WO2021167198A1 - 절삭부가 결합된 3차원 프린터 - Google Patents

절삭부가 결합된 3차원 프린터 Download PDF

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WO2021167198A1
WO2021167198A1 PCT/KR2020/013894 KR2020013894W WO2021167198A1 WO 2021167198 A1 WO2021167198 A1 WO 2021167198A1 KR 2020013894 W KR2020013894 W KR 2020013894W WO 2021167198 A1 WO2021167198 A1 WO 2021167198A1
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bed
unit
coupled
cutting
printer
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PCT/KR2020/013894
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이동훈
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숭실대학교 산학협력단
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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Definitions

  • the present invention relates to a 3D printer, and more particularly, to a 3D printer capable of outputting a 3D stereoscopic output by performing additive molding and cutting in one 3D printer.
  • 3D printers have been used in various fields because they can output various outputs in three dimensions.
  • 3D printers have recently been widely distributed through online and offline shopping malls, and are receiving great attention to the point of being called a new industrial revolution.
  • the 3D printer manufactures the desired 3D output in the form of stacking and molding a predetermined molding material, steps in the form of steps are often formed in the stacked part, and additional grinding and cutting processes are required to remove these steps. It is often necessary
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent No. 10-1528850
  • Patent Document 2 Republic of Korea Patent Registration No. 10-0771169
  • An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and the lamination process and the cutting process for forming a three-dimensional print can be performed in one three-dimensional printer, and the surface quality of the three-dimensional print can be improved. It is to provide a 3D printer that has been
  • a composite three-dimensional printer for achieving the above object, a main frame unit for providing a work space separated from the outside in order to make a three-dimensional print formation work on the inside; a molding unit disposed inside the main frame unit, moving in the X-direction or Y-direction, and including a molding unit for laminating and molding a molding material, and forming the three-dimensional output; It is disposed on the lower side of the molding unit, and while supporting the 3D output from the lower side while the 3D output is formed by the molding unit, the 3D output is rotated with respect to the Z axis perpendicular to the X or Y direction.
  • a bed unit including a bed platform that rotates; and a cutting unit that moves upward or downward between the forming unit and the bed unit and cuts or polishes the outer surface of the three-dimensional output that rotates while being laminated on the bed platform. have.
  • the main frame part is provided with a cutting part movement guide beam for guiding the movement of the cutting part in the X direction or the Z direction perpendicular to the Y direction, and the cutting part is the three-dimensional (3D) formed by the forming part.
  • a cutting unit provided with a cutting tip for cutting or grinding the surface of the output; a center arm having one end coupled to the cutting unit to support the cutting unit; a first steering arm disposed at a position spaced apart from the left side of the center arm and having one end coupled to the cutting unit to support the cutting unit; a second steering arm disposed at a position spaced apart from the right side of the center arm and having one end coupled to the cutting unit to support the cutting unit; and the other end of the center arm, the other end of the first steering arm, and the other end of the second steering arm, respectively, to support the center arm, the first steering arm, and the second steering arm, and the Z It may be characterized in that it includes a; finish cut stage coupled to the cutting portion moving guide beam so as to be moved in
  • the center arm may be further characterized in that it can be rotated at an arbitrary angle with respect to the coupling portion with the cutting unit as a center.
  • the first steering arm may be rotated at an arbitrary angle with respect to a coupling portion with the cutting unit as another feature.
  • the second steering arm may be rotated at an arbitrary angle with respect to the coupling portion with the cutting unit as another feature.
  • the center arm is coupled to be rotated at an arbitrary angle around a portion coupled to the finish cut stage
  • the first steering arm is rotated at an arbitrary angle around a portion coupled to the finish cut stage.
  • the second steering arm is coupled to be rotated at an arbitrary angle around a portion coupled to the finish cut stage.
  • At least one of the center arm, the first upper arm steering arm, and the second steering arm may be further characterized in that a rotation joint that can be folded or unfolded at an arbitrary angle is provided.
  • the bed unit may further include a bed supporter supporting the bed platform from the lower side so that the bed platform can be rotated with respect to the Z-axis.
  • the main frame part is provided with a bed part movement guide beam for guiding the movement of the bed part in the Z direction, and the bed part movement guide beam and the bed part movement guide beam so that the bed supporter of the bed part can move in the Z direction. It may be combined as another feature.
  • the bed unit may be further characterized in that it further includes a bed motor disposed on one side of the bed supporter and rotating the bed platform from a lower side of the bed platform.
  • the bed unit is disposed between the bed motor and the bed platform, is coupled to the rotational center axis of the bed motor, and is coupled at a plurality of points on the lower side of the bed platform to support the bed platform.
  • the auxiliary platform may be further characterized in that it supports the bed platform, which is rotated by the driving force of the bed motor, to maintain a horizontal state.
  • each of the plurality of points at which the bed platform and the auxiliary platform are coupled may be further characterized in that they are points symmetrical to each other with respect to the center of rotation in the center of the bed platform.
  • the main frame part is provided with a forming part moving guide beam for guiding the movement of the forming part
  • the forming part includes: a forming unit provided with a forming nozzle through which the forming material is discharged; and a forming unit supporter disposed on the upper side of the forming unit and coupled to the forming unit, in which one end or the other end is coupled to the forming unit moving guide beam so as to be moved in the longitudinal direction of the forming unit moving guide beam; It may be included as another feature.
  • the forming unit may be further characterized in that it is coupled to the forming unit supporter so as to be movable in the longitudinal direction of the forming unit supporter.
  • the main frame portion it may be further characterized in that a filament spool for supplying the molding material to the molding portion is provided.
  • the 3D printer according to the present invention can perform the lamination process and the cutting process for forming the 3D output in one 3D printer, the time for producing the 3D output is shortened, and the surface quality of the 3D output is improved. It has an improving effect.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view schematically illustrating a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are perspective views schematically showing a molding part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing a bed portion of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view schematically showing a bed of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are perspective views schematically showing a cutting part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front view schematically showing a cutting part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating a cutting part and a bed part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a 3D printer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view schematically showing a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • the 3D printer includes a main frame part 100 , a molding part 200 , a bed part 300 , and a cutting part 400 .
  • the main frame unit 110 provides a working space separated from the outside in order to perform a three-dimensional output forming operation.
  • the main frame unit 100 may be said to form the external shape of the 3D printer, and a window may be provided so that the internal state can be checked from the outside.
  • the forming part 200 , the bed part 300 , and the cutting part 400 are disposed inside the main frame part 100 .
  • the molded part moving guide beam 120 and the bed part are moved in the main frame part 100 so that the molding part 200, the bed part 300 and the cutting part 400 can be moved inside the main frame part 100.
  • a guide beam 130 and a cutting part moving guide beam 140 are provided.
  • a filament spool for accommodating a molding material for forming a three-dimensional output may be mounted on the main frame unit 100 .
  • the molding material accommodated in the filament spool is supplied to the molding unit 230 side of the molding unit 200 .
  • 3 and 4 are perspective views schematically showing a molding part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • the molding unit 200 is disposed inside the main frame unit 100 to receive support from the main frame unit 100 . Then, the molding material supplied from the filament spool is laminated and molded to form a three-dimensional output.
  • the forming unit 200 includes a forming unit 230 and a forming unit supporter 210 .
  • the molding unit 230 moves in the X-direction or the Y-direction and laminates and molds the molding material.
  • the molding unit 230 is provided with a molding nozzle 232 in which the molding material supplied from the filament spool is melted and discharged.
  • the forming unit 230 is coupled to the forming unit supporter 210 so as to be movable in the longitudinal direction of the forming unit supporter 210 , that is, in the Y-axis direction in FIG. 3 .
  • a rail is provided on the forming unit supporter 210 as shown in FIG. 4 so that the forming unit 230 can move one way or a reciprocating movement along the longitudinal direction of the forming unit supporter 210, and the upper side of the forming unit 230 A form in which the end is coupled so that it can be moved along the rail of the forming unit supporter 210 is also preferable.
  • the forming unit supporter 210 is disposed on the upper side of the forming unit 230 .
  • the forming unit supporter 210 supports the forming unit 230 by being coupled to the forming unit 230 to be movable.
  • one end or the other end of the forming unit supporter 210 is coupled to the forming unit moving guide beam 120 so that the forming unit supporter 210 can be moved in the longitudinal direction of the forming movement guide beam 120 .
  • the forming unit supporter 210 may be moved in the longitudinal direction of the forming unit moving guide beam 120 fixed to the main frame unit 100 .
  • the forming unit moving guide beam 120 has a rail shape, and the forming unit supporter 210 in the longitudinal direction of the forming unit moving guide beam 120, that is, in the X direction in FIG. 3, can be moved one way or reciprocating. have.
  • the forming unit 230 coupled to the forming unit supporter 210 in a movable form may be moved in a two-dimensional plane.
  • a motor providing a driving force so that the positional movement of the forming unit 230 can be made in this way may be provided in the forming unit 200 or the main frame unit 100 .
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing a bed part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a front view schematically showing a bed part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • the bed part 300 is disposed below the molding part 200 .
  • the bed unit 300 includes a bed platform 330 and a bed supporter 310 , and may further include a bed motor 350 and an auxiliary platform 340 .
  • the bed platform 330 rotates the 3D output about the Z axis perpendicular to the X direction or the Y direction while supporting the 3D output from the lower side while the 3D output is laminated and formed by the molding unit 200. .
  • the bed platform 330 rotates the three-dimensional output while supporting the three-dimensional output from the lower side
  • the bed platform 330 on which the three-dimensional output to be molded is placed is rotated in a rotating form as referenced in the drawing can be heard doing
  • the bed supporter 310 supports the bed platform 330 from the lower side of the bed platform 330 so that it can be rotated about the Z-axis.
  • the main plane part 100 is provided with a bed part movement guide beam 130 for guiding the movement of the bed part 300 in the Z direction.
  • the bed supporter 310 of the bed part 300 is the bed part movement guide beam 130 so that the bed part 300 can be moved upward or downward in the longitudinal direction of the bed part movement guide beam 130, that is, the Z direction.
  • An insertion hole 313 into which the bed movement guide beam 130 is inserted is provided in the bed supporter 310, and the bed portion movement guide beam 130 is inserted and coupled to the insertion hole 313.
  • a plurality of bed portion movement guide beams 130 may be provided so that the bed portion 300 can be stably moved upwardly or downwardly.
  • a motor providing a driving force so that the up-and-down position movement of the bed platform 330 can be made in this way may be provided in the bed unit 300 or the main frame unit 100 .
  • the bed motor 350 is disposed on one side of the bed supporter 310 and rotates the bed platform 330 from the lower side of the bed platform 330 .
  • the auxiliary platform 340 is disposed between the bed motor 350 and the bed platform 330 and is coupled to the rotational center axis of the bed motor 350 . And, it is coupled at a plurality of points (SP1, SP2) on the lower side of the bed platform 330 to support the bed platform 330 .
  • the auxiliary platform 340 supports the bed platform 330 rotated by the driving force of the bed motor 350 to maintain a horizontal state.
  • Each of the plurality of points (SP1, SP2) where the bed platform 330 and the auxiliary platform 340 are coupled so that the bed platform 330 can be rotated while maintaining a horizontal state is the center of rotation of the bed platform 330 ( CP) is preferably a point that is symmetrical with respect to each other.
