KR102356436B1 - Dissimilar metal powder lamination type 3D printer - Google Patents

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KR102356436B1
KR102356436B1 KR1020210040806A KR20210040806A KR102356436B1 KR 102356436 B1 KR102356436 B1 KR 102356436B1 KR 1020210040806 A KR1020210040806 A KR 1020210040806A KR 20210040806 A KR20210040806 A KR 20210040806A KR 102356436 B1 KR102356436 B1 KR 102356436B1
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powder
molding space
printer
metal powder
layer forming
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KR1020210040806A
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신기수
강성민
이수봉
이승진
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주식회사 대건테크
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Abstract

The present invention relates to a three-dimensional (3D) printer using lamination of heterogeneous metal powder, which comprises: a chamber forming an outer appearance and having a molding space formed inside; a plurality of powder layer forming devices including a hopper containing powder at a predetermined position, a single powder supply unit containing powder provided from the hopper and supplying a predetermined amount of the powder downward when necessary, a single powder transfer passage guiding the powder transferred downward by the powder supply unit to the inside of the molding space, and a lamination unit receiving the powder transferred through the powder transfer passage, opening a plurality of powder discharge holes in a sliding way to guide the powder to a floor of the molding space, and reciprocating linearly in the molding space to laminate the powder to predetermined height; a powder recovering device accommodating and recovering remnant powder left after the powder layer forming devices laminate the powder on the molding space; and a gas circulation means supplying inert gas to the molding space and discharging fume gas with the inert gas. According to the present invention, the 3D printer has a collection unit classifying and collecting heterogeneous metal powder to allow the metal powder to be reused, thereby saving manufacturing costs.

Description

이종 금속분말 적층식 3D프린터{Dissimilar metal powder lamination type 3D printer}Dissimilar metal powder lamination type 3D printer

본 발명은 이종 금속분말 적층식 3D프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분말을 적층하는 적층유닛을 다수로 구성하되 서로 교차하는 방향으로 직선 왕복운동하도록 구성하고, 각각의 적층유닛은 서로 상이한 금속분말을 적층할 수 있도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a dissimilar metal powder lamination type 3D printer, and more particularly, a plurality of lamination units for laminating powders are configured to linearly reciprocate in directions intersecting with each other, and each lamination unit has different metal powders It relates to a dissimilar metal powder lamination type 3D printer capable of stacking.

본 발명은 이종 금속분말을 분류하여 수집하는 수집유닛을 구비하여 금속분말의 재사용이 가능하도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a heterogeneous metal powder lamination type 3D printer having a collection unit for classifying and collecting different kinds of metal powder to enable reuse of the metal powder.

본 발명은 금속분말을 저장하는 호퍼와, 호퍼 내부에 저장된 금속분말을 일정량만큼 공급하는 분말공급부와, 분말공급부로부터 낙하하는 분말을 성형공간 내부에서 안내하는 분말이송통로가 일직선상에 배치되어 성형공간 내부의 여유 공간을 증가시킴으로써 성형공간의 크기를 증가시킬 필요 없이 대형 성형품의 성형이 가능하도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터에 관한 것이다.The present invention provides a hopper for storing metal powder, a powder supply unit for supplying a predetermined amount of the metal powder stored in the hopper, and a powder transfer path for guiding powder falling from the powder supply unit inside the molding space in a straight line, the molding space It relates to a heterogeneous metal powder lamination type 3D printer that enables the molding of large molded products without the need to increase the size of the molding space by increasing the internal free space.

본 발명은 분말이송통로를 따라 이동한 분말을 내부로 수용한 후 직선 왕복운동하면서 2회에 나누어 분말을 적층하는 적층유닛을 구비함으로써 생산성이 향상될 수 있도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a heterogeneous metal powder lamination type 3D printer capable of improving productivity by providing a lamination unit for accommodating a powder moving along a powder transport path inside and then dividing the powder in two while reciprocating in a straight line. will be.

종래에는 3차원 성형품을 제조하기 위해 주조나 단조 등의 전통적인 가공방법을 사용해왔다. 또한 이와 같은 제조방법을 이용할 때 제품의 품질을 유지하기 위해서는 전문적인 지식을 가진 작업자가 수행해야 했다.Conventionally, traditional processing methods such as casting or forging have been used to manufacture three-dimensional molded products. In addition, in order to maintain the quality of the product when using such a manufacturing method, a worker with specialized knowledge had to perform it.

최근에는 3차원 성형품을 가공하기 위한 장치로 3D 프린터가 사용되고 있으며, 비전문가도 손쉽게 3차원의 성형품을 제작할 수 있다는 이점 때문에 점차 전통적인 가공방법을 대체하고 있다.Recently, a 3D printer is being used as a device for processing a 3D molded product, and is gradually replacing the traditional processing method because of the advantage that even non-experts can easily produce a 3D molded product.

