KR101873779B1 - Hybrid Metal 3D Printer - Google Patents

Hybrid Metal 3D Printer Download PDF

Info

Publication number
KR101873779B1
KR101873779B1 KR1020170175936A KR20170175936A KR101873779B1 KR 101873779 B1 KR101873779 B1 KR 101873779B1 KR 1020170175936 A KR1020170175936 A KR 1020170175936A KR 20170175936 A KR20170175936 A KR 20170175936A KR 101873779 B1 KR101873779 B1 KR 101873779B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
tool
metal
output
base
Prior art date
Application number
KR1020170175936A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이동목
문창규
최규철
Original Assignee
주식회사 맥스로텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 맥스로텍 filed Critical 주식회사 맥스로텍
Priority to KR1020170175936A priority Critical patent/KR101873779B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101873779B1 publication Critical patent/KR101873779B1/en

Links

Images

Classifications

    • B22F3/1055—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/22—Driving means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/30—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B22F2003/1056—
    • B22F2003/1058—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)

Abstract

The present invention relates to a hybrid metal 3D printer comprising: a base part (10) having a vertically separated structure; a parallel-type 5-axis machine part (20) mounted on the base part (10) to enable X, Y, and Z axial movements of a tool mounted on a head part; a printed material seating part (30) on which a printed material printed by a 3D printing module (404) mounted on the head part is seated; a tool supply part (40) for supplying a tool, which is attachable to and detachable from the head part, to supply a material for metal 3D printing of the 3D printing module (404) and to process a 3D printed material; and a control part (50) for controlling an operation of each of the listed parts. A metal product is rapidly printed by using metal 3D printing, and precise processing of a printed material therefrom can be performed at the same time. Thus, it is possible to enable rapid and precise manufacture of a high precision product made of a metal.

Description

하이브리드형 금속 3D 프린터{Hybrid Metal 3D Printer}Hybrid Metal 3D Printer [0001]

본 발명은 하이브리드형 금속 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 제품을 5축 이상 구동 자유도를 가진 금속 3D 프린팅을 이용해 출력함과 동시에, 출력물의 정밀한 가공을 한꺼번에 수행할 수 있도록 함으로써 금속으로 된 고정밀 제품의 신속하고 정밀한 제작이 가능케 한 하이브리드형 금속 3D 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid type metal 3D printer, and more particularly, to a hybrid type metal 3D printer in which a metal product is output using metal 3D printing having a driving degree of 5 or more axes and at the same time, To a hybrid type metal 3D printer capable of quickly and precisely manufacturing a high-precision product.

금속 소재는 다양한 형상으로의 성형이 용이하고, 우수한 전자기적 특성 및 고강도 등의 이점을 가짐에 따라 산업적 기초 소재의 60% 이상을 차지하고 있다.Metal materials are easy to be molded into various shapes, and have advantages such as excellent electromagnetic characteristics and high strength, and they account for more than 60% of industrial base materials.

이러한 금속의 전통적 성형방법은 재료에 외력을 가하여 여러 형태로 만드는 소성가공이 대표적인데, 단조, 압연, 프레스, 압출, 판금 등이 이에 해당한다. Typical methods of forming such metals include plastic forming, which involves applying external force to materials to form various shapes, such as forging, rolling, pressing, extrusion, and sheet metal.

한편, 최근에는 금속을 성형하는 새로운 방법이 개발되었는데 바로 3D 프린팅(3D Printing) 기술이다.Recently, a new method of forming metal has been developed, which is 3D printing technology.

3D 프린팅은 프린터로 물체를 출력하는 기술을 말하는데, 종이에 글자를 인쇄하는 기존 프린터와 비슷한 방식으로서 3차원 모델링 파일을 출력 소스로 활용하여 3차원의 제품을 출력하는 것이며, 이러한 기계를 3D 프린터라 한다. 3D printing refers to the technology of outputting objects to a printer. It is a method similar to the existing printer that prints letters on paper. It uses 3-D modeling files as output sources to output 3-dimensional products. do.

3D 프린터의 개발 초기에는 주로 플라스틱을 비롯한 경화성 소재를 이용해 3차원의 제품을 출력하였으나, 근래에는 금속을 이용하여 3차원의 제품을 출력하는 것도 가능케 되었다. In the early stage of development of 3D printer, 3-dimensional product was output using mainly curable material including plastic, but recently, it has become possible to output 3-dimensional product using metal.

금속을 이용하는 3D 프린팅은 재료로서 주로 금속 분말을 사용하는데, 적층 방식에 따라 (a)레이저 빔이나 전자 빔을 분말 형태의 금속 원료에 조사하여 원하는 부분만 소결 혹은 용융 시켜 적층하는 Powder Bed Fusion(PB) 방법, (b)분말 형태의 재료 위에 액체 형태의 접착제를 분사하여 재료를 결합시키는 Binder Jetting(BJ) 방법, (c)다축 팔에 마운트 된 노즐을 통해 녹인 재료를 도포하는 Directed Energy Deposition(DED) 방법이 대표적이다. In the case of 3D printing using metals, metal powder is mainly used as a material. According to the lamination method, (a) Powder Bed Fusion (PB) in which a laser beam or an electron beam is irradiated to a metal raw material in powder form, ) Method, (b) a Binder Jetting (BJ) method in which a liquid type adhesive is sprayed onto a powdered material to bond the material, (c) a Directed Energy Deposition (DED) method in which the melted material is applied through a nozzle mounted on the multi- ) Method is representative.

그런데 종래의 금속을 이용하는 3D 프린팅의 경우에, 상기 PB, BJ, DED 방식 모두 공통적으로 표면정밀도 10㎛ 이하의 정밀도를 가지는 제품을 적층할 수 없는 단점이 있다. 특히, PB방식과 BJ방식은 적층 방법의 특성상 5축 이상 구동시스템을 가질 수가 없어 적층과 가공 자유도에 한계를 가지고 있다.However, in the case of 3D printing using a conventional metal, there is a drawback that it is impossible to stack products having a precision of 10 μm or less in surface precision in all of the PB, BJ, and DED methods. Particularly, the PB system and the BJ system have a limitation in the stacking and the processing freedom because they can not have a driving system of more than 5 axes due to the characteristics of the stacking method.

또한, 재료의 적층을 통해 제품을 출력하기 때문에, 높은 정밀도를 요구하는 제품의 경우에는 제품 출력 후 절삭가공을 통한 후처리가 반드시 필요한 한계가 있다. Further, since a product is output through lamination of materials, in the case of a product requiring high precision, there is a limit that post-processing through cutting after the output of the product is necessarily required.

따라서 금속 3D 프린터에 의해 출력된 제품은 별도의 절삭가공기를 이용해 후가공하기 위한 공정간 이동 및 제품의 탈부착과 고정을 반복 수행하는 과정이 불가피하여 그로 인한 작업시간 지연과 정밀도 오차가 발생하는 단점이 있다. Therefore, the product output by the metal 3D printer has a disadvantage in that it is inevitable to perform a process of moving between processes for post-processing by using a separate cutting machine and repeating the process of detaching and fixing the product, .

또한, 금속 3D 프린터와 절삭가공기를 각각 유지 관리함으로써 그에 따른 번거로움 및 인력 투입 증가로 인해 제조원가가 인상되는 등 여러 면에서 효율적이지 못한 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage in that it is not efficient in many aspects such as the maintenance cost of the metal 3D printer and the cutting machine, thereby inconveniencing the increase in labor cost and raising the manufacturing cost.

그럼에도 불구하고, 금속 3D 프린팅은 3차원 모델링 파일을 출력 소스로 활용하여 기존의 전통적인 금속 성형방법으로는 제작이 어려운 다양한 형상의 제품을 제작할 수 있기 때문에 의료/조선/발전 플랜트/우주항공 등의 고부가가치산업에서 그 활용도가 급격히 증가하고 있다.Nevertheless, metal 3D printing can be used to produce products with various shapes that are difficult to produce by conventional metal forming methods, utilizing 3D modeling files as output sources. The utilization rate in the value added industry is increasing rapidly.

따라서 표면정밀도 10㎛ 이하의 높은 정밀도를 가지면서 다양한 산업분야에서 요구하는 금속 제품의 출력이 가능함과 동시에, 금속 3D 프린팅 후 공정간 이동 없이 바로 정밀한 가공이 가능한 새로운 방식의 금속 3D 프린터의 개발이 절실한 실정이다. Therefore, it is necessary to develop a new type of metal 3D printer capable of precisely machining without moving between processes after metal 3D printing while enabling the output of metal products required in various industrial fields with high accuracy of surface precision of 10 μm or less It is true.

공개특허공보 제10-1764058호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1764058

본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로서, 금속 3D 프린팅을 이용해 제품을 출력함과 동시에, 출력물의 정밀한 가공을 한꺼번에 수행할 수 있도록 하는데 목적이 있다.The hybrid metal 3D printer of the present invention is designed to overcome the problems of the related art as described above, and is intended to output a product using metal 3D printing, and to precisely process an output product at the same time .

