KR20170093661A - 3d 모형의 인쇄 슬라이싱 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필요한 지지 구조를 3D 모형에 자동적으로 추가할 수 있는 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법에 관한 것으로서, 슬라이스 두께와 대응되는 최소 중첩 비율을 취득하는 단계; 슬라이싱 처리를 실행하고, 부유 경사면을 형성하는 두개의 성형품층 사이의 중첩 비율을 분석하는 단계; 및 중첩 비율이 최소 중첩 비율보다 작다고 판단될 경우, 대응되는 부유 경사면의 아래에 지지 구조를 추가하는 단계; 를 포함하여 구성된다. 본 발명은 접착 면적이 너무 작음으로 인하여 인쇄되는 3D 실체 모형의 부유 부분에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 인쇄 시간 및 소모품의 사용량을 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 3D 모형에 관한 것으로서, 더 상세하게는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법에 관한 것이다.
3D 인쇄(3D printing) 기술은 근년 가장 주목 받는 기술이다. 3D 인쇄 기술에 의하여, 사용자는 자체적으로 3D 모형(3D model)을 설계 및 제작하고 3D 프린터(3D printer)를 이용하여 제작한 3D 모형을 실체화할 수 있게 된다.
3D 인쇄 기술에 있어서, 가장 광범위하게 사용되는 성형 기술은 우선 고체 상태의 소모품을 반융용 상태로 가열한 다음, 3D 모형에 의하여 가열된 소모품을 플랫폼의 특정 위치에 압출하는 방식을 사용한다. 실온이 소모품의 용해점보다 많이 낮으므로, 플랫폼에 압출된 소모품은 빠른 시간 내에 고체 상태로 복귀된다. 상기와 같은 적층 작업을 반복적으로 실행함으로써, 3D 모형의 실체화를 이루게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1은 경사면 설명도이고, 도 2는 지지 구조가 없는 3D 실체 모형의 설명도이다. 상기 3D 모형에 경사면이 포함될 경우(도 1에 도시된 바와 같은 15도 내지 60도의 다양한 경사도를 가진 경사면), 압출된 반융용 상태의 소모품은 접착 면적의 부족으로 인하여 순조롭게 성형되지 못하고 도 2에 도시된 바와 같은 실패한 3D 실체 모형이 제작될 가능성이 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 종래의 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법이 제시되고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 3은 지지 구조가 있는 3D 실체 모형의 설명도이다. 종래의 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법은 3D 모형의 경사면을 자동으로 감지함으로써 도 3에 도시된 바와 같이 경사면의 아래에 지지 구조를 자동적으로 삽입할 수 있다. 따라서, 압출된 소모품의 접착 면적 부족으로 인하여 인쇄가 실패하는 현상을 방지할 수 있다.
하지만, 종래의 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법은 3D 모형의 경사면의 지지 구조 필요 여부에 관계 없이(예를 들면 본 실례에 있어서, 각도가 45도와 같거나 45도보다 큰 경사면은 실제적으로 지지 구조가 없어도 충분한 접착 면적을 제공할 수 있음), 모두 자동적으로 지지 구조를 삽입하게 된다. 상기 방식은 인쇄 시간을 증가시킬 뿐만 아니라, 소모품의 사용량도 증가시키게 된다.
따라서, 종래의 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법에는 상기와 같은 문제가 존재하므로, 더욱 효과적인 방법이 시급한 상황이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 접착 면적이 너무 작음으로 인하여 인쇄되는 3D 실체 모형의 부유 부분에 변형이 발생하는 것을 방지하고, 인쇄 시간 및 소모품의 사용량을 절감할 수 있는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법에 관한 것으로서, 3D 모형 중 지지 구조의 추가가 필요한 복수개의 특정 부위를 분석하여 상기 3D 모형의 상기 특정 부위에 필요한 지지 구조를 자동적으로 추가할 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법은 계산을 통하여 3D 모형에 지지 구조를 추가한다. 상기 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법은
a) 슬라이스 두께 및 상기 슬라이스 두께와 대응되는 최소 중첩 비율을 취득하는 단계;
b) 상기 슬라이스 두께에 의하여 상기 3D 모형에 대하여 슬라이싱 처리를 실행함으로써 복수개의 성형품층을 취득하고, 상기 성형품층 중 서로 상하로 인접되어 부유 경사면을 형성하는 적어도 두개의 상기 성형품층 사이의 중첩 비율을 각각 분석하는 단계; 및
c) 상기 중첩 비율이 상기 최소 중첩 비율보다 작다고 판단될 경우, 대응되는 상기 부유 경사면의 아래에 상기 지지 구조를 추가하는 단계; 를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 a 단계는 상기 3D 모형의 높이 값을 슬라이스 수량으로 나누어서 상기 슬라이스 두께를 취득하고 상기 성형품 층수는 상기 슬라이스 수량과 동일하다.
바람직하게는, 상기 a 단계 이후에는 상기 최소 중첩 비율, 상기 슬라이스 두께 및 3D 인쇄 장치의 인쇄 홀 직경에 대응되는 임계 각도를 취득하는 a1 단계를 더 포함하여 구성되고; 상기 b 단계 이후에는 상기 중첩 비율에 의하여 상기 부유 경사면의 경사 각도를 취득하는 b1 단계를 더 포함하여 구성되며; 상기 c 단계는 상기 경사 각도가 상기 임계 각도보다 작은지 여부에 의하여 상기 중첩 비율이 상기 최소 중첩 비율보다 작은지 여부를 결정한다.
바람직하게는, 상기 a1 단계는 검색표에 의하여 상기 임계 각도를 취득하고, 그 중 상기 검색표에는 상기 최소 중첩 비율, 복수 조의 상기 슬라이스 두께, 상기 인쇄 홀 직경 및 상기 임계 각도 사이의 대응 관계가 기록되어 있다.
바람직하게는, 상기 임계각도는
이고 0<k<1이며, 그 중 K는 상기 최소 중첩 비율이고; N은 상기 인쇄 홀 직경이며; Lx는 상기 슬라이스 두께이다.
바람직하게는, 상기 b1 단계는 상기 중첩 비율에 의하여 두개의 상기 성형품층의 중심점 연결선과 수평선 사이에 형성된 예각 각도를 상기 경사 각도로 산출하는 b11 단계를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 단계 c는 상기 지지 구조에 포함된 복수개의 지지품층을 상층에 위치된 상기 인쇄 유닛의 부유 부분 아래에 추가한다.
바람직하게는, 상기 최소 중첩 비율은 1/2 이다.
