KR20160042724A - 3d printing system using paper pipe block type structure and the method for paper pipe block 3d printing - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a 3D printing system for laminating blocks manufactured by paper pipes and a paper pipe block laminate type 3D printing method. The system comprises: a terminal and a computer (200) configured to generate design data of a designed 3D building or facility (190); an operating server (300) configured to calculate the type and number of blocks to be used in the 3D building or facility and settle costs in accordance with the type and number of blocks; a 3D printer (100) configured to laminate blocks to make the 3D building or facility; and a communication network (400) in charge of data transmission among the terminal, the computer, the operating server, and the 3D printer. Therefore, the system rapidly and economically can build a unique house or facility.

Description

종이 파이프로 제작한 블록을 적층하는 3D 프린팅 시스템 및 종이 파이프 블록 적층형 3D 프린팅 방법 {3D PRINTING SYSTEM USING PAPER PIPE BLOCK TYPE STRUCTURE AND THE METHOD FOR PAPER PIPE BLOCK 3D PRINTING}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a 3D printing system for stacking blocks made of paper pipes and a 3D printing method for a paper pipe block stacked type.

본 발명은 종이 파이프로 제작한 블록을 적층하는 3D 프린팅 시스템 및 종이 파이프 블록 적층형 3D 프린팅 방법으로서, 더욱 상세하게는 모바일 디바이스(스마트폰 포함) 혹은 컴퓨터 등의 프로그램에서 다양한 블록을 선택하여 조립/적층 설계한 3D 디자인 작업들의 결과(일례로 전용 프로그램 혹은 레고 디지털 디자이너 및 마인크래프트 게임 SW)를 사이버 공간에서만 보고 사용하는 한계를 넘어서, 사이버 공간에서 만든 작품 혹은 이미지(주로 건축물 및 시설물)를 현실 세계에서 3D 건축물 및 시설물 등을 종이 파이프로 제작한 블록을 쌓아 실물로 완성시켜 줌으로써, 모바일 디바이스 혹은 컴퓨터 프로그램에서도 생산성과 창조성 확보라는 새로운 흐름과 문화적 유행을 만들어주는 방법 및 분야에 관한 것이다. 종이 파이프로 제작한 블록(100 x 100 x 50mm 내외, 벽돌크기 90 x 190 x 57mm 참조) 은 레고 블록(최소크기 8 x 8 x 4mm)과 달리 실제 벽돌 크기를 기본 크기로 할 수 있다. 즉, 본 발명은 3D 디자인 작업들의 결과(일례로 레고 디지털 디자이너 및 마인크래프트 SW)를 실제적으로 거주가 가능한 건축물 혹은 시설물(가구 외) 등을 주로 종이 파이프 블록으로 사용하는 블록 적층 3D 프린팅 방식으로 신속하고 매우 저렴한 비용(1층 3 x 3m 크기의 경우 수십만원으로 건축 가능)으로 제작하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a 3D printing system and a paper pipe block stacking type 3D printing method for stacking blocks made of paper pipes, and more particularly, to a method for selecting a variety of blocks in a program such as a mobile device Beyond limiting the use of the results of designed 3D design work (for example, dedicated programs or Lego digital designers and Minecraft game SWs) only in cyberspace, it is possible to create works or images (mainly buildings and facilities) 3D buildings and facilities are made up of blocks made of paper pipes to be completed in the real world, thereby providing a new trend and securing the productivity and creativity in a mobile device or a computer program. Blocks made of paper pipes (100 x 100 x 50 mm, see brick size 90 x 190 x 57 mm) are the default sizes for actual bricks, unlike Lego blocks (minimum size 8 x 8 x 4 mm). That is, the present invention is a block-stacked 3D printing method in which the result of 3D design work (for example, Lego digital designer and MICCraft SW) is used as a paper pipe block mainly for buildings or facilities And a very low cost (in the case of a 3 x 3 m 1-story building, it is possible to build it with hundreds of thousands of yuan).

최근 제 3차 산업혁명을 유발할 기술로 주목받는 분야는 3D 프린팅 기술로, 3D 프린팅은 디지털 설계 도면과 3D 프린터만 있으면 누구나 전 세계 어디서든 필요한 제품 생산이 가능하여, 제조 공정의 획기적인 간소화를 통한 제조업 패러다임 변화의 핵심으로 주목받고 있다. 3D printing technology is drawing attention as the technology that will cause the third industrial revolution in recent years. 3D printing can be produced anywhere in the world with digital design drawings and 3D printers, It is attracting attention as the core of the paradigm change.

3D 프린팅 자체는 이미 1980 년대 말부터 생산현장에서 시제품 제작에 주로 이용되어 왔지만, 최근 소재 기술의 발달로 플라스틱 뿐만 아니라 유리, 금속, 음식물 재료 등으로까지 적용되면서 제작 범위가 다양해졌다. 3D printing itself has been used mainly in production of prototypes since the end of the 1980s. However, due to recent developments in materials technology, the scope of 3D printing has been expanded to include glass, metal, food materials as well as plastic.

수억 원대에 달했던 제품 가격이 수천만 원대로 하락하였으며 수백만 원대의 보급형 제품의 출시로 대중화가 눈앞에 있다. The price of products that reached hundreds of millions of won has fallen to tens of millions, and the popularization of millions of won's worth of products has come to the fore.

개인의 요구가 다양화됨에 따라 기존의 표준화된 대량생산 공정으로는 생산하기 힘든 개인화된 제품들을 3D 프린터로 직접 제작할 수 있으며, 제조 산업에서는 제품 기획부터 시제품 구현까지의 시행착오가 획기적으로 단축되어 개발의 혁신이 가속화될 것으로 전망된다. As individual needs are diversified, personalized products, which are difficult to produce with conventional standardized mass production processes, can be produced directly with 3D printers. In the manufacturing industry, trial and error from product planning to prototype implementation is dramatically shortened Is expected to accelerate.

3D 프린팅 기술은 사용하는 재료가 액체인지 고체인지 혹은 파우더인지, 또 이 재료를 가지고 어떤 방식으로 형상을 만드느냐에 따라 분류된다. 3D 프린팅 기술은 지금까지 약 20가지의 방식이 상용화된 것으로 알려졌지만 공통점은 '미분'과 '적분'의 원리에 따라 만들어지고 있으며, 크게 3단계로 나뉜다. 먼저, 컴퓨터에서 3D 디자인 프로그램 등을 이용해 디자인한 후 이를 정해진 데이터 양식(STL 포맷 등)으로 저장하고, 3D 프린터는 이렇게 그려진 입체적인 디자인을 '미분'하듯이 얇은 가로 층으로 나눠 분석하고, 이후 디자인 파일에 그려진 형태대로 재료를 바닥부터 꼭대기까지 차곡차곡 쌓아올리게 되면 입체 모형이 완성된다.3D printing techniques are classified according to whether the material used is liquid, solid or powder, and how the material is used to shape it. 3D printing technology has been known to be commercialized in about 20 ways so far, but the common points are made according to the principles of 'differential' and 'integral', and they are divided into three stages. First, a computer design is made using a 3D design program and then stored in a predetermined data format (STL format, etc.). The 3D printer analyzes the three-dimensional design drawn by dividing the three-dimensional design into a thin horizontal layer as if it is differentiated, When the material is drawn from the floor to the top in a shape drawn on the top, the three-dimensional model is completed.

즉 하나의 모형을 한없이 잘게 썰어 가는 미분과, 이 잘게 썰어진 조각을 합쳐 원래의 모형으로 환원시키는 적분의 원리를 모두 사용하고 있는 셈이다. In other words, they are using both the differentiating minutiae of a single model, and the principle of integrating these finely chopped pieces into the original model.

새로운 혁명 잠재력을 제공할 수 있는 3D 프린터를 공정 방식(고체, 액체, 파우더 기반) 별로 분류한 기존의 FDM(고체 기반, 수지압출법), SLS(파우더 기반 쾌속조형기술) 및 DLP, SLA(액체 기반, 광경화수지조형) 등이 상용화되었다. Solid-based, resin-extruded (FDM), powder-based rapid prototyping (SLS), and DLP and SLA (liquids) that classify 3D printers that can deliver new revolutionary potentials by process (solid, liquid, Based, photo-curable resin molding).

FDM(수지압출법) 방식의 경우, 열에 녹는 고체 플라스틱과 같은 재료를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가며 쌓는 방식으로, 재료가 전후좌우 이동이 가능한 분사기에 삽입되면 분사기는 재료를 순간적으로 녹여 모형을 만드는 자리를 오가며 조금씩 재료를 분사해 형체를 만든다. 비용이 상대적으로 저렴하다는 장점과, 재료를 다양하게 투입할 수 있고 만들어진 모형의 내구성도 강한 편이지만 재료 분사기의 굵기 때문에 표면에 층이 확연히 드러나고 제작 속도도 오래 걸리며 정밀도가 아주 높지 않고, 완성된 제작물의 표면이 거칠기 때문에 표면을 다듬는 후처리 과정이 필요하다. 후처리 과정으로는 CNC 조각기를 사용하여 3D 입체 형태에 따라 절삭 및 연마 툴(Tool)로 표면을 가공하여 표면 상태를 개선시킬 수 있다.In the case of FDM (resin extrusion method), materials such as solid plastics dissolving in heat are pulled out like a thread, and this is gradually melted and stacked. When the material is inserted into a sprayer capable of moving forward and backward and rightward and leftward, the sprayer instantly melts the material to make a model Spray the material little by little and make a shape. Although the cost is relatively low and the material can be put into various kinds and the durability of the model made is strong, the layer is obvious on the surface due to the thickness of the material spraying machine, the production speed is long, precision is not very high, Since the surface of the substrate is rough, a post-treatment process is required. As a post-processing process, the surface condition can be improved by machining the surface with a cutting and polishing tool according to the 3D stereoscopic shape using a CNC engraver.

SLA(광경화수지조형) 방식은 빛에 반응하는 액체 형태의 광경화성 플라스틱이 들어있는 수조에 레이저를 쏘아 한 층씩 굳히는 방법으로, 조형판이 수조 안에서 아래로 내려가면서 조금씩 굳어진 재료가 쌓이게 되므로, 표면이 매끄럽고 복잡하거나 섬세한 형상을 만드는 데 적합하지만 재료 가격과 비용이 고가인 문제점이 있다. SLA (Light-curing resin molding) method is a method of hardening a layer of light-curable plastic, which reacts with light, into a water tank by layering one layer at a time. As the molding plate is lowered in the water tank, hardened materials are piled up little by little. Which is suitable for making a smooth, complicated or delicate shape, but has a problem that the material cost and the cost are expensive.

