Adaptive Slicing by Merging Vertical Layer Polylines for Reducing 3D Printing Time

3D 프린팅 시간 단축을 위한 상하 레이어 폴리라인 병합 기반 가변 슬라이싱

This paper presents an adaptive slicing method based on merging vertical layer polylines. Firstly, we slice the input 3D polygon model uniformly with the minimum printable thickness, which results in bounding polylines of the cross section at each layer. Next, we group a set of layer polylines according to vertical connectivity. We then remove polylines in overdense area of each group. The number of layers to merge is determined by the layer thickness computed using the cusp height of the layer. A set of layer polylines are merged into a single polyline by removing the polylines within the layer thickness. The proposed method maintains the shape features as well as reduces the printing time. For evaluation, we sliced ten 3D polygon models using our method and a global adaptive slicing method and measured the total length of polylines which determines the printing time. The result showed that the total length from our method was shorter than the other method for all ten models, which meant that our method achieved less printing time.

본 논문에서는 상하 레이어 폴리라인 병합(merging) 기반 가변(adaptive) 슬라이싱 기법을 제안한다. 먼저 출력 가능한 최소 두께 값을 사용하여 입력된 3D 폴리곤 모델을 균일(uniform) 슬라이싱하고 각 레이어 단면 영역의 경계에 대한 폴리라인(polyline)들을 생성한다. 다음으로 상하 연결성이 높은 폴리라인들을 그룹화한 후, 각 그룹 내에서 불필요한 폴리라인들을 삭제한다. 삭제할 레이어를 결정하기 위해 기하오차척도인 커스프 높이(cusp height)를 계산하고 이를 기반으로 적정 레이어 두께를 결정한다. 마지막으로레이어 두께 범위 내의 폴리라인들을 삭제함으로써 한 개 레이어로 병합된다. 제안 방법은 형상의 특징을 최대한 유지함과 동시에 출력 시간을 효과적으로 단축시킨다는 장점을 가진다. 성능 검증을위해 제안 기법과 전역적 가변 슬라이싱 기법을 사용하여 총 10개 3D 폴리곤 모델을 슬라이싱 한 후 출력 시간을 결정짓는 수치인 폴리라인의 총 길이를 측정하였다. 실험 결과, 모든 모델에 대해 제안한 기법의 폴리라인 총 길이가 더 짧았으며 이는 더 빠른 시간에 출력을 완료할 수 있다는 것을 의미한다.