KR102217023B1 - 3D printer using peltier element and heater - Google Patents

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KR102217023B1
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차미선
박세준
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주식회사 메디팹
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Abstract

The present invention relates to a 3D printer using a Peltier element and a heater, capable of controlling high temperature of the 3D printer using the heater. The 3D printer comprises: a dispenser in which raw materials are stored and which has a nozzle through which the raw materials are sprayed; a Peltier element in which one side and the other side are cooled or heated according to the direction of supplied current, and coupled to the dispenser; a heater coupled to the dispenser and transferring heat to the dispenser; a sensor unit capable of measuring the temperature of the raw materials stored in the dispenser; and a control unit controlling the Peltier element and the heater according to the temperature of the sensor unit.

Description

펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터 {3D printer using peltier element and heater}{3D printer using peltier element and heater}

본 발명은 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린터를 저온 제어시에는 펠티에 소자를 사용하고 3D 프린터의 고온 제어시에는 히터를 사용하는 3D 프린터에 관한 것이다. The present invention relates to a 3D printer using a Peltier element and a heater, and more particularly, to a 3D printer using a Peltier element when controlling a 3D printer at low temperature and using a heater when controlling a high temperature of the 3D printer.

3D 프린터는 노즐을 통해 소정의 재료를 순차적으로 분사하면서 미세한 두께로 층층이 쌓아 올려 실물의 입체 형상을 출력하는 장치를 말한다. 3D 프린터에서 사용되는 원료는 금속, 합성수지 등일 수 있으며, 최근에는 생체 물질을 재료로 사용하는 바이오 3D 프린터가 개발되고 있다. A 3D printer refers to a device that sequentially sprays a predetermined material through a nozzle while stacking layers to a fine thickness to output a three-dimensional shape of a real object. Raw materials used in 3D printers may be metals, synthetic resins, etc. Recently, bio 3D printers using biomaterials have been developed.

3D 프린터는 원료의 온도를 조절하여 분사하는 것으로, 3D 프린터에서 원료의 온도를 조절하는 것은 매우 중요한 사항이다. 특히, 생체 물질 재료는 온도 변화에 민감하기 때문에, 바이오 3D 프린터에서는 온도를 제어하는 것이 매우 중요한 사항이 되고 있다. 3D printers control the temperature of raw materials to spray, and it is very important to control the temperature of raw materials in 3D printers. In particular, since biomaterials are sensitive to temperature changes, controlling the temperature is very important in a bio 3D printer.

종래의 바이오 3D 프린터 디스펜서는, 원료의 온도 제어를 위해 4도 내지 80도로 제어 가능한 저온 모듈과 200도 이상에서 제어 가능한 고온 모듈을 분리하여 사용하고 있다. In the conventional bio 3D printer dispenser, a low temperature module that can be controlled at 4°C to 80°C and a high temperature module that can be controlled at 200°C or higher are separately used to control the temperature of raw materials.

그러나 이와 같이 저온 모듈과 고온 모듈을 분리하여 사용하는 것은 다양한 장치를 필요로 할 뿐만 아니라, 장치를 분리하여 3D 프린터를 사용함에 따라 3D 프린터의 작업 능률을 저하 시키는 문제가 있다. However, separating and using the low temperature module and the high temperature module as described above requires various devices, and there is a problem of lowering the work efficiency of the 3D printer as the 3D printer is used by separating the device.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린터를 저온 제어시에는 펠티에 소자를 사용하고 3D 프린터의 고온 제어시에는 히터를 사용하는 3D 프린터에 관한 것이다. The present invention is to solve the above-described problem, and more particularly, to a 3D printer using a Peltier element when controlling a 3D printer at a low temperature and using a heater when controlling a high temperature of the 3D printer.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는, 원료가 저장되며, 원료가 분사되는 노즐이 구비되는 디스펜서; 공급되는 전류의 방향에 따라 일측과 타측이 냉각 또는 가열되며, 상기 디스펜서에 결합되는 펠티에 소자; 상기 디스펜서에 결합되며, 상기 디스펜서에 열을 전달하는 히터; 상기 디스펜서에 저장된 원료의 온도를 측정할 수 있는 센서부; 상기 센서부의 온도에 따라 상기 펠티에 소자와 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. A 3D printer using a Peltier element and a heater of the present invention for solving the above-described problem includes: a dispenser storing raw materials and having a nozzle through which the raw materials are sprayed; One side and the other side are cooled or heated according to the direction of the supplied current, and the Peltier element is coupled to the dispenser; A heater coupled to the dispenser and transferring heat to the dispenser; A sensor unit capable of measuring the temperature of the raw material stored in the dispenser; And a control unit for controlling the Peltier element and the heater according to the temperature of the sensor unit.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 제어부는, 상기 센서부에서 감지된 온도가 지정된 온도보다 낮을 때는 상기 히터를 작동시키며, 상기 센서부에서 감지된 온도가 지정된 온도보다 높을 경우에는 상기 펠티에 소자를 작동시킬 수 있다. The control unit of the 3D printer using the Peltier element and the heater of the present invention for solving the above-described problem, operates the heater when the temperature sensed by the sensor unit is lower than a specified temperature, and operates the temperature detected by the sensor unit. If is higher than the specified temperature, the Peltier element can be operated.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 펠티에 소자에서 냉각되는 일측은 상기 디스펜서에 접촉되며, 상기 펠티에 소자에서 가열되는 타측에는 방열판이 접촉될 수 있다. One side cooled by the Peltier element of the 3D printer using the Peltier element and the heater of the present invention for solving the above-described problem is in contact with the dispenser, and a heat sink may be in contact with the other side heated by the Peltier element.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터은, 상기 펠티에 소자의 가열되는 타측을 냉각시킬 수 있는 팬 또는 수냉부를 더 포함할 수 있다. A 3D printer using a Peltier element and a heater according to the present invention for solving the above-described problem may further include a fan or a water cooling unit capable of cooling the other side of the Peltier element to be heated.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 신호를 전달받는 제1보드와, 상기 펠티에 소자와 상기 히터와 연결되며, 상기 제1보드의 신호에 따라 상기 펠티에 소자와 상기 히터에 선택적으로 신호를 송신하는 제2보드를 포함할 수 있다. The control unit of the 3D printer using the Peltier element and the heater of the present invention for solving the above-described problem, is connected to the first board receiving a signal from the sensor unit, the Peltier element and the heater, the first It may include a second board for selectively transmitting a signal to the Peltier element and the heater according to the signal from the board.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 제어부는, 상기 펠티에 소자와 상기 제2보드 사이에 구비되며, 전압 공급부와 연결되는 제1모스펫과, 상기 히터와 상기 제2보드 사이에 구비되며, 전압 공급부와 연결되는 제2모스펫을 더 포함할 수 있다. The control unit of a 3D printer using a Peltier element and a heater according to the present invention for solving the above-described problem includes a first MOSFET provided between the Peltier element and the second board and connected to a voltage supply unit, and the heater and A second MOSFET provided between the second boards and connected to a voltage supply unit may further be included.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 펠티에 소자와 상기 제1모스펫 사이에는 전류를 일방향으로 흐르게 하는 다이오드가 구비될 수 있다. A diode for flowing a current in one direction may be provided between the Peltier device and the first MOSFET of a 3D printer using a Peltier device and a heater for solving the above-described problems.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 제1보드는 상기 센서부로부터 감지된 온도와 목표 온도를 비교하며, 상기 제1보드는, 상기 센서부에서 감지된 온도가 목표 온도보다 낮을 때는 상기 제2보드에 지정된 제1전압값을 송신하며, 상기 센서부에서 감지된 온도가 목표 온도보다 높 때는 상기 제2보드에 지정된 제2전압값을 송신할 수 있다. The first board of the 3D printer using the Peltier element and the heater of the present invention to solve the above-described problem compares the temperature sensed by the sensor unit with the target temperature, and the first board is sensed by the sensor unit When the set temperature is lower than the target temperature, the first voltage value designated to the second board may be transmitted, and when the temperature sensed by the sensor unit is higher than the target temperature, the second voltage value designated to the second board may be transmitted. .

