Development of Five Axis Laser Cutting System for the Tangent Cutting Solid Freeform Fabrication System

임의형상가공시스템을 위한 레이저 5축 경사절단기 및 궤적생성 알고리즘의 개발

A novel Solid Freeform Fabrication System, which makes prototype by cutting tapes at the boundary of object and accumulating the tapes, has been developed. In order to overcome the staircase shape at the surface of prototype, the laser beam is irradiated tangent to the surface. Five axis cutting system and the tangent cutting trajectory generation algorithm have been developed.

제품의 소재를 미리 테입 형태로 만들어 단면치 경계면을 따라 레이저로 절단하여 적층하는 방식의 임의형상시스템은 제품의 표면에 계단 모양의 무의가 생기므로 정밀한 제품을 제작하는데 어려움이 있었다 이를 극복하기 위하여 단면의 경계선을 절단할 때 수직으로 절단하는 것이 아니라 경사면을 따라 절단하여 전체적인 제품의 옆면이 부드럽게 연결되는 경사절단형 임의형상가공시스템을 개발하였다 이를 위하여 레이저 5축 경사절단기를 개발하였는데, x축과 y축은 상용화되어있는 x-y table을 이용하였고 z축은 한 개의 z축 이송대를 이용하였다 롤과 피치를 위하여는 서보모터 두 개를 이용하여 작업대가 회전할 수 있도록 하였다. 이와 같은 레이저 5축 경사절단기를 개발함으로써 시편의 어느 위치에서든 어느 각도로도 절단이 가능하게 할 수 있었다. 또한 3차원 CAD 데이터로부터 단면정보를 생성하고 경사절단면에 맞추어 레이저 궤적을 생성 할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다