KR20230084739A - 3D printing apparatus - Google Patents
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Abstract
제조성 및 경제성이 개선되도록, 본 발명은 바닥면이 투영되는 투영판으로 구비되며, 측벽부가 기설정된 길이로 돌설되어 내부에 용융된 조형수지가 충진되는 수지수용부; 상기 수지수용부의 하부에 이격 구비되며 상기 투영판측으로 경화광을 조사하는 광원부; 상기 수지수용부의 일측에 구비되어 상하로 승강 구동되되, 상기 수지수용부의 상측에 배치되며 상기 투영판과 평행한 조형판이 하부에 형성된 조형적층부가 분리 가능하게 체결된 승강조형부; 및 상기 투영판의 상면에 적층되되, 상기 투영판과 상기 조형판 사이의 조형간격에 형성된 수지단층이 상기 조형판에 부착되어 상기 투영판으로부터 분리 이격되도록 상기 조형수지와 이형성 수지로 구비되는 제1적층필름 및 상기 제1적층필름과 상기 투영판 사이에 적층되되 상기 조형판의 상승 구동시 상기 수지단층과 상기 투영판 사이의 압력이 감소되도록 표면을 따라 공극공간을 제공하는 제2적층필름을 포함하는 이형필름부를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 제공한다.In order to improve manufacturability and economy, the present invention is provided as a projection plate on which a bottom surface is projected, and a resin accommodating part protruded to a predetermined length and filled with molten molding resin therein; a light source unit spaced apart from the lower portion of the resin accommodating unit and irradiating curing light toward the projection plate; an elevation molding unit provided on one side of the resin accommodating unit and driven up and down, disposed above the resin accommodating unit and detachably fastened to a molding stacking unit having a molding plate parallel to the projection plate formed thereunder; and a first layer laminated on the upper surface of the projection plate and provided with the molding resin and the release resin such that a resin monolayer formed in a molding gap between the projection plate and the molding plate is attached to the molding plate and separated from the projection plate. A laminated film and a second laminated film laminated between the first laminated film and the projection plate to provide an air gap along the surface so that the pressure between the resin monolayer and the projection plate is reduced when the molding plate is driven upward. It provides a three-dimensional printing device comprising a release film portion to do.
Description
본 발명은 3차원 프린팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조성 및 경제성이 개선되는 3차원 프린팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional printing device, and more particularly, to a three-dimensional printing device with improved manufacturability and economy.
일반적으로, 3차원 프린터(3D 프린터)는 3차원 입체 구조물을 제조하는 프린터를 의미한다. 3차원 프린터는 크게 절삭형 및 적층형의 두가지 방식으로 구분할 수 있다. 전술한 절삭형은 덩어리 형상의 재료를 깎거나 갈아서 원하는 3차원 형상의 입체 물건을 얻는 방식이며, 후술한 적층형은 얇은 층을 적층하여 원하는 3차원 형상의 조형물(출력물)을 구현하는 방식이다.In general, a three-dimensional printer (3D printer) refers to a printer that manufactures a three-dimensional three-dimensional structure. 3D printers can be largely classified into two types: cutting type and stacking type. The above-mentioned cutting type is a method of obtaining a three-dimensional object having a desired three-dimensional shape by cutting or grinding a lump-shaped material, and the layered type described later is a method of implementing a sculpture (output) of a desired three-dimensional shape by laminating thin layers.
여기서, 적층형 방식으로는 FMD(Fused Deposition Modeling) 방식, DLP(Digital Light Processing) 방식, SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식, SLS(Selective Laser Sintering) 방식 등이 있다.Here, the layered method includes a Fused Deposition Modeling (FMD) method, a Digital Light Processing (DLP) method, a Stereo Lithography Apparatus (SLA) method, a Selective Laser Sintering (SLS) method, and the like.
상세히, FMD 방식은 플라스틱 등의 소재를 한 층씩 적층하여 3차원 형상의 조형물을 구현하는 방식이다. DLP 방식은 프로젝터에서 제공되는 경화광(예를 들어 자외선광)을 이용하여 광경화성 수지를 조금씩 굳혀가며 3차원 형상의 조형물을 구현하는 방식이다. SLA 방식은 레이더프린팅 방식으로, 레이저를 이용하여 자외선에 경화되는 자외선 레진을 통하여 3차원 형상의 조형물을 구현하는 방식이다. 이때, SLA 방식은 DLP 방식과 함께 액체 기반 광조형 방식으로 구분될 수 있다. SLS 방식은 분말소결방식으로 불리기도 하며, 레이저를 이용하여 분말을 녹여 이를 소결하는 방식으로 3차원 형상의 조형물을 구현하는 방식이다.In detail, the FMD method is a method of implementing a three-dimensional sculpture by laminating materials such as plastic layer by layer. The DLP method is a method of implementing a three-dimensional sculpture by gradually hardening a photocurable resin using curing light (eg, ultraviolet light) provided from a projector. The SLA method is a radar printing method, and is a method of implementing a three-dimensional sculpture through an ultraviolet resin cured by ultraviolet rays using a laser. In this case, the SLA method may be classified into a liquid-based stereolithography method along with the DLP method. The SLS method, also called a powder sintering method, is a method of implementing a three-dimensional sculpture by melting powder using a laser and sintering it.
