KR20210127233A

KR20210127233A - 광학 물품 프린팅 방법

Info

Publication number: KR20210127233A
Application number: KR1020217029863A
Authority: KR
Inventors: 톰 베르헤얀
Original assignee: 럭섹셀 홀딩 비.브이.
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-10-21
Also published as: WO2020169692A1; EP3927531A1; US20220134638A1

Abstract

경계 부분과 나머지 부분을 포함하여 구성된 3차원 광학 물품을 프린팅하는 방법으로서, 상기 방법은: 인쇄 잉크 레이어들을 적층하여 3차원 물품을 조형하는 단계를 포함하되, 각 레이어는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시켜 얻어지며, 경계 정의 단계를 통해 상기 3차원 물품의 경계 부분을 프린팅한 후, 이어지는 충전 단계를 통해 상기 나머지 부분을 프린팅한다.

Description

광학 물품 프린팅 방법

본 발명은 경계 부분과 나머지 부분을 포함하여 구성된 3차원 광학 물품(optical component)을 프린팅하는 방법에 관한 것으로, 3차원 광학 물품은 인쇄 잉크의 액적들의 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 인쇄 잉크 레이어들을 적층시켜 조형된다.

안경 렌즈, 안과용 거울 등과 같은 3차원 광학 물품의 프린팅 공정이 종래 기술을 통해 알려져 있다. 광학 구조물은 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 한 층씩 적층시켜 조형된다. 액적들은 잉크젯 프린터의 프린트 헤드의 토출 노즐을 통해 기판 쪽으로 토출된다. 광학 물품의 프린팅 공정은 정확도가 높아야 하므로 특히 까다롭다. 예를 들어 안경 렌즈와 같은, 모서리가 있는 광학 물품을 현재 통용되는 종래 기술 방법으로 프린팅하면, 인쇄 잉크의 유체 특성으로 인해, 프린팅된 물품에 원치 않는 변형이 발생하게 된다. 즉 날카로운 모서리 대신에 돌출물이나 돌기가 형성됨에 따라, 프린팅된 물품의 전체 형상이 의도한 형상에서 벗어나게 되어 해당 물품의 광학 품질이 저하된다.

본 발명의 목적은 사용된 인쇄 잉크의 유체 특성을 통해 해당 재료가 돌출물 및 돌기를 형성하지 못하게 함으로써, 날카로운 모서리를 갖는 3차원 광학 물품을 프린팅하는 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따르면, 전술된 목적은 경계 부분과 나머지 부분을 포함하여 구성된 3차원 광학 물품, 구체적으로는 안경 렌즈를 프린팅하는 방법을 통해 실현되며, 상기 방법은: 인쇄 잉크 레이어들을 적층하여 3차원 물품을 조형하는 단계를 포함하되, 각 레이어는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시켜 얻어지며, 경계 정의 단계를 통해 상기 3차원 물품의 경계 부분을 프린팅한 후, 이어지는 충전 단계를 통해 상기 나머지 부분을 프린팅한다.

마찬가지로, 전술된 목적은 경계 부분과 나머지 부분을 포함하여 구성된 3차원 광학 물품, 구체적으로는 안경 렌즈를 프린팅하는 방법을 통해 실현되며, 상기 방법은: 3차원 광학 물품 형상을 컴퓨터를 사용하여 가상으로 2차원 슬라이스들로 절단하는 단계; 상기 슬라이스들에 대응하는 인쇄 잉크 레이어들을 적층하여 3차원 물품을 조형하는 단계를 포함하되, 각 레이어는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시켜 얻어지며, 하나 이상의 슬라이스는 경계 부분 및 나머지 부분의 일부를 각각 형성하는 하나 이상의 슬라이스의 영역들로 구성된 경계 영역 및 나머지 영역을 포함하고, 경계 정의 단계를 통해 상기 하나 이상의 슬라이스에 대응하는 레이어의 한 경계 영역을 프린팅한 후, 이어지는 충전 단계를 통해 상기 하나 이상의 슬라이스에 대응하는 레이어의 한 나머지 영역을 프린팅한다.