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 히터는, 카트리지 히터로 이루어질 수 있다. The heater of the 3D printer using the Peltier element and the heater of the present invention for solving the above-described problem may be formed of a cartridge heater.

본 발명은 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터에 관한 것으로, 펠티에 소자를 사용하여 3D 프린터를 저온 제어할 수 있으며, 히터를 사용하여 3D 프린터를 고온 제어할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a 3D printer using a Peltier element and a heater, and has an advantage in that a 3D printer can be controlled at a low temperature using a Peltier element, and a 3D printer can be controlled at a high temperature using a heater.

또한, 본 발명은 제1모스펫과 펠티에 소자 사이에 일방향으로만 전류를 흐르게 하는 다이오드를 구비하여 펠티에 소자의 발전효과로 발생하는 역전압을 막아줌에 따라 제1모스펫의 고장을 방지할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has a diode that allows current to flow in only one direction between the first MOSFET and the Peltier element, thereby preventing the reverse voltage caused by the power generation effect of the Peltier element, thereby preventing the failure of the first MOSFET. There is this.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스펜서에 펠티에 소자와 히터가 결합된 것을 나타내는 도면이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자의 타측에 방열판과 팬이 구비된 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수냉부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부를 통해 펠티에 소자와 히터를 선택적으로 작동시키는 작동 상태도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자가 발전되어 역전압이 발생하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 펠티에 소자와 제1모스펫 사이에 다이오드가 구비된 것을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a combination of a Peltier element and a heater in a dispenser according to an embodiment of the present invention.
2(a) and 2(b) are views showing a Peltier device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing that a heat sink and a fan are provided on the other side of a Peltier device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a water cooling unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an operating state diagram of selectively operating a Peltier element and a heater through a control unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating generation of a Peltier device according to an embodiment of the present invention to generate a reverse voltage.
7 is a diagram illustrating that a diode is provided between a Peltier device and a first MOSFET according to an embodiment of the present invention.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.This specification clarifies the scope of the present invention, and describes the principles of the present invention and discloses embodiments so that those of ordinary skill in the art can practice the present invention. The disclosed embodiments may be implemented in various forms.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "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.Expressions such as "include" or "may include" that may be used in various embodiments of the present invention indicate the existence of a corresponding function, operation, or component that has been disclosed, and an additional one or more functions, operations, or It does not limit components, etc. In addition, in various embodiments of the present invention, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어, 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When it is mentioned that a certain component is "connected, coupled" to another component, the certain component may be directly connected or coupled to the other component, but between the certain component and the other component It should be understood that there may be other components new to the device. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly coupled" to another component, it will be understood that no new other component exists between the component and the other component. Should be able to

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

본 발명은 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터에 관한 것으로, 3D 프린터를 저온 제어시에는 펠티에 소자를 사용하고 3D 프린터의 고온 제어시에는 히터를 사용하는 3D 프린터에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하도록 한다. The present invention relates to a 3D printer using a Peltier element and a heater, and to a 3D printer using a Peltier element when controlling a 3D printer at low temperature and using a heater when controlling a high temperature of the 3D printer. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 디스펜서(110), 펠티에 소자(120), 히터(130), 센서부(140), 제어부(200)를 포함한다. 1, a 3D printer using a Peltier element and a heater according to an embodiment of the present invention includes a dispenser 110, a Peltier element 120, a heater 130, a sensor unit 140, and a control unit 200. Include.

상기 디스펜서(110)는 원료가 저장되는 것으로, 상기 디스펜서(110)에는 저장된 원료가 분사되는 노즐(111)이 구비되어 있다. 상기 디스펜서(110)는 원료가 저장될 수 있도록 내부에 공간이 구비되어 있는 것으로, 상기 공간에 저장된 원료는 상기 노즐(111)을 통해 외부로 분사된다. The dispenser 110 stores raw materials, and the dispenser 110 includes a nozzle 111 through which the stored raw materials are sprayed. The dispenser 110 has a space inside so that raw materials can be stored, and the raw materials stored in the space are sprayed to the outside through the nozzle 111.

본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 상기 노즐(111)을 통해 소정의 원료를 순차적으로 분사하면서 미세한 두께로 층층이 쌓아 올려 실물의 입체 형상을 출력할 수 있는 것이다. 상기 디스펜서(110)의 상기 노즐(111)을 통해 상기 원료를 분사하는 것은 이미 공지된 기술인 바 상세한 설명은 생략한다. A 3D printer using a Peltier element and a heater according to an embodiment of the present invention can output a three-dimensional shape of a real object by sequentially spraying predetermined raw materials through the nozzle 111 and stacking layers to a fine thickness. Injecting the raw material through the nozzle 111 of the dispenser 110 is a known technique, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 원료는 목표로 하는 온도로 제어될 수 있으며, 상기 디스펜서(110)를 통해 상기 원료의 온도가 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 디스펜서(110)는 후술할 상기 펠티에 소자(120)와 상기 히터(130)를 통해 냉각되거나 가열될 수 있는 것으로, 상기 펠티에 소자(120)와 상기 히터(130)를 통해 상기 원료의 온도가 제어된다. The raw material may be controlled to a target temperature, and the temperature of the raw material may be controlled through the dispenser 110. Specifically, the dispenser 110 may be cooled or heated through the Peltier element 120 and the heater 130, which will be described later, and the raw material can be cooled through the Peltier element 120 and the heater 130. Temperature is controlled.

상기 펠티에 소자(120)는 공급되는 전류의 방향에 따라 일측과 타측이 냉각 또는 가열되는 것이다. 도 2(a)를 참조하면, 상기 펠티에 소자(120)는 전류가 흐름에 따라 일측(또는 일면)이 냉각될 수 있고, 타측(또는 타면)이 가열될 수 있는 소자이다. One side and the other side of the Peltier device 120 are cooled or heated according to the direction of the supplied current. Referring to FIG. 2(a), the Peltier element 120 is a device in which one side (or one side) can be cooled and the other side (or the other side) can be heated according to the flow of current.

상기 펠티에 소자(120)는 공급되는 전류의 방향이 바뀌게 되면 냉각과 가열되는 지점이 변경된다. 구체적으로, 도 2(a)에서 도 2(b)와 같이 전류의 방향이 변경되면, 냉각되었던 상기 펠티에 소자(120)의 일측(또는 일면)은 가열되고, 가열되었던 상기 펠티에 소자(120)의 타측은 냉각된다. When the direction of the current supplied to the Peltier element 120 is changed, the cooling and heating points are changed. Specifically, when the direction of the current is changed from FIG. 2(a) to FIG. 2(b), one side (or one side) of the cooled Peltier element 120 is heated, and the heated Peltier element 120 is The other side is cooled.

본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 저온 제어시 상기 펠티에 소자(120)를 사용하는 것으로, 상기 펠티에 소자(120)를 통해 상기 디스펜서(110)가 냉각될 수 있다. A 3D printer using a Peltier element and a heater according to an embodiment of the present invention uses the Peltier element 120 when controlling a low temperature, and the dispenser 110 may be cooled through the Peltier element 120.

상기 펠티에 소자(120)는 상기 디스펜서(110)에 결합될 수 있는데, 상기와 같이 상기 펠티에 소자(120)를 통해 상기 디스펜서(110)를 냉각시키기 위해, 상기 펠티에 소자(120)에서 냉각되는 일측이 상기 디스펜서(110)에 접촉되는 것이 바람직하다. The Peltier element 120 may be coupled to the dispenser 110, and in order to cool the dispenser 110 through the Peltier element 120 as described above, one side cooled by the Peltier element 120 is It is preferable to contact the dispenser 110.

상기 펠티에 소자(120)는, 냉각되는 상기 펠티에 소자(120)의 일측이 상기 디스펜서(110)를 냉각시킬 수 있다면, 상기 디스펜서(110)의 다양한 지점에 결합될 수 있다. The Peltier element 120 may be coupled to various points of the dispenser 110 if one side of the cooled Peltier element 120 can cool the dispenser 110.

도 3을 참조하면, 상기 펠티에 소자(120)에서 가열되는 타측에는 방열판(150)이 구비될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 펠티에 소자(120)는 전류가 흐름에 따라 일측(또는 일면)이 냉각될 수 있고, 타측(또는 타면)이 가열될 수 있는 소자이다. Referring to FIG. 3, a heat sink 150 may be provided on the other side heated by the Peltier element 120. As described above, the Peltier element 120 is a device capable of cooling one side (or one side) and heating the other side (or the other side) according to the flow of current.

상기 펠티에 소자(120)를 통한 냉각 기능을 향상시키기 위해서는, 가열되는 상기 펠티에 소자(120)의 타측에서 발생하는 열을 식혀야 할 필요성이 있다. 상기 방열판(150)은 가열되는 상기 펠티에 소자(120)의 타측을 식히기 위해 사용되는 것으로, 상기 방열판(150)을 통해 상기 펠티에 소자(120)의 타측에서 발생하는 열을 분산시킬 수 있다. In order to improve the cooling function through the Peltier element 120, it is necessary to cool the heat generated at the other side of the Peltier element 120 to be heated. The heat sink 150 is used to cool the other side of the Peltier element 120 to be heated, and heat generated from the other side of the Peltier element 120 may be dispersed through the heat sink 150.

상기 방열판(150)은 구리 방열판으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 펠티에 소자(120)의 타측에서 발생하는 열을 분산 시킬 수 있다면 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 가령, 상기 방열판(150)은 금속으로 이루어질 수 있다. The heat sink 150 is preferably made of a copper heat sink, but is not limited thereto, and may be made of various materials as long as it can dissipate heat generated from the other side of the Peltier element 120. For example, the heat sink 150 may be made of metal.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는, 상기 펠티에 소자(120)의 냉각 기능을 향상시키기 위해서 상기 방열판(150)과 함께 팬(160) 또는 수냉부를 더 포함할 수 있다. 3, a 3D printer using a Peltier element and a heater according to an embodiment of the present invention includes a fan 160 or water cooling together with the heat sink 150 in order to improve the cooling function of the Peltier element 120. May contain more wealth.

상기 팬(160)은 상기 펠티에 소자(120)의 가열되는 타측을 냉각시킬 수 있는 것으로, 상기 팬(160)은 가열되는 상기 펠티에 소자(120)의 타측에 바람을 공급하는 것이다. 상기 방열판(150)과 상기 팬(160)을 동시에 사용하면, 가열되는 상기 펠티에 소자(120)의 타측을 효율적으로 냉각시킬 수 있게 되고, 이를 통해 상기 디스펜서(110)를 냉각시키는 상기 펠티에 소자(120)의 냉각 기능을 향상시킬 수 있게 된다. The fan 160 is capable of cooling the other side of the Peltier element 120 to be heated, and the fan 160 supplies wind to the other side of the Peltier element 120 to be heated. When the heat sink 150 and the fan 160 are used at the same time, the other side of the Peltier element 120 to be heated can be efficiently cooled, and the Peltier element 120 for cooling the dispenser 110 through this. ) To improve the cooling function.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 펠티에 소자(120)의 가열되는 타측에는, 상기 팬(160) 이외에 수냉부가 설치될 수도 있다. 상기 수냉부(170)는 상기 펠티에 소자(120)의 가열되는 타측에 구비될 수 있으며, 상기 방열판(150)의 타측에 구비될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a water cooling unit may be installed on the other side of the Peltier element 120 to be heated in addition to the fan 160. The water cooling part 170 may be provided on the other side of the Peltier element 120 to be heated, and may be provided on the other side of the heat sink 150.

상기 방열판(150)과 상기 수냉부(170)을 동시에 사용하면, 가열되는 상기 펠티에 소자(120)의 타측을 효율적으로 냉각시킬 수 있게 되고, 이를 통해 상기 디스펜서(110)를 냉각시키는 상기 펠티에 소자(120)의 냉각 기능을 향상시킬 수 있게 된다. When the heat sink 150 and the water cooling unit 170 are used at the same time, it is possible to efficiently cool the other side of the Peltier element 120 to be heated, through which the Peltier element for cooling the dispenser 110 ( 120) can improve the cooling function.

상기 수냉부(170)는 상기 펠티어 소자(120)의 가열되는 타측을 냉각시킬 수 있는 것이라면 다양한 장치로 이루어질 수 있다. The water cooling unit 170 may be formed of various devices as long as it cools the other side of the Peltier element 120 to be heated.

일 실시 예에 따르면, 상기 수냉부(170)는, 워터블럭(171), 탱크(172), 워터펌프(173), 라디에이터(174)를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 워터블럭(171)은 상기 펠티에 소자(120)의 타측에 구비되는 것으로, 상기 워터블럭(171)을 통해 상기 펠티어 소자(120)의 타측을 냉각시킬 수 있게 된다.According to an embodiment, the water cooling unit 170 may include a water block 171, a tank 172, a water pump 173, and a radiator 174. Referring to FIG. 4, the water block 171 is provided on the other side of the Peltier element 120, and the other side of the Peltier element 120 can be cooled through the water block 171.

상기 워터블럭(171)은 물이 저장되어 있는 탱크(172)로부터 물을 공급받을 수 있다. 상기 탱크(172)에서 상기 워터블럭(171)으로 물을 공급할 때, 상기 워터펌프(173)가 동력을 제공하게 된다. The water block 171 may receive water from a tank 172 in which water is stored. When water is supplied from the tank 172 to the water block 171, the water pump 173 provides power.

상기 워터블럭(171)으로 제공된 물은 상기 펠티에 소자(140)의 타측을 냉각시키고, 상기 라디에이터(174)로 유입된다. 상기 라디에이터(174)는 상기 워터블럭(171)에서 받은 열을 식혀줄 수 있는 것으로, 상기 워터블럭(171)에서 가열된 물을 냉각시킬 수 있다면, 다양한 장치로 이루어질 수 있다. The water provided to the water block 171 cools the other side of the Peltier element 140 and flows into the radiator 174. The radiator 174 is capable of cooling the heat received from the water block 171, and may be formed of various devices if it can cool the water heated in the water block 171.

상기 라디에이터(174)에서 식혀진 물은 다시 상기 탱크(172)로 유입되고, 상기 워터 펌프(173)의 동력을 통해 다시 상기 워터블럭(171)으로 공급될 수 있다. The water cooled by the radiator 174 may flow into the tank 172 again, and may be supplied to the water block 171 again through the power of the water pump 173.

즉, 상기 수냉부(170)는 상기 탱크(172)-상기 워터블럭(171)-상기 라디에이터(174) 사이에서 물을 순환시키면서 상기 펠티에 소자(140)를 냉각시킬 수 있는 것이다. 물이 순환되는 동력은 상기 탱크(172)에 구비된 상기 워터펌프(173)가 공급한다. That is, the water cooling unit 170 may cool the Peltier element 140 while circulating water between the tank 172-the water block 171-the radiator 174. Power through which water is circulated is supplied by the water pump 173 provided in the tank 172.

상술한 설명에서는 상기 워터블럭(171), 상기 탱크(172), 상기 워터펌프(173), 상기 라디에이터(174)를 포함하는 상기 수냉부(170)에 대해 설명하였으나, 상기 수냉부는 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 수냉부는 상기 펠티에 소자(140)를 냉각시킬 수 있다면 다양한 장치로 이루어질 수 있음은 물론이다. In the above description, the water cooling unit 170 including the water block 171, the tank 172, the water pump 173, and the radiator 174 has been described, but the water cooling unit is limited thereto. It goes without saying that the water cooling unit can be formed of various devices as long as it can cool the Peltier element 140.

상기 히터(130)는 상기 디스펜서(110)에 결합되며, 상기 디스펜서(110)에 열을 전달하는 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 고온 제어시 상기 히터(130)를 사용하는 것으로, 상기 히터(130)를 통해 상기 디스펜서(110)를 가열할 수 있다. The heater 130 is coupled to the dispenser 110 and transfers heat to the dispenser 110. The 3D printer using a Peltier element and a heater according to an embodiment of the present invention uses the heater 130 when controlling high temperature, and the dispenser 110 may be heated through the heater 130.

상기 히터(130)는 통형상으로 이루어진 카트리지 히터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 히터(130)는 상기 디스펜서(110)를 가열할 수 있다면 다양한 종류의 히터로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 히터(130)는 상기 디스펜서(110)를 가열할 수 있다면, 상기 디스펜서(110)의 다양한 지점에 결합될 수 있다. The heater 130 may be a cartridge heater having a cylindrical shape, but is not limited thereto, and the heater 130 may be formed of various types of heaters as long as it can heat the dispenser 110. In addition, the heater 130 may be coupled to various points of the dispenser 110 as long as it can heat the dispenser 110.

도 1을 참조하면, 상기 센서부(140)는 상기 디스펜서(110)에 저장된 원료의 온도를 측정할 수 있는 것이다. 상기 센서부(140)는 상기 디스펜서(110)에 결합되는 것으로, 상기 센서부(140)는 상기 디스펜서(110)에 저장된 원료의 온도를 측정할 수 있다면 다양한 장치가 사용될 수 있으며, 상기 디스펜서(110)의 다양한 지점에 결합될 수 있다. Referring to FIG. 1, the sensor unit 140 is capable of measuring the temperature of the raw material stored in the dispenser 110. The sensor unit 140 is coupled to the dispenser 110, and various devices may be used as long as the sensor unit 140 measures the temperature of the raw material stored in the dispenser 110, and the dispenser 110 ) Can be combined at various points.

상기 제어부(200)는 상기 센서부(140)의 온도에 따라 상기 펠티에 소자(120)와 상기 히터(130)를 제어할 수 있는 것이다. 구체적으로, 상기 제어부(200)는, 상기 센서부(140)에서 감지된 온도가 지정된 온도(목표 온도)보다 낮을 때는 상기 히터(130)를 작동시켜 상기 디스펜서(110)를 가열하며, 상기 센서부(140)에서 감지된 온도가 지정된 온도(목표 온도)보다 높을 때는 상기 펠티에 소자(120)를 작동시켜 상기 디스펜서(110)를 냉각한다. The control unit 200 is capable of controlling the Peltier element 120 and the heater 130 according to the temperature of the sensor unit 140. Specifically, the controller 200 heats the dispenser 110 by operating the heater 130 when the temperature sensed by the sensor unit 140 is lower than a specified temperature (target temperature), and the sensor unit When the temperature sensed at 140 is higher than the specified temperature (target temperature), the Peltier element 120 is operated to cool the dispenser 110.

이하에서는, 도 5를 참조하여, 상기 제어부(200)의 구성과 상기 센서부(140)에 따른 상기 제어부(200)의 작동을 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the control unit 200 and the operation of the control unit 200 according to the sensor unit 140 will be described in detail with reference to FIG. 5.

도 5를 참조하면, 상기 제어부(200)는 제1보드(210), 제2보드(220), 제1모스펫(230), 제2모스펫(240), 전압 공급부(250)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the control unit 200 may include a first board 210, a second board 220, a first MOSFET 230, a second MOSFET 240, and a voltage supply unit 250. .

상기 제1보드(210)는 상기 센서부(140)로부터 신호를 전달받는 것으로, 상기 센서부(140)의 온도와 사용자가 목표로 하는 온도를 비교할 수 있는 메인 보드(Main board)일 수 있다. The first board 210 receives a signal from the sensor unit 140 and may be a main board capable of comparing the temperature of the sensor unit 140 with a temperature targeted by the user.

상기 제2보드(220)는 상기 펠티에 소자(120) 및 상기 히터(130)와 연결되면서 상기 제1보드(210)의 신호에 따라 상기 펠티에 소자(120)와 상기 히터(130) 중 어느 하나에 선택적으로 신호를 송신할 수 있는 것이다. The second board 220 is connected to the Peltier element 120 and the heater 130 and is connected to one of the Peltier element 120 and the heater 130 according to a signal from the first board 210. It can selectively transmit signals.

상기 제2보드(220)는 상기 제1보드(210)와 연결되어 있는 것으로, 상기 제2보드(220)는 상기 제1보드(210)의 신호에 따라 상기 펠티에 소자(120)와 상기 히터(130) 중 어느 하나를 선택적으로 작동시킬 수 있는 Atmega board일 수 있다. The second board 220 is connected to the first board 210, and the second board 220 includes the Peltier element 120 and the heater according to a signal from the first board 210. It may be an Atmega board that can selectively operate any one of 130).

도 5에서는 상기 제1보드(210)와 상기 제2보드(220)를 분리하여 도시하였으나, 상기 제1보드(210)와 상기 제2보드(220)는 하나의 보드에 구비될 수 있으며, 도 5와 같이 분리되어 구비될 수도 있다. In FIG. 5, the first board 210 and the second board 220 are shown separately, but the first board 210 and the second board 220 may be provided on one board. It may be provided separately as shown in 5.

상기 제2보드(220)와 상기 펠티에 소자(120)는 상기 제1모스펫(230)을 통해 연결될 수 있으며, 상기 제2보드(220)와 상기 히터(130)는 상기 제2모스펫(240)을 통해 연결될 수 있다. The second board 220 and the Peltier element 120 may be connected through the first MOSFET 230, and the second board 220 and the heater 130 connect the second MOSFET 240 to each other. Can be connected through.

상기 제1모스펫(230)은 상기 제2보드(220)와 상기 펠티에 소자(120) 사이에 구비되는 것으로, 상기 제1모스펫(230)에는 제1연결단자(231), 제1보드 연결단자(232), 상기 제1전압 연결단자(233)가 형성되어 있다. The first MOSFET 230 is provided between the second board 220 and the Peltier element 120, and the first MOSFET 230 has a first connection terminal 231 and a first board connection terminal ( 232), the first voltage connection terminal 233 is formed.

상기 제1연결단자(231)는 상기 제1모스펫(230)과 상기 펠티에 소자(120)를 연결하는 단자로, 상기 제1연결단자(231)에서 연장된 선은 상기 펠티에 소자(120)에 연결된다. The first connection terminal 231 is a terminal connecting the first MOSFET 230 and the Peltier element 120, and a line extending from the first connection terminal 231 is connected to the Peltier element 120 do.

상기 제1보드 연결단자(232)는 상기 제1모스펫(230)과 상기 제2보드(220)를 연결하는 단자로, 상기 제1보드 연결단자(232)에서 연장된 선은 상기 제2보드(220)에 연결된다. The first board connection terminal 232 is a terminal connecting the first MOSFET 230 and the second board 220, and a line extending from the first board connection terminal 232 is the second board ( 220).

상기 제1전압 연결단자(233)는 상기 제1모스펫(230)과 상기 전압 공급부(250)를 연결하는 단자로, 상기 제1전압 연결단자(233)에서 연장된 선은 상기 전압 공급부(250)에 연결된다. The first voltage connection terminal 233 is a terminal connecting the first MOSFET 230 and the voltage supply unit 250, and a line extending from the first voltage connection terminal 233 is the voltage supply unit 250 Is connected to

상기 제2모스펫(240)은 상기 제2보드(220)와 상기 히터(130) 사이에 구비되는 것으로, 상기 제2모스펫(240)에는 제2연결단자(241), 제2보드 연결단자(242), 상기 제2전압 연결단자(243)가 형성되어 있다. The second MOSFET 240 is provided between the second board 220 and the heater 130, and the second MOSFET 240 has a second connection terminal 241 and a second board connection terminal 242 ), the second voltage connection terminal 243 is formed.

상기 제2연결단자(241)는 상기 제2모스펫(240)과 상기 히터(130)를 연결하는 단자로, 상기 제2연결단자(241)에서 연장된 선은 상기 히터(130)에 연결된다. The second connection terminal 241 is a terminal connecting the second MOSFET 240 and the heater 130, and a line extending from the second connection terminal 241 is connected to the heater 130.

상기 제2보드 연결단자(242)는 상기 제2모스펫(240)과 상기 제2보드(220)를 연결하는 단자로, 상기 제2보드 연결단자(242)에서 연장된 선은 상기 제2보드(220)에 연결된다. The second board connection terminal 242 is a terminal connecting the second MOSFET 240 and the second board 220, and a line extending from the second board connection terminal 242 is the second board ( 220).

상기 제2전압 연결단자(243)는 상기 제2모스펫(240)과 상기 전압 공급부(250)를 연결하는 단자로, 상기 제2전압 연결단자(243)에서 연장된 선은 상기 전압 공급부(250)에 연결된다. The second voltage connection terminal 243 is a terminal connecting the second MOSFET 240 and the voltage supply unit 250, and a line extending from the second voltage connection terminal 243 is the voltage supply unit 250 Is connected to

상기 전압 공급부(250)는 상기 펠티에 소자(120)와 상기 히터(130)에 전력을 공급할 수 있는 것이며, 상기 전압 공급부(250)는 상기 제1모스펫(230)과 상기 제2모스펫(240)에 전력을 공급할 수 있는 것이다. The voltage supply unit 250 is capable of supplying power to the Peltier element 120 and the heater 130, and the voltage supply unit 250 is provided to the first MOSFET 230 and the second MOSFET 240. It can supply power.

상기 전압 공급부(250)는 상기 제1보드 연결단자(232)를 통해 상기 제1모스펫(230)과 연결되며, 상기 제2보드 연결단자(242)를 통해 상기 제2모스펫(240)에 연결된다. The voltage supply unit 250 is connected to the first MOSFET 230 through the first board connection terminal 232, and is connected to the second MOSFET 240 through the second board connection terminal 242. .

상기 전압 공급부(250)는 하나의 전력 장치로 이루어질 수 있으며, 복수 개의 전력 장치로 이루어질 수도 있다. 상기 전압 공급부(250)는 다양한 지점에 배치될 수 있으며, 상기 전압 공급부(250)의 전력은 상기 펠티에 소자(120), 상기 히터(130), 상기 제1모스펫(230), 상기 제2모스펫(240)에 공급된다. The voltage supply unit 250 may be formed of one power device, or may be formed of a plurality of power devices. The voltage supply unit 250 may be disposed at various points, and the power of the voltage supply unit 250 is the Peltier element 120, the heater 130, the first MOSFET 230, the second MOSFET ( 240).

도 5를 참조하면, 상기 제어부(200)는 다음과 같이 작동된다. 사용자가 3D 프린터를 사용하기 위한 목표 온도를 설정하고 이를 입력한다. 상기 제1보드(210)는 상기 센서부(140)에서 감지된 현재 온도와 목표 온도를 수신받을 수 있는 것으로, 상기 제1보드(210)는 상기 센서부(140)에서 감지된 현재 온도와 목표 온도를 비교하여 온도를 낮출 것인지 혹은 높일 것이지 결정하게 된다. 5, the control unit 200 is operated as follows. Set the target temperature for the user to use the 3D printer and enter it. The first board 210 is capable of receiving the current temperature and target temperature sensed by the sensor unit 140, and the first board 210 is capable of receiving the current temperature and target temperature sensed by the sensor unit 140. The temperature is compared to determine whether to lower or increase the temperature.

상기 제1보드(210)는 상기 센서부(140)에서 감지된 온도가 목표 온도 보다 낮을 때는 상기 제2보드(220)에 지정된 제1전압값을 송신하며, 상기 센서부(140)에서 감지된 온도가 목표 온도보다 높을 때는 상기 제2보드(220)에 지정된 제2전압값을 송부한다. When the temperature sensed by the sensor unit 140 is lower than the target temperature, the first board 210 transmits a first voltage value designated to the second board 220 and sensed by the sensor unit 140. When the temperature is higher than the target temperature, the designated second voltage value is transmitted to the second board 220.

즉, 상기 제1보드(210)는 상기 센서부(140)로부터 감지된 온도와 목표 온도를 비교하여, 상기 센서부(140)에서 감지된 온도가 목표 온도보다 낮으면 + 5V(제1전압값)를 송신하고, 상기 센서부(140)에서 감지된 온도가 목표 온도보다 높으면 0V(제2전압값)를 송신하게 된다. That is, the first board 210 compares the temperature sensed by the sensor unit 140 with the target temperature, and when the temperature sensed by the sensor unit 140 is lower than the target temperature, +5V (first voltage value ), and when the temperature sensed by the sensor unit 140 is higher than the target temperature, 0V (second voltage value) is transmitted.

상기 제2보드(220)는 상기 제1보드(210)로부터 입력받은 전압값을 구별하여 상기 펠티에 소자(120)와 상기 히터(130) 중 어느 하나를 선택적으로 작동시킨다. 구체적으로, 상기 제2보드(220)가 상기 제1보드(210)로부터 +5V(제1전압값)를 입력받으면, 상기 제2보드(220)는 상기 제2모스펫(240)으로 신호를 송신하여 상기 제2모스펫(240)을 동작시킨다. The second board 220 selectively operates any one of the Peltier element 120 and the heater 130 by discriminating a voltage value input from the first board 210. Specifically, when the second board 220 receives +5V (first voltage value) from the first board 210, the second board 220 transmits a signal to the second MOSFET 240 Thus, the second MOSFET 240 is operated.

상기 제2보드(220)로부터 신호를 받은 상기 제2모스펫(240)은 상기 히터(130)를 작동시키게 되며, 상기 히터(130)는 상기 전압 공급부(250)로부터 전력을 공급받으면서 상기 디스펜서(110)를 가열하게 된다. The second MOSFET 240, which has received a signal from the second board 220, operates the heater 130, and the heater 130 receives power from the voltage supply unit 250 and the dispenser 110 ) Is heated.

상기 제2보드(220)가 상기 제1보드(210)로부터 0V(제2전압값)를 입력받으면, 상기 제2보드(220)는 상기 제1모스펫(230)으로 신호를 송신하여 상기 제1모스펫(230)을 동작시킨다. When the second board 220 receives 0V (second voltage value) from the first board 210, the second board 220 transmits a signal to the first MOSFET 230 The MOSFET 230 is operated.

상기 제2보드(220)로부터 신호를 받은 상기 제1모스펫(230)은 상기 펠티에 소자(120)를 작동시키게 되며, 상기 펠티에 소자(120)는 상기 전압 공급부(250)로부터 전력을 공급받으면서 상기 디스펜서(110)를 냉각하게 된다. The first MOSFET 230, which has received a signal from the second board 220, operates the Peltier device 120, and the Peltier device 120 receives power from the voltage supply unit 250 while receiving power from the dispenser. (110) is cooled.

여기서, 사용자가 설정하는 목표 온도는 지정된 특정 온도일 수 있으며, 3D 프린터의 사용환경에 따라 변경될 수 있는 것이다. 또한, 상술한 설명에서는 상기 제1보드(210)에서 상기 제2보드(220)로 송신하는 제1전압값과 제2전압값을 +5V, 0V 로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 3D 프린터의 사용환경에 따라 제1전압값과 제2전압값은 변경될 수 있는 있다. Here, the target temperature set by the user may be a specified specific temperature and may be changed according to the usage environment of the 3D printer. In addition, in the above description, the first voltage value and the second voltage value transmitted from the first board 210 to the second board 220 are described as +5V and 0V, but are not limited thereto. The first voltage value and the second voltage value may be changed according to the use environment.

본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터의 상기 펠티에 소자(120)와 상기 제1모스펫(230) 사이에는 전류를 일방향으로 흐르게 하는 다이오드(260)가 구비될 수 있다. A diode 260 for flowing a current in one direction may be provided between the Peltier device 120 and the first MOSFET 230 of a 3D printer using a Peltier device and a heater according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 펠티에 소자(120)의 일측(또는 일면)과 타측(또는 타면)이 가열과 냉각되면, 발전 효과에 의해 상기 펠티에 소자(120)에서 전기가 발생할 수 있다. 구체적으로, 상기 펠티에 소자(120)의 양면에서 온도차가 발생하면, 발전으로 인하여 역전압이 발생하게 된다. Referring to FIG. 6, when one side (or one side) and the other side (or the other side) of the Peltier device 120 are heated and cooled, electricity may be generated in the Peltier device 120 due to a power generation effect. Specifically, when a temperature difference occurs on both sides of the Peltier element 120, a reverse voltage is generated due to power generation.

도 7과 같이 상기 펠티에 소자(120)를 사용하지 않고, 상기 히터(130)로 상기 디스펜서(110)를 가열시키게 되면, 상기 히터(130)의 열에 의해 상기 펠티에 소자(120)의 일측(또는 일면)이 가열될 수 있다. When the dispenser 110 is heated with the heater 130 without using the Peltier element 120 as shown in FIG. 7, one side (or one side) of the Peltier element 120 is heated by the heat of the heater 130. ) Can be heated.

상기 펠티에 소자(120)의 일측(또는 일면)이 상기 히터(130)에 의해 가열되면, 상기 펠티에 소자(120)의 양면 온도차에 의해 발전이 발생하게 되고, 이로 인한 역전압이 상기 제1모스펫(230)으로 들어가 상기 제1모스펫(230)이 고장날 수 있게 된다. When one side (or one side) of the Peltier element 120 is heated by the heater 130, power generation occurs due to a temperature difference between both sides of the Peltier element 120, and a reverse voltage due to this is generated by the first MOSFET ( 230), the first MOSFET 230 may be broken.

즉, 상기 히터(130)에 의해 상기 펠티에 소자(120)의 일면이 가열되면, 상기 펠티에 소자(120)에서 상기 제1모스펫(230)으로 전류가 흘러들어가게 되면서 상기 제1모스펫(230)이 고장날 염려가 있다. That is, when one surface of the Peltier element 120 is heated by the heater 130, a current flows from the Peltier element 120 to the first MOSFET 230, causing the first MOSFET 230 to fail. I have anxiety.

도 7을 참조하면, 상기 다이오드(260)는 이를 방지하기 위해 상기 펠티에 소자(120)와 상기 제1모스펫(230) 사이에 구비되는 것이다. 상기 다이오드(260)는 전류를 일방향으로만 흐르게 하는 것으로, 상기 다이오드(260)는 상기 제1모스펫(230)에서 상기 펠티에 소자(120) 방향으로는만 전류를 흐르게 한다. Referring to FIG. 7, the diode 260 is provided between the Peltier element 120 and the first MOSFET 230 to prevent this. The diode 260 allows current to flow in only one direction, and the diode 260 allows current to flow only from the first MOSFET 230 to the Peltier element 120.

일방향으로만 전류를 흐르게 하는 상기 다이오드(260)를 통하여 상기 펠티에 소자(120)에서 상기 제1모스펫(230) 방향으로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있게 되고, 이를 통해 상기 제1모스펫(230)의 고장을 방지할 수 있게 된다. It is possible to prevent current from flowing from the Peltier device 120 to the first MOSFET 230 through the diode 260 that allows current to flow in only one direction, thereby preventing the first MOSFET 230 from flowing. It becomes possible to prevent failure.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 다음과 같은 효과가 있다. The 3D printer using the Peltier element and the heater according to the embodiment of the present invention described above has the following effects.

본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 펠티에 소자(120)를 사용하여 3D 프린터를 저온 제어할 수 있으며, 히터(130)를 사용하여 3D 프린터를 고온 제어할 수 있는 장점이 있다. A 3D printer using a Peltier element and a heater according to an embodiment of the present invention can control a 3D printer at a low temperature using the Peltier element 120, and the 3D printer can be controlled at a high temperature using the heater 130 There is this.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 펠티에 소자(120)와 함께 구리 방열판(150), 팬(160)을 함께 사용함에 따라 펠티에 소자(120)의 타측(또는 타면)을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 이를 통해 펠티에 소자(120)를 통한 냉각 기능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the 3D printer using the Peltier element and the heater according to the embodiment of the present invention uses the copper heat sink 150 and the fan 160 together with the Peltier element 120, so that the other side of the Peltier element 120 (or The other surface) can be effectively cooled, and there is an advantage of improving the cooling function through the Peltier element 120 through this.

이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따른 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터는 제1모스펫(230)과 펠티에 소자(120) 사이에 일방향으로만 전류를 흐르게 하는 다이오드(260)를 구비하여 펠티에 소자(120)의 발전효과로 발생하는 역전압을 막아줌에 따라 제1모스펫(230)의 고장을 방지할 수 있는 장점이 있다. In addition, a 3D printer using a Peltier element and a heater according to an embodiment of the present invention includes a diode 260 that allows current to flow in only one direction between the first MOSFET 230 and the Peltier element 120, so that the Peltier element As the reverse voltage generated by the power generation effect of 120 is prevented, there is an advantage in that a failure of the first MOSFET 230 can be prevented.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to an embodiment illustrated in the drawings, but this is only exemplary, and it will be understood that various modifications and variations of the embodiments are possible from those of ordinary skill in the art. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

110...디스펜서 111...노즐
120...펠티에 소자 130...히터
140...센서부 150...방열판
160...팬 170...수냉부
171...워터블럭 172...탱크
173...워터펌프 174...라디에이터
200...제어부 210...제1보드
220...제2보드 230...제1모스펫
231...제1연결단자 232...제1보드 연결단자
233...제1전압 연결단자 240...제2모스펫
241...제2연결단자 242...제2보드 연결단자
243...제2전압 연결단자 250...전압 공급부
260...다이오드110...dispenser 111...nozzle
120...Peltier element 130...heater
140...sensor part 150...heat sink
160...fan 170...water cooling part
171...water block 172...tank
173...water pump 174...radiator
200...control part 210...first board
220...2nd board 230...1st MOSFET
231...1st connection terminal 232...1st board connection terminal
233...1st voltage connection terminal 240...2nd MOSFET
241...2nd connection terminal 242...2nd board connection terminal
243...second voltage connection terminal 250...voltage supply
260...diode

Claims (9)

노즐을 통해 원료를 순차적으로 분사하여 실물의 입체 형상을 출력하는 3D 프린터 있어서,
원료가 저장되며, 원료가 분사되는 노즐이 구비되는 디스펜서;
공급되는 전류의 방향에 따라 일측과 타측이 냉각 또는 가열되며, 상기 디스펜서에 결합되는 펠티에 소자;
상기 디스펜서에 결합되며, 상기 디스펜서에 열을 전달하는 히터;
상기 디스펜서에 저장된 원료의 온도를 측정할 수 있는 센서부;
상기 센서부의 온도에 따라 상기 펠티에 소자와 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 디스펜서는 상기 펠티에 소자를 통해 냉각되고, 상기 히터를 통해 가열되며,
상기 펠티에 소자에서 냉각되는 일측은 상기 디스펜서에 접촉되고,
상기 펠티에 소자에서 가열되는 타측에는 방열판이 접촉되며,
상기 제어부는,
상기 센서부로부터 신호를 전달받는 제1보드와,
상기 펠티에 소자와 상기 히터와 연결되며, 상기 제1보드의 신호에 따라 상기 펠티에 소자와 상기 히터에 선택적으로 신호를 송신하는 제2보드를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 펠티에 소자와 상기 제2보드 사이에 구비되며, 전압 공급부와 연결되는 제1모스펫과,
상기 히터와 상기 제2보드 사이에 구비되며, 전압 공급부와 연결되는 제2모스펫을 더 포함하며,
상기 펠티에 소자와 상기 제1모스펫 사이에는 전류를 일방향으로 흐르게 하는 다이오드가 구비되는 것을 특징으로 하는 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터.In a 3D printer that sequentially sprays raw materials through a nozzle to output a three-dimensional shape of a real object,
A dispenser that stores raw materials and has a nozzle through which the raw materials are sprayed;
One side and the other side are cooled or heated according to the direction of the supplied current, and the Peltier element is coupled to the dispenser;
A heater coupled to the dispenser and transferring heat to the dispenser;
A sensor unit capable of measuring the temperature of the raw material stored in the dispenser;
Includes; a control unit for controlling the Peltier element and the heater according to the temperature of the sensor unit,
The dispenser is cooled through the Peltier element and heated through the heater,
One side cooled in the Peltier element is in contact with the dispenser,
A heat sink is in contact with the other side heated by the Peltier element,
The control unit,
A first board receiving a signal from the sensor unit,
A second board connected to the Peltier element and the heater, and selectively transmitting a signal to the Peltier element and the heater according to a signal from the first board,
The control unit,
A first MOSFET provided between the Peltier element and the second board and connected to a voltage supply unit,
A second MOSFET provided between the heater and the second board and connected to a voltage supply unit,
A 3D printer using a Peltier device and a heater, characterized in that a diode for flowing a current in one direction is provided between the Peltier device and the first MOSFET. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센서부에서 감지된 온도가 지정된 온도보다 낮을 때는 상기 히터를 작동시키며,
상기 센서부에서 감지된 온도가 지정된 온도보다 높을 경우에는 상기 펠티에 소자를 작동시키는 것을 특징으로 하는 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터.The method of claim 1,
The control unit,
When the temperature sensed by the sensor unit is lower than the specified temperature, the heater is operated,
3D printer using a Peltier device and a heater, characterized in that the Peltier device is operated when the temperature sensed by the sensor unit is higher than a specified temperature. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 펠티에 소자의 가열되는 타측을 냉각시킬 수 있는 팬 또는 수냉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터.The method of claim 1,
A 3D printer using a Peltier device and a heater, further comprising a fan or a water cooling unit capable of cooling the other side to be heated of the Peltier device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1보드는 상기 센서부로부터 감지된 온도와 목표 온도를 비교하며,
상기 제1보드는,
상기 센서부에서 감지된 온도가 목표 온도보다 낮을 때는 상기 제2보드에 지정된 제1전압값을 송신하며,
상기 센서부에서 감지된 온도가 목표 온도보다 높 때는 상기 제2보드에 지정된 제2전압값을 송신하는 것을 특징으로 하는 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터.The method of claim 1,
The first board compares the temperature sensed by the sensor unit with a target temperature,
The first board,
When the temperature sensed by the sensor unit is lower than the target temperature, the first voltage value designated to the second board is transmitted,
3D printer using a Peltier element and a heater, characterized in that when the temperature sensed by the sensor unit is higher than a target temperature, a second voltage value designated to the second board is transmitted. 제1항에 있어서,
상기 히터는, 카트리지 히터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠티에 소자와 히터를 사용하는 3D 프린터.The method of claim 1,
The heater is a 3D printer using a Peltier element and a heater, characterized in that consisting of a cartridge heater.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235654A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-25 주식회사 메디팹 3d printer using peltier element and heater

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160030616A (en) * 2014-09-11 2016-03-21 김진규 Nozzle and head for 3d printer using peltier element
JP2017052159A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 東洋リビング株式会社 Moisture-proof warehouse for 3d printer
KR20190016291A (en) * 2017-08-08 2019-02-18 (주)엘에스비 Base including cooling function for 3D printer
KR102055434B1 (en) * 2019-05-02 2019-12-12 (주)쓰리디테크놀로지 A 3D printer nozzle system with increased cooling
KR20200034026A (en) * 2018-09-13 2020-03-31 인하대학교 산학협력단 Method for filament storage for improved accuracy of 3d printer printing
US20200139629A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-07 Seiko Epson Corporation Plasticizing Device, Three-Dimensional Modeling Device, And Injection Molding Device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101966829B1 (en) * 2018-11-02 2019-04-08 주식회사 쓰리딜라이트 Resin temperature maintenance device of 3D printer
KR102217023B1 (en) * 2020-05-19 2021-02-18 주식회사 메디팹 3D printer using peltier element and heater

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160030616A (en) * 2014-09-11 2016-03-21 김진규 Nozzle and head for 3d printer using peltier element
JP2017052159A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 東洋リビング株式会社 Moisture-proof warehouse for 3d printer
KR20190016291A (en) * 2017-08-08 2019-02-18 (주)엘에스비 Base including cooling function for 3D printer
KR20200034026A (en) * 2018-09-13 2020-03-31 인하대학교 산학협력단 Method for filament storage for improved accuracy of 3d printer printing
US20200139629A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-07 Seiko Epson Corporation Plasticizing Device, Three-Dimensional Modeling Device, And Injection Molding Device
KR102055434B1 (en) * 2019-05-02 2019-12-12 (주)쓰리디테크놀로지 A 3D printer nozzle system with increased cooling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235654A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-25 주식회사 메디팹 3d printer using peltier element and heater

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