금속 3D 프린팅 기기의 제어 기기 및 이를 이용한 제어 방법
Device and method for controlling metal 3D printer
특허 요약
금속 3D 프린팅 기기의 제어 기기가 개시된다. 금속 3D 프린팅 기기의 제어 기기는 레이저 조사로 금속 분말을 층별로 용용시켜 출력물을 제조하는 금속 3D프린팅 기기를 제어하며, 상기 제어 기기는, 상기 금속 분말이 용용되는 과정에서 발생하는 용융풀의 치수를 기반으로 제1공정 조건을 산출하고, 상기 레이저가 스캔 이동하는 과정에서 상기 용융풀의 중첩도를 기반으로 제2공정 조건을 산출하고, 상기 출력물의 품질 및 물성 데이터를 기반으로 제3공정 조건을 산출한다.
청구항
번호청구항
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제 1 항에 있어서,상기 제1공정 조건은 상기 레이저의 출력, 스캔 속도, 그리고 상기 금속 분말의 층별 두께를 포함하는 금속 3D 프린팅 기기의 제어 기기.

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레이저 조사로 금속 분말을 층별로 용용시켜 출력물을 제조하는 금속 3D프린팅 기기를 제어하는 제어 기기에 있어서,상기 제어 기기는,상기 금속 분말이 용용되는 과정에서 발생하는 용융풀의 치수를 기반으로 제1공정 조건을 산출하고,상기 레이저가 스캔 이동하는 과정에서 상기 용융풀의 중첩도를 기반으로 제2공정 조건을 산출하고,상기 출력물의 품질 및 물성 데이터를 기반으로 제3공정 조건을 산출하되,상기 제1공정 조건은,상기 금속 분말의 적층 두께에 대한 상기 용융풀의 깊이 정보의 비를 나타내는 제1무차원 변수;상기 용융풀의 너비 정보에 대한 상기 용융풀의 깊이 정보의 비를 나타내는 제2무차원 변수; 및상기 용융풀 형성에서 발생하는 플라스마 상태의 증기강하 영역의 깊이 정보에 대한 상기 증기강하 영역의 너비 정보의 비를 나타내는 제3무차원 변수를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 금속 3D 프린팅 기기의 제어 기기.

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제 1 항에 있어서,상기 제2공정 조건은 상기 용융풀의 중첩도가 상기 용융풀 너비의 30~70% 범위 이내가 되는 상기 레이저의 출력 및 스캔 속도를 포함하는 금속 3D 프린팅 기기의 제어 기기.

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제 1 항에 있어서,상기 출력물의 품질 및 물성 데이터는 상기 출력물의 결함, 기공, 해상도, 열변형, 경도 및 인장물성을 포함하는 금속 3D 프린팅 기기의 제어 기기.

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레이저 조사로 금속 분말을 층별로 용용시켜 출력물을 제조하는 금속 3D프린팅 기기를 제어하는 제어 방법에 있어서,상기 금속 분말이 용용되는 과정에서 발생하는 용융풀의 치수를 기반으로 제1공정 조건을 산출하는 마이크로 스케일 단계;상기 레이저가 스캔 이동하는 과정에서 상기 용융풀의 중첩도를 기반으로 제2공정 조건을 산출하는 메조 스케일 단계; 및상기 출력물의 품질 및 물성 데이터를 기반으로 제3공정 조건을 산출하는 매크로 스케일 단계를 포함하되,상기 마이크로 스케일 단계는, 상기 금속 분말의 적층 두께에 대한 상기 용융풀의 깊이 정보의 비를 나타내는 제1무차원 변수;상기 용융풀의 너비 정보에 대한 상기 용융풀의 깊이 정보의 비를 나타내는 제2무차원 변수; 및상기 용융풀 형성에서 발생하는 플라스마 상태의 증기강하 영역의 깊이 정보에 대한 상기 증기강하 영역의 너비 정보의 비를 나타내는 제3무차원 변수를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 금속 3D 프린팅 기기의 제어 방법.

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제 7항에 있어서,상기 제1공정 조건은 상기 레이저의 출력, 스캔 속도, 그리고 상기 금속 분말의 층별 두께를 포함하는 금속 3D 프린팅 기기의 제어 방법.

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제 7 항에 있어서,상기 제2공정 조건은 상기 용융풀의 중첩도가 상기 용융풀 너비의 30~70% 범위 이내가 되는 상기 레이저의 출력 및 스캔 속도를 포함하는 금속 3D 프린팅 기기의 제어 방법.

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제 7 항에 있어서,상기 출력물의 품질 및 물성 데이터는 상기 출력물의 결함, 기공, 해상도, 열변형, 경도 및 인장물성을 포함하는 금속 3D 프린팅 기기의 제어 방법.