KR20240068293A - 3D Printer Regulating Gap between Nozzle and Object And Method thereof - Google Patents
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Abstract
노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터는 대상체 표면에 프린팅 원료를 토출하는 노즐을 구비하는 프린팅 헤드, 프린팅 헤드를 지지하는 암 스테이지, 프린팅 헤드 또는 노즐에 결합하여 노즐과 대상체 표면의 이격 거리를 측정하는 노즐 거리 측정부, 노즐 거리 측정부로부터 수신하는 이격 거리를 기초로 이격 거리가 설정 범위 내로 유지되도록 암 스테이지를 위치 제어하는 스테이지 제어부를 구비한다.A 3D printer capable of maintaining the nozzle distance includes a printing head equipped with a nozzle that discharges the printing material onto the surface of the object, an arm stage that supports the printing head, and a nozzle distance that measures the separation distance between the nozzle and the surface of the object by combining it with the printing head or nozzle. It is provided with a stage control unit that controls the position of the arm stage so that the separation distance is maintained within a set range based on the separation distance received from the measuring unit and the nozzle distance measuring unit.
Description
본 개시의 실시예들은 3D 프린터에 관한 것으로, 상세하게는 노즐(정확하게는 노즐 단부)와 대상체 표면 사이의 이격 거리를 일정 범위로 유지할 수 있는 3D 프린터에 관한 것이다. Embodiments of the present disclosure relate to a 3D printer, and more specifically, to a 3D printer capable of maintaining a separation distance between a nozzle (more precisely, a nozzle end) and the surface of an object within a certain range.
3D 프린팅 과정은 3D 도면으로부터 STL(Standard Tessellation Language) 파일로 변환 후 3D 모델을 레이어(layer)로 슬라이싱한 정보를 포함하는 G-코드 (G-code) 파일을 기반으로 층층이 쌓아올려 3D 구조체를 만든다. The 3D printing process creates a 3D structure by converting a 3D drawing into an STL (Standard Tessellation Language) file and stacking it layer by layer based on a G-code file containing information that slices the 3D model into layers. .
3D 프린팅은 크게 FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering), DIW(Direct Ink Writing) 등으로 구분된다.3D printing is largely divided into FDM (Fused Deposition Modeling), SLA (Stereolithography), SLS (Selective Laser Sintering), and DIW (Direct Ink Writing).
FDM 방식은 열가소성 필라멘트를 뜨거운 노즐에 주입하고 그것을 토출하는 방식으로 프린팅한다. FDM 방식은 정해진 Z 값에서 XY를 따라 움직이면서 프린팅하며, 프린팅 원료(토출물)로는 PLA(Polylatic Acid), ABS(Acrylonitrile/Butadiene/Styrene), HIPS(High Impact Polystyrene), 나일론(nylon), 폴리프로필렌(Plypropylene) 등을 사용한다. The FDM method prints by injecting thermoplastic filament into a hot nozzle and discharging it. The FDM method prints by moving along (Plypropylene), etc. are used.
SLA 방식은 가장 오래된 3D 프린팅 기술로 수지의 광중합반응 현상을 기반으로 하고 있다. 광원으로는 405nm 파장의 레이저를 사용하고, 갈보 미러(Galvo Mirror)를 통해 수지에 초점을 형성하여 프린팅한다.The SLA method is the oldest 3D printing technology and is based on the photopolymerization reaction of resin. A laser with a wavelength of 405 nm is used as a light source, and a galvo mirror is used to focus the resin and print it.
SLS 방식은 SLA와 유사한데, 광반응 수지를 사용하는 대신에 파우더를 사용한다. 고출력의 레이저가 파우더를 선택적으로 가열하여 층층이 프린팅한다. 층층이 프링팅 된 후, 새로운 파우더 층이 형성되고, 다시 레이저에 의해 가열되기를 반복한다.The SLS method is similar to SLA, but instead of using photoreactive resin, powder is used. A high-power laser selectively heats the powder and prints it layer by layer. After layer by layer printing, a new powder layer is formed and heated by the laser again.
DIW 방식은 로보캐스팅 방식으로 알려져 있는데, 반유체를 직접 토출하여 프린팅한다. 사용 잉크는 사용하기 전에는 점성이 작아야 하고 프린팅 후에는 점성이 낮아야 한다.The DIW method is known as a robocasting method, which prints by directly discharging semi-fluid. The ink used must have low viscosity before use and low viscosity after printing.
그런데, 이들 3D 프린팅 방식은 미소 두께가 있는 2차원의 그림을 Z축으로 쌓아 올려 3D 구조를 만들어 가는 방식으로, 엄밀하게는 3D 구조물의 표면을 따라서 프린팅하는 방식은 아니다. However, these 3D printing methods create a 3D structure by stacking two-dimensional pictures with a small thickness along the Z axis, and are not strictly a method of printing along the surface of the 3D structure.
이미 정보를 알고 있는 3D 구조체의 3D 모델을 따라 3D 프린팅을 할 경우, 3D 모델의 좌표 오차 뿐만 아니라 3D 구조체와 3D 프린터 노즐의 절대 좌표 오차에 따른 상대 좌표 오차가 3D 프린팅 과정에서 극복할 수 없는 공차를 발생할 수 있다. 이러한 3D 구조체와 3D 프린터 노즐의 상대 좌표 오차는 3D 프린팅 공정 시에 노즐에 의한 3D 구조체의 손상, 토출물의 모양 변형, 3D 구조체 표면에서 3D 프린팅 공정의 불안정 등을 야기할 수 있다.When 3D printing according to a 3D model of a 3D structure for which information is already known, not only the coordinate error of the 3D model but also the relative coordinate error due to the absolute coordinate error of the 3D structure and the 3D printer nozzle is a tolerance that cannot be overcome during the 3D printing process. may occur. This relative coordinate error between the 3D structure and the 3D printer nozzle may cause damage to the 3D structure due to the nozzle, deformation of the shape of the ejected product, and instability of the 3D printing process on the surface of the 3D structure during the 3D printing process.
본 개시의 실시예들은, 대상체(예: 3D 구조체)와 3D 프린터 노즐 사이의 상대 좌표 오차로 인해 3D 프린팅 공정 시에 노즐에 의한 대상체의 손상, 토출물의 모양 변형, 3D 구조체 표면에서 3D 프린팅 공정의 불안정 등을 차단할 수 있도록 노즐 거리를 일정 범위로 유지할 수 있는 3D 프린터를 제공하고자 한다. Embodiments of the present disclosure, due to relative coordinate errors between an object (e.g., a 3D structure) and a 3D printer nozzle, damage to the object by the nozzle, deformation of the shape of the ejected product, and damage to the 3D printing process on the surface of the 3D structure during the 3D printing process. We aim to provide a 3D printer that can maintain the nozzle distance within a certain range to prevent instability.
본 개시의 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터는 프린팅 헤드, 암 스테이지, 노즐 거리 측정부, 스테이지 제어부 등을 포함한다. A 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure includes a printing head, an arm stage, a nozzle distance measuring unit, a stage control unit, etc.
프린팅 헤드는 대상체 표면에 프린팅 원료를 토출하는 노즐을 구비할 수 있다.The printing head may be provided with a nozzle that discharges the printing material onto the surface of the object.
암 스테이지는 프린팅 헤드를 지지할 수 있다.The arm stage may support the printing head.
노즐 거리 측정부는 프린팅 헤드 또는 노즐에 결합하여 노즐과 대상체 표면 사이의 이격 거리를 측정할 수 있다.The nozzle distance measuring unit may be coupled to the printing head or nozzle to measure the separation distance between the nozzle and the object surface.
스테이지 제어부는 노즐 거리 측정부로부터 수신하는 이격 거리에 기초하여 이격 거리가 설정 범위로 유지되도록 암 스테이지를 위치 제어할 수 있다.The stage control unit may control the position of the arm stage so that the separation distance is maintained within a set range based on the separation distance received from the nozzle distance measuring unit.
본 개시의 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터에서, 노즐 거리 측정부는 렌즈 광섬유, 광원부, 기준광 생성부, 노즐 거리 산출부 등을 포함할 수 있다.In a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure, the nozzle distance measuring unit may include a lens optical fiber, a light source unit, a reference light generating unit, a nozzle distance calculating unit, etc.
렌즈 광섬유는 전방 단부에 렌즈를 구비하고 렌즈가 노즐의 단부보다 후방에 위치하도록 노즐에 결합할 수 있다.The lens optical fiber may have a lens at the front end and be coupled to the nozzle so that the lens is located rearward than the end of the nozzle.
광원부는 렌즈 광섬유로 광을 공급할 수 있다.The light source unit may supply light through a lens optical fiber.
기준광 생성부는 광원부로부터 유입하는 광으로부터 기준광을 생성할 수 있다.The reference light generator may generate reference light from light flowing in from the light source unit.
노즐 거리 산출부는 렌즈 광섬유를 통과한 후 대상체 표면에서 반사되는 반사광과 기준광 사이의 간섭 현상을 이용하여 이격 거리를 산출할 수 있다.The nozzle distance calculation unit may calculate the separation distance using an interference phenomenon between the reference light and the reflected light reflected from the surface of the object after passing through the lens optical fiber.
본 개시의 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터에서, 렌즈 광섬유는 노즐이 이동하는 방향의 전방에 항상 위치할 수 있다.In a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure, the lens optical fiber may always be located in front of the direction in which the nozzle moves.
본 개시의 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터에서, 프린팅 헤드, 노즐 또는 암 스테이지는 회전 가능하게 구성할 수 있다.In a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure, the printing head, nozzle, or arm stage may be configured to be rotatable.
본 개시의 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터에서, 대상체는 3차원 곡면을 갖는 3D 구조체일 수 있고, 암 스테이지는 5축 암 스테이지일 수 있다.In a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure, the object may be a 3D structure with a three-dimensional curved surface, and the arm stage may be a 5-axis arm stage.
본 개시의 다른 실시예에 따른 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법은, 렌즈 광섬유가 결합된 노즐의 위치를 초기화하는 제1 단계, 노즐의 시작 좌표와 최종 좌표를 설정하는 제2 단계, 노즐을 시작 좌표로 이동시키는 제3 단계, 노즐과 대상체 표면 사이의 이격 거리를 측정하는 제4 단계, 측정한 광섬유 이격 거리(L+△L)에 기초하여 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 기준 거리(L)에서 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 있는 지를 판단하는 제5 단계, 제5 단계에서 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 있지 않으면 광섬유 변동 거리(△L)가 감소하도록 노즐을 추가 이동시키고 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 있으면 프린팅을 수행하는 제6 단계, 프린팅을 수행하면서 노즐을 설정 간격(△D)만큼 움직여 다음 목표 좌표로 이동시키는 제7 단계, 다음 목표 좌표가 최종 좌표이면 프린팅을 종료하고 다음 목표 좌표가 최종 좌표가 아니면 노즐과 대상체 표면 사이의 이격 거리를 다시 측정하는 제8 단계, 제8 단계 이후에는 위에서 설명한 제5 단계에서 제8 단계의 과정을 반복 수행한다.A method of maintaining the nozzle distance of a 3D printer according to another embodiment of the present disclosure includes a first step of initializing the position of the nozzle to which the lens optical fiber is coupled, a second step of setting the start coordinates and final coordinates of the nozzle, and setting the nozzle to the start coordinates. A third step of moving to, a fourth step of measuring the separation distance between the nozzle and the object surface, based on the measured optical fiber separation distance (L+△L), the optical fiber variation distance (△L) is changed from the optical fiber reference distance (L). The fifth step of determining whether the optical fiber is within the allowable distance (△L target ). In the fifth step, if the optical fiber change distance (△L) is not within the optical fiber allowable distance (△L target ), the optical fiber change distance (△L) is reduced. If the nozzle is further moved and the optical fiber change distance (△L) is within the optical fiber allowable distance (△L target ), the sixth step is to perform printing. While performing printing, the nozzle is moved by the set interval (△D) to move to the next target coordinate. The seventh step is to terminate printing if the next target coordinate is the final coordinate, and if the next target coordinate is not the final coordinate, the eighth step is to measure the separation distance between the nozzle and the object surface again. After the eighth step, the fifth step described above is performed. Repeat the process of step 8.
본 개시의 또다른 실시예에 따른 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법은, 위에서 설명한 노즐 거리 방법에서, 제1~5 단계는 동일하게 수행하고, 제6 단계 이후, 프린팅을 수행하면서 노즐을 설정 간격(△D)만큼 움직여 다음 목표 좌표로 이동시킨 후, 다음 목표 좌표에서 렌즈 광섬유와 대상체 표면 사이의 이격 거리를 다시 측정하는 제7 단계; 그리고 제7 단계에서, 다음 목표 좌표가 최종 좌표인지를 판단하여, 최종 좌표이면 프린팅을 종료하고, 최종 좌표가 아니면 제5 단계에서 제7 단계를 반복 수행한 후 다음 목표 좌표가 최종 좌표인지를 다시 판단하는 단계를 수행하도록 구성할 수 있다. In the method of maintaining the nozzle distance of a 3D printer according to another embodiment of the present disclosure, in the nozzle distance method described above, steps 1 to 5 are performed in the same manner, and after the sixth step, the nozzle is set at a set interval ( A seventh step of moving by △D) to the next target coordinate and then measuring the separation distance between the lens optical fiber and the object surface at the next target coordinate again; And in the 7th step, it is determined whether the next target coordinate is the final coordinate, and if it is the final coordinate, printing is terminated. If it is not the final coordinate, steps 5 to 7 are repeated, and then the next target coordinate is the final coordinate. It can be configured to perform judgment steps.
본 개시에 따른 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법에서, 제4 단계는 렌즈 광섬유 단부와 대상체 표면 사이의 이격 거리를 측정하여 노즐과 대상체 표면 사이의 이격 거리를 간접 측정할 수 있다.In the method of maintaining the nozzle distance of a 3D printer according to the present disclosure, the fourth step may indirectly measure the separation distance between the nozzle and the object surface by measuring the separation distance between the end of the lens optical fiber and the object surface.
본 개시의 실시예들에 의하면, 노즐과 대상체(특히, 3D 곡면을 갖는 3D 구조체) 표면의 이격 거리를 실시간으로 측정하여 일정 범위 내로 유지할 수 있어, 노즐과 대상체 사이의 상대 좌표 오차로 인해 발생할 수 있는 노즐에 의한 대상체의 손상, 토출물의 모양 변형, 3D 구조체 표면에서 3D 프린팅 공정의 불안정 등을 해소할 수 있다. According to embodiments of the present disclosure, the separation distance between the surface of the nozzle and the object (particularly, a 3D structure with a 3D curved surface) can be measured in real time and maintained within a certain range, thereby preventing the separation distance that may occur due to a relative coordinate error between the nozzle and the object. Damage to the object caused by the nozzle, deformation of the shape of the discharged product, and instability of the 3D printing process on the surface of the 3D structure can be resolved.
본 개시의 실시예들에 의하면, 다양한 굴곡을 갖는 3D 표면을 프린팅할 수 있어, 부품간 연결, 디바이스 리페어, 3차원 전기 배선 등과 같은 이미 제작된 또는 공정상 적용하기 힘든 부분에서도 3D 프린팅 기술을 적용할 수 있다.According to embodiments of the present disclosure, it is possible to print 3D surfaces with various curves, so 3D printing technology can be applied to areas that are already manufactured or difficult to apply in the process, such as connections between parts, device repair, and 3D electrical wiring. can do.
또한, 본 개시의 실시예들에 의하면, 전방 단부에 렌즈가 구비된 렌즈 광섬유를 사용하므로, 협소 공간은 물론 전기, 온도 등의 외부 환경에 간섭받지 않고 이격 거리를 정확하게 측정할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present disclosure, since a lens optical fiber equipped with a lens at the front end is used, the separation distance can be accurately measured without interference from external environments such as electricity and temperature as well as narrow spaces.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터의 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터의 노즐 거리 측정부를 예시하고 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터에서 스테이지 제어부가 노즐 거리를 유지하는 상태를 예시하고 있다.
도 4는 본 개시의 다른 실시예에 따른 3D 프린터를 이용하여 노즐 거리를 설정 범위로 유지하는 방법을 설명하는 플로우챠트이다.
1 is a configuration diagram of a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 2 illustrates a nozzle distance measuring unit of a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 illustrates a state in which the stage control unit maintains the nozzle distance in a 3D printer capable of maintaining the nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 4 is a flowchart explaining a method of maintaining the nozzle distance within a set range using a 3D printer according to another embodiment of the present disclosure.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다. Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to illustrative drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, identical components may have the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present disclosure, the detailed description may be omitted. When “comprises,” “has,” “consists of,” etc. mentioned in the specification are used, other parts may be added unless “only” is used. When a component is expressed in the singular, it can also include the plural, unless specifically stated otherwise.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. Additionally, in describing the components of the present disclosure, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, order, or number of the components are not limited by the term.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In the description of the positional relationship of components, when two or more components are described as being “connected,” “coupled,” or “connected,” the two or more components are directly “connected,” “coupled,” or “connected.” ", but it should be understood that two or more components and other components may be further "interposed" and "connected," "combined," or "connected." Here, other components may be included in one or more of two or more components that are “connected,” “coupled,” or “connected” to each other.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다. In the explanation of temporal flow relationships related to components, operation methods, production methods, etc., for example, temporal precedence relationships such as “after”, “after”, “after”, “before”, etc. Or, when a sequential relationship is described, non-continuous cases may be included unless “immediately” or “directly” is used.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다. On the other hand, when a numerical value or corresponding information (e.g. level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or corresponding information is related to various factors (e.g. process factors, internal or external shocks, It can be interpreted as including the error range that may occur due to noise, etc.).
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터는 프린팅 헤드(110), 암 스테이지(120), 노즐 거리 측정부(130), 스테이지 제어부(140) 등을 포함할 수 있다.A 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure may include a
프린팅 헤드(110)는 대상체(OB) 표면에 프린팅 원료, 즉 토출물(P)을 토출하는 것으로, 압출기, 히팅 블록, 커버, 노즐(N) 등을 구비할 수 있다.The
압출기는 프린팅 원료 공급부로부터 공급되는 프린팅 원료(예: 필라멘트 등의 열가소성 수지)를 일정 속도로 이동시키는 것으로, 마이크로 스텝핑 모터 등을 포함할 수 있다.The extruder moves the printing raw material (e.g., thermoplastic resin such as filament) supplied from the printing raw material supply unit at a constant speed, and may include a micro-stepping motor, etc.
히팅 블록은 이동하는 필라멘트에 열을 가하여 고체 상태의 필라멘트를 반 액체 상태로 변화시킬 수 있다.The heating block can change the filament from a solid state to a semi-liquid state by applying heat to the moving filament.
커버는 적어도 히팅 블록을 둘러싸서 히팅 블록에 의해 생생된 열이 외부로 방출되는 것을 차단할 수 있다.The cover may at least surround the heating block to block heat generated by the heating block from being emitted to the outside.
노즐(N)은 히팅 블록을 거치면서 반 액체 상태로 변화된 필라멘트를 전방 도출구를 통해 대상체(OB) 표면으로 배출할 수 있다. 이 때, 노즐(N)은 대상체(OB) 표면과 일정 거리를 유지할 수 있다. 여기서, 대상체(OB)는 3차원 곡면을 갖는 3D 구조체일 수 있다.The nozzle (N) can discharge the filament, which has changed to a semi-liquid state while passing through the heating block, to the surface of the object (OB) through the front outlet. At this time, the nozzle N may maintain a certain distance from the surface of the object OB. Here, the object OB may be a 3D structure having a three-dimensional curved surface.
암 스테이지(120)는 프린팅 헤드(110)의 후방에 결합하여 지지할 수 있다. 암 스테이지(120)는 전방위 유동이 가능한 형태, 예를 들어 5축(X,Y,Z,θ,Φ) 방향으로 유동(이동, 회전 등)하는 5축 암스테이지일 수 있다.The
노즐 거리 측정부(130)는 일측이 프린팅 헤드(110) 또는 노즐(N)에 결합하여 노즐(N)과 대상체(OB) 표면 사이의 이격 거리를 간접 측정할 수 있다. 노즐 거리 측정부(130)는 단부에 렌즈가 형성된 렌즈 광섬유를 포함하여, 대상체(OB) 표면에 광(R)을 조사하고, 이후 대상체(OB)의 표면에서 반사되는 반사광을 수신하여, 렌즈 광섬유(F)와 대상체(OB) 표면 사이의 이격 거리(L+△L)를 측정한다. 노즐 거리 측정부(130)에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 후술한다.One side of the nozzle
스테이지 제어부(140)는 암 스테이지(120)의 위치를 제어하는 것으로, 노즐 거리 측정부(130)로부터 수신하는 광섬유 이격 거리(L+△L)를 기초로 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내로 유지되도록 암 스테이지(120)를 제어한다.The
본 개시의 일 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터는 렌즈 광섬유(F)가 항상 노즐(N)이 이동하는 방향의 전방에 위치하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 프린팅 헤드(110), 노즐(N) 또는 암 스테이지(120)를 회전 가능하게 구성할 수 있다. 예를 들어, 프린팅 헤드(110)를 회전시킬 경우, 프린팅 헤드(110)는 회전 모터(미도시)를 구비할 수 있다. A 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure can control the lens optical fiber (F) to always be located in front of the direction in which the nozzle (N) moves. To this end, the
렌즈 광섬유(F)의 전방 위치 제어는 예를 들어 토출물(P)을 감지하는 토출물 감지센서를 구비하여 토출물(P)이 감지되는 방향의 반대편에 렌즈 광섬유(F)가 위치하도록 프린팅 헤드(110) 등을 제어할 수 있다. 다른 방법으로는, 노즐(N)의 위치 이동, 즉, 설정된 현재 좌표와 다음 목표 좌표를 기초하여, 다음 목표 좌표 방향에 렌즈 광섬유(F)가 항상 위치하도록 제어할 수도 있다. The front position control of the lens optical fiber (F) is, for example, provided with a discharge detection sensor that detects the discharge material (P), so that the lens optical fiber (F) is located on the opposite side of the direction in which the discharge material (P) is detected. (110) etc. can be controlled. Alternatively, the position movement of the nozzle N may be controlled so that the lens optical fiber F is always positioned in the direction of the next target coordinate based on the set current coordinate and the next target coordinate.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터의 노즐 거리 측정부를 예시하고 있다.Figure 2 illustrates a nozzle distance measuring unit of a 3D printer capable of maintaining a nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure.
도 2에 도시한 바와 같이, 노즐 거리 측정부(130)는 렌즈 광섬유(F), 광원부(131), 기준광 생성부(132), 노즐 거리 산출부(133), 커플러(134) 등으로 구성할 수 있다.As shown in FIG. 2, the nozzle
렌즈 광섬유(F)는 전방 단부에 렌즈(L)를 구비할 수 있다. 렌즈 광섬유(F)는 렌즈(L)가 노즐(N) 단부보다 후방에 위치하면서 노즐(N)에 결합할 수 있다. 노즐(N)은 전방을 테이퍼 형상, 즉 중앙이 돌출하고 측방으로 가면서 후방으로 경사지는 형태를 가질 수 있는데, 이 경우 렌즈 광섬유(F)의 전방 단부, 즉 렌즈(L)는 노즐(N)의 경사 영역에 위치할 수 있다.The lens optical fiber (F) may be provided with a lens (L) at its front end. The lens optical fiber (F) can be coupled to the nozzle (N) while the lens (L) is located rearward than the end of the nozzle (N). The nozzle (N) may have a tapered front shape, that is, a shape that protrudes in the center and slopes backward toward the side. In this case, the front end of the lens optical fiber (F), that is, the lens (L), is attached to the nozzle (N). It may be located in an inclined area.
광원부(131)는 렌즈 광섬유(F)로 광(R)을 공급하는 것으로, 나노 3D 프린터에서는 예를 들어 100㎚의 광대역 광(R)을 공급할 수 있다. 광 간섭 현상을 이용하여 광섬유(F)와 대상체(OB) 표면 사이의 이격 거리(L+△L)를 측정할 때, 100㎚ 광대역 광을 사용하면, 해상도를 3㎛까지 구현할 수 있다.The
광원부(131)는 예를 들어 위상동기 펄스레이저를 사용할 수 있다. 위상동기 펄스레이저는 파장별 위상이 시간 경과에 따라 동기가 일정하게 유지되는 레이저 광을 출사할 수 있어 가간섭 길이에 대한 간섭 무늬 형성 제약을 완화하면서 광로 길이에 대한 제약을 해소할 수 있다. 위상동기 펄스레이저의 상세 구조는 한국등록특허 제10-0942380호 등에 개시되어 있어 이를 본 개시에 원용하며, 그것에 대한 상세 설명은 생략한다.The
기준광 생성부(132)는 광원부(131)로부터 입사하는 광(R)으로부터 기준광을 생성하여 출사시키는 것으로, 기준 미러, 스캔 구동부 등을 포함할 수 있다.The
기준 미러는 입사하는 광을 반사시켜 출사할 수 있다.The reference mirror may reflect incident light and emit it.
스캔 구동부는 노즐 거리 산출부(133)로부터 수신하는 제어 신호에 따라 기준 미러의 위치를 광 입사 방향으로 이동시키면서 기준광의 위상 변화를 조절할 수 있다.The scan driver may adjust the phase change of the reference light by moving the position of the reference mirror in the light incident direction according to the control signal received from the nozzle
노즐 거리 산출부(133)는 기준광 생성부(132)로부터 수신하는 기준광과 렌즈 광섬유(F)를 통과한 후 대상체(OB) 표면에서 반사되는 반사광 사이의 간섭 현상을 이용하여 광섬유 이격 거리(L+△L)를 산출할 수 있다.The nozzle
노즐 거리 산출부(133)는 광 검출부를 포함할 수 있다. 광 검출부는 후술하는 커플러(또는 빔스플릿터)를 통해 기준광과 반사광이 중첩되는 중첩광을 검출할 수 있다. 광 검출부는 예를 들어 스펙트로미터(Spectrometer) 등을 사용할 수 있다.The nozzle
노즐 거리 산출부(133)는 기준 미러를 이동시키는 스캔 구동부를 제어하고, 광검출부에 의해 검출된 중첩광의 간섭패턴으로부터 대상체(OB) 표면에 대한 형상 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 기준 미러를 등 간격으로 특정 위상 만큼씩 이동시켜(즉, 광 경로를 변화시켜) 얻어진 몇개의 간섭 무늬에 대응되는 디지털 값들을 처리하여 대상체(OB) 표면의 높이 정보를 얻을 수 있고, 이를 이용하여 광섬유(F)와 대상체(OB) 사이의 이격 거리를 측정할 수 있다. 나아가, 제조 과정에서 노즐(N) 단부와 광섬유(F) 단부의 거리차가 정해지므로, 광섬유(F) 단부와 대상체(OB) 표면 사이의 측정 이격 거리로부터 노즐(N) 단부와 대상체(OB) 표면 사이의 노즐 이격 거리를 산출할 수 있다.The nozzle
커플러(134)는 광원부(131)에서 출사되는 광을 기준광 생성부(132)와 렌즈 광섬유(F)로 분기하여 전달하고, 기준광 생성부(132)와 렌즈 광섬유(F)로부터 입사되는 기준광과 측정광을 중첩하여 노즐 거리 산출부(133)로 전달할 수 있다. 커플러(134)는 광을 선택적으로 투과시키거나 차단하는 아이솔레이터 등을 포함할 수 있다.The
위에서 설명한 커플러(134)는 유사 기능을 갖는 빔스플릿터 등으로 대체할 수 있다. The
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터에서 스테이지 제어부가 노즐 거리를 유지하는 상태를 예시하고 있다.Figure 3 illustrates a state in which the stage control unit maintains the nozzle distance in a 3D printer capable of maintaining the nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure.
도 3에 도시한 바와 같이, 노즐 거리 측정부(130)를 통해 측정되는 광섬유 이격 거리(L+△L)에 기초하여, 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 기준 거리(L)에서 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 있도록, 스테이지 제어부(140)는 암 스테이지(120)를 위치 제어할 수 있다.As shown in FIG. 3, based on the optical fiber separation distance (L+△L) measured through the nozzle
광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 있지 않으면, 스테이지 제어부(140)는 광섬유 변동 거리(△L)를 감소시켜 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 존재하도록 암 스테이지(120)를 제어할 수 있다.If the optical fiber change distance (△L) is not within the optical fiber allowable distance (△L target ), the
도 3에 도시한 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터는, 렌즈 광섬유(F)의 전방 단부와 대상체(OB) 표면 사이의 광섬유 이격 거리(L+△L)를 측정하여, 노즐(N) 단부와 대상체(OB) 표면 사이의 이격 거리를 일정 범위로 유지하는 간접 방식(노즐(N) 단부와 대상체(OB) 표면 사이의 이격 거리를 직접 측정하지 않는다는 측면에서 직접 방식이 아닌 간접 방식으로 명명)을 취하고 있다.As shown in FIG. 3, the 3D printer capable of maintaining the nozzle distance according to an embodiment of the present disclosure measures the optical fiber separation distance (L+△L) between the front end of the lens optical fiber (F) and the surface of the object (OB). Therefore, an indirect method that maintains the separation distance between the end of the nozzle (N) and the surface of the object (OB) within a certain range (direct method in that it does not directly measure the distance between the end of the nozzle (N) and the surface of the object (OB) (named in an indirect way).
도 4는 본 개시의 다른 실시예에 따른 3D 프린터를 이용하여 노즐 거리를 설정 범위로 유지하는 방법을 설명하는 플로우챠트이다.Figure 4 is a flowchart explaining a method of maintaining the nozzle distance within a set range using a 3D printer according to another embodiment of the present disclosure.
본 개시의 다른 실시예에 따른 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법은, 먼저, 렌즈 광섬유(F)가 결합된 노즐(N)의 위치를 초기화하는 제1 단계(S10)를 수행할 수 있다. 제1 단계(S10)에서, 스테이지 제어부(140)가 암 스테이지(120)의 제어를 통해 프린팅 헤드(110)의 위치, 즉 노즐(N)의 위치를 초기화할 수 있다. The method of maintaining the nozzle distance of a 3D printer according to another embodiment of the present disclosure may first perform a first step (S10) of initializing the position of the nozzle (N) to which the lens optical fiber (F) is coupled. In the first step (S10), the
제2 단계(S20)에서, 사용자는 노즐(N)의 시작 좌표와 최종 좌표를 설정할 수 있다. 예를 들어, 숫자 '1'을 프린팅하는 경우, 시작 좌표(3차원 예시: X,Y,Z)는 (112,115,014)이고, 최종 좌표는 (112,103,014)일 수 있다.In the second step (S20), the user can set the starting and final coordinates of the nozzle (N). For example, when printing the number '1', the starting coordinates (3D example: X, Y, Z) may be (112,115,014), and the final coordinates may be (112,103,014).
제3 단계(S30)에서, 노즐(N)을 설정한 시작 좌표로 이동시켜 프린팅을 준비할 수 있다. 여기서, 스테이지 제어부(140)는 암 스테이지(120)의 제어를 통해 프린팅 헤드(110), 즉 노즐(N)의 위치를 변경할 수 있다.In the third step (S30), printing can be prepared by moving the nozzle (N) to the set start coordinate. Here, the
제4 단계(S40)에서, 노즐(N)과 대상체(OB) 표면 사이의 이격 거리를 측정할 수 있다. 여기서, 노즐 거리 측정부(130)는 광섬유(F) 단부와 대상체(OB) 표면 사이의 광섬유 이격 거리(L+△L)를 측정할 수 있다.In the fourth step (S40), the separation distance between the nozzle N and the surface of the object OB can be measured. Here, the nozzle
제5 단계(S50)에서, 노즐 거리 측정부(130)는 측정한 광섬유 이격 거리(L+△L)를 기초로, 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 기준 거리(L)에서 광섬유 허용 거리(△Ltarget)를 벗어났는 지를 판단한다. In the fifth step (S50), the nozzle
제5 단계(S50)에서, 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 있지 않으면 광섬유 변동 거리(△L)가 감소하도록 스테이지 제어부(140)가 암 스테이지(120)를 제어하여 노즐(N)을 추가 이동시킴으로써 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 속하게 할 수 있다. 광섬유 변동 거리(△L)가 광섬유 허용 거리(△Ltarget) 내에 있으면, 프린팅을 수행한다.In the fifth step (S50), if the optical fiber variation distance (△L) is not within the optical fiber allowable distance (△L target ), the
제6 단계(S60)에서, 스테이지 제어부(140)가 암 스테이지(120)의 제어를 통해 노즐(N)을 설정 간격(△D)만큼 움직여 다음 목표 좌표(예: 112,114,014)로 이동시킨다. In the sixth step (S60), the
제6 단계(S60)에서, 노즐(N)이 다음 목표 좌표(예: 112,114,014)로 이동하는 동안, 노즐(N)은 토출물(P)을 대상체(OB) 표면으로 토출하면서 프린팅을 연속적으로 수행한다.In the sixth step (S60), while the nozzle (N) moves to the next target coordinate (e.g., 112,114,014), the nozzle (N) continuously performs printing while discharging the discharge material (P) onto the surface of the object (OB). do.
제7 단계(S70)에서, 다음 목표 좌표가 최종 좌표(112,103,014)이면 프린팅을 종료한다. 다음 목표 좌표가 최종 좌표가 아니면, 광섬유(F)와 대상체(OB) 표면 사이의 이격 거리(L+△L)를 측정, 즉 위에서 설명한 제4 단계를 다시 수행한다.In the seventh step (S70), when the next target coordinates are the final coordinates (112, 103, 014), printing is terminated. If the next target coordinate is not the final coordinate, measure the separation distance (L+△L) between the optical fiber (F) and the surface of the object (OB), that is, perform the fourth step described above again.
이후, 위에서 설명한 제5 단계에서 제7 단계의 과정을 다음 목표 좌표가 최종 좌표(112,103,014)일 때까지 반복 수행한다.Thereafter, the process of steps 5 to 7 described above is repeated until the next target coordinates are the final coordinates (112, 103, 014).
본 개시의 또다른 실시예에 따른 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법은 위의 노즐 거리 유지 방법에서, 6,7단계의 수행 방법을 다르게 구성할 수 있다. 즉, 노즐(N)을 설정 간격(△D)만큼 움직여 다음 목표 좌표로 이동시키는 과정과 다음 목표 좌표에서 광섬유(F)와 대상체(OB) 표면의 이격 거리를 다시 측정하는 과정을 동시 또는 순차로 먼저 수행하고, 이후 다음 목표 좌표가 최종 좌표인지를 판단하도록 구성할 수 있다. 나머지 단계는 위에서 설명한 노즐 거리 유지 방법과 동일하므로, 관련 단계에 대한 상세 설명은 생략한다.The nozzle distance maintenance method of a 3D printer according to another embodiment of the present disclosure may configure steps 6 and 7 differently from the nozzle distance maintenance method above. In other words, the process of moving the nozzle (N) by the set interval (△D) to the next target coordinate and the process of re-measuring the separation distance between the optical fiber (F) and the surface of the object (OB) at the next target coordinate are performed simultaneously or sequentially. It can be configured to perform it first and then determine whether the next target coordinate is the final coordinate. Since the remaining steps are the same as the nozzle distance maintenance method described above, detailed description of the related steps will be omitted.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present disclosure, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present disclosure. In addition, the embodiments disclosed in the present disclosure are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but rather are for explanation, and therefore the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments. The scope of protection of this disclosure should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this disclosure.
110 : 프린팅 헤드
120 : 암 스테이지
130 : 노즐 거리 측정부
131 : 광원부
132 : 기준광 생성부
133 : 노즐 거리 산출부
134 : 커플러
140 : 스테이지 제어부
F : 광섬유
L : 렌즈
N : 노즐
OB : 대상체(3D 구조체)
P : 토출물(프린팅 원료)
R : 광(광대역 광)
L+△L : 광섬유 이격 거리
L : 광섬유 기준 거리
△L : 광섬유 변동 거리
△Ltarget : 광섬유 허용 거리 110: printing head
120: arm stage
130: nozzle distance measuring unit
131: Light source unit
132: reference light generation unit
133: nozzle distance calculation unit
134: coupler
140: Stage control unit
F: optical fiber
L: lens
N: nozzle
OB: Object (3D structure)
P: Discharge (printing raw material)
R: Optical (broadband optical)
L+△L: Optical fiber separation distance
L: optical fiber standard distance
△L: Fiber variation distance
△Ltarget: Allowable distance of optical fiber
Claims (8)
상기 프린팅 헤드를 지지하는 암 스테이지;
상기 프린팅 헤드 또는 노즐에 결합하여 상기 노즐과 대상체 표면의 이격 거리를 측정하는 노즐 거리 측정부;
상기 노즐 거리 측정부로부터 수신하는 상기 이격 거리를 기초로 상기 이격 거리가 설정 범위 내로 유지되도록 상기 암 스테이지를 위치 제어하는 스테이지 제어부를 포함하는, 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터.A printing head having a nozzle that discharges a printing material onto the surface of an object;
an arm stage supporting the printing head;
a nozzle distance measuring unit coupled to the printing head or nozzle to measure the separation distance between the nozzle and the surface of the object;
A 3D printer capable of maintaining a nozzle distance, including a stage control unit that controls the position of the arm stage so that the separation distance is maintained within a set range based on the separation distance received from the nozzle distance measuring unit.
전방 단부에 렌즈를 구비하고 상기 렌즈가 상기 노즐의 단부보다 후방에 위치되게 상기 노즐에 결합하는 렌즈 광섬유;
상기 렌즈 광섬유로 광을 공급하는 광원부;
상기 광원부로부터 입사하는 광으로부터 기준광을 생성하여 출사하는 기준광 생성부;
상기 렌즈 광섬유를 통과한 후 상기 대상체의 표면에서 반사되는 반사광과 상기 기준광 사이의 간섭 현상을 이용하여 상기 이격 거리를 산출하는 노즐 거리 산출부를 포함하는, 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터.The method of claim 1, wherein the nozzle distance measuring unit
a lens optical fiber having a lens at a front end and coupled to the nozzle so that the lens is located posterior to the end of the nozzle;
a light source unit supplying light to the lens optical fiber;
a reference light generator that generates and emits reference light from light incident from the light source unit;
A 3D printer capable of maintaining a nozzle distance, including a nozzle distance calculation unit that calculates the separation distance using an interference phenomenon between the reference light and reflected light reflected from the surface of the object after passing through the lens optical fiber.
상기 노즐이 이동하는 방향의 전방에 위치하는, 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터.The method of claim 2, wherein the lens optical fiber
A 3D printer capable of maintaining the nozzle distance, located in front of the direction in which the nozzle moves.
회전하는, 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터. 4. The method of claim 3, wherein the nozzle, printing head, or arm stage is
A 3D printer that rotates and maintains the nozzle distance.
상기 대상체는 3차원 곡면을 갖는 3D 구조체이고,
상기 암 스테이지는 5축 암 스테이지인, 노즐 거리 유지가 가능한 3D 프린터.According to any one of claims 1 to 4,
The object is a 3D structure with a three-dimensional curved surface,
The arm stage is a 5-axis arm stage, a 3D printer capable of maintaining the nozzle distance.
상기 노즐의 시작 좌표와 최종 좌표를 설정하는 제2 단계;
상기 노즐을 시작 좌표로 이동시키는 제3 단계;
상기 렌즈 광섬유와 상기 대상체 표면의 이격 거리(L+△L)를 측정하는 제4 단계;
상기 이격 거리(L+△L)에 기초하여 변동 거리(△L)가 기준 거리(L)에서 허용 거리(△Ltarget) 내에 있는 지를 판단하는 제5 단계;
상기 제5 단계에서, 변동 거리(△L)가 허용 거리(△Ltarget) 내에 있지 않으면 변동 거리(△L)가 감소하도록 상기 노즐을 추가 이동시키고, 변동 거리(△L)가 허용 거리(△Ltarget) 내에 있으면 프린팅을 수행하는 제6 단계;
프린팅을 수행하면서 상기 노즐을 설정 간격(△D)만큼 움직여 다음 목표 좌표로 이동시키는 제7 단계;
상기 다음 목표 좌표가 최종 좌표이면 프린팅을 종료하고, 상기 다음 목표 좌표가 최종 좌표가 아니면 상기 렌즈 광섬유와 상기 대상체 표면의 이격 거리를 다시 측정하는 제8 단계;
상기 제8 단계 이후, 상기 제5 단계에서 상기 제8 단계를 반복 수행하는, 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법.A first step of initializing the position of the nozzle to which the lens optical fiber is coupled;
A second step of setting the starting and final coordinates of the nozzle;
A third step of moving the nozzle to the starting coordinates;
A fourth step of measuring the separation distance (L+△L) between the lens optical fiber and the object surface;
A fifth step of determining whether the change distance (△L) is within the allowable distance (△L target ) from the reference distance (L) based on the separation distance (L+△L);
In the fifth step, if the change distance (△L) is not within the allowable distance (△L target ), the nozzle is further moved so that the change distance (△L) decreases, and the change distance (△L) is adjusted to the allowable distance (△ A sixth step of performing printing if within L target );
A seventh step of moving the nozzle by a set interval (△D) to the next target coordinate while performing printing;
An eighth step of terminating printing if the next target coordinate is the final coordinate, and re-measuring the separation distance between the lens optical fiber and the object surface if the next target coordinate is not the final coordinate;
After the eighth step, the method of maintaining the nozzle distance of a 3D printer includes repeating the eighth step in the fifth step.
상기 노즐의 시작 좌표와 최종 좌표를 설정하는 제2 단계;
상기 노즐을 시작 좌표로 이동시키는 제3 단계;
상기 렌즈 광섬유와 상기 대상체 표면의 이격 거리(L+△L)를 측정하는 제4 단계;
상기 이격 거리(L+△L)에 기초하여 변동 거리(△L)가 기준 거리(L)에서 허용 거리(△Ltarget) 내에 있는 지를 판단하는 제5 단계;
상기 제5 단계에서, 변동 거리(△L)가 허용 거리(△Ltarget) 내에 있지 않으면 변동 거리(△L)가 감소하도록 상기 노즐을 추가 이동시키고, 변동 거리(△L)가 허용 거리(△Ltarget) 내에 있으면 프린팅을 수행하는 제6 단계;
프린팅을 수행하면서 상기 노즐을 설정 간격(△D)만큼 움직여 다음 목표 좌표로 이동시킨 후, 상기 다음 목표 좌표에서 상기 렌즈 광섬유와 상기 대상체 표면의 이격 거리를 다시 측정하는 제7 단계;
상기 제7 단계에서, 상기 다음 목표 좌표가 최종 좌표인지를 판단하여, 최종 좌표이면 프린팅을 종료하고, 최종 좌표가 아니면 상기 제5 단계에서 상기 제7 단계를 반복 수행하고, 상기 다음 목표 좌표가 최종 좌표인지를 다시 판단하는, 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법.A first step of initializing the position of the nozzle to which the lens optical fiber is coupled;
A second step of setting the starting and final coordinates of the nozzle;
A third step of moving the nozzle to the starting coordinates;
A fourth step of measuring the separation distance (L+△L) between the lens optical fiber and the object surface;
A fifth step of determining whether the change distance (△L) is within the allowable distance (△L target ) from the reference distance (L) based on the separation distance (L+△L);
In the fifth step, if the change distance (△L) is not within the allowable distance (△L target ), the nozzle is further moved so that the change distance (△L) decreases, and the change distance (△L) is adjusted to the allowable distance (△ A sixth step of performing printing if within L target );
A seventh step of moving the nozzle by a set distance (△D) while performing printing to the next target coordinate, and then measuring the separation distance between the lens optical fiber and the object surface at the next target coordinate again;
In the seventh step, it is determined whether the next target coordinate is the final coordinate, and if it is the final coordinate, printing is terminated. If it is not the final coordinate, the seventh step is repeated from the fifth step, and the next target coordinate is the final coordinate. How to maintain the nozzle distance of a 3D printer by re-determining whether it is a coordinate.
상기 렌즈 광섬유와 상기 대상체 표면의 이격 거리를 측정하여 상기 노즐과 상기 대상체 표면의 이격 거리를 간접 측정하는, 3D 프린터의 노즐 거리 유지 방법.The method of claim 6 or 7, wherein the fourth step is
A nozzle distance maintenance method for a 3D printer that indirectly measures the separation distance between the nozzle and the object surface by measuring the separation distance between the lens optical fiber and the object surface.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240068293A true KR20240068293A (en) | 2024-05-17 |
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