KR102065844B1 - Apparatus for forming of 3d graphene structure using halogen heater - Google Patents

Apparatus for forming of 3d graphene structure using halogen heater Download PDF

Info

Publication number
KR102065844B1
KR102065844B1 KR1020180067798A KR20180067798A KR102065844B1 KR 102065844 B1 KR102065844 B1 KR 102065844B1 KR 1020180067798 A KR1020180067798 A KR 1020180067798A KR 20180067798 A KR20180067798 A KR 20180067798A KR 102065844 B1 KR102065844 B1 KR 102065844B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
graphene structure
substrate
thin film
dimensional graphene
Prior art date
Application number
KR1020180067798A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190141060A (en
Inventor
안호선
임선택
김지훈
심규현
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020180067798A priority Critical patent/KR102065844B1/en
Publication of KR20190141060A publication Critical patent/KR20190141060A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102065844B1 publication Critical patent/KR102065844B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00702—Processes involving means for analysing and characterising the products

Abstract

본 발명은 3차원 그래핀 구조체 형성장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치는, 방열유리 위에 금속박막이 위치하는 기판부와, 상기 기판부의 상부에 위치하여 상기 기판부로 그래핀 용액을 분사하는 분사부와, 상기 기판부의 하부에 위치하여 할로겐 히터를 이용하여 상기 기판부를 기 설정된 범위의 온도로 가열하는 가열부와, 상기 기판부를 상기 분사부와 상기 가열부 사이에서 이송하는 이동부와, 상기 가열부를 이용하여 상기 금속박막을 기 설정된 범위의 온도로 가열한 상태에서, 상기 금속박막의 상부로 상기 그래핀 용액을 분사시켜 3차원 그래핀 구조체를 형성하도록 하는 제어부를 포함한다.
이에 따라, 할로겐 히터를 이용하여 가열된 기판부에 그래핀 용액을 분사시킴으로써 과열증발에 따른 자가조립 폼 형성하여 3차원 그래핀 구조체를 형성할 수 있다.The present invention relates to a three-dimensional graphene structure forming apparatus, a three-dimensional graphene structure forming apparatus according to an embodiment of the present invention, the substrate portion on which the metal thin film is located on the heat dissipation glass, and is located above the substrate portion An injection unit for injecting a graphene solution to a substrate unit, a heating unit positioned below the substrate unit to heat the substrate unit to a temperature within a preset range using a halogen heater, and the substrate unit between the injection unit and the heating unit. A control unit for forming a three-dimensional graphene structure by spraying the graphene solution to the upper portion of the metal thin film in the state of heating the metal thin film using a heating unit and the heating unit to a predetermined range of temperature in the state It includes.
Accordingly, the graphene solution may be sprayed onto the heated substrate using a halogen heater to form a self-assembled foam according to overheating evaporation to form a three-dimensional graphene structure.

Description

할로겐 히터를 이용한 3차원 그래핀 구조체 형성장치{APPARATUS FOR FORMING OF 3Ｄ GRAPHENE STRUCTURE USING HALOGEN HEATER}3D graphene structure forming apparatus using halogen heater {APPARATUS FOR FORMING OF 3D GRAPHENE STRUCTURE USING HALOGEN HEATER}

본 발명은 3차원 그래핀 구조체 형성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 할로겐 히터를 이용하여 금속박막 상에 그래핀 용액을 분사하여 3차원 그래핀 구조체를 생성하는 기술이 개시된다.The present invention relates to a three-dimensional graphene structure forming apparatus, and more particularly, a technique for generating a three-dimensional graphene structure by injecting a graphene solution on a metal thin film using a halogen heater.

탄소의 동소체인 그래핀(Graphene)은 원자 수준의 두께를 지닌 2D 구조의 시트형 물질로서 전기적, 열적, 기계적 및 광학적 특성이 탁월하여 에너지 저장 소자, 배터리, 전계효과 트랜지스터(Field-effect transistor), 광전자 소자(Organic optoelectronic device) 및 화학센서를 비롯한 광범위한 분야에 적용될 수 있는 첨단 탄소소재로 부각되고 있다. 또한, 최근에는 그래핀, 그래핀/전도성 고분자, 그래핀/금속산화물, 그래핀/탄소나노튜브, 그래핀/금속 나노입자 등의 복합소재들이 다양한 전극 재료로서 슈퍼커패시터, 터치 스크린, 투명전극 등의 특성 개선을 목적으로 활용되고 있다.Graphene, an allotrope of carbon, is an atomic-level 2D sheet-like material with excellent electrical, thermal, mechanical, and optical properties, resulting in energy storage devices, batteries, field-effect transistors, and optoelectronics. It is emerging as an advanced carbon material that can be applied to a wide range of fields including organic optoelectronic devices and chemical sensors. In addition, recently, composite materials such as graphene, graphene / conductive polymer, graphene / metal oxide, graphene / carbon nanotube, and graphene / metal nanoparticles are various electrode materials as supercapacitors, touch screens, transparent electrodes, etc. It is used for the purpose of improving the characteristics.

이러한 다양하고도 잠재적인 적용을 위해, 많은 경우 산업적 규모로 생산될 수 있는 수용성의 고유(Pristine) 그래핀이 요구되고 있다. 안정한 그래핀 분산액이 일단 구비되면, 딥-코팅, 드롭-코팅, 스핀-코팅, 스프레이-코팅, 진공 여과, Langmuir-Blodgett, Layer-by-Layer(LbL) 및 전기영동 전착 기술과 같은 다양한 용액-공정 기술을 이용하여 나노미터에서 수십 마이크로미터에 이르는 두께의 균일한 그래핀 박막을 매우 간단하게 제작할 수 있다.For these diverse and potential applications, water-soluble pristine graphene is required, which in many cases can be produced on an industrial scale. Once a stable graphene dispersion is in place, various solutions such as dip-coating, drop-coating, spin-coating, spray-coating, vacuum filtration, Langmuir-Blodgett, Layer-by-Layer (LbL) and electrophoretic electrodeposition techniques- Process technology makes it very simple to produce uniform graphene films with thicknesses ranging from nanometers to tens of micrometers.

