KR101981859B1 - 3-Dimensional printer - Google Patents

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KR101981859B1 KR1020170101040A KR20170101040A KR101981859B1 KR 101981859 B1 KR101981859 B1 KR 101981859B1 KR 1020170101040 A KR1020170101040 A KR 1020170101040A KR 20170101040 A KR20170101040 A KR 20170101040A KR 101981859 B1 KR101981859 B1 KR 101981859B1
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울산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 내부공간이 형성된 챔버; 상기 챔버의 하부에 설치되며, 상하로 왕복 운동하는 피스톤; 상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 피스톤의 상면으로 분말을 분사하는 분말분사기; 상기 분말분사기로 분말을 공급하는 분말공급기; 및 상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 피스톤의 상면에 안착된 분말을 가열하여 상기 피스톤의 상면에서 3차원의 제품이 구현되도록 하는 가열기를 포함하는 3차원 프린터를 제공한다.
본 발명에 따른 3차원 프린터에 의하면, 피스톤의 상면에 분말을 분사하여 안착시킴으로써, 종래의 3차원 프린터에 구비된 원재료이동부가 분말과 충돌함에 따라 발생하는 제품의 품질저하 문제 및 공정 중단문제를 원천적으로 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 3차원 프린터에 의하면, 3차원 프린터의 구조를 단순화시킬 수 있으며, 3차원 프린터 자체의 제조 단가를 절감시킬 수 있다.According to the present invention, A piston installed at a lower portion of the chamber and reciprocating up and down; A powder sprayer installed at an upper portion of the chamber and spraying powder onto an upper surface of the piston; A powder feeder for supplying powder to the powder injector; And a heater installed at an upper portion of the chamber and heating the powder placed on the upper surface of the piston to realize a three-dimensional product on the upper surface of the piston.
According to the three-dimensional printer according to the present invention, since the powder is sprayed on the upper surface of the piston, the problem of quality deterioration and process interruption caused by collision with the raw material moving part provided in the conventional three- Can be prevented. Further, according to the three-dimensional printer according to the present invention, the structure of the three-dimensional printer can be simplified, and the manufacturing cost of the three-dimensional printer itself can be reduced.

Description

3차원 프린터{3-Dimensional printer}A 3-dimensional printer {3-Dimensional printer}

본 발명은 3차원 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 적층된 분말을 가열하여 3차원 형상의 제품을 생성하는 3차원 프린터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional printer, and more particularly, to a three-dimensional printer for producing a three-dimensional product by heating a stacked powder.

일반적으로, 3차원 프린터란 적층된 분말을 가열하여 3차원 형상의 제품을 생성하는 프린터를 의미한다. 이러한 3차원 프린터의 분말 가열방식과 관련하여, 분말에 레이저를 조사하여 분말을 소결시키는 선택적 레이저 소결(SLS;Selective laser sintering) 방식, 분말에 레이저를 조사하여 분말을 녹이는 선택적 레이저 용융(SLM;Selective laser melting) 방식, 분말에 전자빔을 조사하여 분말을 녹이는 전자빔 용융(ELM;Electron beam melting) 방식 등의 3차원 프린터가 존재한다.Generally, a three-dimensional printer refers to a printer that generates a three-dimensional product by heating a laminated powder. In relation to the powder heating method of the three-dimensional printer, a selective laser sintering (SLS) method in which powder is sintered by irradiating laser to a powder, a selective laser sintering (SLS) method in which powder is irradiated with laser, there is a three-dimensional printer such as a laser melting method in which powder is melted by electron beam irradiation, and an electron beam melting (ELM) method in which powder is melted by irradiating the powder with an electron beam.

상기한 방식의 3차원 프린터와 관련된 것으로서, 대한민국 등록특허 제10-1715124호에서는 3차원 프린터의 분말도포장치 및 이를 구비한 3차원 프린터에 관해 개시하고 있다.Korean Patent No. 10-1715124 discloses a powder coating apparatus for a three-dimensional printer and a three-dimensional printer having the same, which are related to the above-described three-dimensional printer.

