KR20050108953A

KR20050108953A - 쾌속광조형기

Info

Publication number: KR20050108953A
Application number: KR1020040034408A
Authority: KR
Inventors: 안정호
Original assignee: 안정호
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-17
Also published as: KR100702261B1

Abstract

본 발명은 쾌속광조형기에 관한 것으로, 수지이송수단의 저면에 돌출부가 형성된 고정판을 설치하여 수지경화물과의 접촉면적을 넓게 한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따라, 조형물의 제작시 조형물이 수지이송수단으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 쾌속광조형기가 제공된다.

Description

쾌속광조형기{Rapid Prototyping Machine}

본 발명은 적층식 쾌속광조형기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이스플레이트에 고정되는 수지경화물의 접촉면적을 확대하여, 조형물의 제작시 수지경화물이 베이스플레이트로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 쾌속광조형기에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 기계부품이나 플라스틱 제품을 제조하는 경우에 최종제품을 생산하기 전에 제품의 외관이나 설계상의 미비점을 살펴보기 위하여 조형물을 만들게 된다. 조형물을 만들기 위한 방법으로는 단조와 같은 기계가공법이나 주조 또는 사출 그리고 레이저 가공법이나 에칭법이 있다. 그러나 이와 같은 제작법은 모두 제작에 장시간이 소요되며 제작비용도 매우 높은 문제가 있어, 근래에 적층조형법이 많이 이용되고 있다.

적층조형법이란 원하는 형상의 조형물을 얻기 위하여 다수의 층으로 분할된 판을 가공한 후에 이들 판을 적층하여서 원하는 형상의 시작품을 얻는 방법이다. 즉, 캐드시스템으로 모델링한 3차원 형상을 일정한 두께를 갖는 다수의 층으로 분할한 슬라이스 데이터로 변경한 후에 이를 사용하여 ??은 판형태의 시트를 조형하고 이를 쌓아서 조형물을 제조하는 방법이다. 판형태의 시트를 조형하는 방법으로 근래에는 쾌속광조형기가 개발되었다. 쾌속광조형기는 광경화성수지에 빛을 조사하여 얇은 판 형태의 시트를 만든 후에 이를 적층하는 방식으로서, 크게 자유액체면 방식과 규제액체면 방식이 있다.

자유액체면 방식은 광경화성 수지를 저장한 수지조 내에 베이스플레이트를 설치하고 베이스플레이트의 상면에 위치한 수지에 광을 조사하여 베이스플레이트에 수지경화물을 형성한다. 수지경화물이 형성된 베이스플레이트를 단계적으로 침하시킨 다음 수지경화물층을 같은 방법으로 형성시켜 적층시키는 방식이다. 규제액체면방식은 투명플레이트로 형성된 바닥면을 가진 수지조의 아래쪽으로부터 광을 조사하고, 수지조에 베이스플레이트를 위치시켜 수지조 내에서 수지를 경화시킨다. 경화된 수지경화물이 부착된 베이스플레이트를 상향으로 이송시키면서 수지경화물을 형성시켜 적층하는 방식이다.

이와 같은, 종래의 쾌속광조형기에 있어서 베이스플레이트의 저면에는 면이 편평한 고정판이 마련되어 있다. 이 고정판은 통상 아크릴등의 재질로 제작되며, 광경화성수지가 경화된 첫 번째 수지경화물층이 고정적으로 적층된다.

그러나, 종래의 고정판은 상술한 바와 같이, 평면으로 되어 있으며, 특히 광경화성수지와는 다른 재질인 아크릴등으로 형성되어 수지경화물층과이 고정판에 견고하게 부착되지 못하는 문제점이 있다. 이에 따라, 조형물의 제작시 수지경화물층이 적층됨에 따라 조형물이 자중에 의해 부착된 조형물이 자주 고정판으로부터 이탈됨으로서, 조형물의 제조공정을 처음부터 다시 시작해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 조형물과 고정판의 접촉면적을 넓혀 조형물의 제작시 베이스플레이트의 고정판으로부터 조형물의 이탈이 방지되는 것을 방지하는 쾌속광조형기를 제공함에 있다. .

상기한 목적들을 달성하기 위하여 광경화성 수지를 수용하는 수지조와, 상기 수지조를 향해 광을 조사하는 영사장치와, 상기 수지조에서 경화된 수지가 부착되는 수지이송수단과, 상기 수지이송수단을 이송시키는 구동수단을 포함하는 쾌속광조형기는 상기 수지이송수단의 저면에 부착되고, 경화된 수지와의 접촉면적을 넓히기 위하여 다수의 돌출부들이 형성된 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 돌출부의 단부에는 상기 돌출부에 대하여 경사진 각을 이루는 연장부들이 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 연장부들은 상호 대향하고 있는 것이 수지경화물을 더욱 안정적으로 부착시킬 수 있어 바람직하다.

한편, 상기 고정판의 상기 돌출부의 상면 중앙부에는 함몰부가 형성될 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 외관을 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 쾌속광조형기는 프레임샤시(100)와, 프레임샤시(100)의 내부에 위치하는 영사장치(200)와, 광경화성수지를 수용하는 수지조(300)와, 수지조(300)에서 경화된 수지(이하 '수지경화물'이라 함)를 이송시키는 이송장치(400)로 구성된다.

이송장치(400)는 수지이송수단인 스테이지(430)와 베이스플레이트(440)를 구비한다. 스테이지(430)는 구동수단인 스텝모터(450)와 타이밍벨트(460)에 의해 승강가능하게 가이드(420)들에 설치된다. 또한, 수지경화물(610, 도 3참조)이 부착되는 고정판(443)이 설치된 베이스플레이트(440)는 스테이지(430)의 저면에 설치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베이스플레이트(440)의 저면에는 수지경화물(610, 도 3참조)의 부착이 용이하도록 다수의 돌출부(444)들이 형성된 고정판(443)이 설치된다. 돌출부(444)는 고정판(443)의 길이방향으로 길게 형성되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정판(443)에 형성된 돌출부(444)에 의하여, 종래의 쾌속광조형기의 접촉면이 평면인 고정판에 비하여, 본 발명에 따라 수지경화물(610)과 고정판(443) 사이의 접촉면적이 넓어지게 된다.

지금부터는, 상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 작용에 대하여 설명한다.

먼저 수지조(300)에 광경화성수지가 기준높이로 수용된다. 그 후 영사장치(200)는 광경화성수지를 경화시키고자 하는 형상에 맞게 가시광선을 조사하며, 조사된 가시광선에 의해 광경화성수지가 일정형상으로 경화된다. 이때, 고정판(443)이 수지조(300) 내의 광경화성수지와 접촉한 상태에 가시광선이 조사되기 때문에 수지경화물(610)은 경화됨과 동시에 고정판(443)에 부착된다. 상술한 바와 같이, 베이스플레이트(440)의 저면에 설치된 고정판(443)에는 다수의 돌출부(444)가 형성되어 있어, 고정판(443)에 부착되는 수지경화물(610)의 접촉면적이 넓어진다. 따라서, 수지경화물(610)은 종래의 접촉면이 평면인 고정판에 비하여, 고정판(443)에 보다 안정적으로 적층된다.

광경화성수지가 경화되면, 스테이지(430)는 승강하여, 수지조(310)에 광경화성수지가 다시 공급되고, 스테이지(430)는 다시 하강한다. 이어 영사장치(200)는 가시광선을 조사하여 두 번째 수지경화물층을 조형한다. 두 번째 수지경화물층은 첫 번째 수지경화물(610)층의 아래에 부착된다. 두 수지경화물은 동일한 재질이므로 서로 견고하게 고정되어 일체를 이루게 된다. 이상의 과정이 반복적으로 실행됨으로써 설계된 전체 조형물이 제조된다.

조형물이 완성되면, 스테이지(430)로부터 베이스플레이트(440)를 제거하고, 고정판(443)의 저면에 형성된 조형물을 고정판(443)으로부터 분리시켜 완성된 조형물을 얻게 된다.

본 발명에 따른 쾌속광조형기의 베이스플레이트에 설치된 고정판의 제2실시예를 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 고정판(443)에는 다수의 돌기(445)들이 형성되어 있다. 돌기(445)들에 의하여 본 발명의 제1실시예에 비하여 수지경화물 (610)과 고정판(443)의 접촉면적이 보다 확대된다. 따라서, 고정판(443)에 수지경화물(610)이 더욱 견고하게 고정적으로 부착된다.

도 5는 본 발명의 제3실시예를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 돌출부(446)에는 직각으로 연장부가(446a)가 형성되어 있다. 연장부(446a)는 서로 이웃한 돌출부(446)에 대하여 대향하여 형성된다. 따라서, 본 발명에 따른 제3실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 돌출부(445)의 연장부(445a)가 중력방향에 대하여 수지경화물(610)을 지지하는 구조를 가지게 된다. 이에 따라 고정판(443)과 수지경화물 (610)의 접촉면적이 넓어지는 효과와 함께 구조적으로 제1실시예에 비해 더욱 견고하게 수지경화물(610)이 고정판(443)에 부착되는 효과가 있다. 한편, 돌출부(446)의 연장부(446a)는 이웃하는 연장부(446a)들이 서로 마주보지 않고 일방향으로 형성될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제4실시예를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 돌출부(447)의 상면의 중앙부에 함몰부(447a)가 형성되어 있다. 이에 따라, 제3실시예와 같이 수지경화물(610)과 고정판(443)의 접촉면적이 더욱 넓어지게 되고, 구조적으로 수지경화물(610)을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 여러 예시들을 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 조형물과 베이스플레이트의 고정판과의 접촉면적을 넓혀 조형물의 제작시 조형물이 고정판으로부터의 이탈되는 것을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 외관을 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 베이스플레이트에 설치된 고정판의 제1실시예를 도시한 절개사시도,

도 3은 도 2의 고정판에 수지경화물이 부착된 상태를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 베이스플레이트에 설치된 고정판의 제2실시예를 도시한 절개사시도,

도 5는 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 베이스플레이트에 설치된 고정판의 제3실시예를 도시한 절개사시도,

도 6은 도 2의 고정판에 수지경화물이 부착된 상태를 도시한 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 쾌속광조형기의 베이스플레이트에 설치된 고정판의 제4실시예를 도시한 절개사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 샤시프레임 200: 영사장치

300: 수지조 400: 이송장치

430: 스테이지 440: 베이스 플레이트

443: 고정판 444 ~ 447: 돌출부

Claims

광경화성 수지를 수용하는 수지조와, 상기 수지조를 향해 광을 조사하는 영사장치와, 상기 수지조에서 경화된 수지가 부착되는 수지이송수단과, 상기 수지이송수단을 이송시키는 구동수단을 포함하는 쾌속광조형기에 있어서,

상기 수지이송수단의 저면에 부착되고, 경화된 수지와의 접촉면적을 넓히기 위하여 다수의 돌출부들이 형성된 고정판을 포함하는 것을 특징으로 하는 쾌속광조형기.
제1항에 있어서, 상기 돌출부에는 상기 돌출부에 대해 각을 이루는 연장부가 형성된 것을 특징으로 하는 쾌속광조형기.
제2항에 있어서, 상기 연장부들은 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 쾌속광조형기.
제1항에 있어서, 상기 돌출부의 상면 중앙부에는 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 쾌속광조형기.