KR20180043466A - 3d 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3D 프린터에서 인서트 블록 위에 3D 프린팅을 진행할 때, 3D 프린팅을 위한 레이저 조사 위치를 별도의 가이드 레이저를 이용하여 정확하게 안내할 수 있도록 한 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 레이저 빔 광원 모듈 내에 레이저 빔과 동일한 조사 궤적을 갖는 가이드 빔 조사수단을 설치하여, 레이저 정위치 조절 과정에서 가이드 빔(열 발생이 없는 광원)이 빔 스캔부를 통하여 인서트 블럭 위로 미리 조사되도록 함으로써, 작업자가 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사되는 것을 육안으로 확실하게 확인할 수 있고, 그에 따라 인서트 블럭에 대한 빔 스캔부의 위치가 정확하게 조절될 수 있도록 한 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치 및 방법{Device and method for indicating position of inset block in the 3D printer}
본 발명은 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3D 프린터에서 인서트 블록 위에 3D 프린팅을 진행할 때, 3D 프린팅을 위한 레이저 조사 위치를 별도의 가이드 레이저를 이용하여 정확하게 안내할 수 있도록 한 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 자동차용 플라스틱 부품류를 제조하는 방법으로서, 일반적인 사출 성형 및 압축 성형 등의 방법에서 벗어나, 3D 프린터를 이용하여 부품을 제작하는 방법이 적용되고 있다.
다시 말해서, 상기 3D 프린터는 대량생산 이전의 모델링이나 샘플 제작과 같은 용도로 단순 활용되었으나, 최근에는 3D 프린터 장비의 고도화 발전으로 인하여 다품종 소량생산 제품을 중심으로 양산 가능한 제품을 3D 프린터를 이용하여 제작하고 있다.
상기 3D 프린터 방법은 필라멘트 형태로 가공한 열가소성 수지를 녹여서 분사하며 한 층씩 적층하는 FDM(Fused Deposition Modeling)과, 광경화성 수지에 레이저 빔을 주사하는 동시에 주사된 부분의 수지가 열에 의하여 경화되는 원리를 이용한 SLA(StereoLithography Apparatus) 방식과, SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 레이저 빔을 주사하여 기능성 고분자 또는 금속분말을 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering) 방식 등이 있다.
여기서, 종래의 레이저 빔을 이용한 3D 프린터 구성 및 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 종래의 레이저 빔을 이용한 3D 프린터를 도시한 개략도로서, 도면부호 10은 가공챔버를 지시하고, 도면부호 12는 가공챔버에 분말(수지 분말 또는 금속분말 등)을 채우는 호퍼를 지시한다.
또한, 상기 가공챔버(10)의 상단부에는 좌우로 이송 가능한 코터(14)가 배치되는데, 이 코터(14)는 3D 프린팅 대상인 가공품 위에 분말을 일정 두께로 도포해주는 역할을 한다.
특히, 상기 가공챔버(10)의 상부로부터 이격된 위치에는 레이저 빔 광원 모듈(20)과, 레이저 빔을 집광하는 렌즈(22)와, 렌즈(22)로부터의 레이저 빔을 반사시켜 3D 프린팅 대상인 가공품(분말 상태)에 조사하는 빔 스캔부(24) 등이 나란히 수평 배열되어 있다.
이때, 상기 레이저 빔 광원 모듈(20)과 렌즈(22)와 빔 스캔부(24)는 도 1에는 미도시되었지만 3D 프린터의 골격프레임에 X,Y,Z 방향으로 이송 가능하게 장착된 3차원 이송기구(예, 리니어 모터 및 승하강 모터 등)에 취부되어 있다.
따라서, 분말이 채워진 가공챔버(10)의 전체 영역 중 3D 프린팅이 이루어지는 영역(3D 좌표 데이터에 의하여 미리 설정된 영역)에 해당하는 분말에 레이저 빔이 조사되어 분말이 경화되면서 원하는 가공품이 얻어지게 된다.
즉, 상기 레이저 광원 모듈(20)로부터의 레이저 빔이 렌즈(22) 및 빔 스캔부(18)를 통하여 가공품(분말 상태)으로 조사됨으로써, 분말이 레이저 빔의 열에 의하여 경화되면서 원하는 3D 가공품의 가공이 시작된다.
