KR20230072560A - Optimized scan interval derivation apparatus and method for high speed high density additive molding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고밀도 고속적층성형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, SLM(Selective Laser Melting) 등의 방식에 의한 적층성형(AM, additive manufacturing) 시 고밀도 고속적층성형을 수행할 수 있도록 하기 위해 공정 조건별 최적의 주사간격을 도출할 수 있도록 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to high-density high-speed additive manufacturing, and more particularly, to enable high-density and high-speed additive manufacturing to be performed in additive manufacturing (AM) by a method such as SLM (Selective Laser Melting) for each process condition. It relates to an apparatus and method for deriving a scanning interval for high-density high-speed additive manufacturing that enables an optimal scanning interval to be derived.
일반적으로, SLM(Selective Laser Melting) 등의 고출력 레이저 빔을 사용하여 3D 금속 제품을 제작하는데 사용하는 적층성형 공정은 불활성 가스 분위기에서 빌드 플레이트 위에 금속 분말을 얇은 층으로 적층한 후, 고출력 레이저를 이용하여 고온으로 용융시키는 과정을 반복 수행하여 3D 금속 제품을 제작한다.In general, in the additive manufacturing process used to manufacture 3D metal products using high-power laser beams such as SLM (Selective Laser Melting), a thin layer of metal powder is laminated on a build plate in an inert gas atmosphere, and then a high-power laser is used. 3D metal products are manufactured by repeating the process of melting at high temperature.
종래기술의 경우 SLM 등을 적용한 적층성형은 레이저의 파워, 주사속도 등의 공정 조건별 멜트풀 두께와 무관하게 일률적인 주사간격을 적용하였다. 이에 따라, 멜트풀이 얇은 공정 조건에서는 저밀도 제품, 두꺼운 공정 조건에서는 유효적층률보다 낮은 적층률 및 낮은 등급(grade)의 제품이 제조되어 적층성형 작업이 비효율적이며 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.In the case of the prior art, in the case of additive manufacturing using SLM, a uniform scanning interval was applied regardless of the melt pool thickness for each process condition such as laser power and scanning speed. Accordingly, a low-density product is produced under a process condition with a thin melt pool, and a product with a low grade and a low lamination ratio lower than the effective lamination ratio is manufactured under a process condition with a thick melt pool, resulting in inefficient lamination molding and lowering productivity.
이로 인해 고밀도 고속적층성형을 위하여 적층성형 공정 조건별 최적화된 주사간격을 도출하여 적층성형 공정에 적용하는 것이 요구된다.For this reason, for high-density and high-speed additive manufacturing, it is required to derive an optimized scanning interval for each additive manufacturing process condition and apply it to the additive manufacturing process.
따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, SLM(Selective Laser Melting) 등을 이용한 적층성형 시 고밀도 고속적층성형을 수행할 수 있도록 하기 위해, 적층성형 공정 조건별 단일 용융풀 다중 트랙을 제작하고 멜트풀(melt pool) 두께를 측정하여, 각 공정 조건별 멜트풀들의 최빈 두께의 평균을 해당 공정 조건의 멜트풀 대표 두께로 산출한 후 최적화된 주사간격을 도출하여 적층성형에 적용함으로써 고밀도적층과 고속적층을 동시에 수행할 수 있는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Therefore, one embodiment of the present invention to solve the above-described problems of the prior art, in order to perform high-density and high-speed additive manufacturing during additive manufacturing using SLM (Selective Laser Melting), etc., single melting for each additive manufacturing process condition After fabricating pool multiple tracks and measuring the melt pool thickness, calculating the average of the most frequent melt pool thicknesses for each process condition as the melt pool representative thickness for the process condition, and then deriving an optimized scanning interval for additive molding The problem to be solved is to provide a scanning interval deriving device and method for high-density and high-speed lamination that can simultaneously perform high-density lamination and high-speed lamination by applying to.
상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 적층성형 공정 조건별 SDW 사진들을 이용하여 픽셀 영역 좌표의 픽셀들의 픽셀 좌표와 색정보를 가지는 멜트풀 영역 데이터를 생성하여 출력하는 멜트풀 영역 데이터 생성부; 상기 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함되는 각각의 멜트풀 영역과 멜트풀 대표 두께를 산출하는 멜트풀 대표 두께 산출부; 및 설정된 적층성형 공정 조건의 적층률 식에 상기 멜트풀 대표 두께를 대입하여 주사간격을 도출하는 주사간격 도출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention for achieving the above-described object of the present invention generates and outputs melt pool region data having pixel coordinates and color information of pixels of pixel region coordinates using SDW pictures for each additive forming process condition. a melt pool area data generator; a melt pool representative thickness calculation unit that calculates each melt pool region included in the SDW picture for each laminate forming process condition and a representative melt pool thickness using pixel coordinates and color information of the melt pool region data; and a scan interval derivation unit for deriving a scan interval by substituting the representative thickness of the melt pool into the stack ratio equation of the set laminate forming process condition; do.
상기 멜트풀 대표 두께 산출부는, 상기 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 각각의 적층성형 공정 조건별 멜트풀의 두께 분포를 가지는 멜트풀 두께 데이터를 생성하고, 각각의 멜트풀 두께 데이터들에서 최대 횟수로 나타나는 멜트풀 두께를 멜트풀 별 최빈 두께로 산출하며, 해당 적층성형 공정 조건에 대응하는 SDW 사진에 포함된 전체 멜트풀의 최빈 두께를 평균하여 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께로 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The melt pool representative thickness calculation unit generates melt pool thickness data having a melt pool thickness distribution for each additive manufacturing process condition by using pixel coordinates and color information of the melt pool area data, and each melt pool thickness data The meltpool thickness that occurs the maximum number of times in the field is calculated as the most common thickness for each meltpool, and the average thickness of all meltpools included in the SDW picture corresponding to the corresponding additive manufacturing process condition is the representative meltpool thickness for each additive manufacturing process condition. It is characterized in that it is configured to calculate as.
상기 주사간격 도출부는, 상기 적층성형 공정 조건과 대표 두께를 이용하여 적층성형 공정 조건별 대표 두께 주사속도 관계식을 도출하고, 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식을 도출하며, 상기 적층성형 공정 조건별 주사속도와 적층률과 오버랩 영역 사이의 상관관계를 나타내는 적층률 식을 도출하고, 적층률 식으로부터 최대 적층률을 갖는 오버랩 영역을 계산하여 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비를 도출한 후, 도출된 주사간격의 비를 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식에 대입하여 상기 적층성형 공정 조건에 따른 적층성형 공정 수행을 위한 주사간격을 연산하여 도출하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The scanning interval derivation unit derives a scanning speed relational expression of the representative thickness for each additive forming process condition using the additive forming process conditions and the representative thickness, derives a proportional relational expression between the scanning interval and the representative thickness of the melt pool, and the additive forming process The stacking rate equation representing the correlation between the scanning speed, stacking rate and overlap area for each condition was derived, and the overlap area with the maximum stacking rate was calculated from the stacking rate equation to derive the ratio of the scanning interval to the melt pool representative thickness. Then, it is characterized in that it is configured to calculate and derive a scanning interval for performing the laminate forming process according to the laminate forming process conditions by substituting the derived ratio of the scanning interval into the proportional relationship between the scanning interval and the melt pool representative thickness.
상기 대표 두께 주사속도 관계식은, w = av + b(a<0, b>0)이며, 여기서, w는 멜트풀 대표 두께, a 및 b는 기설정된 적층성형 조건의 파워에 따른 w 변화의 기울기 및 w 절편, v는 주사속도인 것을 특징으로 한다.The representative thickness scanning speed relational expression is w = av + b (a < 0, b > 0), where w is the melt pool representative thickness, and a and b are the slopes of w change according to the power of the preset additive forming conditions. and w intercept, v is the scanning speed.
상기 주사간격 대표 두께 관계식은 k=h/w 이며, 여기서, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격, k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비인 것을 특징으로 한다.The relational expression of the representative scan interval thickness is k=h/w, where w is the representative melt pool thickness, h is the scan interval, and k is the ratio of the scan interval to the representative melt pool thickness.
