KR102227175B1

KR102227175B1 - Printing method of 3d printer

Info

Publication number: KR102227175B1
Application number: KR1020190112118A
Authority: KR
Inventors: 김규홍; 심기봉; 심민섭; 서상호; 김시목; 김활
Original assignee: 주식회사 덴티스
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-03-12

Abstract

The present invention comprises: preparing a computer and a 3D printer that are electrically connected to each other, generating a 3D CAD file for an object using the computer, using the computer to create an STL (stereolithography) model based on the 3D CAD file Creating a file, creating a G-code file or PNG file based on the STL model file using a computer or 3D printer, and outputting a three-dimensional molding based on the G-code file or PNG file using a 3D printer, the 3D printer outputs the sliced model shape of the G-code file or PNG file and the shape of the plurality of sliced supports at different one-time stacking heights through the photocurable liquid resin. According to the present invention, a printing method of a 3D printer may be appropriate to shorten printing time of a three-dimensional molding.

Description

3D 프린터의 출력 방법{PRINTING METHOD OF 3D PRINTER}Printing method of 3D printer{PRINTING METHOD OF 3D PRINTER}

본 발명은, 실제 물체를 이미지화 한 G-code 파일 또는 PNG 파일로부터 슬라이스된(sliced) 지지대 형상과 슬라이스된 모델 형상을 입력받아 슬라이스된 지지대 형상과 슬라이스된 모델 형상을 바탕으로 광경화성 액체 수지를 통해 입체 성형물을 출력하는 3D 프린터의 출력 방법에 관한 것이다.The present invention receives a sliced support shape and a sliced model shape from a G-code file or a PNG file that imaged an actual object, and uses a photocurable liquid resin based on the sliced support shape and the sliced model shape. It relates to an output method of a 3D printer that outputs a three-dimensional molding.

일반적으로, 3D 프린터는 밀링, 절삭, 조립 등의 방법에서 벗어나 적층 제조 기술(additive manufacturing technology; AMT)을 활용하여 입체 성형물을 제조하는 장치를 지칭한다. 상기 3D 프린터는 수조 내 광 조사의 기술에 따라 SLA(stereo lithography apparatus) 방식 또는 DLP(digital light processing) 방식으로 구분되고, 수조 내 작업판의 이동 방향에 따라 바텀-업(bottom-up) 방식 또는 탑-다운(top-down) 방식으로 구분된다.In general, a 3D printer refers to an apparatus for manufacturing a three-dimensional molded article using additive manufacturing technology (AMT), away from methods such as milling, cutting, and assembling. The 3D printer is classified into a stereo lithography apparatus (SLA) method or a digital light processing (DLP) method according to a technique of light irradiation in the tank, and a bottom-up method or a It is classified as a top-down method.

상기 3D 프린터는 기존 제조 라인을 벗어나 좁은 공간에 설치해도 다양한 적층 제조 기술을 바탕으로 다품종 소량생산에 적합하여 맞춤형 제작이 가능하기 때문에 의료분야에서 많은 활용성에 주목을 받고 있다. 한편, 상기 입체 성형물은, SLA 방식 또는 DLP 방식의 3D 프린터에서 수조의 광경화성 액체 물질에 레이저 광 또는 자외선 광을 조사하고 광경화성 액체 물질을 경화시켜 출력된다. Even if the 3D printer is installed in a narrow space outside of the existing manufacturing line, it is suitable for small-scale production of a variety of products based on various additive manufacturing technologies and can be customized, thus attracting much attention in the medical field. Meanwhile, the three-dimensional molded article is output by irradiating laser light or ultraviolet light to a photocurable liquid material in a water tank and curing the photocurable liquid material in an SLA method or DLP type 3D printer.

여기서, 상기 입체 성형물은 외형적으로 볼 때 실제 물체에 가깝게 3차원적으로 형상화된 것이고, 상기 광경화성 액체 물질은 광 개시제를 포함하여 레이저 광 또는 자외선 광에 조사되면 광에 반응되어 고체 상태로 상변화를 일으키는 수지이다. 한편, 상기 3D 프린터에서 입체 성형물을 출력하기 위해, 상기 3D 프린터가 컴퓨터의 3D 소프트 웨어에서 생성된 G-code 파일을 컴퓨터로부터 입력받는다.Here, the three-dimensional molded article is formed in a three-dimensional shape close to an actual object when viewed from the outside, and the photocurable liquid material is reacted to light when irradiated with laser light or ultraviolet light including a photoinitiator to form a solid state. It is the resin that causes change. Meanwhile, in order to output a three-dimensional molded object in the 3D printer, the 3D printer receives a G-code file generated by the 3D software of the computer from the computer.

상기 G-code 파일은, 컴퓨터의 3D 소프트 웨어에서, 실제 물체에 대한 이미지를 바탕으로 이미지를 3차원적인 모델 형상으로 변환시키고, 3D 프린터의 출력 작업을 원활하게 하기 위해, 모델 형상을 균형잡히게 세워주는 복수의 지지대 형상을 이미지로 생성하고, 복수의 지지대 형상 그리고 모델 형상을 슬라이싱(slicing)한 후 복수의 슬라이스된(sliced) 지지대 형상 그리고 슬라이스된 모델 형상을 확장자 gcode로 저장하여 형성된다.The G-code file, in the 3D software of a computer, converts the image into a three-dimensional model shape based on the image of an actual object, and builds the model shape in a balanced way to facilitate the output of the 3D printer. Is formed by generating a plurality of support shapes as an image, slicing the plurality of support shapes and model shapes, and then storing the plurality of sliced support shapes and the sliced model shape as an extension gcode.

상기 G-code 파일을 형성하는 동안, 상기 컴퓨터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 3D 소프트 웨어(25)의 프린터 셋업 페이지(printer setup page; 20)에서, 지지대 높이 설정 란(8)을 통해 복수의 지지대 형상(2) 중 가장 작은 지지대의 크기를 지지대 제한 높이(= 5mm(또는 5000um); 6)로 설정하고, 레이어(layer) 폭(또는 두께) 설정 란(18)을 통해 복수의 지지대 형상(2) 그리고 모델 형상(4)에 대한 레이어 폭(=0.1mm(또는 100um); 14)을 설정하여 복수의 지지대 형상(2) 그리고 모델 형상(4)을 레이어 폭으로 슬라이싱 한다. During the formation of the G-code file, the computer, as shown in Fig. 1, in the printer setup page 20 of the 3D software 25, through the support height setting column 8 Set the size of the smallest support among the plurality of support shapes (2) to the support limit height (= 5mm (or 5000um); 6), and through the layer width (or thickness) setting column (18), the plurality of supports By setting the layer width (=0.1mm (or 100um); 14) for the shape (2) and the model shape (4), the plurality of support shapes (2) and the model shape (4) are sliced into the layer width.

