KR20200092445A - Three dimensional printer - Google Patents

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KR20200092445A
KR20200092445A KR1020190000110A KR20190000110A KR20200092445A KR 20200092445 A KR20200092445 A KR 20200092445A KR 1020190000110 A KR1020190000110 A KR 1020190000110A KR 20190000110 A KR20190000110 A KR 20190000110A KR 20200092445 A KR20200092445 A KR 20200092445A
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Abstract

The present invention relates to a 3D printer, which is capable of securing continuity of printing work while dynamically reducing the number of detaching a center cartridge module (80) in order to replace rod-shaped filaments (F) by exhausting the rod-shaped filaments (F) inserted into rod-shaped vertical holes (81a) of the other cartridges (81) by revolution of the center cartridge module (80) when all of the rod-shaped filaments (F) inserted into the rod-shaped vertical holes (81a) of any one cartridge (81) from a cartridge group (80a) are exhausted, and implementing a three-dimensional article (A) in various ways by variously using the rod-shaped filaments (F) made of a number of colors and materials through rotation of the cartridge group (80a) and revolution of the center cartridge module (80).

Description

3Ｄ 프린터{THREE DIMENSIONAL PRINTER}3D printer {THREE DIMENSIONAL PRINTER}

본 발명은 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카트리지군 중 어느 하나의 카트리지의 봉형수직홀들에 삽입된 봉형필라멘트를 자전으로 모두 소진할 경우 센터카트리지모듈의 공전으로 다른 카트리지의 봉형수직홀들에 삽입된 봉형필라멘트를 소진할 수 있도록 하여 봉형필라멘트를 교체하기 위하여 센터카트리지모듈을 착탈시키는 횟수를 현저히 줄일 수 있으면서 프린팅 작업의 연속성을 보장케 할 수 있고, 카트리지군의 자전과 센터카트리지모듈의 공전을 통해 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트를 다양하게 활용할 수 있고, 특히 입체물품을 다종다양하게 구현할 수 있는 3D 프린터에 관한 것이다.
The present invention relates to a 3D printer, and more specifically, to exhaust all of the rod-shaped filaments inserted into the rod-shaped vertical holes of any one cartridge in the cartridge group by rotation of the center cartridge module, the rod-shaped vertical holes of other cartridges It is possible to exhaust the rod-shaped filament inserted into the rod and replace the center-cartridge module to replace the rod-shaped filament, while ensuring the continuity of the printing operation, and to ensure the rotation of the cartridge group and the rotation of the center cartridge module. Through this, it is possible to variously utilize rod-shaped filaments made of a number of colors and materials, and in particular, it relates to a 3D printer capable of variously realizing three-dimensional objects.

통상적인 프린터는 종이와 같은 2차원 평면에 텍스트나 이미지를 인쇄하는 데 반하여, 3D 프린터는 3차원의 입체적인 공간에 기하학적 물품이나 입체적인 물품, 즉 입체물품을 3D 프린팅으로 형성한다.Conventional printers print text or images on a two-dimensional plane such as paper, whereas 3D printers form geometric objects or three-dimensional objects, that is, three-dimensional objects, in 3D printing in 3D stereoscopic space.

도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허공보 제2015-0122504호)의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 분해 사시도이고, 도 3은 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 정면도이고, 도 4는 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 용융분사부 사시도이고, 도 5는 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 정면 단면도이고, 도 6은 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 측면 단면도이이며, 도 7은 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리가 설치된 3D 프린터 사시도이다.1 is a perspective view according to an embodiment of a head assembly for a 3D printer of the prior art document (Republic of Korea Patent Publication No. 2015-0122504), Figure 2 is an exploded perspective view according to an embodiment of a head assembly for a 3D printer of the prior art document 3 is a front view according to an embodiment of a head assembly for a 3D printer of the prior art document, FIG. 4 is a perspective view of a melt ejection unit according to an embodiment of a head assembly for a 3D printer of the prior art document, and FIG. 5 is a prior art A front sectional view according to an embodiment of a head assembly for a 3D printer in the literature, FIG. 6 is a side sectional view according to an embodiment of a head assembly for a 3D printer in the prior art, and FIG. 7 is a head assembly for a 3D printer in the prior art It is a perspective view of the installed 3D printer.

선행기술문헌에 따른 3D 프린터용 헤드 어셈블리는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상부에 세로벽(211)을 형성하고 전방에 클램핑부(212)를 형성한 피딩바디(210)와, 세로벽(211)에 회동 가능케 설치되고 일측 하부에 피딩롤러(223)가 설치되는 롤러브라켓(220)과, 클램핑부(212) 상부에 설치되어 필라멘트(50)를 안내하는 피딩가이드(230)와, 피딩롤러(223)와 근접 설치되어 피딩롤러(223)에 외접하는 필라멘트(50)를 스텝모터(241)의 구동력으로 압송하는 피딩기어(240)와, 롤러브라켓(220)과 피딩가이드(230) 간에 설치되어 롤러브라켓(220)이 탄력 회동케 하는 코일스프링(250)으로 구성되어 필라멘트(50)를 공급하는 피딩부(20)와; 클램핑부(212)에 상단부가 결합되어 피딩부(20)에서 공급되는 필라멘트(50)가 투입되는 노즐(310)과, 노즐(310) 일측에 설치되어 노즐(310)로 투입된 필라멘트(50)를 용융하는 히팅수단(320)으로 구성되어 피딩부(20)에서 공급되는 필라멘트(50)를 용융시켜 분사하는 용융분사부(30)와; 노즐(310)이 중앙에 형성된 통공부(412)를 관통하도록 피딩부(20) 하부에 설치되며 외측면에는 냉각팬(413)이 설치되어 냉각풍을 생산하는 냉각챔버(410)와, 냉각팬(413)에 의해 생산된 냉각풍을 중앙의 바람배출구(421)로 유도 배출하는 윈드가이드(420)로 구성되어 용융분사부(30)에서 분사된 용융액(51)을 냉각하는 쿨링부(40)를 포함하는 구성으로 이루어진다.3D printer head assembly according to the prior art document, as shown in Figures 1 to 7 to form a vertical wall 211 on the top and a clamping portion 212 in front of the feeding body 210 and the vertical wall A roller bracket 220 installed to be rotatable in 211 and having a feeding roller 223 installed at one lower portion, a feeding guide 230 installed on the clamping portion 212 to guide the filament 50, and feeding Between the feeding gear 240 installed adjacent to the roller 223 and feeding the filament 50 circumscribing the feeding roller 223 with the driving force of the step motor 241, and between the roller bracket 220 and the feeding guide 230 A feeding part 20 which is installed and is composed of a coil spring 250 that allows the roller bracket 220 to rotate resiliently to supply the filament 50; The upper end is coupled to the clamping part 212, the nozzle 310 into which the filament 50 supplied from the feeding part 20 is injected, and the filament 50 installed on one side of the nozzle 310 and injected into the nozzle 310. It is composed of a heating means (320) for melting the melt injection unit 30 for melting and spraying the filament (50) supplied from the feeding unit (20); The nozzle 310 is installed at the bottom of the feeding part 20 so as to penetrate the through-hole 412 formed in the center, and a cooling fan 413 is installed on the outer surface to produce cooling air, and a cooling fan Cooling unit 40 that consists of a wind guide 420 that induces and discharges the cooling wind produced by the 413 to a central wind outlet 421 to cool the melt 51 sprayed from the melt injection unit 30. It consists of a configuration comprising a.

상기 구성으로 이루어진 선행기술문헌에 따른 3D 프린터용 헤드 어셈블리는 외줄의 필라멘트(50)가 피딩부(20)에서 노즐(310)을 향해 외줄로서 연속하여 공급되어 기하학적 물품이나 입체적인 물품, 즉 입체물품을 형성할 수 있는 것으로 되어 있다.
In the head assembly for a 3D printer according to the prior art document consisting of the above configuration, the filament 50 of the outer string is continuously supplied as the outer string from the feeding part 20 toward the nozzle 310 to obtain a geometrical or three-dimensional article, that is, a three-dimensional article. It is supposed to be able to form.

대한민국 공개특허공보 제2015-0122504호: 3D 프린터용 헤드 어셈블리Republic of Korea Patent Publication No. 2015-0122504: 3D printer head assembly

본 발명의 목적은 낱개의 봉형필라멘트를 봉형수직홀에 끼운 상태에서 승강스틱의 푸쉬봉으로 하강시켜 언더히팅모듈에 의한 용융필라멘트로 용융시킴과 동시에 노즐로서 베드 위에 3D 프린팅시키도록 하여 더욱 다양한 소재로 이루어진 입체물품을 구현토록 할 수 있는 3D 프린터를 제공함에 있다.The object of the present invention is to lower the push rod of the elevating stick in a state where an individual rod-shaped filament is inserted into a rod-shaped vertical hole to melt it into a molten filament by an underheating module, and at the same time, 3D printing on the bed as a nozzle to make a more diverse material. It is to provide a 3D printer capable of realizing a three-dimensional object made.

본 발명의 목적은 카트리지군 중 어느 하나의 카트리지의 봉형수직홀들에 삽입된 봉형필라멘트를 자전으로 모두 소진할 경우 센터카트리지모듈의 공전으로 다른 카트리지의 봉형수직홀들에 삽입된 봉형필라멘트를 소진할 수 있도록 하여 봉형필라멘트를 교체하기 위하여 센터카트리지모듈을 착탈시키는 횟수를 현저히 줄일 수 있으면서 프린팅 작업의 연속성까지 보장케 할 수 있는 3D 프린터를 제공함에 있다.An object of the present invention is to exhaust the rod-shaped filaments inserted into the rod-shaped vertical holes of any one cartridge of the cartridge group by rotation of the center cartridge module, to exhaust the rod-shaped filaments inserted into the rod-shaped vertical holes of another cartridge. The present invention is to provide a 3D printer capable of ensuring the continuity of the printing operation while significantly reducing the number of times the center cartridge module is detachable to replace the rod-shaped filament.

본 발명의 목적은 카트리지군의 자전과 센터카트리지모듈의 공전을 통해 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트를 다양하게 활용할 수 있어 입체물품을 다종다양하게 구현할 수 있는 3D 프린터를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a 3D printer capable of variously implementing a three-dimensional article by variously utilizing a rod-shaped filament made of a plurality of colors and materials through rotation of a cartridge group and revolution of a center cartridge module.

본 발명의 목적은 어퍼스텝모터의 정회전시 일측톱니에 맞물린 어퍼사이드기어가 정회전되면서 승강스틱을 하강시켜 봉형필라멘트의 하강을 가능케 하는 반면 어퍼스텝모터의 역회전시 일측톱니에 맞물린 어퍼사이드기어가 역회전되면서 승강스틱을 상승시켜 봉형수직홀에 새로운 봉형필라멘트가 수용될 수 있도록 하여, 소재의 특성상 연속적이지 않은 봉형필라멘트임에도 불구하고 지속적인 새로운 봉형필라멘트의 주입 또는 교체로 입체물품으로의 3D 프린팅을 가능케 할 수 있도록 한 3D 프린터를 제공함에 있다.The object of the present invention is to allow the lowering of the rod-shaped filament by lowering the elevating stick while the upper side gear engaged with one cog is rotated forward when the upper step motor rotates forward, while the upper side gear engaged with one cog when reverse rotation of the upper step motor As the revolving rod raises the elevating stick so that the new rod filament can be accommodated in the rod-shaped vertical hole, it is possible to perform 3D printing as a three-dimensional article by continuously injecting or replacing new rod filament despite the fact that it is not continuous due to the nature of the material. It is to provide a 3D printer that can do it.

본 발명의 목적은 승강스틱 및 푸쉬봉의 평행상태의 일체화로서 그 전체 길이의 축소로서 공간 점유율을 극소화시킬 수 있는 3D 프린터를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a 3D printer capable of minimizing space occupancy by reducing the overall length of the lifting stick and the push rod in parallel.

본 발명의 목적은 카트리지군이 자전스텝모터에 의해 각각의 원 스텝 자전으로 푸쉬봉 및 노즐 사이로 봉형필라멘트를 일치시켜 푸쉬봉의 하강에 의해 소진될 수 있도록 하고, 어느 하나의 카트리지의 봉형필라멘트가 모두 소진될 경우 공전스텝모터를 통해 공전베이스를 원 스텝 공전시켜 다른 카트리지에 채워진 봉형필라멘트를 푸쉬봉 및 노즐 사이로 일치시켜 푸쉬봉의 하강에 의해 소진될 수 있도록 하는 것을 반복케 하여 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트를 더욱 다양하게 활용할 수 있도록 한 3D 프린터를 제공함에 있다.An object of the present invention is to allow the cartridge group to be exhausted by the lowering of the push rod by matching the rod filament between the push rod and the nozzle by each one-step rotation by a rotating step motor, and all the rod filaments of any one cartridge are exhausted. If possible, revolve the revolution base one-step through the revolution step motor to match the rod-shaped filaments filled in different cartridges between the push rod and the nozzle so that it can be exhausted by the push rod dropping, thereby making the rod shape of multiple colors and materials The present invention is to provide a 3D printer that enables more various use of filament.

본 발명의 목적은 바디의 어퍼센터홈 및 언더히팅모듈의 언더센터홈에 어퍼탄성버튼 및 언더탄성버튼이 착탈 가능하게 끼워져 회전중심을 이룰 수 있도록 하여 원통체의 제자리 회전을 가능케 할 뿐만 아니라 봉형수직홀들 속으로 봉형필라멘트를 보충하고자 할 때 자유롭게 센터카트리지모듈을 분리하여 봉형필라멘트를 채운 후 다시 간단히 조립토록 할 수 있는 3D 프린터를 제공함에 있다.The object of the present invention is to allow the upper center groove of the body and the under-center groove of the under-heating module to be detachably fitted with an upper elastic button and an under-elastic button so as to achieve a rotational center, thereby enabling rotation of the cylindrical body in place as well as rod-shaped vertical. In order to replenish the rod filament into the holes, it is to provide a 3D printer that can freely separate the center cartridge module to fill the rod filament and then simply assemble it again.

본 발명의 목적은 공전베이스에 방사상으로 솟아오른 지지축들에 의해 카트리지군이 능동외치기어 및 피동내치기어 사이에서 치합되면서 견고하게 자전할 수 있도록 하여 각 카트리지마다 마련된 봉형수직홀들에 채워진 봉형필라멘트의 소진을 용이하게 실현케 할 수 있는 3D 프린터를 제공함에 있다.An object of the present invention is to allow the cartridge group to be rotated firmly while being engaged between the active external gear and the passive internal gear by support shafts that rise radially to the orbital base, thereby filling the rod-shaped filaments provided in the vertical holes provided for each cartridge. It is to provide a 3D printer that can easily realize the exhaustion of.

본 발명의 목적은 동작센서로서 카트리지군의 자전과 공전베이스의 공전을 가능케 하여 원 스텝 자전하는 카트리지의 봉형수직홀에 채워진 봉형필라멘트를 순차적으로 소진토록 한 후 공전베이스의 공전으로 다른 카트리지의 봉형수직홀에 채워진 봉형필라멘트를 소진토록 하는 동작을 반복케 하여 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트를 더욱 다양하게 활용할 수 있는 3D 프린터를 제공함에 있다.
An object of the present invention is a motion sensor, which enables rotation of the cartridge group and rotation of the rotating base, sequentially exhausting the rod-shaped filament filled in the rod-shaped vertical hole of the cartridge rotating one step, and then rotating the rotating rod of the other cartridge by rotating the rotating base. The present invention is to provide a 3D printer that can use a variety of rod filaments made of multiple colors and materials by repeating the operation to exhaust the rod-filled filaments filled in the hole.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

베드 및 헤드를 내장한 함체를 포함하는 3D 프린터에 있어서,In the 3D printer comprising a housing with a bed and head,

상기 헤드는The head

상기 함체의 상단에 고정되어 회동되는 바디와,A body fixed and rotated at the top of the housing,

상기 바디의 상부 전방에 마련되어 승강스틱을 승강시키는 어퍼승강모듈과,Upper lifting module provided on the upper front of the body to elevate the lifting stick,

상기 바디의 중부 전방에 자전 및 공전 가능하게 마련되어 상기 승강스틱에 일체화된 푸쉬봉에 의해 하강되는 봉형필라멘트들을 각각 수용하는 봉형수직홀들을 지닌 카트리지군(群)을 구비한 센터카트리지모듈과,A center cartridge module having a cartridge group having rod-shaped vertical holes for receiving rod-shaped filaments descended by a push rod integrated into the lifting stick and provided with rotation and rotation in the middle of the body,

상기 바디의 하부 전방에 마련되어 상기 승강스틱의 하강에 의해 상기 봉형필라멘트들 중 어느 하나가 상기 봉형수직홀을 통해 하강될 경우 용융필라멘트로 용융시키면서 하강토록 하는 언더히팅모듈과,An underheating module provided at the lower front of the body to allow the melted filament to descend while one of the rod-shaped filaments descends through the rod-shaped vertical hole by descending of the lifting stick;

상기 바디의 하단 전방에 마련되어 상기 언더히팅모듈에 의해 용융된 용융필라멘트를 토출시켜 상기 베드 위에 입체물품으로 3D 프린팅시키는 노즐을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
It is provided at the lower front of the body and includes a nozzle that discharges molten filament melted by the underheating module and 3D printing it as a three-dimensional article on the bed.

본 발명은 낱개의 봉형필라멘트를 봉형수직홀에 끼운 상태에서 승강스틱의 푸쉬봉으로 하강시켜 언더히팅모듈에 의한 용융필라멘트로 용융시킴과 동시에 노즐로서 베드 위에 3D 프린팅시키도록 함으로써 다양한 소재로 이루어진 입체물품을 구현토록 할 수 있는 효과가 있다.The present invention is a three-dimensional article made of various materials by allowing 3D printing on a bed as a nozzle at the same time as melting by a push rod of an elevating stick in the state of inserting a single rod-shaped filament into a rod-shaped vertical hole to melt filament by an underheating module. There is an effect that can be implemented.

본 발명은 카트리지군 중 어느 하나의 카트리지의 봉형수직홀들에 삽입된 봉형필라멘트를 자전으로 모두 소진할 경우 센터카트리지모듈의 공전으로 다른 카트리지의 봉형수직홀들에 삽입된 봉형필라멘트를 소진할 수 있도록 하여 봉형필라멘트를 교체하기 위하여 센터카트리지모듈을 착탈시키는 횟수를 현저히 줄일 수 있으면서 프린팅 작업의 연속성까지 보장케 할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, when all of the rod filaments inserted into the rod vertical holes of any one cartridge cartridge are exhausted by rotation, the center cartridge module revolves to exhaust the rod filaments inserted into the rod vertical holes of another cartridge. In order to replace the rod-shaped filament, it is possible to significantly reduce the number of times the center cartridge module is detachable, while ensuring the continuity of the printing operation.

본 발명은 카트리지군의 자전과 센터카트리지모듈의 공전을 통해 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트를 다양하게 활용할 수 있어 입체물품을 다종다양하게 구현할 수 있는 효과가 있다.The present invention can effectively utilize a variety of rod-shaped filaments made of a number of colors and materials through the rotation of the cartridge group and the revolution of the center cartridge module, thereby effectively implementing a variety of three-dimensional articles.

본 발명은 어퍼스텝모터의 정회전시 일측톱니에 맞물린 어퍼사이드기어가 정회전되면서 승강스틱을 하강시켜 봉형필라멘트의 하강을 가능케 하는 반면 어퍼스텝모터의 역회전시 일측톱니에 맞물린 어퍼사이드기어가 역회전되면서 승강스틱을 상승시켜 봉형수직홀에 새로운 봉형필라멘트가 수용될 수 있도록 하여, 소재의 특성상 연속적이지 않은 봉형필라멘트임에도 불구하고 지속적인 새로운 봉형필라멘트의 주입 또는 교체로 입체물품으로의 3D 프린팅을 가능케 할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, when the upper step motor rotates forward, the upper side gear engaged with one side of the tooth rotates forward and lowers the lifting stick to allow the rod-shaped filament to descend, while when the upper step motor rotates backward, the upper side gear engaged with one side of the tooth rotates backward. As the lifting rod is raised, new rod filaments can be accommodated in the rod-shaped vertical holes, so it is possible to make 3D printing into three-dimensional objects by continuously injecting or replacing new rod filaments despite the fact that they are not continuous rod filaments due to the nature of the material. It has the effect of making.

본 발명은 승강스틱 및 푸쉬봉의 평행상태의 일체화로서 그 전체 길이의 축소로서 공간 점유율을 극소화시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of minimizing the space occupancy by reducing the overall length of the lifting stick and the push rod in parallel.

본 발명은 카트리지군이 자전스텝모터에 의해 각각의 원 스텝 자전으로 푸쉬봉 및 노즐 사이로 봉형필라멘트를 일치시켜 푸쉬봉의 하강에 의해 소진될 수 있도록 하고, 어느 하나의 카트리지의 봉형필라멘트가 모두 소진될 경우 공전스텝모터를 통해 공전베이스를 원 스텝 공전시켜 다른 카트리지에 채워진 봉형필라멘트를 푸쉬봉 및 노즐 사이로 일치시켜 푸쉬봉의 하강에 의해 소진될 수 있도록 하는 것을 반복케 하여 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트를 더욱 다양하게 활용할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention allows the cartridge group to be exhausted by the descending of the push rod by matching the rod filament between the push rod and the nozzle by each one-step rotation by a rotating step motor, and when all of the rod rod filaments of any one cartridge are exhausted By rotating the revolution base one step through the revolution step motor, the rod filaments filled in different cartridges are matched between the push rods and the nozzles so that they can be exhausted by the downward movement of the push rods. It has the effect of making it more versatile.

본 발명은 바디의 어퍼센터홈 및 언더히팅모듈의 언더센터홈에 어퍼탄성버튼 및 언더탄성버튼이 착탈 가능하게 끼워져 회전중심을 이룰 수 있도록 하여 원통체의 제자리 회전을 가능케 할 뿐만 아니라 봉형수직홀들 속으로 봉형필라멘트를 보충하고자 할 때 자유롭게 센터카트리지모듈을 분리하여 봉형필라멘트를 채운 후 다시 간단히 조립토록 할 수 있는 효과가 있다.The present invention enables the upper center groove of the body and the under elastic groove of the underheating module to be detachably fitted with an upper elastic button and an under elastic button to form a rotational center, thereby allowing the cylindrical body to rotate in place, as well as rod-shaped vertical holes. When you want to replenish the rod-shaped filament into the inside, you can freely separate the center cartridge module to fill the rod-shaped filament and then simply assemble it again.

본 발명은 공전베이스에 방사상으로 솟아오른 지지축들에 의해 카트리지군이 능동외치기어 및 피동내치기어 사이에서 치합되면서 견고하게 자전할 수 있게 되어 각 카트리지마다 마련된 봉형수직홀들에 채워진 봉형필라멘트의 소진을 용이하게 실현케 할 수 있는 효과가 있다.The present invention allows the cartridge group to be rotated firmly while being engaged between the active external gear and the passive internal gear by the support shafts that rise radially to the revolution base, so that the exhaustion of the rod filament filled in the vertical holes provided in each cartridge is exhausted. There is an effect that can be easily realized.

본 발명은 동작센서로서 카트리지군의 자전과 공전베이스의 공전을 가능케 하여 원 스텝 자전하는 카트리지의 봉형수직홀에 채워진 봉형필라멘트를 순차적으로 소진토록 한 후 공전베이스의 공전으로 다른 카트리지의 봉형수직홀에 채워진 봉형필라멘트를 소진토록 하는 동작을 반복케 하여 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트를 더욱 다양하게 활용할 수 있는 효과가 있다.The present invention, as a motion sensor, enables rotation of the cartridge group and rotation of the rotating base, sequentially exhausting the rod-shaped filament filled in the rod-shaped vertical hole of the cartridge rotating one step, and then rotating the rotating base to the rod-shaped vertical hole of the other cartridge. By repeating the action of exhausting the filled rod filament, there is an effect that the rod filament composed of a number of colors and materials can be used in more various ways.

본 발명은 자전스텝모터의 원 스텝 회전으로 어느 하나의 카트리지에 채워진 봉형필라멘트가 모두 소진될 경우 봉형수직홀로부터 푸쉬봉이 이탈한 상태에서 공전스텝모터가 원 스텝 회전하여 공전베이스를 원 스텝 공전시켜 다른 카트리지의 봉형수직홀이 푸쉬봉 및 노즐 사이로 일치되도록 한 후 어퍼스텝모터의 정역회전과 더불어 자전스텝모터의 원 스텝 회전으로 다른 카트리지의 봉형수직홀들에 채워진 봉형필라멘트들의 소진을 완료할 수 있도록 하고, 또 다시 공전스텝모터의 반복, 어퍼스텝모터의 반복 및 자전스텝모터의 반복을 통해 카트리지군의 자전과 센터카트리지모듈의 공전의 반복으로 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트의 소진으로 입체물품을 다종다양하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
In the present invention, when the rod-shaped filament filled in any one cartridge is exhausted due to the one-step rotation of the rotating step motor, the orbiting step motor rotates one step in the state where the push rod is detached from the rod-shaped vertical hole and rotates the orbiting base one step to rotate the other. After making the vertical hole of the cartridge coincide between the push rod and the nozzle, the forward and reverse rotation of the upper step motor and the one-step rotation of the rotating step motor can complete the exhaustion of the rod filaments filled in the vertical holes of the other cartridge. Through the repetition of the revolving step motor, the repetition of the upper step motor and the repetition of the rotating step motor, the repetition of the cartridge group and the revolving of the center cartridge module, the three-dimensional object is exhausted due to the exhaustion of the rod filament made of many colors and materials. It has an effect that can be implemented in various ways.

도 1은 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 사시도.
도 2는 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 분해 사시도.
도 3은 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 정면도.
도 4는 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 용융분사부 사시도.
도 5는 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 정면 단면도.
도 6은 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리의 실시 예에 따른 측면 단면도.
도 7은 선행기술문헌의 3D 프린터용 헤드 어셈블리가 설치된 3D 프린터 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 3D 프린터를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 3D 프린터의 베드 및 헤드의 동작으로 입체물품을 3D 프린팅시키는 모습을 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 3D 프린터에 적용된 헤드를 개략적으로 나타내는 요부 분해사시도.
도 11은 본 발명에 따른 3D 프린터에 적용된 헤드를 개략적으로 나타내는 분해사시도.1 is a perspective view according to an embodiment of a head assembly for a 3D printer of the prior art document.
Figure 2 is an exploded perspective view according to an embodiment of the head assembly for a 3D printer of the prior art document.
Figure 3 is a front view according to an embodiment of the head assembly for a 3D printer of the prior art document.
Figure 4 is a perspective view of a melt injection unit according to an embodiment of the head assembly for a 3D printer of the prior art document.
Figure 5 is a front sectional view according to an embodiment of the head assembly for a 3D printer of the prior art document.
Figure 6 is a cross-sectional side view according to an embodiment of the head assembly for a 3D printer of the prior art document.
7 is a perspective view of a 3D printer in which a head assembly for a 3D printer of the prior art document is installed.
8 is a perspective view schematically showing a 3D printer according to the present invention.
9 is a perspective view showing a state of 3D printing a three-dimensional object by the operation of the bed and head of the 3D printer according to the present invention.
10 is an exploded perspective view of a main portion schematically showing a head applied to a 3D printer according to the present invention.
11 is an exploded perspective view schematically showing a head applied to a 3D printer according to the present invention.

본 발명에 따른 3D 프린터의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.A preferred embodiment of the 3D printer according to the present invention will be described with reference to the drawings, and there may be a plurality of such embodiments, through which such objects, features and advantages of the present invention can be better understood. do.

도 8은 본 발명에 따른 3D 프린터를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 3D 프린터의 베드(B) 및 헤드(H)의 동작으로 입체물품(A)을 3D 프린팅시키는 모습을 나타내는 사시도이다.8 is a perspective view schematically showing a 3D printer according to the present invention, and FIG. 9 shows a state in which 3D printing of a three-dimensional article A is performed by the operation of the bed B and the head H of the 3D printer according to the present invention. It is a perspective view.

본 발명에 따른 3D 프린터는 도 8에 도시된 봐와 같이 예를 들어 Z축 방향으로 승강되는 베드(B)와, 예를 들어 XY축 방향으로 회동되는 헤드(H)와, 이들 베드(B) 및 헤드(H)를 내장한 함체(C)를 기본적으로 포함한다.The 3D printer according to the present invention, for example, as shown in Figure 8, for example, the bed (B) to be elevated in the Z-axis direction, for example, the head (H) is rotated in the XY-axis direction, these beds (B) And a housing C incorporating the head H.

함체(C) 내에서 베드(B)가 Z축 방향으로 승강됨과 동시에 헤드(H)가 XY축 방향으로 회동되면서 도 9에 도시된 바와 같은 입체물품(A)을 3D 프린팅시킬 수 있도록 하는 것이다.In the housing (C), the bed (B) is elevated in the Z-axis direction and the head (H) is rotated in the XY-axis direction to allow 3D printing of the three-dimensional article (A) as shown in FIG. 9.

도 10은 본 발명에 따른 3D 프린터에 적용된 헤드(H)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 3D 프린터에 적용된 헤드(H)를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.10 is a perspective view schematically showing a head H applied to a 3D printer according to the present invention, and FIG. 11 is an exploded perspective view schematically showing a head H applied to a 3D printer according to the present invention.

본 발명에 따른 3D 프린터에 적용된 헤드(H)는 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이 함체(C)의 상단에 고정되어 회동되는 바디(60)와, 바디(60)의 상부 전방에 마련되어 승강스틱(73)을 승강시키는 어퍼승강모듈(70)과, 바디(60)의 중부 전방에 자전 및 공전 가능하게 마련되어 승강스틱(73)에 일체화된 푸쉬봉(74)에 의해 하강되는 봉형필라멘트(F)들을 각각 수용하는 봉형수직홀(81a)들을 지닌 카트리지군(群; 80a)을 구비한 센터카트리지모듈(80)과, 바디(60)의 하부 전방에 마련되어 승강스틱(73)의 하강에 의해 봉형필라멘트(F)들 중 어느 하나가 봉형수직홀(81a)을 통해 하강될 경우 용융필라멘트(Y)로 용융시키면서 하강토록 하는 언더히팅모듈(90)과, 바디(60)의 하단 전방에 마련되어 언더히팅모듈(90)에 의해 용융된 용융필라멘트(Y)를 토출시켜 베드(B) 위에 입체물품(A)으로 3D 프린팅시키는 노즐(N)을 포함한다.The head H applied to the 3D printer according to the present invention is provided on the upper front of the body 60 and the body 60 which is fixed and rotated at the upper end of the housing C, as shown in FIGS. 8 to 11. The upper elevating module 70 for elevating the stick 73 and the rod-shaped filament F lowered by the push rod 74 integrated in the elevating stick 73 provided to be rotatable and orbiting in the middle front of the body 60 ), the center cartridge module (80) having a cartridge group (群; 80a) with a rod-shaped vertical hole (81a) for receiving each, and the body 60 is provided in the lower front of the rod by the lowering of the lifting stick (73) When any one of the filaments (F) descends through the rod-shaped vertical hole 81a, it is melted with the molten filament (Y) and lowered while being heated to the underheating module 90, and the body 60 is provided at the bottom front of the underheating. It includes a nozzle (N) for 3D printing with a three-dimensional article (A) on the bed (B) by discharging the molten filament (Y) melted by the module (90).

선행기술문헌에 공지된 외줄의 필라멘트(50)를 피딩부(20)에서 연속적으로 공급하여 기하학적인 물품이나 입체적인 물품으로 프린팅시키는 것과 달리 본 발명에서는 낱개의 봉형필라멘트(F)를 봉형수직홀(81a)에 끼운 상태에서 승강스틱(73)의 푸쉬봉(74)으로 하강시켜 언더히팅모듈(90)에 의한 용융필라멘트(Y)로 용융시킴과 동시에 노즐(N)로서 베드(B) 위에 3D 프린팅시키도록 함으로써 선행기술문헌과 같이 소재[세라믹분말 또는 금속분말의 소재를 함유할 경우 외줄형태의 필라멘트의 제작이 어려움 => 와인딩이 안 되며 부러지는 현상이 나타남]의 한계로 연속된 외줄의 필라멘트를 마련치 못하는 경우라도 낱개의 봉형필라멘트(F)로서 3D 프린팅을 가능케 하여 더욱 다양한 소재로 이루어진 입체물품(A)을 구현토록 한다.In contrast to printing the filament 50 of the outer line known in the prior art document from the feeding portion 20 to be printed as a geometrical object or a three-dimensional object, in the present invention, the individual rod-shaped filaments F are rod-shaped vertical holes 81a. ) In the state of being inserted into the push rod 74 of the lifting stick 73 to melt into the molten filament Y by the underheating module 90 and 3D printing on the bed B as the nozzle N As shown in the prior art literature, it is difficult to manufacture filaments in the form of single-row filaments if the material of the ceramic powder or metal powder is contained. Even if it is not possible, it enables 3D printing as a single rod-shaped filament (F) to realize a three-dimensional article (A) made of more diverse materials.

이때, 바디(60)는 통상의 함체(C)의 상단에 고정되어 예를 들면 XY축 방향으로 회동되고, 어퍼승강모듈(70)은 승강스틱(73)의 푸쉬봉(74)을 승강시켜 센터카트리지모듈(80)의 봉형수직홀(81a)들 중 어느 하나에 수용된 봉형필라멘트(F)를 언더히팅모듈(90)로 하강시키고, 언더히팅모듈(90)은 봉형필라멘트(F)를 용융필라멘트(Y)로 하강시켜 노즐(N)을 통해 베드(B) 위로 토출될 수 있도록 한다.At this time, the body 60 is fixed to the upper end of the normal housing (C), for example, is rotated in the XY axis direction, the upper lifting module 70 is elevated by pushing the push rod 74 of the lifting stick 73 to the center The rod-shaped filament (F) accommodated in any one of the rod-shaped vertical holes (81a) of the cartridge module 80 is lowered to the under-heating module (90), and the under-heating module (90) melts the rod-shaped filament (F) into the molten filament ( It descends to Y) so that it can be discharged onto the bed (B) through the nozzle (N).

특히, 카트리지군(80a) 중 어느 하나의 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)들에 삽입된 봉형필라멘트(F)를 자전으로 모두 소진할 경우 센터카트리지모듈(80)의 공전으로 다른 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)들에 삽입된 봉형필라멘트(F)를 소진할 수 있도록 하여 봉형필라멘트(F)를 교체하기 위하여 센터카트리지모듈(80)을 착탈시키는 횟수를 현저히 줄일 수 있게 되어 프린팅 작업의 연속성을 보장케 할 수 있고, 카트리지군(80a)의 자전과 센터카트리지모듈(80)의 공전을 통해 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트(F)를 다양하게 활용할 수 있어 입체물품(A)을 더욱 다종다양하게 구현할 수 있어 바람직하게 된다.Particularly, when all of the rod-shaped filaments F inserted into the rod-shaped vertical holes 81a of any one of the cartridge groups 80a are exhausted by rotation, the other cartridge is rotated by the revolution of the center cartridge module 80. Since the rod-shaped filaments F inserted into the rod-shaped vertical holes 81a of 81 can be exhausted, the number of times the center cartridge module 80 can be detached to replace the rod-shaped filament F can be significantly reduced. It is possible to ensure the continuity of work, and through the rotation of the cartridge group 80a and the rotation of the center cartridge module 80, it is possible to utilize a variety of rod-shaped filaments F made of a number of colors and materials (A ) Can be implemented in more various ways, which is preferable.

나아가, 어퍼승강모듈(70)은 바디(60)에 내장되어 정역 회전되는 어퍼스텝모터(71)와, 승강스틱(73)에 형성된 일측톱니(73a)에 맞물려 어퍼스텝모터(71)의 정역 회전운동을 푸쉬봉(74)의 승강운동으로 변환시키는 어퍼사이드기어(72)를 포함한다.Furthermore, the upper elevating module 70 is built into the body 60 and rotates in the forward and reverse directions of the upper step motor 71 engaged with the upper step motor 71 and the one side teeth 73a formed in the lifting stick 73. It includes an upper side gear 72 that converts the motion to the lifting motion of the push rod (74).

어퍼스텝모터(71)의 정회전시 일측톱니(73a)에 맞물린 어퍼사이드기어(72)가 정회전되면서 승강스틱(73)을 하강시켜 봉형필라멘트(F)의 하강을 가능케 하는 반면 어퍼스텝모터(71)의 역회전시 일측톱니(73a)에 맞물린 어퍼사이드기어(72)가 역회전되면서 승강스틱(73)을 상승시켜 봉형수직홀(81a)에 새로운 봉형필라멘트(F)가 수용될 수 있도록 하여, 소재의 특성상 연속적이지 않은 봉형필라멘트(F)임에도 불구하고 지속적인 새로운 봉형필라멘트(F)의 주입 또는 교체로 입체물품(A)으로의 3D 프린팅을 가능케 할 수 있도록 한 것이다.When the upper step motor 71 is rotated forward, the upper side gear 72 engaged with the one side tooth 73a is rotated forward to lower the lifting stick 73 to allow the rod-shaped filament F to descend while the upper step motor 71 is rotated. When the reverse rotation of ), the upper side gear 72 engaged with the one side tooth 73a is rotated to raise the lifting stick 73 so that the new rod filament F can be accommodated in the rod vertical hole 81a. This is to enable 3D printing into a three-dimensional article (A) by continuously injecting or replacing a new rod-shaped filament (F) despite the fact that it is not a continuous rod-shaped filament (F) due to the nature of the material.

이때, 푸쉬봉(74)은 승강스틱(73)에 평행하게 고정되어 봉형수직홀(81a)을 통해 봉형필라멘트(F)를 하강시킬 수 있도록 하여, 승강스틱(73) 및 푸쉬봉(74)의 평행상태의 일체화로서 그 전체 길이의 축소로서 공간 점유율을 극소화시킬 수 있도록 한다.At this time, the push rod 74 is fixed in parallel to the lifting stick 73 to allow the rod-shaped filament F to descend through the rod-shaped vertical hole 81a, so that the lifting stick 73 and the push rod 74 It is possible to minimize the space occupancy by reducing the overall length as an integration of parallel states.

바람직하게, 센터카트리지모듈(80)은 푸쉬봉(74)의 승강시 회전되지 않는 반면 봉형수직홀(81a)로부터 푸쉬봉(74)이 이탈상태일 경우 원 스텝 회전되는 공전스텝모터(82)에 의해 봉형필라멘트(F)로 하여금 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 일치될 수 있도록 원 스텝 공전되는 공전베이스(83)와, 공전베이스(83)의 중앙에 마련되어 푸쉬봉(74)의 승강시 회전되지 않는 반면 봉형수직홀(81a)로부터 푸쉬봉(74)이 이탈상태일 경우 원 스텝 회전되는 자전스텝모터(84)에 의해 능동 회전되는 능동외치기어(85)와, 공전베이스(83)의 외곽에 마련되어 피동 회전되는 피동내치기어(86)와, 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이에 방사상으로 각각 치합되어 자전스텝모터(84)의 원 스텝 회전에 따른 능동외치기어(85)의 능동 회전 및 피동내치기어(86)의 피동 회전에 의해 봉형필라멘트(F)로 하여금 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 일치될 수 있도록 원 스텝 자전되는 카트리지군(80a)을 포함한다.Preferably, the center cartridge module 80 is not rotated when the push rod 74 is lifted, while the push rod 74 is moved out of the rod vertical hole 81a to the revolution step motor 82 which is rotated one step. The rod-shaped filament (F) by the push rod 74 and the nozzle (N) so that the one-step revolution base 83 and the revolution base 83 is provided in the center of the push rod (74) lifting When the push rod 74 is not displaced from the rod-shaped vertical hole 81a while it is not rotated, the active external gear 85 rotated by the rotating step motor 84 rotated one step and the revolution base 83 The active external gear according to the one-step rotation of the rotating step motor 84 is radially meshed between the passive internal gear 86 and the active external gear 85 and the passive internal gear 86 provided on the outer periphery of the driven gear The cartridge group 80a rotated by one step so that the rod-shaped filament F can be matched between the push rod 74 and the nozzle N by the active rotation of 85 and the driven rotation of the driven internal gear 86 Includes.

카트리지군(80a)이 자전스텝모터(84)에 의해 각각의 원 스텝 자전으로 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 봉형필라멘트(F)를 일치시켜 푸쉬봉(74)의 하강에 의해 소진될 수 있도록 하고, 어느 하나의 카트리지(81)의 봉형필라멘트(F)가 모두 소진될 경우 공전스텝모터(82)를 통해 공전베이스(83)를 원 스텝 공전시켜 다른 카트리지(81)에 채워진 봉형필라멘트(F)를 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 일치시켜 푸쉬봉(74)의 하강에 의해 소진될 수 있도록 하는 것을 반복케 하여 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트(F)를 더욱 다양하게 활용할 수 있도록 하는 것이다.The cartridge group 80a is exhausted by the lowering of the push rod 74 by matching the rod-shaped filament F between the push rod 74 and the nozzle N in each one-step rotation by the rotating step motor 84. When the rod-like filaments F of any one cartridge 81 are exhausted, the orbital base 83 is rotated one step through the orbiting step motor 82 to fill the rod-shaped filament filled in the other cartridge 81 ( F) by matching the push rod (74) and the nozzle (N) so that it can be exhausted by the descending of the push rod (74) to make the rod-shaped filament (F) made of a number of colors and materials more diverse It is to make use of it.

이때, 자전스텝모터(84)가 공전베이스(83)의 중앙에 마련된 능동외치기어(85)를 원 스텝 회전시켜 공전베이스(83)의 외곽에 마련된 피동내치기어(86)를 피동 회전시키는 것으로 설명하고 있지만 피동내치기어(86)를 자전스텝모터(84)로서 직접 원 스텝 회전시켜 능동외치기어(85)를 피동 회전될 수 있도록 할 수 있음은 물론이고, 본 발명에서는 이러한 것에 제한을 두지 않으며, 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이에서 카트리지군(80a)이 자전할 수 있도록 하는 것에 특징이 있는 것으로 한다.At this time, the rotating step motor 84 rotates the active external gear 85 provided in the center of the orbiting base 83 by one step to explain that the driven internal gear 86 provided on the outer periphery of the orbiting base 83 is passively rotated. Although the driven internal gear 86 is directly rotated by one step as the rotating step motor 84, the active external gear 85 can be driven by rotation, and the present invention is not limited to this. It is assumed that the cartridge group 80a rotates between the active external gear 85 and the driven internal gear 86.

한편, 본 발명에 따라 바디(60)의 하부에 마련된 어퍼센터홈(60a)과, 언더히팅모듈(90)의 상부에 마련된 언더센터홈(90a)을 더 포함하고, 공전베이스(83)는 능동외치기어(85), 피동내치기어(86) 및 카트리지군(80a)을 내장하는 원통체(83a)로 이루어져 어퍼센터홈(60a) 및 언더센터홈(90a)에 각각 탄성적으로 착탈 가능하게 끼워지면서 공전의 중심을 이루는 어퍼탄성버튼(83c) 및 언더탄성버튼(83d)을 포함할 수 있다.On the other hand, according to the present invention further comprises an upper center groove (60a) provided on the lower portion of the body 60, and an under center groove (90a) provided on the upper portion of the underheating module 90, the revolution base 83 is active Consists of a cylindrical body (83a) containing the external gear (85), the driven internal gear (86), and the cartridge group (80a) elastically detachably fitted to the upper center groove (60a) and the under center groove (90a), respectively. It may include an upper elastic button 83c and an under elastic button 83d forming a center of revolution while losing.

바디(60)의 어퍼센터홈(60a) 및 언더히팅모듈(90)의 언더센터홈(90a)에 어퍼탄성버튼(83c)(예를 들면 스프링의 탄성 구조로 된 버튼) 및 언더탄성버튼(83d)(예를 들면 스프링의 탄성 구조로 된 버튼)이 착탈 가능하게 끼워져 회전중심을 이룰 수 있도록 하여 원통체(83a)의 제자리 회전을 가능케 할 뿐만 아니라 봉형수직홀(81a)들 속으로 봉형필라멘트(F)를 보충하고자 할 때 자유롭게 센터카트리지모듈(80)을 분리하여 봉형필라멘트(F)를 채운 후 다시 간단히 조립토록 할 수 있어 더욱 바람직하게 된다[센터카트리지모듈(80)은 바디(60)의 중부 전방에 조립된 후 미 도시된 여닫이도어로 커버링하여 보호될 수 있도록 할 수 있음은 물론이다].The upper elastic button 83c (for example, a button made of an elastic structure of a spring) and the under elastic button 83d in the upper center groove 60a of the body 60 and the under center groove 90a of the under heating module 90 ) (For example, a button made of an elastic structure of a spring) is detachably fitted to form a rotational center, thereby enabling rotation of the cylindrical body 83a in place, as well as rod filaments into the rod vertical holes 81a. F) When it is desired to replenish, the center cartridge module 80 can be freely separated to fill the rod-like filament F, and then simply assembled so that it can be assembled more easily. [The center cartridge module 80 is the middle of the body 60 Of course, after being assembled in the front, it can be protected by covering with an unshown casement door].

그리고, 원통체(83a)로 된 공전베이스(83)는 원주형톱니(83f)를 구비하여 공전스텝모터(82)에 치합되면서 공전될 수 있도록 할 수 있고, 미 도시된 벨트를 통한 공전을 가능케 할 수 있음은 물론이다.And, the orbital base 83 made of the cylindrical body 83a is provided with a columnar tooth 83f so that it can be orbited while being meshed with the orbiting step motor 82, and enables orbiting through an unillustrated belt. Of course you can.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 3D 프린터는 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이의 공전베이스(83)에 방사상으로 솟아오른 지지축(83e)들을 구비하고, 카트리지군(80a)은 지지축(83e)들에 끼워져 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이로 치합되는 자전기어(81b)를 각각 지니면서 봉형필라멘트(F)를 각각 받아들이도록 봉형수직홀(81a)들을 구비한 카트리지(81)들로 이루어진다.More specifically, the 3D printer according to the present invention includes a support shaft 83e that rises radially on the revolution base 83 between the active external gear 85 and the driven internal gear 86, and the cartridge group 80a. Silver vertical holes (81a) are fitted to the support shaft (83e), each having a magnetic gear (81b) meshed between the active external gear (85) and the driven internal gear (86), respectively, to receive the rod-shaped filament (F). It is made of a cartridge 81 provided.

공전베이스(83)에 방사상으로 솟아오른 지지축(83e)들에 의해 카트리지군(80a)이 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이에서 치합되면서 견고하게 자전할 수 있게 되어 각 카트리지(81)마다 마련된 봉형수직홀(81a)들에 채워진 봉형필라멘트(F)의 소진을 용이하게 실현케 할 수 있다.The cartridge group 80a is engaged between the active external gear 85 and the driven internal gear 86 by the support shafts 83e raised radially to the revolution base 83, so that each cartridge can be rotated firmly. It is possible to easily realize the exhaustion of the rod-shaped filaments F filled in the rod-shaped vertical holes 81a provided for each 81.

나아가, 본 발명에 따른 3D 프린터는 카트리지군(80a) 중 어느 하나의 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)들 중 푸쉬봉(74)이 승강되는 어느 하나의 봉형수직홀(81a) 속에 봉형필라멘트(F) 또는 푸쉬봉(74)이 존재할 경우 자전스텝모터(84) 및 공전스텝모터(82)를 정지시키고, 카트리지군(80a) 중 어느 하나의 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)들 중 푸쉬봉(74)이 승강되는 어느 하나의 봉형수직홀(81a)들 속에 봉형필라멘트(F) 또는 푸쉬봉(74)이 존재하지 않을 경우 자전스텝모터(84)를 원 스텝 회전시키고, 카트리지군(80a) 중 어느 하나의 카트리지(81)의 모든 봉형수직홀(81a)들 속에 봉형필라멘트(F) 또는 푸쉬봉(74)이 존재하지 않을 경우 공전스텝모터(82)를 원 스텝 회전시키도록, 시그널을 보내는 동작센서(S)를 포함한다.Furthermore, the 3D printer according to the present invention has a rod shape in any one of the rod vertical holes 81a in which the push rods 74 are lifted among the rod vertical holes 81a of any cartridge 81 of the cartridge group 80a. When the filament (F) or push rod (74) is present, the rotating step motor (84) and the rotating step motor (82) are stopped, and the rod-shaped vertical hole (81a) of any one cartridge (81a) of the cartridge group (80a) If there is no rod-shaped filament (F) or push rod (74) in any one of the rod-shaped vertical holes (81a) in which the push rod (74) elevates, the rotating step motor (84) is rotated one step, and the cartridge When the rod filament F or push rod 74 is not present in all the rod vertical holes 81a of any one cartridge of the group 80a, the orbiting step motor 82 is rotated one step. , It includes a motion sensor (S) for sending a signal.

동작센서(S)는 예를 들어 미 도시된 발광소자 및 수광소자로 이루어질 수 있고, 이러한 동작센서(S)로서 카트리지군(80a)의 자전과 공전베이스(83)의 공전을 가능케 하여 원 스텝 자전하는 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)에 채워진 봉형필라멘트(F)를 순차적으로 소진토록 한 후 공전베이스(83)의 공전으로 다른 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)에 채워진 봉형필라멘트(F)를 소진토록 하는 동작을 반복케 하여 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트(F)를 더욱 다양하게 활용할 수 있도록 하는 것이다.The motion sensor S may be formed of, for example, a light-emitting element and a light-receiving element, which are not shown, and as the motion sensor S, one-step rotation is possible by allowing rotation of the cartridge group 80a and rotation of the revolution base 83. The rod-shaped filament filled in the rod-shaped vertical hole 81a of the other cartridge 81 is rotated after the rod-shaped filament F filled in the rod-shaped vertical hole 81a of the cartridge 81 is sequentially exhausted. By repeating the operation of exhausting (F), the rod-shaped filament (F) made of many colors and materials can be used in more various ways.

본 발명에 따른 3D 프린터의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the 3D printer according to the present invention is as follows.

먼저, 카트리지군(80a)의 봉형수직홀(81a)들에 봉형필라멘트(F)들을 각각 채운 상태에서, 어퍼스텝모터(71)를 정회전시켜 승강스틱(73)을 하강시키면, 푸쉬봉(74)이 봉형수직홀(81a)을 따라 하강하면서 봉형필라멘트(F)를 푸싱하여 언더히팅모듈(90)을 경유케 하고, 언더히팅모듈(90)에서는 봉형필라멘트(F)를 용융필라멘트(Y)로 용융시켜 노즐(N)을 통해 입체물품(A)으로 베드(B) 위에 3D 프린팅할 수 있도록 한다.First, in the state in which the rod-shaped filaments F are filled in the rod-shaped vertical holes 81a of the cartridge group 80a, when the upper step motor 71 is rotated forward and the lifting stick 73 descends, the push rod 74 ) Pushes the rod-shaped filament (F) while descending along the rod-shaped vertical hole (81a) to pass through the under-heating module (90). It is melted to allow 3D printing on the bed B with the three-dimensional article A through the nozzle N.

이러한 봉형수직홀(81a)에 삽입된 봉형필라멘트(F)를 모두 소진할 경우 어퍼스텝모터(71)가 역회전하면서 승강스틱(73)을 상승시켜 봉형수직홀(81a)로부터 푸쉬봉(74)을 이탈시킨다.When all of the rod-shaped filaments (F) inserted into the rod-shaped vertical holes (81a) are exhausted, the lifting rod (73) is raised while the upper step motor (71) reverses to push the rod (74) from the rod-shaped vertical holes (81a). Break away.

이후, 자전스텝모터(84)의 원 스텝 회전으로 카트리지(81)를 원 스텝 자전시켜 이웃 봉형수직홀(81a)에 삽입된 봉형필라멘트(F)를 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 일치시키고, 다시 어퍼스텝모터(71)의 정역회전으로 봉형필라멘트(F)의 소진과 이웃 봉형수직홀(81a)에 삽입된 봉형필라멘트(F)의 소진을 반복케 한다.Thereafter, the cartridge 81 is rotated one step by one step rotation of the rotating step motor 84 to match the rod filament F inserted into the adjacent rod vertical hole 81a between the push rod 74 and the nozzle N. Then, the forward and reverse rotation of the upper motor 71 repeats the exhaustion of the rod-shaped filament F and the exhaustion of the rod-shaped filament F inserted into the neighboring rod-shaped vertical hole 81a.

이렇게 자전스텝모터(84)의 원 스텝 회전으로 어느 하나의 카트리지(81)에 채워진 봉형필라멘트(F)가 모두 소진될 경우 봉형수직홀(81a)로부터 푸쉬봉(74)이 이탈한 상태에서 공전스텝모터(82)가 원 스텝 회전하여 공전베이스(83)를 원 스텝 공전시켜 다른 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)이 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 일치되도록 한 후 어퍼스텝모터(71)의 정역회전과 더불어 자전스텝모터(84)의 원 스텝 회전으로 다른 카트리지(81)의 봉형수직홀(81a)들에 채워진 봉형필라멘트(F)들의 소진을 완료할 수 있도록 하고, 또 다시 공전스텝모터(82)의 반복, 어퍼스텝모터(71)의 반복 및 자전스텝모터(84)의 반복을 통해 카트리지군(80a)의 자전과 센터카트리지모듈(80)의 공전의 반복으로 다수의 칼라 및 소재로 된 봉형필라멘트(F)의 소진으로 입체물품(A)을 다종다양하게 구현할 수 있도록 하는 것이다.When the rod-shaped filament F filled in any one cartridge 81 is exhausted by the one-step rotation of the rotating step motor 84 as described above, the revolution step in the state where the push rod 74 is released from the rod-shaped vertical hole 81a The motor 82 rotates one step to rotate the revolving base 83 one step to make the rod-shaped vertical hole 81a of the other cartridge 81 coincide between the push rod 74 and the nozzle N, and then the upper step motor. In addition to the forward and reverse rotation of 71, the one-step rotation of the rotating step motor 84 makes it possible to complete the exhaustion of the rod-shaped filaments F filled in the rod-shaped vertical holes 81a of the other cartridge 81, and again Multiple colors by repetition of the revolution of the cartridge group 80a and rotation of the center cartridge module 80 through repetition of the revolving step motor 82, repetition of the upper step motor 71, and repetition of the rotating step motor 84 And the exhaustion of the rod-shaped filament (F) made of a material to enable various implementations of the three-dimensional article (A).

한편, 본 발명에 따른 3D 프린터는 소재의 특성상 선행기술문헌의 필라멘트(50)처럼 연속적인 외줄로 마련되지 못하는 한계를 지닌 소재로 제작되는 봉형필라멘트(F)를 감안하여 제안된 것이며, 이러한 봉형필라멘트(F)는 40∼60Vol.％의 세라믹분말에 40∼60Vol.％의 바인더를 혼합시킨 피드스톡(Feedstock)으로 마련된다.On the other hand, the 3D printer according to the present invention is proposed in view of the rod-shaped filament (F) made of a material having a limitation that cannot be provided as a continuous single line, such as the filament (50) of the prior art document due to the nature of the material, and this rod-shaped filament (F) is prepared from feedstock in which 40 to 60 vol.% binder is mixed with 40 to 60 vol.% ceramic powder.

세라믹(CERAMICS)은 도자기에서부터 석고 유리 법랑 타일 내화물, 절연체 또는 내열재는 물론이거니와 표면코팅제 또는 세라믹소결체 등으로 제작되어 장신구, 임플란트 및 액세서리와 같은 내외장재 부품으로 응용되고 있는데, 세라믹의 특성상 필라멘트를 제작코자 할 때 얇은 직경을 지닌 외줄로서 연속적으로 제작할 수 없는 문제가 있다.Ceramics (CERAMICS) are made of ceramics, gypsum glass enamel tiles, refractories, insulators, or heat-resistant materials, as well as surface coatings or ceramic sintered materials, and are used as interior and exterior parts such as ornaments, implants, and accessories. When there is a problem that cannot be continuously produced as a thin diameter outer string.

이러한 특성을 감안하여 본 발명에서는 세라믹분말 40∼60Vol.％에 바인더 40∼60Vol.％를 혼합시킨 피드스톡을 활용하여 연속된 외줄로 제작하지 아니하고 낱개의 봉형필라멘트(F)로 마련하여 본 발명의 3D 프린터에 적용된 헤드(H)로서 지속적인 3D 프린팅을 가능케 하는 것이다.In view of these characteristics, the present invention is prepared by using a single stock filament (F) without producing a continuous outer string by utilizing a feedstock in which a binder powder of 40-60Vol.% is mixed with a ceramic powder of 40-60Vol.%. As a head (H) applied to a 3D printer, it enables continuous 3D printing.

이때, 세라믹분말이 40Vol.％ 이하일 경우 입체물품(A)으로 완성된 후 탈지 및 소결시 강도가 떨어져 바람직하지 않고 60Vol.％ 이상일 경우 언더히팅모듈(90)의 히팅시 용융이 어려워 바람직하지 않아 40∼60Vol.％로 하는 것이며, 나아가 바인더가 40Vol.％ 이하일 경우 3D 프린팅시 흐름성이 좋지 않고 피드스톡 제조가 용이하지 않기 때문에 바람직하지 않고 60Vol.％ 이상일 경우 수축율이 지나치게 높아 바람직하지 않아 바인더를 40∼60Vol.％로 하는 것이다.At this time, if the ceramic powder is less than 40Vol.%, it is not desirable because the strength is lowered during degreasing and sintering after completion of the three-dimensional article (A), and if it is greater than 60Vol.%, it is difficult to melt during heating of the underheating module 90. ∼60Vol.%, furthermore, if the binder is 40Vol.% or less, it is not preferable because the flowability is poor during 3D printing and feedstock production is not easy. It is set to -60 Vol.%.

세라믹분말은 지르코니아(Zirconia), 알루미나(Alumina) 또는 질화규소(Silicon nitride)의 산화물로 이루어질 수 있다.The ceramic powder may be made of an oxide of zirconia, alumina or silicon nitride.

지르코니아(ZrO2)는 지르코늄의 산화물이고, 분자량 123.22, 녹는점 약 2,700℃, 소결온도 1,400∼1,450℃이며, 급격한 온도의 변화에 견디는 성질이 있어 급열·급랭의 기구류(도가니), 세라믹 시계, 액세서리 및 섬유부품, 반도체부품 및 치과부품 등에 사용된다.Zirconia (ZrO 2 ) is an oxide of zirconium, has a molecular weight of 123.22, a melting point of about 2,700°C, and a sintering temperature of 1,400 to 1,450°C. It has a property to withstand rapid temperature changes, and rapid heating/quenching tools (crucibles), ceramic watches, accessories And textile parts, semiconductor parts, and dental parts.

알루미나(Al2O3; 산화알루미늄)는 분자량 101.96이며, 굴절률 1.76∼1.77이고, 소결온도 1,600∼1,650℃이며, 강도가 강하여 연마제로서 사용되고, 고온에서 소결이 완료되면 산이나 알칼리에 잘 녹지 않게 되므로 소결하여 알루미나 자기(磁器)를 만들 수 있는 특성이 있으며, 절연소재, 내화학성, 내식성, 비자성체, 유독성기체 분위기 및 내고온 소재 등의 상업용 세라믹 재료로서 주로 사용되고 있다.Alumina (Al 2 O 3 ; aluminum oxide) has a molecular weight of 101.96, a refractive index of 1.76 to 1.77, a sintering temperature of 1,600 to 1,650°C, and is used as an abrasive because of its strong strength. It has the property of sintering to make alumina porcelain, and is mainly used as a commercial ceramic material such as insulating materials, chemical resistance, corrosion resistance, non-magnetic materials, toxic gas atmosphere, and high temperature resistant materials.

질화규소(Si3N4)는 내열 충격성이 뛰어나고 상온에서 고온까지 광범위하게 고강도를 유지하기 때문에 세라믹 터빈이나 엔진 재료로 유망되며, 이 밖에도 내열 내식성이 요구되는 용도의 베어링 등 내마모부품, 제강 플랜트의 기계부품 등에 이용될 수 있으며, 특히 열팽창률이 낮고 내열충격성이 뛰어나며, 1200℃까지의 영역에서 고강도(상온 굽힘강도 100~140㎏/㎟, 1200℃에서 60~100㎏/㎟)를 유지하는 것이 다른 구조용 세라믹과 비교되는 특징을 가진다.Silicon nitride (Si 3 N 4 ) has excellent thermal shock resistance and maintains high strength from room temperature to high temperature, so it is promising as a ceramic turbine or engine material. In addition, wear-resistant parts such as bearings for which heat resistance and corrosion resistance are required, and steelmaking plants It can be used for machine parts, etc. In particular, it has a low thermal expansion coefficient, excellent thermal shock resistance, and maintains high strength (at room temperature bending strength of 100 to 140 kg/㎟, and at 1200 to 60 to 100 kg/㎟) in areas up to 1200°C. It has characteristics compared to other structural ceramics.

본 발명에서는 이러한 특징과 성질을 지닌 지르코니아, 알루미나 또는 질화규소를 활용하여 반인더의 혼합 및 용융으로 입체물품(A)을 3D 프린팅시키고자 하는 것이며, 이후 탈지 및 소결로서 최종 입체물품(A)을 완성토록 하는 것이다.In the present invention, by using zirconia, alumina, or silicon nitride having these characteristics and properties, 3D printing of a three-dimensional article (A) is performed by mixing and melting of a half-inder, after which the final three-dimensional article (A) is completed as degreasing and sintering. It is to let it.

그리고, 바인더는 세라믹분말에 결합되어 노즐(N)을 통한 입체물품(A)으로의 3D 프린팅 시 형상을 유지시키는 35∼45wt％의 결합제와, 세라믹분말 및 결합제 상호간을 중화시켜 합체되도록 하는 52∼62wt％의 가소제와, 노즐(N)을 통한 용융필라멘트(Y)의 토출시 부드럽게 하는 1∼5wt％의 윤활제로 이루어질 수 있도록 한다.In addition, the binder is bonded to the ceramic powder and 35 to 45 wt% of the binder that maintains the shape when 3D printing to the three-dimensional article (A) through the nozzle (N), and the ceramic powder and the binder to neutralize each other to 52 ~ It can be made of a plasticizer of 62 wt% and a lubricant of 1 to 5 wt% that softens when the molten filament (Y) is discharged through the nozzle (N).

결합제를 설계하는데 있어 먼저 고려할 사항은 점도이며, 점도가 낮을수록 피드스톡의 점도를 낮게 유지할 수 있어 3D 프린팅 시 유동성이 좋게 된다. 그러나 점도만을 낮게 유지시킬 경우 세라믹분말 및 결합제 상호간의 분리가 발생할 수 있어 바람직하지 않게 된다.The first thing to consider when designing the binder is viscosity, and the lower the viscosity, the lower the viscosity of the feedstock can be maintained, so that the fluidity is good during 3D printing. However, if only the viscosity is kept low, separation between the ceramic powder and the binder may occur, which is not preferable.

따라서, 결합제는 입체물품(A)의 3D 형상을 형성시키는데 큰 영향을 미치며, 35wt％ 이하일 경우 세라믹분말 대비 함량이 낮아 탈지·소결 공정에서 변형이 일어나고 45wt％ 이상일 경우 점도가 너무 높아 3D 프린팅 후 베드(B) 위에 입체물품(A)으로의 3D 프린팅이 어려울 뿐만 아니라 피드스톡의 제조 역시 어려워 35∼45wt％가 바람직하게 된다.Therefore, the binder has a great influence on forming the 3D shape of the three-dimensional article (A), and if it is 35 wt% or less, the content is lower than that of the ceramic powder, so that deformation occurs in the degreasing and sintering process, and if it is 45 wt% or more, the viscosity is too high and the bed after 3D printing (B) 3D printing onto the three-dimensional article (A) is difficult, as well as the production of feedstock is difficult, and 35 to 45 wt% is preferred.

가소제는 결합제의 유연성을 보장할 수 있도록 세라믹분말 및 결합제 상호간을 중화시켜 합체되도록 하는 것으로 52wt％ 이하일 경우 결합제의 유연성을 확보할 수 없어 바람직하지 않고 62wt％ 이상일 경우 결합제의 유연성이 지나쳐 바람직하지 않아, 52∼62wt％로 하는 것이다.The plasticizer is to neutralize the ceramic powder and the binder so as to ensure the flexibility of the binder, so that the flexibility of the binder cannot be secured when it is 52 wt% or less, and the flexibility of the binder is excessive and undesirable when it is 62 wt% or more, It is set to 52 to 62 wt%.

윤활제는 피드스톡을 언더히팅모듈(90)에서 용융시켜 용융필라멘트(Y)로 노즐(N)을 통한 토출시 부드럽게 빠져나갈 수 있도록 하는 것으로 1wt％ 이하일 경우 윤활작용이 현저히 떨어지고 5wt％ 이상일 경우 윤활제가 넘쳐 바람직하지 않아, 1∼5wt％로 하는 것이다.The lubricant melts the feedstock in the underheating module (90) so that it can smoothly escape when discharging through the nozzle (N) into the molten filament (Y). It is not overflowing, and is preferably 1 to 5 wt%.

더욱 구체적으로, 결합제는 저밀도폴리에틸렌(LDPE; Low Density Polyethylene), 고밀도폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene), 에틸렌초산비닐공중합체(EVA; Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 또는 폴리옥시메틸렌(POM; PolyOxyMethylene)으로 이루어질 수 있다.More specifically, the binder is a low density polyethylene (LDPE; Low Density Polyethylene), a high density polyethylene (HDPE; High Density Polyethylene), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA; Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) or polyoxymethylene (POM; PolyOxyMethylene) It can be done.

저밀도폴리에틸렌은 상온에서 투명한 고체로 결정화가 낮아 가공성과 유연성, 투명성이 우수해 세라믹분말의 믹싱 용융을 원활하게 하면서 세라믹분말의 3D 프린팅까지 부드럽게 하여 바람직하고, 고밀도폴리에틸렌은 경도 기계적 강도 내열성 등이 우수하고 내한성(耐寒性)이 뛰어나 세라믹분말의 믹싱 용융을 원활하게 하면서 세라믹분말의 3D 프린팅까지 부드럽게 하여 바람직하고, 에틸렌초산비닐공중합체는 에틸렌과 초산 비닐 모노머를 공중합시켜 얻어지는 중합체로 EVA라고 하며, 초산 비닐의 함유량이 증가함에 따라 밀도가 증가하지만 결정화는 떨어져 유연성이 늘어나고, 보통의 저밀도폴리에틸렌과 같이 가공되어 내충격성(특히 저온시)이 우수하여 세라믹분말의 믹싱 용융을 원활하게 하면서 세라믹분말의 3D 프린팅까지 부드럽게 할 수 있어 바람직하고, 폴리옥시메틸렌은 엔지니어링 플라스틱의 일종으로 강도와 내마모성이 우수해 세라믹분말의 믹싱 용융을 원활하게 하면서 세라믹분말의 3D 프린팅까지 부드럽게 하여 바람직하게 된다.Low-density polyethylene is preferable as it is a transparent solid at room temperature and has low crystallization, so it is excellent in workability, flexibility, and transparency, so that mixing and melting of ceramic powder is smooth, and 3D printing of ceramic powder is softened.High-density polyethylene has excellent hardness, mechanical strength, heat resistance, etc. It is excellent in cold resistance and smooth mixing and melting of ceramic powder and smooth 3D printing of ceramic powder is preferable. Ethylene vinyl acetate copolymer is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and vinyl acetate monomer, called EVA, and vinyl acetate Density increases as the content of increases, but the crystallization increases and the flexibility increases, and it is processed like ordinary low-density polyethylene, so it has excellent impact resistance (especially at low temperatures) to facilitate mixing and melting of ceramic powder and to 3D printing of ceramic powder. It is preferable because it can be softened, and polyoxymethylene is a kind of engineering plastic, and is excellent in strength and abrasion resistance, so that mixing and melting of the ceramic powder is smoothed, and 3D printing of the ceramic powder is softened.

한편, 바인더는 가소제 및 윤활제를 90∼150℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합한 후 결합제를 넣어 150∼200℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합하고 상온에서 냉각 및 건조시켜 마련되며, 피드스톡은 바인더를 120∼190℃의 온도에서 용융한 후 세라믹분말을 넣고 40∼80분 동안 혼합하여 마련될 수 있다.Meanwhile, the binder is prepared by mixing a plasticizer and a lubricant at a temperature of 90 to 150°C for 30 to 60 minutes, then adding a binder, mixing for 30 to 60 minutes at a temperature of 150 to 200°C, cooling and drying at room temperature, and feeding. Stock may be prepared by melting the binder at a temperature of 120 to 190°C and then adding ceramic powder and mixing for 40 to 80 minutes.

가소제 및 윤활제의 충분한 용융 혼합을 위해 미리 90∼150℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합한 후 결합제를 넣어 150∼200℃의 온도에서 30∼60분 동안 혼합하고 상온에서 냉각 및 건조시켜 바인더를 마련한 후 다시 세라믹분말과 더불어 바인더를 120∼190℃의 온도에서 40∼80분 동안 용융 혼합하여 피드스톡을 마련하여 원형, 사각형, 마름모형 또는 다각형 형태의 봉형필라멘트(F)를 완성할 수 있도록 하는 것이다.For sufficient melt mixing of plasticizers and lubricants, mix for 30 to 60 minutes at a temperature of 90 to 150°C in advance, add a binder, mix for 30 to 60 minutes at a temperature of 150 to 200°C, cool and dry at room temperature to obtain a binder. After the preparation, the ceramic powder and the binder are melt-mixed at a temperature of 120 to 190° C. for 40 to 80 minutes to prepare a feedstock to complete a circular, square, rhombus or polygonal rod-shaped filament (F). will be.

상기한 바와 같은 구성 및 방법으로 제작된 입체물품(A)을 탈지공정에 의해 바인더를 제거한 후 소결 나아가 열간 정수압 소결로서 고강도의 입체물품(A)을 완성케 할 수 있는 것이다.
It is possible to complete the three-dimensional article (A) produced by the above-described configuration and method by removing the binder by a degreasing step, followed by sintering and hot hydrostatic sintering to complete the three-dimensional article (A) of high strength.

본 발명은 3D 프린터 관련 산업분야에 이용될 수 있다.
The present invention can be used in 3D printer related industries.

B : 베드 H : 헤드
C : 함체 F : 봉형필라멘트
Y : 용융필라멘트 A : 입체물품
N : 노즐 S : 동작센서
60 : 바디 60a : 어퍼센터홈
70 : 어퍼승강모듈 71 : 어퍼스텝모터
72 : 어퍼사이드기어 73 : 승강스틱
73a : 일측톱니 74 : 푸쉬봉
80 : 센터카트리지모듈 80a : 카트리지군
81 : 카트리지 81a : 봉형수직홀
81b : 자전기어 82 : 공전스텝모터
83 : 공전베이스 83a : 원통체
83c : 어퍼탄성버튼 83d : 언더탄성버튼
83e : 지지축 83f : 원주형톱니
84 : 자전스텝모터 85 : 능동외치기어
86 : 피동내치기어 90 : 언더히팅모듈
90a : 언더센터홈B: Bed H: Head
C: Enclosure F: Rod filament
Y: molten filament A: three-dimensional article
N: Nozzle S: Motion sensor
60: Body 60a: Upper Center Home
70: upper lifting module 71: upper step motor
72: upper side gear 73: lifting stick
73a: one side tooth 74: push rod
80: center cartridge module 80a: cartridge group
81: cartridge 81a: rod vertical hole
81b: Autonomous gear 82: Revolution step motor
83: revolution base 83a: cylindrical body
83c: Upper elastic button 83d: Under elastic button
83e: Support shaft 83f: Cylindrical teeth
84: rotating step motor 85: active external gear
86: driven gear 90: underheating module
90a: Under Center Home

Claims (8)

베드(B) 및 헤드(H)를 내장한 함체(C)를 포함하는 3D 프린터에 있어서,
상기 헤드(H)는
상기 함체(C)의 상단에 고정되어 회동되는 바디(60)와,
상기 바디(60)의 상부 전방에 마련되어 승강스틱(73)을 승강시키는 어퍼승강모듈(70)과,
상기 바디(60)의 중부 전방에 자전 및 공전 가능하게 마련되어 상기 승강스틱(73)에 일체화된 푸쉬봉(74)에 의해 하강되는 봉형필라멘트(F)들을 각각 수용하는 봉형수직홀(81a)들을 지닌 카트리지군(群; 80a)을 구비한 센터카트리지모듈(80)과,
상기 바디(60)의 하부 전방에 마련되어 상기 승강스틱(73)의 하강에 의해 상기 봉형필라멘트(F)들 중 어느 하나가 상기 봉형수직홀(81a)을 통해 하강될 경우 용융필라멘트(Y)로 용융시키면서 하강토록 하는 언더히팅모듈(90)과,
상기 바디(60)의 하단 전방에 마련되어 상기 언더히팅모듈(90)에 의해 용융된 용융필라멘트(Y)를 토출시켜 상기 베드(B) 위에 입체물품(A)으로 3D 프린팅시키는 노즐(N)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.In the 3D printer comprising a bed (B) and a housing (C) having a head (H),
The head (H)
Body 60 is fixed and rotated on the upper end of the housing (C),
Upper lifting module 70 is provided in the upper front of the body 60 to elevate the lifting stick (73),
Rotating and revolving in front of the middle portion of the body 60 is provided with rod-shaped vertical holes 81a for receiving rod-shaped filaments F descended by a push rod 74 integrated in the lifting stick 73 A center cartridge module (80) having a cartridge group (群; 80a),
Melted into the molten filament (Y) when any one of the rod-shaped filaments (F) is lowered through the rod-shaped vertical hole (81a) by the lowering of the lifting stick 73 provided on the lower front of the body (60) The underheating module (90) to make the descent while
Includes a nozzle (N) provided in the lower front of the body (60) to discharge the molten filament (Y) melted by the underheating module (90) into a three-dimensional article (A) on the bed (B) 3D printer, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 어퍼승강모듈(70)은
상기 바디(60)에 내장되어 정역 회전되는 어퍼스텝모터(71)와,
상기 승강스틱(73)에 형성된 일측톱니(73a)에 맞물려 상기 어퍼스텝모터(71)의 정역 회전운동을 상기 푸쉬봉(74)의 승강운동으로 변환시키는 어퍼사이드기어(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.According to claim 1,
The upper lifting module 70 is
The upper step motor 71 is built in the body 60 and rotated forward and backward,
It characterized in that it comprises an upper side gear (72) for engaging in one side teeth (73a) formed on the lifting stick 73 to convert the forward and reverse rotational motion of the upper step motor (71) to the lifting motion of the push rod (74). 3D printer. 제2항에 있어서,
상기 푸쉬봉(74)은 상기 승강스틱(73)에 평행하게 고정되어 상기 봉형수직홀(81a)을 통해 상기 봉형필라멘트(F)를 하강시키는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.According to claim 2,
The push rod 74 is fixed in parallel to the lifting stick (73) 3D printer, characterized in that to lower the rod-shaped filament (F) through the rod-shaped vertical hole (81a). 제1항에 있어서,
상기 센터카트리지모듈(80)은
상기 푸쉬봉(74)의 승강시 회전되지 않는 반면 상기 봉형수직홀(81a)로부터 상기 푸쉬봉(74)이 이탈상태일 경우 원 스텝 회전되는 공전스텝모터(82)에 의해 상기 봉형필라멘트(F)로 하여금 상기 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 일치될 수 있도록 원 스텝 공전되는 공전베이스(83)와,
상기 공전베이스(83)의 중앙에 마련되어 상기 푸쉬봉(74)의 승강시 회전되지 않는 반면 상기 봉형수직홀(81a)로부터 상기 푸쉬봉(74)이 이탈상태일 경우 원 스텝 회전되는 자전스텝모터(84)에 의해 능동 회전되는 능동외치기어(85)와,
상기 공전베이스(83)의 외곽에 마련되어 피동 회전되는 피동내치기어(86)와,
상기 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이에 방사상으로 각각 치합되어 상기 자전스텝모터(84)의 원 스텝 회전에 따른 상기 능동외치기어(85)의 능동 회전 및 상기 피동내치기어(86)의 피동 회전에 의해 상기 봉형필라멘트(F)로 하여금 상기 푸쉬봉(74) 및 노즐(N) 사이로 일치될 수 있도록 원 스텝 자전되는 상기 카트리지군(80a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.According to claim 1,
The center cartridge module 80 is
When the push rod 74 is not rotated when lifting, while the push rod 74 is detached from the rod vertical hole 81a, the rod-shaped filament F is rotated by an idling step motor 82 that is rotated one step. An orbital base (83) orbiting one step so as to be matched between the push rod (74) and the nozzle (N),
Rotating step motor which is provided in the center of the orbiting base 83 and is not rotated when the push rod 74 moves up and down, but rotates by one step when the push rod 74 is detached from the rod vertical hole 81a. 84) and the active external gear 85 is rotated by the active,
A driven internal gear (86) provided on the outer periphery of the revolution base (83) and driven to rotate;
Active rotation of the active external gear 85 according to the one-step rotation of the rotating step motor 84 by radially meshing between the active external gear 85 and the passive internal gear 86 and the passive internal gear ( 3D printer comprising the cartridge group 80a rotated one step so that the rod-shaped filament F can be matched between the push rod 74 and the nozzle N by driven rotation of 86). . 제4항에 있어서,
상기 바디(60)의 중단 하부에 마련된 언퍼센터홈(60a)과, 상기 언더히팅모듈(90)의 상부에 마련된 언더센터홈(90a)을 더 포함하고,
상기 공전베이스(83)는 상기 능동외치기어(85), 피동내치기어(86) 및 카트리지군(80a)을 내장하는 원통체(83a)로 이루어져 상기 어퍼센터홈(60a) 및 언더센터홈(90a)에 각각 탄성적으로 착탈 가능하게 끼워지면서 공전의 중심을 이루는 어퍼탄성버튼(83c) 및 언더탄성버튼(83d)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.According to claim 4,
Further comprising an under center groove (60a) provided on the lower middle of the body 60, the under center groove (90a) provided on the upper portion of the under-heating module (90),
The orbital base 83 is composed of the active external gear 85, the driven internal gear 86, and the cylindrical body 83a containing the cartridge group 80a, the upper center groove 60a and the under center groove 90a. 3) a 3D printer, characterized in that it comprises elastic upper and lower elastic buttons (83c) and under-elastic buttons (83d) forming elastic centers while being removably fitted to each. 제5항에 있어서,
상기 원통체(83a)는 상기 공전스텝모터(82)에 치합되는 원주형톱니(83f)를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.The method of claim 5,
The cylindrical body (83a) is a 3D printer, characterized in that it has a cylindrical tooth (83f) meshed with the idle step motor (82). 제4항에 있어서,
상기 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이의 상기 공전베이스(83)에 방사상으로 솟아오른 지지축(83e)들을 구비하고,
상기 카트리지군(80a)은 상기 지지축(83e)들에 끼워져 상기 능동외치기어(85) 및 피동내치기어(86) 사이로 치합되는 자전기어(81b)를 각각 지니면서 상기 봉형필라멘트(F)를 각각 받아들이도록 상기 봉형수직홀(81a)들을 구비한 카트리지(81)들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.According to claim 4,
Equipped with support shafts (83e) that rise radially in the revolution base (83) between the active external gear (85) and the driven internal gear (86),
The cartridge group (80a) is fitted to the support shaft (83e), each of the active outer gear 85 and the driven gear (81b) engaged between the driven gear (81b), while each having the rod-shaped filament (F) 3D printer, characterized in that consisting of cartridges (81) with the rod-shaped vertical holes (81a) to accept. 제7항에 있어서,
상기 카트리지군(80a) 중 어느 하나의 상기 카트리지(81)의 상기 봉형수직홀(81a)들 중 상기 푸쉬봉(74)이 승강되는 어느 하나의 봉형수직홀(81a) 속에 상기 봉형필라멘트(F) 또는 푸쉬봉(74)이 존재할 경우 상기 자전스텝모터(84) 및 공전스텝모터(82)를 정지시키고,
상기 카트리지군(80a) 중 어느 하나의 상기 카트리지(81)의 상기 봉형수직홀(81a)들 중 상기 푸쉬봉(74)이 승강되는 어느 하나의 봉형수직홀(81a)들 속에 상기 봉형필라멘트(F) 또는 푸쉬봉(74)이 존재하지 않을 경우 상기 자전스텝모터(84)를 원 스텝 회전시키고,
상기 카트리지군(80a) 중 어느 하나의 상기 카트리지(81)의 모든 봉형수직홀(81a)들 속에 상기 봉형필라멘트(F) 또는 푸쉬봉(74)이 존재하지 않을 경우 상기 공전스텝모터(82)를 원 스텝 회전시키도록,
시그널을 보내는 동작센서(S)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.The method of claim 7,
The rod-shaped filament (F) in any one of the rod-shaped vertical holes 81a of the push rod 74 of the rod-shaped vertical holes 81a of the cartridge 81 of any one of the cartridge groups 80a Alternatively, when the push rod 74 is present, the rotating step motor 84 and the idling step motor 82 are stopped,
The rod-shaped filament (F) in any one of the rod-shaped vertical holes 81a of the push rod 74 of the rod-shaped vertical holes 81a of the cartridge 81 of any one of the cartridge groups 80a ) Or when the push rod 74 is not present, rotate the rotating step motor 84 one step,
If the rod-shaped filament (F) or push rod (74) does not exist in all the rod-shaped vertical holes (81a) of any one of the cartridge groups (80a), the idle step motor (82) To rotate one step,
3D printer comprising a motion sensor (S) for sending a signal.
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