상기 적층률 식은, B=vht 및 B=kt(av+b)v 이고, 여기서, B는 적층률(build rate), k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비로서 k=(w-o)/w, t=기설정된 상수로서 적층성형 레이어의 두께, o는 오버랩 영역의 간격, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격인 것을 특징으로 한다.The above stack rate equation is B=vht and B=kt(av+b)v, where B is the build rate and k is the ratio of the scan interval to the melt pool representative thickness, k=(w−o)/ It is characterized in that w, t = the thickness of the laminated molding layer as a predetermined constant, o is the interval of the overlap region, w is the representative thickness of the melt pool, and h is the scan interval.
상기 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치는, 상기 멜트풀 영역 데이터 생성부에서 생성된 멜트풀 영역 데이터를 적층성형 공정 조건별로 구조화하여 저장하는 멜트풀 영역 데이터 DB;를 더 포함하여 구성될 수도 있다.The scanning interval deriving apparatus for high-density and high-speed additive manufacturing may further include a meltpool region data DB configured to structure and store the meltpool region data generated by the meltpool region data generation unit according to additive manufacturing process conditions. there is.
상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 적층성형 공정 조건별 SDW 사진들을 픽셀 영역 좌표에 대응시킨 후, 각각의 SDW 사진의 화소들에 대응하는 픽셀들의 픽셀 좌표와 색정보를 가지는 멜트풀 영역 데이터를 생성하여 출력하는 멜트풀 영역 데이터 생성 단계; 상기 멜트풀 영역 데이터 생성 단계에서 생성된 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 적층성형 공정 조건별 멜트풀 영역과 멜트풀 대표 두께를 산출하는 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께 산출 단계; 및 적층성형 공정 조건에 의한 최대 적층률을 나타내는 인접된 멜트풀 사이의 오버랩 영역을 도출한 후 상기 멜트풀 대표 두께에 적용하여, 상기 적층성형 공정 조건에 따른 적층성형 공정의 수행을 위한 주사간격을 도출하는 주사간격 도출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the above-described object of the present invention is to correspond SDW pictures for each additive manufacturing process condition to pixel area coordinates, and then pixel coordinates and colors of pixels corresponding to pixels of each SDW picture. a melt pool region data generating step of generating and outputting melt pool region data having information; Meltpool representative thickness calculation step for each additive manufacturing process condition of calculating the meltpool region and meltpool representative thickness for each additive manufacturing process condition using the pixel coordinates and color information of the meltpool region data generated in the meltpool region data generation step. ; And after deriving an overlap area between adjacent melt pools showing the maximum stacking ratio according to the laminate forming process conditions, applying it to the melt pool representative thickness, the scan interval for performing the laminate process according to the laminate forming process conditions is determined. It provides a scanning interval derivation method for high-density high-speed laminated molding, characterized in that it is configured to include; deriving the scanning interval deriving step.
상기 멜트풀 영역 데이터 생성 단계는, 정해진 파워와 주사속도를 가지는 적층성형 공정 조건별 단일 용융풀 다중 트랙 SDW 사진 각각을 픽셀 영역 좌표에 대응시키는 픽셀 영역 좌표 대응 단계; 및 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함된 각각의 멜트풀 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 좌표와 색정보를 추출하여 멜트풀 영역 데이터를 생성하는 멜트풀 영역 데이터 추출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The generating of the melt pool region data may include a pixel region coordinate corresponding step of correlating each single melt pool multi-track SDW picture for each additive manufacturing process condition having a predetermined power and scanning speed with pixel region coordinates; and a melt pool region data extraction step of generating melt pool region data by extracting pixel coordinates and color information of pixels included in each melt pool region included in the SDW picture for each of the additive forming process conditions. to be characterized
상기 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께 산출 단계는, 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함된 각각의 멜트풀 영역에 대응하는 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 각각의 멜트풀 영역에 대한 멜트풀 두께 데이터를 생성하는 멜트풀 두께 데이터 생성 단계; 상기 각각의 멜트풀 두께 데이터에서 각각의 멜트풀 별 최빈 두께를 산출하는 최빈 두께 산출 단계; 및 상기 각각의 멜트풀의 상기 멜트풀 최빈 두께를 평균하여 상기 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께를 산출하는 멜트풀 최빈 두께 평균 산출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the step of calculating the representative melt pool thickness for each laminate forming process condition, each melt pool is calculated using pixel coordinates and color information of melt pool region data corresponding to each melt pool region included in the SDW picture for each laminate forming process condition. a melt pool thickness data generation step of generating melt pool thickness data for a region; a mode thickness calculation step of calculating a mode thickness for each melt pool from the respective melt pool thickness data; and a melt pool mode average thickness calculation step of averaging the melt pool mode thicknesses of each melt pool to calculate a melt pool representative thickness for each of the laminate forming process conditions.
상기 주사간격 도출 단계는, 상기 적층성형 공정 조건과 대표 두께를 이용하여 적층성형 공정 조건별 대표 두께 주사속도 관계식을 도출하는 대표 두께 주사속도 관계식 도출 단계; 상기 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식을 도출하는 주사간격 대표 두께 관계식 도출 단계; 상기 적층성형 공정 조건별 주사속도와 적층률과 오버랩 영역 사이의 상관관계를 나타내는 적층률 식을 도출하는 적층률 식 도출 단계; 및 상기 적층률 식으로부터 최대 적층률에서의 오버랩 영역을 계산하여 도출된 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비를 상기 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식에 대입하여 적층성형 공정 조건별 주사간격을 연산하여 도출하는 주사간격 연산 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The scanning interval deriving step may include: deriving a representative thickness scanning speed relational expression for each laminate forming process condition using the additive manufacturing process conditions and the representative thickness; a step of deriving a proportional relationship between the scanning interval and the representative thickness of the melt pool; a stacking rate equation derivation step of deriving a stacking rate equation representing a correlation between a scanning speed for each laminate forming process condition, a stacking rate, and an overlap area; and the ratio of the scan interval to the melt pool representative thickness derived by calculating the overlap area at the maximum stack rate from the stack rate equation is substituted into the proportional relationship between the scan interval and the melt pool representative thickness to scan for each laminate forming process condition. It is characterized in that it is configured to include; a scanning interval calculation step of calculating and deriving the interval.
상기 대표 두께 주사속도 관계식 도출 단계에서, 상기 대표 두께 주사속도 관계식은 w = av + b(a<0, b>0)이며, 여기서, w는 멜트풀 대표 두께, a 및 b는 기설정된 적층성형 조건의 파워에 따른 w 변화의 기울기 및 w 절편, v는 주사속도인 것을 특징으로 한다.In the step of deriving the representative thickness scanning speed relational expression, the representative thickness scanning speed relational expression is w = av + b (a<0, b>0), where w is the representative thickness of the melt pool, and a and b are predetermined laminated molding It is characterized in that the slope of the change in w according to the power of the condition and the w intercept, v is the scanning speed.
상기 주사간격 대표 두께 관계식 도출 단계에서, 상기 주사간격 대표 두께 관계식은 k=h/w 이며, 여기서, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격, k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비인 것을 특징으로 한다. In the step of deriving the representative scan interval thickness relational expression, the representative scan interval thickness relational expression is k=h/w, where w is the meltpool representative thickness, h is the scan interval, and k is the ratio of the scan interval to the meltpool representative thickness. characterized by
상기 적층률 식 도출 단계에서, 상기 적층률 식은, B=vht 및 B=kt(av+b)v 이고, 여기서, k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비로서 k=(w-o)/w, t=기설정된 상수로서 적층성형 레이어의 두께, o는 오버랩 영역의 간격, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격인 것을 특징으로 한다.In the step of deriving the stacking rate equation, the stacking rate equations are B=vht and B=kt(av+b)v, where k is the ratio of the scanning interval to the melt pool representative thickness and k=(w−o)/w , t = the thickness of the laminated forming layer as a predetermined constant, o is the interval of the overlap region, w is the melt pool representative thickness, and h is the scanning interval.
