WO2022010332A1 - 3d 프린터 및 3d 프린팅 방법 - Google Patents
3d 프린터 및 3d 프린팅 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022010332A1 WO2022010332A1 PCT/KR2021/008896 KR2021008896W WO2022010332A1 WO 2022010332 A1 WO2022010332 A1 WO 2022010332A1 KR 2021008896 W KR2021008896 W KR 2021008896W WO 2022010332 A1 WO2022010332 A1 WO 2022010332A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- plate
- elevating
- sub
- printer
- inclination angle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/227—Driving means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/245—Platforms or substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/264—Arrangements for irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- 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
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- 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
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- 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
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
Definitions
- Embodiments disclosed herein relate to a 3D printer and a 3D printing method, and more particularly, to a 3D printer and a 3D printing method capable of molding an output while stacking layers layer by layer using a photocurable resin.
- a 3D printer (3D molding machine) uses 3D information of an object composed of a digital file to structure (slice) the object into a very thin layer, and then builds the actual sculpture by stacking the materials layer by layer from this information. technology to implement.
- These 3D printers can be largely divided into a photocuring stacking method and an FDM (FFF) method.
- FFF FDM
- the photocurable lamination method is to perform 3D printing using a photocurable resin as disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0130592, and is molded by irradiating light from a light source that provides light to a tank filled with resin. It is a technology to form a sculpture by curing the resin in the desired area.
- the plate is repeatedly driven up and down through the elevating member, and layers by hardening of the resin are laminated on the plate one by one to output the sculpture.
- the 3D printer according to the prior art since the 3D printer according to the prior art has a structure in which the plate is vertically moved in a state in which it is level with the bottom of the water tank, the tension of the resin may act on the plate during vertical movement.
- the plate cannot be easily removed from the bottom surface of the water tank or a relatively strong force can be applied to raise the plate, so the stability of the output may be reduced.
- the 3D printer according to the prior art repeats the phenomenon that the bottom of the water tank is lifted together with the plate by the tension of the resin, thereby aggravating the fatigue of the hardware and fixing the equipment itself.
- the 3D printer according to the prior art has a problem in that it is difficult to lift the plate because the tension is increased as the area of the output that comes into contact with the water tank bottom increases, and the size of the 3D printer is increased because the separation of the output seated on the plate may occur. There is a difficult problem.
- Embodiments disclosed herein are a 3D printer and 3D printer capable of smoothly separating the plate from the bottom of the water tank by raising the plate by adjusting the inclination angle without raising the plate to a horizontal state in the process of raising the plate on which the layers are stacked It aims to present a printing method.
- the embodiments disclosed herein can stably separate the output from the water tank by elevating one end of both ends of the plate, and reduce the fatigue of the water tank or elevating member to suppress failure, and ultimately
- the purpose of this is to present a 3D printer and a 3D printing method that facilitates large-area output.
- a receiving unit for accommodating a photocurable resin for accommodating a photocurable resin; a light engine installed in the lower part of the accommodating part to provide a light source for molding an output to the accommodating part to cure the photocurable resin; a plate which is installed so as to be lifted on the upper part of the receiving part and is immersed in a photocurable resin by laminating the photocurable resin in a single layer on the bottom surface to form a three-dimensional output; and an inclination of raising and lowering the plate while adjusting the inclination angle of the plate while allowing the stacking of the next single layer while separating the plate from the bottom surface of the receiving unit by raising the plate after the lamination of one single layer is completed on the plate It may include a lifting member.
- the inclined lifting member may include: a main lifting rail installed in a vertical direction on at least one side of both sides of the accommodation unit to provide an ascending and descending path; a main slider connected to the plate in a movably coupled state to the main elevating rail and vertically elevating the plate while moving along the main elevating rail; and a sub-elevating member for connecting the plate to the main slider, and adjusting an inclination angle of the plate while raising and lowering at least one of both ends of the plate.
- the sub-elevating member may include a pivot shaft installed on the main slider to rotatably support one end of both ends of the plate; a sub-elevating rail installed in a vertical direction to the main slider from the opposite side of the pivot shaft to provide an elevating path; and a sub slider connected to the other end of the plate in a movably coupled state to the sub-elevating rail, and adjusting the inclination angle of the plate while moving along the sub-elevating rail to elevate the other end of the plate. can do.
- the sub-elevating member may include: a pair of sub-elevating rails installed on both sides of the main slider in a vertical direction to provide an elevating path; and both ends of the plate in a state of being movably coupled to each of the pair of sub-elevating rails, respectively, moving along the sub-elevating rails, respectively, raising and lowering both ends of the plate while adjusting the inclination angle of the plate It may include a pair of sub-sliders that
- the sub-elevating member may include a pivot shaft installed in a vertical direction to the main slider to rotatably support a portion of the plate; and a rotation motor provided on the pivot shaft to rotate the plate to perform seesaw motion while adjusting the inclination angle of the plate.
- a light source corresponding to the tomographic image of the output is provided at the lower part of the receiving part in which the photocurable resin is accommodated, while curing the photocurable resin. stacking one unit layer on the lower surface of the plate lowered to the receiving unit; and lifting the plate to separate it from the bottom surface of the accommodating part, and then lowering the plate to the bottom surface of the accommodating part in order to stack the unit layers of the next layer, and raising and lowering the plate while adjusting the inclination angle of the plate It may include the step of
- the step of elevating the plate may include: tilting the plate by raising at least one end of both ends of the plate; elevating the plate in a tilted state; lowering one end of the plate to restore the plate to a horizontal state; and lowering the plate to a horizontal state.
- the 3D printer and the 3D printing method according to any one of the above-described problem solving means, by elevating at least one of both ends to an inclined state without raising the plate to a horizontal state in the process of raising the plate on which the layer is stacked is raised.
- a 3D printer and 3D printing method that can minimize tension can be presented.
- the plate can be smoothly separated from the bottom surface of the accommodating part, it is possible to reduce the fatigue of the device to maintain the stability of the output and to suppress the occurrence of a failure.
- 1 is a configuration diagram showing the configuration of a 3D printer according to an embodiment.
- FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an operating state of a 3D printer according to an exemplary embodiment.
- 3 and 4 are block diagrams illustrating a configuration of a 3D printer according to another exemplary embodiment.
- FIG. 5 is a flowchart illustrating a 3D printing method according to an embodiment.
- FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a 3D printer according to an embodiment
- FIG. 2 is a configuration diagram showing an operating state of the 3D printer according to an embodiment
- FIGS. 3 and 4 are 3D printer according to another embodiment is a configuration diagram showing the configuration of
- FIG. 5 is a flowchart illustrating a 3D printing method according to an embodiment.
- the 3D printer 10 is a device that forms an output while stacking layers one by one using a photocurable resin, and as shown in FIG. (300) and may be configured to include an inclined lifting member (400).
- the accommodating part 100 is configured in the form of a container with an open top, and is a component for accommodating a photocurable resin passed by light.
- the photocurable resin is cured when receiving light, and all configurations known in the art to which the present invention pertains, including resin, may be applied.
- the accommodating part 100 may be installed above the light engine 200 to be described later to transmit the light source provided from the light engine 200 and harden the photocurable resin.
- a plate 300 to be described later on which the cured photocurable resin can be laminated is installed so as to be able to move up and down, so that the photocurable resin corresponding to the tomographic image can be laminated layer by layer.
- the light engine 200 is a component that is installed in the lower portion of the receiving unit 100 and irradiates a light source for modeling the output to the receiving unit to perform 3D printing while curing the photocurable resin of the receiving unit 100 .
- the light engine 200 irradiates a light source corresponding to the two-dimensional image for each tomographic image of the sculpture to the receiving unit 100 to cure the photocurable resin in a form corresponding to the tomographic image and laminate it on the plate 300 to be described later.
- a component corresponding to the two-dimensional image for each tomographic image of the sculpture to the receiving unit 100 to cure the photocurable resin in a form corresponding to the tomographic image and laminate it on the plate 300 to be described later.
- the light engine 200 may include a backlight unit 210 , an image switching unit 200 , a transparent support member 230 , and a control unit 240 .
- the backlight unit 210 is a component that is installed under the receiving unit 100 to provide a backlight.
- the backlight unit 210 may provide a backlight for outputting a sculpture in the lower portion of the image switching unit 220 to be described later under the control of the control unit 240 , and a plurality of light source elements are mounted to the control unit 240 . ) to provide a backlight while emitting light under the control of
- the backlight unit 210 may be divided into a plurality of areas and controlled for each division while providing a backlight by the controller 240 , or may be controlled individually.
- the backlight unit 210 is a micro LED (Light Emitting Diode), mini LED, LCD, LED, OLED (Organic Light Emitting Diode), any one selected from the group of self-luminous display devices including FED (Field Emission Display) It may be composed of an assembly of one element, and in addition, an element providing a light source having a predetermined wavelength may be included.
- the image switching unit 220 is a component for curing the photocurable resin by irradiating a light source corresponding to the tomographic image to the receiving unit 100 based on the sliced data for molding the output.
- the image switching unit 220 operates by the control unit 240 and switches the light source provided from the backlight unit 210 to a tomographic image form and irradiates the photocurable resin toward the accommodating unit 100 in a tomographic image form. can be cured with
- the image switching unit 200 is illustrated to provide a light source from a lower portion of the accommodation unit 100 , but unlike the illustration, the image switching unit 200 may provide a light source from an upper portion or a side of the accommodation unit 100 .
- the image switching unit 220 is composed of an LCD and can be operated under the control of the control unit 240 , and unlike the microLED, mini LED, LED, OLED, and FED that do not require the aforementioned backlight unit 210 . It may be composed of a self-luminous device such as
- the transparent support member 230 is a component for preventing the image switching unit 220 from sagging. This may be prevented, and the backlight irradiated from the backlight unit 210 may be transmitted through the image switching unit 220 .
- the controller 240 is a component that controls the light emission of the image switching unit 220 and the backlight unit 210 , and may control the light emission of the backlight unit 210 in synchronization with the image of the image switching unit 220 .
- the light engine 200 may be composed of a self-luminous member such as OLED, LED, microLED, mini LED, FED, etc. while the above-described configuration of the backlight unit 210 is omitted, and a laser or DLP is used as a light source. A configuration such as a method may be applied.
- the plate 300 is immersed in a photo-curable resin while being installed so as to be able to lift or lower on the upper portion of the receiving unit 100, and a three-dimensional sculpture while laminating the photo-curable resin cured by the light of the light engine 200 on the bottom surface. can form.
- the plate 300 descends from the upper portion of the receiving unit 100 by an inclined lifting member 400 to be described later to face the bottom surface of the receiving unit 100, and in this state, the light of the light engine 200 When this is irradiated, the photocurable resin corresponding to the two-dimensional planar shape of the irradiated light is cured and laminated on the bottom surface, and then it is raised by the inclined lifting member 400 again and can be separated from the bottom surface of the receiving unit 100 have.
- the plate 300 is tilted to achieve a predetermined inclination angle rather than a horizontal state when ascending by the inclined lifting member 400 as shown in FIG. 2 , thereby minimizing the effect of tension. It can be separated smoothly and stably.
- the inclined lifting member 400 is a component for raising and lowering the plate 300 , and in particular, after lamination of one single layer on the plate 300 is completed, the plate 300 is raised to raise the bottom surface of the receiving unit 100 . It is a component that raises and lowers the plate 300 while adjusting the inclination angle of the plate 300 in the process of separating from and lowering again.
- the inclined lifting member 400 may be operated under the control of the controller 240, and as shown in FIG. 2, including a main lifting rail 410, a main slider 420 and a sub lifting member 430. can be configured.
- the main lifting rail 410 may be installed in a vertical direction on at least one side of both sides of the receiving unit 100 to provide an ascending and descending path of the plate 300 .
- the main slider 420 elevates the plate 300 along the main elevating rail 410, is movably coupled to the main elevating rail 410, and is controlled by the control unit 240 to the main elevating rail 410. can be moved along, and the plate 300 can be raised and lowered by being connected to the plate 300 via a sub-elevating member 430 to be described later.
- the main slider 420 and the main lifting rail 410 are configured by a ball screw method, a linear motor method, or a rack gear and a pinion gear method, and can lift and lower the plate 300 while moving in a straight line.
- the sub-elevating member 430 connects the plate 300 to the main slider 420, and the inclination angle of the plate 300 by lifting at least one of both ends of the plate 300 under the control of the controller 240. It is a component that controls
- the sub-elevating member 430 is a component that can minimize the effect of tension by the resin by tilting the plate 300 on which a single layer (layer) is laminated to achieve a predetermined inclination angle rather than a horizontal state. , is a component for stacking the next single layer by lowering the plate 300 back to a horizontal state.