  • the central axis of rotation RA of the bed motor 350 and the central center CP of the bed platform 330 are arranged to coincide.
  • the bed motor 350 and the bed platform 330 are connected via the auxiliary platform 340, and the bed platform 330 is rotated and supported so that it can be maintained horizontally.
  • a three-dimensional output can be stably formed on the bed platform 330 .
  • FIG. 7 and 8 are perspective views schematically showing a cutting part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a front view schematically showing a cutting part of a 3D printer according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is It is a perspective view schematically showing the cutting part and the bed part of the 3D printer according to an embodiment of the present invention.
  • the cutting unit 400 moves upward or downward between the forming unit 200 and the bed unit 300 , and cuts or polishes the outer surface of the rotating 3D output while being laminated on the bed platform 330 .
  • the main frame part 100 has the cutting part 400 in the X direction or the Z direction perpendicular to the Y direction so that the cutting part 400 can be moved upwardly or downwardly between the forming part 200 and the bed part 300 .
  • a cutting part movement guide beam 140 for guiding movement is provided.
  • the cutting unit 400 includes a cutting unit 470 , a center arm 450 , a first steering arm 430 , a second steering arm 440 , and a finish cut stage 410 .
  • the cutting unit 470 is provided with a cutting tip 475 for cutting or grinding the outer surface of the three-dimensional output formed by the forming unit (200).
  • a cutting motor for rotating the cutting tip 475 is mounted so that the cutting tip 475 can cut the outer surface of the three-dimensional output.
  • the cutting unit 470 is supported by the center arm 450 , the first steering arm 430 , and the second steering arm 440 , and the center arm 450 , the first steering arm 430 and the second steering arm 440 .
  • the direction or position of the cutting unit 470 may be changed by the operation of the arm 440 .
  • One end of the center arm 450 is coupled to the cutting unit 470 to support the cutting unit 470 .
  • the center arm 450 may be rotated at an arbitrary angle based on the coupling portion with the cutting unit 470 .
  • the other end of the center arm 450 is rotatably coupled to the center of the portion coupled to the finish cut stage (410).
  • a driving motor 455 for operating the center arm 450 is mounted on the finish cut stage 410 .
  • the rotational shaft of the driving motor 455 is connected to the other end of the center arm 450 , and as the rotational shaft of the driving motor 455 rotates, the center arm 450 is coupled to the finish cut stage 410 . to rotate at any angle.
  • the first steering arm 430 is disposed at a position spaced apart from the left side of the center arm 450 .
  • One end of the first steering arm 430 is coupled to the cutting unit 470 to support the cutting unit 470 .
  • the first steering arm 430 may be rotated at an arbitrary angle with respect to a coupling portion with the cutting unit 470 as a center.
  • the other end of the first steering arm 470 is coupled to be rotatable at an arbitrary angle with respect to the portion coupled to the finish cut stage 410 .
  • a driving motor 435 for operating the first steering arm 430 is mounted on the finish cut stage 410 .
  • the rotation shaft of the driving motor 435 is connected to the other end of the first steering arm 430 , and as the rotation shaft of the driving motor 435 rotates, the first steering arm 430 is coupled to the finish cut stage 410 . It is rotated at an arbitrary angle around the part.
  • the second steering arm 440 is disposed at a position spaced apart from the right side of the center arm 450 . In addition, it is coupled to the cutting unit 470 to support the cutting unit 470 , and may be rotated at an arbitrary angle around a coupling portion with the cutting unit 470 .
  • the other end of the second steering arm 440 is coupled to be rotatably rotatable at an arbitrary angle around a portion coupled to the finish cut stage 410 .
  • a driving motor 445 for operating the second steering arm 440 is provided in the finish cut stage 410 .
  • the rotation shaft of the driving motor 445 is connected to the other end of the second steering arm 440 , and as the rotation shaft of the driving motor 445 rotates, the second steering arm 440 is coupled to the finish cut stage 410 . It is rotated at an arbitrary angle around the part.
  • At least one of the center arm 450 , the first steering arm 430 , and the second steering arm 440 is preferably provided with a rotation joint 433 that can be folded or unfolded at an arbitrary angle.
  • the rotation joint 433 is provided on the first steering arm 430 .
  • the finish cut stage 410 is coupled to the other end of the center arm 450 , the other end of the first steering arm 430 , and the other end of the second steering arm 440 , such that the center arm 450 , the first steering arm 430 . ) to support the arm and the second steering arm 440 .
  • the center arm 450, the first steering arm 430, and the second steering arm 440 rotate at an arbitrary angle by the driving of the drive motor provided in the finish cut stage 410, while the rotation joint 433)
  • the coupling portion with the cutting unit 470 can be unfolded or folded, the cutting unit 470 is moved in the X direction or the Y direction, or the direction the cutting tip 475 is oriented by an arbitrary angle ⁇ is switched.
  • the finish cut stage 410 is provided with an insertion hole 413 into which the cutting part moving guide beam 140 can be inserted.
  • the cutting portion movement guide beam 140 is inserted into the insertion hole 413 to guide the movement of the cutting portion 400 in the longitudinal direction of the cutting portion movement guide beam 140 .
  • a motor providing a driving force so that the cutting unit 400 receives the guide of the cutting unit movement guide beam 140 and moves upward or downward as described above is the cutting unit 400 or the main It may be provided in the frame part 100 .
  • the cutting unit can be moved in the X direction or the Y direction and rotated by an arbitrary angle ( ⁇ ) to change the direction in which the cutting tip is oriented, and the cutting unit It can be moved upwards or downwards, and as the 3D output is laminated and formed, it is rotated together with the bed platform, so the stacking process and the cutting process can be performed in one 3D printer, thereby reducing the time for producing the 3D output. , there is an advantage in that the surface quality of the 3D output is improved.
  • molding unit supporter 230 molding unit
  • auxiliary platform 350 bed motor

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Abstract

본 발명은 3차원 프린터에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 3차원 출력물이 형성되는 작업공간을 내측에 마련하는 메인프레임부; 성형소재를 적층 성형시켜서 상기 3차원 출력물을 형성하는 성형부; 성형부에 의해 형성되는 3차원 출력물을 회전시켜주는 베드부; 및 성형부와 베드부 사이에서 상향 또는 하향 이동 가능하며 3차원 출력물의 외측면을 절삭 또는 연마하는 절삭부;를 포함하므로 3차원 출력물의 출력에 소요되는 시간을 단축시키면서, 3차원 출력물의 표면품질을 향상시켜줄 수 있는 기술이 개시된다. [대표도] 도 1

Description

절삭부가 결합된 3차원 프린터
본 발명은 3차원 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 3차원 프린터 내에서 적층성형과 절삭가공을 하여 3차원 입체 출력물을 출력할 수 있는 3차원 프린터에 관한 것이다.
근래에 들어 3차원 프린터는 3차원 입체적으로 다양한 출력물을 출력할 수 있으므로 여러 분야에서 활용되고 있다. 국내에서도 최근에 온오프라인 쇼핑몰 등을 통해 3차원 프린터의 보급이 널리 이루어지고 있으며, 새로운 산업혁명이라고 일컬어질 정도로 크게 주목받고 있다.
이처럼 3차원 프린터의 보급이 널리 이루어지고 있으나, 여전히 목적하는 형태를 정밀하게 3차원 출력물에 반영하는 것이 어려우며, 3차원 출력물을 출력하는 속도 또한 아직까지는 다소 느리다는 단점이 있다. 따라서, 3차원 프린터에 대한 연구개발도 꾸준히 이루어지고 있다.
3차원 프린터는 소정의 성형소재를 적층 성형하는 형태로 목적하는 3차원 출력물을 제조하므로 적층되는 부분에 계단 형태의 단차가 형성되는 경우가 많으며, 이러한 단차를 제거하기 위해 추가적으로 연마, 절삭의 공정이 필요한 경우가 많다.
대체로 이러한 소재의 적층이 수행된 후에 별개의 공정으로 연마 또는 절삭 가공을 수행하는 경우가 많으며, 이러한 경우 시간과 비용이 소모된다. 따라서, 적층과 연마가공을 동시에 수행할 수 있는 3차원 프린터에 대한 진보된 기술이 요구된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-1528850호
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허 제10-0771169호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3차원 출력물을 형성하는 적층공정과 절삭공정을 하나의 3차원 프린터 내에서 수행할 수 있으며, 3차원 출력물의 표면 품질을 개선시킨 3차원 프린터를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 복합형 3차원 프린터는, 3차원 출력물 형성작업이 이루어지기 위하여 외부와 구분되는 작업공간을 내측에 마련하는 메인프레임부; 상기 메인프레임부의 내측에 배치되고, X방향 또는 Y방향으로 이동하며 성형소재를 적층 성형시키는 성형유닛을 포함하며, 상기 3차원 출력물을 형성하는 성형부; 상기 성형부의 하측에 배치되고, 상기 3차원 출력물이 상기 성형부에 의해 형성되는 동안 상기 3차원 출력물을 하측에서 받쳐주면서 상기 3차원 출력물을 상기 X방향 또는 Y방향에 수직인 Z축에 대하여 회전시켜주는 베드플랫폼을 포함하는 베드부; 및 상기 성형부와 상기 베드부 사이에서 상향 또는 하향 이동하며, 상기 베드플렛폼에서 적층 성형되면서 회전하는 상기 3차원 출력물의 외측면을 절삭 또는 연마하는 절삭부;를 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 메인프레임부에는 상기 X방향 또는 상기 Y방향에 수직인 Z방향으로 상기 절삭부의 이동을 가이드하는 절삭부이동가이드빔이 마련되어 있고, 상기 절삭부는, 상기 성형부에 의해 형성되는 상기 3차원 출력물의 표면을 절삭 또는 연마하기 위한 절삭팁이 마련된 절삭유닛; 일측단이 상기 절삭유닛과 결합되어 상기 절삭유닛을 지지하는 센터암; 상기 센터암의 좌측으로 이격된 위치에 배치되고, 일측단이 상기 절삭유닛과 결합되어 상기 절삭유닛을 지지하는 제1조향암; 상기 센터암의 우측으로 이격된 위치에 배치되고, 일측단이 상기 절삭유닛과 결합되어 상기 절삭유닛을 지지하는 제2조향암; 및 상기 센터암의 타측단, 상기 제1조향암의 타측단 및 상기 제2조향암의 타측단 각각과 결합되어 상기 센터암, 상기 제1조향암 및 상기 제2조향암을 지지하며, 상기 Z방향으로 이동될 수 있도록 상기 절삭부이동가이드빔과 결합되는 피니쉬컷스테이지;를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 센터암은, 상기 절삭유닛과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 제1 조향암은, 상기 절삭유닛과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 제2 조향암은, 상기 절삭유닛과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서,상기 센터암은 상기 피니쉬컷스테이지와 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전될 수 있도록 결합되고, 상기 제1조향암은 상기 피니쉬컷스테이지와 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전될 수 있도록 결합되며, 상기 제2조향암은 상기 피니쉬컷스테이지와 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전될 수 있도록 결합된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 센터암, 상지 제1조향암 및 상기 제2조향암 중 적어도 어느 하나에는 임의의 각도로 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 회전관절이 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 베드부는, 상기 베드플랫폼이 상기 Z축에 대하여 회전될 수 있도록 상기 베드플랫폼의 하측에서 지지하는 베드서포터를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
*여기서, 상기 메인프레임부에는 상기 Z 방향으로 상기 베드부의 이동을 가이드하는 베드부이동가이드빔이 마련되어 있고, 상기 베드부의 상기 베드서포터가 상기 Z 방향으로 이동될 수 있도록 상기 베드부이동가이드빔과 결합된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 베드부는, 상기 베드서포터의 일측에 배치되고, 상기 베드플랫폼의 하측에서 상기 베드플랫폼을 회전시켜주는 베드모터를 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 베드부는, 상기 베드모터와 상기 베드플랫폼 사이에 배치되어 상기 베드모터의 회전중심축과 결합되고, 상기 베드플랫폼의 하측면상의 다수의 지점에서 결합되어 상기 베드플랫폼을 받쳐주는 보조플랫폼을 더 포함하고, 상기 보조플랫폼은 상기 베드모터의 구동력에 의해 회전하게 되는 상기 베드플랫폼이 수평인 상태를 유지할 수 있도록 받쳐주는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 베드플랫폼과 상기 보조플랫폼이 결합되는 상기 다수의 지점 각각은, 상기 베드플랫폼의 가운데 회전중심을 중심으로 하여 서로에 대하여 대칭을 이루는 지점인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 메인프레임부에는 상기 성형부의 이동을 가이드하는 성형부이동가이드빔이 마련되어 있고, 상기 성형부는, 상기 성형소재가 배출되는 성형노즐이 마련된 성형유닛; 및 상기 성형유닛의 상측에 배치되어 상기 성형유닛과 결합되고, 상기 성형부이동가이드빔의 길이방향으로 이동될 수 있도록 상기 성형부이동가이드빔과 일측단 또는 타측단이 결합되는 성형유닛서포터;를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 성형유닛은, 상기 성형유닛서포터의 길이방향으로 이동될 수 있도록 상기 성형유닛서포터에 결합된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 메인프레임부에는, 상기 성형부 측으로 상기 성형소재를 공급하는 필라멘트스풀이 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 3차원 프린터는, 3차원 출력물을 형성하는 적층공정과 절삭공정을 하나의 3차원 프린터 내에서 수행할 수 있으므로 3차원 출력물이 제조되는 시간이 단축되며, 3차원 출력물의 표면품질을 향상시켜주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 나타낸 사시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 나타낸 단면사시도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 성형부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원프린터의 베드부를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 베드부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 절삭부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 절삭부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 절삭부와 베드부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 나타낸 사시단면도이다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터는, 메인프레임부(100), 성형부(200), 베드부(300) 및 절삭부(400)를 포함한다.
메인프레임부(110)는 3차원 출력물 형성작업이 이루어지기 위하여 외부와 구분되는 작업공간을 내측에 마련한다. 이러한 메인프레임부(100)는 3차원 프린터의 외형을 형성한다고 할 수 있으며, 내부상태를 외부에서 확인할 수 있도록 윈도우가 마련될 수도 있다.
그리고, 메인프레임부(100)의 내측에는 성형부(200), 베드부(300) 및 절삭부(400)가 배치된다.
메인프레임부(100)의 내측에서 성형부(200), 베드부(300) 및 절삭부(400)가 이동될 수 있도록 메인프레임부(100)에는 성형부이동가이드빔(120), 베드부이동가이드빔(130), 절삭부이동가이드빔(140)이 마련되어 있다.
그리고 도면에 도시되지는 않았으나, 3차원 출력물을 형성시키기 위한 성형 소재를 수용하는 필라멘트스풀(filament spool)이 메인프레임부(100)에 장착될 수 있다. 필라멘트스풀에 수용된 성형소재는 성형부(200)의 성형유닛(230) 측으로 공급된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 성형부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4를 더 참조하면, 성형부(200)는 메인프레임부(100)의 내측에 배치되어 메인프레임부(100)의 지지를 받는다. 그리고, 필라멘트스풀로부터 공급받은 성형소재를 적층 성형시켜서 3차원 출력물을 형성한다.
이러한 성형부(200)는 성형유닛(230)과 성형유닛서포터(210)를 포함한다.
성형유닛(230)은 X방향 또는 Y방향으로 이동하며 성형소재를 적층 성형시킨다. 성형유닛(230)에는 필라멘트스풀로부터 공급된 성형소재가 용융되어 배출되는 성형노즐(232)이 마련되어 있다.
성형유닛(230)은 성형유닛서포터(210)의 길이방향 즉, 도 3에서 Y축 방향으로 이동될 수 있도록 성형유닛서포터(210)에 결합된다.
성형유닛(230)이 성형유닛서포터(210)의 길이방향을 따라 편도 또는 왕복이동을 할 수 있도록 도 4에 나타낸 바와 같이 성형유닛서포터(210)에 레일이 마련되고, 성형유닛(230)의 상측단이 성형유닛서포터(210)의 레일을 따라 이동될 수 있도록 결합된 형태도 바람직하다.
성형유닛서포터(210)는 성형유닛(230)의 상측에 배치된다. 성형유닛서포터(210)는 성형유닛(230)이 이동가능하도록 결합되어 성형유닛(230)을 지지한다.
그리고, 성형유닛서포터(210)가 성형이동가이드빔(120)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 성형부이동가이드빔(120)에 성형유닛서포터(210)의 일측단 또는 타측단이 결합된다.
성형유닛서포터(210)는 메인프레임부(100)에 고정된 성형부이동가이드빔(120)의 길이방향으로 이동될 수 있다. 이를 위해 성형부이동가이드빔(120)은 레일의 형태를 갖추고 있으며, 성형부이동가이드빔(120)의 길이방향 즉, 도 3에서 X방향으로 성형유닛서포터(210)가 편도 또는 왕복이동될 수 있다.
따라서 성형유닛서포터(210)에 이동가능한 형태로 결합된 성형유닛(230)은 2차원적 평면상에서의 위치이동이 이루어질 수 있다.
참고로 도면에서는 표현되지 않았으나 이와 같이 성형유닛(230)의 위치이동이 이루어질 수 있도록 구동력을 제공하는 모터가 성형부(200) 또는 메인프레임부(100)에 마련될 수 있다.
다음으로, 도 1, 2에 도 5와 도 6을 더 참조하여 베드부(300)에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원프린터의 베드부를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 베드부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
베드부(300)는 성형부(200)의 하측에 배치된다. 베드부(300)는 베드플랫폼(330)과 베드서포터(310)를 포함하며, 여기에 베드모터(350)와 보조플랫폼(340)을 더 포함할 수 있다.
베드플랫폼(330)은 3차원 출력물이 성형부(200)에 의해 적층 성형되어 형성되는 동안 3차원 출력물을 하측에서 받쳐주면서 3차원 출력물을 X방향 또는 Y방향에 수직인 Z축에 대하여 회전시켜준다.
베드플랫폼(330)이 3차원 출력물을 하측에서 받쳐주면서 3차원 출력물을 회전시켜주는 예시적인 형태로서, 도면에서 참조되는 바와 같이 성형되는 3차원 출력물이 놓여진 베드플랫폼(330)이 자전하는 형태로 회전하는 것을 들을 수 있다.
베드서포터(310)는 베드플랫폼(330)이 Z축에 대하여 회전될 수 있도록 베드플랫폼(330)의 하측에서 지지한다.
앞서 언급한 바와 같이 메인프레인부(100)에는 Z 방향으로 베드부(300)의 이동을 가이드하는 베드부이동가이드빔(130)이 마련되어 있다. 그리고 베드부(300)가 베드부이동가이드빔(130)의 길이방향 즉, Z 방향으로 상향 또는 하향으로 이동될 수 있도록 베드부(300)의 베드서포터(310)가 베드부이동가이드빔(130)과 결합된다.
베드부이동가이드빔(130)이 삽입되는 삽입홀(313)이 베드서포터(310)에 마련되어 있으며, 이 삽입홀(313)에 베드부이동가이드빔(130)이 삽입되어 결합된다.
그리고, 베드부(300)가 안정적으로 상향 또는 하향이동될 수 있도록 베드부이동가이드빔(130)이 다수 마련될 수 있다.
참고로 도면에서는 표현되지 않았으나 이와 같이 베드플랫폼(330)의 상하 위치이동이 이루어질 수 있도록 구동력을 제공하는 모터가 베드부(300) 또는 메인프레임부(100)에 마련될 수 있다.
베드모터(350)는 베드서포터(310)의 일측에 배치되고, 베드플랫폼(330)의 하측에서 베드플랫폼(330)을 회전시켜준다.
그리고, 보조플랫폼(340)은 베드모터(350)와 베드플랫폼(330) 사이에 배치되어 베드모터(350)의 회전중심축과 결합된다. 그리고, 베드플랫폼(330)의 하측면상의 다수의 지점(SP1, SP2)에서 결합되어 베드플랫폼(330)을 받쳐준다. 보조플랫폼(340)은 베드모터(350)의 구동력에 의해 회전하게 되는 베드플랫폼(330)이 수평인 상태를 유지할 수 있도록 받쳐준다.
베드플랫폼(330)이 수평인 상태를 유지하면서 회전될 수 있도록 베드플랫폼(330)과 보조플랫폼(340)이 결합되는 다수의 지점(SP1, SP2) 각각은 베드플랫폼(330)의 가운데 회전중심(CP)을 중심으로 하여 서로에 대하여 대칭을 이루는 지점인 것이 바람직하다.
좀 더 구체적으로, 베드모터(350)의 회전중심축(RA)과 베드플랫폼(330)의 가운데 중심(CP)이 일치하도록 배치된다. 그리고, 베드모터(350)와 베드플랫폼(330)은 보조플렛폼(340)을 매개로 연결되며, 베드플렛폼(330)이 회전하면서 수평을 유지할 수 있게 받쳐준다.
따라서, 베드플렛폼(330) 상에서 3차원 출력물이 안정적으로 형성될 수 있다.
다음으로 도 1, 2에 도 7 내지 도 10을 더 참조하여 절삭부에 대하여 설명을 하기로 한다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 절삭부를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 절삭부를 개략적으로 나타낸 정면도이며, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터의 절삭부와 베드부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
절삭부(400)는 성형부(200)와 베드부(300) 사이에서 상향 또는 하향 이동하며, 베드플렛폼(330)에서 적층 성형되면서 회전하는 3차원 출력물의 외측면을 절삭 또는 연마한다.
절삭부(400)가 성형부(200)와 베드부(300) 사이에서 상향 또는 하향 이동될 수 있도록 메인프레임부(100)에는 X방향 또는 Y방향에 수직인 Z방향으로 절삭부(400)의 이동을 가이드하는 절삭부이동가이드빔(140)이 마련되어 있다.
절삭부(400)는 절삭유닛(470), 센터암(450), 제1조향암(430), 제2조향암(440) 및 피니쉬컷스테이지(410)를 포함한다.
절삭유닛(470)에는 성형부(200)에 의해 형성되는 3차원 출력물의 외측면을 절삭 또는 연마하기 위한 절삭팁(475)이 마련되어 있다. 그리고, 절삭팁(475)이 3차원 출력물의 외측면을 절삭해낼 수 있도록 절삭팁(475)를 회전시켜주는 절삭모터가 장착되어 있다.
이러한 절삭유닛(470)은 센터암(450), 제1조향암(430) 및 제2조향암(440)의 지지를 받으며, 센터암(450), 제1조향암(430) 및 제2조향암(440)의 동작에 의해 절삭유닛(470)이 지향하는 방향이나 위치가 변경될 수 있다.
센터암(450)은 일측단이 절삭유닛(470)과 결합되어 절삭유닛(470)을 지지한다. 절삭유닛(470)과의 결합부위를 중심으로 하여 센터암(450)이 임의의 각도로 회전될 수 있다.
그리고 센터암(450)의 타측단은 피니쉬컷스테이지(410)에 결합된 부분을 중심으로 회전가능하도록 결합된다. 피니쉬컷스테이지(410)에는 센터암(450)을 동작시키기 위한 구동모터(455)가 장착되어 있다.
구동모터(455)의 회전축이 센터암(450)의 타측단과 연결되어 있으며, 구동모터(455)의 회전축이 회전함에 따라 센터암(450)이 피니쉬컷스테이지(410)에 결합된 부분을 중심으로 하여 임의의 각도로 회전된다.
제1조향암(430)은 센터암(450)의 좌측으로 이격된 위치에 배치된다. 제1조향암(430)은, 일측단이 절삭유닛(470)과 결합되어 절삭유닛(470)을 지지한다.
제1조향암(430)은 절삭유닛(470)과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있다. 그리고, 제1조향암(470)의 타측단은 피니쉬컷스테이지(410)에 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전가능하도록 결합된다.
피니쉬컷스테이지(410)에는 제1조향암(430)을 동작시키기 위한 구동모터(435)가 장착되어 있다.
구동모터(435)의 회전축이 제1조향암(430)의 타측단과 연결되어 있으며, 구동모터(435)의 회전축이 회전함에 따라 제1조향암(430)이 피니쉬컷스테이지(410)에 결합된 부분을 중심으로 하여 임의의 각도로 회전된다.
제2조향암(440)은 센터암(450)의 우측으로 이격된 위치에 배치된다. 그리고, 절삭유닛(470)과 결합되어 절삭유닛(470)을 지지하며, 절삭유닛(470)과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있다.
제2조향암(440)의 타측단은 피니쉬컷스테이지(410)에 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전가능하도록 결합된다.
피니쉬컷스테이지(410)에는 제2조향암(440)을 동작시키기 위한 구동모터(445)가 마련되어 있다.
구동모터(445)의 회전축이 제2조향암(440)의 타측단과 연결되어 있으며, 구동모터(445)의 회전축이 회전함에 따라 제2조향암(440)이 피니쉬컷스테이지(410)에 결합된 부분을 중심으로 하여 임의의 각도로 회전된다.
그리고, 센터암(450), 제1조향암(430) 및 제2조향암(440) 중 적어도 어느 하나에는 임의의 각도로 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 회전관절(433)이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 도면에서는 제1조향암(430)에 회전관절(433)이 마련된 것을 예시적으로 나타내었다.
피니쉬컷스테이지(410)는 센터암(450)의 타측단, 제1조향암(430)의 타측단 및 제2조향암(440)의 타측단과 결합되어 센터암(450), 제1조향(430)암 및 제2조향암(440)을 지지한다.
이와 같이, 센터암(450), 제1조향암(430) 및 제2조향암(440)이 피니쉬컷스테이지(410)에 마련된 구동모터의 구동에 의해 임의의 각도로 회전하면서 회전관절(433) 또는 절삭유닛(470)과의 결합부위가 펼쳐지거나 접혀질 수 있으므로 절삭유닛(470)이 X방향 또는 Y방향으로 위치이동되거나 임의의 각도(θ)만큼 절삭팁(475)이 지향하는 방향이 전환될 수 있다.
그리고, 피니쉬컷스테이지(410)에는, 절삭부이동가이드빔(140)이 삽입될 수 있는 삽입홀(413)이 마련되어 있다. 삽입홀(413)에 절삭부이동가이드빔(140)이 삽입되어 절삭부이동가이드빔(140)의 길이방향으로 절삭부(400)의 이동을 가이드할 수 있다.
이러한 절삭부이동가이드빔(140)과 삽입홀(413)이 다수 마련되어 있으면, 절삭부(400)의 상향이동 또는 하향이동시 흔들림이 억제되면서 좀 더 안정적인 위치이동이 이루어질 수 있으므로 바람직하다.
참고로 도면에서는 표현되지 않았으나 이와 같이 절삭부(400)가 절삭부이동가이드빔(140)의 가이드를 받아 상향 또는 하향으로 위치이동이 이루어질 수 있도록 구동력을 제공하는 모터가 절삭부(400) 또는 메인프레임부(100)에 마련될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 3차원 프린터는 절삭유닛이 X방향 또는 Y방향으로 위치이동될 수 있으면서 임의의 각도(θ)만큼 회전하여 절착팁이 지향하는 방향의 전환이 가능하고, 절삭부가 상향 또는 하향이동될 수 있으며, 3차원 출력물이 적층 성형되어 형성되면서 베드플랫폼과 함께 회전되므로 적층공정과 절삭공정이 하나의 3차원 프린터 내에서 수행될 수 있으므로 3차원 출력물이 제조되는 시간이 단축되며, 3차원 출력물의 표면 품질이 향상된다는 장점이 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
[부호의 설명]
100 : 메인프레임부
120 : 성형부이동가이드빔 130 : 베드부이동가이드빔
140 : 절삭부이동가이드빔
200 : 성형부
210 : 성형유닛서포터 230 : 성형유닛
300 : 베드부
310 : 베드서포터 330 : 베드플랫폼
340 : 보조플랫폼 350 : 베드모터
400 : 절삭부
410 : 피니쉬컷스테이지 430 : 제1조향암
440 : 제2조향암 450 : 센터암
470 : 절삭유닛 475 : 절삭팁

Claims (15)

  1. 3차원 출력물 형성작업이 이루어지기 위하여 외부와 구분되는 작업공간을 내측에 마련하는 메인프레임부;
    상기 메인프레임부의 내측에 배치되고, X방향 또는 Y방향으로 이동하며 성형소재를 적층 성형시키는 성형유닛을 포함하며, 상기 3차원 출력물을 형성하는 성형부;
    상기 성형부의 하측에 배치되고, 상기 3차원 출력물이 상기 성형부에 의해 형성되는 동안 상기 3차원 출력물을 하측에서 받쳐주면서 상기 3차원 출력물을 상기 X방향 또는 Y방향에 수직인 Z축에 대하여 회전시켜주는 베드플랫폼을 포함하는 베드부; 및
    상기 성형부와 상기 베드부 사이에서 상향 또는 하향 이동하며, 상기 베드플렛폼에서 적층 성형되면서 회전하는 상기 3차원 출력물의 표면을 절삭 또는 연마하는 절삭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합형 3차원 프린터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인프레임부에는,
    상기 X방향 또는 상기 Y방향에 수직인 Z방향으로 상기 절삭부의 이동을 가이드하는 절삭부이동가이드빔이 마련되어 있고,
    상기 절삭부는,
    상기 성형부에 의해 형성되는 상기 3차원 출력물의 표면을 절삭 또는 연마하기 위한 절삭팁이 마련된 절삭유닛;
    일측단이 상기 절삭유닛과 결합되어 상기 절삭유닛을 지지하는 센터암;
    상기 센터암의 좌측으로 이격된 위치에 배치되고, 일측단이 상기 절삭유닛과 결합되어 상기 절삭유닛을 지지하는 제1조향암;
    상기 센터암의 우측으로 이격된 위치에 배치되고, 일측단이 상기 절삭유닛과 결합되어 상기 절삭유닛을 지지하는 제2조향암; 및
    상기 센터암의 타측단, 상기 제1조향암의 타측단 및 상기 제2조향암의 타측단 각각과 결합되어 상기 센터암, 상기 제1조향암 및 상기 제2조향암을 지지하며, 상기 Z방향으로 이동될 수 있도록 상기 절삭부이동가이드빔과 결합되는 피니쉬컷스테이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 센터암은,
    상기 절삭유닛과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 복합형 3차원 프린터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 조향암은,
    상기 절삭유닛과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 복합형 3차원 프린터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 조향암은,
    상기 절삭유닛과의 결합부위를 중심으로 하여 임의의 각도로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 복합형 3차원 프린터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 센터암은 상기 피니쉬컷스테이지와 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전될 수 있도록 결합되고,
    상기 제1조향암은 상기 피니쉬컷스테이지와 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전될 수 있도록 결합되며,
    상기 제2조향암은 상기 피니쉬컷스테이지와 결합된 부분을 중심으로 임의의 각도로 회전될 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 복합형 3차원 프린터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 센터암, 상지 제1조향암 및 상기 제2조향암 중 적어도 어느 하나에는 임의의 각도로 접혀지거나 펼쳐질 수 있는 회전관절이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 베드부는,
    상기 베드플랫폼이 상기 Z축에 대하여 회전될 수 있도록 상기 베드플랫폼의 하측에서 지지하는 베드서포터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 메인프레임부에는,
    상기 Z 방향으로 상기 베드부의 이동을 가이드하는 베드부이동가이드빔이 마련되어 있고,
    상기 베드부의 상기 베드서포터가 상기 Z 방향으로 이동될 수 있도록 상기 베드부이동가이드빔과 결합된 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 베드부는,
    상기 베드서포터의 일측에 배치되고, 상기 베드플랫폼의 하측에서 상기 베드플랫폼을 회전시켜주는 베드모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 베드부는,
    상기 베드모터와 상기 베드플랫폼 사이에 배치되어 상기 베드모터의 회전중심축과 결합되고, 상기 베드플랫폼의 하측면상의 다수의 지점에서 결합되어 상기 베드플랫폼을 받쳐주는 보조플랫폼을 더 포함하고,
    상기 보조플랫폼은 상기 베드모터의 구동력에 의해 회전하게 되는 상기 베드플랫폼이 수평인 상태를 유지할 수 있도록 받쳐주는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 베드플랫폼과 상기 보조플랫폼이 결합되는 상기 다수의 지점 각각은,
    상기 베드플랫폼의 가운데 회전중심을 중심으로 하여 서로에 대하여 대칭을 이루는 지점인 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 메인프레임부에는 상기 성형부의 이동을 가이드하는 성형부이동가이드빔이 마련되어 있고,
    상기 성형부는,
    상기 성형소재가 배출되는 성형노즐이 마련된 성형유닛; 및
    상기 성형유닛의 상측에 배치되어 상기 성형유닛과 결합되고, 상기 성형부이동가이드빔의 길이방향으로 이동될 수 있도록 상기 성형부이동가이드빔과 일측단 또는 타측단이 결합되는 성형유닛서포터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 성형유닛은,
    상기 성형유닛서포터의 길이방향으로 이동될 수 있도록 상기 성형유닛서포터에 결합된 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 메인프레임부에는,
    상기 성형부 측으로 상기 성형소재를 공급하는 필라멘트스풀이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
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