바람직하게는, 다음과 같은 단계를 더 포함하여 구성된다.
d) 3D 인쇄 장치의 인쇄 홀 직경에 의하여 상기 복수개의 성형품층을 제1 인쇄 자료로 전환하고, 상기 지지 구조에 포함된 복수개의 지지품층을 제2 인쇄 자료로 전환하는 단계; 및
e) 상기 제1 인쇄 자료 및 상기 제2 인쇄 자료를 3D 인쇄 장치로 전송하여 인쇄를 실행하는 단계.
바람직하게는, 상기 e 단계는 상기 제1 인쇄 자료에 의하여 상기 3D 인쇄 장치의 제1 인쇄 노즐을 제어함으로써 제1 재료 소모품을 이용하여 인쇄를 실행하고, 상기 제2 인쇄 자료에 의하여 상기 3D 인쇄 장치의 제2 인쇄 노즐을 제어함으로써 제2 재료 소모품을 이용하여 인쇄를 실행한다.
바람직하게는, 추가된 복수개의 서로 인접된 상기 지지 구조에 대하여 간소화하는 f 단계를 더 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 간소화 단계는 서로 인접된 상기 지지 구조를 공용 지지 구조로 합병하고, 그 중 상기 공용 지지 구조와, 지지되는 상기 성형품층 사이의 중첩 비율 및 지지되는 상기 성형품층과 기타 성형품층 사이의 중첩 비율의 합은 상기 최소 중첩 비율 이상이다.
본 발명에 따른 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법은 접착 면적이 너무 작음으로 인하여 인쇄되는 3D 실체 모형의 부유 부분에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 지지 구조가 필요 없는 부분에 지지 구조를 형성함으로 인하여 초래되는 인쇄 시간 및 소모품의 사용량을 절감할 수 있다.
도 1은 경사면 설명도.
도 2는 지지 구조가 없는 3D 실체 모형의 설명도.
도 3은 지지 구조가 있는 3D 실체 모형의 설명도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 시스템의 구조도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 제1 부유 경사면 설명도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도.
도 10은 본 발명에 따른 제2 부유 경사면 설명도.
도 11은 본 발명에 따른 지지 구조가 추가된 후의 3D 실체 모형 설명도.
도 12는 본 발명에 따른 지지 구조가 제거된 후의 3D 실체 모형 설명도.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도.
도 14는 본 발명에 따른 간소화된 지지 구조의 제1 설명도.
도 15는 본 발명에 따른 간소화된 지지 구조의 제2 설명도.
도 2는 지지 구조가 없는 3D 실체 모형의 설명도.
도 3은 지지 구조가 있는 3D 실체 모형의 설명도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 시스템의 구조도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 제1 부유 경사면 설명도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도.
도 10은 본 발명에 따른 제2 부유 경사면 설명도.
도 11은 본 발명에 따른 지지 구조가 추가된 후의 3D 실체 모형 설명도.
도 12는 본 발명에 따른 지지 구조가 제거된 후의 3D 실체 모형 설명도.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도.
도 14는 본 발명에 따른 간소화된 지지 구조의 제1 설명도.
도 15는 본 발명에 따른 간소화된 지지 구조의 제2 설명도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 시스템의 구조도다. 도 4는 본 발명에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 시스템(1)(이하 상기 시스템(1)으로 약칭)을 도시한 것으로서, 주로 자료 저장에 사용되는 저장 장치(10), 3D 인쇄 장치(2)와의 전기적 연결에 사용되는 연결 포트(12), 조작 접수 및 자료 출력에 사용되는 인터페이스(14)(예를 들면 키보드, 마우스 또는 터치 패널), 및 상기 소자와 전기적으로 연결되어 상기 시스템(1)을 제어하는 프로세서(16)를 포함하여 구성된다. 바람직하게는, 상기 시스템(1)은 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 클라우드 서버 혹은 스마트폰을 사용하나 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 저장 장치(10)에는 컴퓨터 프로그램(100)이 더 포함되어 구성된다. 상기 컴퓨터 프로그램(100)에는 실행 가능한 프로그램 코드가 기록되어 있고, 상기 프로세서(16)는 상기 컴퓨터 프로그램(100)을 실행하여 본 발명의 각 실시예에 따른 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법을 구현할 수 있다.
이어서, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법 흐름도이다. 본 발명의 각 실시예에 따른 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법은 주로 도 4에 도시된 상기 시스템(1)을 통하여 구현된다. 본 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법은 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S10 단계 : 3D 모형을 상기 시스템(1)으로 로딩한다. 더 상세하게는, 상기 저장 장치(10)에는 더 나아가서 STL 파일, VRML 파일, PLY 파일, 3DS 파일 혹은 ZPR 파일과 같은 3D 물체 파일(미도시)이 전송되거나 저장된다. 상기 프로세서(16)는 상기 3D 물체 파일을 판독하여 상기 3D 모형 및 상기 3D 모형의 관련 자료를 로딩한다.
S12 단계 : 상기 시스템(1)은 슬라이스 두께에 대응되는 최소 중첩 비율을 취득한다. 더 상세하게는, 상기 시스템(1)은 우선 향후의 슬라이싱 처리에 사용되는 상기 슬라이스 두께를 취득하고, 이어서 상기 저장 장치(10)로부터 상기 슬라이스 두께와 대응되는 상기 최소 중첩 비율을 판독한다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 상기 슬라이스 두께는 계산을 통하여 취득할 수 있다. 더 상세하게는, 상기 시스템(1)은 상기 3D 모형의 높이 값 및 상기 슬라이싱 처리에 사용되는 총 층수를 취득한다. 이어서, 상기 시스템(1)은 상기 3D 모형의 상기 높이 값을 상기 슬라이스 수량으로 나누어서 상기 슬라이스 두께를 산출한 다음, 산출된 상기 슬라이스 두께와 대응되는 상기 임계 각도를 취득한다.
S14 단계 : 상기 시스템(1)은 상기 슬라이스 두께에 의하여 상기 3D 모형에 대하여 슬라이싱 처리를 실행함으로써 복수개의 성형품층을 취득하고, 순차적으로 상기 성형품층 중 서로 인접된 두개의 상기 성형품층 사이의 중첩 비율을 분석하며, 그 중 상기 성형품 층수는 상기 슬라이스 수량과 동일하고, 두개의 상기 성형품층은 서로 상하로 인접되어 부유 경사면을 형성한다. 더 상세하게는, 상층의 상기 성형품층은 하층의 상기 성형품층과 완전하게 중첩되는 것이 아니므로, 상층의 상기 성형품층에 부유 부분 및 하층의 상기 성형품과 중첩되는 중첩 부분을 가지게 된다(도 7에 도시된 중첩 길이 Lz에 포함된 부분).