상술한 본 발명은 적층성형의 공정 조건인 파워와 주사속도에 따른 멜트풀의 대표 두께로부터 최적의 주사간격을 도출하여 적층성형을 수행할 수 있도록 하는 것에 의해, 종래기술의 적층성형 시 레이저의 파워, 주사속도 등의 공정 조건별 멜트풀 두께와 무관하게 일률적인 주사간격을 적용하는 것에 의해, 멜트풀이 얇은 공정 조건에서는 저밀도 제품, 두꺼운 조건에서는 유효 적층률보다 낮은 적층률 및 낮은 등급(grade)의 제품이 제조되어 적층성형 작업이 비효율적이며 생산성이 저하되는 문제점을 해결하여, 적층성형 제품의 품질과, 적층성형 작업의 효율성 및 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.The above-described present invention derives the optimal scanning interval from the representative thickness of the melt pool according to the power and scanning speed, which are the process conditions of additive manufacturing, so that additive manufacturing can be performed, thereby enabling laser power during conventional additive manufacturing. By applying a uniform scanning interval regardless of the melt pool thickness for each process condition such as , scanning speed, etc., a low-density product under a thin melt pool process condition, and a layering rate lower than the effective layering rate and a lower grade under the thick melt pool condition The product is manufactured to solve the problem of inefficiency of the additive molding operation and decrease in productivity, thereby providing an effect of improving the quality of the additive molding product and the efficiency and productivity of the additive molding operation.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 장치(100)의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 고밀도 고속적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법의 처리과정 중 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10)의 하부 처리 과정을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10)의 하부 처리 과정에서 준비되어 멜트풀 영역 데이터 생성을 위해 적용된 SDW 사진(10)의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법의 처리과정 중 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께 산출 단계(S20)의 하부 처리 과정을 나타내는 순서도 이다.
도 6은 도 2의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법의 처리과정 중 주사간격 도출 단계(S30)의 하부 처리 과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 처리 과정 중 대표 두께 주사속도 관계식 도출 단계(S310)에서의 대표 두께 주사속도 관계식 도출을 위한 본 발명의 일 실시예의 적층성형 공정 조건별 주사속도 변화에 따른 대표 두께 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 6의 처리 과정 중 주사간격 대표 두께 관계식 도출 단계(S320)에서의 주사간격 대표 두께 관계식 도출을 위한 본 발명의 일 실시예의 멜트풀 두께(w), 주사간격(h) 및 멜트풀 오버랩 영역(o)을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6의 처리 과정 중 적층률 식 도출 단계(S330)에서 도출된 적층률 식에 의한 주사속도 별 적층률과 실제 측정한 적층률을 나타내는 그래프이다.1 is a functional block diagram of an
2 is a flowchart illustrating a process of a method for deriving a scanning interval for each high-density and high-speed additive manufacturing process condition according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flow chart illustrating a lower process of the melt pool area data generation step (S10) of the method of deriving the scan interval for each high-density laminate process condition of FIG. 2 .
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of an
FIG. 5 is a flow chart showing a sub-process of calculating the representative melt pool thickness according to the lamination process conditions (S20) among the processes of the method of deriving the scanning interval for each high-density lamination process condition of FIG. 2 .
FIG. 6 is a flowchart illustrating a subprocess of the scanning interval derivation step (S30) of the method of deriving the scanning interval for each high-density laminated molding process condition of FIG. 2 .
7 shows a representative thickness change according to a change in scanning speed for each additive manufacturing process condition in an embodiment of the present invention for deriving a representative thickness scanning speed relational expression in the step of deriving a representative thickness scanning speed relational expression (S310) during the process of FIG. 6; it's a graph
8 is a melt pool thickness (w), a scanning interval (h), and a melt pool according to an embodiment of the present invention for deriving a representative scanning interval thickness relational expression in the step of deriving a representative scanning interval thickness relational expression (S320) during the processing of FIG. 6. It is a drawing showing the overlap area o.
FIG. 9 is a graph showing the stacking ratio for each scan speed based on the stacking ratio formula derived in the step of deriving the stacking ratio formula (S330) in the process of FIG. 6 and the actually measured stacking ratio.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 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 many different forms and, therefore, 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, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components 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.Terms used in this specification 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 dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence 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.
도 1은 본 발명의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 장치(100)(이하, '주사간격 도출 장치(100)'라 함)의 기능 블록도이다.1 is a functional block diagram of a scanning interval deriving device 100 (hereinafter, referred to as 'scan interval deriving device 100') for each process condition of high-density laminated molding according to the present invention.
도 1과 같이, 상기 주사간격 도출 장치(100)는, 적층성형 공정 조건별 SDW 사진(10)들을 픽셀 영역 좌표에 대응시킨 후, 각각의 SDW 사진(10)의 화소들에 대응하는 픽셀들의 픽셀 좌표와 색정보를 가지는 멜트풀 영역 데이터를 생성하여 출력하는 멜트풀 영역 데이터 생성부(110), 상기 멜트풀 영역 데이터 생성부(110)로부터 상기 멜트풀 영역 데이터를 입력받은 후, 상기 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진(10)에 포함되는 각각의 멜트풀 영역과 멜트풀 대표 두께(w, 수직방향 적층 멜트풀 두께)를 산출하는 멜트풀 대표 두께 산출부(120) 및 상기 적층성형 공정 조건별 적층률 식에 상기 멜트풀 대표 두께(w, 도 8 참조)를 대입하여 최대 적층률을 나타내는 인접된 멜트풀 사이의 오버랩 영역(o, 도 8 참조)을 도출하고, 도출된 오버랩 영역(o)을 대표 두께(w)에 적용하여 최적의 주사간격(h, 도 8 참조)을 도출하는 주사간격 도출부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the scanning
상기 멜트풀 대표 두께 산출부(100)는, 상기 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 각각의 적층성형 공정 조건별 멜트풀의 두께 분포를 가지는 멜트풀 두께 데이터를 생성하고, 각각의 멜트풀 두께 데이터들에서 최대 횟수로 나타나는 멜트풀 두께를 멜트풀 별 최빈 두께로 산출하며, 해당 적층성형 공정 조건에 대응하는 SDW 사진(10)에 포함된 전체 멜트풀의 최빈 두께를 평균하여 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께(w)로 산출하도록 구성될 수 있다.The melt pool representative
상기 주사간격 도출부(130)는, 기설정된 파워와 주사속도를 가지는 적층성형 공정 조건과 대표 두께(w)를 이용하여 적층성형 공정 조건별 대표 두께 주사속도 관계식을 도출하고, 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식을 도출하며, 상기 적층성형 공정 조건별 주사속도(v)와 적층률(B)과 오버랩 영역(o) 사이의 상관관계를 나타내는 적층률 식을 도출하고, 적층률 식으로부터 최대 적층률에서의 오버랩 영역(o)을 계산하여 멜트풀 대표 두께(w)에 대한 주사간격의 비(k)를 도출한 후, 도출된 주사간격의 비(k)를 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식에 대입하여 상기 적층성형 공정 조건에 따른 적층성형 공정 수행을 위한 최적의 주사간격(h)을 연산하여 도출하도록 구성될 수 있다.The scanning
상기 대표 두께 주사속도 관계식은 다음의 수학식 1로 표현될 수 있다.The representative thickness scanning speed relational expression may be expressed as Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
w = av + b(a<0, b>0), 여기서, w는 멜트풀 대표 두께(수직방향 적층성형 멜트풀 두께), a 및 b는 기설정된 적층성형 조건의 파워에 따른 w 변화의 기울기 및 w 절편, v는 주사속도.w = av + b (a<0, b>0), where w is the melt pool representative thickness (vertical lamination melt pool thickness), and a and b are the slopes of w change according to the power of the preset laminate forming conditions and the w intercept, v is the scan rate.
상기 주사간격 대표 두께 관계식은 다음의 수학식 2로 표현될 수 있다.The thickness relational expression representing the scan interval may be expressed as Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
k=h/w, 여기서, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격, k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비.k=h/w, where w is the representative melt pool thickness, h is the scan interval, and k is the ratio of the scan interval to the representative melt pool thickness.