상술한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터는, 분해 조립형 프레임 구조를 가지는 베이스부(10)와;According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid metal 3D printer including: a base unit having a frame structure;

일단부는 툴의 착탈이 가능한 헤드부에 힌지 결합하고, 타단부는 유니버셜조인트(103a)를 이용해 상기 베이스부(10)에 설치한 다수의 선형구동부를 구비한 병렬 3축 구조로 구성되어 상기 툴의 X, Y, Z축 이동을 가능케 하는 병렬형 5축머신부(20)와;And a plurality of linear driving portions provided on the base portion 10 by using a universal joint 103a, the other end of the hinge being hinged to the head portion, A parallel type 5-axis machine unit 20 for enabling X, Y and Z axis movement;

상기 헤드부에 장착되는 3D 프린팅 모듈(404)에 의해 출력되는 출력물이 안착되는 출력물안착부(30)와;An output seat (30) on which an output output by the 3D printing module (404) mounted on the head part is seated;

상기 3D 프린팅 모듈(404)의 금속 3D 프린팅을 위한 재료 공급과, 3D 프린팅 된 출력물의 가공을 위해 상기 헤드부에 착탈 가능한 툴을 공급하는 툴공급부(40)와;A tool supply part 40 for supplying a material for metal 3D printing of the 3D printing module 404 and a tool removable to the head part for processing the 3D printed output;

상기 베이스부(10), 병렬형 5축머신부(20), 출력물안착부(30), 툴공급부(40)의 동작을 제어하는 제어부(50); 를 포함하여 구성하고,A control unit 50 for controlling operations of the base unit 10, the parallel type 5-axis machine unit 20, the output mount unit 30, and the tool supply unit 40; And,

상기 베이스부(10)는, 상기 병렬형 5축머신부(20)의 제1회전체(201a)가 베이스부(10)의 좌우 방향인 X축을 기준으로 하여 회전 가능케 설치되는 베이스프레임(101)과;The base unit 10 includes a base frame 101 rotatably mounted on a first rotating body 201a of the parallel type 5-axis machine unit 20 with respect to the X axis, which is a left-right direction of the base unit 10, and;

상기 베이스프레임(101)의 상부에 위치하여, 상기 병렬형 5축머신부(20)의 제2회전체(201b)가 베이스부(10)의 좌우 방향인 X축을 기준으로 하여 회전 가능케 설치되는 커버프레임(102)과;The second rotating body 201b of the parallel type 5-axis machine unit 20 is positioned above the base frame 101 so as to be rotatable about the X axis which is the left and right direction of the base unit 10. [ A frame 102;

상기 베이스프레임(101)과 커버프레임(102)이 일정 간격을 유지하도록 베이스프레임(101)의 상부 양측과, 상기 커버프레임(102) 하부 양측 간에 한 쌍이 대칭으로 분해 조립 가능케 설치되는 연결프레임(103); 을 포함하는 것을 특징으로 한다. A connection frame 103 (see FIG. 1) provided so that one pair of the upper and lower sides of the base frame 101 and the lower side of the lower side of the cover frame 102 are symmetrically disassembled and assembled so that the base frame 101 and the cover frame 102 are spaced apart from each other, ); And a control unit.

상기 베이스프레임(101)은, 중앙에 제1개구부(101a)가 형성되도록 지면에 안착되는 수평부(101b)와, 수평부(101b) 양단에서 세로 방향으로 형성된 수직부(101c)로 구성되어, 상기 제1회전체(201a)가 상기 제1개구부(101a)를 가로 질러 제1회전체(201a)의 양단부가 상기 각 수직부(101c)의 상단부에 고정된 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 설치되고; The base frame 101 is composed of a horizontal portion 101b which is seated on the ground so that the first opening 101a is formed at the center and a vertical portion 101c formed in the longitudinal direction at both ends of the horizontal portion 101b, The first rotating body 201a rotatably supports the first rotating body 201a across the first opening 101a by the bearing unit B fixed to the upper end of each of the vertical portions 101c Installed;

상기 커버프레임(102)은, 상기 베이스프레임(101)의 제1개구부(101a)와 대칭되는 방향으로 제2개구부(102a)가 형성되어, 상기 제1회전체(201a)가 상기 제2개구부(102a)를 가로 질러 제2회전체(201b)의 양단부가 커버프레임(102)의 저면 양측에 고정된 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 설치되는 것을 특징으로 한다. The cover frame 102 is formed with a second opening 102a in a direction symmetrical with the first opening 101a of the base frame 101 so that the first rotating body 201a is in contact with the second opening 102a are rotatably mounted on the opposite ends of the second rotating body 201b by means of a bearing unit B fixed to both sides of the bottom surface of the cover frame 102. [

상기 병렬형 5축머신부(20)는, 상기 베이스부(10)의 양측에 설치되는 베어링유닛(B)유닛에 의해 회전 가능케 지지되는 복수의 회전체(201a, 201b)와; 상기 회전체(201a, 201b) 내부에서 유니버셜조인트(202a)로 회동 가능케 설치되는 다수의 선형구동기(202)와; 상기 각 선형구동기(202)에 의해 각각 선형 구동이 이루어지는 다수의 암프레임(203)을 포함하는 선형구동부와;The parallel type 5-axis machine unit 20 includes a plurality of rotors 201a and 201b rotatably supported by a bearing unit (B) unit installed on both sides of the base unit 10; A plurality of linear actuators 202 rotatably mounted within the rotors 201a and 201b by a universal joint 202a; A linear driving unit including a plurality of arm frames 203 linearly driven by the respective linear actuators 202;

상기 다수의 암프레임(203)의 일단부가 각각 힌지 결합되는 조인트부(204a)를 양측과 상측에 각각 형성한 포지셔닝파츠(204)와; 상기 포지셔닝파츠(204)의 정면에서 Y축 기준으로 회전 가능케 설치되는 로테이션파츠(205)와; 상기 로테이션파츠(205)에서 X축 기준으로 회전 가능케 설치되며, 하단부에는 툴의 선택적인 착탈이 가능한 툴착탈부(206c)가 설치된 툴헤드(206)를 구비한 헤드부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. A positioning piece 204 formed on both sides and above the joint part 204a, one end of each of the plurality of arm frames 203 being hinged to each other; A rotation part 205 installed on the positioning part 204 so as to be rotatable about the Y axis; A head portion having a tool head 206 mounted on the rotation piece 205 so as to be rotatable with respect to the X axis and having a tool detachable portion 206c which is selectively detachable from the tool at a lower end thereof; And a control unit.

상기 출력물안착부(30)는, 상기 베이스부(10)의 하부에서 전방으로 돌출되게 설치하는 장착부(301)와; The output seat (30) includes a mounting portion (301) protruding forward from a lower portion of the base portion (10);

상기 장착부(301) 상부에 설치하는 회전모듈(302)과;A rotation module 302 installed on the mounting portion 301;

상기 회전모듈(302) 상부에서 정역방향으로 회전 가능케 설치하는 테이블(303)과; A table 303 installed on the rotation module 302 so as to be rotatable in the forward and reverse directions;

상기 회전모듈(302) 일측에 설치하여 상기 테이블(303)을 정역방향으로 회전 구동하는 테이블구동모터(304); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. A table drive motor 304 installed at one side of the rotation module 302 to rotate the table 303 in normal and reverse directions; And a control unit.

상기 툴공급부(40)는, 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에서 탈착되는 3D 프린팅 모듈(404)을 거치하는 모듈거치부(401)와;The tool supply unit 40 includes a module mounting unit 401 for mounting the 3D printing module 404 detached from the head of the parallel type 5-axis machine unit 20;

다수의 절삭공구를 수납하는 공구매거진(402a)을 구비하여 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에 절삭공구를 착탈 가능케 제공하는 자동공구교환장치(402)와;An automatic tool changer (402) having a tool magazine (402a) for accommodating a plurality of cutting tools to detachably attach a cutting tool to the head portion of the parallel type 5-axis machine part (20);

상기 3D 프린팅 모듈(404)에 금속 3D 프린팅을 위한 금속파우더와 레이저를 제공하는 출력소스공급부(403); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. An output source supply unit 403 for supplying a metal powder and a laser for metal 3D printing to the 3D printing module 404; And a control unit.

상기 제어부(50)는, 3차원 모델링 파일의 입력 및 3D 프린팅을 위한 출력조건과, 출력물의 가공을 위한 가공조건을 입력하는 입력부(501)와; The control unit 50 includes an input unit 501 for inputting output conditions for inputting a 3D modeling file and 3D printing, and processing conditions for processing an output;

상기 입력부(501)를 통해 입력된 정보를 분석, 판독하여 상기 병렬형 5축머신부(20)와, 상기 베이스부(10)와, 상기 출력물안착부(30)와, 상기 툴공급부(40)에 각각 제어신호를 전달하는 메인컨트롤러(502)와; The parallel type 5-axis machine unit 20, the base unit 10, the output mount unit 30, the tool supply unit 40, A main controller 502 for transmitting a control signal to the main controller 502;

상기 입력부(501)를 통해 입력되는 3차원 모델링 파일의 형상 또는 3D 프린팅 출력 조건 또는 가공조건을 표시하는 표시부(503); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. A display unit 503 for displaying the shape of the three-dimensional modeling file inputted through the input unit 501 or the 3D printing output condition or the processing condition; And a control unit.

본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터는 3D 프린팅 모듈 또는 가공용 절삭공구의 선택적인 착탈을 통해 전통적인 금속 성형방법으로는 제작이 어려운 다양한 형상의 제품을 출력함과 동시에 출력 후 제품의 이동 없이 바로 가공을 수행할 수 있게 됨으로써 금속 제품의 효율적인 다품종 소량 생산이 가능케 되는 효과가 있다.The hybrid type metal 3D printer of the present invention outputs a variety of products with difficulty to be produced by a conventional metal forming method by selectively attaching / detaching a 3D printing module or a cutting tool to a cutting tool, It is possible to efficiently produce small quantities of metal products in a small quantity.