상기 3D 프린터가 컴퓨터로부터 G-code 파일을 입력받은 후, 상기 3D 프린터는, 광경화성 액체 물질에 레이저 광 또는 자외선 광을 조사하는 동안, 지지대 제한 높이(6)보다 더 작은 크기와 더 큰 크기에서 레이저 광 또는 자외선 광의 세기를 달리하면서 복수의 슬라이스된 지지대 형상 또는 슬라이스된 모델 형상의 레이어 폭에 광경화성 액체 물질의 일회 적층 높이를 대응시켜 복수의 지지대 형상(2) 그리고 모델 형상(4)을 바탕으로 입체 성형물을 출력한다.After the 3D printer receives the G-code file from the computer, the 3D printer, while irradiating the photocurable liquid material with laser light or ultraviolet light, at a size smaller than the limit height 6 and a larger size Based on the shape of the plurality of supports (2) and the shape of the model (4) by matching the height of one-time stacking of the photocurable liquid material to the layer width of a plurality of sliced support shapes or sliced model shapes while varying the intensity of laser light or ultraviolet light. To output the three-dimensional molding.

그러나, 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상 그리고 슬라이스된 모델 형상이 동일한 레이어 폭(14)을 가지기 때문에, 상기 슬라이스된 모델 형상이 대형 크기를 가지는 때, 상기 3D 프린터는 실제 물체에 가깝게 입체 성형물을 출력하기 위해 슬라이스된 모델 형상과 함께 복수의 슬라이스된 지지대 형상에 대한 레이어 폭의 작은 크기를 요구하며 레이어 폭의 작은 크기로 인해 입체 성형물의 출력 시간을 길게 가진다.However, since the plurality of sliced support shapes and the sliced model shapes have the same layer width 14, when the sliced model shape has a large size, the 3D printer outputs a three-dimensional molded object close to an actual object. It requires a small size of the layer width for a plurality of sliced support shapes together with the sliced model shape, and has a long output time of the three-dimensional molded article due to the small size of the layer width.

한편, 상기 3D 프린터의 출력 방법은 한국공개특허공보 제10-2019-0000452호에서 발명의 명칭인 "3D 모델 슬라이싱 장치 및 방법"에도 종래기술로써 유사하게 개시되고 있다.On the other hand, the output method of the 3D printer is similarly disclosed as a prior art in "3D model slicing apparatus and method" which is the name of the invention in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2019-0000452.

한국공개특허공보 제10-2019-0000452호Korean Patent Application Publication No. 10-2019-0000452

본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 컴퓨터의 슬라이싱 프로그램에서 복수의 지지대 형상 그리고 모델 형상을 적절한 레이어 폭으로 슬라이싱하여 G-code 파일 또는 PNG 파일을 형성한 후, 컴퓨터로부터 G-code 파일 또는 PNG 파일을 입력받아 복수의 슬라이스된 지지대 형상 그리고 슬라이스된 모델 형상을 바탕으로 입체 성형물의 출력 시간을 단축시키는데 적합한 3D 프린터의 출력 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the conventional problem, and after forming a G-code file or a PNG file by slicing a plurality of support shapes and model shapes to an appropriate layer width in a computer slicing program, G- An object thereof is to provide a 3D printer output method suitable for shortening the printing time of a three-dimensional molded object based on the shape of a plurality of sliced supports and the shape of a sliced model by receiving a code file or a PNG file.

본 발명에 따른 3D 프린터의 출력 방법은, 서로에 대해 전기적으로 접속하는 컴퓨터와 3D 프린터를 준비하고, 상기 컴퓨터를 이용하여 물체에 대한 3차원 캐드 파일을 생성하고, 상기 컴퓨터를 이용하여 상기 3차원 캐드 파일을 바탕으로 STL(stereolithography) 모델 파일을 생성하고, 상기 컴퓨터 또는 상기 3D 프린터를 이용하여 상기 STL 모델 파일을 바탕으로 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성하고, 상기 3D 프린터를 이용하여 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일을 바탕으로 입체 성형물을 출력하는 것을 포함하고, 상기 STL 모델 파일은 상기 물체에 대한 모델 형상을 가지고, 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일은 상기 모델 형상에 복수의 지지대 형상을 부가(附加)하여 슬라이스된 모델 형상과 함께 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 가지고, 상기 3D 프린터는 광경화성 액상 수지를 통해 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일의 상기 슬라이스된 모델 형상과 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 서로 다른 일회 적층 높이로 출력하고, 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상은, 상기 모델 형상 아래에서, 상기 복수의 지지대 형상과 동일한 개수이나 상기 복수의 지지대 형상 중 가장 작은 지지대 형상과 동일한 높이를 가지고, 상기 슬라이싱 모델 형상은, 상기 복수의 지지대 형상에서 상기 가장 작은 지지대 형상 보다 더 높은 나머지 지지대 형상과 함께 상기 모델 형상으로 형성될 수 있다.In the output method of a 3D printer according to the present invention, a computer and a 3D printer that are electrically connected to each other are prepared, a 3D CAD file for an object is generated using the computer, and the 3D CAD file is generated using the computer. Create a STL (stereolithography) model file based on a CAD file, generate a G-code file or a PNG file based on the STL model file using the computer or the 3D printer, and use the 3D printer to generate the G -Including outputting a three-dimensional molded object based on a code file or a PNG file, the STL model file has a model shape for the object, and the G-code file or PNG file has a plurality of support shapes in the model shape. The 3D printer has a shape of a plurality of sliced supporters together with a shape of a sliced model by adding, and the 3D printer includes the shape of the sliced model of the G-code file or PNG file and the plurality of sliced through a photocurable liquid resin. The shape of the support is output at different one-time stacking heights, and the plurality of sliced support shapes have the same number as the plurality of support shapes or the same height as the smallest support shape among the plurality of support shapes, under the model shape. In addition, the slicing model shape may be formed in the model shape together with the remaining support shape higher than the smallest support shape in the plurality of support shapes.

상기 3차원 캐드 파일을 생성하는 것은, 상기 컴퓨터에서 3D 모델링 프로그램을 사용하여, 상기 물체에 대한 컴퓨터 기반 3차원 캐드(CAD; computer aided design) 작업을 통해, 또는 상기 물체에 대한 3D 스캐너(scanner), 컴퓨터 단층 촬영(CT; computed tomography), 자기공명영상(MRI; magnetic resonance imagining) 및 초음파(ultrasonics) 중 하나를 선택하여 하나 기반 디지털 데이터화 작업을 통해, 상기 물체에 대한 그래픽 이미지를 형성하도록 수행되는 것을 포함할 수 있다.Generating the 3D CAD file may include using a 3D modeling program on the computer, through a computer aided design (CAD) work on the object, or a 3D scanner on the object , Computed tomography (CT; computed tomography), magnetic resonance imaging (MRI; magnetic resonance imagining) and ultrasound (ultrasonics) is performed to form a graphic image of the object through one-based digital data conversion operation. May include.

상기 STL 모델 파일을 생성하는 것은, 상기 컴퓨터에서 3D 모델링 프로그램을 이용하여, 상기 물체에 대한 그래픽 이미지를 생성시킨 후, 상기 그래픽 이미지를 확장자 STL로 저장시켜서 상기 그래픽 이미지의 표면을 복수의 삼각면으로 구성하는 상기 모델 형상으로 변환하도록 수행되는 것을 포함할 수 있다.Generating the STL model file includes generating a graphic image of the object using a 3D modeling program in the computer, and then storing the graphic image as an extension STL to convert the surface of the graphic image into a plurality of triangular planes. It may include being performed to convert the configuration to the model shape.

