KR20210066167A - 3d 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치는 제1 물질을 저장하며 제1 분사관을 통해 제1 물질을 분사하는 제1 물질공급부와, 제2 물질을 저장하며 제2 분사관을 통해 제2 물질을 분사하는 제2 물질공급부와, 제1 물질공급부와 제1 공급관으로 연결되어 제1 공급관을 통해 제1 물질을 공급받고, 제2 물질공급부와 제2 공급관으로 연결되어 제2 공급관을 통해 제2 물질을 공급받고, 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하며, 제3 분사관을 통해 상기 혼합물질을 분사하는 혼합물질공급부를 포함한다.

Description

3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치 및 방법{Apparatus for manufacturing functional parts using 3D printing and method therefor}

본 발명은 3D 프린팅 기술을 이용하여 기능성 부품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린팅 기술을 활용하여 하나의 장비에서 다양한 기능성을 갖는 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

3D 프린팅(3D Printing)은 프린터로 물체를 뽑아내는 기술을 말한다. 종이에 글자를 인쇄하는 기존 프린터와 비슷한 방식으로, 다만 입체 모형을 만드는 기술이라고 하여 3D프린팅이라고 부른다. 보통 프린터는 잉크를 사용하지만, 3D 프린터는 플라스틱을 비롯한 경화성 소재를 쓴다. 기존 프린터가 문서나 그림파일 등 2차원 자료를 인쇄하지만, 3D프린터는 3차원 모델링 파일을 출력 소스로 활용한다는 점도 차이점이다. 적게는 한두 시간에서 길게는 십여 시간이면 3D프린터에 입력한 모형을 완성할 수 있다.

3D프린팅 기술은 30여 년 전인 1983년 시작됐다. 지금도 3D프린팅 시장에서 선도적 위치에 있는 3D프린팅 기술 전문 업체 ‘3D시스템스(3D Systems)’의 공동 창업자 찰스 헐(Charles W. Hull)이 기술의 주인공이다. 찰스 헐은 시제품 생산 단계에서 3D프린팅 기술을 고안했다. 제품을 완성하기 전에 시제품을 제작하는 시간을 단축하기 위함이었다. 헐이 처음으로 고안한 방식은 ‘스테레오리소그래피(SLA, Streolithography Apparatus)’라고 불린다. 지금도 3D프린팅 산업 현장에서 자주 쓰이는 기술이다. SLA 방식은 캐드(CAD) 등 3D모델링 소프트웨어로 설계한 입체 모형을 여러 개의 얇은 층으로 나누는 기술을 말한다. 마치 지도의 등고선을 얇은 층으로 분리한 것 같은 평면을 쌓아 올려 입체감 있는 물체를 완성하는 것이 3D프린팅 기술의 기본 원리다. 헐의 발명으로 시작된 3D프린팅 기술은 오늘날 시장을 조직하는 여러 기술 개발로 이어졌다. SLS(Selective Laser Sintering, 선택적 레이저 소결) 방식과 FDM(Fused Deposition Modeling, 용융 적층 모델링) 방식의 3D프린팅 기술이 대표적이다. SLS는 분말을 도포해 굳히는 방식으로 물체를 만드는 것이고, FDM은 플라스틱 소재의 필라멘트를 열로 녹여 압출한 후 상온에서 굳혀 물체를 쌓아올리는 것이다. ‘선택적 레이저 소결’이라고도 하는 SLS 기술은 미세한 분말을 도포한 후 모형으로 만들 부분에만 레이저를 쏘여 굳힌다는 의미다. 플라스틱에서 금속에 이르기까지 레이저로 소결할 수 있는 소재라면 무엇이든 SLS 방식의 3D프린터에 활용할 수 있다는 점에서 완성되는 모형의 종류를 다양화할 수 있다. 다른 방식의 3D프린터보다 물체를 완성하는 데 걸리는 시간이 빠르다는 점도 SLS 방식의 장점으로 평가된다. 또 다른 기술에 비해 상대적으로 정밀한 모형을 제작할 수 있다. 하지만 SLS 방식의 3D프린터는 장비 가격이 매우 비싸다. 보통은 수천만 원에서 비싼 것은 억대에 이르기도 한다. 이 때문에 정밀한 모형을 제작해야 하는 실제 산업계나 제조업체에서 주로 쓰인다. 따라서 현재 3D프린팅 기술의 대중화를 얘기할 때는 주로 FDM 방식의 3D프린터를 가리키는 경우가 많다. 장비 가격이 수십만 원에서 수백만 원 정도로 쉽게 접할 수 있는 기술인 덕분이다. FDM 방식은 플라스틱 소재의 열가소성 필라멘트를 노즐의 열로 녹인 후 베드에 도포해 층층이 쌓아올리는 형태의 3D프린터를 말한다. 장비의 가격도 저렴하고, 원료가 되는 필라멘트의 가격도 그리 비싸지 않다. 완성된 모형의 품질이 상대적으로 떨어진다는 점은 FDM 방식 3D프린터의 단점으로 꼽힌다. 모형을 층층이 나눠 쌓아 올리기 때문에 아무리 얇게 쌓아 올린다고 해도 완성된 모형에서는 층이 두드러져 보이기 때문이다. 정밀한 모형을 제작하는 데는 한계가 있다. 또, 노즐이 플라스틱을 녹인 후 베드에 도포하는 방식이라는 출력 속도도 느린 편이다. 현재 3D프린팅 업계에서 개인용 3D프린터로 분류할 수 있는 장비는 대부분 FDM 기술을 활용한다.

한국공개특허 제10-2019-0109711호 2019년 09월 26일 공개 (명칭: 3D프린터)

종래의 종래 기술에 의하면, 다양한 기능성을 갖는 하나의 부품을 제작하기 위해서는 각각의 기능성 물질을 증착, 코팅, 출력, 케이스 형태로 결합 등 복잡한 공정 과정을 거쳐 제작하고 있다. 이에 따라, 제작 시간이 길고, 원가 및 중량의 상승 문제가 발생한다.

상술한 바와 같은 문제를 감안한 본 발명의 목적은 3D프린팅 기술을 이용하여 하나의 장비에서 다양한 기능성을 가지며, 부품의 기능적 특성을 조절할 수 있는 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치는 제1 물질을 저장하며 제1 분사관을 통해 상기 제1 물질을 분사하는 제1 물질공급부와, 제2 물질을 저장하며 제2 분사관을 통해 상기 제2 물질을 분사하는 제2 물질공급부와, 상기 제1 물질공급부와 제1 공급관으로 연결되어 상기 제1 공급관을 통해 상기 제1 물질을 공급받고, 상기 제2 물질공급부와 제2 공급관으로 연결되어 상기 제2 공급관을 통해 상기 제2 물질을 공급받고, 상기 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하며, 제3 분사관을 통해 상기 혼합물질을 분사하는 혼합물질공급부를 포함한다.

상기 장치는 상기 제1 공급관을 통해 공급되는 제1 물질의 공급량 및 상기 제2 공급관을 통해 공급되는 제2 물질의 공급량을 제어하여 상기 혼합물질의 혼합비를 제어하는 제어부를 더 포함한다.

상기 혼합물질공급부는 상기 제1 물질공급부 및 상기 제2 물질공급부와 연결되어 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받는 수집부와, 상기 수집부의 내부에 형성되며, 상기 수집부로부터 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받고, 회전을 통해 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 혼합하는 혼합부를 포함하는 이중 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는 제1 연결관을 통해 상기 혼합물질공급부에 세척물질을 공급하는 세척물질공급부와, 제2 연결관을 통해 상기 혼합물질공급부로부터 이물질이 배출되는 세척물질배출부를 더 포함한다. 여기서, 상기 제어부는 분사가 종료된 혼합물질의 혼합비와 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되면, 상기 세척물질을 상기 혼합물질공급부로 공급하도록 상기 세척물질공급부를 제어하고, 상기 세척물질배출부로 상기 이물질을 배출하도록 상기 혼합물질공급부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 방법은 혼합물질공급부가 제1 물질을 저장하는 제1 물질공급부와 제1 공급관으로 연결되어 상기 제1 물질공급부로부터 상기 제1 공급관을 통해 상기 제1 물질을 공급받고, 상기 혼합물질공급부가 제2 물질을 저장하는 제2 물질공급부와 제2 공급관으로 연결되어 상기 제2 물질공급부로부터 상기 제2 공급관을 통해 상기 제2 물질을 공급받는 단계와, 상기 혼합물질공급부가 상기 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하는 단계와, 상기 혼합물질공급부가 제3 분사관을 통해 상기 혼합물질을 분사하는 단계를 포함한다.

상기 공급받는 단계는 제어부가 혼합물질의 혼합비를 조절하도록 상기 제1 공급관을 통해 공급되는 제1 물질의 공급량 및 상기 제2 공급관을 통해 공급되는 제2 물질의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합물질을 생성하는 단계는 상기 혼합물질공급부의 수집부가 상기 제1 물질공급부 및 상기 제2 물질공급부와 연결되어 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받으면, 상기 혼합물질공급부의 수집부의 내부에 형성되는 혼합부가 상기 수집부로부터 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받고, 회전을 통해 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 혼합하는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합물질공급부에 세척물질을 공급하는 세척물질공급부와, 제2 연결관을 통해 상기 혼합물질공급부로부터 이물질이 배출되는 세척물질배출부를 더 포함한다. 상기 제어부는 분사가 종료된 혼합물질의 혼합비와 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되면, 상기 세척물질공급부가 상기 혼합물질공급부로 제1 연결관을 통해 세척물질을 배출하도록 제어하고, 세척물질에 의한 세척이 완료되면, 상기 혼합물질공급부가 상기 세척물질배출부로 제2 연결관을 통해 상기 세척에 따라 발생한 이물질을 배출하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 3D 프린팅 방법으로 하나의 장비에서 다양한 기능성을 갖는 부품을 빠르고 손쉽게 제작할 수 있으며, 레이어 또는 파트별로 기능적 특성을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 물질을 분사 또는 혼합하여 분사하는 경우, 하나의 분사구 사용시 사용자가 원하지 않는 이물질이 분사될 수 있는 문제를 해결할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 3D 프린팅을 이용한 방법을 통해 기능성 부품을 제조하는 경우 다양한 기능성 부품을 빠르고 손쉽게 제작하고 부품의 원가 및 중량을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 3D 프린팅 방법으로 부품을 제작함으로써, 종래와 달리 복잡한 형상의 구현은 물론 맞춤형의 다양한 부품 제작이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치 중 혼합물질공급부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 3D(Three Dimensions/Three Dimensional) 프린팅을 이용한 기능성 부품을 제조하기 위한 장치의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치 중 혼합물질공급부를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품을 제조하기 위한 장치(10, 이하, ‘제조장치’로 축약함)는 제조부(100) 및 제어부(200)를 포함한다.

제조부(100)는 기본적으로, 부품을 제조하기 위한 실질적인 기능을 수행한다. 즉, 제조부(100)는 3D 프린터의 프린팅 기능을 수행한다. 즉, 3D 프린팅을 위한 물질을 분사하는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 제조부(100)는 제1 물질공급부(110), 제2 물질공급부(120), 혼합물질공급부(130), 세척물질공급부(140) 및 세척물질배출부(150)를 포함한다.

제1 물질공급부(110)는 제1 물질을 저장한다. 여기서, 제1 물질은 3D 프린팅을 위한 재료이다. 또한, 제1 물질공급부(110)는 제1 분사관(J1)을 통해 제1 물질을 분사하여 3D 프린팅의 적층을 수행할 수 있다. 그리고 제1 물질공급부(110)는 제1 공급관(F1)을 통해 혼합물질공급부(130)와 연결된다. 이에 따라, 제1 물질공급부(110)는 제1 공급관(F1)을 통해 혼합물질공급부(130)에 제1 물질을 공급한다.

제2 물질공급부(120)는 제2 물질을 저장한다. 여기서, 제2 물질은 제1 물질과 마찬가지로 3D 프린팅을 위한 재료이며, 제1 물질과 적어도 하나의 다른 속성(예컨대, 색, 점도, 인성, 연성 등)을 가지는 물질이다. 또한, 제2 물질공급부(120)는 제2 분사관(J2)을 통해 제2 물질을 분사하여 3D 프린팅의 적층을 수행할 수 있다. 그리고 제2 물질공급부(120)는 제2 공급관(F2)을 통해 혼합물질공급부(130)와 연결된다. 이에 따라, 제2 물질공급부(120)는 제2 공급관(F2)을 통해 혼합물질공급부(130)에 제2 물질을 공급한다.

혼합물질공급부(130)는 기본적으로, 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하기 위한 것이다. 구체적으로, 혼합물질공급부(130)는 제1 물질공급부(110)와 제1 공급관(F1)으로 연결되어 제1 공급관(F1)을 통해 제1 물질을 공급받는다. 또한, 혼합물질공급부(130)는 제2 물질공급부(120)와 제2 공급관(F2)으로 연결되어 제2 공급관(F2)을 통해 제2 물질을 공급받는다. 이와 같이, 제1 물질 및 제2 물질을 공급받은 후, 혼합물질공급부(130)는 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성한다. 그런 다음, 혼합물질공급부(130)는 제3 분사관(J3)을 통해 혼합물질을 분사하여 3D 프린팅의 적층을 수행할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 혼합물질공급부(130)는 수집부(131) 및 혼합부(133)를 포함한다. 즉, 혼합물질공급부(130)는 수집부(131) 및 혼합부(133)의 이중 구조로 형성된다.

수집부(131)는 제1 물질공급부 및 제2 물질공급부와 연결되어 제1 물질 및 제2 물질을 공급받는 부분이다.

혼합부(133)는 수집부(131)의 내부에 형성되며, 수집부(131)로부터 제1 물질 및 제2 물질을 공급받고, 회전을 통해 제1 물질 및 제2 물질을 혼합한다.

세척물질공급부(140)는 혼합물질공급부(130)를 세척하기 위한 세척 물질, 예컨대, 질소를 공급하기 위한 것이다. 세척물질공급부(140)는 제1 연결관(L1)을 통해 혼합물질공급부(130)와 연결된다. 세척물질공급부(140)는 제1 연결관(L1)을 통해 혼합물질공급부(130)에 세척물질을 공급한다.

세척물질배출부(150)는 혼합물질공급부(130)의 세척에 따라 발생하는 이물질이 발생하고, 발생된 이물질이 배출되면, 이를 수용하기 위한 것이다. 세척물질배출부(150)는 제2 연결관(L2)을 통해 혼합물질공급부(130)와 연결된다. 이에 따라, 세척물질배출부(150)는 혼합물질공급부(130)가 제2 연결관(L2)을 통해 배출하는 이물질을 수용한 후, 이를 제조장치(10) 외부로 배출한다.

제어부(200)는 기본적으로, 제1 물질공급부(110), 제2 물질공급부(120), 혼합물질공급부(130), 세척물질공급부(140) 및 세척물질배출부(150)를 포함하는 제조부(100)를 제어하기 위한 것이다.

기본적으로, 제어부(200)는 제1 물질공급부(110)가 제1 분사관(J1)을 통해 제1 물질을 분사하도록 하거나, 제2 물질공급부(120)가 제2 분사관(J2)을 통해 제2 물질을 분사하도록 하거나, 혼합물질공급부(130)가 제3 분사관(J3)을 통해 혼합물질을 분사하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 제1 물질공급부(110)가 제1 공급관(F1)을 통해 혼합물질공급부(130)로 제1 물질을 공급하도록 하거나, 제2 물질공급부(120)가 제2 공급관(F2)을 통해 혼합물질공급부(130)로 제2 물질을 공급하도록 제어할 수 있다. 그리고 제어부(200)는 혼합물질공급부(130)가 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하도록 제어할 수 있다. 특히, 제어부(200)는 제1 공급관(F1)을 통해 공급되는 제1 물질의 공급량 및 제2 공급관(F2)을 통해 공급되는 제2 물질의 공급량을 제어하여 혼합물질의 혼합비를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 분사가 종료된 혼합물질의 혼합비와 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되면, 세척물질을 혼합물질공급부(130)로 공급하도록 세척물질공급부(140)를 제어하고, 세척물질배출부(140)로 이물질을 배출하도록 혼합물질공급부(130)를 제어할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 3D(Three Dimensions/Three Dimensional) 프린팅을 이용한 기능성 부품을 제조하기 위한 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 제어부(200)에 3D 프린팅을 하고자하는 형상을 3차원으로 표현하고, 형상의 각 부분의 재료 및 색상이 지정된 도면 파일, 예컨대, STL(STereoLithography) 파일이 입력되었다고 가정한다. 그러면, 제어부(200)는 3차원으로 표현된 형상을 소정 수의 레이어로 슬라이싱하여 복수의 레이어로 구분한 후, 3D 프린팅 물질, 즉, 제1 물질, 제2 물질 혹은 혼합 무질을 분사하여 순차로 최저층의 레이어로부터 최상층의 레이어까지 적층 제조한다. 이때, 본 발명은 도면 파일에 따라 혼합 물질을 분사하는 상황을 상정한다.

이를 위하여, 제어부(200)는 S110 단계에서 제1 물질과 제2 물질의 혼합 비율을 결정한다. 이러한 제1 물질과 제2 물질의 혼합 비율은 도면 파일에 의해 결정된다.

혼합 비율이 결정되면, 제어부(200)는 S120 단계에서

제1 물질공급부(110)가 제1 공급관(F1)을 통해 혼합물질공급부(130)로 제1 물질을 공급하고, 제2 물질공급부(120)가 제2 공급관(F2)을 통해 혼합물질공급부(130)로 제2 물질을 공급하도록 제어하되, 결정된 혼합 비율에 따라 혼합물질공급부(130)에 공급되는 제1 물질과 제2 물질의 공급량을 조절한다.

이에 따라, 제어부(200)는 혼합물질공급부(130)가 제1 물질공급부(110) 및 제2 물질공급부(120)로부터 제1 물질 및 제2 물질을 공급받으면, S130 단계에서 혼합물질공급부(130)가 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하도록 제어한다. 이와 같이, 혼합물질공급부(130)의 수집부(131)가 제1 물질공급부(110) 및 제2 물질공급부(120)로부터 제1 물질 및 제2 물질을 공급받으면, 수집부(131)의 내부에 형성된 혼합부(133)가 수집부(131)로부터 제1 물질 및 제2 물질을 공급받고, 회전을 통해 제1 물질 및 제2 물질을 혼합할 것이다. 그러면, 앞서 결정된 혼합 비율에 따른 혼합물질이 생성된다. 따라서 제어부(200)는 S140 단계에서 혼합물질공급부(130)가 제3 분사관(J3)을 통해 혼합물질을 분사하도록 제어할 수 있다.

혼합물질의 분사 중 제어부(200)는 S150 단계에서 분사가 종료된 혼합물질의 혼합비와 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되는지 여부를 판단한다.

S150 단계의 판단 결과, 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되지 않으면, S140 단계로 진행하여 동일한 비율에 따른 혼합물질의 분사를 반복한다. 반면, S150 단계의 판단 결과, 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되면, 제어부(200)는 S160 단계로 진행한다.

제어부(200)는 S160 단계에서 혼합물질공급부(130)에 대한 세척을 수행한다. 이러한 세척은 이전에 적용된 혼합물질의 제1 물질과 제2 물질의 혼합비와 다음 적용될 혼합물질의 제1 물질과 제2 물질의 혼합비가 상이한 경우, 이물질(함량이 다른 혼합물)이 섞여 분사되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

보다 구체적으로 설명하면, 제어부(200)는 세척물질공급부(140)가 혼합물질공급부(130)로 제1 연결관(L1)을 통해 세척물질, 예컨대, 질소를 공급하도록 제어하고, 세척물질에 의한 세척이 완료되면, 혼합물질공급부(130)가 세척물질배출부(150)로 제2 연결관(L2)을 통해 세척에 따라 발생한 이물질을 배출하도록 제어한다.

본 발명에 따르면, 3D 프린팅 방법으로 하나의 장비에서 다양한 기능성을 갖는 부품을 빠르고 손쉽게 제작할 수 있으며, 레이어 또는 파트별로 기능적 특성을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 물질을 분사 또는 혼합하여 분사하는 경우, 하나의 분사구 사용시 사용자가 원하지 않는 이물질이 분사될 수 있는 문제를 해결할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 3D 프린팅을 이용한 방법을 통해 기능성 부품을 제조하는 경우 다양한 기능성 부품을 빠르고 손쉽게 제작하고 부품의 원가 및 중량을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

게다가, 3D 프린팅 방법으로 부품을 제작함으로써, 종래와 달리 복잡한 형상의 구현은 물론 맞춤형의 다양한 부품 제작이 가능하다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100: 제조부
110: 제1 물질공급부
120: 제2 물질공급부
130: 혼합물질공급부
140: 세척물질공급부
150: 세척물질배출부
200: 제어부

Claims (8)

1. 제1 물질을 저장하며 제1 분사관을 통해 상기 제1 물질을 분사하는 제1 물질공급부;
   제2 물질을 저장하며 제2 분사관을 통해 상기 제2 물질을 분사하는 제2 물질공급부; 및
   상기 제1 물질공급부와 제1 공급관으로 연결되어 상기 제1 공급관을 통해 상기 제1 물질을 공급받고, 상기 제2 물질공급부와 제2 공급관으로 연결되어 상기 제2 공급관을 통해 상기 제2 물질을 공급받고, 상기 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하며, 제3 분사관을 통해 상기 혼합물질을 분사하는 혼합물질공급부;를 포함하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 공급관을 통해 공급되는 제1 물질의 공급량 및 상기 제2 공급관을 통해 공급되는 제2 물질의 공급량을 제어하여 상기 혼합물질의 혼합비를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 혼합물질공급부는
   상기 제1 물질공급부 및 상기 제2 물질공급부와 연결되어 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받는 수집부와,
   상기 수집부의 내부에 형성되며, 상기 수집부로부터 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받고, 회전을 통해 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 혼합하는 혼합부
   를 포함하는 이중 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치.
4. 제1항에 있어서,
   제1 연결관을 통해 상기 혼합물질공급부에 세척물질을 공급하는 세척물질공급부; 및
   제2 연결관을 통해 상기 혼합물질공급부로부터 이물질이 배출되는 세척물질배출부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   분사가 종료된 혼합물질의 혼합비와 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되면, 상기 세척물질을 상기 혼합물질공급부로 공급하도록 상기 세척물질공급부를 제어하고, 상기 세척물질배출부로 상기 이물질을 배출하도록 상기 혼합물질공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 장치.
5. 혼합물질공급부가 제1 물질을 저장하는 제1 물질공급부와 제1 공급관으로 연결되어 상기 제1 물질공급부로부터 상기 제1 공급관을 통해 상기 제1 물질을 공급받고, 상기 혼합물질공급부가 제2 물질을 저장하는 제2 물질공급부와 제2 공급관으로 연결되어 상기 제2 물질공급부로부터 상기 제2 공급관을 통해 상기 제2 물질을 공급받는 단계;
   상기 혼합물질공급부가 상기 제1 물질과 제2 물질을 혼합하여 혼합물질을 생성하는 단계; 및
   상기 혼합물질공급부가 제3 분사관을 통해 상기 혼합물질을 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 공급받는 단계는
   제어부가 혼합물질의 혼합비를 조절하도록 상기 제1 공급관을 통해 공급되는 제1 물질의 공급량 및 상기 제2 공급관을 통해 공급되는 제2 물질의 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 혼합물질을 생성하는 단계는
   상기 혼합물질공급부의 수집부가 상기 제1 물질공급부 및 상기 제2 물질공급부와 연결되어 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받으면, 상기 혼합물질공급부의 수집부의 내부에 형성되는 혼합부가 상기 수집부로부터 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 공급받고, 회전을 통해 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질을 혼합하는 것을 특징으로 하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 혼합물질공급부에 세척물질을 공급하는 세척물질공급부; 및
   제2 연결관을 통해 상기 혼합물질공급부로부터 이물질이 배출되는 세척물질배출부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   분사가 종료된 혼합물질의 혼합비와 다른 혼합비를 가지는 혼합물질의 분사가 요구되면, 상기 세척물질공급부가 상기 혼합물질공급부로 제1 연결관을 통해 세척물질을 배출하도록 제어하고,
   세척물질에 의한 세척이 완료되면, 상기 혼합물질공급부가 상기 세척물질배출부로 제2 연결관을 통해 상기 세척에 따라 발생한 이물질을 배출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는
   3D 프린팅을 이용한 기능성 부품 제조 방법.

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