또한, 본 발명의 병렬형 5축머신부는 비교적 가벼운 링크를 사용하면서도 고강성을 유지할 수 있는 병렬 3축 구조로 구성되며, 관절 구동시 액추에이터의 관성질량을 배제시킬 수 있기 때문에 상대적으로 민첩한 운동이 가능하여 제품의 3D 프린팅과 가공 시 제품의 생산성과 정밀성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, the parallel type 5-axis machine part of the present invention has a parallel three-axis structure that can maintain a high rigidity while using a relatively light link, and can exert relatively agile motion because the inertia mass of the actuator can be excluded when the joint is driven Thereby improving the productivity and precision of the product during 3D printing and processing of the product.

도 1은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 사시도.
도 2는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 정면도.
도 3은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 우측면도.
도 4는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 평면도
도 5는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 정면도.
도 6은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 측면도.
도 7은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 저면도.
도 8은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 다른 출력물안착부를 나타낸 정면도.
도 9는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 툴공급부 배치를 나타낸 정면도.
도 10은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 제어부 구성을 나타낸 블록도. 1 is a perspective view of an embodiment of a hybrid metal 3D printer of the present invention.
2 is a front view of an embodiment of a hybrid metal 3D printer of the present invention.
3 is a right side view of an embodiment of a hybrid metal 3D printer of the present invention.
4 is a plan view according to an embodiment of the hybrid metal 3D printer of the present invention
5 is a front view of a parallel type 5-axis machine unit according to an embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention.
6 is a side view of a parallel type 5-axis machine according to an embodiment of the hybrid metal 3D printer of the present invention.
7 is a bottom view of a parallel type 5-axis machine unit according to an embodiment of the hybrid metal 3D printer of the present invention.
FIG. 8 is a front view of an output mount portion according to an embodiment of the hybrid metal 3D printer of the present invention. FIG.
9 is a front view showing the arrangement of a tool supply portion according to an embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention.
10 is a block diagram showing a configuration of a control unit according to an embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention.

이하, 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터를 상세히 설명함에 있어서, 다음의 설명은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, in describing the hybrid metal 3D printer of the present invention in detail, the following description is not intended to limit the specific embodiments described in the present specification to various modifications of the embodiments of the present invention, equivalents, and / or alternatives.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있으며, 본 발명에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar elements, and the terms " first, "" second, ", etc. used in the present invention may refer to various elements in order and / It is used to distinguish one component from another, and is not limited to those components.

예를 들면, '제1부분'과 '제2부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.For example, 'first part' and 'second part' may represent different parts, regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the invention described in the present invention, the first component can be named as the second component, and similarly, the second component can also be named as the first component.

또한, 본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Furthermore, the terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the scope of other embodiments. The singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없음은 물론이다. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The general predefined terms used in the present invention can be interpreted in the same or similar meaning as the contextual meanings of the related art, and, unless expressly defined in the present invention, mean ideal or overly formal meanings . It is needless to say that the terms defined in the present invention can not be construed as excluding the embodiments of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드형 금속 3D 프린터에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a hybrid metal 3D printer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 정면도이며, 도 3은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 우측면도이고, 도 4는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 평면도이다. FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a hybrid metal 3D printer according to the present invention, FIG. 2 is a front view of an embodiment of a hybrid metal 3D printer according to the present invention, and FIG. 3 is a cross- FIG. 4 is a plan view of an embodiment of a hybrid metal 3D printer according to the present invention. FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.Will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig.

본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터는 베이스부(10)와; 병렬형 5축머신부(20)와; 출력물안착부(30)와; 툴공급부(40)와; 제어부(50)를 포함하여 구성한다. The hybrid type metal 3D printer of the present invention comprises a base portion 10; A parallel type 5-axis machine section 20; An output seat (30); A tool supply unit 40; And a control unit 50.

이하 설명에서 모든 값은 기준좌표계에 대하여 정의되었다.In the following description, all values are defined for the reference coordinate system.

즉, 상기 베이스부(10)를 정면에서 볼 때, 베이스부(10)의 좌우 방향은 X축 방향이고, 베이스부(10)의 전후 방향은 Y축 방향이며, 베이스부(10)의 상하 방향은 Z축 방향으로 정의한다.The left and right direction of the base 10 is the X axis direction and the front and back directions of the base 10 are the Y axis directions when viewed from the front of the base 10, Is defined as the Z-axis direction.

상기 베이스부(10)는, 베이스프레임(101)과, 커버프레임(102)와, 연결프레임(103)을 포함한다.The base unit 10 includes a base frame 101, a cover frame 102, and a connection frame 103.

상기 베이스프레임(101)은 상기 병렬형 5축머신부(20)의 제1회전체(201a)가 베이스부(10)의 좌우 방향인 X축을 기준으로 하여 회전 가능케 하기 위하여 개구부(101a)와, 수평부(101b)와, 수직부(101c)를 포함한다. The base frame 101 includes an opening 101a for allowing the first rotating body 201a of the parallel type 5-axis machine unit 20 to rotate about the X axis which is the left and right direction of the base unit 10, A horizontal portion 101b, and a vertical portion 101c.

즉, 상기 베이스프레임(101)은 안착되는 수평부(101b) 양단에서 세로 방향으로 형성된 수직부(101c)가 형성되어 상기 수직부(101c) 사이에 제1개구부(101a)가 형성됨으로써 정면에서 볼 때 대략 자 모양으로 형성된다.That is, a vertical portion 101c formed in the vertical direction at both ends of the horizontal portion 101b on which the base frame 101 is seated is formed, and a first opening portion 101a is formed between the vertical portions 101c, Shaped.

따라서 상기 개구부(101a)에 의해 상기 병렬형 5축머신부(20)의 설치 및 병렬형 5축머신부(20)를 구성하는 암프레임(203)의 원활한 Y축 방향 전후 슬라이딩이 가능케 하는 작동 공간이 확보된다. Therefore, it is possible to install the parallel type 5-axis machine unit 20 by the opening 101a and to operate the sliding operation of the arm frame 203 constituting the parallel type 5-axis machine unit 20 smoothly in the Y- .

상기 베이스프레임(101)은 경량화를 위해 속이 비어있는 쉘 타입 프레임 구조로 형성하되, 상기 병렬형 5축머신부(20)의 설치 하중을 견고하고 안정적으로 지탱할 수 있도록 쉘 타입 프레임 내부에는 격자 형태의 보강리브(101d)가 일체로 형성되고, 경량화 및 제작 편의성과 제조원가 절감을 위해 적어도 하나 이상의 벽면에는 통공부(101e)가 형성되는 것이 바람직하다. In order to reduce weight, the base frame 101 is formed as a hollow shell-type frame structure. In order to firmly and stably support the installation load of the parallel type 5-axis machine unit 20, The reinforcing ribs 101d are integrally formed, and at least one wall surface 101e is preferably formed in order to reduce weight, ease of fabrication, and manufacturing cost.

상기 커버프레임(102)은 상기 베이스프레임(101)의 상부에 위치하며, 상기 병렬형 5축머신부(20)의 제2회전체(201b)가 베이스부(10)의 좌우 방향인 X축을 기준으로 하여 회전 가능케 하기 위해 제2개구부(102a)가 형성된다.The cover frame 102 is positioned on the upper portion of the base frame 101 and the second rotating body 201b of the parallel type 5-axis machine unit 20 rotates about the X axis, The second opening portion 102a is formed to allow rotation.

즉, 커버프레임(102) 저면에 상기 베이스프레임(101)의 제1개구부(101a)와 대칭되는 방향으로 제2개구부(102a)가 형성된다. That is, the second opening portion 102a is formed on the bottom surface of the cover frame 102 in a direction symmetrical to the first opening portion 101a of the base frame 101.

따라서, 상기 개구부(102a)에 의해 상기 병렬형 5축머신부(20)의 설치 및 병렬형 5축머신부(20)를 구성하는 암프레임(203)의 원활한 Y축 방향 전후 슬라이딩이 가능케 하는 작동 공간이 확보된다. Therefore, the opening 102a allows the installation of the parallel type 5-axis machine unit 20 and the operation for enabling the smooth smooth sliding in the Y-axis direction of the arm frame 203 constituting the parallel type 5-axis machine unit 20 Space is secured.

상기 커버프레임(102)은 상기 베이스프레임(101)과 같이 속이 비어있는 쉘 타입 프레임 구조로 형성되되, 쉘 타입 프레임 내부에는 격자 형태의 보강리브(102a)를 일체로 형성되고, 적어도 하나 이상의 벽면에는 통공부(102b)가 형성되는 것이 바람직하다.The cover frame 102 is formed in a shell-type frame structure hollow as in the case of the base frame 101. Inside the shell-type frame, a lattice-shaped reinforcing rib 102a is integrally formed. At least one wall surface It is preferable that the passage 102b is formed.

상기 연결프레임(103)은 상기 베이스프레임(101)과 커버프레임(102)이 일정 간격을 유지함으로써, 상기 병렬형 5축머신부(20)의 설치 및 작동 공간이 확보되도록 상기 베이스프레임(101)의 각 수직부(101c) 상단과, 상기 커버프레임(102)의 하단부 양측 간에 한 쌍이 대칭으로 분해 조립 가능케 설치된다. The connection frame 103 is fixed to the base frame 101 so as to secure a space for installing and operating the parallel type 5-axis machine unit 20 by keeping the base frame 101 and the cover frame 102 at a predetermined distance. A pair of upper and lower ends of each vertical portion 101c of the cover frame 102 and a lower end of the cover frame 102 are symmetrically disassembled and assembled.