더 나아가서, 상기 슬라이싱 처리를 실행한 다음, 상기 3D 모형은 상기 복수개의 성형품층이 적층되어 형성되는 슬라이싱 모형으로 전환된다. 또한, 상기 슬라이싱 모형은 도 7에 도시된 바와 같이 계단식으로 두 개의 상기 성형품층을 적층함으로써 상기 부유 경사면을 형성하여, 상기 3D 모형의 원활한 3D 부유 경사면을 형성한다. 따라서, 상기 슬라이싱 모형 중 각 상기 부유 경사면의 경사 각도는 상기 3D 모형의 서로 다른 상기 3D 부유 경사면의 경사각도와 대응된다.
또한, 두개의 상기 성형품층 사이의 상기 중첩 비율(도 7에 도시된 중첩 길이 Lz를 홀 직경N으로 나눈 값)는 상기 부유 경사면(혹은 대응되는 상기 3D 부유 경사면)의 상기 경사각도에 의하여 증가 혹은 감소된다. 더 나아가서, 상기 경사 각도가 작을 수록, 상기 중첩 비율이 더 작고, 역으로도 마찬가지이다.
상기 시스템(1)은 순차적으로 상기 복수개의 성형품 중 서로 상하로 인접된 두개의 상기 성형품층을 선택하고, 선택된 두개의 상기 성형품이 상기 부유 경사면을 형성하는지 식별한다. 상기 부유 경사면을 형성할 경우, 더 나아가서 서로 상하로 인접되고 상기 부유 경사면을 형성하는 두개의 상기 성형품층 사이의 상기 중첩 비율을 분석한다.
S16 단계 : 상기 시스템(1)은 상기 부유 경사면의 상기 중첩 비율이 상기 최소 중첩 비율보다 작은지 여부를 판단한다. 상기 중첩 비율이 상기 최소 중첩 비율보다 작을 경우, 대응되는 상기 부유 경사면을 향후 인쇄 과정 중에서의 접착 면적 부족으로 판정하여 S18 단계를 수행하고; 그렇지 않으면, 대응되는 상기 부유 경사면을 향후 인쇄 과정 중에서의 접착 면적 충족으로 판정하여 S20 단계를 수행한다.
S18 단계 : 상기 시스템(1)은 상기 중첩 비율이 상기 최소 중첩 비율보다 작은 두개의 상기 성형품층으로 형성된 상기 부유 경사면의 아래에 필요한 지지 구조를 추가한다. 따라서, 상기 부유 경사면은 향후의 인쇄 과정 중에 충분한 접착 면적을 가짐으로써 인쇄 실패를 방지할 수 있다. 바람직하게는, 상기 지지 구조는 복수개의 지지품층을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 각 지지품층의 슬라이스 두께는 상기 성형품층의 상기 슬라이스 두께와 같거나 다르다.
S20 단계 : 상기 시스템(1)은 상기 슬라이싱 모형의 모든 상기 성형품층에 대한 분석이 완료 되었는 지 판단한다. 상기 시스템(1)에서 모든 분석이 완료 되었다고 판단 되었을 경우, 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법을 종료하고, 그렇지 않으면 다시 상기 S14 단계를 실행한다.
이어서, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법 흐름도이다. 본 실시예와 제1 실시예의 차이는 다음과 같다. 본 실시예에서는 비교 및 처리가 더욱 쉬운 상기 경사각도를 이용하여 상기 중첩 비율을 대체함으로써, 상기 지지 구조를 추가할 것인 지를 판단하여 처리의 효율을 향상시킨다. 본 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법은 하기와 같은 단계를 포함하여 구성된다.
S30 단계 : 상기 3D 모형을 로딩한다.
S32 단계 : 상기 슬라이스 두께 및 상기 슬라이스 두께와 대응되는 상기 최소 중첩 비율을 취득한다.
S34 단계 : 상기 최소 중첩 비율, 상기 슬라이스 두께 및 상기 3D 인쇄 장치(2)의 상기 인쇄 홀 직경에 대응되는 임계 각도를 취득하고, 그 중 상기 인쇄 홀 직경은 상기 3D 인쇄 장치(2)가 압출하는 소모품의 너비(예를 들면 0.4mm 혹은 0.2mm)이다.
바람직하게는, 상기 시스템(1)은 상기 인터페이스(14)를 통하여 상기 사용자로부터 상기 최소 중첩 비율, 상기 슬라이스 두께, 상기 슬라이스 수량 혹은 상기 인쇄 홀 직경을 입력 받거나, 저장 장치(10)로부터 미리 저장된 상기 최소 중첩 비율, 상기 슬라이스 두께, 상기 슬라이스 수량 혹은 상기 인쇄 홀 직경을 판독하거나, 외부 장치(예를 들면 상기 3D 인쇄 장치(2))로부터 상기 최소 중첩 비율, 상기 슬라이스 두께, 상기 슬라이스 수량 혹은 상기 인쇄 홀 직경을 입력 받을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, 상기 저장 장치(10)에는 더 나아가서 검색표(102)가 저장되고, 상기 검색표(102)에는 상기 최소 중첩 비율, 복수 조의 상기 슬라이스 두께, 상기 인쇄 홀 직경 및 상기 임계 각도 사이의 대응 관계가 기록되어 있다. 상기 시스템(1)은 취득한 상기 슬라이스 두께 및 상기 인쇄 홀 직경에 의하여 상기 검색표(102)를 검색함으로써 상기 임계 각도(하기 내용에서 상세하게 설명)를 취득한다.
본 실시예에 있어서, 상기 시스템(1)은 상기 검색표(102)를 검색함으로써 상기 임계 각도를 취득하는 방식을 사용하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 상기 시스템(1)은 실시간 계산을 통하여 상기 임계 각도를 취득(하기 내용에서 상세하게 설명)할 수 있다.
S36 단계 : 상기 슬라이싱 처리를 실행한 다음, 서로 상하로 인접되고 상기 부유 경사면을 형성하는 두개의 상기 성형품층 사이의 상기 중첩 비율을 분석한다.
S38 단계 : 두개의 상기 성형품층이 형성하는 상기 부유 경사면의 상기 경사 각도를 취득한다. 바람직하게는, 상기 시스템(1)은 상기 중첩 비율, 상기 인쇄 홀 직경 및 상기 슬라이스 두께에 의하여 상기 부유 경사면의 상기 경사 각도를 계산(하기 내용에서 상세하게 설명)한다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 상기 시스템(1)은 우선 상기 슬라이싱 모형의 상기 복수개의 성형품층에 대하여 식별하여, 두개의 상기 성형품층을 통하여 형성되는 부유된 상기 부유 경사면(예를 들면 순차적으로 두개의 상기 성형품층을 선택한 다음, 선택된 두개의 상기 성형품층이 경사면을 형성하는 지, 또한 형성된 경사면이 부유 상태인 지를 각각 분석하거나, 상기 3D 물체 파일의 부가적 정보에 의하여 각 상기 3D 부유 경사면의 위치를 취득한 다음 대응되는 상기 부유 경사면의 위치를 판단함)을 식별한 다음, 상기 부유 경사면의 상기 경사 각도를 분석(예를 들면 대응되는 상기 3D 부유 경사면의 상기 경사 각도를 상기 부유 경사면의 상기 경사 각도로 사용)할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 시스템(1)은 상기 3D 모형에 의하여 각 상기 부유 경사면의 상기 경사 각도를 분석할 수 있다. 더 상세하게는, 상기 3D 모형의 모든 상기 3D 부유 경사면은 모두 상기 사용자가 예상 중의 경사 각도에 의하여 설계하고 상기 3D 물체 파일 형식으로 저장한 것이므로, 상기 3D 물체 파일의 부가적인 정보는 모든 상기 3D 부유 경사면의 상기 경사 각도를 포함할 수 있다.