상기 적층률 식은 다음의 수학식 3으로 표현될 수 있다.The stacking rate equation may be expressed as Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
B=vht 및 B=kt(av+b)v, 여기서, B는 적층률(build rate), k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비로서 k=(w-o)/w, t=기설정된 상수로서 적층성형 레이어 두께(수평방향 적층성형 두께), o는 오버랩 영역의 간격, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격.B = vht and B = kt (av + b)v, where B is the build rate, k is the ratio of the scan interval to the melt pool representative thickness, k = (w-o) / w, t = preset Layer thickness as a constant (horizontal laminate thickness), o is the overlap area spacing, w is the representative melt pool thickness, and h is the scanning interval.
또한, 상술한 주사간격 도출 장치(100)는 상기 멜트풀 영역 데이터 생성부(110)로부터 상기 멜트풀 영역 데이터를 적층성형 공정 조건별로 구조화하여 저장한 후, 상기 멜트풀 대표 두께 산출부(120)로 공급하는 멜트풀 영역 데이터 DB(140)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.In addition, the above-described scan
도 2는 본 발명의 일 실시예의 고밀도 고속적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법(이하, '주사간격 도출 방법'이라 함)의 처리과정을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a process of a method for deriving a scanning interval for each high-density and high-speed additive manufacturing process condition (hereinafter, referred to as a “method for deriving a scanning interval”) according to an embodiment of the present invention.
도 2와 같이, 상기 주사간격 도출 방법은, 적층성형 공정 조건별 SDW 사진(10)들을 픽셀 영역 좌표에 대응시킨 후, 각각의 SDW 사진(10)의 화소들에 대응하는 픽셀들의 픽셀 좌표와 색정보(예, 백색-멜트풀 영역(11, 도 4 참조), 흑색-비용융 영역(13, 도 4 참조))을 가지는 멜트풀 영역 데이터를 생성하여 출력하는 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10), 상기 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10)에서 생성된 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 적층성형 공정 조건별 멜트풀 영역(11)과 멜트풀 대표 두께(w)를 산출하는 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께 산출 단계(S20) 및 상기 적층성형 공정 조건별 적층률 식에서 최대 적층률을 나타내는 인접된 멜트풀 사이의 오버랩 영역을 도출한 후 상기 멜트풀 대표 두께에 적용하여 상기 적층성형 공정 조건에 따른 적층성형 공정의 수행을 위한 주사간격을 도출하는 주사간격 도출 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the scanning interval derivation method corresponds to pixel area coordinates of
상술한 처리과정에서 상기 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10)는 도 1의 멜트풀 영역 데이터 생성부(110)에 의해 수행되고, 상기 멜트풀 대표 두께 산출 단계(S20)는 도 1의 멜트풀 대표 두께 산출부(120)에 의해 수행되고, 상기 주사간격 도출 단계(S30)는 도 1의 주사간격 도출부(130)에 의해 수행된다.In the above process, the melt pool region data generation step (S10) is performed by the melt pool region
이하, 상기 주사간격 도출 방법의 각 구성을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, each configuration of the scanning interval derivation method will be described in more detail.
도 3은 도 2의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법의 처리과정 중 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10)의 하부 처리 과정을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 3의 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10)의 하부 처리 과정에서 준비되어 멜트풀 영역 데이터 생성을 위해 적용된 SDW 사진(10)의 일 실시예를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a flow chart showing the lower processing of the melt pool area data generation step (S10) in the process of the method of deriving the scanning interval for each high-density laminated molding process condition of FIG. 2, and FIG. 4 is the melt pool area data generation step of FIG. It is a diagram showing an embodiment of the
도 3과 같이, 상기 멜트풀 영역 데이터 생성부(110)에 의해 수행되는 상기 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S10)는, SDW 사진 준비 단계(S110), 픽셀 영역 좌표 대응 단계(S120), 멜트풀 영역 데이터 추출 단계(S130)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the meltpool area data generating step (S10) performed by the meltpool area
상기 SDW 사진 준비 단계(S110)는 정해진 파워와 주사속도를 가지는 적층성형 공정 조건별 단일 용융풀 다중 트랙 SDW 사진 그룹 데이터를 상기 주사간격 도출 장치(100)에 입력시킨다.In the SDW photo preparation step (S110), single molten pool multi-track SDW photo group data for each additive manufacturing process condition having a predetermined power and scanning speed is input to the scanning
도 4는 적층성형 공정 조건별 SDW 사진 그룹 데이터들은, 도 4의 (a)와 같이, 특정 적층성형 공정 조건을 적용한 적층성형 중 생성된 단일 용융풀을 수직 단면으로 절단한 후 촬영하여 도 4의 (b)와 같은 SDW 사진을 획득한다. 이러한 과정을 도 4의 (c)와 같이, 서로 다른 적층성형을 위한 레이저의 파워와 주사속도를 가지는 적층성형 공정 조건별로 다수의 SDW 사진 그룹 데이터를 준비한다. 도 4의 경우에는, 도 4의 (c)에 나타난 바와 같이, 파워 160W, 190W, 220W, 250W, 280W, 310W 각각에 대해 주사속도 840mm/s, 998mm/s, 1,155mm/s, 1,313mm/s, 1,471mm/s 및 1,628mm/s를 적층성형 공정 조건으로 가지는 36 장의 SDW 사진 그룹을 준비하여 적층성형 공정 조건별 최적의 주사간격을 도출하기 위한 입력 데이터로 활용하였다. 4 is SDW photo group data for each additive manufacturing process condition, as shown in FIG. An SDW picture is obtained as in (b). In this process, as shown in (c) of FIG. 4, a plurality of SDW photo group data is prepared for each additive manufacturing process condition having different laser power and scanning speed for additive manufacturing. In the case of FIG. 4, as shown in (c) of FIG. 4, scanning speeds of 840 mm/s, 998 mm/s, 1,155 mm/s, 1,313 mm/s for powers of 160W, 190W, 220W, 250W, 280W, and 310W, respectively A group of 36 SDW photos having s, 1,471 mm/s, and 1,628 mm/s as the additive manufacturing process conditions were prepared and used as input data to derive the optimal scanning interval for each additive manufacturing process condition.
상기 픽셀 영역 좌표 대응 단계(S120)는 정해진 파워와 주사속도를 가지는 적층성형 공정 조건별 단일 용융풀 다중 트랙 SDW 사진 각각을 픽셀 영역 좌표에 대응시킨다.In the step of corresponding to pixel area coordinates (S120), each single melt pool multi-track SDW picture for each additive manufacturing process condition having a predetermined power and scanning speed is mapped to pixel area coordinates.
상기 픽셀 영역 좌표 대응 단계(S120)의 일 예로는, 도 4의 (c)에서 상기 적층성형 공정 조건에 대응하는 SDW 사진을 도 4의 (b)와 같이 추출한 후 추출된 SDW 사진의 화소를 픽셀 좌표 영역에 대응시키는 것일 수 있다. 이때, SDW 사진의 가로 축을 x축으로 세로축을 y축으로 하고, x축 상의 맨 위의 화소를 픽셀 (1,1)로 하고, 오른쪽 맨 아래의 화소를 픽셀 (2298, 1728)로 대응시킬 수 있다.As an example of the step of corresponding pixel area coordinates (S120), after extracting the SDW picture corresponding to the additive forming process conditions in FIG. 4(c) as shown in FIG. It may correspond to a coordinate area. At this time, the horizontal axis of the SDW picture is the x-axis and the vertical axis is the y-axis, the uppermost pixel on the x-axis is the pixel (1,1), and the lower right pixel is the pixel (2298, 1728). there is.
