KR20200010652A - 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 힝에 관한 것으로, 특히 빌드 플레이트의 하면에 적층될 조형물 중 각 층의 2D 이미지를 픽셀화하는 단계; 상기 2D 이미지의 픽셀을 이진화시켜 데이터를 추출하는 단계; 상기 데이터를 토대로 이동 속도 가중치를 결정하는 단계; 상기 이동 속도 가중치를 적용하여 상기 빌드 플레이트의 이동 속도를 결정하는 단계;를 포함하며, 상기 구성에 의해 적층 제조할 조형물의 슬라이싱(slicing) 된 각 층의 2D 이미지 정보를 분석하여 빌드 플레이트의 이동 속도를 제어하여 조형물의 출력 결과가 좋은 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법에 관한 것이다.

Description

3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법{A Method of determining the layer-by-layer moving speed of a build plate of a three-dimensional printer}
본 발명은 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법에 관한 것으로, 특히 빌드 플레이트를 이동시키면서 조형물을 적층 제조하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법에 관한 것이다.
3차원 프린터는 다양한 소재를 이용하여 입체 조형물을 제조하는 장치이다.
3차원 프린터 중 적층가공을 이용한 방법은, 삼차원 모델 데이터로부터 출력물을 만들기 위해 소재를 결합하는 공정으로, 일반적으로 겹겹이 층(layer)을 쌓아 제작하는 방식이며, 절삭 가공(Subtractive manufacturing) 및 조형가공(Formative manufacturing) 방식과는 반대 개념이다.
3차원 프린터 일 예인 Vat Photopolymerization(수지 광중합) Process 방식은 액상 경화성 수지(Liquid photoploymer)가 감광성 수지(Light-activated polymerization)에 의해 선택적으로 경화되는 방식의 적층가공 공정으로, 재료가 수용된 수조, 상기 수조의 하측에 설치되어 상기 재료를 조사하여 경화, 즉 고체화시키는 광원, 상기 수조의 상측에서 이동하며 상기 경화된 재료, 즉 조형물이 붙어 조형물이 제조되는 빌드 플레이트(Build Plate), 상기 빌드 플레이트를 이동시키는 엑츄에이터, 상기 빌드 플레이트와 상기 엑츄에이터 사이에 위치되어 상기 빌드 플레이트와 상기 엑츄에이터를 연결시키는 브라켓으로 이루어진다.
이와 관련된 기술로 US8845316 B2(2014.09.30)(이하, 특허문헌 1)에는 수조 바닥부의 분리력, 빌드 플레이트의 거리, 압력, 유체압력, 인장 하중 중 하나를 측정하여 빌드 플레이트를 이송하는 속도를 제어하는 방법이 게재되어 있다.
3차원 프린팅 공정 상 각층의 광중합 반응 후 수조로부터 조형물을 박리시킬 때, 각 층에 조사된 이미지의 특성에 따라 박리 토크(Delamination Force)가 변한다. 상기 박리 토크란 박리에 필요한 힘의 크기를 뜻한다.
한편 종래에는 3차원 프린팅 공정 동안의 상기 빌드 플레이트 이동 속도가 상기 각 층의 이미지 특성과는 관계 없이 일정하였다. 따라서, 종래에는 조형물의 형태에 따라 출력이 실패되는 경우가 있었고, 출력 품질 저하가 발생되었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 조형물의 형상과 관계없이 각 층의 이미지 특성에 맞춰 능동적으로 빌드 플레이트 이동 속도를 제어함으로써 조형 실패를 줄이고 최적의 조형을 구현하고자 하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법을 제공하는 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 조형물의 형상에 따라 다른 속도 가중치를 적용하여 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법을 제공하는 것이 목적이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은, 빌드 플레이트의 하면에 적층될 조형물 중 각 층의 2D 이미지를 픽셀화하는 단계; 상기 2D 이미지의 픽셀을 이진화시켜 데이터를 추출하는 단계; 상기 데이터를 토대로 이동 속도 가중치를 결정하는 단계; 상기 이동 속도 가중치를 적용하여 상기 빌드 플레이트의 이동 속도를 결정하는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은, 상기 데이터 추출 단계는, 상기 빌드 플레이트 하면의 면적 대비 상기 이진화시킨 픽셀 중 '1' 픽셀의 비율에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은, 상기 데이터 추출 단계는, 상기 이진화된 픽셀 중 상기 2D 이미지 상의 가상의 선과 접하는 픽셀을 샘플링하여 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은, 상기 데이터 추출 단계는, 상기 가상의 선은 서로 교차하는 2 개의 대각선인 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은, 상기 데이터 추출 단계는, 상기 샘플링한 픽셀 중 '1'의 픽셀이 2 개 이상 서로 연결된 부분의 총 갯수에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은, 상기 데이터 추출 단계는, 상기 샘플링한 픽셀 중 '1'의 픽셀이 2 개 이상 서로 연결된 부분 중 최소 길이에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 조형물 출력의 성공률이 상승된다.
또한 본 발명은 조형물의 품질이 향상된다.
또한 본 발명은 조형물의 최적의 조형으로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 3차원 프린터의 간략한 구성
도 2는 제1실시 예에 적용되는 이진화된 픽셀로 표현된 조형물의 2D 이미지
도 3은 제2,3실시 예에 적용되는 이진화된 픽셀로 표현된 조형물의 2D 이미지
도 4는 본 발명 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법의 플로어 차트
도 5는 제1실시 예의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법의 플로어 차트
도 6은 제2실시 예의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법의 플로어 차트
도 7은 제3실시 예의 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법의 플로어 차트
이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접촉되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는 도면을 토대로 본 발명에 적용되는 3차원 프린터의 바람직한 실시 예를 설명하도록 한다.
우선 3차원 프린터는, 광경화성액상 재료(300)가 수용될 수 있는 수조(VAT)(200), 상기 재료(300)를 투사광선으로 조사하여 경화시키는 광원(100), 상기 수조(200)의 상측에 위치되며 상기 재료(300)가 하면에 붙어 조형물(P)이 되는 빌드 플레이트(410), 상기 빌드 플레이트(410)의 위치를 이동시키는 구동부(430), 빌드 플레이트(410)의 이동 속도를 결정하여 구동부(430)를 제어시키는 제어부(미도시)를 포함한다.
본 발명의 3차원 프린터의 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도를 결정하는 방법은, 빌드 플레이트(410)의 하면에 적층될 조형물(P) 중 각 층의 2D 이미지(IM)를 픽셀화하는 단계(S10); 상기 2D 이미지(IM)의 픽셀(PX)을 이진화시켜 데이터를 추출하는 단계(S20); 상기 데이터를 토대로 이동 속도 가중치(A,B,C,D)를 결정하는 단계(S30); 상기 이동 속도 가중치(A,B,C,D)를 적용하여 상기 빌드 플레이트(410)의 이동 속도를 결정하는 단계(S40);를 포함한다.
따라서 본 발명은 빌드 플레이트(410)의 이동 속도가 각 층 조형물(P)의 형상이나 특징에 맞춰 결정되므로 조형물 출력의 성공률이 상승되고, 조형물(P)의 품질이 향상되며, 조형물(P)을 최적의 조형으로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 조형물(P) 한 층의 경화가 완료된 이후, 빌드 플레이트(410)의 이동과정에서 발생할 수 있는 조형물(P) 파손이 억제된다.
상기 픽셀화 단계(S10)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 빌드 플레이트(410) 하면인 사각면을 2D 이미지화시키고, 상기 2D 이미지(IM)를 격자무늬처럼 픽셀화시키는 단계이다.
상기 2D 이미지(IM)는 조형물(P)의 이미지와 빌드 플레이트(410)의 하면 이미지로 이루어질 수 있다.
이후, 데이터 추출 단계(S20)에서는 이진화시킨 픽셀(PX) 중 조형물 이미지(PI)가 위치되는 픽셀(PX)은 '1'로 이진화시키고, 조형물(P) 이미지(IM)가 위치되지 않는 픽셀(PX)이면 '0'으로 이진화시켜 이들로부터 데이터를 추출한다.
이하에서는 상기 단계를 포함하는 실시 예들을 설명하도록 한다.
===================== 제1실시 예 =====================
제1실시 예는 빌드 플레이트(410) 하면 전체의 면적 대비 조형물 이미지(PI)의 면적 비율을 기준으로 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도를 결정하는 것으로, 도 1 내지 도 5에 도시된 바를 토대로 설명하도록 한다.