상기 연결프레임(103)은 상기 베이스프레임(101), 커버프레임(102)과 같이 속이 비어있는 쉘 타입 프레임 구조로 형성되되, 내부에는 격자 형태의 보강리브(103a)를 일체로 형성되고, 적어도 하나 이상의 벽면에는 통공부(103b)가 형성되는 것이 바람직하다.The connection frame 103 is formed in a shell-type frame structure hollow as in the case of the base frame 101 and the cover frame 102. The reinforcing rib 103a is integrally formed in a grid shape, It is preferable that the passage 103b is formed on the wall surface.

이상과 같이 상기 베이스부(10)는 베이스프레임(101)과, 커버프레임(102)과 연결프레임(103)이 분해, 조립 가능한 구조를 가짐으로써, 병렬형 5축머신부(20)의 장착 및 유지, 보수를 위한 병렬형 5축머신부(20)의 탈착이 용이하게 된다. As described above, the base 10 has a structure in which the base frame 101, the cover frame 102 and the connection frame 103 can be disassembled and assembled, so that the parallel type 5-axis machine unit 20 can be mounted and / It is easy to attach and detach the parallel type 5-axis machine unit 20 for maintenance and repair.

또한, 베이스부(10)내부에 보강리브가 형성된 쉘 타입의 프레임 구조를 가짐으로써 가벼우면서도 견고한 구조로 인해 병렬형 5축머신부(20)를 보다 견고하고 안정적으로 지지함으로써 병렬형 5축머신부(20)의 고속 운동성을 보장할 수 있게 된다.In addition, by having a shell-type frame structure in which reinforcing ribs are formed in the base 10, the parallel type 5-axis machine unit 20 can be stably and stably supported by the lightweight and rigid structure, 20 can be ensured at high speed.

도 5는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 정면도이고, 도 6은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 측면도이며, 도 7은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 저면도이다.FIG. 5 is a front view of a parallel type 5-axis machine according to an embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention, FIG. 6 is a side view of a parallel type 5-axis machine according to an embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention, 7 is a bottom view of a parallel type 5-axis machine part according to an embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention.

도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.Will be described with reference to Figs. 5 to 7. Fig.

상기 병렬형 5축머신부(20)은 3D 프린팅 모듈(404) 또는 다양한 가공용 절삭공구의 선택적인 착탈 및 상기 툴의 X, Y, Z축 이동을 가능케 하기 위하여 선형구동부와, 헤드부를 포함한다. The parallel type 5-axis machine part 20 includes a linear driving part and a head part to enable selective attachment and detachment of the 3D printing module 404 or various cutting tools, and X, Y, Z axis movement of the tool.

상기 선형구동부는 상기 헤드부에 장착되는 툴의 X, Y, Z축 이동을 가능케 하기 위하여 회전체(201a, 201b)와, 선형구동기(202)와, 암프레임(203)을 포함한다.The linear driving unit includes rotating bodies 201a and 201b, a linear actuator 202, and an arm frame 203 to enable movement of the tool mounted on the head unit in the X, Y, and Z axes.

상기 회전체(201a, 201b)는 X축 기준으로 회전 가능하도록 상기 베이스부(10)의 베이스프레임(101)과 커버프레임(102) 양측에 각각 설치되는 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 설치된다. The rotors 201a and 201b are rotatably installed by a bearing unit B provided on both sides of the base frame 101 and the cover frame 102 of the base unit 10 so as to be rotatable about the X axis .

즉, 베이스프레임(101)의 양측 수직부(101c) 상단부에는 한 쌍의 베어링유닛(B)이 설치되어 상기 베어링유닛(B)에 의해 X축을 중심축선으로 하여 회전 가능케 상기 제1회전체(201a)가 설치된다.That is, a pair of bearing units B are provided at the upper end of the vertical portions 101c on both sides of the base frame 101 so as to be rotatable about the X axis as a central axis by the bearing unit B, Is installed.

따라서, 병렬형 5축머신부(20)의 설치 및 작동 공간의 확보를 위해 베이스프레임(101)에서 소정 간격으로 이격되게 형성된 수직부(101c)의 상단부를 가로질러 상기 제1회전체(201a)가 설치됨으로써, 제1회전체(201a)에 의해 베이스프레임(101)의 양측 수직부(101c)가 고정되는 구조가 된다.Therefore, in order to secure the installation space and the working space of the parallel type 5-axis machine unit 20, the first rotating body 201a is formed across the upper end of the vertical part 101c formed at a predetermined interval in the base frame 101, The vertical portions 101c of both sides of the base frame 101 are fixed by the first rotating body 201a.

그로 인해 상기 수직부(101c) 상단이 바깥쪽으로 벌어지는 것이 방지될 뿐만 아니라, 병렬형 5축머신부(20)의 작동 시 각 수직부(101c) 상단의 진동이 제1회전체(201a)에 의해 억제되어 병렬형 5축머신부(20)의 보다 정밀한 동작이 가능케 된다. The upper end of the vertical portion 101c is prevented from spreading outward and the vibration of the upper end of each vertical portion 101c during operation of the parallel type 5-axis machine portion 20 is prevented by the first rotating body 201a The more precise operation of the parallel-type 5-axis machine section 20 is enabled.

또한, 상기 커버프레임(102)의 하부 양측에는 또 다른 한 쌍의 베어링유닛(B)이 설치되어 그 베어링유닛(B)에 의해 X축을 중심축선으로 하여 회전 가능케 상기 제2회전체(201b)가 설치된다.Another pair of bearing units B are provided on both sides of the lower portion of the cover frame 102 so that the second rotating body 201b is rotatable about the X axis as a central axis by the bearing unit B Respectively.

또한, 하부가 개구된 커버프레임(102)의 제2개구부(102a) 양측 간에 제2회전체(201b)가 설치됨에 따라 커버프레임(102)의 제2개구부(102a) 입구가 제2회전체(201b)에 의해 막힌 구조가 되기 때문에 병렬형 5축머신부(20)의 설치 및 작동 공간의 확보를 위해 제2개구부(102a)가 형성된 커버프레임(102)의 구조적 강도 또한 향상된다. The second rotating body 201b is installed between both sides of the second opening portion 102a of the cover frame 102 with the lower portion opened so that the entrance of the second opening portion 102a of the cover frame 102 is inserted into the second rotating body 201b. Therefore, the structural strength of the cover frame 102, in which the second opening portion 102a is formed, is also improved for securing the installation space of the parallel type 5-axis machine portion 20 and the working space.

상기 선형구동기(202)는 상기 회전체(201a, 201b) 내부에서 유니버셜조인트(202a)로 회동 가능케 다수가 설치된다.The linear actuators 202 are rotatably installed in the rotors 201a and 201b so as to be rotatable by the universal joints 202a.

즉, 상대적으로 길이가 긴 제1회전체(201a)에는 좌우에 각각 유니버셜조인트(202a)가 설치되어 각 유니버셜조인트(202a)에 선형구동기(202)가 설치되고, 상대적으로 길이가 짧은 제2회전체(201b)는 중심부에 하나의 유니버셜조인트(202a)가 설치되어 하나의 선형구동기(202)가 설치된다.That is, the first rotating body 201a having a relatively long length is provided with the universal joints 202a on the left and right sides, the linear actuator 202 is provided on each of the universal joints 202a, One universal joint 202a is installed in the center part of the whole body 201b, and one linear actuator 202 is installed.

상기 선형구동기(202)는 구동모터(202b)에 의해 회전 구동하는 나사축(202c)이 상기 헤드부 쪽으로 돌출 형성된 구조를 가진다. The linear actuator 202 has a structure in which a screw shaft 202c driven to rotate by a driving motor 202b protrudes toward the head.

상기 암프레임(203)은 상기 선형구동기(202)에 의해 선형 구동이 이루어지도록 선형구동기(202)의 나사축(202c)을 따라 전후로 이동하는 볼스크류(203a)를 구비한다.The arm frame 203 has a ball screw 203a moving back and forth along the screw shaft 202c of the linear actuator 202 so that the linear actuator 202 is linearly driven.

또한 암프레임(203)의 정밀한 전후 이동이 가능하도록 상기 선형구동기(202)와 암프레임(203)에는 상호 대응하는 가이드레일(203c)과 가이드블록(202d)을 각각 구비하는 것이 바람직하다. It is preferable that the linear actuator 202 and the arm frame 203 are provided with guide rails 203c and guide blocks 202d corresponding to each other so that the arm frame 203 can be moved back and forth precisely.

또한 암프레임(203)의 선단부에는 결합부(203b)를 형성하여 상기 헤드부의 포지셔닝파츠(204)의 각 조인트부(204a)에 각각 힌지 결합하고 암프레임(203)의 말단부는 상기 회전체(201a, 201b)를 통과하여 회전체(201a, 201b) 후방으로 돌출된다.A coupling portion 203b is formed at the distal end of the arm frame 203 so as to be hinged to each joint portion 204a of the positioning piece 204 of the head portion and the distal end portion of the arm frame 203 is connected to the rotation body 201a And 201b and protrudes rearward of the rotating bodies 201a and 201b.

따라서 각 선형구동기(202)의 의해 각각 전후 이동하는 암프레임(203)의 전후 이동 길이, 즉 회전체(201a, 201b) 전방으로 돌출되는 길이 조절을 통해 상기 포지셔닝파츠(204)의 X, Y, Z축 이동이 가능하다.Therefore, the X, Y, and Z directions of the positioning pieces 204 are adjusted by adjusting the length of the arm frame 203, which is moved back and forth by the respective linear actuators 202, Z-axis movement is possible.