도 1은 이러한 종래의 3차원 프린터를 도시한 정면도이며, 도 2는 도 1에 나타낸 종래의 3차원 프린터에 구비된 원재료이동부의 작동을 도시한 정면도이다.FIG. 1 is a front view showing such a conventional three-dimensional printer, and FIG. 2 is a front view showing the operation of a raw material moving part provided in the conventional three-dimensional printer shown in FIG.

도면을 참조하면, 상기 종래의 3차원 프린터(1)는, 분말을 보관하는 원재료공급부(2)와, 상기 원재료공급부(2)로부터 분말을 공급받으며 그 상면에 3차원 제품이 구현되는 성형부(3)와, 원재료공급부로(2)부터 성형부(3)로 분말을 공급하는 원재료이동부(4)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the conventional three-dimensional printer 1 includes a raw material supply part 2 for storing powder, a molding part for receiving a powder from the raw material supply part 2 and having a three- 3 and a raw material moving part 4 for supplying powder to the forming part 3 from the raw material supplying part 2.

이때, 상기 원재료이동부(4)는 원재료공급부(2)의 상부에 놓여있는 분말을 밀어서 성형부(3)로 공급하기 때문에, 상기 종래의 3차원 프린터(1)는 다음과 같은 문제점을 나타내게 된다.At this time, since the raw material moving part 4 pushes the powder placed on the raw material supplying part 2 and pushes it to the forming part 3, the conventional three-dimensional printer 1 has the following problems.

첫째, 상기 종래의 3차원 프린터(1)는, 상기 원재료이동부(4)가 상기 원재료공급부(2)로부터 성형부(3)로 분말을 밀어서 이동시킬 때, 상기 성형부(3)의 상면에 적층되는 분말층이 박리되거나, 그 표면이 거칠어지게 되는 문제가 발생한다. 따라서 상기 종래의 3차원 프린터(1)의 경우, 원하는 형상과 품질의 제품을 제조하지 못하는 한계가 존재한다.First, in the conventional three-dimensional printer 1, when the raw material moving part 4 pushes and moves the powder from the raw material supplying part 2 to the forming part 3, There arises a problem that the powder layer becomes peeled or its surface becomes rough. Therefore, in the case of the conventional three-dimensional printer 1, there is a limitation in manufacturing a product having a desired shape and quality.

둘째, 상기 종래의 3차원 프린터(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이 분말이 온전하게 용융되지 않아 제품에 돌출된 부분(5)이 존재하게 되는 경우, 상기 성형부(3)의 위를 이동하는 상기 원재료이동부(4)가 이러한 제품의 돌출 부위(5)에 충돌하게 되는 문제가 발생한다. 따라서 상기 종래의 3차원 프린터(1)의 경우, 제품의 형상이 손상되고, 프린팅 공정 자체를 중단해야 하는 한계가 존재한다.2, in the conventional three-dimensional printer 1, when the powder 5 is not completely melted and the protruding portion 5 exists in the product, as shown in FIG. 2, There arises a problem that the moving raw material moving part 4 moves to the protruding part 5 of such a product. Therefore, in the case of the conventional three-dimensional printer 1, the shape of the product is damaged and there is a limit to stop the printing process itself.

셋째, 상기 종래의 3차원 프린터(1)는, 상기 원재료공급부(2)와 성형부(3)를 각각 별도로 구동시킬 수 있도록, 모터를 2개씩 준비해야 하는 문제점이 있다. 따라서 상기 종래의 3차원 프린터(1)는, 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 3차원 프린터(1) 자체의 제조 단가가 증가하게 되는 한계가 존재한다.Third, the conventional three-dimensional printer (1) has a problem that two motors must be prepared so that the raw material supply part (2) and the molding part (3) can be driven separately. Therefore, the conventional three-dimensional printer 1 has a complicated structure, and there is a limit to increase the manufacturing cost of the three-dimensional printer 1 itself.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 분말 공급구조를 개선함으로써 제품의 품질을 향상시키고, 안정적인 연속 공정이 가능하며, 구조를 단순화시킨 3차원 프린터를 제공하는 데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a three-dimensional printer which can improve the quality of a product by improving the powder supply structure, enable a stable continuous process, and simplify the structure.

