3D套印装置及方法与流程

3d套印装置及方法
技术领域
1.本发明涉及一种用于在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3d套印装置，尤其涉及一种利用镜子将所分割的图像从多个方向同时投射到紫外光(uv)固化性物质的表面并借此进行光固化的方式的3d套印装置及方法。


背景技术：

2.目前已经提出了利用高分子物质或添加有高分子物质的材料在原有结构体的上方输出新的形状的套印(over-printing)方式的3d打印装置及方法。
3.其中，在由本技术人所申请的先行专利(韩国注册专利公报第10-2106102号)中公开了一种使用从装有光固化性物质的水槽外部在旋转一个投影仪的同时从多个方向上向被光固化性物质完全淹没的原有结构体的上方依次投射紫外光(uv)图像，或者使用多个投影仪同时从多个方向上投射紫外光(uv)图像，从而在光固化性物质的内部使得紫外光(uv)重叠的区域的光能增加并借此实现光固化的方式的3d套印装置及方法。
4.但是，在如树脂等光固化材料不透明或其吸收率较高的情况下，因为紫外光(uv)无法投射到完全淹没原有结构体的树脂内部，因此具有无法适用所述方法的问题。
5.为了解决如上所述的问题，因为对于不透明树脂来讲，可以通过紫外光(uv)进行光固化的区域为树脂的表面，因此可以考虑使用光固化发生在树脂表面的现有的立体光固化成型(sla)以及容器式光聚合(vatphotopolymerization)方式。其中，容器式(vat)光聚合方法如在图1中的概要性图示，包括将紫外光(uv)图像投射到树脂水槽底部的透明窗口的从下至上(bottom-up)的方式以及从水槽上方投射到树脂表面的从上至下(top-down)的方式，两种方式是适合于在没有原有结构体的情况下直接形成新的结构体的方法。
6.这是因为从下至上(bottom-up)的方式是一种在将支撑面与树脂水槽底部之间的间隔贴紧的状态下逐步上升并对与树脂容器底面接触的部分的树脂进行光固化的方式，因此在有原有结构体的情况下无法使得两个面贴紧或对两者之间的间隔进行调节，从而无法完成输出，而从上至下(top-down)的方式如在图2中的概要性图示，因为光固化是在树脂上部表面发生，因此在有原有结构体的情况下会因为结构体的形状或照射紫外光(uv)的方向而形成阴影区域，从而导致无法正确输出的问题。
7.因此，仍然需要研究出一种创新的可以在利用相同或不同材质制成的原有结构体的上方方便地套印制造出相同或不同材质的形象体的方法及装置。


技术实现要素：

8.本发明旨在解决如上所述的现有技术中存在的问题，其目的在于提供一种可以通过以利用多个镜子分别对从一个投影仪投射出来的紫外光(uv)的部分区域的投射方向进行反转并借此从多个方向上同时投射到原有结构体的上方的方式构成光学部，从而解决因为原有结构体的形状或投射方向而形成阴影区域的问题的3d套印装置及方法。
9.此外，本发明的另一目的在于提供一种可以通过对装在水槽中的光固化性物质的
表面区域依次进行光固化而即使是利用不透明或光吸收率较高的光固化性物质也可以在原有结构体的上方套印出3维形状的3d套印装置及方法。
10.本发明拟达成的课题并不限定于在上述内容中提及的技术课题，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员将可以通过下述记载进一步明确理解未被提及的其他技术课题。
11.为了达成如上所述的目的，根据本发明之一实施例的用于在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3d套印装置，包括：水槽，其装有光固化性物质；驱动部，其用于对原有结构体进行固定并在所述水槽内沿着上下方向逐步移动；以及光学部，其包括通过从光固化性物质表面的上部向与所述原有结构体接触并裸露到上部的所述光固化性物质表面从多个方向同时投射紫外光(uv)而对所述光固化性物质表面中需要固化的区域进行光固化的投影仪以及镜子结构体；所述光学部，根据投射方向将装在所述水槽中的光固化性物质表面中需要固化的形状图像分割成多个区域，并在对其进行转换并通过所述投影仪同时投射时使得各个分割图像分别被各个所述镜子结构体反射，从而使得从多个方向上投射并组合的图像构成需要固化的形状。