일예로서 제1회전체(201a)를 통과하는 좌우 한 쌍의 암프레임(203) 중 좌측 암프레임(203)이 제1회전체(201a) 후방으로 후퇴하고, 우측 암프레임(203)이 전방으로 전진하면, 상기 포지셔닝파츠(204)는 X축 방향 좌측으로 이동한다.For example, the left arm frame 203 of the left and right pair of arm frames 203 passing through the first rotating body 201a is retracted rearward of the first rotating body 201a, and the right arm frame 203 is moved forward When advancing, the positioning part 204 moves to the left in the X-axis direction.

위와 반대로 제1회전체(201a)를 통과하는 좌우 한 쌍의 암프레임(203) 중 우측 암프레임(203)이 제1회전체(201a) 후방으로 후퇴하고, 좌측 암프레임(203)이 전방으로 전진하면, 상기 포지셔닝파츠(204)는 X축 방향 우측으로 이동한다.The right arm frame 203 of the left and right pair of arm frames 203 passing through the first rotating body 201a is retracted rearward of the first rotating body 201a and the left arm frame 203 is moved forward When advancing, the positioning part 204 moves to the right in the X-axis direction.

상기와 같이 포지셔닝파츠(204)가 X축 방향으로 이동할 때, 제2회전체(201b)를 통과하는 암프레임(203)을 구동하는 선형구동기(202)는 상기 제1회전체(201a)를 통과하는 암프레임(203)을 구동하는 다른 선형구동기(202)와 연동한다.When the positioning part 204 moves in the X axis direction as described above, the linear actuator 202 that drives the arm frame 203 passing through the second rotating body 201b passes through the first rotating body 201a And the other linear actuator 202 for driving the arm frame 203 to be driven.

즉, 상기 각 선형구동기(202)의 연동과 그로 인한 암프레임(203)의 작동은 포지셔닝파츠(204)가 X, Y, Z축 이동할 때도 마찬가지로 상호 연동한다. That is, the interlocking operation of each of the linear actuators 202 and thus the operation of the arm frame 203 interlock with each other when the positioning parts 204 move in the X, Y, and Z axes.

상기 헤드부는 3D 프린팅 모듈(404) 또는 다양한 가공용 절삭공구의 선택적인 착탈을 가능케 하기 위하여 포지셔닝파츠(204)와, 로테이션파츠(205)와, 툴헤드(206)를 포함한다. The head portion includes a positioning piece 204, a rotation piece 205, and a tool head 206 to enable selective attachment / detachment of the 3D printing module 404 or various cutting tools.

상기 포지셔닝파츠(204)는 상술한 바와 같이 헤드부 전체의 X, Y, Z축 이동을 위해 양측과 상측에 각각 조인트부(204a)를 형성하여 상기 조인트부(204a)를 상기 선형구동부와 힌지 결합된다.As described above, the positioning part 204 is provided with a joint part 204a on both sides of the head for moving the X, Y and Z axes of the entire head part, and the joint part 204a is hinge- do.

상기 로테이션파츠(205)는 상기 포지셔닝파츠(204)의 정면에서 Y축 기준으로 회전 가능하도록 포지셔닝파츠(204)의 정면 중심부에서 돌출 형성된 회전축에 결합하되, 상기 포지셔닝파츠(204)의 후면에는 상기 회전축을 회전 구동하는 제1모터(205a)를 설치한다. The positioning part 204 is coupled to a rotation axis protruding from a front center part of the positioning part 204 such that the rotation part 205 is rotatable about the Y axis on the front surface of the positioning part 204, A first motor 205a for rotationally driving the first motor 205a is provided.

상기 툴헤드(206)는 상기 로테이션파츠(205)에서 X축 기준으로 회전 가능하도록 로테이션파츠(205)의 전면 양측에서 돌출되는 지지부 사이에 회동 가능케 결합하되, 상기 로테이션파츠(205) 하부에는 상기 툴헤드(206)의 회전 구동을 가능케 하는 제2모터(206a)를 설치한다.The tool head 206 is rotatably coupled between support portions protruding from opposite sides of the rotation piece 205 so as to be rotatable about the X axis in the rotation piece 205, And a second motor 206a for enabling rotation of the head 206 is provided.

또한, 상기 툴헤드(206)는 상단부에 설치된 제3모터(206b)에 의해 구동되는 구동축을 하단부에 돌출 형성하되, 상기 구동축에는 다양한 툴을 선택적인 착탈이 가능한 툴착탈부(206c)를 구비한다. The tool head 206 has a drive shaft driven by a third motor 206b installed at an upper end of the tool head 206 protruding from a lower end of the tool shaft 206. The drive shaft is provided with a tool attaching / detaching portion 206c .

일예로서 상기 툴착탈부(206c)는 상단부가 툴헤드(206)의 주축 단부에 결합할 수 있도록 테이퍼 가공되어 어댑터 등을 이용해 주축 단부에 결합하고, 타단부에는 다양한 종류의 툴이 착탈되는 착탈공을 형성하는 것이 바람직하다.For example, the tool detachable portion 206c is tapered so that the upper end thereof can engage with the main shaft end portion of the tool head 206 and is coupled to the main shaft end portion using an adapter or the like, .

상기 툴착탈부(206c)에는 3D 프린팅 모듈(404), 가공용 절삭공구, 3D 측정 모듈 등 다양한 툴의 착탈이 가능하다. Various tools such as the 3D printing module 404, the cutting tool for cutting, and the 3D measurement module can be attached to and detached from the tool detachable portion 206c.

도 8은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 다른 출력물안착부를 나타낸 정면도이다. FIG. 8 is a front view showing an output seat portion according to an embodiment of the hybrid metal 3D printer of the present invention. FIG.

도 8을 참조하여 설명한다.Will be described with reference to FIG.

상기 출력물안착부(30)는, 상기 헤드부에 장착되는 3D 프린팅 모듈(404)에 의해 출력되는 출력물의 안착을 위하여 장착부(301)와, 회전모듈(302)과, 테이블(303)과, 테이블구동모터(304)를 포함한다.The output seating unit 30 includes a mounting unit 301, a rotation module 302, a table 303, and a table 303 for seating an output item output by the 3D printing module 404 mounted on the head unit. And a driving motor 304.

상기 장착부(301)는 상기 베이스부(10)의 하부에서 전방으로 돌출되게 설치하기 위하여 베이스부(10)의 베이스프레임(101) 전면 하단부에 설치브래킷(301a)을 설치하고, 설치브래킷의 전면에서 전방으로 돌출되는 지지부(301b)를 형성된다. The mounting portion 301 is provided with a mounting bracket 301a at the lower end of the front surface of the base frame 101 of the base portion 10 so as to protrude forward from the lower portion of the base portion 10, And a support portion 301b protruding forward is formed.

상기 회전모듈(302)은 상기 테이블(303)을 회전 가능케 지지하기 위하여 상기 장착부(301) 상면에 설치한다.The rotation module 302 is installed on the upper surface of the mounting portion 301 for rotatably supporting the table 303.

상기 회전모듈(302) 내부에는 상기 테이블(303)의 정역회전을 가능케 하기 위하여 베어링을 구비한 축결합부(도시하지 않음)와 동력전달수단(도시하지 않음)을 포함하는 것이 바람직하다. In the rotation module 302, a shaft coupling part (not shown) having bearings and power transmission means (not shown) may be provided to enable the normal rotation of the table 303.

상기 테이블(303)은 상기 회전모듈(302) 상부에서 정역방향으로 회전 가능케 설치된다. The table 303 is rotatably mounted on the rotation module 302 in the forward and reverse directions.

즉, 테이블(303) 저면에는 상기 회전모듈(302)의 축결합부에 결합되는 회전축부(도시하지 않음)를 돌출 형성함으로써, 회전축부를 중심축으로 하여 Z축을 기준으로 테이블(303)의 회전이 가능하다.That is, a rotation shaft portion (not shown) coupled to the shaft coupling portion of the rotation module 302 is protruded from the bottom surface of the table 303, so that the rotation of the table 303 with respect to the Z- It is possible.

상기 테이블(303) 상면에는 3D 프린팅 모듈(404)에 의한 출력물의 출력을 위한 안착판 또는 출력물을 파지하는 지그 등을 고정하기 위한 슬롯 또는 고정홀을 구비하는 것이 바람직하다. The upper surface of the table 303 may have a slot or a fixing hole for fixing a seating plate for outputting output by the 3D printing module 404 or a jig for holding an output product.

상기 테이블구동모터(304)는 상기 회전모듈(302) 상부에 회전 가능케 설치되는 상기 테이블(303)의 정역방향 회전 구동을 위하여 상기 회전모듈(302) 일측면에 설치한다.The table driving motor 304 is installed on one side of the rotation module 302 for rotationally driving the table 303 in the forward and reverse directions, which is rotatably mounted on the rotation module 302.

그리하여 테이블구동모터(304)의 구동력을 상기 회전모듈(302)에 구비된 기어장치와 같은 동력전달수단(도시하지 않음)을 통해 상기 테이블(303) 저면에 설치된 회전축부에 전달함으로써 테이블(303)의 정역회전이 가능하다.The driving force of the table driving motor 304 is transmitted to the rotating shaft portion provided on the bottom surface of the table 303 through a power transmitting means (not shown) such as a gear device provided in the rotating module 302, It is possible to rotate in the forward and reverse directions.