가장 통상적인 액상 박리 기술로 알려진 하머스법(Hummers method)은 그래파이트를 산화시킨 후 수중에서 박리하여 단일층 그래핀 산화물(Graphene Oxide; GO)을 제조하는 기술로서, 이는 그래파이트를 강한 산화제를 포함하는 수용액과 접촉하는 과정에서 그래핀층들이 산화되고 산화층들 사이에 존재하는 반발력으로 인해 층이 분리되면서 그래핀이 형성되는 메커니즘을 이용한다. 이때, 수용성 그래핀 산화물(GO)은 에폭사이드기, 하이드록실기, 카르복실기 및 기타 산소 부분(카보닐, 페놀, 락톤, 퀴논 등)에 의해 기능화된다. 한편, 그래핀 산화물은 전기적으로 절연인바, 이에 화학적 또는 열적 처리를 가하여 전도성으로 전환시킨 환원된 산화그래핀(Reduced Graphene Oxide; RGO)이 전기·전자 소재로 많이 활용되고 있다.The Hummers method, known as the most common liquid stripping technique, is a technique of oxidizing graphite and then peeling it in water to produce a single layer graphene oxide (GO), which contains graphite as a strong oxidizing agent. In contact with the aqueous solution, the graphene layers are oxidized and the graphene is formed by separating the layers due to the repulsive force present between the oxide layers. At this time, the water-soluble graphene oxide (GO) is functionalized by epoxide groups, hydroxyl groups, carboxyl groups and other oxygen moieties (carbonyl, phenol, lactone, quinone, etc.). Meanwhile, since graphene oxide is electrically insulated, reduced graphene oxide (RGO), which has been converted to conductivity by applying chemical or thermal treatment thereto, is widely used as an electric and electronic material.

종래의 기술 중 대한민국 등록특허공보 제10-1350385호(2014년 01월 13일 공고)는 나노 스케일의 그래핀 레이어의 형성이 가능하게 하는 그래핀 레이어 형성장치에 관한 것으로, 지지대 및 마이크로 피펫을 포함하되, 지지대는 패턴이 형성된 고배향성 열분해 흑연을 지지하고, 상기 마이크로 피펫은 상기 지지대에 의해 지지된, 패턴이 형성된 고배향성 열분해 흑연과 접촉하여 부착된 후, 상기 지지대와의 상대적 운동에 의해서, 흑연 세그먼트를 분리하고, 분리된 상기 흑연 세그먼트를 기판에 부착하는 것을 기술적 특징으로 한다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-1350385 (January 13, 2014) of the prior art relates to a graphene layer forming apparatus that enables the formation of a nano-scale graphene layer, including a support and a micro pipette Wherein, the support supports the patterned high-oriented pyrolytic graphite, and the micro pipette is attached in contact with the patterned high-oriented pyrolytic graphite supported by the support, and then by the relative movement with the support, the graphite It is technically characterized by separating the segments and attaching the separated graphite segments to a substrate.

그러나, 상기 종래의 기술은 자가조립 폼 형성의 3차원 그래핀 구조체를 형성하여 비표면적을 극대화할 수 없다는 한계가 있다.However, the conventional technique has a limitation in that it is impossible to maximize the specific surface area by forming a three-dimensional graphene structure of self-assembled foam.

본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 할로겐 히터를 이용하여 가열된 기판부에 그래핀 용액을 분사시킴으로써 과열증발에 따른 자가조립 폼 형성하여 3차원 그래핀 구조체를 형성하는 3차원 그래핀 구조체 형성장치를 제공하기 위함이다.The technical problem to be solved by the present invention is a three-dimensional graphene structure forming apparatus for forming a three-dimensional graphene structure by forming a self-assembled foam form by overheating evaporation by spraying the graphene solution to the heated substrate using a halogen heater To provide.

또한, 분사부와 가열부 사이의 기판부의 위치를 가변시켜 3차원 그래핀 구조체의 형성조건을 변경할 수 있는 3차원 그래핀 구조체 형성장치를 제공하기 위함이다.In addition, to provide a three-dimensional graphene structure forming apparatus that can change the formation conditions of the three-dimensional graphene structure by varying the position of the substrate portion between the injection portion and the heating portion.

또한, 3차원 그래핀 구조체의 비전영상을 분석하여 불량 여부를 판단할 수 있는 3차원 그래핀 구조체 형성장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a 3D graphene structure forming apparatus capable of determining a defect by analyzing a vision image of a 3D graphene structure.

또한, 3차원 그래핀 구조체의 조명 투과도를 분석하여 불량 여부를 판단할 수 있는 3차원 그래핀 구조체 형성장치를 제공하기 위함이다.In addition, it is to provide a three-dimensional graphene structure forming apparatus that can determine the defect by analyzing the light transmittance of the three-dimensional graphene structure.

본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치는, 방열유리 위에 금속박막이 위치하는 기판부와, 상기 기판부의 상부에 위치하여 상기 기판부로 그래핀 용액을 분사하는 분사부와, 상기 기판부의 하부에 위치하여 할로겐 히터를 이용하여 상기 기판부를 기 설정된 범위의 온도로 가열하는 가열부와, 상기 기판부를 상기 분사부와 상기 가열부 사이에서 이송하는 이동부와, 상기 가열부를 이용하여 상기 금속박막을 기 설정된 범위의 온도로 가열한 상태에서, 상기 금속박막의 상부로 상기 그래핀 용액을 분사시켜 3차원 그래핀 구조체를 형성하도록 하는 제어부를 포함한다.3D graphene structure forming apparatus according to an embodiment of the present invention, the substrate portion on which the metal thin film is located on the heat dissipation glass, an injection unit for injecting a graphene solution to the substrate portion located on the substrate portion, the substrate Located in the lower portion of the heating unit using a halogen heater to heat the substrate to a predetermined range of temperature, a moving unit for transferring the substrate between the injection unit and the heating unit, and the metal using the heating unit And a control unit for spraying the graphene solution onto the metal thin film to form a three-dimensional graphene structure in a state where the thin film is heated to a temperature within a preset range.

또한, 적외선 카메라를 이용하여 상기 금속박막의 온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도감지부를 통해 감지된 온도에 따라 상기 기판부와 상기 가열부 간의 거리를 가변시키거나, 상기 가열부의 출력을 조절하여 상기 금속박막의 온도를 조절할 수 있다.The apparatus may further include a temperature sensing unit configured to sense the temperature of the metal thin film using an infrared camera, and the controller may vary the distance between the substrate unit and the heating unit according to the temperature detected by the temperature sensing unit, The temperature of the metal thin film may be controlled by adjusting the output of the heating unit.

또한, 상기 기판부의 상부에서 상기 금속박막 위에 형성되는 상기 3차원 그래핀 구조체에 대해 조명을 조사하는 조명부와, 비전 카메라를 이용하여 상기 3차원 그래핀 구조체의 비전영상을 획득하는 영상획득부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 3차원 그래핀 구조체의 비전영상 속 기공의 크기, 밀도를 분석하여 상기 기판부와 상기 가열부 간의 거리를 가변시키거나, 상기 가열부의 출력을 조절하여 상기 금속박막의 온도를 조절할 수 있다.The apparatus may further include an illumination unit for illuminating the 3D graphene structure formed on the metal thin film on the substrate, and an image acquisition unit for obtaining a vision image of the 3D graphene structure using a vision camera. The controller may analyze the size and density of pores in the vision image of the 3D graphene structure to vary the distance between the substrate and the heating unit, or adjust the output of the heating unit to adjust the temperature of the metal thin film. I can regulate it.

