KR20180029789A - 3차원 프린터, 3차원 프린터용 검사 장치, 및 3차원 프린터를 이용한 대상체의 검사 및 불량 정정 방법 - Google Patents

3차원 프린터, 3차원 프린터용 검사 장치, 및 3차원 프린터를 이용한 대상체의 검사 및 불량 정정 방법 Download PDF

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Abstract

3차원 프린터, 3차원 프린터용 검사 장치, 3차원 프린터를 이용하여 대상체의 불량을 검사하고 정정하는 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 3차원 프린터는, 대상체의 3차원 모델 데이터에 기초하여 대상체를 인쇄할 수 있는 인쇄부와, 대상체에 패턴광을 조사하고 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 영상 데이터 획득부와, 3차원 모델 데이터와 3차원 영상 데이터를 비교하여 상기 대상체의 불량을 검출하는 영상 데이터 처리부와, 검출 결과에 따라 대상체의 불량이 정정 가능한지 판정하는 제어부를 포함하고, 인쇄부는, 제어부에 의해 대상체의 불량이 정정 가능하다고 판정된 경우, 대상체의 불량을 정정하기 위한 인쇄를 실행한다.

Description

3차원 프린터, 3차원 프린터용 검사 장치, 및 3차원 프린터를 이용한 대상체의 검사 및 불량 정정 방법{THREE DIMENSIONAL PRINTER, INSPECTION APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL PRINTER, METHOD FOR INSPECTING AND CORRECTING DEFECTS OF TARGET OBJECT USING THREE DIMENSIONAL PRINTER}
본 발명은 3차원 프린터, 3차원 프린터용 검사 장치, 및 3차원 프린터를 이용한 대상체의 검사 및 불량 정정 방법에 관한 것이다.
3차원 프린터는 모재를 복수의 레이어(layer)의 형태로 연속적으로 적층하여 출력함으로써 3차원 형상의 물체를 형성 또는 복제하는 기능을 갖는다. 3차원 프린터는 모재와 인쇄 방식에 따라 그 유형이 구분될 수 있다. 예를 들어, 모재로서 가는 실 형태로 가공한 열가소성 수지(필라멘트)를 사용하고, 이 모재를 프린터 헤드(노즐)에서 융해 또는 용융시켜 분사함으로써 연속적인 레이어를 적층하는 FDM(fused deposition modeling) 방식을 이용한 3차원 프린터가 사용될 수 있다. 다른 예로, 광경화성 수지를 프린터 헤드(노즐)에서 융해 또는 용융시켜 분사한 후 UV 광으로 경화시키면서 적층하는 MJM(multi jet modeling) 방식, 광경화성 수지에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용하는 SLA(stereo lithographic apparatus) 방식, 기능성 고분자 또는 금속분말을 고결시켜 성형하는 SLS(selective laser sintering) 방식 등이 3차원 프린터에 사용될 수도 있다.
이러한 3차원 프린터에서는, 모재가 의도했던 것보다 적은 양으로 토출되거나 지나치게 많은 양이 토출되는 경우를 포함한 다양한 이유로 인해 레이어 적층에 불량이 발생할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 종래기술에 따른 3차원 프린터에서 레이어 적층에 불량이 발생하더라도 이러한 불량의 확인은 3차원 인쇄가 완료된 후에 확인될 수 있다. 이런 경우 이미 완성된 출력물을 폐기하고 확인된 불량을 정정하기 위해 3차원 인쇄를 처음부터 다시 수행할 필요가 있고, 이에 따른 모재의 낭비나 제조 수율의 저하가 발생할 수 있다.
본 발명은 3차원 프린터를 이용하여 3차원 인쇄를 수행하는 도중에 발생하는 출력물의 불량 여부를 실시간으로 검사하고, 불량 발견 시 3차원 인쇄를 중지하거나 불량을 정정할 수 있는 3차원 프린터 및 대상체의 불량 정정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 임의 형상의 물체에 대하여 그 3차원 영상 데이터를 획득하고, 획득된 3차원 영상 데이터를 3차원 프린터에서 이용 가능한 3차원 프린터 모델링 파일로 변환하는 3차원 프린터용 검사 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 3차원 형상을 갖는 대상체에 손상이 발생한 경우, 그 대상체의 손상 부위를 식별하고 손상 부분에 대해서만 3차원 인쇄를 수행함으로써 손상 부위를 정정하는 3차원 프린터 및 대상체의 불량 정정 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 3차원 프린터는, 대상체의 3차원 모델 데이터에 기초하여 상기 대상체를 인쇄할 수 있는 인쇄부와, 상기 대상체에 패턴광을 조사하고 상기 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 영상 데이터 획득부와, 상기 3차원 모델 데이터와 상기 3차원 영상 데이터를 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 영상 데이터 처리부와, 상기 검출 결과에 따라 상기 대상체의 형상 불량이 정정 가능한지 판정하는 제어부를 포함하고, 상기 인쇄부는, 상기 제어부에 의해 상기 대상체의 형상 불량이 정정 가능하다고 판정된 경우, 상기 대상체의 형상 불량을 정정하기 위한 3차원 인쇄를 실행한다.