12.在所述实施例中，优选地，所述光学部包括：一个投影仪；以及镜子结构体，其包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子。
13.此外，优选地，在所述实施例中，所述光学部包括：两个投影仪；以及镜子结构体，其包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子。
14.此外，优选地，在所述实施例中，所述光学部包括：一个投影仪；以及镜子结构体，其包括4个镜子。
15.此外，优选地，在所述实施例中，所述光学部包括：两个投影仪；以及镜子结构体，其包括4个镜子。
16.此外，优选地，在所述实施例中，还包括：加热组件，其通过对装在所述水槽中的光固化性物质的表面区域进行加热而降低其粘度。
17.此外，优选地，在所述实施例中，所述驱动部，以可上下移动以及左右倾斜的方式驱动所述原有结构体。
18.此外，优选地，在所述实施例中，还包括：水位传感器，其用于对装在所述水槽中的光固化性物质的水位进行自动调节。
19.此外，根据本发明之一实施例的用于在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3d套印方法是作为利用如上所述的3d套印装置在原有结构体的上方套印3维形状的方法，其包括：将需要执行套印的原有结构体放置在装有光固化性物质的水槽内的步骤；以及通过在将所述原有结构体向水槽内逐步降低的同时对裸露到上部的所述光固化性物质的层依次进行光固化的从上至下的方式在所述原有结构体的上方执行套印的层叠步骤；所述层叠步骤是在将所述原有结构体逐步降低的同时，依次执行根据投射方向将装在所述水槽中的光固化性物质表面中需要固化的形状图像分割成多个区域，并在对其进行转换并通过所述投影仪投射时使得各个分割图像分别被所述镜子结构体反射，从而使得从多个方向上投射并组合的图像被光固化成需要固化的形状的步骤。
20.优选地，在所述实施例中，所述各个层叠步骤包括：在各个层叠步骤中生成需要在原有结构体的上方执行套印的区域的切片图像的步骤；将所投射的方向分割成多个方向并
决定各个方向的图像区域，进而将所述切片图像分割成与各个分割区域对应的图像的步骤；在考虑到基于镜子的图像反转以及图像歪曲等的情况下对各个分割图像进行转换并组合成一个投射图像的步骤；将所组合的投射图像载入到投影仪中并进行投射的步骤；以及通过将在各个镜面上反射的分割图像投射到套印区域的各个分割面上而构成需要固化的形状的步骤。
21.此外，优选地，在所述实施例中，所述层叠步骤包括：根据使用一个投影仪以及包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子的镜子结构体从投影仪中投射出来的光线被镜面反射并投射到光固化性材料表面的方向对图像进行分割的步骤。
22.此外，优选地，在所述实施例中，所述层叠步骤包括：根据使用两个投影仪以及包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子的镜子结构体从投影仪中投射出来的光线被镜面反射并投射到光固化性材料表面的方向对图像进行分割的步骤。
23.此外，优选地，在所述实施例中，所述层叠步骤包括：使用一个投影仪以及包括4个镜子的镜子结构体将所投射的方向分割成8个方向的步骤。
24.此外，优选地，在所述实施例中，所述层叠步骤包括：使用两个投影仪以及包括4个镜子的镜子结构体将所投射的方向分割成10个方向的步骤。
25.此外，优选地，在所述实施例中，所述层叠步骤还包括：在通过将所述原有结构体逐步降低而形成新的需要固化的层时，为了降低光固化性物质的粘度而对光固化性物质的表面区域进行加热的步骤。