본 실시 예에서 상기 데이터 추출 단계(S21)는, 상기 빌드 플레이트(410) 하면의 면적 대비 상기 이진화시킨 픽셀(PX) 중 '1' 픽셀(PX)의 비율에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
보다 자세하게, 본 실시 예는 2D 이미지(IM)를 이진화시킨 전체 픽셀(PX) 중 '1' 픽셀(PX)의 갯수를 카운트한다. 이후 상기 전체 픽셀(PX) 수 대비 '1' 픽셀(PX) 갯수의 비율을 산출한다. 이후 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도 가중치(A)를 적용하여 조형물(P) 형상에 알맞는 빌드 플레이트(410) 이동속도를 산출할 수 있다.
본 실시 예에서 이동 속도 가중치(A)는 '1' 픽셀(PX)의 비율, 즉 조형물 이미지(PI)의 면적이 클수록 크게 결정된다.
예를 들어, 상기 '1' 픽셀(PX)의 비율이 0 ~ 25%이면 가중치(A)는 1.0이고, 25 ~ 50%이면 가중치(A)는 1.2이며, 50 ~ 75%이면 가중치(A)는 1.5이고, 75 ~ 100%이면 가중치(A)는 2.0이다.
본 실시 예에서 빌드 플레이트(410)의 이동 속도의 수식을 'V(modified) = V(default) x 가중치(A)' 라고 한다. V(default) 값은 1로 한다.
도 2(b)에서 '1' 픽셀(PX)의 비율이 75%라고 한다면 V(modified) = 1 x 2.0 = 2.0이 된다.
도 2(a)에서 '1' 픽셀(PX)의 비율이 0~25%라고 한다면 V(modified) = 1 x 1.0 = 1.0이 된다.
따라서, 빌드 플레이트(410)의 이동 속도는 도 2(b)의 경우보다 도 2(a)일 때 2배 빠르다. 즉 형성될 조형물(P)의 면적 비율이 클수록 빌드 플레이트(410)의 이동 속도가 느리다.
이하에서는 제1실시 예에 대하여 보다 자세하게 설명하도록 한다.
우선, 빌드 플레이트(410)의 하면인 사각면과 상기 사각면에 적층될 조형물(P)을 2D 이미지화시키고, 상기 2D 이미지(IM)를 격자무늬처럼 픽셀화시킨다(S10).
이후, 상기 2D 이미지(IM)의 픽셀(PX)을 '0'과 '1'로 이진화시켜 데이터를 추출한다(S21).
데이터 추출 단계(S21)는, 이진화시킨 픽셀(PX) 중 조형물 이미지(PI)가 위치되는 픽셀(PX)이면 '1'로 이진화시키고, 조형물(P) 2D 이미지(IM)가 위치되지 않는 픽셀(PX)이면 '0'으로 이진화시킨다. 이때, 2D 이미지(IM)를 이진화시킨 전체 픽셀(PX) 중 '1' 픽셀(PX)의 갯수를 카운트한다. 그리고서, 상기 전체 픽셀(PX) 수 대비 '1' 픽셀(PX) 갯수의 비율에 해당하는 데이터를 추출한다.
이후, 추출한 상기 데이터를 토대로 이동 속도 가중치(A)를 결정한다(S30).
이후, 상기 수식'V(modified) = V(default) x 가중치(A)'에 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도 가중치(A)를 적용하여 형성할 조형물(P)의 형상에 알맞는 빌드 플레이트(410) 이동 속도를 결정한다(S40).
이후, 상기 제어부(미도시)는 산출한 이동속도로 빌드 플레이트(410)를 이동시키면서 조형물(P)을 형성한다.
===================== 제2실시 예 =====================
제2실시 예는, 전체 빌드 플레이트(410) 면적 대비 조형물 이미지(PI)의 분포 특성을 기준으로 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도를 결정하는 것으로, 도 1 내지 도 4와 도 6에 도시된 바를 토대로 설명하도록 한다.
본 실시 예에서 상기 데이터 추출 단계는, 상기 이진화된 픽셀(PX) 중 상기 2D 이미지(IM) 상의 가상의 선(L1,L2)과 접하는 픽셀(PX)을 샘플링하여 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 추출 단계는, 상기 가상의 선(L1,L2)은 서로 교차하는 2 개의 대각선(L1,L2)인 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 추출 단계는, 상기 샘플링한 픽셀(PX) 중 '1'의 픽셀(PX)이 2 개 이상 서로 연결된 부분의 총 갯수에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
이하에서 '1' 픽셀(PX)이 2 개 이상 서로 연결된 부분은 '1' 픽셀(PX) 패턴이라고 한다.
도 3(b)에서 '1' 픽셀(PX) 패턴은 5개이다.
예를 들어 가상의 선과 접하여 샘플링한 픽셀(PX)이'100111101101111011101111011101111' 라고 한다면, '1' 픽셀(PX) 패턴은 밑줄 친 것과 같이 7개이다.
본 실시 예에서 이동 속도 가중치(B,C)는 '1' 픽셀(PX) 패턴이 많을수록, 즉 독립된 조형물(P)의 갯수가 많을수록 크다.
예를 들어, '1' 픽셀(PX) 패턴의 갯수가 0 ~ 2 개면 가중치(B,C)는 1.0이고, 2 ~ 5개면 가중치(B,C)는 1.2이며, 5 ~ 10개면 가중치(B,C)는 1.5이고, 10 개 이상이면 가중치(B,C)는 2.0이다.
본 실시 예는 가상의 선마다 이동 속도 가중치를 산출한다. 즉 2 개의 대각선(L1, L2) 각각에 해당하는 2 가지의 이동 속도 가중치(B,C)를 산출한다.
본 실시 예에서 빌드 플레이트(410)의 이동 속도의 수식을 'V(modified) = V(default) x 가중치(B) x 가중치(C)' 라고 한다. V(default) 값은 1로 한다.
도 3(b)에서 '1' 픽셀(PX) 패턴의 갯수가 대각선 L1에서 3 개, 대각선 L2에서 3 개라고 한다면 V(modified) = 1 x 1.2 x 1.2 = 1.44가 된다.
도 3(a)에서 '1' 픽셀(PX) 패턴의 갯수가 L1, L2에서 모두 1 개라고 한다면 V(modified) = 1 x 1.0 x 1.0 = 1.0이 된다.
따라서, 빌드 플레이트(410)의 이동 속도는 도 3(a)가 도 3(b)보다 1.44배 빠르다. 즉 형성될 조형물 이미지(PI)의 '1' 픽셀(PX) 패턴의 갯수가 많을수록 빌드 플레이트(410)의 이동 속도가 느리다.
따라서 본 실시 예는, 서로 분리되어 독립된 조형물(P)이 많을수록 빌드 플레이트(410)의 이동 속도가 더 느린 것이다.
이하에서는 제2실시 예에 대하여 보다 자세하게 설명하도록 한다.
우선, 빌드 플레이트(410)의 하면인 사각면과 상기 사각면에 적층될 조형물(P)을 2D 이미지화시키고, 상기 2D 이미지(IM)를 격자무늬처럼 픽셀화시킨다(S10).
이후, 상기 2D 이미지(IM)의 픽셀(PX)을 '0'과 '1'로 이진화시켜 데이터를 추출한다(S23).
데이터 추출 단계(S23)는, 이진화시킨 픽셀(PX) 중 조형물 이미지(PI)가 위치되는 픽셀(PX)이면 '1'로 이진화시키고, 조형물(P) 2D 이미지(IM)가 위치되지 않는 픽셀(PX)이면 '0'으로 이진화시킨다. 이때, 상기 이진화시킨 픽셀(PX) 중 '1' 픽셀(PX) 패턴의 총 갯수를 카운트한다. 그리고서, '1' 픽셀(PX) 패턴의 갯수에 해당하는 데이터를 추출한다.
이후, 추출한 상기 데이터를 토대로 대각선 L1과 L2의 이동 속도 가중치(B,C)를 결정한다(S30).
이후, 상기 수식 'V(modified) = V(default) x 가중치(B) x 가중치(C)'에 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도 가중치(B,C)를 적용하여 형성할 조형물(P)의 형상에 알맞는 빌드 플레이트(410) 이동속도를 결정한다(S40).
이후, 상기 제어부(미도시)는 산출한 이동속도로 빌드 플레이트(410)를 이동시키면서 조형물(P)을 형성한다.
===================== 제3실시 예 =====================
제3실시 예는 전체 빌드 플레이트(410) 면적 대비 조형물 이미지(PI)의 분포 특성을 기준으로 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도를 결정하는 또 다른 방법으로, 도 1 내지 도 4와 도 7에 도시된 바를 토대로 설명하도록 한다.
본 실시 예에서 상기 데이터 추출 단계(S25)는, 상기 이진화된 픽셀(PX) 중 상기 2D 이미지(IM) 상의 가상의 선(L1, L2)과 접하는 픽셀(PX)을 샘플링하여 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 추출 단계(S25)는, 상기 가상의 선(L1, L2)은 서로 교차하는 2 개의 대각선인 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 추출 단계(S25)는, 상기 샘플링한 픽셀(PX) 중 '1'의 픽셀(PX)이 2 개 이상 서로 연결된 부분 중 최소 길이에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
이하에서 '1' 픽셀(PX)이 2 개 이상 서로 연결된 부분은 '1'픽셀(PX) 패턴이라고 한다.
예를 들어 가상의 선과 접하여 샘플링한 픽셀(PX)이'100111101101111011101111011101111' 라고 한다면, '1' 픽셀(PX) 패턴의 최소 길이는 '1'이 밑줄 친 부분, 즉 '1' 픽셀이 가장 적은 수만큼 연결된 부분의 길이가 된다.
본 설명에서 '1' 픽셀(PX) 패턴의 최소 길이의 단위는 기재를 생략하였다.
본 실시 예에서 서로 접하여 연결된 '1' 픽셀(PX) 패턴들 중 최소길이가 짧을수록 이동 속도 가중치(D)는 크게 결정된다.
예를 들어, 연속된 '1' 픽셀(PX) 패턴의 최소길이가 0 ~ 2 이면 가중치(D)는 1.0이고, 2 ~ 5면 가중치(D)는 1.2이며, 5 ~ 10이면 가중치(D)는 1.5이고, 10 이상이면 가중치(D)는 2.0이다.
본 실시 예는 서로 교차하는 2 개의 대각선(L1, L2)을 모두 샘플링하여 이동 속도 가중치(D)를 산출한다.
본 실시 예에서 빌드 플레이트(410)의 이동 속도의 수식을 'V(modified) = V(default) x 가중치(D)' 라고 한다. V(default) 값은 1로 한다.
도 3(b)을 기준으로 대각선 L1, L2 에서 샘플링한 '1' 픽셀(PX) 패턴 중 최소길이가 1 이라면 V(modified) = 1 x 1 = 1이 된다.
한편, 도 3(a)을 기준으로 대각선 L1, L2 중에서 '1' 픽셀(PX) 패턴의 최소길이가 4라면 V(modified) = 1 x 1.5 x = 1.5이 된다.
따라서, 빌드 플레이트(410)의 이동 속도는 도 3(a)가 도 3(b)일 때보다 1.5배 빠르다. 즉 형성될 조형물(P)의 '1'픽셀(PX) 패턴의 최소길이가 짧을수록 빌드 플레이트(410)의 이동 속도가 느리다.
따라서 본 실시 예는, 형성할 조형물(P)이 작을수록 빌드 플레이트(410)의 이동 속도가 느린 것이다.
이하에서는 제3실시 예에 대하여 보다 자세하게 설명하도록 한다.
우선, 빌드 플레이트(410)의 하면인 사각면과 상기 사각면에 적층될 조형물(P)을 2D 이미지화시키고, 상기 2D 이미지(IM)를 격자무늬처럼 픽셀화시킨다(S10).
이후, 상기 2D 이미지(IM)의 픽셀(PX)을 '0'과 '1'로 이진화시켜 데이터를 추출한다(S25).
이후, 데이터 추출 단계(S25)는, 이진화시킨 픽셀(PX) 중 조형물 이미지(PI)가 위치되는 픽셀(PX)이면 '1'로 이진화시키고, 조형물(P) 2D 이미지(IM)가 위치되지 않는 픽셀(PX)이면 '0'으로 이진화시킨다. 이때 상기 이진화시킨 픽셀(PX) 중 '1' 픽셀(PX) 패턴의 최소길이를 확인한다. 그리고, '1' 픽셀(PX) 패턴의 최소길이를 토대로 이동 속도 가중치(D)를 결정한다(S30).
이후, 상기 수식 'V(modified) = V(default) x 가중치(D)'에 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도 가중치(D)를 적용하여 형성할 조형물(P)의 형상에 알맞는 빌드 플레이트(410) 이동속도를 결정한다(S40).
이후, 상기 제어부(미도시)는 산출한 이동속도로 빌드 플레이트(410)를 이동시키면서 조형물(P)을 형성한다.
===================== 제4실시 예 =====================
제4실시 예는 제1실시 예 내지 제3실시 예의 방법 전부를 동시에 적용하는 경우이다.
즉, 제4실시 예는 이동 속도 가중치를 결정하는 데이터를 3 가지 조건, 즉 1) 상기 이진화시킨 픽셀(PX) 중 '1' 픽셀(PX)의 비율, 2) 상기 2D 이미지(IM) 상의 대각선과 접하며 '1'의 픽셀(PX)이 2 개 이상 연속된 부분의 총 갯수, 3) 상기 2D 이미지(IM) 상의 대각선과 접하며 '1'의 픽셀(PX)이 2 개 이상 연속된 부분 중 최소 길이의 조건을 모두 적용하여 빌드 플레이트(410)의 층별 이동 속도를 결정한다.
본 실시 예의 수식은 'V(modified) = V(default) x 가중치(A) x 가중치(B) x 가중치(C) x 가중치(D)'이다.
이외에 설명하지 않은 구성과 단계 및 효과는 이외의 실시 예의 구성과 단계 및 효과와 동일하다.
=======================================================
한편, 층별 이동 속도 가중치 시험을 통해 도출되어 상기 제어부(미도시)에 기설정되어 있어야 사용자가 3차원 프린터를 편리하게 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 제2,3 실시 예에서 픽셀(PX)을 샘플링할 때 가상의 선, 즉 대각선(L1, L2)을 기준으로 하였지만, 다른 형태의 선도 기준으로 할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 십(十)자로 교차하는 선(L3, L4)만을 기준으로 픽셀(PX)을 샘플링할 수 있고, 대각선(L1, L2)과 함께 십(十)자로 교차하는 선(L3, L4) 또는 다른 형상의 직선을 기준으로 픽셀(PX)을 샘플링할 수도 있다.
이로 인해 빌드 플레이트(410)의 이동 속도가 조형물(P)과 더욱 적절하게 결정되어 조형물(P)의 출력 결과가 좋아질 수 있다.
한편, 제2실시 예와 같이 연결된 '1' 픽셀(PX) 패턴의 갯수를 기준으로 이동 속도를 결정하는 경우, 각각의 가상의 선으로부터 이동 속도 가중치를 산출하고, 상기 V(modified) 수식에 가상의 선 갯수만큼 이동 속도 가중치를 대입하여 이동 속도를 결정한다.
한편, 제3실시 예와 같이 '1' 픽셀(PX) 패턴의 최소길이를 기준으로 이동 속도를 결정하는 경우, 모든 가상의 선 중에서 가장 짧은 최소길이 하나만을 이동 속도 가중치로 대입하여 이동 속도를 결정한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있다.
** 주요 부호에 대한 설명 **
100 : 광원 200 : 수조
300 : 재료 410 : 빌드 플레이트
420 : 브라켓 430 : 작동부
PI : 조형물 이미지 IM : 2D 이미지
PX : 픽셀 L1, L2 : 가상의 선(대각선)

Claims (6)

  1. 빌드 플레이트의 하면에 적층될 조형물 중 각 층의 2D 이미지를 픽셀화하는 단계;
    상기 2D 이미지의 픽셀을 이진화시켜 데이터를 추출하는 단계;
    상기 데이터를 토대로 이동 속도 가중치를 결정하는 단계;
    상기 이동 속도 가중치를 적용하여 상기 빌드 플레이트의 이동 속도를 결정하는 단계;를 포함하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 추출 단계는, 상기 빌드 플레이트 하면의 면적 대비 상기 이진화시킨 픽셀 중 '1' 픽셀의 비율에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 추출 단계는, 상기 이진화된 픽셀 중 상기 2D 이미지 상의 가상의 선과 접하는 픽셀을 샘플링하여 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 데이터 추출 단계는, 상기 가상의 선은 서로 교차하는 2 개의 대각선인 단계인 것을 특징으로 하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 데이터 추출 단계는, 상기 샘플링한 픽셀 중 '1'의 픽셀이 2 개 이상 서로 연결된 부분의 총 갯수에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법
  6. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 데이터 추출 단계는, 상기 샘플링한 픽셀 중 '1'의 픽셀이 2 개 이상 서로 연결된 부분 중 최소 길이에 해당하는 데이터를 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 3차원 프린터의 빌드 플레이트의 층별 이동 속도를 결정하는 방법





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