KR102331715B1 - A single laser beam based multiple laser beam scanning device and method - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a single laser beam-based multiple laser beam scanning device and method. The device comprises: a laser beam emitting unit for emitting a laser beam in a first direction; at least one laser beam splitting unit positioned on the same plane as the laser beam emitting unit to split the laser beam emitted from the laser beam emitting unit and reflect the laser beam in a second direction to change the direction of the laser beam and split the laser beam; at least one laser beam output control unit for receiving at least one laser beam split from the at least one laser beam splitting unit and adjusting the output of the at least one laser beam; at least one laser beam scanner unit for emitting the at least one laser beam to a 3D printing material inside a processing platform according to the output of the at least one laser beam adjusted by the at least one laser beam output control unit; and a control unit for controlling the operation of the at least one laser beam splitting unit, at least one laser beam output control unit, and at least one laser beam scanner unit. The at least one laser beam output control unit corrects the output of the at least one laser beam so that the at least one laser beam is the same. Accordingly, high-speed, large-area laser processing is possible.

Description

단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치 및 방법{A single laser beam based multiple laser beam scanning device and method}A single laser beam based multiple laser beam scanning device and method

본 발명은 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 대면적 레이저 가공을 위한 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a single laser beam-based multiple laser beam scanning device and method, and more particularly, to a single laser beam based multiple laser beam scanning device and method for high-speed, large-area laser processing.

3차원 구조물을 형성하는 기술에는 열가소성 플라스틱류를 압출하여 적층하는 방식, 액체 상태의 '광경화성 수지'가 담긴 수조(Vat) 안에 레이저 빔을 조사하고 수조 안에 있는 조형물이 한 층(Layer) 씩 만들어질 때마다 수조가 층 두께만큼 하강하고 다시 레이저를 조사하여 입체 구조물을 형성하는 방식, 액체 상태의 '광경화성 수지(빛을 받으면 경화되는 수지)'에 조형하고자 하는 모양의 빛을 조사하면서 수지를 층층이 굳혀 입체 구조물을 형성하는 방식, 잉크젯 프린터 원리를 이용하여 프린터 헤드의 노즐에서 액체 상태의 컬러 잉크와 경화물질(바인더)을 파우더 원료에 압출하여 입체 구조물을 형성하는 방식, 금속 파우더를 바인더 없이 레이저로 직접 소결하는 방식 등 다양한 방식이 있다.The technology for forming a three-dimensional structure includes a method of extruding and laminating thermoplastics, irradiating a laser beam into a vat containing a liquid 'photocurable resin', and making the sculptures in the tank layer by layer. Each time the tank goes down as much as the thickness of the layer and irradiates a laser again to form a three-dimensional structure, the resin is irradiated with the light of the shape to be molded on the liquid 'photocurable resin (resin that hardens when exposed to light)'. A method of forming a three-dimensional structure by hardening layer by layer, a method of forming a three-dimensional structure by extruding liquid color ink and hardened material (binder) from a nozzle of a printer head using the principle of an inkjet printer to a powder raw material, a method of forming a three-dimensional structure by using a laser There are various methods such as direct sintering with a furnace.

이 중 광경화 방식 프린터는 상당히 정교하고 표면 품질이 우수하다는 장점이 있으나, 이를 구현하기 위한 장비가 매우 고가라서 이를 산업적으로 대중화하기에는 실질적으로 어려운 측면이 있다.Among them, the photocuring printer has the advantage of being quite sophisticated and having excellent surface quality, but it is practically difficult to popularize it industrially because the equipment for implementing it is very expensive.

이와 반대로, 소결 방식 프린터는 공극률뿐만 아니라 프린팅하는 속도도 상당히 빠르고 이를 구현하기 위한 장비도 광경화 방식 프린터에 비해 상당히 저렴하므로, 향후 기대되는 방식으로 각광을 받고 있다.On the contrary, the sintering type printer has a very high printing speed as well as a porosity and the equipment for implementing it is considerably cheaper than a photocuring type printer, so it is in the spotlight as an expected method in the future.

상기한 바와 관련된 3D 프린터가 도 1에 도시되어 있다.A 3D printer related to the above is shown in FIG. 1 .

도 1에 도시된 3D 프린터는 가공 플랫폼(10), 가공 플랫폼(10)의 내부에 위치하는 3D 프린팅 소재, 가공 플랫폼(10)의 상부에 위치하여 3D 프린팅 소재로 레이저(L)를 조사하는 스캐너(20), 가공 플랫폼(10)의 상부에 위치하고 스캐너(20)와 이웃하도록 배치되며 스캐너(20)로 레이저(L)를 제공하는 레이저원(30) 및 스캐너(20)에서 조사되는 레이저(L)에 의해 국부적으로 고화되면서 형성되는 가공물(40)을 포함한다.The 3D printer shown in FIG. 1 is a 3D printing material positioned inside the processing platform 10, the processing platform 10, and a scanner that irradiates a laser (L) to the 3D printing material by being located on the processing platform 10 (20), located on the upper portion of the processing platform 10 and disposed to be adjacent to the scanner 20, and a laser source 30 providing a laser (L) to the scanner 20 and the laser (L) irradiated from the scanner 20 ) includes a workpiece 40 that is formed while being locally solidified.

상기한 레이저빔 기반 3D프린팅 공정은 소재(금속, 플라스틱 분말 혹은 광경화성 수지)를 가공 플랫폼(10)의 적층 면(베드 혹은 수조) 위에 원하는 두께로 코팅 하여 일정한 두께의 층을 형성한 후, 3D CAD 데이터 기반으로 레이저가 선택적으로 조사되어 분말 소재를 열에너지로 용융, 소결하거나 광경화성 수지를 광에너지로 경화하여 한층씩 면 형상을 만들고, 이 후 다시 소재 코팅과 레이저 조사를 한층씩 반복함으로써 3차원 구조물을 제작하는 공정으로 주로 폴리머, 금속 3D프린팅 공정에 활용된다.In the laser beam-based 3D printing process, a material (metal, plastic powder, or photo-curable resin) is coated with a desired thickness on the lamination surface (bed or water tank) of the processing platform 10 to form a layer of a certain thickness, and then 3D Based on CAD data, laser is selectively irradiated to melt and sinter the powder material with thermal energy, or harden the photocurable resin with light energy to form a surface layer by layer, and then repeat the material coating and laser irradiation layer by layer. It is a process for manufacturing structures and is mainly used for polymer and metal 3D printing processes.

그러나, 상술한 종래의 소결 방식 프린터는, 레이저 빔을 조사하기 위한 갈바노 스캐너의 스캔 면적이 한정되어 있어 대면적을 갖는 3차원 구조물을 제작하기 어려운 문제점이 있다.However, the conventional sintering type printer described above has a problem in that it is difficult to manufacture a three-dimensional structure having a large area because the scan area of the galvano scanner for irradiating a laser beam is limited.

따라서, 종래기술에 따른 레이저 기반의 3D프린팅 시스템 및 레이저 가공 시스템은 조형하고자 하는 구조물의 적층 단면적이 크면서, 동시에 요구되는 조형 정밀도가 높을 경우, 한 개의 레이저-빔스캐너 세트로는 조형이 불가능하여, 복수의 레이저-스캐너 세트가 사용되어야 한다.Therefore, in the laser-based 3D printing system and laser processing system according to the prior art, when the stacked cross-sectional area of the structure to be molded is large and the molding precision required at the same time is high, modeling is impossible with one laser-beam scanner set. , multiple laser-scanner sets should be used.

도 2에는 상기한 복수의 레이저-스캐너를 적용한 3D 프린터가 도시되어 있다.2 shows a 3D printer to which the plurality of laser-scanners are applied.

도 2를 참조하면, 복수의 레이저-스캐너를 적용한 3D 프린터는 가공 플랫폼(10), 가공 플랫폼(10)의 내부에 위치하는 3D 프린팅 소재, 가공 플랫폼(10)의 상부에 위치하여 3D 프린팅 소재로 레이저(L)를 조사하는 복수의 스캐너(20, 20'), 가공 플랫폼(10)의 상부에 위치하고 복수의 스캐너(20, 20')와 이웃하도록 배치되며 복수의 스캐너(20, 20')로 레이저(L)를 제공하는 복수의 레이저원(30, 30') 및 복수의 스캐너(20, 20')에서 조사되는 레이저(L)에 의해 국부적으로 고화되면서 형성되는 가공물(40)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , a 3D printer to which a plurality of laser-scanners are applied is a 3D printing material located on the processing platform 10 , a 3D printing material located inside the processing platform 10 , and the processing platform 10 as a 3D printing material. A plurality of scanners 20 and 20' for irradiating the laser L, located on the upper portion of the processing platform 10 and arranged to be adjacent to the plurality of scanners 20 and 20', and to a plurality of scanners 20 and 20' A plurality of laser sources 30 and 30 ′ providing a laser L and a workpiece 40 formed while being locally solidified by a laser L irradiated from a plurality of scanners 20 and 20 ′ are included.