- the sub-elevating member 430 may include a pivot shaft 431 , a sub-elevating rail 432 and a sub-slider 433 as shown in FIGS. 1 and 2 .
- the pivot shaft 431 is a component that rotatably supports one end of both ends of the plate 300 while installed on the main slider 420 .
- the pivot shaft 431 extends vertically to one side of the main slider 420 so that one end of the plate 300 can be rotatably coupled.
- one end of the plate 300 coupled to the pivot shaft 431 may form a fixed end, and the other end of the plate 300 may form a free end.
- the sub-elevating rail 432 is a component that provides an elevating path of the other end of the plate 300 constituting the free end, and may extend in a direction perpendicular to the main slider 420 from the opposite side of the pivot shaft 431 .
- the sub slider 433 is a component that tilts the plate 300 at a predetermined inclination angle while raising and lowering the other end of the plate 300 constituting the free end.
- the sub-slider 433 is movably coupled to the sub-elevating rail 432 and the other end of the plate 300 can be rotatably connected to it, and the sub-elevating rail 432 is controlled by the control unit 240 . It is possible to elevate the other end of the plate 300 while moving along the.
- the sub slider 433 and the sub elevating rail 432 are configured in a ball screw method, a linear motor method, or a rack gear and a pinion gear method to elevate the plate 300 while performing a linear motion.
- the sub-elevating member 430 may include a pair of sub-elevating rails 432 and a pair of sub-sliders 433 as shown in FIG. 3 .
- a pair of sub-elevating rails 432 are installed on both sides of the main slider 420 in the vertical direction to provide an elevating path
- the pair of sub-sliders 433 is a pair of sub-elevating rails. Both ends of the plate 300 may be rotatably connected to each other in a state movably coupled to each of 432 .
- the pair of sub-sliders 433 adjust the inclination angle of the plate 300 by elevating both ends of the plate 300 while moving along the pair of sub-elevating rails 432 under the control of the control unit 240 , respectively.
- the sub-elevating member 430 may include a pivot shaft 431 and a rotation motor 435 as shown in FIG. 4 .
- the pivot shaft 431 is installed in the vertical direction to the main slider 420, and a portion of the plate 300, preferably, the central portion may be rotatably coupled.
- the rotation motor 435 is provided on the pivot shaft 431 and rotates the plate 300 in a forward or reverse direction to perform a seesaw motion, thereby adjusting the inclination angle of the plate 300 to a predetermined angle.
- This rotary motor 435 is configured as a step motor and can be operated under the control of the controller 240, and can raise and lower both ends of the plate 300 while controlling the inclination angle of the plate 300 to a predetermined angle. .
- a printing method by the 3D printer 10 according to an embodiment including the above components will be described with reference to FIG. 5 .
- the control unit 240 may form and stack one unit layer corresponding to the tomographic image of the output on the lower surface of the plate 300 lowered to the receiving unit 100 (S100).
- the light engine 200 irradiates the light source corresponding to the tomographic image of the output to the accommodating unit 100 through the backlight unit 210 and the image switching unit 220 under the control of the control unit 240 to achieve photocurability.
- the resin is cured in a shape corresponding to the tomographic image to form a unit layer of one layer, and the plate 300 is lowered horizontally by the inclined lifting member 400 to laminate the cured unit layer on the bottom surface.
- step S100 the control unit 240 raises the plate 300 while adjusting the inclination angle of the plate 300 through the control of the inclined lifting member 400 to separate it from the bottom surface of the receiving unit 100,
- the plate 300 may be lowered to the bottom surface of the accommodating part 100 in order to stack the unit layer of the next layer (S200).
- the plate 300 may be separated from the bottom surface of the receiving unit 100 while one end of both ends is raised along the sub-elevating rail 432 by the sub-slider 423 and tilted at a predetermined angle. (S210),
- one end of the plate 300 may rise by a predetermined width by the sub-slider 423, for example, may rise by 2.5 to 10.0 mm.
- the plate 300 is not separated from the bottom surface of the accommodating part 100 in a horizontal state, but is separated from the accommodating part 100 in an inclined state as one end rises.
- the plate 300 rises along the main elevating rail 410 by the movement of the main slider 420 to be completely separated from the bottom surface of the accommodating part 100 (S220).
- both ends of the plate 300 may rise by a predetermined width by the main slider 420, for example, may rise by 2.5 to 10.0 mm.
- one end of the plate 300 is lowered along the sub-elevating rail 432 by the sub-slider 423 to be restored to a horizontal state (S230).
- one end of the plate 300 may be lowered by a predetermined width by the sub-slider 423, for example, may be lowered by 2.5 to 10.0 mm.
- the plate 300 descends along the main elevating rail 410 by the movement of the main slider 420 while maintaining the horizontal state to face the bottom surface of the accommodating unit 100 to stack the unit layers of the next layer.
- both ends of the plate 300 may be lowered by 2.5 to 10.0 mm by the main slider 420 .
- the resin tension is minimized by elevating one end of both ends to an inclined state without raising the plate 300 in a horizontal state.
- 3D printers and 3D printing methods can be suggested.
- the plate can be smoothly separated from the bottom surface of the accommodating part, it is possible to reduce the fatigue of the device, to maintain the stability of the output, and to suppress the occurrence of failure.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
Abstract
광경화성 수지를 이용하여 레이어를 한 층씩 적층하면서 출력물을 조형할 수 있는 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법을 제시하며, 광경화성 수지를 수용하는 수납부; 상기 수납부의 하부에 설치되어 출력물의 조형을 위한 광원을 상기 수납부로 제공하여 광경화성 수지를 경화시키는 광엔진; 상기 수납부의 상부에 승강가능하게 설치되어 광경화성 수지에 담기면서 저면에 광경화성 수지를 단층별로 적층하여 3차원 출력물을 형성하는 플레이트; 및 상기 플레이트에 하나의 단층의 적층이 완료된 후 상기 플레이트를 상승시켜 상기 수납부의 바닥면에서 분리하면서 다음 단층의 적층을 허용하되, 상기 플레이트의 경사각도를 조절하면서 상기 플레이트를 상승 및 하강시키는 경사승강부재를 포함한다.
Description
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광경화성 수지를 이용하여 레이어를 한 층씩 적층하면서 출력물을 조형할 수 있는 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로 3D프린터(3차원 조형기)는 디지털 파일로 구성된 물체의 3차원 정보를 이용하여, 물체를 아주 얇은 층으로 구조화(슬라이싱) 한 후, 이 정보로부터 재료 물질들을 한 층씩 쌓아 올려서, 실제 조형물을 구현하는 기술이다.