26.此外，优选地，在所述实施例中，所述层叠步骤还包括：在通过将所述原有结构体逐步降低而形成新的需要固化的层时，以对所述原有结构体的上升、下降以及左右方向上的倾斜动作进行混合的方式对所述原有结构体进行驱动的步骤。
27.使用如上所述构成的根据本发明的用于在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3d套印装置，可以在事先防止因为原有结构体的复杂形状或投射方向而形成阴影区域的问题的同时方便地在原有结构体的上方套印出3维形状。
28.此外，本发明还可以通过对装在水槽中的光固化性物质的表面区域依次进行光固化而即使是利用不透明或光吸收率较高的光固化性物质也可以在原有结构体的上方套印出3维形状。
附图说明
29.图1是对从上至下(top-down)的方式以及从下至上(bottom-up)的方式的工作原理进行图示的概要性说明图。
30.图2是对在以从上至下(top-down)的方式执行套印的情况下形成阴影区域的问题进行图示的概要性说明图。
31.图3是对可以改善形成阴影区域的问题的方案的实例进行概要性图示的说明图。
32.图4是使用可适用于本发明的镜子对图像进行分割投射的套印方式的概要性说明图。
33.图5是对投影仪与镜子的组合配置方式的实例进行图示的说明图。
34.图6是图像分割区域以及投射方向的概念图。
35.图7是根据本发明之一实施例的3d套印装置的概要性斜视图。
36.图8是对根据紫外光(uv)的入射角度而形成的阴影区域的差异进行图示的说明图。
37.图9是对根据投影仪的偏移量的投影仪与镜子的配置实例进行图示的示例性说明图。
38.图10是对将加热器件安装到水槽上部的方法进行图示的说明图。
39.图11是输出物支撑台的驱动顺序的例示图。
40.图12是对根据本发明之一实施例的套印方法进行说明的例示图。
具体实施方式
41.首先，作为在上述内容中进行说明的在利用现有的从上至下(top-down)的方式执行套印时所发生的形成阴影区域的问题的解决方法，可以考虑从多个方向上进行投射。例如，如图3中的概要性图示，可以在将一个投影仪沿着原有结构体的周围进行旋转的同时从所有方向上投射出符合各个方向上的固化性状的图像，或者在不同的方向上安装多个投影仪并从多个方向上同时投射出符合各个方向上的固化形状的各个图像。
42.但是在旋转一个投影仪的方式中，需要配备360度旋转光学系统或装有原有结构体以及光固化树脂的水槽的驱动器件，因此会导致器件部的构成变得复杂以及对表面一层进行光固化所需要的时间延长相当于旋转时间的时长的问题。此外在安装多个投影仪的方法中，可安装的投影仪的数量会因为投影仪的大小而受到限制，因此可同时投射的方向数量也会随之受到限制，而且整体系统的大小也会根据所配备的投影仪的数量变大、构成变得复杂且成本也会增加。因此，需要开发出系统大小不会过大且不过于复杂，而且可以以较少的成本同时从多个方向投射出光线，从而不需要进行360度旋转并借此缩短输出时间的系统。
43.鉴于如上所述的状况，本发明人为了改善如上所述的阴影区域问题，研究出了利用多个镜子实现从多个方向上的投射的方法。例如，如图4中的概要性图示，是一种将投影仪以及镜子配置成可以利用两个以上的镜子分别对从一个投影仪投射出来的紫外光(uv)的部分区域的投射方向进行反转并借此从多个方向上同时投射到原有结构体的上方的方案。
44.投影仪以及镜子的组合方法如图5中的示例性图示，可以使用一个投影仪以及彼此垂直或平行的2个、3个或4个镜子，或使用2个投影仪以及彼此垂直或平行的2个以上的镜子，或在各个投影仪中使用3个镜子，或使用2个投影仪以及4个镜子。
45.其中，以使用一个投影仪以及4个镜子的情况为例进行说明，可以将区域分割成被4个镜面反射之后直接投射到树脂面的4个方向以及被相邻的镜面连续反射2次之后投射到树脂面的角落部分的4个方向，即共计8个方向，在如上所述的情况下，图像分割区域以及投射方向的概念图如图6所示。
46.此外，在使用2个投影仪以及4个镜子的情况下，对于各个投影仪，可以分别将区域分割成被较近一侧的3个镜面反射之后直接投射到树脂面的3个方向以及被相邻的镜面连续反射2次之后投射到角落部分的2个方向等5个方向，即共计10个方向。