또한, 상기 기판부의 일측에 형성되어 팬을 구동시켜 상기 3차원 그래핀 구조체를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 냉각부를 제어하여 상기 3차원 그래핀 구조체의 기공의 크기를 가변시킬 수 있다.The apparatus may further include a cooling unit formed at one side of the substrate to drive a fan to cool the 3D graphene structure, and the controller may control the cooling unit to vary the size of pores of the 3D graphene structure. have.

또한, 상기 기판부로 레이저를 조사하여 상기 분사부와의 거리를 감지하는 거리감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 거리감지부로부터 획득한 거리정보에 따라 상기 3차원 그래핀 구조체의 두께정보를 분석하여 상기 분사부를 가변제어할 수 있다.The apparatus may further include a distance detector configured to detect a distance from the sprayer by irradiating a laser beam to the substrate, and the controller may analyze thickness information of the 3D graphene structure according to distance information obtained from the distance detector. The injection unit may be variably controlled.

또한, 상기 제어부는 상기 조명부의 조명이 상기 3차원 그래핀 구조체를 투과하는 투광도를 획득하여 불량 여부를 판단할 수 있다.In addition, the controller may determine whether the lighting is defective by obtaining the light transmittance through which the illumination of the illumination unit passes through the 3D graphene structure.

또한, 상기 분사부의 소음을 감지하는 소음감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 소음감지부로부터 상기 분사부의 소음정보를 획득하여 불량 여부를 판단할 수 있다.The apparatus may further include a noise detector configured to detect noise of the sprayer, and the controller may determine whether the sound is defective by acquiring noise information of the sprayer from the noise detector.

이에 따라, 할로겐 히터를 이용하여 가열된 기판부에 그래핀 용액을 분사시킴으로써 과열증발에 따른 자가조립 폼 형성하여 3차원 그래핀 구조체를 형성할 수 있다.Accordingly, the graphene solution may be sprayed onto the heated substrate using a halogen heater to form a self-assembled foam according to overheating evaporation to form a three-dimensional graphene structure.

또한, 분사부와 가열부 사이의 기판부의 위치를 가변시켜 3차원 그래핀 구조체의 형성조건을 변경할 수 있다.In addition, by changing the position of the substrate portion between the injection portion and the heating portion can change the formation conditions of the three-dimensional graphene structure.

또한, 3차원 그래핀 구조체의 비전영상을 분석하여 불량 여부를 판단할 수 있다.In addition, by analyzing the vision image of the three-dimensional graphene structure it can be determined whether the defect.

또한, 3차원 그래핀 구조체의 조명 투과도를 분석하여 불량 여부를 판단할 수 있다.In addition, by analyzing the light transmittance of the three-dimensional graphene structure can determine whether there is a defect.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치 중 이동부를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 도 1에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치 중 조명부를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram of a three-dimensional graphene structure forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view for explaining a moving unit of the apparatus for forming a 3D graphene structure according to FIG. 1.
3 is an exemplary view for explaining an illumination unit of the 3D graphene structure forming apparatus according to FIG. 1.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used are terms selected in consideration of functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the intention or precedent of the user or operator. Therefore, the meaning of the terms used in the embodiments to be described later, according to the definition if specifically defined herein, and if there is no specific definition should be interpreted to mean generally recognized by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a three-dimensional graphene structure forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100)는 기판부(110), 분사부(120), 가열부(130), 이동부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the 3D graphene structure forming apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a substrate unit 110, an injection unit 120, a heating unit 130, a moving unit 140, and a controller ( 150).

기판부(110)는 3차원 그래핀 구조체가 형성되는 판 형상의 부재이다. 기판부(110)는 평면구조의 스테이지(111)에 방열유리(112)가 고정되고, 방열유리(112)의 상부에 금속박막(113)이 위치한다. 여기서 금속박막(113)은 분사부(120)를 통해 그래핀 용액이 표면에 코팅되어 3차원 그래핀 구조체가 형성되는 부재이다. 이 경우, 금속박막(113)의 크기는 사용자 설정에 의해 달라질 수 있다. 방열유리(112)는 가열부(130)로부터 금속박막(113)에 전달되는 열을 저감시키는 역할을 한다. 방열유리(112)는 내열성 소재로 형성되며, 기판부(110)의 표면적보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 금속박막(113)이 가열부(130)에 의해 열화되는 것을 방지할 수 있다.The substrate unit 110 is a plate-shaped member in which a three-dimensional graphene structure is formed. The heat dissipation glass 112 is fixed to the stage 111 of the planar structure 110, and the metal thin film 113 is positioned on the heat dissipation glass 112. Here, the metal thin film 113 is a member in which a graphene solution is coated on a surface of the injection unit 120 to form a 3D graphene structure. In this case, the size of the metal thin film 113 may vary by user setting. The heat dissipation glass 112 serves to reduce heat transferred from the heating unit 130 to the metal thin film 113. The heat dissipation glass 112 is formed of a heat resistant material, and is preferably formed larger than the surface area of the substrate unit 110. Accordingly, the metal thin film 113 can be prevented from being deteriorated by the heating unit 130.

분사부(120)는 기판부(110)의 상부에 위치하여 기판부(110)로 그래핀 용액을 분사한다. 분사부(120)는 유압에 의해 기 설정된 분사압으로 그래핀 용역을 분사할 수 있다. 분사부(120)와 기판부(110)의 거리는 분사범위에 따라 가변될 수 있다. 분사부(120)는 적어도 하나 이상의 노즐을 통해 그래핀 용액을 분사하며, 노즐의 각도는 사용자의 설정에 의해 달라질 수 있다. 분사부(120)는 브라켓에 의해 고정되는 고정형이거나, 기 설정된 좌표로 이동할 수 있는 이동형일 수 있다. 예를 들어, 분사부(120)는 기 설정된 x축, y축, z축으로 이동할 수 있다. The injection unit 120 is positioned above the substrate unit 110 to inject a graphene solution to the substrate unit 110. The injection unit 120 may inject graphene service at a predetermined injection pressure by hydraulic pressure. The distance between the injection unit 120 and the substrate unit 110 may vary depending on the injection range. The injection unit 120 injects the graphene solution through at least one nozzle, and the angle of the nozzle may vary according to a user's setting. The injection unit 120 may be a fixed type fixed by a bracket or a movable type that can move to a predetermined coordinate. For example, the injection unit 120 may move in a predetermined x-axis, y-axis, and z-axis.

