KR20200052404A - Powder accumulating apparatus for 3d printing and 3d printing method using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a powder deposition apparatus which detects deformation of a 3D printed object in advance to reduce processing time and material cost. The powder deposition apparatus includes a stage on which a 3D-shaped object is molded, a material supply table arranged adjacent to the stage to store a powder material to be supplied to the stage, a recoater arranged to horizontally move above the stage and the material supply table and sequentially depositing the powder material on the stage to form the object, and a sensing unit arranged to be spaced apart from the recoater and detecting the surface condition of the powder material and the surface condition of the object while moving along with the moving direction of the recoater.

Description

3D 프린팅에 이용되는 파우더 적층 장치 및 이를 이용한 3D 프린팅 방법{POWDER ACCUMULATING APPARATUS FOR 3D PRINTING AND 3D PRINTING METHOD USING THE SAME} Powder lamination device used for 3D printing and 3D printing method using the same {POWDER ACCUMULATING APPARATUS FOR 3D PRINTING AND 3D PRINTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 파우더 적층 장치 및 이를 이용한 3D 프린팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3D 프린팅 시 조형물의 변형을 미리 감지하여 공정시간 및 소재비용을 절감하는 파우더 적층 장치 및 이를 이용한 3D 프린팅 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a powder stacking device and a 3D printing method using the same, and more particularly, to a powder stacking device and a 3D printing method using the powder stacking device that detects deformation of a molded object during 3D printing in advance to reduce process time and material cost. .

금속계 소재를 이용한 3D 프린팅 기술의 특징은 원하는 모양의 조형물을 3D 도면으로 디자인하고 금속 파우더를 적층한 후 레이저 열원을 조사하여 소결하는 것이다.The characteristic of the 3D printing technology using a metal-based material is to design a 3D drawing of a desired shape, stack metal powder, and irradiate a laser heat source to sinter.

이러한 3D 프린팅 기술로 조형물을 제작하는 경우, 조형물의 형태에 관한 고유 특성 또는 레이저 성형시 열팽창에 의하여 조형물이 변형될 수 있다.In the case of manufacturing a sculpture using this 3D printing technique, the sculpture may be deformed by intrinsic characteristics regarding the shape of the sculpture or thermal expansion during laser molding.

도 1은 종래의 파우더 적층 장치(50)를 도시한 평면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 파우더 적층 장치에서 리코터(52)는 파우더 저장소(54)에서 일정 두께만큼 파우더(56)를 밀어내어 적층 베드(58)로 이송하는 역할을 수행한다.1 is a plan view showing a conventional powder lamination apparatus 50. Referring to FIG. 1, in the conventional powder lamination apparatus, the recoater 52 serves to push the powder 56 by a predetermined thickness from the powder reservoir 54 and transfer it to the lamination bed 58.

이 경우, 상기 리코터(52)가 별도의 이동유닛을 통해 직접 수평방향으로 이동함에 따라 적층되는 파우더층에 수평 하중을 발생시켜, 소결 단계에서 불균일한 파트 단면(60)이 발생하며, 이후, 새로운 파우더층을 적층하는 단계에서 이동하는 상기 리코터(52)와 이전 소결 단계에서 발생한 상기 파트 단면(60)과의 충돌로 인해 공정 중에 중간 조형물(62)의 파손이 발생하는 문제점이 있다.In this case, as the recoater 52 directly moves in a horizontal direction through a separate moving unit, a horizontal load is generated on the powder layer to be stacked, resulting in uneven part cross-section 60 in the sintering step. Due to the collision between the recoater 52 moving in the step of laminating the new powder layer and the part end face 60 generated in the previous sintering step, there is a problem in that the intermediate sculpture 62 is damaged during the process.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 공정 중에 중간 조형물의 파손을 방지할 수 있는 3D 프린팅 기술에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in order to solve this problem, there is a need for research on 3D printing technology capable of preventing damage to intermediate structures during the process.

대한민국 공개특허 제10-2018-0083384호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0083384 미국 공개특허 제2016-0325383호U.S. Patent Publication No. 2016-0325383 미국 공개특허 제2016-0311025호U.S. Patent Publication No. 2016-0311025

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 3D 프린팅 시 조형물의 변형을 미리 감지하여 공정시간 및 소재비용을 절감하는 파우더 적층 장치에 관한 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is conceived in this regard, and the object of the present invention relates to a powder lamination device that detects deformation of a molding object in advance in 3D printing, thereby reducing process time and material cost.

본 발명의 목적은 3D 프린팅 시 조형물의 변형을 미리 감지하여 공정시간 및 소재비용을 절감하는 파우더 적층 장치를 이용하는 3D 프린팅 방법에 관한 것이다.The object of the present invention relates to a 3D printing method using a powder lamination device that detects deformation of a molding object in advance during 3D printing to reduce process time and material cost.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 파우더 적층 장치는, 스테이지, 소재공급테이블, 리코터, 및 감지유닛을 포함한다. 상기 스테이지는 3차원 형상의 조형물이 조형된다. 상기 소재공급테이블은 상기 스테이지에 인접하게 배치되어 상기 스테이지로 공급되는 분말소재를 보관한다. 상기 리코터는 상기 스테이지 및 상기 소재공급테이블의 상측에 수평 이동 가능하게 배치되어, 상기 분말소재를 상기 조형물이 형성되도록 순차적으로 상기 스테이지 상에 적층한다. 상기 감지유닛은 상기 리코터에 이격되도록 배치되어 상기 리코터의 이동방향에 따라 이동하며 상기 분말소재의 표면 및 상기 조형물의 표면상태를 감지한다.Powder stacking apparatus according to an embodiment for realizing the above object of the present invention includes a stage, a material supply table, a recoater, and a sensing unit. The three-dimensional shape of the stage is molded. The material supply table is arranged adjacent to the stage to store the powder material supplied to the stage. The recoater is disposed to be horizontally movable on the stage and the upper side of the material supply table, so that the powder material is sequentially stacked on the stage to form the sculpture. The sensing unit is arranged to be spaced apart from the recoater and moves along the moving direction of the recoater to detect the surface of the powder material and the surface of the sculpture.