상기 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성하는 것은, 상기 컴퓨터 또는 상기 3D 프린터에서 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 3차원 STL 모델 파일의 상기 모델 형상 아래에서 상기 모델 형상의 외주면에 접합되는 상기 복수의 지지대 형상을 이미지로 부가(附加)시켜 상기 모델 형상에 상기 복수의 지지대 형상을 접촉시키고,Generating the G-code file or the PNG file may be performed using a slicing program in the computer or the 3D printer, the plurality of supports joined to the outer circumferential surface of the model shape under the model shape of the 3D STL model file. A shape is added as an image to bring the plurality of support shapes into contact with the model shape,

상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 복수의 지지대 형상에서 상기 가장 작은 지지대 형상의 최저점과 최고점까지를 지지대 제한 높이, 그리고 상기 모델 형상에서 상기 가장 작은 지지대 형상의 상기 최고점과 접촉하는 접촉면으로부터 상기 접촉면의 최상부까지를 모델 제한 높이로 설정하고, 상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 복수의 지지대 형상과 함께 상기 모델 형상을 복수의 레이어(layer)로 구분하고, 상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 지지대 제한 높이의 크기 범위에서 상기 복수의 지지대 형상 중 일부를, 그리고 상기 모델 제한 높이의 크기 범위에서 상기 나머지 지지대 형상과 함께 상기 모델 형상을, 서로 다른 레이어 폭으로 슬라이싱시키고, 상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 슬라이스된 모델 형상과 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 확장자 gcode 또는 PNG로 저장하도록 수행되는 것을 포함할 수 있다.Using the slicing program, the uppermost part of the contact surface from the contact surface in contact with the maximum point of the smallest support shape from the plurality of support shapes to the lowest point and the highest point of the smallest support shape, and the highest point of the smallest support shape in the model shape. Is set as the model limit height, and using the slicing program, the model shape is divided into a plurality of layers together with the plurality of support shapes, and the size of the support bar limit height using the slicing program The sliced model by slicing a part of the shape of the plurality of supporters in a range, and the shape of the model together with the remaining supporter shapes in a size range of the model limit height, to different layer widths, and using the slicing program It may include performing to store the shape and the shape of the plurality of sliced support as an extension gcode or PNG.

상기 입체 성형물을 출력하는 것은, 상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일로부터 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상과 상기 슬라이스된 모델 형상을 입력받고, 상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상에서 지지대 제한 높이와 제1 개별 레이어 폭, 그리고 상기 슬라이스된 모델 형상에서 모델 제한 높이와 제2 개별 레이어 폭을 확인하고, 상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상으로부터 제1 개별 레이어를 반복적으로 꺼내면서, 상기 제1 개별 레이어 폭에 일회 적층 높이를 대응시켜 광경화성 액상 수지를 통해 상기 지지대 제한 높이까지 순차적으로 출력하고, 상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 슬라이스된 모델 형상으로부터 제2 개별 레이어를 반복적으로 꺼내면서, 상기 제2 개별 레이어 폭에 일회 적층 높이를 대응시켜 상기 광경화성 액상 수지를 통해 상기 모델 제한 높이까지 순차적으로 출력하도록 수행되는 것을 포함할 수 있다.Outputting the three-dimensional molded object is to receive the plurality of sliced supporter shapes and the sliced model shapes from the G-code file or PNG file using the operating system of the 3D printer, and use the operating system of the 3D printer. Thus, the support limit height and the first individual layer width in the plurality of sliced support shapes, and the model limit height and the second individual layer width in the sliced model shape are checked, and using the operating system of the 3D printer, the While repeatedly taking out the first individual layer from the shape of a plurality of sliced supports, a stack height is matched once to the width of the first individual layer, and sequentially outputs to the limit height of the support through a photocurable liquid resin, and the 3D printer By using an operating system, while repeatedly taking out a second individual layer from the sliced model shape, a stack height is matched once to the width of the second individual layer and sequentially output to the model limit height through the photocurable liquid resin. It may include what is done.

상기 제1 개별 레이어와 상기 제2 개별 레이어는 서로에 대해 평행할 수 있다.The first individual layer and the second individual layer may be parallel to each other.

상기 제1 개별 레이어 폭은 상기 제2 개별 레이어 폭보다 더 큰 크기를 가질 수 있다.The first individual layer width may have a larger size than the second individual layer width.

상기 3D 프린터는, SLA(stereolithography) 방식에서 G-code 파일을 바탕으로 상기 광경화성 액상 수지에 소정 스팟 크기의 레이저 빔 또는 자외선 빔을 조사하여 상기 입체 성형물을 출력하거나, DLP(digital light processing) 방식에서 PNG 파일을 바탕으로 상기 광경화성 액상 수지에 레이저 또는 자외선으로 이루어진 프로젝션 빔을 조사하여 상기 입체 성형물을 출력할 수 있다.The 3D printer outputs the three-dimensional molding by irradiating a laser beam or an ultraviolet beam of a predetermined spot size to the photocurable liquid resin based on a G-code file in a stereolithography (SLA) method, or a digital light processing (DLP) method. The three-dimensional molded article may be output by irradiating a projection beam composed of a laser or ultraviolet rays onto the photocurable liquid resin based on the PNG file in FIG.

본 발명은, 컴퓨터의 슬라이싱 프로그램에서 복수의 지지대 형상 그리고 모델 형상을 서로 다른 레이어 폭으로 슬라이싱하여 G-code 파일 또는 PNG 파일을 형성한 후, 컴퓨터로부터 G-code 파일 또는 PNG 파일을 입력받아 복수의 슬라이스된 지지대 형상 그리고 슬라이스된 모델 형상을 바탕으로 복수의 슬라이스된 지지대 형상 또는 슬라이스된 모델 형상의 레이어 폭에 광경화성 액상 수지의 일회 적층 높이를 대응시켜 입체 성형물의 출력 시간을 단축시킬 수 있다.In the present invention, a G-code file or PNG file is formed by slicing a plurality of support shapes and model shapes in different layer widths in a slicing program of a computer, and then receiving a G-code file or a PNG file from a computer. Based on the sliced support shape and the sliced model shape, the output time of the three-dimensional molded article can be shortened by matching the height of one-time stacking of the photocurable liquid resin to the layer width of a plurality of sliced support shapes or sliced model shapes.