DLP(디지털광학기술) 방식은 레이저나 강한 자외선에 반응하는 광경화 플라스틱을 판 위에 얇게 분사해 가며 결과물을 얻는 방식으로, 분사된 액체는 분사기 양 옆에 달려 있는 자외선램프에 의해 즉시 굳게 되며 이렇게 굳은 층 위에 다시 원료를 분사해 가면서 쌓아올린다. 정밀도는 가장 높아 섬세한 표현까지 가능하지만 시간이 오래 걸리고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 정밀도와 표면마감, 제작속도는 DLP 방식이 유리하지만 재료 강도는 FDM 방식이 유리하다. 이와 같이 3D 프린터는 입체적으로 그려진 물건을 마치 미분하듯이 가로로 1만 개 이상 잘게 잘라 분석한 데이터를 만들고, 아주 얇은 막(레이어)을 한 층씩 쌓아 물건의 바닥부터 꼭대기까지 완성한다. 잉크젯프린터가 빨강, 파랑, 노랑 세 가지 잉크를 조합해 다양한 색상을 만드는 것처럼 3D 프린터는 설계에 따라 레이어를 넓거나 좁게, 위치를 조절해 쌓아 올린다. 현재까지 개발된 3차원 프린터는 1시간당 1~3cm 내외의 높이를 쌓아 올릴 수 있으며, 레이어의 두께는 약 0.01~0.2 mm로 종이 한 장보다도 얇다. 레이어가 얇으면 얇을수록 물건이 더 정교해지지만 프린팅 시간이 오래걸리며, 적층하는 방식이로 모형을 만들어가므로 실제 곡면을 100% 완벽하게 재현하는 데는 한계가 있다. 즉, 현재까지 알려진 고체 및 액체 및 파우더 기반의 3D 프린팅 방식은 매우 느린 적층 속도, 약한 모형 강도(시작품으로 용도 제한), 재료 및 색상 혼용 어려움, 고난도 3D 그래픽 설계 기술이 필요하다는 근본적 문제점들이 있다.The DLP (Digital Optical Technology) method is a method in which a thin layer of photocurable plastic reacts with a laser or a strong ultraviolet ray to obtain a resultant product. The liquid is immediately hardened by an ultraviolet lamp attached to the sides of the injector, The raw material is sprayed again on the floor and piled up. Precision is the highest, which allows delicate expression, but it is time consuming and expensive. The DLP method is advantageous in precision, surface finish, and manufacturing speed, but the FDM method is advantageous in material strength. In this way, the 3D printer produces data that is cut into more than 10,000 pieces horizontally as if it is differentiated as if it is a three-dimensionally drawn object, and a very thin film (layer) is stacked one by one to complete the object from the bottom to the top. Just as an inkjet printer combines the three colors of red, blue, and yellow to create a variety of colors, 3D printers build up layers that are wider, narrower, and more or less aligned, depending on the design. Three-dimensional printers developed up to now can stack about 1 ~ 3cm height per hour, and the thickness of the layer is about 0.01 ~ 0.2mm, thinner than one sheet of paper. The thinner the layer, the more elaborate the object is, but the longer the printing time, and the stacking method creates the model, so there is a limit to 100% perfect reproduction of the actual surface. That is, the solid and liquid and powder-based 3D printing methods known so far have fundamental problems such as very slow laminating speed, weak model strength (limited use as a prototype), difficulty in mixing materials and colors, and high-level 3D graphic design technology.

이러한 문제점들을 해결하기 위해, 새로운 제 4의 3D 프린팅 원리로 판단되는 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템 및 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법을 본 출원인에 의하여 특허 출원 10-2013-0107216호로 제시하였으며, 본 발명을 통해 종이 파이프 형태의 블록을 쌓는 방식으로 건축물 등을 빠르고 경제적으로 제작하는 단계로 개량 및 발전시키고자 한다. In order to solve these problems, the present inventors have proposed a 3D printing system of a block stacking method and a method of generating design data for 3D printing, which are determined based on a new fourth 3D printing principle, as a patent application 10-2013-0107216, Through the invention, it is intended to improve and develop the building such as the building of the paper pipe type block quickly and economically.

3D 프린터로 건축물을 제작하는 방식에 있어서는 작업 환경 및 소재에서 한계가 많아, 현재까지 발표된 방식으로는 세밀한 콘크리트 반죽을 튜브로 공급받아 노즐의 위치를 제어하여 콘크리트를 적층시켜 가면서 양생하는 방법이 대부분이다. 콘크리트를 양생하는 것은 시간이 오래 걸리고, 콘크리트를 노즐에서 적층시키는 면이 매끄럽지 못해 미관에도 한계가 있으며, 실제 사람이 거주하는 영구적인 건축물을 3D 프린팅으로 제작하는 데는 소재, 속도, 비용, 완성도 측면에서 여러 한계가 있다. In the method of building a 3D printer, there are many limitations in the work environment and materials. In the method that has been announced so far, the method of curing the concrete by laminating the concrete by controlling the position of the nozzle by supplying fine concrete dough to the tube to be. It takes a long time to cure concrete, and there is a limit to the aesthetics because the surface where the concrete is stacked at the nozzle is not smooth, and the permanent construction of a real person resides in 3D printing in terms of material, speed, cost and completeness There are several limitations.

이와 함께 터치스크린과 모션센서, 10 메가픽셀급 카메라센서, 풀HD급(1920x1080) 고해상도 디스플레이, 2GHz급 옥타코어 프로세서를 갖춘 스마트폰의 대중화가 급격히 진행되고 있으며, 디스플레이도 4인치급을 벗어나 6인치에 이르고 있어 스마트폰과 함께 패블릿, 스마트패드, 태블릿PC 등과 같은 6인치 이상의 모바일 기기들이 등장하여 컴퓨터를 급격하게 대체하고 있는 만큼, 3D 그래픽 전문 기술을 배워야만 사용할 수 있는 현행 3D 프린팅의 사용자 접근성을 개선하여, 표준화된 종이 파이프로 제작한 블록들을 쌓는 방식(Voxel)으로 3D 건축물을 디자인하도록 구성하거나 스웨덴 모장 회사의 마이크래프트로 게이머들이 설계한 3D 건축물을 재현하도록 구성하여, 모바일 기기로도 원하는 3D 건축물을 쉽게 디자인할 수 있도록 제공할 필요가 있다.
In addition, smartphones with touch screen and motion sensors, 10 megapixel camera sensors, full HD (1920x1080) high-resolution displays and 2GHz octa-core processors are rapidly gaining popularity, , And 6-inch or larger mobile devices such as a tablet, a smart pad, and a tablet PC are rapidly replacing computers with smartphones, so the current 3D printing user accessibility (Voxel) designed to build 3D buildings using a standardized paper pipe, or a 3D architecture designed by gamers using Mikakraft (Sweden) as a mobile device. It is necessary to provide 3D buildings with easy design.

대한민국 특허 출원 제 10-2013-0107216호Korean Patent Application No. 10-2013-0107216

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 영구적인 건축물보다는 주로 임시 건축물로 사용하도록 주로 종이 파이프(다른 소재의 블록도 포함하도록 구성)로 제작한 블록을 적층하는 3D 프린팅 시스템 제공을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a 3D printing system for stacking blocks mainly made of paper pipes (including blocks of other materials) for use as temporary structures rather than permanent structures do.

또한, 본 발명은 임시 건축물의 특성상 건축이 빠르게 이루어지도록, 블록 적층형 3D 프린팅 시스템을 차량에 설치함으로써 건축 현장으로 이동이 용이한 종이 파이프로 제작한 블록을 적층하는 3D 프린팅 시스템 제공을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a 3D printing system in which a block stacked type 3D printing system is installed in a vehicle so that construction can be quickly performed due to the characteristics of temporary buildings, thereby stacking blocks made of paper pipes that are easy to move to a construction site.

또한, 본 발명은 임시 건축물의 특성상 필요한 기초는 종이 파레트를 사용하여 만들고, 기둥 및 벽을 구성하는 블록의 최하단부를 종이 파레트(혹은 목재 등과 같은 다른 소재로 제작한 바닥판)에 설치된 홈 혹은 돌출부에 끼우는 방식으로 적층하는 3D 프린팅 방법 제공을 목적으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the foundation required for the temporary building is formed using a paper pallet, and the bottom and the bottom of the block constituting the column and the wall are connected to a groove or protrusion provided on a paper pallet (or a bottom plate made of another material such as wood) The present invention also provides a 3D printing method for stacking a plurality of sheets of paper in a manner of sandwiching them.

또한, 본 발명은 기둥과 벽을 쌓은 후 상단에 보를 구성하는 블록을 적층한 다음, 자체 전기 에너지를 위하여 상단 보 블록 위에 태양광발전 전지판을 지붕으로 올려 구성하는 종이 파이프로 제작한 블록을 적층하는 3D 프린팅 방법 제공도 목적으로 한다.The present invention also relates to a method of manufacturing a solar cell module, comprising: stacking a block constituting a beam at an upper end of a column and a wall, stacking a block made of a paper pipe constituted by mounting a solar cell panel on a roof, It is also intended to provide a 3D printing method.

또한, 본 발명은 기둥과 벽을 쌓은 후 방습 및 방풍을 위해 스프레이 등으로 스프레이 하는 것을 포함하는 종이 파이프로 제작한 블록을 적층하는 3D 프린팅 시스템 및 방법 제공을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a 3D printing system and method for stacking blocks made of paper pipes, including stacking pillars and walls, and then spraying them with spray or the like for moisture and moisture.

또한, 본 발명은 3D 건축물의 작업 순서에 따라 종이 파이프 블록뿐만 아니라 다양한 색상과 형태 및 재질의 블록(컨베이어 혹은 용기 등에 보관된)을 선택하여 순차적으로 정렬시켜 공급해 주는 장치를 블록 공급 수단에 추가함으로써, 순서대로 선별된 블록을 가이드 레일로 자동공급 하도록 하는, 주로 종이 파이프로 제작한 블록을 적층하는 3D 프린팅 시스템 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
In addition, according to the present invention, not only a paper pipe block but also various blocks of color, shape, and material (stored in a conveyor or a container) are sequentially sorted and supplied to a block supply means , And a 3D printing system and method for stacking blocks mainly made of paper pipes, which automatically feed the selected blocks to guide rails in order.

상술한 목적을 달성하기 위한 종이파이프를 절단하여 제작한 블록 적층형 3D 프린팅 시스템은 3D 건축물 및 시설을 설계하고, 설계된 3D 건축물 및 시설물의 설계 데이터를 생성하는 단말기 및 컴퓨터; 단말기 및 컴퓨터로부터 설계된 상기 3D 건축물 및 시설물의 설계 데이터를 수신하여, 3D 건축물 및 시설물에 사용될 블록의 종류와 수를 계산하고, 사용된 블록의 종류와 수에 따라 발생되는 비용을 정산하는 운영서버; 단말기 및 컴퓨터 또는 운영서버로부터 블록 적층 방식의 3D 건축물 및 시설물 설계 데이터를 수신받아 3D 건축물 및 시설물을 해당 블록들을 쌓아올리는 블록 적층형 3D 프린터; 및 단말기 및 컴퓨터와 운영 서버 그리고 블록 적층 방식의 3D 프린터 간의 데이터 전송을 담당하는 통신망을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a block stacking type 3D printing system produced by cutting a paper pipe includes a terminal and a computer for designing a 3D building and facilities, and generating design data of the designed 3D building and facilities; An operation server for receiving design data of the 3D buildings and facilities designed from a terminal and a computer to calculate types and numbers of blocks to be used in 3D buildings and facilities and to settle costs incurred according to the types and numbers of blocks used; A block stacking type 3D printer that receives 3D building and facility design data in a block stacking manner from a terminal and a computer or an operation server and stacks the 3D building and facilities in corresponding blocks; And a communication network for transferring data between the terminal, the computer, the operation server, and the 3D printer of the block stacking method.

바람직하게 블록공급 수단까지 블록을 가지러 가는 시간(block loading time)을 줄이기 위해, 가이드레일을 통한 블록 자동공급 방식을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 가이드 레일을 통한 블록 자동공급 방식의 블록 적층형 3D 프린팅 방법은 a) 색상, 재질 및 형상이 상이하게 제작된 블록을 제작하는 단계, b) 제작된 블록을 조합시켜 3D 건축물 및 시설물을 수동 혹은 자동으로 디자인하는 단계, c) 블록 적층형 3D 프린터가 외부 통신 수단를 통해 단말기 및 컴퓨터 또는 운영서버로부터 3D 프린팅 대상이 되는 `b`단계에서 디자인된 3D 건축물 및 시설물의 설계 데이터를 수신받는 단계, d) 블록 적층형 3D 프린터의 블록 공급수단과 헤더 및 구동장치를 연결하여 블록을 연속적으로 이송하는 가이드 레일이 설계 데이터에서 요구하는 성형된 블록들을 블록 공급 수단으로부터 공급받아 이송하는 단계, e) 가이드 레일을 통해 블록을 순차적으로 연속 공급받는 헤더 및 구동장치를 모션 제어 수단으로 제어하여, 블록 공급 수단에서 공급되는 블록들을 작업 테이블(종이 파레트 등으로 제작한 바닥판 위)의 설계된 좌표 위치에 헤더 및 구동장치의 블록 토출 수단으로 내려놓아 적층시켜 가면서 3D 모형를 쌓는 단계; 및 f) 블록 적층형 3D 프린터의 본딩 및 융착 수단이 헤더 및 구동장치에 의해 적층하는 블록들을 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to reduce the block loading time to the block supply means, block auto-feeding type block stacking type 3D printing through the guide rail according to the present invention for achieving the automatic block supply method through the guide rails The method includes the steps of: a) fabricating a block having different colors, materials and shapes, b) manually or automatically designing 3D buildings and facilities by combining the blocks produced, c) B) receiving the design data of the 3D buildings and facilities designed in the step `b` to be a 3D printing target from the terminal and the computer or the operation server through the means, d) connecting the block supplying means of the block stacking type 3D printer with the header and driving device The guide rail which continuously conveys the blocks is used as the block supply number And e) a header and a driving device, which are successively supplied with the blocks sequentially through the guide rails, are controlled by the motion control means, and the blocks supplied from the block supply means are transferred to a work table And a 3D model is stacked while being laid down by a block discharging means of a header and a driving device at a designed coordinate position of the upper and lower plates; And f) fixing the blocks stacked by the header and the driving device by bonding and fusing means of the block stacked type 3D printer.

본 발명에 따른 종이파이프 블록(지관)을 적층하여 제작한 건축물 및 시설물을 3D 프린팅하는 시스템 및 블록 적층형 3D 프린팅 방법은 독특한 집 혹은 시설물(난민촌이나 텐트촌 포함)을 빠르고 경제적(수십만원/채 내외)으로 구축해주는 효과가 있다.The 3D printing system and the block stacking type 3D printing method of buildings and facilities manufactured by stacking the paper pipe blocks according to the present invention can quickly and economically (hundreds of thousands of won / square or more) a unique house or facility (including a camp or a tent village) .

또한, 본 발명에 따른 종이파이프 블록을 적층시켜 제작한 건축물 및 시설물은 철거할하는 경우에도, 수거한 종이파이프 블록을 다시 펄프로 만들 수 있어 재활용 효과가 있다.In addition, even if the buildings and facilities manufactured by stacking the paper pipe blocks according to the present invention are demolished, the collected paper pipe blocks can be made into pulp again, which is effective for recycling.

또한, 본 발명에 따른 종이파이프 블록을 적층시켜 제작한 건축물 및 시설물은 종이파이프 블록 공간에는 열전달율이 낮은 공기가 대부분 채워져 있으므로, 단열 기능이 있어 건축물 내부가 여름에는 시원하고 겨울에는 따스한 효과가 있다. In addition, the buildings and facilities constructed by laminating the paper pipe blocks according to the present invention have a heat insulation function, so that the interior of the buildings is cool in summer and warm in winter, because air having low heat conductivity is mostly filled in the paper pipe block spaces.

또한, 본 발명에 따른 종이파이프 블록을 적층시켜 제작한 건축물 및 시설물은 스프레이 코팅 혹은 비닐 테이프를 부착하는 것으로 방수 및 방풍 효과가 있다.In addition, the buildings and facilities manufactured by stacking the paper pipe blocks according to the present invention have a waterproof and windproof effect by spray coating or attaching vinyl tape.

또한, 어린이들이 레고 디지털 디자이너 혹은 마인크래프트 프로그램 등으로 블록을 쌓아 건축물 및 시설물을 설계한 후, 본 발명의 종이파이프 블록 적층형 3D 프린팅 방법으로 어린이가 생활할 수 있는 실제 크기로 제작하고 이를 체험함으로써 교육적인 효과가 있다. 종이파이프 블록으로 제작한 시설물의 경우 자신의 집 내부에 설치할 경우 가구들을 대체할 수 있는 효과가 있다. 종이파이프 블록으로 제작한 시설물을 사무실 및 공장에 설치할 경우 파티션 및 가구들을 대체하는 효과가 있다. 종이파이프 블록의 경우 날카로운 모서리가 없고 탄력적이므로 안전한 주거 환경을 제공하는 효과가 있다. In addition, after building blocks and buildings with a Lego digital designer or a MeinCraft program, children can design 3D buildings and facilities using the paper pipe block stacking type 3D printing method of the present invention, There is an effect. In the case of the facilities made of paper pipe blocks, it is possible to replace the furniture when installed in the inside of the house. When a facility made of paper pipe blocks is installed in offices and factories, it has the effect of replacing partitions and furniture. In the case of paper pipe blocks, there is no sharp edge and elasticity, which provides a safe residential environment.

또한, 본 발명에 따른 종이파이프 블록을 적층 순서에 맞추어 순차적으로 헤드부에 가이드 레일을 통해 연속 공급하도록 구성하여, 블록 로딩을 위한 헤드부 이동 시간을 제거함으로써 초고속으로 블록을 적층하여 건축물 및 시설물을 신속히 제작할 수 있는 효과가 있다.In addition, the paper pipe blocks according to the present invention are sequentially supplied to the head portion through the guide rails sequentially in accordance with the stacking order, thereby eliminating the head portion moving time for block loading, thereby stacking the blocks at a very high speed, There is an effect that can be produced quickly.

또한, 본 발명에 따른 가이드 레일을 통한 블록 자동공급 방식의 종이파이프 블록 적층형 3D 프린팅 시스템 및 3D 프린팅 방법은 여러 형태와 재질 및 색상의 블록을 컨베어 및 벌크 용기에 장착하고 해당 블록(일례로 64가지 칼라 블록)을 자동 선택하여 가이드 레일로 연속 이송함으로써 해당 블록을 순차적으로 적층하여 다양한 재질과 색상의 3D 건축물 및 시설을 제작할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the paper pipe block stacking type 3D printing system and the 3D printing method of the automatic block feeding method through the guide rail according to the present invention can be realized by mounting blocks of various shapes, materials, and colors on a conveyor and a bulk container, Color blocks) are automatically selected and continuously transported to the guide rails, whereby the 3D buildings and facilities of various materials and colors can be manufactured by sequentially laminating the blocks.

또한, 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 3D 프린팅 시스템 및 3D 프린팅 방법은 모바일 기기의 프로그램에서 수행한 작업들의 결과를 사이버 공간에서 보고 사용하는 한계를 넘어서 디자인한 3D 건축물 및 시설물을 현실 세계에서 실물로 즉시 만들 수 있게 되어 창작, 교육, 지능 개발 요소를 동시에 접목시키고, 작업한 결과를 실제로 제작하여 사용하는 비즈니스라는 새로운 수익 모델로 개척할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the paper pipe block stacking type 3D printing system and the 3D printing method according to the present invention are capable of realizing the 3D buildings and facilities designed beyond the limits of viewing and using the results of the work performed in the program of the mobile device in cyberspace It is possible to create it immediately, and it is possible to exploit the new profit model of business that combines the elements of creative, education, and intelligence development at the same time, and actually produces and uses the results of the work.

도 1은 작업자가 일일이 조립한 페이퍼 하우스의 사진 이미지,
도 2는 레고로 조립한 마인크래프트의 사진 이미지,
도 3은 종이파이프로 제작한 블록의 구성도,
도 4는 종이파이프로 제작한 파레트의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 건축물 및 시설 제작용 3D 프린팅 시스템으로 건축물을 제작하는 과정을 나타내는 이미지,
도 6은 본 발명에 따른 3D 프린팅 시스템을 설치하는 고정공간이 설치된 카고 크렌인의 이미지도이다.
도 7은 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 건축물 및 시설 제작용 3D 프린팅 시스템의 개략도, 및
도 8은 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 건축물 및 시설 제작용 3D 프린팅 시스템의 상세 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 종이파이프 블록으로 구성한 바닥판 파레트, 기둥, 블록, 지붕을 설치한 건축물의 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 종이파이프 블록으로 구성한 사무실 혹은 공장의 칸막이와 파티션 및 가구를 대체하는 시설물 구성도이다. FIG. 1 is a view showing a photograph image of a paper house,
2 is a photograph image of a Mein Craft assembled with Lego,
3 is a block diagram of a block made of a paper pipe,
4 is a configuration diagram of a pallet made of paper pipe.
5 is a view showing an image representing a process of manufacturing a building using a 3D printing system for building a paper pipe block building structure and a facility according to the present invention,
FIG. 6 is an image of a cargo crane installed with a fixed space for installing the 3D printing system according to the present invention.
7 is a schematic view of a 3D printing system for building a paper pipe block stack building and facility according to the present invention, and Fig.
FIG. 8 is a detailed block diagram of a 3D printing system for building a paper pipe block stack structure and a facility according to the present invention.
FIG. 9 is a block diagram of a building including a bottom plate pallet, a column, a block, and a roof constructed as a paper pipe block according to the present invention.
FIG. 10 is a block diagram of a facility for replacing partitions, partitions, and furniture of an office or a factory, which is configured as a paper pipe block according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly interpret the concept of the term to describe its own invention in the best way. The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 작업자가 일일이 조립한 페이퍼 하우스의 사진 이미지로 난민촌 등에 신속하게 가건물을 세우기 위해 작업자가 종이 파이프를 엮어서 제작하였다. 종이 파이프는 내부가 비어 있어 단열 효과가 우수하다는 장점이 있지만 별도로 코팅 처리를 하지 않으면 습기에 취약하다는 단점이 있다. 건조한 지역에서는 최상의 건축 재료로 사용할 수 있다.
FIG. 1 is a photograph of a paper house assembled by a worker, and a worker fabricated paper pipes in order to quickly set up a moving object in a campsite. The paper pipe has an advantage of being excellent in the adiabatic effect because the inside is empty, but it has a disadvantage that it is vulnerable to moisture unless it is coated separately. It can be used as the best building material in dry areas.

도 2는 레고로 조립한 마인크래프트의 사진 이미지다. 마인크래프트 게임은 오픈 월드 게임의 특성상 게임의 목표가 없고 자유롭다. 마인크래프트는 블록을 부수고, 설치하는 행위부터 시작하며, 세계는 3D의 정육면체 형태의 블록으로 이루어져 있다. 이러한 마인크래프트와 레고를 결합하여 건축물을 단순화시켜 조립한 이미지로, 본 발명을 통해 이러한 이미지의 건축물을 실제 어린이가 생활할 수 있는 크기로 자동으로 제작할 수 있다.
FIG. 2 is a photographic image of a Mein Craft assembled with Lego. Because of the nature of the Open World game, the game is free and free. MineCraft starts with the act of breaking and installing blocks, and the world is made up of 3D cubic blocks. By combining such a MeinCraft and LEGO to simplify the building, the building of such an image can be automatically produced in a size that allows the child to live through the present invention.

도 3은 종이파이프로 제작한 블록의 구성도로서, 국내다인기술이 국내 특허로 등록한 제품(다각형 단면을 갖는 지관의 제조 방법 및 장치 및 그 방법에 의하여 제조된 지관)으로, 펄프를 와인딩하여 고강도 지관을 만들고, 이를 절단하여 고강도 블록을 제작한다. 필요시 방수코팅을 실시할 수도, 색종이를 와인딩하여 색상을 재현할 수도 있으며, 규격 100 x 100 x t 12 mm 블록의 경우 압축하중 300kgf 이상이 보장된다. 본 발명은 이러한 종이파이프 블록을 중점적으로 사용하여 건축물 및 시설물을 제작하고자 한다. 종이파이프 블록을 쌓고 그 상단에 판재를 접착하고 그 위에 다시 종이파이프 블록을 접착하여 쌓는 과정을 반복하면 건축물을 제작할 수 있음은 주지의 사실이다. 혹은, 종이파이프 지관의 양단 혹은 상단에 판재를 미리 접착하여 부착한 블록을 사용할 수도 있다.
Fig. 3 is a block diagram of a block made of a paper pipe, which is a domestic product registered as a domestic patent (a method and apparatus for producing a paper tube having a polygonal cross section and a paper tube produced by the method) And a high-strength block is produced by cutting the branch pipe. Waterproof coating can be applied if necessary, color reproduction can be performed by winding colored paper, and a compression load of 300 kgf or more is guaranteed for a standard 100 x 100 xt 12 mm block. The present invention intends to manufacture buildings and facilities using such paper pipe blocks. It is a well-known fact that a building can be manufactured by repeating the process of stacking a paper pipe block, gluing a plate material to the top of the paper pipe, and gluing the paper pipe block again. Alternatively, a block in which a plate material is adhered to both ends or upper ends of the paper pipe branch pipe in advance may be used.

도 4는 종이파이프로 제작한 파레트의 구성도이다. 종이 파레트는 습기에 취약하므로 이를 방지하기 위해 하단부에 방수 지지캡과 하부 플레이트를 부착하고 그 위해 종이 파이프 블록을 고정시키고 상판을 부착하는 형태로 구성된다. 건축물을 3D 프린터로 출력하기 위해서는 건축물을 짓는 대지에 기초 및 바닥판을 설치해야 하는데. 이러한 파레트를 건축하고자 하는 대지 면적에 설치하면 바닥판을 만들 수 있다. 이러한 파레트에 고정기구를 부착하여 대지에 말뚝 등을 박아 고정하는 방법이 필요하다. 기둥 블록 및 최하단부의 벽을 구성하는 블록을 고정시키기 위한 홈 혹은 돌출물을 파레트(종이 혹은 목재 등으로 제작) 위에 설치할 수 있다. 대지는 일반적으로 콘크리트 혹은 도로 포장 재료로 포장되어 있는 위치를 대상으로 한다.
4 is a configuration diagram of a pallet made of paper pipe. Since the paper pallet is vulnerable to moisture, a waterproof support cap and a lower plate are attached to the lower end of the paper pallet, so that the paper pipe block is fixed and the upper plate is attached. In order to output a building to a 3D printer, a base and a bottom plate must be installed on the building of the building. These pallets can be installed on the site area where they are to be constructed to make a bottom plate. A method of attaching a fixing mechanism to such a pallet and fixing a pile or the like to the ground is required. A groove or protrusion for fixing the column block and the block constituting the wall at the lowermost end can be provided on a pallet (made of paper or wood). The site is typically located in a location that is packed with concrete or pavement material.

도 5는 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 건축물 및 시설 제작용 3D 프린팅 시스템으로 건축물을 제작하는 과정을 나타내는 이미지다. 블록적층형 3D 프린팅 시스템이 장착되어 있는 이동형 차량(카고 크레인 포함)으로 블록을 쌓아서 건축물을 신속하게 구축하도록 하였다. 블록을 가져오고 쌓는 X,Y,Z 방향의 모션 기구(gantry)를 직교 형태로 구성할 수 있지만, 카고 크레인에 사용되는 회전 + 직선 운동 형태로 구성할 수 있다. 혹은 카고크렌인 상단의 고정수단(cabin)에 3D 프린팅 시스템을 고정시켜, 카고크레인의 고정수단을 작업공간으로 이동시키고 해당 위치에서 3D 프린팅 시스템이 세밀하게 작동하도록 하이브리드 형태로 구성할 수 있다. FIG. 5 is a view illustrating a process of manufacturing a building using a 3D printing system for manufacturing a paper pipe block building structure and a facility according to the present invention. Blocks were stacked with mobile type vehicles (including cargo cranes) equipped with a block-stacked 3D printing system to quickly build buildings. The gantry in the X, Y and Z directions to take and stack blocks can be configured as an orthogonal form, but can be configured as a rotation + linear motion form used in a cargo crane. Alternatively, the 3D printing system may be fixed to a cabin at the top of the cargo crane, and the fixing means of the cargo crane may be moved to the work space and configured in a hybrid manner so that the 3D printing system operates at a precise position.

도 6은 본 발명에 따른 3D 프린팅 시스템을 설치하는 고정공간이 설치된 카고 크렌인의 이미지도이다.
FIG. 6 is an image of a cargo crane installed with a fixed space for installing the 3D printing system according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 건축물 및 시설물 제작용 3D 프린팅 시스템의 개략도로서, 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 3D 프린팅 시스템은 3D 프린터(100), 단말기 및 컴퓨터(200), 운영서버(300) 및 유무선 통신망(400)을 포함한다. 즉, 3D 건축물 및 시설물(190)을 설계하고 설계된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 생성하는 단말기 및 컴퓨터(200); 상기 단말기 및 컴퓨터(200)로부터 설계된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신하여, 상기 3D 건축물 및 시설물(190)에 사용될 블록의 종류와 수를 계산하고, 상기 블록의 종류와 수에 따라 발생되는 비용을 정산하는 운영서버(300); 상기 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 상기 블록 적층 방식의 3D 건축물 및 시설물 설계 데이터를 수신받아 상기 3D 건축물 및 시설물(190)을 블록으로 적층하는 3D 프린터(100); 및 상기 단말기 및 컴퓨터(200)와 상기 운영 서버(300) 그리고 상기 블록 적층 방식의 3D 프린터(100) 간의 데이터 전송을 담당하는 통신망(400);을 포함한다. 상기 블록은 종이파이프로 제작할 수 있다. FIG. 7 is a schematic view of a 3D printing system for manufacturing a paper pipe block stacking type building and facilities according to the present invention. The 3D paper printing system includes a 3D printer 100, a terminal and a computer 200, (300) and a wire / wireless communication network (400). A terminal and a computer 200 for generating design data of the 3D buildings and facilities 190 designed and designed for the 3D buildings and facilities 190; The type and number of blocks to be used in the 3D building and facilities 190 are received and the number and type of blocks are determined based on the design data of the 3D building and facilities 190 designed from the terminal and the computer 200 An operation server 300 for accounting for the costs incurred according to the operation; A 3D printer 100 that receives the 3D building and facility design data of the block stacking scheme from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 and stacks the 3D buildings and facilities 190 into blocks; And a communication network (400) for transferring data between the terminal and the computer (200), the operation server (300), and the 3D printer (100) of the block stacking scheme. The blocks may be made of paper pipes.

이때, 상기 상기 3D 건축물 및 시설물(190)을 블록으로 적층하는 3D 프린터(100)는 무인 자동비행체(일례로 드론)로 구성하여 해당 위치로 자동 비행시킨 후 블록을 쌓도록 구성하면 공간적인 제한을 극복할 수 있다. 이 경우, 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는 영상처리를 통해 상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 3D 건축물 및 시설물의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및 상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여 상기 제작된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록, 해당 위치로 정밀 비행하거나 혹은 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);을 더 포함하도록 구성할 수 있다. 일반 제을 3D 프린팅과 달리, 3D 건축물 및 시설물은 크기가 매우 크므로 이에 대응하여 3D 프린터의 크기를 증대시키는 데는 물리적인 혹은 경제적인 한계가 있으므로, 무인자동 비행체를 활용하여 GPS 혹은 영상인식 기반으로 정밀하게 해당 위치로 비행시킨 후 블록을 쌓도록 하는 것도 매우 경쟁력있는 개념이 될 수 있다.
In this case, the 3D printer 100 that stacks the 3D buildings and facilities 190 as a block may be constructed as an unmanned automatic air vehicle (for example, a drone) It can be overcome. In this case, the block-stack 3D printer 100 includes an image processing unit 160 for clearly extracting the coordinates of the 3D buildings and facilities in the work space 110 through image processing; And a motion control unit for receiving the position coordinate information from the image processing unit (160) and flying precisely to the corresponding position so that the manufactured block can be precisely positioned or performing precise control of the header and driving unit Means 180 may be further included. Unlike the conventional 3D printing, 3D buildings and facilities are very large in size. Therefore, there is a physical or economical limit to increase the size of a 3D printer. Accordingly, It is a very competitive concept to fly the block to the location and to build the block.

도 8은 본 발명에 따른 종이파이프 블록 적층형 건축물 및 시설 제작용 3D 프린팅 시스템의 상세 블록도이다. 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는, 상기 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신받는 상기 3D프린터(100)의 외부 통신 수단(170); 상기 설계 데이터의 3D 건축물 및 시설물(190)을 조립하기 위한 선택된 블록을 쌓는 기초판 위의 작업 공간(110); 상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 놓아 적층시키는 헤더 및 구동장치(140);를 포함하되, 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 해당 설계된 위치에 놓아지는 상기 성형된 블록들을 고정시키기 위한 본딩 및 융착 수단(150);을 포함한다. FIG. 8 is a detailed block diagram of a 3D printing system for building a paper pipe block stack structure and a facility according to the present invention. The block stacked type 3D printer 100 includes external communication means (not shown) of the 3D printer 100 receiving the design data of the 3D building and facilities 190 from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 170); A work space (110) on a base plate for stacking selected blocks for assembling the 3D buildings and facilities (190) of the design data; And a header and a driving unit 140 for placing a block in a corresponding designed position of the 3D building and facility 190 in operation in the work space 110, And bonding and fusing means 150 for fixing the molded blocks to be placed in the designed position.

이 경우, 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는 영상처리를 통해 상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 3D 건축물 및 시설물의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및 상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여, 상기 제작된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);을 더 포함하도록 구성할 수 있다. In this case, the block-stack 3D printer 100 includes an image processing unit 160 for clearly extracting the coordinates of the 3D buildings and facilities in the work space 110 through image processing; And motion control means (180) for receiving position coordinate information from the image processing means (160) and performing precise control of the header and driving device (140) so that the manufactured block can be accurately placed . ≪ / RTI >

건축물 및 시설물을 제작하는 3D 프린터는 작업공간이 수 m에 이르므로, 블록 보관 및 공급 위치까지 일일이 헤드 및 구동장치(140)가 이동하는 것은 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서는 헤더 및 구동장치(140)로 가이드 레일을 통해 블록을 자동으로 공급하는 방식(종이 파이프로 제작한 블록은 가운데가 뚫려 있으므로 케이블형 가이드 레일로 이송 가능) 혹은 헤더 및 구동장치(140) 근처로 블록을 이송시키는 방법이 있다. 즉, 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는, 상기 헤더 및 구동장치(140)와 연결된 상기 제작된 블록의 연속 공급을 위한 가이드 레일(130); 상기 가이드 레일(130)에 상기 제작된 블록을 순차적으로 연속 공급(제공)하는 블록 공급 수단(195); 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치되어 상기 가이드 레일(130)를 통하여 공급받는 상기 제작된 블록을 선택 후, 작업 공간(110)으로 내리는 블록 토출 수단(120); 을 포함하여 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템을 구성한다.Since the 3D printer for building buildings and facilities has a working space of several meters, it takes much time for the head and the driving unit 140 to move to the block storage and supply positions. In order to solve this problem, a method of automatically feeding a block through a guide rail to the header and driving device 140 (a block made of paper pipe is pierced in the center and can be transported to a cable-type guide rail) ) Of the block. That is, the block-stack 3D printer 100 includes a guide rail 130 for continuous supply of the manufactured block connected to the header and the driving device 140; Block supplying means 195 for continuously supplying (supplying) the produced block to the guide rail 130 in sequence; Block discharging means (120) installed in the header and driving device (140), selecting the manufactured block supplied through the guide rail (130), and then dropping the selected block into the work space (110); To construct a block printing 3D printing system for building and facilities.

한 가지 종류의 블록을 사용하는 경우는 단순하게, 상기 블록 공급 수단(195)과 상기 헤더 및 구동장치(140) 사이를 한 개의 상기 가이드 레일(130)로 연결하고, 상기 가이드 레일(130)를 통하여 블록 공급 수단(195)의 블록을 헤더 및 구동장치(140)에 연속적으로 공급하도록 구성할 수도 있다. 이때, 상기 블록 공급 수단(195)의 용기를 바울(bowl) 형태로 구성하고, 상기 바울 안에 블록을 넣고 순차적으로 한 개씩 상기 가이드 레일(130)로 이송시키도록 구성할 수 있다. When one type of block is used, it is simple to connect the block supplying means 195 and the header and driving device 140 with one guide rail 130, and the guide rail 130 It is also possible to continuously supply the block of the block supply means 195 to the header and the driving apparatus 140. In this case, the container of the block supply unit 195 may be configured in a bowl shape, and the blocks may be sequentially inserted into the pawl and transferred to the guide rails 130 one by one.

한 가지 종류 이상의 블록을 사용하는 경우는 복잡하지만, 상기 블록 공급 수단(195)과 상기 헤더 및 구동장치(140) 사이를 복수의 상기 가이드 레일(130)로 연결하고, 상이한 크기, 색상 및 재질의 성형된 블록을 동시에 공급되도록 구성하여 헤더 및 구동장치에서 블록을 선택하여 적층하도록 한다. 다른 방법으로는, 상기 블록 공급 수단(195)에서 적층 순서에 따라 각각의 상기 블록 보관 용기에서 해당 블록을 선택되어, 상기 가이드 레일(130)를 통해 순차적으로 이송되면, 상기 헤드 및 구동장치(140)가 순차적으로 이송된 각각의 블록을 정해진 위치에 적층하여 복수의 칼라 및 재질을 갖는 3D 건축물 및 시설물을 제작하도록 구성할 수 있다. 즉, 상기 블록 공급 수단(195)과 상기 제작된 종이 파이프 형태의 블록의 가운데 빈 공간 부분을 상기 가이드 레일(130)에 끼우게 하고 연속적으로 공급하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 블록 토출 수단(120)은 상기 헤더 및 구동장치(140) 하단에 상기 가이드 레일(130)로부터 이송된 제작된 블록을 정렬 위치시키는 수단; 및 토출구(121)를 통해 상기 작업 공간(110) 방향으로 정렬된 상기 제작된 블록을 밀어내는 수단;으로 구성된다.
The use of more than one type of block is complicated but the block supplying means 195 and the header and driving device 140 are connected by a plurality of the guide rails 130 and different sizes, The molded block is supplied at the same time so that the blocks are selected and stacked in the headers and the driving apparatus. Alternatively, when the block is selected in each of the block storage containers in accordance with the stacking order in the block supply means 195 and sequentially transferred through the guide rail 130, the head and the driving device 140 ) May be stacked in a predetermined position to construct a 3D building and a facility having a plurality of colors and materials. That is, the block supply means 195 and the hollow space portion of the manufactured paper pipe-shaped block may be inserted into the guide rail 130 and supplied continuously. In this case, the block discharging means 120 may include means for aligning the manufactured blocks transferred from the guide rails 130 at the lower end of the header and the driving device 140; And means for pushing the manufactured block aligned in the direction of the work space 110 through the discharge port 121. [

블록을 견고하게 적층 및 접착시키기 위하여, 상기 본딩 및 융착 수단(150)은상기 가이드 레일(130)로부터 공급된 블록을 선택하여 상기 작업 공간(110)으로 내리는 상기 블록 토출 수단(120)을 통해 토출되는 블록을 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 토출 적층시키기 전에 접착처리부로 이동하여 블록 하단에 접착제를 묻히는 수단을 포함할 수 있다. 혹은, 상기 본딩 및 융착 수단(150)은조립중인 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 상기 제작된 블록을 내려놓기 전에, 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치되어 블록을 놓는 위치에 접착제를 주사 혹은 분무하는 수단으로 구성할 수도 있다. 혹은, 상기 본딩 및 융착 수단(150)은 상기 제작된 블록을 상기 헤더 및 구동장치(140)로 해당 층에 쌓는 것을 시작하기 전에, 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 블록을 쌓는 해당 층 접착부 전체에 접착제를 미리 주사 혹은 분무하도록 구성할 수도 있다. 이러한 상기 본딩 및 융착 수단(150)은, 접착제의 종류에 따라서 상기 접착제의 경화를 촉진하는 수단을 더 포함하도록 구성할 수 있다. 즉, 상기 제작된 블록은 접착 면이 사전에 접착제(일례로 UV 접착제)로 본딩 처리되는 방식을 포함할 수 있다. 혹은, 상기 제작된 블록을 내려놓는 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무하는 수단인 디스펜서(dispenser)를 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치하여, 상기 작업 공간(110)에서 조립중인 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 내려놓기 전에 해당 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무하도록 구성할 수 있다. 이와 함께, 상기 본딩 및 융착 수단(150)은 상기 블록을 한층 쌓을 때마다 코팅 재료를 도포하거나, 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 적층이 완료된 후 코팅 재료를 도포하여 상기 제작된 블록을 고정함과 함께 방수와 방풍을 위해 블록 사이의 틈을 메꾸는 것을 포함하도록 구성한다. 혹은, 상기 제작된 블록을 쌓아 상기 3D 건축물 및 시설물(190)을 완성한 후, 상기 3D 건축물 및 시설물 (190) 전체에 본딩 재료를 다시 도포하여, 블록 사이의 갭(GAP)에 상기 본딩 재료를 채워 고정되도록 구성할 수도 있다.The bonding and fusing means 150 selects a block supplied from the guide rail 130 and discharges the block through the block discharging means 120 which is lowered into the work space 110 And a means for moving the block to the adhesive treatment section to deposit the adhesive at the bottom of the block before discharging and stacking the block at the corresponding designed position of the 3D building and facilities 190. [ Alternatively, the bonding and fusing unit 150 may be installed in the header and the driving unit 140 to place the block at the corresponding designed position of the 3D building and facilities 190 during assembly, Or spraying or spraying an adhesive onto the surface of the substrate. Alternatively, the bonding and fusing means 150 may be constructed such that before starting to stack the manufactured block on the corresponding layer with the header and drive device 140, the entirety of the corresponding layer bonding portion for stacking the blocks of the 3D building and facilities 190 The adhesive may be injected or sprayed in advance. The bonding and fusing unit 150 may further include means for promoting the curing of the adhesive according to the type of the adhesive. That is, the manufactured block may include a method in which the bonding surface is bonded beforehand with an adhesive (for example, a UV adhesive). Alternatively, a dispenser, which is means for scanning or spraying an adhesive material at a position where the manufactured block is lowered, is installed in the header and driving device 140, It may be configured to inject or spray the adhesive material at the corresponding location before placing the block at the corresponding designed location of the facility 190. In addition, the bonding and fusing unit 150 applies the coating material every time the blocks are stacked or the coating material is applied after the stacking of the 3D buildings and facilities 190 is completed to fix the manufactured blocks And to cover the gap between the blocks for water and wind protection. Alternatively, after completing the 3D building and facilities 190 by stacking the manufactured blocks, the bonding material is again applied to the entire 3D building and facilities 190 to fill the gap GAP between the blocks with the bonding material It may be configured to be fixed.

그리고, 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는, 상기 모션 제어수단(180)의 제어를 받아 상기 헤더 및 구동장치(140)가 지정된 블록들을 설계된 좌표 위치로 이송하고 내려놓는 과정을 통해 해당 층의 블록들을 모두 쌓고, 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 다음 층 블록 적층 높이로 상기 모션 제어수단(180)이 상기 헤더 및 구동장치(140)의 높이(Z축)를 제어함에 따라, 상기 헤더 및 구동장치(140)가 다음 층을 쌓도록 구성한다. 이때, 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는 이동 차량(일례로 컨테이너)에 설치되어, 블록으로 쌓은 건축물을 제작하고자 하는 장소로 이동하여 블록을 적층하도록 구성한다. 이 경우, 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)에 공급되는 블록들은 이동 차량(일례로 컨테이너)에 색상 및 형태별로 가이드레일에 끼워져 있고, 상기 헤더 및 구동장치(140)는 해당 블록이 있는 가이드레일에선 블록을 집어 해당 위치에 블록을 적층하여 건축물을 제작하도록 구성한다.
The block stacking type 3D printer 100 is controlled by the motion control unit 180 to move the designated blocks to the designed coordinate positions and to drop the designated blocks, As the motion control means 180 controls the height (Z-axis) of the header and drive device 140 to the next layer block stack height of the 3D building and facility 190, The device 140 is configured to stack the next layer. At this time, the block stacked type 3D printer 100 is installed in a moving vehicle (for example, a container), and moves to a place where a building stacked in a block is to be made to stack the blocks. In this case, the blocks to be supplied to the block-stack 3D printer 100 are fitted to guide rails in a moving vehicle (for example, a container) by color and type, and the headers and the driving device 140 are mounted on guide rails The block is picked up and the block is stacked at the corresponding position to construct the building.

3D 프린터(100)에 의한 프린팅 방법에 있어서는, (a) 색상, 재질 및 형상이 상이하게 제작된 블록을 제작하는 단계; (b) 상기 제작된 블록을 조합시켜 3D 건축물 및 시설물(190)을 수동 혹은 자동으로 디자인하는 단계; (c) 블록 적층형 3D 프린터(100)가 외부 통신 수단(170)를 통해 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 3D 프린팅 대상이 되는 상기 `(b)`단계에서 디자인된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신받는 단계; (d) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 헤더 및 구동장치(140)가 블록 공급 수단으로 이동하여 선택된 블록을 가져오거나, 혹은 블록 공급 수단(195)과 헤더 및 구동장치(140) 사이에 블록을 공급하는 가이드 레일(130)을 설치하여 상기 설계 데이터에서 요구하는 제작된 블록들을 상기 블록 공급 수단(195)으로부터 공급받아 이송하는 단계; (e) 상기 헤더 및 구동장치(140)를 상기 모션 제어 수단(180)가 제어하여, 상기 블록 공급 수단(195)에서 공급되는 상기 제작된 블록들을 작업 공간(110)의 설계된 좌표 위치에 상기 헤더 및 구동장치(140)의 블록 토출 수단(120)으로 내려놓아 적층시켜 가면서 상기 3D 건축물 및 시설물(190)를 쌓는 단계; 및 (f) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 본딩 및 융착 수단(150)이 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 적층되는 상기 제작된 블록들을 고정시키는 단계;를 포함하여 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층형 3D 프린팅 방법을 제공한다. 이와 함께 본 발명은 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물을 포함한다. 이 경우, 상기 블록은 종이파이프를 절단하여 제작할 수 있다. In the printing method by the 3D printer 100, (a) a block having different colors, materials, and shapes is manufactured; (b) manually or automatically designing the 3D buildings and facilities 190 by combining the blocks produced; (c) The block stacking type 3D printer 100 is connected to the terminal 200 through the external communication means 170 or the 3D 200 designed in the `(b)` step to be 3D-printed from the computer 200 or the operation server 300 Receiving design data of the building and facilities (190); (d) The header of the block-stack 3D printer 100 and the driving unit 140 move to the block supply unit to bring the selected block, or the block supply unit 195 and the header and driving unit 140 A step of providing the block supplied from the block supply means 195 and transferring the manufactured blocks required in the design data by providing the guide rail 130 for supplying the block; (e) the motion control means 180 controls the header and the driving device 140 so that the produced blocks supplied from the block supply means 195 are moved to the designed coordinate position of the work space 110, Stacking the 3D buildings and facilities (190) while laying them down on the block discharging means (120) of the driving device (140); And (f) fixing the manufactured blocks, in which the bonding and fusing means (150) of the block stacked type 3D printer (100) are stacked by the header and the driving device (140) Layer 3D printing method. In addition, the present invention includes buildings and facilities constructed in a block stacking manner. In this case, the block can be manufactured by cutting a paper pipe.

이때, 상기 상기 3D 건축물 및 시설물(190)을 블록으로 적층하는 3D 프린터(100)는 무인 자동비행체(일례로 드론)로 구성하여 해당 위치로 자동 비행시킨 후 블록을 쌓도록 구성하면 공간적인 제한을 극복할 수 있다. 이 경우, 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는 영상처리를 통해 상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 3D 건축물 및 시설물의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및 상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여 상기 제작된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록, 해당 위치로 정밀 비행하거나 혹은 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);을 더 포함하도록 구성할 수 있다. 일반 제을 3D 프린팅과 달리, 3D 건축물 및 시설물은 크기가 매우 크므로 이에 대응하여 3D 프린터의 크기를 증대시키는 데는 물리적인 혹은 경제적인 한계가 있으므로, 무인자동 비행체를 활용하여 GPS 혹은 영상인식 기반으로 정밀하게 해당 위치로 비행시킨 후 블록을 쌓도록 하는 것도 매우 경쟁력있는 개념이 될 수 있다.
In this case, the 3D printer 100 that stacks the 3D buildings and facilities 190 as a block may be constructed as an unmanned automatic air vehicle (for example, a drone) It can be overcome. In this case, the block-stack 3D printer 100 includes an image processing unit 160 for clearly extracting the coordinates of the 3D buildings and facilities in the work space 110 through image processing; And a motion control unit for receiving the position coordinate information from the image processing unit (160) and flying precisely to the corresponding position so that the manufactured block can be precisely positioned or performing precise control of the header and driving unit Means 180 may be further included. Unlike the conventional 3D printing, 3D buildings and facilities are very large in size. Therefore, there is a physical or economical limit to increase the size of a 3D printer. Accordingly, It is a very competitive concept to fly the block to the location and to build the block.

도 9는 본 발명에 따른 종이파이프 블록으로 구성한 바닥판 파레트, 기둥, 블록, 지붕을 설치한 건축물의 구성도이며, 도 10은 본 발명에 따른 종이파이프 블록으로 구성한 사무실 혹은 공장의 칸막이와 파티션 및 가구를 대체하는 시설물 구성도 사례이다. 이와 같이, 3D 프린터(100)에 의한 건축물에 있어서, (a) 색상, 재질 및 형상이 상이하게 설계된 블록을 제작하는 단계; (b) 상기 제작된 블록을 조합시켜 3D 건축물 및 시설물(190)을 바닥판과 기둥과 블록으로 벽을 쌓는 것을 수동 혹은 자동으로 디자인하는 단계; (c) 블록 적층형 3D 프린터(100)의 외부 통신 수단(170)를 통해 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 3D 프린팅 대상이 되는 상기 `(b)`단계에서 디자인된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신받는 단계; (d) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 헤더 및 구동장치(140)가 선택된 블록을 공급받아, 상기 헤더 및 구동장치(140)를 상기 모션 제어 수단(180)가 제어하여, 상기 블록 공급 수단(195)에서 공급되는 상기 제작된 블록들을 작업 공간(110)의 설계된 좌표 위치에 상기 헤더 및 구동장치(140)의 블록 토출 수단(120)으로 내려놓아 적층시켜 가면서 상기 3D 건축물 및 시설물을 쌓는 단계에 있어서, 기초 및 포장이 된 대지에 건축하는 면적만큼 바닥판(660)들을 내려놓는 단계; 바닥판(660)의 기둥 및 블록 고정기구(650)인 홈 혹은 돌출부에 기둥 일체형 블록(620)을 끼우는 단계; 기둥(620) 사이에 벽면 블록(640)을 쌓아 벽을 만드는 단계; 기둥과 벽 상단부에 지붕을 만드는 구조보강 보(600)를 구성하는 블록을 고정시키는 단계; 및 지붕을 구성하는 넓은 블록을 고정시키는 단계; (e) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 본딩 및 융착 수단(150)이 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 적층되는 상기 제작된 블록들을 고정시키는 단계;를 포함하는 방식으로 건축물 제작을 위한 블록 적층형 3D 프린팅 방법을 제공한다. 본 발명은 이와 같은 방법으로 제작된 건축물을 포함한다. 이 경우, 상기 지붕을 구성하는 넓은 블록은 태양광발전 전지판(610)으로 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 블록은 종이파이프로 제작하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 바닥판에는 기둥 및 벽을 구성하는 블록을 고정시키는 고정기구 (650)인 홈 혹은 돌출부가 설치되어 있고, 종이가 아닌 다른 재질의 방수 지지캡(630, 일례로 프레스 성형 스틸캡)이 설치된 파레트 형태로 구성할 수 있다. 이 경우 바닥판에 홈 혹은 돌출부에 고정시키는 기둥형 블록의 높이는 해당 건축물의 높이로 구성할 수 있다. 이 경우, 기둥 사이에 블록을 쌓아 벽을 만드는 단계에 있어서, 블록을 지그재그로 쌓은 후, 그 상단에 판재를 접착시켜 고정하고, 그 위에 블록을 쌓는 과정을 반복하여 벽을 구성한다. 이 경우, 상기 3D 건축물(190)의 적층 과정 혹은 적층이 완료된 후, 코팅 재료를 도포하여, 상기 제작된 블록을 고정함과 함께 방수와 방풍을 위해 블록 사이의 틈을 메꾸도록 구성할 수 있다. 이 경우, 종이파이프로 제작한 상기 블록은 양단이 뚫려 있으므로, 양단의 한쪽은 볼록한 형태의 보조물(일례로 플라스틱)을 고정시키고, 반대쪽은 오목한 형태로 형성한 보조물을 고정시켜 레고처럼 조립 결합하도록 구성할 수 있다. 상기와 같이 본 발명은 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물에만 국한되지 않고 도 9의 종이파이프 블록으로 구성한 사무실 혹은 공장의 칸막이와 파티션 및 가구를 대체하는 시설물로 확대할 수 있고 이를 포함할 수 있다.
FIG. 9 is a view illustrating the construction of a bottom plate pallet, a column, a block, and a roof constructed by the paper pipe block according to the present invention. FIG. 10 is a perspective view of a partition, The example of the arrangement of the facilities to replace the furniture. As described above, in the structure of the 3D printer 100, (a) a block having different colors, materials, and shapes is designed; (b) manually or automatically designing the 3D building and facilities 190 as a floor, a pillar, and a block by stacking the blocks by combining the blocks; (b) `3D` designed in the` (b) `step to be 3D-printed from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 through the external communication means 170 of the block- Receiving design data of the building and facilities (190); (d) The header of the block-stack 3D printer 100 and the driving unit 140 are supplied with the selected block, and the motion control unit 180 controls the header and the driving unit 140, And stacking the 3D blocks and facilities while stacking the manufactured blocks supplied by the block driver 195 in a designed coordinate position of the work space 110 with the block discharging means 120 of the header and driving device 140, , Lowering the bottom plates (660) by an area to be built in the foundation and the wrapped ground; Sandwiching the column-integrated block 620 in the groove or protrusion of the bottom plate 660 and the block fixing mechanism 650; Stacking a wall block 640 between pillars 620 to form a wall; Fixing the block constituting the structure reinforcing beam (600) for forming a roof at the top of the column and the wall; And fixing a wide block constituting the roof; (e) fixing the manufactured blocks in which the bonding and fusing means (150) of the block-stack 3D printer (100) are stacked by the header and the driving device (140) A block stacked 3D printing method is provided. The present invention includes a building constructed in this way. In this case, the wide block constituting the roof can be constituted by the solar cell 610. In this case, the block may be constructed to be made of paper pipe. In this case, the bottom plate is provided with a groove or protrusion, which is a fixing mechanism 650 for fixing the blocks constituting the column and the wall, and a waterproof support cap 630 (for example, a press-formed steel cap) Can be configured in the form of a pallet. In this case, the height of the columnar block which is fixed to the groove or the projection on the bottom plate can be composed of the height of the building. In this case, in the step of stacking the blocks between the columns to form the walls, the blocks are piled up in zigzags, the plate material is fixed to the upper ends thereof, and the blocks are stacked thereon. In this case, after the laminating process or the laminating process of the 3D building 190 is completed, the coating material may be applied to fix the fabricated block and to fill gaps between the blocks for waterproofing and windshielding. In this case, since the blocks made of paper pipes are pierced at both ends thereof, one end of the block is fixed in a convex form (for example, plastic) and the other end is fixed in a concave form so as to be assembled like a lEGO can do. As described above, the present invention is not limited to the 3D printing method of the block stacking method for building construction and the building constructed by the block stacking method, but it is also possible to use the partition of the office or factory, And can include the above.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실 시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 3D 프린터 110 : 작업 공간
115 : 바닥판 120 : 블록 토출 수단
130 : 가이드 레일 140 : 헤더 및 구동장치
150 : 본딩 및 융착 수단 160 : 영상 처리 수단
170 : 외부 통신 수단 180 : 모션 제어 수단
190 : 3D 모형 195 : 블록 공급 수단
200 : 단말기 및 컴퓨터
300 : 운영서버
400 : 유무선 통신망
600 : 구조보강 보 610 : 태양광발전 전지판
620 : 기둥 일체형 블록 630 : 방수 캡
640 : 벽면 종이파이프 블록 650 : 기둥 및 블록 고정 기구
660 : 바닥판 100: 3D printer 110: Workspace
115: bottom plate 120: block discharging means
130: guide rail 140: header and driving device
150: bonding and fusing means 160: image processing means
170: External communication means 180: Motion control means
190: 3D model 195: Block supply means
200: terminal and computer
300: Operational server
400: wired / wireless communication network
600: Structure reinforcement beam 610: Solar power generating panel
620: integral pole block 630: waterproof cap
640: Wall paper pipe block 650: Column and block fixture
660: bottom plate

Claims (38)

3D 건축물 및 시설물(190)을 설계하고 설계된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 생성하는 단말기 및 컴퓨터(200);
상기 단말기 및 컴퓨터(200)로부터 설계된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신하여, 상기 3D 건축물 및 시설물(190)에 사용될 블록의 종류와 수를 계산하고, 상기 블록의 종류와 수에 따라 발생되는 비용을 정산하는 운영서버(300);
상기 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 상기 블록 적층 방식의 3D 건축물 및 시설물 설계 데이터를 수신받아 상기 3D 건축물 및 시설물(190)을 블록으로 적층하는 3D 프린터(100); 및
상기 단말기 및 컴퓨터(200)와 상기 운영 서버(300) 그리고 상기 블록 적층 방식의 3D 프린터(100) 간의 데이터 전송을 담당하는 통신망(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
A terminal and a computer 200 for designing 3D buildings and facilities 190 and generating design data of the 3D buildings and facilities 190 designed;
The type and number of blocks to be used in the 3D building and facilities 190 are received and the number and type of blocks are determined based on the design data of the 3D building and facilities 190 designed from the terminal and the computer 200 An operation server 300 for accounting for the costs incurred according to the operation;
A 3D printer 100 that receives the 3D building and facility design data of the block stacking scheme from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 and stacks the 3D buildings and facilities 190 into blocks; And
And a communication network (400) for transferring data between the terminal and the computer (200), the operation server (300), and the 3D printer (100) of the block stacking scheme. Laminated 3D printing system.
제 1항에 있어서,
상기 블록은 종이파이프로 제작함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the block is made of a paper pipe. The 3D printing system of the block stacking type for manufacturing a building and a facility.
제 1항에 있어서,
상기 블록으로 적층하는 3D 프린터(100)는 무인 자동비행체(일례로 드론)로 구성하여 해당 위치로 자동 비행시킨 후 블록을 쌓도록 구성함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
The method according to claim 1,
The 3D printer 100 stacked with the blocks is constructed by an unmanned automatic air vehicle (for example, a drone) and is configured to automatically fly to a corresponding position and then stack the blocks. Printing system.
제 3항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는
영상처리를 통해 상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 3D 건축물 및 시설물의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및
상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여 상기 제작된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록,
해당 위치로 정밀 비행하거나 혹은 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
The method of claim 3,
The block-stack 3D printer 100
An image processing means (160) for clearly extracting the coordinates of the 3D buildings and facilities in the work space (110) through image processing; And
The position coordinate information is received from the image processing means 160 so that the produced block can be accurately positioned,
And a motion control means (180) for precisely controlling the headers and the driving device (140) or for precisely controlling the headers and the driving device (140).
제 1항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는,
상기 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신받는 상기 3D프린터(100)의 외부 통신 수단(170);
상기 설계 데이터의 3D 건축물 및 시설물(190)을 조립하기 위한 선택된 블록을 쌓는 바닥판 위의 작업 공간(110);
상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 놓아 적층시키는 헤더 및 구동장치(140);를 포함하되
상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 해당 설계된 위치에 놓아지는 상기 성형된 블록들을 고정시키기 위한 본딩 및 융착 수단(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
The method according to claim 1,
The block-stack 3D printer (100)
An external communication means (170) of the 3D printer (100) receiving design data of the 3D building and facilities (190) from the terminal and the computer (200) or the operation server (300);
A work space (110) on the floor plate for stacking selected blocks for assembling the 3D buildings and facilities (190) of the design data;
And a header and driving unit 140 for placing and stacking blocks at corresponding designed positions of the 3D buildings and facilities 190 in operation in the work space 110,
And bonding and fusing means (150) for fixing the molded blocks placed at the designed positions by the header and driving device (140). Printing system.
제 5항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는
영상처리를 통해 상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 3D 건축물 및 시설물의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및
상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여, 상기 제작된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The block-stack 3D printer 100
An image processing means (160) for clearly extracting the coordinates of the 3D buildings and facilities in the work space (110) through image processing; And
And motion control means (180) for receiving position coordinate information from the image processing means (160) and performing precise control of the header and driving device (140) so that the manufactured block can be accurately placed A 3D printing system of block stacking type for building and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는,
상기 헤더 및 구동장치(140)와 연결된 상기 제작된 블록의 연속 공급을 위한 가이드 레일(130);
상기 가이드 레일(130)에 상기 제작된 블록을 순차적으로 연속 공급하는 블록 공급 수단(195);
상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치되어 상기 가이드 레일(130)를 통하여 공급받는 상기 제작된 블록을 선택 후, 작업 공간(110)으로 내리는 블록 토출 수단(120); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The block-stack 3D printer (100)
A guide rail 130 for continuous supply of the manufactured block connected to the header and the driving device 140;
Block supplying means 195 for successively supplying the prepared block to the guide rail 130 in a sequential manner;
Block discharging means (120) installed in the header and driving device (140), selecting the manufactured block supplied through the guide rail (130), and then dropping the selected block into the work space (110); And a 3D printing system of a block stacking type for manufacturing buildings and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)과 상기 헤더 및 구동장치(140) 사이를 한 개의 상기 가이드 레일(130)로 연결하고, 상기 가이드 레일(130)를 통하여 블록 공급 수단(195)의 블록을 헤더 및 구동장치(140)에 연속적으로 공급하도록 구성함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
A block of the block supply means 195 is connected to the header and the drive unit 140 through one guide rail 130 and the header of the block supply unit 195 is connected to the header and drive unit 140 through the guide rail 130. [ To the apparatus (140). The 3D printing system of block stacking type for building and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)의 용기를 바울(bowl) 형태로 구성하고, 상기 바울 안에 블록을 넣고 순차적으로 한 개씩 상기 가이드 레일(130)로 이송시키는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein a block of the block supply means (195) is formed in a bowl shape, and the blocks are sequentially placed one by one into the guide rails (130). 3D printing system.
제 5항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)과 상기 헤더 및 구동장치(140) 사이를 복수의 상기 가이드 레일(130)로 연결하고, 상이한 크기, 색상 및 재질의 성형된 블록을 동시에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein a plurality of guide rails (130) are connected between the block supply means (195) and the header and drive device (140) to supply simultaneously the molded blocks of different sizes, colors and materials 3D printing system with block stacking method for manufacturing facilities and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)에서 적층 순서에 따라 각각의 상기 블록 보관 용기에서 해당 블록을 선택되어, 상기 가이드 레일(130)를 통해 순차적으로 이송되면, 상기 헤드 및 구동장치(140)가 순차적으로 이송된 각각의 블록을 정해진 위치에 적층하여 복수의 칼라 및 재질을 갖는 3D 건축물 및 시설물을 제작하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
When the blocks are sequentially selected from the block storage containers in the stacking order by the block supply means 195 and sequentially transferred through the guide rails 130, the head and the driving device 140 are sequentially transported Layered 3D printing system for building buildings and facilities, wherein the 3D buildings and facilities having a plurality of colors and materials are manufactured by laminating the respective blocks at predetermined positions.
제 5항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)이 설치되어, 상기 제작된 사각 파이프 형태의 블록의 가운데 빈 공간 부분을 상기 가이드 레일(130)에 끼우게 하고 연속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
Characterized in that the block supply means (195) is installed, and a hollow space part of the manufactured square pipe type block is inserted into the guide rail (130) and supplied continuously. Laminated 3D printing system.
제 5항에 있어서,
상기 블록 토출 수단(120)은
상기 헤더 및 구동장치(140) 하단에 상기 가이드 레일(130)로부터 이송된 제작된 블록을 정렬 위치시키는 수단; 및 토출구(121)를 통해 상기 작업 공간(110) 방향으로 정렬된 상기 제작된 블록을 밀어내는 수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The block discharging means (120)
Means for aligning the manufactured block transferred from the guide rail (130) at the lower end of the header and the driving device (140); And a means for pushing the manufactured block aligned in the direction of the work space (110) through the discharge port (121).
제 5항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 가이드 레일(130)로부터 공급된 블록을 선택하여 상기 작업 공간(110)으로 내리는 상기 블록 토출 수단(120)을 통해 토출되는 블록을 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 토출 적층시키기 전에 접착처리부로 이동하여 블록 하단에 접착제를 묻히는 수단인 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The bonding and fusing means (150)
A block supplied from the guide rail 130 is selected and a block discharged through the block discharging means 120 which is lowered into the work space 110 is discharged and laminated at a corresponding designed position of the 3D building and the facility 190 And the adhesive is applied to the bottom of the block by moving to the adhesive treatment unit before the 3D printing system of the block stacking type for building and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
조립중인 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 상기 제작된 블록을 내려놓기 전에, 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치되어 블록을 놓는 위치에 접착제를 주사 혹은 분무하는 수단인 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The bonding and fusing means (150)
And is a means for injecting or spraying an adhesive to a position where the block is installed in the header and the driving device 140 before placing the block at a corresponding designed position of the 3D building and facilities 190 being assembled 3D printing system with block stacking method for building and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 제작된 블록을 상기 헤더 및 구동장치(140)로 해당 층에 쌓는 것을 시작하기 전에, 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 블록을 쌓는 해당 층 접착부 전체에 접착제를 미리 주사 혹은 분무하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The bonding and fusing means (150)
Characterized in that the adhesive is pre-injected or sprayed onto the entirety of the layer bonding portion where the blocks of the 3D building and facilities (190) are stacked before starting to stack the manufactured blocks on the corresponding layer with the header and the driving device (140) A 3D printing system with block stacking method for building buildings and facilities.
제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 접착제의 경화를 촉진하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
17. The method according to any one of claims 14 to 16,
The bonding and fusing means (150)
Further comprising means for accelerating the curing of the adhesive. The 3D printing system of the block stacking type for manufacturing a building and a facility.
제 5항에 있어서,
상기 제작된 블록은
접착 면이 사전에 접착제(일례로 UV 접착제)로 본딩 처리되는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The produced block
Wherein the adhesive surface is pre-bonded with an adhesive (for example, UV adhesive).
제 5항에 있어서
상기 제작된 블록을 내려놓는 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무하는 수단인 디스펜서(dispenser)를 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치하여, 상기 작업 공간(110)에서 조립중인 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 내려놓기 전에 해당 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
The method of claim 5, wherein
A dispenser serving as means for injecting or spraying an adhesive material at a position where the manufactured block is lowered is installed in the header and driving device 140 so that the 3D building and facilities 190), wherein the adhesive material is injected or sprayed to the corresponding position before the block is placed at the corresponding designed position of the block.
제 5항에 있어서
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 블록을 한층 쌓을 때마다 코팅 재료를 도포하거나,
상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 적층이 완료된 후 코팅 재료를 도포하여 상기 제작된 블록을 고정함과 함께 방수와 방풍을 위해 블록 사이의 틈을 메꾸는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
The method of claim 5, wherein
The bonding and fusing means (150)
A coating material is applied each time the block is stacked,
Characterized in that a coating material is applied after the stacking of the 3D buildings and facilities (190) is completed to fix the manufactured block and to fill gaps between the blocks for waterproofing and windproofing. Laminated 3D printing system.
제 5항에 있어서
상기 제작된 블록을 쌓아 상기 3D 건축물 및 시설물(190)을 완성한 후, 상기 3D 건축물 및 시설물 (190) 전체에 본딩 재료를 다시 도포하여, 블록 사이의 갭(GAP)에 상기 본딩 재료를 채워 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템.
The method of claim 5, wherein
After completing the 3D building and facilities 190 by stacking the manufactured blocks, the bonding material is coated again on the entire 3D building and facilities 190 to fill the gap between the blocks with the bonding material to be fixed A 3D printing system of block stacking type for building and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는
상기 모션 제어수단(180)의 제어를 받아 상기 헤더 및 구동장치(140)가 지정된 블록들을 설계된 좌표 위치로 이송하고 내려놓는 과정을 통해 해당 층의 블록들을 모두 쌓고, 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 다음 층 블록 적층 높이로 상기 모션 제어수단(180)이 상기 헤더 및 구동장치(140)의 높이(Z축)를 제어함에 따라, 상기 헤더 및 구동장치(140)가 다음 층을 쌓는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The block-stack 3D printer 100
The header and driving device 140 collects all the blocks of the corresponding layer through the process of transferring the designated blocks to the designed coordinate position under the control of the motion control means 180, (Z axis) of the header and driving device 140 with the motion control means 180 controlling the height of the header and the driving device 140 in the next layer block stacking height of the header and the driving device 140, A 3D printing system with block stacking method for building buildings and facilities.
제 5항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는 이동 차량(일례로 카고 크레인)에 설치되어
블록으로 쌓은 건축물을 제작하고자 하는 장소로 이동하여 블록을 적층함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The block-stack 3D printer 100 is installed in a moving vehicle (for example, a cargo crane)
Wherein the block is moved to a place where the building is to be built, and the block is stacked. The 3D printing system of the block stacking type for building and facilities.
제 23항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는 이동 차량(일례로 카고 크레인)에 설치되고, 블록을 가져오고 쌓는 X,Y,Z 방향의 모션 기구(gantry)를
직교 형태로 구성 하거나; 혹은
카고 크레인에 사용되는 회전 + 직선 운동 형태로 구성하거나; 혹은
카고 크렌인 상단의 고정수단(cabin)에 3D 프린팅 시스템을 고정시킨 후 카고 크레인의 고정수단을 작업공간으로 이동시키고 해당 위치에서 3D 프린팅 시스템이 작동하도록 하이브리드 형태로 구성함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
24. The method of claim 23,
The block stacking type 3D printer 100 is installed in a moving vehicle (for example, a cargo crane) and includes a gantry in the X, Y, and Z directions for taking and stacking blocks
Or in an orthogonal form; or
Configured as a rotation + linear motion type used in a cargo crane; or
Characterized in that the 3D printing system is fixed to a cabin at the top of the cargo crane and the fixing means of the cargo crane is moved to the work space and the 3D printing system is operated at the corresponding position. 3D printing system with block stacking method for manufacturing.
제 5항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)에 공급되는 블록들은 이동 차량(일례로 컨테이너)에 색상 및 형태별로 가이드 레일에 끼워져 있고,
상기 헤더 및 구동장치(140)는 해당 블록이 있는 가이드 레일에선 블록을 집어 해당 위치에 블록을 적층하여 건축물을 제작함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템.
6. The method of claim 5,
The blocks supplied to the block-stack 3D printer 100 are fitted to guide rails in a moving vehicle (for example, a container) according to color and shape,
Wherein the header and the driving unit (140) stack the blocks at the corresponding positions on the guide rails having the corresponding blocks, thereby constructing the building.
3D 프린터(100)에 의한 프린팅 방법에 있어서,
(a) 색상, 재질 및 형상이 상이하게 제작된 블록을 제작하는 단계;
(b) 상기 제작된 블록을 조합시켜 3D 건축물 및 시설물(190)을 수동 혹은 자동으로 디자인하는 단계;
(c) 블록 적층형 3D 프린터(100)가 외부 통신 수단(170)를 통해 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 3D 프린팅 대상이 되는 상기 `(b)`단계에서 디자인된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신받는 단계;
(d) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 헤더 및 구동장치(140)가 블록 공급 수단으로 이동하여 선택된 블록을 가져오거나,
혹은 블록 공급 수단(195)과 헤더 및 구동장치(140) 사이에 블록을 공급하는 가이드 레일(130)을 설치하여 상기 설계 데이터에서 요구하는 제작된 블록들을 상기 블록 공급 수단(195)으로부터 공급받아 이송하는 단계;
(e) 상기 헤더 및 구동장치(140)를 상기 모션 제어 수단(180)가 제어하여, 상기 블록 공급 수단(195)에서 공급되는 상기 제작된 블록들을 작업 공간(110)의 설계된 좌표 위치에 상기 헤더 및 구동장치(140)의 블록 토출 수단(120)으로 내려놓아 적층시켜 가면서 상기 3D 건축물 및 시설물(190)를 쌓는 단계; 및
(f) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 본딩 및 융착 수단(150)이 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 적층되는 상기 제작된 블록들을 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층형 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물
In the printing method by the 3D printer 100,
(a) fabricating a block having different color, material and shape;
(b) manually or automatically designing the 3D buildings and facilities 190 by combining the blocks produced;
(c) The block stacking type 3D printer 100 is connected to the terminal 200 through the external communication means 170 or the 3D 200 designed in the `(b)` step to be 3D-printed from the computer 200 or the operation server 300 Receiving design data of the building and facilities (190);
(d) the header of the block-stack 3D printer 100 and the driving unit 140 move to the block supply means to fetch the selected block,
Or the guide rails 130 for supplying blocks between the block supplying means 195 and the headers and the driving apparatus 140 are installed and supplied to the blocks supplied from the block supplying means 195, ;
(e) the motion control means 180 controls the header and the driving device 140 so that the produced blocks supplied from the block supply means 195 are moved to the designed coordinate position of the work space 110, Stacking the 3D buildings and facilities (190) while laying them down on the block discharging means (120) of the driving device (140); And
(f) fixing the manufactured blocks in which the bonding and fusing means (150) of the block-stack 3D printer (100) are stacked by the header and the driving device (140) Block-layered 3D printing method for building and building and facilities built by block lamination method
제 26항에 있어서,
상기 블록은 종이파이프로 제작함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
27. The method of claim 26,
Wherein the block is made of a paper pipe. A 3D printing method of a block stacking method for building and facilities, and a building and a facility manufactured by a block stacking method.
제 26항에 있어서,
상기 상기 3D 건축물 및 시설물을 블록으로 적층하는 상기 헤더 및 구동장치(140)는 무인 자동비행체(일례로 드론)로 구성하여 해당 위치로 자동 비행시킨 후 블록을 쌓도록 구성함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
27. The method of claim 26,
The header and the driving device (140) for stacking the 3D buildings and facilities as blocks are constructed as an unmanned automatic air vehicle (for example, a drone) to automatically fly to a corresponding position and then stack the blocks. 3D printing method of block stacking method for building facilities and buildings and facilities constructed by block stacking method.
제 26항에 있어서,
상기 블록 적층형 3D 프린터(100)는
영상처리를 통해 상기 작업 공간(110)에서 작업 중인 3D 건축물 및 시설물의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및
상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여 상기 제작된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록,
해당 위치로 정밀 비행하거나 혹은 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);을 더 포함하여 블록을 적층하는 것을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
27. The method of claim 26,
The block-stack 3D printer 100
An image processing means (160) for clearly extracting the coordinates of the 3D buildings and facilities in the work space (110) through image processing; And
The position coordinate information is received from the image processing means 160 so that the produced block can be accurately positioned,
And a motion control means (180) for precisely controlling the headers and the driving device (140) or for precisely controlling the headers and the driving device (140). The block stacking method for building and facilities 3D printing method and building and facilities built by block lamination method.
3D 프린터(100)에 의한 건축물에 있어서,
(a) 색상, 재질 및 형상이 상이하게 제작된 블록을 제작하는 단계;
(b) 상기 제작된 블록을 조합시켜 3D 건축물 및 시설물(190)을 바닥판과 기둥과 블록으로 벽을 쌓는 것을 수동 혹은 자동으로 디자인하는 단계;
(c) 블록 적층형 3D 프린터(100)의 외부 통신 수단(170)를 통해 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 3D 프린팅 대상이 되는 상기 `(b)`단계에서 디자인된 상기 3D 건축물 및 시설물(190)의 설계 데이터를 수신받는 단계;
(d) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 헤더 및 구동장치(140)가 선택된 블록을 공급받아, 상기 헤더 및 구동장치(140)를 상기 모션 제어 수단(180)가 제어하여, 상기 블록 공급 수단(195)에서 공급되는 상기 제작된 블록들을 작업 공간(110)의 설계된 좌표 위치에 상기 헤더 및 구동장치(140)의 블록 토출 수단(120)으로 내려놓아 적층시켜 가면서 상기 3D 건축물 및 시설물(190)를 쌓는 단계에 있어서,
기초 및 포장이 된 대지에 건축하고자 하는 면적만큼 바닥판(660)들을 내려놓는 단계;
바닥판(660)의 기둥 및 블록 고정기구(650)인 홈 혹은 돌출부에 기둥 일체형 블록(620)을 끼우는 단계;
기둥(620) 사이에 벽면 블록(640)을 쌓아 벽을 만드는 단계;
기둥과 벽 상단부에 지붕을 만드는 구조보강 보(600)를 구성하는 블록을 고정시키는 단계; 및
지붕을 구성하는 넓은 블록을 고정시키는 단계;
(e) 상기 블록 적층형 3D 프린터(100)의 본딩 및 융착 수단(150)이 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 적층되는 상기 제작된 블록들을 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 건축물 제작을 위한 블록 적층형 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물
In the building constructed by the 3D printer 100,
(a) fabricating a block having different color, material and shape;
(b) manually or automatically designing the 3D building and facilities 190 as a floor, a pillar, and a block by stacking the blocks by combining the blocks;
(b) `3D` designed in the` (b) `step to be 3D-printed from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 through the external communication means 170 of the block- Receiving design data of the building and facilities (190);
(d) The header of the block-stack 3D printer 100 and the driving unit 140 are supplied with the selected block, and the motion control unit 180 controls the header and the driving unit 140, The 3D building and facilities 190 are stacked while the prepared blocks supplied from the controller 195 are put on the designed coordinate position of the work space 110 by the block discharging means 120 of the header and driver 140, In the step of stacking,
Lowering the bottom plates (660) by an area to be built on the foundation and the packaged ground;
Sandwiching the column-integrated block 620 in the groove or protrusion of the bottom plate 660 and the block fixing mechanism 650;
Stacking a wall block 640 between pillars 620 to form a wall;
Fixing the block constituting the structure reinforcing beam (600) for forming a roof at the top of the column and the wall; And
Fixing a wide block constituting the roof;
(e) fixing the manufactured blocks in which the bonding and fusing means (150) of the block-stack 3D printer (100) are stacked by the header and the driving device (140) Block-stacked 3D printing method and block-stacked structures and facilities
제 30항에 있어서,
상기 지붕을 구성하는 넓은 블록은 태양광발전 전지판(610)으로 구성함을 특징으로 하는 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
31. The method of claim 30,
And a wide block constituting the roof is constituted by a solar power generation board 610. A 3D printing method of a block stacking method for building construction and a building and a facility manufactured by a block stacking method.
제 30항에 있어서,
상기 블록은 종이파이프로 제작함을 특징으로 하는 건축물 및 시설물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물과 시설물.
31. The method of claim 30,
Wherein the block is made of a paper pipe. A 3D printing method of a block lamination type for building and facilities, and a building, a facility and a facility manufactured by a block lamination method.
제 32항에 있어서,
상기 바닥판(660)에는 기둥 및 벽 블록을 고정시키는 고정기구(650)인 홈 혹은 돌출부가 설치되어 있고,
종이가 아닌 다른 재질의 방수 지지캡(630, 일례로 프레스 성형 스틸캡)이 설치된 파레트 형태로 구성함을 특징으로 하는 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
33. The method of claim 32,
The bottom plate 660 is provided with a groove or protrusion, which is a fixing mechanism 650 for fixing the column and the wall block,
And a waterproof support cap (630, for example, a press-formed steel cap) made of a material other than paper. The 3D printing method of the block lamination method for building construction and the building constructed by the block lamination method facility.
제 32항에 있어서,
바닥판에 홈 혹은 돌출부에 고정시키는 기둥형 블록의 높이는
해당 건축물의 높이로 함을 특징으로 하는 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
33. The method of claim 32,
The height of the columnar block fixed to the groove or protrusion on the bottom plate is
The height of the building, and the 3D printing method of the block stacking method for building construction, and the building and the facility constructed by the block stacking method.
제 32항에 있어서,
기둥 사이에 블록을 쌓아 벽을 만드는 단계에 있어서
블록을 지그재그로 쌓은 후
그 상단에 판재를 접착시켜 고정하고
그 위에 블록을 쌓는 과정을 반복하여 벽을 구성함을 특징으로 하는 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
33. The method of claim 32,
In the step of building the wall by stacking the blocks between the columns
After stacking blocks in zigzags
A plate material is adhered and fixed to the upper end thereof
And a wall is formed by repeating the process of stacking the blocks on the block. The 3D printing method of the block stacking method for building construction and the building and facilities made by the block stacking method.
제 32항에 있어서
상기 3D 건축물(190)의 적층 과정 혹은 적층이 완료된 후
코팅 재료를 도포하여
상기 제작된 블록을 고정함과 함께 방수와 방풍을 위해 블록 사이의 틈을 메꾸는 것을 특징으로 하는 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
32. The method of claim 32, wherein
After the laminating process or stacking of the 3D building 190 is completed
By coating the coating material
And the gap between the blocks is filled for waterproofing and windshielding together with fixing the manufactured block. A 3D printing method of a block stacking method for building construction and a building and facilities made by a block stacking method.
제 32항에 있어서
종이파이프로 제작한 상기 블록은 양단이 뚫려 있으므로,
양단의 한쪽은 볼록한 형태의 보조물(일례로 플라스틱)을 고정시키고
반대쪽은 오목한 형태로 형성한 보조물을 고정시켜 레고처럼 조립 결합함을 특징으로 하는 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
32. The method of claim 32, wherein
Since the blocks made of paper pipes are pierced at both ends,
One end of each end is secured with a convex shaped auxiliary (e.g., plastic)
And the opposite side is a concave shaped auxiliary member fixed and assembled like a lego. The 3D printing method of the block lamination type for the building production and the building and the facility made by the block lamination type.
제 32항에 있어서
종이파이프로 제작한 상기 블록은 양단이 뚫려 있으므로,
양단의 한쪽 혹은 양쪽에 판재를 미리 접착 고정시켜 사용함을 특징으로 하는 건축물 제작을 위한 블록 적층방식의 3D 프린팅 방법 및 블록 적층 방식으로 제작된 건축물과 시설물.
32. The method of claim 32, wherein
Since the blocks made of paper pipes are pierced at both ends,
Wherein a plate material is preliminarily adhered and fixed to one or both sides of both ends, and a 3D printing method of a block lamination method for building construction and a building and a facility made by a block lamination method.

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