KR102000440B1 - How to make supporters and supporters for 3D printers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서포트가 꺾이는 부분에 폴리곤을 형성하여 조형물을 안정적으로 지지함은 물론 서포트의 성형시 적은 양의 데이터에 의해 효율적으로 서포트를 프린팅할 수 있도록 한 3D 프린터용 서포트 및 서포트 성형방법에 관한 것으로, 상기 서포트는, 조형물을 받치는 서포트바디가 안정적으로 형성될 수 있도록 베드의 상부에 형성되는 바디풋과; 조형물의 위치되는 방향에 따라 일정 기울기를 가지며 바디풋 상부에 일체로 형성되는 바디풋조인트와; 조형물의 무게를 지탱할 수 있도록 바디풋조인트의 상부에 형성되는 서포트바디와; 조형물의 위치되는 방향에 따라 일정 기울기가 설정되어 서포트바디 상부에 형성되는 팁조인트와; 조형물과 팁조인트 사이에 형성되는 바디팁을 포함하는 것을 특징으로 하며, 서포트에 형성되는 폴리곤은 설계와 동일한 형태로 성형되므로 조형물을 안정적으로 지지하게 되어 성형시 실패를 최대한 방지하고, 3D 프린터를 이용하여 서포트의 프린팅(또는 성형)시 기존에 서포트를 성형하기 위한 데이터보다 적은 량의 데이터를 이용하여 서포트를 성형이 효율적으로 이루어지는 효과가 있다. The present invention relates to a support for a 3D printer and a support forming method for stably supporting a molding by forming a polygon at a bent portion of a support, and for efficiently printing a support by a small amount of data at the time of forming a support The support includes a body foot formed on an upper portion of the bed so that a support body supporting the molding can be stably formed; A body foot joint having a predetermined inclination according to a direction in which the molding is placed and integrally formed on the body foot; A support body formed on an upper portion of the body foot joint to support the weight of the molding; A tip joint formed at an upper portion of the support body with a predetermined inclination depending on a direction in which the molding is placed; And a body tip formed between the molding and the tip joint. Since the polygon formed on the support is formed in the same shape as the design, the molding can be stably supported, thereby preventing the molding failure as much as possible, So that the support can be efficiently formed by using a smaller amount of data than the data for forming the support in the printing (or forming) of the support.
Description
본 발명은 3D 프린터용 서포트 및 서포트 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서포트가 꺾이는 부분에 폴리곤을 형성하여 조형물을 안정적으로 지지함은 물론 서포트의 프린팅시 작은 량의 데이터에 의해 효율적으로 서포트를 프린팅할 수 있도록 한 3D 프린터용 서포트 및 서포트 성형방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로, 3차원 프린팅 기술은 3차원 입체 도면을 기반으로 3차원 공간 안에 인쇄하듯 물품을 만들어내는 제조기술이다. 지만 그간 프린터나 소재가 너무 비싸 극히 제한된 용도에만 사용됐다. 개발 초기에는 플라스틱 소재에 국한되고 제한된 용도로 사용되었지만 나일론과 금속 등으로 범위가 확대되고 휴대전화 케이스, 자동차 부속품까지 출력할 수 있는 정도로 전 산업분야에 응용되고 있는 추세이다.Generally, a three-dimensional printing technique is a manufacturing technique for producing an article as if it is printed in a three-dimensional space based on a three-dimensional solid drawing. But the printers and materials were too expensive for very limited use. In the early stage of development, it was limited to plastic materials and used for limited purposes, but it has been applied to all industrial fields to the extent that nylon and metal etc. can be expanded to output cell phone cases and automobile accessories.
3차원 프린팅 방식에는 광경화성 수지에 레이저 광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithographic Apparatus)와, SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속 분말을 사용하며 레이저 광선을 주사하여 소결 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering)와, 접착제가 칠해져 있는 종이를 원하는 단면으로 레이져 광선을 이용하여 절단하여 한층씩 적층하여 성형하는 LOM(Laminated Object Manufacturing)과, 잉크젯(Ink jet) 프린터 기술을 이용한 BpM(Ballistic particle Manufacturing) 등이 있다.In the three-dimensional printing method, SLA (Stereo Lithographic Apparatus) which uses the principle that a scanned portion is cured by injecting a laser beam to a photocurable resin is used and a functional polymer or metal powder is used instead of a photo- SLS (Selective Laser Sintering) using the principle of scanning and sinter molding, Laminated Object Manufacturing (LOM) in which the adhesive-coated paper is cut by a laser beam in a desired cross section and laminated to form a laminate, and an Ink jet ) And ballistic particle manufacturing (BpM) using printer technology.
파우더를 기반으로 하는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식의 3차원 프린터는, 플랫폼 위로 미세 분말을 공급하는 피딩수단, 플랫폼 위의 파우더를 가열하여 소결(Sintering)하는 조형물을 만드는 레이저기구, 조형물을 승하강시키는 승강수단, 조형물 이외의 잔여 파우더를 제거하는 파우더 제거수단 및 수집수단을 구비하고 있다.The SLS (Selective Laser Sintering) type three-dimensional printer based on a powder has a feeding means for feeding fine powder onto the platform, a laser apparatus for forming a sintering material by heating powder on the platform, A powder removing means for removing residual powder other than the molding material, and a collecting means.
