KR20180106654A

KR20180106654A - 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치

Info

Publication number: KR20180106654A
Application number: KR1020170035329A
Authority: KR
Inventors: 정구상; 신지욱; 이승목; 안재광; 송동익
Original assignee: (주)컨셉션
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-10-01
Also published as: KR102042659B1

Abstract

본 발명은 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분말에 레이저를 조사하여 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진기의 교체없이 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키기 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 관한 것이다.
또한, 레이저의 조사에 의해 소결되는 분말을 소정의 두께로 도포하여 분말 레이어를 형성한 후 기 설정된 모델링 데이터의 슬라이스된 레이어에 대응하는 경로를 따라 레이저를 조사하여 분말을 소결시킴으로써, 분말 레이어에 슬라이스된 레이어에 대응하는 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진기의 교체없이 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 있어서, 레이저 빔을 발산하는 복수 개의 레이저 발진기와 각 레이저 발진기에서 발산되는 레이저 빔을 분말 레이어를 향해 반사시키되, 회전에 의해 반사 방향을 제어할 수 있는 복수 개의 미러로 구성된 반사부를 포함하며, 상기 반사부는 각 미러를 통해 각 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치{laser high-power converter using superposition of multiple lasers}

본 발명은 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분말에 레이저를 조사하여 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진부의 교체없이 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키기 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 관한 것이다.

일반적으로 2차원 또는 3차원 형태로 제품을 제조하기 위해서는 절삭 가공 또는 사출 성형 등의 방법이 사용되고 있으며, 고가의 금형 제조비로 인해 소량 생산의 경우 대부분 절삭가공에 의존하고 있다.

반면, 공구를 이용하여 가공하는 절삭가공의 한계로 인해 제조하기 어려운 형태의 제품들이 존재하였으며, 복잡한 제품을 보다 쉽고 빠르게 제조하기 위한 필요성에 의해 입력된 3D 모델링 데이터를 바탕으로 제품을 적층하여 제조하는 3D 프린터가 개발되었다.

그중 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 레이저 광선으로 주사하여 기능성 고분자 또는 금속분말을 소결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering)방식으로 한국등록특허 제10-1705696호 "3D 프린터"와 같은 기술이 있다.

반면, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 발진기(1)를 통해 발산된 레이저를 복수 개의 미러(2)를 통해 하부에 위치한 분말 레이어로 레이저를 반사시켜 적층체를 형성하는 종래의 SLS방식은 레이저 발진기의 출력에 따라 소결할 수 있는 재료의 한계가 있었다.

따라서, 강한 출력을 가지는 레이저 발진기가 필요하나, 레이저 발진기의 출력에 따른 가격 차이가 출력이 클 수록 더욱 많은 차이를 보임에 따라, 강한 출력을 가지는 레이저 발진기의 사용에 어려움이 있었다.

따라서, 저가의 저출력 레이저 발진기를 이용하여 고가의 고출력 레이저 발진기와 같은 출력을 형성하는 3차원 프린터의 필요성이 제기되고 있다.

또한, 도 1의 (1-II)에 도시된 바와 같이, 레이저의 조사 방향을 제어하기 위해서 복수 개의 미러(2)를 각각 X축 (12)와 Y축 (13)를 통해 반사시키도록 구성됨에 따라, 구성이 복잡한 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-1705696호 "3D 프린터"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시켜 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시키기 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수 개의 레이저 발진기에서 발진되는 레이저를 중첩시키기 위한 미러의 구조를 간단하게 형성하기 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 레이저 발진기에서 발진되는 레이저의 중첩되는 면적을 간단하고 정밀하게 조절하기 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치는 레이저의 조사에 의해 소결되는 분말을 소정의 두께로 도포하여 분말 레이어를 형성한 후 기 설정된 모델링 데이터의 슬라이스된 레이어에 대응하는 경로를 따라 레이저를 조사하여 분말을 소결시킴으로써, 분말 레이어에 슬라이스된 레이어에 대응하는 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진기의 교체없이 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 있어서, 레이저 빔을 발산하는 복수 개의 레이저 발진기와 각 레이저 발진기에서 발산되는 레이저 빔을 분말 레이어를 향해 반사시키되, 회전에 의해 반사 방향을 제어할 수 있는 복수 개의 미러로 구성된 반사부를 포함하며, 상기 반사부는 각 미러를 통해 각 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사부는 Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러 가이드와 상기 미러 가이드에 고정된 X축 에 의해 X축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러와 상기 미러 가이드를 회전시키기 위한 Z축 로 구성된 복수 개의 미러 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사부는 회전기어에 결합되어 Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러 가이드와 상기 미러 가이드에 고정된 X축 에 의해 X축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러로 구성된 복수 개의 미러 모듈을 포함하며, 상기 복수 개의 미러 모듈은 각 회전기어가 맞물리게 결합되어 각 회전기어 및 미러 가이드가 상호 반대 방향으로 동일한 각도만큼 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 레이저의 조사에 의해 소결되는 분말을 소정의 두께로 도포하여 분말 레이어를 형성한 후 기 설정된 모델링 데이터의 슬라이스된 레이어에 대응하는 경로를 따라 레이저를 조사하여 분말을 소결시킴으로써, 분말 레이어에 슬라이스된 레이어에 대응하는 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진기의 교체없이 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 있어서, 레이저 빔을 발산하는 복수 개의 레이저 발진기와 각 레이저 발진기에서 발산되는 레이저 빔을 분말 레이어를 향해 반사시키되, 반사된 레이저 빔이 교차하도록 양면에 대칭되는 경사면이 형성된 삼각 기둥 형태의 미러가 내장된 반사부를 포함하며, 상기 반사부는 미러를 통해 각 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사부는 Y축 회전모터에 의해 Y축을 중심으로 회전하는 미러 프레임과 상기 미러 프레임 내에 배치된 X축 회전모터에 의해 X축을 중심으로 회전하는 미러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사부는 Y축 회전모터에 의해 Y축을 중심으로 회전하는 제1 링크와 상기 제1 링크의 양단에 결합되어 하향으로 수직하게 배치되는 복수 개의 제2 링크와 상기 제2 링크에 결합되어 상기 제1 링크와 평행하게 회전되는 미러 프레임과 상기 미러 프레임 내에 배치된 X축 회전모터에 의해 X축을 중심으로 회전하는 미러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사부를 상,하 이송시킴으로써, 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저의 중첩 면적을 조절하기 위한 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 의하면, 고가의 고출력 레이저 발진기의 사용 없이 저가의 복수 개의 레이저 발진기를 통해 발진되는 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시켜 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 의하면, 미러의 개수 또는 구동장치의 개수를 크게 축소함으로써, 복수 개의 레이저 발진기에서 발진되는 레이저를 중첩시키기 위한 구조가 간단하고, 제어가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 의하면, 각 미러를 별도로 제어하지 않고 한번에 복수 개의 레이저 발진기에서 발진되는 레이저의 조사방향을 제어함으로써, 중첩되는 면적을 간단하고 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 3D 프린터 및 미러의 제어를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 제1 실시예를 도시한 도면.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 제2 실시예를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 제1 실시예를 도시한 도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 간단한 개념을 도시한 것이며, 레이저의 조사에 의해 소결되는 분말을 소정의 두께로 도포하여 분말 레이어를 형성한 후 기 설정된 모델링 데이터의 슬라이스된 레이어에 대응하는 경로를 따라 레이저를 조사하여 분말을 소결시킴으로써, 분말 레이어에 슬라이스된 레이어에 대응하는 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진기(1)의 교체없이 저가의 저출력 레이저 발진기에서 발진되는 각각의 레이저를 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 관한 것으로써, 레이저 빔을 발산하는 복수 개의 레이저 발진기(1)와 각 레이저 발진기(1)에서 발산되는 레이저 빔을 분말 레이어를 향해 반사시키되, 회전에 의해 반사 방향을 제어할 수 있는 복수 개의 미러(2)로 구성된 반사부를 포함하며, 상기 반사부는 각 미러(2)를 통해 각 레이저 발진기(1)에서 발진된 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시킬 수 있도록 구성된다.

즉, 조사지점을 완전히 일치시킴으로써, 국소 부위에 복수 개의 레이저가 집중 조사되어 높은 출력을 가지도록 하거나, 조사지점을 일부만 중첩시킴으로써, 레이저가 조사되는 면적을 증가시켜 보다 넓은 면적의 분말 레이어를 단시간에 소결시킬 수 있는 효과를 가지는 것이다.

이때, 상기 미러(2)는 각 레이저 발진기(1)에서 조사되는 레이저를 중첩시킴과 동시에 조사되는 위치를 함께 제어할 수 있도록 구성되어, 기 설정된 모델링 데이터의 슬라이스된 레이어에 대응하는 경로를 따라 레이저를 조사하도록 구성됨이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 제1 실시예를 도시한 것이며, 상기 반사부는 Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러 가이드(11)와 상기 미러 가이드(11)에 고정된 X축 (12)에 의해 X축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러(2)로 구성된 복수 개의 미러 모듈(10)을 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 미러 모듈은 미러 가이드(11)를 제어함에 있어서, 각각 별도의 Z축 (13)에 의해 회전이 제어되도록 구성되거나, 하나의 Z축 (13)에 의해 각 미러 모듈의 미러 가이드(11)가 동시에 제어되도록 구성될 수도 있다.

보다 상세하게는, 상기 복수 개의 미러 모듈(10)은 각 회전기어(14)가 맞물리게 결합되어 각 회전기어(14) 및 회전기어(14)에 결합된 미러 가이드(11)가 상호 반대 방향으로 회전하며, 각각 동일한 각도만큼 회전하도록 구성될 수 있다.

이는, 각 미러 가이드(11)가 결합된 회전기어(14)를 동일하게 구성하고, 맞물리게 배치함으로써, 회전 방향이 반대되면서, 동일한 회전량을 가지게 되는 것이다.

따라서, 레이저 발진기를 통해 조사된 레이저의 X축 방향 조사 위치를 제어하기 위해 미러(2)를 회전시키기 위한 구성을 크게 축소할 수 있는 효과가 있다.

즉, 복수 개의 회전모터의 사용없이 하나의 Z축 를 통해 레이저가 조사되는 X축 방향 위치를 제어할 수 있게 되는 것이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치의 제2 실시예를 도시한 것이며, 레이저 빔을 발산하는 복수 개의 레이저 발진기와 각 레이저 발진기에서 발산되는 레이저 빔을 분말 레이어를 향해 반사시키되, 반사된 레이저 빔이 교차하도록 양면에 대칭되는 경사면이 형성된 삼각 기둥 형태의 미러(2)가 내장된 반사부(3)를 포함하며, 상기 반사부(3)는 미러(2)를 통해 각 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시키도록 구성할 수도 있다.

상기 미러(2)는 감각 기둥 형태로 구성되되, 경면의 경사면이 양측 대칭되게 구성됨으로써, 양측에 배치된 각 레이저 발진기에서 발산되는 레이저 빔을 하부에서 수렴되도록 반사시키게 된다.

이때, 상기 반사부(3)가 상단에 배치된 Y축 회전모터(23)에 의해 Y축을 중심으로 회전하는 미러 프레임(20)과 상기 미러 프레임(20) 내에 배치된 X축 회전모터(12)에 의해 X축을 중심으로 회전하는 미러(2)를 포함하는 형태로 비교적 간단하게 구성될 수도 있으며, 상기 Y축 회전모터(23)를 통해 복수 개의 레이저가 반사되어 수렴되는 레이저의 초점(P2)을 X축 방향으로 이송시킬 수 있게 된다.

반면, 이와 같이 Y축 회전모터(23)가 미러(2)를 회전시킴에 있어서, 레이저가 조사되는 위치(P1)를 중심으로 미러(2)를 Y축 방향 회전시키지 않고, Y축 회전모터(23)를 중심으로 회전시킬 경우, 양측에서 조사된 레이저 빔이 수렴되는 초점(P2)의 Z축 높이가 변경되어 정상적으로 레이저 빔이 중첩되지 않는 문제점이 있을 수 있으며, 이를 보정하기 위한 별도의 동작을 수행해야하는 번거러움이 있다.

이에 따라, 미러(2)를 Y축 방향 회전시킬 때, 레이저가 조사되는 위치(P1)를 중심으로 미러(2)를 회전시킴이 가장 바람직하나 레이저가 조사되는 방향을 고려하면 레이저가 조사되는 위치(P1)를 중심으로 미러(2)를 회전시키에는 공간적인 제약이 있다.

이를 해결하기 위해 상기 반사부는 Y축 회전모터(23)에 의해 Y축을 중심으로 회전하는 제1 링크(21)와 상기 제1 링크(21)의 양단에 결합되어 하향으로 수직하게 배치되는 복수 개의 제2 링크(22)와 상기 제2 링크(22)에 결합되어 상기 제1 링크(21)와 평행하게 회전되는 미러 프레임(20)과 상기 미러 프레임(20) 내에 배치된 X축 회전모터(12)에 의해 X축을 중심으로 회전하는 미러(2)를 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 미러 프레임(20)은 상기 제1 링크(21)의 양단에 결합된 복수 개의 제2 링크(22)에 의해 상기 제1 링크(21)와 평행하게 회전하게 되며, 상기 렌즈 프레임(20) 내에 배치된 미러(2)의 레이저가 조사되는 위치(P1)에 수직한 위치에서 상기 Y축 회전모터(23)가 제1 링크(21)를 Y축 방향 회전시키도록 구성함으로써, 상기 Y축 회전모터(23)의 회전에 따라, 상기 미러(2)가 Y축 방향 회전할 때, 레이저가 조사되는 위치(P1)의 변동이 발생하지 않게 된다.

즉, 레이저가 조사되는 위치에 의한 공간적 제약 없이, 미러(2)를 레이저가 조사되는 위치(P1)를 중심으로 회전시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 미러(2)는 Z축 회전 모터(13)의 회전에 따라 회전이 제어되면서, 레이저의 초점(P2)을 Y축 방향으로 이송시킬 수 있게 된다.

반면, 도 5의 (5-II)에 도시된 바와 같이, 미러(2)의 양측에서 조사된 레이저 빔이 수렴되는 초점(P2)의 높이가 변경되어 정상적으로 레이저 빔이 중첩되지 않는 문제점이 있을 수 있으며, 이를 보정하기 위해서 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(3)를 상,하 이송시킴으로써, 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저의 초점(P2)의 높이를 제어하기 위한 이송부(23)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 이송부(23)는 레이저의 초점(P2)을 Z축 방향으로 이송시킴으로써, 미러(2)의 양면을 통해 반사되는 레이저의 중첩 면적을 조절할 수도 있다.

또한, 상기 이송부(23)는 상기 반사부(3)를 상,하 이송시키기 위한 실린더 또는 모터 등 다양한 이송수단이 사용될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 레이저 발진기
2 : 미러
3 : 반사부
10 : 미러모듈
11 : 미러 가이드
12 : X축 회전 모터
13 : Z축 회전 모터
14 : 회전기어
20 : 미러 프레임
21 : 제1 링크
22 : 제2 링크
23 : Y축 회전 모터
24 : 이송부

Claims

레이저의 조사에 의해 소결되는 분말을 소정의 두께로 도포하여 분말 레이어를 형성한 후 기 설정된 모델링 데이터의 슬라이스된 레이어에 대응하는 경로를 따라 레이저를 조사하여 분말을 소결시킴으로써, 분말 레이어에 슬라이스된 레이어에 대응하는 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진기의 교체없이 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 있어서,
레이저 빔을 발산하는 복수 개의 레이저 발진기와;
각 레이저 발진기에서 발산되는 레이저 빔을 분말 레이어를 향해 반사시키되, 회전에 의해 반사 방향을 제어할 수 있는 복수 개의 미러로 구성된 반사부를 포함하며,
상기 반사부는 각 미러를 통해 각 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는
다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치.
제 1항에 있어서,
상기 반사부는
Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러 가이드와;
상기 미러 가이드에 고정된 X축 에 의해 X축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러와;
상기 미러 가이드를 회전시키기 위한 Z축 로 구성된 복수 개의 미러 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치.
제 1항에 있어서,
상기 반사부는
회전기어에 결합되어 Z축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러 가이드와;
상기 미러 가이드에 고정된 X축 에 의해 X축을 중심으로 회전 가능하게 구성된 미러로 구성된 복수 개의 미러 모듈을 포함하며,
상기 복수 개의 미러 모듈은 각 회전기어가 맞물리게 결합되어 각 회전기어 및 미러 가이드가 상호 반대 방향으로 동일한 각도만큼 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치.
레이저의 조사에 의해 소결되는 분말을 소정의 두께로 도포하여 분말 레이어를 형성한 후 기 설정된 모델링 데이터의 슬라이스된 레이어에 대응하는 경로를 따라 레이저를 조사하여 분말을 소결시킴으로써, 분말 레이어에 슬라이스된 레이어에 대응하는 적층체를 형성하는 3차원 프린터에서 레이저를 발산하는 레이저 발진기의 교체없이 레이저의 출력을 향상시키거나, 조사면적을 증가시키 위한 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치에 있어서,
레이저 빔을 발산하는 복수 개의 레이저 발진기와;
각 레이저 발진기에서 발산되는 레이저 빔을 분말 레이어를 향해 반사시키되, 반사된 레이저 빔이 교차하도록 양면에 대칭되는 경사면이 형성된 삼각 기둥 형태의 미러가 내장된 반사부를 포함하며,
상기 반사부는 미러를 통해 각 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저를 분말 레이어 표면에 완전히 중첩시킴으로써, 레이저의 출력을 고출력으로 향상시키커나, 일부만 중첩시킴으로써 조사면적을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는
다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치.
제 4항에 있어서,
상기 반사부는
Y축 회전모터에 의해 Y축을 중심으로 회전하는 미러 프레임과;
상기 미러 프레임 내에 배치된 X축 회전모터에 의해 X축을 중심으로 회전하는 미러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치.
제 4항에 있어서,
상기 반사부는
Y축 회전모터에 의해 Y축을 중심으로 회전하는 제1 링크와;
상기 제1 링크의 양단에 결합되어 하향으로 수직하게 배치되는 복수 개의 제2 링크와;
상기 제2 링크에 결합되어 상기 제1 링크와 평행하게 회전되는 미러 프레임과;
상기 미러 프레임 내에 배치된 X축 회전모터에 의해 X축을 중심으로 회전하는 미러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치.
제 4항에 있어서,
상기 반사부를 상,하 이송시킴으로써, 레이저 발진기에서 발진된 복수 개의 레이저의 중첩 면적을 조절하기 위한 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치.