이러한 3D프린터는 크게 광경화 적층 방식과 FDM (FFF) 방식으로 구분될 수 있다.
이 중에서 광경화 적층 방식은 공개특허공보 제10-2016-0130592호에 개시된 바와 같이 광경화성 수지를 이용하여 3D 프린팅을 수행하는 것으로, 레진이 담긴 수조에 빛을 제공하는 광원의 빛을 조사함으로써 조형하고자 하는 영역의 레진을 경화시켜서 조형물을 형성하는 기술이다.
이러한 종래기술의 레진 3D프린터는 승강부재를 통해 플레이트를 상하로 반복 구동하면서 레진의 경화에 의한 레이어를 플레이트에 한 층씩 적층하여 조형물의 출력을 진행하게 된다.
이때, 종래기술에 의한 3D 프린터는 플레이트를 수조 바닥과 수평을 이룬 상태로 수직 이동을 하는 구조이므로 수직 이동 시 플레이트에 레진의 장력이 작용하게 될 수 있다.
이로 인하여, 종래기술에 의한 3D 프린터는 플레이트가 수조의 바닥면으로부터 플레이트가 잘 떨어지지 않거나 상대적으로 강한 힘을 가해야 플레이트를 상승시킬 수 있으므로 출력의 안정성이 저하되는 요인이 될 수 있다.
또한, 종래기술에 의한 3D 프린터는 수조 바닥이 레진의 장력으로 플레이트와 함께 들어올려지는 현상이 반복되므로 이로 인해 하드웨어의 피로도를 가중시켜 장비 자체에 고정이 발생할 수 있는 문제점도 있다.
게다가, 종래기술에 의한 3D 프린터는 수조바닥과 맞닿게 되는 출력물의 면적이 커질수록 장력이 가중되므로 플레이트를 들어올리기 어려운 문제가 있으며, 플레이트에 안착된 출력물의 이탈이 발생할 수 있어서 3D 프린터의 대형화가 어려운 문제점이 있다.
따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 레이어가 적층된 플레이트를 상승시키는 과정에서 플레이트를 수평상태로 상승시키지 않고 경사각도를 조절하여 상승시킴으로써 플레이트를 수조의 바닥으로부터 원활하게 분리할 수 있는 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법을 제시하는 데 목적이 있다.
구체적으로, 본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 플레이트의 양단부 중 일단부를 승강시킴으로써 출력물을 안정적으로 수조에서 분리할 수 있고, 수조나 승강부재의 피로도를 감소시켜 고장발생을 억제할 수 있으며, 궁극적으로는 출력물의 대면적화가 용이한 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법을 제시하는 데 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 3D 프린터의 일 실시예에 따르면, 광경화성 수지를 수용하는 수납부; 상기 수납부의 하부에 설치되어 출력물의 조형을 위한 광원을 상기 수납부로 제공하여 광경화성 수지를 경화시키는 광엔진; 상기 수납부의 상부에 승강가능하게 설치되어 광경화성 수지에 담기면서 저면에 광경화성 수지를 단층별로 적층하여 3차원 출력물을 형성하는 플레이트; 및 상기 플레이트에 하나의 단층의 적층이 완료된 후 상기 플레이트를 상승시켜 상기 수납부의 바닥면에서 분리하면서 다음 단층의 적층을 허용하되, 상기 플레이트의 경사각도를 조절하면서 상기 플레이트를 상승 및 하강시키는 경사승강부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경사승강부재는, 상기 수납부의 양측 중 적어도 일측에 수직방향으로 설치되어 승강경로를 제공하는 메인승강레일; 상기 메인승강레일에 이동 가능하게 결합된 상태로 상기 플레이트와 연결되어 상기 메인승강레일을 따라 이동하면서 상기 플레이트를 수직방향으로 승강시키는 메인슬라이더; 및 상기 메인슬라이더에 상기 플레이트를 연결하되, 상기 플레이트의 양단부 중 적어도 일단부를 승강시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 서브승강부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서브승강부재는, 상기 메인슬라이더에 설치되어 상기 플레이트의 양단부 중 일단부를 회전 가능하게 지지하는 피벗축; 상기 피벗축의 반대편에서 상기 메인슬라이더에 수직방향으로 설치되어 승강경로를 제공하는 서브승강레일; 및 상기 서브승강레일에 이동 가능하게 결합된 상태로 상기 플레이트의 타단부와 연결되고, 상기 서브승강레일을 따라 이동하여 상기 플레이트의 타단부를 승강시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 서브슬라이더를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서브승강부재는, 상기 메인슬라이더의 양측에 각각 수직방향으로 설치되어 승강경로를 제공하는 한 쌍의 서브승강레일; 및 상기 한 쌍의 서브승강레일 각각에 이동 가능하게 결합된 상태로 상기 플레이트의 양단부와 각각 연결되고, 상기 서브승강레일을 따라 각각 이동하여 상기 플레이트의 양단부를 각각 승강시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 한 쌍의 서브슬라이더를포함할 수 있다.
또한, 상기 서브승강부재는, 상기 메인슬라이더에 수직방향으로 설치되어 상기 플레이트의 일부분을 회전가능하게 지지하는 피벗축; 및 상기 피벗축에 마련되어 상기 플레이트를 회전시켜 시소운동시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 회전모터를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 3D 프린팅 방법의 일 실시예에 따르면, 광경화성 수지가 수용된 수납부의 하부에 출력물의 단층이미지에 대응하는 광원을 제공하여 광경화성 수지를 경화시키면서 상기 수납부로 하강한 플레이트의 저면에 한 층의 단위 레이어를 적층하는 단계; 및 상기 플레이트를 상승시켜 상기 수납부의 바닥면에서 분리한 후 다음 층의 단위 레이어를 적층하기 위하여 상기 플레이트를 상기 수납부의 바닥면으로 하강시키되, 상기 플레이트의 경사각도를 조절하면서 상기 플레이트를 승강시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플레이트를 승강시키는 단계는, 상기 플레이트의 양단부 중 적어도 일단부를 상승시켜서 상기 플레이트를 틸팅하는 단계; 상기 플레이트를 틸팅된 상태로 상승시키는 단계; 상기 플레이트의 일단부를 하강시켜서 상기 플레이트를 수평상태로 복원시키는 단계; 및 상기 플레이트를 수평상태로 하강시키는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의한 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법은, 레이어가 적층된 플레이트가 상승하는 과정에서 플레이트를 수평상태로 상승시키지 않고 양단부 중 적어도 일단부를 승강시켜 경사상태로 상승시킴으로써 레진의 장력을 최소화할 수 있는 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법을 제시할 수 있다.