따라서 테이블(303) 상부에서 이루어지는 3D 프린팅의 출력 효율성 및 생산성뿐만 아니라, 출력 완료된 출력물에 대한 가공시 테이블(303)의 회전을 통해 가공 작업의 효율성과 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. Therefore, the efficiency and productivity of the processing operation can be improved through the rotation of the table 303 during the processing of the output finished output, as well as the output efficiency and productivity of the 3D printing performed on the table 303.

첨부도면 도 9는 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 툴공급부 배치를 나타낸 정면도이다.9 is a front view showing the arrangement of a tool supply unit according to an embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention.

첨부도면 도 4 또는 도 9를 참조하여 설명한다. The attached drawings are described with reference to Fig. 4 or Fig.

상기 툴공급부(40)는 상기 금속 3D 프린팅을 위한 재료 공급과, 3D 프린팅 된 출력물의 가공을 위해 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에 착탈 가능한 툴의 공급을 위해 모듈거치부(401)와, 자동공구교환장치(402)와, 출력소스공급부(403)를 포함한다. The tool supply unit 40 is provided with a module mounting part (not shown) for supplying a tool for the metal 3D printing and a tool detachable to the head part of the parallel type 5-axis machine part 20 for processing the 3D printed output 401, an automatic tool changer 402, and an output source supply unit 403.

상기 모듈거치부(401)는 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에서 탈착되는 3D 프린팅 모듈(404)을 거치하기 위하여 상기 베이스부(10) 일측에 설치한다.The module mounting portion 401 is installed at one side of the base 10 to mount the 3D printing module 404 detached from the head portion of the parallel type 5-axis machine portion 20.

상기 모듈거치부(401) 일측에는 상기 헤드부에서 3D 프린팅 모듈(404)을 착탈하는 모듈거치암(401a)을 구비하는 것이 바람직하다. And a module mounting arm 401a for mounting and dismounting the 3D printing module 404 on the head part is provided on one side of the module mounting part 401. [

상기 모듈거치암(401a)은 모듈거치부(401)에서 Z축을 기준으로 회전 가능케 설치한다.The module mounting arm 401a is rotatably mounted on the module mounting portion 401 with reference to the Z axis.

따라서 모듈거치암(401a)에 상기 3D 프린팅 모듈(404)을 착탈할 때에는 모듈거치암(401a) X축 방향으로 회전하고, 3D 프린팅 모듈(404)을 거치한 후, 보관할 때에는 모듈거치암(401a)이 Y축 방향으로 회전함으로써 3D 프린팅 모듈(404)의 신속한 착탈이 이루어짐과 동시에, 거치 후 보관되는 3D 프린팅 모듈(404)이 병렬형 5축머신부(20)의 동작에 방해가 되지 않도록 한다. Therefore, when attaching / detaching the 3D printing module 404 to / from the module mounting arm 401a, the module mounting arm 401a rotates in the X-axis direction. When the 3D mounting module 404 is mounted, Is rotated in the Y-axis direction so that the 3D printing module 404 can be quickly attached and detached, and the 3D printing module 404, which is stored after being mounted, does not interfere with the operation of the parallel type 5-axis machine unit 20 .

상기 공구매거진(402a)은 다수의 절삭공구를 수납하여 서보모터(402b)에 의해 X축을 기준으로 회전 가능케 상기 베이스부(10) 일측에 설치된다.The tool magazine 402a accommodates a plurality of cutting tools and is installed on one side of the base unit 10 so as to rotate about the X axis by a servo motor 402b.

즉, 공구매거진(402a)은 외주면에 다양한 절삭공구를 파지하여 수납하는 그립부를 방사형으로 형성한 매거진플레이트의 회전축이 상기 베이스부(10) 일측에서 X축 방향으로 설치되고, 매거진플레이트의 중심에는 매거진플레이트를 회전시키는 서보모터(402b)가 수평 방향(X축 방향)으로 설치된다. That is, the tool magazine 402a is provided with a rotary shaft of a magazine plate radially formed with a grip portion for gripping and storing various cutting tools on the outer circumferential surface in the X axis direction from one side of the base portion 10, A servo motor 402b for rotating the plate is installed in the horizontal direction (X-axis direction).

따라서 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에 절삭공구를 장착하기 위해서는 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부가 X축 방향으로 회전한 상태에서 공구교환위치로 수평 이동하여 공구매거진(402a)의 그립부에 수납된 절삭공구가 헤드부에 장착된다.Therefore, in order to mount the cutting tool on the head portion of the parallel type 5-axis machine portion 20, the head portion of the parallel type 5-axis machine portion 20 is horizontally moved to the tool change position in a state rotated in the X- The cutting tool housed in the grip portion of the head portion 402a is mounted on the head portion.

그리하여 헤드부에 절삭공구가 장착되면 헤드부가 수직 상방(Z축 방향)으로 이동함으로써, 공구매거진(402a)의 그립부에 수납되어 있던 절삭공구가 그립부서 인출되면서 절삭공구 장착이 완료된다.Thus, when the cutting tool is mounted on the head portion, the head portion moves vertically upward (Z-axis direction), so that the cutting tool stored in the grip portion of the tool magazine 402a is pulled out of the grip portion to complete the cutting tool mounting.

한편, 위와 반대로 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에 장착된 절삭공구를 공구매거진(402a)에 수납하기 위해서는 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부가 X축 방향으로 회전한 상태에서 공구매거진(402a)의 상부에서 수직 하방(Z축 방향)으로 이동함으로써, 헤드부에 장착된 절삭공구가 공구매거진(402a)의 그립부에 수납된다. On the other hand, in order to accommodate the cutting tool mounted on the head portion of the parallel type 5-axis machine unit 20 in the tool magazine 402a, the head portion of the parallel type 5-axis machine unit 20 is rotated in the X- (Z-axis direction) at the top of the tool magazine 402a, the cutting tool mounted on the head portion is housed in the grip portion of the tool magazine 402a.

그리하여 공구매거진(402a)의 그립부에 절삭공구의 수납이 완료되면, 헤드부가 수평 방향(X축 방향)으로 이동함으로써 헤드부에 장착되어 있던 절삭공구가 헤드부에서 분리되면서 절삭공구의 탈착 및 수납이 완료된다. When the cutting tool is received in the grip portion of the tool magazine 402a, the head portion moves in the horizontal direction (X-axis direction), so that the cutting tool mounted on the head portion is separated from the head portion, Is completed.

상기 출력소스공급부(403)는 상기 3D 프린팅 모듈(404)에 금속 3D 프린팅을 위한 금속파우더와 레이저를 제공하기 위하여 파우더공급부와 레이저공급부를 구비한다.The output source supply unit 403 includes a powder supply unit and a laser supply unit for providing a metal powder and a laser for metal 3D printing to the 3D printing module 404.

상기 파우더공급부는 금속 3D 프린팅을 위한 금속 분말을 공급하는 파우더피더, 파우더피더의 냉각을 위한 파우더칠러를 구비한다.The powder supply unit includes a powder feeder for supplying metal powder for metal 3D printing, and a powder chiller for cooling the powder feeder.

상기 레이저공급부는 상기 파우더공급부에 의해 공급된 금속 분말을 용융시키는 레이저를 공급하는 레이저소스와, 상기 레이저소스의 냉각을 위한 레이저칠러를 구비한다. The laser supply unit includes a laser source for supplying a laser to melt the metal powder supplied by the powder supply unit, and a laser chiller for cooling the laser source.

상기 파우더공급부, 레이저공급부, 파우더피더, 파우더칠러, 레이저소스, 레이저칠러는 출력소스공급부(403)에 모듈화되어 있으므로 도면상의 별도 도시는 생략한다. Since the powder supply unit, the laser supply unit, the powder feeder, the powder chiller, the laser source, and the laser chiller are modularized in the output source supply unit 403, the illustration in the drawing is omitted.

도 10은 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 제어부(50) 구성을 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram showing a configuration of the control unit 50 according to the embodiment of the hybrid type metal 3D printer of the present invention.

도 10을 참조하여 설명한다.Will be described with reference to FIG.

상기 제어부(50)는 입력부(501)와, 메인컨트롤러(502)와, 표시부(503)를 포함한다. The control unit 50 includes an input unit 501, a main controller 502, and a display unit 503.

상기 입력부(501)는 금속 3D 프린팅을 위한 3차원 모델링 파일의 입력 및 3D 프린팅을 위한 출력조건(출력속도, 출력품질, 출력위치 등)과, 출력물의 가공을 위한 가공조건(툴선택, 가공위치, 가공시간 등)을 입력받아 그 정보를 상기 메인컨트롤러(502)에 전달한다.The input unit 501 receives output conditions (output speed, output quality, output position, and the like) for inputting a 3D modeling file and 3D printing for metal 3D printing and processing conditions (tool selection, , Machining time, etc.) and transfers the information to the main controller 502.

입력부(501)에는 상기 출력조건의 입력을 위하여 터치스크린 또는 입력 버튼 등과 같은 입력수단을 구비하는 것이 바람직하다. The input unit 501 is preferably provided with input means such as a touch screen or an input button for inputting the output conditions.

상기 메인컨트롤러(502)는 상기 입력부(501)를 통해 입력된 정보에 따라 상기 병렬형 5축머신부(20)의 동작 제어를 위한 제1제어신호와, 상기 베이스부(10)의 동작 제어를 위한 제2제어신호와, 상기 출력물안착부(30)의 동작 제어를 위한 제3제어신호와, 툴공급부(40)의 동작 제어를 위한 제4제어신호를 각 부에 전달한다. The main controller 502 controls the operation of the base unit 10 based on the first control signal for controlling the operation of the parallel type 5-axis machine unit 20 according to the information input through the input unit 501 A third control signal for controlling the operation of the output seating unit 30 and a fourth control signal for controlling the operation of the tool feeding unit 40 to the respective units.