상기한 레이저 기반의 3D프린팅 공정에서 XY 평면 정밀도를 유지하면서 단일 부품의 적층 면적을 늘리기 위해서는 도 2와 같이 필요한 개수만큼 복수의 레이저원(20, 20')와 복수의 스캐너(30, 30')을 시스템에 추가하여 다중 레이저로 구성되는 시스템을 사용함으로써 레이저 조사 영역을 늘리는 것이 종래에 사용되는 일반적인 방법이다.In the laser-based 3D printing process described above, in order to increase the stacking area of a single part while maintaining the XY plane precision, a plurality of laser sources 20, 20' and a plurality of scanners 30, 30' as shown in FIG. 2 are required. It is a common method conventionally used to increase the laser irradiation area by using a system consisting of multiple lasers by adding a laser beam to the system.

이때, 빔출력 및 품질의 균일성을 위해 동일한 레이저원(20, 20')와 스캐너(30, 30')를 추가하는 것이 요구된다. 레이저는 사양이 같은 레이저라 하더라도 광원의 수명이 제각기 다를 수 있으므로 여러 레이저 중 하나의 수명이 먼저 다하게 되면 새롭게 추가되는 레이저와 다른 레이저들 사이의 빔출력 및 품질의 균일도가 떨어지는 현상이 발생하게 된다.At this time, it is required to add the same laser sources 20 and 20' and scanners 30 and 30' for uniformity of beam output and quality. Since the lifetime of the light source can be different even for lasers with the same specifications, if one of several lasers expires first, the uniformity of beam output and quality between the newly added laser and the other lasers is reduced. .

특히, 3D프린팅 시스템 구성품목 중 레이저는 가격이 매우 높은 편이기 때문에 레이저 추가 설치 및 균일도 이슈는 전체 시스템 비용의 상승을 가져온다. 또한, 레이저 기반의 3D프린팅 뿐만이 아니라, 대면적 가공이 필요한 레이저 기반 가공 시스템에서도 마찬가지로 발생하는 문제이다.In particular, lasers are very expensive among 3D printing system components, so additional laser installation and uniformity issues raise the overall system cost. In addition, it is a problem that occurs not only in laser-based 3D printing, but also in laser-based processing systems that require large-area processing.

즉, 상기한 바와 같이 대면적의 가공을 위해 복수의 레이저가 3D 프린팅 시스템에 추가 되면 전체 시스템 구성 비용이 크게 증가할 뿐만 아니라 복수의 레이저를 사용함에 따라 각 레이저들의 출력 및 빔품질 균일도가 떨어지는 문제점이 있었다.That is, as described above, when a plurality of lasers are added to the 3D printing system for large-area processing, the overall system configuration cost greatly increases, and as a plurality of lasers are used, the uniformity of the output and beam quality of each laser decreases. there was

(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2016-0065437호(2016.06.09.)(Patent Document 1) Patent Publication No. 10-2016-0065437 (2016.06.09.)

(특허문헌 2) 등록특허공보 제10-1669767호(2016.10.20.)(Patent Document 2) Registered Patent Publication No. 10-1669767 (2016.10.20.)

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 레이저빔 분할부가 단일 레이저원인 레이저빔 조사부에서 제공되는 레이저빔을 균등하게 분할하고, 레이저빔 출력조절부가 분할된 레이저빔을 교정 작업하여 레이저빔의 출력을 조절함으로써 레이저빔 스캐너부로 더욱 균일한 레이저빔을 제공하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is that the laser beam splitter equally splits the laser beam provided from the laser beam irradiation part, which is a single laser source, and the laser beam output control part corrects the divided laser beam, so that the It is to provide a single laser beam-based multiple laser beam scanning apparatus and method for providing a more uniform laser beam to a laser beam scanner unit by adjusting the output.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 제1 방향으로 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사부; 상기 레이저빔 조사부와 동일평면상에 위치하여 상기 레이저빔 조사부로부터 조사되는 상기 레이저빔을 분할하고, 상기 레이저빔의 일부를 제2 방향으로 반사시켜 상기 레이저빔의 방향을 변화시키는 적어도 하나의 레이저빔 분할부; 상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부로부터 분할되는 적어도 하나의 레이저빔을 수신하여 상기 적어도 하나의 레이저빔의 출력을 조절하는 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부; 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부에서 조절된 적어도 하나의 레이저빔의 출력에 따라 가공 플랫폼의 내부에 있는 3D 프린팅 소재로 상기 적어도 하나의 레이저빔을 조사하는 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부; 및 상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부, 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부 및 상기 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부는 상기 적어도 하나의 레이저빔이 동일하도록 상기 적어도 하나의 레이저의 출력을 교정하고, 상기 제어부에 의해 상기 적어도 하나의 레이저빔의 온오프, 출력 및 광량 중 적어도 어느 하나가 각각 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치를 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a laser beam irradiation unit for irradiating a laser beam in a first direction; At least one laser beam positioned on the same plane as the laser beam irradiator to split the laser beam irradiated from the laser beam irradiator, and reflect a portion of the laser beam in a second direction to change the direction of the laser beam division; at least one laser beam output control unit receiving at least one laser beam divided from the at least one laser beam dividing unit and adjusting an output of the at least one laser beam; at least one laser beam scanner unit for irradiating the at least one laser beam to the 3D printing material inside the processing platform according to the output of the at least one laser beam adjusted by the at least one laser beam output control unit; and a control unit for controlling operations of the at least one laser beam splitter, the at least one laser beam output control unit, and the at least one laser beam scanner unit, wherein the at least one laser beam output control unit includes the at least one A single laser beam, characterized in that the output of the at least one laser is corrected so that the laser beam of based multi-laser beam scanning device is provided.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부는, 상기 레이저빔 조사부와 이격되면서 상기 레이저빔의 진행경로상에 배치되는 제1 레이저빔 분할부; 상기 제1 레이저빔 분할부와 이격되면서 상기 레이저빔의 진행경로상에 배치되는 제2 레이저빔 분할부; 및 상기 제2 레이저빔 분할부와 이격되면서 상기 레이저빔의 진행경로상에 배치되는 반사경;이고, 상기 레이저빔 조사부와 상기 제1 레이저빔 분할부 사이의 거리는 상기 레이저빔 조사부와 상기 제2 레이저빔 분할부 사이의 거리보다 작고, 상기 레이저빔 조사부와 상기 제2 레이저빔 분할부 사이의 거리는 상기 레이저빔 조사부와 상기 반사경 사이의 거리보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the at least one laser beam splitter includes: a first laser beam splitter spaced apart from the laser beam irradiating part and disposed on a traveling path of the laser beam; a second laser beam splitter spaced apart from the first laser beam splitter and disposed on a path of the laser beam; and a reflector disposed on a path of the laser beam while being spaced apart from the second laser beam splitter, wherein a distance between the laser beam irradiator and the first laser beam splitter is between the laser beam irradiator and the second laser beam It may be smaller than the distance between the splitting parts, and the distance between the laser beam irradiating part and the second laser beam splitting part may be smaller than the distance between the laser beam irradiating part and the reflective mirror.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부는, 상기 제1 레이저빔 분할부의 하부에 위치하여 상기 제1 레이저빔 분할부로부터 상기 제2 방향으로 반사되는 레이저빔을 수신하는 제1 레이저빔 출력조절부; 상기 제2 레이저빔 분할부의 하부에 위치하여 상기 제2 레이저빔 분할부로부터 상기 제2 방향으로 반사되는 레이저빔을 수신하는 제2 레이저빔 출력조절부; 및 상기 반사경의 하부에 위치하여 상기 반사경으로부터 상기 제2 방향으로 반사되는 레이저빔을 수신하는 제3 레이저빔 출력조절부;인 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the at least one laser beam output control unit is located below the first laser beam splitter to receive the laser beam reflected from the first laser beam splitter in the second direction. a first laser beam output control unit; a second laser beam output control unit positioned under the second laser beam division unit to receive the laser beam reflected from the second laser beam division unit in the second direction; and a third laser beam output control unit positioned under the reflecting mirror to receive the laser beam reflected from the reflecting mirror in the second direction.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부는 상기 레이저빔 조사부에서 상기 제1 방향으로 공급되는 레이저빔을 상기 제2 방향으로 반사시키고, 상기 제1 방향의 레이저와 상기 제2 방향의 레이저는 서로 수직한 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the at least one laser beam splitter reflects the laser beam supplied from the laser beam irradiator in the first direction in the second direction, the laser beam in the first direction and the second direction The lasers may be characterized as being perpendicular to each other.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부는 음향 광학 변조기(AOM: Acousto-Optic Modulator) 및 전기 광학 변조기(EOM: electrooptic modulator) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the at least one laser beam output control unit may be any one of an acousto-optic modulator (AOM) and an electrooptic modulator (EOM).