47.在投影仪的偏移量(offset)接近于0的情况下，因为在投射图像的上下左右方向上的入射角度较大，因此在将镜子配置在4个侧面进行反射时，可以获得从各个镜子所在的
4个方向以及镜子彼此正交的角落的4个方向上朝向图像的中心方向的8个方向上的入射角度较大的投射光线。
48.但是，在为了获得更大的入射角度而使用偏移量(offset)达到约100％左右的投影仪的情况下，虽然可以从投射图像的左右以及上侧的3个方向上获得较大的入射角度，但是下侧的入射角度却会小至接近于0，因此可以通过在一个投影仪的左/右/上等3个面配置镜子而获得从镜面所在的3个方向以及镜子之间的角落的2个方向上朝向中心的5个方向上的入射角度较大的投射光束。因为如上所述的一个投影仪以及3个侧面的镜子的组合是一种没有从下侧方向入射的投射光线的非对称结构，因此通过对称地配置一个一模一样的由一个投影仪以及3个侧面的镜子构成的组合，可以获得分别从2个投影仪的5个方向，即从共计10个方向对称入射的投射光线。
49.即，通过将光固化性树脂表面的需要固化的形状图像根据投射方向分割成多个区域并在对其进行转换之后通过投影仪进行投射，各个分割图像将在各个镜子上发生反射并使得从多个方向上投射到树脂表面并组合的图像构成需要固化的形状。
50.接下来，将对用于实现在上述内容中进行说明的原理的根据本发明之实施例的3d套印装置进行详细的说明。
51.根据本发明之一实施例的3d套印装置如图7中的概要性图示，为了在原有结构体的上方通过紫外光(uv)照射选择性地对光固化型高分子物质进行固化，包括：水槽部10，其装有光固化性物质；驱动部20，其用于对原有结构体进行固定并在水槽内沿着上下方向逐步移动；以及光学部30，其包括可从多个方向上同时投射出紫外光(uv)的投影仪以及镜子结构体；接下来，将对各个构成要素的安装以及工作方法进行说明。
52.首先，为了对所述各个构成要素进行支撑，配备有底面的底盘以及从中向上侧方向延长的主体框架60。各个构成要素将被固定地或可驱动地安装在所述主体框架60的内、外部。
53.所述水槽部10包括：水槽12，其上部开放，装有光固化性树脂；以及树脂供应罐14以及树脂排出罐16，其用于对供应或排出到所述水槽12内外部的的树脂进行存储；所述树脂供应罐14以及树脂排出罐16分别配置在水槽12的上下侧方向，且通过配备有可对树脂的流动进行控制的开闭阀的管道分别连接安装到水槽12中。
54.此外，还包括用于对所述水槽12内的树脂的水位进行自动调节的构成为宜。其中，包括：水位传感器18，其安装在所述水槽12的上部或侧面；以及控制部，其用于根据所述水位传感器18的测定信号适当地对所述开闭阀进行开闭控制。
55.所述驱动部20包括：结构体托架22，其包括用于对原有结构体以及输出物进行支撑的结构体支座；以及驱动器件，其用于逐步上下移动所述结构体托架22。此外，还可以包括：驱动器件，其用于上下移动对所述水槽12进行支撑的水槽支座24。所述驱动器件，可以被安装在所述主体框架60的内部。
56.所述光学部30包括：投影仪32，其配置在所述水槽12的上部，以与所述主体框架60的上端部水平的方式安装；折叠镜(foldmirror)36，其用于将从所述投影仪32通过透镜34投射出来的图像反射到垂直下方；以及镜子结构体38，其配置在所述折叠镜36的下方。
57.通过将装载所述水槽12中的树脂表面的需要固化的形状图像根据投射方向分割成多个区域并在对其进行转换之后通过所述投影仪32进行投射，各个分割图像将在各个所
述镜子结构体38的多个镜子上发生反射并使得从多个方向上投射到树脂表面并组合的图像构成需要固化的形状。
58.此时，参阅图5以及图6中所图示的示例性的实现例，为了有效地改善因为光照射方向以及原有结构体的形状而形成阴影并因此导致形成无法进行光固化的区域的问题，可以利用一个投影仪以及多个镜子或多个投影仪以及多个镜子的组合构成所述投影仪32以及镜子结构体38并适当地配置安装。
59.所述投影仪32是用于提供在对收容到所述水槽12中的光固化性物质进行固化时所需要的光源的构成要素，可以使用数字光学处理投影仪(dlp projector)或其他图像生成光学系统中的某一种。只要可以向光固化性物质生成1d或2d光学图像或投影，使用任意方式的光学系统均可。
60.此外，因为在通过所述投影仪投射出来的紫外(uv)光的入射角度较大的情况下才可以在原有结构体的倾斜部分上方以无阴影的方式执行套印，因此投影仪的投射比(throw ratio)较小(尽可能地为1.0以下)为宜。
61.此外，如图9中的概要性图示，在投影仪的偏移量(offset)接近于0％的情况下，因为投影方向接近于对称，因此利用一个投影仪以及多个镜子构成，而在偏移量(offset)达到100％以上等的情况下，因为入射角不对称，即一侧的入射角较大而另一侧接近于0(垂直入射)，因此将镜子配置在各个投影仪的投射光线的入射角较大的一侧，并利用多个如上所述的投影仪最终形成对称的投射光线角度为宜。
62.为了以从上至下的方式进行逐步层叠，在降低所述结构体托架22并利用新的树脂层对输出层进行覆盖时，如果树脂的粘度过高，则可能会因为树脂的流动性较差而导致难以均匀地形成新层且需要过多的时间的问题。为了确保树脂可以流畅地流动并在短时间内形成新层，将通过提升树脂的表面温度而降低其粘度的加热器件50沿着树脂水槽12的上部边缘安装在水槽12的上部或侧面为宜(参阅图10)。
63.此外，为了通过与加热器件50组合使用或独立使用而确保更好地形成新的树脂层，在对所述结构体托架的结构体支座进行驱动时，使其可以上下移动并在左右方向上倾斜的方式构成为宜。在图11中，对如上所述的结构体托架的驱动顺序进行了例示。
64.接下来，将对使用如上所述构成的根据本发明之一实施例的用于在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3d套印装置执行套印的方法的一实施例进行详细的说明。
65.根据本发明之一实施例的3d套印方法，包括：将需要执行套印的原有结构体放置在装有光固化性物质的水槽内的步骤；以及通过在将所述原有结构体向水槽内逐步降低的同时对裸露到上部的所述光固化性物质的层依次进行光固化的从上至下的方式在所述原有结构体的上方执行套印的层叠步骤。
66.首先，将需要执行套印的原有结构体配置到可以在装有光固化性树脂的水槽10内沿着上下方向逐步移动的结构体托架22上。
67.需要在外部表面的至少一个部位执行相同或不同材质的套印的原有结构体，可以是由凹入或凸出的形状组合而成的各种形状的结构体，而且可以利用透明或如金属等不透明的材质制成。
68.所述原有结构体可以利用目前已知的多种方法进行制造，而且为了增加与在其上
方进行光固化粘接或结合的物质之间的接合力而事先将其表面加工成粗糙的状态为宜，为此可以使用如化学蚀刻、喷砂(sandblasting)以及激光表面处理等多种方法。
69.所述原有结构体需要被固定到所述结构体托架22的结构体支座上以防止其发生晃动，而且可以根据需要适当地使用各种方式的固定组件。
70.所述光固化性树脂可以是透明的树脂或不透明的树脂。
71.所述层叠步骤是在将所述原有结构体逐步降低的同时，依次执行根据投射方向将装在所述水槽中的光固化性物质表面中需要固化的形状图像分割成多个区域，并在对其进行转换并通过所述投影仪投射时使得各个分割图像分别被所述镜子结构体反射，从而使得从多个方向上投射并组合的图像被光固化成需要固化的形状的步骤。
72.接下来，将参阅图12中所例示的说明图，对如上所述的套印层叠步骤进行更加详细的说明。在图12中，是以在具有向上下左右的4个方向凸出的截面形状的原有结构体的上方套印以黄色标记出的星形截面的3维形状的情况为例。
73.首先，
①
在各个层叠步骤中利用建模以及切片(slicing)程序生成需要在原有结构体的上方执行套印的区域的切片图像。可以使用目前已知的多种程序。
74.接下来，
②