일 실시예에 있어서, 상기 영상 데이터 획득부는 미리 설정된 시간이거나, 상기 인쇄부에 의한 인쇄 작업량 또는 작업 진도에 따라 결정된 시간에 상기 3차원 영상 데이터를 획득할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 영상 데이터 처리부는, 상기 3차원 모델 데이터 및 상기 3차원 영상 데이터 각각에 사전 설정된 크기의 검사 영역을 설정하고, 상기 검사 영역들을 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 견본품으로부터 획득한 상기 3차원 영상 데이터에 기초하여 상기 3차원 모델 데이터를 생성하는 모델 데이터 생성부가 더 포함될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 인쇄부는, 상기 제어부에 의해 상기 대상체의 형상 불량이 정정 불가능하다고 판정된 경우, 상기 대상체의 3차원 인쇄를 중지할 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따른 대상체의 형상 불량을 정정하는 방법은, 상기 대상체의 3차원 모델 데이터를 획득하는 단계와, 상기 대상체에 패턴광을 조사하고 상기 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 단계와, 상기 3차원 모델 데이터와 상기 3차원 영상 데이터를 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 단계와, 상기 대상체의 불량이 정정 가능한지 판정하는 단계와, 상기 대상체의 형상 불량이 정정 가능하다고 판정되는 경우, 상기 대상체의 불량을 정정하기 위한 3차원 인쇄를 실행하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 단계는, 미리 설정된 시간이거나, 상기 3차원 프린터에 의한 인쇄 작업량 또는 작입 진도에 따라 결정되는 시간에 상기 3차원 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 단계는, 상기 3차원 모델 데이터 및 상기 3차원 영상 데이터 각각에 사전 설정된 크기의 검사 영역을 설정하는 단계와, 상기 검사 영역을 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 3차원 모델 데이터를 획득하는 단계는, 견본품으로부터 획득된 3차원 영상 데이터에 기초하여 상기 3차원 모델 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 대상체의 형상 불량이 정정 불가능하다고 판정된 경우, 상기 대상체의 3차원 인쇄를 중지하는 단계가 더 포함될 수 있다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 3차원 프린터용 검사 장치는, 대상체에 패턴광을 조사하고 상기 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 영상 데이터 획득부와, 상기 3차원 영상 데이터에 기초하여 상기 대상체의 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 3차원 모델 데이터를 3차원 프린터 모델링 파일로 변환하는 영상 데이터 처리부를 포함한다.
본 발명에 의하면 3차원 인쇄를 수행하는 도중에 3차원 프린터의 출력물에 대한 검사를 수행하여 불량 발생시 3차원 인쇄를 중지하거나 불량 부분을 보수할 수 있으므로 모재의 낭비와 제조 수율 저하 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 임의 형상의 물체에 대하여 3차원 영상 데이터를 획득하고 이를 3차원 프린터에서 구동 가능한 파일로 변환할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 3차원 프린터를 구동하기 위한 3차원 모델 데이터가 없는 경우에도 3차원 프린터를 이용하여 제품을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 3차원 프린터의 최종 출력물을 검사하여 검사 결과가 불량인 경우 불량 부분에 대해서만 3차원 인쇄를 재수행함으로써 손상 제품을 저비용으로 간단히 보수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 획득부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터에 포함된 영상 데이터 획득부와 인쇄부의 배치를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 프린터에 의해 인쇄되는 대상체의 불량을 정정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 데이터와 3차원 영상 데이터의 일례를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 모델 데이터와 3차원 영상 데이터의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용하여 대상체의 손상 부분을 정정하는 방법에 사용되는, 3차원 모델 데이터와 3차원 영상 데이터의 예를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터용 검사 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 영상 데이터 획득부를 이용하여 견본품 또는 프로토타입 제품의 3차원 영상 데이터를 획득하는 예를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서 사용되는 용어 "부"는 소프트웨어, FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일례로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세서, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 더 분리될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 다르게 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 보다 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명의 범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 명세서에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 이상 복수형의 표현도 함께 포함할 수 있으며, 이는 청구항에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용하는 것일 뿐 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것이 아니다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는" 및 "갖는"과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구에서 기술되는 결정 또는 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되고, 이 표현은 결정 또는 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지는 않는다.
본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는 인쇄부(110), 공급부(120), 영상 데이터 획득부(130), 영상 데이터 처리부(140) 및 제어부(150)를 포함한다. 또한, 3차원 프린터(100)는 표시 장치(160), 저장 장치(170) 및 모델 데이터 생성부(180)를 더 포함한다. 여기서, 3차원 프린터(100)는 대상체의 3차원 인쇄를 수행할 수 있는 프린터로서, 모재로서 가는 실 형태로 가공한 열가소성 수지를 사용하는 FDM 방식, 광경화성 수지를 융해 또는 용융시켜 분사한 후 UV 광으로 경화시키면서 적층하는 MJM 방식, 광경화성 수지에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용하는 SLA 방식, 기능성 고분자 또는 금속분말을 고결시켜 성형하는 SLS 방식 등을 포함하는 다양한 3차원 인쇄 방식들 중의 어느 하나를 채택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하 실시예들에서는 설명의 편의상 3차원 프린터(100)가 FDM 방식을 사용하는 것을 가정한다.
인쇄부(110)는 공급부(120)로부터 공급되는 고체 상태의 스트립 또는 와이어 형상의 모재 (또는 필라멘트)를 융해 또는 용융하여 분사함으로써 대상체의 3차원 형상을 인쇄한다. 예를 들면, 인쇄부(110)는 필라멘트를 융해 또는 용융하여 분사하는 히터 노즐을 포함할 수 있다.
공급부(120)는 고체 상태의 필라멘트를 인쇄부(110)에 공급한다. 예를 들면, 공급부(120)는, 필라멘트가 감겨진 스풀과, 스풀로부터 인쇄부(110)까지 필라멘트를 이송시키는 피더를 포함할 수 있다. 공급부(120)의 보다 상세한 구성에 대해서는 이하 도 3을 참조하여 설명한다.