도 1은 종래기술에 따른 컴퓨터에서 G-code 파일의 생성을 위해 프린터 셋업 페이지를 보여주는 이미지이다.
도 2는 본 발명에 따른 3D 프린터의 출력 방법을 설명해주는 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 컴퓨터를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 3D 프린터를 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 3의 컴퓨터 또는 도 4의 3D 프린터에서 G-code 파일 또는 PNG 파일의 생성을 위해 프린터 셋업 페이지를 보여주는 이미지이다.
도 6은 도 3의 컴퓨터 또는 도 4의 3D 프린터의 G-code 파일 또는 PNG 파일에서 복수의 슬라이스된 지지대 형상과 슬라이스된 모델 형상의 위치 관계를 보여주는 이미지이다.
도 7은 도 6의 복수의 슬라이스된 지지대 형상에서 개별 지지대 형상의 레이어 폭을 보여주는 이미지이다.
도 8은 도 6의 슬라이스된 모델 형상에서 개별 모델 형상의 레이어 폭을 보여주는 이미지이다.
도 9는 도 1의 프린터 셋업 페이지와 도 5의 프린터 셋업 페이지를 사용하여 3D 프린터에서 입체 성형물을 출력하는 때 3D 프린터의 출력 시간을 설명해주는 표이다.1 is an image showing a printer setup page for generating a G-code file in a computer according to the prior art.
2 is a flowchart illustrating an output method of a 3D printer according to the present invention.
3 is a schematic diagram showing a computer according to the present invention.
4 is a schematic diagram showing a 3D printer according to the present invention.
5 is an image showing a printer setup page for generating a G-code file or a PNG file in the computer of FIG. 3 or the 3D printer of FIG. 4.
6 is an image showing the positional relationship between the shape of a plurality of sliced supports and the shape of a sliced model in the G-code file or PNG file of the computer of FIG. 3 or the 3D printer of FIG. 4.
FIG. 7 is an image showing the layer widths of individual supports in the shape of a plurality of sliced supports of FIG. 6.
FIG. 8 is an image showing a layer width of an individual model shape in the sliced model shape of FIG. 6.
9 is a table explaining the output time of the 3D printer when the 3D printer outputs a three-dimensional molded object using the printer setup page of FIG. 1 and the printer setup page of FIG. 5.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 제한적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.For detailed description of the present invention to be described below, reference is made to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions over various aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated and expressed for convenience.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those of ordinary skill in the art to easily implement the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 3D 프린터의 출력 방법을 설명해주는 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 컴퓨터를 보여주는 개략도이며, 도 4는 본 발명에 따른 3D 프린터를 보여주는 개략도이다.2 is a flow chart illustrating a method of outputting a 3D printer according to the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram showing a computer according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a 3D printer according to the present invention.

도 5는 도 3의 컴퓨터 또는 도 4의 3D 프린터에서 G-code 파일 또는 PNG 파일의 생성을 위해 프린터 셋업 페이지를 보여주는 이미지이고, 도 6은 도 3의 컴퓨터 또는 도 4의 3D 프린터의 G-code 파일 또는 PNG 파일에서 복수의 슬라이스된 지지대 형상과 슬라이스된 모델 형상의 위치 관계를 보여주는 이미지이다. 5 is an image showing a printer setup page for generating a G-code file or a PNG file in the computer of FIG. 3 or the 3D printer of FIG. 4, and FIG. 6 is a G-code of the computer of FIG. 3 or the 3D printer of FIG. This is an image showing the positional relationship between the shape of a plurality of sliced supports and the shape of a sliced model in a file or PNG file.

도 7은 도 6의 복수의 슬라이스된 지지대 형상에서 개별 지지대 형상의 레이어 폭을 보여주는 이미지이고, 도 8은 도 6의 슬라이스된 모델 형상에서 개별 모델 형상의 레이어 폭을 보여주는 이미지이다.FIG. 7 is an image showing the layer widths of individual supporters in the shape of a plurality of sliced supporters of FIG. 6, and FIG. 8 is an image showing the layer widths of individual supporter shapes in the sliced model shape of FIG. 6.

도 9는 도 1의 프린터 셋업 페이지와 도 5의 프린터 셋업 페이지를 사용하여 3D 프린터에서 입체 성형물을 출력하는 때 3D 프린터의 출력 시간을 설명해주는 표이다.9 is a table explaining the output time of the 3D printer when the 3D printer outputs a three-dimensional molded object using the printer setup page of FIG. 1 and the printer setup page of FIG. 5.

도 2 내지 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린터(도 4의 110)의 출력 방법은, 우선적으로, 서로에 대해 전기적으로 접속하는 컴퓨터(도 3의 90)와 3D 프린터(110)를 준비하는 것(S30)을 포함한다. 상기 컴퓨터(90)는 서로에 대해 전기적으로 접속하는 본체(83)와 메인 모니터(86)와 키보드(89)를 포함한다. 2 to 9, the output method of a 3D printer (110 in FIG. 4) according to the present invention is, first, a computer (90 in FIG. 3) and a 3D printer 110 that are electrically connected to each other. It includes preparing (S30). The computer 90 includes a main body 83, a main monitor 86, and a keyboard 89 that are electrically connected to each other.

상기 본체(83)는 운영체제를 구비하여 운영체제 상에서 3D 모델링 프로그램과 슬라이싱 프로그램을 운영 또는 구동한다. 상기 메인 모니터(86)는 3D 모델링 프로그램 또는 슬라이싱 프로그램을 디스플레이 하여 3D 모델링 프로그램에서 3차원 캐드 파일 또는 STL(stereolithography) 모델 파일을 생성하고, 슬라이싱 프로그램에서 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성한다.The main body 83 includes an operating system to operate or drive a 3D modeling program and a slicing program on the operating system. The main monitor 86 displays a 3D modeling program or a slicing program to generate a 3D CAD file or a stereolithography (STL) model file in the 3D modeling program, and generates a G-code file or a PNG file in the slicing program.

상기 3D 모델링 프로그램과 슬라이싱 프로그램의 기능은 이후에 설명하기로 한다. 상기 3D 프린터(110)는 본체함(103), 수조(105), 작동기구(107)와 작업판(109)을 갖는다. 상기 본체함(14)은 내부적으로 볼 때 광 조사 도구(101)를 가지고, 외부적으로 볼 때 수조(105)와 작동기구(107)를 지지한다. The functions of the 3D modeling program and the slicing program will be described later. The 3D printer 110 has a body box 103, a water tank 105, an operating mechanism 107, and a working plate 109. The main body box 14 has a light irradiation tool 101 when viewed internally, and supports a water tank 105 and an operating mechanism 107 when viewed externally.

또한, 상기 본체함(14)은 외부적으로 볼 때 일 측에 보조 모니터(102)를 갖는다. 상기 보조 모니터(102)는 컴퓨터(90)의 메인 모니터(86)와 동일한 역할을 할 수 있다. 상기 수조(105)는 광경화성 액상 수지(도면에 미도시)를 갖는다. 상기 작동기구(107)는 작업판(109)의 상하 이동(D)을 가이드한다. In addition, the main body box 14 has an auxiliary monitor 102 on one side when viewed externally. The auxiliary monitor 102 may play the same role as the main monitor 86 of the computer 90. The water tank 105 has a photocurable liquid resin (not shown in the drawing). The operating mechanism 107 guides the vertical movement (D) of the working plate 109.

즉, 상기 수조(105)의 광경화성 액상 수지에 광 조사 도구(101)의 레이저 광 또는 자외선 광의 조사 동안, 상기 작업판(109)은 수조(105)의 하부측으로부터 상부측으로 이동하면서 수조(105)의 바닥과 마주하는 입체 성형물(도면에 미도시)을 지지한다. 여기서, 상기 3D 프린터(110)은 SLA(stereolithography apparatus) 방식 또는 DLP(digital light processing) 방식을 채택할 수 있다.That is, during irradiation of the laser light or ultraviolet light of the light irradiation tool 101 to the photocurable liquid resin of the water tank 105, the working plate 109 moves from the lower side to the upper side of the water tank 105 while moving the water tank 105 ) To support the three-dimensional molding (not shown in the drawing) facing the floor. Here, the 3D printer 110 may adopt a stereolithography apparatus (SLA) method or a digital light processing (DLP) method.

다음으로, 상기 3D 프린터(110)의 출력 방법은, 컴퓨터(90)를 이용하여 물체에 대한 3차원 캐드 파일을 생성하는 것(S40)을 포함한다. 상기 3차원 캐드 파일을 생성하는 것은, 컴퓨터(90)에서 3D 모델링 프로그램을 사용하여, 물체(도면에 미도시)에 대한 컴퓨터 기반 3차원 캐드(CAD; computer aided design) 작업을 통해, 물체에 대한 그래픽 이미지를 형성하도록 수행되는 것을 포함한다.Next, the output method of the 3D printer 110 includes generating a 3D CAD file for the object using the computer 90 (S40). The generation of the 3D CAD file is performed by using a 3D modeling program in the computer 90, through a computer-based 3D CAD (computer aided design) work on an object (not shown in the drawing). Includes being performed to form a graphic image.

이와 유사하게, 상기 3차원 캐드 파일을 생성하는 것은, 컴퓨터(90)에서 3D 모델링 프로그램을 사용하여, 물체에 대한 3D 스캐너(scanner), 컴퓨터 단층 촬영(CT; computed tomography), 자기공명영상(MRI; magnetic resonance imagining) 및 초음파(ultrasonics) 중 하나를 선택하여 하나 기반 디지털 데이터화 작업을 통해, 물체에 대한 그래픽 이미지를 형성하도록 수행되는 것을 포함할 수 있다.Similarly, generating the 3D CAD file is performed using a 3D modeling program in the computer 90, a 3D scanner for an object, a computed tomography (CT), and a magnetic resonance image (MRI). ; Selecting one of magnetic resonance imagining and ultrasonics and performing one-based digital data conversion to form a graphic image of an object may be performed.

다음으로, 상기 3D 프린터(110)의 출력 방법은, 컴퓨터(90)를 이용하여 3차원 캐드 파일을 바탕으로 STL(stereolithography) 모델 파일을 생성하는 것(S50)을 포함한다. 상기 STL 모델 파일을 생성하는 것은, 컴퓨터(90)에서 3D 모델링 프로그램을 이용하여, 물체에 대한 그래픽 이미지를 생성시킨 후, 그래픽 이미지를 확장자 STL로 저장시켜서 그래픽 이미지의 표면을 복수의 삼각면으로 구성하는 모델 형상(도 5 또는 도 6의 4)으로 변환하도록 수행되는 것을 포함한다.Next, the output method of the 3D printer 110 includes generating a stereolithography (STL) model file based on the 3D CAD file using the computer 90 (S50). To generate the STL model file, the computer 90 generates a graphic image of an object using a 3D modeling program, and then saves the graphic image as an extension STL to configure the surface of the graphic image into a plurality of triangular planes. To be converted into a model shape (FIG. 5 or 4 in FIG. 6).

따라서, 상기 STL 모델 파일은 물체에 대한 모델 형상(4)을 갖는다. 계속해서, 상기 3D 프린터(110)의 출력 방법은, 컴퓨터(90) 또는 3D 프린터(110)를 이용하여 STL 모델 파일을 바탕으로 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성하는 것(S60)을 포함한다. 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일은 모델 형상(4)에 복수의 지지대 형상(도 5 또는 도 6의 2)을 부가(附加)하여 슬라이스된 모델 형상과 함께 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 갖는다.Thus, the STL model file has a model shape 4 for the object. Subsequently, the output method of the 3D printer 110 includes generating a G-code file or a PNG file based on the STL model file using the computer 90 or the 3D printer 110 (S60). . The G-code file or PNG file has a plurality of sliced support shapes together with a sliced model shape by adding a plurality of support shapes (2 in FIG. 5 or 6) to the model shape 4.

여기서, 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성하는 것은, 컴퓨터(90) 또는 3D 프린터(110)에서 슬라이싱 프로그램(149)을 이용하여, STL 모델 파일의 모델 형상(4) 아래에서 모델 형상(4)의 외주면에 접합되는 복수의 지지대 형상(2)을 이미지로 부가(附加)시켜 모델 형상(4)에 복수의 지지대 형상(2)을 접촉시키고, 슬라이싱 프로그램(149)의 프린터 셋업 페이지(146)를 이용하여, 복수의 지지대 형상(2)에서 가장 작은 지지대 형상의 최저점과 최고점까지를 지지대 제한 높이(도 5의 부호 124에 기입된 숫자(예를 들면, 5mm), 또는 도 6의 이미지(146)에서 부호 A), 그리고 모델 형상(4)에서 가장 작은 지지대 형상의 최고점과 접촉하는 접촉면으로부터 접촉면의 최상부까지를 모델 제한 높이(도 6의 이미지(146)에서 부호 C)로 설정하는 것을 포함한다. 여기서, 상기 지지대 제한 높이(A)와 모델 제한 높이(C)는 프린터 셋업 페이지(146)의 지지대 높이 설정 란(도 5의 128)에서 설정된다. Here, generating the G-code file or the PNG file is performed using the slicing program 149 in the computer 90 or the 3D printer 110, under the model shape 4 of the STL model file. ), a plurality of support shapes (2) joined to the outer circumferential surface of) are added as an image, and the plurality of support shapes (2) are brought into contact with the model shape (4), and the printer setup page (146) of the slicing program (149) Using the plurality of support shape (2) to the lowest point and the highest point of the smallest support shape is the support limit height (a number (for example, 5 mm) written in reference numeral 124 in FIG. 5), or the image 146 of FIG. ) To the highest point of the smallest support shape in the model shape (4), and setting the top of the contact surface to the model limit height (mark C in the image 146 in Fig. 6). . Here, the support bar limit height A and the model limit height C are set in the support bar height setting column of the printer setup page 146 (128 in FIG. 5).

또한, 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성하는 것은, 슬라이싱 프로그램(149)을 이용하여, 복수의 지지대 형상(2)과 함께 모델 형상(4)을 복수의 레이어(layer)로 구분하고, 슬라이싱 프로그램(149)을 이용하여, 지지대 제한 높이(A)의 크기 범위에서 복수의 지지대 형상 중 일부를(도 6의 이미지(146) 참조), 그리고 모델 제한 높이(B)의 크기 범위에서 나머지 지지대 형상과 함께 모델 형상(4)을(도 6의 이미지(146) 참조), 서로 다른 레이어 폭(도 5에서 부호 133에 선택된 숫자(=0.3mm(또는 300um)이거나 도 6의 이미지(146)에서 부호 B), 또는 도 5에서 부호 136에 선택된 숫자(=0.1mm(또는 100um)이거나 도 6의 이미지(146)에서 부호 D)으로 슬라이싱시키고, 슬라이싱 프로그램(149)을 이용하여, 슬라이스된 모델 형상과 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 확장자 gcode 또는 PNG로 저장하도록 수행되는 것을 더 포함한다.In addition, generating the G-code file or PNG file is to divide the model shape (4) into a plurality of layers together with the plurality of support shape (2) using a slicing program (149), and slicing Using the program 149, some of the plurality of support shapes in the size range of the support limit height (A) (see image 146 in Fig. 6), and the remaining support shape in the size range of the model limit height (B). Together with the model shape 4 (see image 146 in Fig. 6), different layer widths (number selected at 133 in Fig. 5 (=0.3 mm (or 300 μm)) or at the image 146 in Fig. 6 B), or a number selected at 136 in FIG. 5 (=0.1mm (or 100um) or D in the image 146 of FIG. 6), and using the slicing program 149, the sliced model shape and It further includes performing to store the plurality of sliced support shape as an extension gcode or PNG.

여기서, 상기 레이어 폭은 프린터 셋업 페이지(143)의 레이어 폭(또는 두께) 설정 란(도 5의 139)에서 설정된다. 따라서, 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상과 슬라이스된 모델 형상은 복수의 지지대 형상(2)에서 가장 작은 지지대 형상(2)의 최고점에 위치되는 기준선(도 5의 R)의 아래 및 위에 위치된다. Here, the layer width is set in the layer width (or thickness) setting column (139 in FIG. 5) of the printer setup page 143. Accordingly, the plurality of sliced support shapes and the sliced model shapes are positioned below and above the reference line (R in FIG. 5) positioned at the highest point of the smallest support shape 2 in the plurality of support shapes 2.

상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상은, 모델 형상(4) 아래에서, 복수의 지지대 형상(2)과 동일한 개수이나 복수의 지지대 형상(2) 중 가장 작은 지지대 형상(2)과 동일한 높이를 갖는다. 상기 슬라이싱 모델 형상은, 복수의 지지대 형상(2)에서 가장 작은 지지대 형상(2)보다 더 높은 나머지 지지대 형상과 함께 모델 형상(4)으로 형성된다. The plurality of sliced support shapes have the same number as the plurality of support shapes 2 or the same height as the smallest support shape 2 among the plurality of support shapes 2 under the model shape 4. The slicing model shape is formed into a model shape 4 with the remaining support shape higher than the smallest support shape 2 in the plurality of support shapes 2.

이어서, 상기 3D 프린터(110)의 출력 방법은, 상기 3D 프린터를 이용하여 G-code 파일 또는 PNG 파일을 바탕으로 도 4의 작업판(109)에 입체 성형물(도면에 미도시)을 출력하는 것(S70)을 포함한다. 여기서, 상기 3D 프린터(110)는 수조(105)에서 광경화성 액상 수지를 통해 G-code 파일 또는 PNG 파일의 슬라이스된 모델 형상과 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 서로 다른 일회 적층 높이로 출력한다.Subsequently, the output method of the 3D printer 110 is to output a three-dimensional molded object (not shown in the drawing) on the working plate 109 of FIG. 4 based on a G-code file or a PNG file using the 3D printer. It includes (S70). Here, the 3D printer 110 outputs the shape of the sliced model of the G-code file or the PNG file and the shape of a plurality of sliced supports at different one-time stacking heights through the photocurable liquid resin in the water tank 105.

좀 더 상세하게는, 상기 입체 성형물을 출력하는 것은, 3D 프린터(110)의 운영체제를 이용하여, G-code 파일 또는 PNG 파일로부터 복수의 슬라이스된 지지대 형상과 슬라이스된 모델 형상을 입력받고(도 6의 이미지(146)를 참조), 3D 프린터(110)의 운영체제를 이용하여, 복수의 슬라이스된 지지대 형상에서 지지대 제한 높이(도 6의 A)와 제1 개별 레이어 폭(도 6의 B), 그리고 슬라이스된 모델 형상에서 모델 제한 높이(도 6의 C)와 제2 개별 레이어 폭(도 6의 D)을 확인하는 것을 포함한다.In more detail, outputting the three-dimensional molded object receives a plurality of sliced supporter shapes and sliced model shapes from a G-code file or a PNG file using the operating system of the 3D printer 110 (Fig. 6). (See image 146 of), using the operating system of the 3D printer 110, the support limit height (FIG. 6A) and the first individual layer width (FIG. 6B) in a plurality of sliced support shapes, and It involves checking the model limit height (FIG. 6C) and the second individual layer width (FIG. 6D) in the sliced model shape.

또한, 상기 입체 성형물을 출력하는 것은, 3D 프린터(110)의 운영체제를 이용하여, 복수의 슬라이스된 지지대 형상으로부터 제1 개별 레이어(1)를 반복적으로 꺼내면서, 상기 제1 개별 레이어 폭(B)에 일회 적층 높이를 대응시켜 광경화성 액상 수지를 통해 지지대 제한 높이(A)까지 순차적으로 출력하고, 3D 프린터(110)의 운영체제를 이용하여, 슬라이스된 모델 형상으로부터 제2 개별 레이어(3)를 반복적으로 꺼내면서, 제2 개별 레이어 폭(D)에 일회 적층 높이를 대응시켜 광경화성 액상 수지를 통해 모델 제한 높이(C)까지 순차적으로 출력하도록 수행되는 것을 더 포함한다. In addition, outputting the three-dimensional molded object may be performed using the operating system of the 3D printer 110, while repeatedly pulling out the first individual layer 1 from the plurality of sliced support shapes, and the first individual layer width (B). The second individual layer 3 is repetitively output from the sliced model shape using the operating system of the 3D printer 110 by matching the stacking height once to the photocurable liquid resin and sequentially outputting it to the limit height (A) of the support. It further includes performing to sequentially output to the model limit height (C) through the photocurable liquid resin by matching the one-time stacking height to the second individual layer width (D) while taking it out.

여기서, 상기 3D 프린터(110)는, SLA 방식에서 G-code 파일을 바탕으로 광경화성 액상 수지에 소정 스팟 크기의 레이저 빔 또는 자외선 빔을 조사하여 입체 성형물을 출력하고, DLP 방식에서 PNG 파일을 바탕으로 광경화성 액상 수지에 레이저 또는 자외선으로 이루어진 프로젝션 빔을 조사하여 입체 성형물을 출력한다. 상기 제1 개별 레이어와 상기 제2 개별 레이어는 서로에 대해 평행하다. 상기 제1 개별 레이어 폭(B)은 제2 개별 레이어 폭(D)보다 더 큰 크기를 갖는다.Here, the 3D printer 110 outputs a three-dimensional molding by irradiating a laser beam or an ultraviolet beam of a predetermined spot size to a photocurable liquid resin based on a G-code file in the SLA method, and outputs a three-dimensional molded article in the DLP method. As a result, a three-dimensional molded article is output by irradiating a projection beam composed of a laser or ultraviolet light onto the photocurable liquid resin. The first individual layer and the second individual layer are parallel to each other. The first individual layer width B has a larger size than the second individual layer width D.

위에 기술된 사항을 고려하면, 상기 3D 프린터(110)는, 복수의 슬라이스된 지지대 형상의 제1 개별 레이어 폭(B(예를 들면, 도 5의 300um))을 바탕으로 제1 방향(도 5의 M1)을 향해 3D 프린터(110)의 작업판(109) 가까이에 입체 성형물의 일부를 도 7과 같이 출력하고, 슬라이스된 모델 형상의 제2 개별 레이어 폭(D(예를 들면, 도 5의 100um))을 바탕으로 입체 성형물의 일부 상에 제2 방향(도 5의 M2)을 향해 3D 프린터(110)의 작업판(109)으로부터 멀어지게 입체 성형물의 나머지를 도 8과 같이 출력한다. 즉, 상기 제1 개별 레이어 폭(B)과 제2 개별 레이어 폭(D)은 복수의 지지대 형상(2) 중 가장 작은 지지대 형상(2)의 최고점에 기준선(R)을 두고 기준선(R)의 아래 및 위에서 서로 다른 크기를 갖는다.Considering the above-described matters, the 3D printer 110 has a first direction (FIG. 5) based on a first individual layer width (B (for example, 300 um in FIG. 5) in the shape of a plurality of sliced supports). A part of the three-dimensional molded object is output as shown in FIG. 7 near the working plate 109 of the 3D printer 110 toward M1) of the 3D printer 110, and the second individual layer width D (for example, in FIG. 100um)), the rest of the three-dimensional molded object is output as shown in FIG. 8 toward a second direction (M2 in FIG. 5) on a part of the three-dimensional molded object away from the working plate 109 of the 3D printer 110. That is, the first individual layer width (B) and the second individual layer width (D) are of the reference line (R) with the reference line (R) at the highest point of the smallest support shape (2) among the plurality of support shapes (2). They have different sizes below and above.

따라서, 상기 입체 성형물은, 일부에서 거칠게 출력되고, 나머지에서 미세하게 출력된다. 한편, 도 9의 표를 고려해 볼 때, 상기 3D 프린터(110)는, 본 발명에 따르면, 입체 성형물의 일부에서 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 바탕으로 17 레이어(= A/B)를 반복적으로 출력하고, 입체 성형물의 나머지에서 슬라이스된 모델 형상을 바탕으로 200 레이어(= C/D)를 반복적으로 출력하므로, 작업판(109) 아래에 입체 성형물을 형성하기 위해 작업판(109)에 총 217 레이어(= (A/B) + (C/D)); E1)를 반복적으로 출력한다.Accordingly, the three-dimensional molded article is roughly output in some and finely output in the rest. On the other hand, considering the table of FIG. 9, the 3D printer 110 repeatedly outputs 17 layers (= A/B) based on the shape of a plurality of sliced supports from a part of a three-dimensional molding according to the present invention. And, since 200 layers (= C/D) are repeatedly output based on the model shape sliced from the rest of the three-dimensional molded object, a total of 217 layers on the working plate 109 to form a three-dimensional molded object under the working plate 109 (= (A/B) + (C/D)); E1) is repeatedly output.

이와는 다르게, 상기 3D 프린터(110)는, 도 1의 종래 기술에 따르면, 복수의 지지대 형상(2)과 함께 모델 형상(4)을 동일한 레이어 폭(=0.1mm(또는 100um))으로 슬라이싱하기 때문에, 입체 성형물의 일부에서 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 바탕으로 50 레이어(= A/B)를 반복적으로 출력하고, 입체 성형물의 나머지에서 슬라이스된 모델 형상을 바탕으로 200 레이어(= C/D)를 반복적으로 출력하므로, 작업판(109) 아래에 입체 성형물을 형성하기 위해 작업판(109)에 총 250 레이어(= (A/B) + (C/D); E2)를 반복적으로 출력한다.Unlike this, the 3D printer 110, according to the prior art of FIG. 1, slices the model shape 4 together with the plurality of support shapes 2 with the same layer width (=0.1mm (or 100um)). , 50 layers (= A/B) are repeatedly output based on the shape of a plurality of sliced supports from a part of the three-dimensional molding, and 200 layers (= C/D) are generated based on the model shape sliced from the rest of the three-dimensional molding. Since the output is repeated, a total of 250 layers (= (A/B) + (C/D); E2) are repeatedly output on the working plate 109 to form a three-dimensional molded article under the working plate 109.

여기서, 상기 3D 프린터(110)는, 종래 기술 대비 본 발명에서, 프린팅 감소 횟수로 33 레이어(= E2-E1; E3)를 더 적게 출력한다. 상기 프린팅 감소 횟수에서 33 레이어는 3D 프린터(110)의 출력 시간을 3~4 분만큼 단축시켜 준다.Here, the 3D printer 110 outputs fewer 33 layers (= E2-E1; E3) in the number of printing reductions in the present invention compared to the prior art. In the number of printing reductions, 33 layers shorten the printing time of the 3D printer 110 by 3 to 4 minutes.

2; 지지대 형상, 4; 모델 형상
128; 지지대 높이 설정 란, 139; 레이어 폭(또는 두께) 설정 란
143; 프린터 셋업 페이지 149; 슬라이싱 프로그램
R; 기준선, M1 & M2; 방향2; Support shape, 4; Model shape
128; Column for setting the height of the support, 139; Layer width (or thickness) setting column
143; Printer setup on page 149; Slicing program
R; Baseline, M1 &M2; direction

Claims

서로에 대해 전기적으로 접속하는 컴퓨터와 3D 프린터를 준비하고,
상기 컴퓨터를 이용하여 물체에 대한 3차원 캐드 파일을 생성하고,
상기 컴퓨터를 이용하여 상기 3차원 캐드 파일을 바탕으로 STL(stereolithography) 모델 파일을 생성하고,
상기 컴퓨터 또는 상기 3D 프린터를 이용하여 상기 STL 모델 파일을 바탕으로 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성하고,
상기 3D 프린터를 이용하여 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일을 바탕으로 입체 성형물을 출력하는 것을 포함하고,
상기 STL 모델 파일은 상기 물체에 대한 모델 형상을 가지고,
상기 G-code 파일 또는 PNG 파일은 상기 모델 형상에 복수의 지지대 형상을 부가(附加)하여 슬라이스된 모델 형상과 함께 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 가지고,
상기 3D 프린터는 광경화성 액상 수지를 통해 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일의 상기 슬라이스된 모델 형상과 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 서로 다른 일회 적층 높이로 출력하고,
상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상은, 상기 모델 형상 아래에서, 상기 복수의 지지대 형상과 동일한 개수이나 상기 복수의 지지대 형상 중 가장 작은 지지대 형상과 동일한 높이를 가지고,
상기 슬라이싱 모델 형상은, 상기 복수의 지지대 형상에서 상기 가장 작은 지지대 형상 보다 더 높은 나머지 지지대 형상과 함께 상기 모델 형상으로 형성되고,
상기 G-code 파일 또는 PNG 파일을 생성하는 것은,
상기 컴퓨터 또는 상기 3D 프린터에서 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 3차원 STL 모델 파일의 상기 모델 형상 아래에서 상기 모델 형상의 외주면에 접합되는 상기 복수의 지지대 형상을 이미지로 부가(附加)시켜 상기 모델 형상에 상기 복수의 지지대 형상을 접촉시키고,
상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 복수의 지지대 형상에서 상기 가장 작은 지지대 형상의 최저점과 최고점까지를 지지대 제한 높이, 그리고 상기 모델 형상에서 상기 가장 작은 지지대 형상의 상기 최고점과 접촉하는 접촉면으로부터 상기 접촉면의 최상부까지를 모델 제한 높이로 설정하고,
상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 복수의 지지대 형상과 함께 상기 모델 형상을 복수의 레이어(layer)로 구분하고,
상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 지지대 제한 높이의 크기 범위에서 상기 복수의 지지대 형상 중 일부를, 그리고 상기 모델 제한 높이의 크기 범위에서 상기 나머지 지지대 형상과 함께 상기 모델 형상을, 서로 다른 레이어 폭으로 슬라이싱시키고,
상기 슬라이싱 프로그램을 이용하여, 상기 슬라이스된 모델 형상과 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상을 확장자 gcode 또는 PNG로 저장하도록 수행되는 것을 포함하는, 3D 프린터의 출력 방법.
Prepare a computer and a 3D printer that are electrically connected to each other,
Create a 3D CAD file for an object using the computer,
Using the computer, a stereolithography (STL) model file is generated based on the 3D CAD file,
Generate a G-code file or a PNG file based on the STL model file using the computer or the 3D printer,
Including outputting a three-dimensional molding based on the G-code file or PNG file using the 3D printer,
The STL model file has a model shape for the object,
The G-code file or PNG file has a plurality of sliced support shapes together with a sliced model shape by adding a plurality of support shapes to the model shape,
The 3D printer outputs the sliced model shape and the plurality of sliced supporter shapes of the G-code file or PNG file at different one-time stacking heights through a photocurable liquid resin,
The plurality of sliced supporter shapes, under the model shape, have the same number as the plurality of supporter shapes or the same height as the smallest supporter shape among the plurality of supporter shapes,
The slicing model shape is formed in the model shape with the remaining support shape higher than the smallest support shape in the plurality of support shapes,
Generating the G-code file or PNG file,
Using a slicing program in the computer or the 3D printer, the shape of the plurality of supports joined to the outer circumferential surface of the model shape under the model shape of the 3D STL model file is added as an image to the model shape. Contacting the plurality of support shapes,
Using the slicing program, the uppermost part of the contact surface from the contact surface in contact with the maximum point of the smallest support shape from the plurality of support shapes to the lowest point and the highest point of the smallest support shape, and the highest point of the smallest support shape in the model shape. Set up to the model limit height,
Using the slicing program, the model shape together with the plurality of support shapes are divided into a plurality of layers,
Using the slicing program, slicing a part of the shape of the plurality of supports within the size range of the limit height of the support, and the shape of the model together with the shape of the rest of the support within the size range of the limit height of the model, with different layer widths. Let,
And storing the sliced model shape and the plurality of sliced supporter shapes as extension gcode or PNG by using the slicing program.

제1 항에 있어서,
상기 3차원 캐드 파일을 생성하는 것은,
상기 컴퓨터에서 3D 모델링 프로그램을 사용하여, 상기 물체에 대한 컴퓨터 기반 3차원 캐드(CAD; computer aided design) 작업을 통해, 또는 상기 물체에 대한 3D 스캐너(scanner), 컴퓨터 단층 촬영(CT; computed tomography), 자기공명영상(MRI; magnetic resonance imagining) 및 초음파(ultrasonics) 중 하나를 선택하여 하나 기반 디지털 데이터화 작업을 통해, 상기 물체에 대한 그래픽 이미지를 형성하도록 수행되는 것을 포함하는, 3D 프린터의 출력 방법.
The method of claim 1,
Generating the 3D CAD file,
Using a 3D modeling program in the computer, through a computer-based 3D CAD (computer aided design) work on the object, or a 3D scanner, computed tomography (CT) on the object , Selecting one of magnetic resonance imagining (MRI) and ultrasound (ultrasonics) to form a graphic image of the object through one-based digital data conversion operation.

제1 항에 있어서,
상기 STL 모델 파일을 생성하는 것은,
상기 컴퓨터에서 3D 모델링 프로그램을 이용하여, 상기 물체에 대한 그래픽 이미지를 생성시킨 후, 상기 그래픽 이미지를 확장자 STL로 저장시켜서 상기 그래픽 이미지의 표면을 복수의 삼각면으로 구성하는 상기 모델 형상으로 변환하도록 수행되는 것을 포함하는, 3D 프린터의 출력 방법.
The method of claim 1,
Generating the STL model file,
After generating a graphic image of the object using a 3D modeling program in the computer, the graphic image is stored as an extension STL to convert the surface of the graphic image into the model shape consisting of a plurality of triangular planes. Including that, the output method of the 3D printer.

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제1 항에 있어서,
상기 입체 성형물을 출력하는 것은,
상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 G-code 파일 또는 PNG 파일로부터 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상과 상기 슬라이스된 모델 형상을 입력받고,
상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상에서 지지대 제한 높이와 제1 개별 레이어 폭, 그리고 상기 슬라이스된 모델 형상에서 모델 제한 높이와 제2 개별 레이어 폭을 확인하고,
상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 복수의 슬라이스된 지지대 형상으로부터 제1 개별 레이어를 반복적으로 꺼내면서, 상기 제1 개별 레이어 폭에 일회 적층 높이를 대응시켜 광경화성 액상 수지를 통해 상기 지지대 제한 높이까지 순차적으로 출력하고,
상기 3D 프린터의 운영체제를 이용하여, 상기 슬라이스된 모델 형상으로부터 제2 개별 레이어를 반복적으로 꺼내면서, 상기 제2 개별 레이어 폭에 일회 적층 높이를 대응시켜 상기 광경화성 액상 수지를 통해 상기 모델 제한 높이까지 순차적으로 출력하도록 수행되는 것을 포함하는, 3D 프린터의 출력 방법.
The method of claim 1,
Outputting the three-dimensional molding,
Using the operating system of the 3D printer, receiving the plurality of sliced supporter shapes and the sliced model shapes from the G-code file or PNG file,
Using the operating system of the 3D printer, check the support limit height and the first individual layer width in the plurality of sliced support shapes, and the model limit height and the second individual layer width in the sliced model shape,
Using the operating system of the 3D printer, while repeatedly taking out a first individual layer from the plurality of sliced support shapes, the height of the support is limited through a photocurable liquid resin by matching the height of the first individual layer to the width of the first individual layer. To output sequentially,
Using the operating system of the 3D printer, while repeatedly pulling out the second individual layer from the sliced model shape, the height of the stacked layer is matched to the width of the second individual layer to reach the model limit height through the photocurable liquid resin. Including that being performed to output sequentially, the output method of the 3D printer.

제5 항에 있어서,
상기 제1 개별 레이어와 상기 제2 개별 레이어는 서로에 대해 평행하는, 3D 프린터의 출력 방법.
The method of claim 5,
The output method of a 3D printer, wherein the first individual layer and the second individual layer are parallel to each other.

제5 항에 있어서,
상기 제1 개별 레이어 폭은 상기 제2 개별 레이어 폭보다 더 큰 크기를 가지는, 3D 프린터의 출력 방법.
The method of claim 5,
The output method of the 3D printer, wherein the first individual layer width has a larger size than the second individual layer width.

제5 항에 있어서,
상기 3D 프린터는, SLA(stereolithography apparatus) 방식에서 G-code 파일을 바탕으로 상기 광경화성 액상 수지에 소정 스팟 크기의 레이저 빔 또는 자외선 빔을 조사하여 상기 입체 성형물을 출력하거나, DLP(digital light processing) 방식에서 PNG 파일을 바탕으로 상기 광경화성 액상 수지에 레이저 또는 자외선으로 이루어진 프로젝션 빔을 조사하여 상기 입체 성형물을 출력하는, 3D 프린터의 출력 방법.

The method of claim 5,
The 3D printer outputs the three-dimensional molding by irradiating a laser beam or an ultraviolet beam of a predetermined spot size to the photocurable liquid resin based on a G-code file in a stereolithography apparatus (SLA) method, or digital light processing (DLP). In the method, based on a PNG file, the photocurable liquid resin is irradiated with a projection beam made of laser or ultraviolet rays to output the three-dimensional molded object.