물론, 상기 코터(14)가 3D 가공품(미완성품) 위에 다시 분말을 도포한 후, 도포된 분말 위체 레이저 빔을 다시 조사하는 작업을 반복함으로써, 원하는 3D 가공품으로 완성될 수 있다.
한편, 도 1에서 보듯이 상기 가공챔버(10) 내에 다른 성형 방법(사출 성형 또는 압축 성형)으로 제작된 인서트 블럭(16)을 안착시킨 후, 인서트 블럭(16) 위에 3D 프린팅을 하는 작업이 진행되기도 한다.
즉, 특정 부품을 3D 프린팅으로 제작하는데 시간이 너무 오래 걸리거나, 다량 생산이 필요한 경우 등에는 다른 성형 방법(사출 성형 또는 압축 성형)으로 인서트 블럭(16)을 미리 제작한 후, 그 위에 3D 프린팅을 하여 특정 부품을 완성시키는 작업이 진행되고 있다.
이때, 상기 인서트 블록(16) 위에 3D 프린팅을 하기 위해서는 가공챔버(10)내에 배치된 인서트 블럭(16)에 레이저 빔이 정확하게 조사되도록 레이저 정위치 조절 작업이 선행되어야 하며, 그 이유는 레이저 광원 모듈(20)로부터의 레이저 빔이 빔 스캔부(24)를 통하여 인서트 블럭(16) 위로 정확하게 조사되어야 하기 때문이다,
여기서, 종래의 레이저 정위치 조절 과정(영점 조절 과정)을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 가공챔버(10) 내에 인서트 블럭(16)을 안착시킨 다음, 작업자가 3차원 이송기구를 구동시키는 동시에 3차원 이송기구에 취부된 빔 스캔부(24)가 좌우 이송되면서 인서트 블럭(16) 위쪽에 위치되도록 한다.
이때, 작업자가 육안으로 빔 스캔부(18)가 인서트 블럭(16)의 바로 위에 위치되어 있는지 확인한다.
이어서, 상기 레이저 광원 모듈(14)로부터 가공용 레이저 빔을 조사하여, 레이저 빔이 렌즈(22) 및 빔 스캔부(24)를 통하여 인서트 블럭(16) 상에 조사되도록 한다.
이때, 작업자가 레이저 빔이 인서트 블럭(16) 상의 가공 적층영역(3D 프린팅 영역)에 정확하게 조사되고 있는지 육안으로 확인한다.
확인 결과, 레이저 빔이 인서트 블럭(16) 상의 가공 적층영역(3D 프린팅 영역)에 정확하게 조사되면, 레이저 정위치 조절 작업이 완료되고, 이후 상기 코터(14)가 인서트 블럭(16) 상에 분말을 도포한 후, 도포된 분말 위에 레이저 빔을 조사함으로서, 인서트 블럭(16) 상에 경화된 분말이 적층되는 3D 프린팅이 원활하게 진행될 수 있다.
그러나, 상기와 같이 작업자가 인서트 블럭(16)에 대한 빔 스캔부(24)의 위치를 육안으로 확인하며 조절함에 따라, 레이저 빔이 인서트 블럭(16) 상의 가공 적층영역(3D 프린팅 영역)에 정확하게 조사되지 않고, 레이저 빔이 인서트 블럭(16)의 조사 영역(분말이 경화되며 적층되는 영역)을 벗어난 위치로 조사된 것으로 확인되면, 다시 작업자가 3차원 이송기구를 이용하여 빔 스캔부(24)의 위치를 재조절하는 작업을 하게 된다.
이렇게 레이저 정위치 조절을 위한 빔 스캔부의 좌표 위치를 수회 이상 반복 조절하면, 인서트 블럭(16)의 표면에 불필요한 레이저 빔이 닿아 중복적인 열 이력을 받게 되고, 결국 인서트 블럭(16)의 손상을 초래하여 인서트 블럭(16) 상에 경화된 분말이 적층되는 3D 프린팅이 원활하게 진행될 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 레이저 빔 광원 모듈 내에 레이저 빔과 동일한 조사 궤적을 갖는 가이드 빔 조사수단을 설치하여, 레이저 정위치 조절 과정에서 가이드 빔(열 발생이 없는 광원)이 빔 스캔부를 통하여 인서트 블럭 위로 미리 조사되도록 함으로써, 작업자가 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사되는 것을 육안으로 확실하게 확인할 수 있고, 그에 따라 인서트 블럭에 대한 빔 스캔부의 위치가 정확하게 조절될 수 있도록 한 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 분말이 채워지는 가공챔버와, 가공챔버의 상부로부터 이격된 위치에 배열되는 레이저 빔 광원 모듈과, 레이저 빔을 집광하는 렌즈와, 렌즈로부터의 레이저 빔을 반사시켜 3D 프린팅 대상품에 조사하는 빔 스캔부와, 3D 프린터의 골격프레임에 X,Y,Z 방향으로 이송 가능하게 장착된 3차원 이송기구를 포함하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치에 있어서, 상기 레이저 빔 광원 모듈 내에 레이저 빔 광원과 동일한 조사 궤적을 가지면서 상기 가공챔버 내에 배치된 인서트 블럭 상에 가이드 빔을 조사하는 가이드 빔 조사수단을 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 가이드 빔 조사수단은 포인터 레이저로 채택된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 인서트 블록 위치 지정 장치는 상기 빔 스캔부의 위쪽 3D 프린터의 골격프레임에는 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사된 상태를 촬영하는 비젼 카메라와, 비젼 카메라의 촬영 신호를 기반으로 3차원 이송기구를 작동시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: ⅰ) 레이저 빔 광원 모듈 내에 레이저 빔 광원과 동일한 조사 궤적을 가지는 가이드 빔 조사수단을 장착하는 단계; ⅱ) 가공챔버 내에 인서트 블럭을 안착시키는 단계; ⅲ) 상기 가이드 빔 조사수단으로부터의 가이드 빔을 렌즈 및 빔 스캔부를 통하여 인서트 블럭 상에 조사하는 단계; 및 ⅳ) 상기 가이드 빔이 인서트 블럭의 원하는 영역에 조사되었는지 여부를 확인하여, 레이저 빔 정위치 조절을 완료하거나 빔 스캔부의 위치를 다시 조절하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 ⅳ) 단계에서, 상기 가이드 빔이 인서트 블럭의 원하는 영역에 조사된 것으로 육안 확인되면 레이저 빔 정위치 조절을 완료하고, 상기 가이드 빔이 인서트 블럭의 원하는 영역에 조사되지 않은 것으로 육안 확인되면 레이저 빔 정위치 재조절을 위하여 3차원 이송기구를 이용하여 빔 스캔부의 위치를 다시 조절하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 ⅳ) 단계는: 상기 빔 스캔부의 위쪽 3D 프린터의 골격프레임에 장착된 비젼 카메라에서 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사된 상태를 촬영하는 단계와; 비젼 카메라의 촬영 신호를 기반으로 제어부에서 3차원 이송기구를 작동시켜 빔 스캔부의 위치를 조절하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 레이저 정위치 조절 과정에서 가공용 레이저 빔을 조사하지 않고, 가이드 빔(열 발생이 없는 광원)을 빔 스캔부를 통하여 인서트 블럭 위로 미리 조사되도록 함으로써, 작업자가 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사되는 것을 육안으로 확인하명서 인서트 블럭에 대한 빔 스캔부의 위치를 정확하게 조절할 수 있다.
둘째, 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사되는 상태를 비젼 카메라에서 촬영하고, 제어부에서 촬영 데이터를 기반으로 3차원 이송기구를 구동시켜서 빔 스캔부의 위치를 조절함으로써, 인서트 블럭에 대한 빔 스캔부의 위치를 자동으로 정확하게 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 레이저 빔을 이용한 3D 프린터 구성를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치를 도시한 개략도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치를 도시한 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
제1실시예
첨부한 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치를 도시한 개략도로서, 도면부호 10은 가공챔버를 지시하고, 도면부호 12는 가공챔버에 분말(수지 분말 또는 금속분말 등)을 채우는 호퍼를 지시한다.
또한, 상기 가공챔버(10)의 상단부에는 좌우로 이송 가능한 코터(14)가 배치되는데, 이 코터(14)는 3D 프린팅 대상인 가공품 위에 분말을 일정 두께로 도포해주는 역할을 한다.
또한, 상기 가공챔버(10)의 상부로부터 이격된 위치에는 레이저 빔 광원 모듈(20)과, 레이저 빔을 집광하는 렌즈(22)와, 렌즈(22)로부터의 레이저 빔을 반사시켜 3D 프린팅 대상인 가공품(분말 상태)에 조사하는 빔 스캔부(24) 등이 나란히 수평 배열되어 있다.
이때, 상기 레이저 빔 광원 모듈(20)과 렌즈(22)와 빔 스캔부(24)는 미도시되었지만 3D 프린터의 골격프레임에 X,Y,Z 방향으로 이송 가능하게 장착된 3차원 이송기구(예, 리니어 모터 및 승하강 모터 등)에 취부되어 있다.
특히, 상기 레이저 빔 광원 모듈(20) 내에 레이저 빔 광원과 동일한 조사 궤적을 가지면서 상기 가공챔버(10) 내에 배치되는 인서트 블럭(16) 상에 가이드 빔을 조사하는 가이드 빔 조사수단(30)이 장착된다.
좀 더 상세하게는, 상기 레이저 빔 광원 모듈(20)은 하우징(20-1)과 그 내부에 고정 배치되는 레이저 빔 광원(20-2)으로 구성되는데, 상기 가이드 빔 조사수단(30)은 하우징(20-1)의 내경과 레이저 빔 광원(20-2)의 외경 사이공간에 복수개가 원주방향을 따라 등간격을 이루며 장착된다.
바람직하게는, 상기 가이드 빔 조사수단(30)은 레이저 빔 광원으로부터의 가공용 레이저 빔과 달리 열을 발생시키지 않는 일반적인 포인터 레이저로 채택될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 방법을 살펴보면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 특정 부품을 3D 프린팅으로 제작하는데 시간이 너무 오래 걸리거나, 다량 생산이 필요한 경우 등에는 다른 성형 방법(사출 성형 또는 압축 성형)으로 인서트 블럭(16)을 미리 제작한 후, 그 위에 3D 프린팅을 하여 특정 부품을 완성시킬 수 있다.
이에, 상기 인서트 블럭(16) 위에 3D 프린팅을 하기 위하여 3D 프린터의 가공챔버(10) 내에 인서트 블럭(16)을 안착시킨다.
이때, 상기 인서트 블록(16) 위에 3D 프린팅을 하기 위해서는 가공챔버(10)내에 배치된 인서트 블럭(16)에 레이저 빔 광원(20-1)으로부터의 가공용 레이저 빔이 정확하게 조사되도록 한 레이저 정위치 조절 작업(일종의 영점을 잡는 작업)이 선행되어야 한다.
이를 위해, 상기 레이저 빔 광원 모듈(20) 내에 레이저 빔 광원(20-2)과 동일한 조사 궤적을 가지는 가이드 빔 조사수단(30)이 장착된 것이다.
이어서, 상기 가이드 빔 조사수단(30)으로부터의 가이드 빔을 렌즈(22) 및 빔 스캔부(24)를 통하여 가공챔버(10)내에 배치된 인서트 블럭(16) 상에 조사시킨다.
연이어, 작업자가 가이드 빔이 인서트 블럭(16)의 원하는 영역에 조사되었는지 여부를 육안으로 확인한다.
확인 결과, 상기 가이드 빔이 인서트 블럭(16)의 원하는 영역에 조사되지 않은 것으로 확인되면, 레이저 빔 정위치 재조절 작업을 하게 된다.
이때, 상기 레이저 빔 정위치 재조절 작업은 작업자가 직접 스위치 조작을 하여 3차원 이송기구를 작동시키는 동시에 3차원 이송기구에 취부된 레이저 광원 모듈(20)을 비롯하여 빔 스캔부(24)가 X,Y축을 따라 인서트 블럭(16)과 매칭되는 위치로 이송되도록 하여 이루어진다.
연이어, 상기 가이드 빔 조사수단(30)으로부터의 가이드 빔을 렌즈(22) 및 빔 스캔부(24)를 통하여 가공챔버(10)내에 배치된 인서트 블럭(16) 상에 다시 조사시키고, 상기 가이드 빔이 인서트 블럭(16)의 원하는 영역에 조사된 것으로 육안 확인되면 레이저 빔 정위치 조절 작업을 완료한다.
이렇게 레이저 빔 정위치 조절 작업이 완료되면, 도 2의 아래쪽 도면에서 보듯이 코터(14)가 분말을 인서트 블럭(16) 위에 도포한 후, 레이저 빔 광원(20-1)으로부터 가공용 레이저 빔을 렌즈(22) 및 빔 스캔부(24)를 통하여 인서트 블럭(16) 상에 도포된 분말에 조사함으로써, 인서트 블럭(16) 위의 분말이 경화되면서 소정 형상의 3D 프린팅이 이루어지게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저 정위치 조절 과정에서 가이드 빔(열 발생이 없는 광원)을 빔 스캔부를 통하여 인서트 블럭 위로 미리 조사되도록 함으로써, 작업자가 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사되는 것을 육안으로 확인하면서 인서트 블럭에 대한 빔 스캔부의 위치(가공용 레이저 빔 조사 위치)를 수동으로 정확하게 조절할 수 있다.
또한, 종래의 레이저 정위치 조절 과정에서 가공용 레이저 빔을 인서트 블럭에 직접 조사하여, 인서트 블럭의 열적 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
제2실시예
첨부한 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치를 나타낸다.
본 발명의 제2실시예는 상기한 제1실시예의 구성과 동일하고, 추가로 비젼카메라(32) 및 제어부(34)를 더 포함하는 점에 구성상 특징이 있다.
보다 상세하게는, 상기 빔 스캔부(24)의 위쪽에 존재하는 3D 프린터의 골격프레임에 인서트 블럭(16) 상에 가이드 빔이 조사된 상태를 촬영하는 비젼 카메라(32)가 장착되고, 제어부(34)에서 비젼 카메라(32)로부터의 촬영 신호를 기반으로 3차원 이송기구를 작동시키는 제어를 하게 된다.
여기서, 본 발명의 제2실시예에 따른 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 인서트 블럭(16) 위에 3D 프린팅을 하기 위하여 3D 프린터의 가공챔버(10) 내에 인서트 블럭(16)을 안착시킨다.
이때, 상기 인서트 블록(16) 위에 3D 프린팅을 하기 위해서는 가공챔버(10)내에 배치된 인서트 블럭(16)에 레이저 빔 광원(20-1)으로부터의 가공용 레이저 빔이 정확하게 조사되도록 한 레이저 정위치 조절 작업(일종의 영점을 잡는 작업)이 선행되어야 한다.
이를 위해, 제1실시예에서 설명한 바와 같이 상기 레이저 빔 광원 모듈(20) 내에 레이저 빔 광원(20-2)과 동일한 조사 궤적을 가지는 가이드 빔 조사수단(30)이 장착된다.
이어서, 상기 가이드 빔 조사수단(30)으로부터의 가이드 빔을 렌즈(22) 및 빔 스캔부(24)를 통하여 가공챔버(10)내에 배치된 인서트 블럭(16) 상에 조사시킨다.
다음으로, 3D 프린터의 골격프레임에 장착된 비젼 카메라(32)에서 인서트 블럭(16) 상에 가이드 빔이 조사된 상태를 촬영하고, 그 촬영된 영상 신호를 제어부(34)에 전송한다.
이어서, 상기 제어부(34)에서 비젼 카메라(32)로부터의 영상 신호를 기반으로 가이드 빔이 인서트 블럭(16)의 원하는 영역에 정확하게 조사되고 있는지 여부를 판정한다.
판정 결과, 상기 가이드 빔이 인서트 블럭(16)의 원하는 영역에 조사되지 않은 것으로 확인되면, 레이저 빔 정위치 재조절 작업을 하게 된다.
이때, 제2실시예에서의 레이저 빔 정위치 재조절 작업은 제어부(34)에서 3차원 이송기구에 작동 명령을 내리는 단계와, 3차원 이송기구의 작동에 따라 3차원 이송기구에 취부된 레이저 광원 모듈(20)을 비롯하여 빔 스캔부(24)가 X,Y축을 따라 인서트 블럭(16)과 매칭되는 위치로 이송되는 단계로 이루어진다.
다음으로, 상기 가이드 빔 조사수단(30)으로부터의 가이드 빔을 렌즈(22) 및 빔 스캔부(24)를 통하여 가공챔버(10)내에 배치된 인서트 블럭(16) 상에 다시 조사시킨 후, 비젼 카메라(32)에서 다시 인서트 블럭(16) 위를 촬영한다.
연이어, 상기 제어부(34)에서 비젼 카메라(32)로부터의 영상 신호를 기반으로 가이드 빔이 인서트 블럭(16)의 원하는 영역에 정확하게 조사되고 있는지 다시 판정하고, 판정 결과 가이드 빔이 인서트 블럭(16)의 원하는 영역에 조사된 것으로 판정되면 레이저 빔 정위치 조절 작업을 완료한다.