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부는, 상기 제1 레이저빔 출력조절부의 하부에 위치하여 상기 제1 레이저빔 출력조절부로부터 조절된 상기 레이저빔의 출력에 따른 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 제1 레이저빔 스캐너부; 상기 제2 레이저빔 출력조절부의 하부에 위치하여 상기 제2 레이저빔 출력조절부로부터 조절된 상기 레이저빔의 출력에 따른 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 제2 레이저빔 스캐너부; 및 상기 제3 레이저빔 출력조절부의 하부에 위치하여 상기 제3 레이저빔 출력조절부로부터 조절된 상기 레이저빔의 출력에 따른 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 제3 레이저빔 스캐너부;인 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the at least one laser beam scanner unit is located below the first laser beam output control unit and receives a laser beam according to the output of the laser beam adjusted from the first laser beam output control unit. a first laser beam scanner unit irradiating the 3D printing material; a second laser beam scanner unit located under the second laser beam output control unit and irradiating a laser beam according to the output of the laser beam adjusted from the second laser beam output control unit to the 3D printing material; and a third laser beam scanner unit located under the third laser beam output control unit and irradiating a laser beam according to the output of the laser beam adjusted from the third laser beam output control unit to the 3D printing material; can be characterized.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 레이저빔 조사부가 적어도 하나의 레이저빔 분할부로 레이저빔을 조사하는 단계; (b) 상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부가 상기 레이저빔을 분할하여 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계; (c) 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부가 상기 분할된 레이저빔을 교정 작업하여 상기 분할된 레이저빔의 출력을 조절하는 단계; (d) 상기 적어도 하나의 스캐너부가 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부로부터 제공되는 레이저빔을 3D 프린팅 소재로 조사하여 가공물을 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법을 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (a) irradiating a laser beam by a laser beam irradiator to at least one laser beam splitter; (b) dividing the laser beam by the at least one laser beam splitter and reflecting it to the at least one laser beam output adjusting part; (c) adjusting the output of the divided laser beam by calibrating the divided laser beam by the at least one laser beam output adjusting unit; (d) forming the workpiece by the at least one scanner unit irradiating the laser beam provided from the at least one laser beam output control unit as a 3D printing material; A scanning method is provided.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 제1 레이저빔 분할부가 제1 레이저빔인 상기 레이저빔을 분할한 제2 레이저빔을 제1 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계; (b2) 제2 레이저빔 분할부가 상기 제1 레이저빔 분할부에서 분할된 제3 레이저빔을 분할한 제4 레이저빔을 제2 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계; 및 (b3) 반사경이 상기 제2 레이저빔 분할부에서 분할된 제5 레이저빔을 반사시킨 제6 레이저빔을 제3 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (b) comprises the steps of (b1) reflecting the second laser beam obtained by dividing the laser beam, which is the first laser beam, by the first laser beam splitter to the first laser beam output adjusting unit. ; (b2) reflecting the fourth laser beam obtained by dividing the third laser beam divided by the first laser beam dividing unit by the second laser beam dividing unit to the second laser beam output adjusting unit; and (b3) a reflection mirror reflecting the sixth laser beam, which reflects the fifth laser beam divided by the second laser beam splitter, to the third laser beam output adjusting part.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 제1 레이저빔 출력조절부가 상기 제2 레이저빔을 교정 작업하여 제1 스캐너부로 제공하는 단계; (c2) 상기 제2 레이저빔 출력조절부가 상기 제4 레이저빔을 교정 작업하여 제2 스캐너부로 제공하는 단계; 및 (c3) 상기 제3 레이저빔 출력조절부가 상기 제6 레이저빔을 교정 작업하여 제3 스캐너부로 제공하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 레이저빔 출력부는 제어부에 의해 상기 제2, 4, 6 레이저빔의 온오프, 출력 및 광량 중 적어도 어느 하나가 각각 다르게 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (c) comprises: (c1) providing the first laser beam output control unit to the first scanner unit by calibrating the second laser beam; (c2) providing the second laser beam output control unit to the second scanner unit by calibrating the fourth laser beam; and (c3) the third laser beam output adjusting unit calibrating the sixth laser beam and providing it to the third scanner unit, wherein the first to third laser beam output units include the second, 4 and 6 may be characterized in that at least one of the on-off, output, and light quantity of the laser beam is controlled differently.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계는, (d1) 제1 레이저빔 스캐너부가 상기 제1 레이저빔 출력조절부에서 출력을 조절한 제2 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계; (d2) 제2 레이저빔 스캐너부가 상기 제2 레이저빔 출력조절부에서 출력을 조절한 제4 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계; (d1) 제3 레이저빔 스캐너부가 상기 제3 레이저빔 출력조절부에서 출력을 조절한 제6 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 내지 3 레이저빔 스캐너부는 상기 3D 프린팅 소재로 상기 제2, 4, 6 레이저빔을 조사함에 따라 상기 가공을 성형하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (d) comprises the steps of (d1) irradiating a second laser beam whose output is adjusted by the first laser beam scanner unit to the 3D printing material by the first laser beam output control unit. ; (d2) irradiating, by the second laser beam scanner unit, a fourth laser beam whose output is adjusted by the second laser beam output control unit to the 3D printing material; (d1) a third laser beam scanner unit irradiating a sixth laser beam whose output is adjusted by the third laser beam output control unit to the 3D printing material; including, wherein the first to third laser beam scanner units include It may be characterized in that the processing is molded by irradiating the second, fourth, and sixth laser beams as a 3D printing material.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 레이저빔 분할부가 단일 레이저원인 레이저빔 조사부에서 제공되는 레이저빔을 균등하게 분할하고, 레이저빔 출력조절부가 분할된 레이저빔을 교정 작업 및 레이저빔의 출력을 조절하여 레이저빔 스캐너부로 더욱 균일한 레이저빔을 제공함으로써 고속 대면적 레이저 가공을 할 수 있다.The effect of the present invention according to the above configuration is that the laser beam splitter equally splits the laser beam provided from the laser beam irradiation part, which is a single laser source, and the laser beam output control part corrects the divided laser beam and outputs the laser beam. to provide a more uniform laser beam to the laser beam scanner unit by adjusting the

또한, 상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부와 적어도 하나의 스캐너부가 하나의 세트로 구성되어 조사영역을 각각 구분하고, 그에 따라 적어도 하나의 레이저빔이 3D 프린팅 소재로 조사됨에 따라 서로 다른 형상 또는 하나의 대면적 형상으로 가공할 수 있다.In addition, the effect of the present invention according to the above configuration is, at least one laser beam output control unit and at least one scanner unit are configured as one set to separate the irradiation area, and, accordingly, at least one laser beam is 3D As it is irradiated with a printing material, it can be processed into different shapes or a single large-area shape.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 종래기술에 따른 단일 레이저원 및 단일 스캐너로 가공물을 성형하는 스캐너 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 복수의 레이저원 및 복수의 스캐너로 가공물을 성형하는 스캐너 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치를 나타낸 개념도이다.
도 5은 도 4의 S영역에서 레이저빔 분할부 및 레이저빔의 분할 비율을 나타낸 개념도이다.
도 6의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치의 따른 레이저빔 출력조절부 및 레이저빔 스캐너부를 나타낸 개념도이다.1 is a perspective view showing a scanner apparatus for forming a workpiece with a single laser source and a single scanner according to the prior art.
2 is a perspective view illustrating a scanner apparatus for forming a workpiece using a plurality of laser sources and a plurality of scanners according to the prior art.
3 is a block diagram illustrating a single laser beam-based multiple laser beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a single laser beam-based multiple laser beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a laser beam splitter and a split ratio of a laser beam in the S region of FIG. 4 .
6A and 6B are conceptual views illustrating a laser beam output control unit and a laser beam scanner unit according to a single laser beam-based multiple laser beam scanning device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

1. 단일 레이저 기반 다중 레이저 스캐닝 장치1. Single laser based multi-laser scanning device

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치를 나타낸 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치를 나타낸 개념도이다. 도 5은 도 4의 S영역에서 레이저빔 분할부 및 레이저빔의 분할 비율을 나타낸 개념도이다.3 is a block diagram illustrating a single laser beam-based multiple laser beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a conceptual diagram illustrating a single laser beam-based multiple laser beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a laser beam splitter and a split ratio of a laser beam in the S region of FIG. 4 .

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치는 레이저빔 조사부(110), 레이저빔 분할부(120), 레이저빔 출력조절부(130), 레이저빔 스캐너부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , a single laser beam-based multiple laser beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention includes a laser beam irradiator 110 , a laser beam splitter 120 , a laser beam output control unit 130 , and a laser beam It includes a scanner unit 140 and a control unit 150 .

레이저빔 조사부(110)는 레이저를 생성하여 조사하는 레이저빔 발생기로서, 제1 방향으로 레이저빔(이하, 제1 레이저빔이라 함, L1)를 조사한다. 여기서, 제1 방향은 도 4를 기준으로 레이저빔 조사부(110)에서 레이저빔 분할부(120)를 향하여 레이저빔이 조사되는 방향을 의미한다.The laser beam irradiator 110 is a laser beam generator that generates and irradiates a laser, and irradiates a laser beam (hereinafter, referred to as a first laser beam, L1) in a first direction. Here, the first direction refers to a direction in which the laser beam is irradiated from the laser beam irradiator 110 toward the laser beam splitter 120 with reference to FIG. 4 .

이때, 레이저빔 조사부(110)는 하나만 구성됨에 따라 제1 레이저빔(L1)을 조사하며, 레이저빔 조사부(110), 레이저빔 분할부(120), 레이저빔 출력조절부(130) 및 레이저빔 스캐너부(140)에 의해 레이저(L1)가 분할되어 3D 프린팅 소재로 조사됨에 따라 가공물이 제조된다.In this case, the laser beam irradiator 110 irradiates the first laser beam L1 as only one is configured, and the laser beam irradiator 110 , the laser beam splitter 120 , the laser beam output control unit 130 and the laser beam As the laser L1 is divided by the scanner unit 140 and irradiated with a 3D printing material, a workpiece is manufactured.