가열부(130)는 기판부(110)의 하부에 위치하여 할로겐 히터를 이용하여 기판부(110)를 기 설정된 범위의 온도로 가열한다. 가열부(130)는 기판부(110)의 금속박막(113)을 가열하여 분사부(120)로부터 분사된 그래핀 용액이 증발되어 3차원 그래핀 구조체를 형성하도록 한다. 가열부(130)의 가열온도, 가열세기, 가열시간 등의 가열조건은 사용자의 설정에 의해 달라질 수 있다. 가열부(130)와 기판부(110) 간의 거리는 사용자의 설정에 의해 달라질 수 있다. 가열부(130)는 할로겐 히터를 다른 발열수단으로 대체하여 사용하는 것도 가능하다.The heating unit 130 is positioned below the substrate unit 110 to heat the substrate unit 110 to a temperature in a preset range using a halogen heater. The heating unit 130 heats the metal thin film 113 of the substrate unit 110 so that the graphene solution injected from the injection unit 120 is evaporated to form a three-dimensional graphene structure. Heating conditions, such as heating temperature, heating intensity, heating time of the heating unit 130 may be changed by the user's setting. The distance between the heating unit 130 and the substrate unit 110 may vary according to the user's setting. The heating unit 130 may be used by replacing the halogen heater with other heat generating means.

이동부(140)는 기판부(110)를 분사부(120)와 가열부(130) 사이에서 이송한다. 이동부(140)는 기판부(110)의 높이를 승강 또는 하강시킬 수 있다. 이동부(140)는 액추에이터와 같은 유압수단이나 전동모터와 기어를 이용하여 기판의 높이, 기울기 등을 가변시킬 수 있다. 이동부(140)는 기판부(110)의 기울기를 감지하여 수평을 조절하는 것도 가능하다. 예를 들어, 사각평면의 기판부(110)는 4개의 액추에이터나 4개의 전동모터를 이용하여 기판부(110)의 높이나 기울기를 변경할 수 있다.The moving unit 140 transfers the substrate unit 110 between the injection unit 120 and the heating unit 130. The moving unit 140 may raise or lower the height of the substrate unit 110. The moving unit 140 may vary the height, inclination, and the like of the substrate by using hydraulic means such as an actuator, an electric motor, and a gear. The moving unit 140 may also adjust the horizontal level by detecting the inclination of the substrate unit 110. For example, the quadrilateral substrate unit 110 may change the height or inclination of the substrate unit 110 using four actuators or four electric motors.

도 2는 도 1에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100) 중 이동부(140)를 설명하기 위한 예시도이다. 도 2를 참조하면, 이동부(140)는 기판부(110)를 수직방향으로 높이를 조절하거나 기울기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 이동부(140)는 액추에이터로 구현되어 기판부(110)와 연결되어 기판을 승강 또는 하강시킬 수 있다. (a)와 같이 기판부(110)가 일측으로 기울어진 경우 (b)와 같이 이동부(140)가 승하강하면서 기판부(110)의 수평을 정렬할 수 있다. 또한, 기판부(110) 상에 형성된 3차원 그래핀 구조체가 일측으로 치우쳐진 경우 (a)와 같이 기판부(110)를 기울어지도록 하여 상대적으로 밀도가 낮은 영역에 3차원 그래핀 구조체가 형성되도록 하는 것도 가능하다.2 is an exemplary view for explaining the moving unit 140 of the 3D graphene structure forming apparatus 100 according to FIG. 2, the moving unit 140 may adjust the height or tilt of the substrate 110 in the vertical direction. For example, the moving unit 140 may be implemented as an actuator to be connected to the substrate unit 110 to raise or lower the substrate. When the substrate unit 110 is inclined to one side as shown in (a), as shown in (b), the moving unit 140 may move up and down to align the horizontality of the substrate unit 110. In addition, when the three-dimensional graphene structure formed on the substrate portion 110 is biased to one side, the three-dimensional graphene structure is formed in a region having a relatively low density by tilting the substrate portion 110 as shown in (a). It is also possible.

다시 도 1을 참조하면, 제어부(150)는 가열부(130)를 이용하여 금속박막(113)을 기 설정된 범위의 온도로 가열한 상태에서, 금속박막(113)의 상부로 그래핀 용액을 분사시켜 3차원 그래핀 구조체를 형성하도록 한다. 예를 들어, 제어부(150)는 분사부(120)의 분사속도, 분사압, 분사각도, 분사량 중 적어도 어느 하나 이상을 제어할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the controller 150 sprays the graphene solution onto the metal thin film 113 while heating the metal thin film 113 to a predetermined range using the heating unit 130. To form a three-dimensional graphene structure. For example, the controller 150 may control at least one or more of an injection speed, an injection pressure, an injection angle, and an injection amount of the injection unit 120.

또한, 제어부(150)는 가열부(130)의 가열온도, 가열시간, 가열세기 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 이동부(140)를 통해 기판부(110)의 높이, 기울기가 가변되도록 제어할 수 있다. 제어부(150)는 기판부(110)의 온도를 조절하기 위해 기판부(110)의 높이를 조절하 것도 가능하다. 또한, 제어부(150)는 기판부(110)의 높이를 조절하여 분사부(120)의 분사범위를 조절하는 것도 가능하다. 제어부(150)는 기 설정된 3차원 그래핀 구조체가 형성되면 가열부(130), 분사부(120)의 동작을 중단시키도록 하는 것도 가능하다.In addition, the controller 150 may control a heating temperature, a heating time, a heating intensity, and the like of the heating unit 130. In addition, the controller 150 may control the height and inclination of the substrate 110 to be changed through the moving unit 140. The controller 150 may adjust the height of the substrate 110 to adjust the temperature of the substrate 110. In addition, the controller 150 may adjust the spraying range of the sprayer 120 by adjusting the height of the substrate 110. The controller 150 may stop the operation of the heating unit 130 and the spraying unit 120 when a predetermined 3D graphene structure is formed.

한편, 본 발명의 실시에에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100)는 온도감지부(160)를 더 포함할 수 있다. 온도감지부(160)는 적외선 카메라를 이용하여 금속박막(113)의 온도를 감지한다. 적외선 카메라는 비접촉 방식으로 금속박막(113)의 온도를 감지할 수 있다. 이 경우, 제어부(150)는 온도감지부(160)를 통해 감지된 온도에 따라 기판부(110)와 가열부(130) 간의 거리를 가변시킬 수 있다. 또한, 제어부(150)는 가열부(130)의 출력을 조절하여 금속박막(113)의 온도를 조절할 수 있다. 이 경우, 온도감지부(160)는 기판부(110), 분사부(120), 가열부(130)의 온도를 각각 감지하는 것도 가능하다.Meanwhile, the 3D graphene structure forming apparatus 100 according to the embodiment of the present invention may further include a temperature sensing unit 160. The temperature detector 160 senses the temperature of the metal thin film 113 using an infrared camera. The infrared camera may detect the temperature of the metal thin film 113 in a non-contact manner. In this case, the controller 150 may vary the distance between the substrate unit 110 and the heating unit 130 according to the temperature detected by the temperature sensing unit 160. In addition, the controller 150 may adjust the temperature of the metal thin film 113 by adjusting the output of the heating unit 130. In this case, the temperature sensing unit 160 may sense the temperature of the substrate unit 110, the injection unit 120, and the heating unit 130, respectively.