본 발명은, 내부공간이 형성된 챔버; 상기 챔버의 하부에 설치되며, 상하로 왕복 운동하는 피스톤; 상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 피스톤의 상면으로 분말을 분사하는 분말분사기; 상기 챔버와 인접하도록 설치되며, 상기 분말분사기로 분말을 공급하는 분말공급기; 및 상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 피스톤의 상면에 안착된 분말을 가열하여 상기 피스톤의 상면에서 3차원의 제품이 구현되도록 하는 가열기를 포함하는 3차원 프린터를 제공한다.According to the present invention, A piston installed at a lower portion of the chamber and reciprocating up and down; A powder sprayer installed at an upper portion of the chamber and spraying powder onto an upper surface of the piston; A powder feeder installed adjacent to the chamber and supplying powder to the powder injector; And a heater installed at an upper portion of the chamber and heating the powder placed on the upper surface of the piston to realize a three-dimensional product on the upper surface of the piston.

상기 3차원 프린터는, 상기 분말분사기와 인접하도록 설치되며, 상기 챔버의 내부로 공기를 불어넣어, 상기 분말분사기로부터 분사된 분말이 상기 피스톤의 상면으로 안착되도록 분말을 가이드하는 블로어를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional printer may further include a blower installed adjacent to the powder injector and blowing air into the chamber to guide the powder so that the powder sprayed from the powder injector is seated on the upper surface of the piston have.

상기 3차원 프린터는, 상기 챔버의 하부에 설치되며, 상기 챔버의 내부에 존재하는 공기와, 상기 피스톤의 상면에 안착되지 않고 상기 챔버의 내부에서 흩날리는 분말을 흡입하는 토출구를 더 포함하며, 상기 분말공급기는, 상기 챔버의 측면에 설치되며, 상기 토출구로 흡입된 분말과 공기의 혼합물을 공급받아, 이를 분말과 공기로 분리시키는 사이클론을 포함할 수 있다.Wherein the three-dimensional printer further comprises air present in a lower portion of the chamber, air present in the chamber, and a discharge port for sucking powder scattered in the chamber without being seated on the upper surface of the piston, The powder feeder may include a cyclone provided on a side surface of the chamber and configured to receive a mixture of powder and air sucked into the discharge port and separate the powder and air into a mixture.

상기 분말공급기는, 상기 사이클론으로부터 분리된 분말을 내부에 저장하는 분말탱크와, 상기 분말탱크에 저장된 분말을 상기 분말분사기로 공급하는 분말컨베이어를 더 포함할 수 있다.The powder feeder may further include a powder tank for storing the powder separated from the cyclone therein, and a powder conveyor for supplying the powder stored in the powder tank to the powder injector.

상기 3차원 프린터는, 상기 챔버와 인접하도록 설치되며, 상기 사이클론으로부터 분리된 공기를 상기 블로어로 이송하는 에어펌프를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional printer may further include an air pump installed adjacent to the chamber, for transferring the air separated from the cyclone to the blower.

상기 3차원 프린터는, 상기 분말분사기와 인접하도록 설치되며, 상기 분말분사기로 압축공기를 공급하여, 상기 분말분사기로부터 상기 챔버의 내부로 분사되는 분말의 양을 조절하는 분말조절기를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional printer may further include a powder adjuster installed adjacent to the powder injector and supplying compressed air to the powder injector to adjust the amount of powder injected from the powder injector into the chamber .

상기 분말분사기는, 상기 분말공급기로부터 공급받은 분말을 수용하는 수용공간이 내부에 형성된 본체부와, 상기 본체부의 수용공간에 설치되며, 상기 분말조절기로부터 공급받은 압축공기를 상기 본체부의 출구 측으로 주입하는 주입부와, 상기 본체부의 출구 측에 설치되며, 상기 주입부로부터 주입받은 압축공기를 따라 상기 수용공간의 분말이 내부로 흡입되어, 압축공기와 함께 분말이 상기 본체부의 외부로 분사되도록 하는 분사부를 포함할 수 있다.The powder injector includes a main body having a housing space therein for receiving powder supplied from the powder feeder, and a control unit installed in the housing space of the main body to inject compressed air supplied from the powder regulator into the outlet of the main body An injecting portion and a jetting portion provided on the outlet side of the main body portion and adapted to draw powder in the receiving space along with the compressed air injected from the injecting portion so that the powder is sprayed to the outside of the main body portion together with the compressed air .

