KR102289037B1 - High temperature bed for glass 3D printer - Google Patents

High temperature bed for glass 3D printer Download PDF

Info

Publication number
KR102289037B1
KR102289037B1 KR1020190177256A KR20190177256A KR102289037B1 KR 102289037 B1 KR102289037 B1 KR 102289037B1 KR 1020190177256 A KR1020190177256 A KR 1020190177256A KR 20190177256 A KR20190177256 A KR 20190177256A KR 102289037 B1 KR102289037 B1 KR 102289037B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
glass substrate
printer
laminated
flat heater
Prior art date
Application number
KR1020190177256A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210084826A (en
Inventor
한윤수
김형준
이혜지
Original Assignee
한국세라믹기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020190177256A priority Critical patent/KR102289037B1/en
Publication of KR20210084826A publication Critical patent/KR20210084826A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102289037B1 publication Critical patent/KR102289037B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y70/00Materials specially adapted for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B7/00Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
    • C03B7/08Feeder spouts, e.g. gob feeders
    • C03B7/088Outlets, e.g. orifice rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B7/00Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
    • C03B7/08Feeder spouts, e.g. gob feeders
    • C03B7/094Means for heating, cooling or insulation
    • C03B7/096Means for heating, cooling or insulation for heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

본 발명은 유리 소재 적층 공정에서 유리 소재가 안정적으로 잘 붙을 수 있는 베드를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 유리 소재를 노즐을 통해 용융시켜 적층제조하는 3D 프린터에서 용융된 유리 소재가 적층되는 공간인 적층 베드로서, 유리 소재가 용융되어 적층되는 유리기판, 상기 유리기판 아래에 배치되고 유리기판 보다 면적이 같거나 넓은 평판히터, 상기 평판히터의 측면과 하면을 둘러싸는 평판히터 홀더 및 상기 평판히터와 상기 평판히터 홀더 사이에 배치되는 단열층을 포함하는 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드를 제공한다.An object of the present invention is to provide a bed to which a glass material can be stably adhered well in a glass material lamination process. In order to achieve the above object, in the present invention, as a laminated bed, which is a space in which molten glass materials are laminated in a 3D printer that melts a glass material through a nozzle for lamination manufacturing, a glass substrate on which a glass material is melted and laminated, the glass substrate A glass melting type 3D printer disposed below and comprising a flat plate heater having the same or wider area than a glass substrate, a flat heater holder surrounding the side and lower surfaces of the flat heater, and an insulating layer disposed between the flat heater and the flat heater holder We provide a laminated bed for

Description

유리 3D 프린터용 고온 베드{High temperature bed for glass 3D printer}High temperature bed for glass 3D printer

본 발명은 유리 3D 프린터에 있어서 고온 베드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리 적층에 적합하도록 고온으로 가열이 가능하고 다른 부품에 영향이 없도록 단열층이 구비된 유리 3D 프린터용 고온 베드 및 이를 이용한 3D 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a high-temperature bed in a glass 3D printer, and more particularly, a high-temperature bed for a glass 3D printer that can be heated to a high temperature suitable for glass lamination and provided with an insulating layer so as not to affect other parts, and a 3D printer using the same is about

최근에는 3차원(3 dimension; 3D) 데이터를 이용하여 목표하는 물건을 출력할 수 있는 3D 프린터에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 복잡한 구조의 제품을 기획한 디자인대로 손쉽게 출력하여 제작할 수 있어 앞으로 3D 프린터의 시장은 매우 커질 것으로 기대된다.Recently, a lot of research has been done on a 3D printer capable of outputting a target object using three-dimensional (3D) data. The market for 3D printers is expected to grow significantly in the future as products with complex structures can be easily printed and produced according to the planned design.

