적층 제조(AM)는 설계자가 높은 수준의 설계 자유도를 가진 제품을 개발할 수 있게 하지만, 적층 제조의 제조 제약은 설계 자유도를 제한한다. 주요 제조 제약 중 하나는 처짐(overhang) 형상을 위한 지지 구조의 사용인데, 이는 적층 제조 공정에서 필수적이지만 재료 소비, 제조 비용 및 제작 시간(build time)을 증가시킨다. 따라서 적층 제조를 통해 기능성 제품을 직접 제작할 때 지지 구조 생성의 제어는 중요한 문제이다. 본 논문의 목적은 인쇄성(printability)과 적층 후(as-printed) 품질을 고려하면서 지지 구조를 감소시키기 위한 지식 기반 설계 알고리즘을 제안하는 것이다. 제안된 방법은 세 단계로 구성된다: (1) 목표 AM 공정을 특성화하기 위한 AM 온톨로지(ontology) 개발, (2) AM 파라미터가 적층 후 품질에 미치는 영향을 정량화하기 위한 대리(surrogate) 모델 구축, (3) 지지 구조를 감소시키고 AM 파라미터를 최적화하기 위한 설계 및 공정 수정. 제안 방법의 의의는 공정 파라미터를 최적화하는 데 그치지 않고, 더 나은 표면 거칠기와 제작 시간 감소를 위해 국소 기하 형상을 제어하는 데에도 있다. 제안된 알고리즘을 검증하기 위해, 곡선 기반(1D), 표면 기반(2D), 체적 기반(3D) 모델을 대상으로 사례 연구를 수행하여 표면 품질을 유지하면서 지지 생성과 제작 시간의 감소를 입증하였다.

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