S40 단계 : 상기 시스템(1)은 상기 부유 경사면의 상기 경사 각도가 상기 임계 각도보다 작은지 여부를 판단한다. 상기 경사 각도가 상기 임계 각도보다 작을 경우, S42 단계를 실행하고; 그렇지 않으면 S44 단계를 실행한다.
S42 단계 : 상기 시스템(1)은 대응되는 상기 부유 경사면의 아래에 상기 지지 구조를 추가한다.
S44 단계 : 상기 시스템(1)은 모든 상기 부유 경사면에 대한 분석이 완료 되었는 지 판단한다. 상기 시스템(1)에서 모든 분석이 완료 되었다고 판단 되었을 경우, 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법을 종료하고, 그렇지 않으면 다시 상기 S36 단계를 실행한다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 부유 경사면 설명도로서, 상기 임계 각도를 계산하는데 사용되는 하기 계산식 1을 어떻게 유도하여 내는지 설명한다.
그 중, k는 상하로 인접된 두개의 성형품층 사이의 최소 중첩 비율이고, N은 인쇄 홀 직경이며, Lx는 슬라이스 두께이다.
우선, 상기 3D 모형의 상기 3D 부유 경사면(3)은 슬라이싱 처리를 거친 다음, 서로 상하로 인접되고 상층이 부유된 두개의 성형품층(상기 성형품층은 상기 3D 인쇄 장치(2)가 현재의 설정에 의하여 인쇄 가능한 최소 범위임)이 적층되어 형성된 상기 부유 경사면으로 전환될 수 있다. 즉, 상기 3D 부유 경사면(3)이 상기 슬라이싱 처리를 거친 다음의 상기 슬라이스 수량은 두층이다.
이어서, 각 상기 성형품층의 수평 너비가 상기 인쇄 홀 직경 N이라고 가정할 경우, 각 상기 성형품층의 높이는 상기 슬라이스 두께 Lx이고, 이어서 두개의 상기 성형품층의 수평 중첩 길이가 Lz라고 가정할 경우, 두개의 상기 성형품층의 중심점의 수평 거리는 Ly이며, Ly = N - Lz이라고 유도해낼 수 있다. 이어서, 하기와 같은 계산을 통하여 계산식 2를 유도해 낼 수 있다.
주목하여야 할 것은, 인쇄 과정 중 소모품 접착 면적의 충족 여부는 주로 두개의 상기 성형품층 사이의 상기 중첩 길이 Lz 및 상기 성형품층의 수평 너비(즉 상기 인쇄 홀 직경 N) 사이의 상기 중첩 비율이 높은 지에 의하여 결정된다. 다시 말하면, 상기 중첩 비율이 높을 수록(상기 중첩 길이 Lz가 길 수록), 상기 임계 각도 α가 더욱 크고 소모품의 접착 면적도 더욱 크며 인쇄 실패의 가능성이 더욱 작고; 상기 중첩 비율이 낮을 수록(상기 중첩 길이 Lz가 짧을 수록), 상기 임계 각도 α가 더욱 작고 소모품의 접착 면적도 더욱 작으며 인쇄 실패의 가능성이 더 크다.
더 나아가서, 상기 지지 구조를 추가하지 않을 경우, 소모품이 충분한 최소 부착 면적을 갖도록 하는 상기 최소 중첩 비율(즉 상기 중첩 길이 Lz의 최소 한계)는 소모품의 재질에 의하여 결정된다. 즉 소모품의 점성이 강할 수록 상기 최소 중첩 비율이 더욱 낮고, 바꾸어서 말해도 역시 그렇다.
상기 최소 중첩 비율을 k라고 가정할 경우, 하기와 같은 연산을 통하여 계산식 3을 유도해 낼 수 있다.
이어서, 계산식 3을 계산식 2에 대입하여 계산식 1을 유도해 낼 수 있다.
바람직하게는, 상기 최소 중첩 비율 K=1/2(즉 두개의 상기 성형품층의 중첩 길이가 적어도 상기 인쇄 홀 직경 N의 절반 이상, 혹은 상층의 상기 성형품층의 부유 길이가 적어도 상기 인쇄 홀 직경 N의 절반 이하)일 경우, 대부분 재질의 소모품이 인쇄 과정 중에 충분한 접착 면적을 가질 수 있어 압출된 소모품이 부착 면적의 부족으로 인하여 인쇄가 실패하는 것을 방지할 수 있다. 다시 말하면, k=1/2 에 의하여 산출된 상기 임계 각도 α는 대부분의 인쇄 상황에 적용될 수 있다.
이어서, 상기 시스템(1)이 취득한 상기 슬라이스 두께 및 상기 인쇄 홀 직경에 의하여 상기 검색표(102)를 검색함으로써 상기 임계 각도를 취득하는 방법을 설명하도록 한다.
표 1은 상기 검색표(102)의 일 실시예로서 검색 방법을 예시적으로 설명한 것이다. 표 1에 예시된 복수개의 상기 임계 각도는 사전에 상기 최소 중첩 비율이 1/2 인 상황에서, 다양한 상기 슬라이스 두께 및 다양한 상기 인쇄 홀 직경에 의하여 각각 산출하여 상기 검색표(102)에 기록한 것으로서, 상기 시스템(1)이 향후의 처리 과정 중 계산이 필요 없이 빠른 속도로 대응되는 상기 임계 각도를 취득할 수 있도록 한다.
예를 들면, 상기 인쇄 홀 직경이 0.3mm이고 상기 슬라이스 두께가 0.2mm일 경우, 상기 시스템(1)은 빠른 속도로 상기 임계 각도가 53.1도 임을 판정할 수 있고; 상기 인쇄 홀 직경이 0.4mm이고 상기 슬라이스 두께가 0.1mm일 경우, 상기 시스템(1)은 빠른 속도로 상기 임계 각도가 26.6도 임을 판정할 수 있으며, 이러한 방식으로 계속 유추할 수 있다.
비록 본 실시예에서는 상기 최소 중첩 비율이 
인 상황의 검색표(102)를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 상기 저장 장치(10)에는 복수개의 상기 검색표(102)가 저장되어 있고, 각 상기 검색표(102)는 다양한 상기 최소 중첩 비율에 대응된다(예를 들면, 상기 최소 중첩 비율이 각각 1/2, 2/3, 3/4 일 때, 이와 대응되는 세개 조의 상기 검색표(102)). 상기 시스템(1)은 사용자의 수요에 의하여 자동적으로 가장 적합한 상기 검색표(102)를 선택하여 검색을 실행할 수 있다.
주목하여야 할 것은, 비록 상기 명세서 중의 계산식 1 및 상기 검색표(102)는 상기 임계 각도의 계산에 사용된 것이지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 계산식 1 및 상기 검색표(102)는 상기 경사 각도의 계산에 사용될 수도 있다.
상기 계산식 1을 사용하여 상기 경사 각도를 계산하는 상황을 예로 들면, 상기 임계 각도 α를 상기 경사 각도 β로 교체하고 상기 최소 중첩 비율을 상기 중첩 비율 R로 교체하면 하기와 같은 계산식 2를 얻어낼 수 있다.
그 중, R는 상하로 인접된 두개의 성형품층 사이의 중첩 비율이고, N은 인쇄 홀 직경이며, Lx는 슬라이스 두께이다.
따라서, 상기 S38 단계에서 상기 시스템(1)은 취득한 상기 중첩 비율, 상기 인쇄 홀 직경 및 상기 슬라이스 두께에 의하여 대응되는 상기 경사 각도를 계산할 수 있다.
상기 검색표(102)를 사용하여 상기 경사 각도를 계산하는 상황을 예로 들면, 상기 저장 장치(10)에는 복수개의 상기 검색표(102)를 저장할 수 있고, 각 상기 검색표(102)는 각각 다양한 상기 중첩 비율과 대응되며, 각 상기 검색표(102)에는 표 1에 예시된 바와 같이 복수 조의 상기 슬라이스 두께, 상기 인쇄 홀 직경 및 상기 임계 각도 사이의 대응 관계가 기록되어 있다. 상기 시스템(1)은 취득한 상기 중첩 비율에 의하여 대응되는 상기 검색표(102)를 선택하고, 취득한 상기 슬라이스 두께 및 상기 인쇄 홀 직경에 의하여 선택된 상기 검색표(102)를 검색함으로써 상기 임계 각도를 취득한다.
이어서, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도이다. 본 실시예와 제1 실시예의 차이는 다음과 같다. 본 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법은 S20 단계 이후 하기와 같은 단계를 더 포함하여 구성된다.
S50 단계 : 상기 시스템(1)은 상기 3D 인쇄 장치(2)의 상기 인쇄 홀 직경(즉 제1 인쇄 홀 직경)에 의하여 상기 성형품층을 인쇄 자료(즉 제1 인쇄 자료)로 전환한다. 바람직하게는, 상기 인쇄 자료는 G-code와 같은 복수개의 인쇄 제어 명령(예를 들면 상기 3D 인쇄 장치(2)의 노즐 위치를 이동시키는 명령)으로 구성된다. 또한, 상기 시스템(1)은 더 나아가서 상기 3D 인쇄 장치(2)의 다른 인쇄 홀 직경(즉 제2 인쇄 홀 직경)에 의하여 상기 성형품층을 다른 인쇄 자료(즉 제2 인쇄 자료)로 전환한다. 그 중, 상기 제1 인쇄 홀 직경 및 상기 제2 인쇄 홀 직경은 같거나 다른 인쇄 홀 직경일 수 있다.
S52 단계 : 상기 시스템(1)은 상기 인쇄 자료를 상기 3D 인쇄 장치(2)로 전송하여 인쇄를 실행한다. 더 상세하게는, 상기 시스템(1)은 상기 제1 인쇄 자료 및 상기 제2 인쇄 자료를 상기 3D 인쇄 장치로 전송하고, 상기 3D 인쇄 장치(2)는 입력된 인쇄 자료에 의하여 인쇄를 실행함으로써 지지 구조를 추가한 3D 실체 모형을 인쇄하게 된다.
바람직하게는, 상기 3D 인쇄 장치(2)는 다양한 재질의 소모품을 사용하여 상기 성형품층 및 상기 지지품층을 각각 인쇄하게 된다. 예를 들면, 제1 재질 소모품(고점도 혹은 불용성 재질)을 사용하여 상기 성형품층을 인쇄하고, 제2 재질 소모품(예를 들면 수용성 혹은 기타 가용성 재질)을 사용하여 상기 지지품층을 인쇄한다. 따라서, 본 발명을 이용하여 생성된 상기 3D 실체 모형은 인쇄를 완성한 다음 용제에 담그거나 외력 박리를 통하여 빠르고 효과적으로 지지 구조를 제거할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 3D 인쇄 장치(2)는 복수개의 노즐을 포함하여 구성되고 상기 노즐은 동시에 인쇄 작업을 실행할 수 있다. 더블 노즐의 경우를 예로 들면, 제1 노즐이 상기 제1 인쇄 자료에 의하여 상기 성형품층을 인쇄하는 동시에, 제2 노즐은 상기 제2 인쇄 자료에 의하여 상기 지지품층을 인쇄한다. 상기 노즐이 사용하는 인쇄 소모품의 재질은 같거나 다를 수 있다. 따라서, 본 발명은 인쇄 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 다양한 재질의 소모품을 사용하여 인쇄를 실행함으로써 복합 재질을 가지는 상기 3D 실체 모형을 인쇄할 수 있다.
이어서, 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도이다. 본 실시예와 제2 실시예의 구별점은 다음과 같다. 본 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 S38 단계는 S380 단계를 더 포함하여 구성된다.
S380 : 상기 시스템(1)은 상기 중첩 비율에 의하여 두개의 상기 성형품층의 중심점 연결선과 수평선 사이에 형성된 예각 각도를 계산하고, 계산한 상기 예각 각도를 상기 경사 각도로 사용한다.
이어서 도 10, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 도 10은 본 발명에 따른 제2 부유 경사면 설명도이고, 도 11은 본 발명에 따른 지지 구조가 추가된 후의 3D 실체 모형 설명도이며, 도 12는 본 발명에 따른 지지 구조가 제거된 후의 3D 실체 모형 설명도로서, 어떻게 상기 지지 구조를 상기 3D 모형에 추가하는 지를 예시적으로 설명한다. 본 실시예에 있어서, 상기 임계 각도가 45도인 상황을 예로 들어서 설명한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 3D 모형(40)에 대하여 상기 슬라이싱 처리를 실행한 다음 다섯 개의 성형품층(600~608)으로 전환되고, 다섯 개의 상기 성형품층(600~608)은 네 개의 부유 경사면(300~306)을 형성한다. 상기 부유 경사면(300~306)의 상기 경사 각도는 각각 60도, 45도, 30도 및 15도이다.