이에 따라, 플레이트가 수납부의 바닥면으로부터 원활하게 분리될 수 있으므로 장치의 피로도를 감소시켜 출력의 안정성을 유지할 수 있고 고장발생을 억제할 수 있다.
게다가, 플레이트의 틸팅에 의해 장력 영향을 최소화함으로써 수납부의 바닥과 맞닿게 되는 출력물의 대면적 출력이 가능하므로 3D 프린터의 대형화가 가능한 장점이 있다.
개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 3D 프린터의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 3D 프린터의 작동 상태를 나타내는 구성도이다.
도 3 및 도 4는 다른 실시예에 따른 3D 프린터의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 3D 프린팅 방법을 나타내는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 3D 프린터의 구성을 나타내는 구성도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 3D 프린터의 작동 상태를 나타내는 구성도이며, 도 3 및 도 4는 다른 실시예에 따른 3D 프린터의 구성을 나타내는 구성도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 3D 프린팅 방법을 나타내는 순서도이다.
일 실시예에 따른 3D 프린터(10)는 광경화성 수지를 이용하여 레이어를 한 층씩 적층하면서 출력물을 조형하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 수납부(100), 광엔진(200), 플레이트(300) 및 경사승강부재(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수납부(100)는 상부가 개방된 용기형태로 구성되어 빛에 의해 경과되는 광경화성 수지를 수용하는 구성요소이다.
여기서, 광경화성 수지는 빛을 받을 경우 경화되는 것으로, 레진을 포함하여 본 발명이 속하는 분야에 알려진 모든 구성이 적용될 수 있다.
이러한 수납부(100)는 후술되는 광엔진(200)의 상부에 설치되어 광엔진(200)에서 제공되는 광원을 투과시키면서 광경화성 수지를 경화시킬 수 있다.
또한, 수납부(100)는 경화된 광경화성 수지가 적층될 수 있는 후술되는 플레이트(300)가 승강 가능하게 설치되어 단층이미지에 대응하는 광경화성 수지가 한 층씩 적층될 수 있다.
상기 광엔진(200)은 수납부(100)의 하부에 설치되어 출력물의 조형을 위한 광원을 수납부로 조사하여 수납부(100)의 광경화성 수지를 경화시키면서 3D프린팅을 수행하는 구성요소이다.
즉, 광엔진(200)은 조형물의 단층별 2차원 이미지에 대응하는 광원을 수납부(100)로 조사함으로써 광경화성 수지를 단층 이미지에 대응하는 형태로 경화시켜 후술되는 플레이트(300)에 적층시키는 구성요소이다.
구체적으로, 광엔진(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 백라이트부(210), 이미지스위칭부(200), 투명지지부재(230) 및 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 백라이트부(210)는 수납부(100)의 하부에 설치되어 백라이트를 제공하는 구성요소이다.
구체적으로, 백라이트부(210)는 제어부(240)의 제어에 의해 후술되는 이미지스위칭부(220)의 하부에서 조형물의 출력을 위한 백라이트를 제공할 수 있으며, 복수의 광원소자가 실장되어 제어부(240)의 제어에 의해 발광하면서 백라이트를 제공할 수 있다.
이러한 백라이트부(210)는 제어부(240)에 의해 백라이트를 제공하면서 다수의 영역으로 구획되어 구획별로 제어되거나 개별로 구분되어 제어될 수 있다.
여기서, 백라이트부(210)는 마이크로 LED(Light Emitting Diode), 미니 LED, LCD, LED, OLED(Organic Light Emitting Diode), FED(Field Emission Display)를 포함하는 자체 발광 디스플레이 소자의 군에서 선택되는 어느 하나의 소자들의 집합체로 구성될 수 있으며, 이외에도 소정의 파장을 가지는 광원을 제공하는 소자를 포함할 수도 있다.
상기 이미지스위칭부(220)는 출력물의 조형을 위해 슬라이싱된 데이터를 기반으로 단층이미지에 대응하는 광원을 수납부(100)로 조사하여 광경화성 수지를 경화시키는 구성요소이다.
구체적으로, 이미지스위칭부(220)는 제어부(240)에 의해 작동하면서 백라이트부(210)에서 제공되는 광원을 단층이미지 형태로 스위칭시켜서 수납부(100)를 향해 조사함으로써 광경화성 수지를 단층이미지 형태로 경화시킬 수 있다.
여기서, 이미지스위칭부(200)는 수납부(100)의 하부에서 광원을 제공하는 것을 도시되었으나, 도시된 바와 달리 수납부(100)의 상부 또는 측방에서 광원을 제공할 수도 있다.
이러한 이미지스위칭부(220)는 LCD로 구성되어 제어부(240)의 제어에 의해 작동할 수 있으며, 이와 달리 전술한 백라이트부(210)를 필요로 하지 않는 마이크로LED, 미니 LED, LED, OLED, FED 등의 자발광소자로 구성될 수도 있다
상기 투명지지부재(230)는 이미지스위칭부(220)의 처짐을 방지하기 위한 구성요소로, 이미지스위칭부(220)의 하부에 밀착된 상태로 설치되어 이미지스위칭부(220)가 자중에 의해 처지는 것을 방지할 수 있으며, 백라이트부(210)에서 조사되는 백라이트를 이미지스위칭부(220)로 투과시킬 수 있다.
상기 제어부(240)는 이미지스위칭부(220)와 백라이트부(210)의 발광을 제어하는 구성요소로 이미지스위칭부(220)의 이미지와 동기되어 백라이트부(210)의 발광을 제어할 수 있다.
한편, 광엔진(200)은 전술한 백라이트부(210)의 구성이 생략되면서 OLED, LED, 마이크로LED, 미니LED, FED 등의 자발광부재로 구성될 수 있으며, 레이저나 DLP를 광원으로 사용하는 방식 등의 구성이 적용될 수도 있다.
상기 플레이트(300)는 수납부(100)의 상부에 승강이 가능하게 설치되면서 광경화성 수지에 담기며, 전술한 광엔진(200)의 빛에 의해 경화된 광경화성 수지를 저면에 적층하면서 3차원 조형물을 형성할 수 있다.