이렇게 레이저 빔 정위치 조절 작업이 완료되면, 도 3의 아래쪽 도면에서 보듯이 코터(14)가 분말을 인서트 블럭(16) 위에 도포한 후, 레이저 빔 광원(20-1)으로부터 가공용 레이저 빔을 렌즈(22) 및 빔 스캔부(24)를 통하여 인서트 블럭(16) 상에 도포된 분말에 조사함으로써, 인서트 블럭(16) 위의 분말이 경화되면서 소정 형상의 3D 프린팅이 이루어지게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저 정위치 조절 과정에서 가이드 빔(열 발생이 없는 광원)을 빔 스캔부를 통하여 인서트 블럭 위로 미리 조사되도록 한 후, 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사되는 것을 비젼카메라를 통하여 확인하면서 인서트 블럭에 대한 빔 스캔부의 위치(가공용 레이저 빔 조사 위치)를 자동으로 정확하게 조절할 수 있다.
또한, 종래의 레이저 정위치 조절 과정에서 가공용 레이저 빔을 인서트 블럭에 직접 조사하여, 인서트 블럭의 열적 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
10 : 가공챔버
12 : 호퍼
14 : 코터
16 : 인서트 블럭
20 : 레이저 빔 광원 모듈
20-1 : 하우징
20-2 : 레이저 빔 광원
22 : 렌즈
24 : 빔 스캔부
30 : 가이드 빔 조사수단
32 : 비젼카메라
34 : 제어부

Claims (6)

  1. 분말이 채워지는 가공챔버와, 가공챔버의 상부로부터 이격된 위치에 배열되는 레이저 빔 광원 모듈과, 레이저 빔을 집광하는 렌즈와, 렌즈로부터의 레이저 빔을 반사시켜 3D 프린팅 대상품에 조사하는 빔 스캔부와, 3D 프린터의 골격프레임에 X,Y,Z 방향으로 이송 가능하게 장착된 3차원 이송기구를 포함하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치에 있어서,
    상기 레이저 빔 광원 모듈 내에 레이저 빔 광원과 동일한 조사 궤적을 가지면서 상기 가공챔버 내에 배치된 인서트 블럭 상에 가이드 빔을 조사하는 가이드 빔 조사수단을 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 빔 조사수단은 포인터 레이저로 채택된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 빔 스캔부의 위쪽 3D 프린터의 골격프레임에는 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사된 상태를 촬영하는 비젼 카메라와, 비젼 카메라의 촬영 신호를 기반으로 3차원 이송기구를 작동시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 장치.
  4. ⅰ) 레이저 빔 광원 모듈 내에 레이저 빔 광원과 동일한 조사 궤적을 가지는 가이드 빔 조사수단을 장착하는 단계;
    ⅱ) 가공챔버 내에 인서트 블럭을 안착시키는 단계;
    ⅲ) 상기 가이드 빔 조사수단으로부터의 가이드 빔을 렌즈 및 빔 스캔부를 통하여 인서트 블럭 상에 조사하는 단계;
    ⅳ) 상기 가이드 빔이 인서트 블럭의 원하는 영역에 조사되었는지 여부를 확인하여, 레이저 빔 정위치 조절을 완료하거나 빔 스캔부의 위치를 다시 조절하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    ⅳ) 단계에서, 상기 가이드 빔이 인서트 블럭의 원하는 영역에 조사된 것으로 육안 확인되면 레이저 빔 정위치 조절을 완료하고, 상기 가이드 빔이 인서트 블럭의 원하는 영역에 조사되지 않은 것으로 육안 확인되면 레이저 빔 정위치 재조절을 위하여 3차원 이송기구를 이용하여 빔 스캔부의 위치를 다시 조절하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 ⅳ) 단계는:
    상기 빔 스캔부의 위쪽 3D 프린터의 골격프레임에 장착된 비젼 카메라에서 인서트 블럭 상에 가이드 빔이 조사된 상태를 촬영하는 단계와;
    비젼 카메라의 촬영 신호를 기반으로 제어부에서 3차원 이송기구를 작동시켜 빔 스캔부의 위치를 조절하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 인서트 블록 위치 지정 방법.
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