상기 멜트풀 영역 데이터 추출 단계(S130)는 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함된 각각의 멜트풀 영역(11)에 포함되는 픽셀들의 픽셀 좌표와 색정보를 추출하여 멜트풀 영역 데이터를 생성한다.In the step of extracting meltpool region data (S130), meltpool region data is generated by extracting pixel coordinates and color information of pixels included in each
일 예로, 상술한 도 4의 (b)와 같이, SDW 사진의 가로 축을 x축으로 세로축을 y축으로 하고, x축 상의 맨 위의 화소를 픽셀 (1,1)로 하고, 오른쪽 맨 아래의 화소를 픽셀 (2298, 1728)로 대응시킨 후, 같은 y 값에 대해 x 값을 1 픽셀씩 증가시키며 우 횡 방향으로 픽셀의 명암을 분석한다. 완전히 백색인 구간인 픽셀이 기설정된 픽셀 수(예, 6 픽셀) 이상 지속되는 경우, 백색의 시작점을 멜트풀 시작점으로 하고 백색 영역이 끝나는 지점을 멜트풀 끝점으로 하여 멜트풀의 x축 픽셀들을 추출한다. 이러한 작업을 y축 방향으로 1 픽셀씩 전체 y축 픽셀에 대해 반복 수행하는 것에 의해 하나의 SDW 사진에 포함된 전체 멜트풀 영역에 대한 픽셀 좌표와 색정보를 획득한다. 이 경우, 상기 백색 영역이 끊어지지 않고 연속되는 영역이 도 4 (b)의 SDW 사진에서 각각의 트랙에 대응하는 멜트풀 영역(11)들로 분리된다.For example, as shown in (b) of FIG. 4 described above, the horizontal axis of the SDW picture is the x-axis and the vertical axis is the y-axis, the top pixel on the x-axis is pixel (1,1), and the bottom right After the pixels are mapped to pixels (2298, 1728), the x value is increased by 1 pixel for the same y value, and the contrast of the pixel is analyzed in the right lateral direction. If a pixel that is a completely white area lasts longer than a predetermined number of pixels (eg, 6 pixels), the x-axis pixels of the melt pool are extracted with the white starting point as the melt pool starting point and the white area ending point as the melt pool ending point do. By repeating this operation for all y-axis pixels one pixel in the y-axis direction, pixel coordinates and color information for the entire melt pool area included in one SDW picture are obtained. In this case, an area in which the white area continues unbroken is separated into
도 5는 도 2의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법의 처리과정 중 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께 산출 단계(S20)의 하부 처리 과정을 나타내는 순서도 이다.FIG. 5 is a flow chart showing a sub-process of calculating the representative melt pool thickness according to the lamination process conditions (S20) among the processes of the method of deriving the scan interval for each high-density lamination process condition of FIG. 2 .
상기 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께 산출 단계(S20)는, 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함된 각각의 멜트풀 영역(11)에 대응하는 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 각각의 멜트풀 영역에 대한 멜트풀 두께 데이터를 생성하기 위해, 멜트풀 두께 데이터 생성 단계(S210), 최빈 두께 산출 단계(S220) 및 적층성형 공정 조건별 멜트풀 최빈 두께 평균 산출 단계(S230)를 포함하여 구성될 수 있다.In the step of calculating the representative melt pool thickness for each laminate forming process condition (S20), pixel coordinates and color information of melt pool region data corresponding to each
상기 멜트풀 두께 데이터 생성 단계(S210)는 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함된 각각의 멜트풀 영역(11)에 대응하는 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 각각의 멜트풀 영역에 대한 y축 픽셀 별 멜트풀의 x축 방향 폭인 멜트풀 두께 데이터를 생성한다.In the step of generating meltpool thickness data (S210), each meltpool thickness data is generated by using pixel coordinates and color information of the meltpool region data corresponding to each
즉, 멜트풀 영역 데이터에서 추출된 멜트풀을 나타내는 백색의 색정보가 끊어짐이 없이 연속되는 영역을 하나의 멜트풀 영역으로 추출하고, x축 방향의 멜트풀 영역에 포함되는 x축의 픽셀들 수를 이용하여 y축 픽셀 별 멜트풀 두께들을 산출한다.That is, an area in which the white color information representing the melt pool extracted from the melt pool area data is continuously extracted as one melt pool area, and the number of pixels in the x axis included in the melt pool area in the x axis direction is calculated. to calculate melt pool thicknesses for each y-axis pixel.
본 발명의 실시예의 경우, 하나의 멜트풀 영역(11) 기준, 멜트풀 시작점과 끝점을 뺀 차이에 1을 더해 y 값별 멜트풀 두께를 산출한다. 이를 y가 1인 픽셀부터 1728 픽셀까지 수행하는 것에 의해 하나의 멜트풀 영역에 대한 전체 두께 데이터를 추출한다. In the case of the embodiment of the present invention, the melt pool thickness for each y value is calculated by adding 1 to the difference obtained by subtracting the melt pool start point and end point based on one
상기 최빈 두께 산출 단계(S220)는 상기 각각의 멜트풀 두께 데이터에서 각각의 멜트풀 별 최빈 두께를 산출한다. 일 예로, 멜트풀 영역 데이터 생성 단계(S210)의 실시예에서 얻어진 멜트풀 두께들을 5 간격 히스토그램 등의 기설정된 간격의 히스토그램으로 생성한 후, 빈번하게 나타나는 두께를 가지는 구간인 최빈 구간을 설정하고, 가중치를 적용한 가중산술 평균 계산을 통해 최빈 두께를 산출한다. 이때의 가중치는 최빈 구간 내 각 멜트풀 두께별 도수 비율이다(예, 도수 비율=해당 멜트풀의 두께 도수/나머지 5개의 멜트풀의 두께 도수의 합). 상술한 처리과정을 SDW 사진에 포함된 전체 멜트풀 영역(11)(도 4 (b)의 경우 6개의 멜트풀 영역)에 대하여 동일하게 적용하여 하나의 SDW 사진에 포함된 전체 멜트풀 영역들에 대한 최빈 두께를 산출한다.In the calculating the most frequent thickness (S220), the most common thickness for each melt pool is calculated from the respective melt pool thickness data. For example, after generating the meltpool thicknesses obtained in the embodiment of the meltpool area data generation step (S210) as a histogram at a predetermined interval, such as a 5-interval histogram, a mode having frequently occurring thicknesses is set, The most frequent thickness is calculated through weighted arithmetic mean calculation with weights applied. The weight at this time is the frequency ratio for each melt pool thickness within the mode interval (eg, frequency ratio = thickness frequency of the corresponding melt pool / sum of thickness frequencies of the remaining 5 melt pools). By applying the same process to all melt
상기 적층성형 공정 조건별 멜트풀 최빈 두께 평균 산출 단계(S230)는, 상기 각각의 멜트풀의 상기 멜트풀 최빈 두께를 평균하여 상기 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께(w)를 산출한다. In the step of calculating the average melt pool mode thickness for each laminate forming process condition (S230), the melt pool representative thickness (w) for each laminate forming process condition is calculated by averaging the melt pool mode thicknesses of the respective melt pools.
도 6은 도 2의 고밀도 적층성형 공정 조건별 주사간격 도출 방법의 처리과정 중 주사간격 도출 단계(S30)의 하부 처리 과정을 나타내는 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a subprocess of the scanning interval derivation step (S30) of the method of deriving the scanning interval for each high-density laminated molding process condition of FIG. 2 .
상기 주사간격 도출 단계(S30)는, 적층성형 공정 조건에 의한 최대 적층률을 나타내는 인접된 멜트풀 사이의 오버랩 영역을 도출한 후 상기 멜트풀 대표 두께에 적용하여, 상기 적층성형 공정 조건에 따른 적층성형 공정의 수행을 위한 주사간격을 도출하기 위해, 도 6과 같이, 대표 두께 주사속도 관계식 도출 단계(S310), 주사간격 대표 두께 관계식 도출 단계(S320), 적층률 식 도출 단계(S330) 및 주사간격 연산 단계(S340)를 포함하여 구성될 수 있다.In the scanning interval derivation step (S30), an overlapping area between adjacent melt pools representing the maximum stacking ratio according to the laminate forming process conditions is derived and applied to the representative melt pool thickness, thereby forming a layer according to the laminate forming process conditions. In order to derive the scanning interval for performing the forming process, as shown in FIG. 6, the representative thickness scanning speed relational expression derivation step (S310), the scanning interval representative thickness relational expression derivation step (S320), the stacking rate equation derivation step (S330), and the scan It may be configured to include an interval calculation step (S340).
상기 대표 두께 주사속도 관계식 도출 단계(S310)는 상기 적층성형 공정 조건의 파워와 주사속도(v) 및 대표 두께(w)를 이용하여 적층성형 공정 조건별 대표 두께 주사속도 관계식을 도출한다.In the step of deriving the representative thickness scanning speed relational expression (S310), a representative thickness scanning speed relational expression for each additive forming process condition is derived using the power, scanning speed (v), and representative thickness (w) of the additive forming process conditions.
