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서로 수직한 제1축(1)과 제2축(2)을 포함하여 이루어지는 조형평면에 소정의 스캐닝패턴으로 조형광을 조사하는 입체조형장비의 헤드장치에 있어서,상기 제1축(1)에 평행한 방향으로 일렬로 배열되는 복수의 조형광원(16)으로 이루어져 상기 조형평면 중 상기 제1축(1)과 평행한 상기 조형평면상의 라인에 대해 한 축 방향의 라인 스캔을 수행하여 조형속도를 향상시키는 조형광원어레이(15);상기 조형평면 상부의 소정의 위치에 설치되고, 상기 조형광원어레이(15)로부터의 조형광선을 반사하여 상기 조형평면상에 입사시키며, 상기 조형광선 조사시 누락되는 부위가 발생하지 않도록 상기 제1축(1) 방향의 라인스캔을 제2축(2) 방향으로 이격시키는 광가이드부(20);상기 조형광원어레이(15)와 상기 광가이드부(20)의 구동을 연동하고 상기 복수의 조형광원(16)을 동기화하여 상기 라인스캔(12)을 이루는 각각의 조형광선을 상기 조형평면에 동시에 입사시키도록 제어하는 제어부(40);를 포함하여 이루어지고,상기 광가이드부(20)는, 측면이 소정의 개수의 광반사면을 구비하고, 상기 제1축(1)과 평행한 폴리곤미러축(3)을 회전중심축으로 하여 설치되는 정다각기둥 형상의 폴리곤미러(21)(polygon mirror)를 포함하여 이루어지며,상기 복수의 조형광원(16)으로부터 생성되는 복수의 조형광선은 상기 폴리곤미러(21)에 의해 가이드되어, 상기 조형평면 상에 상기 제1축(1)방향을 갖는 하나의 라인스캔(12)을 형성하며 입사하여 상기 조형평면 한 축 방향에 대한 선스캔을 수행하고,상기 폴리곤미러(21)는 상기 조형광원어레이(15)의 길이 이상의 길이를 갖도록 형성되고, 상기 하나의 라인스캔(12)을 상기 조형평면 상에서 상기 폴리곤미러(21)의 회전각속도에 따른 속도 변화에 따라 연속적으로 회전시켜 상기 조형평면 전면에 대해 연속적 스위핑 방식으로 이동하며 조형광을 조사하며,상기 조형광원어레이(15)의 길이는 상기 조형평면의 한 변의 길이 이상으로 형성되어 상기 하나의 라인스캔(12)이 상기 조형평면의 한 변에 해당하는 길이 만큼을 한 번에 조사하여 조형시간을 단축시키며,상기 제어부(40)는 상기 광가이드부(20)의 상기 폴리곤미러(21) 회전각제어에 따라 상기 조형광선의 상기 조형평면에 대해 조사 위치가 특정되어 조형레이어 이미지정보에 따라 상기 조형광원(16)의 제어를 통해 복수의 조형광선의 구동을 제어하고, 상기 조형광선의 출력값인 진폭 또는 주파수를 제어하여 상기 조형광선이 상기 조형평면을 이루는 각 지점까지 도달하는 데 필요한 경로길이의 차이 또는 상기 조형광선의 입사각도의 차이에 따라 야기되는 상기 각 지점에서의 조형광선출력밀도의 차이를 보정하여 균일한 조형광선출력밀도를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 헤드장치
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청구항 1에 있어서,상기 조형광원(16)은 레이저다이오드(Laser Diode), VCSEL, 또는 광섬유번들(bundle)을 포함하여 이루어지는 광섬유레이저 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 헤드장치
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청구항 1에 있어서,상기 입체조형장비의 헤드장치는, 상기 조형평면을 이루는 모든 지점에서 상기 조형광선이 상기 조형평면에 대해 수직하게 입사하게 하는 기능을 구비하는 조형광선입사각보정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체조형장비의 헤드장치
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청구항 1의 입체조형장비의 헤드장치를 사용하여 조형평면을 스캐닝하는 방법에 있어서,(i) 상기 폴리곤미러(21)가 소정의 위치에 세팅되는 단계(s10);(ii) 상기 조형광원어레이(15)가 상기 폴리곤미러(21)의 반사면상에 복수의 조형광선을 입사하는 것을 시작하는 단계(s20);(iii) 상기 폴리곤미러(21)에 반사된 상기 복수의 조형광선이 상기 조형평면에 대해 상기 제1축(1)과 평행한 방향의 라인스캔(12)(line scan)을 소정의 시간동안 수행하는 단계(s30); (iv) 상기 복수의 조형광선이 상기 조형평면에 조사되지 않도록 제어되어 상기 (iii)단계에서의 라인스캔(12)(line scan)이 종료되는 단계(s40);(v) 상기 (iii)단계에서의 라인스캔(12)(line scan)에 이어, 상기 제2축(2) 방향으로 소정의 간격만큼 이격(stepping)한 후에 다음번 라인스캔(12)(line scan)을 수행하기 위해, 상기 폴리곤미러(21)가 소정의 각변위만큼 회전하는 단계(s50);(vi) 상기 조형평면의 전면에 대해 스캐닝이 완료될 때까지 상기 (ii)단계 내지 상기 (v)단계를 반복하여 수행하는 단계(s60);를 포함하여 이루어지고, 상기 (iii)단계에서 상기 폴리곤미러(21)는 소정의 단방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법
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청구항 7에 있어서,상기 (iv)단계 이후, 상기 폴리곤미러(21)는, 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법
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청구항 7에 있어서,상기 (iv)단계 이후, 상기 폴리곤미러(21)는, 상기 (iii) 단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법
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청구항 1의 입체조형장비의 헤드장치를 사용하여 조형평면을 스캐닝하는 방법에 있어서,(a) 상기 폴리곤미러(21)가 소정의 위치에 세팅되는 단계(s100);(b) 상기 폴리곤미러(21)가 소정의 속도로 회전을 시작함과 동시에, 상기 조형광원어레이(15)가 상기 폴리곤미러(21)의 반사면상에 복수의 조형광선을 입사하는 것을 시작하는 단계(s200);(c) 상기 폴리곤미러(21)에 반사된 상기 복수의 조형광선이 상기 조형평면에 대해 상기 제1축(1)과 평행한 방향의 라인스캔(12)(line scan)을 수행하며, 이러한 라인스캔은 상기 폴리곤미러(21)가 소정의 속도로 계속 회전하면서 연속적으로 이루어지는 단계(s300);(d) 상기 조형평면의 전면에 대해 스캐닝이 완료되면, 상기 (c)단계에서의 연속적인 라인스캔(12)(line scan)이 종료되는 단계(s400);를 포함하여 이루어지고, 상기 (b)단계 및 상기 (c)단계에서 상기 폴리곤미러(21)는 소정의 단방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법
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청구항 10에 있어서,상기 (d)단계 이후, 상기 폴리곤미러(21)는, 상기 (b)단계 및 상기 (c) 단계에서의 회전방향과 같은 방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법
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청구항 10에 있어서,상기 (d)단계 이후, 상기 폴리곤미러(21)는, 상기 (b)단계 및 상기 (c) 단계에서의 회전방향과 반대방향으로 회전을 준비하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법
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청구항 10에 있어서, 상기 (c)단계에서의 폴리곤미러(21)의 회전속도는 등속도인 것을 특징으로 하는 조형평면의 스캐닝방법
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조형재료를 공급받아 조형레이어를 형성하고 적층하여 입체조형물을 조형하는 입체조형장치에 있어서,조형광선의 조형평면에의 조사는, 청구항 1 및 청구항 4 내지 청구항 5 중 선택되는 어느 하나의 항의 헤드장치를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체조형장치
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