영상 데이터 획득부(130)는, 예를 들어 3차원 프린터(100)에 의해 출력된, 대상체의 영상 데이터를 획득한다. 일 예에서, 영상 데이터 획득부(130)는 대상체에 패턴광을 조사하고 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 대상체의 영상 데이터를 획득할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 데이터 획득부(130)의 상세 구성과 동작을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 영상 데이터 획득부(130)는 패턴광 조사부(210)를 포함한다. 패턴광 조사부(210)는 대상체(B)를 향해 패턴광을 조사한다. 일 실시예에서, 패턴광 조사부(210)는 광을 발생시키기 위한 광원(211), 광원(211)으로부터의 광을 패턴광으로 변환시키기 위한 격자 소자(212), 격자 소자(212)를 피치 이송시키기 위한 격자 이송 기구(213), 및 격자 소자(212)에 의해 생성된 패턴광을 대상체(B)에 투영시키기 위한 투영 렌즈(214)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 격자 소자(212)는, 패턴광의 위상 천이를 위해 PZT 엑추에이터(piezo actuator)와 같은 격자 이송 기구(213)를 통해 소정 피치(예를 들어, 2π/N(N은 2 이상의 자연수)) 만큼씩 이송될 수 있다. 본 실시예에서는 물리적인 패턴 피치를 갖는 격자 소자를 이용하여 패턴광을 생성하는 예를 설명하였으나, 본 발명의 패턴광 조사부(210)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 다른 예에서, 패턴광 조사부(210)는, 격자 소자(212) 및 격자 이송 기구(213)를 이용하는 대신에, LCD 프로젝터 또는 DLP(digital light processing) 프로젝터와 같은 디지털 프로젝터를 이용하여 패턴광을 생성하여 조사할 수 있다.
영상 데이터 획득부(130)는 촬상부(220)를 더 포함한다. 촬상부(220)는 대상체(B)에 의해 반사된 광을 수신하여 대상체(B)의 3차원 영상 데이터를 생성한다. 촬상부(220)는 CCD(charge coupled device) 카메라 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 카메라를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2에 도시된 영상 데이터 획득부(130)는, 대상체(B)의 3차원 영상 데이터를 획득할 수 있는 3차원 영상 측정 장치의 일 예를 나타낸 것으로, 2개의 패턴광 조사부(210)과 1개의 촬상부(220)를 포함하고 있으나, 패턴광 조사부(210)와 촬상부(220)의 개수나 배치는 다양한 구현 요구사항에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 영상 데이터 획득부(130)는, 1개 또는 3개 이상의 패턴광 조사부(210)를 포함할 수 있으며, 2개 이상의 촬상부(220)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 영상 데이터 획득부(130)는, 사진측량법(photogrammetry), 구조화 패턴광 측정법(structured light 3D scanning), 변조광 측정법(Modulated light 3D scanning), 스테레오 촬영법(stereo photography), 라이더(LIDAR), 초음파 TOF(Ultrasonic Time-of-Flight) 또는 레이저 TOF 등과 같은 다양한 3차원 표면 측정 방법을 이용할 수 있다. 또 다른 예에서, 영상 데이터 획득부(130)는, OCT(optical coherence tomography) 또는 엑스레이(X-ray) 장치와 같은 다양한 3차원 내부 구조 측정 장치를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 영상 데이터 획득부(130)는, 인쇄부(110)가 대상체의 적어도 일부를 인쇄하고 있는 도중에 그 출력물의 3차원 영상 데이터를 획득하거나, 3차원 인쇄가 종료된 후에 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 대상체(B)는 인쇄부(110)에 의해 수행되는 3차원 인쇄 중에 생성되는 중간 출력물이거나, 3차원 인쇄가 종료된 이후의 최종 출력물일 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터에 포함된 영상 데이터 획득부와 인쇄부의 배치를 나타낸 예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 데이터 획득부(130)는 인쇄부(110)로부터 수평 방향으로 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치될 수 있다. 또한 영상 데이터 획득부(130)는 인쇄부(110)와 연동하여 이동하면서, 인쇄부(110)에 의해 인쇄되고 있는 대상체(B)의 3차원 영상 데이터를 획득한다. 좀 더 구체적으로, 공급부(120)의 스풀(320)에 감겨져 있는 필라멘트(310)가 피더(330)에 의해 추출되어 인쇄부(110)로 공급될 수 있다. 이 때 인쇄부(110)는 공급부(120)로부터 공급되는 고체 상태의 필라멘트(310)의 선단 부분을 융해 또는 용융함으로써 액체 상태로 변환하고, 이와 같이 액체 상태로 변환된 모재를 대상체(B)를 향해 분사할 수 있다. 이와 같이 인쇄부(110)가 액체 상태의 모재를 대상체(B)를 향해 분사하면서 이동하는 동안, 영상 데이터 획득부(130)는 대상체(B) 상에서 모재가 분사되어 적층되는 지점의 이동 방향을 따라 이동할 수 있다. 도 3에서는 3차원 프린터(100)의 인쇄부(110) 및 공급부(120)가 FDM 방식을 이용하는 것으로 도시하였지만, 앞서 설명한 바와 같이 3차원 프린터(100)는 다른 다양한 3차원 인쇄 방식들 중의 어느 하나를 적절히 채용할 수도 있다.
본 실시예에서는 영상 데이터 획득부(130)가 인쇄부(110)로부터 수평 방향으로 소정 거리 이격된 위치에 설치되는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 영상 데이터 획득부(130)는 인쇄부(110)의 출력물에 대한 영상 데이터를 획득할 수 있는 위치라면 영상 데이터 획득부(130)로부터 수평 방향으로 이격된 위치가 아니더라도, 설계 목적에 부합하는 다른 위치에 설치될 수 있다. 또한, 영상 데이터 획득부(130)는, 인쇄부(110)와 연동되어 이동하는 대신에, 고정된 위치에 설치되거나, 인쇄부(110)의 이동과 독립적으로 이동할 수도 있다.
