KR101995629B1 - 3d printer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 3D 프린터는 성형 소재가 용융되어 배출되는 헤드; 적어도 X 및 Y축 방향으로 상기 헤드를 이송시키는 헤드 이송 유닛; 및 상기 헤드가 내부에 위치하여 이송되면서 3D 프린팅 대상물의 성형이 이루어지는 성형챔버를 포함하고, 상기 헤드는, 헤드바디; 상기 헤드바디에 결합되며, 필라멘트 원료가 도입되는 도입부, 상기 도입부를 통해 도입된 필라멘트 원료가 이동하고 열 발산이 이루어지는 냉각핀부, 상기 냉각핀부의 하부에 위치하고 필라멘트 원료에 열을 공급하여 용융이 일어나게 하는 히팅블럭; 및 상기 히팅블럭에 의해 용융된 필라멘트 원료가 배출되는 노즐을 구비한 노즐부; 상기 헤드바디에 결합된 상기 노즐부의 상기 냉각핀부가 외부로 노출 가능한 개구 형태의 냉각핀부 장착부가 형성되며, 상기 노즐부의 상기 노즐이 하부 외측으로 위치한 상태로 상기 노즐부와 결합된 상기 헤드바디를 내부에 수용하는 제1 케이싱; 및 상기 제1 케이싱의 측면으로 구비되고, 상기 제1케이싱 내부로부터 도입된 공기를 상기 노즐을 통해 배출되는 필라멘트 원료를 향해 배출하는 경로가 되는 냉각풍 배출부가 하단으로 구비된 제2 케이싱을 포함한다. A 3D printer according to the present invention includes: a head for melting and discharging a molding material; A head transfer unit for transferring the head in at least X and Y axis directions; And a forming chamber for forming the 3D printing object while the head is positioned and transported, the head comprising: a head body; A cooling fin unit which is connected to the head body and into which the filament raw material is introduced, a cooling fin unit in which the filament raw material introduced through the introduction unit moves and heat dissipation is performed, Heating block; And a nozzle for discharging the filament material melted by the heating block; A cooling fin attachment portion in the form of an opening that allows the cooling fin portion of the nozzle portion coupled to the head body to be exposed to the outside is formed and the head body coupled with the nozzle portion in a state in which the nozzle of the nozzle portion is positioned downward outside, A first housing accommodating the first housing; And a second casing provided at a side surface of the first casing and having a lower end of the cooling wind discharge unit as a path for discharging the air introduced from the inside of the first casing toward the filament raw material discharged through the nozzle .

Description

3D 프린터{3D PRINTER}3D printer {3D PRINTER}

본 발명은 고온 성형을 가능하게 하는 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 성형챔버 내부에서 안정적인 3D 프린팅이 가능한 헤드를 구비한 3D 프린터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 3D printer capable of high temperature molding, and more particularly, to a 3D printer having a head capable of stable 3D printing inside a high temperature molding chamber.

근래에 물체에 대한 3D데이터를 이용하여 그 물건을 그대로 성형할 수 있는 3D 프린터가 개발되어 그 사용이 증대되고 있다. Description of the Related Art [0002] In recent years, a 3D printer capable of directly molding an object using 3D data of an object has been developed and its use is increasing.

일반적으로 3D 프린터의 프린팅 방식은 FDM 방식, DLP 방식, SLA 방식, SLS 방식으로 구분되며, 그 사용 재료로 세라믹, 금속, 수지 등 다양한 종류가 사용된다. In general, the printing method of the 3D printer is classified into the FDM method, the DLP method, the SLA method, and the SLS method, and a variety of materials such as ceramic, metal, and resin are used as the materials to be used.

이 중 FDM 방식은 대상물체를 2차원의 평면 형태로 성형하면서 3차원으로 적층하여 형태를 만들어 가는 방식이다. 구체적으로 열가소성 수지로 된 와이어 형태의 필라멘트를 공급하고 공급된 필라멘트를 작업대에 대하여 상대적으로 XYZ 세 방향으로 위치 조절되는 3차원 이송기구에 장착된 노즐을 통해 용융시켜 배출함으로써 2차원 평면 형태를 만들면서 이를 작업대 상에서 적층하여 물체를 3차원으로 성형한다. Among them, the FDM method is a method of forming a target by laminating three-dimensionally while forming a two-dimensional plane shape. Specifically, a wire-shaped filament made of a thermoplastic resin is supplied, and the filament is melted and discharged through a nozzle mounted on a three-dimensional transfer mechanism, which is positioned relative to the workbench in three XYZ directions relative to the workbench, This is laminated on a workbench to form an object in three dimensions.

이러한 종래의 3D 프린터에서 노즐의 3차원 이송구조는, 노즐을 구비한 이송블록을 X방향으로 이송시키는 X방향 이송기구와, 작업대를 Z방향으로 이송시키는 Z방향 이송기구를 포함하고, 이송블록 내에서 노즐을 Y방향으로 이송시키는 Y방향 이송기구를 포함한다.In such a conventional 3D printer, the three-dimensional transfer structure of the nozzle includes an X-direction transfer mechanism for transferring the transfer block having the nozzle in the X-direction and a Z-direction transfer mechanism for transferring the work block in the Z- And a Y-direction feed mechanism for feeding the nozzle in the Y-direction.

종래의 3D 프린터의 경우, 고온성형에 의해 3D 프린팅을 하는 경우에 있어서, 성형챔버 내부의 공간을 고온으로 유지하면서, 제품을 성형하고, 챔버를 개방하여 제품을 꺼내기 어려운 문제가 있었다. In the case of the conventional 3D printer, there is a problem that when the 3D printing is performed by the high-temperature molding, the space inside the molding chamber is maintained at a high temperature, the product is molded, and the chamber is opened to make it difficult to take out the product.

또한, 성형챔버 내부의 공간을 고온으로 유지하면서 챔버를 개방하기 위한 구조를 형성하기 위해서는, 다른 이송 기구부에 의한 간섭이 발생하는 문제가 있었다. Further, in order to form a structure for opening the chamber while keeping the space inside the forming chamber at a high temperature, there is a problem that interference due to another feeding mechanism occurs.

고온성형에 의해 3D 프린팅을 하는 경우에 있어서, 성형챔버 내부가 과열됨에 따라 벨트 등의 부품들이 녹는 문제가 있었다.In the case of performing 3D printing by high temperature molding, there is a problem that components such as belts melt as the inside of the forming chamber is overheated.

본 발명의 일 목적은, 성형된 제품을 꺼내기 위해 최소한의 공간만을 개방하게 함으로써, 성형챔버 내부에 형성되는 성형공간의 온도를 최대한 높게 유지하는 것이다.An object of the present invention is to keep the temperature of the molding space formed inside the molding chamber as high as possible by opening only a minimum space for taking out the molded product.

본 발명의 다른 일 목적은, 성형챔버 내부의 공간을 고온으로 유지하면서도, 다른 기구부에 의한 간섭을 최소로 하면서 개폐할 수 있게 하는 것이다. Another object of the present invention is to make it possible to open and close the space inside the molding chamber while keeping the space at a high temperature while minimizing interference by other mechanism parts.

본 발명의 다른 일 목적은, 성형챔버 내부의 고온의 성형공간 내에서도 안정적인 3D 프린팅 가능한 헤드를 구비한 3D 프린터를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a 3D printer having a stable 3D printing head even in a high temperature molding space inside a molding chamber.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 3D 프린터는 성형 소재가 용융되어 배출되는 헤드; 적어도 X 및 Y축 방향으로 상기 헤드를 이송시키는 헤드 이송 유닛; 및 상기 헤드가 내부에 위치하여 이송되면서 3D 프린팅 대상물의 성형이 이루어지는 성형챔버를 포함하고, 상기 헤드는, 헤드바디; 상기 헤드바디에 결합되며, 필라멘트 원료가 도입되는 도입부, 상기 도입부를 통해 도입된 필라멘트 원료가 이동하고 열 발산이 이루어지는 냉각핀부, 상기 냉각핀부의 하부에 위치하고 필라멘트 원료에 열을 공급하여 용융이 일어나게 하는 히팅블럭; 및 상기 히팅블럭에 의해 용융된 필라멘트 원료가 배출되는 노즐을 구비한 노즐부; 상기 헤드바디에 결합된 상기 노즐부의 상기 냉각핀부가 외부로 노출 가능한 개구 형태의 냉각핀부 장착부가 형성되며, 상기 노즐부의 상기 노즐이 하부 외측으로 위치한 상태로 상기 노즐부와 결합된 상기 헤드바디를 내부에 수용하는 제1 케이싱; 및 상기 제1 케이싱의 측면으로 구비되고, 상기 제1케이싱 내부로부터 도입된 공기를 상기 노즐을 통해 배출되는 필라멘트 원료를 향해 배출하는 경로가 되는 냉각풍 배출부가 하단으로 구비된 제2 케이싱을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a 3D printer including: a head for melting and discharging a molding material; A head transfer unit for transferring the head in at least X and Y axis directions; And a forming chamber for forming the 3D printing object while the head is positioned and transported, the head comprising: a head body; A cooling fin unit which is connected to the head body and into which the filament raw material is introduced, a cooling fin unit in which the filament raw material introduced through the introduction unit moves and heat dissipation is performed, Heating block; And a nozzle for discharging the filament material melted by the heating block; A cooling fin attachment portion in the form of an opening that allows the cooling fin portion of the nozzle portion coupled to the head body to be exposed to the outside is formed and the head body coupled with the nozzle portion in a state in which the nozzle of the nozzle portion is positioned downward outside, A first housing accommodating the first housing; And a second casing provided at a side surface of the first casing and having a lower end of the cooling wind discharge unit as a path for discharging the air introduced from the inside of the first casing toward the filament raw material discharged through the nozzle .

본 발명에 의하면, 상기 제1 케이싱에는 외부로부터 상기 제1 케이싱 내부로 냉각풍을 공급하는 튜브가 연결되고, 상기 냉각풍을 공급하는 튜브로 제공된 냉각풍의 일부는 상기 제1 케이싱 내부로부터 상기 노즐부의 상기 냉각핀부 사이를 통해 상기 제1케이싱 외부로 배출되며, 냉각풍의 다른 일부는 상기 제1케이싱 내부로부터 상기 제2케이싱으로 공급되어 상기 냉각풍 배출부를 통해 배출된다. 여기서, 상기 제1 케이싱 내부의 공기를 상기 제2 케이싱 내부로 송풍하는 송풍팬이 상기 제1 케이싱 또는 상기 제2 케이싱 내부에 구비될 수 있다. According to the present invention, a tube for supplying cooling air to the inside of the first casing is connected to the first casing, and a part of the cooling wind provided to the tube for supplying the cooling air flows from the inside of the first casing And the other part of the cooling wind is supplied from the inside of the first casing to the second casing and is discharged through the cooling wind discharging part. Here, a blowing fan for blowing the air inside the first casing into the second casing may be provided in the first casing or the second casing.

본 발명에 의하면, 상기 헤드바디는 모서리에 홀딩부가 형성되는 결합판을 포함하여 복수의 판재들이 적층 결합되어 형성된다. According to the present invention, the head body includes a coupling plate on which a holding part is formed at an edge, and is formed by stacking a plurality of plate materials.

본 발명에 의하면, 상기 성형챔버는, 네 모서리에 구비되고 상하 방향으로 설치된 수직프레임; 및 상기 수직프레임에 회전 가능하게 설치되어 상기 성형챔버의 측면을 형성하며, 상기 성형챔버 내부의 성형 공간을 개폐가능하게 하는 도어를 포함하되, 상기 도어는 양측의 상기 수직 프레임에 각각 설치되는 좌우 도어로 형성되되, 상기 좌우 도어의 단부는 서로 이격됨으로써, 상기 헤드가 Z 축 방향 이송됨에 따라 상기 헤드에 연결된 전선 및 튜브가 이송하는 경로가 되는 이송틈을 형성한다. According to the present invention, the molding chamber includes: a vertical frame provided at four corners and vertically installed; And a door rotatably installed in the vertical frame to form a side surface of the molding chamber and to open and close a molding space inside the molding chamber, wherein the door includes a left and right door The ends of the left and right doors are spaced apart from each other, thereby forming a feed gap which is a path through which electric wires and tubes connected to the head are conveyed as the head is conveyed in the Z axis direction.

본 발명에 의하면, 내부에 상기 성형 챔버를 수용가능하고, 상면 및 하면을 구비하는 메인프레임; 상기 메인프레임의 상기 상면 및 상기 하면 사이에 고정되는 메인나사봉; 및 상기 성형챔버의 외측으로 상기 성형챔버를 둘러싸고 형성되고, 상기 메인나사봉에 의해 가이드되면서 Z축 방향으로 이송가능한 이송지지판을 더 포함하고, 상기 성형챔버는, 상기 메인프레임의 상기 상면 및 상기 하면 사이에 연장되고 사각 형상으로 배치된 4개의 모서리를 구비하되, 상기 성형챔버의 각 측면에는 상기 4개의 모서리에 인접하여 상하 방향으로 절개된 가이드 슬롯홀들이 형성되고, 상기 헤드 이송 유닛은, 상기 제1케이싱 및 상기 헤드바디를 관통하여 지나고, 서로 수직하게 교차하게 연장되는 제1 및 제2 헤드이송봉; 상기 제1 및 제2 헤드이송봉의 양단 각각에 설치되고, 상기 성형챔버 내측에 위치하는 너트하우징들; 상기 너트하우징 각각이 이송 가능하게 지지되고, 양단이 상기 가이드슬롯홀을 통해 상기 성형챔버 외측으로 연장되고, 상기 이송지지판에 의해 지지되는 제1 내지 제4 헤드이송나사봉; 및 상기 제1 및 제4 헤드이송나사봉을 구동하는 구동부를 포함한다. According to the present invention, there is provided a molding machine comprising: a main frame capable of accommodating the molding chamber therein and having an upper surface and a lower surface; A main thread bar fixed between the upper surface and the lower surface of the main frame; And a transfer support plate formed around the molding chamber outside the molding chamber and capable of being transported in the Z-axis direction while being guided by the main thread bar, wherein the molding chamber includes: Guide slots are formed on each side surface of the molding chamber so as to be vertically adjacent to the four corners of the molding chamber, First and second head transport rods passing through the first casing and the head body and extending perpendicularly to each other; Nut housings installed at both ends of the first and second head transfer rods and positioned inside the molding chamber; First to fourth head conveying screw rods supported by the nut support members such that each of the nut rods is transportable and both ends extend through the guide slot holes to the outside of the forming chamber and supported by the conveying support plate; And a driving unit for driving the first and fourth head conveying screws.

본 발명에 의하면, 상기 제1 내지 제4 헤드이송나사봉은, 서로 나란하게 연장되는 제1 및 제2 헤드이송나사봉과, 상기 제1 및 제 2헤드이송나사봉과 교차하게 배치되며 서로 나란하게 연장되는 제3 및 제4 헤드이송나사봉을 포함하고, 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉은 양측 단부 각각에 풀리를 구비하고, 제1 및 제2 헤드이송나사봉의 일측 및 타측으로 위치하는 풀리들 사이 각각에는 이송벨트가 각각 설치되어 서로 연결되되, 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉의 일측 단부의 풀리들을 연결하는 이송벨트에는 상기 이송지지판에 고정된 브라켓에 의해 지지되는 구동모터의 회전축에 설치된 제1풀리 연결되어, 상기 구동모터의 회전력에 의해 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉이 회전구동되며, 상기 제3 및 제4 헤드이송나사봉은 양측 단부 각각에 풀리를 구비하고, 제3 및 제4 헤드이송나사봉의 일측 및 타측으로 위치하는 풀리들 사이 각각에는 이송벨트가 각각 설치되어 서로 연결되되, 상기 제3 및 제4 헤드이송나사봉의 일측 단부의 풀리들을 연결하는 이송벨트에는 상기 이송지지판에 고정된 브라켓에 의해 지지되는 구동모터의 회전축에 설치된 제1풀리가 연결되어, 상기 구동모터의 회전력에 의해 상기 제3 및 제4 헤드이송나사봉이 회전구동된다. According to the present invention, the first to fourth head feed screw rods are provided with first and second head feed screw rods extending in parallel to each other, and first and second head feed screw rods which are arranged to cross the first and second head feed screw rods, Wherein the first and second head feed screw rods are provided with pulleys at both side ends thereof and between the pulleys located at one side and the other side of the first and second head feed screw rods, The conveyance belt connecting the pulleys at one end of the first and second head feed screw rods is provided with a conveyor belt supported by a bracket fixed to the conveyance support plate, And the first and second head feed screw rods are rotationally driven by the rotational force of the drive motor, and the third and fourth head feed screw rods are provided with pulleys at both end portions thereof And the pulleys located at one side and the other side of the third and fourth head feed screw rods are respectively provided with conveyance belts and are connected to each other so as to connect the pulleys at one end of the third and fourth head feed screw rods, The belt is connected to a first pulley provided on a rotary shaft of a drive motor supported by a bracket fixed to the conveyance support plate, and the third and fourth head feed screw rods are rotationally driven by the rotational force of the drive motor.

본 발명에 의하면, 상기 구동모터의 회전축에 설치된 제1풀리과, 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉의 풀리들 또는 제3 및 제4 헤드이송나사봉의 풀리들을 연결하는 이송벨트(800)에는 상기 제1풀리의 양측으로 이격하여 상기 제1풀리를 경유한 이송벨트를 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉의 풀리들 또는 제3 및 제4 헤드이송나사봉의 풀리들을 향해 방향 전환하는 아이들을 더 구비하되, 상기 구동모터를 상기 이송지지판에 지지하는 상기 브라켓에는 높이 방향으로 긴 장공 형태의 결합공이 형성되고, 상기 결합공을 통해 상기 구동모터는 높이방향으로 위치조절이 되면서 결합될 수 있다. According to the present invention, the conveyance belt 800 connecting the pulleys of the first and second head feed screw rods or the third and fourth head feed screw rods provided on the rotary shaft of the drive motor, One of the first and second head feed screw rods or the third and fourth head feed screw rods, which are separated from each other by one side of the first pulley, to turn the conveyance belt passed through the first pulley toward the pulleys of the third and fourth head feed screw rods The bracket for supporting the driving motor to the conveyance support plate has a long hole in the height direction and the driving motor can be coupled to the driving motor through the coupling hole while adjusting the position of the driving motor in the height direction.

본 발명은, 성형챔버의 측면이 복수의 도어로 이루어지고, 수직프레임에 의해 경첩구조로 회전 가능하게 결함됨으로써, 성형된 제품을 꺼내기 위해 최소한의 공간만을 개방하게 함으로써, 성형챔버 내부에 형성되는 성형공간의 온도를 최대한 높게 유지할 수 있다.The present invention is characterized in that a side surface of a molding chamber is composed of a plurality of doors and is rotationally deflected by a hinge structure by a vertical frame so that only a minimum space is opened to take out a molded product, The temperature of the space can be kept as high as possible.

본 발명은, 가이드 슬롯홀에 헤드이송나사봉이 가이드되며 상하 이송 가능하도록 수용되고, 전선 및 튜브가 지나갈 수 있는 이송틈이 복수의 도어들 사이에 형성됨으로써, 성형챔버 내부의 공간을 고온으로 유지하면서도, 다른 기구부에 의한 간섭을 최소로 하면서 성형챔버를 개폐 가능하게 한다.The present invention is characterized in that a feed screw thread is guided in a guide slot hole and is vertically conveyed so that a feed gap through which electric wires and tubes can pass is formed between a plurality of doors, , Thereby making it possible to open and close the molding chamber while minimizing interference by other mechanism parts.

본 발명은, 고온의 성형 챔버 내부에서 이동하면서 필라멘트 원료를 배출하여 3D 프린팅을 수행하는 헤드가, 고온의 성형 공간 내에서도 안정적인 성형이 가능하게 구성된다. The present invention is configured such that a head for performing 3D printing by discharging a filament raw material while moving inside a high-temperature molding chamber is capable of stable molding even in a high-temperature molding space.

도 1은 본 발명의 3D 프린터를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 3D 프린터를 도시하는 측면도.
도 3은 본 발명의 3D 프린터를 도시하는 평면도.
도 4는 본 발명의 3D 프린터의 성형챔버를 도시하는 사시도.
도 5는 본 발명의 3D 프린터의 성형챔버를 도시하는 측면도.
도 6은 본 발명의 헤드 이송 유닛을 도시하는 사시도.
도 7은 본 발명의 헤드, 헤드이송봉 및 너트하우징을 도시하는 사시도.
도 8은 본 발명의 이송지지판에 헤드이송나사봉 중 일부가 설치된 예를 도시하는 사시도.
도 9 는 본 발명의 구동모터가 브라켓에 고정되는 예를 도시하는 사시도.
도 10은 본 발명의 메인프레임에 메인나사봉 및 메인가이드봉이 설치된 예를 도시하는 사시도.
도 11은 본 발명의 3D 프린터의 저면도.
도 12 은 본 발명의 3D 프린터의 헤드의 사시도.
도 13 은 도 12에 도시된 헤드의 분해 사시도.
도 14 은 도 12에 도시된 헤드의 정면도. 1 is a perspective view showing a 3D printer of the present invention;
2 is a side view showing a 3D printer of the present invention;
3 is a plan view showing a 3D printer of the present invention.
4 is a perspective view showing a molding chamber of the 3D printer of the present invention.
5 is a side view showing a molding chamber of the 3D printer of the present invention.
6 is a perspective view showing the head transport unit of the present invention.
7 is a perspective view showing a head, a head transfer rod, and a nut housing of the present invention.
8 is a perspective view showing an example in which a part of the head conveying screw is installed on the conveying support plate of the present invention.
9 is a perspective view showing an example in which the drive motor of the present invention is fixed to a bracket;
10 is a perspective view showing an example in which a main thread bar and a main guide bar are installed in the main frame of the present invention.
11 is a bottom view of the 3D printer of the present invention.
12 is a perspective view of a head of a 3D printer according to the present invention.
13 is an exploded perspective view of the head shown in Fig.
Fig. 14 is a front view of the head shown in Fig. 12; Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "part" for the constituent elements used in the following description is to be given or mixed with consideration only for ease of specification, and does not have a meaning or role that distinguishes itself. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, although other elements may be present in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

본 발명의 3D 프린터(1000)는 메인프레임(300), 성형챔버(310) 및 이송지지판(600)을 포함한다. The 3D printer 1000 of the present invention includes a main frame 300, a forming chamber 310, and a transfer support plate 600.

메인프레임(300)은 3D 프린터(1000)의 외관을 형성한다. 또한, 메인프레임(300)은 내부에 성형챔버(310)를 수용 가능하도록 이루어진다. 메인프레임(300)은 상면(320) 및 하면(330)을 구비할 수 있는데, 도 1 및 2에는 성형챔버(310)가 수용되도록 사각형의 형상으로 절개된 상면(320), 및 구동유닛과 여러 동력전달 수단이 설치되는 하면(330)이 형성되어 있다. 상면 및 하면 사이에는 네 모서리가 구비되며, 네 모서리는 메인프레임(300) 전체의 기둥 역할을 하며, 상면(320) 및 상면(320)에 연결된 여러 부품의 무게를 견디도록 한다. 네 모서리 사이의 측부는 개방될 수 있다.The main frame 300 forms the appearance of the 3D printer 1000. In addition, the main frame 300 is configured to accommodate the molding chamber 310 therein. The main frame 300 may include a top surface 320 and a bottom surface 330. The top surface 320 is cut out in a square shape to receive the forming chamber 310 in FIGS. 1 and 2, And a lower surface 330 on which the power transmission means is provided. Four corners are provided between the upper surface and the lower surface and serve as pillars for the entire main frame 300 to withstand the weight of various components connected to the upper surface 320 and the upper surface 320. The sides between the four corners can be opened.

메인프레임(300)의 내부에는 성형챔버(310)가 설치된다. A molding chamber 310 is installed in the main frame 300.

도 1, 도 2, 도 4 및 도 5 등을 참조하면, 성형챔버(310)는 내부에 3D 프린팅 될 수 있는 대상물을 수용 가능하도록 이루어지는 성형공간(311)을 구비한다. 또한, 성형공간(311)에는 노즐, 헤드 및 헤드 이송 수단 등 3D 프린터(1000)의 주요 부품들이 수용 가능하도록 이루어진다.Referring to FIGS. 1, 2, 4, and 5, the molding chamber 310 has a molding space 311 formed therein to accommodate an object that can be 3D-printed. In addition, main parts of the 3D printer 1000 such as a nozzle, a head, and a head transporting means are accommodated in the molding space 311.

성형챔버(310)는 수직프레임(313) 및 도어(312)를 포함할 수 있다. 수직프레임(313)은 성형챔버(310)의 네 모서리에 구비되고, 메인프레임(300)의 상하 방향으로 연장, 배치되도록 설치된다. 성형챔버(310)의 측면은 도어(312)로 이루어질 수 있는데, 도어(312)는 수직프레임(313)에 회전 가능하게 설치되어 성형공간(311)을 개폐 가능하게 한다. The forming chamber 310 may include a vertical frame 313 and a door 312. The vertical frame 313 is provided at four corners of the molding chamber 310 and is installed so as to be extended and arranged in the vertical direction of the main frame 300. The side surface of the forming chamber 310 may include a door 312. The door 312 is rotatably installed on the vertical frame 313 to enable the molding space 311 to be opened and closed.

수직프레임(313)은 서로 수직한 두 측면을 갖는 L 형상의 단면을 가지며, 메인프레임(300) 상하 면 사이에서 연장 설치 된다. 또한, 수직프레임(313)의 측면 각각에는 가이드 슬롯홀(313a)이 형성될 수 있는데, 가이드 슬롯홀(313a)은 상하 방향으로 절개되도록 이루어질 수 있다. 가이드 슬롯홀(313a)을 통해서 후술하는 복수의 헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)이 상하 방향으로 가이드되며 이송할 수 있게 되는데, 헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)에 대해서는 후술한다. 가이드 슬롯홀(313a)은 수직프레임(313)에서 복수의 도어(312)가 설치되는 지점 및 수직프레임(313)의 모서리 사이에서 상하방향으로 절개된 형상으로 형성될 수 있다. The vertical frame 313 has an L-shaped cross section having two sides perpendicular to each other and extends between the upper and lower surfaces of the main frame 300. Each of the side surfaces of the vertical frame 313 may be provided with a guide slot hole 313a. The guide slot hole 313a may be cut in the vertical direction. 30, 40 and 50 can be guided and conveyed in the vertical direction through a guide slot hole 313a, which will be described later. The head conveying thread 20, 30, 40, Will be described later. The guide slot hole 313a may be formed in the vertical frame 313 in a shape that is cut in the vertical direction between the positions of the plurality of doors 312 and the corners of the vertical frame 313. [

성형챔버(310)의 측면 각각에 설치되는 도어(312)는 성형챔버(310)의 측면 각각에서 복수 개로 이루어진다. 복수 개의 도어(312)는 상하 방향으로 서로 배치되도록 이루어져서 성형공간(311)에서 3D 프린팅 대상물의 높이에 따라 적어도 하나의 도어(312)가 개폐 가능하도록 이루어져서 성형된 3D 프린팅 대상물을 꺼낼 수 있게 한다. A plurality of doors 312 are provided on each side of the molding chamber 310, and the doors 312 are provided on each side of the molding chamber 310. The plurality of doors 312 are arranged vertically to each other so that at least one door 312 can be opened and closed according to the height of the 3D printing object in the molding space 311 so that the 3D printing object can be taken out.

또한, 도어(312)는 성형챔버(310) 각각의 측면에서, 양측의 상기 수직프레임(313) 각각에 회동 가능하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 좌우의 도어(312)는 서로 대칭되는 구조로 이루어질 수도 있다. Further, the door 312 may be installed on each side of the molding chamber 310 so as to be rotatable on each of the vertical frames 313 on both sides. In this case, the right and left doors 312 may be symmetrical with each other.

도 4 및 도 5를 참조하면, 도어(312)가 성형챔버(310) 각각의 측면에 상하 방향으로 복수 개로 형성되며, 성형챔버(310) 각각의 측면에서 양측의 수직프레임(313) 각각에서 회동 가능하게 설치되어, 좌우의 도어(312)가 서로 대칭되는 예가 도시된다. 이로 인해, 각각의 성형챔버(310) 측면은 6개의 도어(312)로 이루어질 수 있다. 4 and 5, a plurality of doors 312 are formed on the side of each of the molding chambers 310 in the up-and-down direction. The door 312 is pivoted in each of the vertical frames 313 on both sides of the molding chambers 310 So that the left and right doors 312 are symmetrical to each other. As a result, each molding chamber 310 side surface can be composed of six doors 312.

또한, 복수 개의 도어(312)는, 수직 프레임에 힌지 또는 경첩구조로 결합될 수 있다. In addition, the plurality of doors 312 may be coupled to the vertical frame in a hinge or hinge structure.

복수 개의 도어(312)가 수직 프레임에 경첩(312b)으로 회전 가능하게 결합되고, 경첩(312b)과 수직프레임(313)의 모서리 사이에 가이드 슬롯홀(313a)이 상하 방향으로 형성되는 예가 도 4 및 도 5에 도시된다. An example in which a plurality of doors 312 are rotatably coupled to a vertical frame by a hinge 312b and a guide slot hole 313a is formed in the vertical direction between the hinge 312b and the edge of the vertical frame 313 is shown in Figure 4 And FIG.

성형챔버(310) 각각의 측면에서, 좌우 양측의 수직프레임(313)에 일 단이 각각 설치되는 좌우 도어(312)의 타 단은 서로 이격되어 이송틈(312a)을 형성할 수 있다. 이송틈(312a)에는 전선 또는 튜브(미도시)의 배치가 가능할 수 있다. 전선은, 헤드 등에 전기 또는 다양한 센서 신호를 주고 받게 하도록 헤드와 전원 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 튜브는 헤드에 공급되는 필라멘트 원료를 공급하는 튜브, 냉각풍 등의 냉각 수단을 헤드에 공급하는 튜브 등이 될 수 있다. 좌우 도어(312)는 사이에 이송틈(312a)을 형성하도록 서로 이격됨에 따라, 헤드가 Z축 방향으로 이송되어, 헤드 및 헤드에 연결되어 이송되는 구성에 연결되는 전선이나 튜브가 간섭되지 않으며 상하 방향으로 이송 가능하게 한다.On the side of each of the molding chambers 310, the other ends of the left and right doors 312, one end of which is provided in each of the right and left vertical frames 313, are spaced apart from each other to form a feed gap 312a. A wire or a tube (not shown) may be arranged in the feed gap 312a. The electric wire can be electrically connected between the head and the power source to transmit or receive electric or various sensor signals to the head. The tube may be a tube for supplying a filament raw material supplied to the head, a tube for supplying a cooling means such as a cooling wind to the head, or the like. As the left and right doors 312 are spaced apart from each other to form a feed gap 312a therebetween, the head is transported in the Z-axis direction so that the wires or tubes connected to the head and head are not interfered, Direction.

성형챔버(310)의 각각의 측면을 형성하는 복수의 도어(312)는 이송틈(312a)을 기준으로 좌우 대칭되는 구조를 형성되어 좌우 문을 좌우의 수직프레임(313)을 중심으로 회동 함에 따라 개방할 수 있게 되어 3D 성형 제품을 꺼낼 수 있게 된다. The plurality of doors 312 forming the respective side surfaces of the forming chamber 310 are formed symmetrically with respect to the transfer gap 312a so that the right and left doors are rotated about the vertical frame 313 So that the 3D molded product can be taken out.

또한, 서로 이격되어 이송틈(312a)을 형성하는 좌우 도어(312)의 단부(312c)의 모서리에는 라운딩 처리되어 라운딩부(312d)가 형성된다. 라운딩부(312d)는 헤드의 움직임에 의해 이송틈(312a)을 따라 전선, 튜브 등이 이동할 때 도어(312)의 모서리에 의해 전선, 튜브 등이 걸리거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the edges of the end portions 312c of the left and right doors 312 forming the transfer gaps 312a are rounded to form the rounded portions 312d. The rounding portion 312d can prevent wires, tubes, and the like from being caught or damaged by corners of the door 312 when wires, tubes, and the like move along the feed gap 312a due to the movement of the head.

성형챔버(310)의 이와 같은 도어(312) 구조는, 다른 기구부에 의한 간섭을 최소로 하면서 개폐할 수 있게 하고, 성형된 제품을 쉽게 꺼낼 수 있게 한다. 또한, 최소한의 공간만을 개방함으로써, 성형챔버(310) 내부에 형성되는 성형공간(311)의 온도를 최대한 높게 유지할 수 있게 한다.Such a structure of the door 312 of the forming chamber 310 makes it possible to open and close with minimal interference by other mechanisms and to easily take out the molded product. In addition, by opening only the minimum space, the temperature of the molding space 311 formed in the molding chamber 310 can be kept as high as possible.

한편, 성형챔버(310)는 측면 도어(312) 및 상면의 지붕(314)은 투명한 플라스틱으로 형성될 수 있는데, 일례로, 측면 도어(312) 및 상면의 지붕(314)은 강화플라스틱으로 이루어진다. Meanwhile, the molding chamber 310 may be formed of a transparent plastic such that the side door 312 and the roof 314 on the upper surface are made of reinforced plastic. For example, the side door 312 and the roof 314 on the upper surface are made of reinforced plastic.

일예로, 헤드 이송 유닛(100)은 Z 방향으로 이송 가능한데, 성형하는 제품의 높이에 따라서, 헤드 이송 유닛(100)이 배치되는 높이는 달라질 수 있다. 성형하는 제품의 높이가 상대적으로 높아서 헤드 이송 유닛(100)이 최상단의 도어(312)의 상측까지 이동되는 경우, 헤드 이송 유닛(100) 아래의 모든 도어(312)를 열어서 성형된 제품을 꺼낼 수 있다. 또한, 성형하는 제품의 높이가 상대적으로 낮아서 헤드 이송 유닛(100)이 중간 높이의 도어(312)까지 이동되는 경우, 헤드 이송 유닛(100) 아래의 최하단의 도어(312)를 열어서 성형된 제품을 꺼낼 수 있다. For example, the head transport unit 100 can be transported in the Z direction. Depending on the height of the product to be formed, the height at which the head transport unit 100 is disposed may vary. When the head transporting unit 100 is moved to the upper side of the uppermost door 312 because the height of the product to be formed is relatively high, all of the doors 312 under the head transporting unit 100 can be opened to take out the molded product have. When the height of the product to be molded is relatively low and the head transfer unit 100 is moved to the door 312 having the middle height, the bottom door 312 under the head transfer unit 100 is opened to transfer the molded product You can take it out.

성형챔버(310)의 이와 같은 도어(312)는, 다른 기구부에 의한 간섭을 최소로 하면서 개폐할 수 있게 하고, 성형된 제품을 쉽게 꺼낼 수 있게 한다. 또한, 최소한의 공간만을 개방함으로써, 성형챔버(310) 내부에 형성되는 성형공간(311)의 온도를 최대한 높게 유지할 수 있게 한다. Such a door 312 of the molding chamber 310 can be opened and closed while minimizing interference by other mechanisms, and the molded product can be easily taken out. In addition, by opening only the minimum space, the temperature of the molding space 311 formed in the molding chamber 310 can be kept as high as possible.

성형챔버(310) 내부에 베드가 위치한다. 성형챔버(310) 내부 저면은 베드의 상면일 수 있다. 3D 성형 제품은 성형공간(311)에서 베드의 상면에서 형성될 수 있다. The bed is located inside the forming chamber 310. The inner bottom surface of the forming chamber 310 may be the upper surface of the bed. The 3D molded product can be formed on the upper surface of the bed in the molding space 311.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이송지지판(600)은 성형챔버(310)의 외주에서 Z축으로 이송 가능하게 메인프레임(300)에 설치된다. 이송지지판(600)에는 헤드 이송 유닛(100)이 설치되어서 이송지지판(600)이 Z축으로 이송됨에 따라서, 헤드 이송 유닛(100)에 설치된 헤드를 Z축으로 이송 가능하게 한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a transfer support plate 600 is installed on the main frame 300 in such a manner that the transfer support plate 600 can be transferred from the outer periphery of the forming chamber 310 to the Z-axis. The head support unit 600 is provided with a head conveyance unit 100 so that the head provided on the head conveyance unit 100 can be conveyed in the Z axis as the conveyance support plate 600 is conveyed in the Z axis.

전술한 메인프레임(300)의 상면(320) 및 하면(330) 사이에는 네 모서리 각각의 측부에는 메인나사봉(400) 및 메인가이드봉(500)이 설치된다. 메인나사봉(400)의 외주에는 나사산이 형성된다. 메인프레임(300)의 네 모서리 각각의 측부에 설치되는 메인나사봉(400)은 제1 내지 제4메인나사봉(410, 420, 430, 440)으로 이루어질 수 있다. 메인가이드봉(500)은 제1 내지 제4메인나사봉(410, 420, 430, 440) 각각에 서로 인접하도록 메인프레임(300)의 상면(320) 및 하면(330) 사이의 네 모서리의 측부에 고정될 수 있다. Between the upper surface 320 and the lower surface 330 of the main frame 300, a main thread bar 400 and a main guide bar 500 are provided on the side of each of four corners. A thread is formed on the outer periphery of the main thread bar 400. The main bar 400 attached to the sides of the four corners of the main frame 300 may include first to fourth main barbs 410, 420, 430 and 440. The main guide rods 500 are disposed on four sides of four sides between the upper surface 320 and the lower surface 330 of the main frame 300 so as to be adjacent to the first to fourth main thread rods 410, As shown in FIG.

이송지지판(600)은 제1 내지 제4메인나사봉(410, 420, 430, 440)에 나사 결합되고, 메인가이드봉(500)에 가이드되도록 설치된다. 이송지지판(600)은 제1 내지 제4메인나사봉(410, 420, 430, 440)에 나사 결합되도록, 네 모서리 측에 너트(610)가 삽입될 수 있다. 이송지지판(600)은 메인나사봉(400)이 동력전달부(700)에 의해 회전되면 상대 이동 가능하게 되어 Z방향으로 이송된다. 또한, 이송지지판(600)에는 메인가이드봉(500)에 의해 이송지지판(600)이 가이드되는 가이드 홀(625)이 구비되는 가이드수용부(620)가 형성될 수도 있다.The transfer support plate 600 is screwed to the first to fourth main thread rods 410, 420, 430 and 440 and installed to be guided in the main guide rod 500. The nut 610 may be inserted into the four sides of the transfer support plate 600 so as to be screwed to the first to fourth main screw rods 410, 420, 430 and 440. When the main thread bar 400 is rotated by the power transmitting portion 700, the conveying support plate 600 is relatively movable and is conveyed in the Z direction. The guide support portion 620 may include a guide hole 625 through which the conveyance support plate 600 is guided by the main guide bar 500. [

메인나사봉(400)을 구동하기 위한 동력전달부(700)는 메인프레임(300)의 하면(330)에 설치된 이송모터(710)를 포함한다. 이송모터(710)는 서로 대향된 위치에 2개가 설치될 수 있다. The power transmission unit 700 for driving the main screw rod 400 includes a feed motor 710 installed on a lower surface 330 of the main frame 300. Two feed motors 710 may be provided at positions opposite to each other.

도 11 의 저면도에서 보이는 바와 같이, 이송모터(710)는 이송벨트(800)를 통해 제1 및 제2 메인나사봉(410, 420)과 연결된다. 또한 대향된 위치에 설치된 다른 이송모터(710)는 이송벨트(800)을 통해 제3 및 제4 메인나사봉(430, 440)에 결합된 풀리(740)에 연결된다. 그리고 서로 다른 이송모터(710)에 구동력을 전달받도록 연결된 제1 메인나사봉(410) 및 제3 메인나사봉(430)은 구동력이 전달되도록 이송벨트(800)로 연결되며, 제2 메인나사봉(420) 및 제4 메인나사봉(440) 또한 이송벨트(800)에 의해 구동력이 전달되도록 연결된다. 도면부호 740은 메인나사봉(410, 420, 430, 440)에 결합된 풀리이며, 도면부호 720, 및 450은 이송벨트(800)의 장력을 조절하기 위한 아이들이다. 아이들(450, 720)은 이송벨트의 진행방향을 전환하면서 위치 조절을 통해 이송벨트(800)의 장력을 조절하는 기능을 한다. 11, the feed motor 710 is connected to the first and second main feed rods 410 and 420 through the feed belt 800. As shown in FIG. Another feed motor 710 installed at the opposite position is connected to the pulley 740 coupled to the third and fourth main feed rods 430, 440 via the feed belt 800. The first main barb 410 and the third main barb 430 are connected to each other by a conveyance belt 800 so that a driving force is transmitted to the different main conveyor motors 710, The fourth main thread bar 440 and the fourth main thread bar 440 are also connected so as to transmit the driving force by the conveyance belt 800. Reference numeral 740 denotes a pulley coupled to the main thread rods 410, 420, 430 and 440, and reference numerals 720 and 450 denote children for adjusting the tension of the conveyance belt 800. [ The idlers 450 and 720 function to adjust the tension of the conveyance belt 800 through position adjustment while switching the conveyance direction of the conveyance belt.

구동모터(710)은 서로 동기화되어 동작하면서 이송벨트(800)를 구동하여 메인나사봉들(410, 420, 430, 440)을 회전시키고, 메인나사봉들(410, 420, 430, 440)에 회전에 의해 이송지지판(600)의 승강이 조절된다. 본 발명에 의하면, 서로 다른 구동모터(710)에 의해 동작하는 메인나사봉끼리도 이송벨트(800)에 서로 연결되어 함께 동작하므로 메인나사봉(410, 420, 430, 440)끼리의 구동 불균일이 일어나는 것은 물리적으로 방지할 수 있다. 따라서 이송지지판(600)의 승강 동작이 각 메인나사봉(410, 420, 430, 440) 사이의 불균일한 구동에 의해 방해받는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 구동모터(710)를 사용하여 충분한 승강력을 제공하면서도 복수의 구동모터(710) 간의 완전한 동기화를 이룰 수 있게 한다. The driving motor 710 is operated in synchronization with each other to drive the conveyance belt 800 to rotate the main barb rods 410, 420, 430 and 440 and to rotate the main barb rods 410, 420, 430 and 440 The elevation of the conveying support plate 600 is adjusted by the rotation. According to the present invention, the main screw rods operated by the different driving motors 710 are also connected to the conveyance belt 800 and operated together, so that uneven driving occurs between the main screw rods 410, 420, 430 and 440 It can be physically prevented. Therefore, it is possible to prevent a phenomenon that the lifting and lowering operation of the transfer support plate 600 is disturbed by the nonuniform drive between the main screw rods 410, 420, 430, 440. In addition, by using a plurality of drive motors 710, it is possible to achieve complete synchronization between the plurality of drive motors 710, while providing sufficient increase in strength.

헤드 이송 유닛(100)은 도 6을 참조하면, 구동부(90), 제1 내지 제4헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50), 복수의 너트하우징(60), 및 제1 및 제2헤드이송봉(70, 80)을 포함한다. 헤드 이송 유닛(100)은 이송지지판(600)에 의해 Z방향으로 이송 가능하면서, 한편으로는 내부의 헤드를 X 및 Y 방향으로 이송 가능하게 한다. 6, the head transfer unit 100 includes a drive unit 90, first to fourth head transfer screw rods 20, 30, 40, 50, a plurality of nut housings 60, Two head transport rods 70 and 80, respectively. The head conveying unit 100 is conveyable in the Z direction by the conveying support plate 600 while allowing the inner head to be conveyed in the X and Y directions.

도 8 에는 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50)가 볼트가 체결된 결합부재(630)에 의해 이송지지판(600)에 설치되는 예가 도시되는데, 이송지지판(600)에는 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50) 외에도, 도 6에서 도시된 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30), 구동부(90) 및 여러 풀리 등이 설치된다.8 shows an example in which the third and fourth head conveying screw rods 40 and 50 are installed on the conveyance support plate 600 by a bolt fastened engagement member 630. In the conveyance support plate 600, In addition to the fourth head feed screw rods 40 and 50, the first and second head feed screw rods 20 and 30, the drive portion 90 and various pulleys shown in FIG. 6 are provided.

구동부(90)는 전원에 연결되어 회전력을 발생시켜서 제1 내지 제4헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)을 회전 가능하게 한다. The driving unit 90 is connected to a power source to generate a rotating force to rotate the first to fourth head feeding and cutting rods 20, 30, 40, and 50.

구동부(90)는 구동모터(91)를 포함한다. 구동모터(91)는 회전축을 구비하는데, 회전축에는 제1풀리(93, 93a)가 설치되어 구동모터(91)에서 발생된 회전력이 전달될 수 있다. 구동모터(91)는 브라켓(650)을 통해 이송지지판(600)에 지지된다. The driving unit 90 includes a driving motor 91. The driving motor 91 has a rotating shaft, and the rotating shaft is provided with first pulleys 93 and 93a, so that the rotational force generated by the driving motor 91 can be transmitted. The driving motor 91 is supported on the conveyance support plate 600 through the bracket 650.

제1풀리(93)에 이격하여 양 측으로 이송벨트(800)의 방향을 제2 및 제3 풀리(23, 33) 방향으로 전환하는 아이들(95, 97)이 설치된다. 아이들(95, 97)을 경유한 이송벨트(800)는 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30) 각각의 단부에 설치되는 제2 및 제3풀리(23, 33)에 연결된다. 이로 인해, 구동모터(91)에서 발생된 회전력을 제1풀리(93)에서 제2 및 제3 풀리(23, 33)로 전달하여 제2 및 제3풀리(23, 33)에 각각 연결된 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)을 회전 가능하게 한다.And idles 95 and 97 for switching the direction of the conveyance belt 800 toward the second and third pulleys 23 and 33 are provided on both sides of the first pulley 93. [ The conveyance belt 800 via the idles 95 and 97 is connected to the second and third pulleys 23 and 33 provided at the ends of the first and second head conveying and bending rods 20 and 30, respectively. As a result, the rotational force generated by the drive motor 91 is transmitted from the first pulley 93 to the second and third pulleys 23, 33 to be transmitted to the first and second pulleys 23, And the second head transfer screw rods (20, 30).

본 발명에서, 이송벨트(800)는 도 1의 성형챔버(310)의 외부에 위치하게 되어, 이송벨트 등의 부품이 녹는 문제를 방지할 수 있으며, 고온 3D 프린팅을 가능하게 한다.In the present invention, the conveyance belt 800 is located outside the forming chamber 310 of FIG. 1, thereby preventing the components such as the conveyance belt from melting, and enabling high-temperature 3D printing.

아이들(95, 97)는, 도 6 을참조하면, 제1풀리(93)에 인접하여 제1풀리(93)의 상부 또는 하부에 배치될 수 있다.Idles 95 and 97 may be disposed at the top or bottom of first pulley 93 adjacent first pulley 93 with reference to FIG.

제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)은, 서로 나란하게 이격되도록 배치된다. 또한, 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)의 외주에는 나사산이 형성되어 있어서, 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)의 외주에 나사 결합된 너트 하우징(60)이 상대 이동 가능하게 된다. The first and second head transfer twist rods 20, 30 are arranged so as to be spaced apart from one another. A threaded portion is formed on the outer periphery of the first and second head transporting screw rods 20 and 30. The nut housing 60 is screwed to the outer periphery of the first and second head transport rods 20 and 30, Is relatively movable.

제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)의 단부에는 제2 및 제3풀리(23, 33)가 고정 설치되고, 이송벨트(800)에 의해 연결되도록 배치되어 아이들(95, 97)을 경유하여 제1풀리(93)로부터 전달된 회전력에 의해 회전함으로써, 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)을 회전 가능하게 한다. The second and third pulleys 23 and 33 are fixed to the end portions of the first and second head conveying and threading rods 20 and 30 and are connected to each other by the conveying belt 800, So that the first and second head conveying and threading rods 20 and 30 can be rotated by the rotation force transmitted from the first pulley 93 via the first and second pulleys 93 and 93. [

제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50)은 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)과 교차하도록 배치된다. 일례로, 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50)은 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)과 90°의 각도를 이루도록 배치된다. 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50)은 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)과 마찬가지로 서로 나란하게 이격되도록 배치되고, 외주에는 나사산이 형성된다. 도 6을 참조하면, 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50)이 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)의 하측에 형성되어 있는 예가 도시되는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50) 역시 구동부(90)를 통해서 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)의 회전 원리와 같은 원리로 회전된다. 즉, 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50) 역시 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)과 마찬가지로, 구동모터(91)의 회전축 및 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50) 단부에 설치된 복수의 풀리들(93a, 43, 53)이 이송벨트(800)에 의해 연결되어 구동모터(91)의 구동력이 전달된다. 단, 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)은 구동부(90)의 상측으로 연결되지만, 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50)은 구동부(90)의 하측으로 연결되는 점에서 차이가 있다. 또한 아이들(95a, 97a)이 구동모터(91)의 하측으로 위치하는 차이점이 있다. The third and fourth head transfer sheath threads 40, 50 are arranged to intersect the first and second head transfer sheaths 20, 30. In one example, the third and fourth head transfer threaded rods 40, 50 are disposed at an angle of 90 degrees with the first and second head transfer rods 20, 30. The third and fourth head transfer threading rods 40 and 50 are arranged to be spaced apart from each other in the same manner as the first and second head transferring rods 20 and 30, and a thread is formed on the outer periphery. Referring to FIG. 6, there is shown an example in which the third and fourth head conveying threaders 40 and 50 are formed below the first and second head conveying and threading rods 20 and 30, no. The third and fourth head transfer threading rods 40 and 50 are also rotated on the same principle as the first and second head transferring rods 20 and 30 through the driving unit 90. [ In other words, the third and fourth head conveying and threading rods 40 and 50 are also moved in the same direction as the first and second head conveying and threading rods 20 and 30, A plurality of pulleys 93a, 43 and 53 provided at the ends of the barbs 40 and 50 are connected by a conveyance belt 800 to transmit the driving force of the driving motor 91. [ However, the third and fourth head feeding and cutting rods 40 and 50 are connected to the lower side of the driving unit 90, while the first and second head feeding rods 20 and 30 are connected to the upper side of the driving unit 90, There is a difference. Further, there is a difference in that the idles 95a and 97a are positioned below the drive motor 91. [

제1 내지 제4헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)은 각각의 양 측부가 상기 가이드 슬롯홀(313a)들에 의해 수용되어 가이드되면서 상하 방향으로 이송될 수 있다. Each of the first to fourth head transporting threads 20, 30, 40, and 50 can be vertically transported while being guided by the guide slot holes 313a.

가이드 슬롯홀(313a)은 전술한 바와 같이, 성형챔버(310)의 모서리에 설치된 L 형상 단면의 수직프레임(313)의 각 측면에 형성되고, 가이드 슬롯홀(313a)에 제1 내지 제4헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)이 Z방향으로 이송 가능하도록 설치된다. 이로 인해, 헤드 이송 유닛(100)을 간섭 없이 상하로 이동 가능하게 한다.The guide slot hole 313a is formed on each side of the vertical frame 313 of the L-shaped section provided at the edge of the forming chamber 310 and is inserted into the guide slot hole 313a, The feed screw rods 20, 30, 40 and 50 are provided so as to be transportable in the Z direction. This allows the head transport unit 100 to move up and down without interference.

즉, 가이드 슬롯홀(313a)은 상기 헤드(200)를 이송 가능하도록 이루어지는 헤드 이송 유닛(100)의 적어도 일부가 상하 방향으로 가이드 되며 이송 가능하도록 한다.That is, at least a part of the head transfer unit 100 configured to transfer the head 200 is guided in the guide slot hole 313a so as to be vertically guided and transportable.

너트하우징(60)은 제1 내지 제4헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)에 각각 나사 결합되는데, 제1 내지 제4헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)이 구동부(90)로부터 전해지는 회전력에 의해 회전됨에 따라 상대 이동하여 헤드(200)를 이송 가능하게 하도록 설치된다. The nut housing 60 is threadedly engaged with the first to fourth head conveying screw rods 20, 30, 40 and 50, respectively. The first to fourth head conveying screw rods 20, 30, 40, And the head 200 is moved relative to the head 90 by the rotational force transmitted from the head 90 so that the head 200 can be transported.

너트하우징(60)은 하우징(63) 및 이송너트(65)를 포함할 수 있다. 하우징(63)에는 제1 및 제2헤드이송봉(70, 80) 중 어느 하나의 단부가 삽입 결합될 수 있다. 이송너트(65)는 하우징(63)의 내부에 삽입 결합되는데, 이송너트(65)의 내주에는 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)의 외주 나사산에 나사 결합되도록 나사산이 형성되어 있다. The nut housing (60) may include a housing (63) and a feed nut (65). Any one end of the first and second head transfer rods 70 and 80 can be inserted into the housing 63. The feed nut 65 is inserted into the inside of the housing 63. The inner periphery of the feed nut 65 is threaded so as to be screwed to the outer threads of the first and second head feed screw rods 20 and 30 have.

한편, 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30) 각각에 설치된 너트하우징(60)은 일예로 X방향을 기준으로 한 방향으로 함께 이송되어야 한다. 이를 고려하여, 이송너트(65)의 나사산 및 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)의 외주의 나사산의 방향은 형성되어야 한다. On the other hand, the nut housings 60 provided on the first and second head conveying and threading rods 20 and 30 are to be conveyed together in the direction of the X direction as an example. In consideration of this, the directions of the threads of the feed nut 65 and the outer periphery of the first and second head feed screw rods 20, 30 should be formed.

제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)이 구동부(90)로부터 전달되는 회전력에 의해 회전되는 경우, 너트하우징(60)은 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)과 함께 회전되지 않고, 이송너트(65)가 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)과 맞물리게 되어 상대 이송되게 된다. 이를 위해, 너트하우징(60)에는 상대 이송 가능하게 하고, 동시에 회전을 방지하는 회전 방지 부재가 설치될 수 있다.When the first and second head feed screw rods 20 and 30 are rotated by the rotational force transmitted from the driving portion 90, the nut housing 60 is rotated by the first and second head feed rods 20 and 30 The conveying nut 65 is engaged with the first and second head conveying or bending rods 20 and 30 and is conveyed relatively. To this end, the nut housing 60 may be provided with a rotation preventing member that can be relatively moved and prevented from rotating at the same time.

서로 대향하는 너트하우징(60) 사이에서 제1 및 제2헤드이송봉(70, 80)이 설치되는데, 일예로, 제1 및 제2헤드이송나사봉(20, 30)에 각각 설치된 너트하우징(60) 사이에 제1헤드이송봉(70)이, 제3 및 제4헤드이송나사봉(40, 50)에 각각 설치된 너트하우징(60) 사이에 제2헤드이송봉(80)이 설치될 수 있다. The first and second head transfer rods 70 and 80 are installed between the nut housings 60 facing each other. For example, the nut housings 60 and 80 provided to the first and second head transfer arms 20 and 30, respectively, A second head transfer rod 80 can be installed between the first and second head transfer rods 70 and 60 and the nut housings 60 provided on the third and fourth head transfer rods 40 and 50 respectively have.

너트하우징(60) 사이에는 제1 및 제2보조이송봉(85, 87)이 제1 및 제2헤드이송봉(70, 80)의 배치방향과 각각 나란하도록 더 설치될 수 있다. 제1 및 제2보조이송봉(85, 87)은 제1 및 제2헤드이송봉(70, 80)의 상측 또는 하측에 각각 설치될 수 있다. 제1 및 제2보조이송봉(85, 87)은 제1 및 제2 헤드이송봉(70, 80)에 의해 지지되는 헤드(200)의 자중으로 인하여 처짐을 방지하게 된다. The first and second auxiliary transfer rods 85 and 87 may be further disposed between the nut housings 60 such that the first and second auxiliary transfer rods 85 and 87 are aligned with the arrangement directions of the first and second head transfer rods 70 and 80, respectively. The first and second auxiliary transfer rods 85 and 87 may be installed above or below the first and second head transfer rods 70 and 80, respectively. The first and second auxiliary transfer rods 85 and 87 are prevented from sagging due to the self weight of the head 200 supported by the first and second head transfer rods 70 and 80.

한편, 하우징(63)에는 이송너트(65)가 결합되는 하우징(63)의 내부로 연통되는 결합홀이 형성된다. 결합홀은 제1 및 제2보조이송봉(85, 87)이 결합되도록 하우징(63)의 일 면에 형성될 수 있는다. 제1 및 제2보조이송봉(85, 87)의 양 단은 결합홀에 결합되며, 제1 및 제2보조이송봉(85, 87)은 이송너트(65)에 가해지는 토크를 제어 가능하게 한다. The housing 63 is formed with a coupling hole communicating with the inside of the housing 63 to which the feed nut 65 is coupled. The coupling hole can be formed on one side of the housing 63 so that the first and second auxiliary transfer rods 85 and 87 are coupled. Both ends of the first and second auxiliary transfer rods 85 and 87 are coupled to the engaging holes and the first and second auxiliary transfer rods 85 and 87 can control the torque applied to the transfer nut 65 do.

한편, 도 9 를 참조하면, 구동모터(91)는 브라켓(650)에 결합되어 이송지지판(600)에 의해 지지된다. 브라켓(650)에는 구동모터(91)와의 결합을 위한 결합공(655)이 형성된다. 결합공(655)은 높이 방향으로 긴 장공 형태로 형성된다. 결합공(655)을 통해 구동모터(91)에 결합되는 체결부재(658)가 체결됨으로써 구동모터(91)가 브라켓(650)에 고정된다. 브라켓(650)에는 구동모터(91)의 회전축이 관통하는 중심홀(652)이 형성되고, 중심홀(652)을 통해 관통된 회전축에 제1 풀리(93a)가 설치된다. 아이들(95a, 97a)은 브라켓(650)에 회전가능하게 설치되어 브라켓(650)을 매개로 이송지지판(600)에 의해 지지될 수 있다. 도 9 에는 아이들(95a, 97a)이 제1풀리(93a) 하측으로 브라켓(650)에 배치된 형태를 도시하고 있으나, 도 6 에서 보이는 바와 같이 아이들(95, 97)은 제1풀리(93)의 상측으로 배치될 수 있다. 9, the driving motor 91 is coupled to the bracket 650 and is supported by the transfer support plate 600. As shown in FIG. A coupling hole 655 for coupling with the driving motor 91 is formed in the bracket 650. The engaging holes 655 are formed in a long slit shape in the height direction. The driving motor 91 is fixed to the bracket 650 by fastening the fastening member 658 coupled to the driving motor 91 through the coupling hole 655. A center hole 652 through which the rotation shaft of the drive motor 91 passes is formed in the bracket 650 and a first pulley 93a is installed on the rotation shaft passing through the center hole 652. [ The idles 95a and 97a can be rotatably mounted on the bracket 650 and can be supported by the transfer support plate 600 via the bracket 650. [ 9, the idles 95a and 97a are disposed on the bracket 650 downwardly of the first pulley 93a. However, as shown in FIG. 6, the idles 95 and 97 are connected to the first pulley 93a, As shown in FIG.

본 발명에 의하면, 구동모터(91)가 장공 형태의 결합공(655)에 체결부재(658)로 고정되므로, 구동모터(91)에 회전축에 결합된 제1풀리(93a)는 아이들(95a, 97a)에 대하여 높이 방향으로 이격 위치가 조절가능하다. 구동모터(91)가 브라켓(650)에서 높이 조절이 가능하게 설치되므로, 구동모터(91)의 높이 조절에 따라 제1풀리(93a)와 아이들(95a, 97a) 사이의 이격 위치가 조절될 수 있고, 이로 인해 이송벨트(800)의 장력이 용이하게 조절될 수 있다. The driving motor 91 is fixed to the coupling hole 655 of the elongated hole type by the coupling member 658 so that the first pulley 93a coupled to the driving shaft 91 of the driving motor 91 is driven by the idler 95a, 97a in the height direction. The driving motor 91 is installed to be adjustable in height by the bracket 650 so that the position of separation between the first pulley 93a and the idles 95a and 97a can be adjusted So that the tension of the conveyance belt 800 can be easily adjusted.

도 12 는 본 발명에 따른 3d 프린터의 헤드의 사시도이고, 도 13 은 도 12 에 도시된 헤드의 분해사시도이고, 도 14 는 도 12 에 도시된 헤드의 정면도이다. 도 14 에는 설명을 위하여 헤드 내부에 위치한 송풍팬이 투과하여 보이는 형태로 도시되어 있다. FIG. 12 is a perspective view of the head of the 3d printer according to the present invention, FIG. 13 is an exploded perspective view of the head shown in FIG. 12, and FIG. 14 is a front view of the head shown in FIG. In FIG. 14, a blowing fan located inside the head is seen as being seen through for illustration.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린터의 헤드(200)는, 헤드바디(210), 노즐부(220), 제1케이싱(230), 제2케이싱(250)을 포함한다. Referring to the drawings, a head 200 of a 3D printer according to the present invention includes a head body 210, a nozzle unit 220, a first casing 230, and a second casing 250.

헤드(200)는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 바와 같이 제1 및 제2헤드이송봉(70, 80)에 의해 지지되어 성형챔버(310) 내부에 설치된다. 제1 및 제2 헤드이송봉(70, 80)은 헤드(200)의 외형을 이루는 제1케이싱(230)에 형성된 관통공(235)을 통해 내부로 연장되어 헤드바디(210)를 관통하여 지나도록 설치된다. 또한, 도 6에서 보이는 바와 같이, 제2 보조이송봉(87)이 제2 헤드이송봉(80)과 나란하게 제2 케이싱(230) 및 헤드바디(210)를 관통하여 지나도록 설치된다. The head 200 is supported inside the forming chamber 310 by the first and second head transfer rods 70 and 80 as described with reference to FIGS. The first and second head transfer rods 70 and 80 extend through the through hole 235 formed in the first casing 230 forming the outer shape of the head 200 and pass through the head body 210 Respectively. 6, the second auxiliary transfer rods 87 are installed so as to pass through the second casing 230 and the head body 210 in parallel to the second head transfer rods 80. As shown in FIG.

헤드바디(210)는 노즐부(220)를 지지한다. 헤드바디(210)는 도 12 에서 보이는 바와 같이 복수의 판재들을 적층하여 형성할 수 있다. 복수의 판재들은 제1 및 제2 헤드이송봉(70, 80)과 제2 보조이송봉(87)이 관통하여 지나는 관통홀들을 형성하면서 서로 적층된다. The head body 210 supports the nozzle unit 220. The head body 210 may be formed by laminating a plurality of plates as shown in FIG. The plurality of plates are stacked on each other while forming the through holes through which the first and second head transport rods 70 and 80 and the second auxiliary transport rods 87 pass.

헤드바디(210)가 복수의 판재들을 적층하여 형성되는 경우, 헤드바디(210)에는 노즐부(220)가 결합되는 결합판(212)이 구비될 수 있다. 결합판(212)은 네측 모서리에는 노즐부(220)가 결합되는 홈 형태의 홀딩부(214)가 구비된다. When the head body 210 is formed by stacking a plurality of plate materials, the head body 210 may be provided with a coupling plate 212 to which the nozzle unit 220 is coupled. The coupling plate 212 is provided at its four corners with a groove-shaped holding part 214 to which the nozzle part 220 is coupled.

노즐부(220)는 필라멘트 원료가 도입되는 도입부(222), 냉각핀부(224) 및 히팅블럭(226) 및 노즐(228)을 포함한다. The nozzle portion 220 includes an inlet portion 222 into which the filament material is introduced, a cooling fin portion 224, and a heating block 226 and a nozzle 228.

도입부(222)로부터 도입된 필라멘트 원료는 냉각핀부(224) 및 히팅블럭(226)에 형성된 통로를 지난 이동하여 노즐(228)을 통해 배출된다. The filament material introduced from the inlet portion 222 is passed through the passage formed in the cooling fin portion 224 and the heating block 226 and is discharged through the nozzle 228.

도입부(222)에는 필라멘트 원료를 공급하는 튜브가 연결되어 필라멘트 원료가 도입된다. 상술된 바와 같이 필라멘트 원료를 공급하는 튜브는 성형챔버(310)의 좌우 도어(312) 사이의 이송틈(312a)을 통해 성형챔버(310) 외부로부터 내부로 연장된다. A tube for supplying the filament raw material is connected to the lead-in portion 222 to introduce the filament raw material. The tube supplying the filament raw material as described above is extended from the outside of the forming chamber 310 through the transfer gap 312a between the left and right doors 312 of the forming chamber 310. [

냉각핀부(224)는 복수의 냉각핀을 구비한다. 냉각핀은 열전도도가 높은 얇은 판으로 형성되어 노즐부(220)의 내부의 열이 잘 발산되도록 한다. 그리고 냉각핀 사이의 공간을 통해 헤드(200) 내부의 공기가 배출되면서 냉각이 이루어진다. 헤드(200)에 의해서 성형 공정이 안정적으로 이루어지기 위해서는, 필라멘트 원료는 노즐(228)에 인접하여 위치한 히팅블럭(226)을 지나면서 용융되어야 한다. 본 발명에 따른 3D 프린터는 고온 성형을 위한 3D 프린터로서, 헤드(220)는 내부가 고온으로 유지되는 성형챔버(310) 내부에 위치한다. 냉각핀부(224)는 성형챔버(310) 내부의 고온 환경에 의해 필라멘트 원료가 히팅블럭(226)에 도달하기 전에 용융되는 것을 방지하며, 히팅블럭(226)의 열이 도입부(222)를 향해 상측으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. The cooling fin 224 has a plurality of cooling fins. The cooling fins are formed of a thin plate having high thermal conductivity, so that the heat inside the nozzle unit 220 is well dispersed. Then, the air inside the head 200 is discharged through the space between the cooling fins and cooled. In order for the forming process to be stable by the head 200, the filament material must be melted through the heating block 226 located adjacent the nozzle 228. The 3D printer according to the present invention is a 3D printer for high temperature molding, in which the head 220 is located inside a molding chamber 310 where the interior is maintained at a high temperature. The cooling fins 224 prevent the filament material from melting before reaching the heating block 226 due to the high temperature environment inside the forming chamber 310 and the heat of the heating block 226 toward the inlet 222 Can be prevented.

히팅블럭(226)은 노즐(228)의 인접한 상측에 위치하여, 필라멘트 원료를 융융하여 노즐(228)을 통해 배출될 수 있도록 한다. 히팅블럭(226)에는 히터(미도시)가 장착되어 히터의 열이 히팅블럭(226)을 통해 히텅블럭(226)을 지나는 통로 내의 필라멘트 원료를 가열한다. The heating block 226 is located adjacent the upper side of the nozzle 228 to melt the filamentary material and allow it to exit through the nozzle 228. A heater (not shown) is mounted in the heating block 226 to heat the filament material in the passageway passing through the heating block 226 through the heating block 226.

본 발명의 실시예에 따르면 헤드(200)는 4개의 노즐부(220)를 구비한다. 그러나 본 발명은 노즐부(220)의 개수에 제한되지 않으며, 필요에 따라 선택적으로 구비될 수 있다. 또한 노즐부(224)가 결합되는 결합판(212)의 형상 및 결합판(212)에 구비된 홀딩부(214)의 개수에 역시 변경될 수 있다. 본 발명은 헤드바디(210)를 복수의 판재를 적층하여 형성하므로 결합판(212)을 용이하게 교체할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 홀딩부(214)가 일체로 형성된 헤드바디(210)를 사용하는 것 또한 가능하다. According to an embodiment of the present invention, the head 200 includes four nozzle units 220. [ However, the present invention is not limited to the number of the nozzle units 220, and may be optionally provided. The shape of the coupling plate 212 to which the nozzle unit 224 is coupled and the number of the holding units 214 provided on the coupling plate 212 can also be changed. Since the head body 210 is formed by laminating a plurality of plate materials, the coupling plate 212 can be easily replaced. However, according to the present invention, it is also possible to use the head body 210 integrally formed with the holding portion 214. [

제1 케이싱(230)은 헤드바디(210)를 내부에 수용한다. The first housing 230 houses the head body 210 therein.

제1 케이싱(230)은 제1 케이싱 상부 커버(231)와 제1 케이싱 하부 커버(234)를 구비하여, 제1 케이싱 상부 커버(231)와 제1 케이싱 하부 커버(234)를 서로 조립하여 박스 형상으로 형성할 수 있다. The first casing 230 includes the first casing upper cover 231 and the first casing lower cover 234 so that the first casing upper cover 231 and the first casing lower cover 234 are assembled together, Can be formed.

제1 케이싱(230)의 상부에는 노즐부(220)의 도입부(222)에 연결되는 필라멘 원료가 공급되는 튜브 및 냉각풍 등의 냉각 수단을 헤드에 공급하는 튜브가 연결되는 홀 형태의 튜브 연결부(232)들이 형성된다. 냉각 수단은 성형챔버(310) 외부로부터 송풍되는 냉각을 위한 공기 즉, 냉각풍이 될 수 있다.The first casing 230 is provided at its upper portion with a tube to which a filament raw material is supplied connected to the inlet portion 222 of the nozzle portion 220 and a tube- (232) are formed. The cooling means may be air for cooling, that is, cooling air blown from the outside of the forming chamber 310.

제1 케이싱(230)의 측면에는 헤드이송봉(70, 80) 등이 지나는 관통공(235)등이 형성된다. A through hole 235 through which the head transfer rods 70 and 80 pass is formed on the side surface of the first casing 230.

제1 케이싱(230)에는 노즐부(220)의 냉각핀부(224)가 외부로 노출되는 개구 형태의 냉각핀부 장착부(236)가 형성된다. 냉각핀 장착부(236)은 노즐부(220)의 냉각핀부(224)의 위치에 대응하여, 제1 케이싱(230)의 네 모서리에 각각 형성된다. 냉각핀부(224)의 냉각핀들 사이의 공간을 통해 제1 케이싱(230)의 내외부가 서로 공기 소통이 가능하다. 노즐부(220)는 제1 케이싱(230)의 냉각핀부 장착부(236)를 통해 냉각핀부(224)가 외부로 노출되면서, 히팅블럭(226) 및 노즐(228)이 제1케이싱(230) 하부로 위치하게 배치된다. The first casing 230 is formed with an opening-shaped cooling fin mounting portion 236 through which the cooling fin portion 224 of the nozzle portion 220 is exposed to the outside. The cooling fin mounting portions 236 are formed at four corners of the first casing 230 corresponding to the positions of the cooling fin portions 224 of the nozzle portion 220. The inside and the outside of the first casing 230 can communicate with each other through the space between the cooling fins of the cooling fin 224. The cooling part 224 of the nozzle part 220 is exposed to the outside through the cooling fin part mounting part 236 of the first casing 230 so that the heating block 226 and the nozzle 228 are positioned below the first casing 230 As shown in FIG.

제1 케이싱(230)의 측면에는 제2케이싱(250)이 구비된다. 제2케이싱(250)의 내부는, 빈 공간으로 형성되어 냉각풍 유로가 된다. 제2케이싱(250)의 하측으로 내부에 유입된 냉각풍을 노즐(228)을 통해 배출되는 용융된 필라멘트 원료에 냉각풍이 제공되도록 냉각풍 배출부(258)가 구비된다. 냉각풍 배출부(258)는 공기를 하향 경사지게 분사되도록 배치된다. A second casing 250 is provided on a side surface of the first casing 230. The inside of the second casing (250) is formed as an empty space to be a cooling air passage. A cooling air discharge unit 258 is provided to supply cooling air to the melted filament material discharged through the nozzle 228 to the inside of the second casing 250. The cooling air discharge unit 258 is arranged to inject the air in a downward sloping manner.

제1 케이싱(230)의 측면에는 제2 케이싱(250) 내부와의 공기 소통을 가능하게 하는 공기통로(238)가 형성된다. 그리고 공기통로(238)에는 송풍팬(240)이 구비되어, 송풍팬(240)의 구동에 의해 냉각풍이 제2 케이싱(250) 내로 유입시킬 수 있다. An air passage 238 is formed in a side surface of the first casing 230 to enable air communication with the inside of the second casing 250. The air passage 238 is provided with a blowing fan 240 so that the cooling wind can flow into the second casing 250 by driving the blowing fan 240.

헤드(200) 내부 즉, 제1 케이싱(230) 내부로 냉각풍이 제공되면, 냉각풍의 일부는 노즐부(220)의 냉각핀부(224) 사이의 공간을 통해 외부로 배출되면서 노즐부(220)를 냉각시킨다. A portion of the cooling air is discharged to the outside through the space between the cooling fin portions 224 of the nozzle portion 220 and the nozzle portion 220 is discharged to the outside of the first casing 230. [ And cooled.

또한, 나머지 냉각풍은 제2 케이싱(250) 내부로 유입되어 냉각풍 배출부(258)을 통해 노즐(228)을 통해 배출되는 용융된 필라멘트 원료를 냉각한다. 이때 송풍팬(240)이 구동하여 냉각풍 배출부(258)를 통해 배출되는 냉각풍을 제어할 수 있다. 또한 송풍팬(240)의 구동에 의해 노즐(228)을 통해 배출되는 필라멘트 원료의 경화를 제어할 수 있다. 이를 통해 노즐(228)을 통해 배출되어 적층 성형되는 성형물이 형상을 안정적으로 유지하면서 성형될 수 있다. The remaining cooling air flows into the second casing 250 to cool the molten filament material discharged through the nozzle 228 through the cooling air discharge unit 258. At this time, the blowing fan 240 is driven to control the cooling wind discharged through the cooling wind discharging unit 258. Further, the curing of the filament raw material discharged through the nozzle 228 can be controlled by driving the blowing fan 240. Through which the molded product discharged through the nozzle 228 and laminated and molded can be molded while stably maintaining the shape.

이상에서 설명한 3D 프린터(1000)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The 3D printer 1000 described above is not limited to the configurations and the methods of the embodiments described above, but the embodiments may be configured by selectively combining all or a part of the embodiments so that various modifications can be made.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (8)

성형 소재가 용융되어 배출되는 헤드(200);
적어도 X 및 Y축 방향으로 상기 헤드를 이송시키는 헤드 이송 유닛(100); 및
상기 헤드(200)가 내부에 위치하여 이송되면서 3D 프린팅 대상물의 성형이 이루어지며 내부가 고온의 성형공간을 유지하는 성형챔버(310);
상기 성형챔버(310)의 외부로부터 상기 헤드(200)의 내부에 냉각풍을 공급하는 튜브를 포함하고,
상기 헤드(200)는,
헤드바디(210);
상기 헤드바디(210)에 결합되며, 필라멘트 원료가 도입되는 도입부(222), 상기 도입부(222)를 통해 도입된 필라멘트 원료가 이동하고 열 발산이 이루어지는 냉각핀부(224), 상기 냉각핀부(224)의 하부에 위치하고 필라멘트 원료에 열을 공급하여 용융이 일어나게 하는 히팅블럭(226); 및 상기 히팅블럭(226)에 의해 용융된 필라멘트 원료가 배출되는 노즐(228)을 구비한 노즐부(220);
상기 헤드바디(210)에 결합된 상기 노즐부(220)의 상기 냉각핀부(224)가 외부로 노출 가능한 개구 형태의 냉각핀부 장착부(236)가 형성되며, 상기 노즐부(220)의 상기 노즐(228)이 하부 외측으로 위치한 상태로 상기 노즐부(220)와 결합된 상기 헤드바디(210)를 내부에 수용하는 박스 형상의 제1 케이싱(230); 및
상기 제1케이싱(230)의 측면으로 구비되고, 상기 제1케이싱(230) 내부로부터 도입된 공기를 상기 노즐(228)을 통해 배출되는 필라멘트 원료를 향해 배출하는 경로가 되는 냉각풍 배출부(258)가 하단으로 구비된 제2케이싱(250)을 포함하되,
상기 제1 케이싱(230)에는 상기 성형챔버(310)의 외부로부터 상기 제1 케이싱 내부로 냉각풍을 공급하는 튜브가 연결되는 튜브 연결부(232)가 형성되고,
상기 냉각풍을 공급하는 튜브에 의해 제공된 냉각풍의 일부는 상기 헤드(200)의 상기 제1케이싱(230) 내부로부터 상기 노즐부(220)의 상기 냉각핀부(224) 사이를 통해 상기 제1케이싱(230) 외부로 배출되며, 냉각풍의 다른 일부는 상기 제1케이싱(230) 내부로부터 상기 제2케이싱(250)으로 공급되어 상기 냉각풍 배출부(258)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
A head 200 in which a molding material is melted and discharged;
A head transport unit (100) for transporting the head in at least X and Y axis directions; And
A forming chamber 310 in which the head 200 is positioned and transported to form a 3D printing object and the inside thereof maintains a high-temperature molding space;
And a tube for supplying cooling air to the inside of the head (200) from the outside of the forming chamber (310)
The head (200)
A head body 210;
A cooling fin portion 224 coupled to the head body 210 and having an inlet 222 through which the filament material is introduced, a cooling fin portion 224 through which the filament raw material introduced through the inlet portion 222 is moved and heat is dissipated, A heating block 226 located at a lower portion of the furnace and supplying heat to the filament material to cause melting; And a nozzle (220) having a nozzle (228) through which the molten filament material is discharged by the heating block (226);
A cooling fin mounting portion 236 in the form of an opening that exposes the cooling fin portion 224 of the nozzle portion 220 coupled to the head body 210 is formed and the nozzle portion 220 of the nozzle portion 220 Shaped first casing (230) for receiving the head body (210) coupled to the nozzle unit (220) in a state in which the first nozzle body (228) is located at the lower outer side; And
A cooling air discharge unit 258 provided on a side surface of the first casing 230 and serving as a path for discharging the air introduced from the inside of the first casing 230 toward the filament material discharged through the nozzle 228, And a second casing 250 having a lower end,
A tube connection part 232 is formed in the first casing 230 to connect a tube for supplying cooling air from the outside of the molding chamber 310 to the inside of the first casing,
A part of the cooling wind provided by the tube for supplying the cooling wind is supplied from the inside of the first casing 230 of the head 200 through the cooling fin portions 224 of the nozzle portion 220 to the first casing 230 and the other part of the cooling wind is supplied to the second casing (250) from the inside of the first casing (230) and discharged through the cooling wind discharging part (258).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 케이싱(230) 내부의 공기를 상기 제2 케이싱(250) 내부로 송풍하는 송풍팬(240)이 상기 제1 케이싱(230) 또는 상기 제2 케이싱(250) 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
The method according to claim 1,
A blowing fan 240 for blowing the air inside the first casing 230 into the second casing 250 is provided in the first casing 230 or the second casing 250 3D printers.
제1항에 있어서,
상기 헤드바디(210)는 모서리에 홀딩부(214)가 형성되는 결합판(212)을 포함하여 복수의 판재들이 적층 결합되어 형성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
The method according to claim 1,
Wherein the head body (210) includes a coupling plate (212) having a holding part (214) formed at an edge thereof, and a plurality of plate materials are stacked and joined together.
제1항에 있어서,
상기 성형챔버(310)는,
네 모서리에 구비되고 상하 방향으로 설치된 수직프레임(313); 및
상기 수직프레임(313)에 회전 가능하게 설치되어 상기 성형챔버(310)의 측면을 형성하며, 상기 성형챔버(310) 내부의 성형 공간을 개폐가능하게 하는 도어(312)를 포함하되,
상기 도어(312)는 양측의 상기 수직 프레임(313)에 각각 설치되는 좌우 도어로 형성되되, 상기 좌우 도어의 단부는 서로 이격됨으로써, 상기 헤드가 Z 축 방향 이송됨에 따라 상기 헤드에 연결된 전선 및 튜브가 이송하는 경로가 되는 이송틈(312a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
The method according to claim 1,
The forming chamber (310)
A vertical frame 313 provided at four corners and installed in the vertical direction; And
And a door (312) rotatably installed in the vertical frame (313) to form a side surface of the molding chamber (310) and to open and close a molding space inside the molding chamber (310)
The door 312 is formed of left and right doors provided respectively on the vertical frame 313 on both sides. The ends of the left and right doors are spaced apart from each other, so that the electric wires and tubes connected to the head as the head is transported in the Z- And a transfer gap (312a) which is a path through which the transfer roller (32) transfers.
제1항에 있어서,
내부에 상기 성형 챔버(310)를 수용가능하고, 상면 및 하면을 구비하는 메인프레임(300);
상기 메인프레임(300)의 상기 상면 및 상기 하면 사이에 고정되는 메인나사봉(400); 및
상기 성형챔버(310)의 외측으로 상기 성형챔버(310)를 둘러싸고 형성되고, 상기 메인나사봉(400)에 의해 가이드되면서 Z축 방향으로 이송가능한 이송지지판(600)을 더 포함하고,
상기 성형챔버(310)는
상기 메인프레임(300)의 상기 상면 및 상기 하면 사이에 연장되고 사각 형상으로 배치된 4개의 모서리를 구비하되, 상기 성형챔버(310)의 각 측면에는 상기 4개의 모서리에 인접하여 상하 방향으로 절개된 가이드 슬롯홀(313a)들이 형성되고,
상기 헤드 이송 유닛(100)은,
상기 제1케이싱(230) 및 상기 헤드바디(210)를 관통하여 지나고, 서로 수직하게 교차하게 연장되는 제1 및 제2 헤드이송봉(70, 80);
상기 제1 및 제2 헤드이송봉(70, 80)의 양단 각각에 설치되고, 상기 성형챔버(310) 내측에 위치하는 너트하우징들(60);
상기 너트하우징(60) 각각이 이송 가능하게 지지되고, 양단이 상기 가이드슬롯홀(313a)을 통해 상기 성형챔버(310) 외측으로 연장되고, 상기 이송지지판(600)에 의해 지지되는 제1 내지 제4 헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50); 및
상기 제1 및 제4 헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)을 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
The method according to claim 1,
A main frame 300 capable of receiving the molding chamber 310 therein and having an upper surface and a lower surface;
A main screw rod 400 fixed between the upper surface and the lower surface of the main frame 300; And
Further comprising a transfer support plate (600) formed around the molding chamber (310) outside the molding chamber (310) and capable of being transported in the Z axis direction while being guided by the main screw rod (400)
The forming chamber 310
And four corners extending between the upper surface and the lower surface of the main frame 300 and arranged in a rectangular shape, wherein each side surface of the molding chamber 310 is provided with a plurality of Guide slot holes 313a are formed,
The head transport unit 100 includes:
First and second head transport rods (70, 80) passing through the first casing (230) and the head body (210) and extending perpendicularly to each other;
Nut housings (60) installed at both ends of the first and second head transfer rods (70, 80) and positioned inside the molding chamber (310);
Each of the nut housings 60 is supported so as to be transportable and both ends extend outwardly from the molding chamber 310 through the guide slot holes 313a and are supported by the feed support plate 600, 4 head feed screw rods (20, 30, 40, 50); And
And a driving unit for driving the first and fourth head conveying screw rods (20, 30, 40, 50).
제6항에 있어서
상기 제1 내지 제4 헤드이송나사봉(20, 30, 40, 50)은, 서로 나란하게 연장되는 제1 및 제2 헤드이송나사봉(20, 30)과, 상기 제1 및 제 2헤드이송나사봉(20, 30)과 교차하게 배치되며 서로 나란하게 연장되는 제3 및 제4 헤드이송나사봉(40, 50)을 포함하고,
상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉(20, 30)은 양측 단부 각각에 풀리(23, 33)를 구비하고, 제1 및 제2 헤드이송나사봉(20, 30)의 일측 및 타측으로 위치하는 풀리들(23, 33) 사이 각각에는 이송벨트(800)가 각각 설치되어 서로 연결되되, 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉(20, 30)의 일측 단부의 풀리들(23, 33)을 연결하는 이송벨트(800)에는 상기 이송지지판(600)에 고정된 브라켓에 의해 지지되는 구동모터(91)의 회전축에 설치된 제1풀리(93)가 연결되어, 상기 구동모터(91)의 회전력에 의해 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉(20, 30)이 회전구동되며,
상기 제3 및 제4 헤드이송나사봉(40, 50)은 양측 단부 각각에 풀리(43, 53)를 구비하고, 제3 및 제4 헤드이송나사봉(40, 50)의 일측 및 타측으로 위치하는 풀리들(43, 53) 사이 각각에는 이송벨트(800)가 각각 설치되어 서로 연결되되, 상기 제3 및 제4 헤드이송나사봉(40, 50)의 일측 단부의 풀리들(43, 53)을 연결하는 이송벨트(800)에는 상기 이송지지판(600)에 고정된 브라켓에 의해 지지되는 구동모터(91)의 회전축에 설치된 제1풀리(93)가 연결되어, 상기 구동모터(91)의 회전력에 의해 상기 제3 및 제4 헤드이송나사봉(40, 50)이 회전구동되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
The method of claim 6, wherein
The first to fourth head conveying and threading rods 20, 30, 40, and 50 include first and second head conveying and threading rods 20 and 30 extending in parallel with each other, And third and fourth head transfer sheath rods (40, 50) arranged in parallel with the thread rods (20, 30) and extending parallel to each other,
The first and second head conveying and threading rods 20 and 30 are provided with pulleys 23 and 33 at both ends thereof and are positioned at one side and the other side of the first and second head conveying screw rods 20 and 30, The pulleys 23 and 33 at one end of the first and second head conveying and bending rods 20 and 30 are connected to each other by a conveyance belt 800 installed between the pulleys 23 and 33, A first pulley 93 provided on a rotary shaft of a drive motor 91 supported by a bracket fixed to the conveyance support plate 600 is connected to a conveyance belt 800 connecting the conveyance support plate 800, The first and second head conveying screw rods 20 and 30 are rotationally driven,
The third and fourth head conveying screw rods 40 and 50 are provided with pulleys 43 and 53 at both ends and are positioned at one side and the other side of the third and fourth head conveying screw rods 40 and 50, The pulleys 43 and 53 at one end of the third and fourth head conveying screw rods 40 and 50 are connected to each other by a conveyance belt 800 installed between the pulleys 43 and 53, A first pulley 93 provided on a rotary shaft of a drive motor 91 supported by a bracket fixed to the conveyance support plate 600 is connected to a conveyance belt 800 connecting the conveyance support plate 800, Wherein the third and fourth head feed screw rods (40, 50) are rotationally driven.
제7항에 있어서,
상기 구동모터(91)의 회전축에 설치된 제1풀리(93)과, 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉(20, 30)의 풀리들(23, 33) 또는 제3 및 제4 헤드이송나사봉(40, 50)의 풀리들(43, 53)을 연결하는 이송벨트(800)에는 상기 제1풀리(93)의 양측으로 이격하여 상기 제1풀리(93)를 경유한 이송벨트(800)를 상기 제1 및 제2 헤드이송나사봉(20, 30)의 풀리들(23, 33) 또는 제3 및 제4 헤드이송나사봉(40, 50)의 풀리들(43, 53)을 향해 방향 전환하는 아이들(95, 97 또는 95a. 97a)을 더 구비하되,
상기 구동모터(91)를 상기 이송지지판(600)에 지지하는 상기 브라켓(650)에는 높이 방향으로 긴 장공 형태의 결합공(655)이 형성되고, 상기 결합공(655)을 통해 상기 구동모터(91)는 높이방향으로 위치조절이 가능한 것을 특징으로 하는 3D프린터.
8. The method of claim 7,
A first pulley 93 provided on a rotating shaft of the drive motor 91 and a second pulley 93 connected to the pulleys 23 and 33 of the first and second head conveying screw rods 20 and 30, The conveyance belt 800 that is connected to the pulleys 43 and 53 of the sleeves 40 and 50 and is separated from both sides of the first pulley 93 and connected to the conveyor belt 800 via the first pulley 93, 53 toward the pulleys 23, 33 of the first and second head conveying and threading rods 20, 30 or the pulleys 43, 53 of the third and fourth head conveying and threading rods 40, Further comprising an idle switch 95, 97 or 95a. 97a,
The bracket 650 for supporting the driving motor 91 to the conveyance supporting plate 600 is provided with a long hole 655 in the longitudinal direction and the driving motor 655 91) is positionally adjustable in height direction.
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