즉, 3D 프린터는 활자나 그림을 인쇄하듯이 입력된 2차원 도면을 바탕으로 실제 입체 모양을 그대로 제작하는 장비이며, 3D 프린팅 기술은 자동차, 의료, 예술, 교육분야로 확대되고 있고, 다양한 모형을 만들기 위한 용도로 광범위하게 사용하고 있다.In other words, a 3D printer is an equipment that creates a real three-dimensional shape based on input two-dimensional drawings just like printing type or picture. 3D printing technology is expanding to automobile, medical, art and education fields, It is widely used for making.

3D 프린터의 원리는 절삭형과 적층형으로 나눌 수 있으며, 실제 적용되고 있는 3D 프린터의 대부분은 재료 손실이 없는 적층형에 해당된다.The principle of 3D printers can be divided into cutting type and stacking type, and most of the 3D printers that are actually applied fall into the layered type without material loss.

적층형 3D 프린터는 레이저를 투사하여 경화시키는 방법을 통해 적층해 가는 방식으로 인쇄물이 완성되도록 한 것으로, 예컨대 대한민국 공개특허 제10-2012-0128171호에는 도 1과 같이 금속 분말을 적층레이저 용접 방식의 3차원 인쇄를 위한 장치 구조가 개시되어 있다.The multilayer 3D printer is designed to complete the printed matter by stacking it through a method of projecting and curing a laser. A device structure for dimensional printing is disclosed.

그러나 상기 기술은 진공챔버 내에 작업테이블(37)이 고정된 상태로, 분말소재인쇄관(54)이 Y축, Z축으로 이송하면서 분말소재를 흩뿌려주고, 분말소재높이조절판(56)은 Y축, Z축으로 움직이며 분말 소재의 평탄화 작업을 수행하도록 구성된다.However, in the above technique, in a state in which the work table 37 is fixed in the vacuum chamber, the powder material printing tube 54 scatters the powder material while transferring it in the Y and Z axes, and the powder material height adjustment plate 56 is Y It is configured to move along the axis and Z axis to perform flattening of the powder material.

따라서 넓은 횡단면을 가지는 대상물을 3차원으로 형성하기 위해서는 분말소재인쇄관(54)과 분말소재높이조절판(56)의 동작 시간이 길어지게 되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.Therefore, in order to form an object having a wide cross-section in three dimensions, the operation time of the powder material printing tube 54 and the powder material height adjustment plate 56 is lengthened, so there is a problem in that productivity is lowered.

이에 따라 대한민국 등록특허 제10-1801026호에는 도 2와 같이 SLS 3D프린터용 분말층 형성 장치의 구조를 보인 단면도가 개시되어 있다.Accordingly, Korean Patent Registration No. 10-1801026 discloses a cross-sectional view showing the structure of a powder layer forming apparatus for an SLS 3D printer as shown in FIG. 2 .

상기 등록특허는 Y축 방향으로 길게 형성되고, 분말피더기로부터 분말을 제공받아 직선 운동하면서 소재 분말을 얇게 펼쳐 배열하는 슬라이더(100)가 개시되어 있다.The registered patent discloses a slider 100 that is formed long in the Y-axis direction, receives powder from a powder feeder, and spreads and arranges a thin material powder while linear motion.

그러나 상기 등록특허는, 소재 분말의 정밀한 공급량 제어가 불가능한 문제점이 있다.However, the registered patent has a problem in that it is impossible to precisely control the supply amount of the raw material powder.

그리고 도 1 내지 도 4에 도시된 종래의 기술은 단일 소재의 분말을 적층하도록 제한되어 있으므로, 다양한 소재를 동시에 적용할 수 없는 문제점이 있다.And, since the conventional technique shown in FIGS. 1 to 4 is limited to stacking powders of a single material, there is a problem that various materials cannot be applied at the same time.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분말을 적층하는 적층유닛을 다수로 구성하되 서로 교차하는 방향으로 직선 왕복운동하도록 구성하고, 각각의 적층유닛은 서로 상이한 금속분말을 적층할 수 있도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and a plurality of stacking units for stacking powders are configured to reciprocate in a straight line in a direction crossing each other, and each stacking unit is a different metal powder It is to provide a different type of metal powder lamination type 3D printer that can be laminated.

본 발명의 다른 목적은, 이종 금속분말을 분류하여 수집하는 수집유닛을 구비하여 금속분말의 재사용이 가능하도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a heterogeneous metal powder stacking type 3D printer that includes a collection unit for classifying and collecting different kinds of metal powders to enable reuse of metal powders.

본 발명의 또 다른 목적은, 금속분말을 저장하는 호퍼와, 호퍼 내부에 저장된 금속분말을 일정량만큼 공급하는 분말공급부와, 분말공급부로부터 낙하하는 분말을 성형공간 내부에서 안내하는 분말이송통로가 일직선상에 배치되어 성형공간 내부의 여유 공간을 증가시킴으로써 성형공간의 크기를 증가시킬 필요 없이 대형 성형품의 성형이 가능하도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a hopper for storing metal powder, a powder supply unit for supplying a predetermined amount of the metal powder stored in the hopper, and a powder transfer path for guiding powder falling from the powder supply unit inside the molding space in a straight line It is to provide a heterogeneous metal powder lamination type 3D printer that enables the molding of large molded products without the need to increase the size of the molding space by increasing the free space inside the molding space.

본 발명의 또 다른 목적은, 분말이송통로를 따라 이동한 분말을 내부로 수용한 후 직선 왕복운동하면서 2회에 나누어 분말을 적층하는 적층유닛을 구비함으로써 생산성이 향상될 수 있도록 한 이종 금속분말 적층식 3D프린터를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a lamination unit for accommodating the powder moving along the powder transfer path inside and then dividing the powder into two parts while reciprocating in a straight line so that productivity can be improved. It is to provide an expression 3D printer.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이종 금속분말 적층식 3D프린터는, 은 외관을 형성하고 내부에 성형공간을 형성하는 챔버와; 일정 위치에서 분말을 저장하는 호퍼와, 상기 호퍼로부터 분말을 제공받아 보관하고 필요시 일정량 하측 방향으로 공급하는 단일의 분말공급부와, 상기 분말공급부에서 하측 방향으로 이송한 분말을 성형공간 내부로 안내하는 단일의 분말이송통로와, 상기 분말이송통로를 경유한 분말을 저장하고, 다수의 분말토출구를 슬라이딩방식으로 개방하여 성형공간 바닥면으로 안내하며, 성형공간을 직선 왕복운동하면서 일정 높이로 적층하는 적층유닛을 포함하는 다수의 분말층형성장치와; 상기 분말층형성장치가 성형공간에 적층하고 남은 잉여 분말을 수용하여 회수하는 분말회수장치와; 상기 성형공간에 불활성가스를 공급하고, 흄가스를 불활성가스와 함께 배출하는 가스순환수단;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A dissimilar metal powder stacking type 3D printer according to the present invention for achieving the above object includes: a chamber forming a silver exterior and forming a molding space therein; A hopper that stores the powder at a certain position, a single powder supply unit that receives and stores the powder from the hopper and supplies it in a downward direction when necessary, and guides the powder transferred downward from the powder supply unit into the molding space A single powder conveying passage, storing the powder passing through the powder conveying passage, opening a plurality of powder discharge ports in a sliding manner to guide them to the bottom of the molding space, and laminating the molding space at a certain height while linearly reciprocating. a plurality of powder layer forming apparatuses including a unit; a powder recovery device for accommodating and recovering the surplus powder remaining after the powder layer forming device is stacked in the molding space; and a gas circulation means for supplying an inert gas to the molding space and discharging the fume gas together with the inert gas.

상기 다수 분말층형성장치는, 서로 교차하는 방향으로 직선 왕복 운동하며, 서로 상이한 금속분말을 적층하는 것을 특징으로 한다.The plurality of powder layer forming apparatuses are characterized in that they linearly reciprocate in directions intersecting with each other, and stack different metal powders.

상기 다수 분말층형성장치 중 어느 하나의 일측에는, 이종 금속분말을 적층하기 전 성형공간 바닥에 남아있는 금속분말을 흡입하여 서로 섞이지 않도록 하는 분말흡입수단이 구비됨을 특징으로 한다.It is characterized in that, on one side of any one of the plurality of powder layer forming apparatuses, a powder suction means for sucking the metal powder remaining on the floor of the molding space before laminating the dissimilar metal powder and not mixing with each other is provided.

상기 분말흡입수단은 선택적으로 회전가능하게 구성되어, 인근에 위치한 분말층형성장치의 전방을 선택적으로 개방하는 것을 특징으로 한다.The powder suction means is configured to be selectively rotatable, characterized in that it selectively opens the front of the powder layer forming apparatus located nearby.

상기 분말회수장치는, 상기 성형공간의 바닥에 천공되어 분말을 회수하는 다수의 회수공과, 상기 회수공을 통해 낙하하는 분말의 이동 경로를 안내하는 안내관과, 상기 다수의 회수공과 연통하여 동일 금속분말끼리 저장하는 저장부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The powder recovery device includes a plurality of recovery holes drilled in the bottom of the molding space to recover the powder, a guide tube for guiding the movement path of the powder falling through the recovery holes, and the plurality of recovery holes communicating with the same metal It is characterized in that it is configured to include a storage unit for storing the powders.

본 발명에 따르면 분말을 적층하는 적층유닛을 다수로 구성하되 서로 교차하는 방향으로 직선 왕복운동하도록 구성하고, 각각의 적층유닛은 서로 상이한 금속분말을 적층할 수 있도록 구성된다.According to the present invention, a plurality of lamination units for laminating powders are configured to linearly reciprocate in directions intersecting with each other, and each lamination unit is configured to stack different metal powders.

따라서 3D프린터를 이용하여 이종 금속이 접합된 바이메탈과 같은 성형품을 바로 제작 가능한 이점이 있다.Therefore, there is an advantage that a molded article such as a bimetal in which dissimilar metals are joined can be produced immediately using a 3D printer.

또한 이종 금속분말을 분류하여 수집하는 수집유닛을 구비하여 금속분말의 재사용이 가능하므로 제조 원가를 절감할 수 있다.In addition, it is possible to reduce the manufacturing cost because it is possible to reuse the metal powder by having a collection unit for sorting and collecting different types of metal powder.

그리고 금속분말을 저장하는 호퍼와, 호퍼 내부에 저장된 금속분말을 일정량만큼 공급하는 분말공급부와, 분말공급부로부터 낙하하는 분말을 성형공간 내부에서 안내하는 분말이송통로가 일직선상에 배치되어 성형공간 내부의 여유 공간을 증가시킴으로써 성형공간의 크기를 증가시킬 필요 없이 대형 성형품의 성형이 가능한 효과를 가진다.And a hopper for storing the metal powder, a powder supply part for supplying a certain amount of the metal powder stored inside the hopper, and a powder transport path for guiding the powder falling from the powder supply part inside the molding space are arranged in a straight line, By increasing the free space, it is possible to mold a large molded product without the need to increase the size of the molding space.

뿐만 아니라, 분말이송통로를 따라 이동한 분말을 내부로 수용한 후 직선 왕복운동하면서 2회에 나누어 분말을 적층하는 적층유닛을 구비함으로써 생산성이 향상될 수 있다.In addition, productivity can be improved by having a lamination unit that receives the powder moving along the powder transport passage inside and then stacks the powder in two straight reciprocating motions.

도 1 은 대한민국 공개특허 제10-2012-0128171호에 개시된 금속 분말을 적층레이저 용접 방식의 3차원 인쇄를 위한 장치 구조를 나타낸 개요도.
도 2 는 대한민국 등록특허 제10-1801026호에 개시된 SLS 3D프린터용 분말층 형성 장치의 구조를 보인 단면도.
도 3 은 대한민국 등록특허 제10-2032978호에 개시된 3차원 프린터용 분말층 형성장치의 구조를 보인 사시도.
도 4 는 대한민국 등록특허 제10-2160683호에 개시된 3D프린터용 분말 공급시스템의 구조를 보인 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터의 외관 구성을 보인 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터에서 챔버를 제거하여 수용공간 내부를 보인 사시도.
도 7 은 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터에서 일 구성인 분말흡입수단의 작용을 보인 사시도.
도 8 은 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터에서 일 구성인 분말흡입수단이 제거된 수용공간 내부를 보인 사시도.
도 9 는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터에서 가스순환수단의 구성을 보인 사시도.
도 10 은 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터의 저면 사시도.1 is a schematic view showing a structure of an apparatus for 3D printing of metal powder disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0128171 by lamination laser welding.
2 is a cross-sectional view showing the structure of a powder layer forming apparatus for an SLS 3D printer disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1801026.
3 is a perspective view showing the structure of a powder layer forming apparatus for a 3D printer disclosed in Korean Patent Registration No. 10-2032978;
4 is a perspective view showing the structure of a powder supply system for a 3D printer disclosed in Korean Patent Registration No. 10-2160683;
5 is a perspective view showing the external configuration of the double metal powder multilayer 3D printer according to the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing the inside of the receiving space by removing the chamber in the double metal powder multilayer 3D printer according to the present invention.
7 is a perspective view showing the action of a powder suction means, which is one component, in the double metal powder multilayer 3D printer according to the present invention.
8 is a perspective view showing the inside of the receiving space in which the powder suction means, which is one component, is removed in the double metal powder multilayer 3D printer according to the present invention.
9 is a perspective view showing the configuration of a gas circulation means in the double metal powder multilayer 3D printer according to the present invention.
10 is a bottom perspective view of the double metal powder stacking 3D printer according to the present invention.

이하 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 이종 금속분말 적층식 3D프린터(이하 '3D프린터(100)'라 칭함)의 구성을 설명한다.Hereinafter, the configuration of the heterogeneous metal powder lamination type 3D printer (hereinafter referred to as '3D printer 100') according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7 attached thereto.

도 5에는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터(100)의 외관 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터(100)에서 챔버(110)를 제거하여 수용공간 내부를 보인 사시도가 도시되어 있으며, 도 7 에는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터(100)에서 일 구성인 분말흡입수단(170)의 작용을 보인 사시도가 도시되어 있다.5 is a perspective view showing the external configuration of the double metal powder stacked 3D printer 100 according to the present invention, and FIG. 6 is a chamber 110 in the double metal powder stacked 3D printer 100 according to the present invention. A perspective view showing the inside of the accommodation space by removing .

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed in the ordinary and dictionary meaning, and the inventor may properly define the concept of the term to describe his invention in the best way. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only a preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.

우선 도 5와 같이 본 발명에 의한 3D프린터(100)는 성형공간(102) 내부 바닥면에 일정 두께로 전개되는 금속 분말에 레이저를 조사하여 용융시킴으로써 3차원 성형품을 성형할 수 있도록 구성된 것으로, 챔버(110)에 의해 성형공간(102)이 형성된다.First, as shown in FIG. 5, the 3D printer 100 according to the present invention is configured to mold a three-dimensional molded article by irradiating a laser to the metal powder developed to a predetermined thickness on the inner bottom surface of the molding space 102 and melting it. A molding space 102 is formed by 110 .

상기 챔버(110)는 직육면체 형상으로 이루어지며, 외측에는 별도의 케이스가 결합되어 내부와 외부는 단절됨이 바람직하다.It is preferable that the chamber 110 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and a separate case is coupled to the outside so that the inside and the outside are cut off.

상기 3D프린터(100)에는 분말층형성장치(120)가 설치된다. 상기 분말층형성장치(120)는 챔버(110) 외부에서 금속분말을 저장하고 있다가 하측 방향으로 이송하여 챔버(110) 내부로 유입되게 함으로써 성형공간(102) 내부에서 레이저 조사에 의한 성형이 가능하도록 한다.A powder layer forming device 120 is installed in the 3D printer 100 . The powder layer forming apparatus 120 stores the metal powder outside the chamber 110 and transfers it downward to flow into the chamber 110, so that it can be molded by laser irradiation inside the molding space 102. to do it

상기 챔버(110) 내부에는 가스순환수단(130)이 설치된다. 상기 가수순환수단은 외부로부터 불활성가스를 공급받아 챔버(110) 내부를 경유한 후 다시 외부로 배기하는 구성으로, 레이저 조사에 의해 금속분말이 용융되면서 발생하는 흄 가스를 외부로 배기하도록 구성된다.A gas circulation means 130 is installed inside the chamber 110 . The hydrogen circulating means is configured to receive an inert gas from the outside, pass through the chamber 110 and then exhaust it to the outside again, and exhaust the fume gas generated while the metal powder is melted by laser irradiation to the outside.

상기 챔버(110)의 내부와 하측으로는 분말회수장치(140)가 설치된다. 상기 분말회수장치(140)는 분말층형성장치(120)가 일정 높이를 금속분말 층을 형성하고 남은 잉여 금속분말을 수집하여 하측에서 모으는 기능을 수행한다.A powder recovery device 140 is installed inside and below the chamber 110 . The powder recovery device 140 performs a function of collecting the surplus metal powder remaining after the powder layer forming device 120 forms a metal powder layer at a certain height and collecting it from the lower side.

이하 첨부된 도 6을 참조하여 상기 분말층형성장치(120)의 세부 구성을 살펴본다.Hereinafter, a detailed configuration of the powder layer forming apparatus 120 will be described with reference to FIG. 6 .

상기 성형공간(102)의 바닥면 중앙부에는 출력판(104)가 설치된다. 상기 출력판(104)은 3차원 성형품이 상측 방향으로 성장하면서 적층 형성될 수 있도록 하는 구성으로, 상/하 방향으로 승강하도록 구성된다.An output plate 104 is installed in the center of the bottom surface of the molding space 102 . The output plate 104 is configured to allow the three-dimensional molded article to be formed in a stack while growing in the upward direction, and is configured to ascend and descend in the upward/downward direction.

따라서, 상기 분말층형성장치(120)가 성형공간(102)의 바닥면에 주기적으로 일정 높이만큼 분말층을 형성하고, 레이저조사기(150)가 분말층을 용융시킬 때마다 출력판(104)은 하측 방향으로 점차 하강함으로써 3차원 성형품의 성형이 가능하게 된다.Accordingly, the powder layer forming device 120 periodically forms a powder layer at a certain height on the bottom surface of the forming space 102, and whenever the laser irradiator 150 melts the powder layer, the output plate 104 is By gradually descending in the downward direction, a three-dimensional molded article can be molded.

상기 분말층형성장치(120)는 일정 위치에서 분말을 저장하는 호퍼(121)와, 상기 호퍼(121)로부터 분말을 제공받아 보관하고 필요시 일정량 하측 방향으로 공급하는 단일의 분말공급부(122)와, 상기 분말공급부(122)에서 하측 방향으로 이송한 분말을 성형공간(102) 내부로 안내하는 단일의 분말이송통로(123)와, 상기 분말이송통로(123)를 경유한 분말을 저장하고, 다수의 분말토출구를 슬라이딩방식으로 개방하여 성형공간(102) 바닥면으로 안내하며, 성형공간(102)을 직선 왕복운동하면서 일정 높이로 적층하는 적층유닛(124)을 포함하여 구성된다.The powder layer forming apparatus 120 includes a hopper 121 that stores powder at a predetermined position, and a single powder supply unit 122 that receives and stores the powder from the hopper 121 and supplies a predetermined amount downward when necessary. , a single powder transfer passage 123 for guiding the powder transferred in the downward direction from the powder supply unit 122 into the molding space 102, and stores the powder passing through the powder transfer passage 123, and a plurality of It is configured to include a lamination unit 124 that opens the powder discharge port of the sliding method to guide it to the bottom surface of the molding space 102 and stacks the molding space 102 at a predetermined height while linearly reciprocating.

그리고 상기 분말층형성장치(120)는 서로 상이한 이종 금속분말을 교번하여 적층할 수 있도록 구성된다.In addition, the powder layer forming apparatus 120 is configured to alternately stack different metal powders different from each other.

이를 위해 상기 분말층형성장치(120)는 다수로 구성됨이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서 서로 교차하는 방향으로 직선 왕복 운동하는 한 쌍으로 구성하였다.For this purpose, it is preferable that the powder layer forming apparatus 120 is composed of a plurality, and in the embodiment of the present invention, it is composed of a pair that reciprocates linearly in a direction intersecting with each other.

그리고 상기 분말층형성장치(120)는 일방향 이동시 1회 적층하도록 구성되어 왕복 이동시 2회에 걸쳐 금속분말을 적층할 수 있게 구성하여, 생산성이 향상될 수 있도록 하였다.In addition, the powder layer forming apparatus 120 is configured to be stacked once when moving in one direction, so that the metal powder can be stacked twice during reciprocating movement, so that productivity can be improved.

그리고 상기 분말층형성장치(120)는 금속분말이 수직 방향으로 공급되게 하여 호퍼(121)와 분말공급부(122) 및 분말이송통로(123)가 모두 일직선상에 배치되게 함으로써 성형공간(102) 내부의 공간 활용율이 높아질 수 있도록 구성하였다.And the powder layer forming apparatus 120 supplies the metal powder in a vertical direction so that the hopper 121, the powder supply unit 122, and the powder transfer passage 123 are all arranged in a straight line, so that the inside of the molding space 102 It is configured to increase the space utilization rate of

보다 구체적으로 설명하면, 상기 분말층형성장치(120)는, 호퍼(121) 하측에 분말공급부(122)가 배치되고, 상기 분말공급부(122) 하측에는 분말이송통로(123)가 연결되며, 상기 분말이송통로(123) 하측에는 적층유닛(124)이 선택적으로 위치하여 상측을 개구하여 금속분말을 공급받을 수 있도록 구성된다.More specifically, in the powder layer forming apparatus 120 , the powder supply unit 122 is disposed below the hopper 121 , and the powder conveyance path 123 is connected to the lower side of the powder supply unit 122 , and the The stacking unit 124 is selectively positioned on the lower side of the powder conveying passage 123 and is configured to receive the metal powder by opening the upper side.

그리고 상기 적층유닛(124)은 분말이송통로(123)로부터 금속분말을 1회 공급받게 되면, 전진 및 후진시 각각 금속분말을 토출하도록 작용하게 되며, 내부로 공급받은 금속분말은 슬라이딩방식이나 롤러방식 등 다양한 방식이 선택적으로 적용되어 일정량만큼 공급될 수 있다.And when the lamination unit 124 receives the metal powder from the powder transport passage 123 once, it acts to discharge the metal powder respectively when moving forward and backward, and the metal powder supplied to the inside is a sliding method or a roller method. Various methods are selectively applied, and a predetermined amount can be supplied.

상기 적층유닛(124)은 이송장치(160)에 의해 직선 왕복 운동 가능하다. 상기 이송장치(160)는 서로 교차하는 방향으로 직선 왕복운동하는 한 쌍의 적층유닛(124)이 교번하여 움직일 때 서로 간섭되지 않는 범위 내에서 다양하게 적용 가능하며, 본 발명의 실시예에서 상기 적층유닛(124)은 직선 운동 방향을 안내하는 가이드(162)와, 적층유닛(124)과 결합된 지지대(164)를 포함하여 구성되며, 상기 지지대(164)의 움직임은 모터 등에 의해 강제 가능하다.The lamination unit 124 may be linearly reciprocated by the transfer device 160 . The transfer device 160 is variously applicable within a range that does not interfere with each other when a pair of stacking units 124 that are linearly reciprocating in a direction crossing each other alternately move, and in the embodiment of the present invention, the stacking The unit 124 is configured to include a guide 162 for guiding the linear motion direction, and a support 164 coupled to the stacking unit 124, and the movement of the support 164 is compulsory by a motor or the like.

상기 적층유닛(124)의 내측에는 가스순환수단(130)이 구비된다. 상기 가스순환수단(130)은 챔버(110) 외부에서 공급되는 불활성가스를 챔버(110) 내부로 안내하는 공급부(132)와, 챔버(110) 내부와 불활성가스 및 흄가스 등을 흡입하여 챔버(110) 외부로 토출하는 토출부(134)를 포함하여 구성된다.A gas circulation means 130 is provided inside the stacking unit 124 . The gas circulation means 130 includes a supply unit 132 for guiding the inert gas supplied from the outside of the chamber 110 into the chamber 110, and the chamber 110 by sucking the inert gas and fume gas into the chamber ( 110) is configured to include a discharge unit 134 for discharging to the outside.

상기 토출부(134)는 별도의 정화장치 내부와 연통되게 구성되어 토출한 흄 가스와 이물을 정화함이 바람직하며, 상기 공급부(132)와 토출부(134)는 다수로 이루어져 선택적으로 동작하도록 구성될 수도 있다.Preferably, the discharge unit 134 is configured to communicate with the inside of a separate purification device to purify the discharged fume gas and foreign substances, and the supply unit 132 and the discharge unit 134 are configured to selectively operate in a plurality of units. it might be

상기 다수 분말층형성장치(120) 중 어느 하나의 일측에는, 이종 금속분말을 적층하기 전 성형공간(102) 바닥에 남아있는 금속분말을 흡입하여 서로 섞이지 않도록 하는 분말흡입수단(170)이 구비된다.On one side of any one of the plurality of powder layer forming apparatuses 120, a powder suction means 170 for sucking the metal powder remaining on the bottom of the molding space 102 before laminating the different types of metal powder and not mixing with each other is provided. .

상기 분말흡입수단(170)은 선택적으로 회전 가능하게 구성되어 도 6과 같은 상태와 도 7과 같은 상태가 될 수 있으며, 인근에 위치한 분말층형성장치(120)의 전방을 선택적으로 개방함으로써 적층유닛(124)이 금속분말층을 형성할 때 방해되지 않도록 작용하게 된다.The powder suction means 170 is selectively rotatably configured to be in a state as shown in FIG. 6 and in a state as shown in FIG. 7 , and by selectively opening the front of the powder layer forming apparatus 120 located nearby, the stacking unit (124) acts so as not to interfere with the formation of the metal powder layer.

그리고 직전에 적층한 금속과 상이한 이종 금속을 전개하는 경우 상기 분말흡입수단(170)은 도 6과 같이 바닥면에 근접하여 직전에 전개되었다가 용융되지 못하고 남아있는 금속분말을 흡입하게 된다.And in the case of developing a different metal different from the metal stacked immediately before, the powder suction means 170 is close to the bottom surface as shown in FIG. 6 and sucks the remaining metal powder that has not been melted after being deployed just before.

이하 첨부된 도 8 내지 도 10을 참조하여 분말회수장치(140)의 세부 구성을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration of the powder recovery device 140 will be described with reference to the accompanying FIGS. 8 to 10 .

도 8에는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터(100)에서 일 구성인 분말흡입수단(170)이 제거된 수용공간 내부를 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터(100)에서 가스순환수단(130)의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있으며, 도 10에는 본 발명에 의한 이중 금속분말 적층식 3D프린터(100)의 저면 사시도가 도시되어 있다.8 is a perspective view showing the inside of the receiving space in which the powder suction means 170, which is one component, is removed in the double metal powder stacked 3D printer 100 according to the present invention, and FIG. 9 is the double metal powder according to the present invention. A perspective view showing the configuration of the gas circulation means 130 in the powder lamination type 3D printer 100 is shown, and FIG. 10 is a bottom perspective view of the double metal powder lamination type 3D printer 100 according to the present invention.

도면과 같이 상기 분말회수장치(140)는, 성형공간(102)에 적층하고 남은 잉여분말을 수용하여 회수하는 구성으로, 성형공간(102)의 바닥에 천공되어 분말을 회수하는 다수의 회수공(142)과, 상기 회수공(142)을 통해 낙하하는 분말의 이동 경로를 안내하는 안내관(144)과, 상기 다수의 회수공(142)과 연통하여 동일 금속분말끼리 저장하는 저장부(146)를 포함하여 구성된다.As shown in the figure, the powder recovery device 140 is configured to receive and recover the remaining powder after being stacked in the molding space 102, and a plurality of recovery holes ( 142), a guide tube 144 for guiding the movement path of the powder falling through the recovery hole 142, and a storage unit 146 for storing the same metal powder in communication with the plurality of recovery holes 142 is comprised of

본 발명의 실시예에서 상기 회수공(142)은 한 쌍의 적층유닛(124)이 각각 직선 운동시마다 금속분말층을 형성함에 따라 4개소에 형성되어 있으며, 4개의 회수공(142) 내부는 서로 다른 안내관(144)에 연통되도록 결합되어 있다.In the embodiment of the present invention, the recovery holes 142 are formed in four places as a pair of stacking units 124 form a metal powder layer each linear motion, and the inside of the four recovery holes 142 are each other. It is coupled to communicate with the other guide tube (144).

그리고 상기 저장부(146)는 한 쌍으로 이루어져 각각 2개의 안내관(144) 내부와 연통된다.And the storage unit 146 is made of a pair and communicates with the inside of the two guide tubes 144, respectively.

따라서 적층유닛(124)이 이종 금속분말을 적층함에 따라 서로 섞이지 않은 상태로 금속분말을 회수할 수 있게 되며, 이렇게 회수된 금속분말은 재사용 가능하게 된다.Accordingly, as the stacking unit 124 stacks the dissimilar metal powders, the metal powder can be recovered without being mixed with each other, and the recovered metal powder can be reused.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments illustrated above, and many other modifications based on the present invention will be possible for those skilled in the art within the technical scope as described above.

100. 이종 금속분말 적층식 3D프린터 102. 성형공간
104. 출력판 110. 챔버
120. 분말층형성장치 121. 호퍼
122. 분말공급부 123. 분말이송통로
124. 적층유닛 130. 가스순환수단
132. 공급부 134. 토출부
140. 분말회수장치 142. 회수공
144. 안내관 146. 저장부
150. 레이저조사기 160. 이송장치
162. 가이드 164. 지지대
170. 분말흡입수단100. Dissimilar metal powder lamination type 3D printer 102. Molding space
104. Output plate 110. Chamber
120. Powder layer forming device 121. Hopper
122. Powder supply unit 123. Powder transfer passage
124. Stacking unit 130. Gas circulation means
132. Supply part 134. Discharge part
140. Powder recovery device 142. Recovery hole
144. Information Officer 146. Storage
150. Laser irradiator 160. Transfer device
162. Guide 164. Support
170. Powder inhalation means

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 외관을 형성하고 내부에 성형공간을 형성하는 챔버와;
일정 위치에서 분말을 저장하는 호퍼와, 상기 호퍼로부터 분말을 제공받아 보관하고 필요시 일정량 하측 방향으로 공급하는 단일의 분말공급부와, 상기 분말공급부에서 하측 방향으로 이송한 분말을 성형공간 내부로 안내하는 단일의 분말이송통로와, 상기 분말이송통로를 경유한 분말을 저장하고, 다수의 분말토출구를 슬라이딩방식으로 개방하여 성형공간 바닥면으로 안내하며, 성형공간을 직선 왕복운동하면서 일정 높이로 적층하는 적층유닛을 포함하는 다수의 분말층형성장치와;
상기 분말층형성장치가 성형공간에 적층하고 남은 잉여 분말을 수용하여 회수하는 분말회수장치와;
상기 성형공간에 불활성가스를 공급하고, 흄가스를 불활성가스와 함께 배출하는 가스순환수단;을 포함하여 구성되고,
상기 다수 분말층형성장치는, 서로 교차하는 방향으로 직선 왕복 운동하고, 서로 상이한 금속분말을 적층하며,
상기 다수 분말층형성장치 중 어느 하나의 일측에는, 이종 금속분말을 적층하기 전 성형공간 바닥에 남아있는 금속분말을 흡입하여 서로 섞이지 않도록 하는 분말흡입수단이 구비됨을 특징으로 하는 이종 금속분말 적층식 3D프린터.
a chamber forming an exterior and forming a molding space therein;
A hopper that stores the powder at a certain position, a single powder supply unit that receives and stores the powder from the hopper and supplies it in a downward direction when necessary, and guides the powder transferred downward from the powder supply unit into the molding space A single powder conveying passage, storing the powder passing through the powder conveying passage, opening a plurality of powder discharge ports in a sliding manner to guide them to the bottom surface of the molding space, and laminating the molding space at a certain height while linearly reciprocating. a plurality of powder layer forming apparatuses including a unit;
a powder recovery device for accommodating and recovering the surplus powder remaining after the powder layer forming device is stacked in the molding space;
A gas circulation means for supplying an inert gas to the molding space and discharging the fume gas together with the inert gas;
The plurality of powder layer forming apparatuses reciprocate linearly in directions intersecting with each other, and stack different metal powders,
Dissimilar metal powder stacked 3D, characterized in that, on one side of any one of the plurality of powder layer forming apparatuses, a powder suction means for sucking the metal powder remaining on the floor of the forming space before laminating the dissimilar metal powder and not mixing with each other is provided printer.
 제 3 항에 있어서, 상기 분말흡입수단은 선택적으로 회전가능하게 구성되어,
인근에 위치한 분말층형성장치의 전방을 선택적으로 개방하는 것을 특징으로 하는 이종 금속분말 적층식 3D프린터.
According to claim 3, wherein the powder suction means is configured to be selectively rotatable,
A dissimilar metal powder lamination type 3D printer, characterized in that it selectively opens the front of the powder layer forming device located nearby.
 제 4 항에 있어서, 상기 분말회수장치는,
상기 성형공간의 바닥에 천공되어 분말을 회수하는 다수의 회수공과,
상기 회수공을 통해 낙하하는 분말의 이동 경로를 안내하는 안내관과,
상기 다수의 회수공과 연통하여 동일 금속분말끼리 저장하는 저장부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이종 금속분말 적층식 3D프린터.According to claim 4, wherein the powder recovery device,
A plurality of recovery holes drilled in the bottom of the molding space to recover the powder;
A guide tube for guiding the movement path of the falling powder through the recovery hole;
Dissimilar metal powder stacking type 3D printer, characterized in that it comprises a storage unit for storing the same metal powder in communication with the plurality of recovery holes.
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