KR102156086B1 - Method and system for cooling automatic heating bed for 3d printer output disconnection using peltier effect device - Google Patents

Method and system for cooling automatic heating bed for 3d printer output disconnection using peltier effect device Download PDF

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Abstract

펠티어 소자를 이용한 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법 및 시스템이 제시된다. 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법은, 3D 프린팅의 종료 후, 자동적으로 가열된 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 펠티어 소자를 작동시키는 단계; 및 펠티어 소자를 통해 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 3D 프린팅의 출력물을 히팅 베드로부터 분리시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. An automatic heating bed cooling method and system for detaching and detaching 3D printer printouts using a Peltier element is presented. An automatic heating bed cooling method for attaching and detaching a 3D printer output according to an embodiment includes the steps of operating a Peltier element using a residual heat source of the heated bed automatically after 3D printing is finished; And separating the output of the 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed through the Peltier element.

Description

펠티어 소자를 이용한 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR COOLING AUTOMATIC HEATING BED FOR 3D PRINTER OUTPUT DISCONNECTION USING PELTIER EFFECT DEVICE}Automatic heating bed cooling method and system for detaching and detaching 3D printer printouts using Peltier devices {METHOD AND SYSTEM FOR COOLING AUTOMATIC HEATING BED FOR 3D PRINTER OUTPUT DISCONNECTION USING PELTIER EFFECT DEVICE}

아래의 실시예들은 3D 프린터의 출력물 탈착에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠티어 소자를 이용한 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법 및 시스템에 관한 것이다. The following embodiments relate to the detachment and detachment of the output of the 3D printer, and more particularly, to a method and system for cooling an automatic heating bed for detaching and detaching a 3D printer output using a Peltier element.

최근 대중화로 그 활용성이 크게 증가하고 있는 3D 프린터는 다양한 형태의 구조물을 다양한 재료를 이용하여 3차원 물체를 적층하여 제작하고 있다. FDM(Fused Deposition Modeling) 또는 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식의 3D 프린터는 프린팅 시 출력의 베드에 재료가 얼마나 잘 안착되는지에 따라 최종 적층물의 품질이 결정된다. 이에 따라 3D 프린팅의 안착성을 높이는 방법론이나 관련 접착제 및 시트 개발은 이루어지고 있으나, 3D 프린팅 후 프린팅 적층물의 탈착에 관한 방법은 개발되지 않고 있다.Recently, 3D printers, which have been greatly increased in use due to popularization, are fabricating various types of structures by stacking 3D objects using various materials. In 3D printers of FDM (Fused Deposition Modeling) or FFF (Fused Filament Fabrication) method, the quality of the final stack is determined by how well the material is settled on the bed of the output during printing. Accordingly, a methodology for improving the seating property of 3D printing and related adhesives and sheets have been developed, but a method for detaching and detaching a printing laminate after 3D printing has not been developed.

3D 프린팅의 출력물의 탈착에 관한 방법의 대표적인 예로, 출력이 끝난 후 고온으로 가열된 베드와 출력물 사이에 물을 이용하여 분리하는 방법(고온의 베드에 물을 뿌려 열팽창률의 차이를 발생시켜 베드와 출력물을 탈착시키는 방식 또는 프린팅 시 고온의 베드에 안착성을 높이기 위하여 수용성 접착제를 도포한 후 프린팅 한 경우 물을 이용하여 수용성 접착제를 용해시켜 분리하는 방법)이 이용되고 있다. As a representative example of the method for detaching and detaching the printouts of 3D printing, the method of separating by using water between the printed material and the bed heated to a high temperature after printing (spray water on the bed at high temperature to generate a difference in the coefficient of thermal expansion, A method of detaching the printout or a method of dissolving the water-soluble adhesive with water and separating it in the case of printing after applying a water-soluble adhesive to increase the seatability on a high-temperature bed during printing) is used.

그러나 고온의 베드에 물을 뿌려 열팽창에 의하여 출력물 분리 방법의 경우 고온의 베드에 사용자의 접촉이 이루어질 때 화상의 위험을 유발할 수 있고, 이 때 뿌려진 물이 잘못하여 히팅 베드의 배선에 스며들 경우 쇼트 및 감전의 위험성이 있다. 그리고 플라스틱으로 이루어진 3D 프린팅 출력물은 수분의 영향으로 품질에 악 영향을 미칠 수 있다.However, in the case of the method of separating the printout by thermal expansion by spraying water on the hot bed, it may cause a risk of burns when the user makes contact with the hot bed. In this case, if the sprinkled water accidentally penetrates the wiring of the heating bed, there is a short circuit. And there is a risk of electric shock. And 3D printed output made of plastic can adversely affect quality due to the influence of moisture.

한국공개특허 10-2016-0022532호는 이러한 3D 프린터용 베드, 이를 구비한 3D 프린트 및 프린팅 방법에 관한 것으로, 조형 중에 조형물의 변형을 방지하고 조형 후에 베드로부터 용이하게 분리할 수 있는 구조에 관한 기술을 기재하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0022532 relates to such a bed for a 3D printer, a 3D printing and printing method equipped with the same, and a technology related to a structure that prevents deformation of a sculpture during molding and can be easily separated from the bed after molding Is described.

한국공개특허 10-2016-0022532호Korean Patent Publication No. 10-2016-0022532

실시예들은 펠티어 소자를 이용한 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법 및 시스템에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 FDM(Fused deposition modeling) 또는 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식의 3D 프린터의 출력물의 탈착 기술을 제공한다. The embodiments describe an automatic heating bed cooling method and system for detaching and detaching 3D printer outputs using a Peltier device, and more specifically, a technology for detaching and detaching the prints of a 3D printer of FDM (Fused Deposition Modeling) or FFF (Fused Filament Fabrication) method. to provide.

실시예들은 3D 프린터의 히팅 베드와 출력물의 접착성이 높아 출력물의 분리가 용이하지 않은 문제를 해결하기 위해 3D 프린터를 이용하여 생산한 출력물과 히팅 베드의 열팽창률이 다름을 이용하여 출력물을 손쉽게 탈착시킴으로써, 사용자의 위험이나 출력물의 품질 훼손 등의 문제없이 빠른 시간에 분리할 뿐만 아니라, 출력물의 분리 시 손상 없이 고품질의 출력물을 얻을 수 있는 펠티어 소자를 이용한 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법 및 시스템을 제공하는데 있다. In the embodiments, in order to solve the problem that it is not easy to separate the printout due to high adhesion between the heating bed and the printout of the 3D printer, the printout is easily detached by using the different thermal expansion coefficient of the printout and the heating bed produced using a 3D printer. As a result, the automatic heating bed cooling method for detaching and detaching 3D printer printouts using a Peltier element that not only separates in a short time without problems such as risk of the user or damages the quality of printouts, but also obtains high quality printouts without damage when the printouts are separated, and It is to provide the system.

일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법은, 3D 프린팅의 종료 후, 자동적으로 가열된 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 펠티어 소자를 작동시키는 단계; 및 상기 펠티어 소자를 통해 상기 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 분리시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. An automatic heating bed cooling method for attaching and detaching a 3D printer output according to an embodiment includes the steps of operating a Peltier element using a residual heat source of the heated bed automatically after 3D printing is finished; And separating the output of the 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed through the Peltier element.

여기서, 기설정된 온도에 따라 히팅 베드를 가열하는 단계; 상기 히팅 베드의 온도가 목표 온도에 도달함에 따라 3D 프린팅이 시작되는 단계; 및 상기 3D 프린팅의 종료됨에 따라 상기 히팅 베드의 가열이 종료되는 단계를 더 포함할 수 있다. Here, heating the heating bed according to a preset temperature; Starting 3D printing as the temperature of the heating bed reaches a target temperature; And ending the heating of the heating bed as the 3D printing is finished.

상기 펠티어 소자를 통해 상기 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 분리시키는 단계는, 상기 펠티어 소자로부터 냉각을 위한 열을 전달 받아 베이스 플레이트의 상부에 방사형으로 구성된 냉각 판넬을 통해 상부에 배치된 상기 히팅 베드를 불균일하게 냉각시킬 수 있다. Separating the output of the 3D printing from the heating bed as the heating bed is cooled through the Peltier element includes receiving heat for cooling from the Peltier element and providing a cooling panel radially formed on the top of the base plate. Through this, the heating bed disposed on the top may be cooled unevenly.

다른 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템은, 상온 이상으로 가열되어 3D 프린팅의 출력물을 안착시키는 히팅 베드; 및 상기 히팅 베드의 가열 종료 후, 잔류 열원을 이용하여 상기 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 분리하도록 하는 냉각부를 포함하여 이루어질 수 있다. An automatic heating bed cooling system for attaching and detaching a 3D printer output according to another embodiment includes: a heating bed heated to room temperature or higher to seat the 3D printing output; And a cooling unit configured to separate the output of the 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed using a residual heat source after the heating of the heating bed is terminated.

상기 히팅 베드가 안착되는 베이스 플레이트를 더 포함하고, 상기 냉각부는, 상기 히팅 베드와 연결되어 상기 히팅 베드를 냉각시키는 냉각 판넬; 및 상기 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 상기 냉각 판넬을 통해 상기 히팅 베드를 냉각시키는 펠티어 소자를 포함할 수 있다. It further comprises a base plate on which the heating bed is seated, and the cooling unit comprises: a cooling panel connected to the heating bed to cool the heating bed; And a Peltier element for cooling the heating bed through the cooling panel using the residual heat source of the heating bed.

상기 냉각 판넬은, 상기 베이스 플레이트의 상부에 방사형으로 구성되어 상부에 배치되는 상기 히팅 베드를 불균일하게 냉각시킬 수 있다. The cooling panel may be configured in a radial shape above the base plate to unevenly cool the heating bed disposed thereon.

상기 펠티어 소자는, 지속적인 냉각을 위해 공랭식 또는 수랭식 장치를 포함할 수 있다. The Peltier device may include an air-cooled or water-cooled device for continuous cooling.

실시예들에 따르면 3D 프린터를 이용하여 생산한 출력물과 히팅 베드의 열팽창률이 다름을 이용하여 출력물을 손쉽게 탈착시킴으로써, 빠른 시간 내에 출력물을 분리 가능할 뿐만 아니라 분리 시 손상 없이 고품질의 출력물을 얻을 수 있는 펠티어 소자를 이용한 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiments, by easily detaching the printout using the difference in thermal expansion coefficient between the printout produced using the 3D printer and the heating bed, it is possible to not only separate the printout within a short time, but also obtain a high-quality printout without damage during separation. It is possible to provide an automatic heating bed cooling method and system for attaching and detaching 3D printer printouts using a Peltier device.

도 1은 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a diagram illustrating an automatic heating bed cooling system for attaching and detaching a 3D printer output according to an exemplary embodiment.
2 is a schematic diagram of an automatic heating bed cooling system for detaching and detaching 3D printer output according to an exemplary embodiment.
3 is a flowchart illustrating a method of cooling an automatic heating bed for attaching and detaching a 3D printer output according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. In the drawings, the shapes and sizes of elements may be exaggerated for clearer explanation.

아래의 실시예들은 FDM 또는 FFF 방식의 3D 프린터의 출력물 탈착에 관한 것으로, 보다 구체적으로 3D 프린터의 출력 품질을 우수하기 위해서는 프린터의 베드(Bed)에 필라멘트(Filament)의 안착성이 중요한데, 이 안착성 때문에 출력물의 제거 시 파손이나 과대 시간 소요 등의 불편이 발생하는 문제점을 해결하기 위해 출력물의 품질을 손상시키지 않고 빠른 시간 내에 프린팅 출력물과 3D 프린터 히팅 베드(Heating bed)의 불균일한 열팽창률을 발생시켜 히팅 베드에서 3D 프린터 출력물을 쉽게 분리할 수 있는 기술에 관한 것이다.The following examples relate to the attachment and detachment of printouts of the FDM or FFF type 3D printer, and more specifically, in order to improve the output quality of the 3D printer, it is important to settle the filament on the bed of the printer. In order to solve the problem of inconvenience such as damage or excessive time required when removing the printout due to the property, uneven thermal expansion rate of the printed printout and 3D printer heating bed occurs within a short time without damaging the printout quality. It relates to a technology that can easily separate the 3D printer output from the heating bed.

도 1은 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an automatic heating bed cooling system for attaching and detaching a 3D printer output according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템(100)은 히팅 베드(120) 및 냉각부를 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템(100)은 히팅 베드(120)가 안착되는 베이스 플레이트를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, an automatic heating bed cooling system 100 for attaching and detaching a 3D printer output according to an exemplary embodiment may include a heating bed 120 and a cooling unit. According to an embodiment, the automatic heating bed cooling system 100 for attaching and detaching 3D printer output may further include a base plate on which the heating bed 120 is mounted.

일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템(100)은 3D 프린터에서 프린팅 후 출력물을 히팅 베드(120)로부터 손쉽게 분리하는 방법에 관한 것으로, 출력물과 냉각된 3D 프린터 히팅 베드(120)의 불균일한 열팽창률의 차이를 이용하여 출력물의 파손이나 손상 등의 품질 훼손 없이 안전하게 분리시킬 수 있다.The automatic heating bed cooling system 100 for attaching and detaching a 3D printer output according to an embodiment relates to a method of easily separating an output from the heating bed 120 after printing in a 3D printer, and the output and the cooled 3D printer heating bed 120 ), it can be safely separated without damaging the quality such as damage or damage to the printout by using the difference in the non-uniform thermal expansion coefficient.

히팅 베드(120)는 상온 이상으로 가열되어 3D 프린팅의 출력물을 안착시킬 수 있다. The heating bed 120 may be heated to room temperature or higher to mount the 3D printing output.

냉각부는 히팅 베드(120)의 가열 종료 후, 잔류 열원을 이용하여 히팅 베드(120)를 냉각시킴에 따라 3D 프린팅의 출력물을 히팅 베드(120)로부터 분리하도록 할 수 있다. The cooling unit may separate the 3D printing output from the heating bed 120 by cooling the heating bed 120 using a residual heat source after the heating of the heating bed 120 is terminated.

여기서, 히팅 베드(120)를 냉각시키기 위한 냉각부는 3D 프린터에 손쉽게 적용할 수 있는 구조로 펠티어 소자(140)(Peltier effect device)를 이용할 수 있다. 즉, 3D 프린팅 종료 후, 펠티어 소자(140)를 통해 히팅 베드(120)에 남아있는 잔열을 이용하여 전원이 공급되지 않은 히팅 베드(120)를 급랭시킬 수 있다. 이 때, 지속적으로 펠티어 소자(140)를 이용하여 온도를 낮추기 위하여 펠티어 소자(140)에 공랭식 혹은 수랭식을 장착하여 이용할 수도 있다.Here, the cooling unit for cooling the heating bed 120 may use a Peltier effect device 140 in a structure that can be easily applied to a 3D printer. That is, after 3D printing is finished, the heating bed 120 to which power is not supplied may be rapidly cooled by using residual heat remaining in the heating bed 120 through the Peltier element 140. At this time, in order to continuously lower the temperature by using the Peltier element 140, an air-cooled or water-cooled type may be mounted on the Peltier element 140 and used.

한편, 펠티어 소자(140)는 펠티어 효과(Peltier effect)를 유발하는 소자로, 열전 소자를 의미할 수 있다. 열전 소자는 열과 전기의 상호 작용으로 나타나는 펠티어 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것으로, 특히 열전 소자를 이용하여 전자 냉각시킬 수 있다. Meanwhile, the Peltier device 140 is a device that causes a Peltier effect, and may mean a thermoelectric device. The thermoelectric element uses endothermic or heat generation due to the Peltier effect caused by the interaction of heat and electricity, and in particular, may be electronically cooled by using a thermoelectric element.

다시 말하면, 냉각부는 히팅 베드(120)와 연결되어 히팅 베드(120)를 냉각시키는 냉각 판넬(130) 및 히팅 베드(120)의 잔류 열원을 이용하여 냉각 판넬(130)을 통해 히팅 베드(120)를 냉각시키는 펠티어 소자(140)를 포함할 수 있다. 냉각 판넬(130)은 베이스 플레이트의 상부에 방사형으로 구성되어 상부에 배치되는 히팅 베드(120)를 냉각시킬 수 있다. In other words, the cooling unit is connected to the heating bed 120 to cool the heating bed 120 using the cooling panel 130 and the residual heat source of the heating bed 120 through the cooling panel 130 through the heating bed 120 It may include a Peltier element 140 for cooling. The cooling panel 130 may be configured radially above the base plate to cool the heating bed 120 disposed thereon.

따라서 3D 프린터를 이용하여 생산한 출력물과 히팅 베드(120)의 열팽창률이 서로 차이가 있는 점을 이용하여 출력물을 히팅 베드(120)로부터 손쉽게 탈락시킬 수 있다. Therefore, the output produced by using the 3D printer and the thermal expansion coefficient of the heating bed 120 can be easily removed from the heating bed 120 by using the difference.

한편, 기존의 시스템으로는 3D 프린팅 시 베드 온도를 상온 이상으로 상승시켜 프린터 히팅 베드(120) 온도를 상온보다 낮출 수는 없다. 따라서 본 실시예에 따르면 히팅 베드(120)와 출력물의 열팽창 차이를 이용하여 프린팅 출력물을 분리하기 위한 기술로, 히팅 베드(120)에 냉각이 가능한 냉각부를 추가시켜 3D 프린팅이 끝난 이후 바로 히팅 베드(120)를 급랭시킴으로써 출력물과 히팅 베드(120)의 열팽창률을 서로 다르게 하여 프린팅 출력물을 히팅 베드(120)에서 분리할 수 있다.On the other hand, with the existing system, it is not possible to lower the temperature of the printer heating bed 120 below room temperature by raising the bed temperature above room temperature during 3D printing. Therefore, according to this embodiment, as a technology for separating the printing output by using the difference in thermal expansion of the heating bed 120 and the printing material, a cooling unit capable of cooling is added to the heating bed 120 to immediately after 3D printing is finished. By quenching 120), the printed output can be separated from the heating bed 120 by making the printout and the heating bed 120 have different coefficients of thermal expansion.

아래에서 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템(100)을 하나의 예를 들어 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, an automatic heating bed cooling system 100 for attaching and detaching a 3D printer output according to an embodiment will be described in more detail with an example.

도 2는 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 2 is a schematic diagram of an automatic heating bed cooling system for detaching and detaching 3D printer output according to an exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템(100)은 베이스 플레이트(110), 히팅 베드(120) 및 냉각부를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 2, the automatic heating bed cooling system 100 for attaching and detaching a 3D printer output according to an embodiment may include a base plate 110, a heating bed 120, and a cooling unit.

베이스 플레이트(110)는 3D 프린팅의 출력물을 안착시키기 위한 것으로, 상부의 적어도 일부에 히팅 베드(120)가 구성되어 3D 프린팅의 출력물을 안착시킬 수 있다. 베이스 플레이트(110)는 판상형으로 이루어질 수 있다. The base plate 110 is for mounting the output of 3D printing, and a heating bed 120 is configured on at least a portion of the upper portion so that the output of 3D printing can be mounted. The base plate 110 may be formed in a plate shape.

히팅 베드(120)는 베이스 플레이트(110)의 적어도 일부에 구성되어 3D 프린팅의 출력물을 직접적으로 안착시킬 수 있다. 히팅 베드(120)는 열선 등에 의해 상온 이상으로 가열되어 3D 프린팅의 출력물을 안착시킬 수 있다. The heating bed 120 may be configured on at least a part of the base plate 110 to directly seat the output of 3D printing. The heating bed 120 is heated to room temperature or higher by a heating wire or the like, so that the output of 3D printing can be seated.

냉각부는 히팅 베드(120)의 가열 종료 후, 잔류 열원을 이용하여 히팅 베드(120)를 냉각시킴에 따라 3D 프린팅의 출력물을 히팅 베드(120)로부터 분리하도록 할 수 있다. 즉, 냉각부는 히팅 베드(120)의 가열 종료 후 히팅 베드(120)를 냉각시킴으로써, 3D 프린터를 이용하여 생산한 출력물과 히팅 베드(120)의 열팽창률이 서로 달라 출력물을 히팅 베드(120)로부터 용이하게 분리시킬 수 있다.The cooling unit may separate the 3D printing output from the heating bed 120 by cooling the heating bed 120 using a residual heat source after the heating of the heating bed 120 is terminated. That is, the cooling unit cools the heating bed 120 after the heating of the heating bed 120 is terminated, so that the output produced using the 3D printer and the thermal expansion coefficient of the heating bed 120 are different from each other, so that the output is transferred from the heating bed 120. Can be easily separated.

여기서, 냉각부는 냉각 판넬(130) 및 펠티어 소자(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. Here, the cooling unit may include a cooling panel 130 and a Peltier element 140.

냉각 판넬(130)은 히팅 베드(120)와 연결되어 히팅 베드(120)를 냉각시킬 수 있다. 이러한 냉각 판넬(130)은 히팅 베드(120)에 펠티어 소자(140) 등의 냉각을 전달할 수 있는 열전도도가 큰 금속 판넬로 이루어질 수 있다. The cooling panel 130 may be connected to the heating bed 120 to cool the heating bed 120. The cooling panel 130 may be formed of a metal panel having a high thermal conductivity capable of transmitting cooling of the Peltier element 140 to the heating bed 120.

예컨대 냉각 판넬(130)은 베이스 플레이트(110)의 상부에 방사형으로 구성되어 상부에 배치되는 히팅 베드(120)를 불균일하게 냉각시킬 수 있다. 한편, 냉각 판넬(130)의 형상은 방사형에 제한되지 않으며, 다양한 형상으로 이루어지되 히팅 베드(120)를 불균일하게 냉각시킬 수 있는 형상으로 이루어질 수 있다. For example, the cooling panel 130 may be configured radially above the base plate 110 to unevenly cool the heating bed 120 disposed thereon. Meanwhile, the shape of the cooling panel 130 is not limited to a radial shape, and may be formed in various shapes, but may be formed in a shape capable of unevenly cooling the heating bed 120.

펠티어 소자(140)는 히팅 베드(120)의 잔류 열원을 이용하여 냉각 판넬(130)을 통해 히팅 베드(120)를 냉각시킬 수 있다. 예컨대, 펠티어 소자(140)는 베이스 플레이트(110)의 외측에 배치되되 방사형의 냉각 판넬(130)의 외측 부분에 배치될 수 있다. The Peltier element 140 may cool the heating bed 120 through the cooling panel 130 using the residual heat source of the heating bed 120. For example, the Peltier element 140 may be disposed outside the base plate 110 and disposed outside the radial cooling panel 130.

또한, 지속적으로 펠티어 소자(140)를 이용하여 온도를 낮추기 위하여 펠티어 소자(140)에 공랭식 혹은 수랭식 장치를 장착하여 이용할 수도 있다.In addition, in order to continuously lower the temperature by using the Peltier element 140, an air-cooled or water-cooled device may be mounted on the Peltier element 140 and used.

실시예들에 따르면 3D 프린터를 이용하여 생산한 출력물과 히팅 베드(120)의 열팽창률이 다름을 이용하여 출력물을 손쉽게 탈착시킴으로써, 3D 프린터의 히팅 베드(120)와 출력물의 접착성이 높아 출력물의 분리가 용이하지 않은 문제를 사용자의 위험이나 출력물의 품질 훼손 등의 문제없이 빠른 시간에 분리하고, 분리 시 손상 없이 고품질의 출력물을 얻을 수 있다.According to embodiments, the printed product produced by using the 3D printer and the printed product are easily detached using the difference in the thermal expansion coefficient of the heating bed 120, so that the printed product has high adhesion between the heating bed 120 of the 3D printer and the printed product. Problems that are not easy to separate can be separated in a short time without problems such as user risk or quality deterioration of printouts, and high-quality printouts can be obtained without damage during separation.

도 3은 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of cooling an automatic heating bed for attaching and detaching a 3D printer output according to an exemplary embodiment.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법은 3D 프린팅의 종료 후, 자동적으로 가열된 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 펠티어 소자를 작동시키는 단계(370), 및 펠티어 소자를 통해 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 3D 프린팅의 출력물을 히팅 베드로부터 분리시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 3, the automatic heating bed cooling method for attaching and detaching a 3D printer output according to an embodiment is a step 370 of operating a Peltier element using the residual heat source of the automatically heated heating bed after 3D printing ends, And separating the output of the 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed through the Peltier element.

여기서, 기설정된 온도에 따라 히팅 베드를 가열하는 단계(320), 히팅 베드의 온도가 목표 온도에 도달함에 따라 3D 프린팅이 시작되는 단계(340), 및 3D 프린팅의 종료됨에 따라 히팅 베드의 가열이 종료되는 단계(360)를 더 포함할 수 있다. Here, heating the heating bed according to a preset temperature (320), 3D printing starts as the temperature of the heating bed reaches the target temperature (340), and the heating of the heating bed is terminated as 3D printing ends. It may further include an end step 360.

아래에서 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법을 하나의 예를 들어 보다 구체적으로 설명할 수 있다. 이러한 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법은 앞에서 설명한 일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템에 의해 수행될 수 있다. 아래에서는 간단히 히팅 베드 냉각 시스템으로 언급하기로 한다. In the following, a method of cooling an automatic heating bed for attaching and detaching a 3D printer output according to an embodiment may be described in more detail with an example. The automatic heating bed cooling method for attaching and detaching a 3D printer output according to this embodiment may be performed by the automatic heating bed cooling system for detaching and detaching a 3D printer output according to the above-described embodiment. Below, it will be referred to simply as a heated bed cooling system.

먼저, 히팅 베드 냉각 시스템은 희망 온도를 입력 받을 수 있다(310). First, the heating bed cooling system may receive a desired temperature (310).

단계(320)에서, 히팅 베드 냉각 시스템은 기설정된 온도에 따라 히팅 베드를 가열할 수 있다. In step 320, the heating bed cooling system may heat the heating bed according to a preset temperature.

단계(340)에서, 히팅 베드 냉각 시스템은 히팅 베드의 온도가 목표 온도에 도달(330)함에 따라 3D 프린팅이 시작할 수 있다. In step 340, the heating bed cooling system may start 3D printing as the temperature of the heating bed reaches the target temperature (330).

단계(360)에서, 히팅 베드 냉각 시스템은 3D 프린팅의 종료(350)됨에 따라 히팅 베드의 가열이 종료할 수 있다. In step 360, as the heating bed cooling system ends 350 of 3D printing, heating of the heating bed may be terminated.

단계(370)에서, 히팅 베드 냉각 시스템은 3D 프린팅의 종료 후, 자동적으로 가열된 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 펠티어 소자를 작동시킬 수 있다. In step 370, the heating bed cooling system may operate the Peltier element by using the residual heat source of the heated bed automatically after the 3D printing is finished.

마지막으로, 히팅 베드 냉각 시스템은 펠티어 소자를 통해 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 3D 프린팅의 출력물을 히팅 베드로부터 분리시킬 수 있다. 여기서, 펠티어 소자로부터 냉각을 위한 열을 전달 받아 베이스 플레이트의 상부에 방사형으로 구성된 냉각 판넬을 통해 상부에 배치된 히팅 베드를 냉각시킬 수 있다. 이 때, 냉각 판넬은 히팅 베드에 펠티어 소자의 냉각을 전달할 수 있는 열전도도가 큰 금속 판넬을 이용할 수 있다. 그리고 냉각 판넬은 히팅 베드의 불균일한 냉각을 유발할 수 있는 방사형 구조로 이루어질 수 있다. Finally, the heating bed cooling system can separate the output of 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed through the Peltier element. Here, heat for cooling may be received from the Peltier element, and the heating bed disposed on the upper portion may be cooled through a cooling panel formed in a radial shape above the base plate. In this case, as the cooling panel, a metal panel having high thermal conductivity capable of transmitting cooling of the Peltier element to the heating bed may be used. In addition, the cooling panel may have a radial structure capable of causing uneven cooling of the heating bed.

일 실시예에 따른 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법은 3D 프린터 출력이 끝난 이후 프린터 히팅 베드와 프린팅 출력물 중 히팅 베드의 잔열을 이용하여 방사형을 포함하는 불균일한 냉각을 위한 열전도 판넬로 3D 프린터 히팅 베드를 급랭시킴으로써, 전원공급이 끊어진 히팅 베드와 출력물 사이에 불균일한 열팽창률 차이를 자동으로 발생시켜 프린팅 출력물을 쉽게 탈착할 수 있다.The automatic heating bed cooling method for detaching and detaching 3D printer output according to an embodiment is a 3D printer with a heat conduction panel for non-uniform cooling including a radial type by using the printer heating bed and residual heat of the heating bed among printing outputs after 3D printer output is finished. By rapidly cooling the heating bed, a non-uniform difference in thermal expansion coefficient between the heating bed and the printout from which the power supply is cut is automatically generated, so that the printed printout can be easily detached.

작동 원리로는 기존 3D 프린터에도 쉽게 장착할 수 있으며, 펠티어 소자를 이용하여 3D 프린팅 종료 후 자동적으로 히팅 베드의 잔열으로 히팅 베드를 냉각시킬 수 있다. 즉, 기존 히팅 장치가 구비된 히팅 베드에 펠티어 소자와 냉각 판넬을 추가로 구성함으로써, 프린팅이 끝남과 동시에 펠티어 소자가 히팅 베드의 잔열을 받아서 히팅 베드를 불균일하게 급랭시킬 수 있다. 여기서, 지속적인 펠티어 소자의 냉각을 유지하기 위하여 수랭식 또는 공랭식을 이용할 수 있다.As an operating principle, it can be easily installed on an existing 3D printer, and the heating bed can be cooled automatically with residual heat from the heating bed after 3D printing is finished using a Peltier element. That is, by additionally configuring a Peltier element and a cooling panel on a heating bed equipped with an existing heating device, the Peltier element receives residual heat from the heating bed at the same time as printing is finished, so that the heating bed can be quenched unevenly. Here, in order to maintain the continuous cooling of the Peltier element, a water cooling type or an air cooling type may be used.

표 1은 물질에 따른 열전도도를 나타낸다. Table 1 shows the thermal conductivity according to the material.

[표 1][Table 1]

Figure 112018118852413-pat00001
Figure 112018118852413-pat00001

이와 같이, 실시예들에 따르면 3D 프린팅 종료 후 자동적으로 가열된 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 펠티어 소자를 작동시켜 히팅 베드를 냉각시켜 3D 프린팅의 출력물을 히팅 베드에서 분리할 수 있다. As described above, according to embodiments, after 3D printing is finished, the Peltier element is operated using the residual heat source of the heating bed that is automatically heated to cool the heating bed, so that the output of 3D printing can be separated from the heating bed.

실시예들에 따르면 3D 프린터의 베드와 출력물의 열팽창률이 다름을 이용하여 프린팅이 끝난 이후 3D 프린터 히팅 베드의 잔열을 이용하여 사용자의 위험이나 출력물의 품질 훼손 등의 문제없이 용이하게 탈착시켜 출력물을 빠른 시간 내에 베드에서 분리할 수 있다. According to embodiments, using the difference in the thermal expansion coefficient of the 3D printer bed and the printout, after printing is finished, the printout can be easily detached without problems such as risk of the user or damage to the quality of the printout by using the residual heat of the 3D printer heating bed. It can be removed from the bed in a short time.

이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, when a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be understood that there is. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "... unit" and "... module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, components of the embodiments described with reference to each drawing are not limited to the corresponding embodiments, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of maintaining the technical spirit of the present invention. Even if the description is omitted, it is natural that a plurality of embodiments may be implemented again as a unified embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or related reference numerals are assigned to the same elements regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

Claims (7)

3D 프린팅의 종료 후, 자동적으로 가열된 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 펠티어 소자를 작동시키는 단계; 및
상기 펠티어 소자를 통해 상기 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 분리키는 단계
를 포함하고,
상기 펠티어 소자를 통해 상기 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 분리키는 단계는,
상기 펠티어 소자로부터 냉각을 위한 열을 전달 받아 베이스 플레이트의 상부에 방사형으로 구성된 냉각 판넬을 통해 상부에 배치된 상기 히팅 베드를 불균일하게 냉각시키고, 상기 펠티어 소자를 이용한 지속적인 냉각을 위해 상기 펠티어 소자에 공랭식 또는 수랭식 장치를 장착하며,
전원공급이 끊어진 상기 히팅 베드와 상기 3D 프린팅의 출력물 사이에 불균일한 열팽창률 차이를 자동으로 발생시켜 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 탈락시키는 것
을 특징으로 하는, 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법. After completion of the 3D printing, operating the Peltier element using the residual heat source of the automatically heated heating bed; And
Separating the output of the 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed through the Peltier element
Including,
Separating the output of the 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed through the Peltier element,
By receiving heat for cooling from the Peltier element, the heating bed disposed on the upper part is unevenly cooled through a cooling panel configured in a radial shape on the upper part of the base plate, and the Peltier element is air-cooled for continuous cooling using the Peltier element. Or equipped with a water cooling device,
Automatically generating a non-uniform thermal expansion coefficient difference between the heating bed whose power supply is cut off and the output of the 3D printing to drop the output of the 3D printing from the heating bed.
Automatic heating bed cooling method for attaching and detaching 3D printer outputs, characterized in that. 제1항에 있어서,
기설정된 온도에 따라 히팅 베드를 가열하는 단계;
상기 히팅 베드의 온도가 목표 온도에 도달함에 따라 3D 프린팅이 시작되는 단계; 및
상기 3D 프린팅의 종료됨에 따라 상기 히팅 베드의 가열이 종료되는 단계
를 더 포함하는, 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 방법. The method of claim 1,
Heating the heating bed according to a preset temperature;
Starting 3D printing as the temperature of the heating bed reaches a target temperature; And
Step of ending heating of the heating bed as the 3D printing is finished
Automatic heating bed cooling method for attaching and detaching the 3D printer printout further comprising a. 삭제delete 상온 이상으로 가열되어 3D 프린팅의 출력물을 안착시키는 히팅 베드;
상기 히팅 베드가 안착되는 베이스 플레이트; 및
상기 히팅 베드의 가열 종료 후, 잔류 열원을 이용하여 상기 히팅 베드를 냉각시킴에 따라 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 분리하도록 하는 냉각부
를 포함하고,
상기 냉각부는,
상기 히팅 베드와 연결되어 상기 히팅 베드를 냉각시키는 냉각 판넬; 및
상기 히팅 베드의 잔류 열원을 이용하여 상기 냉각 판넬을 통해 상기 히팅 베드를 불균일하게 냉각시키는 펠티어 소자
를 포함하며,
상기 냉각 판넬은,
상기 베이스 플레이트의 상부에 방사형으로 구성되어 상부에 배치되는 상기 히팅 베드를 냉각시키고,
상기 펠티어 소자는,
지속적인 냉각을 위해 공랭식 또는 수랭식 장치를 장착하며,
전원공급이 끊어진 상기 히팅 베드와 상기 3D 프린팅의 출력물 사이에 불균일한 열팽창률 차이를 자동으로 발생시켜 상기 3D 프린팅의 출력물을 상기 히팅 베드로부터 탈락시키는 것
을 특징으로 하는, 3D 프린터 출력물 탈착용 자동 히팅 베드 냉각 시스템. A heating bed heated to room temperature or higher to seat the output of 3D printing;
A base plate on which the heating bed is seated; And
After the heating of the heating bed is terminated, a cooling unit for separating the output of the 3D printing from the heating bed by cooling the heating bed using a residual heat source
Including,
The cooling unit,
A cooling panel connected to the heating bed to cool the heating bed; And
Peltier element that unevenly cools the heating bed through the cooling panel using the residual heat source of the heating bed
Including,
The cooling panel,
It is configured radially above the base plate to cool the heating bed disposed thereon,
The Peltier element,
Equipped with an air-cooled or water-cooled device for continuous cooling,
Automatically generating a non-uniform thermal expansion coefficient difference between the heating bed whose power supply is cut off and the output of the 3D printing to eliminate the output of the 3D printing from the heating bed
An automatic heating bed cooling system for attaching and detaching 3D printer printouts, characterized in that. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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