일 실시예에서, 상기 감지유닛은, 상기 리코터의 전단에 위치하며, 상기 리코터의 이동에 선행하여 상기 조형물의 표면상태 및 돌출물의 존재를 감지하는 제1 감지유닛, 및 상기 리코터의 후단에 위치하며, 상기 리코터의 이동에 후행하여 상기 분말소재가 적층된 표면상태를 감지하는 제2 감지유닛을 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensing unit is located at the front end of the recoater, the first sensing unit for detecting the surface state of the sculpture and the presence of a protrusion prior to the movement of the recoater, and the rear end of the recoater Located in the, may include a second detection unit for detecting the surface state of the powder material is stacked after the movement of the recoater.

일 실시예에서, 상기 감지유닛은 상기 분말소재의 표면 이미지 및 상기 조형물의 표면 이미지를 영상신호로 변경하는 스캐너를 포함하고, 상기 파우더 적층 장치는 상기 영상신호에 따라 상기 리코터의 이동을 제어하는 정보처리부재를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensing unit includes a scanner that changes the surface image of the powder material and the surface image of the sculpture into an image signal, and the powder stacking device controls movement of the recoater according to the image signal. It may further include an information processing member.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 3D 프링팅 방법에 사용되는 파우더 적층 장치는 3차원 형상의 조형물이 조형되는 스테이지와, 상기 스테이지에 인접하게 배치되어 상기 스테이지로 공급되는 분말소재를 보관하는 소재공급테이블과, 상기 스테이지 및 상기 소재공급테이블의 상측에 수평 이동 가능하게 배치되어 상기 분말소재를 상기 조형물이 형성되도록 순차적으로 상기 스테이지 상에 적층하는 리코터와, 상기 리코터에 이격되도록 배치되어 상기 리코터의 이동방향에 따라 이동하며 상기 분말소재의 표면 및 상기 조형물의 표면상태를 감지하는 감지유닛을 포함한다. 상기 3D 프린팅 방법에 있어서, 먼저 상기 소재공급테이블 상에 상기 분말소재를 공급한다. 이어서, 상기 리코터를 수평이동하여 상기 소재공급테이블 상에 놓여있는 상기 분말소재를 상기 스테이지 쪽으로 밀어서 이동시킨다. 이후에, 상기 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하여 이동시키면서 상기 분말소재의 표면 이미지 및 상기 조형물의 표면 이미지를 영상신호로 변경한다. 계속해서, 상기 영상신호 상에 돌출부가 존재하는 경우, 상기 리코터의 높이를 재조정한다. 이어서, 상기 리코터를 상기 스테이지의 단부까지 이동시켜서 상기 분말소재로 상기 조형물의 상부를 코팅한다. 이후에, 상기 코팅된 분말소재 상에 조형광선을 조사하여 상기 코팅된 분말소재를 성형한다.The powder stacking apparatus used in the 3D printing method according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above is a stage in which a three-dimensionally shaped object is molded and a powder disposed adjacent to the stage and supplied to the stage. In the material supply table for storing the material, and on the stage and the material supply table, horizontally movable and arranged on the stage so that the powder material is sequentially stacked on the stage so that the sculpture is formed. It is arranged to be spaced apart and moves according to the moving direction of the recoater, and includes a sensing unit for sensing the surface of the powder material and the surface condition of the sculpture. In the 3D printing method, the powder material is first supplied to the material supply table. Subsequently, the recoater is moved horizontally to move the powder material placed on the material supply table toward the stage. Thereafter, the surface image of the powder material and the surface image of the sculpture are changed to a video signal while the sensing unit is moved prior to the movement of the recoater. Subsequently, if a projection is present on the video signal, the height of the recoater is readjusted. Subsequently, the recoater is moved to the end of the stage to coat the top of the sculpture with the powder material. Subsequently, the coated powder material is molded by irradiating shaping rays onto the coated powder material.

일 실시예에서, 상기 감지유닛은 상기 리코터의 전단에 위치하는 제1 감지유닛과 상기 리코터의 후단에 위치하는 제2 감지유닛을 포함하고, 상기 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하여 이동시키면서 상기 분말소재의 표면 이미지 및 상기 조형물의 표면 이미지를 영상신호로 변경하는 단계는, 상기 제1 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하게 이동시켜서 상기 조형물의 표면상태 및 돌출물의 존재를 감지하는 단계, 및 상기 제2 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 후행하게 이동시켜서 상기 분말소재가 적층된 표면상태를 감지하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensing unit includes a first sensing unit located at the front end of the recoater and a second sensing unit located at the rear end of the recoater, and the sensing unit precedes the movement of the recoater. In the step of changing the surface image of the powder material and the surface image of the sculpture while moving, the first sensing unit is moved prior to the movement of the recoater to detect the surface state of the sculpture and the presence of a protrusion. And moving the second sensing unit backward to the movement of the recoater to detect a surface state in which the powder material is stacked.

일 실시예에서, 상기 파우더 적층 장치는 상기 감지유닛에 의해 생성된 상기 영상신호를 이용하여 상기 리코터의 높이를 제어하는 정보처리부재를 더 포함하고, 상기 제1 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하게 이동시키는 단계는, 상기 제1 감지유닛에 의해 생성된 영상신호를 상기 정보처리부재로 전송하며, 상기 제2 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 후행하게 이동시키는 단계는, 상기 제2 감지유닛에 의해 생성된 영상신호를 상기 정보처리부재로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the powder stacking device further includes an information processing member that controls the height of the recoater using the image signal generated by the detection unit, and moves the first detection unit to the recoater. In the step of moving in advance, the image signal generated by the first sensing unit is transmitted to the information processing member, and the step of moving the second sensing unit to follow the movement of the recoater is the second. And transmitting the image signal generated by the detection unit to the information processing member.

일 실시예에서, 상기 리코터를 상기 스테이지의 단부까지 이동시켜서 상기 분말소재로 상기 조형물의 상부를 코팅하는 단계 이전에, 상기 리코터 및 상기 감지유닛을 상기 소재공급테이블로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, before moving the recoater to the end of the stage to coat the top of the sculpture with the powder material, further comprising moving the recoater and the sensing unit to the material supply table. can do.

본 발명의 실시예들에 의하면, 금속 파우더에 레이저를 조사하는 과정에서 발생되는 조형물의 변형을 미리 감지하여, 리코터가 변형된 조형물에 충돌하는 것을 방지한다. 따라서 리코터와 변형된 조형물의 충돌에 의한 리코터 또는 조형물의 파손을 방지하여, 소재비용 및 공정시간이 단축된다.According to embodiments of the present invention, the deformation of the sculpture generated in the process of irradiating the laser to the metal powder is detected in advance to prevent the recoater from colliding with the modified sculpture. Therefore, damage to the recoater or the molded object due to collision between the recoater and the deformed molded object is prevented, thereby reducing material cost and processing time.

또한 조형물의 표면 상에 돌출부가 존재하는 경우에만 리코터의 높이를 조절함으로써 각 적층단계별 리코터의 높이를 최적화할 수 있다. 따라서 조형물의 표면이 불균일해지는 것을 최소화할 수 있다.In addition, the height of the recoater for each lamination step can be optimized by adjusting the height of the recoater only when a protrusion is present on the surface of the sculpture. Therefore, it is possible to minimize the uneven surface of the sculpture.

도 1은 종래의 파우더 적층 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 파우더 적층 장치를 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 7은 도 2에 도시된 파우더 적층 장치를 이용한 3D 프린팅 방법을 나타내는 사시도들이다.1 is a plan view showing a conventional powder lamination device.
2 is a perspective view showing a powder lamination apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 7 are perspective views illustrating a 3D printing method using the powder lamination device shown in FIG. 2.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The present invention can be applied to various changes and can have various forms, and the embodiments are described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood as including all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are for the purpose of distinguishing one component from other components. Only used. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “consist of” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 파우더 적층 장치를 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a powder lamination apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 파우더 적층 장치는 스테이지(100), 소재공급테이블(150), 리코터(200), 제1 감지유닛(310), 제2 감지유닛(320), 정보처리부재(330), 및 가이드부재(500)를 포함한다.2, the powder stacking apparatus according to the present embodiment is a stage 100, a material supply table 150, a recoater 200, a first sensing unit 310, a second sensing unit 320, information It includes a processing member 330, and a guide member 500.

본 실시예에 의한 파우더 적층 장치는 분말소재(10)를 공급하여 분말층을 형성하는 적층 공정과, 조형광선(광 빔 또는 전자 빔, 도 7의 70)을 상기 분말층에 조사함과 아울러 상기 분말층을 소결하는 소결 공정을 교대로 반복하여 3차원 형상 조형물을 제조한다.The powder lamination apparatus according to this embodiment supplies the powder material 10 to form a powder layer, and irradiates the powder layer with a shading beam (light beam or electron beam, 70 of FIG. 7), and The sintering process of sintering the powder layer is alternately repeated to produce a three-dimensional shape sculpture.

상기 스테이지(100)는 그 위에서 분말소재(파우더, 10)가 조형되기 시작하고, 조형과정 중 조형이 완료된 뒤에도 조형물이 그 위에 부착되어 있게 되는 요소이다. 따라서 상기 스테이지(100)의 상면은 그 위에 위치한 분말소재가 광선에 의해 경화 내지 소결되기 이전 및 이후에 일정 정도 부착을 유지할 수 있는 재질로 처리되어야 한다.The stage 100 is an element in which the powder material (powder, 10) starts to be molded thereon, and the molded object is attached thereon even after the shaping is completed during the shaping process. Therefore, the upper surface of the stage 100 should be treated with a material capable of maintaining a certain degree of adhesion before and after the powder material located thereon is cured or sintered by light.

또한 상기 스테이지(100)는 상면을 평탄 형상으로 형성한 테이블로서, 도시하지 않은 승강 기구에 의해서 승강하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 스테이지(100)는 상기 소재공급테이블(150) 상에 위치하는 소재공급부(미도시) 또는 상기 리코터(200)에 의한 분말층의 형성과 해당 분말층의 부분적인 소결이 반복될 때마다 하방으로 소정량 이동할 수 있다.In addition, the stage 100 is a table having an upper surface formed in a flat shape, and may be configured to move up and down by a lifting mechanism (not shown). In this case, the stage 100 is formed by a material supply unit (not shown) or the recoater 200 positioned on the material supply table 150, and partial sintering of the powder layer is repeated. Each time, it can move down a predetermined amount.

아울러, 다른 예로서는 상기 스테이지(100)를 승강 불가능하게 고정하고, 상기 소재공급부 또는 상기 리코터(200)를 승강시키는 구조로 구성하는 것도 가능하다.In addition, as another example, it is possible to fix the stage 100 so as not to be elevated, and to be configured to have a structure for lifting the material supply unit or the recoater 200.

상기 리코터(200)는 상기 소재공급테이블(150)의 상측에 수평 이동 가능하게 설치되며, 수직방향으로 세워져 구비될 수 있다. 또한, 상기 리코터(200)는 얇은 두께의 철판으로 이루어지며, 그 재질은 스테인레스로 이루어질 수 있다.The recoater 200 is installed to be horizontally movable on the upper side of the material supply table 150, and may be erected in a vertical direction. In addition, the recoater 200 is made of a steel plate of a thin thickness, the material may be made of stainless steel.

상기 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)은 상기 리코터(200)를 중심으로 서로 마주보도록 배치된다. 상기 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)은 평면상에서 상기 리코터(200)의 이동방향과 동일한 방향으로 이동하면서, 분말소재(10) 및 조형물(50)의 표면상태를 감지한다.The first sensing unit 310 and the second sensing unit 320 are disposed to face each other centering on the recoater 200. The first sensing unit 310 and the second sensing unit 320 are moved in the same direction as the moving direction of the recoater 200 on a flat surface, and the surface state of the powder material 10 and the moldings 50 is moved. Detect.

상기 정보처리부재(330)는 상기 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)으로부터 감지된 신호를 이용하여, 상기 분말소재(10) 및 상기 조형물(50)의 표면의 매끄러운 상태, 돌출물(도시되지 않음)의 존재, 등을 판단한다.The information processing member 330 uses the signals sensed by the first sensing unit 310 and the second sensing unit 320 to smooth the surfaces of the powder material 10 and the sculpture 50. , Judging (not shown) presence, etc. are judged.

본 실시예에서, 상기 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)은 표면 이미지를 영상신호로 변경하는 스캐너를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)은 300dpi 이상의 해상도를 갖는 고성능 스캐너를 포함할 수 있다. 상기 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)에 의해 감지된 표면 이미지가 매끄러운 경우, 상기 정보처리부재(330)는 상기 조형물(50)이 정상적인 상태로 판단하여 3D 프린팅 작업을 계속 진행시킨다. 상기 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)에 의해 감지된 표면 이미지 상에 돌출부(도시되지 않음)가 존재하는 경우, 상기 정보처리부재(330)는 상기 조형물(50)이 비정상적인 상태로 판단하여 3D 프린팅 작업을 중지하고 오류를 정정하기 위한 작업을 실시한다. 예를 들어, 오류를 정정하기 위한 작업은 상기 리코터(200)의 높이를 조절하여 도포되는 상기 분말소재(10a)가 상기 조형물(50)의 돌출부(도시되지 않음)를 커버하도록 할 수 있다.In this embodiment, the first sensing unit 310 and the second sensing unit 320 may include a scanner that changes a surface image to an image signal. For example, the first sensing unit 310 and the second sensing unit 320 may include a high-performance scanner having a resolution of 300 dpi or higher. When the surface image sensed by the first sensing unit 310 and the second sensing unit 320 is smooth, the information processing member 330 determines that the sculpture 50 is in a normal state and performs 3D printing. Keep going. When there is a protrusion (not shown) on the surface images sensed by the first sensing unit 310 and the second sensing unit 320, the information processing member 330 may include the sculpture 50 Judging by the abnormal condition, the 3D printing operation is stopped and an operation for correcting the error is performed. For example, the operation for correcting the error may be such that the powder material 10a applied by adjusting the height of the recoater 200 covers the protrusions (not shown) of the sculpture 50.

다른 실시예에서, 상기 제1 감지유닛(310)과 상기 제2 감지유닛(320)은 상기 리코터(200)의 진행방향에 수직한 방향으로 상기 분말소재(10) 및 상기 조형물(50)의 표면을 진행하는 광을 조사하는 발광소자(도시되지 않음) 및 상기 분말소재(10) 및 상기 조형물(50)의 표면을 지난 광을 감지하는 수광소자(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 상기 조형물(50)의 표면이 매끄러운 경우, 상기 발광소자(도시되지 않음)에서 조사된 광은 상기 수광소자(도시되지 않음)로 무사히 진입하여 광감지신호를 생성한다. 상기 조형물(50)의 상부에 돌출물(도시되지 않음)이 존재하는 경우, 상기 발광소자(도시되지 않음)에서 조사된 광은 상기 돌출물(도시되지 않음)에 의해 가려져서 상기 수광소자(도시되지 않음)가 광감지신호를 생성하지 않는다.In another embodiment, the first sensing unit 310 and the second sensing unit 320 are formed of the powder material 10 and the sculpture 50 in a direction perpendicular to the traveling direction of the recoater 200. It may include a light-emitting element (not shown) for irradiating the light traveling through the surface, and a light-receiving element (not shown) for sensing the light passing through the surface of the powder material 10 and the sculpture 50. When the surface of the sculpture 50 is smooth, light irradiated from the light emitting element (not shown) enters the light receiving element (not shown) safely and generates a light sensing signal. When a protruding object (not shown) is present on the top of the sculpture 50, the light irradiated from the light emitting device (not shown) is obscured by the protruding material (not shown) so that the light receiving device (not shown) Does not generate a light detection signal.

도 3 내지 도 7은 도 2에 도시된 파우더 적층 장치를 이용한 3D 프린팅 방법을 나타내는 사시도들이다.3 to 7 are perspective views illustrating a 3D printing method using the powder lamination device shown in FIG. 2.

도 3은 조형광선(도 7의 70) 조사가 완료된 상기 조형물(50)쪽으로 상기 분말소재(10)를 공급하기 위하여, 상기 소재공급테이블(150) 상의 상기 분말소재(10a)를 운반하는 단계를 나타내는 사시도이다.3 is a step of transporting the powder material (10a) on the material supply table 150, in order to supply the powder material (10) toward the molding 50 is irradiated with the shaping light (70 of FIG. 7) It is a perspective view.

도 3을 참조하면, 먼저 조형광선(도 7의 70) 조사가 완료된 상기 조형물(50) 쪽으로 상기 분말소재(10)를 공급하기 위하여, 상기 소재공급테이블(150) 상에 상기 분말소재(10a)를 충진한다.Referring to FIG. 3, first, in order to supply the powder material 10 toward the molded object 50 that has been irradiated with shaping rays (70 of FIG. 7), the powder material 10a on the material supply table 150 Fill it.

이어서, 상기 리코터(200)를 수평이동하여 상기 소재공급테이블(150)에 놓여진 상기 분말소재(10a)를 상기 스테이지(100)가 위치하는 방향으로 밀어 상기 스테이지(100) 상의 피조형 영역으로 이동시킨다.Subsequently, by moving the recoater 200 horizontally, the powder material 10a placed on the material supply table 150 is pushed in a direction in which the stage 100 is located, and moved to a structured area on the stage 100. Order.

상기 제1 감지유닛(310)은 상기 리코터(200)에 선행하여 수평이동하면서 상기 분말소재(10)의 표면상태를 감지하여 영상신호를 상기 정보처리부재(330)로 전송한다.The first sensing unit 310 detects the surface state of the powder material 10 while moving horizontally prior to the recoater 200 and transmits an image signal to the information processing member 330.

도 4는 조형광선(도 7의 70) 조사가 완료된 상기 조형물(50)쪽으로 상기 분말소재(10)가 공급되는 단계를 나타내는 사시도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a step in which the powder material 10 is supplied toward the molded object 50 where irradiation of the molded light beam (70 in FIG. 7) is completed.

도 4를 참조하면, 상기 리코터(200)가 상기 스테이지(100)쪽으로 진행함에 따라 상기 제1 감지유닛(310)이 상기 조형물(50)의 표면상태를 감지하여 영상신호를 상기 정보처리부재(330)로 전송한다.Referring to FIG. 4, as the recoater 200 proceeds toward the stage 100, the first sensing unit 310 detects the surface state of the sculpture 50 and transmits an image signal to the information processing member ( 330).

상기 제1 감지유닛(310)에 의해 감지된 상기 조형물(50)의 표면 이미지가 매끄러운 경우, 상기 정보처리부재(330)는 상기 조형물(50)이 정상적인 상태로 판단하여 상기 리코터(200)를 계속하여 수평이동시킨다. 상기 제1 감지유닛(310)에 의해 감지된 표면 이미지 상에 돌출부(도시되지 않음)가 존재하는 경우, 상기 정보처리부재(330)는 상기 조형물(50)이 비정상적인 상태로 판단하여 분말소재(도시되지 않음)의 두께가 상기 돌출부(도시되지 않음)를 커버하도록 상기 리코터(200)의 높이를 재조정할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 감지유닛(310)에 의해 감지된 표면 이미지 상에 돌출부(도시되지 않음)가 존재하는 경우, 상기 정보처리부재(330)는 상기 조형물(50)이 비정상적인 상태로 판단하여 3D 프린팅 작업을 중지하고 상기 리코터(200)를 상기 소재공급테이블(150) 상으로 다시 이동시킨 후에 분말소재(도시되지 않음)의 두께가 상기 돌출부(도시되지 않음)를 커버하도록 상기 리코터(200)의 높이를 재조정한 후에 도 3의 단계부터 다시 실시할 수도 있다.When the surface image of the sculpture 50 sensed by the first sensing unit 310 is smooth, the information processing member 330 determines that the sculpture 50 is in a normal state and determines the recoater 200. Continue to move horizontally. When a protrusion (not shown) is present on the surface image sensed by the first sensing unit 310, the information processing member 330 determines that the sculpture 50 is in an abnormal state and powder material (not shown) The height of the recoater 200 can be readjusted so that the thickness of the not covered) covers the protrusion (not shown). In another embodiment, when a protrusion (not shown) is present on the surface image sensed by the first sensing unit 310, the information processing member 330 determines that the sculpture 50 is in an abnormal state After the 3D printing operation is stopped and the recoater 200 is moved back onto the material supply table 150, the recoater so that the thickness of the powder material (not shown) covers the protrusion (not shown). After the height of 200 is readjusted, it may be performed again from the step of FIG. 3.

예를 들어, 상기 정보처리부재(330)는 상기 조형물(50)의 표면상태가 양호한 경우 상기 리코터(200)가 상기 분말소재(10)를 제1 두께(D1, 예를 들어, 30um)로 도포하며, 상기 조형물(50)의 표면상태가 불량한 경우 상기 리코터(200)가 상기 분말소재(10)를 제2 두께(D2, 예를 들어, 50um)로 도포하여 상기 돌출부(도시되지 않음)를 커버할 수 있다.For example, when the surface condition of the sculpture 50 is good, the information processing member 330 may cause the recoater 200 to set the powder material 10 to a first thickness (D1, for example, 30um). When the surface condition of the molded object 50 is poor, the recoater 200 applies the powder material 10 with a second thickness (D2, for example, 50 um) to the protrusion (not shown). Can cover.

상기 리코터(200)의 높이가 지나치게 높은 경우, 생성되는 조형물(50)의 표면이 불균일해지는 문제점이 나타날 수 있다. 본 발명에서는, 상기 조형물(50)의 표면 상에 돌출부(도시되지 않음)가 존재하는 경우에만 상기 리코터(200)의 높이를 조절하여 상기 조형물(50)의 표면이 불균일해지는 것을 최소화할 수 있다.When the height of the recoater 200 is too high, a problem that the surface of the resulting sculpture 50 is uneven may appear. In the present invention, it is possible to minimize the non-uniformity of the surface of the sculpture 50 by adjusting the height of the recoater 200 only when a protrusion (not shown) is present on the surface of the sculpture 50. .

상기 제1 감지유닛(310)이 상기 스테이지(100)의 단부에 도달한 이후, 상기 제1 감지유닛(310)이 상기 정보처리장치(330)로 상기 영상신호를 전송하는 것을 중단한다.After the first sensing unit 310 reaches the end of the stage 100, the first sensing unit 310 stops transmitting the image signal to the information processing device 330.

이후, 상기 제2 감지유닛(320)이 상기 리코터(200)를 후행하면서 상기 분말소재(10)의 표면상태를 감지하여 영상신호를 상기 정보처리부재(330)로 전송한다.Thereafter, the second sensing unit 320 detects the surface state of the powder material 10 while trailing the recoater 200 and transmits an image signal to the information processing member 330.

도 5는 상기 분말소재(10)의 코팅이 완료된 상태를 나타내는 사시도이다.5 is a perspective view showing a state in which the coating of the powder material 10 is completed.

도 5를 참조하면, 이후에 상기 리코터(200)가 계속하여 수평이동하여 상기 스테이지(100)의 단부에 도달한다. 마찬가지로 상기 제2 감지유닛(320)이 상기 리코터(200)를 후행하면서 계속하여 수평이동하여 상기 스테이지(100)의 단부에 도달한다. 상기 제2 감지유닛(320)은 상기 스테이지(100)의 단부에 도달할 때까지 상기 분말소재(10)의 표면에 관한 영상신호를 상기 정보처리부재(330)로 전송한다.Referring to FIG. 5, afterwards, the recoater 200 continues to move horizontally to reach the end of the stage 100. Similarly, the second sensing unit 320 continues to move horizontally while trailing the recoater 200 to reach the end of the stage 100. The second sensing unit 320 transmits an image signal on the surface of the powder material 10 to the information processing member 330 until it reaches the end of the stage 100.

도 6은 후속단계를 위하여 상기 제2 감지유닛(320), 상기 리코터(200), 및 상기 제1 감지유닛(310)이 상기 소재공급테이블(150)로 이동하는 단계를 나타내는 사시도이다.6 is a perspective view showing a step of moving the second sensing unit 320, the recoater 200, and the first sensing unit 310 to the material supply table 150 for subsequent steps.

도 6을 참조하면, 상기 제2 감지유닛(320), 상기 리코터(200), 및 상기 제1 감지유닛(310)이 상기 소재공급테이블(150)로 이동한다.Referring to FIG. 6, the second sensing unit 320, the recoater 200, and the first sensing unit 310 move to the material supply table 150.

상기 리코터(200)가 상기 소재공급테이블(150)쪽으로 진행함에 따라, 상기 제1 감지유닛(310)이 상기 분말소재(10)의 표면상태를 감지하여 영상신호를 상기 정보처리부재(330)로 전송한다.As the recoater 200 proceeds toward the material supply table 150, the first sensing unit 310 detects the surface state of the powder material 10 and transmits an image signal to the information processing member 330. Transfer to.

상기 제1 감지유닛(310)에 의해 감지된 상기 분말소재(10)의 표면 이미지가 매끄러운 경우, 상기 정보처리부재(330)는 상기 분말소재(10)가 정상적인 상태로 판단한다. 일 실시예에서, 상기 제1 감지유닛(310)에 의해 감지된 표면 이미지 상에 불균일한 부분(도시되지 않음)이 존재하는 경우, 상기 정보처리부재(330)는 상기 분말소재(10)를 비정상적인 상태로 판단하여 후속적인 단계에서 상기 리코터(200)의 높이를 추가적으로 상승시켜서 후속 단계에서 상기 분말소재(10)가 상기 불균일한 부분(도시되지 않음)을 커버할 수 있도록 한다.When the surface image of the powder material 10 sensed by the first sensing unit 310 is smooth, the information processing member 330 determines that the powder material 10 is in a normal state. In one embodiment, when a non-uniform portion (not shown) is present on the surface image sensed by the first sensing unit 310, the information processing member 330 may cause the powder material 10 to be abnormal. Judging by the state, the height of the recoater 200 is additionally increased in a subsequent step so that the powder material 10 can cover the uneven portion (not shown) in a subsequent step.

도 7은 상기 리코터(200)의 이동이 완료된 후에 상기 스테이지(100) 상에 상기 조형광선(70)을 조사하여 성형하는 단계를 나타내는 사시도이다.7 is a perspective view illustrating a step of irradiating and shaping the shaping beam 70 on the stage 100 after the movement of the recoater 200 is completed.

도 7을 참조하면, 상기 리코터(200)의 수평이동이 완료되면 상기 스테이지(100) 상의 피조형 영역이 주사수단(미도시)의 조형광선(70)에 의해 소결되어 분말층이 형성된다. 이 후, 도 3의 단계부터 다시 진행되어 계속하여 상기 조형물(50)을 생성한다.Referring to FIG. 7, when the horizontal movement of the recoater 200 is completed, a structured area on the stage 100 is sintered by a molding beam 70 of a scanning means (not shown) to form a powder layer. Thereafter, the process proceeds again from the step of FIG. 3 to continue to generate the sculpture 50.

상기 피조형 영역은, 상기 파우더 적층 장치에 의해서 제조되는 3차원 형상 조형물을, 상기 스테이지(100)에 평행한 평면으로 절단한 단면에 대응하고, 상기 3차원 형상 조형물의 형상에 따라서, 복수의 분말층마다 다른 형상으로 되는 경우나, 동일 형상으로 되는 경우 등이 있다.The region to be formed corresponds to a cross-section of a three-dimensional shape structure produced by the powder lamination apparatus in a plane parallel to the stage 100, and according to the shape of the three-dimensional shape structure, a plurality of powders There may be a case where the layers have different shapes, or the same shape.

그리고, 상술한 최초의 분말층에 대한 가공과 동일하게, 상기 새로운 분말층의 상면에 피조형 영역을 설정하고, 상기 주사 수단에 의한 조형광선(70)을 상기 새로운 분말층에 있어서의 피조형 영역 상의 소정 위치에 집중시켜서 조사한다.Then, in the same way as the processing for the first powder layer described above, an area to be formed is set on the upper surface of the new powder layer, and the shaped beam 70 by the scanning means is formed in the new powder layer. Investigate by focusing on a predetermined position on the top

상기 분말소재(10)로는 본 실시예에 의한 파우더 적층 장치가 SLA, SLS 방식 등의 3D 프린팅 방식 모두에 적용될 수 있다는 것을 감안할 때, SLA 방식에 사용되는 액상 광경화수지(포토폴리머), SLS 방식에 사용되는 분말상 금속 또는 폴리머 등을 모두 적용할 수 있으며, 조형될 조형물에 따라서 세라믹, 플라스틱 또는 복합재가 될 수도 있으며 섬유를 포함할 수도 있다.Considering that the powder layering device according to the present embodiment can be applied to all 3D printing methods such as SLA and SLS methods as the powder material 10, liquid photocurable resin (photopolymer) and SLS methods used in the SLA method It can be applied to all of the powdery metal or polymer used for, and may be a ceramic, plastic or composite material, or may include fibers depending on the structure to be molded.

상기 분말소재(10)는 상기 소재공급부(도시되지 않음)를 통하여 상기 스테이지(100) 상에 공급될 수 있다. 상기 소재공급부(도시되지 않음)는 상기 분말소재(10)를 외부로부터 공급받아 소정의 면적 및 소정의 두께로 된 분말층을 형성하기 위해 필요한 만큼의 상기 분말소재(10)를 상기 스테이지(100) 상에 공급한다.The powder material 10 may be supplied on the stage 100 through the material supply unit (not shown). The material supply unit (not shown) receives the powder material 10 from the outside and applies the powder material 10 as necessary to form a powder layer having a predetermined area and a predetermined thickness to the stage 100. Phase.

그리하여, 상기 소재공급부(도시되지 않음)로부터 상기 분말소재(10)가 공급되면 상기 리코터(200)는 상기 분말소재(10)를 밀어 수평방향으로 이동시켜 상기 스테이지(100) 상에 안착시키며, 상기 분말소재(10)를 조형물이 형성되도록 순차적으로 적층한다.Thus, when the powder material 10 is supplied from the material supply unit (not shown), the recoater 200 pushes the powder material 10 in a horizontal direction to settle on the stage 100, The powder material 10 is sequentially stacked to form a molding.

한편, 상기 주사수단(도시되지 않음)은, 상기 분말소재(10)를 용융 또는 소결시켜 상기 분말층을 성형하는 기능을 한다. 사용하는 조형광선(70)으로는 상기 분말소재(10)에 따라 맞는 것을 선택하여야 하는데, 상기 분말소재(10)가 폴리머수지입자 인지 금속입자인지에 따라, 이들을 용융 내지 소결(sintering)할 수 있는 파장대의 광을 조사할 수 있는 LED, 레이저 또는 bulb 등이 사용될 수 있다.Meanwhile, the injection means (not shown) functions to melt or sinter the powder material 10 to form the powder layer. The shaping beam 70 to be used should be selected according to the powder material 10. Depending on whether the powder material 10 is polymer resin particles or metal particles, they can be melted or sintered. An LED, laser, or bulb that can irradiate light in a wavelength band may be used.

단, 상기 조형광선이 이미 소결된 아래층의 분말층에 영향을 주지 않도록 레이저의 에너지 밀도를 조절하여야 한다. 나아가 상기 조형광선의 형태에 있어서, 본 실시예에 의한 파우더 적층 장치가 면조형을 가능하게 하는 것임을 감안할 때, 상기 분말소재(10)도 면차원에서 용융 또는 소결이 일어나게 할 수 있도록 상기 조형광선을 라인 레이저(line laser)로 한다면, 조형속도를 증대시킬 수 있다는 측면에서 바람직하다.However, it is necessary to adjust the energy density of the laser so as not to affect the powder layer of the underlying layer where the shaping beam is already sintered. Furthermore, in the form of the shaping beam, considering that the powder lamination apparatus according to the present embodiment enables the shaping of the shading beam, the shaping beam is also allowed to melt or sinter in the plane dimension. If it is a line laser, it is preferable from the viewpoint of increasing the molding speed.

그리고, 상기 스테이지(100) 및 상기 소재공급테이블(150)의 양측 끝단부에 상기 스테이지(100) 및 상기 소재공급테이블(150)과 평행한 한 쌍의 가이드부재(500)가 형성된다. 상기 가이드부재(500)는 상기 스테이지(100) 및 상기 소재공급테이블(150)의 양측 단부와 맞닿는 위치에 형성되어 상기 리코터(200)에 의해 코팅되는 상기 분말소재(10)가 적층되는 것을 가이드한다.In addition, a pair of guide members 500 parallel to the stage 100 and the material supply table 150 are formed at both ends of the stage 100 and the material supply table 150. The guide member 500 is formed at a position contacting both ends of the stage 100 and the material supply table 150 to guide the powder material 10 coated by the recoater 200 to be stacked. do.

계속하여 상기 리코터(200)를 소정 높이로 상승시키거나, 상기 스테이지(100)를 소정높이로 하강시키면서, 도 3 내지 도 7에 도시된 단계들을 반복하여 새로운 분말층을 형성한다. 이러한 과정이 반복되면서 연속적으로 단면들(분말층들)이 적층되어 최종 단면이 적층되면 3차원 조형물이 조형된다.Subsequently, while raising the recoater 200 to a predetermined height or lowering the stage 100 to a predetermined height, the steps shown in FIGS. 3 to 7 are repeated to form a new powder layer. When this process is repeated, cross-sections (powder layers) are continuously stacked, and when the final cross-section is stacked, a three-dimensional object is molded.

본 발명의 실시예들에 의하면, 금속 파우더에 레이저를 조사하는 과정에서 발생되는 조형물의 변형을 미리 감지하여, 리코터가 변형된 조형물에 충돌하는 것을 방지한다. 따라서 리코터와 변형된 조형물의 충돌에 의한 리코터 또는 조형물의 파손을 방지하여, 소재비용 및 공정시간이 단축된다.According to embodiments of the present invention, the deformation of the sculpture generated in the process of irradiating the laser to the metal powder is detected in advance, thereby preventing the recoater from colliding with the modified sculpture. Therefore, damage to the recoater or the molded object due to collision between the recoater and the deformed molded object is prevented, thereby reducing material cost and processing time.

또한 조형물의 표면 상에 돌출부가 존재하는 경우에만 리코터의 높이를 조절함으로써 각 적층단계별 리코터의 높이를 최적화할 수 있다. 따라서 조형물의 표면이 불균일해지는 것을 최소화할 수 있다.In addition, the height of the recoater for each lamination step can be optimized by adjusting the height of the recoater only when a protrusion is present on the surface of the sculpture. Therefore, it is possible to minimize the uneven surface of the sculpture.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

10 : 분말소재 50 : 조형물
70 : 조형광선 100 : 스테이지
150 : 소재공급테이블 200 : 리코터
310 : 제1 감지유닛 320 : 제2 감지유닛
330 : 정보처리부재 500 : 가이드부재10: powder material 50: sculpture
70: molding beam 100: stage
150: material supply table 200: recoater
310: first detection unit 320: second detection unit
330: information processing member 500: guide member

Claims (7)

3차원 형상의 조형물이 조형되는 스테이지;
상기 스테이지에 인접하게 배치되어 상기 스테이지로 공급되는 분말소재를 보관하는 소재공급테이블;
상기 스테이지 및 상기 소재공급테이블의 상측에 수평 이동 가능하게 배치되어, 상기 분말소재를 상기 조형물이 형성되도록 순차적으로 상기 스테이지 상에 적층하는 리코터; 및
상기 리코터에 이격되도록 배치되어 상기 리코터의 이동방향에 따라 이동하며 상기 분말소재의 표면 및 상기 조형물의 표면상태를 감지하는 감지유닛을 포함하는 파우더 적층 장치.A stage in which three-dimensionally shaped objects are molded;
A material supply table disposed adjacent to the stage to store powdered material supplied to the stage;
A recoater disposed on the stage and the upper side of the material supply table so as to be horizontally movable, and sequentially stacking the powder material on the stage to form the sculpture; And
A powder stacking device including a sensing unit which is disposed to be spaced apart from the recoater and moves along the moving direction of the recoater to sense the surface of the powder material and the surface condition of the sculpture. 제1항에 있어서, 상기 감지유닛은,
상기 리코터의 전단에 위치하며, 상기 리코터의 이동에 선행하여 상기 조형물의 표면상태 및 돌출물의 존재를 감지하는 제1 감지유닛; 및
상기 리코터의 후단에 위치하며, 상기 리코터의 이동에 후행하여 상기 분말소재가 적층된 표면상태를 감지하는 제2 감지유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 적층 장치.According to claim 1, The sensing unit,
A first sensing unit positioned at the front end of the recoater and detecting the surface condition of the sculpture and the presence of a protrusion prior to the movement of the recoater; And
Located at the rear end of the recoater, the powder stacking device comprising a second sensing unit for detecting the surface state of the powder material is stacked after the movement of the recoater. 제1항에 있어서,
상기 감지유닛은 상기 분말소재의 표면 이미지 및 상기 조형물의 표면 이미지를 영상신호로 변경하는 스캐너를 포함하고,
상기 파우더 적층 장치는 상기 영상신호에 따라 상기 리코터의 이동을 제어하는 정보처리부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 적층 장치. According to claim 1,
The detection unit includes a scanner for changing the surface image of the powder material and the surface image of the sculpture into an image signal,
The powder stacking apparatus further comprises an information processing member that controls movement of the recoater according to the image signal. 3차원 형상의 조형물이 조형되는 스테이지와, 상기 스테이지에 인접하게 배치되어 상기 스테이지로 공급되는 분말소재를 보관하는 소재공급테이블과, 상기 스테이지 및 상기 소재공급테이블의 상측에 수평 이동 가능하게 배치되어 상기 분말소재를 상기 조형물이 형성되도록 순차적으로 상기 스테이지 상에 적층하는 리코터와, 상기 리코터에 이격되도록 배치되어 상기 리코터의 이동방향에 따라 이동하며 상기 분말소재의 표면 및 상기 조형물의 표면상태를 감지하는 감지유닛을 포함하는 파우더 적층 장치를 이용하는 3D 프린팅 방법에 있어서,
상기 소재공급테이블 상에 상기 분말소재를 공급하는 단계;
상기 리코터를 수평이동하여 상기 소재공급테이블 상에 놓여있는 상기 분말소재를 상기 스테이지 쪽으로 밀어서 이동시키는 단계;
상기 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하여 이동시키면서 상기 분말소재의 표면 이미지 및 상기 조형물의 표면 이미지를 영상신호로 변경하는 단계;
상기 영상신호 상에 돌출부가 존재하는 경우, 상기 리코터의 높이를 재조정하는 단계;
상기 리코터를 상기 스테이지의 단부까지 이동시켜서 상기 분말소재로 상기 조형물의 상부를 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 분말소재 상에 조형광선을 조사하여 상기 코팅된 분말소재를 성형하는 단계를 포함하는 3D 프린팅 방법.A stage in which a three-dimensionally shaped object is molded, a material supply table that is disposed adjacent to the stage and stores powdered material to be supplied to the stage, and is arranged to be horizontally movable on the stage and above the material supply table. A recoater that sequentially stacks the powder material on the stage so that the molding is formed, and is disposed to be spaced apart from the recoater, moves according to the movement direction of the recoater, and determines the surface state of the powder material and the surface of the molding. In the 3D printing method using a powder stacking device comprising a sensing unit for sensing,
Supplying the powder material on the material supply table;
Moving the recoater horizontally to move the powder material placed on the material supply table toward the stage;
Changing the surface image of the powder material and the surface image of the sculpture into a video signal while moving the sensing unit prior to the movement of the recoater;
Re-adjusting the height of the recoater when a protrusion is present on the video signal;
Moving the recoater to the end of the stage to coat the top of the sculpture with the powder material; And
3D printing method comprising the step of molding the coated powder material by irradiating shaping rays on the coated powder material. 제4항에 있어서, 상기 감지유닛은 상기 리코터의 전단에 위치하는 제1 감지유닛과 상기 리코터의 후단에 위치하는 제2 감지유닛을 포함하고,
상기 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하여 이동시키면서 상기 분말소재의 표면 이미지 및 상기 조형물의 표면 이미지를 영상신호로 변경하는 단계는,
상기 제1 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하게 이동시켜서 상기 조형물의 표면상태 및 돌출물의 존재를 감지하는 단계; 및
상기 제2 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 후행하게 이동시켜서 상기 분말소재가 적층된 표면상태를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 방법.The method of claim 4, wherein the sensing unit includes a first sensing unit located at the front end of the recoater and a second sensing unit located at the rear end of the recoater,
The step of changing the surface image of the powder material and the surface image of the sculpture into a video signal while moving the sensing unit prior to the movement of the recoater,
Sensing the surface state of the sculpture and the presence of a protrusion by moving the first sensing unit prior to the movement of the recoater; And
And moving the second sensing unit backward to the movement of the recoater to detect a surface state in which the powder material is stacked. 제5항에 있어서, 상기 파우더 적층 장치는 상기 감지유닛에 의해 생성된 상기 영상신호를 이용하여 상기 리코터의 높이를 제어하는 정보처리부재를 더 포함하고,
상기 제1 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 선행하게 이동시키는 단계는, 상기 제1 감지유닛에 의해 생성된 영상신호를 상기 정보처리부재로 전송하며,
상기 제2 감지유닛을 상기 리코터의 이동에 후행하게 이동시키는 단계는, 상기 제2 감지유닛에 의해 생성된 영상신호를 상기 정보처리부재로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.According to claim 5, The powder stacking device further comprises an information processing member for controlling the height of the recoater using the video signal generated by the sensing unit,
In the step of moving the first sensing unit prior to the movement of the recoater, the image signal generated by the first sensing unit is transmitted to the information processing member,
The step of moving the second sensing unit to follow the movement of the recoater includes transmitting the image signal generated by the second sensing unit to the information processing member. 제4항에 있어서, 상기 리코터를 상기 스테이지의 단부까지 이동시켜서 상기 분말소재로 상기 조형물의 상부를 코팅하는 단계 이전에,
상기 리코터 및 상기 감지유닛을 상기 소재공급테이블로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 방법.According to claim 4, Before moving the recoater to the end of the stage to coat the upper portion of the sculpture with the powder material,
And moving the recoater and the sensing unit to the material supply table.
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