Additive manufacturing (AM) is a powerful and promising manufacturing technology. Advances in AM have led to increasing demands for its applications; however, controlling the geometry of deposited objects during the AM process remains a major challenge. Geometry control and compliance to a target geometry are some of the key concerns for AM, especially for a prototype requiring high precision in its geometry. In this study, an online geometry estimation methodology for continuous monitoring during the direct energy deposition (DED) process was developed using a laser line scanner. The proposed methodology comprises (1) real-time scanning of each deposited track’s profile, (2) online extraction of the track’s geometry, and (3) online plotting and comparison of the as-designed and as-built models. In the methodology, data analysis following real-time scanning, such as geometry discrepancy estimation and online plotting of the as-built model, is attained for both single- and multiple-layered objects. The effectiveness of the developed methodology is examined by comparing the profiles of the single- and multiple-layered objects estimated during the DED process with the reference profiles obtained via laser line scanning and microscopy after the completion of the DED process.
적층 가공(Additive manufacturing)은 현재 가장 영향력 있고 유망한 제조공정이다. 적층 가공기술의 발달에 따라 그 활용에 대한 수요가 증가하였으나, 공정 중 적층 대상의 형상 제어는 아직까지 주요 과제로 남아있다. 형상 제어와 목표 형상 달성은 적층 가공의 주요 관심사로, 특히나 시제품의 경우 높은 형상 정확도를 요구한다. 본 연구에서는 DED(Direct Energy Deposition) 공정 중의 지속적 모니터링을 위해 레이저 라인 스캐너를 이용한 실시간 형상 추정 방법을 개발하였다. 제안된 방법은 (1) 각 적층 경로의 형태 실시간 계측 (2) 해당 경로의 형상 실시간 추출 (3) 설계 및 실제 적층 형상의 실시간 비교로 구성된다. 개발된 방법에서, 실시간 계측에 이어 행해지는 형상 불일치 추정 및 설계 형상의 온라인 제도와 같은 데이터 분석은 단일 및 다층 대상에 모두 적용될 수 있다. 개발된 방법의 유효성은 단일 및 다층 대상 모두, DED 공정 중 추정된 형상과 공정 후 레이저 라인 스캐너와 형미경을 통해 측정된 기저 형상의 비교를 통해 수행되었다.