한편, 소결공정시에는 소결공정 중 조형물이 움직이지 않게 잡아주는 서포트 구조체를 함께 소결하게 되는데, 서포트 구조체는 소결공정시 3차원 조형물과 함께 소결되면서 플랫폼에 대하여 조형물을 지지하고 소결공정 후 후처리에 의해 조형물로부터 제거되는 임시 구조물이다.During the sintering process, the supporting structure for squeezing the squeeze during the sintering process is sintered together. The support structure sintered together with the three-dimensional squeeze during the sintering process, supports the squeeze to the platform, It is a temporary structure that is removed from the sculpture by.
종래의 미국공개특허 2014-0251481(선행문헌)에 개시된 지지구조체는 조형물의 하부에 다수개가 형성된다. The support structure disclosed in the conventional U.S. Patent Publication No. 2014-0251481 (prior art document) is formed in the lower part of the molding.
그러나 각 지지구조체는 상단부가 넓고 하단부가 좁은 형상으로 형성되므로 하나의 지지구조체로는 조형물을 지지할 수 없고 가장 간단한 구조의 조형물이라 하더라도 적어도 3개 이상의 지지구조체로 지지해야 넘어지지 않는다.However, since each supporting structure has a wide upper end and a narrow lower end, it can not support the molding with one support structure, and even if it is the simplest structure, it must be supported by at least three supporting structures.
이와 같이 다수개의 지지구조체를 조형물과 함께 소결하게 되면 소결공정에 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 소결된 지지구조체는 폐기되므로 재료의 낭비가 커 제조원가를 상승시키는 원인이 되고 있다.If a plurality of support structures are sintered together with the molding, the sintering process takes a long time, and since the sintered support structure is discarded, waste of materials is increased, which causes a rise in manufacturing cost.
또한, 선행문헌에 개시된 지지구조체의 구조에서는 조형물과의 접촉면적이 넓어 조형물로부터 지지구조체를 간편하게 제거할 수 없고 제거 후 표면처리에도 어려움이 있었다.Also, in the structure of the support structure disclosed in the prior art, the contact area with the sculpture is so wide that the support structure can not be easily removed from the sculpture, and the surface treatment after the removal is difficult.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로 한국 공개특허공보 제2017-0014619호(2017.02.08. 공개) "레이저 소결식 3차원 프린팅 조형물의 서포트 구조체"는 소결공정시 3차원 조형물과 함께 소결되면서 플랫폼에 대하여 조형물을 지지하고 소결공정 후 후처리에 의해 조형물로부터 제거되는 레이저 소결식 3차원 프린팅 조형물의 서포트 구조체에 있어서, 상기 조형물의 하부에 형성되고, 상기 플랫폼과의 접촉면적이 상기 조형물과의 접촉면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.As a prior art for solving the above problems, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2017-0014619 (published on Feb. 20, 2017) discloses a support structure of a laser-sintered three-dimensional printing sculpture, which is sintered together with a three- 1. A support structure for supporting a molding material on a platform and being removed from the molding material by a post-treatment after a sintering process, the support structure being formed at a lower portion of the molding material, And is formed wider than the contact area.
또한, 상기의 선행기술은 플랫폼으로부터 조형물 쪽으로 갈수록 단면적이 감소하게 형성되고, 종단면 외주면이 오목한 곡면으로 형성되며, 횡단면이 원형으로 형성되어 입체적으로 나팔 형상으로 형성된다.In addition, the above-described prior art is formed such that the cross-sectional area decreases from the platform toward the molding body, the outer peripheral surface of the longitudinal section is formed into a concave curved surface, and the cross section is formed into a circular shape to be formed into a trumpet shape.
상기와 같이 형성되는 선행기술은 조형물을 수직방향으로 받치는 기능적이 면에서는 지지의 효율성이 좋으나, 조형물을 측면방향 예를 들어, 30°, 45°, 60° 등과 같이 일정 각도로 조형물을 받칠 시에는 서퍼트가 꺽이는 부분에서 조형물의 무게를 버티지 못하고 무너지는 현상이 발생하거나 또는 지지대의 형상이 변형되는 문제점이 발생하였다.The prior art formed as described above is effective in supporting the molding in the vertical direction. However, when the molding is supported by the molding at a certain angle such as 30 °, 45 °, and 60 ° in the lateral direction There arises a problem that the weight of the sculpture can not be maintained and collapses in the portion where the supporter breaks, or the shape of the support is deformed.