구체적으로, 플레이트(300)는 수납부(100)의 상부에서 후술되는 경사승강부재(400)에 의해 하강하여 수납부(100)의 바닥면에 대면하며, 이 상태에서 광엔진(200)의 빛이 조사될 경우 조사된 빛의 2차원 평면형태에 대응하는 광경화성 수지가 경화되면서 저면에 적층된 후, 다시 경사승강부재(400)에 의해 상승하면서 수납부(100)의 바닥면에서 분리될 수 있다.
여기서, 플레이트(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 경사승강부재(400)에 의한 상승 시 수평상태가 아닌 소정의 경사각도를 이루도록 틸팅됨으로써 장력의 영향이 최소화되므로 수납부(100)의 바닥으로부터 원활하고 안정적으로 분리될 수 있다.
상기 경사승강부재(400)는 플레이트(300)를 상승 및 하강시키는 구성요소로, 특히 플레이트(300)에 하나의 단층의 적층이 완료된 후 플레이트(300)를 상승시켜 수납부(100)의 바닥면에서 분리하고 다시 하강시키는 과정에서 플레이트(300)의 경사각도를 조절하면서 플레이트(300)를 승강시키는 구성요소이다.
이러한 경사승강부재(400)는 제어부(240)의 제어에 의해 작동할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 메인승강레일(410), 메인슬라이더(420) 및 서브승강부재(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 메인승강레일(410)은 수납부(100)의 양측 중 적어도 일측에 수직방향으로 설치되어 플레이트(300)의 승강경로를 제공할 수 있다.
상기 메인슬라이더(420)는 플레이트(300)를 메인승강레일(410)을 따라 승강시키는 것으로, 메인승강레일(410)에 이동 가능하게 결합되어 제어부(240)의 제어에 의해 메인승강레일(410)을 따라 이동할 수 있으며, 후술되는 서브승강부재(430)를 매개로 플레이트(300)와 연결됨으로써 플레이트(300)를 승강시킬 수 있다.
여기서, 메인슬라이더(420) 및 메인승강레일(410)은 볼스크류 방식이나 리니어모터 방식 또는 랙기어와 피니언기어 방식으로 구성되어 직선운동하면서 플레이트(300)를 승강시킬 수 있다.
상기 서브승강부재(430)는 메인슬라이더(420)에 플레이트(300)를 연결하는 것으로, 제어부(240)의 제어를 통해 플레이트(300)의 양단부 중 적어도 일단부를 승강시킴으로써 플레이트(300)의 경사각도를 조절하는 구성요소이다.
즉, 서브승강부재(430)는 한 층의 단층(레이어)가 적층된 플레이트(300)를 수평상태가 아닌 소정의 경사각도를 이루도록 틸팅함으로써 레진에 의한 장력의 영향을 최소화 할 수 있는 구성요소이며, 플레이트(300)를 다시 수평상태로 복원하여 하강시킴으로써 다음 단층을 적층하는 구성요소이다.
이러한 서브승강부재(430)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 피벗축(431), 서브승강레일(432) 및 서브슬라이더(433)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 피벗축(431)은 메인슬라이더(420)에 설치된 상태로 플레이트(300)의 양단부 중 일단부를 회전가능하게 지지하는 구성요소이다.
이러한 피벗축(431)은 메인슬라이더(420)의 일측에 수직방향으로 연장되어 플레이트(300)의 일단부가 회전가능하게 결합될 수 있다.
즉, 플레이트(300)는 피벗축(431)에 결합된 일단부가 고정단을 이룰 수 있으며, 반대편 타단부가 자유단을 이룰 수 있다.
상기 서브승강레일(432)은 자유단을 이루는 플레이트(300) 타단부의 승강경로를 제공하는 구성요소로, 피벗축(431)의 반대편에서 메인슬라이더(420)에 수직방향으로 연장될 수 있다.
상기 서브슬라이더(433)는 자유단을 이루는 플레이트(300) 타단부를 승강시키면서 플레이트(300)를 소정의 경사각도로 틸팅시키는 구성요소이다.
이러한 서브슬라이더(433)는 서브승강레일(432)에 이동 가능하게 결합된 상태로 플레이트(300)의 타단부가 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 제어부(240)의 제어를 통해 서브승강레일(432)을 따라 이동하면서 플레이트(300)의 타단부를 승강시킬 수 있다.
여기서, 서브슬라이더(433) 및 서브승강레일(432)은 볼스크류 방식이나 리니어모터 방식 또는 랙기어와 피니언기어 방식으로 구성되어 직선운동하면서 플레이트(300)를 승강시킬 수 있다.
한편, 서브승강부재(430)는 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 서브승강레일(432) 및 한 쌍의 서브슬라이더(433)를 포함하여 구성될 수도 있다.
구체적으로, 한 쌍의 서브승강레일(432)은 메인슬라이더(420)의 양측에 각각 수직방향으로 설치되어 승강경로를 제공할 수 있으며, 한 쌍의 서브슬라이더(433)는 한 쌍의 서브승강레일(432) 각각에 이동 가능하게 결합된 상태로 플레이트(300)의 양단부가 각각 회전 가능하게 연결될 수 있다.
이러한 한 쌍의 서브슬라이더(433)는 제어부(240)의 제어를 통해 한 쌍의 서브승강레일(432)을 따라 각각 이동하면서 플레이트(300)의 양단부를 승강시킴으로써 플레이트(300)의 경사각도를 조절할 수 있다.
한편, 서브승강부재(430)는 도 4에 도시된 바와 같이 피벗축(431) 및 회전모터(435)를 포함하여 구성될 수도 있다.
피벗축(431)은 메인슬라이더(420)에 수직방향으로 설치된 상태로 플레이트(300)의 일부분, 바람직하게는 중심부가 회전 가능하게 결합될 수 있다.
회전모터(435)는 피벗축(431)에 마련되어 플레이트(300)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 시소운동시키킴으로써 플레이트(300)의 경사 각도를 소정의 각도로 조절하는 구성요소이다.
이러한 회전모터(435)는 스텝모터로 구성되어 제어부(240)의 제어에 따라 작동할 수 있으며, 플레이트(300)의 경사 각도를 소정의 각도로 제어하면서 플레이트(300)의 양단부를 승강시킬 수 있다.
상기와 같은 구성요소를 포함하는 일 실시예에 따른 3D 프린터(10)에 의한 프린팅 방법을 도 5를 참조하여 설명한다.
