KR20190000452A

KR20190000452A - 3d 모델 슬라이싱 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20190000452A
Application number: KR1020170079465A
Authority: KR
Inventors: 류홍종; 한영현
Original assignee: 주식회사 맥스로텍
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-03
Also published as: KR101947692B1

Abstract

본 발명은 최하면 및 최상면 중 적어도 하나가 곡면을 갖는 3D 모델의 슬라이싱 방법으로서, 3D 프린터용 슬라이싱 장치에서, 상기 3D 모델의 최하면 및 최상면인 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 정의하는 단계와; 상기 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 기반으로 이들 사이에 다수의 내부 슬라이스면을 생성하여, 인접한 슬라이스면 사이에 정의되는 다수의 슬라이스를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 내부 슬라이스면은 상기 곡면에 가까울수록 상기 곡면의 형상에 점진적으로 근사해지는 3D 모델 슬라이싱 방법을 제공한다.

Description

3D 모델 슬라이싱 장치 및 방법{Apparatus and method of slicing 3D model}

본 발명은 3D 프린팅 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3D 모델의 슬라이싱 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에, 3D 프린터에 대한 관심이 급속도록 높아지고 있으며 산업 분야나 의료 분야 등 모든 분야에 광범위하게 적용되고 있는 추세이다.

3D 프린팅은 적층 제조(additive manufacturing) 기술로서, 다수의 적층막을 순차적으로 형성하는 방법을 통해 3D 개체를 제작하게 된다.

이를 위해, 원본의 3D 모델을 표현하는 3D 모델링 데이터를 슬라이싱(slicing)하여 적층되는 각 적층막에 해당되는 슬라이스(slice)를 형성하게 되며, 이 슬라이싱 처리된 3D 모델링 데이터는 3D 프린터로 전송된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 소위 평면 슬라이싱 방법에서는, 슬라이스들(SL_p1)은 모두 고정된 동일한 높이(h_p1)를 갖도록 형성되어 각 슬라이스(SL_p1)는 평면 형태를 갖게 된다. 그런데, 3D 모델이 곡면을 갖는 경우에, 이 곡면 형상을 평면의 슬라이스를 사용하여 구현함에 있어 계단식으로 적층되어 최종 적층된 곡면 품질이 저하되는 문제가 있다.

이를 개선하기 위해, 슬라이스의 높이를 조절하는 소위 높이 조절 슬라이싱 방법이 제안된 바 있다. 이에 대해 도 2를 참조하면, 슬라이스들(SL_p2)은 모두 평면 형태를 갖게 되나, 슬라이스(SL_p2)는 적층 방향의 위치에 따라 서로 다른 높이(h_p2)를 가질 수 있다.

이처럼 높이 조절 방법은 곡면 형상을 보다 근사하게 구현할 수 있으나, 여전히 계단식 적층에 따라 곡면 품질에서 문제가 있다.

본 발명은 3D 모델의 곡면 형상을 종래에 비해 보다 더 근사한 정도로 구현할 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 최하면 및 최상면 중 적어도 하나가 곡면을 갖는 3D 모델의 슬라이싱 방법으로서, 3D 프린터용 슬라이싱 장치에서, 상기 3D 모델의 최하면 및 최상면인 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 정의하는 단계와; 상기 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 기반으로 이들 사이에 다수의 내부 슬라이스면을 생성하여, 인접한 슬라이스면 사이에 정의되는 다수의 슬라이스를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 내부 슬라이스면은 상기 곡면에 가까울수록 상기 곡면의 형상에 점진적으로 근사해지는 3D 모델 슬라이싱 방법을 제공한다.

여기서, 상기 내부 슬라이스면을 생성하기 전에, 상기 슬라이스에 대한 한계 높이를 정의하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 내부 슬라이스면은 보간법을 이용하여 생성될 수 있다.

상기 내부 슬라이스면은 중립면 변환 알고리즘을 이용하여 생성될 수 있다.

원본 3D 모델을 제1모델영역과 제2모델영역으로 분할하는 단계를 더 포함하고, 상기 곡면을 갖는 3D 모델은 상기 제1모델영역에 해당될 수 있다.

상기 3D 프린터는, FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이나 DED(Directed Energy Deposition) 방식의 프린터일 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 최하면 및 최상면 중 적어도 하나가 곡면을 갖는 3D 모델에 대한 3D 프린터용 슬라이싱 장치로서, 상기 3D 모델의 최하면 및 최상면인 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 기반으로 이들 사이에 다수의 내부 슬라이스면을 생성하여, 인접한 슬라이스면 사이에 정의되는 다수의 슬라이스를 생성하는 슬라이싱 모듈을 포함하고, 상기 내부 슬라이스면은 상기 곡면에 가까울수록 상기 곡면의 형상에 점진적으로 근사해지는 3D 모델 슬라이싱 장치를 제공한다.

여기서, 상기 슬라이싱 모듈은, 상기 내부 슬라이스면을 생성하기 전에 상기 슬라이스의 한계 높이를 정의할 수 있다.

상기 슬라이싱 모듈은 원본 3D 모델을 제1모델영역과 제2모델영역으로 분할하며, 상기 곡면을 갖는 3D 모델은 상기 제1모델영역에 해당될 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 적어도 하나가 곡면인 3D 모델의 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 기반으로 이들 사이에 다수의 내부 슬라이스면을 생성하여, 인접한 슬라이스면 사이에 정의되는 다수의 슬라이스를 생성하는 슬라이싱 모듈을 포함하는 제어장치와; 상기 슬라이스가 생성된 3D 모델의 데이터를 전송받는 3D 프린터를 포함하고, 상기 내부 슬라이스면은 상기 곡면에 가까울수록 상기 곡면의 형상에 점진적으로 근사해지는 3D 프린팅 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 3D 프린터는, FDM(Fused deposition Modeling) 방식이나 DED(Directed Energy deposition) 방식의 프린터일 수 있다.

본 발명에 따르면, 곡면 부분을 갖는 3D 모델에 대해 이 곡면 부분이 반영된 슬라이스면들을 생성하여 3D 모델을 슬라이싱하는 가변 슬라이싱 방법을 사용한다.

따라서, 3D 모델의 곡면 형상을 최대한 근사하게 구현한 3D 결과물을 제작할 수 있다.

도 1 및 2는 종래의 슬라이싱 방법들을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 슬라이싱 된 3D 모델의 예들을 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 슬라이싱 방법에서 내부 슬라이스면을 생성하는 과정의 일예를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 슬라이싱 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 7 및 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 3D 모델을 영역별로 분할하고 슬라이싱 방법을 다르게 적용한 경우의 예들을 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 시스템(10)은 3D 프린터(200)와 제어장치(100)를 포함할 수 있다.

3D 프린터(200)는 제어장치(100)로부터 전송된 3D 모델링 데이터를 프린팅하여 결과물인 3D 개체를 제작하는 장비이다. 이와 같은 3D 프린터(200)는 3D 모델을 구성하는 다수의 슬라이스들에 대응하는 다수의 적층막을 순차적으로 적층하는 제조 기술을 통해 3D 개체를 제작할 수 있다.

제어장치(100)는 3D 프린터(200)의 프린팅 동작을 전반적으로 제어하는 구성일 수 있으며, 또한 제어장치(100)는 3D 프린터(200)에 전송되는 3D 모델링 데이터에 대한 각종 처리를 수행할 수 있다.

이와 같은 제어장치(100)로는 연산 처리 기능을 갖는 장치로서, 예를 들면 컴퓨터, PDA, 스마트폰 등 다양한 연산 처리 장치가 사용될 수 있는데 이에 한정되지는 않는다. 한편, 제어장치(100)가 3D 프린터(200)에 통합되는 형태로 구성될 수도 있다.

제어장치(100)는 3D 모델링 데이터에 대해 슬라이싱 처리를 수행하는 슬라이싱 모듈(110)을 포함할 수 있으며, 이와 같이 슬라이싱 모듈(110)을 구비한 제어장치(100)는 슬라이싱 장치라고 불리워 질 수도 있다.

이때, 슬라이싱 모듈(110)은 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있다.

슬라이싱 모듈(110)은 기존의 평면 또는 높이 조절 슬라이싱 방법(도 1,2 참조)에 따라, 고정된 동일한 높이를 갖는 평면(또는 평탄) 형태의 다수의 슬라이스들을 형성하거나 높이가 조절되어 상이한 높이를 갖는 평면 형태의 다수의 슬라이스들을 형성하도록 동작할 수 있다.

특히, 본 실시예에서는, 슬라이싱 모듈(110)은 소위 가변 슬라이싱 방법을 이용할 수 있다. 이에 대해, 3D 모델에 곡면 부분이 존재하는 경우에, 이 곡면 부분의 형상이 반영된 형태의 슬라이스들을 형성할 수 있다.

이와 관련하여 예를 들면, 모든 슬라이스들 중 적어도 일부에 대해 곡면 부분의 형상이 반영된 곡면 형태를 갖도록 형성될 수 있고, 곡면 형태의 각 슬라이스는 위치에 따라 높이가 가변될 수 있다. 그리고, 슬라이스들은 곡면 부분에 가까워질수록 그 형태가 곡면 부분의 형상에 근사하도록, 슬라이스들의 형태가 점진적으로 변화하게 슬라이싱 처리될 수 있다.

이와 같이, 3D 모델이 곡면 부분을 갖는 경우에, 이 곡면 부분의 형태가 반영된 슬라이스들을 형성하게 됨으로써, 3D 모델의 곡면 형상을 최대한 근사하게 구현할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예의 3D 프린터(200)는 위와 같이 가변 슬라이싱된 3D 모델을 3D 프린팅할 수 있는 적층 방식을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 3D 프린터(200)의 각 적층막 형성 공정에서 위치에 따라 높이 조절이 가능하여 적층막이 곡면 형태를 가질 수 있도록 하는 적층 방식을 구현할 수 있는 3D 프린터(200)가 사용되는 것이 바람직하다 할 것이다.

이와 관련하여 예를 들면, 노즐에서 토출되는 플라스틱 재료의 압출량을 증감 또는 노즐의 이동 속도를 증감함으로써 재료의 적층량을 조절할 수 있는 FDM(Fused deposition Modeling) 방식의 3D 프린터나, 레이저빔의 출력을 조절하고 분사되는 금속분말의 분사량을 증감하거나 레이저빔과 금속분말 분사노즐의 이동 속도를 증감하여 재료의 적층량을 조절할 수 있는 DED(Directed Energy Deposition) 방식의 3D 프린터가 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 보편적인 PBF(Powder Bed Fusion) 방식은 특성상 각 적층막의 높이가 균일하기 때문에 이 방식의 3D 프린터는 본 실시예에 적용될 수는 없을 것이다.

이하, 본 실시예에 따른 가변 슬라이싱 방법을 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 슬라이싱 된 3D 모델의 예들을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 4는 설명의 편의를 위해 3D 모델(M)의 상부 즉 탑(top) 부분이 곡면을 갖는 경우를 도시하고 있으며, 이와 달리 3D 모델은 하부가 곡면을 갖거나 상부 및 하부 모두가 곡면을 가질 수 있다.

이처럼, 3D 모델(M)에 곡면 부분이 존재하는 경우에, 이를 본 실시예에 따라 가변 슬라이싱 처리하여 3D 모델(M)을 구성하는 다수의 슬라이스들(SL)을 생성하게 되는데, 이와 같이 생성된 슬라이스들(SL)에는 해당 3D 모델(M)의 곡면 형상이 반영된다.

슬라이스들(SL)은 3D 모델(M)의 곡면 부분에 가까워질수록 이에 근사한 곡면 형상을 점진적으로 갖게 되며, 경우에 따라 일부 슬라이스들이 곡면 형상을 갖거나 전체 슬라이스들이 곡면 형상을 가질 수 있다. 그리고, 슬라이스(SL)가 곡면 형상을 갖게 되므로 위치에 따라 높이(h)가 조절되어 가변될 수 있게 된다.

각 슬라이스(SL)는 이를 정의하는 양면 즉 하면 및 상면인 2개의 슬라이스면(SS)을 가질 수 있으며, 전체 슬라이스(SL)가 일예로 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우에 n+1개의 슬라이스면들(SS)이 존재할 수 있다. 이때, 슬라이스면들(SS)은, 최하면인 보텀 슬라이스면(SS_A)과, 최상면인 탑 슬라이스면(SS_B)과, 이들(SS_A,SS_B) 사이의 3D 모델 내부에 위치하는 적어도 하나의 내부 슬라이스면(SS_C)으로 구성될 수 있다.

여기서, 3D 모델(M)의 외부면에 해당되는 보텀 슬라이스면(SS_A)과 탑 슬라이스면(SS_B)을 기반으로 하여, 이들 슬라이스면(SS_A,SS_B)의 형상을 반영한 내부 슬라이스면(SS_C)이 정의되어 생성될 수 있게 되고, 내부 슬라이스면(SS_C)에 대한 생성이 완료되면 이웃하는 슬라이스면들(SS)에 의해 정의되는 슬라이스들(SL)이 정의되어 생성된다.

이때, 내부 슬라이스면(SS_C)은 3D 모델(M)의 곡면 부분(예를 들어, 최상면)에 가까워질수록 이에 근사해지는 곡면 형상을 점진적으로 갖게 되고, 이에 따라 인접한 슬라이스면들에 의해 정의되는 슬라이스(SL)는 곡면 부분에 가까워질수록 이에 근사해지는 곡면 형상을 점진적으로 갖게 될 수 있다.

그리고, 내부 슬라이스면(SS_C)을 형성함에 있어 이에 의해 정의되는 슬라이스(SL)의 높이를 고려하게 된다. 이와 관련하여, 3D 프린터(200)에 의해 생성되는 적층막은 3D 프린터(200)의 특성 등에 의해 허용되는 최대 높이 즉 한계 높이 이하의 높이를 가져야 하므로, 내부 슬라이스면(SS_C)은 슬라이스(SL)의 최고 높이(즉, 각 슬라이스(SL)에 대해 이가 갖는 최고 높이)가 한계 높이 이하를 갖도록 생성되고 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 한계 높이는 3D 프린터(200)의 특성, 적층막 형성 재질 등에 의존하여 설정될 수 있다.

위와 같이, 본 실시예의 가변 슬라이싱 방법에서는, 보텀 슬라이스면(SS_A)및 탑 슬라이스면(SS_B)과 슬라이스 한계 높이가 주요 인자로 작용하게 되며, 이와 같은 주요 인자들을 기초로 내부 슬라이스면들(SS_C)을 정의하게 된다.

도 5를 함께 참조하여 내부 슬라이스면(SS_C)을 형성하는 과정에 대해 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 슬라이싱 방법에서 내부 슬라이스면을 생성하는 과정의 일예를 개략적으로 도시한 도면이다.

슬라이싱 처리 전의 3D 모델은, 3D 프린팅 적층 공정에서 시작면에 해당되는 최하면인 보텀 슬라이스면(SS_A)과 적층 공정에서 종료면에 해당되는 최상면인 탑 슬라이스면(SS_B)을 갖게 된다. 이때, 보텀 슬라이스면(SS_A)과 탑 슬라이스면(SS_B) 중 적어도 하나는 곡면 형상을 가질 수 있다.

이와 같은 3D 모델에 대해 슬라이싱 모듈(110)에서 슬라이싱 처리가 수행되면, 보텀 슬라이스면(SS_A)과 탑 슬라이스면(SS_B)을 기반으로 하여 이들 간의 중간 면인 내부 슬라이스면(SS_C)을 생성하게 된다.

이때, 보간법(interpolation)을 사용하여 내부 슬라이스면(SS_C)을 생성할 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

본 실시예에서는, 보간법으로서 일예로 선형 보간법(linear interpolation)을 사용한 경우를 예로 들어 설명한다.

선형 보간법에 의한 보간 면 즉, 보간 슬라이스면은 아래 수식(1)로 표현될 수 있다.

수식(1): SS_C = (1-t)*SS_A + t*SS_B (t: 매개 변수 [0,1]).

여기서, 곡면에 해당되는 슬라이스 면은 다양한 방법으로 표현될 수 있는데, 예를 들면 매개변수 형태, 양함수 형태, 삼각형 메쉬 형태, 점군 데이터 형태 등 여러 가지 방식으로 표현될 수 있다. 일예로, 곡면의 표현 형태로 많이 사용되는 매개변수 형태가 적용될 수 있으며 이는 아래 수식(2)로 표현될 수 있다.

수식(2): SS_C(u,v) = (1-t)*SS_A(u,v) + t*SS_B(u,v) (u,v: 매개 변수 [0,1]).

이와 같은 경우에, 특정 매개변수(u1,v1)을 대입하여 점 SS_A(u1,v1)과 SS_B(u1,v1)을 구하고, 이 두점을 t:(t-1)로 내분하여 내부 슬라이스면(SS_C)의 대응되는 점을 아래 수식(3)과 같이 구할 수 있다.

수식(3): SS_C(u1,v1) = (1-t)*SS_A(u1,v1) + t*SS_B(u1,v1).

위와 같은 보간법을 통해 슬라이스면을 생성함에 있어 이분법을 반복적으로 적용하여 슬라이스면을 생성할 수 있다. 이와 관련하여 예를 들면, t=1/2을 대입하여 중간 면들인 내부 슬라이스면들(SS_C)을 반복적으로 계속해서 생성하게 되는데 이때 직전 슬라이싱 단계까지 생성된 슬라이스면들(즉, 탑 슬라이스면, 보텀 슬라이스면, 중간 면들)의 인접 슬라이스면들 사이에 새로운 슬라이스면들을 생성하게 되며, 이와 같은 슬라이싱 과정은 생성될 슬라이스들(SL)의 높이들(바람직하게는 최고 높이들) 모두가 한계 높이 보다 작아질때까지 수행될 수 있다.

위와 같은 보간법을 사용한 가변 슬라이싱 방법의 진행 과정을 도 6에 도시하였는데, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 슬라이싱 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이를 참조하면, 가변 슬라이싱을 결정하는 주요 인자인 보텀 슬라이스면(SS_A)과 탑 슬라이스면(SS_B)과 한계 높이(H)를 정의하고 최초 슬라이스면 집합(S)을 설정한다.

다음으로, 슬라이스면 집합(S)에 포함된 모든 인접 슬라이스면들 간의 이격 거리와 한계 높이(H)를 비교한다. 이때, 모든 이격 거리가 한계 높이(H) 보다 작지 않으면(즉, 적어도 하나의 이격 거리가 한계 높이(H) 보다 크면) 슬라이싱 단계를 진행하게 되는데, 이 과정에서는 이격 거리가 한계 높이(H) 보다 큰 인접 슬라이스면들 사이에 보간 면인 슬라이스면(SS_C)을 생성하고 이를 슬라이스면 집합(S)에 포함시키게 된다.

한편, 모든 인접 슬라이스면들 간의 이격 거리가 한계 높이(H) 보다 작으면 슬라이싱 과정을 중단하고, 직전 슬라이싱 단계에서의 슬라이싱 집합(S)에 포함된 슬라이스면들을 이용하여 해당 3D 모델에 대한 슬라이스들(SL)을 생성하게 됩니다.

전술한 바와 같은 가변 슬라이싱 방법을 통해 3D 모델을 슬라이싱하게 되면, 이를 구현하는 슬라이스들은 3D 모델의 곡면 부분이 반영된 곡면 형태를 갖도록 형성될 수 있어, 3D 모델에 최대한 근접한 3D 프린트 결과물이 제조될 수 있다.

본 실시예의 가변 슬라이싱 방법에는 전술한 보간법과는 다른 방법이 적용될 수 있는데, 예를 들면 중립면 변환 알고리즘(medial surface transform)이 적용될 수도 있다. 중립면 변환 알고리즘이 사용되는 경우에 보다 더 다양한 곡면 형태, 특히 디지털 방식으로 표현된 3D 모델에도 광범위하게 확장 적용 가능한 장점이 있다.

한편, 곡면 부분이 포함된 복잡한 형상의 3D 모델을 3D 프린팅으로 구현하는 경우에, 3D 모델을 슬라이싱 함에 있어 3D 모델을 영역별로 분할하고 곡면이 포함된 부분에 대해 가변 슬라이싱을 적용하며, 곡면을 제외한 정형화된 영역에 대해서는 기존의 평면 슬라이싱을 적용할 수도 있다.

이와 관련하여, 도 7을 함께 참조하여 살펴본다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 3D 모델을 영역별로 분할하고 슬라이싱 방법을 다르게 적용한 경우의 일예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 슬라이싱 대상이 되는 원본 3D 모델(M)은 일부 영역에서 곡면이 존재하게 된다. 이와 같은 3D 모델(M)은 곡면이 포함된 상부의 제1모델영역(Ma)과 이를 제외한 나머지 영역인 하부의 제2모델영역(Mb)으로 분할될 수 있다. 한편, 이와 같은 영역 분할은 제어장치(100)(또는 슬라이싱장치(100))에서 수행되는데, 예를 들면 슬라이싱 모듈(110)에서 수행되거나 슬라이싱 모듈(110)과 별개로 구성된 모듈로서 가칭 영역분할 모듈에서 수행될 수 있다.

이와 같이 영역이 분할된 후, 슬라이싱 모듈(110)은 곡면이 포함된 제1영역(Ma)에 대해서는 이에 적합한 가변 슬라이싱 처리를 수행하여 곡면 형상의 가변 슬라이스들(SL)을 생성할 수 있다.

그리고, 슬라이싱 모듈(110)은 곡면 부분이 포함되지 않은 정형화된 형상의 제2영역(Mb)에 대해 기존의 일반적인 평면 슬라이싱 처리를 수행하여 평면 형상의 평면 슬라이스들(SL_p)을 생성할 수 있다.

이처럼, 3D 모델을 영역별로 분할하고 해당 영역에 적합한 슬라이싱 방법을 선택하여 적용함으로써, 복합한 형상의 3D 모델을 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

한편, 도 7과는 다른 형태로 3D 모델을 영역 분할할 수 있는데, 이에 대해 도 8을 참조할 수 있다. 도 8에서는, 원본 3D 모델(M)에 대해 곡면이 포함된 가운데 부분인 제1영역(Ma)과 이 양측 부분인 제2영역(Mb)으로 분할하는 경우를 도시하고 있다.

물론, 제품 용도, 품질, 재질 등 3D 프린팅의 다양한 요구 조건에 따라, 도 7 및 8과는 다른 형태로 영역 분할이 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 곡면 부분을 갖는 3D 모델에 대해 이 곡면 부분이 반영된 슬라이스면들을 생성하여 3D 모델을 슬라이싱하는 가변 슬라이싱 방법을 사용한다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 가변 슬라이싱 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 이때, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)과 같은 반도체 메모리를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

10: 3D 프린팅 시스템 100: 제어장치(슬라이싱장치)
110: 슬라이싱 모듈 200: 3D 프린터
M: 3D 모델
SL: 슬라이스
SS: 슬라이스면

Claims

최하면 및 최상면 중 적어도 하나가 곡면을 갖는 3D 모델의 슬라이싱 방법으로서,
3D 프린터용 슬라이싱 장치에서,
상기 3D 모델의 최하면 및 최상면인 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 정의하는 단계와;
상기 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 기반으로 이들 사이에 다수의 내부 슬라이스면을 생성하여, 인접한 슬라이스면 사이에 정의되는 다수의 슬라이스를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 내부 슬라이스면은 상기 곡면에 가까울수록 상기 곡면의 형상에 점진적으로 근사해지는
3D 모델 슬라이싱 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 슬라이스면을 생성하기 전에, 상기 슬라이스에 대한 한계 높이를 정의하는 단계를 더 포함하는
3D 모델 슬라이싱 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 슬라이스면은 보간법을 이용하여 생성되는
3D 모델 슬라이싱 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 내부 슬라이스면은 중립면 변환 알고리즘을 이용하여 생성되는
3D 모델 슬라이싱 방법.
제 1 항에 있어서,
원본 3D 모델을 제1모델영역과 제2모델영역으로 분할하는 단계를 더 포함하고,
상기 곡면을 갖는 3D 모델은 상기 제1모델영역에 해당되는
3D 모델 슬라이싱 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 3D 프린터는, FDM(Fused deposition Modeling) 방식이나 DED(Directed Energy deposition) 방식의 프린터인
3D 모델 슬라이싱 방법.
최하면 및 최상면 중 적어도 하나가 곡면을 갖는 3D 모델에 대한 3D 프린터용 슬라이싱 장치로서,
상기 3D 모델의 최하면 및 최상면인 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 기반으로 이들 사이에 다수의 내부 슬라이스면을 생성하여, 인접한 슬라이스면 사이에 정의되는 다수의 슬라이스를 생성하는 슬라이싱 모듈을 포함하고,
상기 내부 슬라이스면은 상기 곡면에 가까울수록 상기 곡면의 형상에 점진적으로 근사해지는
3D 모델 슬라이싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 슬라이싱 모듈은, 상기 내부 슬라이스면을 생성하기 전에 상기 슬라이스의 한계 높이를 정의하는
3D 모델 슬라이싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 내부 슬라이스면은 보간법을 이용하여 생성되는
3D 모델 슬라이싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 내부 슬라이스면은 중립면 변환 알고리즘을 이용하여 생성되는
3D 모델 슬라이싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 슬라이싱 모듈은 원본 3D 모델을 제1모델영역과 제2모델영역으로 분할하며.
상기 곡면을 갖는 3D 모델은 상기 제1모델영역에 해당되는
3D 모델 슬라이싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 3D 프린터는, FDM(Fused deposition Modeling) 방식이나 DED(Directed Energy deposition) 방식의 프린터인
3D 모델 슬라이싱 장치.
적어도 하나가 곡면인 3D 모델의 보텀 슬라이스면 및 탑 슬라이스면을 기반으로 이들 사이에 다수의 내부 슬라이스면을 생성하여, 인접한 슬라이스면 사이에 정의되는 다수의 슬라이스를 생성하는 슬라이싱 모듈을 포함하는 제어장치와;
상기 슬라이스가 생성된 3D 모델의 데이터를 전송받는 3D 프린터를 포함하고,
상기 내부 슬라이스면은 상기 곡면에 가까울수록 상기 곡면의 형상에 점진적으로 근사해지는
3D 프린팅 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 3D 프린터는, FDM(Fused deposition Modeling) 방식이나 DED(Directed Energy deposition) 방식의 프린터인
3D 프린팅 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 하나의 항에 따른 3D 모델 슬라이싱 방법을 구현하도록 작성된 프로그램이 기록된 컴퓨터로 독출될 수 있는 기록 매체.