이어서, 상기 시스템(1)은 제1 부유 경사면(300)의 상기 경사 각도(60도) 및 제2 부유 경사면(302)의 상기 경사 각도(45도)가 상기 임계 각도(45도)보다 크므로 지지 구조를 추가하지 않아도 된다고 판단한다. 또한, 상기 시스템(1)은 제3 부유 경사면(304)의 상기 경사 각도(30도) 및 제4 부유 경사면(306)의 상기 경사 각도(15도)가 상기 임계 각도보다 작으므로 지지 구조를 추가하여야 한다고 판단한다.
판단이 완료된 다음, 상기 시스템(1)은 상기 제3 부유 경사면(304) 및 상기 제4 부유 경사면(306)의 상기 성형품층(606) 및 상기 성형품층(608)의 부유 부분 아래에 지지 구조(50)를 추가한다(도 10에 도시된 경사선 부분). 바람직하게는, 상기 지지 구조(50)는 네 개의 지지품층(500~506)을 포함하고 상기 지지품층(500~506)의 상기 슬라이스 두께는 상기 성형품층(600~608)과 동일하다. 상기 지지 구조(50)의 높이(즉 상기 지지품층(500~506)의 층수)는 주로 상기 부유 경사면(300~306)의 부유 높이에 의하여 결정된다.
이어서, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(600~608) 및 상기 지지품층(500~506)에 대하여 처리를 실행하고 상기 3D 인쇄 장치(2)로 전송하여 인쇄를 실행함으로써 도 11에 도시된 바와 같은 실체 지지 구조(52)를 추가한 3D 실체 모형(42)을 제조한다.
주목하여야 할 것은, 인쇄 과정 중, 동일한 층 혹은 동일한 높이의 상기 성형품층(600~608) 및 상기 지지품층(500~506)은 동시에 인쇄될 수 있다.
예를 들면, 상기 3D 인쇄 장치(2)는 상기 성형품층(600) 및 상기 지지품층(500)을 동시에 인쇄하고, 이어서 상기 성형품층(602) 및 상기 지지품층(502)을 동시에 인쇄하며, 이어서 상기 성형품층(604) 및 상기 지지품층(504)을 동시에 인쇄하고, 이어서 상기 성형품층(606) 및 상기 지지품층(506)을 동시에 인쇄하며, 마지막으로 상기 성형품층(608)을 인쇄한다. 또한, 상기 성형품층(606, 608)을 인쇄할 때, 인쇄가 이미 완성된 상기 지지품층(504, 506)은 적절한 지지 작용을 제공할 수 있으므로, 상기 3D 인쇄 장치(2)가 압출해 낸 인쇄 소모품 재료는 접착 면적의 부족으로 인한 인쇄 실패를 초래하지 않게 된다.
마지막으로, 상기 사용자는 수동 혹은 기계적 박리를 통하여 상기 3D 실체 모형(42) 중의 상기 실체 지지 구조(52)를 제거하여, 도 12에 도시된 바와 같은 인쇄 성공 및 실체 지지 구조(52)가 제거된 3D 실체 모형(44)을 취득하게 된다.
이어서, 도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법의 일부분 흐름도이다. 본 실시예와 제1 실시예의 차이는 다음과 같다. 본 실시예에 따른 3D 모형 인쇄 슬라이싱 방법은 상기 슬라이싱 모형의 모든 상기 성형품층에 대한 분석이 완료되었는지 판단(S20 단계, 예)한 다음, 상기 시스템(1)이 추가된 상기 지지 구조에 대하여 간소화를 실행하는 S70 단계를 더 포함하여 구성된다.
더 상세하게는, 상기 시스템(1)은 추가된 상기 지지 구조에 대하여 차례대로 분석을 실행함으로써 서로 인접된 상기 지지 구조를 삭제하거나 합병할 수 있는지 판단한다. 상기 시스템(1)이 삭제하거나 합병할 수 있는 상기 지지 구조가 있다고 판단했을 경우, 상기 지지 구조에 대하여 삭제 혹은 합병 처리를 실행한다.
바람직하게는, 상기 간소화 단계는 서로 인접된 상기 지지 구조를 공용 지지 구조로 합병하고, 그 중 상기 공용 지지 구조와, 지지되는 상기 성형품층 사이의 중첩 비율 및 지지되는 상기 성형품층과 기타 성형품층 사이의 중첩 비율의 합은 상기 최소 중첩 비율 이상이다.
본 발명은 지지 구조에 대한 간소화 단계를 실행함으로써, 지지 구조의 수량을 효과적으로 감소할 수 있고 더 나아가서 소모품의 사용량을 감소할 수 있다.
이어서 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 도 14는 본 발명에 따른 간소화된 지지 구조의 제1 설명도이고, 도 15는 본 발명에 따른 간소화된 지지 구조의 제2 설명도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 최소 중첩 비율은 1/2이고 3D 모형(70)에 대하여 상기 슬라이싱 처리를 실행한 다음 아홉 개의 성형품층(700~716)으로 전환되고, 그 중 아홉 개의 상기 성형품층(700~716)은 서로 상하로 인접되고 중첩된다.
이어서, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(700)과 상기 성형품층(702) 사이의 중첩 비율(1/4)이 최소 중첩 비율보다 작으므로 지지 구조(80)를 추가하여야 한다고 판정한다. 또한, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(702)과 상기 성형품층(704) 사이의 중첩 비율(1/2)이 최소 중첩 비율 이상이므로 지지 구조를 추가하지 않아도 된다고 판정한다. 또한, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(704)과 상기 성형품층(706) 사이의 중첩 비율(1/4)이 최소 중첩 비율보다 작으므로 지지 구조(82)를 추가하여야 한다고 판정한다.
또한, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(708)과 상기 성형품층(706) 사이의 중첩 비율(1/4) 및 상기 성형품층(708)과 상기 성형품층(710) 사이의 중첩 비율(1/4)의 합(즉 1/2)이 최소 중첩 비율 이상이므로 지지 구조를 추가하지 않아도 된다고 판정한다.
또한, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(710)과 상기 성형품층(712) 사이의 중첩 비율(1/4)이 최소 중첩 비율보다 작으므로 지지 구조(84)를 추가하여야 한다고 판정한다. 또한, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(712)과 상기 성형품층(714) 사이의 중첩 비율(1/4)이 최소 중첩 비율보다 작으므로 지지 구조(86)를 추가하여야 한다고 판정한다. 또한, 상기 시스템(1)은 상기 성형품층(714)과 상기 성형품층(716) 사이의 중첩 비율(1/2)이 최소 중첩 비율 이상이므로 지지 구조를 추가하지 않아도 된다고 판정한다.
이어서, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 시스템(1)은 추가된 상기 지지 구조(80~86)에 대하여 상기 간소화 단계를 실행함으로써, 지지 구조를 간소화 한 다음의 3D 모형(70')을 취득한다.
더 상세하게는, 지지 구조의 지지품층의 층수가 많지 않을 경우, 지지 구조를 제거한다 하여도 3D 실체 모형의 인쇄가 실패하지 않을 수도 있다. 따라서, 상기 시스템(1)은 지지품층의 층수가 임계 층수(예를 들면 2층)보다 적을 경우, 상기 지지 구조를 삭제(예를 들면 1층의 지지품층만 포함한 상기 지지 구조(80)를 삭제)함으로써 소모품의 사용량을 절감할 수 있다.
또한, 상기 시스템(1)은 서로 인접된 복수개의 지지 구조를 합병(예를 들면 상기 지지 구조(84) 및 상기 지지 구조(86)를 공용 지지 구조(88)로 합병)함으로써 소모품의 사용량을 절감할 수 있다.
바람직하게는, 상기 지지 구조에 대하여 합병 처리를 실행한 다음, 합병 후의 상기 공용 지지 구조와, 지지되는 상기 성형품층 사이의 중첩 비율 및 지지되는 상기 성형품층과 기타 성형품층 사이의 중첩 비율의 합은 상기 최소 중첩 비율 이상이다.
예를 들면, 상기 공용 지지 구조(88)와, 지지되는 상기 성형품층(710) 사이의 중첩 비율(1/4) 및 상기 성형품층(710)과 상기 성형품층(712) 사이의 중첩 비율(1/4)의 합(즉 1/2)이 최소 중첩 비율 이상이다. 상기 공용 지지 구조(88)와 지지하는 상기 성형품층(712) 사이의 중첩 비율(1/4) 및 상기 성형품층(712)과 상기 성형품층(714) 사이의 중첩 비율(1/4)의 합(즉 1/2)이 최소 중첩 비율 이상이다.
본 발명은 접착 면적이 너무 작음으로 인하여 인쇄되는 3D 실체 모형의 부유 부분에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 지지 구조가 필요 없는 부분에 지지 구조를 형성함으로 인하여 초래되는 인쇄 시간 및 소모품의 사용량을 절감할 수 있다.
상기 설명은 본 발명의 바람직한 구체적인 실시예일 뿐, 본 발명의 특허청구범위에 대한 한정은 아니다. 따라서, 본 발명의 내용을 이용한 동등한 변화는 모두 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다.
1...3D 모형의 인쇄 슬라이싱 시스템
2...3D 인쇄 장치
10...저장 장치
100...컴퓨터 프로그램
102...검색표
12...연결 포트
14...인터페이스
16...프로세서
3, 300, 302, 304, 306...경사면
40, 70, 70'...3D 모형
42, 44...3D 실체 모형
50, 80~86...지지 구조
500~506...지지품층
52...실체 지지 구조
600~608, 700~716...성형품층
88...공용 지지 구조
Lx...슬라이스 두께
Ly...수평 거리
Lz...중첩 길이
N...인쇄 홀 직경
α...임계 각도
S10~S20…제1 지지 구조 추가 단계
S30~S44…제2 지지 구조 추가 단계
S380...경사 각도 분석 단계
S50~S52...출력 단계
S70...지지 구조 간소화 단계
2...3D 인쇄 장치
10...저장 장치
100...컴퓨터 프로그램
102...검색표
12...연결 포트
14...인터페이스
16...프로세서
3, 300, 302, 304, 306...경사면
40, 70, 70'...3D 모형
42, 44...3D 실체 모형
50, 80~86...지지 구조
500~506...지지품층
52...실체 지지 구조
600~608, 700~716...성형품층
88...공용 지지 구조
Lx...슬라이스 두께
Ly...수평 거리
Lz...중첩 길이
N...인쇄 홀 직경
α...임계 각도
S10~S20…제1 지지 구조 추가 단계
S30~S44…제2 지지 구조 추가 단계
S380...경사 각도 분석 단계
S50~S52...출력 단계
S70...지지 구조 간소화 단계
Claims (12)
- 계산을 통하여 3D 모형에 지지 구조를 추가하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법에 있어서,
a) 슬라이스 두께 및 상기 슬라이스 두께와 대응되는 최소 중첩 비율을 취득하는 단계;
b) 상기 슬라이스 두께에 의하여 상기 3D 모형에 대하여 슬라이싱 처리를 실행함으로써 복수개의 성형품층을 취득하고, 상기 복수개의 성형품층 중 서로 상하로 인접되어 부유 경사면을 형성하는 적어도 두개의 상기 성형품층 사이의 중첩 비율을 각각 분석하는 단계; 및
c) 상기 중첩 비율이 상기 최소 중첩 비율보다 작다고 판단될 경우, 대응되는 상기 부유 경사면의 아래에 상기 지지 구조를 추가하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법. - 제1항에 있어서, 상기 a 단계는 상기 3D 모형의 높이 값을 슬라이스 수량으로 나누어서 상기 슬라이스 두께를 취득하고 상기 성형품 층수는 상기 슬라이스 수량과 동일한 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 a 단계 이후에는 상기 최소 중첩 비율, 상기 슬라이스 두께 및 3D 인쇄 장치의 인쇄 홀 직경에 대응되는 임계 각도를 취득하는 a1 단계를 더 포함하여 구성되고; 상기 b 단계 이후에는 상기 중첩 비율에 의하여 상기 부유 경사면의 경사 각도를 취득하는 b1 단계를 더 포함하여 구성되며; 상기 c 단계는 상기 경사 각도가 상기 임계 각도보다 작은지 여부에 의하여 상기 중첩 비율이 상기 최소 중첩 비율보다 작은지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 a1 단계는 검색표에 의하여 상기 임계 각도를 취득하고, 그 중 상기 검색표에는 상기 최소 중첩 비율, 복수 조의 상기 슬라이스 두께, 상기 인쇄 홀 직경 및 상기 임계 각도 사이의 대응 관계가 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 임계각도는이고 0<k<1이며, 그 중 K는 상기 최소 중첩 비율이고; N은 상기 인쇄 홀 직경이며; Lx는 상기 슬라이스 두께인 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 b1 단계에는 상기 중첩 비율에 의하여 두개의 상기 성형품층의 중심점 연결선과 수평선 사이에 형성된 예각 각도를 상기 경사 각도로 산출하는 b11 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 단계 c는 상기 지지 구조에 포함된 복수개의 지지품층을 상층에 위치된 상기 인쇄 유닛의 부유 부분 아래에 추가하는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 최소 중첩 비율은 1/2 인 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제1항에 있어서,
d) 3D 인쇄 장치의 인쇄 홀 직경에 의하여 상기 복수개의 성형품층을 제1 인쇄 자료로 전환하고, 상기 지지 구조에 포함된 복수개의 지지품층을 제2 인쇄 자료로 전환하는 단계; 및
e) 상기 제1 인쇄 자료 및 상기 제2 인쇄 자료를 3D 인쇄 장치로 전송하여 인쇄를 실행하는 단계; 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법. - 제9항에 있어서, 상기 e 단계는 상기 제1 인쇄 자료에 의하여 상기 3D 인쇄 장치의 제1 인쇄 노즐을 제어함으로써 제1 재료 소모품을 이용하여 인쇄를 실행하고, 상기 제2 인쇄 자료에 의하여 상기 3D 인쇄 장치의 제2 인쇄 노즐을 제어함으로써 제2 재료 소모품을 이용하여 인쇄를 실행하는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제1항에 있어서, 추가된 복수개의 서로 인접된 상기 지지 구조에 대하여 간소화하는 f 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 간소화 단계는 서로 인접된 상기 지지 구조를 공용 지지 구조로 합병하고, 그 중 상기 공용 지지 구조와, 지지되는 상기 성형품층 사이의 중첩 비율 및 지지되는 상기 성형품층과 기타 성형품층 사이의 중첩 비율의 합은 상기 최소 중첩 비율 이상인 것을 특징으로 하는 3D 모형의 인쇄 슬라이싱 방법.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200002168A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 헵시바주식회사 | 3차원 모델의 슬라이싱 보정 방법 |
| WO2020046003A1 (ko) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 전자부품연구원 | 3d 프린팅을 위한 2d 슬라이싱 폴리라인 기반 서포트 구조 생성 방법 |
| CN114248440A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-29 | 先临三维科技股份有限公司 | 3d打印切片方法、打印方法、装置、介质及设备 |
| WO2022114568A1 (ko) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 한국전자기술연구원 | 3d 프린팅을 위한 적층 단면 외곽선 기반 설계 변형 방법 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107984764B (zh) * | 2017-09-30 | 2019-10-25 | 浙江大学 | 一种三维打印方法 |
| CN110116503A (zh) | 2018-02-07 | 2019-08-13 | 三纬国际立体列印科技股份有限公司 | 用于3d打印的打印层辅助设计方法 |
| US11364543B2 (en) * | 2018-04-30 | 2022-06-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Three-dimensional printed component setter generation |
| US11663372B2 (en) * | 2018-09-04 | 2023-05-30 | Siemens Industry Software Inc. | Spatially-aware detection of trapped support areas in 3D printing |
| CN109334011B (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-05 | 珠海赛纳打印科技股份有限公司 | 彩色3d打印方法、打印装置及终端设备 |
| CN110696366B (zh) * | 2019-10-21 | 2020-08-07 | 浙江大学 | 一种增材制造技术成型倾斜面的表面形貌调控方法 |
| CN111016179B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-11-23 | 西安铂力特增材技术股份有限公司 | 一种基于增材制造的变层厚剖分计算方法 |
| EP4229538A2 (en) * | 2020-10-16 | 2023-08-23 | Hexagon Technology Center GmbH | Systems and methods for determining support structures in additive manufacturing |
| CN113001707B (zh) * | 2021-03-10 | 2021-12-24 | 山东大学 | 一种面向陶瓷3d打印的薄壳加厚方法及系统 |
| CN113370526B (zh) * | 2021-06-03 | 2024-02-02 | 深圳市创必得科技有限公司 | 切片预处理3d模型悬空检测方法 |
| CN114147971A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-08 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 一种3d打印文件的生成方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114559660B (zh) * | 2022-03-01 | 2023-06-30 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 模型支撑点设置方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
| CN114670452B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-05-17 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 支撑生成方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH068342A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 三次元形状造形物の製造方法 |
| EP0686480B1 (en) * | 1988-04-18 | 2001-11-28 | 3D Systems, Inc. | Stereolithographic supports |
| WO2009039159A2 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-26 | 3D Systems, Inc. | Region-based supports for parts produced by solid freeform fabrication |
| KR20150049736A (ko) * | 2013-10-31 | 2015-05-08 | (주)에이팀벤처스 | 프린팅 속도가 개선된 3차원 프린터 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014174090A2 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | Materialise N.V. | Hybrid support systems and methods of generating a hybrid support system using three dimensional printing |
| US9747394B2 (en) * | 2014-03-18 | 2017-08-29 | Palo Alto Research Center Incorporated | Automated design and manufacturing feedback for three dimensional (3D) printability |
| US9361553B1 (en) * | 2015-03-26 | 2016-06-07 | Adobe Systems Incorporated | Structural integrity when 3D-printing objects |
| US10761497B2 (en) * | 2016-01-14 | 2020-09-01 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Printing 3D objects with automatic dimensional accuracy compensation |
-
2016
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- 2016-04-29 EP EP16167693.7A patent/EP3203443A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0686480B1 (en) * | 1988-04-18 | 2001-11-28 | 3D Systems, Inc. | Stereolithographic supports |
| JPH068342A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 三次元形状造形物の製造方法 |
| WO2009039159A2 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-26 | 3D Systems, Inc. | Region-based supports for parts produced by solid freeform fabrication |
| JP2010538882A (ja) * | 2007-09-17 | 2010-12-16 | スリーディー システムズ インコーポレーテッド | 固体自由形状製作により製造されるパーツのための領域に基づくサポート |
| KR20150049736A (ko) * | 2013-10-31 | 2015-05-08 | (주)에이팀벤처스 | 프린팅 속도가 개선된 3차원 프린터 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200002168A (ko) * | 2018-06-29 | 2020-01-08 | 헵시바주식회사 | 3차원 모델의 슬라이싱 보정 방법 |
| WO2020046003A1 (ko) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 전자부품연구원 | 3d 프린팅을 위한 2d 슬라이싱 폴리라인 기반 서포트 구조 생성 방법 |
| KR20200025407A (ko) * | 2018-08-30 | 2020-03-10 | 전자부품연구원 | 3d 프린팅을 위한 2d 슬라이싱 폴리라인 기반 서포트 구조 생성 방법 |
| WO2022114568A1 (ko) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 한국전자기술연구원 | 3d 프린팅을 위한 적층 단면 외곽선 기반 설계 변형 방법 |
| CN114248440A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-29 | 先临三维科技股份有限公司 | 3d打印切片方法、打印方法、装置、介质及设备 |
| CN114248440B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-05-17 | 先临三维科技股份有限公司 | 3d打印切片方法、打印方法、装置、介质及设备 |
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