세라믹 3D 프린팅은 디지털 디자인 데이터를 이용하여 세라믹 소재를 적층하여 3차원 세라믹 부품을 만드는 공정이다. 3D 프린터를 이용한 3D 프린팅은 소재의 특성 등을 고려하여 5가지의 방식으로 나뉠 수 있는데, 빛을 조사하여 고분자 소재의 중합반응을 일으켜 선택적 고형화 시키는 광중합식(Pshotopolymerization, PP), 용액상태의 소재를 제팅으로 토출시키고 자외선 등으로 경화시키는 재료분사식(Material Jetting, MJ), 고온 가열한 재료를 노즐을 통해 압력으로 연속적으로 밀어내며 위치를 이동시켜 물체를 형성시키는 재료압출식(Material Extrusion, ME), 분말 형태의 모재 위에 고에너지빔(레이저나 전자빔)을 주사하며 선택적으로 결합시키는 분말적층용융식(Powder Bed Fusion, PBF), 분말 형태의 모재 위에 액체 형태의 접착제를 토출시켜 모재를 결함시키는 접착제분사식(Binder Jetting, BJ)이 있다.Ceramic 3D printing is a process of making three-dimensional ceramic parts by stacking ceramic materials using digital design data. 3D printing using a 3D printer can be divided into 5 methods in consideration of the characteristics of the material. Material Jetting (MJ), which is discharged by jetting and hardened with ultraviolet rays, etc.; Powder Bed Fusion (PBF), which injects a high-energy beam (laser or electron beam) onto the base material in powder form and selectively binds it, and the adhesive injection method that defects the base material by discharging liquid adhesive onto the base material in powder form (Binder Jetting, BJ).

이중 재료압출식(ME)은 FDM(fused deposition modelling)이라고도 하며, 하나의 동일한 속성을 가진 원료를 고열로 녹여 지정된 지점에 소량 압출하여 한층씩 쌓아 형태를 완성해 나가는 방식이다. 주로 ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PLA(polylactic acid)와 같은 플라스틱 소재를 필라멘트 형태로 만들어 연속적으로 공급하면서 용융하여 만들어나가게 된다. Double material extrusion (ME), also called fused deposition modeling (FDM), is a method that melts one and the same raw material with high heat, extrudes a small amount at a designated point, and stacks it layer by layer to complete the shape. Mainly, plastic materials such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene) and PLA (polylactic acid) are made in filament form and melted while continuously supplied.

최근 이러한 재료압출식(ME)을 이용하여 유리 용융 증착형 3D 프린터의 개발이 이루어지고 있다. 플라스틱 소재를 이용한 ME법의 3D 프린터의 경우는 토출된 플라스틱 소재가 기판에 쉽게 부착되어 그로부터 성장이 일어나게 되는데, 유리의 경우는 용융되어 토출된 유리가 유리로 만들어진 기판에 잘 붙지 않게 되는 문제가 있게 된다. 따라서 ME법의 3D 프린터에서 적층물이 성공적으로 출력되려면 기판과의 접착력이 선행되어야 한다.Recently, a glass melt deposition type 3D printer has been developed using the material extrusion method (ME). In the case of a 3D printer of the ME method using a plastic material, the ejected plastic material is easily attached to the substrate and growth occurs therefrom. In the case of glass, the melted and ejected glass does not adhere well to the substrate made of glass do. Therefore, in order for the laminate to be successfully printed in the ME method 3D printer, adhesion to the substrate must be preceded.

이러한 접착력은 기판의 온도를 높임으로써 해결될 수 있지만, 기존의 플라스틱 소재의 경우와 달리 유리 소재를 사용할 경우 필요한 기판의 온도가 훨씬 높다. 이에 따라 기판의 온도를 높이기 위해 기판을 가열하면 가열된 기판 또는 가열시키기 위한 히터의 열에 의해 다른 부품이 영향을 받아 오작동 또는 손상을 일으킬 수 있어 이에 대한 대책이 필요하게 된다.Such adhesion can be solved by raising the temperature of the substrate, but unlike the case of the conventional plastic material, when a glass material is used, the required substrate temperature is much higher. Accordingly, when the substrate is heated to increase the temperature of the substrate, other components may be affected by the heat of the heated substrate or the heater for heating, which may cause malfunction or damage, and countermeasures are required.