제어부(240)는 수납부(100)로 하강한 플레이트(300)의 저면에 출력물의 단층이미지에 대응하는 한 층의 단위 레이어를 형성하여 적층할 수 있다(S100).
구체적으로, 광엔진(200)은 제어부(240)의 제어에 의한 백라이트부(210) 및 이미지스위칭부(220)를 통해 출력물의 단층이미지에 대응하는 광원을 수납부(100)로 조사함으로써 광경화성 수지를 단층이미지에 대응하는 형태로 경화시켜서 한 층의 단위레이어를 형성하며, 플레이트(300)는 경사승강부재(400)에 의해 수평 상태로 하강하여 경화된 단위레이어를 저면에 적층할 수 있다.
S100단계가 완료된 후, 제어부(240)는 경사승강부재(400)의 제어를 통해 플레이트(300)의 경사각도를 조절하면서 플레이트(300)를 상승시켜 수납부(100)의 바닥면에서 분리하고, 다음 층의 단위레이어를 적층하기 위하여 플레이트(300)를 수납부(100)의 바닥면으로 하강시킬 수 있다(S200).
좀 더 구체적으로, 플레이트(300)는 서브슬라이더(423)에 의해 양단부 중 일단부가 서브승강레일(432)을 따라 상승하여 소정의 각도로 틸딩되면서 수납부(100)의 바닥면에서 분리될 수 있다(S210),
이때, 플레이트(300)는 일단부가 서브슬라이더(423)에 의해 소정의 폭만큼 상승할 수 있으며, 예를 들어 2.5~10.0mm 상승할 수 있다.
이에 따라, 플레이트(300)는 수평상태로 수납부(100)의 바닥면에서 분리되지 않고 일단부가 상승하면서 경사상태로 분리됨으로써 레진에 의한 장력의 영향이 최소화되면서 원활하게 수납부(100)에서 분리될 수 있다.
그리고, 플레이트(300)는 틸팅된 상태를 유지하면서 메인슬라이더(420)의 이동에 의해 메인승강레일(410)을 따라 상승하여 수납부(100)의 바닥면에서 완전히 분리될 수 있다(S220).
이때, 플레이트(300)는 양단부가 메인슬라이더(420)에 의해 소정의 폭만큼 상승할 수 있으며, 예를 들어 2.5~10.0mm 상승할 수 있다.
그리고, 플레이트(300)는 서브슬라이더(423)에 의해 일단부가 서브승강레일(432)을 따라 하강하여 수평상태로 복원될 수 있다(S230).
이때, 플레이트(300)는 일단부가 서브슬라이더(423)에 의해 소정의 폭만큼 하강할 수 있으며, 예를 들어 2.5~10.0mm 하강할 수 있다.
그리고, 플레이트(300)는 수평상태를 유지하면서 메인슬라이더(420)의 이동에 의해 메인승강레일(410)을 따라 하강하여 수납부(100)의 바닥면에서 대면함으로써 다음 층의 단위 레이어를 적층할 수 있다.
이때, 플레이트(300)는 양단부가 메인슬라이더(420)에 의해 2.5~10.0mm 하강할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 일 실시예에 따른 3D 프린터(10) 및 3D 프린팅 방법에 의하면, 플레이트(300)를 수평상태로 상승시키지 않고 양단부 중 일단부를 승강시켜 경사상태로 상승시킴으로써 레진의 장력을 최소화할 수 있는 3D 프린터 및 3D 프린팅 방법을 제시할 수 있다.
이에 따라, 플레이트가 수납부의 바닥면으로부터 원활하게 분리될 수 있으므로 장치의 피로도를 감소시켜 출력의 안정성을 유지할 수 있고 고장발생을 억제할 수 있다
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (7)
- 광경화성 수지를 수용하는 수납부;상기 수납부의 하부에 설치되어 출력물의 조형을 위한 광원을 상기 수납부로 제공하여 광경화성 수지를 경화시키는 광엔진;상기 수납부의 상부에 승강가능하게 설치되어 광경화성 수지에 담기면서 저면에 광경화성 수지를 단층별로 적층하여 3차원 출력물을 형성하는 플레이트; 및상기 플레이트에 하나의 단층의 적층이 완료된 후 상기 플레이트를 상승시켜 상기 수납부의 바닥면에서 분리하면서 다음 단층의 적층을 허용하되, 상기 플레이트의 경사각도를 조절하면서 상기 플레이트를 상승 및 하강시키는 경사승강부재를 포함하는 3D 프린터.
- 제 1 항에 있어서,상기 경사승강부재는,상기 수납부의 양측 중 적어도 일측에 수직방향으로 설치되어 승강경로를 제공하는 메인승강레일;상기 메인승강레일에 이동 가능하게 결합된 상태로 상기 플레이트와 연결되어 상기 메인승강레일을 따라 이동하면서 상기 플레이트를 수직방향으로 승강시키는 메인슬라이더; 및상기 메인슬라이더에 상기 플레이트를 연결하되, 상기 플레이트의 양단부 중 적어도 일단부를 승강시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 서브승강부재를 포함하는 3D 프린터.
- 제 2 항에 있어서,상기 서브승강부재는,상기 메인슬라이더에 설치되어 상기 플레이트의 양단부 중 일단부를 회전 가능하게 지지하는 피벗축;상기 피벗축의 반대편에서 상기 메인슬라이더에 수직방향으로 설치되어 승강경로를 제공하는 서브승강레일; 및상기 서브승강레일에 이동 가능하게 결합된 상태로 상기 플레이트의 타단부와 연결되고, 상기 서브승강레일을 따라 이동하여 상기 플레이트의 타단부를 승강시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 서브슬라이더를 포함하는 3D 프린터.
- 제 2 항에 있어서,상기 서브승강부재는,상기 메인슬라이더의 양측에 각각 수직방향으로 설치되어 승강경로를 제공하는 한 쌍의 서브승강레일; 및상기 한 쌍의 서브승강레일 각각에 이동 가능하게 결합된 상태로 상기 플레이트의 양단부와 각각 연결되고, 상기 서브승강레일을 따라 각각 이동하여 상기 플레이트의 양단부를 각각 승강시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 한 쌍의 서브슬라이더를 포함하는 3D 프린터.