또한, 온도감지부(160)는 적외선카메라를 통해 금속박막(113)의 제1 온도정보를 획득하고, 접촉센서를 통해 금속박막(113)의 제2 온도정보를 획득하는 것도 가능하다. 이 경우, 제어부(150)는 제1 온도정보와 제2 온도정보를 비교하여 기 설정된 오차 범위 이내인 경우 제1 온도정보를 최종온도정보로 설정하고, 오차 범위를 초과한 경우 제2 온도정보를 최종온도정보로 설정할 수 있다. 이에 따라, 복수의 온도감지수단을 이용하여 보다 정확한 온도감지가 가능하다.In addition, the temperature sensing unit 160 may obtain first temperature information of the metal thin film 113 through an infrared camera and obtain second temperature information of the metal thin film 113 through a contact sensor. In this case, the controller 150 compares the first temperature information with the second temperature information, sets the first temperature information as the final temperature information when it is within a preset error range, and sets the second temperature information when the error temperature is exceeded. Can be set as the final temperature information. Accordingly, more accurate temperature sensing is possible by using the plurality of temperature sensing means.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100)는 조명부(170) 및 영상획득부(180)를 더 포함할 수 있다. 조명부(170)는 기판부(110)의 상부에서 금속박막(113) 위에 형성되는 3차원 그래핀 구조체에 대해 조명을 조사한다. 이 경우, 조명부(170)는 엘이디와 같은 조명수단을 이용하여 기 설정된 파장의 조명을 출력할 수 있다. 조명부(170)는 3차원 그래핀 구조체의 평면 또는 측면으로 조명을 출력할 수 있다. 조명부(170)의 색상 및 세기는 사용자의 설정에 의해 달라질 수 있다.On the other hand, the three-dimensional graphene structure forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include an illumination unit 170 and the image acquisition unit 180. The lighting unit 170 illuminates the three-dimensional graphene structure formed on the metal thin film 113 on the substrate unit 110. In this case, the lighting unit 170 may output lighting of a predetermined wavelength by using lighting means such as an LED. The lighting unit 170 may output the light to the plane or the side of the three-dimensional graphene structure. The color and intensity of the lighting unit 170 may vary according to the user's setting.

도 3은 도 1에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치 중 조명부(170)를 설명하기 위한 예시도이다. 도 3을 참조하면, 조명부(170)는 발광부(171)와 수광부(172)를 포함하여 구현할 수 있다. 발광부(171)는 3차원 그래핀 구조체로 조명을 조사하고, 수광부(172)는 3차원 그래핀 구조체를 투과한 조명을 수광한다. 이 경우, 제어부(150)는 3차원 그래핀 구조체에 형성된 기공의 크기, 밀도 등을 파악한다. 제어부(150)는 3차원 그래핀 구조체를 투과한 조명의 투과도를 기 설정치와 비교하여 불량 여부를 판단할 수 있다.3 is an exemplary view for explaining the lighting unit 170 of the three-dimensional graphene structure forming apparatus according to FIG. Referring to FIG. 3, the lighting unit 170 may include the light emitting unit 171 and the light receiving unit 172. The light emitter 171 illuminates the light with the 3D graphene structure, and the light receiver 172 receives the light transmitted through the 3D graphene structure. In this case, the controller 150 determines the size, density, and the like of the pores formed in the 3D graphene structure. The controller 150 may determine whether there is a defect by comparing the transmittance of the light transmitted through the 3D graphene structure with a preset value.

다시 도 1을 참조하면, 영상획득부(180)는 비전 카메라를 이용하여 3차원 그래핀 구조체의 비전영상을 획득한다. 영상획득부(180)는 3차원 그래핀 구조체의 평면에 대한 비전영상을 기 설정된 시간주기로 획득한다. 영상획득부(180)는 비전영상을 이진처리하여 3차원 그래핀 구조체 내의 기공의 크기를 확인할 수 있다. 영상획득부(180)는 금속박막(113) 상의 3차원 그래핀 구조체를 구역별로 분할하여 비전영상을 획득하는 것도 가능하다. 이 경우, 제어부(150)는 3차원 그래핀 구조체의 비전영상을 이용하여 불량 여부를 판단할 수 있다. 제어부(150)는 비전영상에서 3차원 그래핀 구조체의 기공의 밀도, 크기를 기초로 불량 여부를 판단할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the image acquisition unit 180 acquires a vision image of a 3D graphene structure using a vision camera. The image acquisition unit 180 acquires a vision image of the plane of the 3D graphene structure at a predetermined time period. The image acquisition unit 180 may check the size of pores in the 3D graphene structure by binary processing the vision image. The image acquisition unit 180 may obtain a vision image by dividing the 3D graphene structure on the metal thin film 113 by zones. In this case, the controller 150 may determine whether the defect is defective by using the vision image of the 3D graphene structure. The controller 150 may determine whether the defect is defective based on the density and size of pores of the 3D graphene structure in the vision image.

한편, 조명부(170)와 영상획득부(180)가 함께 구현되는 경우 제어부(150)는 조명부(170)를 통해 획득한 투과도를 이용하여 제1 불량정보를 획득하고, 영상획득부(180)를 통해 획득한 비전영상을 이용하여 제2 불량정보를 획득하여 최종불량정보를 결정할 수 있다. 에를 들어, 제1 불량정보와 제2 불량정보가 기 설정된 오차범위 내인 경우 최종불량정보를 결정하게 된다. 기 설정된 오차범위 외인 경우 다시 제1 불량정보와 제2 불량정보를 획득하여 비교할 수 있다. 제어부(150)는 3차원 그래핀 구조체의 비전영상 속 기공의 크기, 밀도를 분석하여 기판부(110)와 가열부(130) 간의 거리를 가변시키거나, 가열부(130)의 출력을 조절하여 상기 금속박막(113)의 온도를 조절할 수 있다.On the other hand, when the lighting unit 170 and the image acquisition unit 180 are implemented together, the controller 150 obtains the first defect information by using the transmittance obtained through the lighting unit 170, and the image acquisition unit 180 The final defective information may be determined by acquiring the second defective information by using the acquired vision image. For example, when the first defect information and the second defect information are within a preset error range, the final defect information is determined. If it is outside the preset error range, the first failure information and the second failure information may be acquired and compared again. The controller 150 analyzes the size and density of the pores in the vision image of the 3D graphene structure to vary the distance between the substrate 110 and the heating unit 130 or to adjust the output of the heating unit 130. The temperature of the metal thin film 113 can be adjusted.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100)는 냉각부(190)를 더 포함할 수 있다. 냉각부(190)는 기판부(110)의 일측에 형성되어 팬을 구동시켜 3차원 그래핀 구조체를 냉각시킨다. 냉각부(190)는 3차원 그래핀 구조체의 열 증발을 촉진시키기 위해 구동된다. 냉각부(190)는 3차원 그래핀 구조체의 기공의 크기에 따라 냉각온도, 냉각속도 등에 대한 설정을 가변시킬 수 있다. 냉각부(190)는 기판부(110)의 상부에 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.On the other hand, the three-dimensional graphene structure forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a cooling unit 190. The cooling unit 190 is formed at one side of the substrate unit 110 to drive a fan to cool the 3D graphene structure. The cooling unit 190 is driven to promote thermal evaporation of the three-dimensional graphene structure. The cooling unit 190 may vary a setting for a cooling temperature, a cooling speed, and the like according to the size of pores of the 3D graphene structure. The cooling unit 190 may be formed above the substrate unit 110, but is not limited thereto.