상기 가열기는, 상기 피스톤의 상면에 안착된 분말에 레이저광선 혹은 전자빔을 조사하여 분말을 가열할 수 있다.The heater can heat the powder by irradiating a powder placed on the upper surface of the piston with a laser beam or an electron beam.

본 발명에 따른 3차원 프린터에 의하면, 피스톤의 상면에 분말을 분사하여 안착시킴으로써, 종래의 3차원 프린터에 구비된 원재료이동부가 분말과 충돌함에 따라 발생하는 제품의 품질저하 문제 및 공정 중단문제를 원천적으로 방지할 수 있다.According to the three-dimensional printer according to the present invention, since the powder is sprayed on the upper surface of the piston, the problem of quality deterioration and process interruption caused by collision with the raw material moving part provided in the conventional three- Can be prevented.

또한 본 발명에 따른 3차원 프린터에 의하면, 3차원 프린터의 구조를 단순화시킬 수 있으며, 3차원 프린터 자체의 제조 단가를 절감시킬 수 있다.Further, according to the three-dimensional printer according to the present invention, the structure of the three-dimensional printer can be simplified, and the manufacturing cost of the three-dimensional printer itself can be reduced.

도 1은 종래의 3차원 프린터를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 종래의 3차원 프린터에 구비된 원재료이동부의 작동을 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터를 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 3차원 프린터의 사시도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 3차원 프린터의 배면사시도이다.
도 6은 도 3에 나타낸 3차원 프린터에 구비된 분말분사기를 도시한 단면도이다.1 is a front view showing a conventional three-dimensional printer.
FIG. 2 is a front view showing the operation of a raw material moving part provided in the conventional three-dimensional printer shown in FIG. 1. FIG.
3 is a front view showing a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of the three-dimensional printer shown in Fig.
5 is a rear perspective view of the three-dimensional printer shown in Fig.
6 is a cross-sectional view illustrating a powder injector provided in the three-dimensional printer shown in FIG.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터를 도시한 정면도이며, 도 4는 도 3에 나타낸 3차원 프린터의 사시도이고, 도 5는 도 3에 나타낸 3차원 프린터의 배면사시도이다.FIG. 3 is a front view showing a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view of the three-dimensional printer shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a rear perspective view of the three-dimensional printer shown in FIG.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는, 챔버(110), 실린더(111), 피스톤(120), 분말분사기(130), 분말공급기(140) 및 가열기(150)를 포함한다.Referring to the drawings, a three-dimensional printer 100 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110, a cylinder 111, a piston 120, a powder injector 130, a powder feeder 140, ).

상기 챔버(110)는, 분말과 공기가 유입되는 내부 공간이 형성된다. 상기 실린더(111)는, 상기 챔버(110)의 하부에 설치되며, 내부에 피스톤(120)을 수용한다. 상기 피스톤(120)은, 상기 실린더(111)의 내부에서 상하로 왕복 운동한다.The chamber 110 is formed with an inner space into which powder and air are introduced. The cylinder 111 is installed at a lower portion of the chamber 110 and accommodates the piston 120 therein. The piston (120) reciprocates vertically in the cylinder (111).

이때, 상기 피스톤(120)은 상기 실린더(111)의 내부에 하나만 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는, 분말을 밀어서 공급하는 것이 아니라 상부에서 분사하여 공급하도록 작동하므로, 분말을 공급하기 위한 별도의 피스톤이 구비될 필요가 없는 것이다.At this time, the piston 120 may be provided only inside the cylinder 111. The three-dimensional printer 100 according to the embodiment of the present invention does not need to be provided with a separate piston for supplying powder, so that the three-dimensional printer 100 according to the embodiment of the present invention operates to supply the powder from the upper portion instead of pushing the powder.

상기 분말분사기(130)는, 상기 챔버(110)의 상부에 설치되며, 상기 피스톤(120)의 상면으로 분말을 분사한다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 상기 분말분사기(130)는 상기 챔버(110)의 상부 측면에 설치되었으나, 상기 분말분사기(130)는 상기 피스톤(120)의 상면에 분말이 안착될 수 있다면, 상기 챔버(110)의 상면 등 상부 측면 이외의 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.The powder injector 130 is installed at an upper portion of the chamber 110 and injects powder onto the upper surface of the piston 120. 3 to 5, the powder injector 130 of the present embodiment is mounted on the upper side of the chamber 110, but the powder injector 130 is formed by placing the powder on the upper surface of the piston 120 It may be provided at a position other than the upper side surface of the chamber 110, such as the upper surface.

상기 분말공급기(140)는, 상기 챔버(110)와 인접하도록 설치되며, 상기 분말분사기(130)로 분말을 공급한다.The powder feeder 140 is installed adjacent to the chamber 110 and supplies the powder to the powder injector 130.

더욱 상세하게는, 상기 분말공급기(140)는, 사이클론(141), 분말탱크(142) 및 분말컨베이어(143)를 포함할 수 있다.More specifically, the powder feeder 140 may include a cyclone 141, a powder tank 142, and a powder conveyor 143.

상기 사이클론(141)은, 상기 챔버(110)로부터 토출된 분말과 공기의 혼합물을 공급받으며, 이를 분말과 공기로 분리시키도록 작동한다. 상기 분말탱크(142)는, 상기 사이클론(141)으로부터 분리된 분말을 내부에 저장한다. 상기 분말컨베이어(143)는, 상기 분말탱크(142)에 저장된 분말을 상기 분말분사기(130)로 공급한다.The cyclone 141 is supplied with a mixture of powder and air discharged from the chamber 110 and operates to separate it into powder and air. The powder tank 142 stores powder separated from the cyclone 141 therein. The powder conveyor 143 supplies the powder stored in the powder tank 142 to the powder injector 130.

상기 가열기(150)는, 상기 챔버(110)의 상부에 설치되며, 상기 피스톤(120)의 상면에 안착된 분말을 가열하여, 상기 피스톤(120)의 상면에서 3차원의 제품이 구현되도록 한다.The heater 150 is installed on the upper part of the chamber 110 and heats the powder placed on the upper surface of the piston 120 to realize a three-dimensional product on the upper surface of the piston 120.

여기서, 상기 가열기(150)는, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터(100)에 적용되는 방식에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있다.Here, the heater 150 may be variously modified according to a method applied to the three-dimensional printer 100 according to an embodiment of the present invention.

즉, 본 발명인 3차원 프린터(100)가 선택적 레이저 소결/용융 방식의 3차원 프린터로 사용되는 경우, 상기 가열기(150)는 레이저일 수 있으며, 상기 피스톤(120)의 상면에 안착된 분말에 레이저광선을 조사하여 분말을 가열함으로써, 분말이 소결/용융되도록 작동할 수 있다.That is, when the three-dimensional printer 100 according to the present invention is used as a three-dimensional printer of selective laser sintering / melting type, the heater 150 may be a laser, and a powder placed on the upper surface of the piston 120 may be laser By heating the powder by irradiating a light beam, the powder can be operated to sinter / melt.

혹은, 본 발명인 3차원 프린터(100)가 전자빔 조사 방식의 3차원 프린터로 사용되는 경우, 상기 가열기(150)는 전자빔 발생기일 수 있으며, 상기 피스톤(120)의 상면에 안착된 분말에 전자빔을 조사하여 분말을 가열함으로써, 분말이 용융되도록 작동할 수 있는 것이다.Alternatively, when the three-dimensional printer 100 of the present invention is used as a three-dimensional printer of an electron beam irradiation type, the heater 150 may be an electron beam generator, and an electron beam may be irradiated onto the powder placed on the upper surface of the piston 120 And by heating the powder, the powder can be operated to melt.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는, 블로어(160;Blower) 및 에어펌프(170)를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional printer 100 according to an embodiment of the present invention may further include a blower 160 and an air pump 170.

상기 블로어(160)는, 상기 분말분사기(130)와 인접하도록 상기 챔버(110)에 설치된다. 상기 에어펌프(170)는, 상기 사이클론(141)으로부터 분리된 공기를 상기 블로어(160)로 이송한다.The blower 160 is installed in the chamber 110 so as to be adjacent to the powder injector 130. The air pump 170 transfers the air separated from the cyclone 141 to the blower 160.

상기 블로어(160)는, 상기 에어펌프(170)로부터 공급된 공기를 상기 챔버(110)의 내부로 불어 넣어, 상기 분말분사기(130)로부터 분사된 분말이 상기 피스톤(120)의 상면으로 안착될 수 있도록 분말을 가이드하게 된다.The blower 160 blows air supplied from the air pump 170 into the chamber 110 so that the powder injected from the powder injector 130 is seated on the upper surface of the piston 120 So as to guide the powder.

여기서, 상기 분말분사기(130)로부터 분사된 분말이 상기 피스톤(120)의 상면으로 정확하게 안착될 수 있도록, 상기 에어펌프(170)는 상기 블로어(160)로부터 토출되는 공기의 압력을 조절할 수 있다.The air pump 170 can regulate the pressure of the air discharged from the blower 160 so that the powder sprayed from the powder sprayer 130 can be accurately positioned on the upper surface of the piston 120.

한편, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 상기 블로어(160)는 챔버(110)의 상면에 설치되었으나, 상기 분말분사기(130)로부터 분사된 분말이 상기 피스톤(120)의 상면으로 안착될 수 있도록 가이드할 수 있는 위치라면, 챔버(110)의 상부 측면 등 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다.3 to 5, the blower 160 of the present embodiment is installed on the upper surface of the chamber 110, but powder sprayed from the powder sprayer 130 is seated on the upper surface of the piston 120 It should be understood that the present invention may be embodied in other places such as an upper side of the chamber 110,

본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는, 토출구(180)를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional printer 100 according to the embodiment of the present invention may further include a discharge port 180.

상기 토출구(180)는, 상기 챔버(110)의 하부에 설치되는 것으로서, 상기 챔버(110)의 내부공간에 존재하는 공기와, 상기 피스톤(120)의 상면에 안착되지 않고 상기 챔버(110)의 내부공간에서 흩날리는 분말을 흡입하도록 작동한다.The discharge port 180 is installed at a lower portion of the chamber 110 and includes air existing in the internal space of the chamber 110 and air existing in the chamber 110 without being seated on the upper surface of the piston 120. [ And operates to suck the powder scattered in the inner space.

그리고 상기 토출구(180)는, 상기 사이클론(141)과 연통하도록 결합한다. 따라서 상기 토출구(180)는, 위와 같이 흡입한 분말과 공기의 혼합물을 상기 사이클론(141)으로 공급하게 된다.The discharge port 180 is connected to the cyclone 141 to communicate therewith. Therefore, the discharge port 180 supplies a mixture of powder and air sucked as described above to the cyclone 141.

또한 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는, 분말조절기(190)를 더 포함할 수 있다.Further, the three-dimensional printer 100 according to the embodiment of the present invention may further include a powder adjuster 190.

상기 분말조절기(190)는, 상기 분말분사기(130)와 인접하도록 설치되며, 상기 분말분사기(130)로 압축공기를 공급한다. 그에 따라 상기 분말분사기(130)로부터 상기 챔버(110)의 내부로 분사되는 분말의 양을 조절하게 된다.The powder adjuster 190 is installed adjacent to the powder injector 130 and supplies compressed air to the powder injector 130. Thereby adjusting the amount of powder injected from the powder injector 130 into the chamber 110.

도 6은 도 3에 나타낸 3차원 프린터에 구비된 분말분사기를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a powder injector provided in the three-dimensional printer shown in FIG.

도면을 참조하면, 상기 분말분사기(130)는, 본체부(131), 주입부(132) 및 분사부(133)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the powder injector 130 may include a main body 131, an injection unit 132, and a jetting unit 133.

상기 본체부(131)는, 상기 분말공급기(140)로부터 분말을 공급받아 이를 내부에 형성된 수용공간에 수용한다. 상기 주입부(132)는, 상기 본체부(131)의 수용공간에 설치되며, 상기 분말조절기(190)로부터 공급받은 압축공기를 상기 본체부(131)의 출구 측으로 주입한다.The main body 131 receives the powder from the powder feeder 140 and receives the powder in a receiving space formed therein. The injector 132 is installed in a receiving space of the main body 131 and injects the compressed air supplied from the powder adjuster 190 to the outlet of the main body 131.

상기 분사부(133)는, 상기 본체부(131)의 출구 측에 설치되는 것으로서, 상기 수용공간 내부의 분말과 상기 주입부(132)로부터 주입받은 압축공기가 함께 분말분사기(130)의 외부로 분사되도록 한다.The sprayer 133 is installed on the outlet side of the main body 131. The powder in the receiving space and the compressed air injected from the injector 132 together are discharged to the outside of the powder injector 130 .

더욱 상세하게는, 상기 주입부(132)의 출구로부터 상기 분사부(133)의 입구로 압축공기가 주입되는 경우, 상기 분사부(133)의 입구 부분은 유체가 유동하고 있는 상태가 되므로, 베르누이 법칙에 따라 상기 분사부(133)의 입구는 유체가 유동하지 않는 상기 수용공간의 내부에 비해 압력이 낮은 상태가 된다. 이 경우, 상기 수용공간 내부의 분말은 상기 분사부(133)의 입구 쪽으로 빨려 들어가게 되고, 상기 분사부(133)의 내부를 따라 압축공기가 이동하면서 분말이 압축공기를 따라 함께 이동하게 되는 것이다.More specifically, when compressed air is injected from the outlet of the injection unit 132 to the inlet of the injection unit 133, the inlet portion of the injection unit 133 is in a state where the fluid is flowing, The pressure of the inlet of the jetting unit 133 becomes lower than that of the inside of the accommodation space in which the fluid does not flow. In this case, the powder in the receiving space is sucked toward the inlet of the jetting unit 133, and the powder moves along the compressed air while the compressed air moves along the inside of the jetting unit 133.

또한, 상기 분말조절기(190)는, 상기 분사부(133)로 주입되는 압축공기의 속도와 유량 등을 조절함으로써, 압축공기를 따라 이동하는 분말의 양과 분사속도를 조절하게 된다.The powder adjuster 190 regulates the amount of the powder moving along the compressed air and the spraying speed by adjusting the speed and the flow rate of the compressed air injected into the spraying unit 133.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 프린터(100)에 의하면, 피스톤(120)의 상면에 분말을 분사하여 안착시킴으로써, 종래의 3차원 프린터에 구비된 원재료이동부가 분말과 충돌함에 따라 발생하는 제품의 품질저하 문제 및 공정 중단문제를 원천적으로 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 3차원 프린터(100)에 의하면, 3차원 프린터(100)의 구조를 단순화시킬 수 있으며, 3차원 프린터(100) 자체의 제조 단가를 절감시킬 수 있다.As described above, according to the three-dimensional printer 100 according to the present invention, the powder is sprayed onto the upper surface of the piston 120 to be seated, so that when the raw material moving part provided in the conventional three-dimensional printer collides with the powder It is possible to prevent the problem of quality degradation of the product and the problem of stopping the process from occurring. Further, according to the three-dimensional printer 100 according to the present invention, the structure of the three-dimensional printer 100 can be simplified, and the manufacturing cost of the three-dimensional printer 100 itself can be reduced.

100 : 3차원 프린터 110 : 챔버
111 : 실린더 120 : 피스톤
130 : 분말분사기 140 : 분말공급기
150 : 가열기100: three-dimensional printer 110: chamber
111: cylinder 120: piston
130: Powder Injector 140: Powder Feeder
150: heater

Claims (8)