또한, 영상 데이터는 미리 설정된 시간 간격으로 반복적으로 획득될 수 있다. 미리 설정된 시간은 영상 데이터의 획득 및 처리에 필요한 시간을 고려하여 설정된다. 영상 데이터를 획득하는 시간 간격은 다양하게 변형될 수 있다. 시간 간격은 일정할 수도 있고 일정하지 않을 수도 있다.
또한, 영상 데이터 획득부(130)가 대상체의 영상 데이터를 획득하는 시간 또는 타이밍은 인쇄부(110)에 의해 수행되는 인쇄의 작업량에 따라 결정될 수 있다. 일 예에서, 영상 데이터 획득부(130)는, 인쇄부(110)를 통해 분사된 필라멘트의 양 내지는 인쇄부(110)에 의해 인쇄(즉, 적층)되는 레이어의 양이 소정의 값에 도달할 때마다 대상체(B)의 영상 데이터를 반복적으로 획득할 수 있다.
또한, 영상 데이터 획득부(130)가 대상체의 영상 데이터를 획득하는 시간 또는 타이밍은 인쇄부(110)에 의해 수행되는 인쇄의 작업 진행 정도에 따라 결정될 수 있다. 일 예에서, 영상 데이터 획득부(130)는, 인쇄부(110)의 작업 스케줄에 따라 인쇄부(110)가 인쇄 작업을 수행하고 이동할 때마다, 인쇄부(110)의 직전 위치에서 대상체(B)의 영상 데이터를 반복적으로 획득할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 영상 데이터 처리부(140)는, 영상 데이터 획득부(130)로부터 제공되는 대상체(B)의 영상 데이터를 처리하여, 인쇄부(110)에 의해 수행되는 인쇄의 상태 또는 대상체(B)의 인쇄 상태를 검사함으로써, 대상체(B) 형상의 양호(Good) 또는 불량(NG)을 결정할 수 있다. 영상 데이터 처리부(140)에서 수행되는 검사는, 영상 데이터 획득부(130)에 의해 제공된 대상체(B)의 영상 데이터를 3차원 모델 데이터와 비교하여 수행될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 3차원 모델 데이터는, CAD 등의 프로그램에 의해 디자인된 대상체의 설계 형상에 관한 데이터로서, 인쇄부(110)에 의해 인쇄된 대상체(B)의 형상이 3차원 모델 데이터의 설계 형상과 일치하는 경우에는 대상체(B)의 인쇄 상태가 양호하다고 판단될 수 있다. 예를 들어, 3차원 모델 데이터는 외부 장치(예를 들어, 컴퓨터, 다른 검사 장치 등)에 의해 생성되어 3차원 프린터(100)로 전송될 수 있다. 다른 예에서, 3차원 모델 데이터는 영상 데이터 획득부(130)를 통해 획득된 대상체의 3차원 영상 데이터에 기초하여 생성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "3차원 모델 데이터"라는 용어는, 대상체의 전체 또는 일부분의 형상, 색상, 치수 정보를 나타내는 기준 데이터를 의미할 수 있다. 3차원 모델 데이터는, 인쇄부(110)에 의해 형성된 대상체의 3차원 영상 데이터와 비교함으로써 대상체의 인쇄 상태의 양호 또는 불량을 판단할 수 있는, 대상체의 3차원 기준 형상 정보를 나타내는 데이터일 수 있다.
제어부(150)는, 영상 데이터 처리부(140)에 의해 검사된 대상체의 인쇄 상태에 기초하여, 대상체의 형상 불량이 정정 가능한지 판정하고, 이 판정 결과에 따라 인쇄부(110)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(150)는 공급부(120), 인쇄부(110), 영상 데이터 획득부(130), 영상 데이터 처리부(140), 표시 장치(160), 저장 장치(170) 및 모델 데이터 생성부(180) 중의 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.
표시 장치(160)는, 영상 데이터 획득부(130)에서 획득된 대상체의 영상 데이터를 표시한다. 또한, 표시 장치(160)는 영상 데이터 처리부(140)에 의해 검출된 검사 결과(예를 들어, 대상체의 인쇄 상태의 양호 또는 불량)를 표시한다. 예를 들면, 표시 장치(160)는 LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode) 디스플레이, OLED(organic light emitting diode) 디스플레이를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
저장 장치(170)는, 영상 데이터 획득부(130)에서 획득된 영상 데이터를 저장한다. 또한, 저장 장치(170)는, 영상 데이터 처리부(140)에 의해 검출된 검사 결과, 대상체(B)의 3차원 모델 데이터, 또는 3차원 프린터(100)를 동작시키기 위한 프로그램 명령어 등을 저장할 수 있다. 예를 들면, 저장 장치(170)는 자기 디스크(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크, 하드 디스크 등), 광 디스크(예를 들어, CD, DVD 등), 광자기 디스크(예를 들어, MO 등), 반도체 메모리(예를 들어, USB 메모리, 메모리 카드 등) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
모델 데이터 생성부(180)는, 영상 데이터 획득부(130)에 의해 획득된 대상체(B)의 3차원 영상 데이터에 기초하여 3차원 모델 데이터를 생성한다. 이 경우, 영상 데이터 처리부(140)는 모델 데이터 생성부(180)에 의해 생성된 3차원 모델 데이터에 기초하여 대상체의 양호 또는 불량을 검출할 수 있다.
이하에서는 인쇄부(110)에 의해 인쇄되고 있는 대상체의 불량을 정정하는 방법을 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 프린터에 의해 인쇄되는 대상체의 불량을 정정하는 절차를 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 3차원 프린터(100)의 영상 데이터 처리부(140)는, 영상 데이터 획득부(130)로부터 대상체의 3차원 영상 데이터가 수신되면(S402), 수신된 3차원 영상 데이터 및 3차원 모델 데이터 각각에 대해 사전 설정된 크기의 검사 영역(ROI: region of inspection)을 설정한다(S404). 검사 영역은, 적절한 이미지 인식 또는 처리 기술을 이용하여 3차원 영상 데이터 및 3차원 모델 데이터에 대해 자동적으로 설정되거나, 사용자의 입력에 기초하여 수동적으로 설정될 수 있다. 또한, 검사 영역은, 3차원 영상 데이터 및 3차원 모델 데이터 모두에 있어서 동일한 위치에 설정될 수 있다.
영상 데이터 처리부(140)는 3차원 영상 데이터에 설정된 검사 영역과, 3차원 모델 데이터에 설정된 검사 영역을 비교하여(S406), 3차원 영상 데이터와 3차원 모델 데이터에 있어서 해당 검사 영역에 대응하는 대상체의 형상이 일치하는지 여부를 결정한다(S408). 예를 들면, 영상 데이터 처리부(140)는, 3차원 영상 데이터에 설정된 검사 영역과, 3차원 모델 데이터에 설정된 검사 영역 간에 형상, 색상, 치수 중의 적어도 하나의 일치 여부를 판단할 수 있다. 다른 예에서, 영상 데이터 처리부(140)는, 3차원 영상 데이터에 설정된 검사 영역과, 3차원 모델 데이터에 설정된 검사 영역 간에 이물, 얼룩, 스크래치 중의 적어도 하나의 존재 여부를 판단할 수 있다.
일 예로서, 영상 데이터 처리부(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 대상체(B)의 3차원 모델 데이터(510)에 설정된 검사 영역(511)과 대상체(B)의 3차원 영상 데이터(520)에 설정된 검사 영역(521)을 비교하여, 검사 영역(511)과 검사 영역(521)의 형상이 일치함을 검출할 수 있다. 다른 예로서, 영상 데이터 처리부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 대상체(B)의 3차원 모델 데이터(610)에 설정된 검사 영역(611)과 대상체(B)의 3차원 영상 데이터(620)에 설정된 검사 영역(621)을 비교하여, 검사 영역(611)과 검사 영역(621)의 일부 형상이 불일치함을 검출할 수 있다. 도 6에 있어서, 도면부호 630은 검사 영역(611)과 검사 영역(621)의 불일치에 따라 불량으로 판정된 영역을 나타낸다.
다시 도 4를 참조하면, 단계 S408에서, 도 5에 도시된 바와 같이 3차원 모델 데이터에 설정된 검사 영역과 영상 데이터에 설정된 검사 영역이 일치하는 것으로 결정되면, 영상 데이터 처리부(140)는 대상체(B)의 출력 상태가 양호한 것으로 판정한다. 따라서, 제어부(150)는 영상 데이터 처리부(140)에 의한 양호 판정에 기초하여, 인쇄부(110)가 대상체의 인쇄를 계속 수행하도록 제어한다(S410).
한편, 단계 S408에서, 도 6에 도시된 바와 같이 3차원 모델 데이터에 설정된 검사 영역과 3차원 영상 데이터에 설정된 검사 영역이 일치하지 않는 것으로 결정되면, 영상 데이터 처리부(140)는 대상체(B)의 출력 상태가 불량인 것으로 판정한다. 제어부(150)는 영상 데이터 처리부(140)에 의한 불량 판정에 기초하여, 대상체(B)의 불량이 3차원 인쇄를 재수행하여 정정할 수 있는 것(이하, "제1 불량"이라 함)인지 여부를 판정한다(S412). 예를 들면, 제1 불량은, 3차원 영상 데이터에 설정된 검사 영역의 형상의 부피가, 3차원 모델 데이터에 설정된 검사 영역의 형상의 부피보다 적은 경우를 나타낼 수 있다. 이 경우, 제1 불량은, 대상체(B)에 분사된 액체 상태의 모재가 부족하거나, 다른 요인에 의해 대상체(B)의 표면에 스크래치가 발생한 경우일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
단계 S412에서 제1 불량인 것으로 결정되면, 제어부(150)는 대상체의 불량 판정 영역에 3차원 인쇄를 재수행하기 위한 제어신호(이하, "제1 제어신호"라 함)를 출력한다(S414). 따라서, 인쇄부(110)는, 제어부(150)로부터 제1 제어신호를 수신함에 따라, 대상체에 대해 진행 중이던 3차원 인쇄를 일시적으로 중지하고 대상체(B)의 불량 판정 영역(630)에 대해 보충적인 3차원 인쇄를 수행한다.
본 실시예에서 대상체(B)에 대한 양호 또는 불량 검사는, 인쇄부(110)가 인쇄를 수행하는 도중에 실시간적으로 실시될 수 있다. 또한, 영상 데이터 처리부(140)에 의해 수행되는 검사는 영상 데이터 획득부(130)로부터 대상체(B)의 3차원 영상 데이터를 수신할 때마다 반복적으로 수행될 수 있다.
한편, 단계 S412에서 제어부(150)가 영상 데이터 처리부(140)에 의한 불량 판정에 기초하여, 대상체(B)의 불량이 3차원 인쇄를 재수행하여 정정할 수 없는 것(이하, "제2 불량"이라 함)으로 결정하면, 제어부(150)는 대상체(B)의 인쇄를 중지하는 제어신호(이하, "제2 제어신호"라 함)를 출력한다(S416). 예를 들면, 제2 불량은, 3차원 영상 데이터에 설정된 검사 영역의 형상의 부피가, 3차원 모델 데이터에 설정된 검사 영역의 형상의 부피보다 많은 경우를 나타낼 수 있다. 즉, 제2 불량은, 3차원 모델 데이터에 따른 대상체의 설계된 형상(또는 부피)를 초과하는 모재가 대상체(B)에 인쇄되는 불량, 얼룩 불량, 이물 삽입 불량, 인쇄부(110)의 노즐 막힘으로 인한 불량 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 인쇄부(110)는 제어부(150)로부터 제2 제어신호를 수신함에 따라 인쇄를 중지할 수 있다.
전술한 실시예의 3차원 프린터(100)는 3차원 인쇄를 수행하는 도중에 발생하는 출력물의 불량 여부를 실시간으로 검사하고, 불량 발견 시 3차원 인쇄를 중지하거나 불량을 정정할 수 있다. 그러나, 3차원 프린터(100)는 반드시 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 실시예의 3차원 프린터(100)는 대상체의 손상된 부분을 정정 내지 수리하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 임의의 제품의 제조 단계 중에 스크래치에 의해 제품의 외형에 일부 손상이 발생한 경우나, 제품의 판매 후 사용자에 의해 제품의 외형에 일부 손상이 발생한 경우, 본 실시예의 3차원 프린터(100)를 이용하여 제품의 손상 부분에 대해서 3차원 인쇄를 수행함으로써 손상 부분을 수리 또는 복원할 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용한 대상체의 손상 부분의 정정 방법에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 본 실시예에 따른 3차원 프린터(100)의 영상 데이터 획득부(120)는, 도 7에 예시된 바와 같이, 한 모퉁이 부분(730)이 손상된 대상체(720)(예를 들어, 한 모퉁이 부분이 깨져서 손상된 스마트폰)의 3차원 영상 데이터를 획득한다.
영상 데이터 처리부(140)는, 손상되지 않은 대상체(710)의 3차원 모델 데이터와, 영상 데이터 획득부(130)로부터 제공되는 손상된 대상체(720)의 3차원 영상 데이터를 비교하여, 3차원 모델 데이터와 3차원 영상 데이터 사이에서 일치하지 않는 영역에 해당하는 손상 부분(730)의 형상을 추출한다.
제어부(150)는, 영상 데이터 처리부(140)에 의해 추출된 손상 부분(730)에 대해 3차원 인쇄를 수행하도록 인쇄부(110)를 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 인쇄부(110)는 제어부(150)로부터 제어신호를 수신함에 따라 손상 부분(730)에 대한 3차원 인쇄를 수행하여 손상 부분을, 온전한 형태의 대상체(710)의 형상으로 복원한다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 대상체의 특정 부위에 크랙, 결손 등이 발생하는 경우, 3차원 프린터(100)를 이용하여 크랙, 결손 등이 발생한 부위를 검출하고, 검출된 부위에 대해 3차원 인쇄를 수행함으로써, 적은 비용으로 대상체를 수리 또는 복원하는 것이 가능해진다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터용 검사 장치(800)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 8을 참조하면, 검사 장치(800)는 영상 데이터 획득부(810), 영상 데이터 처리부(820), 표시 장치(830), 저장 장치(840)를 포함한다. 본 실시예에 따른 검사 장치(800)는 3차원 프린터(예를 들어, 이상 설명한 일 실시예의 3차원 프린터)에 결합되어 사용될 수 있다.
본 실시예는, 3차원 프린터가 출력할 대상체의 3차원 모델 데이터가 사전에 준비되어 있지 않고, 그 대상체의 견본품이나 프로토타입 제품만 준비된 경우에 적용될 수 있다. 일 예에서, 본 실시예의 검사 장치(800)를 이용하여 견본품이나 프로토타입 제품으로부터 3차원 모델 데이터를 생성할 수 있다. 그리고 검사 장치(800)는 이와 같이 생성된 3차원 모델 데이터를 3차원 프린터 모델링 파일로 변환하여 3차원 프린터에 전송함으로써, 3차원 프린터가 3차원 프린터 모델링 파일에 기초하여 대상체를 출력하도록 할 수 있다. 다른 예에서, 본 실시예의 검사 장치(800)는 3차원 프린터의 출력 결과를 검사하여 3차원 프린터를 제어할 수도 있다.
영상 데이터 획득부(810)는, 견본품(또는 프로토타입 제품)에 패턴광을 조사하고 반사되는 광을 수신하여 견본품의 형상에 대한 영상 데이터를 획득한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 영상 데이터 획득부(810)를 이용하여 견본품의 3차원 영상 데이터를 획득하는 예를 나타낸 예시도이다. 도시된 바와 같이, 영상 데이터 획득부(810)는, 견본품(GB)을 향해 패턴광을 조사하는 적어도 하나의 패턴광 조사부(910)와, 견본품(GB)에 의해 반사된 광을 수신하여 견본품(GB)의 3차원 영상 데이터를 생성하는 촬상부(920)를 포함한다. 패턴광 조사부(910) 각각은 광을 발생시키기 위한 광원(911), 광원(911)으로부터의 광을 패턴광으로 변환시키기 위한 격자 소자(912), 격자 소자(912)를 피치 이송시키기 위한 격자 이송 기구(913), 및 격자 소자(912)에 의해 생성된 패턴광을 견본품(GB)에 투영시키기 위한 투영 렌즈(914)를 포함할 수 있다.
일례로서, 영상 데이터 획득부(810)는 복수의 패턴광을 견본품의 복수의 영역 각각에 조사함으로써, 하나 이상의 촬상부가 각 영역으로부터 반사된 패턴광을 수신하여 견본품의 영상 데이터를 획득한다.
다른 예로서, 영상 데이터 획득부(810)는 복수의 촬상부를 포함할 수 있으며, 복수의 패턴광을 견본품의 복수의 영역 각각에 조사하고, 복수의 촬상부를 통해 각 영역으로부터 반사된 패턴광을 수신하여 견본품의 영상 데이터를 획득한다.
또 다른 예로서, 영상 데이터 획득부(810)는 복수의 컬러광(예를 들어, 적색, 녹색, 청색 등)을 견본품에 조사하는 패턴광 조사부를 포함할 수 있고, 패턴광 조사부를 통해 복수의 컬러광을 견본품에 조사하고, 하나 이상의 촬상부가 견본품으로부터 반사되는 컬러광을 수신하여, 견본품의 컬러 영상 데이터를 획득한다.
또 다른 예로서, 영상 데이터 획득부(810)의 촬상부는 컬러 카메라를 포함하고, 영상 데이터 획득부(810)는 복수의 컬러광(예를 들어, 적색, 녹색, 청색 등)을 견본품에 조사하는 패턴광 조사부를 더 포함할 수 있다. 영상 데이터 획득부(810)는 패턴광 조사부를 통해 복수의 컬러광을 견본품에 조사하고, 컬러 카메라가 견본품으로부터 반사되는 컬러광을 수신하여, 견본품의 컬러 영상 데이터를 획득한다.
또 다른 예로서, 영상 데이터 획득부(810)는 OCT 장치 또는 엑스레이 장치를 포함할 수 있다. 영상 데이터 획득부(810)는 견본품에 패턴광을 조사하고, 견본품으로부터 반사되는 패턴광을 수신하여 견본품의 영상 데이터를 획득한다. 또한, 영상 데이터 획득부(810)는 OCT 장치 또는 엑스레이 장치를 통해 견본품의 두께 정보를 포함하는 영상 데이터를 획득한다.
또 다른 예로서, 영상 데이터 획득부(810)는 대상체를 이동시키면서, 견본품에 광을 조사하고, 견본품으로부터 반사되는 광을 수신하여, 복수의 영상 데이터를 획득한다. 이때, 견본품은 마이크론 미터, 미리미터, 센티미터, 미터 단위로 이동될 수 있다.
또 다른 예로서, 영상 데이터 획득부(810)는 견본품에 대해 상대적으로 이동하면서, 견본품에 광을 조사하고, 견본품으로부터 반사되는 광을 수신하여, 복수의 영상 데이터를 획득한다. 이때, 영상 데이터 획득부(710)는 마이크론 미터, 미리미터, 센티미터, 미터 단위로 이동될 수 있다.
영상 데이터 처리부(820)는 영상 데이터 획득부(810)에 의해 제공되는 영상 데이터에 기초하여 견본품의 3차원 모델 데이터를 생성한다. 또한, 영상 데이터 처리부(820)는 생성된 3차원 모델 데이터를 3차원 프린터 모델링 파일로 변환한다. 따라서, 3차원 프린터는, 검사 장치(800)의 영상 데이터 처리부(820)에서 생성된 3차원 모델 데이터를 이용하여 대상체의 3차원 인쇄를 수행할 수 있다. 또한, 검사 장치(800)는, 이상 설명한 일 실시예에 따른 방법에 따라, 3차원 프린터의 출력 결과를 검사하고, 그 검사 결과에 따라 3차원 프린터의 동작을 제어할 수 있다.
일례로서, 영상 데이터 처리부(820)는 영상 데이터 획득부(810)로부터 제공되는 영상 데이터(예를 들어, 견본품의 복수의 영역 각각에 해당하는 영상 데이터)에 기초하여 견본품의 3차원 모델 데이터를 생성한다.
다른 예로서, 영상 데이터 처리부(820)는 영상 데이터 획득부(810)로부터 제공되는 영상 데이터(예를 들어, 견본품의 복수의 영역 각각에 해당하는 영상 데이터) 및 컬러 영상 데이터에 기초하여, 견본품의 3차원 모델 데이터를 생성한다.
또 다른 예로서, 영상 데이터 처리부(820)는 영상 데이터 획득부(810)로부터 제공되는 영상 데이터(예를 들어, 견본품 또는 프로토타입의 복수의 영역 각각에 해당하는 영상 데이터 및 두께 정보를 포함하는 영상 데이터)에 기초하여, 견본품의 3차원 모델 데이터를 생성한다.
또 다른 예로서, 영상 데이터 처리부(820)는 영상 데이터 획득부(810)로부터 제공되는 복수의 영상 데이터들 간에 영상 데이터 정합 알고리즘을 이용한 영상 데이터 정합을 수행하여 견본품의 3차원 모델 데이터를 생성한다. 일 예에서, 영상 데이터 처리부(820)는, 각 영상 데이터가 획득될 시점에 견본품과 영상 데이터 획득부(810) 사이의 광학기하학적 관계에 따라 각 영상 데이터들의 좌표계들 사이의 변환 관계들이 결정될 수 있다는 점을 이용하여, 영상 데이터들을 정합할 수 있다. 다른 예에서, 견본품과 영상 데이터 획득부(810) 사이의 광학기하학적 관계를 이용할 수 없다면, 영상 데이터 처리부(820)는 영상 데이터들로부터 다양한 영상 특징점들(image features)이 추출될 수 있다는 점을 이용하여, 영상 특징점들의 유사도에 기초하는 영상 정합 알고리즘을 이용하여 영상 데이터들을 정합할 수 있다.
표시 장치(830)는 영상 데이터 획득부(810)에서 획득된 견본품의 영상 데이터를 표시한다. 예를 들면, 표시 장치(830)는 LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode) 디스플레이, OLED(organic light emitting diode) 디스플레이를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
저장 장치(840)는 영상 데이터 획득부(810)에서 획득된 영상 데이터를 저장한다. 또한, 저장 장치(840)는 영상 데이터 처리부(820)에 의해 생성된 3차원 모델 데이터를 저장한다. 예를 들면, 저장 장치(840)는 자기 디스크(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크, 하드 디스크 등), 광 디스크(예를 들어, CD, DVD 등), 광자기 디스크(예를 들어, MO 등), 반도체 메모리(예를 들어, USB 메모리, 메모리 카드 등) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 컴퓨터 판독 가능한 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부한 청구 범위의 사항 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
100: 3차원 프린터
110: 인쇄부
120: 공급부
130: 영상 데이터 획득부
140: 영상 데이터 처리부
150: 제어부
160: 표시 장치
170: 저장 장치
180: 모델 데이터 생성부
210: 패턴광 조사부
211: 광원
212: 격자 소자
213: 격자 이송 기구
214: 투영 렌즈
220: 촬상부
310: 필라멘트
320: 스풀
330: 피더
510, 610: 3차원 모델 데이터
511, 521, 611, 621: 검사 영역
520, 620: 3차원 영상 데이터
630; 불량 판정 영역
710: 손상되지 않은 대상체
720: 손상된 대상체
730: 손상 부분
800: 검사 장치
810: 영상 데이터 획득부
820: 영상 데이터 처리부
830: 표시 장치
840: 저장 장치
B: 대상체
GB: 견본품 또는 프로타입 제품

Claims (11)

  1. 3차원 프린터로서,
    대상체의 3차원 모델 데이터에 기초하여 상기 대상체를 3차원 인쇄할 수 있는 인쇄부와,
    상기 대상체에 패턴광을 조사하고 상기 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 영상 데이터 획득부와,
    상기 3차원 모델 데이터와 상기 3차원 영상 데이터를 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 영상 데이터 처리부와,
    상기 검출 결과에 따라 상기 대상체의 형상 불량이 정정 가능한지 판정하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 인쇄부는, 상기 제어부에 의해 상기 대상체의 형상 불량이 정정 가능하다고 판정된 경우, 상기 대상체의 형상 불량을 정정하기 위한 인쇄를 실행하는, 3차원 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 데이터 획득부는, 미리 설정된 시간이거나, 상기 인쇄부에 의한 인쇄 작업량 또는 작업 진행 정도에 따라 결정된 시간에 상기 3차원 영상 데이터를 획득하는, 3차원 프린터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 영상 데이터 처리부는, 상기 3차원 모델 데이터 및 상기 3차원 영상 데이터 각각에 대해 사전 결정된 크기의 검사 영역을 설정하고, 상기 검사 영역들을 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는, 3차원 프린터.
  4. 제1항에 있어서,
    견본품으로부터 획득한 3차원 영상 데이터에 기초하여 상기 3차원 모델 데이터를 생성하는 모델 데이터 생성부를 더 포함하는, 3차원 프린터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄부는, 상기 제어부에 의해 상기 대상체의 형상 불량이 정정 불가능하다고 판정된 경우, 상기 대상체의 인쇄를 중지하는, 3차원 프린터.
  6. 3차원 프린터를 이용하여 대상체의 형상 불량을 정정하는 방법으로서,
    상기 대상체의 3차원 모델 데이터를 획득하는 단계와,
    상기 대상체에 패턴광을 조사하고 상기 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 단계와,
    상기 3차원 모델 데이터와 상기 3차원 영상 데이터를 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 단계와,
    상기 대상체의 형상 불량이 정정 가능한지 판정하는 단계와,
    상기 대상체의 형상 불량이 정정 가능하다고 판정되는 경우, 상기 대상체의 형상 불량을 정정하기 위한 인쇄를 실행하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 단계는,
    미리 설정된 시간이거나, 상기 3차원 프린터에 의한 인쇄 작업량 또는 작업 진행 정도에 따라 결정되는 시간에 상기 3차원 영상 데이터를 획득하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 단계는,
    상기 3차원 모델 데이터 및 상기 3차원 영상 데이터 각각에 사전 결정된 크기의 검사 영역을 설정하는 단계와,
    상기 검사 영역을 비교하여 상기 대상체의 형상 불량을 검출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 3차원 모델 데이터를 획득하는 단계는,
    견본품으로부터 획득된 3차원 영상 데이터에 기초하여 상기 3차원 모델 데이터를 생성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 대상체의 형상 불량이 정정 불가능하다고 판정된 경우, 상기 대상체의 인쇄를 중지하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  11. 3차원 프린터용 검사 장치로서,
    대상체에 패턴광을 조사하고 상기 대상체로부터 반사되는 광을 수신하여 상기 대상체의 3차원 영상 데이터를 획득하는 영상 데이터 획득부와,
    상기 3차원 영상 데이터에 기초하여 상기 대상체의 3차원 모델 데이터를 생성하고, 상기 3차원 모델 데이터를 3차원 프린터 모델링 파일로 변환하는 영상 데이터 처리부
    를 포함하는, 검사 장치.
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