도 7은 도 6의 처리 과정 중 대표 두께 주사속도 관계식 도출 단계(S310)에서의 대표 두께 주사속도 관계식 도출을 위한 본 발명의 일 실시예의 적층성형 공정 조건별 주사속도 변화에 따른 대표 두께 변화를 나타내는 그래프이다.7 shows a representative thickness change according to a change in scanning speed for each additive manufacturing process condition in an embodiment of the present invention for deriving a representative thickness scanning speed relational expression in the step of deriving a representative thickness scanning speed relational expression (S310) during the process of FIG. 6. it's a graph
도 2 및 도 5의 상기 적층성형 공정 조건별 대표 두께 산출 단계(S20)를 통해 도출된 멜트풀 대표 두께 데이터를 주사속도(v)와 대표 두께(w) 좌표에 파워별로 표시하여, 파워별 주사속도(v)와 대표 두께(w)를 나타내는 1차 함수 그래프를 획득한다. 이후, 상기 1차 함수 그래프로부터 [수학식 1]의 대표 두께 주사속도 관계식(w = av + b(a<0, b>0))을 도출한다.The meltpool representative thickness data derived through the representative thickness calculation step (S20) for each additive forming process condition of FIGS. 2 and 5 is displayed for each power at the scan speed (v) and representative thickness (w) coordinates, and scan for each power Obtain a graph of a linear function representing the velocity (v) and the representative thickness (w). Thereafter, a representative thickness scanning speed relational expression (w = av + b (a < 0, b > 0)) of [Equation 1] is derived from the linear function graph.
다시 도 6을 참조하면, 상기 주사간격 대표 두께 관계식 도출 단계(S320)는 상기 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식을 도출한다.Referring back to FIG. 6 , in deriving the representative thickness relational expression of the scanning interval ( S320 ), a proportional relational expression between the scanning interval and the representative thickness of the melt pool is derived.
도 8은 도 6의 처리 과정 중 주사간격 대표 두께 관계식 도출 단계(S320)에서의 주사간격 대표 두께 관계식 도출을 위한 본 발명의 일 실시예의 멜트풀 대표 두께(w), 주사간격(h) 및 멜트풀 오버랩 영역(o)을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a representative melt pool thickness (w), scanning interval (h), and melt pool representative thickness relational expression of an embodiment of the present invention for deriving a representative scanning interval thickness relational expression in the step of deriving a representative thickness relational expression of scanning interval (S320) during the processing of FIG. 6. It is a diagram showing the tuple overlap area o.
도 8과 같이, 멜트풀 영역들은 인접되는 멜트풀 영역과 중첩되는 오버랩 영역(o)을 갖게 되며, 멜트풀이 얇은 경우 좁게 형성되고, 멜트풀이 두꺼운 경우 넓게 형성된다.As shown in FIG. 8 , the melt pool regions have overlapping regions o overlapping adjacent melt pool regions, and are narrow when the melt pool is thin and wide when the melt pool is thick.
이에 따라, 상기 주사간격과 대표 두께 사이의 관계를 나타내는 주사간격 대표 두께 관계식은 상술한 [수학식 2](h =kw)와 같이 도출된다.Accordingly, the scanning interval representative thickness relational expression representing the relationship between the scanning interval and the representative thickness is derived as in [Equation 2] (h = kw).
다시 도 6을 참조하면, 상기 적층률 식 도출 단계(S330)는, 상기 적층성형 공정 조건별 주사속도(v)와 적층률(B)과 오버랩 영역(o) 사이의 상관관계를 나타내는 적층률 식을 도출한다.Referring back to FIG. 6 , in the step of deriving the stacking rate equation (S330), the stacking rate equation representing the correlation between the scanning speed (v), the stacking rate (B), and the overlap area (o) for each laminate forming process condition. derive
도 9는 도 6의 처리 과정 중 적층률 식 도출 단계(S330)에서 도출된 적층률 식에 의한 주사속도별 적층률(B)과 실제 측정한 적층률(B)을 나타내는 그래프이다.FIG. 9 is a graph showing the stacking ratio (B) for each scanning speed according to the stacking ratio formula derived in the step of deriving the stacking ratio formula (S330) in the process of FIG. 6 and the actually measured stacking ratio (B).
도 9의 (a)는 적층성형 공정 조건으로서의 주사속도(v)와 적층률(B, build rate) 사이의 이론적 상관관계를 나타내는 그래프이고, 도 9의 (b)는 (a) 그래프에서 주사속도(v)와 적층률(B, build rate) 사이의 상관관계의 유효 범위를 나타내며, 도 9의 (c)는 주사속도(v)와 적층률(B, build rate) 사이의 상관관계의 실측 데이터를 나타내는 그래프이다.Figure 9 (a) is a graph showing the theoretical correlation between the scanning speed (v) and the stacking rate (B, build rate) as a laminate forming process condition, Figure 9 (b) is (a) the scanning speed in the graph (v) shows the effective range of the correlation between the stacking rate (B, build rate), and FIG. 9 (c) shows the actual data of the correlation between the scanning speed (v) and the stacking rate (B, build rate) is a graph that represents
즉, x축을 주사속도(v), y축을 적층률(B, build rate)로 둔 좌표평면에서 v=0, -b/a를 x 절편으로 하고, v = -b/2a에서 극댓값을 갖는 2차 함수 형태로 [수학식 3]의 적층률 식(B=vht, B=kt(av+b)v)을 산출한다.That is, on the coordinate plane where the x-axis is the scanning speed (v) and the y-axis is the stacking rate (B, build rate), v = 0, -b / a is the x-intercept, and v = -b / 2a with the maximum value at -b / 2a The stacking rate equation (B=vht, B=kt(av+b)v) of [Equation 3] in the form of a difference function is calculated.
도 9의 경우, a와 b는 파워에 따라 결정되는 값이고, 레이어 두께 t는 0.03mm로 설정된 것을 예로 들었다.In the case of FIG. 9 , a and b are values determined according to power, and the layer thickness t is set to 0.03 mm as an example.
다시 도 6을 참조하면, 상기 주사간격 연산 단계(S340)는, 상기 적층률 식(수학식 3)으로부터 최대 적층률에서의 오버랩 영역(o)을 계산하여, 도출된 멜트풀 대표 두께(w)에 대한 주사간격의 비(k)를 상기 주사간격(h)과 멜트풀 대표 두께(w) 사이의 비례 관계식(수학식 2)에 대입하여 적층성형 공정 조건별 최적의 주사간격(h)을 연산하여 도출한다.Referring back to FIG. 6 , in the scanning interval calculation step (S340), the overlap area (o) at the maximum stacking ratio is calculated from the stacking ratio equation (Equation 3), and the derived melt pool representative thickness (w) Calculate the optimal scanning interval (h) for each additive manufacturing process condition by substituting the ratio (k) of the scanning interval for to derive
구체적으로, 상기 적층률 식(수학식 3) B=vht 및 B=kt(av+b)v에서 기울기 a와 y 절편은 적층성형 공정 조건 중 파워에 따라 정해지는 상수이며, 주사속도 v, 레이저 두께 t 및 대표 두께 w 또한 적층성형 공정 조건에 따라 기설정되는 고정 값이 된다. 따라서 설정된 적층성형 공정 조건의 파워, 주사속도(v), 기울기 a, y 절편 b를 대입한 후, 적층률 식으로부터 적층률이 최대 값(극댓값)을 가지는 주사간격과 대표 두께의 비인 k를 구한다. 구해진 k를 주사간격 대표 두께 관계식인 [수학식 2](h=kw)에 적용하는 것에 의해 선택된 적층성형 공정 조건의 수행을 위한 최적의 주사간격(h)를 도출한다.Specifically, in the stacking ratio equation (Equation 3) B = vht and B = kt (av + b) v, the slope a and y-intercept are constants determined according to the power of the additive manufacturing process conditions, and the scanning speed v, laser The thickness t and the representative thickness w also become fixed values preset according to additive manufacturing process conditions. Therefore, after substituting the power, scanning speed (v), slope a, and y-intercept b of the set additive manufacturing process conditions, k, the ratio of the scanning interval with the maximum value (maximum value) of the stacking ratio and the representative thickness, is obtained from the stacking ratio equation. . By applying the obtained k to [Equation 2] (h = kw), which is a representative thickness relational expression of the scanning interval, an optimal scanning interval (h) for performing the selected additive manufacturing process condition is derived.
본 발명의 일 실시예는 상술한 구성의 고밀도 고속적층성형 주사 간격 도출 장치가 적용된 적층성형 장치로 구현될 수도 있다.An embodiment of the present invention may be implemented as an additive manufacturing apparatus to which the above-described high-density high-speed additive manufacturing scanning interval deriving apparatus is applied.
또한, 본 발명의 일 실시예는 상술한 구성의 고밀도 고속적층성형 주사 간격 도출 방법을 가지는 적층성형 방법으로 구현될 수도 있다.In addition, one embodiment of the present invention may be implemented as an lamination molding method having a high-density high-speed lamination method of deriving a scan interval of the above-described configuration.
상술한 구성의 본 발명은 적층성형 공정 조건별 상이한 멜트풀 두께를 측정하고, 최빈 두께 및 최적의 주사간격을 도출할 수 있도록 하는 것에 의해, 종래기술에서 공정 조건별 멜트풀 두께와 무관하게 주사간격을 일률적으로 적용하는 때에, 주사간격이 멜트풀 두께 대비 넓음에 따른 적층성형 제품의 저밀도 문제, 주사간격이 멜트풀 두께 대비 좁음에 따른 재용융(remelting), 등급저하 및 적층률 저하의 문제를 해결할 수 있도록 한다.The present invention having the above-described configuration measures different melt pool thicknesses for each additive manufacturing process condition and derives the most frequent thickness and optimal scan intervals, thereby providing a scan interval regardless of the melt pool thickness for each process condition in the prior art. When is uniformly applied, the problem of low density of laminated products due to the wide scanning interval compared to the melt pool thickness, remelting due to the narrow scanning interval compared to the melt pool thickness, and the problem of deterioration in grade and layering rate can be solved. make it possible
상술한 구성 및 기술적 특징을 가지는 본 발명은 CP-Ti 단일 용융풀 다중 트랙 등의 적층성형 공정에 적용될 수도 있으며, Fe-Cu, Fe계 합금, Al계 합금 등 다양한 금속 소재의 적층성형 공정을 최적화하는 효과 또한 제공한다.The present invention having the above configuration and technical characteristics can be applied to additive manufacturing processes such as CP-Ti single melt pool multi-track, and optimizes the additive manufacturing process of various metal materials such as Fe-Cu, Fe-based alloys, and Al-based alloys. effect is also provided.
상술한 구성의 본 발명의 일 실시예의 주사간격 도출 장치(100) 및 주사간격 도출 방법은 멜트풀 영역 데이터 생성부(110), 멜트풀 대표 두께 산출부(120), 주사간격 도출부(130) 또는 상기 멜트풀 영역 데이터 DB(140)의 기능을 수행하는 회로 패턴을 가지는 하드웨어 장치로 구현될 수 있다.The scanning
또한, 상술한 구성의 본 발명의 일 실시예의 주사간격 도출 장치(100) 및 주사간격 도출 방법은, 상술한 멜트풀 영역 데이터 생성부(110), 멜트풀 대표 두께 산출부(120), 주사간격 도출부(130) 또는 상기 멜트풀 영역 데이터 DB(140)의 기능을 수행하는 컴퓨터로 읽혀 들여져 실행되는 코드들을 기록한 기록 매체 또는 상기 코드들이 설치된 컴퓨터 등으로 구현될 수도 있다.In addition, the scanning
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical idea of the present invention described above has been specifically described in a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for explanation and not for limitation. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will be able to understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10: SDW 사진
11: 멜트풀 영역
13: 비용융 영역
B: 적층률
v: 주사속도
h: 주사간격
a: 적층률 식 기울기(파워의 함수)
b: 적층률 식 y축 절편(파워의 함수)
o: 오버랩 영역
w: 멜트풀 대표 두께
k: 멜트풀 대표 두께(w)에 대한 주사간격(h)의 비(k=h/w)
t: 레이어 두께10: SDW photo
11: Meltpool area
13: non-melting region
B: stacking rate
v: scanning speed
h: scan interval
a: slope of the stacking ratio equation (function of power)
b: Stacking rate expression y-intercept (function of power)
o: overlap area
w: Meltpool representative thickness
k: ratio of scan interval (h) to melt pool representative thickness (w) (k=h/w)
t: layer thickness
Claims (15)
상기 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함되는 각각의 멜트풀 영역과 멜트풀 대표 두께를 산출하는 멜트풀 대표 두께 산출부; 및
설정된 적층성형 공정 조건의 적층률 식에 상기 멜트풀 대표 두께를 대입하여 주사간격을 도출하는 주사간격 도출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치.a melt pool region data generation unit that generates and outputs melt pool region data having pixel coordinates and color information of pixels of pixel region coordinates using SDW pictures for each additive manufacturing process condition;
a melt pool representative thickness calculation unit that calculates each melt pool region included in the SDW picture for each laminate forming process condition and a representative melt pool thickness using pixel coordinates and color information of the melt pool region data; and
Scanning interval derivation unit for deriving a scanning interval by substituting the representative thickness of the melt pool into a stacking rate equation of set laminate forming process conditions;
상기 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 각각의 적층성형 공정 조건별 멜트풀의 두께 분포를 가지는 멜트풀 두께 데이터를 생성하고,
각각의 멜트풀 두께 데이터들에서 최대 횟수로 나타나는 멜트풀 두께를 멜트풀 별 최빈 두께로 산출하며,
해당 적층성형 공정 조건에 대응하는 SDW 사진에 포함된 전체 멜트풀의 최빈 두께를 평균하여 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께로 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치.The method of claim 1, wherein the melt pool representative thickness calculator,
Using the pixel coordinates and color information of the melt pool region data, melt pool thickness data having a melt pool thickness distribution for each additive manufacturing process condition is generated;
The meltpool thickness that appears the maximum number of times in each meltpool thickness data is calculated as the most frequent thickness for each meltpool,
A scanning interval derivation device for high-density and high-speed laminate forming, characterized in that it is configured to calculate the melt pool representative thickness for each additive forming process condition by averaging the most frequent thicknesses of all melt pools included in the SDW picture corresponding to the corresponding additive forming process condition .
상기 적층성형 공정 조건과 대표 두께를 이용하여 적층성형 공정 조건별 대표 두께 주사속도 관계식을 도출하고,
주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식을 도출하며,
상기 적층성형 공정 조건별 주사속도와 적층률과 오버랩 영역 사이의 상관관계를 나타내는 적층률 식을 도출하고,
적층률 식으로부터 최대 적층률에서의 오버랩 영역을 계산하여 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비를 도출한 후,
도출된 주사간격의 비를 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식에 대입하여 상기 적층성형 공정 조건에 따른 적층성형 공정 수행을 위한 주사간격을 연산하여 도출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치.The method of claim 1, wherein the scan interval derivation unit,
Using the additive manufacturing process conditions and the representative thickness, a representative thickness scanning speed relational expression for each additive manufacturing process condition is derived,
Deriving a proportional relationship between the scan interval and the melt pool representative thickness,
Deriving a stacking rate equation representing a correlation between a scanning speed, a stacking rate, and an overlap area for each of the additive forming process conditions;
After calculating the overlap area at the maximum stacking ratio from the stacking ratio equation and deriving the ratio of the scan interval to the melt pool representative thickness,
High-density and high-speed lamination characterized in that it is configured to calculate and derive a scanning interval for performing the additive manufacturing process according to the additive forming process conditions by substituting the derived ratio of the scanning interval into the proportional relationship between the scanning interval and the melt pool representative thickness A scanning interval derivation device for molding.
상기 대표 두께 주사속도 관계식은, w = av + b(a<0, b>0)이며,
여기서, w는 멜트풀 대표 두께, a 및 b는 기설정된 적층성형 조건의 파워에 따른 w 변화의 기울기 및 w 절편, v는 주사속도인 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치.According to claim 3,
The representative thickness scanning speed relational expression is w = av + b (a < 0, b > 0),
Here, w is the melt pool representative thickness, a and b are the slope and w intercept of the change in w according to the power of the preset additive forming conditions, and v is the scanning speed.
상기 주사간격 대표 두께 관계식은 k=h/w 이며,
여기서, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격, k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비인 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치.According to claim 3,
The representative thickness relational expression of the scanning interval is k = h / w,
Here, w is the representative thickness of the melt pool, h is the scan interval, and k is the ratio of the scan interval to the representative melt pool thickness.
상기 적층률 식은, B=vht 및 B=kt(av+b)v 이며,
여기서, B는 적층률(build rate), k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비로서 k=(w-o)/w, t=기설정된 상수로서 적층성형 레이어의 두께, o는 오버랩 영역의 간격, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격인 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치.According to claim 3,
The stacking rate equation is B = vht and B = kt (av + b) v,
Here, B is the build rate, k is the ratio of the scanning interval to the melt pool representative thickness, k = (wo) / w, t = the thickness of the laminated molding layer as a preset constant, o is the interval of the overlap area , w is the melt pool representative thickness, h is the scan interval, scanning interval derivation device for high-density high-speed laminated molding, characterized in that.
상기 멜트풀 영역 데이터 생성부에서 생성된 멜트풀 영역 데이터를 적층성형 공정 조건별로 구조화하여 저장하는 멜트풀 영역 데이터 DB;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 장치.According to claim 1,
A scan interval derivation device for high-density and high-speed additive manufacturing, characterized in that it is configured to further include a melt pool region data DB that structures and stores the melt pool region data generated by the melt pool region data generation unit for each additive manufacturing process condition. .
상기 멜트풀 영역 데이터 생성 단계에서 생성된 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께를 산출하는 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께 산출 단계; 및
설정된 적층성형 공정 조건의 적층률 식에 상기 멜트풀 대표 두께를 대입하여 주사간격을 도출하는 주사간격 도출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법.a melt pool region data generation step of generating and outputting melt pool region data having pixel coordinates and color information of pixels after corresponding SDW pictures for each additive manufacturing process condition to pixel region coordinates;
a representative melt pool thickness calculation step for each laminate forming process condition using pixel coordinates and color information of the melt pool region data generated in the melt pool region data generating step; and
A scanning interval derivation step for deriving a scanning interval by substituting the meltpool representative thickness into a stacking rate equation of set laminate forming process conditions;
정해진 파워와 주사속도를 가지는 적층성형 공정 조건별 단일 용융풀 다중 트랙 SDW 사진 각각을 픽셀 영역 좌표에 대응시키는 픽셀 영역 좌표 대응 단계; 및
상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함된 각각의 멜트풀 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 좌표와 색정보를 추출하여 멜트풀 영역 데이터를 생성하는 멜트풀 영역 데이터 추출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법.9. The method of claim 8, wherein the generating the melt pool area data comprises:
A pixel region coordinate correspondence step of corresponding each of the single molten pool multi-track SDW images for each additive manufacturing process condition having a predetermined power and scanning speed to pixel region coordinates; and
and a melt pool region data extraction step of generating melt pool region data by extracting pixel coordinates and color information of pixels included in each melt pool region included in the SDW picture for each of the additive forming process conditions. Scan interval derivation method for high-density high-speed additive manufacturing.
상기 적층성형 공정 조건별 SDW 사진에 포함된 각각의 멜트풀 영역에 대응하는 멜트풀 영역 데이터의 픽셀 좌표와 색정보를 이용하여 각각의 멜트풀 영역에 대한 멜트풀 두께 데이터를 생성하는 멜트풀 두께 데이터 생성 단계;
상기 각각의 멜트풀 두께 데이터에서 각각의 멜트풀 별 최빈 두께를 산출하는 최빈 두께 산출 단계; 및
상기 각각의 멜트풀의 상기 멜트풀 최빈 두께를 평균하여 상기 적층성형 공정 조건별 멜트풀 대표 두께를 산출하는 멜트풀 최빈 두께 평균 산출 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법.The method of claim 8, wherein the step of calculating the representative melt pool thickness for each additive forming process condition comprises:
Melt pool thickness data for generating melt pool thickness data for each melt pool region using pixel coordinates and color information of the melt pool region data corresponding to each melt pool region included in the SDW picture for each additive forming process condition. creation phase;
a mode thickness calculation step of calculating a mode thickness for each melt pool from the respective melt pool thickness data; and
a melt pool mode average thickness calculation step of averaging the melt pool mode thicknesses of the respective melt pools to calculate the melt pool representative thickness for each of the laminate forming process conditions; How to derive the injection interval.
상기 적층성형 공정 조건과 대표 두께를 이용하여 적층성형 공정 조건별 대표 두께 주사속도 관계식을 도출하는 대표 두께 주사속도 관계식 도출 단계;
상기 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식을 도출하는 주사간격 대표 두께 관계식 도출 단계;
상기 적층성형 공정 조건별 주사속도와 적층률과 오버랩 영역 사이의 상관관계를 나타내는 적층률 식을 도출하는 적층률 식 도출 단계; 및
상기 적층률 식으로부터 최대 적층률에서의 오버랩 영역을 계산하여 도출된 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비를 상기 주사간격과 멜트풀 대표 두께 사이의 비례 관계식에 대입하여 적층성형 공정 조건별 주사간격을 연산하여 도출하는 주사간격 연산 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법.The method of claim 8, wherein the step of deriving the scan interval,
a representative thickness scanning speed relational expression deriving step of deriving a representative thickness scanning speed relational expression for each additive forming process condition using the additive forming process conditions and the representative thickness;
a step of deriving a proportional relationship between the scanning interval and the representative thickness of the melt pool;
a stacking rate equation derivation step of deriving a stacking rate equation representing a correlation between a scanning speed for each laminate forming process condition, a stacking rate, and an overlap area; and
The ratio of the scan interval to the melt pool representative thickness derived by calculating the overlap area at the maximum stack rate from the stack rate equation is substituted into the proportional relationship between the scan interval and the melt pool representative thickness, and the scan interval for each laminate forming process condition A scanning interval derivation method for high-density high-speed laminated molding, characterized in that it is configured to include;
상기 대표 두께 주사속도 관계식은 w = av + b(a<0, b>0)이며,
여기서, w는 멜트풀 대표 두께, a 및 b는 기설정된 적층성형 조건의 파워에 따른 w 변화의 기울기 및 w 절편, v는 주사속도인 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법.The method of claim 11, wherein in the step of deriving the representative thickness scanning speed relational expression,
The representative thickness scanning speed relational expression is w = av + b (a < 0, b > 0),
Here, w is the melt pool representative thickness, a and b are the slope and w intercept of the change in w according to the power of the preset laminate forming condition, and v is the scanning speed.
상기 주사간격 대표 두께 관계식은 k=h/w 이며,
여기서, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격, k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비인 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법.The method of claim 11, wherein in the step of deriving the representative scan interval thickness relational expression,
The representative thickness relational expression of the scanning interval is k = h / w,
Here, w is the representative thickness of the melt pool, h is the scan interval, and k is the ratio of the scan interval to the representative melt pool thickness.
B=vht 및 B=kt(av+b)v 이고,
여기서, k는 멜트풀 대표 두께에 대한 주사간격의 비로서 k=(w-o)/w, t=기설정된 상수로서 적층성형 레이어의 두께, o는 오버랩 영역의 간격, w는 멜트풀 대표 두께, h는 주사간격인 것을 특징으로 하는 고밀도 고속적층성형을 위한 주사간격 도출 방법.The method of claim 11, wherein in the step of deriving the stacking rate equation, the stacking rate equation is
B=vht and B=kt(av+b)v,
Here, k is the ratio of the scan interval to the melt pool representative thickness, k = (wo) / w, t = the thickness of the laminated molding layer as a predetermined constant, o is the interval of the overlap area, w is the melt pool representative thickness, h Is a scanning interval derivation method for high-density high-speed additive molding, characterized in that the scanning interval.
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