将在镜子结构体的各个镜面反射之后投射的方向分割成如2个方向～10个方向的多个方向并确定各个方向的图像区域，并将切片图像分割成与各个分割区域对应的图像。图12是分割成8个方向的实例。
75.接下来，
③
在考虑到基于镜子的图像反转以及图像歪曲等的情况下对各个分割图像进行转换并组合成一个投射图像。在使用2个以上的投影仪的情况下，针对各个投影仪分别执行图像的分割、转换以及投射图像的组合步骤。
76.接下来，
④
将通过如上所述的方式组合的投射图像载入到各个投影仪中并进行投射。最终，
⑤
在各个镜面反射的分割图像将向树脂表面的原有结构体方向(中心)聚拢并投射到套印区域的各个分割面，从而构成整体形状。
77.为此，可以从在图5中示例性图示的投影仪以及包括多个镜子的镜子结构体的配置状态中选择使用适当的配置实例。在将投射方向分割成8个方向的情况下，采用包括一个投影仪以及四个镜子的光学部的构成，而在将投射方向分割成10个方向的情况下，采用包括2个投影仪以及四个镜子的光学部的构成为宜。
78.在通过如上所述的方式完成一层的层叠之后，可以通过将原有结构体向水槽内降低一层而在输出层上方形成新的树脂层，并重复执行层叠步骤即可。
79.此时，所述层叠步骤可以包括：在通过将所述原有结构体向水槽内逐步降低而形成新的需要固化的树脂层时，为了通过降低树脂的粘度而快速且稳定地对树脂的流动进行诱导，对树脂的表面区域进行加热的步骤。在所述加热步骤中进行加热时，通过配置在所述水槽的上端外周部的上部或外侧部上的加热组件执行为宜。
80.此外，所述层叠步骤还可以包括：在通过将所述原有结构体向水槽内逐步降低而形成新的需要固化的树脂层时，以对向树脂内的所述原有结构体的上升、下降以及左右方向上的倾斜动作进行混合的方式对所述原有结构体进行驱动的步骤。例如，如图11所示，可以通过将原有结构体按照向左侧方向倾斜、下降、上升、向右侧方向倾斜以及下降的顺序连续驱动而流畅地诱导形成新的树脂层。如上所述的原有结构体的驱动步骤，可以与在上述内容中进行说明的树脂表面区域的加热步骤同时或独立执行。
81.重复执行如上所述的层叠步骤直至完成最终的套印形状即可。接下来，在从水槽中取出在原有结构体的上方套印的最终输出物之后执行收尾处理。

技术特征：
1.一种3d套印装置，其中，所述3d套印装置是作为用于在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3d套印装置，其包括：水槽，其装有光固化性物质；驱动部，其用于对原有结构体进行固定并在所述水槽内沿着上下方向逐步移动；以及光学部，其包括通过从光固化性物质表面的上部向与所述原有结构体接触并裸露到上部的所述光固化性物质表面从多个方向同时投射紫外光(uv)而对所述光固化性物质表面中需要固化的区域进行光固化的投影仪以及镜子结构体；所述光学部，根据投射方向将装在所述水槽中的光固化性物质表面中需要固化的形状图像分割成多个区域，并在对其进行转换并通过所述投影仪同时投射时使得各个分割图像被各个所述镜子结构体反射，从而使得从多个方向上投射并组合的图像构成需要固化的形状。2.根据权利要求1所述的3d套印装置，其中，所述光学部包括：一个投影仪；以及镜子结构体，其包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子。3.根据权利要求1所述的3d套印装置，其中，所述光学部包括：两个投影仪；以及镜子结构体，其包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子。4.根据权利要求1所述的3d套印装置，其中，所述光学部包括：一个投影仪；以及镜子结构体，其包括4个镜子。5.根据权利要求1所述的3d套印装置，其中，所述光学部包括：两个投影仪；以及镜子结构体，其包括4个镜子。6.根据权利要求1所述的3d套印装置，其中，所述3d套印装置还包括：加热组件，其通过对装在所述水槽中的光固化性物质的表面区域进行加热而降低其粘度。7.根据权利要求1所述的3d套印装置，其中，所述驱动部，以可上下移动以及左右倾斜的方式驱动所述原有结构体。8.根据权利要求1所述的3d套印装置，其中，所述3d套印装置还包括：水位传感器，其用于对装在所述水槽中的光固化性物质的水位进行自动调节。9.一种3d套印方法，其中，所述3d套印方法是作为用于利用根据权利要求1至权利要求8中的某一项所述的3d套印装置在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3d套印方法，其包括：将需要执行套印的原有结构体放置在装有光固化性物质的水槽内的步骤；以及通过在将所述原有结构体向水槽内逐步降低的同时对裸露到上部的所述光固化性物质的层依次进行光固化的从上至下的方式在所述原有结构体的上方执行套印的层叠步骤；所述层叠步骤是在将所述原有结构体逐步降低的同时，依次执行根据投射方向将装在所述水槽中的光固化性物质表面中需要固化的形状图像分割成多个区域，并在对其进行转换并通过所述投影仪投射时使得各个分割图像分别被所述镜子结构体反射，从而使得从多个方向上投射并组合的图像被光固化成需要固化的形状的步骤。
10.根据权利要求9所述的3d套印方法，其中，所述层叠步骤包括：在各个层叠步骤中生成需要在原有结构体的上方执行套印的区域的切片图像的步骤；将所投射的方向分割成多个方向并决定各个方向的图像区域，进而将所述切片图像分割成与各个分割区域对应的图像的步骤；在考虑到基于镜子的图像反转以及图像歪曲等的情况下对各个分割图像进行转换并组合成一个投射图像的步骤；将所组合的投射图像载入到投影仪中并进行投射的步骤；以及通过将在各个镜面上反射的分割图像投射到套印区域的各个分割面上而构成需要固化的形状的步骤。11.根据权利要求9所述的3d套印方法，其中，所述层叠步骤包括：根据使用一个投影仪以及包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子的镜子结构体从投影仪中投射出来的光线被镜面反射并投射到光固化性材料表面的方向对图像进行分割的步骤。12.根据权利要求9所述的3d套印方法，其中，所述层叠步骤包括：根据使用两个投影仪以及包括彼此垂直或平行的2个以上的镜子的镜子结构体从投影仪中投射出来的光线被镜面反射并投射到光固化性材料表面的方向对图像进行分割的步骤。13.根据权利要求9所述的3d套印方法，其中，所述层叠步骤包括：使用一个投影仪以及包括4个镜子的镜子结构体将所投射的方向分割成8个方向的步骤。14.根据权利要求9所述的3d套印方法，其中，所述层叠步骤包括：使用两个投影仪以及包括4个镜子的镜子结构体将所投射的方向分割成10个方向的步骤。15.根据权利要求9所述的3d套印方法，其中，所述层叠步骤还包括：在通过将所述原有结构体逐步降低而形成新的需要固化的层时，为了降低光固化性物质的粘度而对光固化性物质的表面区域进行加热的步骤。16.根据权利要求9所述的3d套印方法，其中，所述层叠步骤还包括：在通过将所述原有结构体逐步降低而形成新的需要固化的层时，以对所述原有结构体的上升、下降以及左右方向上的倾斜动作进行混合的方式对所述原有结构体进行驱动的步骤。

技术总结
公开一种3D套印装置，作为用于在原有结构体的上方套印(over-printing)3维形状的3D套印装置，包括：水槽，装有光固化性物质；驱动部，用于对原有结构体进行固定并在所述水槽内沿着上下方向逐步移动；以及，光学部，包括通过从光固化性物质表面的上部向与所述原有结构体接触并裸露到上部的所述光固化性物质表面从多个方向同时投射紫外光(UV)而对所述光固化性物质表面中需要固化的区域进行光固化的投影仪以及镜子结构体；所述光学部，根据投射方向将装在所述水槽中的光固化性物质表面中需要固化的形状图像分割成多个区域，并在对其进行转换并通过所述投影仪投射时使得各个分割图像被各个所述镜子结构体反射，从而使得从多个方向上投射并组合的图像构成需要固化的形状。状。状。


技术研发人员：金镇洙 姜泰旻
受保护的技术使用者：株式会社QUVE
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2023/8/24