이 경우, 제어부(150)는 냉각부(190)를 제어하여 3차원 그래핀 구조체의 기공의 크기를 조절한다. 제어부(150)는 냉각부(190)가 3차원 그래핀 구조체 뿐만 아니라 금속박막(113)을 냉각시켜 온도를 조절하도록 하는 것도 가능하다. 이는 기판부(110)의 위치를 조절하여 분사부(120) 또는 가열부(130)와의 거리를 조절하여 온도를 조절하거나, 가열부(130)의 출력을 조절하여 온도를 조절하는 것 외에 냉각부(190)를 통해 기판부(110)의 온도를 조절하는 것도 가능하도록 하기 위함이다. 이 경우, 3차원 그래핀 구조체의 기공의 크기를 다르게 설정하기 위해 부분 별 냉각이 가능하도록 할 수 있다.In this case, the controller 150 controls the cooling unit 190 to adjust the size of the pores of the three-dimensional graphene structure. The controller 150 may allow the cooling unit 190 to control the temperature by cooling not only the three-dimensional graphene structure but also the metal thin film 113. It controls the temperature by adjusting the position of the substrate unit 110 by adjusting the distance from the injection unit 120 or the heating unit 130, or by adjusting the output of the heating unit 130 in addition to controlling the temperature This is to make it possible to control the temperature of the substrate unit 110 through the 190. In this case, in order to set the pore size of the three-dimensional graphene structure differently, it may be possible to enable cooling by part.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100)는 거리감지부(200)를 더 포함할 수 있다. 거리감지부(200)는 기판부(110)로 레이저를 조사하여 분사부(120)와의 거리를 감지한다. 거리감지부(200)는 이동부(140)를 통해 기판부(110)가 이동시 거리를 감지하여 이동범위를 설정하기 위함이다. 거리감지부(200)는 기판부(110)로 레이저 뿐만 아니라 초음파를 조사하여 거리를 감지하는 것도 가능하다. 또한, 거리감지부(200)는 3차원 그래핀 구조체에 레이저나 초음파를 조사하여 기판과의 거리 차이를 기준으로 두께정보를 획득하는 것도 가능하다. 이는 3차원 그래핀 구조체가 설정된 두께로 형성되었는지를 판단하기 위함이다.On the other hand, the three-dimensional graphene structure forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a distance sensing unit 200. The distance detecting unit 200 detects a distance from the injection unit 120 by irradiating a laser onto the substrate unit 110. The distance detecting unit 200 is for setting a moving range by detecting a distance when the substrate unit 110 moves through the moving unit 140. The distance detecting unit 200 may detect the distance by irradiating not only a laser but also an ultrasonic wave to the substrate unit 110. In addition, the distance detecting unit 200 may obtain thickness information based on a distance difference from the substrate by irradiating a laser or ultrasonic waves to the 3D graphene structure. This is to determine whether the three-dimensional graphene structure is formed to a set thickness.

이 경우, 제어부(150)는 거리감지부(200)로부터 획득한 거리정보에 따라 3차원 그래핀 구조체의 두께정보를 분석하여 분사부(120)를 가변제어한다. 예를 들어, 제어부(150)는 3차원 그래핀 구조체의 두께나 분포밀도 등이 기 설정치 미만이 경우 분사부(120)의 출력을 조절하도록 한다. 제어부(150)는 거리정보에 따라 이동부(140)를 제어하는 것도 가능하다. 이동부(140)가 기판부(110)를 승강 또는 하강시키는 위치를 정밀제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 3차원 그래핀 구조체의 두께정보에 따라 불량 여부를 판단하는 것도 가능하다. 금속박막(113) 상에 형성된 3차원 그래핀 구조체의 두께가 균일하지 않거나, 전체 두께가 기 설정치 이하인 경우 불량이라고 판별할 수 있다.In this case, the controller 150 variably controls the injection unit 120 by analyzing thickness information of the 3D graphene structure according to the distance information obtained from the distance detection unit 200. For example, the controller 150 adjusts the output of the injection unit 120 when the thickness or distribution density of the 3D graphene structure is less than a predetermined value. The controller 150 may control the moving unit 140 according to the distance information. The moving unit 140 may precisely control the position of raising or lowering the substrate unit 110. In addition, the controller 150 may determine whether the defect is bad according to the thickness information of the three-dimensional graphene structure. If the thickness of the three-dimensional graphene structure formed on the metal thin film 113 is not uniform, or the total thickness is less than the predetermined value it can be determined that the failure.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100)는 소음감지부(210)를 더 포함할 수 있다. 소음감지부(210)는 분사부(120)의 소음을 감지하여 소음정보를 생성한다. 분사부(120)는 기 설정된 분사압으로 그래핀 용액을 분사하면서 소음을 발생한다. 그러나, 분사부(120)는 분사노즐이 외부에 노출되면서 주위 기온에 따라 노즐이 막히는 경우 비정성적인 소음이 발생한다. 소음감지부(210)는 분사부(120)의 노즐 주변의 소음이 정상인지 혹은 비정상인지를 감지하는 역할을 한다.On the other hand, the three-dimensional graphene structure forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a noise detection unit 210. The noise detector 210 detects the noise of the injection unit 120 and generates noise information. The injection unit 120 generates noise while injecting the graphene solution at a predetermined injection pressure. However, when the nozzle is clogged according to the ambient temperature while the injection nozzle is exposed to the outside, the injection unit 120 generates non-quality noise. The noise detector 210 detects whether noise around the nozzle of the sprayer 120 is normal or abnormal.

