른 동작이 프로세션 후에 주입 포트를 개방할 수 있는, 중간 구조의 표면 근처에 섹션을 가진다. 이들 캐비티 액세스 제약은 도전성 재료 주입을 가능하게 하는 것에 관한 것일 수 있다. 캐비티 액세스 제약은 또한, 도전성 재료의 기능적 양태에 관한 제약을 포함할 수 있다. 예컨대, 캐비티 액세스 제약은 캐비티에 대한 전기 접촉이 바람직하거나, 아니면 캐비티를 결국 채우는 도전성 재료가 바람직한 장소에서 중간 구조의 표면 근처에 있도록 지시할 수 있다. 이는 이러한 영역에서 국소적인 구조 제약을 지시하는 것, 가령 예컨대, 융기된 접촉 패드(예컨대, 도 7 참조)로까지 연장될 수 있다. 도 10a 내지 10e, 11a 내지 11d 및 12a 내지 12c에 기술되는 것과 같은 탭이 또한, 이러한 구조적 제약의 예시이다.
캐비티 액세스 제약은 캐비티 수치 제약이나 다른 제약과 링크될 수 있다. 예컨대, 캐비티 액세스 포인트는 액세스 포인트와 관련된 형상, 크기, 위치, 배향이나 임의의 다른 파라미터에 관한 특정 제약을 가질 수 있다. 예컨대, 캐비티 액세스 제약은 캐비티 주입 포트가 각도를 갖고 주입 시린지를 더욱 잘 수용하거나 주입 성능을 증가시키기 위해 캐비티의 후속 섹션보다 더 큰 직경을 갖도록 지시할 수 있다.
캐비티 액세스 제약은 또한, 중간 구조의 상이한 3차원 부피에 대응하는 다수의 주입 (및/또는 방출 또는 액세스) 포트를 지시하는 것을 포함할 수 있다. 이는 중간 구조의 다양한 부분들로의 액세스를 허용할 수 있다. 일부의 경우, 이들 주입 포트는 임시 액세스를 위해 설계될 수 있다. 포트는 중간 구조의 제조 후의 일부 시점에서 폐쇄되거나 커버될 수 있다. 상이한 3차원 평면이나 부피에 대응하는 다수의 주입 포트는 단일 평면이나 부피로 정렬될 수 있다. 예컨대, 구조는 중간 구조 내의 적어도 2개의 분리된 평면에 대응하는, 평면에서 정렬된 4개의 주입 포트를 가질 수 있다.
일부 실시예로, 캐비티 액세스 제약은 또한, 중간 기능 구조 내에서 채널의 액세스 및 연속성을 허용하도록 채널의 형상, 수치, 배향, 위치 및/또는 직경을 지시하는 것을 포함한다. 추가 실시예로, 이는, 예컨대 상호접속들의 생성을 허용하는 제거가능한 탭, 방출 포트의 주입을 갖는 제거가능한 탭, 2개의 직선의 분할을 수행하는 제거가능한 탭(들) 및/또는 주입 동작을 모니터하는 첨부 고정체를 갖는 제거가능한 탭(들)을 포함한다.
일부 실시예로, 캐비티 곡률 반경 제약은 캐비티의 최소 곡률 반경에 대한 제한을 포함할 수 있다. 추가 실시예로, 캐비티 비-교차 제약은 다른 캐비티 또는 중간 구조 내에서 다른 도전성 재료와의 캐비티의 교차에 대한 제한을 포함한다. 예컨대, 분리된 전기 신호를 운반하는 도전성 재료를 지원하도록 의도된 캐비티는 전기적인 절연을 요구할 수 있고, 이는 결국 캐비티들이 교차하지 않을 것을 요구할 수 있다. 이는 도전성 트레이스가 서로 전기적으로 절연되어 잔존하도록 허용할 수 있다. 구조적 기계 제약은 중간 구조의 물리적인 구조에 대한 제약을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 중간 구조가 도전성 재료 주입 프로세스에 의해 변형되는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 예로서, 캐비티 깊이는, 표면에 가까운 캐비티에 의해 생성되는 얇은 영역이 변형, 균열이나 변색될 경향이 있기 때문에 재료에서 프로세싱 이후 동안에 기판에 대한 손상을 방지하도록 제어되어야 한다. 구조적 기계 제약은 구조적 기계 제약이 재료 및 구조 둘 모두에 의존한다는 점에 있어서(예컨대, 벌크 재료는 제약을 충족할 수 있는 한편, 동일한 재료의 대부분이 비어있는 격자는 충족하지 못할 수 있다) 재료의 기계적 제약으로부터 구별될 수 있다. 대안으로, 구조적 기계 제약은 재료에 전혀 의존하지 않을 수 있다.
단계 S110은 바람직하게는 사용자-개시된 기판 설계 프로세스가 시작될 때 규칙 세트를 수신하는 단계를 포함하지만, 일부 실시예로, 추가적으로 또는 대안으로 임의의 적절한 시간에 규칙 세트를 수신하는 단계를 포함한다. 예컨대, 일부 실시예로, 모듈 규칙 세트는, 특정 모듈이 사용자에 의해 선택된 후 또는 모듈 인터페이스를 조작하는 사용자에 의해 내부 모듈 기판이 생성/업데이트될 때(단계 133)에만 오로지 수신된다. 단계 S110은 바람직하게는 규칙 세트를 로컬 규칙 세트 데이터베이스로부터 수신하는 단계를 포함하지만, 일부 실시예로, 추가로 또는 대안으로 원격 규칙 세트 데이터베이스, 수동 사용자 입력 또는 임의의 적절한 소스로부터 규칙 세트를 수신하는 단계를 포함한다.
단계 S110은 바람직하게는 실시간으로 규칙 세트를 강제하는 단계를 포함한다; 예컨대, 단계 S110은 바람직하게는 하나 이상의 규칙을 위반하는 위치에 사용자가 모듈 인터페이스를 배치하는 것을 방지하는 단계를 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 단계 S110은 일부 실시예에서, 임의의 적절한 시간에 규칙 세트를 강제하는 단계를 포함한다; 예컨대, 단계 S110은 선택적으로 기판 구조 데이터를 최종화하기 바로 전에 규칙 위반을 확인하는 단계를 포함한다. 단계 S110은 바람직하게는 사용자가 규칙을 위반하는 행위를 수행하는 것을 허용하지 않음으로써 규칙 세트를 강제하는 단계를 포함한다; 추가로 또는 대안으로, 일부 실시예에서 단계 S110은 규칙 위반을 무시하거나 또는 임의의 존재하는 규칙 위반을 수용하도록 규칙 세트 공차를 조정함으로써 사용자가 규칙을 오버라이드하도록 허용하는 단계를 포함한다.
일부 실시예로, 단계 S111은 제조 규칙 세트를 수신하는 단계를 포함한다. 단계 S111은 특정 제조 기술이나 제조 도구에 관한 규칙을 설계 프로세스에 알리는 기능을 한다. 제조 규칙 세트는 바람직하게는 특정 제조 방법과 링크된다; 예컨대, 사용자는 최종 설계를 프린트하도록 의도된 3D 프린터에 기반하여 설계에 들여올 제조 규칙 세트를 선택할 수 있다. 제조 규칙 세트는 최소 해상도(예컨대, 가장 작은 설계 수치는 0.1 mm를 초과해야 함), 최대 크기(예컨대, 가장 큰 물리적 수치는 30 cm보다 작아야 함), 재료 제한(예컨대, 특정 제조 도구는 오로지 특정 서브세트의 이용가능한 재료에만 호환가능할 수 있음)과 관련된 규칙, 또는 임의의 다른 적절한 규칙을 포함할 수 있다. 제조 규칙 세트는 바람직하게는 설계를 제한하는 규칙에 관한 것이지만, 제조 규칙 세트는 추가로 또는 대안으로 제조 파라미터에 관한 규칙을 포함할 수 있다(이들 규칙은 제조 전까지 강제되지 않을 수 있다). 예컨대, 제조 규칙 세트는 소정의 해상도에 기반하여 3D 프린터의 프린팅 속도를 설정하는 규칙을 포함할 수 있고, 이 규칙은 설계에 직접 영향을 주진 않지만, 이후의 제조에 영향을 줄 것이다.
단계 S112는 제조 규칙 세트를 강제하는 단계를 포함한다. 단계 S112는 사용자가 제조 규칙 세트의 규칙들을 위반하는 것을 방지하거나 막도록 기능한다. 단계 S112는 바람직하게는 예비 기판 구조 데이터의 수신(S120) 및 모듈 인터페이스의 배치(S130) 동안에 실시간으로 수행되지만, 추가로 또는 대안으로 임의의 시간에 수행될 수 있다. 단계 S112는 바람직하게는 사용자들이 제조 규칙이 위반되는 방식으로 구조를 생성하거나 모듈 인터페이스를 배치하는 것을 방지하는 단계를 포함한다; 예컨대, 단계 S112는 선택된 모듈 인터페이스의 전부 또는 부분을 중립적인 색상에서 적색으로 전환시키는 것과 애플리케이션 인터페이스의 예시적인 스크린샷을 도시하는 도 3에 도시되는 바와 같이 규칙 위반을 발생시키는 영역에서 모듈 인터페이스의 배치를 허용하지 않는 것을 포함할 수 있다. 도 3에서, 모듈 전체가 기판 내에 배치되어야 한다는 규칙이 강제되고 경고가 모듈 배치에 의해 규칙의 위반 시 생성된다.
추가로 또는 대안으로, 단계 S112는 행위가 규칙 위반을 발생시켰거나 발생시킬 것이라고 사용자에게 경고하는 단계를 포함할 수 있다; 예컨대, 단계 S112는 사용자가 유효하지 않은 위치에 모듈 인터페이스를 배치하는 것을 허용하지만, 도 4a 및 4b에 도시되는 것처럼 이후 경고 스크린을 팝업하거나 위반한 모듈 인터페이스를 하이라이트하는 단계를 포함할 수 있다. 도 4a는 애플리케이션 인터페이스의 예시적인 와이어프레임을 도시한다. 도 4a에서, 모듈 인터페이스들이 1cm만큼 이격되어야 한다는 규칙이 강제되고, 모듈 배치에 의해 규칙의 위반 시에 경고가 생성된다. 도 4b는 애플리케이션 인터페이스의 예시적인 스크린샷을 도시한다. 도 4b에서, 모듈 인터페이스들이 5mm만큼 이격되어야 한다는 규칙이 강제되고, 모듈 배치에 의해 규칙의 위반 시에 경고가 생성된다. 이러한 예에서, 사용자는 배치를 허용하기 위해 경고를 선택적으로 오버라이드한다.
일부 실시예로, 단계 S113은 재료 규칙 세트를 수신하는 단계를 포함한다. 단계 S113은 특정 제조 재료에 관한 규칙을 설계 프로세스에 알리는 기능을 한다. 재료 규칙은 제조 규칙에 독립적이거나 의존적일 수 있다(그 반대의 경우도 가능하다); 예컨대, 재료 규칙은 제1 프로세스 및 제2 프로세스에 대한 특정 재료를 위한 상이한 최소 해상도를 포함할 수 있다. 재료 규칙은 구조적 양태(예컨대, 해상도, 종횡비, 크기 등), 또는 기능적 양태(예컨대, 도전성 상호접속을 위해 사용되는 재료의 경우 임의의 임계 도전성을 충족해야 함)에 관한 것일 수 있다. 재료 규칙은 동시에 구조적 및 기능적 양태 둘 모두에 관한 것일 수 있다; 예컨대, 상호접속은 단위 길이당 저항이 임의의 임계치 미만이 되도록 상호접속 재료의 도전성에 의존하는 최소 단면적을 가질 것이 요구될 수 있다. 제조 규칙 세트와 같이, 재료 규칙 세트는 바람직하게는 설계를 제한하는 규칙에 관한 것일 수 있으나, 재료 규칙 세트는 추가로 또는 대안으로 제조 파라미터에 관한 규칙을 포함할 수 있다(이들 규칙은 제조 전까지는 강제되지 않을 수 있다). 예컨대, 특정 재료는 재료의 프린팅 속도가 특정 값으로 제한되도록 요구할 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S114는 재료 규칙 세트를 강제하는 단계를 포함한다. 단계 S114는 재료 규칙 세트의 규칙들을 사용자가 위반하는 것을 방지하거나 막는 기능을 한다. 단계 S114는 바람직하게는 예비 기판 구조 데이터의 수신(S120) 및 모듈 인터페이스의 배치(S130) 동안에 실시간으로 수행되지만, 추가로 또는 대안으로 임의의 시간에 수행될 수 있다. 단계 S114는 바람직하게는 사용자들이 재료 규칙이 위반되는 방식으로 재료를 사용하거나 구조를 생성하는 것을 방지하는 단계를 포함하지만, 일부 실시예에서 추가로 또는 대안으로 행위가 규칙 위반을 발생시키거나 발생시킬 것이라고 사용자에게 경고하는 단계를 포함한다. 단계 S114는 대체물이 이용가능하다면 상이한 재료를 제안하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S115는 모듈 규칙 세트를 수신하는 단계를 포함한다. 단계 S115는 모듈 인터페이스 및/또는 모듈과 관련된 규칙을 설계 프로세스에 알리는 기능을 한다. 모듈 규칙 세트는 모듈 커넥터 배치(S115.1), 모듈 기계 바인딩(S115.2), 모듈 세만틱 의존성(S115.3), 모듈/구조 호환성, 모듈/재료 호환성에 관한 규칙, 및/또는 모듈과 관련된 임의의 적절한 규칙을 포함할 수 있다. 모듈은 선택적으로 기-정의되고 라이브러리 내에서 사용자에게 제공되거나, 그들 스스로의 커넥터 인터페이스(S115.1), 기계 바인딩(S115.2) 및/또는 세만틱 의존성(S115.3)을 명시하는 시스템의 사용자들에 의해 정의된다. 예컨대, 모듈 기계 규칙 세트(S115.2)는 스피커 모듈을 위해 의도되는 인터페이스가 스피커 모듈 인터페이스 뒤에 있는 임의의 최소 수치의 빈 캐비티를 가져야만 한다는 규칙을 포함할 수 있다. 다른 예로, 커넥터 규칙 세트(S115.1)는 자동차 시스템 상호접속을 위해 의도된 맞춤 인터페이스가 GND를 제1 플레이트로, 공급 전압을 제2 플레이트로, CLK 신호를 제3 플레이트로, 그리고 SIGNAL을 제4 플레이트로 라우팅해야 한다 규칙을 포함할 수 있다. 다른 예로, 모듈 세만틱 의존성 규칙 세트(S115.3)는 스피커 모듈의 배치가 또한, 프로세서 모듈 및 전력 모듈의 배치를 요구한다는 규칙을 포함할 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S116은 모듈 규칙 세트를 강제하는 단계를 포함한다. 단계 S116은 사용자들이 모듈 규칙 세트의 규칙을 위반하는 것을 방지하거나 막는 기능을 한다. 단계 S116은 바람직하게는 모듈 인터페이스 배치(S130) 동안에 실시간으로 수행되지만, 일부 실시예에서 추가로 또는 대안으로 임의의 시간에 수행된다. 단계 S116은 바람직하게는 모듈 규칙이 위반되는 방식으로 사용자가 모듈을 사용하거나 배치하는 것을 방지하는 단계를 포함하지만, 일부 실시예에서 추가로 또는 대안으로 사용자에게 행위가 규칙 위반을 발생시켰거나 발생시킬 것임을 경고하는 단계를 포함한다. 단계 S116은 특정 모듈이 구조를 위해 요구되거나, 또는 모듈이 대체될 것이 요구된다면 모듈 제안을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예로, 단계 S116에 의해 강제되는 모듈 규칙들은 라이브러리에서 선택적으로 정의되고 기-존재하는 형태로 사용자에게 제공된다. 추가로 또는 대안으로, 모듈 규칙은 커넥터(S116.1), 기계적 바인딩(S116.2), 및 세만틱(S116.3)을 위한 그들 스스로의 강제되는 규칙에 기반하여 사용자에 의해 정의될 수 있다. 예컨대, 맞춤 커넥터 규칙 세트(S116.1)는 연관 모듈의 추가를 허용하기 전에 모든 다른 모듈들에 대한 접지(ground, GND) 라인의 존재를 강제할 수 있다. 다른 예로, 맞춤 기계적 바인딩 규칙 세트(S116.2)는 연관 모듈의 추가를 허용하기 전에 자동차 커넥터의 수 대응부(male counterpart)에 적절히 부착하기 위해 기판 내의 특정 깊이를 강제할 수 있다. 또 다른 예로, 맞춤 세만틱 규칙 세트(S116.3)는 스피커가 추가될 수 있기 전에 스피커의 전력 요구사항을 위해 적절한 배터리 옵션을 제공할 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S120은 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 단계 S120은 예비 기판 구조(즉, 기판의 형상 및 부피, 다만 상호접속 및 모듈 인터페이스를 필수적으로 포함하지는 않음)를 정의하는 기능을 한다. 단계 S120은 바람직하게는 3D 모델링 도구에서 실시간으로 기판 구조 데이터를 수신하는 단계를 포함하지만(예컨대, 기판 데이터의 수신은 사용자가 기판 구조를 설계하는 동안 3D 모델링 도구에서 사용자 입력을 수신하는 것을 포함한다), 추가로 또는 대안으로 임의의 적절한 방식(예컨대, 자동으로 생성된 CAD 파일을 불러오는 것)으로 기판 구조 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S120은 바람직하게는 단계 S130 및 S140 이전에 발생하지만, 추가로 또는 대안으로 단계 S130 및 S140과 동시에 또는 그 후에 발생할 수 있다. 예컨대, 사용자는 우선 3D 좌표계에 모듈 인터페이스를 배치하고, 상호접속을 생성하며, 이후 이들 인터페이스를 구조적으로 지지하는 기판을 생성할 수 있다. 사용자는 또한, 반복적으로 기판을 업데이트하고, 규칙 세트 위반을 충족하거나, 심미성을 향상시키거나 및/또는 모듈 효용성을 향상시키기 위해, 임의의 시간에, 명시적으로 또는 자동으로 새로운 기판을 불러올 수 있다.
단계 S120은 바람직하게는 사용자로부터 수동 설계 입력(예컨대, 기판 구조 데이터를 정의하는 입력)을 수신하는 단계를 포함하지만, 추가로 또는 대안으로 기판 구조의 일부 또는 전부를 자동으로 설계하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 단계 S120은 사용자가 기판 부피를 정의하고 기계적인 요구사항을 명시하도록 허용할 수 있고, 이 시점 이후에 기판 부피는 (비워지는 것이 구조가 여전히 기계적인 요구사항을 충족할 것을 허용한다면) 자동으로 비워진다.
단계 S120은 바람직하게는 복셀-기반 모델링 도구의 그래픽 인터페이스를 통해 사용자로부터 설계 입력을 수신하는 단계를 포함한다. 바람직하게는 복셀 크기/형상/재료를 선택하고 복셀을 서로 접촉하도록 배치하는 설계 입력이 사용자에 의해 수신되며; 이는 구조가 상이한 타입, 크기 및 색상의 플라스틱 빌딩 블록으로 건축될 수 있는 방식과 유사하다. 설계 입력은 추가로 또는 대안으로 일부 기준에 기반하여 복셀을 자동으로 배치하는 행위를 수행하는 사용자에 의해 수신될 수 있고; 예컨대, 사용자는 부피의 가장자리를 정의함으로써 복셀로 부피를 채울 수 있다.
복셀은 바람직하게는 최소 제조 수치보다 실질적으로 더 큰 수치이다. 추가로, 복셀은 바람직하게는 복셀 스타일에 기반하여 최종 모델 표현(예컨대, STL 파일)으로 링크된다. 복셀 스타일은 복셀이 최종 모델 표현으로 변환될 수 있는 상이한 방식을 표현한다; 즉, 구조의 복셀 표현은 암시적인 표면을 생성하도록 다양한 설계 규칙을 사용하는 리깅(rigging) 구조로서 역할을 할 수 있다. 예컨대, 하나의 복셀 스타일("하드 코너 스타일"이라 함)은 복셀이 복셀 꼭짓점 사이를 선형 보간함으로써 최종 모델 표현으로 변환되도록 지시하는 한편, 다른 복셀 스타일("소프트 코너 스타일"이라 함)은 복셀이 도 5에 도시되는 것처럼 복셀 꼭짓점 사이를 매끄러운 선형 보간을 수행함으로써 최종 모델 표현으로 변환되도록 지시할 수 있다. 복셀 스타일은 개별 복셀들, 복셀들의 그룹, 또는 복셀 컴포넌트들에 대해 설정될 수 있고; 예컨대, 복셀의 좌측에 있는 꼭짓점들은 도 6에 도시되는 것처럼 우측에 있는 꼭짓점들과는 상이한 복셀 스타일을 가질 수 있다.
복셀 표현에서 최종 모델 표현으로의 변환은 바람직하게는 서브-디비전(sub-division) 표면의 생성을 통해 달성되지만, 추가로 또는 대안으로 임의의 적절한 방식으로 달성될 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S130은 모듈 인터페이스를 배치하는 단계를 포함한다. 단계 S130은 모듈을 기판을 통해 서로 결합하는 인터페이스의 배치를 가능하게 하도록 기능한다. 단계 S130은 바람직하게는 예비 기판 구조의 표면 상에 모듈 인터페이스를 배치하는 단계를 포함하지만, 추가로 또는 대안으로 모듈 인터페이스를 다른 위치에 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 모듈 인터페이스는 예비 기판 구조의 외부 (및 그에 접촉하지 않도록) 배치될 수 있다; 이후 임의의 시간에 예비 기판 구조는 모듈 인터페이스를 예비 기판 구조의 표면 내에 통합하도록 자동으로 또는 수동으로 수정될 수 있다.
단계 S130은 바람직하게는 특정 모듈에 링크된 모듈 인터페이스를 배치하는 단계를 포함한다. 예컨대, 사용자는 LED 모듈을 선택할 수 있고, 이는 이후 사용자가 LED 모듈을 위한 정확한 크기 및 접촉 타입의 모듈 인터페이스를 배치하는 것을 허용한다. 추가로 또는 대안으로, 단계 S130은 일반 모듈 인터페이스를 배치하는 단계를 포함할 수 있다; 즉, 이는 임의의 크기, 형상 및 접촉 타입을 갖지만 특정 모듈로의 링크를 갖지 않는 모듈 인터페이스이다.
일부 실시예로, 단계 130은 전자 장치의 심미성, 모듈 효용성 및/또는 구조적 안정성을 향상시키기 위해 기판의 표면 아래에 모듈 인터페이스를 배치하는 단계를 포함한다. 기판의 표면 아래에 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하는 것은 수동으로 또는 자동으로(단계 133) 내부 모듈 기판을 생성한다. 이러한 내부 모듈 기판은 생성되어서 그것의 표면이 모든 모듈 인터페이스의 표면까지 연장되도록 하고 전자 장치의 외부 표면으로부터 용이하게 제거되거나 및/또는 전자 장치의 외부 표면 내에 삽입되도록 할 수 있다.
일부 실시예로, 이 세트에서 사용자는 각 모듈에 대해 모듈을 받아들일 캐비티를 선택한다. 이 경우 이러한 모듈은 수 스프링(male spring)이 로딩된 커넥터(예컨대, 포고 핀이나 용수철 손가락)를 그들의 하부에 갖는 주입-몰딩된 모듈 내에 포함된 전자 회로로 구성된다. 모듈은 커넥터가 상호접속과 접촉하는 캐비티 내에 정의되는 위치로 캐비티 내에 삽입된다. 기계적 부착 메커니즘이 또한, 캐비티와 함께 정의되어서 모듈 및 상호접속의 양호한 연결을 유지하며, 이러한 메커니즘은, 제한 없는 예로서, 캐비티 내의 도킹을 허용하는 캐비티 내의 특징부를 갖는 바 플렉셔(bar flexure) 메커니즘, 또는 주입 몰딩된 도어가 슬라이드하고 모듈 삽입을 잠그는 캐비티의 측면 상의 래치들이다. 이러한 메커니즘은 도 14a 및 14b에 제시된다. 도 14a는 3D 프린팅된 사물 내에서 도전성 구조와 접촉하는 독립형(self-contained) 모듈을 포함하는 장치의 예시를 도시한다. 도시된 예의 장치는 도어(1401), 독립형 회로(1402), 스프링-로딩된 커넥터(1403), 기계적 도킹 특징부(1404), 도전성 재료 패드(1405), 도전성 구조를 갖는 3D 프린팅된 기판(1406), 및 회로(1407)를 위한 캐비티를 포함한다. 도 14b는 도어(1401)가 삽입된 3D 프린팅된 기판(1406) 내에 도킹된 독립형 회로(1402)를 도시한다. 여기서, 스프링-로딩된 커넥터(1403)는 도전성 재료 패드(1405)와 접촉하고 있다.
모듈 규칙 세트는 바람직하게는 모듈 배치 동안에 실시간으로 강제되지만(단계 S116), 추가로 또는 대안으로 모듈 배치는 모듈 규칙 세트의 강제 없이 진행될 수 있다.
모듈 규칙 세트가 특정 모듈 타입에 대한 특정 요구사항을 나타낸다면, 이들 요구사항은 자동으로 강제될 수 있다. 예컨대, 스피커 모듈이 스피커 모듈의 후면에 캐비티를 요구한다면, 스피커 모듈 인터페이스는 캐비티로 기-결합될 수 있다(즉, 스피커 모듈을 배치하고 이후 캐비티를 만들어야 하는 대신에 스피커 모듈의 배치는 캐비티를 또한, 자동으로 배치한다).
모듈 인터페이스는 바람직하게는 기존 표면으로부터 차감된다; 예컨대, 평탄한 표면 상에 모듈 인터페이스를 배치하는 것은 인터페이스를 형성하기 위해 그 표면의 일부의 제거를 발생시킨다. 추가로 또는 대안으로, 모듈 인터페이스는 기존 표면에 추가될 수 있다(예컨대, 모듈 인터페이스 자체가 배치 이전에 확실한(positive) 구조를 가진다).
발명 실시예의 변형에서, 다수의 모듈 인터페이스는 모듈 타입과 연관된다. 사용자가 특정 모듈 타입에 대응하는 모듈 인터페이스를 배치할 때, 모듈 인터페이스는 모듈 타입과 연관되는 모듈 인터페이스들의 세트로부터 배향 및 표면에 기반하여 선택된다. 추가로 또는 대안으로, 단계 S130은 설계 기준을 더 잘 충족하기 위해(예컨대, 상호접속 라우팅 솔루션을 달성하기 위해) 배치된 모듈 인터페이스를 회전시키거나 아니면 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예로, 사용자들은 (단계 S131에서 배치되는) 커넥터 인터페이스, 및/또는 (단계 S132에서 배치되는) 기계적 바인딩 인터페이스를 정의함으로써 그들 자신의 모듈 배치를 명시할 수 있다. 이들 사용자-정의된 인터페이스는 프로그램에 의해 자동으로 강제될 수 있다. 예컨대, 사용자는 예컨대, 자동차 표준에 의해 명시되는 특정 깊이 및 2개의 커넥터를 갖는 맞춤 자동차 커넥터를 정의할 수 있다. 단계 S132에서, 이러한 특정 깊이는 그 설계에 기반하여 기판으로부터 감산되거나 기판에 부가된다. 단계 S131에서, 커넥터 인터페이스는 그 설계에 기반하여 기판으로 추가되거나 기판으로부터 감산된다. 어떻게 맞춤 상호접속 라우팅을 수행할지에 관한 정보는 단계 S131으로부터 단계 S140으로 전달될 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S140은 상호접속 라우팅 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. 단계 S140은 단계 S130에서 배치된 모듈 인터페이스 사이에 도전성 트레이스를 포함하기 위해 기판 구조 데이터를 수정하도록 기능한다.
단계 S140은 바람직하게는 단계 S130과 동시에 발생된다 - 즉, 모듈이 배치된 후 기판 구조 데이터는 바람직하게는 수정되어서 모듈 및 다른 모듈 사이에 도전성 트레이스를 포함하도록 한다. 추가로 또는 대안으로 단계 S140은 모든 모듈이 배치된 후 또는 임의의 적절한 시간에 발생할 수 있다.
단계 S140은 바람직하게는 노드(예컨대, 모듈 인터페이스의 접촉 패드나 핀)를 연결하도록 설계된 A* 경로-탐색 알고리즘을 사용하여 상호접속 라우팅을 결정하는 단계를 포함하지만, 일부 실시예에서 추가로 또는 대안으로 임의의 적절한 알고리즘을 사용하여 상호접속 라우팅을 결정하는 단계를 포함한다. 노드 사이의 연결(즉, 모듈 A의 어떤 핀들이 모듈 B의 어떤 핀들로 연결되는지 등)은 바람직하게는 모듈 규칙 세트에 기반하여 단계 S140의 일부로서 자동으로 결정된다. 추가로 또는 대안으로, 노드 사이의 연결은 사용자 입력에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 사용자는 (바람직하게는 모듈 인터페이스가 이동됨에 따라 실시간으로 업데이트되는) 단계 S140의 상호접속 라우팅을 변경하기 위해 모델링 도구에서 모듈의 개략도를 조정할 수 있다.
상호접속은 바람직하게는 단계 S110에 의해 수신되고 강제되는 구성 규칙을 따른다; 이러한 규칙은 상호접속이 교차하지 않고, 상호접속이 임의의 최소 임계치를 넘는 곡률 반경을 갖는 등의 규칙을 포함할 수 있다.
단계 S140은 바람직하게는 그에 따라 상호접속이 생성될 제조 방법에 기반하여 상호접속 라우팅을 수행한다. 일부의 경우, 상호접속 제조는 구조 제조와 실질적으로 유사하다(예컨대, 상호접속은 단순히 상이한 재료를 사용하여 3D 프린팅 프로세스의 일부로서 제조된다). 다른 경우, 상호접속 제조는 구조 제조와는 실질적으로 상이할 수 있다 - 이러한 차이점은 바람직하게는 상호접속 라우팅 프로세스에서 반영된다.
일례로, 상호접속은 기판 내에서 도전성 재료를 캐비티 내로 주입함에 의해 제조된다. 전체가 참조로 통합되는 미국 임시특허출원 제62/067,674호와 바람직하게는 실질적으로 유사한, 이러한 제조 방법은 주입-포트가 액세스가능한 캐비티를 갖는 기판을 3D 프린팅하거나 (또는 그렇지 않다면 제조하는) 것을 수반한다. 액상/페이스트(paste) 도전성 재료는 캐비티 내로 주입되고, 이후 기판 내에서 도전성 와이어를 저장-생성한다. 이 예에서, 단계 S140은, 임의의 접촉 패드에 대해 요구되는 주입 포트 및 구조를 포함하는, 도전성 와이어를 위해 필요한 캐비티를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 주입 방법과 유사한 제조 방법을 위해, 단계 S140은 바람직하게는 캐비티를 라우팅하여 캐비티가 교차하지 않고, 캐비티가 모듈 인터페이스 포트에서 접촉을 위해 액세스가능하도록 하는 단계를 포함한다. 예컨대, 단계 S140은 모듈 인터페이스의 융기된 접촉 패드의 표면 근처에 캐비티를 라우팅하는 단계를 포함하여 접촉 패드가 도 7에 도시되는 것처럼 융기된 접촉 패드를 노출하기 위해 밀링되도록 할 수 있다.
대안적 실시예로, 단계 S140은 중간 구조, 가령 시작점, 종료점 또는 캐비티의 길이에 따르는 임의의 수의 위치들에 국지적으로 추가되는 기결정된 구조적 제약 집단을 갖는 기능성 탭 및 캐비티의 배치를 포함한다. 이러한 캐비티는 주입 포트, 접촉 패드, 방출 포트, 고정부(fixturing) 또는 제조 프로세스에 의해 요구되거나 사용자에 의해 정의되는 임의의 다른 구조의 생성을 허용할 수 있다. 캐비티 및 탭 설계는 캐비티를 국소적으로 융기시키고 최적의 접촉 영역 대 단면을 갖도록 그것의 기하학적 구조를 변화시킴으로써 어레이로 정렬되는 고품질의 접촉의 생성을 허용한다. 탭의 베이스의 균열은 커넥터 패드의 노출을 허용한다. 캐비티가 구조의 제거가능한 부분을 통해 라우팅된다면, 균열은 이후 캐비티의 길이의 일부를 제거하여 라인 내의 틈(break)을 생성할 수 있고, 따라서 그 라인의 2개의 부분의 격리를 가능하게 한다. 이러한 기하학적 구조가 도 10a 내지 10e에 제시된다.
도 10a는 채워지지 않은 예시적인 임시 중간 구조를 도시한다. 도 10b는 채워진 임시 중간 구조를 도시한다. 도 10c는 베이스에서 제어되는 균열을 생성하도록 탭 상에 힘을 가함으로써 오퍼레이터에 의해 탭이 갈라지는 것을 도시한다. 도 10d 및 10e는 임시 중간 구조의 제거가 직사각형 패드 및 격리된 라인들을 남기는 것을 도시한다(측면뷰 D 및 등축뷰 E).
캐비티 기하학적 구조는 주입 또는 모니터링 장치의 도킹 및 고정을 허용하도록 탭 내로 제한될 수 있어서, 주입 펌프나 시린지로의 연결을 허용한다(임시 중간 구조의 예시적인 뷰를 도시하는 도 11a 내지 11d 참조). 도 11a는 주입 구조가 채워지지 않은 주입 포트를 도시하는 예시적인 측면뷰를 도시한다. 도 11b는 주입 포트를 도시하는 예시적인 등축뷰를 도시한다. 도 11c는 주입 구조가 채워지지 않은 도 11b의 등축뷰를 도시한다. 도 11d는 주입 구조가 채워지고 탭이 제거되며 접촉이 생성된 도 11c의 등축뷰를 도시한다.
추가로, 탭 자체의 기하학적 구조는 프로세싱을 위해 또는 센서를 부착하기 위해 오퍼레이터의 손, 도구 또는 임의의 다른 장치에 의해 처리되는 것을 허용하도록 설계된다(임시 중간 구조의 예시적인 뷰를 도시하는 도 12a 내지 12c를 참조). 도 12a는 센서 고정체의 기하학적 구조 및 방출 포트를 포함하는 방출 구조의 예시적인 등축뷰를 도시한다. 도 12b는 방출 구조의 측면뷰를 도시한다. 도 12c는 주입 프로세스 동안 캐비티의 말단에서 도전성 재료의 존재를 감지하는데 사용되는 OMRON EE-SX770 포토마이크로센서로 고정된 방출 구조의 측면뷰를 도시한다. 단계 S140은 또한, 미국 임시특허출원 제62/067,674호의 임의의 다른 2차 제약에 따라 캐비티를 라우팅하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S140은 추가로 회로를 생성하는 단계(S141)를 포함한다. 단계 S114는 제조 프로세스에서 도전성 재료로부터 (단일 상호접속에 연결되거나 다수의 상호접속을 결합할 수 있는) 회로 컴포넌트를 생성하는 기능을 한다. 회로 컴포넌트는 바람직하게는 상호접속 생성을 위해 사용되는 제조 프로세스의 수정을 사용하여 생성되지만, 추가로 또는 대안으로 임의의 적절한 방식으로 제조될 수 있다. 예컨대, 저항은 상호접속을 위해 사용되는 도전성 재료의 조성을 변경하거나 상호접속의 형상을 변경(예컨대, 작은 단면적으로 섹션을 생성)함으로써 제조될 수 있다. 회로 컴포넌트는, 바람직하게는 (예컨대, 사용자에 의해 특정 회로를 선택하여) 모듈 인터페이스와 유사하게 배치되지만, 추가로 또는 대안으로 자동(예컨대, 특정 모듈 인터페이스는 특정 상호접속과 직렬로 특정 회로 컴포넌트를 자동으로 배치함)으로 또는 수동으로(예컨대, 상호접속 라우팅 파라미터를 변경함으로써) 배치될 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S150은 기판 구조 데이터를 최종화하는 단계를 포함한다. 단계 S150은 최종 제조된 기판의 예시적인 뷰를 도시하는 도 13a 내지 13f에 보여지는 것처럼 하나 이상의 최종 기판 모델을 생성하기 위해 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합하는 기능을 한다. 도 13a는 임시 구조가 온전하고 도전성 재료로 채워진 기판의 등축뷰를 도시한다. 도 13b는 임시 구조가 제거되고 도전성 재료로 채워진 기판의 등축뷰를 도시한다. 도 13c는 임시 구조가 제거되고 도전성 재료로 채워진 기판의 측면뷰를 도시한다. 도 13d는 커넥터 패드를 형성하도록 임시 구조가 제거되고 도전성 재료로 채워진 기판의 전면뷰를 도시한다. 도 13e는 커넥터 패드가 드러나는 3D 프린팅된 기판의 고형 등축뷰를 도시한다. 도 13f는 커넥터 패드가 드러나는 3D 프린팅된 기판의 고형 전면뷰를 도시한다.
단계 S150은 추가로 또는 대안으로 예비 기판 구조 데이터 (및/또는 모듈 배치 데이터, 상호접속 라우팅 데이터)의 복셀-기반 표현을 제조용 포맷(예컨대, STL)으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 단계 S150은 바람직하게는 사용자 파라미터; 예컨대, 복셀 스타일 또는 변환 파라미터(즉, 하나의 모델 포맷에서 다른 포맷으로의 변환에 구체적으로 관련되는 파라미터)에 기반하여 최종 기판 모델을 생성하는 단계를 포함한다. 변환 파라미터는 예컨대, 메쉬 해상도를 포함할 수 있다.
모듈이 외부 기판의 표면 아래에 배치되었다면, 단계 150은 외부 기판의 표면 아래의 모듈 인터페이스의 효용성을 향상시키기 위해 외부 기판 모델을 조작하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 외부 기판의 표면 아래에 배치된 마이크는 도 15a 및 15b에 도시되는 것처럼 마이크 센서로의 음향 전파를 용이하게 하기 위해 외부 기판 내에 배치된 구멍들을 요구할 수 있다. 외부 기판의 이러한 조작은 사용자에 의해 수동으로 적용되거나, 모듈 규칙 세트, 모듈 라이브러리, 또는 다른 소스에 기반하여 자동으로 적용될 수 있다.
일부 실시예로, 단계 S160은 최종 기판을 제조하는 단계를 포함한다. 단계 S160은 최종 기판 모델을 기판으로 변환하는 기능을 한다. 일부 실시예로, 단계 S160은 컴퓨터-제어되는 제조 도구, 장치, 또는 시스템으로 명령어를 송신, 전송, 또는 통신하는 단계를 포함한다. 추가 실시예로, 명령어는 컴퓨터-제어되는 제조 도구, 장치, 또는 시스템으로 하여금 3D 전자 제품을 생성하기 위해 최종 기판을 제조하도록 야기한다.
단계 S160은 바람직하게는 (캐비티가 상호접속 대신에 프린팅되는) SLA 방법을 사용하여 기판을 3D 프린팅하고, 이후 최종 기판을 형성하도록 도전성 재료를 캐비티로 주입하는 단계를 포함한다. 단계 S160은 추가로 또는 대안으로 압출 기술(예컨대, 용융 적층 모델링), 입상 기술(granular technique)(예컨대, 레이저 소결), 파우더 베드(powder bed) 기술, 잉크젯 헤드 기술, 적층된 사물 제조 기술(laminated object manufacturing techniques), 임의의 다른 부가적 제조 기술을 사용하거나 및/또는 임의의 적절한 기술이나 기술의 조합을 사용하여 최종 기판을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 내부 모듈 기판이 생성된다면(단계 133), 단계 160은 추가로 또는 대안으로 내부 모듈 기판 및 외부 기판을 위해 상이한 제조 기술을 포함할 수 있다. 예컨대, 내부 모듈 기판 제조 재료 및 기술의 선택은 도전성 재료 주입 프로세스의 재료 규칙 세트에 의해 영향을 받을 수 있지만, 외부 기판의 제조 재료 및 기술은 비용 효율성 및/또는 외부 표면의 심미성에 기반하여 결정될 수 있다.
전술한 상세한 설명과 도면 및 청구범위로부터 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 수정 및 변경이 아래의 청구범위에 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 발명의 실시예에 대해 이루어질 수 있다.
디지털 프로세싱 장치
일부 실시예로, 본 명세서에 기술되는 시스템, 미디어 및 방법은 디지털 프로세싱 장치 또는 그것의 사용을 포함한다. 추가 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 장치의 기능을 수행하는 하나 이상의 하드웨어 중앙 프로세싱 유닛(CPUs) 또는 범용 그래픽 프로세싱 유닛(GPGPUs)을 포함한다. 또한, 추가적인 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 실행가능한 명령어를 수행하도록 구성되는 운영 시스템을 더 포함한다. 일부 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 컴퓨터 네트워크에 선택적으로 연결된다. 추가 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 월드 와이드 웹에 액세스하도록 인터넷에 선택적으로 연결된다. 또한, 추가 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 클라우드 컴퓨팅 인프라구조에 선택적으로 연결된다. 다른 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 선택적으로 인트라넷에 연결된다. 다른 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 데이터 저장 장치에 선택적으로 연결된다.
본 명세서의 설명에 따르면, 적절한 디지털 프로세싱 장치는, 제한 없는 예로서, 서버 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 서브-노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 넷패드 컴퓨터, 셋톱 컴퓨터, 미디어 스트리밍 장치, 핸드헬드 컴퓨터, 인터넷 가전기기, 모바일 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 비디오 게임 콘솔, 및 차량을 포함한다. 통상의 기술자는 다수의 스마트폰이 본 명세서에 기술된 시스템에 사용하기에 적절하다고 인식할 것이다. 통상의 기술자는 또한, 선택적인 컴퓨터 네트워크 연결을 갖는 셀렉트 텔레비전, 비디오 플레이어, 및 디지털 음악 플레이어가 본 명세서에 기술되는 시스템에서 사용하기에 적절하다고 인식할 것이다. 적절한 태블릿 컴퓨터는 통상의 기술자에게 알려진 북클릿(booklet), 슬레이트 및 변환가능한 구성을 갖는 것들을 포함한다.
일부 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 실행가능한 명령어를 수행하도록 구성된 운영 시스템을 포함한다. 운영 시스템은, 예컨대, 애플리케이션의 실행을 위해 서비스를 제공하고 장치의 하드웨어를 관리하는 프로그램 및 데이터를 포함하는 소프트웨어이다. 통상의 기술자는, 적절한 서버 운영 시스템이, 제한 없는 예로서, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD®, Linux, Apple® Mac OS X Server®, Oracle® Solaris®, Windows Server®, 및 Novell® NetWare®를 포함함을 인식할 것이다. 통상의 기술자는 적절한 개인용 컴퓨터 운영 시스템이, 제한 없는 예로서, Microsoft® Windows®, Apple® Mac OS X®, UNIX®, 및 UNIX와 유사한 운영 시스템, 가령 GNU/Linux®를 포함함을 인식할 것이다. 일부 실시예로, 운영 시스템은 클라우드 컴퓨팅에 의해 제공된다. 통상의 기술자는 또한, 적절한 모바일 스마트폰 운영 시스템이 제한 없는 예로서, Nokia® Symbian® OS, Apple® iOS®, Research In Motion® BlackBerry OS®, Google® Android®, Microsoft® Windows Phone® OS, Microsoft® Windows Mobile® OS, Linux®, 및 Palm® WebOS®를 포함함을 인식할 것이다. 통상의 기술자는 또한, 적절한 미디어 스트리밍 장치가 제한 없는 예로서, Apple TV®, Roku®, Boxee®, Google TV®, Google Chromecast®, Amazon Fire®, 및 Samsung® HomeSync®를 포함함을 인식할 것이다. 통상의 기술자는 또한, 적절한 비디오 게임 콘솔 운영 시스템이 제한 없는 예로서, Sony® PS3®, Sony® PS4®, Microsoft® Xbox 360®, Microsoft Xbox One, Nintendo® Wii®, Nintendo® Wii U®, 및 Ouya®를 포함함을 인식할 것이다.
일부 실시예로, 장치는 저장 및/또는 메모리 장치를 포함한다. 저장 및/또는 메모리 장치는 임시 또는 영구적인 기반으로 데이터나 프로그램을 저장하는데 사용되는 하나 이상의 물리적인 장치이다. 일부 실시예로, 장치는 휘발성 메모리이며, 저장된 정보를 관리하기 위한 전력을 필요로 한다. 일부 실시예로, 장치는 비-휘발성 메모리이며, 디지털 프로세싱 장치가 전력공급되지 않을 때 저장된 정보를 유지한다. 추가 실시예로, 비-휘발성 메모리는 플래시 메모리를 포함한다. 일부 실시예로, 비-휘발성 메모리는 랜덤-액세스 메모리(DRAM)를 포함한다. 일부 실시예로, 비-휘발성 메모리는 FRAM(ferroelectric random access memory)을 포함한다. 일부 실시예로, 비-휘발성 메모리는 상변화 랜덤 액세스 메모리(PRAM)를 포함한다. 다른 실시예로, 장치는 제한 없는 예로서, CD-ROMs, DVDs, 플래시 메모리 장치, 자기 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광디스크 드라이브, 및 클라우드 컴퓨팅 기반 저장소를 포함하는 저장 장치이다. 추가 실시예로, 저장 및/또는 메모리 장치는 본 명세서에 기술되는 것과 같은 장치들의 조합이다.
일부 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 시각적 정보를 사용자에게 전송하기 위한 디스플레이를 포함한다. 일부 실시예로, 디스플레이는 CRT(cathode ray tube)이다. 일부 실시예로, 디스플레이는 LCD(liquid crystal display)이다. 추가 실시예로, 디스플레이는 TFT-LCD(thin film transistor liquid crystal display)이다. 일부 실시예로, 디스플레이는 OLED(organic light emitting diode) 디스플레이이다. 다양한 추가 실시예로, OLED 디스플레이는 PMOLED(passive-matrix OLED) 또는 AMOLED(active-matrix OLED) 디스플레이다. 일부 실시예로, 디스플레이는 플라스마 디스플레이다. 다른 실시예로, 디스플레이는 비디오 프로젝터이다. 더 추가적인 실시예로, 디스플레이는 가령 본 명세서에 기술되는 장치들의 조합이다.
일부 실시예로, 디지털 프로세싱 장치는 사용자로부터 정보를 수신하기 위한 입력 장치를 포함한다. 일부 실시예로, 입력 장치는 키보드이다. 일부 실시예로, 입력 장치는, 제한 없는 예로서, 마우스, 트랙볼, 트랙 패드, 조이스틱, 게임 컨트롤러, 또는 스타일러스를 포함하는 포인팅 장치이다. 일부 실시예로, 입력 장치는 터치 스크린 또는 멀티-터치 스크린이다. 다른 실시예로, 입력 장치는 음성이나 다른 음향 입력을 캡처하기 위한 마이크이다. 다른 실시예로, 입력 장치는 움직임이나 시각적 입력을 캡처하기 위한 비디오 카메라 또는 다른 센서이다. 추가 실시예로, 입력 장치는 Kinect, Leap Motion 등이다. 또한, 추가 실시예로, 입력 장치는 가령 본 명세서에 기술되는 장치들의 조합이다.
비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체
발명 실시예의 방법 및 그 변형은 컴퓨터-판독가능한 명령어를 저장하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 수신하도록 구성된 기계로서 적어도 부분적으로 구체화 및/또는 구현될 수 있다. 명령어는 바람직하게는 3D 프린터 또는 다른 컴퓨터-제어되는 제조 도구와 바람직하게는 통합되는 컴퓨터-실행가능한 컴포넌트들에 의해 실행된다. 컴퓨터-판독가능한 매체는 임의의 적절한 컴퓨터-판독가능한 매체, 가령 RAMs, ROMs, 플래시 메모리, EEPROMs, 광디스크(CD 또는 DVD), 하드 드라이브, 플로피 드라이브, 또는 임의의 적절한 장치에 저장될 수 있다. 컴퓨터-실행가능한 컴포넌트는 바람직하게는 범용 또는 애플리케이션 특정 프로세서이지만, 임의의 적절한 전용 하드웨어 또는 하드웨어/펌웨어 조합의 장치가 대안으로 또는 추가로 명령어를 실행할 수 있다.
일부 실시예로, 본 명세서에 개시되는 시스템, 미디어 및 방법은 선택적으로 네트워킹된 디지털 프로세싱 장치의 운영 시스템에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 프로그램으로 인코딩된 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체를 포함한다. 추가 실시예로, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 디지털 프로세싱 장치의 실체적 컴포넌트이다. 더 추가적인 실시예로, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 디지털 프로세싱 장치로부터 선택적으로 제거가능하다. 일부 실시예로, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는, 제한 없는 예로서, CD-ROMs, DVDs, 플래시 메모리 장치, 솔리드 스테이트 메모리, 자기 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광디스크 드라이브, 클라우드 컴퓨팅 시스템 및 서비스 등을 포함한다. 일부의 경우, 프로그램 및 명령어는 미디어 상에 영구적으로, 실질적으로 영구적으로, 반-영구적으로, 또는 비-일시적으로 인코딩된다.
컴퓨터 프로그램
일부 실시예로, 본 명세서에 개시된 시스템, 미디어, 및 방법은 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램 및 그 사용을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 명시된 작업을 수행하도록 쓰인, 디지털 프로세싱 장치의 CPU에서 실행가능한 명령어들의 시퀀스를 포함한다. 컴퓨터 판독가능한 명령어는 프로그램 모듈, 가령 특정 작업을 수행하거나 특정 추상적 데이터 타입을 구현하는 기능, 객체, APIs(Application Programming Interfaces), 데이터 구조 등으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 제공되는 개시내용에 비추어 보면, 통상의 기술자는 컴퓨터 프로그래밍 다양한 언어의 다양한 버전으로 쓰일 수 있음을 인식할 것이다.
컴퓨터 판독가능한 명령어의 기능은 다양한 환경에서 원하는 바에 따라 조합되거나 분산될 수 있다. 일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 하나의 명령어 시퀀스를 포함한다. 일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 복수의 명령어 시퀀스를 포함한다. 일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 하나의 위치로부터 제공된다. 다른 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 복수의 위치로부터 제공된다. 다양한 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 포함한다. 다양한 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 부분적으로 또는 전체로, 하나 이상의 웹 애플리케이션, 하나 이상의 모바일 애플리케이션, 하나 이상의 독립형 애플리케이션, 하나 이상의 웹 브라우저 플러그인, 애드인, 또는 애드온이나 이들의 조합을 포함한다.
웹 애플리케이션
일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 웹 애플리케이션을 포함한다. 본 명세서에 제공되는 개시내용에 비추어 보면, 통상의 기술자는 다양한 실시예로, 웹 애플리케이션이 하나 이상의 소프트웨어 프레임워크 및 하나 이상의 데이터베이스 시스템을 이용함을 인식할 것이다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 소프트웨어 프레임워크, 가령 Microsoft® .NET 또는 Ruby on Rails(RoR) 상에서 생성된다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 제한 없는 예로서, 관계형, 비관계형, 객체 배향형, 연관형, 및 XML 데이터베이스 시스템을 포함하는 하나 이상의 데이터베이스 시스템을 이용한다. 추가 실시예로, 적절한 관계형 데이터베이스 시스템은 제한 없는 예로서, Microsoft® SQL Server, mySQL™, 및 Oracle®을 포함한다. 통상의 기술자는 또한, 다양한 실시예로, 웹 애플리케이션이 하나 이상의 언어의 하나 이상의 버전으로 쓰임을 인식할 것이다. 웹 애플리케이션은 하나 이상의 마크업 언어, 프레젠테이션 정의 언어, 클라이언트-측 스크립팅 언어, 서버-측 코딩 언어, 데이터베이스 질의 언어, 또는 이들의 조합으로 쓰일 수 있다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 일정 수준 마크업 언어, 가령 Hypertext Markup Language(HTML), Extensible Hypertext Markup Language(XHTML), 또는 eXtensible Markup Language(XML)로 쓰인다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 일정 수준 프레젠테이션 정의 언어, 가령 Cascading Style Sheets(CSS)로 쓰인다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 일정 수준 클라이언트-측 스크립팅 언어, 가령 AJAX(Asynchronous Javascript 및 XML), Flash® Actionscript, Javascript, 또는 Silverlight®으로 쓰인다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 일정 수준 서버-측 코딩 언어, 가령 ASP(Active Server Pages), ColdFusion®, Perl, Java™, JSP(JavaServer Pages), PHP(Hypertext Preprocessor), Python™, Ruby, Tcl, Smalltalk, WebDNA®, 또는 Groovy로 쓰인다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 일정 수준 데이터베이스 질의 언어, 가령 SQL(Structured Query Language)로 쓰인다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 사업체 서버 제품, 가령 IBM® Lotus Domino®를 통합한다. 일부 실시예로, 웹 애플리케이션은 미디어 플레이어 요소를 포함한다. 다양한 추가 실시예로, 미디어 플레이어 요소는 제한 없는 예로서, Adobe® Flash®, HTML 5, Apple® QuickTime®, Microsoft® Silverlight®, Java™, 및 Unity®를 포함하는 다수의 적절한 멀티미디어 기술 중 하나 이상을 이용한다.
모바일 애플리케이션
일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 모바일 디지털 프로세싱 장치로 제공되는 모바일 애플리케이션을 포함한다. 일부 실시예로, 모바일 애플리케이션은 제조되는 때에 모바일 디지털 프로세싱 장치로 제공된다. 다른 실시예로, 모바일 애플리케이션은 본 명세서에 기술된 컴퓨터 네트워크를 통해 모바일 디지털 프로세싱 장치로 제공된다.
본 명세서에 제공되는 개시내용에 비추어 보면, 모바일 애플리케이션은 해당 기술분야에 알려진 하드웨어, 언어, 및 개발 환경을 사용하여 통상의 기술자에게 알려진 기술에 의해 생성된다. 통상의 기술자는 모바일 애플리케이션은 몇몇 언어로 쓰여짐을 인식할 것이다. 적절한 프로그래밍 언어는, 제한 없는 예로서, C, C++, C#, Objective-C, Java™, Javascript, Pascal, Object Pascal, Python™, Ruby, VB.NET, WML, 및 CSS를 갖거나 갖지 않는 XHTML/HTML 또는 이들의 조합을 포함한다.
적절한 모바일 애플리케이션 개발 환경은 몇몇 소스로부터 이용가능하다. 상업적으로 이용가능한 개발 환경은 제한 없는 예로서, AirplaySDK, alcheMo, Appcelerator®, Celsius, Bedrock, Flash Lite, .NET Compact Framework, Rhomobile, 및 WorkLight Mobile Platform을 포함한다. Lazarus, MobiFlex, MoSync, 및 Phonegap 포함하는 다른 개발 환경이 무료로 이용가능하다. 또한, 모바일 장치 제조자는 제한 없는 예로서, iPhone 및 iPad(iOS) SDK, Android™ SDK, BlackBerry® SDK, BREW SDK, Palm® OS SDK, Symbian SDK, webOS SDK, 및 Windows® Mobile SDK를 포함하는 소프트웨어 개발자 키트를 배포한다.
통상의 기술자는 제한 없는 예로서, Apple® App Store, Google® Play, Chrome WebStore, BlackBerry® App World, App Store for Palm devices, App Catalog for webOS, Windows® Marketplace for Mobile, Ovi Store for Nokia® devices, Samsung® Apps, 및 Nintendo® DSi Shop을 포함하는 몇몇 상업적 포럼이 모바일 애플리케이션의 배포를 위해 이용가능함을 인식할 것이다.
독립형 애플리케이션
일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 기존 프로세스에 대한 애드온이 아닌, 예컨대, 플러그인이 아닌 독립된 컴퓨터 프로세스로서 실행되는 프로그램인 독립형(standalone) 애플리케이션을 포함한다. 통상의 기술자는 독립형 애플리케이션이 자주 컴파일되는 것을 인식할 것이다. 컴파일러는 프로그래밍 언어로 쓰여진 소스 코드를 이진 객체 코드, 가령 어셈블리 언어나 기계 코드로 변환하는 컴퓨터 프로그램(들)이다. 적절한 컴파일된 프로그래밍 언어는 제한 없는 예로서, C, C++, Objective-C, COBOL, Delphi, Eiffel, Java™, Lisp, Python™, Visual Basic, 및 VB .NET 또는 이들의 조합을 포함한다. 컴파일링은 보통 적어도 부분적으로 실행가능한 프로그램을 생성하기 위해 수행된다. 일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 실행가능한 컴파일된 애플리케이션을 포함한다.
웹 브라우저 플러그인
일부 실시예로, 컴퓨터 프로그램은 웹 브라우저 플러그인(예컨대, 확장자 등)을 포함한다. 컴퓨팅에서, 플러그인은 특정 기능을 더 큰 소프트웨어 애플리케이션에 추가하는 하나 이상의 소프트웨어 컴포넌트이다. 소프트웨어 애플리케이션의 제작자는 제3 개발자들이 새로운 특징을 쉽게 추가하고 애플리케이션의 크기를 감소시키기 위해 애플리케이션을 확장하는 능력을 생성할 수 있게 하는 플러그인을 지원한다. 지원될 때, 플러그인은 소프트웨어 애플리케이션의 기능을 맞춤화하는 것을 가능하게 한다. 예컨대, 플러그인은 비디오를 재생하고, 상호활동을 생성하며, 바이러스를 검사하고, 특정 파일 타입을 디스플레이하기 위해 보통 웹 브라우저에서 사용된다. 통상의 기술자는 Adobe® Flash® Player, Microsoft® Silverlight®, 및 Apple® QuickTime®을 포함하는 몇몇 웹 브라우저 플러그인과 친숙할 것이다. 일부 실시예로, 툴바는 하나 이상의 웹 브라우저 확장자, 애드인, 또는 애드온을 포함한다. 일부 실시예로, 툴바는 하나 이상의 익스플로러 바, 툴 밴드 또는 데스크 밴드를 포함한다.
본 명세서에 제공되는 개시내용에 비추어 보면, 통상의 기술자는, 몇몇 플러그인 프레임워크가, 제한 없는 예로서, C++, Delphi, Java™, PHP, Python™, 및 VB .NET, 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 프로그래밍 언어에서 플러그인의 개발을 가능하게 하기 위해 이용가능함을 인식할 것이다.
웹 브라우저(인터넷 브라우저라고도 함)는 월드 와이드 웹에서 정보 자원을 검색하고, 제시하며, 횡단하기 위해 네트워크-연결된 디지털 프로세싱 장치와 함께 사용하도록 설계된 소프트웨어 애플리케이션이다. 적절한 웹 브라우저는, 제한 없는 예로서, Microsoft® Internet Explorer®, Mozilla® Firefox®, Google® Chrome, Apple® Safari®, Opera Software® Opera®, 및 KDE Konqueror를 포함한다. 일부 실시예로, 웹 브라우저는 모바일 웹 브라우저이다. 모바일 웹 브라우저(마이크로브라우저, 미니-브라우저 및 무선 브라우저라고도 함)는 제한 없는 예로서, 핸드헬드 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 서브노트북 컴퓨터, 스마트폰, 음악 플레이어, PDAs(personal digital assistants) 및 핸드헬드 비디오 게임 시스템을 포함하는 모바일 디지털 프로세싱 장치 상에서 사용하도록 설계된다. 적절한 모바일 웹 브라우저는 제한 없는 예로서, Google® Android® 브라우저, RIM BlackBerry® 브라우저, Apple® Safari®, Palm® Blazer, Palm® WebOS® 브라우저, Mozilla® Firefox® for mobile, Microsoft® Internet Explorer® Mobile, Amazon® Kindle® Basic Web, Nokia® 브라우저, Opera Software® Opera® Mobile, 및 Sony® PSP™ 브라우저를 포함한다.
소프트웨어 모듈
일부 실시예로, 본 명세서에 개시된 시스템, 미디어 및 방법은 소프트웨어, 서버, 및/또는 데이터베이스 모듈, 또는 이들의 사용을 포함한다. 본 명세서에 제공되는 개시내용에 비추어 보면, 소프트웨어 모듈은 해당 기술분야에 알려진 기계, 소프트웨어, 및 언어를 사용하여 통상의 기술자에게 알려진 기술에 의해 생성된다. 본 명세서에 개시된 소프트웨어 모듈은 많은 방식으로 구현된다. 다양한 실시예로, 소프트웨어 모듈은 파일, 코드의 섹션, 프로그래밍 객체, 프로그래밍 구조, 또는 이들의 조합을 포함한다. 추가적인 다양한 실시예로, 소프트웨어 모듈은 복수의 파일, 복수의 코드의 섹션, 복수의 프로그래밍 객체, 복수의 프로그래밍 구조, 또는 이들의 조합을 포함한다. 다양한 실시예로, 하나 이상의 소프트웨어 모듈은, 제한 없는 예로서, 웹 애플리케이션, 모바일 애플리케이션, 및 독립형 애플리케이션을 포함한다. 일부 실시예로, 소프트웨어 모듈은 하나의 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션에 있다. 다른 실시예로, 소프트웨어 모듈은 하나보다 많은 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션에 있다. 일부 실시예로, 소프트웨어 모듈은 하나의 기계에서 호스팅된다. 다른 실시예로, 소프트웨어 모듈은 하나보다 많은 기계에서 호스팅된다. 추가 실시예로, 소프트웨어 모듈은 클라우드 컴퓨팅 플랫폼에서 호스팅된다. 일부 실시예로, 소프트웨어 모듈은 하나의 위치에서 하나 이상의 기계에서 호스팅된다. 다른 실시예로, 소프트웨어 모듈은 하나보다 많은 위치에서 하나 이상의 기계에서 호스팅된다.
데이터베이스
일부 실시예로, 본 명세서에 개시된 시스템, 미디어, 및 방법은 하나 이상의 데이터베이스 및 그의 사용을 포함한다. 본 명세서에 제공되는 개시내용에 비추어 보면, 통상의 기술자는 다수의 데이터베이스가 사용자, 기판, 규칙 세트, 모듈, 모듈 인터페이스, 및/또는 3D 프린터 명령 정보의 저장 및 검색을 위해 적절함을 인식할 것이다. 다양한 실시예로, 적절한 데이터베이스는, 제한 없는 예로서, 관계형 데이터베이스, 비-관계형 데이터베이스, 객체 지향형 데이터베이스, 객체 데이터베이스, 엔티티-관계 모델 데이터베이스, 연관형 데이터베이스, 및 XML 데이터베이스를 포함한다. 추가적인 제한 없는 예는 SQL, PostgreSQL, MySQL, Oracle, DB2, 및 Sybase를 포함한다. 일부 실시예로, 데이터베이스는 인터넷-기반이다. 추가 실시예로, 데이터베이스는 웹-기반이다. 더 추가적인 실시예로, 데이터베이스는 클라우드 컴퓨팅-기반이다. 다른 실시예로, 데이터베이스는 하나 이상의 로컬 컴퓨터 저장 장치에 기반한다.
본 발명의 선호되는 실시예가 본 명세서에 도시되고 기술되었지만, 이러한 실시예는 오로지 예시를 위해 제공되는 것임이 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 이제 다수의 변형, 변경, 및 대체가 발명으로부터 벗어남이 없이 통상의 기술자에게 나타날 것이다. 본 명세서에 기술된 발명의 실시예에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시함에 있어서 이용될 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 디지털 프로세싱 장치, 실행가능한 명령어를 수행하도록 구성된 운영 시스템, 메모리, 및 전자 제품을 위한 3D 모델링 애플리케이션을 생성하도록 디지털 프로세싱 장치에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 애플리케이션은:
    a) 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리;
    b) 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 소프트웨어 모듈;
    c) 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈;
    d) 사용자가 기판 상에 하나 이상의 모듈을 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈;
    e) 사용자가, 기판을 통해 하나 이상의 모듈을 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈;
    f) 모듈이나 모듈 인터페이스의 배치가 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 소프트웨어 모듈;
    g) 배치된 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 소프트웨어 모듈;
    h) 전자 제품을 정의하기 위해, 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 소프트웨어 모듈; 및
    i) 컴퓨터-제어되는 부가적 또는 감산적 제조 도구나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 소프트웨어 모듈을 포함하며,
    상기 명령어 파일은 최종 기판 구조 모델에 따라 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기-정의된 모듈의 라이브러리는 하나 이상의 센서 모듈, 하나 이상의 프로세서 모듈, 하나 이상의 저장 모듈, 하나 이상의 통신 모듈, 하나 이상의 디스플레이 모듈, 및 하나 이상의 전력 모듈을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    애플리케이션은 사용자가 각 맞춤 모듈에 대해 맞춤 모듈 및 맞춤 모듈 규칙을 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈을 더 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    예비 기판 구조 데이터를 입력하기 위한 인터페이스는 3D 모델링 도구를 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    3D 모델링 도구는 복셀-기반 모델링 도구인 컴퓨터 구현 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈은 사용자가 기판 구조 데이터를 불러오도록(import) 허용하는 컴퓨터 구현 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 모듈 인터페이스는 하나 이상의 모듈을 기계적으로, 전기적으로, 또는 기계적 및 전기적으로 결합하는 컴퓨터 구현 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    애플리케이션은 사용자가 맞춤 모듈 인터페이스를 정의하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈을 더 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 것은 상호접속을 위한 임시 중간 구조의 배치를 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    경고는 사용자가 행위를 행하는 것을 방지하는 컴퓨터 구현 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 규칙 세트는: 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트를 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    재료 규칙 세트는 재료 제한, 도구 제한, 또는 기술 제한과 관련된 규칙을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제조 규칙 세트는 최소 해상도, 최대 크기, 또는 제조 속도와 관련된 규칙을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    재료 규칙 세트는 해상도, 크기, 종횡비, 또는 제조 속도와 관련된 규칙을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    모듈 규칙 세트는 커넥터 배치, 기계적 바인딩, 세만틱 의존성, 또는 호환성과 관련된 규칙을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 A* 경로-탐색 알고리즘을 적용함으로써 생성되는 컴퓨터 구현 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅은 제조 규칙 세트, 재료 규칙 세트, 및 모듈 규칙 세트에 따르는 컴퓨터 구현 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    명령어 파일은 STL(STereoLithography) 파일인 컴퓨터 구현 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    부가적 또는 감산적 제조 도구 또는 시스템은: 3D 프린터, 주입 몰딩 장치, CNC 밀링 장치, 물분사 절단 장치, 선반 장치, 또는 이들의 조합을 포함하는 컴퓨터 구현 시스템.
  20. 전자 제품을 위한 3D 모델링 애플리케이션을 생성하도록 프로세서에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 인코딩된 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 저장 매체로서,
    a) 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리;
    b) 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 소프트웨어 모듈;
    c) 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 소프트웨어 모듈;
    d) 사용자가 기판 상에 하나 이상의 모듈을 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈;
    e) 사용자가, 기판을 통해 하나 이상의 모듈을 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 소프트웨어 모듈;
    f) 모듈이나 모듈 인터페이스의 배치가 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 소프트웨어 모듈;
    g) 배치된 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 소프트웨어 모듈;
    h) 전자 제품을 정의하기 위해, 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 소프트웨어 모듈; 및
    i) 컴퓨터-제어되는 부가적 또는 감산적 제조 도구나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 소프트웨어 모듈을 포함하며,
    상기 명령어 파일은 최종 기판 구조 모델에 따라 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.
  21. a) 컴퓨터 메모리에, 모듈 및 모듈 인터페이스의 라이브러리를 제공하는 단계;
    b) 컴퓨터에 의해, 적어도 하나의 규칙 세트를 수신하는 단계;
    c) 컴퓨터에 의해, 기판을 정의하는 형상 및 부피 데이터를 포함하는 예비 기판 구조 데이터를 수신하는 단계;
    d) 컴퓨터에 의해, 사용자가 기판 상에 하나 이상의 모듈을 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계;
    e) 컴퓨터에 의해, 사용자가, 기판을 통해 하나 이상의 모듈을 함께 결합하는 하나 이상의 모듈 인터페이스를 배치하도록 허용하는 인터페이스를 제시하는 단계;
    f) 컴퓨터에 의해, 모듈이나 모듈 인터페이스의 배치가 적어도 하나의 규칙 세트를 위반함을 사용자에게 경고하는 단계;
    g) 컴퓨터에 의해, 배치된 모듈 인터페이스 사이의 전기 도전성 상호접속의 라우팅을 생성하는 단계;
    h) 컴퓨터에 의해, 전자 제품을 정의하기 위해, 예비 기판 구조 데이터를 모듈 배치 데이터 및 상호접속 라우팅 데이터와 조합함으로써 최종 기판 구조 모델을 생성하는 단계; 및
    i) 컴퓨터에 의해, 컴퓨터-제어되는 부가적 또는 감산적 제조 도구나 시스템으로 명령어 파일을 통신하는 단계를 포함하며,
    상기 명령어 파일은 최종 기판 구조 모델에 따라 전자 제품을 제조하기 위한 하나 이상의 도구경로를 포함하는 3D 전자 제품을 모델링하기 위한 컴퓨터 구현 방법.
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