대한민국등록실용신안공보 제20-0486725호Republic of Korea Registered Utility Model Publication No. 20-0486725

본 발명은 유리 소재 적층 공정에서 유리 소재가 안정적으로 잘 붙을 수 있는 베드 및 이를 이용한 3D 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a bed to which a glass material can be stably adhered well in a glass material lamination process and a 3D printer using the same.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 유리 소재를 노즐을 통해 용융시켜 적층제조하는 3D 프린터에서 용융된 유리 소재가 적층되는 공간인 적층 베드로서, 유리 소재가 용융되어 적층되는 유리기판, 상기 유리기판 아래에 배치되는 평판히터, 상기 평판히터의 측면과 하면을 둘러싸는 평판히터 홀더 및 상기 평판히터와 상기 평판히터 홀더 사이에 배치되는 단열층을 포함하는 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드를 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, as a laminated bed, which is a space in which molten glass materials are laminated in a 3D printer that melts a glass material through a nozzle for lamination manufacturing, a glass substrate on which a glass material is melted and laminated, the glass substrate It provides a laminated bed for a glass melting type 3D printer comprising a flat heater disposed below, a flat heater holder surrounding the side and lower surfaces of the flat heater, and a heat insulating layer disposed between the flat heater and the flat heater holder.

본 발명을 통해 제공되는 고온 베드 및 3D 프린터를 이용함으로써, 유리 용융을 통한 3D 프린팅 공정에서 유리 적층물이 안정적으로 고정되면서 고온 베드에 의한 3D 프린터 전체의 가열을 방지하여 연속 공정이 가능하게 된다.By using the hot bed and the 3D printer provided through the present invention, the glass laminate is stably fixed in the 3D printing process through glass melting, and the heating of the entire 3D printer by the hot bed is prevented, thereby enabling a continuous process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 베드의 분해도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합체된 적층 베드의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열층과 평판히터를 나타낸다.
1 shows an exploded view of a laminated bed according to an embodiment of the present invention.
2 shows a perspective view of a coalesced laminated bed according to an embodiment of the present invention.
3 shows a heat insulating layer and a flat heater according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, when a part 'includes' a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

본 발명을 통해, 유리 소재를 노즐을 통해 용융시켜 적층제조하는 3D 프린터에서 용융된 유리 소재가 적층되는 공간인 적층 베드로서, 유리 소재가 용융되어 적층되는 유리기판, 상기 유리기판 아래에 배치되는 평판히터, 상기 평판히터의 측면과 하면을 둘러싸는 평판히터 홀더 및 상기 평판히터와 상기 평판히터 홀더 사이에 배치되는 단열층을 포함하는 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드를 제공한다.Through the present invention, as a laminated bed, which is a space in which molten glass materials are laminated in a 3D printer that melts a glass material through a nozzle for lamination manufacturing, a glass substrate on which the glass material is melted and laminated, and a flat plate disposed under the glass substrate It provides a laminated bed for a glass melting type 3D printer comprising a heater, a flat heater holder surrounding the side and lower surfaces of the flat heater, and a heat insulating layer disposed between the flat heater and the flat heater holder.

유리 소재를 노즐을 통해 용융시켜 적층제조하는 3D 프린터에서 노즐에서 토출된 유리가 처음 붙는 유리기판에서의 접착력은 계속되는 적층 공정 중 적층물을 단단히 고정하기 위해 매우 중요하다.In a 3D printer that melts a glass material through a nozzle to manufacture it, the adhesive force on the glass substrate to which the glass ejected from the nozzle first adheres is very important to firmly fix the laminate during the continuous lamination process.