이 경우, 제어부(150)는 소음감지부(210)로부터 분사부(120)의 소음정보를 획득하여 불량 여부를 판단한다. 제어부(150)는 소음정보가 기 설정범위를 벗어나는 경우 분사에 문제가 생긴 것으로 판단하여 알람신호를 출력할 수 있다. 제어부(150)는 기 설정된 시간 주기로 소음정보를 획득할 수 있으며, 상술한 거리정보 등과 함께 3차원 그래핀 구조체의 불량 여부를 판단하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제어부(150)는 3차원 그래핀 구조체의 두께정보와, 분사부(120)의 소음정보를 비교하여 어느 하나가 비정상이면 불량정보를 출력할 수 있다. 이에 따라, 고장의 원인을 구체적이고 신속하게 파악할 수 있다.In this case, the controller 150 obtains noise information of the injection unit 120 from the noise detection unit 210 and determines whether there is a defect. The controller 150 may determine that a problem occurs in injection when the noise information is out of a preset range, and output an alarm signal. The controller 150 may obtain noise information at a predetermined time period, and may determine whether the 3D graphene structure is defective along with the above-described distance information. For example, the controller 150 may compare the thickness information of the 3D graphene structure and the noise information of the injection unit 120 and output defect information if any one is abnormal. Accordingly, the cause of the failure can be identified quickly and concretely.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100)는 가스감지부(220)를 더 포함할 수 있다. 가스감지부(220)는 3차원 그래핀 구조체 형성장치(100) 내에서 발생하는 가스를 감지하여 가스정보를 생성한다. 가스감지부(220)는 기판부(110)가 과열되어 화재가 발생하는 것을 방지하기 위해 가스정보를 생성할 수 있다. 그래핀 용액이 금속박막(113)에 코팅되는 경우 기 설정된 온도를 초과하여 3차원 그래핀 구조체가 연소되는 경우에는 가스정보를 감지할 수 있다. 이 경우, 제어부(150)는 분사부(120) 및 가열부(130)의 구동을 중단시킬 수 있다. 제어부(150)는 알람음을 출력하여 사용자에게 경고하는 것도 가능하다.On the other hand, the three-dimensional graphene structure forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a gas detecting unit 220. The gas detector 220 detects a gas generated in the 3D graphene structure forming apparatus 100 and generates gas information. The gas detector 220 may generate gas information to prevent the substrate 110 from being overheated and causing a fire. When the graphene solution is coated on the metal thin film 113, gas information may be detected when the 3D graphene structure is burned in excess of a preset temperature. In this case, the controller 150 may stop the driving of the injection unit 120 and the heating unit 130. The controller 150 may output an alarm sound to warn the user.

이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments described with reference to the drawings, but is not limited thereto. Accordingly, the invention should be construed by the description of the claims, which are intended to cover obvious variations that can be derived from the described embodiments.

100 : 3차원 그래핀 구조체 형성장치
110 : 기판부
111 : 스테이지
112 : 방열유리
113 : 금속박막
120 : 분사부
130 : 가열부
140 : 이동부
150 : 제어부
160 : 온도감지부
170 : 조명부
171 : 발광부
172 : 수광부
180 : 영상획득부
190 : 냉각부
200 : 거리감지부
210 : 소음감지부
220 : 가스감지부
500 : 분사위치100: 3D graphene structure forming device
110: substrate portion
111: stage
112: heat dissipation glass
113: metal thin film
120: injection unit
130: heating unit
140: moving unit
150: control unit
160: temperature detection unit
170: lighting unit
171: light emitting unit
172: light receiver
180: image acquisition unit
190: cooling unit
200: distance detection unit
210: noise detection unit
220: gas detection unit
500: injection position

Claims (7)

방열유리 위에 금속박막이 위치하는 기판부;
상기 기판부의 상부에 위치하여 상기 기판부로 그래핀 용액을 분사하는 분사부;
상기 기판부의 하부에 위치하여 할로겐 히터를 이용하여 상기 기판부를 기 설정된 범위의 온도로 가열하는 가열부;
상기 기판부를 상기 분사부와 상기 가열부 사이에서 이송하는 이동부;
상기 가열부를 이용하여 상기 금속박막을 기 설정된 범위의 온도로 가열한 상태에서, 상기 금속박막의 상부로 상기 그래핀 용액을 분사시켜 3차원 그래핀 구조체를 형성하도록 하는 제어부;
상기 기판부의 상부에서 상기 금속박막 위에 형성되는 상기 3차원 그래핀 구조체에 대해 조명을 조사하는 조명부;
비전 카메라를 이용하여 상기 3차원 그래핀 구조체의 비전영상을 획득하는 영상획득부;및
상기 기판부의 일측에 형성되어 팬을 구동시켜 상기 3차원 그래핀 구조체를 냉각시키는 냉각부를 포함하고,
상기 조명부는 3차원 그래핀 구조체의 측면에서 3차원 그래핀 구조체로 조명을 조사하는 발광부 및 3차원 그래핀 구조체를 투과한 조명을 수광하는 수광부를 더 포함하고,
상기 이동부는 상기 기판부를 수직 방향으로 높이를 조절하거나 기판부의 기울기를 조절할 수 있고,
상기 제어부는 상기 3차원 그래핀 구조체의 비전영상 속 기공의 크기, 밀도를 분석하여 상기 기판부와 상기 가열부 간의 거리를 가변시키거나, 상기 가열부의 출력을 조절하고, 상기 냉각부를 제어하여 상기 3차원 그래핀 구조체의 기공의 크기를 가변시키는 3차원 그래핀 구조체 형성장치.A substrate part on which a metal thin film is positioned on a heat dissipation glass;
An injection unit disposed on the substrate to inject a graphene solution into the substrate;
A heating unit positioned below the substrate to heat the substrate to a temperature within a preset range using a halogen heater;
A moving part for transferring the substrate part between the jetting part and the heating part;
A controller configured to spray the graphene solution onto the metal thin film to form a three-dimensional graphene structure in a state in which the metal thin film is heated to a temperature within a predetermined range using the heating part;
An illumination unit irradiating illumination to the three-dimensional graphene structure formed on the metal thin film on the substrate;
Image acquisition unit for obtaining a vision image of the three-dimensional graphene structure using a vision camera; And
Is formed on one side of the substrate portion includes a cooling unit for cooling the three-dimensional graphene structure by driving a fan,
The lighting unit further includes a light emitting unit for irradiating illumination to the three-dimensional graphene structure from the side of the three-dimensional graphene structure and a light receiving unit for receiving the light transmitted through the three-dimensional graphene structure,
The moving unit may adjust the height of the substrate unit in the vertical direction or the inclination of the substrate unit,
The control unit analyzes the size and density of pores in the vision image of the 3D graphene structure to vary the distance between the substrate unit and the heating unit, adjust the output of the heating unit, and control the cooling unit to control the 3 3D graphene structure forming apparatus for varying the size of the pores of the dimensional graphene structure. 제1항에 있어서,
적외선 카메라를 이용하여 상기 금속박막의 온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 온도감지부를 통해 감지된 온도에 따라 상기 기판부와 상기 가열부 간의 거리를 가변시키거나, 상기 가열부의 출력을 조절하여 상기 금속박막의 온도를 조절하는 3차원 그래핀 구조체 형성장치.The method of claim 1,
Further comprising a temperature sensing unit for sensing the temperature of the metal thin film using an infrared camera,
The control unit,
3D graphene structure forming apparatus for controlling the temperature of the metal thin film by varying the distance between the substrate portion and the heating unit according to the temperature detected by the temperature sensing unit, or by controlling the output of the heating unit. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기판부로 레이저를 조사하여 상기 분사부와의 거리를 감지하는 거리감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 거리감지부로부터 획득한 거리정보에 따라 상기 3차원 그래핀 구조체의 두께정보를 분석하여 상기 분사부를 가변제어하는 3차원 그래핀 구조체 형성장치.The method of claim 1,
Further comprising a distance detecting unit for detecting the distance to the injection unit by irradiating the laser to the substrate,
The control unit,
3D graphene structure forming apparatus for varying control of the injection unit by analyzing the thickness information of the three-dimensional graphene structure in accordance with the distance information obtained from the distance sensing unit. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 조명부의 조명이 상기 3차원 그래핀 구조체를 투과하는 투광도를 획득하여 불량 여부를 판단하는 3차원 그래핀 구조체 형성장치.The method of claim 1,
The control unit,
Apparatus for forming a three-dimensional graphene structure to determine whether the illumination by the illumination of the illumination unit transmits the transmission through the three-dimensional graphene structure or not. 제1항에 있어서,
상기 분사부의 소음을 감지하는 소음감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 소음감지부로부터 상기 분사부의 소음정보를 획득하여 불량 여부를 판단하는 3차원 그래핀 구조체 형성장치.The method of claim 1,
Further comprising a noise detecting unit for detecting the noise of the injection unit,
The control unit,
3D graphene structure forming apparatus for determining the defect by obtaining the noise information of the injection unit from the noise detection unit.
KR1020180067798A 2018-06-13 2018-06-13 Apparatus for forming of 3d graphene structure using halogen heater KR102065844B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180067798A KR102065844B1 (en) 2018-06-13 2018-06-13 Apparatus for forming of 3d graphene structure using halogen heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180067798A KR102065844B1 (en) 2018-06-13 2018-06-13 Apparatus for forming of 3d graphene structure using halogen heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190141060A KR20190141060A (en) 2019-12-23
KR102065844B1 true KR102065844B1 (en) 2020-01-13

Family

ID=69051946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180067798A KR102065844B1 (en) 2018-06-13 2018-06-13 Apparatus for forming of 3d graphene structure using halogen heater

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102065844B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102566098B1 (en) * 2021-08-31 2023-08-14 주식회사 안머터리얼즈 Graphene composite manufacturing device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100895878B1 (en) 2007-06-08 2009-05-04 한국기계연구원 Monolayer coating structure of cabon nanotubu and manufacturing methood threrof
KR101052977B1 (en) 2004-03-02 2011-07-29 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Processing system
JP2013197423A (en) 2012-03-22 2013-09-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Heat treatment apparatus
KR101521417B1 (en) * 2013-08-12 2015-05-21 한국과학기술원 Gas sensor and member using composite of metal oxide material semiconductor nano structure and graphene, and manufacturing method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0829211A (en) * 1994-07-11 1996-02-02 Nissan Motor Co Ltd Spray gun abnormality detection device and spray gun abnormality detecting method
KR20110095633A (en) * 2010-02-19 2011-08-25 주성엔지니어링(주) Apparatus and method for treating substrate
KR20130106458A (en) * 2012-03-15 2013-09-30 이성균 Expanded Magnesium with CNT Graphene
KR101846073B1 (en) * 2016-04-25 2018-05-18 인천대학교 산학협력단 Fabrication method of 3d graphene structure using spray discharge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101052977B1 (en) 2004-03-02 2011-07-29 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Processing system
KR100895878B1 (en) 2007-06-08 2009-05-04 한국기계연구원 Monolayer coating structure of cabon nanotubu and manufacturing methood threrof
JP2013197423A (en) 2012-03-22 2013-09-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Heat treatment apparatus
KR101521417B1 (en) * 2013-08-12 2015-05-21 한국과학기술원 Gas sensor and member using composite of metal oxide material semiconductor nano structure and graphene, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190141060A (en) 2019-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10807301B2 (en) Method and apparatus for manufacturing a mechatronic system by three-dimensional printing
CN108007480B (en) Preparation method of flexible sensor
KR102065844B1 (en) Apparatus for forming of 3d graphene structure using halogen heater
US8463116B2 (en) Systems for curing deposited material using feedback control
EP1967043B1 (en) Apparatus and method of dispensing conductive material with active z-axis control
JP5324917B2 (en) Method and device for manufacturing a three-dimensional object in a 3D generation process
US8540922B2 (en) Laser patterning of a carbon nanotube layer
US9943907B2 (en) Apparatus and method for generative production of a component
US20120105528A1 (en) High Resolution Sensing and Control of Electrohydrodynamic Jet Printing
JPH09504054A (en) Temperature controlled laser sintering
JP2015501369A (en) Curing system
WO2015073976A1 (en) System and method of controlled bonding manufacturing
Bellacicca et al. Embedding electronics in 3D printed structures by combining fused filament fabrication and supersonic cluster beam deposition
JP2013022965A (en) Apparatus and method for manufacturing three-dimensional object in layers, and mold
CN107161990B (en) A kind of method that one-step method laser reduction prepares heterojunction structure functional graphene film
JP2012032258A (en) Droplet moving device and droplet moving method
WO2015199166A1 (en) Inkjet printer, printing method, and printing system
KR101226086B1 (en) Pattern fabricating method and pattern transferring apparatus
KR20080004816A (en) Adaptive height evaporator
Oh et al. Laser-induced electrical property patterning of Ag nanowire transparent electrode
US20190384087A1 (en) Manufacturing method of graphene electrode and liquid crystal display panel
US20120328885A1 (en) Deposition of polymer films by electrospinning
JP6576019B2 (en) Transparent electrode film manufacturing method and laser processing machine
CN113370244A (en) Programmable control flexible actuator and preparation method thereof
JP2012164695A (en) Conductive substrate, method for manufacturing conductive substrate and laser light irradiation apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction