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금속 3D 프린팅 열쏠림 현상 최소화를 위한 공구 경로 최적화 방법

  • 기술번호 : KST2022000825
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 금속 3D 프린팅 열쏠림 현상 최소화를 위한 공구 경로를 최적화하는 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 공구 경로 최적화 방법은, 3D 모델을 슬라이싱하여 단층 데이터를 생성하는 슬라이싱 단계; 생성된 단층 데이터에 장비 설정을 적용하여, 단층 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 포함하는 공구 경로 데이터를 생성하는 공구 경로 데이터 생성 단계; 공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 열 데이터(A)와 제1 단층의 하위 3개 층의 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하는 열 데이터 생성 단계; 열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하여, 열 데이터 등고선을 생성하는 열 데이터 분석 단계; 열 데이터 등고선을 기반으로 열 쏠림 현상이 집중된 영역을 구분하여, 구분 영역(D)을 설정하는 열 데이터 적용 단계; 및 구분 영역(D)에 대한 공구 경로를 최적화하는 공구 경로 최적화 단계;를 포함한다. 이에 의해, 금속 적층 제조 시 발생하는 열 쏠림 현상을 시뮬레이션된 열 데이터를 근거로 공구 경로를 수정하여 열 쏠림 현상이 최소화된 공구 경로를 수정 및 재생성함으로써, 현재 금속 3D 프린팅 제조 현장에서 발생하는 비용을 절감할 수 있다.
Int. CL B22F 10/366 (2021.01.01) B22F 10/368 (2021.01.01) B22F 10/85 (2021.01.01) B22F 10/28 (2021.01.01) B33Y 10/00 (2015.01.01) B33Y 50/02 (2015.01.01)
CPC B22F 10/366(2013.01) B22F 10/368(2013.01) B22F 10/85(2013.01) B22F 10/28(2013.01) B33Y 10/00(2013.01) B33Y 50/02(2013.01)
출원번호/일자 1020200159488 (2020.11.25)
출원인 한국전자기술연구원
등록번호/일자 10-2351863-0000 (2022.01.12)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20220118) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.11.25)
심사청구항수 8

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자기술연구원 대한민국 경기도 성남시 분당구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 신화선 경기도 용인시 기흥구
2 이혜인 경기도 안양시 동안구
3 전성환 서울특별시 도봉구
4 박성훈 서울특별시 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 남충우 대한민국 서울 강남구 언주로 ***, *층(역삼동, 광진빌딩)(알렉스국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자기술연구원 대한민국 경기도 성남시 분당구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2020.11.25 수리 (Accepted) 1-1-2020-1267386-43
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2021.04.16 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2021.07.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2021-0140995-75
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2021.08.06 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2021-0626151-55
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2021.10.05 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2021-1136711-96
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
2021.10.05 수리 (Accepted) 1-1-2021-1136692-16
7 등록결정서
Decision to grant
2022.01.06 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2022-0018086-70
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
3D 모델을 슬라이싱하여 단층 데이터를 생성하는 슬라이싱 단계; 생성된 단층 데이터에 장비 설정을 적용하여, 단층 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 포함하는 공구 경로 데이터를 생성하는 공구 경로 데이터 생성 단계;공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 열 데이터(A)와 제1 단층의 하위 3개 층의 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하는 열 데이터 생성 단계;열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하여, 열 데이터 등고선을 생성하는 열 데이터 분석 단계;열 데이터 등고선을 기반으로 열 쏠림 현상이 집중된 영역을 구분하여, 구분 영역(D)을 설정하는 열 데이터 적용 단계; 및구분 영역(D)에 대한 공구 경로를 최적화하는 공구 경로 최적화 단계;를 포함하며,공구 경로 데이터 생성 단계는,패턴 형상, 패턴 크기, 해칭 간격 및 해치 길이 중 적어도 하나의 설정을 위한 파라미터가 입력되면, 입력되는 파라미터를 적용하여, 단층 데이터인 2D 폴리곤 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 생성하고, 공구 경로 데이터 생성 단계는,공구의 이동 경로가 생성되면, 생성된 공구의 이동 경로 및 금속 3D 프린터 부품의 조절 정보를 반영하여 실제 출력이 가능한 공구 경로 데이터를 생성하고, 생성된 공구 경로 데이터를 통해, 제1 단층의 2D 폴리곤을 출력할 때, 소요 시간을 계산하며,열 데이터 생성 단계는, 공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 전체 영역에 대한 열 데이터(A)를 생성하고, 생성된 열 데이터(A)와 계산된 제1 단층의 소요 시간을 저장하며, 기저장된 제1 단층의 하위 3개 층(Layer)에 대한 각각의 열 데이터에 제1 단층의 소요 시간만큼 시간이 경과되면서 발생하는 열 손실을 감안하여, 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하고,열 데이터 분석 단계는, 생성된 열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하기 전에, 열 데이터 A, B1, B2, B3에 대해 각각의 가중치(Weight)를 적용하며,열 데이터 A, B1, B2, B3에 적용되는 각각의 가중치의 총 합은 1이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 방법
2 2
청구항 1에 있어서,슬라이싱 단계는, 기설정된 Z축 간격만큼 3D 모델을 슬라이싱하여, Z축 간격의 두께를 갖는 단층 데이터인 2D 폴리곤을 생성하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 방법
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삭제
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청구항 1에 있어서,열 데이터 분석 단계는, 가중치가 적용된 열 데이터들을 병합하여, 병합된 열 데이터(C) 내에서 특정 범위 내에 있는 구역끼리 묶어 열 쏠림 영역들을 구분하는 열 데이터 등고선을 생성하고, 생성된 열 데이터 등고선을 2D 폴리곤에 적용하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 방법
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청구항 7에 있어서,열 데이터 적용 단계는, 열 쏠림 영역들이 구분된 열 데이터(C)와 공구 경로 데이터를 매칭시켜, 열 데이터(C) 내의 열 쏠림 영역으로 구분된 영역과 공구 경로 데이터 내의 구분된 영역(패턴)을 비교하여 공구 경로 데이터 내의 구분된 영역의 사분위 중 어느 영역에 열 쏠림 현상이 있는 지 분석하여, 열 쏠림이 집중된 영역을 공구 경로 데이터 내에서 구분하여 구분 영역(D)을 생성하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 방법
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청구항 8에 있어서,공구 경로 최적화 단계는,구분 영역(D) 내에서 열 쏠림 현상이 최소화될 수 있도록, 공구 경로 패턴을 수정하거나, 진행 순서를 변동하거나 또는 특정 구간의 레이저 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 방법
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장비 설정을 위한 파라미터가 입력되는 입력부; 및 3D 모델을 슬라이싱하여 단층 데이터를 생성하고, 생성된 단층 데이터에 장비 설정을 적용하여, 단층 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 포함하는 공구 경로 데이터를 생성하고, 공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 열 데이터(A)와 제1 단층의 하위 3개 층의 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하며, 열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하여, 열 데이터 등고선을 생성하고, 열 데이터 등고선을 기반으로 열 쏠림 현상이 집중된 영역을 구분하여, 구분 영역(D)을 설정하며, 구분 영역(D)에 대한 공구 경로를 최적화하는 프로세서;를 포함하고,프로세서는,패턴 형상, 패턴 크기, 해칭 간격 및 해치 길이 중 적어도 하나의 설정을 위한 파라미터가 입력되면, 입력되는 파라미터를 적용하여, 단층 데이터인 2D 폴리곤 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 생성하고, 프로세서는,공구의 이동 경로가 생성되면, 생성된 공구의 이동 경로 및 금속 3D 프린터 부품의 조절 정보를 반영하여 실제 출력이 가능한 공구 경로 데이터를 생성하고, 생성된 공구 경로 데이터를 통해, 제1 단층의 2D 폴리곤을 출력할 때, 소요 시간을 계산하며,프로세서는,공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 전체 영역에 대한 열 데이터(A)를 생성하고, 생성된 열 데이터(A)와 계산된 제1 단층의 소요 시간을 저장하며, 기저장된 제1 단층의 하위 3개 층(Layer)에 대한 각각의 열 데이터에 제1 단층의 소요 시간만큼 시간이 경과되면서 발생하는 열 손실을 감안하여, 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하고,프로세서는,생성된 열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하기 전에, 열 데이터 A, B1, B2, B3에 대해 각각의 가중치(Weight)를 적용하며,열 데이터 A, B1, B2, B3에 적용되는 각각의 가중치의 총 합은 1이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 시스템
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단층 데이터에 장비 설정을 적용하여, 단층 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 포함하는 공구 경로 데이터를 생성하는 공구 경로 데이터 생성 단계;공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 열 데이터(A)와 제1 단층의 하위 3개 층의 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하는 열 데이터 생성 단계;열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하여, 열 데이터 등고선을 생성하는 열 데이터 분석 단계;열 데이터 등고선을 기반으로 열 쏠림 현상이 집중된 영역을 구분하여, 구분 영역(D)을 설정하는 열 데이터 적용 단계; 및구분 영역(D)에 대한 공구 경로를 최적화하는 공구 경로 최적화 단계;를 포함하고,공구 경로 데이터 생성 단계는,패턴 형상, 패턴 크기, 해칭 간격 및 해치 길이 중 적어도 하나의 설정을 위한 파라미터가 입력되면, 입력되는 파라미터를 적용하여, 단층 데이터인 2D 폴리곤 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 생성하고, 공구 경로 데이터 생성 단계는,공구의 이동 경로가 생성되면, 생성된 공구의 이동 경로 및 금속 3D 프린터 부품의 조절 정보를 반영하여 실제 출력이 가능한 공구 경로 데이터를 생성하고, 생성된 공구 경로 데이터를 통해, 제1 단층의 2D 폴리곤을 출력할 때, 소요 시간을 계산하며,열 데이터 생성 단계는, 공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 전체 영역에 대한 열 데이터(A)를 생성하고, 생성된 열 데이터(A)와 계산된 제1 단층의 소요 시간을 저장하며, 기저장된 제1 단층의 하위 3개 층(Layer)에 대한 각각의 열 데이터에 제1 단층의 소요 시간만큼 시간이 경과되면서 발생하는 열 손실을 감안하여, 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하고,열 데이터 분석 단계는, 생성된 열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하기 전에, 열 데이터 A, B1, B2, B3에 대해 각각의 가중치(Weight)를 적용하며,열 데이터 A, B1, B2, B3에 적용되는 각각의 가중치의 총 합은 1이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 방법
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단층 데이터에 장비 설정을 적용하여, 단층 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 포함하는 공구 경로 데이터를 생성하는 공구 경로 데이터 생성 단계;공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 열 데이터(A)와 제1 단층의 하위 3개 층의 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하는 열 데이터 생성 단계;열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하여, 열 데이터 등고선을 생성하는 열 데이터 분석 단계;열 데이터 등고선을 기반으로 열 쏠림 현상이 집중된 영역을 구분하여, 구분 영역(D)을 설정하는 열 데이터 적용 단계; 및 구분 영역(D)에 대한 공구 경로를 최적화하는 공구 경로 최적화 단계;를 포함하고, 공구 경로 데이터 생성 단계는,패턴 형상, 패턴 크기, 해칭 간격 및 해치 길이 중 적어도 하나의 설정을 위한 파라미터가 입력되면, 입력되는 파라미터를 적용하여, 단층 데이터인 2D 폴리곤 내부를 이동하는 공구의 이동 경로를 생성하고, 공구 경로 데이터 생성 단계는,공구의 이동 경로가 생성되면, 생성된 공구의 이동 경로 및 금속 3D 프린터 부품의 조절 정보를 반영하여 실제 출력이 가능한 공구 경로 데이터를 생성하고, 생성된 공구 경로 데이터를 통해, 제1 단층의 2D 폴리곤을 출력할 때, 소요 시간을 계산하며,열 데이터 생성 단계는, 공구 경로 데이터를 기반으로 제1 단층의 전체 영역에 대한 열 데이터(A)를 생성하고, 생성된 열 데이터(A)와 계산된 제1 단층의 소요 시간을 저장하며, 기저장된 제1 단층의 하위 3개 층(Layer)에 대한 각각의 열 데이터에 제1 단층의 소요 시간만큼 시간이 경과되면서 발생하는 열 손실을 감안하여, 열 데이터(B1, B2, B3)를 생성하고,열 데이터 분석 단계는, 생성된 열 데이터 A, B1, B2, B3를 병합하기 전에, 열 데이터 A, B1, B2, B3에 대해 각각의 가중치(Weight)를 적용하며,열 데이터 A, B1, B2, B3에 적용되는 각각의 가중치의 총 합은 1이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 공구 경로 최적화 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체
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1 과학기술정보통신부 전자부품연구원 3D프린팅생활혁신융합기술개발(R&D) 발전·조선용 금속부품 제조 시뮬레이션을 위한 PBF 방식 3D프린팅 적층해석 SW 기술개발