내부공간이 형성된 챔버;
상기 챔버의 하부에 설치되며, 상하로 왕복 운동하는 피스톤;
상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 피스톤의 상면으로 분말을 분사하는 분말분사기;
상기 챔버와 인접하도록 설치되며, 상기 분말분사기로 분말을 공급하는 분말공급기; 및
상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 피스톤의 상면에 안착된 분말을 가열하여 상기 피스톤의 상면에서 3차원의 제품이 구현되도록 하는 가열기를 포함하되,
상기 분말분사기는, 상기 챔버의 상부 측면에 설치되며,
상기 분말분사기와 인접하도록 상기 챔버의 상부에 설치되며, 상기 챔버의 내부로 공기를 불어넣어, 상기 분말분사기로부터 분사된 분말이 상기 피스톤의 상면으로 안착되도록 분말을 가이드하는 블로어를 더 포함하고,
상기 챔버의 하부에 설치되며, 상기 챔버의 내부에 존재하는 공기와, 상기 피스톤의 상면에 안착되지 않고 상기 챔버의 내부에서 흩날리는 분말을 흡입하는 토출구를 더 포함하며,
상기 분말공급기는,
상기 챔버의 측면에 설치되며, 상기 토출구로 흡입된 분말과 공기의 혼합물을 공급받아, 이를 분말과 공기로 분리시키는 사이클론을 포함하고,
상기 분말공급기는,
상기 사이클론으로부터 분리된 분말을 내부에 저장하는 분말탱크와,
상기 분말탱크에 저장된 분말을 상기 분말분사기로 공급하는 분말컨베이어를 더 포함하며,
상기 챔버와 인접하도록 설치되며, 상기 사이클론으로부터 분리된 공기를 상기 블로어로 이송하는 에어펌프를 더 포함하고,
상기 분말분사기와 인접하도록 설치되며, 상기 분말분사기로 압축공기를 공급하여, 상기 분말분사기로부터 상기 챔버의 내부로 분사되는 분말의 양을 조절하는 분말조절기를 더 포함하는 3차원 프린터.A chamber having an internal space formed therein;
A piston installed at a lower portion of the chamber and reciprocating up and down;
A powder sprayer installed at an upper portion of the chamber and spraying powder onto an upper surface of the piston;
A powder feeder installed adjacent to the chamber and supplying powder to the powder injector; And
And a heater installed at an upper portion of the chamber for heating the powder placed on the upper surface of the piston to realize a three-dimensional product on the upper surface of the piston,
The powder injector is installed on the upper side of the chamber,
Further comprising a blower installed at an upper portion of the chamber so as to adjoin the powder injector and blowing air into the chamber to guide the powder so that the powder sprayed from the powder injector is seated on the upper surface of the piston,
And a discharge port installed at a lower portion of the chamber for sucking air existing in the chamber and a powder scattered in the chamber without being seated on the upper surface of the piston,
The powder feeder includes:
And a cyclone installed on a side surface of the chamber for receiving a mixture of powder and air sucked into the discharge port and separating the mixture into powder and air,
The powder feeder includes:
A powder tank for internally storing powder separated from the cyclone,
And a powder conveyor for supplying powder stored in the powder tank to the powder injector,
Further comprising an air pump installed adjacent to the chamber for transferring the air separated from the cyclone to the blower,
And a powder adjuster installed adjacent to the powder injector and supplying compressed air to the powder injector to adjust the amount of powder injected from the powder injector into the chamber. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 분말분사기는,
상기 분말공급기로부터 공급받은 분말을 수용하는 수용공간이 내부에 형성된 본체부와,
상기 본체부의 수용공간에 설치되며, 상기 분말조절기로부터 공급받은 압축공기를 상기 본체부의 출구 측으로 주입하는 주입부와,
상기 본체부의 출구 측에 설치되며, 상기 주입부로부터 주입받은 압축공기를 따라 상기 수용공간의 분말이 내부로 흡입되어, 압축공기와 함께 분말이 상기 본체부의 외부로 분사되도록 하는 분사부를 포함하는 3차원 프린터.The method according to claim 1,
The powder injector includes:
A main body having a housing space therein for housing powder supplied from the powder feeder;
An injection unit installed in the accommodation space of the main body unit and injecting the compressed air supplied from the powder adjuster to the outlet side of the main body unit;
And a jetting portion provided at an outlet side of the main body portion and adapted to suck powder into the receiving space along with the compressed air injected from the injecting portion so as to spray the powder with the compressed air to the outside of the main body portion, printer. 청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
상기 가열기는,
상기 피스톤의 상면에 안착된 분말에 레이저광선 혹은 전자빔을 조사하여 분말을 가열하는 3차원 프린터.The method of claim 1 or claim 7,
The heater
And a powder placed on the upper surface of the piston is irradiated with a laser beam or an electron beam to heat the powder.
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