다시 설명하면, 지지대를 일정 각도로 기울기를 주면서 모델을 설계할 시에 설계시에는 원형으로 설계가 이루어지기는 하나 실제 3D 프리팅시 기울어지는 각도에 의해 지지대가 타원형으로 변형되어 조형물을 지지하므로 형상의 변화에 의해 조형물의 무게를 제대로 지지하지 못하여 조형물의 성형을 실패되는 문제점이 있다.In other words, when the model is designed with the supporting base inclined at a certain angle, it is designed as a circular shape at the time of designing, but since the support is deformed into an elliptical shape due to the tilting angle at the time of actual 3D fritting, There is a problem in that molding of the molding can not be performed because the weight of the molding can not be properly supported by the change of the molding.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서포트가 꺾이는 부분에 폴리곤을 형성하여 조형물을 안정적으로 지지함은 물론 서포트의 프린팅시 작은 량의 데이터에 의해 효율적으로 서포트를 프린팅할 수 있도록 한 3D 프린터용 서포트 및 서포트 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a 3D printer capable of stably supporting a molding by forming a polygon on a bent portion of a support, And a method for supporting and supporting the same.
또한, 본 발명은 베드와 서포트 지점간의 최단거리로 프린팅 되도록 하고, 정해진 상수에 의해 서포트를 성형할 수 있도록 한 3D 프린터용 서포트 및 서포트 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a support for a 3D printer and a method of forming a support by printing with the shortest distance between a bed and a support point, and forming a support by a predetermined constant.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 3D 프린터용 서포트에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a 3D printer support,
상기 서포트는, 조형물을 받치는 서프트의 서포트바디가 안정적으로 형성될 수 있도록 베드의 상부에 형성되는 바디풋과; 조형물의 위치되는 방향에 따라 일정 기울기를 가지며 바디풋 상부에 일체로 형성되는 바디풋조인트와; 조형물의 무게를 지탱할 수 있도록 바디풋조인트의 상부에 형성되는 서포트바디와; 조형물의 위치되는 방향에 따라 일정 기울기가 설정되어 서포트바디 상부에 형성되는 팁조인트와; 조형물과 팁조인트 사이에 형성되는 바디팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.The support includes a body foot formed on an upper portion of the bed so that a support body of a surge supporting the molding can be stably formed; A body foot joint having a predetermined inclination according to a direction in which the molding is placed and integrally formed on the body foot; A support body formed on an upper portion of the body foot joint to support the weight of the molding; A tip joint formed at an upper portion of the support body with a predetermined inclination depending on a direction in which the molding is placed; And a body tip formed between the molding and the tip joint.
본 발명의 서포트바디는, 임의의 각지점을 구성하고, 각 지점으로부터 바디풋조인트와 바디풋이 연결되는 부분의 임의의 일측으로부터 각지점까지의 법선벡터로 하는 원형을 형성하는 것을 특징으로 한다.The support body of the present invention is characterized by forming an arbitrary point and forming a circle having a normal vector from an arbitrary one side to each point of a portion to which the body foot joint and the body foot are connected from each point.
본 발명의 팁조인트는, 임의의 각지점을 구성하고, 각지점으로부터 서포트바디의 상단 일측으로부터 각지점까지의 법선벡터로 하는 원을 형성하여 폴리곤을 구성하는 것을 특징으로 한다.The tip joint of the present invention is characterized in that a polygon is constituted by constituting arbitrary angular points and forming a circle having a normal vector from one end of the support body to each point from each point.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 3D 프린터용 서포트 성형방법에 있어서, 서포트를 형성하기 위한 지점 p1, j0, p2, j1, p3를 지정할 수 있도록 법선벡터로 거리에 따른 위치, 반지름에 의한 z축의 낮은 지점, 베드와 평행한 면에 r 거리만큼 이격된 지점, j1 사이의 각도를 각각 구하여 바디풋, 바디풋조인트, 서포트바디, 팁조인트, 바디팁의 위치를 설정하는 과정과; 상기 과정에 의해 구해진 바디풋, 바디풋조인트, 서포트바디, 팁조인트, 바디팁 각각의 모델에 대한 기준으로 법선벡터로 하는 원을 구성하는 과정과; 상기 과정에 의해 바디풋, 바디풋조인트, 서포트바디, 팁조인트, 바디팁 각각의 모델을 하나로 합쳐 서포트를 형성하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a support forming method for a 3D printer, comprising the steps of: setting a position along a distance by a normal vector so that points p1, j0, p2, j1, Setting a position of a body foot, a body foot joint, a support body, a tip joint, and a body tip by respectively obtaining an angle between a low point on the z axis by a distance r and a distance r apart from a surface parallel to the bed; Constructing a circle as a normal vector based on a model of each of the body foot, body foot joint, support body, tip joint, and body tip obtained by the above process; According to the above-described process, the body foot, the body foot joint, the support body, the tip joint, and the body tip are combined to form a support.
본 발명의 p1은 p0 면의 법선벡터로 tip_h 거리에 위치되는 것을 특징으로 한다.P1 of the present invention is characterized by being located at the tip_h distance as a normal vector of the p0 plane.
본 발명의 j0는, p1을 중심으로 하고 p0를 법선벡터로 하는 반지름 r의 원을 구한 후 z축 기준으로 낮은 지점을 정하는 것을 특징으로 한다.J0 of the present invention is characterized in that a circle having a radius r whose center is p1 and p0 is a normal vector is obtained and a low point is determined on the z-axis basis.
본 발명의 p2는, j0 지점으로부터 베드와 평행한 면에 r 거리만큼 떨어진 지점을 구하고, 임의의 p3(p1의 z 좌표값을 0, p1, j0를 면으로 하는 곳에 위치되는 것을 특징으로 한다.The p2 of the present invention is characterized by being located at a position spaced apart from the plane j0 by r distance from the plane parallel to the bed and arbitrary p3 (where the z coordinate values of p1 are 0, p1, and j0).
본 발명의 j1 사이의 값은, 벡터 j0, p2와 벡터 j1, p4의 사이 각으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The value between j1 of the present invention is characterized by an angle between the vectors j0 and p2 and the angles between the vectors j1 and p4.
본 발명의 p3는, p2의 z좌표를 0으로 하는 것을 특징으로 한다.The p3 of the present invention is characterized in that the z coordinate of p2 is set to zero.
본 발명의 바디팁과 서포트바디의 각 지점이 정해지면, C1을 중심으로 하고, p1을 법선벡터로 하는 원의 폴리곤을 구성하는 것을 특징으로 한다.When each point of the body tip and the support body of the present invention is determined, a circular polygon having C1 as a center and p1 as a normal vector is constructed.
본 발명의 팁조인트와 바디풋조인트는, 바디풋과 바디풋조인트 및 바디팁과 서포트바디의 사이 각 기준을 정해놓고, p1, p2, p4를 법선벡턱로 하는 원을 반복적으로 적용하여 원하는 만큼의 폴리곤을 구성하는 것을 특징으로 한다.The tip joint and the body foot joint of the present invention determine the reference between the body foot and the body foot joint and between the body tip and the support body and repeatedly apply circles having the normal repetition of p1, p2 and p4, Thereby forming a polygon.
본 발명은 서포트가 꺾이는 부분에 폴리곤을 형성하므로 조형물이 안정적으로 지지되는 효과가 있다. According to the present invention, since the polygon is formed at the bent portion of the support, the molding product can be stably supported.
또한, 서포트에 형성되는 폴리곤은 설계와 동일한 형태로 성형되므로 조형물을 안정적으로 지지하게 되어 성형시 실패를 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the polygon formed in the support is formed in the same shape as the design, the molding can be stably supported, thereby preventing the failure at the time of molding as much as possible.
또한, 본 발명은 3D 프린터를 이용하여 서포트의 성형시 기존에 서포트를 성형하기 위한 데이터보다 적은 양의 데이터를 이용하므로 서포트의 성형이 효율적으로 이루어지는 효과가 있다. In addition, since the present invention utilizes a smaller amount of data than the data for forming a support in forming a support using a 3D printer, the support can be effectively formed.
또한, 본 발명은 베드와 서포트 지점 간의 최단거리로 성형이 이루어지므로 재료의 낭비를 최대한 방지하므로 조형물의 제작단가가 낮아지는 효과가 있다. In addition, since molding is performed at the shortest distance between the bed and the support point, the manufacturing cost of the molding product is reduced because the waste of the material is minimized.
또한, 정해진 상수에 의해 서포트가 성형되므로 조형물의 무게 분산이 용이하여 조형물이 무너지거나 하는 문제점을 해소하므로 조형물의 성형의 실패가 없는 효과가 있다. In addition, since the support is formed by a predetermined constant, the problem that the weight of the molding product is easily dispersed and the molding product is collapsed is solved, so that there is no failure of molding the molding product.
도 1은 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트 성형방법을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트를 이용하여 조형물을 지지한 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 서포트가 조형물 일부분을 지지하는 상태의 구성을 나타낸 실시예.
도 5는 본 발명의 서포트가 조형물을 지지하는 상태의 구성을 나타낸 다른 실시예.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a configuration of a support for a 3D printer according to the present invention. Fig.
2 is a view showing a support forming method for a 3D printer according to the present invention.
3 is a view showing a state in which a molding is supported using a 3D printer support according to the present invention.
4 is a view showing a configuration in which a support of the present invention supports a part of a molding.
5 is a view showing another embodiment in which the support of the present invention is configured to support a molding object.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms can be understood by those skilled in the art.
본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. The general terms used in the present invention should be interpreted in accordance with the predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced in meaning. Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In the present invention, terms such as "comprising" or "comprising" and the like should not be construed as encompassing various elements or various steps of the invention, Or may further include additional components or steps.
이하, 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트 및 서포트 성형방법을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a 3D printer support and support forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트 성형방법을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트를 이용하여 조형물을 지지한 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 서포트가 조형물 일부분을 지지하는 상태의 구성을 나타낸 실시예이며, 도 5는 본 발명의 서포트가 조형물을 지지하는 상태의 구성을 나타낸 다른 실시예이다.FIG. 1 is a view showing a configuration of a support for a 3D printer according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a support forming method for a 3D printer according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a view showing a state in which the support of the present invention supports a part of the molding, FIG. 5 is a view showing a state in which the support of the present invention supports the molding, and FIG. Fig.
도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트는 조형물(20)을 받치는 서포트(10)의 서포트바디(13)가 안정적으로 형성될 수 있도록 베드의 상부에 형성되는 바디풋(11)과, 조형물(20)이 위치되는 방향에 따라 일정 기울기를 가지며 바디풋(11) 상부에 일체로 형성되는 바디풋조인트(12)와, 조형물(20)의 무게를 지지할 수 있도록 바디풋조인트(12)의 상부에 형성되는 서포트바디(13)와, 조형물(20)이 위치되는 방향에 따라 일정 기울기가 설정되어 서포트바디(13) 상부에 형성되는 팁조인트(14)와, 조형물(20)과 팁조인트(14) 사이에 형성되는 바디팁(15)을 포함한다.1 to 5, a support for a 3D printer according to the present invention includes a
상기 바디풋조인트(12)는 임의의 각 지점을 구성하고, 각 지점으로부터 바디풋조인트(12)와 바디풋(11)이 연결되는 부분의 임의의 일측으로부터 각 지점까지의 법선벡터로 하는 원형을 형성한다.The
상기 팁조인트(14)는 임의의 각 지점을 구성하고, 각 지점으로부터 서포트바디(13)의 상단 일측으로부터 각 지점까지의 법선벡터로 하는 원을 형성하여 폴리곤을 구성한다.The
또한, 바디풋조인트(12)는 상기 팁조인트(14)를 구성하는 방식과 같이 폴리곤을 구성한다. 즉, 바디풋조인트(12)는 폴리곤을 구성하기 위한 위치에 사이 각 기준을 정해놓고, p1, p2, p4를 법선벡턱로 하는 원을 반복적으로 적용하여 형상을 구현한다.In addition, the
또한, 상기 바디풋조인트(12)와 팁조인트(14)는 도면에 도시한 바와 같이 하나의 폴리곤 형태로 구성되는 것은 아니며, 경사가 형성된 면이 다수개가 연결되는 형태 즉, 다각 형태의 폴리곤으로 구성할 수 있다. The
그리고 본 발명의 서포트(10)는 도 1에 도시한 형상에 한정하는 것은 아니며, 도 3 내지 5에 도시한 바와 같이 서포트바디(13)가 일정 각도로 기울어지게 형성되거나 또는 서포트바디(13)의 일측으로 다른 서포트바디(13)가 하나 또는 복수로 연결되는 형태로 구성할 수 있다.The
상기 서포트바디(13)의 일측으로 다른 서포트바디(13)가 연결되는 형태는 조형물(20)을 받치기 위한 형상 또는 베드에 지지하기 위한 형상 등 다양한 형태로 구성할 수 있다. The
또한, 상기 서포트(10)는 위에서 설명한 서포트바디(13)의 형상에 한정하는 것은 아니며, 서포트바디(13)를 중심으로 바디팁(15)을 상부와 하부에 각각 형성하여 이를 조형물(20)과 조형물(20) 사이를 지지될 수 있도록 구성할 수 있다. The
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트 성형방법에 대하여 설명한다.A support forming method for a 3D printer according to the present invention constructed as above will be described.
본 발명에 의한 3D 프린터용 서포트 성형방법은 크게 3가지로 구분된다.The support forming method for a 3D printer according to the present invention is roughly classified into three types.
본 발명의 서포트(10)를 형성하기 위한 지점 p1, j0, p2, j1, p3를 지정할 수 있도록 법선벡터로 거리에 따른 위치, 반지름에 의한 z축의 낮은 지점, 베드와 평행한 면에 r 거리만큼 이격된 지점, j1 사이의 각도를 각각 구하여 바디풋(11), 바디풋조인트(12), 서포트바디(13), 팁조인트(14), 바디팁(15)의 위치를 설정하는 과정과, 상기 과정에 의해 구해진 바디풋(11), 바디풋조인트(12), 서포트바디(13), 팁조인트(14), 바디팁(15) 각각의 모델에 대한 기준으로 법선벡터로 하는 원을 구성하는 과정과, 상기 과정에 의해 바디풋(11), 바디풋조인트(12), 서포트바디(13), 팁조인트(14), 바디팁(15) 각각의 모델을 하나로 합쳐 서포트(10)를 형성하는 과정으로 이루어진다. The position along the distance in the normal vector so that the points p1, j0, p2, j1 and p3 for forming the
상기의 과정을 통해 서포트(10)를 형성하기 위한 조건은 하기와 같다.The conditions for forming the
1. 베드와 서포트 지점 간 최단거리로 지정, 1. Designate the shortest distance between bed and support point,
2. 베드의 z축 값은 0이다. 2. The z-axis value of the bed is zero.
3. p0, p3, R, tip_h, tip_r, foot_h, foot_r 값은 정해진 상수이다.3. The values p0, p3, R, tip_h, tip_r, foot_h, and foot_r are constant constants.
상기와 같은 조건을 토대로 첫 번째 과정에서 p1 지점을 지정하는데, 이때의 지점은 도 2에 도시한 바와 같이 상기 p0는 임의로 한점을 설정하고, p0 면의 법선벡터로 Tip_h의 거리에 위치되도록 설정한다. On the basis of the above conditions, the p1 point is designated in the first step. At this point, as shown in Fig. 2, the p0 is arbitrarily set to one point and is set to be positioned at the distance of Tip_h as a normal vector of the p0 plane .
상기 j0는 p1 중심으로 하고 p0를 법선벡터로 하는 반지름 r의 원을 구한 후 z축 기준으로 낮은 지점을 지정한다. J0 is a center of p1, and a circle having a radius r, in which p0 is a normal vector, is obtained, and a lower point is designated on the z-axis basis.
상기 p2는 j0 지점으로부터 서포트바디(13)와 평행한 면에 r 거리만큼 떨어진 지점을 구하며, 상기 p3는 구해진 p2의 z 좌표를 0으로 하는 지점을 구하고, 상기 j1 사이의 각도는 벡터 j0, p2와 벡터 j1, p4의 사이의 각이 정해질 수 있도록 한다. P2 is a distance r from the j0 point to a plane parallel to the
상기 c1은 p1과 p2의 중간 부분에 위치될 수 있도록 설정해야 하며, 이때 c1의 위치를 설정하기 위한 수학식 1은 아래와 같다.The c1 should be set so that it can be positioned at an intermediate portion between p1 and p2. Equation (1) for setting the position of c1 is as follows.
[수학식 1][Equation 1]
c1 = p1+(
또한, 상기 p3는 p1의 z 좌표값을 0으로 하여 p1, j0를 면으로 하는 곳에 위치될 수 있도록 설정한다. The p3 is set such that the z coordinate value of p1 is set to 0 and the p1 and j0 can be positioned at a plane.
상기 p3는 3D프린터라는 조건이 있기 때문에 상기 조건2를 토대로 베드 z축의 값은 0이고, 이를 따르면 구해진 p2값의 z값을 0으로 해서 값을 구한다.Since there is a condition that p3 is a 3D printer, the value of the bed z-axis is 0 based on the condition 2, and the value is obtained by setting the z value of the obtained p2 value as zero.
즉, p3는 p2x, p2y, 0이다.That is, p3 is p2x, p2y, 0.
또한, p4의 위치는 단순히 p3에서 수직 방향으로 일정 거리가 이격된 것이므로 foot_h 만큼의 값을 적용한다. 그렇기 때문에 p4는 p3x, p3y, foot_h로 이루어진다. Also, since the position of p4 is simply a certain distance in the vertical direction from p3, the value of foot_h is applied. Therefore, p4 consists of p3x, p3y, and foot_h.
상기와 같은 조건을 기준으로 서포트를 형성하기 위한 지점 p1, j0, p2, j1, p3를 지정한다. The points p1, j0, p2, j1, and p3 for forming a support are specified based on the above conditions.
그리고 두 번째 과정은 상기 첫 번째 과정에서 각 지점이 정해지면, 바디팁(15)과 서포트바디(13) 사이의 팁조인트(14) 형상은 c1을 중심으로 하고 p1을 법선벡터로 하는 원의 각 폴리곤 포인트를 구한다.In the second step, when each point is determined in the first step, the shape of the tip joint 14 between the
상기 바디풋(11)과 서포트바디(13) 사이의 바디풋조인트(12)의 형상도 바디팁(15)과 서포트바디(13)의 형상을 구하는 방법과 같은 과정을 통해 폴리곤 포인트를 구한다. The shape of the body foot joint 12 between the
여기서 관절에 해당하는 바디풋조인트(12) 및 팁조인트(14)는 사이 각 기준을 정해놓고 바디팁(15)과 서포트바디(13)의 형상을 구하는 방법을 반복적용하면 원하는 만큼의 폴리곤을 구성할 수 있다.Here, the body foot joint 12 and the tip joint 14 corresponding to the joint determine the intersection reference and the shape of the
상기 세 번째 과정은 상기 두 번째 과정을 통해 각 지점들이 구하고 바디풋조인트(12)와 팁조인트(14)가 위치되는 폴리곤의 점 위치를 구한 후 이를 토대로 삼각형 메쉬를 만든다. In the third step, the points are obtained through the second process, and the point positions of the polygon where the body foot joint 12 and the tip joint 14 are located are obtained, and a triangle mesh is formed based on the positions.
상기와 같이 삼각형 메쉬를 형성하고, 형성된 삼각형 메쉬를 통해 최종적으로 3D 프린터를 이용하여 서포트(10)를 형성한다. The triangle mesh is formed as described above, and the
상기 삼각형 메쉬는 기하학적 인스턴싱을 적용하여 인스턴스 메쉬를 샘플링 삼각형으로 매핑하여 런타임시 세련된 삼각형 메쉬를 렌더링함으로써 서포트(10)의 성형이 용이하다. The triangle mesh is geometrically instantaneous applied to map the instance mesh to a sampling triangle, thereby rendering the
상기에서 설명한 바와 같이 베드와 서포트(10) 지점 간의 최단거리로 성형이 이루어지므로 재료의 낭비를 최대한 방지하므로 조형물의 제작단가가 낮아진다. As described above, since molding is performed at the shortest distance between the bed and the
본 발명은 서포트(10)가 꺾이는 부분에 폴리곤을 형성하므로 조형물(20)이 안정적으로 지지되는 것은 물론 서포트(10)에 형성되는 폴리곤은 설계와 동일한 형태로 성형되므로 조형물(20)을 안정적으로 지지하게 되어 성형시 실패를 최대한 방지한다. Since the polygon is formed at the bent portion of the
또한, 본 발명은 3D 프린터를 이용하여 서포트(10)의 성형시 기존에 서포트를 성형하기 위한 데이터보다 적은 양의 데이터를 이용하므로 서포트(10)의 성형이 효율적으로 이루어진다. In addition, since the present invention utilizes a smaller amount of data than the data for forming a support in forming the
또한, 정해진 상수에 의해 서포트(10)가 성형되므로 조형물의 무게 분산이 용이하여 조형물(20)이 무너지거나 하는 문제점을 해소하므로 성형의 실패가 없는 장점이 있다.In addition, since the
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications can be made to the invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, all such modifications and variations are intended to be included within the scope of the present invention.
10: 서포트
11: 바디풋
12: 바디풋조인트
13: 서포트바디
14: 팁조인트
15: 바디팁
20: 조형물10: Support
11: Body foot
12: Body foot joint
13: Support body
14: Tip joint
15: Body Tips
20: Sculpture
Claims (12)
상기 서포트(10)는,
조형물(20)을 받치는 서포트바디(13)가 안정적으로 형성될 수 있도록 베드의 상부에 형성되는 바디풋(11)과;
조형물(20)의 위치되는 방향에 따라 일정 기울기를 가지며 바디풋(11) 상부에 일체로 형성되는 바디풋조인트(12)와;
조형물(20)의 무게를 지탱할 수 있도록 바디풋조인트(12)의 상부에 형성되는 서포트바디(13)와;
조형물(20)의 위치되는 방향에 따라 일정 기울기가 설정되어 서포트바디(13) 상부에 형성되는 팁조인트(14)와;
조형물(20)과 팁조인트(14) 사이에 형성되어 조형물(20)을 지지하는 바디팁(15);으로 구성되되,
베드의 상부에 형성하기 위해 지점 p1, j0, p2, j1, p3을 지정할 수 있도록 법선벡터로 거리에 따른 위치, 반지름에 의한 z축의 낮은 지점, 베드와 평행한 면에 r 거리만큼 이격된 지점, j1 사이의 각도를 각각 구하여 바디풋(11), 바디풋조인트(12), 서포트바디(13), 팁조인트(14), 바디팁(15)의 위치를 설정하고,
상기 p1은, p0 면의 법선벡터로 tip_h 거리에 위치되며,
상기 j0는, p1을 중심으로 하고 p0를 법선벡터로 하는 반지름 r의 원을 구한 후 z축 기준으로 낮은 지점에 정해지고,
상기 p2는, j0 지점으로부터 베드와 평행한 면에 r 거리만큼 떨어진 지점을 구하고, 임의의 p3(p1의 z 좌표값을 0, p1, j0를 면으로 하는 곳에 위치되며,
상기 j1 사이의 값은, 벡터 j0, p2와 벡터 j1, p4의 사이 각으로 이루어지고,
상기 p3는 p1의 z 좌표값을 0으로 하여 p1, j0를 면으로 하는 곳에 위치될 수 있도록 설정하며,
상기 바디팁과 서포트바디의 각 지점이 정해지면, c1을 중심으로 하고, p1을 법선벡터로 하는 원의 폴리곤을 구성하고,
상기 c1은 c1 = p1+(
The support (10)
A body foot 11 formed on the top of the bed so that a support body 13 supporting the molding 20 can be stably formed;
A body foot joint 12 integrally formed on the body foot 11 at a predetermined inclination according to a direction in which the molding 20 is placed;
A support body 13 formed on an upper portion of the body foot joint 12 to support the weight of the molding 20;
A tip joint (14) formed on the support body (13) with a predetermined inclination depending on a direction in which the molding (20) is placed;
And a body tip (15) formed between the molding (20) and the tip joint (14) to support the molding (20)
A position along the distance in the normal vector so that points p1, j0, p2, j1, and p3 can be specified for forming the upper part of the bed, a lower point on the z axis by the radius, the position of the body foot 11, the body foot joint 12, the support body 13, the tip joint 14, and the body tip 15 are set,
P1 is positioned at the tip_h distance as a normal vector of the p0 plane,
J0 is determined at a low point with respect to the z axis after a circle having a radius r whose center is p1 and p0 is a normal vector is obtained,
P2 is a position located at a distance r from the point j0 to the plane parallel to the bed and is located at a position where the z coordinate value of any p3 (p1 is 0, p1, j0,
The value between j1 is an angle between vectors j0 and p2 and vectors j1 and p4,
The p3 is set so that the z coordinate value of p1 is set to 0 and the p1 and j0 can be positioned at the plane,
When each point of the body tip and the support body is determined, a circular polygon having p1 as a normal vector centered at c1 is constructed,
C1 = c1 = p1 + (
상기 서포트바디(13)는,
임의의 각 지점을 구성하고, 각 지점으로부터 바디풋조인트(12)와 바디풋(11)이 연결되는 부분의 임의의 일측으로부터 각 지점까지의 법선벡터로 하는 원형을 형성하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 서포트.
The method according to claim 1,
The support body (13)
And forms a circle having a normal vector from any one side of the portion where the body foot joint (12) and the body foot (11) are connected to each point from each point. Support for.
상기 팁조인트(14)는,
임의의 각 지점을 구성하고, 각 지점으로부터 서포트바디(13)의 상단 일측으로부터 각 지점까지의 법선벡터로 하는 원을 형성하여 폴리곤을 구성하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 서포트.
The method according to claim 1,
The tip joint (14)
And a polygon is formed by forming a circle having a normal vector from one side of the upper end of the support body (13) to each point from each point.
상기 팁조인트(14)와 바디풋조인트(12)는
바디풋(11)과 바디풋조인트(12) 및 바디팁(15)과 서포트바디(13)의 사이각 기준을 정해놓고, p1, p2, p4를 법선벡턱로 하는 원을 반복적으로 적용하여 폴리곤을 구성하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 서포트.
The method according to claim 1,
The tip joint 14 and the body foot joint 12
The reference between the body foot 11 and the body foot joint 12 and between the body tip 15 and the support body 13 is determined and a circle in which p1, And a support for the 3D printer.
서포트(10)를 형성하기 위한 지점 p1, j0, p2, j1, p3를 지정할 수 있도록 법선벡터로 거리에 따른 위치, 반지름에 의한 z축의 낮은 지점, 베드와 평행한 면에 r 거리만큼 이격된 지점, j1 사이의 각도를 각각 구하여 바디풋(11), 바디풋조인트(12), 서포트바디(13), 팁조인트(14), 바디팁(15)의 위치를 설정하는 과정과;
상기 과정에 의해 구해진 바디풋(11), 바디풋조인트(12), 서포트바디(13), 팁조인트(14), 바디팁(15) 각각의 모델에 대한 기준으로 법선벡터로 하는 원을 구성하는 과정과;
상기 과정에 의해 바디풋(11), 바디풋조인트(12), 서포트바디(13), 팁조인트(14), 바디팁(15) 각각의 모델을 하나로 합쳐 서포트(10)를 형성하는 과정으로 이루어지고,
상기 p1은, p0 면의 법선벡터로 tip_h 거리에 위치되며,
상기 j0는, p1을 중심으로 하고 p0를 법선벡터로 하는 반지름 r의 원을 구한 후 z축 기준으로 낮은 지점에 정해지고,
상기 p2는, j0 지점으로부터 베드와 평행한 면에 r 거리만큼 떨어진 지점을 구하고,
임의의 p3(p1의 z 좌표값을 0, p1, j0를 면으로 하는 곳에 위치되며,
상기 j1 사이의 값은, 벡터 j0, p2와 벡터 j1, p4의 사이 각으로 이루어지고,
상기 p3는 p1의 z 좌표값을 0으로 하여 p1, j0를 면으로 하는 곳에 위치될 수 있도록 설정하며,
상기 바디팁(15)과 서포트바디(13)의 각 지점이 정해지면 c1을 중심으로 하여 p1을 법선벡터로 하는 원의 폴리곤을 구성하며,
상기 c1은 c1 = p1+(
A support forming method for a 3D printer,
A position along the distance in the normal vector so that the points p1, j0, p2, j1, and p3 for forming the support 10 can be designated, a point at a low distance in the z axis by the radius, the body foot joint 12, the support body 13, the tip joint 14, and the body tip 15 by setting the positions of the body foot 11, the body foot joint 12, the support body 13, the tip joint 14, and the body tip 15;
A circle forming a normal vector as a reference for each model of the body foot 11, the body foot joint 12, the support body 13, the tip joint 14 and the body tip 15 obtained by the above process A process;
The process of combining the models of the body foot 11, the body foot joint 12, the support body 13, the tip joint 14, and the body tip 15 into a single support 10 is performed under,
P1 is positioned at the tip_h distance as a normal vector of the p0 plane,
J0 is determined at a low point with respect to the z axis after a circle having a radius r whose center is p1 and p0 is a normal vector is obtained,
The above-mentioned p2 is obtained by finding a point at a distance r from the point j0 to a plane parallel to the bed,
Any p3 (located at a position where the z coordinate value of p1 is 0, p1, j0,
The value between j1 is an angle between vectors j0 and p2 and vectors j1 and p4,
The p3 is set so that the z coordinate value of p1 is set to 0 and the p1 and j0 can be positioned at the plane,
When each point of the body tip 15 and the support body 13 is determined, a circular polygon having p1 as a normal vector with respect to c1 is constructed,
C1 = c1 = p1 + (
상기 팁조인트(14)와 바디풋조인트(12)는
바디풋(11)과 바디풋조인트(12) 및 바디팁(15)과 서포트바디(13)의 사이 각에 대한 기준을 정해놓고, p1, p2, p4를 법선벡턱로 하는 원을 반복적으로 적용하여 폴리곤을 구성하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 서포트 성형방법.6. The method of claim 5,
The tip joint 14 and the body foot joint 12
The reference for the angle between the body foot 11 and the body foot joint 12 and the angle between the body tip 15 and the support body 13 is determined and a circle in which p1, And forming a polygon on the support.
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