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3D 프린팅 공정 중 적층부 위에 형성되는 모재의 용융풀을 포함하는 적층부 영역을 열화상 카메라로 촬영하여 상기 용융풀의 표면 온도를 계측하는 단계;계측된 상기 적층부의 표면 온도를 상기 모재의 용융점(Tm)과 비교하여 상기 용융점을 초과하는 영역의 경계를 상기 용융풀의 표면 경계로 정하는 단계;상기 용융풀의 표면 경계에 의해 정해지는 상기 용융풀의 표면 영역에서 x축 및 y축 방향 최대 길이를 상기 용융풀의 표면의 길이 및 폭으로 각각 추출하는 단계; 및 추출된 상기 용융풀의 표면의 길이 및 폭으로부터 상기 용융풀의 z방향 최대 깊이(d)를 추정하는 단계를 포함하고,상기 용융풀의 최대깊이(d) 지점이 상기 용융풀의 폭방향(y축 방향)으로 중앙에 위치한 것(y=0)으로 가정하고, 상기 용융풀의 온도 T(x, y, z)가 상기 용융풀의 용융점(Tm)과 같다고 규정할 때의 온도관계식 =T(x, y=0, z)-Tm을 상기 길이방향으로 미분하여 기울기가 0인 지점()의 좌표(Xmax, 0, Zmax)를 구하였을 때, 상기 용용풀의 최대 깊이(d)는 d=Zmax로 산출되고,상기 용융풀의 적층부 단면의 실제 깊이를 측정하는 단계; 및 상기 용융풀의 측정된 실제 깊이와 추정된 최대 깊이(d) 간의 차이가 소정의 오차범위 이내인지를 확인하여 상기 추정된 최대 깊이의 타당성을 검증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 용융풀의 측정된 실제 깊이와 상기 추정된 최대 깊이(d) 간의 차이가 상기 소정의 오차범위를 초과하는 경우, 상기 용융풀의 깊이 이상이 발생한 경우로 판단하여 프린팅 제품을 불량품으로 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 용융풀의 온도 T(x, y, z)는 하기 온도 분포식(식 1)으로 규정되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 3D 프린팅 공정은 DED(direct energy deposition) 방식 3D 프린팅 공정인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 용융풀의 모재는 금속 재료인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 방법
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3D 프린팅 공정 중 적층부 위에 형성되는 모재의 용융풀을 포함하는 적층부 영역을 촬영하여 상기 용융풀의 표면 온도를 계측하는 열화상 카메라; 및 상기 열화상 카메라가 계측한 상기 용융풀의 표면 온도를 이용하여 상기 용융풀 깊이를 추정하는 계산부를 포함하고, 상기 계산부는 (i) 계측된 상기 적층부의 표면 온도를 상기 모재의 용융점(Tm)과 비교하여 상기 용융점을 초과하는 영역의 경계를 상기 용융풀의 표면 경계로 정하는 기능, (ii) 상기 용융풀의 표면 경계에 의해 정해지는 상기 용융풀의 표면 영역에서 x축 및 y축 방향 최대 길이를 상기 용융풀의 표면의 길이(a) 및 폭(b)으로 각각 추출하는 기능, 그리고 (iii) 추출된 상기 용융풀의 표면의 길이 및 폭으로부터 상기 용융풀의 z방향 최대 깊이(d)를 추정하는 기능을 포함하며, 상기 용융풀의 최대깊이(d) 지점이 상기 용융풀의 폭방향(y축 방향)으로 중앙에 위치한 것(y=0)으로 가정하고, 상기 용융풀의 온도 T(x, y, z)가 상기 용융풀의 용융점(Tm)과 같다고 규정할 때의 온도관계식 =T(x, y=0, z)-Tm을 상기 길이방향으로 미분하여 기울기가 0인 지점()의 좌표(Xmax, 0, Zmax)를 구하였을 때, 상기 용용풀의 최대 깊이(d)는 d=Zmax로 산출되고,상기 계산부는 상기 용융풀의 적층부 단면의 실제 깊이를 측정하는 기능; 및 상기 용융풀의 측정된 실제 깊이와 추정된 최대 깊이(d) 간의 차이가 소정의 오차범위 이내인지를 확인하여 상기 추정된 최대 깊이의 타당성을 검증하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 장치
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제 8 항에 있어서, 상기 열화상 카메라는, 광 경로의 일부가 상기 3D 프린팅을 위하여 소정의 적층부에 위치된 분말 재료를 용융시키는 레이저 소스로부터 조사되는 레이저 빔과 동축 상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 장치
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제 9 항에 있어서, 상기 3D 프린팅용 레이저 소스로부터 조사된 빔 경로상에 배치되는 빔 스플리터; 및 상기 빔 스플리터와 상기 열화상 카메라 사이에 배치되어 광의 경로를 변경시키는 광 경로 변환기를 더 포함하여, 상기 열화상 카메라가 상기 레이저 소스와 동축 상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 장치
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제 10항에 있어서, 상기 빔 스플리터는 상기 레이저 소스 및 상기 레이저 소스로부터 나온 레이저 광이 지나는 초점 렌즈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 형성되는 용융풀 깊이를 실시간으로 추정하는 장치
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레이저 빔을 조사하여 적층부에 공급되는 모재를 녹임으로써 상기 적층부에 용융풀이 형성되도록 하는 레이저 소스;상기 적층부로 모재를 공급하는 모재 공급원;3D 프린팅 공정 중 적층부 위에 형성되는 모재의 용융풀을 포함하는 적층부 영역을 촬영하여 상기 용융풀의 표면 온도를 계측하는 열화상 카메라; 및 상기 열화상 카메라가 계측한 상기 용융풀의 표면 온도를 이용하여 상기 용융풀 깊이를 추정하는 계산부를 포함하고,상기 계산부는 (i) 계측된 상기 적층부의 표면 온도를 상기 모재의 용융점(Tm)과 비교하여 상기 용융점을 초과하는 영역의 경계를 상기 용융풀의 표면 경계로 정하는 기능, (ii) 상기 용융풀의 표면 경계에 의해 정해지는 상기 용융풀의 표면 영역에서 x축 및 y축 방향 최대 길이를 상기 용융풀의 표면의 길이(a) 및 폭(b)으로 각각 추출하는 기능, 그리고 (iii) 추출된 상기 용융풀의 표면의 길이 및 폭으로부터 상기 용융풀의 z방향 최대 깊이(d)를 추정하는 기능을 포함하며, 상기 용융풀의 최대깊이(d) 지점이 상기 용융풀의 폭방향(y축 방향)으로 중앙에 위치한 것(y=0)으로 가정하고, 상기 용융풀의 온도 T(x, y, z)가 상기 용융풀의 용융점(Tm)과 같다고 규정할 때의 온도관계식 =T(x, y=0, z)-Tm을 상기 길이방향으로 미분하여 기울기가 0인 지점()의 좌표(Xmax, 0, Zmax)를 구하였을 때, 상기 용용풀의 최대 깊이(d)는 d=Zmax로 산출되고,상기 계산부는 상기 용융풀의 적층부 단면의 실제 깊이를 측정하는 기능; 및 상기 용융풀의 측정된 실제 깊이와 추정된 최대 깊이(d) 간의 차이가 소정의 오차범위 이내인지를 확인하여 상기 추정된 최대 깊이의 타당성을 검증하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 시스템
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제 13항에 있어서, 상기 계산부는 상기 용융풀의 깊이를 상기 3D 프린팅 공정 중에 실시간으로 추정하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 시스템
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제 13항에 있어서, 상기 열화상 카메라는, 광 경로의 일부가 상기 적층부에 공급되는 모재를 용융시키는 상기 레이저 소스로부터 조사되는 레이저 빔과 동축 상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 시스템
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제 13항에 있어서, 상기 레이저 소스로부터 조사된 빔 경로상에 배치되는 빔 스플리터; 및 상기 빔 스플리터와 상기 열화상 카메라 사이에 배치되어 광의 경로를 변경시키는 광 경로 변환기를 더 포함하고, 상기 빔 스플리터는 상기 레이저 소스 및 상기 레이저 소스로부터 나온 레이저 광이 지나는 초점 렌즈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 시스템
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제 13항에 있어서, 상기 모재는 금속 분말 혹은 금속 와이어인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 시스템
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