이러한 접착력을 높이기 위해서는 유리의 적층 공정이 시작되는 유리기판의 온도를 높이는 것이 필요한데, 종래의 플라스틱을 소재로 하는 ME법을 이용한 3D 프린터에서는 베드의 가열 온도는 100℃ 이하에 불과하였다. 본 발명에서 적용하는 유리 소재는 접착력을 높이기 위해서는 플라스틱 경우에서 보다 높은 온도, 예를 들면 300℃까지 유리기판을 가열하는 것이 필요하다. 그런데, 이렇게 유리기판을 가열하면 가열된 유리기판으로부터의 열과 유리기판을 가열시키기 위한 히터로부터 방출되는 열이 3D 프린터의 다른 부분으로 전달되어 전자 장치의 오작동이나 금속 부품 팽창에 의한 치수 변화 등 많은 문제를 일으킬 수 있다.In order to increase the adhesive strength, it is necessary to increase the temperature of the glass substrate at which the glass lamination process starts. In the conventional 3D printer using the ME method using plastic as a material, the heating temperature of the bed was only 100° C. or less. In order to increase the adhesive strength of the glass material applied in the present invention, it is necessary to heat the glass substrate to a higher temperature than in the case of plastic, for example, up to 300°C. However, when the glass substrate is heated in this way, the heat from the heated glass substrate and the heat emitted from the heater for heating the glass substrate are transferred to other parts of the 3D printer, causing many problems such as malfunction of electronic devices or dimensional changes due to expansion of metal parts. can cause

이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명에서는 유리기판 아래에 배치되는 평판히터와 이러한 평판히터를 고정해주는 평판히터 홀더 사이에 단열층을 형성하여 평판히터와 유리기판에서의 열이 3D 프린터의 다른 부분으로 전달되지 않도록 한다. 또한, 단열층 아래에 배치되는 평판히터 홀더는 테프론과 같은 단열 소재를 적용함으로써 평판히터로부터의 열을 차단하는 효과를 더할 수 있다. In order to prevent this problem, in the present invention, an insulating layer is formed between the flat heater disposed under the glass substrate and the flat heater holder that fixes the flat heater, so that the heat from the flat heater and the glass substrate is transferred to other parts of the 3D printer. make sure it doesn't happen In addition, the flat heater holder disposed under the heat insulating layer can add an effect of blocking heat from the flat heater by applying a heat insulating material such as Teflon.

평판히터는 유리기판이 수평을 유지하도록 지지하면서 면 전체가 승온되어 유리기판을 가열하게 된다. 수평을 유지하면서 고온으로 가열하고 정밀한 온도제어를 위해 평판히터는 금속제(예를 들면 알루미늄, 스테인레스 스틸)의 평판히터 또는 세라믹 평판히터가 될 수 있는데, 특히 500℃ 이상까지 가열이 가능하고 온도제어가 정밀하게 될 수 있는 세라믹 평판히터인 것이 더 바람직하다. The flat plate heater heats the glass substrate by raising the temperature of the entire surface while supporting the glass substrate to keep it horizontal. For heating to a high temperature while maintaining the level and for precise temperature control, the flat plate heater can be a metal plate heater (for example, aluminum, stainless steel) or a ceramic plate heater. More preferably, it is a ceramic plate heater that can be made with precision.

평판히터는 200~700℃ 범위에서 온도제어가 가능한 것이 바람직한데, 다양한 유리 소재에 대한 대응을 위해서 필요한 온도범위이다.It is desirable that the flat heater can control the temperature in the range of 200~700℃, which is a necessary temperature range to cope with various glass materials.

또한, 본 발명에서 상기 단열층은 복수의 구형 지지체와 빈 공간으로 이루어지는 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드를 제공한다.In addition, in the present invention, the heat insulating layer provides a laminated bed for a glass melting type 3D printer comprising a plurality of spherical supports and an empty space.