따라서 상기 병렬형 5축머신부(20)와, 베이스부(10)와, 출력물안착부(30)와, 툴공급부(40)의 연동에 의해 상기 출력물안착부(30)의 테이블(303) 상부에서 금속 3D 프린팅이 이루어지거나, 3D 프린팅이 완료된 출력물의 가공이 이루어진다. Accordingly, by interlocking the parallel type 5-axis machine unit 20, the base unit 10, the output seat 30, and the tool supply unit 40, the upper portion of the table 303 of the output seat 30 The 3D printing is performed in the metal, or the output is processed in the 3D printing.

메인컨트롤러(502)에는 상기 입력부(501)를 통해 입력되는 정보의 저장과, 상기 저장된 정보의 분석, 판독에 사용되는 운용소프트웨어의 저장을 위하여 메모리부(502a)를 더 구비하는 것이 바람직하다. The main controller 502 may further include a memory unit 502a for storing information input through the input unit 501 and for storing operation software used for analyzing and reading the stored information.

상기 표시부(503)는 상기 입력부(501)에 입력된 3차원 모델링 파일의 형상 또는 입력부(501)를 통해 입력되는 출력조건과, 가공조건을 표시수단(예를 들어, LED 또는 LCD 모니터 등)을 통해 표시한다. The display unit 503 displays the shape of the three-dimensional modeling file input to the input unit 501 or the output condition input through the input unit 501 and the processing conditions on the display means (for example, an LED or an LCD monitor) .

또한, 3D 프린팅 되는 출력물의 출력 상태나 출력된 정도를 표시할 수 도 있다. It is also possible to display the output status of the output to be printed in 3D or the degree of output.

이상과 같이 본 발명의 하이브리드형 금속 3D 프린터는 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에 3D 프린팅 모듈(404), 가공용 절삭공구, 3D 측정 모듈 등 다양한 툴의 착탈이 가능할 뿐만 아니라 헤드부에 장착되는 툴의 신속하고 정밀한 X, Y, Z축 방향 운동성을 보장함으로써 전통적인 금속 성형방법으로는 제작이 어려운 다양한 형상의 제품을 3D 프린팅으로 출력함과 동시에 출력 후, 제품의 이동 없이 바로 가공을 수행할 수 있게 됨으로써 금속 제품의 효율적인 다품종 소량 생산이 가능케 된다. As described above, in the hybrid type metal 3D printer of the present invention, various tools such as the 3D printing module 404, the cutting tool for cutting and the 3D measurement module can be attached to and detached from the head of the parallel type 5-axis machine part 20, By ensuring fast and precise motions in X, Y and Z axes of the tool mounted on the part, it is possible to output the products of various shapes which are difficult to be manufactured by conventional metal forming method to 3D printing, So that it is possible to efficiently produce small quantities of metal products at various sizes.

이상은 본 발명에 따른 실시 예를 기준으로 설명한 것으로서, 본 발명은 위에서 설명한 실시 예에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하며, 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. While the present invention has been described in connection with the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it is to be noted that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art.

10: 베이스부 101: 베이스프레임(101)
102: 장착프레임 103: 연결프레임(103)
20: 병렬형 5축머신부 201: 회전체
202: 선형구동기 203: 암프레임
204: 포지셔닝파츠 205: 로테이션파츠
206: 툴헤드 30: 출력물안착부
301: 장착부 302: 회전모듈
303: 테이블 304: 테이블구동모터
40: 툴공급부 401: 모듈거치부
402: 자동공구교환장치 403: 출력소스공급부
404: 3D 프린팅 모듈 50: 제어부
501: 입력부 502: 메인컨트롤러
503: 표시부 10: base part 101: base frame 101
102: mounting frame 103: connecting frame (103)
20: parallel type 5-axis machine unit 201: rotating body
202: linear actuator 203: arm frame
204: Positioning parts 205: Rotation parts
206: tool head 30:
301: mounting portion 302: rotation module
303: Table 304: Table drive motor
40: Tool supply section 401: Module mounting section
402: Automatic tool changer 403: Output source supply unit
404: 3D printing module 50:
501: input unit 502: main controller
503:

Claims (7)

분해 조립형 프레임 구조를 가지는 베이스부(10)와;
툴이 착탈되는 헤드부와, 일단부는 상기 헤드부에 힌지 결합하고 타단부는 유니버셜조인트(103a)를 이용해 상기 베이스부(10)에 설치되는 다수의 선형구동부를 구비하며, 상기 선형구동부는 병렬 3축 구조로 구성되어 상기 툴의 X, Y, Z축 이동을 가능케 하는 병렬형 5축머신부(20)와;
상기 헤드부에 장착되는 3D 프린팅 모듈(404)에 의해 출력되는 출력물이 안착되는 출력물안착부(30)와;
상기 3D 프린팅 모듈(404)의 금속 3D 프린팅을 위한 재료 공급과, 3D 프린팅 된 출력물의 가공을 위해 상기 헤드부에 착탈 가능한 툴을 공급하는 툴공급부(40)와;
상기 베이스부(10), 병렬형 5축머신부(20), 출력물안착부(30), 툴공급부(40)의 동작을 제어하는 제어부(50); 를 포함하여 구성하고,
상기 베이스부(10)는,
상기 병렬형 5축머신부(20)의 제1회전체(201a)가 베이스부(10)의 좌우 방향인 X축을 기준으로 하여 회전 가능케 설치되는 베이스프레임(101)과;
상기 베이스프레임(101)의 상부에 위치하여, 상기 병렬형 5축머신부(20)의 제2회전체(201b)가 베이스부(10)의 좌우 방향인 X축을 기준으로 하여 회전 가능케 설치되는 커버프레임(102)과;
상기 베이스프레임(101)과 커버프레임(102)이 일정 간격을 유지하도록 베이스프레임(101)의 상부 양측과, 상기 커버프레임(102) 하부 양측 간에 한 쌍이 대칭으로 분해 조립 가능케 설치되는 연결프레임(103); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 금속 3D 프린터.A base portion 10 having a disassembled and assembled frame structure;
And a plurality of linear driving parts hinged to the head part at one end and installed at the base part 10 using a universal joint 103a at the other end, A parallel type 5-axis machine unit 20 having an axial structure and capable of moving the tool in X, Y and Z axes;
An output seat (30) on which an output output by the 3D printing module (404) mounted on the head part is seated;
A tool supply part 40 for supplying a material for metal 3D printing of the 3D printing module 404 and a tool removable to the head part for processing the 3D printed output;
A control unit 50 for controlling operations of the base unit 10, the parallel type 5-axis machine unit 20, the output mount unit 30, and the tool supply unit 40; And,
The base portion 10 includes:
A base frame 101 rotatably mounted on the first rotating body 201a of the parallel type 5-axis machine unit 20 with respect to the X axis in the left and right direction of the base unit 10;
The second rotating body 201b of the parallel type 5-axis machine unit 20 is positioned above the base frame 101 so as to be rotatable about the X axis in the left and right direction of the base unit 10. [ A frame 102;
A connection frame 103 (see FIG. 1) provided so that one pair of the upper and lower sides of the base frame 101 and the lower side of the lower side of the cover frame 102 are symmetrically disassembled and assembled so that the base frame 101 and the cover frame 102 are spaced apart from each other, ); And a second metal-type 3D printer. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 베이스프레임(101)은,
중앙에 제1개구부(101a)가 형성되도록 지면에 안착되는 수평부(101b)와, 수평부(101b) 양단에서 세로 방향으로 형성된 수직부(101c)로 구성되어, 상기 제1회전체(201a)가 상기 제1개구부(101a)를 가로 질러 제1회전체(201a)의 양단부가 상기 각 수직부(101c)의 상단부에 고정된 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 설치되고,
상기 커버프레임(102)은, 상기 베이스프레임(101)의 제1개구부(101a)와 대칭되는 방향으로 제2개구부(102a)가 형성되어, 상기 제1회전체(201a)가 상기 제2개구부(102a)를 가로 질러 제2회전체(201b)의 양단부가 커버프레임(102)의 저면 양측에 고정된 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 금속 3D 프린터.The method according to claim 1,
The base frame (101)
And a vertical portion 101c formed in the longitudinal direction at both ends of the horizontal portion 101b so that the first rotating body 201a is rotated in the vertical direction, Both ends of the first rotating body 201a are installed to be rotatable by the bearing unit B fixed to the upper end of each of the vertical portions 101c across the first opening 101a,
The cover frame 102 is formed with a second opening 102a in a direction symmetrical with the first opening 101a of the base frame 101 so that the first rotating body 201a is in contact with the second opening 102b are rotatably mounted by a bearing unit (B) fixed to both sides of the bottom surface of the cover frame (102) at both ends of the second rotating body (201b) across the first rotating body (102a). 제1항에 있어서,
상기 병렬형 5축머신부(20)는,
상기 베이스부(10)의 양측에 설치되는 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 지지되는 복수의 회전체(201a, 201b)와; 상기 회전체(201a, 201b) 내부에서 유니버셜조인트(202a)로 회동 가능케 설치되는 다수의 선형구동기(202)와; 상기 각 선형구동기(202)에 의해 각각 선형 구동이 이루어지는 다수의 암프레임(203)을 포함하는 선형구동부와;
상기 다수의 암프레임(203)의 일단부가 각각 힌지 결합되는 조인트부(204a)를 양측과 상측에 각각 형성한 포지셔닝파츠(204)와; 상기 포지셔닝파츠(204)의 정면에서 Y축 기준으로 회전 가능케 설치되는 로테이션파츠(205)와; 상기 로테이션파츠(205)에서 X축 기준으로 회전 가능케 설치되며, 하단부에는 툴의 선택적인 착탈이 가능한 툴착탈부(206c)가 설치된 툴헤드(206)를 구비한 헤드부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 금속 3D 프린터.The method according to claim 1,
The parallel-type five-axis machine section (20)
A plurality of rotors (201a, 201b) rotatably supported by bearing units (B) installed on both sides of the base part (10); A plurality of linear actuators 202 rotatably mounted within the rotors 201a and 201b by a universal joint 202a; A linear driving unit including a plurality of arm frames 203 linearly driven by the respective linear actuators 202;
A positioning piece 204 formed on both sides and above the joint part 204a, one end of each of the plurality of arm frames 203 being hinged to each other; A rotation part 205 installed on the positioning part 204 so as to be rotatable about the Y axis; A head portion having a tool head 206 mounted on the rotation piece 205 so as to be rotatable with respect to the X axis and having a tool detachable portion 206c which is selectively detachable from the tool at a lower end thereof; And a second metal-type 3D printer. 제1항에 있어서,
상기 출력물안착부(30)는,
상기 베이스부(10)의 하부에서 전방으로 돌출되게 설치하는 장착부(301)와;
상기 장착부(301) 상부에 설치하는 회전모듈(302)과;
상기 회전모듈(302) 상부에서 정역방향으로 회전 가능케 설치하는 테이블(303)과;
상기 회전모듈(302) 일측에 설치하여 상기 테이블(303)을 정역방향으로 회전 구동하는 테이블구동모터(304); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 금속 3D 프린터. The method according to claim 1,
The output seat (30)
A mounting portion 301 protruding forward from a lower portion of the base portion 10;
A rotation module 302 installed on the mounting portion 301;
A table 303 installed on the rotation module 302 so as to be rotatable in the forward and reverse directions;
A table drive motor 304 installed at one side of the rotation module 302 to rotate the table 303 in normal and reverse directions; And a second metal-type 3D printer. 제1항에 있어서,
상기 툴공급부(40)는,
상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에서 탈착되는 3D 프린팅 모듈(404)을 거치하는 모듈거치부(401)와;
다수의 절삭공구를 수납하는 공구매거진(402a)을 구비하여 상기 병렬형 5축머신부(20)의 헤드부에 절삭공구를 착탈 가능케 제공하는 자동공구교환장치(402)와;
상기 3D 프린팅 모듈(404)에 금속 3D 프린팅을 위한 금속파우더와 레이저를 제공하는 출력소스공급부(403); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 금속 3D 프린터. The method according to claim 1,
The tool supply unit 40,
A module mounting part 401 for mounting the 3D printing module 404 detached from the head part of the parallel type 5-axis machine part 20;
An automatic tool changer (402) having a tool magazine (402a) for accommodating a plurality of cutting tools to detachably attach a cutting tool to the head portion of the parallel type 5-axis machine part (20);
An output source supply unit 403 for supplying a metal powder and a laser for metal 3D printing to the 3D printing module 404; And a second metal-type 3D printer. 제1항에 있어서,
상기 제어부(50)는,
3차원 모델링 파일의 입력 및 3D 프린팅을 위한 출력조건과, 출력물의 가공을 위한 가공조건을 입력하는 입력부(501)와;
상기 입력부(501)를 통해 입력된 정보를 분석, 판독하여 상기 병렬형 5축머신부(20)와, 상기 베이스부(10)와, 상기 출력물안착부(30)와, 상기 툴공급부(40)에 각각 제어신호를 전달하는 메인컨트롤러(502)와;
상기 입력부(501)를 통해 입력되는 3차원 모델링 파일의 형상 또는 3D 프린팅 출력 조건 또는 가공조건을 표시하는 표시부(503); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 금속 3D 프린터.The method according to claim 1,
The control unit (50)
An input unit 501 for inputting an output condition for inputting a 3D modeling file and 3D printing, and a processing condition for processing an output;
The parallel type 5-axis machine unit 20, the base unit 10, the output mount unit 30, the tool supply unit 40, A main controller 502 for transmitting a control signal to the main controller 502;
A display unit 503 for displaying the shape of the three-dimensional modeling file inputted through the input unit 501 or the 3D printing output condition or the processing condition; And a second metal-type 3D printer.
KR1020170175936A 2017-12-20 2017-12-20 Hybrid Metal 3D Printer KR101873779B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170175936A KR101873779B1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Hybrid Metal 3D Printer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170175936A KR101873779B1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Hybrid Metal 3D Printer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101873779B1 true KR101873779B1 (en) 2018-07-03

Family

ID=62918115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170175936A KR101873779B1 (en) 2017-12-20 2017-12-20 Hybrid Metal 3D Printer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101873779B1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210066164A (en) 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 맥스로텍 Laser Head Tool Change System for Hybrid Metal 3D Printers
KR20210066165A (en) 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 맥스로텍 Jet type spraying nozzle for metal 3D printers with multi powder flow channel and inner mounted cooling chamber
KR20210076664A (en) 2019-12-16 2021-06-24 주식회사 맥스로텍 Integrated laser output control method of metal printer
CN113263189A (en) * 2021-05-10 2021-08-17 嘉兴君和三维技术有限公司 3D printing equipment and method for precise metal workpiece
KR20210119171A (en) 2020-03-24 2021-10-05 창원대학교 산학협력단 A 3D printer capable of milling
KR20210134180A (en) 2020-04-29 2021-11-09 두산공작기계 주식회사 Machine tool
KR102392295B1 (en) 2021-07-18 2022-04-29 (주)아름덴티스트리 Metal 3D printer
KR20240015454A (en) 2022-07-27 2024-02-05 세종대학교산학협력단 3D printing method of maraging steel sheet using optimized condition and sheet manufactured using thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528850B1 (en) * 2015-01-19 2015-06-17 강원대학교산학협력단 6 DOF(Degrees of Freedom) 3D Printer
JP2015196264A (en) * 2014-03-31 2015-11-09 三菱重工業株式会社 Apparatus and method for three-dimensional lamination

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015196264A (en) * 2014-03-31 2015-11-09 三菱重工業株式会社 Apparatus and method for three-dimensional lamination
KR101528850B1 (en) * 2015-01-19 2015-06-17 강원대학교산학협력단 6 DOF(Degrees of Freedom) 3D Printer

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210066164A (en) 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 맥스로텍 Laser Head Tool Change System for Hybrid Metal 3D Printers
KR20210066165A (en) 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 맥스로텍 Jet type spraying nozzle for metal 3D printers with multi powder flow channel and inner mounted cooling chamber
KR20210076664A (en) 2019-12-16 2021-06-24 주식회사 맥스로텍 Integrated laser output control method of metal printer
KR20210119171A (en) 2020-03-24 2021-10-05 창원대학교 산학협력단 A 3D printer capable of milling
KR20210134180A (en) 2020-04-29 2021-11-09 두산공작기계 주식회사 Machine tool
CN113263189A (en) * 2021-05-10 2021-08-17 嘉兴君和三维技术有限公司 3D printing equipment and method for precise metal workpiece
CN113263189B (en) * 2021-05-10 2022-12-30 嘉兴君和三维技术有限公司 3D printing equipment for precise metal workpiece and printing method thereof
KR102392295B1 (en) 2021-07-18 2022-04-29 (주)아름덴티스트리 Metal 3D printer
KR20240015454A (en) 2022-07-27 2024-02-05 세종대학교산학협력단 3D printing method of maraging steel sheet using optimized condition and sheet manufactured using thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101873779B1 (en) Hybrid Metal 3D Printer
JP6698187B2 (en) Vision unit
KR101873778B1 (en) Expandable metal 3D printer for large size product
US8052030B2 (en) Apparatus for friction stir welding using spindle-in-spindle
Jeffries Enhanced robotic automated fiber placement with accurate robot technology and modular fiber placement head
JP6599945B2 (en) Machine tools for machining workpieces and spindle support assemblies for use in machine tools
CN102284795B (en) Hybrid five-axis laser cutting machine
JPWO2015097727A1 (en) Friction stir spot welding device, friction stir spot welding method, and friction stir spot welding surface straightness detection device
JP5123537B2 (en) Machine tool table equipment
JP2000117480A (en) Laser beam machine
JP5389213B2 (en) Machining center
JP7068662B2 (en) Reconfigurable machining center
CN202169443U (en) Series-parallel combined five-axis laser cutter
WO2021036351A1 (en) Rotary automatic welding robot and welding method thereof
KR20160116167A (en) Forming device for three-dimensional structure and forming method thereof
JP5133721B2 (en) Production system with work sharing function
JP6280822B2 (en) Component mounting apparatus and actuator system
WO2016013307A1 (en) Machine tool, tool unit, and machining method
JP2005279781A (en) Machining system, machining method and part assembling method
CN110480762B (en) Modular three-degree-of-freedom machining robot
US20200254541A1 (en) Tool head unit for machining workpieces with three simultaneously operable rotary axes and machine tool using same
KR101835616B1 (en) Removable automatic tool changer for machine tools
JPH0366088B2 (en)
KR101994356B1 (en) Module changeable type multifunctional apparatus equipped witd triaxis control function
EP3590635B1 (en) Tool carrier assembly for use in a lathe and lathe having such tool carrier assembly

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant