KR101887136B1 - 삼차원 프린터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 받침부; 상기 받침부 일측에 안착되어, 분말을 공급하는 분말 공급부; 상기 분말 공급부와 이격되게 설치되어, 상기 분말 공급부로부터 분말을 공급받아, 분말이 적층되는 베드를 구비하는 출력부; 및 상기 분말 공급부와 출력부를 둘러쌓아, 분말 공급부 및 출력부의 움직임을 방지하는 고정부;를 포함하는 삼차원 프린터를 제공한다.

Description

삼차원 프린터{Three-dimensional object}
본 발명은 삼차원 프린터에 관한 것이다.
대한민국 등록특허 제1705696호에 기재된 배경기술을 참조하면, 일반적으로 프린터는 프린트 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 장치를 의미하며, 컴퓨터에 연결하여 지면에 인쇄하는 프린터 장치 등은 업무용, 가정용으로 널리 사용되고 있다.
종래의 프린터는 프린터 대상물이 되는 종이 혹은 시트재를 소정의 방향으로 이동하며 미세 잉크를 뿌리는 것으로 모두 2차원 인쇄를 하는 것이었으나, 최근 삼차원 형상을 형상할 수 있는 삼차원 프린터가 등장하였으며, 삼차원 프린터는 형성하고자 하는 입체 모양을 인쇄기법에 의해 성형할 수 있는 장치를 말한다.
최근에는 제품의 디자이너 및 설계자가 캐드(CAD)나 캠(CAM)을 이용하여 삼차원 모델링 데이터를 생성하고, 생성한 데이터를 이용하여 삼차원 입체 형상의 시제품을 제작하는 이른바 삼차원 프린팅 방법이 등장하게 되었으며, 이러한 3D 프린터를 산업, 생활, 의학 등 매우 다양한 분야에서 활용하고 있다.
일반적으로 3D 프린터의 기본적인 원리는 얇은 2D 레이어를 쌓아서 3D 물체를 만드는 것이다. 즉, 3D 프린터 방법에는 광경화성 수지에 레이저 광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithography Apparatus)와, SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 레이저 광선으로 주사하여 기능성 고분자 또는 금속분말을 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering), 열가소성 수지를 이용한 IM(Inkjet modeling), 석회가루를 이용한 3DP(3Dimension Printing) 등이 있다.
그러나, 일반적으로 3D 프린터 방법에서는, 분말 공급부에서 출력부에 분말을 적층하기 위해, 분말을 회수 및 공급하는데 있어 블레이드를 사용한다. 이러한 블레이드 사용은 연속적으로 분말 공급부와, 출력부의 이동으로 인하여, 잦은 고장으로 신속성과, 기기의 효율이 저해되는 뿐만 아니라, 불필요한 추가 기기로 사용으로 인해, 비용이 추가되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 불필요한 추가 기기를 사용하지 않아, 공간 확보와 신속성을 향상시킬 수 있는 삼차원 프린터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 받침부; 상기 받침부 일측에 안착되어, 분말을 공급하는 분말 공급부; 상기 분말 공급부와 이격되게 설치되어, 상기 분말 공급부로부터 분말을 공급받아, 분말이 적층되는 베드를 구비하는 출력부; 및 상기 분말 공급부와 출력부를 둘러쌓아, 분말 공급부 및 출력부의 움직임을 방지하는 고정부;를 포함한다.
상기 분말 공급부는, 상기 분말 공급부의 둘레를 따라 하측방향으로 수직 형성되는 분말 공급부 케이스와, 상기 분말 공급부 케이스 둘레를 따라 형성되고, 상기 출력부에 분말을 공급하는 분말 공급홀과, 상기 분말 공급홀이 하측방향으로 설치되어, 분말이 유출되는 것을 방지하는 분말 덮개부를 더 포함할 수 있다.
상기 분말 공급부는, 상기 출력부로 분말을 공급하기 위해, 분말 공급부가 출력부 방향으로 슬라이딩 및 상, 하 이동 시키는 슬라이딩 이동부와, 상기 슬라이딩 이동부를 구동시키는 제1제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 출력부는, 상기 베드의 둘레를 따라 상방으로 수직 형성되는 베드 케이스와, 상기 베드 케이스 둘레를 따라 형성되고, 상기 분말 공급홀로부터 분말이 유입되는 분말 유입홀을 포함하며, 상기 베드 케이스는 분말이 베드 외측으로 낙하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 분말 공급홀과 분말 유입홀은 동일한 크기일 수 있다.
상기 출력부는, 하부에 설치되고, 상기 출력부를 상하로 이동시키는 승하강기구를 더 포함하며, 상기 승하강기구를 구동시키는 제2제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부는, 상기 분말 공급부의 분말 덮개부가 삽입되는 분말 덮개부 삽입홀과, 상기 분말 덮개부 삽입홀과 이격되게 설치되고, 상기 출력부가 삽입되는 출력부 삽입홀과, 상기 분말 덮개부 삽입홀과 출력부 삽입홀 사이에 위치하는 스토퍼;를 포함하며, 상기 스토퍼는, 상기 분말 공급부가 출력부로 슬라이딩 이동될 때, 분말 덮개부가 개폐되도록 돌출 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 삼차원 프린터는, 불필요한 추가 기기 즉 블레이드(분말을 출력부에 적층시키기 위해, 분말 공급부에서 분말을 회수하여, 출력부로 분말을 전달하는 기기)를 사용하지 않아, 공간 확보와 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
분말 공급부 및 출력부 이외의 제 3 기기인 블레이드를 삭제하여, 제 3기기인 블레이드가 반복 이동되었던 구간이 삭제 됨으로써, 잦은 고장을 방지하여 신속성을 향상시키는 효과를 갖는다.
이로 인해, 출력물은 중간에 잦은 고장으로 기기가 멈추거나 정해진 속도로 이동하지 않는 문제점이 해소되어, 적층되는 조형물의 강도와 완성도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 삼차원 프린터를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시된 삼차원 프린터의 구성 및 스토퍼를 확대한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 분말 공급부의 동작 상태를 나타낸 도면,
도 4는 도 2에 도시된 분말 공급부 및 출력부를 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 삼차원 프린터를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 삼차원 프린터의 구성 및 스토퍼를 확대한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 분말 공급부의 동작 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 분말 공급부 및 출력부를 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 삼차원 프린터는 받침부(100)와, 분말 공급부(200)와, 출력부(300) 및 고정부(400)를 포함할 수 있다.
상기 받침부(100)는 후술(後述)할 분말 공급부(200)를 안착시키고, 출력부(300)를 수용한다.
상기 분말 공급부(200)는, 받침부(100) 일측에 설치된다. 그리고 외부로 분말을 공급한다. 이를 위해 분말 공급부(200)는 분말 공급부 케이스(210)와, 분말 공급홀(220) 및 분말 덮개부(230)를 포함할 수 있다. 여기서 분말 공급부 케이스(210)는 분말 공급부(200)의 둘레를 따라 하측방향으로 수직 형성될 수 있다. 그리고 분말 공급홀(220)은 분말 공급부 케이스(210) 둘레를 따라 형성될 수 있다. 또한 분말 공급홀(220)은 후술(後述)할 출력부(300)에 분말을 공급할 수 있다. 그리고 분말 덮개부(230)는 분말 공급홀(220)이 하측방향으로 설치되어, 분말이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 더불어 분말 공급부(200)는 슬라이딩 이동부(240)와, 제1제어부(250)를 더 포함할 수 있다. 여기서 슬라이딩 이동부(240)는 출력부(300)로 분말을 공급하기 위해, 분말 공급부(200)를 출력부(300) 방향으로 슬라이딩 및 상, 하 이동 시킬 수 있다.
또한 슬라이딩 이동부(240)는 분말 공급부(200)의 상부 일측과 결합되고, 후측에 위치될 수 있다. 이는 예시일 뿐, 위치 한정을 하는 것은 아니다. 또한, 상기 슬라이딩 이동부(240)는 상, 하 이동 시, 실린더(Cylinder) 또는 가스리프터(Gas lifter)로 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 실린더와 가스리프터 같이 공기 또는 가스로 피스톤 운동을 할 수 있는 상, 하 즉 위 아래로 이동할 수 있는 이동 장치이면, 그 장치로 대체 가능하다. 그리고 제1제어부(250)는 슬라이딩 이동부(240)를 구동시킬 수 있다. 이러한 제1제어부(250)는 모터일 수 있다. 모터는 공지기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 출력부(300)는 결과물을 출력한다. 더불어, 출력부는 분말 공급부(200)와 이격되게 설치된다. 그리고 출력부(300)는 분말 공급부(200)로부터 분말을 공급받아, 분말이 적층되는 베드(310)를 구비한다. 또한 출력부(300)는 베드 케이스(320)와, 분말 유입홀(330)을 포함할 수 있다. 여기서 베드 케이스(320)는 베드(310)의 둘레를 따라 상방으로 수직 형성될 수 있다. 이러한 베드 케이스(320)는 분말이 베드(310) 외측으로 낙하되거나, 비산되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 분말 유입홀(330)은 베드 케이스(320) 둘레를 따라 형성된다. 또한 분말 유입홀(330)은 분말 공급홀(220)로부터 분말이 유입될 수 있다. 더불어, 출력부(300)는 승하강기구(340)와, 제2제어부(350)를 더 포함할 수 있다. 여기서 승하강기구(340)는 출력부(300)의 하부에 설치되어, 출력부(300)를 상, 하 즉 위 아래로 이동시킬 수 있다. 이러한 승하강기구(340)는 실린더(Cylinder) 또는 가스리프터(Gas lifter)로 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 실린더와 가스리프터 같이 공기 또는 가스로 피스톤 운동을 할 수 있는 상, 하 즉 위 아래로 이동할 수 있는 이동 장치이면, 그 장치로 대체 가능하다. 그리고 제2제어부(350)는 승하강기구(340)를 구동시킬 수 있다. 이러한 제2제어부(350)는 제1제어부(250)와 같은 모터일 수 있다. 모터는 공지기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 분말 공급부(200)와 출력부(300) 그리고 분말 공급홀(220)과 분말 유입홀(330)은 동일한 크기일 수 있다. 이로 인해, 분말 공급부(200)와 출력부(300)는 교체가 가능할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 고정부(400)는 분말 공급부(200)와 출력부(300)를 둘러쌓아, 분말 공급부(200) 및 출력부(300)의 움직임을 방지한다. 이를 위해, 고정부(400)는 분말 덮개부 삽입홀(410)과, 출력부 삽입홀(420) 및 스토퍼(430)를 포함할 수 있다. 여기서 분말 덮개부 삽입홀(410)은 분말 공급부(200)의 분말 덮개부(230)가 삽입될 수 있다. 그리고 출력부 삽입홀(420)은 분말 덮개부 삽입홀(410)과 이격되게 설치되고, 출력부(300)가 삽입될 수 있다. 그리고 스토퍼(430)는 분말 덮개부 삽입홀(410)과 출력부 삽입홀(420) 사이에 위치될 수 있다. 또한 스토퍼(430)는 분말 공급부(200)가 출력부(300)로 슬라이딩 이동될 때, 분말 덮개부가(230) 개폐되도록 돌출 형성될 수 있다. 이로 인해, 분말 공급부(200)가 출력부(300)로 슬라이딩 이동될 때, 스토퍼(430)의 돌출로 분말 덮개부(230)가 걸리면서, 덮개부는 분말 덮개부 삽입홀(410)에 삽입된 상태로 있고, 분말 공급부(200) 즉 분말 공급부 케이스(210)만 이동될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 삼차원 프린터에 의하면, 불필요한 추가 기기 즉 블레이드(분말을 출력부에 적층시키기 위해, 분말 공급부에서 분말을 회수하여, 출력부로 분말을 전달하는 기기)를 사용하지 않아, 공간 확보와 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
분말 공급부 및 출력부 이외의 제 3 기기인 블레이드를 삭제하여, 제 3기기인 블레이드가 반복 이동되었던 구간이 삭제됨으로써, 잦은 고장을 방지하여 신속성을 향상시키는 효과를 갖는다.
이로 인해, 출력물은 중간에 잦은 고장으로 기기가 멈추거나 정해진 속도로 이동하지 않는 문제점이 해소되어, 적층되는 조형물의 강도와 완성도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 받침부
200 : 분말 공급부
210 : 분말 공급부 케이스
220 : 분말 공급홀
230 : 분말 덮개부
240 : 슬라이딩 이동부
250 : 제1제어부
300 : 출력부
310 : 베드
320 : 베드 케이스
330 : 분말 유입홀
340 : 승하강기구
350 : 제2제어부
400 : 고정부
410 : 분말 덮개부 삽입홀
420 : 출력부 삽입홀
430 : 스토퍼

Claims (7)

  1. 받침부;
    상기 받침부 일측에 안착되어, 분말을 공급하는 분말 공급부;
    상기 분말 공급부와 이격되게 설치되어, 상기 분말 공급부로부터 분말을 공급받아, 분말이 적층되는 베드를 구비하는 출력부; 및
    상기 분말 공급부와 출력부를 둘러쌓아, 분말 공급부 및 출력부의 움직임을 방지하는 고정부;를 포함하며,
    상기 고정부는,
    상기 분말 공급부의 분말 덮개부가 삽입되는 분말 덮개부 삽입홀과,
    상기 분말 덮개부 삽입홀과 이격되게 설치되고, 상기 출력부가 삽입되는 출력부 삽입홀과,
    상기 분말 덮개부 삽입홀과 출력부 삽입홀 사이에 위치하는 스토퍼;를 포함하며,
    상기 스토퍼는, 상기 분말 공급부가 출력부로 슬라이딩 이동될 때, 분말 덮개부가 개폐되도록 돌출 형성되는 삼차원 프린터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분말 공급부는,
    상기 분말 공급부의 둘레를 따라 하측방향으로 수직 형성되는 분말 공급부 케이스와,
    상기 분말 공급부 케이스 둘레를 따라 형성되고, 상기 출력부에 분말을 공급하는 분말 공급홀과,
    상기 분말 공급홀이 하측방향으로 설치되어, 분말이 유출되는 것을 방지하는 분말 덮개부를 포함하는 삼차원 프린터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 분말 공급부는,
    상기 출력부로 분말을 공급하기 위해, 분말 공급부가 출력부 방향으로 슬라이딩 및 상, 하 이동 시키는 슬라이딩 이동부와,
    상기 슬라이딩 이동부를 구동시키는 제1제어부를 더 포함하는 삼차원 프린터.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 베드의 둘레를 따라 상방으로 수직 형성되는 베드 케이스와,
    상기 베드 케이스 둘레를 따라 형성되고, 상기 분말 공급홀로부터 분말이 유입되는 분말 유입홀을 포함하며,
    상기 베드 케이스는 분말이 베드 외측으로 낙하되는 것을 방지하는 삼차원 프린터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 분말 공급홀과 분말 유입홀은 동일한 크기인 삼차원 프린터.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 출력부는,
    하부에 설치되고, 상기 출력부를 상하로 이동시키는 승하강기구를 더 포함하며,
    상기 승하강기구를 구동시키는 제2제어부를 더 포함하는 삼차원 프린터.
  7. 삭제
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