단열층은 미네랄 울, 글래스 울, 석면, 세라믹 보드 등 다양한 단열재가 사용될 수 있다. 그러나 이러한 단열재가 평판히터 아래에 위치하게 되면 평판히터의 수평도를 확보하기 어려울 수있다. 미레랄 울, 글래스 울, 석면 등은 소재의 특성상 수평도 확보가 어렵고, 세라믹 보드 등은 보드 자체의 수평도가 좋지 않거나 또는 높이가 일정하지 않은 여러 보드 조각의 조합으로 인해 일정한 수평도를 맞추기가 어려운 문제가 있다. Various insulating materials such as mineral wool, glass wool, asbestos, and ceramic board may be used for the insulating layer. However, if such an insulating material is located under the flat heater, it may be difficult to secure the horizontality of the flat heater. Due to the nature of materials such as miral wool, glass wool, and asbestos, it is difficult to ensure levelness, and for ceramic boards, it is difficult to achieve a certain level due to the poor level of the board itself or the combination of several board pieces that are not uniform in height. There is a difficult problem.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 동일한 직경의 구형 지지체 여러 개를 평판히터 아래에서 두어 평판히터의 수평이 손쉽게 유지되도록 한다. 또한, 단열층의 두께는 구형 지지체의 직경을 달리하면 쉽게 변화시킬 수 있는 장점 또한 가지게 된다. 구형 지지체와 평판히터와는 작은 접점을 통해서만 접촉되기 때문에 평판히터로부터 열전달이 쉽게 일어나지 않고, 구형 지지체 사이는 빈 공간이어서 충분한 단열 효과를 얻을 수 있게 된다. In order to solve this problem, in the present invention, several spherical supports of the same diameter are placed under the flat heater so that the flat heater is easily maintained. In addition, the thickness of the heat insulating layer has an advantage that can be easily changed by changing the diameter of the spherical support. Because the spherical support and the flat heater are in contact only through a small contact point, heat transfer from the flat heater does not occur easily, and there is an empty space between the spherical support, so that sufficient thermal insulation effect can be obtained.

또한, 본 발명에서 상기 복수의 구형 지지체는 세라믹 볼인 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드를 제공한다.In addition, in the present invention, the plurality of spherical supports provides a laminated bed for a glass melting type 3D printer that is a ceramic ball.

구형 지지체는 그 자체로 열전도율이 낮은 것을 사용하는 것이 단열 효과면에서 유리하다. 한편 구형 지지체 바로 위에는 고온으로 가열되는 평판히터가 위치하기 때문에 내열성도 필요한 특성이 된다. 또한 단열층 위에 위치하는 평판히터의 수평도를 확보하기 위해서는 구형 지지체가 모두 균일한 직경이 될 필요가 있고 이에 따라 균일한 직경의 볼이 쉽게 만들어지는 소재인 것이 바람직하다. 따라서, 구형 지지체는 열전달이 쉬운 금속 소재 또는 고온에서 녹을 수 있는 플라스틱의 볼 보다는 열전달이 잘 되지 않고 다양하고 균일한 크기의 직경을 만들기 유리한 세라믹 볼인 것이 바람직하다. 특히, 지르코니아 볼은 이러한 요구조건을 충족할 수 있는 실시예가 될 수 있다.It is advantageous in terms of thermal insulation effect to use the spherical support itself having low thermal conductivity. On the other hand, heat resistance is also a necessary characteristic because a flat heater heated to a high temperature is located directly on the spherical support. In addition, in order to secure the horizontality of the flat heater positioned on the heat insulating layer, all the spherical supports need to have a uniform diameter, and accordingly, it is preferable that the ball of a uniform diameter be easily made of a material. Therefore, it is preferable that the spherical support is a ceramic ball that does not conduct heat well and is advantageous to make diameters of various and uniform sizes, rather than a ball made of a metal material or plastic that can be melted at a high temperature. In particular, a zirconia ball may be an embodiment that can satisfy these requirements.

또한, 본 발명에서 상기 유리기판의 측면을 둘러싸고 상기 유리기판과 평판히터 홀더 사이에 배치되고 상기 평판히터 홀더에 의해 고정되면서 동시에 상기 유리기판을 고정하는 유리기판 홀더를 더 포함하는, 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드를 제공한다.In addition, in the present invention, it surrounds the side of the glass substrate and is disposed between the glass substrate and the flat heater holder and is fixed by the flat heater holder and further comprises a glass substrate holder for fixing the glass substrate at the same time, glass melting type 3D A laminated bed for a printer is provided.

유리기판은 적층 공정 중 흔들리지 않고 고정될 필요가 있는데, 평판히터 위에 배치되는 유리기판은 가열되는 평판히터에 직접 고정되기는 어렵다. 따라서, 평판히터 홀더와 유리기판 사이에 위치하면서 평판히터 홀더에 의해 고정되는 유리기판 홀더를 통해 유리기판을 고정할 수 있다.The glass substrate needs to be fixed without being shaken during the lamination process, and it is difficult for the glass substrate disposed on the flat plate heater to be directly fixed to the heated flat plate heater. Therefore, the glass substrate can be fixed through the glass substrate holder which is positioned between the flat plate heater holder and the glass substrate and is fixed by the plate heater holder.

본 발명에 따른 실시예를 도 1 내지 3을 통해 좀 더 상세하게 설명하면, 유리기판(110)은 용융된 유리가 직접 토출되어 적층되는 기판으로서, 바로 아래에는 유리기판(110)을 가열하는 평판히터(120)가 배치된다. 평판히터(120)에는 히터에 전력을 공급하는 전원공급부(121)와 온도를 측정할 수 있는 열전대(122)가 연결될 수 있다. When an embodiment according to the present invention is described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3 , the glass substrate 110 is a substrate on which molten glass is directly discharged and laminated, and a flat plate for heating the glass substrate 110 immediately below. A heater 120 is disposed. A power supply 121 for supplying power to the heater and a thermocouple 122 for measuring a temperature may be connected to the flat heater 120 .

평판히터(120) 아래에는 구형 지지체(130)가 배치되고 다시 그 아래에는 평판히터 홀더(140)가 배치된다. 평판히터 홀더(140)는 내부가 비고 상면이 없는 육면체 형태로 구형 지지체(130)와 평판히터(120)를 내부 공간에 배치시킨다.A spherical support 130 is disposed under the flat plate heater 120 , and a plate heater holder 140 is disposed under it again. The flat plate heater holder 140 has a hollow inside and a hexahedral shape without an upper surface, and the spherical support 130 and the flat plate heater 120 are disposed in the inner space.

평판히터(120) 상에 배치되는 유리기판(110)은 보다 안정적인 고정을 위해서 평판히터 홀더(140)와 유리기판(110) 사이에 위치하는 유리기판 홀더(150)에 의해 고정될 수 있다. 유리기판 홀더(150)는 평판히터 홀더(140)에 의해 고정된다.The glass substrate 110 disposed on the plate heater 120 may be fixed by the glass substrate holder 150 positioned between the plate heater holder 140 and the glass substrate 110 for more stable fixing. The glass substrate holder 150 is fixed by the plate heater holder 140 .

도 2는 이러한 부품들이 합체된 고온 베드를 나타낸다. 평판히터 홀더(140) 내부 공간에 구형 지지체(130)와 평판히터(120)가 배치되고 그 위에 유리기판 홀더(150)와 유리기판(110)이 배치된다.Figure 2 shows a hot bed in which these parts are incorporated. The spherical support 130 and the plate heater 120 are disposed in the inner space of the plate heater holder 140 , and the glass substrate holder 150 and the glass substrate 110 are disposed thereon.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판히터 홀더(140) 내부에 배치되는 구형 지지체(130)에 의해 형성되는 단열층(도 3(a))과 그 위에 배치되는 평판히터(120)(도 3(b))의 모습을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에서 구형 지지체(130)는 지르코니아 볼이 사용되었다. 3 is a heat insulating layer (FIG. 3(a)) formed by the spherical support 130 disposed inside the flat heater holder 140 according to an embodiment of the present invention and the flat heater 120 disposed thereon (FIG. 3(b)) is shown. In an embodiment of the present invention, the spherical support 130 was used as a zirconia ball.

본 발명에 따라, 유리 필라멘트를 노즐로 공급하는 유리 필라멘트 공급 장치상기 유리 필라멘트 공급 장치에 의해 공급된 유리 필라멘트를 용융하여 노즐팁을 통해 배출하는 노즐, 상기 노즐의 노즐팁을 통해 배출되는 용융된 유리 필라멘트가 순차 적층되어 목표하는 형태로 성형되는 공간을 제공하는 적층 베드 및 상기 유리 필라멘트 공급 장치와 상기 노즐의 동작을 제어하기 위한 제어장치를 포함하며, 상기 적층 베드는, 유리 소재가 용융되어 적층되는 유리기판, 상기 유리기판 아래에 배치되는 평판히터, 상기 평판히터의 측면과 하면을 둘러싸는 평판히터 홀더 및 상기 평판히터와 상기 평판히터 홀더 사이에 배치되는 단열층을 포함하는 유리 용융형 3D 프린터를 제공한다.According to the present invention, a glass filament supply device for supplying a glass filament to a nozzle A nozzle that melts the glass filament supplied by the glass filament supply device and discharges it through a nozzle tip, molten glass discharged through the nozzle tip of the nozzle A laminated bed providing a space in which filaments are sequentially laminated to form a target shape, and a control device for controlling the operation of the glass filament supply device and the nozzle, wherein the laminated bed is laminated by melting a glass material A glass melting type 3D printer comprising a glass substrate, a flat plate heater disposed under the glass substrate, a flat heater holder surrounding the side and lower surfaces of the flat heater, and an insulating layer disposed between the flat heater and the flat heater holder do.

고온 베드가 배치되면서 동시에 고온 베드로부터의 열이 3D 프린터의 다른 부분으로 전달되지 않도록 함으로써 가열된 베드에서 효율적으로 유리 소재를 적층하면서 동시에 3D 프린터가 열에 의한 손상을 받지 않는 3D 프린터를 제공할 수 있게 된다.By ensuring that the hot bed is placed and at the same time the heat from the hot bed is not transferred to other parts of the 3D printer, the 3D printer can provide a 3D printer that efficiently laminates the glass material on the heated bed while at the same time not being damaged by heat. do.

110 : 유리기판 120 : 평판히터
130 : 구형 지지체 140 : 평판히터 홀더
150 : 유리기판 홀더
110: glass substrate 120: flat heater
130: spherical support 140: plate heater holder
150: glass substrate holder

Claims (6)

유리 소재를 노즐을 통해 용융시켜 적층제조하는 3D 프린터에서 용융된 유리 소재가 적층되는 공간인 적층 베드로서,
유리 소재가 용융되어 적층되는 유리기판;
상기 유리기판 아래에 배치되는 평판히터;
상기 평판히터의 측면과 하면을 둘러싸는 평판히터 홀더; 및
상기 평판히터와 상기 평판히터 홀더 사이에 배치되는 단열층을 포함하고,
상기 단열층은 동일한 직경을 가지는 복수의 구형 세라믹 볼과 빈 공간으로 이루어지는,
유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드.
As a laminate bed, which is a space where molten glass materials are laminated in a 3D printer that melts glass materials through a nozzle and manufactures them,
a glass substrate on which a glass material is melted and laminated;
a flat heater disposed under the glass substrate;
a plate heater holder surrounding the side and lower surfaces of the plate heater; and
Including a heat insulating layer disposed between the flat heater and the flat heater holder,
The heat insulating layer consists of a plurality of spherical ceramic balls having the same diameter and an empty space,
Laminated bed for glass melting type 3D printer.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 유리기판의 측면을 둘러싸고 상기 유리기판과 상기 평판히터 홀더 사이에 배치되고, 상기 평판히터 홀더에 의해 고정되면서 동시에 상기 유리기판을 고정하는 유리기판 홀더를 더 포함하는, 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드.
The method of claim 1,
Surrounding the side surface of the glass substrate and disposed between the glass substrate and the flat heater holder, while being fixed by the flat heater holder further comprising a glass substrate holder for fixing the glass substrate at the same time, glass melting type lamination for 3D printer bed.
제 1항에 있어서,
상기 평판히터는 세라믹 평판히터인, 유리 용융형 3D 프린터용 적층 베드.
The method of claim 1,
The flat heater is a ceramic flat heater, a laminated bed for a glass melting type 3D printer.
유리 필라멘트를 노즐로 공급하는 유리 필라멘트 공급 장치;
상기 유리 필라멘트 공급 장치에 의해 공급된 유리 필라멘트를 용융하여 노즐팁을 통해 배출하는 노즐;
상기 노즐의 노즐팁을 통해 배출되는 용융된 유리 필라멘트가 순차 적층되어 목표하는 형태로 성형되는 공간을 제공하는 적층 베드; 및
상기 유리 필라멘트 공급 장치와 상기 노즐의 동작을 제어하기 위한 제어장치를 포함하며,
상기 적층 베드는,
유리 소재가 용융되어 적층되는 유리기판;
상기 유리기판 아래에 배치되는 평판히터;
상기 평판히터의 측면과 하면을 둘러싸는 평판히터 홀더; 및
상기 평판히터와 상기 평판히터 홀더 사이에 배치되는 단열층을 포함하고,
상기 단열층은 동일한 직경을 가지는 복수의 구형 세라믹 볼과 빈 공간으로 이루어지는,
유리 용융형 3D 프린터.
a glass filament supply device for supplying the glass filament to the nozzle;
a nozzle that melts the glass filament supplied by the glass filament supply device and discharges it through a nozzle tip;
a lamination bed providing a space in which molten glass filaments discharged through the nozzle tip of the nozzle are sequentially laminated to form a target shape; and
a control device for controlling the operation of the glass filament supply device and the nozzle;
The laminated bed,
a glass substrate on which a glass material is melted and laminated;
a flat heater disposed under the glass substrate;
a plate heater holder surrounding the side and lower surfaces of the plate heater; and
Including a heat insulating layer disposed between the flat heater and the flat heater holder,
The heat insulating layer consists of a plurality of spherical ceramic balls having the same diameter and an empty space,
Glass melting type 3D printer.
KR1020190177256A 2019-12-30 2019-12-30 High temperature bed for glass 3D printer KR102289037B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190177256A KR102289037B1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 High temperature bed for glass 3D printer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190177256A KR102289037B1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 High temperature bed for glass 3D printer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210084826A KR20210084826A (en) 2021-07-08
KR102289037B1 true KR102289037B1 (en) 2021-08-12

Family

ID=76893600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190177256A KR102289037B1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 High temperature bed for glass 3D printer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102289037B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017189904A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Sabic-Gapt 3d printer with independent multi zone temperature controller

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101567639B1 (en) * 2013-11-14 2015-11-10 (주)아이씨디 Furnace for manufacturing curved glass
KR200486725Y1 (en) 2017-10-27 2018-06-26 동원씨앤에스에듀 주식회사 Bed for 3D Printer
KR102094686B1 (en) * 2017-12-27 2020-03-30 한국세라믹기술원 Nozzle for 3D printer based on glass fused deposition and 3D printer based on glass fused deposition using the nozzle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017189904A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Sabic-Gapt 3d printer with independent multi zone temperature controller

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210084826A (en) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11498281B2 (en) Multiple axis robotic additive manufacturing system and methods
US11760016B2 (en) Build material particle layering
US20160096327A1 (en) Apparatus and method for producing objects utilizing three-dimensional printing
US10906291B2 (en) Controllable release build plate for 3D printer
JP6190038B2 (en) Laser powder additive manufacturing apparatus, laser powder additive manufacturing method, and three-dimensional additive manufacturing apparatus
US11446741B2 (en) System and method for forming material substrate printer
JP2008037024A (en) Apparatus and method for selective laser sintering
US11504904B2 (en) Additive manufacturing by selective liquid cooling
JP2007307742A (en) Powder sintering laminate shaping apparatus and its use method
KR102289037B1 (en) High temperature bed for glass 3D printer
JP2017217791A (en) Three-dimensional molding apparatus
KR102094686B1 (en) Nozzle for 3D printer based on glass fused deposition and 3D printer based on glass fused deposition using the nozzle
CN101540271A (en) Mask for forming a thermal sprayed protrusion, method for forming a thermal sprayed protrusion using the mask and method for manufacturing a substrate supporting apparatus using the mask
JP2023172145A (en) Method for manufacturing substrate
TWI731436B (en) Method of two lasers sintering ceramic material and sintering apparatus thereof
US20180021936A1 (en) Monobloc tool for the production of molded parts
JP2022026528A (en) Method of manufacturing three-dimensional molded product, and apparatus of manufacturing three-dimensional molded product
CN117729993A (en) Method and apparatus for additive manufacturing of glass objects