KR20210024606A - 수지의 양을 검출하기 위해 설치된 스테레오리소그래피 장치, 및 그 작동 방법 - Google Patents

수지의 양을 검출하기 위해 설치된 스테레오리소그래피 장치, 및 그 작동 방법 Download PDF

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KR20210024606A
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투오마스 밀리래
테로 락콜라이넨
빌레 부오리오
자리 코포넨
라세 토이멜라
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플란메카 오이
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Abstract

스테레오리소그래피 장치는, 고정 통(401) 또는 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스에 사용하기 위해 수지를 보유하는 제거 가능한 통을 수용하기 위한 홀더, 상기 통(401)의 부분 상에 패턴을 투영하도록 구성된 광학 복사기(901), 상기 통(401)의 상기 부분 및/또는 투영된 패턴이 반사되는 표면이, 광학 이미징 검출기(501)가 작동 위치에 있는 경우, 시야 내에 있도록 설치되고 지향되는, 시야를 갖는 광학 이미징 검출기(501), 및 상기 광학 이미징 검출기(501)에 결합되어 상기 광학 이미징 검출기(501)로부터 광학 이미지 데이터를 수신하는 제어기(502, 2001)를 포함한다. 상기 제어기(502, 2001)는 상기 통(401) 내의 수지의 양을 계산하기 위해 상기 광학 이미지 데이터를 사용하도록 구성된다.

Description

수지의 양을 검출하기 위해 설치된 스테레오리소그래피 장치, 및 그 작동 방법
본 발명은 스테레오리소그래피 적층 제조로도 공지된 스테레오리소그래피 3D 인쇄 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 스테레오리소그래피 장치에서 수지의 사용을 최적화하는 데에 획득된 이미지 데이터를 활용하는 것에 관한 것이다.
스테레오리소그래피는 광학 복사선을 사용하여 적절한 원료를 광중합함으로써 원하는 물체를 제조하는 3D 인쇄 또는 적층 제조 기술이다. 원료는 수지 형태로 프로세스에 들어온다. 통은 일정량의 수지를 보유하는 데에 사용되며, 빌드 플랫폼은 생성될 물체가 빌드 플랫폼의 빌드 표면에서 시작하여 층별로 성장하도록 수직 방향으로 이동한다. 광중합에 사용되는 광학 복사선은 통 위에서 생겨날 수 있으며, 이 경우 빌드 플랫폼은 제조가 진행됨에 따라 나머지 수지를 통해 하향으로 이동한다. 본 설명은 특히 스테레오리소그래피의 소위 "상향식" 변형에 관한 것으로, 여기서 광중합 광학 복사선은 통 아래에서 생겨나고 빌드 플랫폼은 제조가 진행됨에 따라 나머지 수지로부터 멀어지게 상향으로 이동한다.
일반적으로, 경험이 없는 사용자로도 스테레오리소그래피 장치를 쉽고 간단하게 작동하게 하는 데는 몇 가지 도전 과제가 있다. 예를 들어, 상이한 종류의 물체를 제조하기 위해서는 상이한 수지가 필요하며, 그 특성을 최대한 사용하려면 그에 따라 스테레오리소그래피 장치의 작동 파라미터 값을 설정해야 할 수 있다. 사용자는 장치를 매번 정확한 파라미터 값으로 프로그래밍하는 책임을 지는 것이 지루하고 불편하다고 생각할 수 있다. 수지는 비교적 비싸기 때문에, 너무 많은 수지가 통에 들어가지 않게 하고 실제 제조 작업에 가능한 많은 나머지 수지를 사용하게 하도록 주의해야 한다. 수지의 점성 및 점착성 속성은 가능한 한 수지의 자동화 취급을 요구한다.
종래 기술은 통에서 수지의 표면 레벨을 측정하기 위한 다양한 해결책을 포함한다. 이들 중 일부는 점착성 수지 재료와 접촉하는 구성요소를 포함하거나 알루미늄으로 제조된 것과 같은 임의의 종류의 통에 사용하도록 적용될 수 없는 기술을 적용한다.
이들 도전 과제를 고려하여, 바람직하게는 충분히 간단하고 저렴하면서도 충분히 신뢰할 수 있게 표면 레벨을 검출하거나 통에 있는 수지의 양을 계산하게 하는 구조적 해결책 및 작동 실시가 요구된다.
본 발명은 사용자가 그 사용을 편리하고 안전하게 생각하도록 스테레오리소그래피 장치 및 그 작동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이들 및 다른 유리한 목적은 광학 복사기 및 광학 이미징 검출기를 스테레오리소그래피 장치에 장착함으로써 달성되며, 그 시야는 장치의 작업 영역의 적어도 일부를 커버한다.
제1 양태에 따르면, 스테레오리소그래피 장치는, 고정 통 또는 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스에 사용하기 위해 수지를 보유하는 제거 가능한 통을 수용하기 위한 홀더, 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 부분 상에 패턴을 투영하도록 구성된 광학 복사기, 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 상기 부분 및/또는 투영된 패턴이 반사되는 표면이, 광학 이미징 검출기가 작동 위치에 있는 경우, 시야 내에 있도록 설치되고 지향되는, 시야를 갖는 광학 이미징 검출기, 및 상기 광학 이미징 검출기에 결합되어 상기 광학 이미징 검출기로부터 광학 이미지 데이터를 수신하는 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 고정 또는 제거 가능한 통 내의 수지의 양을 계산하기 위해 상기 광학 이미지 데이터를 사용하도록 구성된다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 광학 복사기는 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 상기 부분 상에 레이저 광의 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성된 레이저이다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 상기 부분은 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 림의 부분을 포함하고, 상기 레이저는 패턴이 상기 림의 에지로부터 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 바닥을 향해 선형으로 연장되도록 상기 림 상에 상기 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성된다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 레이저는 패턴이 상기 림의 수평 에지로부터 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 상기 바닥을 향해 수직으로 연장되도록 상기 림 상에 상기 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성된다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 레이저는 패턴이 상기 림의 수평 에지로부터 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 상기 바닥을 향해 비스듬하게 연장되도록 상기 림 상에 상기 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성된다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 광학 복사기는 상기 고정 또는 제거 가능한 통 상에 레이저 광의 적어도 2개의 별개의 분산 패턴을 투영하도록 구성된다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 레이저는 적어도 하나의 레이저 소스 및 상기 레이저 소스에 의해 생성된 선형 레이저 빔을 부채꼴(fan-like) 형상으로 분산하도록 구성된 적어도 하나의 렌즈를 포함한다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 광학 복사기는 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 중심부 상에 적어도 하나의 패턴을 투영하도록 구성된 레이저이다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 광학 복사기는 스테레오리소그래피에서 수지를 광중합하는 데에 사용되는 파장보다 긴 미리 규정된 차단 파장보다 길거나 기껏해야 동일한 파장의 광학 복사선만을 방출하도록 구성된다.
스테레오리소그래피 장치의 일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 광학 이미지 데이터로부터 상기 투영된 패턴의 반사 이미지를 인식하도록 구성되고, 상기 반사 이미지의 하나 이상의 검출된 치수로부터 상기 통 내에 보유된 수지의 상기 양을 계산하도록 구성된다.
제2 양태에 따르면, 스테레오리소그래피 장치를 작동하는 방법은, 상기 스테레오리소그래피 장치의 고정 또는 제거 가능한 통의 부분 상에 패턴을 광학적으로 투영하는 단계, 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 상기 부분 및/또는 투영된 패턴이 반사되는 표면의 광학 이미지의 디지털 표현을 투영되거나 반사된 상기 패턴으로 생성하는 단계 및 상기 디지털 표현을 사용하여 상기 고정 또는 제거 가능한 통 내의 수지의 양을 계산하는 단계를 포함한다.
방법의 일 실시예에서, 상기 패턴은 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 림의 부분 상의 레이저 광의 분산 패턴이다.
방법의 일 실시예에서, 상기 분산 패턴은 상기 림의 부분을 가로지르는 라인을 포함하고, 방법은 상기 라인의 잔여 부분과 광학적으로 상이하게 나타나는 상기 라인의 제1 부분의 길이를 상기 디지털 표현으로부터 검출하는 단계를 포함한다.
방법의 일 실시예에서, 상기 패턴은 고정 또는 제거 가능한 통의 중심부 상의 레이저 광의 패턴이고, 방법은 고정 또는 제거 가능한 통 내의 수지의 표면 레벨에 따라 상이한 위치에서 광학적으로 나타나는 2차 반사의 위치를 상기 디지털 표현으로부터 검출하는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 양태 및 실시예는 서로 임의의 조합으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 여러 개의 양태 및 실시예는 함께 결합되어 본 발명의 또 다른 실시예를 형성할 수 있다.
본 발명의 추가 이해를 제공하고 본 명세서의 일부를 구성하도록 포함된 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 데에 도움이 된다. 도면에서:
도 1은 스테레오리소그래피 장치를 덮개가 폐쇄된 상태에서 정면도로 도시하고,
도 2는 스테레오리소그래피 장치를 덮개가 폐쇄된 상태에서 측면도로 도시하며,
도 3은 스테레오리소그래피 장치를 덮개가 개방된 상태에서 정면도로 도시하고,
도 4는 스테레오리소그래피 장치를 덮개가 개방된 상태에서 측면도로 도시하며,
도 5는 광학 이미징 검출기의 작동 위치의 예를 정면도로 도시하고,
도 6은 광학 이미징 검출기의 작동 위치의 예를 측면도로 도시하며,
도 7은 스테레오리소그래피 장치의 작업 영역의 예를 도시하고,
도 8은 수지 탱크의 가시적 표면 상에 그래픽으로 표현된 정보를 사용하는 예를 도시하며,
도 9는 광학 복사기를 사용하는 예를 정면도로 도시하고,
도 10은 광학 복사기를 사용하는 예를 측면도로 도시하며,
도 11은 광학 복사기를 사용하여 빌드 표면을 검사하는 예를 도시하고,
도 12는 광학 복사기를 사용하여 빌드 표면을 검사하는 예를 도시하며,
도 13은 광학 복사기를 사용하여 통에 패턴을 투영하는 예를 도시하고,
도 14는 광학 복사기를 사용하여 통에 패턴을 투영하는 예를 도시하며,
도 15는 광학 복사기를 사용하여 통 내의 수지의 양을 측정하는 예를 도시하고,
도 16은 광학 복사기를 사용하여 통 내의 수지의 양을 측정하는 예를 도시하며,
도 17은 광학 복사기를 사용하여 통 내의 수지의 양을 측정하는 예를 도시하고,
도 18은 광학 복사기를 사용하여 통 내의 수지의 양을 측정하는 예를 도시하며,
도 19는 광학 이미징 검출기를 사용하여 빌드 표면을 검사하는 예를 도시하고,
도 20은 스테레오리소그래피 장치의 블록도의 예를 도시하며,
도 21은 방법의 예를 도시하고,
도 22는 방법의 예를 도시하며,
도 23은 방법의 예를 도시하고,
도 24는 방법의 예를 도시한다.
도 1 내지 도 4는 스테레오리소그래피 장치의 예를 도시한다. 장치는 또한 스테레오리소그래피 3D 프린터, 또는 스테레오리소그래피 적층 제조 장치라고 명명될 수 있다. 장치의 기본 부품은 베이스 부분(101) 및 덮개(102)이며, 그 중에 덮개(102)는 베이스 부분(101)에 이동 가능하게 결합되어 도 1 및 도 2에 도시된 폐쇄 위치와 도 3 및 도 4에 도시된 개방 위치 사이에서 이동될 수 있다. 여기서, 이동 방향은 수직이지만, 이것이 필수 사항은 아니다; 베이스 부분(101)에 대한 덮개(102)의 이동은 다른 방향으로 일어날 수 있다. 이 종류의 이동 가능한 덮개의 중요한 이점은, 진행중인 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스가 덮개(102)를 폐쇄함으로써 임의의 간섭하는 외부 광학 복사선으로부터 보호될 수 있다는 것이다.
통(401)은 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스에 사용하기 위한 수지를 보유하기 위해 베이스 부분(101)에 제공된다. 통(401)이 스테레오리소그래피 장치의 고정 부분이 아닌 경우, 베이스 부분(101)은 제거 가능한 통을 수용하기 위한 홀더를 포함할 수 있다. 홀더는, 예를 들어 통(401)이 놓일 수 있는 본질적으로 수평인 상부 표면을 갖는 테이블(405)일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 홀더는 지지 레일, 정렬 보조 장치, 로킹 메커니즘, 및/또는 통을 지지하고 및/또는 적절한 위치를 취하고 유지하도록 구성된 기타 유사한 수단을 포함할 수 있다. 이 설명에서, 통(401)에 대한 모든 언급은 고정 통 배열 및 제거 가능한 통(401)이 상기 종류의 홀더에 수용될 수 있는 배열 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
빌드 표면(403)을 갖는 빌드 플랫폼(402)은 빌드 표면(403)이 통(401)과 대면하도록 통(401) 위에 지지된다. 이 배열은 광중합 복사선이 통 아래에서 생기는 스테레오리소그래피의 소위 "상향식" 변형에 통상적이다. 통(401)의 바닥은 상기 광중합에 사용되는 복사선의 종류에 대해 선택적으로 투명하거나 반투명하게 이루어질 수 있다.
이동 메커니즘이 제공되고 제1 및 제2 극단 위치 사이의 작업 이동 범위에서 빌드 플랫폼(402)을 이동시키도록 구성된다. 이들 중, 제1 극단 위치는 통(401)에 근접한 위치이고, 제2 극단 위치는 통(401)에서 멀리 떨어진 위치이다. 제1 극단 위치에서, 빌드 표면(403)은 통(401)의 바닥에 매우 가깝다. 제조될 물체의 제1 층은 빌드 플랫폼(402)이 제1 극단 위치에 있을 때 빌드 표면(403) 상에 광중합될 것이다. 결과적으로, 상기 제1 극단 위치에서, 빌드 표면(403)과 통(401)의 바닥 사이의 거리는 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스에서 한 층의 두께 정도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 위치는 제2 극단 위치이거나, 적어도 제1 극단 위치보다는 제2 극단 위치에 더 가깝다. 스테레오리소그래피 장치의 작업 영역은 제조될 물체가 이 영역 내에 나타날 것이기 때문에 통(401)과 빌드 플랫폼(402)의 제2 극단 위치 사이에 존재한다고 말할 수 있다. 빌드 플랫폼(402)은 물체를 제조하는 동안 제2 극단 위치까지 또는 심지어 가까이 이동할 필요가 없으며; 제2 극단 위치는 물체가 완성되고 나면 제조된 물체를 빌드 플랫폼(402)으로부터 분리하기 쉽게 만드는 데에 가장 유용할 수 있다.
도 1 내지 도 4의 실시예에서, 빌드 플랫폼(402)을 이동시키기 위한 이동 메커니즘은 베이스 부분(101) 내부에 있으며, 베이스 부분(101)의 수직 표면에서 보이는 2개의 슬릿(301), 뿐만 아니라 빌드 플랫폼(402)의 수평 지지부(404)에 의해서만 나타낸다. 또한, 베이스 부분(101)에 대해 덮개(102)를 이동시키기 위한 유사하게 숨겨진 이동 메커니즘이 존재한다. 이 제2 이동 메커니즘은 베이스 부분(101) 내부의 부분 및/또는 덮개(102) 내부의 부분을 포함할 수 있다. 베이스 부분(101) 및/또는 덮개(102)의 케이싱 내에 본질적으로 모든 이동 메커니즘을 봉입하는 것은, 사용자가 그러한 메커니즘의 임의의 이동 부분에 의해 부상을 입을 수 있는 가능성이 없기 때문에, 추가된 안전성의 이점을 포함한다.
빌드 플랫폼(402)의 수평 지지부(404)는 도면에서 개략적으로만 도시된다. 실제 구현예에서, 빌드 플랫폼(402)의 지지부는 빌드 표면(403)의 배향이 적절함을 보장하기 위한 조인트 및/또는 미세 조절 메커니즘과 같은 다양한 고급 기술 피처를 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 피처는 본 설명의 범위를 벗어나므로 여기서는 생략한다.
도 1 내지 도 4의 예시적인 스테레오리소그래피 장치의 또 다른 피처는 이 예에서 덮개(102)에 터치-감응식 디스플레이(103)를 포함하는 사용자 인터페이스이다. 사용자 인터페이스는, 덮개(102) 및 빌드 플랫폼(402)의 이동을 제어하기 위한 버튼을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 장치와 사용자 사이의 대화를 구현하기 위한 다양한 기능을 포함할 수 있다. 터치-감응식 디스플레이는, 특히 의료 및/또는 치과 클리닉과 같이 정기적으로 철저한 세정 및 소독이 필요한 환경에서 스테레오리소그래피 장치를 사용하는 경우 사용자 인터페이스의 유리한 피처이다. 터치-감응식 디스플레이(103) 및/또는 사용자 인터페이스의 다른 부분을 덮개(102)의 전방 부분에 배치하면 사용자 인터페이스의 그러한 부분이 사용자에게 쉽게 액세스 가능하게 하기 때문에 유리하다. 이와 같이, 사용자 인터페이스의 적어도 일부는 베이스 부분(101)에서 구현될 수 있다. 또 다른 가능성은 태블릿 또는 스마트폰과 같이 적절하게 프로그래밍된 휴대용 사용자 디바이스에서 사용자 인터페이스의 적어도 일부를 구현하여, 스테레오리소그래피 장치와 휴대용 사용자 디바이스 사이에 근거리 유선 또는 무선 통신이 설정되도록 하는 것이다.
작업 영역의 적어도 일부가 광학 이미징 검출기의 시야 내에 있도록 설치되고 지향되는 광학 이미징 검출기를 스테레오리소그래피 장치에 제공함으로써 상당한 이점을 얻을 수 있다. 광학 이미징 검출기가 적어도 하나의 작동 위치와 일부 다른 위치 사이에서 이동 가능하면, 적어도 광학 이미징 검출기가 상기 작동 위치에 있을 때 작업 영역은 광학 이미징 검출기의 시야 내에 나타나야 한다. 광학 이미징 검출기는 시야 내에서 광학적으로 검출될 수 있는 것을 나타내는 광학 이미지 데이터를 생성할 수 있는 디바이스이다. 대부분의 광학 이미징 검출기는 (디지털) 카메라로서 특성화될 수 있지만, 예를 들어 일반적으로 반드시 카메라로 지칭할 수는 없는 가시 광선 이외의 다른 파장에서 작동하는 광학 이미징 검출기가 있다. 일반적인 적용성을 유지하기 위해, 이 설명에서는 광학 이미징 검출기라는 용어가 사용된다.
도 5 및 도 6은 광학 이미징 검출기(501)가 덮개(102)의 내부에 어떻게 설치될 수 있는 지의 예를 개략적으로 도시한다. 덮개(102)를 폐쇄하면 광학 이미징 검출기(501)가 작동 위치로 가게 되며, 이 위치에서 작업 영역의 적어도 일부는 시야 내에 있다. 이는 그래픽 명확성을 위해 덮개이 생략된 도 7에도 도시되어 있다. 광학 이미징 검출기(501)는 도 5 및 도 6에 개략적으로 도시된 것보다 덮개(102)의 일부 다른 부분에 배치될 수 있다. 광학 이미징 검출기(501)를 덮개(102)의 내부에 배치하는 것은 또한 그 위치가 잘 보호된다는 점 및 광학 이미징 검출기가 잘 규정된 궤적을 따라 덮개와 함께 이동하게 할 가능성과 같은 추가적인 이점을 포함한다. 후자는 광학 이미징 검출기의 일부 가능한 사용에 유용한 특성이다.
광학 이미징 검출기(501)를 지지하는 또 다른 대안적인 방법은, 예를 들어 텔레스코픽 또는 접을 수 있는 지지 아암을 통해 베이스 부분(101)에 광학 이미징 검출기를 고정하여, 사용자가 필요하지 않을 때 광학 이미징 검출기를 옆으로 이동시킬 수 있도록 하거나 스테레오리소그래피 장치가 필요한 경우에만 광학 이미징 검출기를 작동 위치로 자동으로 가져올 수 있도록 하는 것이다. 광학 이미징 검출기(501)는 또한 지지부(404)가 빌드 플랫폼(402)을 이동시키는 슬릿(301)을 갖는 동일한 수직 표면의 어딘가에 설치될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 스테레오리소그래피 장치는, 광학 이미징 검출기(501)에 결합되어 광학 이미징 검출기(501)로부터 광학 이미지 데이터를 수신하는 제어기(502)를 포함한다. 제어기(502)는 스테레오리소그래피 장치의 작동을 제어하는 데에 그러한 광학 이미지 데이터를 사용하도록 구성될 수 있다. 그러한 제어의 예는 이 텍스트에서 추후에 보다 상세히 설명된다. 광학 이미징 검출기(501)와 제어기 사이의 결합은 유선 결합 또는 무선 결합일 수 있거나, 서로의 대안으로서 또는 서로를 보강하는 유선 및 무선 요소 모두를 포함할 수 있다.
제어기(502)는 도 5 및 도 6에서 덮개(102)에 설치된 것으로 도시되어 있지만, 제어기는 베이스 부분(101)에 대안적으로 설치될 수 있다. 제어기 기능은, 그 일부가 덮개(102)에 위치된 회로로 구현될 수 있는 반면 제어기 기능의 다른 부분은 베이스 부분(101)에 위치된 회로로 구현될 수 있도록 분산될 수도 있다. 제어기를 덮개(102)에 배치하는 것은, 배선이 더 단순해질 수 있기 때문에, 또한 사용자 인터페이스와 같은 다른 전자 기기의 상당한 부분이 덮개(102)에 배치되는 경우에 유리할 수 있다. 사용자 인터페이스는 그래픽 명확성을 높이기 위해 도 5 및 도 6에는 도시되어 있지 않다.
제어기(502)는 광학 이미징 검출기(501)로부터 수신한 광학 이미지 데이터로부터 물체를 인식하기 위해 기계 비전 프로세스를 실행하도록 구성될 수 있다. 광학 이미지 데이터는 본질적으로 광학 이미징 검출기(501)에 의해 기록된 이미지의 디지털 표현이고, 기계 비전은 일반적으로 이미지로부터 정보를 추출하는 것을 의미한다. 따라서, 기계 비전 프로세스를 실행함으로써, 제어기(502)는 광학 이미징 검출기(501)에 의해 보이는 다양한 물체를 인식할 수 있는 정보를 추출할 수 있다. 제어기(502)는 그러한 인식된 물체에 기초하여 결정을 내리도록 구성될 수 있다.
제어기(502)가 인식할 수 있는 물체의 한 예는 수지 탱크, 또는 수지 탱크에 의해 전달되는 그래픽으로 표현된 정보의 단편이다. 이 종류의 용례에 대한 일부 배경 지식을 제공하기 위해, 수지 취급 작업이 다음에서 좀 더 상세히 설명된다.
스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스에 사용되는 수지는 수지 탱크에서 스테레오리소그래피 장치로 가져올 수 있다. 이 텍스트에서 "수지 탱크"라는 명칭은 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스에 사용되는 수지를 준비하기 위해 수지를 보유할 수 있는 임의의 종류의 용기에 대한 일반적인 설명어로서 사용된다. 스테레오리소그래피 장치는 스테레오리소그래피 장치의 작동 위치로 수지 탱크를 제거 가능하게 수용하기 위한 홀더를 포함할 수 있다. 그러한 홀더의 예가 참조 부호 701로 도 7에 도시되어 있다. 수지 탱크를 제거 가능하게 수용하는 홀더를 제공하는 것은 사용자가 수지 탱크를 쉽게 교환하여 각각의 스테레오리소그래피 3D 인쇄 작업에 가장 최적의 수지의 사용을 보장할 수 있다는 이점을 포함한다.
홀더(701)에 제거 가능하게 수용될 수 있는 수지 탱크는 세장형 캡슐의 형태를 가질 수 있으며, 바람직하게는 덮개 또는 플러그가 일 단부의 개구를 덮고 타단부에는 출구가 나타난다. 출구에는 밸브, 밀봉부, 플러그 또는 명시적으로 원하지 않는 한 수지가 수지 탱크에서 빠져나가지 못하게 하는 일부 다른 수단이 장착될 수 있다. 그러한 세장형 캡슐 형태의 수지 탱크는 홀더(701)에 제거 가능하게 수용될 수 있어, 개구가 있는 단부가 상향이고, 출구는 통(401) 내부 또는 근방에 있거나 수지가 통(401)으로 유동할 수 있는 채널에 가깝게 있다.
도 7의 예시적인 실시예에서, 피스톤(702)이 빌드 플랫폼(402)과 동일한 지지부(404)에 부착된다. 새로운 물체를 생성하기 위한 시작 위치인 제1 극단 위치를 취하기 위해 빌드 플랫폼(402)이 하향 이동할 때, 피스톤(702)은 빌드 플랫폼(402)과 협력하여 하향 이동한다. 피스톤(702)의 그러한 이동은 홀더(701)에 수용된 수지 탱크 밖으로 수지를 펌핑하여, 수지가 출구로부터 통(401)으로 유동하도록 한다. 수지 탱크 상단부의 개구를 덮은 덮개 또는 플러그는 그 전에 자연적으로 제거되어야 하며, 뿐만 아니라 필요할 때 개구 및/또는 출구를 자동으로 개방하는 일부 메커니즘이 제공되지 않는 한 출구를 폐쇄한 수단도 제거되어야 한다.
피스톤(702)을 빌드 플랫폼(402)과 협력하여 이동하게 하는 것은 단지 예시적인 구현이라는 점에 유의해야 한다. 2개의 부품을 이동하는 데에 하나의 이동 메커니즘만 필요하다는 이점이 있다. 그러나, 일부 용례에서, 빌드 플랫폼(402)의 이동과 무관하게 통(401)으로의 수지 전달을 제어할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 용례를 위해, 빌드 플랫폼(402)을 이동시키고 수지 탱크로부터 통(401)으로 수지를 전달하기 위한 별개의 메커니즘이 있는 실시예가 제시될 수 있다. 그러한 별개의 메커니즘은, 예를 들어 달리 도 7의 피스톤(702)과 유사하지만 그 자체의 이동 메커니즘에 의해 지지되고 이동되는 피스톤을 포함할 수 있다.
하나의 수지 탱크에 대한 하나의 홀더(701)만이 도면에 도시되어 있지만, 스테레오리소그래피 장치는 2개 이상의 홀더를 포함할 수 있고 및/또는 단일 홀더가 2개 이상의 수지 탱크를 수용하도록 구성될 수 있다. 특히, 상이한 수지 탱크로부터 통(401)으로 수지를 펌핑하는 별개의 메커니즘이 있는 경우, 다수의 수지 탱크를 수용하는 장소를 제공하면 단일 물체를 제조하는 동안에도 다양한 수지를 자동으로 사용할 수 있다는 이점이 있다. 그러한 피처는, 예를 들어 제조될 물체가 색상의 슬라이딩 변화를 나타내야 하는 경우에 유용할 수 있다. 스테레오리소그래피 장치는 상이한 색소 침착 수지의 2개의 탱크를 포함할 수 있으며, 이들 수지는 선택된 비율로 통에 전달되어 통에서 수지의 결과적인 혼합이 그에 따라 색상을 변화시킬 수 있다.
도 8은 수지 탱크(801)가 홀더(701)에 수용된 경우를 개략적으로 도시한다. 수지 탱크(801)의 가시적 표면(광학 이미징 검출기(501)의 시야에서 볼 수 있음)에는 그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)이 제공된다. 도 8의 예에서, 바코드가 사용되지만, QR 코드 또는 수지 탱크(801) 또는 그 일부의 색상 또는 색상 조합과 같은 임의의 다른 형태의 그래픽으로 표현된 정보가 사용될 수 있다. 그래픽으로 표현된 정보의 사용은 정보가 광학 이미징 검출기로 판독될 수 있다는 이점을 포함하며, 스테레오리소그래피 장치에서 다른 유리한 용도도 있을 수 있다.
그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)에 의해 전달되는 정보는 유리하게는 특정 수지 탱크(801)에 수용된 수지에만 관련된 것이거나 이를 드러낸다. 추가적으로 또는 대안적으로, 그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)에 의해 전달되는 정보는 특정 수지 탱크 자체에 관련된 것이거나 이를 드러낼 수 있다. 상기 정보는, 예를 들어 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 수지 탱크(801)에 수용된 수지의 식별자, 수지 탱크(801)에 수용된 수지의 양의 표시기, 수지 탱크(801)에 수용된 수지의 제조 날짜, 수지 탱크(801)에 수용된 수지의 품질 유지 기한, 수지 탱크(801)의 고유 식별자, 수지 탱크(801)에 수용된 수지 공급자의 디지털 서명.
관심있는 특별한 경우로서, 그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)에 의해 전달되는 정보는 파라미터 데이터의 단편을 포함할 수 있다. 다른 한편으로, 제어기(502)는 그러한 파라미터 데이터의 단편을 스테레오리소그래피 장치의 작동 파라미터의 값으로서 사용하도록 구성될 수 있다. 작동 파라미터는 측정 가능한 특정 수량이고, 그 값은 스테레오리소그래피 3D 인쇄가 진행되는 방식에 직접적인 영향을 미친다. 그러한 작동 파라미터의 예는 수지의 예열 온도, 층 노출 시간, 층 두께, 빌드 플랫폼의 이동 속도, 또는 스테레오리소그래피 3D 인쇄에서 2개의 연속적인 방법 단계들 사이의 대기 시간을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
스테레오리소그래피 장치에 작동 파라미터의 값을 전달하기 위해 제거 가능하게 부착 가능한 수지 탱크를 사용하는 개념은 그래픽으로 표현된 정보 이외의 것을 포함하도록 일반화될 수 있다. 그러한 다른 방식의 예는 그러한 수지 탱크의 재료에 부착 및/또는 매립된 다양한 종류의 메모리 회로를 사용하는 것을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 일반적인 경우, 수지 탱크는 수지 탱크의 기계 판독 가능 식별자를 포함하고, 스테레오리소그래피 장치는 수지 탱크의 기계 판독 가능 식별자로부터 파라미터 데이터를 판독하도록 구성된 판독기 디바이스를 포함한다. 판독기 디바이스는, 홀더에 수지 탱크를 수용하는 것이 판독기 디바이스를 상기 기계 판독 가능 식별자에 동시에 연결하도록 홀더(701)에 접촉 부재를 포함할 수 있다. 대안적으로, 판독기 디바이스는 상기 판독기 디바이스와 상기 수지 탱크 사이의 직접적인 물리적 접촉 없이 파라미터 데이터의 상기 판독을 수행하도록 구성된 무선 판독 판독기 디바이스일 수 있다. 그러한 무선 판독 판독기 디바이스의 예는 무선 트랜시버(예를 들어, NFC, 블루투스, 또는 기타 근거리 무선 전송 기술 사용) 및 광학 이미징 검출기가 있다. 판독기 디바이스는 수지 탱크에 다양한 종류의 기계 판독 가능 식별자를 수용하기 위한 다중 접촉 기반 및/또는 무선 기술을 포함할 수 있다.
또한, 상기 일반적인 경우에, 스테레오리소그래피 장치는 판독기 디바이스에 결합되고 상기 판독기 디바이스에 의해 판독된 파라미터 데이터를 수신하도록 구성된 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 스테레오리소그래피 장치의 작동 파라미터의 값으로서 적어도 상기 수신된 파라미터 데이터의 단편을 사용하도록 구성될 수 있다.
그러한 작동 파라미터 값을 전달하는 방법은, 예를 들어 가장 적절한 취급을 위해 자동으로 작동하는 스테레오리소그래피 장치를 사전 프로그래밍할 필요 없이 새로운 종류의 수지를 사용하게 될 수 있다는 이점을 포함한다. 비교해 보면, 그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)이 수지 탱크에 수용된 수지 종류의 특정 식별자만 포함하는 경우를 고려할 수 있다. 그러한 경우, 제어기(502)는 이전에 저장된 파라미터 데이터의 라이브러리에 액세스해야 하므로, 특정 수지를 인식한 후, 라이브러리로부터 작동 파라미터에 대응하는 가장 적절한 값을 판독하고 사용할 수 있다. 그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)에서 파라미터 데이터의 하나 이상의 값을 전달하면 보다 유연한 작동이 가능한데, 그러한 라이브러리가 전혀 필요하지 않기 때문이거나 모든 파라미터 값이 그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)으로부터 판독될 수 없는 경우에 파라미터 값의 제한된 라이브러리만이 필요하기 때문이다.
따라서, 스테레오리소그래피 장치가 파라미터 데이터의 외부 데이터베이스 및 수지 및 수지 탱크와 관련된 기타 정보에 액세스할 수 있다는 점이 배제되지 않는다. 예를 들어, 설비가 동일한 수지 탱크 중 적어도 일부가 차례로 사용될 수 있는 2개 이상의 스테레오리소그래피 장치를 갖는 경우, 수지 탱크 및 수지 탱크가 수용한 수지에 관한 정보를 포함하는 공유 데이터베이스를 갖는 것이 유리할 수 있다. 그러한 경우, 제어기(502)는, 수지 또는 수지 탱크에 관한 정보를 획득하고 및/또는 스테레오리소그래피 장치가 현재 수지 또는 수지 탱크와 관계가 있는 것에 관련된 정보로 데이터베이스를 업데이트하기 위해 데이터베이스에 액세스함으로써 수지 탱크의 그래픽 식별자가 발견된 이미지 데이터의 수신에 응답할 수 있다.
판독기 디바이스가 접촉 기반 또는 무선 판독인지에 관계 없이, 판독기 디바이스는 수지 탱크가 홀더에서 작동 위치에 있을 때 파라미터 데이터의 판독을 수행하도록 구성될 수 있다. 판독기 디바이스로서 광학 이미징 검출기를 사용하는 경우, 이는 홀더에 착탈 가능하게 수용된 수지 탱크가 광학 이미징 검출기의 시야 내에 있도록 광학 이미징 검출기가 지향된다는 것을 의미할 수 있다.
판독기 디바이스가 광학 이미징 검출기를 포함하는 경우, 이전에 언급한 기계 비전 프로세스가 이용될 수 있어, 광학 이미징 검출기로부터 광학 이미지 데이터를 수신하기 위해 광학 이미징 검출기에 결합된 제어기는, 상기 기계 비전 프로세스를 실행하여 홀더에 수용된 수지 탱크에 의해 전달되는 그래픽으로 표현된 정보의 단편을 인식하도록 구성된다. 제어기는 그래픽으로 표현된 정보의 상기 인식된 단편으로부터 파라미터 데이터를 추출하고, 상기 스테레오리소그래피 장치의 작동 파라미터의 값으로서 상기 추출된 파라미터 데이터의 적어도 단편을 사용하도록 구성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제어기는 경고를 생성하고 및/또는 임의의 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스를 중단하고 및/또는 상기 추출된 파라미터 데이터 중 적어도 하나의 단편이 일부 경고 기준을 트리거한다는 점을 발견한 것에 응답하여 임의의 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스의 시작을 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수지 탱크에 의해 전달되는 그래픽으로 표현된 정보의 단편이 수지의 품질 유지 기한을 포함하고 제어기가 해당 기한이 이미 지났다는 점을 알아채면, 사용자가 수지가 여전히 사용될 수 있는 지 또는 새로운 수지의 탱크를 대신에 설치해야 하는 지의 여부를 결정할 수 있도록 사용자에게 경고할 수 있다. 또 다른 예로서, 수지 탱크에 의해 전달되는 그래픽으로 표현된 정보의 단편이 탱크가 소정량의 수지를 수용하고 있음을 나타내며, 제어기가 그러한 양 이상이 필요할 것이라고 계산한 경우, 사용자가 더 큰 수지 탱크를 설치해야 하는 지의 여부를 고려할 수 있도록 사용자에게 경고할 수 있다. 또 다른 예로서, 수지 탱크에 의해 전달되는 그래픽으로 표현된 정보의 단편이 실현될 수 없는 작동 파라미터 값을 전달하는 경우, 제어기는 사용자에게 경고하여 사용자가 다른 수지로 변경할 지의 여부를 고려할 수 있도록 할 수 있다.
사용자가 항상 올바른 방식으로 수지 탱크(801)를 부착하여, 그래픽으로 표현된 정보의 단편(802)이 광학 이미징 검출기(501)에게 보이는 것을 보장하기 위해, 홀더(701)는 수지 탱크(801)가 미리 결정된 배향으로 스테레오리소그래피 장치에 수용되게 하기 위한 기계식 키를 포함할 수 있다. 이어서, 수지 탱크(801)는 상기 수지 탱크가 미리 결정된 배향으로 스테레오리소그래피 장치에 부착되게 하도록, 그러한 기계식 키를 위한 상호 슬롯을 포함해야 한다. 기계식 키와 상호 슬롯의 역할은 교환될 수 있으므로, 수지 탱크는 기계식 키를 포함하고 홀더는 상호 슬롯을 포함한다. 여기서, 기계식 키 및 상호 슬롯이라는 용어는 일반적인 의미로 사용되며, 이는 사용자가 수지 탱크를 미리 결정된 배향으로 스테레오리소그래피 장치에 부착하도록 안내할 목적을 제공하는 홀더(701) 및 수지 탱크(801)에서 임의의 종류의 상호 맞물리는 기계 설계를 의미한다. 이 목적으로 사용되는 기계식 키와 상호 슬롯의 쌍이 하나, 둘 또는 그 이상일 수 있다.
판독기 디바이스로서 광학 이미징 검출기를 사용하는 것은 동일한 광학 이미징 검출기가 스테레오리소그래피 장치에서 다른 목적으로도 사용될 수 있다는 특별한 이점을 포함한다. 그러한 다른 목적은 심지어 수지 탱크로부터의 그래픽으로 표현된 정보를 판독하는 데에 사용되지 않더라도 광학 이미징 검출기의 제공을 입증할 수도 있다. 그러한 유리한 다른 목적 중 일부는 다음에 설명된다.
도 9 및 도 10은 제1 광학 복사기(901) 및 제2 광학 복사기(902)를 포함하는 스테레오리소그래피 장치의 일부를 개략적으로 도시한다. 도면에서, 광학 복사기(901 및 902)는 광학 이미징 검출기(501)와 함께 공통 광학 모듈에 위치되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 단지 예일 뿐이며, 이들 중 어떤 것 또는 모두는 스테레오리소그래피 장치의 다른 곳에 배치될 수 있다. 스테레오리소그래피 장치는 제1 광학 복사기(901) 및 제2 광학 복사기(902) 중 하나만을 포함하거나, 광학 이미징 검출기(501)가 다른 목적으로만 사용되는 경우 이들 중 어느 것도 포함하지 않는 것이 가능하다. 스테레오리소그래피 장치가 2개 초과의 광학 복사기를 포함하는 것도 가능하다.
제1 광학 복사기(901)는 통(401)의 부분 상에 패턴을 투영하도록 구성된다. 달리 말하면, 제1 광학 복사기(901)에 의해 방출된 광학 복사선의 적어도 일부는 통(401)의 일부에 부딪힌다. 통(401)이 제거 가능한 경우, 이는, 통(401)이 스테레오리소그래피 장치 내의 의도된 위치에 배치되었을 때 적용된다.
통(401)의 영향을 받는 부분은 광학 이미징 검출기(501)가 작동 위치에 있을 때(즉, 광학 이미징 검출기(501)가 내부에 설치되는 스테레오리소그래피 장치의 덮개가 그 폐쇄 위치에 있을 때) 광학 이미징 검출기(501)의 시야 내에 있을 수 있다. 앞서 지적한 바와 같이, 광학 이미징 검출기(501)는 스테레오리소그래피 장치의 덮개에 설치될 필요가 없고, 다른 곳에 설치될 수 있다. 여기에 설명된 목적을 위해, 상기 광학 이미징 검출기가 작동 위치에 있을 때, 제1 광학 복사기(901)가 패턴을 투영하는 상기 통의 상기 부분이 시야 내에 있도록 광학 이미징 검출기가 설치되고 지향되는 것만이 필요하다.
추가적으로 또는 대안적으로, 투영된 패턴이 하나 이상의 반사 표면으로부터 반사되는 표면이 있을 수 있다. 투영된 패턴이 반사되는 표면은 통(401)의 일부인 표면 및/또는 스테레오리소그래피 장치의 일부 다른 표면을 의미할 수 있다. 그러한 표면은 광학 이미징 검출기(501)가 작동 위치에 있을 때 광학 이미징 검출기(501)의 시야 내에 있을 수 있다. 상기 하나 이상의 반사 표면은 통(401)에 속하는 하나 이상의 표면 및/또는 통(401) 내의 수지의 반사 표면을 포함할 수 있다.
스테레오리소그래피 장치의 제어기는 도 9 및 도 10에 도시되어 있지 않지만, 제어기는 존재하고 광학 이미지 데이터를 수신하기 위해 광학 이미징 검출기(501)에 결합되는 것으로 가정된다. 제어기는 상기 광학 이미지 데이터를 사용하여 통(401) 내의 수지의 양을 계산하도록 구성된다.
통(401)에 수지가 어느 정도 있는 지를 계산하기 위해 광학 이미지 데이터를 사용하는 원리는, 제1 광학 복사기(901)에 의해 방출된 광학 복사선이, 수지(있다면)가 통에 어느 정도 있는 지에 따라 상이하게 반사된다는 사실에 기초한다. 이를 위해, 제1 광학 복사기(901)는 수지가 통에 어느 정도 있는 지에 따라 수지에 의해 상이하게 덮이는 통(401)의 그러한 부분에 패턴을 투영해야 한다. 투영된 패턴이 가능한 한 윤곽선에 의해 선명하면 도움이 된다. 마지막으로 언급된 목적을 달성하기 위해, 제1 광학 복사기(901)가 통(401)의 상기 부분 상에 적어도 하나의 레이저 광 패턴을 투영하도록 구성된 레이저이면 유리하다. 패턴은 단일 스팟이거나 다수의 단일 스팟, 라인 또는 조명된 2차원 영역과 같은 분산 패턴일 수 있다.
분산 패턴은 공간적으로 분산된 패턴이라고도 명명된다. 이는 단지 (이와 같이 단일 레이저 빔에 의해 생성된) 단일 스팟보다 많은 스팟으로 이루어지는 패턴을 의미한다. 레이저 광의 분산 패턴은, 예를 들어 레이저 소스를 물리적으로 회전시킴으로써, 및/또는 적어도 하나의 레이저 소스 및, 예를 들어 부채꼴 형상 또는 원추형 형상으로 상기 레이저 소스에 의해 생성되는 선형 레이저 빔을 분산시키도록 구성되는 적어도 하나의 렌즈를 사용함으로써 생성될 수 있다. 부채꼴 형상이 도 9 및 도 10에서 예로서 고려된다: 도 9에서 시야는 부채꼴의 평면에 있으므로, 분산된 레이저 광의 부채꼴 형상은 단일 선으로 보인다. 도 10에서, 시야는 부채꼴 평면에 수직이므로, 부채꼴 형상이 선명하게 보인다.
도 13은 통(401), 광학 이미징 검출기(501), 및 제1 광학 복사기(901)의 단순화된 부등각 투영 도면이며, 슬릿(301)이 배경에 보이는 것은 상기 부분들이 스테레오리소그래피 장치에 어떻게 위치되는 지를 상기시켜 준다. 도 13에서 통(401)에는 수지가 없다. 제1 광학 복사기(901)가 상부에 패턴을 투영하는 통(401)의 부분은 통(401)의 림(1301)의 일부를 포함한다. 제1 광학 복사기(901)는 림(1301) 상에 분산 패턴을 투영하도록 구성되어, 투영된 패턴의 반사가 상기 림(103)의 에지로부터 통(401)의 바닥(1302)을 향해 선형으로 연장된다.
도 14는 제1 광학 복사기(501)가 통(401)의 하나 초과의 부분에 하나 초과의 패턴을 투영할 수 있는 방법의 예를 도시한다. 도 14에서, 제1 광학 복사기(901)는 적어도 2개의 별개의 분산 패턴의 레이저 광을 상기 림 상에 투영하도록 구성된다: 2개의 레이저 빔이 있고, 각각의 레이저 빔은 부채꼴 형상으로 분산되어, 각 분산 패턴의 반사가 림의 에지로부터 통(401)의 바닥을 향해 선형으로 연장된다.
도 15에서, 상황은 달리 도 13과 동일하지만, 통(401)에 약간의 수지가 있다. 여기서, 수지가 제1 광학 복사기(901)에서 방출된 레이저 광을 비교적 효과적으로 흡수하고, 통(401)의 재료는 비교적 양호한 반사체이므로 매우 깨끗하고 선명한 반사가 표면에 나타난다고 가정한다. 선형 반사(1501)의 길이는 림(1301)의 어느 정도가 건조한 지(즉, 수지에 의해 젖지 않았는 지)를 알려준다. 통(401)의 치수가 알려진 경우, 선형 반사(1501)의 길이를 측정하면 통(401) 내의 수지의 양을 계산하기에 충분하다. 일반적으로, 광학 이미지 데이터를 수신하기 위해 광학 이미징 검출기(501)에 결합된 제어기는, 상기 광학 이미지 데이터로부터 상기 투영된 패턴의 반사를 인식하도록 구성되고, 상기 투영된 패턴의 상기 반사의 하나 이상의 검출된 치수로부터 통(401)에 보유된 수지의 양을 계산하도록 구성된다고 말할 수 있다.
스테레오리소그래피 장치의 제어기는 위에 나열된 단계를 구현하기 위해 기계 비전 프로세스를 실행하도록 구성될 수 있다. 제어기는 먼저 투영된 패턴의 관찰된 반사가 통(401)의 영향을 받는 부분 및/또는 영향을 받는 다른 표면에 나타나는, 광학 이미징 검출기(501)에 의해 촬영된 적어도 하나의 이미지를 찾아서 선택할 수 있다. 상기 적어도 하나의 이미지에서, 제어기는 패턴의 관찰된 반사에 기여하는 픽셀의, 이미지 프레임의 좌표계 내의 좌표를 검사할 수 있다. 제어기는 관찰된 반사의 극단을 나타내는 것처럼 보이는 픽셀의 좌표를 찾아서, 이들 좌표 사이의 차이를 계산할 수 있다. 계산된 차이를 가능한 계산된 차이의 참조표에 맵핑하거나, 일부 다른 형태의 의사 결정 알고리즘을 실행하면 결과적으로 통 내의 수지의 양을 측정할 수 있다.
도 13 내지 도 15의 일반적인 피처는, 반사가 상기 림의 수평 에지로부터 통의 바닥을 향해 수직으로 연장되도록 제1 광학 복사기(901)의 레이저가 림 상에 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성된다는 것이다. 달리 말하면, 선형 반사(1501)는 통(401)의 림(1301) 상의 수직선이다. 이것이 유일한 가능성은 아니다. 도 16은 패턴이 상기 림의 수평 에지로부터 상기 통의 바닥을 향해 비스듬히 연장되도록 레이저가 상기 림 상에 상기 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성되는 대안 실시예를 개략적으로 도시한다. 달리 말하면, 도 16에서, 림(1301) 상의 선형 반사(1601)는 비스듬하게 지향된다.
도 16의 경우와 같은 기하형태는 다수의 이점을 제공하는데, 광학 이미징 검출기(501)에 의해 생성된 광학 이미지 데이터가 도 15의 경우보다 분석될 더 많은 피처를 포함하기 때문이다. 통에서 수지의 레벨의 변화는 도 15에서보다 림(1301)의 표면에서 부채꼴 형상의 레이저 빔의 선형 반사(1601)에 더 큰 변화를 유발한다. 이는 통(401)에서 수지의 양의 더욱 더 작은 변화를 더 쉽게 검출하게 할 수 있다. 또한, 수지의 표면이 매끄럽고 충분히 반사적이면, 림(1301)의 표면에서 2차 반사(1602)를 관찰할 수 있으므로, 반사(1601과 1602) 사이의 코너 지점은 통(401) 내의 수지 표면의 레벨을 매우 정확하게 나타낸다. 기계 비전 프로세스가 그러한 코너 지점을 인식하면, 통(401) 내의 수지 양을 계산할 때 매우 정확한 결과를 제공할 수 있다.
도 17은 분산 패턴이 연속적이지 않고 별개의 스팟으로 구성되는 또 다른 대안 실시예를 도시한다. 스팟이 도 17에서 선형 형태로 배치되어 있더라도, 이는 요구 사항이 아니고, 패턴은, 반사가 완전히 비어 있는 통으로부터 얻은 것과 어떻게 상이한 지를 관찰하고 통의 치수를 앎으로써 통 내의 현재 수지 양을 계산할 수 있게 하는 임의의 형상이 될 수 있다.
도 18은 또 다른 대안 실시예를 도시한다. 여기서, 제1 광학 복사기(901)는 통(401)의 중심부에 스팟형 패턴을 투영하도록 구성되며, 패턴은 통(401)에 있다면 수지의 상단 표면으로부터 반사된다. 2차 반사(1801)는 스테레오리소그래피 장치에서 통(401) 후방에 있는 수직 표면에 나타난다. 2차 반사(1801)가 나타나는 높이(1802)는 통(401) 내의 수지의 표면 레벨에 따라 좌우된다. 제어기는, 투영된 스팟형 패턴의 관찰된 2차 반사(1801)가 영향을 받는 표면에 나타나는 광학 이미징 검출기(501)에 의해 촬영된 적어도 하나의 이미지를 찾아서 선택할 수 있다. 상기 적어도 하나의 이미지에서, 제어기는 관찰된 2차 반사에 기여하는 픽셀의, 이미지 프레임의 좌표계 내의 좌표를 검사할 수 있다. 2차 반사가 스팟형이므로, 제어기는 관찰된 반사에 기여하는 이들 픽셀의 평균 높이 좌표를 찾을 수 있다. 이는 본 실시예에서 수지의 양을 계산할 수 있는 반사 이미지의 검출된 치수의 일 예이다. 가능한 높이의 참조표에 대해 평균 높이를 맵핑하거나, 일부 다른 형태의 의사 결정 알고리즘을 실행하면, 결과적으로 통(401) 내의 수지의 양을 측정할 수 있다.
(고정 또는 제거 가능한) 통 내의 수지의 양을 결정하는 것으로 여기에 설명된 모든 실시예에서, 실제로 검출된 양은 통 내의 수지의 표면 레벨이며 통 내의 수지의 현재 체적이 아니라는(적어도 직접적으로 아니라는) 점이 유념될 수 있다. 검출된 양이 어떻게 활용되는 지는 제어기의 프로그래밍에 따라 좌우되기 때문에, 이 텍스트의 목적상 수지의 양을 계산하거나 결정하는 것에 대한 모든 언급은 동의어로 고려될 수 있으며 수지의 표면 레벨을 검출하는 것과 의미가 충분히 동일하다.
스테레오리소그래피 장치가 통 내의 수지의 표면 레벨을 자동으로 검출할 수 있게 하는 것은 다수의 이점을 포함한다. 예로서, 더 많은 수지를 통으로 펌핑하기 전에, 장치는 이미 어느 정도의 수지(있는 경우)가 있는 지를 체크할 수 있다. 수지가 비교적 비싸기 때문에, 그리고 임의의 수지를 임의의 종류의 탱크 또는 다른 장기 저장소로 다시 끌어들이는 것이 번거로울 수 있으므로, 이미 통에 펌핑된 모든 수지를 항상 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 통에 이미 존재하는 양을 보강하기 위해, 스테레오리소그래피 3D 인쇄의 다음으로 공지된 작업을 완료하는 데에 필요한 만큼의 새로운 수지만을 전달하는 것과 다소 동의어이다. 특정 3차원 물체를 제조하라는 명령을 받는 제어 소프트웨어의 경우, 제조될 물체의 체적을 계산하는 것이 비교적 간단하다. 계산된 체적은 실제로 물체를 제조하는 데에 필요한 수지의 양과 동일하다.
스테레오리소그래피는 일부 엄격하게 구분된 수지의 부분만을 광중합하는 것을 기반으로 하므로, 의도하지 않은 광중합을 유발할 수 있는 다른 목적(통에서 사용하지 않는 수지의 양을 측정하는 것과 같은)에 그러한 광학 복사기를 사용하지 않도록 주의해야 한다. 따라서, 미리 규정된 차단 파장(cutoff wavelength)보다 길거나 기껏해야 동일한 파장의 광학 복사선만을 방출하도록 구성되도록 제1 광학 복사기(901)를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 차단 파장은 스테레오리소그래피에서 수지를 광중합하는 데에 사용되는 파장보다 더 길게 선택되어야 한다. 자외선 복사가 흔히 광중합에 사용되므로, 상기 차단 파장은 가시 광선 범위 내에 있을 수 있다. 레이저 광은 단색이므로, 레이저 소스가 제1 광학 복사기(901)에 사용되는 경우, 레이저 광의 파장은 상기 차단 파장과 동의어이다. 당연히, 제1 광학 복사기(901)의 파장은 광학 이미징 검출기(501)에 의해 그 반사가 쉽게 검출될 수 있도록 선택되어야 한다.
광학 이미징 검출기(501) - 제2 광학 복사기(902)와 함께 - 가 스테레오리소그래피 장치에서 사용될 수 있는 또 다른 목적이 도 11 및 도 12에 도시되어 있다. 일부 배경을 제공하기 위해, 빌드 플랫폼(402)의 빌드 표면(403)은 스테레오리소그래피 3D 인쇄 작업의 시작에서 통의 바닥에 매우 가깝게 올 것임이 유념될 수 있다. 이를 위해, 빌드 플랫폼(402)이 앞서 언급된 제1 극단 위치인 시작 위치로 하강되기 전에, 빌드 표면(403)이 적절하게 지향되고 임의의 고체 물질의 임의의 단편이 제거되어야 한다. 불행히도, 사용자가 이전에 제조된 물체를 빌드 표면(403)에서 분리하는 것을 잊어버리는 일이 발생할 수 있다. 사용자가 이전에 제조된 실제 물체를 분리하였더라도, 일부 고체 부품이 빌드 표면(403)에 남아있는 일이 발생할 수 있다. 예를 들어, 이들은 실제 제조될 물체의 일부를 형성하지 않더라도, 기계적 안정성을 제공하기 위해 이전 3D 인쇄 작업의 일부로 생산되어야 했던 지지 스트랜드 또는 브리지 또는 베이스층일 수 있다.
빌드 표면에 무엇이든 고체가 부착된 상태에서 빌드 플랫폼을 제1 극단 위치로 이동시키면 통의 바닥이 파손되거나 빌드 플랫폼의 이동 메커니즘 및/또는 지지 구조가 손상되는 것과 같은 심각한 결과가 발생할 수 있다. 한 가지 가능한 보호 조치는, 빌드 플랫폼이 제1 극단 위치로 이동할 때 이동 메커니즘이 경험하는 부하를 모니터링하고 부하가 증가하는 것처럼 보이면 이동을 중지하는 것일 수 있다. 그러나, 이동 메커니즘에서 증가하는 부하를 관찰한다는 것은 빌드 표면 상의 바람직하지 않은 고체 잔류물과 통의 바닥 사이에 이미 접촉이 이루어졌음을 의미하므로, 이미 너무 늦을 수 있다.
도 9 내지 도 12는 (제2) 광학 복사기(902) 및 광학 이미징 검출기(501)를 사용하여, 임의의 바람직하지 않은 고체 잔류물이 빌드 표면(403) 상에 존재하는 경우, 빌드 플랫폼(402)을 통(401)의 바닥에 너무 가깝게 우발적으로 이동시키는 것을 방지하는 데에 도움이 되는 보호 조치를 설정하는 원리를 도시한다. 상기 원리는, 광학 이미징 검출기(501)의 시야에 있는 동안 제2 광학 복사기(902)를 사용하여 빌드 표면(403) 상에 패턴을 투영하고, 관찰된 반사 형태가 있어야 할 평면형 표면 외에 다른 것이 있을 수 있음을 나타내는 지의 여부를 결정하도록 상기 패턴의 반사를 검사하는 것에 기초한다.
이전 설명으로부터, 스테레오리소그래피 장치는 제1 및 제2 극단 위치 사이의 작업 이동 범위에서 빌드 플랫폼(402)을 이동시키도록 구성된 이동 메커니즘을 포함한다는 것이 상기될 수 있다. 제2 광학 복사기(902)는, 빌드 플랫폼(4302)이 상기 제1 및 제2 극단 위치 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 위치에 있을 때, 빌드 표면(403) 상에 패턴을 투영하도록 구성된다. 광학 이미징 검출기(501)는, 빌드 플랫폼(402)이 상기 미리 결정된 위치에 있을 때 상기 투영된 패턴의 반사가 시야 내에 있도록 설치되고 지향된다. 스테레오리소그래피 장치의 제어기는 광학 이미징 검출기(501)에 결합되어 광학 이미징 검출기(501)로부터 광학 이미지 데이터를 수신한다. 제어기는 또한 빌드 표면의 디폴트 형태로부터의 예외에 대해 빌드 표면(403)을 검사하기 위해 상기 광학 이미지 데이터를 사용하도록 구성된다.
빌드 표면(403)의 어떤 부분도 바람직하지 않은 임의의 고체 잔류물을 포함하지 않도록 하기 위해, 전체 빌드 표면(403)을 투영된 패턴으로 덮는 것이 유리할 것이다. 예를 들어, 레이저 소스 및 레이저 빔을 서로 가까운 규칙적인 2차원 도트 매트릭스로 분산시키는 렌즈를 사용하여 이를 수행할 수 있다. 그 다음, 기계 비전 알고리즘은 광학 이미징 검출기(501)에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 이미지에서 보이는 도트 어레이에 임의의 불규칙성이 있는 지의 여부를 말할 수 있다.
도 9 내지 도 12의 실시예에서는 약간 상이한 접근법을 취한다. 제2 광학 복사기(902)는 빌드 표면(403)의 영향을 받는 부분에 상기 패턴을 투영하도록 구성되고, 이 영향을 받는 부분은, 빌드 플랫폼(402)이 도 11의 화살표(1101)에 따라 제1 및 제2 극단 위치 사이의 위치 범위를 통해 이동할 때, 빌드 표면(403)을 가로질러 위치를 변경한다.
상기 위치 범위는 제1 및 제2 극단 위치 사이의 전체 범위를 차지할 필요는 없고, 바람직하게는 그 작은 하위 범위만을 차지한다. 그러나, 이 위치 범위 전반에 걸쳐, 광학 이미징 검출기(501)는 투영된 패턴의 반사가 나타나는 빌드 표면(403)의 적어도 일부를 보아야 한다. 달리 말하면, 상기 위치 범위 내의 각각의 위치는 전술한 바와 같이 미리 결정된 위치, 즉 빌드 표면(403) 상에 제2 광학 복사기(902)에 의해 투영된 패턴의 반사가 광학 이미징 검출기(501)의 시야 내에 있는 위치이여야 한다.
이 실시예에서, 제2 광학 복사기(902)가 광학 복사선을 방출하는 방식은 동일하게 유지될 수 있고, 빌드 플랫폼(402)이 상기 위치 범위를 통해 이동한다. 상기 이동은 방출된 광학 복사선이 상기 위치 범위의 각각의 위치에서 빌드 표면(403)의 상이한 부분에 부딪치게 하여, 결국 방출된 광학 복사선은 본질적으로 빌드 표면(403)의 모든 부분에 차례로 부딪친다. 방출된 광학 복사선이 완전히 평탄한(또는 달리 잘 알려진) 형태의 빌드 표면(403) 상에 생성해야 하는 반사의 형태를 알고 있고, 그러한 예상된 형태로부터의 예외가 광학 이미징 검출기(501)에 의해 관찰되면, 이는 빌드 표면(403) 상에 있으면 안되는 무언가가 있다는 것을 의미한다.
도 9 내지 도 12에 도시된 실시예에서, 제2 광학 복사기(902)는 빌드 표면(403)의 영향을 받는 부분 상에 레이저 광의 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성된 레이저이다. 전술한 제1 광학 복사기(901)의 실시예에서와 동일한 비교적 간단한 접근법이 사용되는 경우, 제2 광학 복사기(902)의 레이저는 적어도 하나의 레이저 소스 및 상기 레이저 소스에 의해 생성된 선형 레이저 빔을 부채꼴 형상으로 분산시키도록 구성된 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 결과적으로 빌드 표면(403) 상에 생성된 반사는 빌드 플랫폼(402)이 있는 높이에 따라 좌우되는 위치에서 빌드 표면(403)을 가로지르는 직선(1102)이다.
스테레오리소그래피 장치의 제어기는 광학 이미징 검출기(501)로부터 수신된 광학 이미지 데이터가 빌드 표면(403)의 디폴트 형태로부터의 예외를 나타내는 지의 여부를 결정하기 위해 기계 비전 프로세스를 실행하도록 구성될 수 있다. 빌드 표면(403)이 평탄하고 제2 광학 복사기(902)가 부채꼴 형상의 레이저 빔을 생성하는 전술한 실시예에서, 제어기는 먼저 부채꼴 형상의 레이저 빔의 관찰된 반사가 빌드 표면(403) 상에 나타나는, 광학 이미징 검출기(501)에 의해 촬영된 모든 이미지를 찾아서 선택할 수 있다. 이들 선택된 각각의 이미지에서, 제어기는 부채꼴 형상의 레이저 빔의 관찰된 반사에 기여하는 픽셀의, 이미지 프레임 좌표계 내의 좌표를 검사할 수 있다. 제어기는 그러한 픽셀의 좌표에 직선을 맞출 수 있고, 상기 픽셀의 좌표가 그렇게 맞춰진 직선의 수학식을 얼마나 잘 따르는 지를 알려주는 하나 이상의 통계학적 디스크립터(statistical descriptor)를 계산할 수 있다. 그러한 통계학적 디스크립터 중 어느 것이 일부 미리 결정된 임계값보다 큰 경우, 제어기는 빌드 표면(403)의 디폴트 형태로부터의 예외가 발견되었다고 결정할 수 있다.
빌드 표면 상에 투영된 패턴의 관찰된 반사 대신에(또는 추가하여), 일부 다른 표면 상의 2차 반사를 사용할 수 있다. 빌드 표면이 깨끗한 경우, 예를 들어 이동 중에 빌드 플랫폼 옆에 있는 본체 부분의 수직 표면에 규칙적으로 형성된 2차 반사를 생성할 수 있다. 빌드 표면에 남아있는 임의의 응고된 수지는 2차 반사에 왜곡을 유발할 수 있으며, 이는 빌드 표면 상의 (1차) 반사와 관련하여 위에서 설명한 것과 유사한 방식으로 검출될 수 있다.
일반적으로, 제어기는 상기 빌드 표면의 상기 디폴트 형태로부터의 예외를 찾지 못하는 것에 대한 응답으로서 스테레오리소그래피 장치의 작동이 계속되도록 하거나, 상기 빌드 표면의 상기 디폴트 형태로부터의 예외를 찾은 것에 대한 응답으로서 스테레오리소그래피 장치의 작동을 중단하도록 구성될 수 있다. 작동 중단은 사용자 인터페이스를 통해 장치 사용자에게 경고를 제공하여, 사용자에게 빌드 표면을 체크하고 응고된 수지의 임의의 잔류물을 제거하도록 프롬프팅함으로써 동반될 수 있다.
스테레오리소그래피는 일부 엄격하게 구분된 수지의 부분만을 광중합하는 것을 기반으로 하므로, 의도하지 않은 광중합을 유발할 수 있는 다른 목적(그 디폴트 형태로부터의 예외에 대해 빌드 표면을 검사하는 것과 같은)에 그러한 광학 복사기를 사용하지 않도록 주의해야 한다. 따라서, 미리 규정된 차단 파장보다 길거나 기껏해야 동일한 파장의 광학 복사선만을 방출하도록 구성되도록 제2 광학 복사기(902)를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 차단 파장은 스테레오리소그래피에서 수지를 광중합하는 데에 사용되는 파장보다 더 길게 선택되어야 한다. 자외선 복사가 흔히 광중합에 사용되므로, 상기 차단 파장은 가시 광선 범위 내에 있을 수 있다. 레이저 광은 단색이므로, 레이저 소스가 제2 광학 복사기(902)에 사용되는 경우, 레이저 광의 파장은 상기 차단 파장과 동의어이다. 당연히, 제2 광학 복사기(902)의 파장은 광학 이미징 검출기(501)에 의해 그 반사가 쉽게 검출될 수 있도록 선택되어야 한다.
도 19는 전술한 실시예를 대신하거나 그에 추가하여 디폴트 형태로부터의 예외에 대해 빌드 표면을 검사하는 데에 사용될 수 있는 실시예를 도시한다. 도 19의 실시예에서, 일부 미리 결정된 종류의 패턴(1901)은, 적어도 광학 이미징 검출기(501)가 하나의 위치에 있을 때, 광학 이미징 검출기(501)의 시야에 나타난다. 패턴(1901)의 위치는 또한 광학 이미징 검출기(501)와 빌드 플랫폼(402)의 일부 상호 위치 결정에서 후자가 전자의 시야에서 패턴(1901)을 부분적으로 덮도록 선택되었다. 특히, 광학 이미징 검출기(501)와 빌드 플랫폼(402)의 상기 상호 위치 결정에서, 정확히 빌드 표면(403)을 따라 광학 이미징 검출기(501)로부터 취한 시야는 패턴(1901)과 교차한다.
빌드 표면(403)이 깨끗하고 평면형이면, 상기 상호 위치 결정에서 광학 이미징 검출기(501)에 의해 촬영된 이미지는 직선을 따라 깔끔하게 절단된 패턴(1901)을 도시한다. 스테레오리소그래피 장치의 제어기는 기계 비전 프로세스를 실행하여 이것이 사실인지 또는 이미지에서 보이는 패턴(1901)의 일부가 어떤식으로든 왜곡되어 나타나는 지의 여부를 검사할 수 있다. 이미지에서 보이는 패턴(1901)의 일부를 구분하는 선의 왜곡은 응고된 수지의 일부 잔류물이 빌드 표면(403)에 남아있을 수 있음을 나타낸다.
도 19에 나타나는 광학 이미징 검출기(501)와 빌드 플랫폼(402)의 상호 위치 결정은, 예를 들어 도 19의 화살표(1902)에 의해 도시된 바와 같이, 빌드 플랫폼(402)이 스테레오리소그래피 3D 인쇄의 시작 위치를 향해 아래로 이동할 때 이동 동안 달성될 수 있다. 상기 상호 위치 결정을 달성하기 위한 또 다른 가능성은, 광학 이미징 검출기(501)가 설치된 폐쇄 덮개의 일부로서, 화살표(1903)에 의해 도시된 바와 같이 광학 이미징 검출기(501)가 아래로 이동할 때이다. 상기 상호 위치 결정은 또한 일부 다른 목적을 주로 제공하는 이동의 일부가 아니라 단지 그러한 목적을 위해 빌드 플랫폼(402) 또는 광학 이미징 검출기(501) 중 적어도 하나를 의도적으로 이동시킴으로써 달성될 수 있다.
도 20은 실시예에 따른 스테레오리소그래피 장치의 예의 일부를 예시하는 개략적인 블록도이다.
제어기(2001)는 장치의 작동에서 중심적인 역할을 한다. 구조적으로 및 기능적으로, 제어기는 내장 메모리 또는 분리 가능한 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있는 하나 이상의 메모리에 저장된 기계 판독 가능 명령을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서에 기반할 수 있다.
덮개 메커니즘(2002)은 작업 영역을 개방하거나 폐쇄하는 덮개를 이동시키는 목적을 제공하는 기계 및 전기 부품을 포함한다.
빌드 플랫폼 메커니즘(2003)은 제1 및 제2 극단 위치 사이에서 빌드 플랫폼을 이동시키는 목적을 제공하는 기계 및 전기 부품을 포함한다. 빌드 플랫폼 메커니즘(2003)은 또한 빌드 플랫폼의 정확한 각도 위치 결정을 보장하는 역할을 하는 부품을 포함할 수 있다.
수지 전달 메커니즘(2004)은 수지를 통으로 펌핑하고, 가능하게는 통에서 사용하지 않은 수지를 일부 장기 저장소로 다시 배출하는 목적을 제공하는 기계 및 전기 부품을 포함한다.
노광 복사선 방출기 부품(2005)은 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스 동안 수지의 선택적 광중합을 유발하는 복사선을 제어 가능하게 방출하는 목적을 제공하는 기계, 전기 및 광학 부품을 포함한다.
노광 복사기 냉각기 부품(2006)은 최적의 작동 온도에서 노광 복사선 방출기 부품(2005)을 유지하기 위한 목적을 제공하는 기계, 전기 및 열적 부품을 포함한다.
수지 히터 부품(2007)은 수지를 적절한 작동 온도로 예열하고 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스 동안 수지를 그 온도로 유지하기 위한 목적을 제공하는 기계, 전기 및 열적 부품을 포함한다.
판독기(들) 및/또는 센서(들) 블록(2008)은 판독기 또는 센서로 분류될 수 있는 모든 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 이전에 설명된 종류의 모든 광학 이미징 검출기 뿐만 아니라 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스 동안 수지를 광중합하는 것 이외의 목적을 제공하는 광학 복사선 방출기가 판독기(들) 및/또는 센서(들) 블록(2008)에 속한다.
스테레오리소그래피 장치는 다른 디바이스와 데이터를 교환하기 위한 데이터 인터페이스(2009)를 포함할 수 있다. 데이터 인터페이스(2009)는, 예를 들어 스테레오리소그래피 3D 인쇄를 통해 어떤 종류의 물체가 제조되어야 하는 지를 설명하는 3D 모델링 데이터를 일부 다른 디바이스로부터 수신하는 데에 사용될 수 있다. 데이터 인터페이스(2009)는 또한 스테레오리소그래피 장치의 작동에 관한 진단 데이터를 모니터링 컴퓨터와 같은 다른 디바이스에 제공하는 데에 사용될 수 있다.
스테레오리소그래피 장치는 하나 이상의 사용자와 정보를 교환하기 위한 사용자 인터페이스(2010)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(2010)는 스테레오리소그래피 장치 옆에 있는 사용자와의 즉각적인 대화를 용이하게 하기 위한 유형(有形)의 로컬 사용자 인터페이스 수단을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 사용자 인터페이스(2010)는, 예를 들어 네트워크를 통해 또는 스마트폰 또는 다른 개인용 무선 통신 디바이스와 같은 별개의 사용자 디바이스에 설치된 앱을 통해 스테레오리소그래피 장치의 원격 작동을 용이하게 하기 위한 소프트웨어 및 통신 수단을 포함할 수 있다.
스테레오리소그래피 장치는 전기 배전망으로부터의 AC와 같은 작동 전력을 장치의 다양한 부분에 필요한 전압 및 전류로 변환하고 그러한 전압 및 전류를 장치의 상기 부분에 안전하고 신뢰성 있게 전달하도록 구성된 전력 블록(2011)을 포함할 수 있다.
도 21은 스테레오리소그래피 장치를 작동하는 방법을 개략적으로 도시한다. 방법의 이 실시예는 단계(2101)에서 스테레오리소그래피 장치의 작업 영역의 적어도 일부로부터 광학 이미지 데이터를 획득하기 위해 광학 이미징 검출기를 사용하는 것을 포함한다. 이 방법은 단계(2102)에서 상기 광학 이미지 데이터를 스테레오리소그래피 장치의 제어기로 전달하는 단계, 및 단계(2103)에서 상기 광학 이미지 데이터를 스테레오리소그래피 장치의 작동을 제어하는 데에 사용하는 단계를 포함한다.
도 22는 방법이, 단계(2101) 이전의 단계(2201)로서, 상기 스테레오리소그래피 장치의 통의 일부 상에 제1 패턴을 광학적으로 투영하는 단계를 포함할 수 있는 방법을 예시한다. 이 경우에 도 21에 예시된 단계(2101)는 상기 통의 상기 부분 또는 상기 패턴의 반사가 나타나는 표면의 광학 이미지의 디지털 표현을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 한편으로, 단계(2103)는 상기 디지털 표현을 사용하여 상기 통 내의 수지의 양을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 단계(2201)에서 투영된 제1 패턴은 스팟형 패턴이거나, 상기 통의 림의 일부에 의해 반사된 레이저 광의 분산 패턴일 수 있다. 제1 패턴은 상기 림의 부분을 가로지르는 라인을 포함할 수 있고, 방법은 상기 라인의 잔여 부분과 광학적으로 상이하게 나타나는 상기 라인의 제1 반사된 부분의 길이를 상기 디지털 표현으로부터 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 패턴은 통의 중간부에 스팟을 포함할 수 있고, 방법은 통 내의 수지의 표면 레벨에 따라 상이한 위치에 광학적으로 나타나는 2차 반사의 위치를 상기 디지털 표현으로부터 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
도 23은 방법이, 단계(2101) 이전의 단계(2301)로서, 상기 스테레오리소그래피 장치의 빌드 플랫폼의 빌드 표면 상에 제2 패턴을 광학적으로 투영하는 단계를 포함할 수 있는 방법을 예시한다. 이 경우에, 도 21에 예시된 단계(2101)는 제2 패턴이 투영되는 상기 빌드 표면의 해당 부분의 광학 이미지의 디지털 표현을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 한편으로, 단계(2103)는 상기 빌드 표면의 디폴트 형태로부터의 예외에 대해 상기 빌드 표면을 검사하기 위해 상기 디지털 표현을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 패턴은 상기 빌드 표면의 상기 부분을 가로지르는 라인을 포함할 수 있고, 방법은 상기 라인의 반사의 광학적으로 나타나는 임의의 불규칙성을 상기 디지털 표현으로부터 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 상기 광학 이미지에서 발견된 상기 제2 패턴의 표현을 상기 제2 패턴의 디폴트 표현과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은, 상기 디폴트 표현과 동일한 상기 패턴의 상기 표현을 찾은 것에 대한 응답으로서 스테레오리소그래피 장치의 작동이 계속되도록 하거나, 또는 상기 디폴트 표현과 상이한 상기 패턴의 상기 표현을 찾은 것에 대한 응답으로서 스테레오리소그래피 장치의 작동을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 24는 스테레오리소그래피 장치를 작동시키는 방법을 개략적으로 예시한다. 이 방법의 실시예는, 해당 수지에 대한 최적의 작동 파라미터 값이 스테레오리소그래피 장치 자체에서 작동 파라미터 값의 임의의 라이브러리에 미리 저장되지 않은 경우에도, 작동 파라미터가 현재 사용된 수지에 대해 최적이 되도록 스테레오리소그래피 장치의 제어기가 작동 파라미터에 대한 값을 획득할 수 있게 하는 데에 특히 적합하다.
도 24의 방법은 단계(2401)에서 수지 탱크로부터의 파라미터 데이터를 판독하기 위해 판독기 디바이스를 사용하는 단계를 포함한다. 단계(2401)에서 사용되는 판독기 디바이스는 광학 이미징 검출기일 수 있거나, 일부 다른 종류의 판독기 디바이스일 수 있다.
방법은 또한 판독된 파라미터 데이터를 상기 스테레오리소그래피 장치의 제어기로 전달하는 단계를 포함한다. 통상적으로, 판독된 파라미터 데이터는, 예를 들어 제어기가 광학 이미징 검출기 또는 다른 종류의 판독기 디바이스로부터 수신한 디지털 이미지 데이터에 나타난 비트열이 미리 결정된 디코딩 방법에 따라 수치값으로 변환되도록 단계(2402)에서 디코딩되어야 한다. 방법은 또한 단계(2403)에서 상기 스테레오리소그래피 장치의 작동 파라미터의 값으로서 상기 전달된 파라미터 데이터의 단편을 사용하는 단계를 포함한다.
전달된 파라미터 데이터 단편은, 수지의 예열 온도, 층 노광 시간, 층 두께, 빌드 플랫폼의 이동 속도, 및/또는 스테레오리소그래피 3D 인쇄에서 2개의 연속적인 방법 단계 사이의 대기 시간 - 으로서 사용될 수 있음 - 을 포함할 수 있다. 전달된 파라미터 데이터 단편을 다른 목적으로 사용하는 것이 배제되지 않는다.
방법은 상기 전달된 파라미터 데이터의 상기 단편을 파라미터 값의 허용 가능한 범위를 나타내는 정보와 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 종류의 정보는, 안전하지 않거나 달리 추천할 수 없는 파라미터 값으로 작동을 시도하지 않도록 하기 위해 스테레오리소그래피 장치의 메모리에 미리 저장될 수 있다. 방법은 참조 부호(2404)로 예시된 바와 같이 상기 전달된 파라미터 데이터의 상기 단편이 파라미터 값의 상기 허용 가능한 범위 내에 있는 것을 찾은 것에 대한 응답으로서 스테레오리소그래피 장치의 작동을 계속하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 참조 부호(2406)로 예시된 바와 같이 상기 전달된 파라미터 데이터의 상기 단편이 파라미터 값의 상기 허용 가능한 범위를 벗어나는 것을 찾은 것에 대한 응답으로서, 단계(2405)에 따른 스테레오리소그래피 장치의 작동을 방지하거나 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
기술의 진보에 따라 본 발명의 기본 사상이 다양한 방식으로 구현될 수 있다는 것은 본 기술 분야의 숙련자에게 자명하다. 따라서, 본 발명 및 그 실시예는 전술한 예에 제한되지 않고, 대신에 청구범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (14)

  1. 스테레오리소그래피 장치로서,
    - 고정식 통(401) 또는 스테레오리소그래피 3D 인쇄 프로세스에 사용하기 위해 수지를 보유하는 제거 가능한 통을 수용하기 위한 홀더,
    - 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 부분 상에 패턴을 투영하도록 구성된 광학 복사기(901),
    - 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 상기 부분 및/또는 투영된 패턴이 반사되는 표면이, 광학 이미징 검출기(501)가 작동 위치에 있는 경우, 시야 내에 있도록 설치되고 지향되는, 시야를 갖는 광학 이미징 검출기(501), 및
    - 상기 광학 이미징 검출기(501)에 결합되어 상기 광학 이미징 검출기(501)로부터 광학 이미지 데이터를 수신하는 제어기(502, 2001)를 포함하고,
    상기 제어기(502, 2001)는 상기 광학 이미지 데이터를 사용하여 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401) 내의 수지의 양 및/또는 표면 레벨을 계산하도록 구성되는, 스테레오리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 복사기(901)는 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 상기 부분 상에 레이저 광의 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성된 레이저인, 스테레오리소그래피 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 상기 부분은 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 림(1301)의 부분을 포함하고, 상기 레이저는 패턴이 상기 림(1301)의 에지로부터 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 바닥(1302)을 향해 선형으로 연장되도록 상기 림(1301) 상에 상기 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성되는, 스테레오리소그래피 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 레이저는 패턴이 상기 림(1301)의 수평 에지로부터 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 상기 바닥(1302)을 향해 수직으로(1501) 연장되도록 상기 림(1301) 상에 상기 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성되는, 스테레오리소그래피 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 레이저는 패턴이 상기 림의 수평 에지로부터 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 상기 바닥(1302)을 향해 비스듬하게(1601) 연장되도록 상기 림(1301) 상에 상기 적어도 하나의 분산 패턴을 투영하도록 구성되는, 스테레오리소그래피 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 복사기(901)는 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401) 상에 레이저 광의 적어도 2개의 별개의 분산 패턴을 투영하도록 구성되는, 스테레오리소그래피 장치.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저는 적어도 하나의 레이저 소스 및 상기 레이저 소스에 의해 생성된 선형 레이저 빔을 부채꼴 형상으로 분산하도록 구성된 적어도 하나의 렌즈를 포함하는, 스테레오리소그래피 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광학 복사기(901)는 상기 고정 또는 제거 가능한 통의 중심부 상에 적어도 하나의 패턴을 투영하도록 구성된 레이저인, 스테레오리소그래피 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 복사기(901)는 스테레오리소그래피에서 수지를 광중합하는 데에 사용되는 파장보다 긴 미리 규정된 차단 파장보다 길거나 기껏해야 동일한 파장의 광학 복사선만을 방출하도록 구성되는, 스테레오리소그래피 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(502, 2001)는 상기 광학 이미지 데이터로부터 상기 투영된 패턴의 반사 이미지를 인식하도록 구성되고, 상기 반사 이미지의 하나 이상의 검출된 치수로부터 상기 통(401) 내에 보유된 수지의 상기 양 및/또는 표면 레벨을 계산하도록 구성되는, 스테레오리소그래피 장치.
  11. 스테레오리소그래피 장치를 작동시키는 방법으로서,
    - 상기 스테레오리소그래피 장치의 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 부분 상에 패턴을 광학적으로 투영하는 단계(2201),
    - 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 상기 부분 및/또는 투영된 패턴이 반사되는 표면의 광학 이미지의 디지털 표현을 투영되거나 반사된 상기 패턴으로 생성하는 단계(2101), 및
    - 상기 디지털 표현을 사용하여 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401) 내의 수지의 양 및/또는 표면 레벨을 계산하는 단계(2103)를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 패턴은 상기 고정 또는 제거 가능한 통(401)의 림(1301)의 부분 상의 레이저 광의 분산 패턴인, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 분산 패턴은 상기 림(1301)의 부분을 가로지르는 라인을 포함하고, 상기 방법은 상기 라인의 잔여 부분과 광학적으로 상이하게 나타나는 상기 라인의 제1 부분(1501, 1601)의 길이를 상기 디지털 표현으로부터 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 패턴은 고정 또는 제거 가능한 통의 중심부 상의 레이저 광의 패턴이고, 상기 방법은 고정 또는 제거 가능한 통 내의 수지의 표면 레벨에 따라 상이한 위치에서 광학적으로 나타나는 2차 반사의 위치를 상기 디지털 표현으로부터 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112356440B (zh) * 2021-01-14 2021-06-11 山东南道北数字科技有限公司 一种光固化3d打印机调平机构
US20230067468A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-02 Northwestern University 3d printing system and method

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129822A (en) * 1980-03-17 1981-10-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Level detector for molten metal in mold in continuous casting equipment
US5258146A (en) * 1988-09-26 1993-11-02 3D Systems, Inc. Method of and apparatus for measuring and controlling fluid level in stereolithography
JP3419724B2 (ja) * 1988-10-31 2003-06-23 スリーディー システムズ インコーポレーテッド 液面レベル測定装置および立体造形装置
JP2000193510A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Kawasaki Steel Corp タンク内液面レベル測定方法及び装置
JP3001200B1 (ja) * 1999-02-09 2000-01-24 新川電機株式会社 溶融金属等の表面レベル計測装置
JP2000298054A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Niigata Eng Co Ltd 液面レベル測定方法および装置
US7837361B2 (en) * 2000-07-14 2010-11-23 Ledalite Architectural Products Light control devices implemented with diffusers having controllable diffusion characteristics
US7239933B2 (en) * 2002-11-11 2007-07-03 Micron Technology, Inc. Substrate supports for use with programmable material consolidation apparatus and systems
US20060192312A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 3D Systems, Inc. Multiple vat leveling system
US7585450B2 (en) * 2005-09-30 2009-09-08 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
CN100544943C (zh) * 2007-01-19 2009-09-30 中国科学院广州电子技术研究所 光固化快速成型的树脂液面控制及树脂涂覆的方法和装置
KR101157318B1 (ko) * 2009-11-02 2012-06-15 현종훈 적설량 측정 시스템 및 그 방법
US9034237B2 (en) * 2012-09-25 2015-05-19 3D Systems, Inc. Solid imaging systems, components thereof, and methods of solid imaging
EP3333629A4 (en) * 2015-04-28 2019-05-22 Xiang Wu IMAGING AND FORMING PROCEDURES USING PROJECTION OPERATION AND BACK PROJECTION METHOD
CN105181082B (zh) * 2015-04-30 2018-09-11 湖南大学 一种基于可见激光和图像处理的液位检测方法和装置
US10744712B2 (en) * 2015-08-28 2020-08-18 Formlabs, Inc. Techniques for fluid sensing during additive fabrication and related systems and methods
DE102017213072A1 (de) * 2016-09-05 2018-03-08 Ford Global Technologies, Llc Additives Fertigungsverfahren
CN106891522A (zh) * 2017-02-27 2017-06-27 荆门米丰信息科技有限公司 具有自动补差功能的数字光处理三维打印及其打印方法
US20180281282A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Velo3D, Inc. Material manipulation in three-dimensional printing

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