- 제 2 항에 있어서,상기 서브승강부재는,상기 메인슬라이더에 수직방향으로 설치되어 상기 플레이트의 일부분을 회전가능하게 지지하는 피벗축; 및상기 피벗축에 마련되어 상기 플레이트를 회전시켜 시소운동시키면서 상기 플레이트의 경사각도를 조절하는 회전모터를 포함하는 3D 프린터.
- 광경화성 수지가 수용된 수납부의 하부에 출력물의 단층이미지에 대응하는 광원을 제공하여 광경화성 수지를 경화시키면서 상기 수납부로 하강한 플레이트의 저면에 한 층의 단위 레이어를 적층하는 단계; 및상기 플레이트를 상승시켜 상기 수납부의 바닥면에서 분리한 후 다음 층의 단위 레이어를 적층하기 위하여 상기 플레이트를 상기 수납부의 바닥면으로 하강시키되, 상기 플레이트의 경사각도를 조절하면서 상기 플레이트를 승강시키는 단계를 포함하는 3D 프린팅 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 플레이트를 승강시키는 단계는,상기 플레이트의 양단부 중 적어도 일단부를 상승시켜서 상기 플레이트를 틸팅하는 단계;상기 플레이트를 틸팅된 상태로 상승시키는 단계;상기 플레이트의 일단부를 하강시켜서 상기 플레이트를 수평상태로 복원시키는 단계; 및상기 플레이트를 수평상태로 하강시키는 단계를 포함하는 3D 프린팅 방법.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20200085121 | 2020-07-10 | ||
KR10-2020-0085121 | 2020-07-10 | ||
KR10-2021-0091025 | 2021-07-12 | ||
KR1020210091025A KR20220007560A (ko) | 2020-07-10 | 2021-07-12 | 3d 프린터 및 3d 프린팅 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2022010332A1 true WO2022010332A1 (ko) | 2022-01-13 |
Family
ID=79553524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/KR2021/008896 WO2022010332A1 (ko) | 2020-07-10 | 2021-07-12 | 3d 프린터 및 3d 프린팅 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2022010332A1 (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2617595A (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-18 | Thales Holdings Uk Plc | Adaptive lifting of build platform for additive manufacturing |
DE102023100285A1 (de) | 2023-01-09 | 2024-07-11 | Ivoclar Vivadent Ag | Herstellungsgerät mit schwenkbarer Bauplattform |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000158546A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Denken Eng Kk | 光造形装置 |
US20090020901A1 (en) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Envisiontec Gmbh | Process and device for producing a three-dimensional object |
US20150183168A1 (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-02 | Old World Labs | Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
WO2015124819A1 (es) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Stalactite 3D, S.L. | Impresora tridimensional |
US20150298396A1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Xyzprinting, Inc. | Three dimensional printing apparatus |
KR20160039045A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-08 | 주식회사 덴티스 | 개선된 틸팅구조를 갖는 광경화 3d 프린터 |
KR101776509B1 (ko) * | 2016-06-21 | 2017-09-19 | 강원대학교산학협력단 | 광센서 및 자세 센서를 이용하는 dlp 방식 3d 프린터용 오토레벨링 시스템 및 이를 구비하는 dlp 방식 3d 프린터 |
-
2021
- 2021-07-12 WO PCT/KR2021/008896 patent/WO2022010332A1/ko active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000158546A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Denken Eng Kk | 光造形装置 |
US20090020901A1 (en) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Envisiontec Gmbh | Process and device for producing a three-dimensional object |
US20150183168A1 (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-02 | Old World Labs | Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
WO2015124819A1 (es) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Stalactite 3D, S.L. | Impresora tridimensional |
US20150298396A1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Xyzprinting, Inc. | Three dimensional printing apparatus |
KR20160039045A (ko) * | 2014-09-30 | 2016-04-08 | 주식회사 덴티스 | 개선된 틸팅구조를 갖는 광경화 3d 프린터 |
KR101776509B1 (ko) * | 2016-06-21 | 2017-09-19 | 강원대학교산학협력단 | 광센서 및 자세 센서를 이용하는 dlp 방식 3d 프린터용 오토레벨링 시스템 및 이를 구비하는 dlp 방식 3d 프린터 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2617595A (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-18 | Thales Holdings Uk Plc | Adaptive lifting of build platform for additive manufacturing |
DE102023100285A1 (de) | 2023-01-09 | 2024-07-11 | Ivoclar Vivadent Ag | Herstellungsgerät mit schwenkbarer Bauplattform |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2022010332A1 (ko) | 3d 프린터 및 3d 프린팅 방법 | |
WO2011071231A2 (ko) | 필름 부착장치 및 부착방법 | |
WO2016010317A1 (ko) | 광학투명레진을 이용한 디스플레이 모듈 제조방법 | |
WO2019009679A1 (ko) | 3차원물체를 성형하는 3d 프린터 | |
US20160361871A1 (en) | Photo-sodification modeling apparatus and method | |
WO2021162365A2 (ko) | 3d 프린터 | |
WO2020166755A1 (ko) | 3d프린터 | |
WO2010077097A2 (ko) | 고속 적층식 광조형 장치 | |
WO2016200016A1 (ko) | 적층식 광조형 장치 | |
WO2019124815A1 (ko) | 3차원 프린터 및 프린팅 시스템 | |
WO2020141822A1 (ko) | 3d 프린터 및 프린팅 시스템 | |
US20240059014A1 (en) | 3d printing device and method | |
WO2022010333A1 (ko) | 3d 프린팅 시스템 | |
CN116944709A (zh) | 一种基材激光钻孔装置及方法 | |
WO2021118116A1 (ko) | 선형광원 장치 및 이를 포함하는 3d프린터 | |
WO2016010249A1 (ko) | 스캔 앤 스텝 노광기 | |
KR20220007560A (ko) | 3d 프린터 및 3d 프린팅 방법 | |
WO2023101215A1 (ko) | 마이크로 led 칩 전사 장치 | |
CN108099370B (zh) | 全自动视像对位走台式精密网印机 | |
WO2018160005A1 (ko) | 3d 프린터의 z축 정렬 장치 및 이를 이용한 z축 정렬 방법 | |
WO2017052237A1 (ko) | 광경화식 3d 성형방법 및 광경화식 3d 성형장치 | |
WO2018026045A1 (ko) | 수지저장부 틸팅 장치를 구비한 3차원 프린터 | |
CN210365850U (zh) | 一种电路板自动上料装置 | |
KR100702260B1 (ko) | 쾌속광조형기 | |
CN208334904U (zh) | 一种fpc超大曝光台面斜立式升降台 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21838430 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21838430 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |