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제1 레이저 소스에서 생성된 3D 프린팅 레이저 빔을 기판을 향해 조사하여 적층 공정을 수행하는 3D 프린팅 단계;제2 레이저 소스에서 생성된 펄스 레이저 빔을 조사할 위치를 결정하는 위치 제어 단계;상기 펄스 레이저 빔의 조사 조건을 설정하는 조건 설정 단계; 및상기 3D 프린팅 레이저 빔의 조사에 의해 생긴 용융풀에 상기 펄스 레이저 빔을 조사하여 가진하는 것을 통해 상기 용융풀 내에서 가속화된 마랑고니 흐름과 난류, 초음파 및 충격파를 생성하여 촉진된 물질 흐름을 타고 기공이 상기 용융풀의 밖으로 탈출하도록 유도하고, 상기 용융풀의 입자를 미세화 하는 동시에 등축결정 핵 생성을 유도하여 이방성을 완화하는 품질 개선 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제1항에 있어서,상기 조건 설정 단계는, 적어도 상기 용융풀 내에 상기 펄스 레이저 가진을 통해 가속화된 마랑고니 흐름과 난류, 초음파 및 충격파를 생성할 수 있는 단위 면적 당 펄스 에너지 값을 설정하는 단계를 포함하고, 상기 단위 면적 당 펄스 에너지 값은, 펄스 에너지를 상기 펄스 레이저 빔의 크기로 나눠 산출하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제2항에 있어서,상기 단위 면적 당 펄스 에너지 값을 설정하는 단계는, 상기 단위 면적 당 펄스 에너지 값이 소재의 절연파괴 임계값 이상의 값을 갖도록 설정하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제3항에 있어서,상기 3D 프린팅 단계는, 티타늄 소재의 상기 기판 상에 공급되는 티타늄 소재의 분말을 용융시켜 상기 3D 프린팅 레이저 빔에 용융 노출된 층과 융합하여 용융풀을 형성하는 단계; 및상기 용융풀이 응고 과정을 거쳐 증착층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제4항에 있어서,상기 조건 설정 단계는, 상기 단위 면적 당 펄스 에너지가 1
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제1항에 있어서,상기 조건 설정 단계는, 상기 펄스 레이저 빔의 펄스폭을 나노초(nano second) 크기로 설정하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제1항에 있어서,상기 품질 개선 단계는,상기 제2 레이저 소스에서 인쇄 노즐의 측면을 향해 펄스 레이저 빔을 방출하는 단계;상기 인쇄 노즐의 측면을 통해 유입된 상기 펄스 레이저 빔을 다이크로익 미러로 반사시켜 상기 3D 프린팅 레이저 빔과 동일한 광축을 갖도록 광경로를 수정하는 단계; 및상기 인쇄 노즐에서 상기 3D 프린팅 레이저 빔과 광경로가 수정된 상기 펄스 레이저 빔을 동기화된 상태로 상기 용융풀에 조사하는 단계를 포함하여 비접촉 방식으로 품질을 개선하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제7항에 있어서,상기 조건 설정 단계는,상기 펄스 레이저 빔과 상기 3D 프린팅 레이저 빔이 서로 다른 파장 길이를 갖도록 펄스 레이저 빔의 파장 길이를 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제1항에 있어서,상기 품질 개선 단계는,상기 제2 레이저 소스에서 상기 용융풀을 향해 경사지게 펄스 레이저 빔을 방출하는 단계;방출된 상기 펄스 레이저 빔을 광섬유를 이용하여 인쇄 노즐의 측면에 설치된 초점 모듈로 전송하는 단계;상기 초점 모듈을 통해 상기 용융풀로 상기 펄스 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함하여 비접촉 방식으로 품질을 개선하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제9항에 있어서,상기 위치 제어 단계는,상기 초점 모듈로 상기 3D 프린팅 레이저 빔이 형성한 상기 용융풀의 중앙을 찾는 단계; 및상기 초점 모듈의 초점이 상기 용융풀의 중앙을 향하도록 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제1항에 있어서,상기 위치 제어 단계는, 상기 3D 프린팅 레이저 빔의 조사영역과 상기 펄스 레이저 빔의 조사영역이 중첩되게 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제11항에 있어서,상기 조건 설정 단계는,상기 3D 프린팅 레이저 빔의 스캔 속도 획득 단계; 및획득된 스캔 속도에 따라 상기 펄스 레이저 빔의 반복률을 제어하는 반복률 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제12항에 있어서,상기 반복률 제어 단계는, 상기 3D 프린팅 레이저 빔이 조사된 모든 영역에 상기 펄스 레이저 빔을 조사할 수 있도록 반복률을 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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제1항에 있어서,상기 3D 프린팅 단계는, DED(direct energy deposition) 방식으로 진행되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 공정 중 펄스 레이저 가진을 통한 실시간 품질 개선 방법
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