이들 두 가지 방법의 기본적 개념은 광학 물품의 중요한 영역을 프린팅하는 공정을 두 단계, 즉 정의된 경계를 제공하는 제1 단계와 상기 경계에 인접한 영역이나 용적을 채우는 제2 단계로 나누는 것이다. 이는 레이어별로 수행될 수 있거나 광학 물품의 한 구간 또는 전체 광학 물품에 수행될 수 있다. 정의된 경계가 제공되므로, 돌출물 형성이 감소되거나 완전히 저지된다. 본원에 제시되는 방법들을 이용함으로써, 유리하게는, 날카롭게 형성된 모서리를 갖는 그리고 그에 따라 광학 품질이 향상된 3차원 광학 물품(구체적으로, 안경 렌즈)을 프린팅할 수 있게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 경계 정의 단계와 충전 단계는 경계 부분 및/또는 나머지 부분의 일부를 형성하는 슬라이스들에 대응하는 모든 레이어에 대해 반복 수행된다. 이러한 방식으로, 경계 부분과 나머지 부분은 한 층씩 적층되어 구성되며, 각 레이어에 대해 정의된 경계는 해당 레이어의 경계 정의 단계 시 프린팅된 경계 영역에 의해 제공되며, 그 후 해당 레이어는 충전 단계를 통해 채워진다. 따라서, 유리하게는, 인쇄 잉크의 유체 특성으로 인한 유해적 변형을 막는다.

본 발명과 관련하여, 광학 물품의 프린팅 공정은 인쇄 잉크의 레이어들을 적층하여 물품을 조형하는 것을 포함한다. 이는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치함으로써 실현된다. 인쇄 잉크의 액적들이 프린트 헤드의 노즐로부터 통상은 기판 쪽으로 토출된다. 인쇄 잉크는 바람직하게는 반투명 또는 투명한 광중합성 단량체를 포함한다. 적층된 액적은 UV 광에 노출되어 간격을 두고 경화되거나 경화되지 않을 수 있다.

본 발명과 관련하여 광학 물품은 렌즈, 구체적으로는 안경 렌즈를 포함한다. 안경 렌즈로, 오목 렌즈, 볼록 렌즈, 이중 오목 렌즈, 이중 볼록 렌즈 및 반달 렌즈가 포함된다. 본 발명과 관련하여 다초점 렌즈 또한 안경 렌즈에 포함된다.

바람직한 실시예에 따르면, 경계 부분은 바람직하게는 날카로운 모서리를 포함한다. 바람직하게 경계 부분은 급경사(바람직하게는, 수직) 구간을 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 경계 부분이 나머지 부분을 적어도 부분적으로 에워싼다. 본 문단과 이하 설명에서, "수직"은 중력장 방향을 지칭한다. 광학 물품의 날카로운 모서리들의 프린팅에 있어서 해당 모서리의 경계 부분 및 나머지 부분을 개별 프린팅 단계를 통해 프린팅함으로써, 인쇄 잉크의 유체 특성으로 인한 적층 물질의 돌출물 형성을 방지한다.

바람직한 실시예에 따르면, 적층된 인쇄 잉크 액적들은 UV 광을 사용하여 적어도 부분적으로 경화된다. 경화 처리를 통해, 바람직하게는 인쇄 잉크의 하나 이상의 성분이 적어도 부분적으로 광중합된다. 이러한 방식으로, 경화된 인쇄 잉크가 특정 위치에 고정(pin)된다. 즉, 유리하게는 인쇄 잉크의 점도가 증가한다.

바람직한 실시예에 따르면, 경계 부분의 적어도 일부는 나머지 부분의 적어도 일부에 사용된 경화 에너지보다 더 높은 경화 에너지를 사용하여 경화된다. 경화 에너지는 경화된 인쇄 잉크가 중합되어 특정 위치에 고정되는 정도를 정의한다. 따라서, 경계 부분은 나머지 부분에 적층된 인쇄 잉크에 대해 안정적인 경계를 정의하여, 유리하게는, 특히 광학 물품의 모서리에 돌출물이 형성되지 않도록 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 적층된 액적들은 국부적으로 가변되는 강도를 갖는 UV 광을 사용하여 경화된다. 바람직하게는, 정의하고자 하는 경계가 광학 물품의 경계 부분 내에 형성되도록 UV 광 강도의 공간적 분포를 선택한다.

바람직한 실시예에 따르면, 경계 정의 단계의 프린팅 특성이 충전 단계의 프린팅 특성과 상이하다. 이러한 프린팅 특성의 예로 프린팅 속도, 인쇄 잉크, 경화 특성, 이를테면 사용되는 UV 광의 강도 및 파장은 물론, 사용되는 UV 광으로의 노광 시간이 포함된다.

바람직한 실시예에 따르면, 경계 정의 단계와 충전 단계 사이에 소정의 시간(time span)이 경과되며, 상기 시간 동안, 경계 정의 단계 시 적층된 인쇄 잉크의 화학적 및/또는 물리적 물성이 변화된다. 바람직하게, 상기 시간은 프린팅 속도 및 적층된 인쇄 잉크가 특정 위치에 고정되는 것 사이의 균형을 최적화하도록 선택된다.

본 발명에 따르면, 전술된 목적은 경계 부분, 나머지 부분 및 내부 부분을 포함하는 3차원 광학 물품, 구체적으로는 안경 렌즈를 프린팅하는 방법에 의해 실현되며, 상기 방법은: 프린팅 공정으로 인쇄 잉크 레이어들을 적층하여 3차원 물품을 조형하는 단계를 포함하되, 각 레이어는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시켜 얻어지며,

- 제1 내부 부분 프린팅 단계에서, 내부 부분의 제1 레이어를 프린팅하고,

- 상기 제1 단계 이후, 제1 경계 프린팅 단계에서, 내부 부분의 후속 레이어와 경계 부분의 제1 레이어를 프린팅하고,

- 상기 제1 경계 프린팅 단계 이후, 후속 단계들에서, 내부 부분 및 경계 부분의 후속 레이어들을 프린팅하고,

- 상기 후속 단계들 이후, 충전 단계에서, 경계 부분과 내부 부분 사이에 나머지 부분을 프린팅한다.

이러한 방법의 기본적 개념은 광학 물품의 중요한 영역을 프린팅하는 공정을 두 단계, 즉 내부 부분으로부터 소정 거리에 위치되는 경계를 정의하여 제공하는 제1 단계와 상기 경계에 인접한 영역이나 용적을 채우는 제2 단계로 나누는 것이다. 이러한 충전 단계는 레이어별로 수행될 수 있거나 광학 물품의 한 구간 또는 전체 광학 물품에 수행될 수 있다. 정의된 경계가 제공되므로, 돌출물 형성이 감소되거나 완전히 저지된다. 본원에 제시되는 방법을 이용함으로써, 유리하게는, 날카롭게 형성된 모서리를 갖는 그리고 그에 따라 광학 품질이 향상된 3차원 광학 물품(구체적으로, 안경 렌즈)을 프린팅할 수 있게 된다.

바람직하게는, 경계 부분 및/또는 내부 부분 및/또는 나머지 부분에 배치되는 인쇄 잉크 액적들이 핀 경화된다(pin cured). 본 발명과 관련하여, 핀 경화는 바람직하게는 UV 광에 의한 부분 경화이다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 경계 프린팅 단계에서 내부 부분의 제3 레이어 또는 그 후속 레이어를 프린팅하며, 바람직하게는 제1 경계 프린팅 단계에서 내부 부분의 제6 레이어 또는 그 후속 레이어를 프린팅한다. 이는 내부 부분의 프린팅과 경계 부분의 프린팅 사이에 시간 간격이 생기도록 하여, 경계 부분의 안정성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.

바람직한 실시예에 따르면, 제1 경계 프린팅 단계에서 내부 부분의 제20 레이어 또는 그 이전 레이어를 프린팅하며, 바람직하게는 제1 경계 프린팅 단계에서 내부 부분의 제10 레이어 또는 그 이전 레이어를 프린팅한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래 기술에 따른 프린팅 방법을 개략적으로 도시한다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법을 개략적으로 도시한다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법을 개략적으로 도시한다.

이하 본 발명을 구체적인 실시예와 관련하여 특정 도면을 대상으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니라 오로지 청구범위에 의해서 한정된다. 예시된 도면들은 개략도일 뿐이며 제한적이지 않다. 도면에서, 일부 구성요소의 크기는 과장된 것일 수 있고, 예시 목적이므로 반드시 실제적 상대 축척 비율을 반영하지 않을 수도 있다.

단수 명사를 지칭할 때 예컨대, "하나의", "한", "일", "상기(the)"와 같은 표현이 사용되는 경우, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 해당 명사의 복수형을 포함한다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서 제1, 제2, 제3 등의 용어들은 유사 구성요소들을 구별하기 위해 사용되는 것으로, 반드시 순차적 또는 시간적 순서를 논하기 위해 사용되는 것은 아니다. 이와 같이 사용된 용어들은 적절한 상황에서 혼용될 수 있다는 점과, 본원에 기술되는 본 발명의 실시예들은 본원에 설명되었거나 예시된 순서와 다른 순서로 동작될 수 있다는 점을 이해해야 한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c에는 종래 기술에 따른 프린팅 방법을 개략적으로 도시하였다. 도 1a는 3차원 광학 물품(1), 구체적으로는 안경 렌즈를 나타낸다. 도 1b와 도 1c는 광학 물품(1)의 xz 평면을 따라 본 단면들을 나타낸다. 현재 통용되는 프린팅 방법에 의하면, 광학 물품(1)의, 구체적으로는 안경 렌즈의, 3차원 형상을 컴퓨터를 사용하여 가상으로 2차원 슬라이스로 절단한다. 그런 후 여러 프린팅 단계를 거쳐 광학 물품(1)을 조형한다. 각 프린팅 단계 시, 프린터(바람직하게는, 잉크젯 프린터)의 프린트 헤드의 노즐에서 인쇄 잉크 액적들이 토출된다. 바람직하게는 액적들이 기판 쪽으로 토출된다. 토출 단계를 통해, 인쇄 잉크의 액적들이 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치되면서 레이어를 형성한다. 각 슬라이스에 대해, 인쇄 잉크 레이어가 적층된다. 이러한 방식으로, 3차원 광학 물품(1)은 인쇄 잉크의 액적들이 목표 지점에 여러 레이어로 적층됨으로써 조형된다. 바람직하게는, 인쇄 잉크는 투명하거나 반투명 소재이다. 인쇄 잉크는 여러 성분으로 이루어져 있으며, 그 중 적어도 하나는 광중합성 단량체이다. 적층된 액적들은 바람직하게는 간격을 두고 적어도 부분적으로 경화된다. 경화 시, 이들 적층된 액적들은 바람직하게는 방사선, 특히 바람직하게는 UV 광에 노광된다. 경화 단계를 거치면서, 적층된 인쇄 잉크의 점도가 증가하며 적층된 액적들은 특정 위치에 고정된다. 특정 위치에 고정되는 정도는 경화 단계의 세부 사항에 따라, 예컨대 사용된 방사선의 강도 및/또는 파장, 및/또는 노광 시간에 따라 달라진다. 날카로운 모서리(2)를 갖는 3차원 광학 물품(1)을 프린팅할 때, 의도한 형상과 결과적으로 프린팅된 형상 간에 편차가 발생한다. 의도한 형상을 나타내는 도 1b과 실제로 얻은 형상을 나타내는 도 1c를 참조한다. 프린트면은 xy 평면에 있는 반면, 적층된 액적들의 분사 방향은 주로 z 방향이다. 예시된 바와 같은 편차는 적층되는 인쇄 잉크의 유체 특성으로 인해 야기된다. 구체적으로는, 돌출물(4) 형태나 돌기 형태의 원치 않는 변형이 생긴다. 이는 특히 안경 렌즈의 프린팅 공정에 불리하다. 일반적으로 안경 렌즈는, 프린팅 공정 시, 안경 렌즈의 주연부 급경사 구간(3)과 곡면, 오목면 또는 볼록면(미도시)의 접촉점들에 의해 형성되는 날카로운 모서리(2)를 드러낸다. 종래 기술의 프린팅 방법으로는 이러한 날카로운 모서리(2)와 그에 따른 고품질 안경 렌즈를 조형할 수 없다. 프린트 품질은 모서리(2)에 형성되는 돌출물(4)로 인해 저하된다.

도 2a와 도 2b에는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법을 개략적으로 도시하였다. 본 발명의 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법은 3차원 물품(1)의 프린팅 공정을 정의된 경계를 제공하는 경계 정의 단계와 경계 부분(5)에 인접한 용적을 채우는 충전 단계로 나눈다는 점에서 종래 기술의 방법과 다르다. 이러한 2-단계 과정은 광학 물품(1)의 한 구간에 대해(도 2b 참조) 또는 전체 물품(1)에 대해(도 2a 참조) 레이어별로 수행될 수 있다. 광학 물품(1)은 경계 부분(5)과 나머지 부분(6)을 포함하여 구성된다. 경계 부분(5)은 광학 물품(1)의 핵심 부분들을 포함하도록 선택된다. 바람직하게는 경계 부분(5)은 광학 물품(1)의 날카로운 모서리(2)를 포함한다. 바람직하게는 경계 부분은 급경사 구간(3)을 더 포함한다. 예를 들어, 광학 물품(1)이 안경 렌즈인 경우, 이러한 급경사 구간(3)은 주로 z 방향으로 신장되는 안경 렌즈 주연부 구간을 구성한다. 바람직하게는 경계 부분(5)이 나머지 부분(6)을 적어도 부분적으로 에워싼다. 예를 들어, 모서리(2)와 주연부 급경사 구간(3)을 포함하는 경계 부분(5)이 나머지 부분(6)을 완전히 에워싼다. 예시적 실시예에 따르면, 경계 부분(5)은 경계 정의 단계에서 프린팅되고, 후속으로 나머지 부분(6)은 충전 단계 시 프린팅된다. 따라서, 나머지 부분(6)보다 먼저 프린팅된 경계 부분(5)이 나머지 부분(6)에 대해 정의된 경계를 제공하는 식이다. 이렇게 정의된 경계는 유리하게는 광학 물품(1)의 모서리(2)에 원치 않는 돌출물 및 돌기의 형성을 방지한다. 대안적 실시예에 의하면, 2-단계 과정이 레이어별로 수행된다(도 2b 참조). 구체적으로, 경계 정의 단계 시 하나의 경계 영역(8)을 적층하고 충전 단계 시에는 하나의 나머지 영역(9)을 프린팅하는 식으로, 광학 물품(1)의 하나 이상의 레이어(7)를 프린팅한다. 경계 영역(8) 및 나머지 영역(9)은 각각 광학 물품(1)의 경계 부분(5) 및 나머지 부분(6) 내부에 배치되는 레이어(7)의 영역들에 의해 획정된다. 이러한 방식으로, 상기 하나 이상의 레이어(7)의 내부에는 정의된 경계가 제공된다. 바람직하게는, 경계 정의 단계와 충전 단계가 경계 부분(5) 및/또는 나머지 부분(6)의 일부인 각 레이어(7)에 대해 수행된다. 각 레이어를 기준으로 정의된 경계를 제공함으로써, 적층되는 인쇄 잉크의 유체 특성 저하를 막고, 이에 따라 돌출물(4) 형성을 방지한다. 바람직하게는, 인쇄 잉크의 적층된 액적들이 예컨대 UV 광을 사용한 조사 공정을 통해 경화된다. 경계 부분(5) 및 나머지 부분(6)(각각, 경계 영역(8) 및 나머지 영역(9))의 경화 처리에 적용되는 경화 특성들이 바람직하게는 상이하다. 예를 들어, 경계 부분(5)과 경계 영역(8)은 나머지 부분(6)과 나머지 영역(9)에 사용된 경화 에너지보다 더 높은 경화 에너지를 사용하여 경화된다. 이에 따라, 안정적인 경계가 제공된다. 이는, 예를 들어, 경계 부분(5) 및 나머지 부분(6)(각각, 경계 영역(8) 및 나머지 영역(9))을 상이한 경화 특성이 적용된 개별 경화 단계를 통해 경화시킴으로써 실현된다. 대안으로, 국부적으로 가변되는 강도를 갖는 UV 광을 경화 단계에 사용할 수도 있다. 예컨대, 경계 부분(5)으로의 조사 강도가 나머지 부분(6)으로의 조사 강도보다 높다. 또한, 경계 정의 단계 시의 프린팅 특성이 바람직하게는 충전 단계의 프린팅 특성과 상이하다. 이러한 프린팅 특성의 예로 프린팅 속도 및 적층되는 인쇄 잉크가 포함된다. 바람직하게는, 정의되는 경계를 최적화하도록 프린팅 특성들이 선택된다. 추가로 또는 대안으로, 경계 정의 단계와 충전 단계 사이에 소정의 시간이 경과되며, 상기 시간 동안, 경계 정의 단계 시 적층된 인쇄 잉크의 화학적 및/또는 물리적 물성이 변화된다. 예를 들어, 확산 현상이 일어나고/나거나 적층된 인쇄 잉크의 점도가 증가한다. 경계 정의 단계 시 경계를 정의하고 난 후에 충전 단계를 통해 인접 용적을 채우는 식으로 프린팅 공정을 나눔으로써, 유리하게는, 적층되는 인쇄 잉크의 유체 특성 저하로 인한 돌출물(4) 및 돌기 형성을 방지한다. 이로써, 품질이 향상된, 광학 물품(1), 구체적으로는 안경 렌즈를 제공한다.

도 3a와 도 3b에는 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법을 개략적으로 도시하였다. 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 프린팅 방법은 3차원 물품(1)의 경계 부분(5)과 3차원 물품(1)의 내부 부분(10)을 한 층씩 프린팅한다는 점에서, 예컨대 내부 부분(10)의 하나 이상의 레이어를 프린팅한 후에 경계 부분(5)의 제1 레이어를 프린팅한다는 점에서, 종래 기술의 방법과 다르다.

본 예에서, 내부 부분(10)의 제1 레이어는 제1 내부 부분 프린팅 단계(A)에서 프린팅된다. 여기서, 제1 내부 부분 레이어 프린팅 단계(A)는 그 후 제2 내부 부분 레이어 프린팅 단계(B), 제3 내부 부분 레이어 프린팅 단계(C), 제4 내부 부분 레이어 프린팅 단계(D), 제5 내부 부분 레이어 프린팅 단계(E), 및 제6 내부 부분 레이어 프린팅 단계(F)로 이어진다. 이러한 제6 레이어 프린팅 단계(F)는 그 후 경계 부분(5)의 제1 레이어와 내부 부분(10)의 제7 레이어가 프린팅되는 단계인 제1 경계 프린팅 단계(G)로 이어진다. 제1 경계 레이어 프린팅 단계(G)가 끝나면 후속 단계들(H 내지 P)에서는 내부 부분(10)의 후속 레이어들과 경계 부분(5)의 후속 레이어들이 프린팅된다.

경계 부분(5)과 내부 부분(10)을 프린팅하고 나서, 나머지 부분(6)을 채워서 경계 부분(5)과 내부 부분(10) 사이의 공간을 메운다(도 3b 참조).

바람직하게는 경계 부분(5)은 광학 물품(1)의 날카로운 모서리(2)를 포함한다. 바람직하게는 경계 부분(5)은 급경사 구간(3)을 더 포함한다. 예를 들어, 광학 물품(1)이 안경 렌즈인 경우, 이러한 급경사 구간(3)은 주로 z 방향으로 신장되는 안경 렌즈 주연부 구간을 구성한다. 바람직하게는, 경계 부분(5)이 나머지 부분(6)을 적어도 부분적으로 에워싼다. 예를 들어, 모서리(2)와 주연부 급경사 구간(3)을 포함하는 경계 부분(5)이 나머지 부분(6)을 완전히 에워싼다.

바람직하게는, 나머지 부분(6)보다 먼저 프린팅된 경계 부분(5)이 나머지 부분(6)에 대해 정의된 경계를 제공한다. 이렇게 정의된 경계는 유리하게는 광학 물품(1)의 모서리(2)에 원치 않는 돌출물 및 돌기의 형성을 방지한다. 바람직하게는, 인쇄 잉크의 적층된 액적들이 예컨대 UV 광을 사용한 조사 공정을 통해 경화된다. 경계 부분(5), 내부 부분(10) 및 나머지 부분(6)의 경화 처리에 적용되는 경화 특성들이 바람직하게는 상이하다. 예를 들어, 경계 부분(5)은 나머지 부분(6) 또는 내부 부분(10) 사용된 경화 에너지보다 더 높은 경화 에너지를 사용하여 경화된다. 이에 따라, 안정적인 경계가 제공된다. 이는, 예를 들어, 경계 부분(5), 내부 부분(10) 및 나머지 부분(6)을 상이한 경화 특성이 적용된 개별 경화 단계를 통해 경화시킴으로써 실현된다. 대안으로, 국부적으로 가변되는 강도를 갖는 UV 광을 경화 단계에 사용할 수도 있다. 예컨대, 경계 부분(5)으로의 조사 강도가 나머지 부분(6)으로의 조사 강도보다 높다. 또한, 경계 부분(5), 내부 부분(10) 및/또는 나머지 부분(6)을 프린팅할 때의 프린팅 특성이 바람직하게는 상이하다. 이러한 프린팅 특성의 예로 프린팅 속도 및 적층되는 인쇄 잉크가 포함된다. 바람직하게는, 정의되는 경계를 최적화하도록 프린팅 특성들이 선택된다. 추가로 또는 대안으로, 후속 단계들과 충전 단계 사이에 소정의 시간이 경과되며, 상기 시간 동안, 상기 후속 단계들 동안에 적층된 인쇄 잉크의 화학적 및/또는 물리적 물성이 변화된다. 예를 들어, 확산 현상이 일어나고/나거나 적층된 인쇄 잉크의 점도가 증가한다.

1 광학 물품
2 모서리
3 급경사 구간
4 돌출물
5 경계 부분
6 나머지 부분
7 레이어
8 경계 부분
9 나머지 부분
10 내부 부분
A 제1 내부 부분 레이어 프린팅 단계
B 제2 내부 부분 레이어 프린팅 단계
C 제3 내부 부분 레이어 프린팅 단계
D 제4 내부 부분 레이어 프린팅 단계
E 제5 내부 부분 레이어 프린팅 단계
F 제6 내부 부분 레이어 프린팅 단계
G 제1 경계 프린팅 단계
H 내지 P 후속 단계들

Claims

경계 부분(5)과 나머지 부분(6)을 포함하여 구성된 3차원 광학 물품(1), 구체적으로는 안경 렌즈를 프린팅하는 방법에 있어서, 인쇄 잉크 레이어들을 적층하여 3차원 물품(1)을 조형하는 단계를 포함하되, 각 레이어는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시켜 얻어지는 방법으로서,
경계 정의 단계를 통해 상기 3차원 물품(1)의 경계 부분(5)을 프린팅한 후, 이어지는 충전 단계를 통해 상기 나머지 부분(6)을 프린팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
경계 부분(5)과 나머지 부분(6)을 포함하여 구성된 3차원 광학 물품(1), 구체적으로는 안경 렌즈를 프린팅하는 방법에 있어서,
- 3차원 광학 물품(1) 형상을 컴퓨터를 사용하여 가상으로 2차원 슬라이스들로 절단하는 단계와;
- 상기 슬라이스들에 대응하는 인쇄 잉크 레이어들을 적층하여 3차원 물품(1)을 조형하는 단계를 포함하되, 각 레이어는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시켜 얻어지며,
- 하나 이상의 슬라이스는 경계 부분(5) 및 나머지 부분(6)의 일부를 각각 형성하는 하나 이상의 슬라이스의 영역들로 구성된 경계 영역(8) 및 나머지 영역(9)을 포함하는 것인 방법으로서,
경계 정의 단계를 통해 상기 하나 이상의 슬라이스에 대응하는 레이어(7)의 한 경계 영역(8)을 프린팅한 후, 이어지는 충전 단계를 통해 상기 하나 이상의 슬라이스에 대응하는 레이어(7)의 한 나머지 영역(9)을 프린팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 경계 정의 단계와 충전 단계는 경계 부분(5) 및/또는 나머지 부분(6)의 일부를 형성하는 슬라이스들에 대응하는 모든 레이어(7)에 대해 반복 수행되는 것인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 부분(5)은 모서리(2)를 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 부분(5)은 급경사 구간, 바람직하게는 수직 구간(3)을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 부분(5)이 나머지 부분(6)을 적어도 부분적으로 에워싸는 것인 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적층된 인쇄 잉크 액적들은 UV 광을 사용하여 적어도 부분적으로 경화되는 것인, 방법.
제7항에 있어서, 경계 부분(5)의 적어도 일부는 나머지 부분(6)의 적어도 일부에 사용된 경화 에너지보다 더 높은 경화 에너지를 사용하여 경화되는 것인 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 적층된 액적들은 국부적으로 가변되는 강도를 갖는 UV 광을 사용하여 경화되는 것인 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 정의 단계의 프린팅 특성이 충전 단계의 프린팅 특성과 상이한 것인 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 정의 단계와 충전 단계 사이에 소정의 시간(time span)이 경과되며, 상기 시간 동안, 경계 정의 단계 시 적층된 인쇄 잉크의 화학적 및/또는 물리적 물성이 변화되는 것인 방법.
경계 부분(5), 나머지 부분(6) 및 내부 부분(10)을 포함하는 3차원 광학 물품(1), 구체적으로는 안경 렌즈를 프린팅하는 방법에 있어서, 프린팅 공정으로 인쇄 잉크 레이어들을 적층하여 3차원 물품(1)을 조형하는 단계를 포함하되, 각 레이어는 인쇄 잉크의 액적들을 목표 지점에 적어도 부분적으로 가로로 나란히 배치시켜 얻어지며,
- 제1 내부 부분 프린팅 단계(A)에서, 내부 부분(10)의 제1 레이어를 프린팅하고,
- 상기 제1 단계(A) 이후, 제1 경계 프린팅 단계(G)에서, 내부 부분(10)의 후속 레이어와 경계 부분(5)의 제1 레이어를 프린팅하고,
- 상기 제1 경계 프린팅 단계(G) 이후, 후속 단계들(H 내지 P)에서, 내부 부분(10) 및 경계 부분(5)의 후속 레이어들을 프린팅하고,
- 상기 후속 단계들(H 내지 P) 이후, 충전 단계에서, 경계 부분(5)과 내부 부분(10) 사이에 나머지 부분(6)을 프린팅하는, 방법.
제12항에 있어서, 제1 경계 프린팅 단계(G)에서 내부 부분(10)의 제3 레이어 또는 그 후속 레이어를 프린팅하며, 바람직하게는 제1 경계 프린팅 단계(G)에서 내부 부분(10)의 제6 레이어 또는 그 후속 레이어를 프린팅하는, 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 제1 경계 프린팅 단계에서 내부 부분(10)의 제20 레이어 또는 그 이전 레이어를 프린팅하며, 바람직하게는 제1 경계 프린팅 단계에서 내부 부분(10)의 제10 레이어 또는 그 이전 레이어를 프린팅하는, 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 프린팅하기 전에, 광학 물품(1) 형상을 컴퓨터를 사용하여 가상으로 2차원 슬라이스들로 절단하며, 이때 프린팅되는 레이어들은 상기 슬라이드들에 대응하는 것인 방법.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 부분(5)은 모서리(2)를 포함하는 것인 방법.
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 부분(5)은 모서리(2)를 포함하며, 경계 부분(5)은 급경사 섹션, 바람직하게는 수직 섹션(3)을 포함하는 것인 방법.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 부분(5)은 모서리(2)를 포함하며, 경계 부분(5)은 내부 부분(10)을 적어도 부분적으로 에워싸는 것인 방법.
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 경계 부분(5)은 모서리(2)를 포함하며, 적층된 인쇄 잉크 액적들은 UV 광을 사용하여 적어도 부분적으로 경화되는 것인, 방법.
제19항에 있어서, 경계 부분(5)의 적어도 일부는 나머지 부분(6)의 적어도 일부에 사용된 경화 에너지보다 더 높은 경화 에너지를 사용하여 경화되는 것인 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 적층된 액적들은 국부적으로 가변되는 강도를 갖는 UV 광을 사용하여 경화되는 것인 방법.
제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 후속 단계들의 프린팅 특성이 충전 단계의 프린팅 특성과 상이한 것인 방법.
제12항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 후속 단계들과 충전 단계 사이에 소정의 시간이 경과되며, 상기 시간 동안, 후속 단계들 시 적층된 인쇄 잉크의 화학적 및/또는 물리적 물성이 변화되는 것인 방법.