KR20190036798A - Method for calculating metal powder supply rate of 3d printer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3D 프린터에 공급되는 금속파우더량을 효율적으로 공급하기 위한 공급량 산출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 금속파우더 공급 후 레이저 조사 부위에 재공급되는 금속파우더를 효율적으로 공급할 수 있는 산출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a supply amount calculation method for efficiently supplying a metal powder amount to be supplied to a 3D printer, and more particularly, to a calculation method capable of efficiently supplying metal powder re-supplied to a laser irradiation site after metal powder supply will be.
삼차원(3D) 인쇄는 연속적인 계층의 물질을 적층하여 3차원 물체를 만들어내는 기술로, 제품 도면을 통한 시제품 생산 등에 사용되어 산업분야에 널리 적용되고 있다. 삼차원 프린터는 플라스틱, 금속, 잉크 등 다양한 소재를 층층이 쌓아 올려 입체적 형상의 물건을 제작하게 된다. Three-dimensional (3D) printing is a technique for producing three-dimensional objects by stacking successive layers of materials, and is widely used in industrial fields for producing prototypes through product drawings. Three-dimensional printers stack up various materials such as plastic, metal, and ink to produce three-dimensional objects.
삼차원 프린터를 이용하여 물건을 제작하는 방법은, 먼저 만들고자 하는 대상이 되는 물건을 스캐너를 이용하여 삼차원 스캔 후 컴퓨터에 이미지 데이터로 저장한다. 다음으로, 저장된 데이터를 미분하듯이 가로로 1 만개 이상 잘라 분석한 후, 얇은 막(레이어)을 한 층씩 쌓아 물건의 바닥부터 상부까지 완성한다. 보다 구체적으로, 금속 소재를 이용하여 상기 레이어를 쌓는 과정은, 상기 레이어 적층 두께 만큼 금속 파우더가 공급되면 상기 금속파우더에 레이저를 조사하여 적층시켜 나간다. 이를 SLM방법이라 한다. In the method of manufacturing a product using a three-dimensional printer, the object to be made first is scanned using a scanner and stored as image data on a computer. Next, after analyzing the stored data as more than 10,000 samples horizontally, the thin film (layer) is stacked one by one to complete the object from the bottom to the top. More specifically, in the process of stacking the layers using a metal material, when the metal powder is supplied by the thickness of the layer stack, the metal powder is irradiated with a laser and laminated. This is called the SLM method.
일반적으로 SLM방법은 상기 금속파우더에 레이저를 조사하고 상기 레이저가 조사된 부위만 멜팅(melting) 되므로, 출력물 크기만큼 금속파우더를 더 공급해야한다. 그러나 금속파우더의 경우 가격이 비싸고, 재활용하여 사용하기 어려우며, 많은 양의 금속파우더를 공급하게 되면 낭비가 심하여 출력물 최대크기만큼 출력하기에는 부족한 문제점이 있었다. In general, since the SLM method irradiates the metal powder with a laser and melts only the irradiated portion of the laser, the metal powder needs to be supplied by the output size. However, the metal powder is expensive, is difficult to be recycled, and if it is supplied with a large amount of metal powder, it is wasted, and there is a problem that it is not enough to output the metal powder to the maximum output size.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 3D 프린터의 레이어 적층하고 레이저를 조사한 후 멜팅(melting)되는 양을 효율적으로 제공 가능한 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a metal powder supply amount calculation method of a 3D printer capable of efficiently layering a layer of a 3D printer, It has its purpose.
본 발명은 적층되는 레이러별 모양이 달라져도 효율적으로 금속파우더를 공급 가능한 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법을 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a method of calculating the amount of metal powder to be supplied to a 3D printer which can efficiently supply metal powder even if the shape of each layer is changed.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법은 출력된 경로에 따라 조사한 레이저에 의하여 상기 금속파우더가 멜팅(melting)된 레이어를 확인하는 제1단계; 상기 레이어의 좌표값을 확인하는 제2단계; 상기 제2단계에서 좌표값이 존재하는 경우, 상기 좌표값의 시작점과 종료점을 이용하여 출력거리를 계산하는 제3단계; 상기 계산된 출력거리와 상기 레이저의 직경을 이용하여 출력단면적을 계산하는 제4단계; 상기 계산된 출력단면적을 리스트화하는 제5단계; 상기 제2단계에서 확인된 좌표값의 다음 좌표값을 확인하는 제6단계; 상기 제6단계에서 해당 레이어의 확인되는 좌표값이 없는 경우, 상기 제5단계에서 리스트화된 출력단면적을 합산하여 총단면적을 계산하는 제7단계; 상기 총단면적과 상기 레이어의 두께를 이용하여 출력부피를 구하는 제8단계; 상기 계산된 출력부피를 이용하여 금속파우더공급량을 계산하는 제9단계;를 포함하는 과정으로, 상기 레이저 조사로 금속 파우더가 멜팅되면서 함몰되는 양을 예측하여, 다음 레이어 적층을 위하여 필요한 금속파우더가 보다 정확한 량으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a metal powder supply amount of a 3D printer, comprising: a first step of identifying a melted layer of the metal powder by irradiated laser according to an output path; A second step of confirming a coordinate value of the layer; A third step of calculating an output distance using a starting point and an ending point of the coordinate value when the coordinate value exists in the second step; A fourth step of calculating an output cross-sectional area using the calculated output distance and the diameter of the laser; A fifth step of listing the calculated output cross-sectional area; A sixth step of confirming a next coordinate value of the coordinate value identified in the second step; A seventh step of calculating a total cross-sectional area by summing the output cross-sectional areas listed in the fifth step when there is no coordinate value to be confirmed of the layer in the sixth step; An eighth step of obtaining an output volume using the total cross-sectional area and the thickness of the layer; And calculating a supply amount of the metal powder using the calculated output volume, wherein the amount of the metal powder melted and predicted by the laser irradiation is predicted so that the metal powder necessary for the next layer deposition And can be supplied in an exact amount.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명은 레이저 조사 후 다양한 조사 범위에 따른 멜팅으로 인해, 추가적으로 효율적인 금속 파우더 공급을 위한 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the present invention can provide a method for calculating the metal powder supply amount of a 3D printer for additionally effective metal powder supply, due to the melting according to various irradiation ranges after laser irradiation.
또한, 본 발명은 제작되는 출력물이 달라져도 효율적으로 금속파우더를 공급 가능한 3D 프린터의 금속파우더를 공급할 수 있다. In addition, the present invention can provide a metal powder of a 3D printer that can efficiently supply metal powder even if output to be produced is different.
또한, 본 발명은 가장 적절한 금속파우더 공급량을 계산하여, 낭비되는 금속파우더를 절약할 수 있고 또한 다양한 출력 경로나 해칭 간격에 따라 유동적으로 정량의 파우더 공급이 가능하다. Further, the present invention can save the metal powder to be wasted by calculating the most suitable metal powder feed amount, and also it is possible to supply a fixed amount of powder in accordance with various output paths or hatching intervals.
또한, 상기 레이저 조사로 금속 파우더가 멜팅되면서 함몰되는 양을 예측하여, 다음 레이어 적층을 위하여 필요한 금속파우더가 보다 정확한 량으로 공급할 수 있다. In addition, the amount of metal powder required for the next layer stacking can be supplied in a more accurate amount by predicting the amount by which the metal powder is melted and melted by the laser irradiation.
도 1은 본 발명인 3D 프린터의 금속파우더 공급량을 산출하는 방법에서 3D 프린터가 제어되는 제어 구성도이다.
도 2는 본 발명인 3D 프린터의 금속파우더 공급량을 산출하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명인 3D 프린터의 금속파우더 공급량을 산출하는 방법의 일실시예이다. 1 is a control block diagram in which a 3D printer is controlled in a method of calculating a metal powder feed amount of a 3D printer according to the present invention.
2 is a flowchart showing a method of calculating the metal powder feed amount of the 3D printer according to the present invention.
3 is an embodiment of a method of calculating the metal powder feed amount of the 3D printer according to the present invention.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명은 3D 프린터에 공급되는 금속파우더량을 효율적으로 공급하기 위한 공급량 산출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 금속파우더 공급 후 레이저 조사 부위에 추가 공급되는 금속파우더를 효율적으로 공급할 수 있는 산출방법에 관한 것이다. The present invention relates to a supply amount calculation method for efficiently supplying a metal powder amount to be supplied to a 3D printer, and more particularly to a calculation method capable of efficiently supplying a metal powder additionally supplied to a laser irradiation site after supply of a metal powder will be.
즉, 상기 3D 프린터는, 프린팅하고자 하는 제품의 형상 데이터를 입력받고, 상기 입력받은 제품의 형상 데이터에 기초하여, 금속파우더의 투입, 레이저의 조사 여부 및 지점 등을 제어하는 제어부(200)를 포함하고, 이하에서 설명할 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법은 상기 제어부에 의하여 수행될 수 있다.That is, the 3D printer includes a control unit 200 that receives shape data of a product to be printed and controls the input of metal powder, whether or not the laser is irradiated, and a point based on the shape data of the input product And the method of calculating the metal powder supply amount of the 3D printer to be described below may be performed by the control unit.
보다 구체적으로, 도 1의 제어구성도에 나타난 바와 같이, 상기 제어부(200)는 상기 레이저에 의해 멜팅되는 레이어를 확인하는 센서부(100)에 의해 좌표값이 입력되면 상기 제어부(200)에서 상기 좌표값을 제어하여 상기 금속파우더의 공급부(300)로 데이터를 전송한다. More specifically, as shown in the control block diagram of FIG. 1, when the coordinate value is input by the sensor unit 100 for identifying a layer melted by the laser, And controls the coordinate values to transmit data to the metal powder feeder 300.
도 2의 3D 프린터의 급속파우더 공급량을 산출하는 방법을 나타낸 순서도를 통해, 하기에 본 발명에 대해 보다 자세하게 설명하기로 한다. The present invention will be described in more detail below with reference to a flowchart showing a method of calculating the rapid powder feed rate of the 3D printer of FIG.
먼저, 제1단계(S10)는 금속파우더가 출력된 경로에 따라 레이저를 조사하여 상기 금속파우더를 멜팅(melting)하여 레이어를 생성한다. 보다 구체적으로, 상기 레이저 조사된 금속파우더는 용융점까지 온도가 증가하여 멜팅되고, 출력부분의 열에 의한 밀집으로 인해 추가 파우더 양이 필요로 하게 된다. 상기 레이저에 의해 용융 또는 멜팅된 부분을 레이어로 지정한다. First, in a first step S10, a laser is irradiated according to a path through which the metal powder is output to melt the metal powder to generate a layer. More specifically, the laser-irradiated metal powder is melted at an increased temperature up to the melting point, and an additional powder amount is required due to the heat accumulation by the output portion. The portion melted or melted by the laser is designated as a layer.
상기 레이어 생성은 멜팅된 부분 중 두께가 일정한 부분을 동일한 레이어로 생성하고, 두께가 다른 경우 상이한 레이어로 생성하는 것이 바람직하다. It is preferable that the above-mentioned layer creation is performed by creating portions of the melted portions having the same thickness as the same layer, and creating different layers when the thicknesses are different.
또한, 상기 레이저에 의해 멜팅(melting)된 레이어를 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 레이저에 의해 상기 레이어가 멜팅되면서 상기 레이저에 마련된 센서부(100)에 의해 상기 부피가 감소된 레이어를 확인한다. Also, a layer melted by the laser is identified. More specifically, the layer is melted by the laser, and the volume-reduced layer is identified by the sensor unit 100 provided in the laser.
다음으로, 제2단계(S20)는 상기 레이어의 좌표값의 확인한다. 보다 구체적으로, 상기 레이어의 좌표값은 상기 레이저에 마련된 센서부(100)에 의해 확인되어 데이터가 상기 제어부(200)로 전송되어 확인되며, X축과 Y축의 2차원 값으로 확인되는 것이 바람직하다. Next, the second step S20 checks the coordinate values of the layer. More specifically, the coordinate value of the layer is confirmed by the sensor unit 100 provided in the laser, and the data is transmitted to the controller 200, and is confirmed as two-dimensional values of the X axis and the Y axis .
상기 좌표값은 상기 시작점과 종료점이 하나의 쌍을 이루며, 상기 쌍을 이룬 좌표값이 존재하는지 유무를 판단하여 쌍을 이룬 좌표값이 존재하면 하기 제3단계(S30)으로 진행하고, 상기 쌍을 이룬 좌표값이 존재하지 않으면 하기에 설명할 제7단계(S70)을 진행한다. The coordinate value is a pair of the starting point and the ending point, and it is determined whether or not the pair of coordinate values is present. If there is a pair of coordinate values, the process proceeds to the next step S30, If there is no previous coordinate value, the seventh step S70 to be described below is performed.
다음으로, 제3단계(S30)는 상기 제2단계(S20)에서 좌표값이 존재하는 경우, 상기 좌표값의 시작점과 종료점을 이용하여 상기 제어부(200)에 의해 출력거리를 계산한다. Next, in a third step S30, when the coordinate value exists in the second step S20, the control unit 200 calculates the output distance using the starting point and the ending point of the coordinate value.
상기 제3단계(S30)에서 확인된 좌표값의 시작점이 P1이고, 종료점이 P2이면 상기 출력거리(d)는 하기의 수학식 1에 의해 계산한다. If the starting point of the coordinate value identified in the third step S30 is P1 and the ending point is P2, the output distance d is calculated by the following equation (1).
다음으로, 제4단계(S40)는 상기 계산된 출력거리(d)와 상기 레이저의 직경(D)을 이용하여 출력단면적(S)을 계산한다. Next, in a fourth step S40, the output cross-sectional area S is calculated using the calculated output distance d and the diameter D of the laser.
상기 제3단계(S30)에서 계산된 출력거리(d)에 상기 레이저 직경(D)를 곱한 하기 수학식 2에 의해 산출되어 상기 출력단면적(S)을 계산한다. The output cross-sectional area S is calculated by the following equation (2), which is obtained by multiplying the output distance d calculated in the third step S30 by the laser diameter D:
다음으로, 제5단계(S50)는 상기 계산된 출력단면적(S)을 상기 제어부(200)에서 리스트화한다. 보다 구체적으로, 상기 리스트화된 출력단면적(S)을 저장한 뒤, 하기 제7단계(S70)에서 상기 저장된 출력단면적의 합을 계산할 수 있도록 한다. Next, in the fifth step S50, the control section 200 lists the calculated output cross-sectional area S. More specifically, after storing the listed output cross-sectional area S, it is possible to calculate the sum of the stored output cross-sectional areas in a seventh step S70.
다음으로, 제8단계(S80)는 상기 제2단계(S20)에서 확인된 좌표값의 다음 좌표값을 확인한다. 상기 제6단계(S60)에서 확인되는 좌표값이 있는 경우, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 제3단계(S30)부터 피드백 제어되는 단계를 수행하는 것이 바람직하다. Next, in the eighth step S80, the next coordinate value of the coordinate value confirmed in the second step S20 is confirmed. If there is a coordinate value confirmed in the sixth step S60, it is preferable to carry out the step of feedback control from the third step S30 as shown in FIG.
상기 제6단계(S60)에서 확인되는 좌표값이 없는 경우, 도 2에 나타난 바와 같이, 하기 제7단계(S70)를 실시한다. If there is no coordinate value confirmed in the sixth step S60, the following seventh step S70 is performed as shown in FIG.
다음으로, 제7단계(S70)는 상기 제6단계(S60)에서 확인되는 좌표값이 없는 경우, 상기 제5단계(S50)에서 리스트화된 출력단면적(S1, S2, S3, ····)을 합산하여 총단면적(A)을 계산한다. Next, in the seventh step S70, if there is no coordinate value confirmed in the sixth step S60, the output cross-sectional areas S1, S2, S3, ... listed in the fifth step S50 ) To calculate the total cross-sectional area (A).
상기 총단면적(A)는 하기 수학식 3에 의해 계산된다. The total cross-sectional area (A) is calculated by the following equation (3).
다음으로, 제8단계(S80)는 상기 총단면적(A)과 상기 레이어의 두께(H)를 이용하여 출력부피를 구한다. Next, in an eighth step S80, the output volume is obtained by using the total sectional area A and the thickness H of the layer.
상기 총단면적(A)는 상기 제4단계(S40)에서 계산된 값이며, 상기 레이어높이(H)는 상기 제1단계(S10)에서 동일한 두께가 마련된 경우 동일한 레이어로 지정하였으므로, 상기 레이어높이(H)는 일정한 값이 될 수 있다. Since the total cross-sectional area A is a value calculated in the fourth step S40 and the layer height H is designated as the same layer when the same thickness is provided in the first step S10, H) can be a constant value.
다음으로, 제90단계(S90)는 상기 계산된 출력부피를 이용하여 금속파우더공급량을 계산한다. 상기 금속파우더공급량은 하기 나타난 [수학식 5]와 같이, 상기 제8단계(S80)에서 계산된 출력부피(V)에 이미 적층된 레이어의 다음 레이어 적층을 위하여 필요한 금속파우더량을 합하여 산출되는 것이 바람직하다. 즉, 다음 적층될 레이어의 금속파우더량을 Un 이라하고, 상기 제8단계(S80)에서 계산된, 멜팅되어 추가로 필요한 출력부피를 Vn 이라하면, n층에 필요한 금속파우더공급량 Yn은 하기 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.Next, in operation S90, a metal powder supply amount is calculated using the calculated output volume. The amount of metal powder to be supplied is calculated by adding the amount of metal powder required for the next layer stacking of a layer already stacked on the output volume V calculated in the eighth step S80 as shown in the following Equation 5 desirable. That is, if the metal powder amount of the next layer to be laminated is denoted by Un, and the additional required output volume, which is melted and calculated in the eighth step S80, is Vn, the metal powder feed amount Yn required for the n layer is Can be expressed as shown in Equation 5 below.
하기에는 본 발명인 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법을 상세한 실시예를 통하여 설명하고자 한다. Hereinafter, a method for calculating the metal powder supply amount of the 3D printer according to the present invention will be described with reference to the embodiments.
도 3에 나타난 바와 같이, 상기 레이저에 의해 멜팅된 레이어가 다이아몬드 모양이고, 적층된 출력물의 크기는 10mm X 10mm X 10mm이며, 상기 레이저의 직경(D)은 0.05mm, 해칭(hatching)거리는 1mm, 해칭 오프(hatching off)는 0.05mm, 레이어높이(H)는 0.03mm라고 가정한다.As shown in FIG. 3, the layer melted by the laser is diamond-shaped, the size of the stacked output is 10 mm x 10 mm x 10 mm, the diameter D of the laser is 0.05 mm, the hatching distance is 1 mm, It is assumed that the hatching off is 0.05 mm and the layer height (H) is 0.03 mm.
도 3에 나타난 상기 다이아몬드 모양의 출력물의 시작점과 종료점의 X값 및 Y값을 하기 표1에 나타내었고, 상기 수학식 1에 의해 출력거리(d)와 상기 수학식 2에 의해 출력단면적(S)를 각각 계산하여 하기 표1에 함께 나타내었다. 상기 시작점과 종료점은 도 3에 점으로 표시하였다.The X and Y values of the starting point and the ending point of the diamond-shaped output shown in FIG. 3 are shown in Table 1, and the output distance d and the output cross-sectional area S according to Equation (2) Are shown in Table 1 below. The starting and ending points are indicated by dots in Fig.
(d, ㎜)Output distance *
(d, mm)
(S, ㎟)Output cross section *
(S, mm 2)
*출력거리는 소수점 두 자리까지 나타내었고, 출력단면적은 소수점 3자리까지 나타내었음* The output distance is represented by two decimal places, and the output cross section is represented by three decimal places.
일례로, 상기 제1출력거리(d1)은,For example, the first output distance d1 may be,
이고, ego,
상기 제1출력단면적(S1)은,The first output cross-sectional area (S1)
을 산출할 수 있다. Can be calculated.
파란색 공간으로 표시된 제1출력단면적(S1) 내지 제13출력단면적(S13)의 합은 상기 도 3의 다이아몬드 모양의 출력물 내부의 단면적이며, 붉은색 공간으로 표시된 제14출력단면적(S14) 내지 제17출력단면적(S17)의 합은 상기 다이아몬드 모양의 단부에 추가로 상기 금속 파우더가 공급될 필요가 있는 경우 산출되는 단면적이다. 상기 붉은색 공간으로 표시된 제14출력단면적(S14) 내지 제17출력단면적(S17)의 산출은 사용자에 의해 선택적으로 시행될 수 있다. The sum of the first output cross-sectional area S1 to the thirteenth output cross-sectional area S13 shown in the blue space is the cross-sectional area inside the diamond-shaped output of FIG. 3, and the fourteenth output cross- The sum of the output cross-sectional areas S17 is a cross-sectional area calculated when the metal powder needs to be additionally supplied to the end of the diamond shape. The calculation of the fourteenth output sectional area S14 to the seventeenth output sectional area S17 indicated by the red color space can be selectively performed by the user.
상기 표 1에서 구한 출력단면적(S)을 합하여 총단면적(A)을 구하면 아래와 같은 값을 확인할 수 있다. The total cross-sectional area (A) is obtained by summing the output cross-sectional areas (S) obtained in the above Table 1, and the following values can be confirmed.
다음으로, 상기 총단면적(A)값에 상기 레이어의 두께(H)를 곱하여 출력부피(V)를 구한다. Next, the output volume V is obtained by multiplying the total sectional area A by the thickness H of the layer.
다음으로, 상기 적층된 레이어의 적층두께를 0.03mm이고, 상기 산출된 출력부피(V)가 두 번째 층에서 멜팅된 레이어라고 하면 V3이고, 세 번째 레이어에서 공급될 금속파우더량(U3)를 더하여 전체 금속파우더공급량(Y3)을 하기와 같이 산출한다. Next, the thickness of the stacked layers is 0.03 mm, the calculated output volume V is V3 when the layer is melted in the second layer, and the metal powder amount U3 to be supplied from the third layer is added The total metal powder feed amount (Y3) is calculated as follows.
따라서, 3D 프린트기의 파우더룸에 상기 급속파우더를 3.18945(㎣)만큼 더 공급할 수 있다. Therefore, it is possible to supply the powder of the rapid powder to the powder room of the 3D printer by 3.18945 (㎣) more.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명은 레이저 조사 후 재공급되는 금속파우더를 멜팅(melting)되는 양에 따라 효율적으로 공급 가능한, 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the present invention can provide a metal powder supply amount calculation method of a 3D printer capable of efficiently supplying metal powder re-supplied after laser irradiation according to an amount to be melted.
본 발명은 제작되는 출력물이 달라져도 효율적으로 금속파우더를 공급 가능한 3D 프린터의 금속파우더를 공급할 수 있다. The present invention can provide a metal powder of a 3D printer which can efficiently supply metal powder even if the output to be produced is different.
본 발명은 가장 적절한 금속파우더 공급량을 계산하여, 낭비되는 금속파우더를 절약할 수 있고 제작되는 출력물의 가격을 낮출 수 있다. The present invention can calculate the most suitable metal powder feed rate, thus saving wasted metal powder and lowering the cost of produced output.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.
100. 레이어확인센서부
200. 제어부
300. 금속파우더공급부
S10. 출력된 경로에 따라 조사한 레이저에 의하여 상기 금속파우더가 멜팅(melting)된 레이어를 확인하는 제1단계;
S20. 상기 레이어의 좌표값을 확인하는 제2단계;
S30. 상기 제2단계에서 좌표값이 존재하는 경우, 상기 좌표값의 시작점과 종료점을 이용하여 출력거리를 계산하는 제3단계;
S40. 상기 계산된 출력거리와 상기 레이저의 직경을 이용하여 출력단면적을 계산하는 제4단계;
S50. 상기 계산된 출력단면적을 리스트화하는 제5단계;
S60. 상기 제2단계에서 확인된 좌표값의 다음 좌표값을 확인하는 제6단계;
S70. 상기 제6단계에서 해당 레이어의 확인되는 좌표값이 없는 경우, 상기 제5단계에서 리스트화된 출력단면적을 합산하여 총단면적을 계산하는 제7단계;
S80. 상기 총단면적과 상기 레이어의 두께를 이용하여 출력부피를 구하는 제8단계;
S90. 상기 계산된 출력부피를 이용하여 금속파우더공급량을 계산하는 제9단계;100. Layer identification sensor unit
200. Control unit
300. Metal Powder Supply Section
S10. A first step of identifying a layer in which the metal powder is melted by the irradiated laser according to the output path;
S20. A second step of confirming a coordinate value of the layer;
S30. A third step of calculating an output distance using a starting point and an ending point of the coordinate value when the coordinate value exists in the second step;
S40. A fourth step of calculating an output cross-sectional area using the calculated output distance and the diameter of the laser;
S50. A fifth step of listing the calculated output cross-sectional area;
S60. A sixth step of confirming a next coordinate value of the coordinate value identified in the second step;
S70. A seventh step of calculating a total cross-sectional area by summing up the output cross-sectional areas listed in the fifth step if there is no coordinate value to be checked of the layer in the sixth step;
S80. An eighth step of obtaining an output volume using the total cross-sectional area and the thickness of the layer;
S90. A ninth step of calculating a metal powder supply amount using the calculated output volume;
Claims (5)
출력된 경로에 따라 조사한 레이저에 의하여 금속파우더가 멜팅(melting)된 레이어를 확인하는 제1단계;
상기 레이어의 좌표값을 확인하는 제2단계;
상기 제2단계에서 좌표값이 존재하는 경우, 상기 좌표값의 시작점과 종료점을 이용하여 출력거리를 계산하는 제3단계;
상기 계산된 출력거리와 상기 레이저의 직경을 이용하여 출력단면적을 계산하는 제4단계;
상기 계산된 출력단면적을 리스트화하는 제5단계;
상기 제2단계에서 확인된 좌표값의 다음 좌표값을 확인하는 제6단계;
상기 제6단계에서 확인되는 좌표값이 없는 경우, 상기 제5단계에서 리스트화된 출력단면적을 합산하여 총단면적을 계산하는 제7단계;
상기 총단면적과 상기 레이어의 두께를 이용하여 출력부피를 구하는 제8단계;
상기 계산된 출력부피를 이용하여 금속파우더공급량을 계산하는 제9단계;를 포함하는 과정으로,
상기 레이저 조사로 금속 파우더가 멜팅되면서 함몰되는 양을 예측하여, 다음 레이어 적층을 위하여 필요한 금속파우더가 정확한 량으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법In selective laser melting (SLM)
A first step of identifying a layer in which the metal powder is melted by the irradiated laser according to the output path;
A second step of confirming a coordinate value of the layer;
A third step of calculating an output distance using a starting point and an ending point of the coordinate value when the coordinate value exists in the second step;
A fourth step of calculating an output cross-sectional area using the calculated output distance and the diameter of the laser;
A fifth step of listing the calculated output cross-sectional area;
A sixth step of confirming a next coordinate value of the coordinate value identified in the second step;
A seventh step of calculating a total cross-sectional area by summing the output cross-sectional areas listed in the fifth step when there is no coordinate value identified in the sixth step;
An eighth step of obtaining an output volume using the total cross-sectional area and the thickness of the layer;
And a ninth step of calculating a metal powder supply amount using the calculated output volume,
Wherein the amount of the metal powder necessary for the next layer stacking can be supplied in an accurate amount by predicting the amount by which the metal powder is melted and recessed by the laser irradiation,
상기 제4단계에서 상기 좌표값의 시작점과 종료점을 이용하여 계산되는 출력거리(d)는 하기 수학식1에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법
[수학식 1]
상기 시작점은 P1이고 상기 종료점을 P2라고 할 때,
각 좌표는 시작점 P1(X1, Y1), 종료점 P2(X2, Y2)이라고 가정하면,
The method according to claim 1,
Wherein the output distance d calculated using the starting point and the ending point of the coordinate value in the fourth step is calculated by the following equation 1:
[Equation 1]
When the starting point is P1 and the ending point is P2,
Assuming that each coordinate is a starting point P1 (X1, Y1) and an ending point P2 (X2, Y2)
상기 제5단계의 출력단면적(S)은 하기 수학식2에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법
[수학식 2]
The method according to claim 1,
Wherein the output cross sectional area S of the fifth step is calculated by the following equation (2): < EMI ID = 2.0 >
&Quot; (2) "
상기 제9단계의 출력부피는 하기 수학식 4에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법
[수학식 4]
The method according to claim 1,
Wherein the output volume of the ninth step is calculated by the following equation (4)
&Quot; (4) "
상기 제10단계의 금속파우더공급량은,
하기 수학식5에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 금속파우더 공급량 산출방법
[수학식 5]
The method according to claim 1,
In the tenth step,
And calculating the supply amount of metal powder in the 3D printer
&Quot; (5) "
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