여기서, 3D 프린팅 소재는 일정 온도를 기준으로 고체화 또는 액체화(겔(gel) 상태 포함)로 변화하는 물질과 특정 파장의 광에 의해 경화되는 물질로서, 주로 플라스틱 계열의 소재나 금속 계열의 소재가 사용된다.Here, the 3D printing material is a material that changes to solidification or liquidation (including a gel state) based on a certain temperature and a material that is cured by light of a specific wavelength, mainly plastic-based materials or metal-based materials do.

예시적으로 3D 프린팅 소재는 PLA(Polyactic Acid) 필라멘트, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer) 필라멘트, 금속 분말일 수 있다.Illustratively, the 3D printing material may be a PLA (Polyactic Acid) filament, an ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer) filament, or a metal powder.

도 4 및 도 5를 참조하면, 레이저빔 분할부(120)는 레이저빔 조사부(110)와 동일평면상에 위치하여 레이저빔 조사부(110)로부터 조사되는 레이저인 제1 레이저빔(L1)을 분할하여 제2 방향으로 반사시켜 레이저빔(=제1 레이저빔, L1)의 방향을 변화시키고 레이저빔(=제1 레이저빔, L1)를 분할하며, 적어도 하나가 형성된다.4 and 5 , the laser beam splitter 120 is positioned on the same plane as the laser beam emitter 110 and splits the first laser beam L1 , which is a laser irradiated from the laser beam emitter 110 . to change the direction of the laser beam (=first laser beam, L1) by reflecting it in the second direction and split the laser beam (=first laser beam, L1), at least one is formed.

이에 따라 적어도 하나의 레이저빔 분할부(120)는 레이저빔 조사부(110)와 동일평면상에 위치하여 레이저빔 조사부(110)로부터 조사되는 레이저빔(L1)을 분할하고, 레이저빔(L1)의 일부를 제2 방향으로 반사시켜 레이저빔(L2, L4, L6)의 방향을 변화시킨다.Accordingly, at least one laser beam splitter 120 is positioned on the same plane as the laser beam emitter 110 to split the laser beam L1 irradiated from the laser beam emitter 110, and By reflecting a part in the second direction, the direction of the laser beams L2, L4, and L6 is changed.

여기서, 제2 방향은 도 4를 기준으로 제1 레이저(L1)이 레이저빔 분할부(120)에 의해 분할 및 반사되는 방향으로서, 제1 방향과 수직한 방향일 수 있다.Here, the second direction is a direction in which the first laser L1 is divided and reflected by the laser beam splitter 120 based on FIG. 4 , and may be a direction perpendicular to the first direction.

즉, 제1 방향의 레이저빔과 제2 방향의 레이저빔은 서로 수직하게 된다.That is, the laser beam in the first direction and the laser beam in the second direction are perpendicular to each other.

구체적으로 도 5을 참조하면, 레이저빔 조사부(110)에서 조사되는 레이저빔은 제1 방향의 제1 레이저빔(L1)이고, 제1 레이저빔(L1) 중 분할 및 반사된 어느 하나의 레이저가 제2 레이저빔(L2)이다.Specifically, referring to FIG. 5 , the laser beam irradiated from the laser beam irradiation unit 110 is a first laser beam L1 in a first direction, and any one of the divided and reflected lasers among the first laser beam L1 is The second laser beam L2.

또한, 제1 레이저빔(L1) 중 분할된 다른 하나의 레이저는 제3 레이저빔(L3)이고, 제3 레이저빔(L3) 중 분할 및 반사된 어느 하나의 레이저빔이 제4 레이저빔(L4)이다.In addition, the other divided laser among the first laser beams L1 is the third laser beam L3, and any one of the divided and reflected laser beams among the third laser beams L3 is the fourth laser beam L4. )am.

또한, 제3 레이저빔(L3) 중 분할된 다른 하나의 레이저빔은 제5 레이저빔(L5)이고, 제5 레이저빔(L5) 중 반사된 어느 하나의 레이저빔이 제6 레이저빔(L6)이다.In addition, the other divided laser beam among the third laser beams L3 is the fifth laser beam L5, and any one of the reflected laser beams among the fifth laser beams L5 is the sixth laser beam L6. am.

상기한 제5 레이저빔(L5)와 제6 레이저빔(L6)은 레이저빔의 진행방향과 반사율에 따른 미미한 손실 이외에 동일하지만 발명의 원활한 설명을 위해 구분하였다.The fifth laser beam L5 and the sixth laser beam L6 are the same except for a slight loss depending on the traveling direction and reflectance of the laser beam, but are separated for smooth description of the invention.

이를 위한 적어도 하나의 레이저빔 분할부(120)는 제1 레이저빔 분할부(121), 제2 레이저빔 분할부(122) 및 반사경(123)이다.At least one laser beam splitter 120 for this purpose is a first laser beam splitter 121 , a second laser beam splitter 122 , and a reflector 123 .

제1 레이저빔 분할부(121)는 레이저빔 조사부(110)와 이격되면서 레이저빔(L1)의 진행경로상에 배치된다.The first laser beam splitter 121 is disposed on a traveling path of the laser beam L1 while being spaced apart from the laser beam irradiator 110 .

구체적으로 제1 레이저빔 분할부(121)는 레이저빔 조사부(110)와 동일평면상에 위치하면서 소정거리 이격되도록 배치되며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일방향으로 경사지도록 배치된다.Specifically, the first laser beam splitter 121 is disposed on the same plane as the laser beam irradiator 110 and spaced apart by a predetermined distance, and inclined in one direction as shown in FIGS. 4 and 5 .

구체적으로 제1 레이저빔 분할부(121)는 제1 레이저빔(L1)과 제1 레이저빔(L1) 중 어느 하나의 레이저빔을 반사시킨 제2 레이저(L2)가 수직하게 반사되도록 경사질 수 있다.Specifically, the first laser beam splitter 121 may be inclined so that the first laser beam L1 and the second laser beam L2 reflecting any one of the first laser beam L1 are vertically reflected. have.

이때, 제1 레이저빔 분할부(121)는 제1 레이저빔(L1)과 제1 레이저(L1)빔 중 다른 하나의 레이저빔의 분할 비율이 1:2가 되도록 분할시킨다.In this case, the first laser beam splitter 121 divides the first laser beam L1 and the other one of the first laser beams L1 so that the split ratio is 1:2.

즉, 다시 설명하면, 제1 레이저빔 분할부(121)는 제1 레이저빔(L1)와 제3 레이저빔(L3)와 제5 레이저빔(L3)이 모두 균등하게 1:1:1이 되도록 분할한다는 것이다.That is, in other words, the first laser beam splitter 121 is configured such that the first laser beam L1, the third laser beam L3, and the fifth laser beam L3 are all uniformly 1:1:1. is to divide

제2 레이저빔 분할부(122)는 제1 레이저빔 분할부(121)와 이격되도록 배치된다.The second laser beam splitter 122 is disposed to be spaced apart from the first laser beam splitter 121 .

구체적으로 제2 레이저빔 분할부(122)는 레이저빔 조사부(110)와 동일평면상에 위치하면서 소정거리 이격되도록 배치되며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 일방향으로 경사지도록 배치된다.Specifically, the second laser beam splitter 122 is disposed on the same plane as the laser beam irradiator 110 and spaced apart by a predetermined distance, and inclined in one direction as shown in FIGS. 2 and 3 .

또한, 제2 레이저빔 분할부(122)는 제1 레이저빔 분할부(121)와 이격되면서 레이저빔(L1)의 진행경로상에 배치된다.In addition, the second laser beam splitter 122 is spaced apart from the first laser beam splitter 121 and is disposed on the traveling path of the laser beam L1 .

더욱 상세하게 도 4를 참조하면, 레이저빔 조사부(110)와 제1 레이저빔 분할부(121) 사이의 거리는 레이저빔 조사부(110)와 제2 레이저빔 분할부(122) 사이의 거리보다 작다.Referring to FIG. 4 in more detail, the distance between the laser beam irradiator 110 and the first laser beam splitter 121 is smaller than the distance between the laser beam irradiator 110 and the second laser beam splitter 122 .

이때, 제2 레이저빔 분할부(122)는 제1 레이저빔 분할부(121)와 평행하도록 배치될 수 있다.In this case, the second laser beam splitter 122 may be disposed parallel to the first laser beam splitter 121 .

또한, 제2 레이저빔 분할부(122)는 제3 레이저빔(L3)과 제3 레이저빔(L3) 중 어느 하나의 레이저빔을 반사시킨 제4 레이저빔(L4)이 수직하게 반사되도록 경사질 수 있다.In addition, the second laser beam splitter 122 is inclined so that the third laser beam L3 and the fourth laser beam L4 reflecting any one of the third laser beam L3 are vertically reflected. can

이때, 제2 레이저빔 분할부(122)는 제3 레이저빔(L3)과 제3 레이저빔(L3) 중 다른 하나의 레이저빔의 분할 비율이 1:1가 되도록 분할시킨다.At this time, the second laser beam splitter 122 divides the third laser beam L3 and the other one of the third laser beam L3 so that the split ratio becomes 1:1.

본 발명에서와 같이 단일 레이저빔을 분할한 레이저가 3개일 경우, 레이저빔 출력조절부(130)는 3개가 필요하고, 레이저빔 분할부(120)는 2개(레이저빔 분할부의 개수=분할된 레이저 개수(=레이저빔 출력 조절부의 개수) - 1)가 필요하다.As in the present invention, when there are three lasers that split a single laser beam, three laser beam output control units 130 are required, and two laser beam splitters 120 (number of laser beam splitters = split) The number of lasers (= the number of laser beam output control units) - 1) is required.

반사경(123)는 제2 레이저빔 분할부(122)와 이격되도록 배치된다.The reflector 123 is disposed to be spaced apart from the second laser beam splitter 122 .

구체적으로 반사경(123)는 레이저빔 조사부(110)와 동일평면상에 위치하면서 소정거리 이격되도록 배치되며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일방향으로 경사지도록 배치된다. Specifically, the reflecting mirror 123 is disposed on the same plane as the laser beam irradiation unit 110 and spaced apart by a predetermined distance, and is disposed to be inclined in one direction as shown in FIGS. 4 and 5 .

더욱 상세하게, 레이저빔 조사부(110)와 제2 레이저빔 분할부(122) 사이의 거리는 레이저빔 조사부(110)와 반사경(123) 사이의 거리보다 작다.More specifically, the distance between the laser beam irradiator 110 and the second laser beam splitter 122 is smaller than the distance between the laser beam irradiator 110 and the reflector 123 .

이때, 반사경(123)는 제1, 2 레이저빔 분할부(121, 122)와 평행하도록 배치될 수 있다.In this case, the reflector 123 may be disposed to be parallel to the first and second laser beam splitters 121 and 122 .

또한, 반사경(123)는 제5 레이저빔(L5)과 제5 레이저빔(L5) 중 어느 하나의 레이저빔을 반사시킨 제6 레이저빔(L6)이 수직하게 반사되도록 경사질 수 있다.In addition, the reflective mirror 123 may be inclined so that the fifth laser beam L5 and the sixth laser beam L6 reflecting any one of the fifth laser beam L5 are vertically reflected.

또한, 반사경(123)은 제2 레이저빔 분할부(122)와 이격되면서 레이저빔(L1)의 진행경로상에 배치된다.In addition, the reflecting mirror 123 is disposed on the traveling path of the laser beam L1 while being spaced apart from the second laser beam splitter 122 .

전술한 제1, 2, 3 레이저빔 분할부(121, 122, 123)는 틸팅 구조를 지님에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 가능하다.The first, second, and third laser beam splitters 121 , 122 , and 123 are rotatable in a clockwise or counterclockwise direction according to the tilting structure.

도 6의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치의 따른 레이저빔 출력조절부 및 레이저빔 스캐너부를 나타낸 개념도이다.6A and 6B are conceptual views illustrating a laser beam output control unit and a laser beam scanner unit according to a single laser beam-based multiple laser beam scanning device according to an embodiment of the present invention.

레이저빔 출력조절부(130)는 적어도 하나의 레이저빔 분할부(120)로부터 분할되는 적어도 하나의 레이저빔(L2, L4, L6)을 수신하여 적어도 하나의 레이저의 출력을 조절한다.The laser beam output control unit 130 receives at least one laser beam L2 , L4 , L6 divided from the at least one laser beam division unit 120 and adjusts the output of the at least one laser beam.

구체적으로 비슷한 수준의 광출력을 갖는 적어도 하나의 레이저빔(L2, L4, L6)은 레이저빔 출력조절부(130)에서의 교정 작업(calibration)을 거쳐 세부 출력 조절이 가능하게 된다.Specifically, the at least one laser beam L2 , L4 , and L6 having a similar level of light output is calibrated in the laser beam output control unit 130 to enable detailed output control.

이에 따라 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)는 적어도 하나의 레이저빔(L2, L4, L6)이 동일하도록 상기 적어도 하나의 레이저의 출력을 교정한다. 또한, 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)는 제어부(150)에 의해 적어도 하나의 레이저빔(L2, L4, L6)의 온오프, 출력 및 광량 중 적어도 어느 하나가 각각 다르게 제어된다.Accordingly, the at least one laser beam output control unit 130 corrects the output of the at least one laser so that the at least one laser beam L2, L4, L6 is the same. In addition, in the at least one laser beam output control unit 130 , at least one of ON/OFF, output, and light amount of at least one laser beam L2 , L4 , L6 is differently controlled by the control unit 150 .

보다 상세하게, 레이저 출력조절부(130)가 적어도 하나의 스캐너부(140)와 세트로 존재하여 하나의 레이저 조사부(110)로부터 출력된 레이저빔(L1)을 분할한다.In more detail, the laser output control unit 130 is present as a set with at least one scanner unit 140 to split the laser beam L1 output from one laser irradiation unit 110 .

이때, 레이저빔 출력부(130)는 제어부(150)에 의해 각각 분할된 적어도 하나의 빔(L2, L4, L6)은 동일 시간선상에서 각기 다르게 제어될 수 있다.In this case, the laser beam output unit 130 may control the at least one beam L2 , L4 , L6 divided by the control unit 150 differently on the same time line.

예를 들어, 동일 시간에 제1 레이저빔 출력조절부(131)에서는 레이저빔을 완전 차단하여 off 상태를 만들고, 제2 레이저빔 출력조절부(132)에서는 A만큼을 출력하며, 제3 레이저빔 출력조절부(133)에서는 B만큼을 출력할 수 있다.For example, at the same time, the first laser beam output control unit 131 completely blocks the laser beam to make an off state, and the second laser beam output control unit 132 outputs only A, and the third laser beam The output control unit 133 may output as much as B.

이에 따른 레이저빔 출력부(130)는 분할된 각 레이저빔(L2, L4, L6)이 전체 가공플랫폼을 가득 채워 조형되는 대면적 가공품을 각기 조사영역으로 나눠 다른 형상으로 따로 가공할 수 있다.Accordingly, the laser beam output unit 130 divides each of the divided laser beams L2, L4, L6 to fill the entire processing platform to form a large-area processed product into an irradiation area, and can be separately processed into different shapes.

3차원 구조물 적층 공정시 단일 레이저 광원의 출력은 레이저빔 출력조절부(130)와 레이저빔 분할부(120)에서의 손실 값을 고려하여 적어도 하나의 스캐너부(140)에서 필요로 하는 최대 출력 값들의 합보다 충분히 큰 값으로 고정하여 연속적으로 발진하게 하고, 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)를 사용하여 적어도 하나의 레이저의 출력을 조절한다.In the 3D structure stacking process, the output of a single laser light source is the maximum output value required by at least one scanner unit 140 in consideration of the loss values in the laser beam output control unit 130 and the laser beam splitter 120 . It is fixed to a value sufficiently greater than the sum of the values to continuously oscillate, and the at least one laser beam output control unit 130 is used to control the output of at least one laser.

이를 구현하기 위한 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부는 음향 광학 변조기(AOM: Acousto-Optic Modulator) 및 전기 광학 변조기(EOM: electrooptic modulator) 중 어느 하나일 수 있다.At least one laser beam output control unit for realizing this may be any one of an acousto-optic modulator (AOM) and an electrooptic modulator (EOM).

여기서, 음향 광학 변조기(AOM: Acousto-Optic Modulator)는 음향 진동에 의해 레이저빔을 변조시킬 수 있는 매질로 구성되어 음향 광학 변조기에 입사되는 레이저빔의 회절 비율을 조절(제로 오더빔과 1차 오더빔 등)할 수 있다.Here, the Acousto-Optic Modulator (AOM) is composed of a medium that can modulate a laser beam by acoustic vibration, and adjusts the diffraction ratio of the laser beam incident on the acousto-optic modulator (zero-order beam and first-order beam). beam, etc.).

본 발명에서는 1차 오더(1st order)의 회절빔을 레이저 출력조절부(130)에 입사시키는 레이저빔으로 사용한다.In the present invention, a diffracted beam of a first order is used as a laser beam incident on the laser output control unit 130 .

만약, 레이저 출력조절부(130)로 보내는 레이저빔의 출력을 최대로 높이려면 음향 가진을 통해 1차 오더(1차 order)로 보내는 비율을 최대로 하고, 이 출력을 0으로 낮추려면 음향 가진을 멈춰 제로 오더로 가는 레이저빔의 출력을 최대로 한다.If, in order to maximize the output of the laser beam sent to the laser power control unit 130, the ratio of sending the laser beam to the first order through acoustic excitation is maximized, and to lower this output to 0, the acoustic excitation is increased. Stop and maximize the output of the laser beam going to zero order.

전기 광학 변조기(EOM: electrooptic modulator)는 전기 광학 효과에 의한 매질의 굴절률 변화를 이용한 광변조기로서, 전압에 의한 매질의 굴절률 변화에 의해 빛의 편광면이 회전하므로 빛의 강도 변조를 할 수 있다.An electrooptic modulator (EOM) is an optical modulator using a change in the refractive index of a medium due to an electro-optic effect. Since the polarization plane of light is rotated by a change in the refractive index of the medium by voltage, the intensity of light can be modulated.

구체적으로 도 6의 (a)를 참조하면, 하나의 예시로서 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)는 음향광학변조기, 믹서, 오실레이터 및 빔덤프를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 6A , as an example, the at least one laser beam output control unit 130 may include an acousto-optical modulator, a mixer, an oscillator, and a beam dump.

이때, 음향광학변조기는 빔 진행방향인 제2 방향으로 반사되는 분할 빔인 제2, 4, 6 레이저빔(L2, L4, L6)을 변조시킨 후 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부(140)로 전송한다.At this time, the acousto-optic modulator modulates the second, fourth, and sixth laser beams L2, L4, and L6 that are split beams reflected in the second direction, which is the beam traveling direction, and then transmits it to at least one laser beam scanner unit 140 . .

한편, 도 6의 (b)를 참조하면, 다른 하나의 예시로서 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)는 전기광학변조기일 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 6B , as another example, the at least one laser beam output control unit 130 may be an electro-optical modulator.

전기광학변조기는 제2 방향으로 반사되는 제2, 4, 6 레이저빔(L2, L4, L6)을 변조시킨 후 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부(140)로 전송한다.The electro-optic modulator modulates the second, fourth, and sixth laser beams L2 , L4 , and L6 reflected in the second direction, and then transmits the modulated signal to the at least one laser beam scanner unit 140 .

상기한 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)는 제1 레이저빔 출력조절부(131), 제2 레이저빔 출력조절부(132) 및 제3 레이저빔 출력조절부(133)이다.The at least one laser beam output control unit 130 is a first laser beam output control unit 131 , a second laser beam output control unit 132 , and a third laser beam output control unit 133 .

제1 레이저빔 출력조절부(131)는 제1 레이저빔 분할부(121)의 하부에 위치하여 제1 레이저빔 분할부(121)로부터 제2 방향으로 반사되는 레이저인 제2 레이저빔(L2)을 수신하여 교정 작업을 거친 후 세부 출력을 조절한다.The first laser beam output control unit 131 is located under the first laser beam division unit 121 and is a second laser beam L2 that is a laser reflected from the first laser beam division unit 121 in the second direction. After receiving and correcting, adjust the detailed output.

제2 레이저빔 출력조절부(132)는 제2 레이저빔 분할부(122)의 하부에 위치하여 제2 레이저빔 분할부(122)로부터 제2 방향으로 반사되는 레이저빔인 제4 레이저빔(L4)을 수신하여 교정 작업을 거친 후 세부 출력을 조절한다.The second laser beam output control unit 132 is located below the second laser beam division unit 122 and is a fourth laser beam L4 which is a laser beam reflected from the second laser beam division unit 122 in the second direction. ), go through the corrective work, and then adjust the detailed output.

제3 레이저빔 출력조절부(133)는 반사경(123)의 하부에 위치하여 반사경(123)로부터 제2 방향으로 반사되는 레이저빔인 제6 레이저빔(L6)을 수신하여 교정 작업을 거친 후 세부 출력을 조절한다.The third laser beam output control unit 133 is located under the reflector 123 and receives the sixth laser beam L6, which is a laser beam reflected in the second direction from the reflector 123, and after correcting the details Adjust the output.

레이저빔 스캐너부(140)는 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부((130)에서 조절된 적어도 하나의 레이저빔(L2, L4, L6)의 출력에 따라 가공 플랫폼의 내부에 있는 3D 프린팅 소재로 적어도 하나의 레이저빔(L2, L4, L6)을 조사하며, 적어도 하나가 형성된다.The laser beam scanner unit 140 is a 3D printing material inside the processing platform according to the output of the at least one laser beam (L2, L4, L6) adjusted by the at least one laser beam output control unit 130. One laser beam (L2, L4, L6) is irradiated, and at least one is formed.

예시적으로 레이저빔 스캐너부(140)는 갈비노 스캐너일 수 있다.Illustratively, the laser beam scanner unit 140 may be a galbino scanner.

상기한 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부(140)는 제1 레이저빔 스캐너부(141), 제2 레이저빔 스캐너부(142) 및 제3 레이저빔 스캐너부(143)이다.The at least one laser beam scanner unit 140 is a first laser beam scanner unit 141 , a second laser beam scanner unit 142 , and a third laser beam scanner unit 143 .

제1 레이저빔 스캐너부(141)는 제1 레이저빔 출력조절부(131)의 하부에 위치하여 제1 레이저빔 출력조절부(131)로부터 조절된 레이저빔(L2)의 출력에 따라 레이저빔인 제2 레이저빔(L2)을 상기 3D 프린팅 소재로 조사한다.The first laser beam scanner unit 141 is located under the first laser beam output control unit 131 and is a laser beam according to the output of the laser beam L2 adjusted from the first laser beam output control unit 131 . A second laser beam L2 is irradiated to the 3D printing material.

제2 레이저빔 스캐너부(142)는 제2 레이저빔 출력조절부(132)의 하부에 위치하여 제2 레이저빔 출력조절부(132)로부터 조절된 레이저빔(L4)의 출력에 따라 레이저빔인 제4 레이저빔(L4)를 3D 프린팅 소재로 조사한다.The second laser beam scanner unit 142 is located under the second laser beam output control unit 132 and is a laser beam according to the output of the laser beam L4 adjusted from the second laser beam output control unit 132 . The fourth laser beam L4 is irradiated with the 3D printing material.

제3 레이저빔 스캐너부(143)는 제3 레이저빔 출력조절부(133)의 하부에 위치하여 제3 레이저빔 출력조절부(133)로부터 조절된 레이저빔(L6)의 출력에 따라 레이저인 제6 레이저빔(L6)를 3D 프린팅 소재로 조사한다.The third laser beam scanner unit 143 is located below the third laser beam output control unit 133 and is a laser according to the output of the laser beam L6 adjusted from the third laser beam output control unit 133 . 6 The laser beam L6 is irradiated with the 3D printing material.

제어부(150)는 적어도 하나의 레이저빔 분할부(120), 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130) 및 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부(140)의 동작을 제어한다.The control unit 150 controls operations of the at least one laser beam splitter 120 , the at least one laser beam output control unit 130 , and the at least one laser beam scanner unit 140 .

2. 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법2. Multiple laser beam scanning method based on single laser beam

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a single laser beam-based multiple laser beam scanning method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6 .

본 발명의 일 실시예에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법은 (a) 레이저빔 조사부(110)가 적어도 하나의 레이저빔 분할부(120)로 레이저빔(L1)을 조사하는 단계, (b) 적어도 하나의 레이저빔 분할부(120)가 레이저빔(L1)을 분할하여 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)로 반사시키는 단계 (c) 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)가 분할된 레이저빔(L2, L4, L6)을 교정 작업하여 분할된 레이저의 출력을 조절하는 단계 (d) 적어도 하나의 스캐너부(140)가 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부(130)로부터 제공되는 레이저빔(L2, L4, L6)을 3D 프린팅 소재로 조사하여 가공물을 성형하는 단계를 포함한다.A single laser beam-based multiple laser beam scanning method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of (a) the laser beam irradiator 110 irradiating the laser beam L1 with at least one laser beam splitter 120, ( b) at least one laser beam splitter 120 splits the laser beam L1 and reflects it to the at least one laser beam output controller 130 (c) at least one laser beam output controller 130 Step (d) at least one scanner unit 140 is provided from the at least one laser beam output control unit 130 by calibrating the divided laser beams (L2, L4, L6) to adjust the output of the divided laser and forming the workpiece by irradiating the laser beams L2, L4, and L6 to be 3D printing material.

다음, 상기 (b) 단계는, (b1) 제1 레이저빔 분할부(121)가 제1 레이저빔(L1)인 레이저빔을 분할한 제2 레이저빔(L2)을 제1 레이저빔 출력조절부(131)로 반사시키는 단계, (b2) 제2 레이저빔 분할부(122)가 제1 레이저빔 분할부(121)에서 분할된 제3 레이저빔(L3)을 분할한 제4 레이저빔(L4)을 제2 레이저빔 출력조절부(132)로 반사시키는 단계 및 (b3) 반사경(123)가 제2 레이저빔 분할부(122)에서 분할된 제5 레이저빔(L5)을 반사시킨 제6 레이저빔(L6)을 제3 레이저빔 출력조절부(133)로 반사시키는 단계를 포함한다.Next, in the step (b), (b1) the first laser beam splitter 121 divides the laser beam, which is the first laser beam L1, into the second laser beam L2 by the first laser beam output control unit (b2) the second laser beam splitter 122 divides the third laser beam L3 split by the first laser beam splitter 121 into a fourth laser beam L4 and (b3) a sixth laser beam in which the reflector 123 reflects the fifth laser beam L5 divided by the second laser beam splitter 122. and reflecting (L6) to the third laser beam output control unit 133 .

다음, 상기 (c) 단계는, (c1) 제1 레이저빔 출력조절부(131)가 제2 레이저빔(L2)을 교정 작업하여 제1 스캐너부(141)로 제공하는 단계, (c2) 제2 레이저빔 출력조절부(132)가 제4 레이저빔(L4)을 교정 작업하여 제2 스캐너부(142)로 제공하는 단계 및 (c3) 제3 레이저빔 출력조절부(133)가 제6 레이저빔(L6)을 교정 작업하여 제3 스캐너부(143)로 제공하는 단계를 포함한다.Next, the step (c) includes (c1) the first laser beam output adjusting unit 131 calibrating the second laser beam L2 and providing the second laser beam L2 to the first scanner unit 141, (c2) the second 2 The laser beam output control unit 132 calibrates the fourth laser beam (L4) and provides it to the second scanner unit 142, and (c3) the third laser beam output control unit 133 performs the sixth laser and providing the beam L6 to the third scanner unit 143 by performing a calibration operation.

이때, 제1 내지 제3 레이저빔 출력부(131, 132, 133)는 제어부(150)에 의해 제2, 4, 6 레이저빔(L2, L4, L6)의 온오프, 출력 및 광량 중 적어도 어느 하나가 각각 다르게 제어될 수 있다.At this time, the first to third laser beam output units 131 , 132 , and 133 are at least any one of on/off, output, and light quantity of the second, fourth, and sixth laser beams L2 , L4 and L6 by the control unit 150 . One can each be controlled differently.

마지막으로 상기 (d) 단계는, (d1) 제1 레이저빔 스캐너부(141)가 제1 레이저빔 출력조절부(131)에서 출력을 조절한 제2 레이저빔(L2)을 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계, (d2) 제2 레이저빔 스캐너부(142)가 제2 레이저빔 출력조절부(132)에서 출력을 조절한 제4 레이저빔(L4)을 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계, (d1) 제3 레이저빔 스캐너부(143)가 제3 레이저빔 출력조절부(133)에서 출력을 조절한 제6 레이저빔(L6)을 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계를 포함하고, 상기 제1 내지 3 레이저빔 스캐너부(141, 142, 143)는 3D 프린팅 소재로 제2, 4, 6 레이저빔(L2, L4, L6)을 조사함에 따라 가공물을 성형한다.Finally, in the step (d), (d1) the first laser beam scanner unit 141 irradiates the second laser beam L2 whose output is adjusted by the first laser beam output control unit 131 as a 3D printing material. step, (d2) the second laser beam scanner unit 142 irradiating the fourth laser beam (L4) whose output is adjusted by the second laser beam output control unit 132 as a 3D printing material, (d1) and irradiating, by the third laser beam scanner unit 143 , the sixth laser beam L6 whose output is adjusted by the third laser beam output control unit 133 as a 3D printing material, the first to third lasers The beam scanner unit 141 , 142 , 143 forms a workpiece by irradiating the second, fourth, and sixth laser beams L2 , L4 , and L6 as a 3D printing material.

상기한 바에 따른 본 발명은 각기 분할된 적어도 하나의 레이저빔(L2, L4, L6)이 음향 광학 변조기(AOM: Acousto-Optic Modulator), 전기 광학 변조기(EOM: electrooptic modulator) 등의 광 출력 조절 장치를 포함하는 레이저빔 출력조절부(130)에 입사되어 개별 광량을 조절하고 스위칭할 수 있다According to the present invention as described above, at least one laser beam L2, L4, L6 divided, respectively, is an acousto-optic modulator (AOM), an electrooptic modulator (EOM), etc. may be incident on the laser beam output control unit 130 including

즉, 본 발명에서 단일 레이저 광원인 레이저빔 조사부(110)는 전체 시스템의 최소 요구 출력값으로 고정되어 연속적으로 레이저빔을 발진하고 있고, 개별 분할된 레이저빔(L2, L4, L6)은 미리 입력된 구조물 조형을 위한 레이저빔 경로 및 필요 출력 값에 맞게 각기 조절된다.That is, in the present invention, the laser beam irradiation unit 110, which is a single laser light source, is fixed to the minimum required output value of the entire system and continuously oscillates the laser beam, and the individually divided laser beams L2, L4, L6 are inputted in advance. It is individually adjusted according to the laser beam path and the required output value for modeling the structure.

이에 따른 본 발명은 대면적 가공물을 여러 개의 레이저빔으로 분할하여 각각의 레이저빔이 동시에 조형함으로써 고속으로 빠르게 가공물을 성형할 수 있다.Accordingly, the present invention divides a large-area workpiece into several laser beams, and each laser beam simultaneously shapes the workpiece, so that the workpiece can be formed at a high speed and speed.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 가공 플랫폼
20: 스캐너
30: 레이저원
40: 가공물
100: 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치
110: 레이저빔 조사부
120: 레이저빔 분할부
121: 제1 레이저빔 분할부
122: 제2 레이저빔 분할부
123: 반사경
130: 레이저빔 출력조절부
131: 제1 레이저빔 출력조절부
132: 제2 레이저빔 출력조절부
133: 제3 레이저빔 출력조절부
140: 레이저빔 스캐너부
141: 제1 레이저빔 스캐너부
142: 제2 레이저빔 스캐너부
143: 제3 레이저빔 스캐너부
150: 제어부10: Machining platform
20: Scanner
30: laser source
40: workpiece
100: single laser beam based multiple laser beam scanning device
110: laser beam irradiation unit
120: laser beam splitter
121: first laser beam splitter
122: second laser beam splitter
123: reflector
130: laser beam output control unit
131: first laser beam output control unit
132: second laser beam output control unit
133: third laser beam output control unit
140: laser beam scanner unit
141: first laser beam scanner unit
142: second laser beam scanner unit
143: third laser beam scanner unit
150: control unit

Claims (10)

제1 방향으로 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사부;
상기 레이저빔 조사부와 동일평면상에 위치하여 상기 레이저빔 조사부로부터 조사되는 상기 레이저빔을 분할하고, 상기 레이저빔의 일부를 제2 방향으로 반사시켜 상기 분할된 레이저빔의 방향을 변화시키는 적어도 하나의 레이저빔 분할부;
상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부로부터 분할되는 적어도 하나의 레이저빔을 수신하여 상기 적어도 하나의 레이저빔의 출력을 조절하는 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부;
상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부에서 조절된 적어도 하나의 레이저빔의 출력에 따라 가공 플랫폼의 내부에 있는 3D 프린팅 소재로 상기 적어도 하나의 레이저빔을 조사하는 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부; 및
상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부, 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부 및 상기 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부는,
상기 레이저빔 조사부와 이격되면서 상기 레이저빔의 진행경로상에 배치되고 상기 레이저빔 조사부로부터 조사되는 상기 레이저빔인 제1 레이저빔(L1)을 제2 레이저빔(L2) 및 제3 레이저빔(L3)으로 분할하는 제1 레이저빔 분할부;
상기 제1 레이저빔 분할부와 이격되면서 상기 레이저빔의 진행경로상에 배치되고 상기 제1 레이저빔 분할부에서 분할된 상기 제3 레이저빔(L3)을 제4 레이저빔(L4) 및 제5 레이저빔(L5)으로 분할하는 제2 레이저빔 분할부; 및
상기 제2 레이저빔 분할부와 이격되면서 상기 레이저빔의 진행경로상에 배치되고 상기 제2 레이저빔 분할부에서 분할된 상기 제5 레이저빔(L5)을 상기 제2 방향으로 반사시킨 제6 레이저빔(L6)을 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부로 조사하는 반사경;이고,
상기 제1 레이저빔 분할부는 상기 제2 레이저빔(L2)과 상기 제3 레이저빔(L3)이 1:2의 분할 비율을 가지도록 상기 제1 레이저빔(L1)을 분할하고,
상기 제2 레이저빔 분할부는 상기 제4 레이저빔(L4)과 상기 제5 레이저빔(L5)이 1:1의 분할비율을 가지도록 상기 제3 레이저빔(L3)을 분할하며,
상기 제2 레이저빔(L2), 상기 제4 레이저빔(L4) 및 상기 제6 레이저빔(L6)의 분할비율은 1:1:1이고,
상기 레이저빔 조사부와 상기 제1 레이저빔 분할부 사이의 거리는 상기 레이저빔 조사부와 상기 제2 레이저빔 분할부 사이의 거리보다 작고,
상기 레이저빔 조사부와 상기 제2 레이저빔 분할부 사이의 거리는 상기 레이저빔 조사부와 상기 반사경 사이의 거리보다 작으며,
상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부는 상기 적어도 하나의 레이저빔이 동일하도록 상기 적어도 하나의 레이저의 출력을 교정하고, 상기 제어부에 의해 상기 적어도 하나의 레이저빔의 온오프, 출력 및 광량 중 적어도 어느 하나가 각각 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치.
a laser beam irradiator for irradiating a laser beam in a first direction;
At least one that is located on the same plane as the laser beam irradiator, divides the laser beam irradiated from the laser beam irradiator, and reflects a portion of the laser beam in a second direction to change the direction of the divided laser beam laser beam splitter;
at least one laser beam output control unit receiving at least one laser beam divided from the at least one laser beam dividing unit and adjusting an output of the at least one laser beam;
at least one laser beam scanner unit for irradiating the at least one laser beam to the 3D printing material inside the processing platform according to the output of the at least one laser beam adjusted by the at least one laser beam output control unit; and
a control unit for controlling operations of the at least one laser beam splitter, the at least one laser beam output control unit, and the at least one laser beam scanner unit;
The at least one laser beam splitter,
A second laser beam L2 and a third laser beam L3 are disposed on a traveling path of the laser beam while being spaced apart from the laser beam irradiator and are the first laser beam L1, which is the laser beam irradiated from the laser beam irradiator. ) a first laser beam splitter to split;
A fourth laser beam (L4) and a fifth laser beam (L4) and a fifth laser beam (L3) spaced apart from the first laser beam splitter and disposed on a traveling path of the laser beam and divided by the first laser beam splitter a second laser beam splitter for splitting the beam L5; and
A sixth laser beam that is spaced apart from the second laser beam splitter and is disposed on a traveling path of the laser beam and reflects the fifth laser beam L5 split by the second laser beam splitter in the second direction. (L6) a reflector for irradiating the at least one laser beam output control unit;
The first laser beam splitter divides the first laser beam L1 so that the second laser beam L2 and the third laser beam L3 have a split ratio of 1:2,
The second laser beam splitter divides the third laser beam L3 so that the fourth laser beam L4 and the fifth laser beam L5 have a split ratio of 1:1,
The split ratio of the second laser beam (L2), the fourth laser beam (L4), and the sixth laser beam (L6) is 1:1:1,
The distance between the laser beam irradiator and the first laser beam splitter is smaller than the distance between the laser beam irradiator and the second laser beam splitter,
The distance between the laser beam irradiator and the second laser beam splitter is smaller than the distance between the laser beam irradiator and the reflector,
The at least one laser beam output control unit corrects the output of the at least one laser so that the at least one laser beam is the same, and at least one of ON/OFF, an output, and a light amount of the at least one laser beam by the control unit A single laser beam-based multiple laser beam scanning device, characterized in that each is controlled differently.
 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부는,
상기 제1 레이저빔 분할부의 하부에 위치하여 상기 제1 레이저빔 분할부로부터 상기 제2 방향으로 반사되는 레이저빔을 수신하는 제1 레이저빔 출력조절부;
상기 제2 레이저빔 분할부의 하부에 위치하여 상기 제2 레이저빔 분할부로부터 상기 제2 방향으로 반사되는 레이저빔을 수신하는 제2 레이저빔 출력조절부; 및
상기 반사경의 하부에 위치하여 상기 반사경으로부터 상기 제2 방향으로 반사되는 레이저빔을 수신하는 제3 레이저빔 출력조절부;인 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치.
According to claim 1,
The at least one laser beam output control unit,
a first laser beam output control unit positioned under the first laser beam splitter to receive the laser beam reflected from the first laser beam splitter in the second direction;
a second laser beam output control unit positioned below the second laser beam division unit to receive the laser beam reflected from the second laser beam division unit in the second direction; and
and a third laser beam output control unit positioned below the reflector to receive the laser beam reflected from the reflector in the second direction.
 제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부는 상기 레이저빔 조사부에서 상기 제1 방향으로 공급되는 레이저빔을 상기 제2 방향으로 반사시키고,
상기 제1 방향의 레이저와 상기 제2 방향의 레이저는 서로 수직한 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치.
According to claim 1,
The at least one laser beam splitter reflects the laser beam supplied from the laser beam irradiator in the first direction in the second direction,
The laser beam in the first direction and the laser in the second direction are perpendicular to each other.
 제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부는 음향 광학 변조기(AOM: Acousto-Optic Modulator) 및 전기 광학 변조기(EOM: electrooptic modulator) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치.
According to claim 1,
The at least one laser beam output control unit is a single laser beam-based multiple laser beam scanning device, characterized in that any one of an acousto-optic modulator (AOM) and an electrooptic modulator (EOM).
 제3 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 레이저빔 스캐너부는,
상기 제1 레이저빔 출력조절부의 하부에 위치하여 상기 제1 레이저빔 출력조절부로부터 조절된 상기 레이저빔의 출력에 따른 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 제1 레이저빔 스캐너부;
상기 제2 레이저빔 출력조절부의 하부에 위치하여 상기 제2 레이저빔 출력조절부로부터 조절된 상기 레이저빔의 출력에 따른 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 제2 레이저빔 스캐너부; 및
상기 제3 레이저빔 출력조절부의 하부에 위치하여 상기 제3 레이저빔 출력조절부로부터 조절된 상기 레이저빔의 출력에 따른 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 제3 레이저빔 스캐너부;인 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치.
4. The method of claim 3,
The at least one laser beam scanner unit,
a first laser beam scanner unit located under the first laser beam output control unit and irradiating a laser beam according to the output of the laser beam adjusted from the first laser beam output control unit to the 3D printing material;
a second laser beam scanner unit located under the second laser beam output control unit and irradiating a laser beam according to the output of the laser beam adjusted from the second laser beam output control unit to the 3D printing material; and
a third laser beam scanner unit positioned below the third laser beam output control unit to irradiate a laser beam according to the output of the laser beam adjusted from the third laser beam output control unit to the 3D printing material; A single laser beam based multiple laser beam scanning device.
 제1 항에 따른 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 장치를 이용한 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법에 있어서,
(a) 상기 레이저빔 조사부가 상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부로 레이저빔을 조사하는 단계;
(b) 상기 적어도 하나의 레이저빔 분할부가 상기 레이저빔을 분할하여 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계;
(c) 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부가 상기 분할된 레이저빔을 교정 작업하여 상기 분할된 레이저빔의 출력을 조절하는 단계;
(d) 상기 적어도 하나의 스캐너부가 상기 적어도 하나의 레이저빔 출력조절부로부터 제공되는 레이저빔을 3D 프린팅 소재로 조사하여 가공물을 성형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법.
In the single laser beam based multiple laser beam scanning method using the single laser beam based multiple laser beam scanning device according to claim 1,
(a) irradiating a laser beam to the at least one laser beam splitter by the laser beam irradiator;
(b) dividing the laser beam by the at least one laser beam splitter and reflecting it to the at least one laser beam output adjusting part;
(c) adjusting the output of the divided laser beam by calibrating the divided laser beam by the at least one laser beam output adjusting unit;
(d) forming the workpiece by the at least one scanner unit irradiating the laser beam provided from the at least one laser beam output control unit as a 3D printing material; Scanning method.
 제7 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 제1 레이저빔 분할부가 제1 레이저빔인 상기 레이저빔을 분할한 제2 레이저빔을 제1 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계;
(b2) 제2 레이저빔 분할부가 상기 제1 레이저빔 분할부에서 분할된 제3 레이저빔을 분할한 제4 레이저빔을 제2 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계; 및
(b3) 반사경이 상기 제2 레이저빔 분할부에서 분할된 제5 레이저빔을 반사시킨 제6 레이저빔을 제3 레이저빔 출력조절부로 반사시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법.
8. The method of claim 7,
Step (b) is,
(b1) reflecting the second laser beam obtained by dividing the laser beam, which is the first laser beam, by the first laser beam dividing unit to the first laser beam output adjusting unit;
(b2) reflecting the fourth laser beam obtained by dividing the third laser beam divided by the first laser beam dividing unit by the second laser beam dividing unit to the second laser beam output adjusting unit; and
(b3) a reflector reflecting the sixth laser beam, which reflects the fifth laser beam divided by the second laser beam splitter, to the third laser beam output controller; Laser beam scanning method.
 제8 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c1) 상기 제1 레이저빔 출력조절부가 상기 제2 레이저빔을 교정 작업하여 제1 스캐너부로 제공하는 단계;
(c2) 상기 제2 레이저빔 출력조절부가 상기 제4 레이저빔을 교정 작업하여 제2 스캐너부로 제공하는 단계; 및
(c3) 상기 제3 레이저빔 출력조절부가 상기 제6 레이저빔을 교정 작업하여 제3 스캐너부로 제공하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 내지 제3 레이저빔 출력부는 제어부에 의해 상기 제2, 4, 6 레이저빔의 온오프, 출력 및 광량 중 적어도 어느 하나가 각각 다르게 제어되는 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법.
9. The method of claim 8,
The step (c) is,
(c1) providing the first laser beam output control unit to the first scanner unit by calibrating the second laser beam;
(c2) providing the second laser beam output control unit to the second scanner unit by calibrating the fourth laser beam; and
(c3) the third laser beam output adjusting unit correcting the sixth laser beam and providing it to a third scanner unit;
The first to third laser beam output units are single laser beam-based multi-laser beam scanning, characterized in that at least one of on/off, output, and light amount of the second, fourth, and sixth laser beams is differently controlled by a controller. Way.
 제9 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d1) 제1 레이저빔 스캐너부가 상기 제1 레이저빔 출력조절부에서 출력을 조절한 제2 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계;
(d2) 제2 레이저빔 스캐너부가 상기 제2 레이저빔 출력조절부에서 출력을 조절한 제4 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계;
(d1) 제3 레이저빔 스캐너부가 상기 제3 레이저빔 출력조절부에서 출력을 조절한 제6 레이저빔을 상기 3D 프린팅 소재로 조사하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 내지 3 레이저빔 스캐너부는 상기 3D 프린팅 소재로 상기 제2, 4, 6 레이저빔을 조사함에 따라 상기 가공을 성형하는 것을 특징으로 하는 단일 레이저빔 기반 다중 레이저빔 스캐닝 방법.

10. The method of claim 9,
Step (d) is,
(d1) irradiating, by the first laser beam scanner unit, a second laser beam whose output is adjusted by the first laser beam output control unit to the 3D printing material;
(d2) irradiating, by the second laser beam scanner unit, a fourth laser beam whose output is adjusted by the second laser beam output control unit to the 3D printing material;
(d1) a third laser beam scanner unit irradiating a sixth laser beam whose output is adjusted by the third laser beam output control unit to the 3D printing material;
The single laser beam-based multiple laser beam scanning method, characterized in that the first to third laser beam scanner units shape the processing by irradiating the second, fourth, and sixth laser beams to the 3D printing material.
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