KR100326155B1 - Method of Manufacturing Embossed Article by Stereolithography - Google Patents

Abstract

간단한 설비만을 사용하여 특히 단품의 부조물을 빠른 시간 내에 제작할 수 있게 해주는 적층 조형법에 의한 부조물 제작 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a relief by using a laminated molding method, which makes it possible to manufacture a single piece of relief quickly using only a simple facility.

부조물 제작 방법은 레이저 프린터나 복사기 또는 레이저 팩시밀리와 같은 전자사진 프로세서나, 또는 왁스 또는 파라핀과 같은 고체 염료를 원료로 사용하는 열전사 프린터 또는 자력기록기에 의해 적층함으로써 이루어진다. 베이스와 상기 베이스 상에 형성된 양각 부분을 포함하는 3차원 부조물을 제작함에 있어서, 먼저 상기 부조물을 정의한다. 상기 부조물의 적어도 상기 양각 부분을 포함하는 일부를 복수의 층으로 분할하고, 상기 복수의 층 각각을 나타내는 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 제공한다. 그리고 상기 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 토대로 하여 인쇄 장치에 의해 반복 인쇄를 수행함으로써, 상기 복수의 층에 상응하는 복수의 층상을 순차적으로 적층하여 모형을 형성하게 된다. 상기 모형에 소정의 형 재료를 입힘으로써 형을 제작한 후, 상기 형을 사용하여 상기 부조물을 제작하게 된다.The method of manufacturing the relief is made by laminating by an electrophotographic processor such as a laser printer, a copier or a laser facsimile, or a thermal transfer printer or magnetic recorder using a solid dye such as wax or paraffin as a raw material. In manufacturing a three-dimensional relief including a base and an embossed portion formed on the base, the relief is first defined. A part including at least the relief portion of the relief is divided into a plurality of layers, and a plurality of two-dimensional slice data representing each of the plurality of layers is provided. By repeating printing by a printing apparatus based on the plurality of two-dimensional slice data, a model is formed by sequentially stacking a plurality of layers corresponding to the plurality of layers. After the mold is manufactured by applying a predetermined mold material to the model, the relief is manufactured using the mold.

Description

적층 조형에 의한 부조물 제작 방법{Method of Manufacturing Embossed Article by Stereolithography}Method of manufacturing relief by layered molding {Method of Manufacturing Embossed Article by Stereolithography}

본 발명은 입체적 형상의 가공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적층 조형에 의한 시작품 제작 방법과 이를 이용한 부조물 제작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for processing a three-dimensional shape, and more particularly, to a prototype production method by lamination molding and a method for manufacturing a relief using the same.

기계 부품이나 플라스틱 물건을 제조할 때에는 이를 직접 가공하기도 하지만, 통상 시작품을 먼저 제작한 다음, 이 시작품의 외관 등 디자인을 확인한 후 형을 제작하고 제작된 형을 사용하여 부품이나 물건을 제조하게 된다. 기계 부품이나 물건 또는 이를 제조하기 위한 시작품과 같은 입체적 형상을 가공하여 제작하는 방법으로는 일반적으로 제거가공법, 변형가공법 및 부가가공법 등이 있다. 제거가공법은 소재 덩어리의 일부를 제거하여 형상을 얻는 방법을 말하는 것으로서, 예컨대 절삭이나 레이저 가공 또는 에칭에 의한 가공 방법 등을 말한다. 변형가공법은 소재를 고온으로 용융하거나 가압하여 변형시켜서 형상을 얻는 방법으로서, 주조나 단조 또는 프레스 성형이나 사출 성형 등이 이에 해당한다. 한편, 부가가공법은 소재를 서로 접합하여 형상을 부여하는 것으로서, 용접이나 접착 및 도금 등에 의한 방법이 이에 포함된다. 그런데, 이러한 방법들 대부분은 형상 제작에 상당히 장시간을 소요되고, 더욱이 설비 또는 환경이나 사용전력 등의 제약으로 인해 사무실 환경에서는 사용하기가 곤란하다는 문제점이 있다.When manufacturing a mechanical part or a plastic object, it may be processed directly, but usually a prototype is manufactured first, then a design such as the appearance of the prototype is confirmed, a mold is manufactured, and a manufactured mold or part is manufactured using the manufactured mold. As a method of manufacturing a three-dimensional shape such as a mechanical part or an object or a prototype for manufacturing the same, there are generally a removal process, a deformation process, and an additional process. The removal processing method refers to a method of obtaining a shape by removing a part of a mass of material, and for example, a processing method by cutting, laser processing, or etching. Deformation processing is a method of obtaining a shape by melting or pressing a material at high temperature to deform it, such as casting, forging, press molding or injection molding. On the other hand, the additive processing method is to bond the raw materials to each other to give a shape, and this includes a method by welding, adhesion, plating or the like. However, most of these methods take a long time to manufacture the shape, and there is a problem that it is difficult to use in an office environment due to constraints such as facilities or environment or power consumption.

이러한 단점을 극복하기 위한 방안의 하나로써 적층조형법이 개발되어 사용되고 있다. 적층조형법이란 일종의 부가가공법으로서, 입체적인 형상을 가공하기 위하여 작은 물체를 층상으로 겹쳐 쌓아 제조하는 방법을 말한다. 적층조형법에 있어서는 먼저 3차원 CAD 데이터를 각 층으로 절단하여 2차원 슬라이스 데이터를 얻게 된다. 그리고 이 슬라이스 데이터를 사용하여 여러 가지 방법으로 각 층마다 얇은 층상의 시트를 작성하고 이것을 순차적으로 적층함으로써 CAD 데이터와 동일한 형태를 가지는 층상의 입체 형상을 얻을 수 있게 된다. 이때 각 층을 형성하는 방법으로는 광을 조사하여 열경화성 수지를 경화시키는 광 조형법, 분말을 원료로 사용하고 빔 가열에 의해 분말 입자를 상호 결합하는 분말 소결법, 잉크제트의 노즐로부터 가열용융된 액체방울을 연속적으로 떨어뜨려 퇴적 고화시키는 잉크 제트법, 노즐로 왁스나 수지를 압출하여 가는 선 모양의 수지를 고화시키면서 면상으로 주사시키는 수지 압출법, 종이나 수지 등의 시트 재료를 적층하는 시트 적층법 등이 사용된다.As one of the methods for overcoming these disadvantages, a laminate molding method has been developed and used. The additive shaping method is a kind of additional processing method, and refers to a method of manufacturing a small object stacked in layers in order to process a three-dimensional shape. In the additive manufacturing method, first, three-dimensional CAD data is cut into layers to obtain two-dimensional slice data. By using this slice data, a thin layered sheet is created for each layer by various methods, and the layers are sequentially stacked to obtain a layered three-dimensional shape having the same shape as the CAD data. At this time, the method of forming each layer may include a light molding method of irradiating light to cure the thermosetting resin, a powder sintering method of using powder as a raw material and bonding powder particles to each other by beam heating, and liquid melted from a nozzle of an ink jet. Ink jet method for dropping and solidifying droplets continuously, extruding wax or resin with nozzles, resin extrusion method for scanning in planar shape while solidifying thin linear resin, and sheet laminating method for laminating sheet materials such as paper or resin Etc. are used.

그런데, 이러한 적층조형법들은 모두가 완전한 3차원 입체의 가공을 의도한 것으로서, 층의 가공 및 적층을 위해 특수한 적층조형 전용 설비가 요구되며, 적층에 상당히 많은 시간이 소요된다. 이에 따라, 가공에 적지 않은 비용이 소요된다. 그러므로, 공업 제품을 대량 제조하기 위한 형을 제작하는 경우와 같이 어느 정도의 비용 지출을 감수해야 할 때에는 크게 문제시되지 않지만, 예컨대 단품을 제작하는 경우에는 적층조형법의 도입 여부를 결정함에 있어서 이러한 비용 문제가 걸림돌로 작용할 수 있게 된다. 즉, 다품종 소량 제품을 생산하기에는 단위 생산성이나 경제적 효율성의 측면에서, 기존의 적층조형법은 아직 일반인들이 쉽게 사용하기 어렵다는 단점이 있다. 특히, 메달과 같은 기념품이나 기념 사진을 부조물 형태로 제작할 수 있도록 하기 위해서는, 보다 간단하고 빠른 시간 내에 적층할 수 있는 방법이 요구된다.However, all of these additive manufacturing methods are intended for the processing of a complete three-dimensional solid, it requires a special dedicated equipment for lamination for the processing and lamination of the layer, it takes a lot of time to laminate. As a result, a considerable cost is required for processing. Therefore, it is not too much of a problem when it is necessary to take a certain amount of expenses, such as when manufacturing a mold for mass production of industrial products, but in the case of manufacturing a single product, such a cost in determining whether to adopt a laminated molding method. Problems can become a stumbling block. In other words, in the aspect of unit productivity or economical efficiency in producing small quantities of multi-products, the existing additive manufacturing method has a disadvantage in that it is difficult for the general public to easily use. In particular, in order to be able to produce souvenirs and commemorative photographs such as medals in the form of reliefs, there is a need for a method that can be stacked more simply and quickly.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 설비만을 사용하여 특히 단품의 부조물을 빠른 시간 내에 제작할 수 있게 해주는 적층 조형법에 의한 부조물 제작 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and to provide a method of manufacturing a relief by the laminated molding method that can be produced in a short time, in particular by using only a simple equipment as its technical problem.

도 1은 본 발명의 부조물 제작 방법을 보여주는 순서도.1 is a flow chart showing a method of manufacturing the relief of the present invention.

도 2a는 본 발명에 의해 제작될 수 있는 부조물의 일 예를 보여주는 도면.Figure 2a shows an example of a relief that can be produced by the present invention.

도 2b는 도 2a의 부조물이 복수의 층으로 적층되어 형성된 형상을 예시하는 도면.FIG. 2B illustrates a shape in which the relief of FIG. 2A is formed by being stacked in a plurality of layers. FIG.

도 3은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 프린터의 일 예에 있어서 인쇄부를 보여주는 도면.3 is a view showing a printing unit in an example of a printer for implementing the method of the present invention.

도 4는 도 3의 프린터의 전기적 구성을 보여주는 블록도.4 is a block diagram showing the electrical configuration of the printer of FIG.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 부조물 제작 방법은 레이저 프린터나 복사기 또는 레이저 팩시밀리와 같은 전자사진 프로세서나, 또는 왁스나 파라핀과 같은 고체 염료를 원료로 사용하는 열전사 프린터 혹은 자력기록기에 의해 부조물이 수평적으로 분할된 복수의 층을 순차적으로 적층함으로써 이루어진다.In order to achieve the above technical problem, a method for manufacturing a relief product of the present invention may be achieved by using an electrophotographic processor such as a laser printer, a copier or a laser facsimile, or a thermal transfer printer or a magnetic recorder using a solid dye such as wax or paraffin as a raw material. This is achieved by sequentially stacking a plurality of horizontally divided layers.

베이스와 상기 베이스 상에 형성된 양각 부분을 포함하는 3차원 부조물을 제작함에 있어서, 먼저 상기 부조물을 정의한다. 상기 부조물의 적어도 상기 양각 부분을 포함하는 일부를 복수의 층으로 분할하고, 상기 복수의 층 각각을 나타내는 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 제공한다. 그리고 상기 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 토대로 하여 건식 또는 습식 매체를 사용하는 인쇄 장치에 의해 반복 인쇄를 수행함으로써, 상기 복수의 층에 상응하는 복수의 층상을 순차적으로 적층하여 모형을 형성하게 된다. 상기 모형에 소정의 형 재료를 입힘으로써 형을 제작한 후, 상기 형을 사용하여 상기 부조물을 제작하게 된다.In manufacturing a three-dimensional relief including a base and an embossed portion formed on the base, the relief is first defined. A part including at least the relief portion of the relief is divided into a plurality of layers, and a plurality of two-dimensional slice data representing each of the plurality of layers is provided. By repeating printing by a printing apparatus using a dry or wet medium based on the plurality of two-dimensional slice data, a model is formed by sequentially stacking a plurality of layer images corresponding to the plurality of layers. After the mold is manufactured by applying a predetermined mold material to the model, the relief is manufactured using the mold.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 인쇄 장치의 일 예를 보여주는 도면으로서, 구체적으로 도 3의 장치는 프린터를 나타낸다. 도 3의 프린터는 컴퓨터로부터 공급되는 동일 또는 유사한 내용의 영상/텍스트 데이터를 같은 기록지 상에 반복하여 인쇄할 수 있게 되어 있다.3 is a view showing an example of a printing apparatus for implementing the method of the present invention, specifically, the apparatus of FIG. 3 represents a printer. The printer of Fig. 3 is capable of repeatedly printing image / text data of the same or similar content supplied from a computer on the same recording paper.

도시된 프린터에 있어서, 감광 드럼(100)은 일정한 주속으로 시계 방향으로 회전하고 있고, 감광 드럼(100)의 일측 상단부에는 감광 드럼(100)의 표면을 전기적으로 균일하게 대전하기 위한 대전 롤러(102)가 접촉되게 설치되어 있다. 감광드럼(100)의 하단에는 대전 롤러에 대전된 전하와 다른 극성을 가지는 전하에 대전되는 차징 롤러(104)와 상기 차징 롤러(104)의 상하방향 위치를 조정하기 위한 차징 롤러 위치 제어부(106)가 설치되어 있다. 감광 드럼(100)의 일측에는 감광 드럼(100) 표면의 정전잠상에 토너 화상을 형성하기 위한 현상 롤러(108)가 설치되어 있고, 상기 현상 롤러(108)의 일측에는 교반기(미도시됨)에 의해 교반된 토너(110)를 공급하는 공급 롤러(112)가 설치되어 있다. 상기 현상 롤러(108)의 상단부에는 상기 현상 롤러(108)에 형성된 토너 층을 일정한 높이로 유지하기 위한 닥터 블레이드(114)가 상기 현상 롤러(108)의 중심축선 방향으로 길게 설치되며, 상기 닥터 블레이드(114)의 상부면에는 상기 닥터 블레이드(114)가 상기 현상 롤러(108)에 접촉하도록 상기 닥터 블레이드(114)에 일정한 압력을 가하는 가압 스프링(116)이 프린터 프레임(118)에 설치되어 있다.In the illustrated printer, the photosensitive drum 100 is rotated in a clockwise direction at a constant circumferential speed, and a charging roller 102 for electrically uniformly charging the surface of the photosensitive drum 100 at one upper end of the photosensitive drum 100. ) Is installed in contact. The lower end of the photosensitive drum 100, the charging roller 104 and the charging roller position control unit 106 for adjusting the vertical position of the charging roller 104 and the charging roller 104 is charged to a charge having a different polarity from the charge charged to the charging roller Is installed. One side of the photosensitive drum 100 is provided with a developing roller 108 for forming a toner image on the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 100, and on one side of the developing roller 108 with a stirrer (not shown). The supply roller 112 which supplies the stirred toner 110 is provided. The doctor blade 114 is installed at the upper end of the developing roller 108 to maintain the toner layer formed on the developing roller 108 at a constant height in the direction of the center axis of the developing roller 108. On the upper surface of the 114, a press spring 116 is provided on the printer frame 118 to apply a constant pressure to the doctor blade 114 such that the doctor blade 114 contacts the developing roller 108.

프린터의 입구 측에는 기록지를 급지하기 위한 제1 및 제2 급지 롤러(122, 124)가 설치되어 있고, 상기 급지 롤러들(122, 124)의 전방 또는 후방에는 기록지의 선단을 검출하기 위한 기록지 선단 검출 센서(126)가 설치되어 있다. 제1 급지 롤러(122)의 일단부에는 제1 급지 롤러(122)의 회전량을 검출하는 회전량 검출부(128)가 구비된다. 한편, 프린터의 출구 측에는 기록지에 전사된 토너를 정착시키기 위한 히터(130)가 기록지 진행 방향을 가로 질러 설치되어 있다.First and second paper feed rollers 122 and 124 are provided on the inlet side of the printer to feed recording paper, and the front end of the paper feed rollers 122 and 124 detects the front end of the recording paper. The sensor 126 is provided. One end of the first paper feed roller 122 is provided with a rotation amount detector 128 for detecting the amount of rotation of the first paper feed roller 122. On the other hand, on the outlet side of the printer, a heater 130 for fixing the toner transferred to the recording paper is provided across the recording paper traveling direction.

이와 같이 구성되는 프린터는 다음과 같이 동작한다. 프레임 내에 구비된 토너 적재부(미도시됨)에 적재된 토너는 공급 롤러(112)를 거쳐서 현상 롤러(108)에 공급된다. 이때 현상 롤러(108)에 부착되는 토너의 양은 닥터 블레이드(114)에의해 균일한 높이로 유지된다. 특히, 본 발명에 있어서, 닥터 블레이드(114)는 두꺼운 토너 층이 기록지에 압착될 수 있도록 현상 롤러(108)와 충분한 간격을 가지도록 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 대전 롤러(102)에 의해 감광 드럼(100)의 표면은 전기적으로 균일하게 대전된다. 노광부(120)가 화상을 형성하기 위한 전기적 신호를 받아들이고 이에 따라 감광 드럼(100) 표면에 노광을 하면, 감광 드럼(100) 표면에서 노광이 된 부분은 정전잠상이 형성된다. 현상 롤러(108)에 부착된 토너는 감광 드럼(100)의 정전잠상에 이끌려 글자나 그래픽과 같은 가시상으로 변하게 된다. 그리고 감광 드럼(100)으로 옮겨진 토너는 기록지(99)로 전사된다. 이때 기록지로의 전사 작용은 감광 드럼(100) 하단에 구비된 차징 롤러(104)에 의해 이루어진다. 기록지에 전사된 토너는 히터(130)에 의해 정착된다. 한편, 감광 드럼(100) 표면에는 잔여분의 토너와 잠상이 존재하게 되는데, 여기서 상기 잔여분의 토너는 청소기(미도시됨)에 의해 제거되며, 상기 잔류 전하는 전하제거 램프(미도시됨)에 의해 제거된다.The printer configured in this way operates as follows. The toner loaded in the toner stacking unit (not shown) provided in the frame is supplied to the developing roller 108 via the supply roller 112. At this time, the amount of toner attached to the developing roller 108 is maintained at a uniform height by the doctor blade 114. In particular, in the present invention, the doctor blade 114 is preferably provided at a sufficient distance from the developing roller 108 so that a thick toner layer can be pressed onto the recording paper. On the other hand, the surface of the photosensitive drum 100 is electrically uniformly charged by the charging roller 102. When the exposure unit 120 receives an electrical signal for forming an image and thus exposes the surface of the photosensitive drum 100, an electrostatic latent image is formed on the exposed portion of the photosensitive drum 100. The toner attached to the developing roller 108 is attracted to the electrostatic latent image of the photosensitive drum 100 to change into a visible image such as letters or graphics. The toner transferred to the photosensitive drum 100 is then transferred to the recording sheet 99. At this time, the transfer action to the recording paper is made by the charging roller 104 provided at the lower end of the photosensitive drum (100). The toner transferred to the recording sheet is fixed by the heater 130. Meanwhile, residual toner and latent images are present on the surface of the photosensitive drum 100, wherein the residual toner is removed by a cleaner (not shown), and the residual charge is removed by a charge removing lamp (not shown). do.

도 4는 도 3의 프린터의 전기적 구성을 보여주는 도면이다. 프린터(152)는 마이크로컨트롤러(152), 설정값 입력부(154), 메모리(156), 기록지 위치 판단부(158), 노광부(120), 회전 제어부(160) 및 차징 롤러 위치 제어부(106)를 포함한다. 마이크로컨트롤러(152)는 컴퓨터(140)로부터의 이미지 데이터를 받아들이고, 이에 상응하는 이미지 신호를 노광부(120)에 공급하여 노광부(120)가 감광 드럼(100)에 정전잠상을 형성하도록 한다. 설정값 입력부(154)는 사용자가 반복 인쇄를 하고자 하는 경우 설정값을 입력하기 위해 사용된다. 반복 인쇄를 위한 설정값으로는 예컨대 반복 인쇄 횟수, 기록지 상에서 반복 인쇄가 행해지는 영역의 범위 등을 들 수 있다. 입력된 설정값은 마이크로컨트롤러(152)에 공급된다. 한편, 이러한 설정값은 설정값 입력부(154)를 통해 입력되는 대신에 컴퓨터(140)로부터 제공될 수도 있다. 다른 한편으로, 반복 인쇄 영역에 대한 설정값의 경우에는, 반복 인쇄 모드에서 컴퓨터(140)로부터의 최초로 전송되는 이미지 데이터를 토대로 마이크로컨트롤러(152)가 결정할 수도 있다.4 is a view showing the electrical configuration of the printer of FIG. The printer 152 includes a microcontroller 152, a set value input unit 154, a memory 156, a recording sheet position determining unit 158, an exposure unit 120, a rotation control unit 160, and a charging roller position control unit 106. It includes. The microcontroller 152 receives image data from the computer 140 and supplies an image signal corresponding thereto to the exposure unit 120 so that the exposure unit 120 forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 100. The setting value input unit 154 is used to input setting values when the user wants to repeat printing. Setting values for repetitive printing include, for example, the number of repetitive prints, the range of areas on which repetitive printing is performed on recording paper, and the like. The input set value is supplied to the microcontroller 152. On the other hand, such a setting value may be provided from the computer 140 instead of being input through the setting value input unit 154. On the other hand, in the case of the setting value for the repeat printing area, the microcontroller 152 may determine based on the image data first transmitted from the computer 140 in the repeat printing mode.

기록지 위치 판단부(158)는 기록지 선단 센서 및 회전량 검출 센서에 의해 검출된 데이터들을 받아들이고, 이들 검출 데이터를 사용하여 기록지의 위치를 판단한다. 기록지 위치 데이터는 마이크로컨트롤러(152)에 제공된다. 마이크로컨트롤러(152)는, 반복 인쇄 횟수 등의 설정값과 기록지 위치 데이터를 토대로, 회전 제어부(160)를 제어하여 급지 롤러(122, 124)의 회전 방향이 변화되도록 함과 아울러 차징 롤러 위치 제어부(106)를 제어하여 차징 롤러(104)의 상하 방향 위치가 변화되도록 한다. 한편, 차징 롤러 위치 제어부(106)는 차징 롤러의 상하 방향 위치와 함께 차징 롤러의 대전량을 조절한다. 즉, 반복 프린팅이 행해질 때마다, 차징 롤러 위치 제어부(106)는 마이크로컨트롤러(152)의 제어 하에 차징 롤러의 위치를 하방으로 천이시킴과 아울러 차징 롤러의 대전량을 증가시켜서, 감광 드럼과 차징 롤러의 간격이 벌어짐에도 불구하고 감광 드럼에 뭍혀진 토너가 기록지에 전사될 수 있도록 하게 된다.The recording sheet position determining unit 158 accepts the data detected by the recording sheet tip sensor and the rotation amount detecting sensor, and uses the detected data to determine the position of the recording sheet. The recording sheet position data is provided to the microcontroller 152. The microcontroller 152 controls the rotation control unit 160 to change the rotational direction of the paper feed rollers 122 and 124 based on a setting value such as the number of repetitive prints and the recording sheet position data. 106 is controlled so that the vertical position of the charging roller 104 is changed. On the other hand, the charging roller position control unit 106 adjusts the charging amount of the charging roller together with the vertical position of the charging roller. That is, each time repetitive printing is performed, the charging roller position control unit 106 shifts the position of the charging roller downward under the control of the microcontroller 152 and increases the charging amount of the charging roller, thereby increasing the photosensitive drum and the charging roller. In spite of the gap between the toners, the toner dipped in the photosensitive drum can be transferred to the recording paper.

도 3 및 도 4와 같이 구성되는 프린터에 있어서 반복 인쇄는 다음과 같이 이루어진다. 마이크로컨트롤러(152)는 기록지 위치 데이터 및 반복 인쇄 횟수 등 설정값을 반복 인쇄 횟수, 반복 인쇄 영역에 대한 설정치를 받아들이고 이를 메모리(156)에 저장한다. 컴퓨터(140)로부터의 이미지 데이터를 받아들이면, 마이크로컨트롤러(152)는 이에 상응하는 이미지 신호를 노광부(120)에 공급함으로써 인쇄가 이루어지도록 한다. 이때 마이크로컨트롤러(152)는 기록지 위치 판단부(158)로부터의 기록지 위치 데이터를 받아들여서 인쇄가 완료되었는지 여부를 판단한다. 인쇄가 완료된 것으로 판단되었을 때 마이크로컨트롤러(152)는 차징 롤러 위치 제어부(106)를 제어하여 차징 롤러(104)가 정착된 토너 두께만큼 하강하도록 한다. 또한, 마이크로컨트롤러(152)는 회전 제어부(160)를 제어하여 급지 롤러(122, 124)의 회전 방향을 역전시킨다. 이에 따라, 기록지는 감광 드럼(100)과 마찰을 일으키지 않으면서 역방향으로 진행하게 된다. 다시, 마이크로컨트롤러(152)는 기록지 위치 데이터를 받아들여서 기록지가 반복 인쇄 영역의 초기 위치까지 이송되었는지를 판단한다. 기록지가 반복 인쇄 영역의 초기 위치까지 이송되었을 때, 마이크로컨트롤러(152)는 회전 제어부(160)를 제어하여 급지 롤러(122, 124)의 회전 방향을 순방향으로 다시 역전시킨다. 그리고 마이크로컨트롤러(152)는 컴퓨터(140)로부터의 두 번째 이미지 데이터에 상응하는 이미지 신호를 노광부(120)에 공급함으로써 두 번째 층의 인쇄가 이루어지도록 한다. 이러한 과정이 반복 인쇄 횟수 설정치만큼 반복된다.In the printer configured as shown in Figs. 3 and 4, repeated printing is performed as follows. The microcontroller 152 accepts setting values such as recording sheet position data and the number of repetitive prints, and stores the setting values for the repetitive number of prints and the repetitive print area and stores them in the memory 156. Upon receipt of the image data from the computer 140, the microcontroller 152 supplies the corresponding image signal to the exposure unit 120 so that printing is performed. At this time, the microcontroller 152 receives the recording sheet position data from the recording sheet position determining unit 158 and determines whether printing is completed. When it is determined that printing is completed, the microcontroller 152 controls the charging roller position control unit 106 so that the charging roller 104 is lowered by the fixed toner thickness. In addition, the microcontroller 152 controls the rotation controller 160 to reverse the rotation direction of the paper feed rollers 122 and 124. As a result, the recording paper proceeds in the reverse direction without causing friction with the photosensitive drum 100. Again, the microcontroller 152 accepts the recording sheet position data to determine whether the recording sheet has been transferred to the initial position of the repeat printing area. When the recording sheet has been conveyed to the initial position of the repeating print area, the microcontroller 152 controls the rotation control section 160 to reverse the rotation direction of the paper feed rollers 122 and 124 again in the forward direction. The microcontroller 152 supplies the image signal corresponding to the second image data from the computer 140 to the exposure unit 120 to print the second layer. This process is repeated as many times as the number of repeated prints.

도 1은 본 발명의 부조물 제작 방법을 보여주는 순서도이다. 부조물을 제작하기 위해서는, 먼저 제작하고자 하는 부조물을 정의하게 된다(제10단계). 부조물은 예컨대 메달이나 입체 사진, 건물의 실내 벽면에 설치되는 소형 간판, 명패 또는 그밖의 광고 사인물 등이 될 수 있다. 이러한 부조물은 3차원 CAD에 의해 정의될 수도 있고, 3차원 카메라를 사용하여 피사체를 촬영함으로써 정의될 수도 있다. 도 2a는 본 발명에 의해 제작될 수 있는 부조물의 일 예를 보여준다. 도시된 부조물은 메달로써, 본체에 해당하는 베이스(20)와 상기 베이스 상에 양각되어 있는 글자(22)를 포함한다. 도 2a에서는 설명의 편의를 위해 단순하게 하나의 문자만이 양각되어 있지만, 위에서 기술한 바와 같이 실제 제작되는 부조물에 있어서는 복잡한 도형이나 사람의 얼굴 등이 양각 부분에 포함될 수 있다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing the relief of the present invention. In order to manufacture the relief, the relief to be manufactured is first defined (step 10). The relief may be, for example, a medal or three-dimensional photograph, a small signboard installed on the interior wall of the building, a nameplate or other advertising sign. Such reliefs may be defined by three-dimensional CAD, or may be defined by photographing a subject using a three-dimensional camera. Figure 2a shows an example of a relief that can be produced by the present invention. The illustrated relief is a medal, which includes a base 20 corresponding to a body and letters 22 embossed on the base. In FIG. 2A, only one letter is embossed for convenience of description, but as described above, in the manufactured relief, a complicated figure or a face of a person may be included in the embossed part.

제작하고자 하는 부조물이 정의되면, 다음에는 부조물을 수평방향으로 복수의 층으로 분할하게 된다. 도 2b는 도 2a의 부조물에 대한 절단 방법을 예시해주고 있다. 이때 각 층의 피치 즉 높이를 균일하게 하고, 또한 각 층의 구체적인 높이가 인쇄장치의 사양에 의해 정해지는 인쇄 층의 높이와 같도록 하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 인쇄가 이루어진 층들이 그 상부에 새로운 층이 추가적으로 인쇄될 때마다 롤러의 압력을 받게 되고 이에 따라 높이가 점차 낮아지게 되어 토너 층이 왜곡될 수 있다는 점을 고려하여, 각 층의 높이를 서로 다르게 조정할 수도 있다. 그리고, 이러한 절단된 복수의 층 각각을 나타내는 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 생성한다(제12단계). 이와 같은 층 분할과 슬라이스 데이터 생성은 별개의 작업이 아니고, 실제로는 하나의 작업으로써 이루어진다. 또한, 이러한 슬라이싱은 제작자가 일일이 할 필요가 없이 컴퓨터 소프트웨어에 의해 자동적으로 실행될 수 있다. 슬라이싱 결과 생성되는 슬라이스 데이터는 하나의 2차원적 이미지 파일로 볼 수 있다.When the relief to be produced is defined, the relief is then divided into a plurality of layers in the horizontal direction. FIG. 2B illustrates the cutting method for the relief of FIG. 2A. At this time, it is preferable that the pitch, i.e., the height of each layer is made uniform, and that the specific height of each layer is equal to the height of the printing layer determined by the specification of the printing apparatus. However, in another embodiment of the present invention, the printed layers are subject to the pressure of the roller every time a new layer is additionally printed thereon, and thus the toner layer may be distorted, resulting in a progressively lower height. In consideration, the height of each layer may be adjusted differently. Then, a plurality of two-dimensional slice data representing each of the plurality of cut layers are generated (step 12). Such layer division and slice data generation are not separate tasks but are actually performed as one task. In addition, this slicing can be performed automatically by computer software without the need for the manufacturer to do it manually. The slice data generated as a result of slicing can be viewed as one two-dimensional image file.

다음에는 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 인쇄 장치에 의해 반복적으로 인쇄하게 된다(제14단계). 먼저, 복수의 층 중 최하부층에 해당하는 슬라이스 데이터를 종이에 인쇄하고, 다시 그 위에 밑에서 두 번째 층의 슬라이스 데이터를 인쇄한다. 이와 같은 방식으로 순차적으로 복수 개의 슬라이스 데이터가 중첩되어 인쇄된다. 인쇄가 완료되면, 종이 위에는 의도한 바와 같은 부조물 모형이 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 인쇄 과정에는 도 3에 도시된 프린터가 활용될 수 있다. 그렇지만 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 복사기나 레이저 팩시밀리와 같은 여타의 전자사진 프로세서가 인쇄 과정에 사용될 수가 있고, 왁스나 파라핀과 같은 고체 염료를 사용하는 열전사 프린터나 자력기록기가 사용될 수도 있다.Next, the plurality of two-dimensional slice data is repeatedly printed by the printing apparatus (step 14). First, slice data corresponding to the lowest layer of the plurality of layers is printed on paper, and again slice data of the second layer from the bottom is printed on it. In this manner, a plurality of slice data are sequentially overlaid and printed. When printing is complete, a relief model as intended is formed on the paper. In a preferred embodiment, the printer shown in Figure 3 may be utilized in the printing process. However, in another embodiment of the present invention, other electrophotographic processors such as copiers and laser facsimiles may be used in the printing process, and thermal transfer printers or magnetic recorders using solid dyes such as wax or paraffin may be used.

일반적으로 레이저 프린터에 의해 인쇄된 인쇄물에 있어서, 인쇄된 종이에 압착된 토너층은 0.03 내지 0.1 밀리미터의 두께를 가진다. 따라서, 본 발명에 있어서 슬라이스 피치는 이 정도의 크기를 가지게 된다. 부조물의 높이가 3mm라고 가정하면, 30번 내지 100번의 반복 인쇄로써 부조물 모형을 적층할 수 있다. 그리고, 이러한 반복 인쇄에 소요되는 시간은 중급 프린터를 기준으로 할 때 3분 내지 10분에 불과하게 된다. 특히, 본 발명에 있어서 상기 압착된 토너층은 가급적 두꺼운 것이 바람직한데, 이러한 경우 인쇄 시간은 더욱 감소될 수 있다. 또한, 응용 분야에 따라 토너층의 두께가 달라질 수 있음은 물론이다.In general, in printed matter printed by a laser printer, the toner layer pressed onto the printed paper has a thickness of 0.03 to 0.1 millimeters. Therefore, in the present invention, the slice pitch has such a magnitude. Assuming that the height of the relief is 3mm, it is possible to laminate the relief model by repeat printing 30 to 100 times. And, the time required for such repeated printing is only 3 to 10 minutes based on the intermediate printer. In particular, in the present invention, the compressed toner layer is preferably as thick as possible, in which case the printing time can be further reduced. In addition, the thickness of the toner layer may vary depending on the application field.

부조물 모형의 형성이 완료되면, 부조물 모형에 형 재료를 입힘으로써 형을 제작하게 된다(제16단계). 바람직한 실시예에 있어서, 상기 형은 아말감이나 금속분말을 다량으로 함유한 에폭시 수지를 전사함으로써 제작된다. 그렇지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 형 재료로 실리콘 고무가 사용될 수도 있다. 다음에는 완성된 형을 사용하여 부조물을 제작하게 된다. 구체적인 부조물 제작 방법은 부조물의 소재에 따라 달라질 수 있는데, 부조물의 소재로 예컨대 플라스틱 재료가 사용되는 경우에는 사출 성형이나 분말주입 성형을 할 수가 있다. 그렇지만, 다른 변형된 실시예에 있어서는, 별도의 형을 제작하지 않고 모형 위에 직접 금속 도금을 함으로써 부조물을 제작할 수도 있다.When the formation of the relief model is completed, the mold is manufactured by applying a mold material to the relief model (step 16). In a preferred embodiment, the mold is produced by transferring an epoxy resin containing a large amount of amalgam or metal powder. However, in another embodiment of the present invention, silicone rubber may be used as the mold material. Next, the relief is made using the completed mold. The specific method of manufacturing the relief may vary depending on the material of the relief, and, for example, when a plastic material is used as the relief material, injection molding or powder injection molding may be performed. However, in other modified embodiments, the relief may also be fabricated by metal plating directly onto the mockup without fabricating a separate mold.

이상의 설명에서는 부조물 모형을 제작함에 있어서 부조물 전체를 슬라이싱하여 슬라이스 데이터를 생성하고 이를 반복 인쇄하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 부조물 중 일부만에 대해 슬라이스 데이터를 생성하고 이를 반복인쇄한 후 제작된 모형 부분에 부조물의 나머지 부분에 해당하는 모형 부분을 접착할 수도 있다. 예를 들어 도 2a를 참조하면, 메달의 경우 베이스(20) 부분은 두꺼우면서도 아무런 요철을 가지고 있지 않다. 이러한 경우, 베이스를 포함하여 슬라이싱 및 인쇄를 하게 되는 경우, 많은 양의 토너가 소비됨은 물론 인쇄장치의 수명이 짧아지고 적층된 구조의 형태가 변형될 가능성이 있게 된다. 따라서, 이러한 경우에는 베이스(20) 부분은 별도로 사전에 가공해두고 양각 부분(22)만을 적층에 의해 형성한 후, 베이스(20)와 양각 부분(22)을 접착하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 베이스(20)가 양각 부분(22)과 같이 토너를 사용하여 가공되어야만 하는 것은 아니고, 별도의 소재로 가공될 수도 있다.In the above description, in the manufacture of the relief model, the entire relief is sliced to generate slice data and repeatedly printed. However, in another embodiment of the present invention, the slice model is generated after repeatedly printing the slice data for only a part of the relief and manufactured the model. You can also glue the part of the model that corresponds to the rest of the relief to the part. For example, referring to FIG. 2A, in the case of a medal, the base 20 portion is thick but has no irregularities. In such a case, when slicing and printing including the base is performed, not only a large amount of toner is consumed but also the life of the printing apparatus may be shortened and the shape of the laminated structure may be deformed. Therefore, in this case, it is preferable to form the embossed portion 22 by laminating the base 20 portion separately, and then adhere the base 20 and the embossed portion 22 separately. In this case, the base 20 does not have to be processed using toner like the embossed portion 22, but may be processed into a separate material.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 부조물에서 양각 부분을 적층하는 대신에, 음각 부분 즉 양각 부분을 제외한 부분을 적층한 후, 적층된 음각 부분에부조물 재료를 입히거나 채움으로써 부조물 또는 부조물의 양각 부분을 제작할 수도 있다. 이러한 방법은 양각 부분보다 양각 부분 사이의 빈 공간 즉 음각 부분의 부피가 적은 경우에 적합하며, 이러한 경우 인쇄 매체 예컨대 토너의 양을 감소시킬 수 있게 된다.Further, in another embodiment of the present invention, instead of stacking the embossed portion in the relief, after embossing or excluding the embossed portion, the embossed portion or the relief of the relief is coated by filling or filling the stacked material with the relief material. You can also make parts. This method is suitable for the case where the empty space between the embossed portions, that is, the volume of the intaglio portions, is smaller than the embossed portions, and in this case, it is possible to reduce the amount of printing medium such as toner.

광조형을 비롯한 일반적인 적층조형 방법에 의하면, 각 층간에 형성되는 계단을 제거하기 위해 제작된 모형에 대해 별도의 연마 및 세척 작업이 필요하지만, 본 발명에 의하면 프린터 또는 복사기의 해상도가 600 내지 1200 dpi에 달하기 때문에 연마 및 세척 작업이 불필요하게 된다.According to the general lamination method including the optical molding, a separate grinding and cleaning operation is required for the model manufactured to remove the stairs formed between the layers, but according to the present invention, the resolution of the printer or the copier is 600 to 1200 dpi. As a result, polishing and cleaning operations are unnecessary.

부조물의 크기가 A4 용지의 5% 정도의 면적을 가진다고 가정하면, 프린터를 사용하여 인쇄를 하는 경우에 있어서, 한 개의 토너 카트리지를 사용하여 10000 내지 15000 번의 인쇄가 가능한 것으로 알려지고 있다. 따라서, 하나의 부조물에 대해 100번 반복 인쇄를 한다고 가정할 경우, 한 개의 토너 카트리지를 사용하여 100개 내지 150개의 부조물을 제작하는 것이 가능하다.Assuming that the size of the relief is about 5% of the A4 paper, it is known that 10000 to 15000 prints are possible using one toner cartridge when printing using a printer. Therefore, assuming 100 repetitions of printing on one relief, it is possible to produce 100 to 150 reliefs using one toner cartridge.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 빠른 시간 내에 모형이나 부조물을 제작할 수 있으며, 제작에 소요되는 원가도 크게 낮게 된다. 이와 같은 부조물 제작 방법은 예컨대 스티커 사진이나, 광고 사인물, 실내용 소형 간판 또는 명패 등을 제작하는데 활용될 수 있다.Thus, according to the present invention, it is possible to produce a model or reliefs in a short time, the cost required for production is also significantly low. Such a method of manufacturing a relief can be utilized, for example, to produce a sticker photograph, advertising sign, indoor small signboard or nameplate.

Claims (7)

베이스와 상기 베이스 상에 형성된 양각 부분을 포함하는 3차원 부조물을 제작하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a three-dimensional relief comprising a base and an embossed portion formed on the base, (a) 상기 부조물을 정의하는 단계;(a) defining the relief; (b) 상기 부조물의 적어도 상기 양각 부분을 포함하는 일부를 복수의 층으로 분할하고, 상기 복수의 층 각각을 나타내는 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 제공하는 단계;(b) dividing a portion comprising at least the relief portion of the relief into a plurality of layers and providing a plurality of two-dimensional slice data representing each of the plurality of layers; (c) 상기 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 토대로 하여 인쇄 매체를 사용하는 인쇄 장치에 의해 반복 인쇄를 수행함으로써, 상기 복수의 층에 상응하는 복수의 층상을 순차적으로 적층하여 모형을 형성하는 단계;(c) forming a model by sequentially laminating a plurality of layer images corresponding to the plurality of layers by repeating printing by a printing apparatus using a printing medium based on the plurality of two-dimensional slice data; (d) 상기 모형에 소정의 형 재료를 입힘으로써 형을 제작하는 단계;(d) fabricating a mold by applying a predetermined mold material to the model; (e) 상기 형을 사용하여 상기 부조물을 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부조물 제작 방법.(e) manufacturing the relief using the mold; a relief manufacturing method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인쇄 매체는 토너, 왁스 및 파라핀으로 구성된 그룹에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 부조물 제작 방법.And the printing medium is any one selected from the group consisting of toner, wax and paraffin. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 소정의 형 재료는 아말감인 것을 특징으로 하는 부조물 제작 방법.And the predetermined mold material is amalgam. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 소정의 형 재료는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 부조물 제작 방법.And the predetermined mold material is an epoxy resin. 제1항에 있어서, 상기 (e) 단계는The method of claim 1, wherein step (e) 상기 형을 사용하여 상기 부조물의 상기 양각 부분을 제작하는 단계; 및Fabricating the relief portion of the relief using the mold; And 상기 베이스에 상기 제작된 양각 부분을 접합하는 단계;를 포함하는 부조물 제작 방법.Bonding the produced relief to the base; 베이스와 상기 베이스 상에 형성된 양각 부분을 포함하는 3차원 부조물을 제작하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a three-dimensional relief comprising a base and an embossed portion formed on the base, (a) 상기 부조물을 정의하는 단계;(a) defining the relief; (b) 상기 부조물에서 상기 양각 부분 사이에 있는 틈을 나타내는 음각 부분을 복수의 층으로 분할하고, 상기 복수의 층 각각을 나타내는 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 제공하는 단계;(b) dividing the engraved portion representing the gap between the relief portions in the relief into a plurality of layers, and providing a plurality of two-dimensional slice data representing each of the plurality of layers; (c) 상기 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 토대로 하여 인쇄 장치에 의해 반복 인쇄를 수행함으로써, 상기 복수의 층에 상응하는 복수의 층상을 순차적으로 적층하여 상기 음각 부분의 모형을 형성하는 단계; 및(c) repeating printing by a printing apparatus based on the plurality of two-dimensional slice data, thereby sequentially stacking a plurality of layer images corresponding to the plurality of layers to form a model of the intaglio portion; And (d) 상기 음각 부분의 모형에 소정의 재료를 입힘으로써 상기 양각 부분을 제작하는 단계;를 포함하는 부조물 제작 방법.and (d) fabricating the embossed portion by applying a predetermined material to the model of the engraved portion. 베이스와 상기 베이스 상에 형성된 양각 부분을 포함하는 3차원 부조물의 모형을 제작하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a model of a three-dimensional relief comprising a base and an embossed portion formed on the base, (a) 상기 부조물을 정의하는 단계;(a) defining the relief; (b) 상기 부조물의 적어도 상기 양각 부분을 포함하는 일부를 복수의 층으로 분할하고, 상기 복수의 층 각각을 나타내는 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 제공하는 단계; 및(b) dividing a portion comprising at least the relief portion of the relief into a plurality of layers and providing a plurality of two-dimensional slice data representing each of the plurality of layers; And (c) 상기 복수 개의 2차원 슬라이스 데이터를 토대로 하여 인쇄 장치에 의해 반복 인쇄를 수행함으로써, 상기 복수의 층에 상응하는 복수의 층상을 순차적으로 적층하여 상기 모형을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형 제작 방법.(c) repeating printing by a printing apparatus on the basis of the plurality of two-dimensional slice data, thereby sequentially stacking a plurality of layer images corresponding to the plurality of layers to form the model; Model making method.