한편, DLP 방식은 평면단위로 한번에 조형이 가능하여 조형생성속도가 빠른 장점이 있다. 또한, DLP 방식은 타 방식에 비하여 3차원 조형물의 품질이 우수한 장점이 있다.On the other hand, the DLP method has the advantage that the molding production speed is fast because molding can be performed in plane units at once. In addition, the DLP method has an advantage in that the quality of the 3D sculpture is superior to that of other methods.
이러한 DLP 방식은 3차원 형상의 조형물을 제조하는 3차원 프린터는 액체수지가 수용되며 바닥면이 투영되는 저수조, 상기 저수조의 하부에 구비되는 광원부 및 상기 저수조의 상부에 승강 가능하게 구비되는 조형판을 포함한다. 여기서, 상기 광원부로부터 경화광이 상기 저수조측으로 조사되면 상기 저수조의 바닥면과 상기 조형판이 이격된 공간 사이의 액체수지가 경화되면서 수지단층이 형성된다. 그리고, 하나의 수지단층이 경화된 후 상기 조형판을 기설정된 두께만큼 상승시키면, 하나의 수지단층과 상기 저수조의 바닥면 사이 공간에 새로운 수지단층이 형성되면서 3차원으로 적층된다.In this DLP method, a 3D printer for producing a three-dimensional sculpture includes a water tank in which liquid resin is accommodated and the bottom surface is projected, a light source unit provided at the bottom of the water tank, and a molding plate provided to be able to move up and down on the top of the water tank. include Here, when the curing light from the light source unit is irradiated toward the reservoir, the liquid resin between the bottom surface of the reservoir and the space in which the molding plate is spaced apart is cured to form a single layer of resin. In addition, when the molding plate is raised by a predetermined thickness after one resin monolayer is cured, a new resin monolayer is formed in the space between the one resin monolayer and the bottom surface of the reservoir, and is laminated in three dimensions.
여기서, 상기 조형판에 하나의 수지단층이 생성된 후 상기 조형판을 상승시 상기 수지단층이 상기 저수조의 바닥면으로부터 분리되도록 이형성을 갖는 필름이 부착된다. 이때, 생성된 상기 수지단층의 표면적이 좁은 경우, 상기 수지단층과 상기 바닥면이 비교적 쉽게 분리되므로 상기 수지단층이 적층 형성된 상기 조형판이 용이하게 상승될 수 있다.Here, after a single layer of resin is formed on the molding plate, a film having releasability is attached so that the monolayer of resin is separated from the bottom surface of the water tank when the molding plate is raised. At this time, when the surface area of the generated single layer of resin is small, since the single layer of resin and the bottom surface are relatively easily separated, the molding plate on which the single layer of resin is laminated can be easily lifted.
그러나, 상기 수지단층의 표면적이 넓은 경우 상기 수지단층과 상기 바닥면 사이에 음압(negative pressure)이 발생함으로 인하여 분리가 쉽지 않으며, 분리시 압력으로 인한 소음이 발생하였다. 또한, 상기 이형성 필름에 반복적인 압력이 가해짐으로 인하여 사용수명이 단축되어 자주 교체해야 함으로 인해 경제성이 저하되는 문제점이 있었다. 더욱이, 상기 이형성 필름이 상기 수지단층과 분리되지 못하고 상측으로 반복적으로 견인됨으로 인하여 주름이 발생하여 상기 수지단층의 표면이 균일하지 못하고 최종 제조되는 조형물의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.However, when the surface area of the resin monolayer is large, separation is not easy because negative pressure is generated between the resin monolayer and the bottom surface, and noise is generated due to the pressure during separation. In addition, due to repeated pressure being applied to the release film, the useful life is shortened, so there is a problem in that economic efficiency is lowered due to frequent replacement. Furthermore, since the release film is not separated from the resin monolayer and is repeatedly pulled upward, wrinkles occur, resulting in an uneven surface of the resin monolayer and a problem in that the quality of a finally manufactured object is deteriorated.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 제조성 및 경제성이 개선되는 3차원 프린팅 장치을 제공하는 것을 해결과제로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a three-dimensional printing device having improved manufacturability and economy.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 바닥면이 투영되는 투영판으로 구비되며, 측벽부가 기설정된 길이로 돌설되어 내부에 용융된 조형수지가 충진되는 수지수용부; 상기 수지수용부의 하부에 이격 구비되며 상기 투영판측으로 경화광을 조사하는 광원부; 상기 수지수용부의 일측에 구비되어 상하로 승강 구동되되, 상기 수지수용부의 상측에 배치되며 상기 투영판과 평행한 조형판이 하부에 형성된 조형적층부가 분리 가능하게 체결된 승강조형부; 및 상기 투영판의 상면에 적층되되, 상기 투영판과 상기 조형판 사이의 조형간격에 형성된 수지단층이 상기 조형판에 부착되어 상기 투영판으로부터 분리 이격되도록 상기 조형수지와 이형성 수지로 구비되는 제1적층필름 및 상기 제1적층필름과 상기 투영판 사이에 적층되되 상기 조형판의 상승 구동시 상기 수지단층과 상기 투영판 사이의 압력이 감소되도록 표면을 따라 공극공간을 제공하는 제2적층필름을 포함하는 이형필름부를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is provided as a projection plate on which the bottom surface is projected, and the side wall protrudes to a predetermined length to fill the inside with molten molding resin; a light source unit spaced apart from the lower portion of the resin accommodating unit and irradiating curing light toward the projection plate; an elevation molding unit provided on one side of the resin accommodating unit and driven up and down, disposed above the resin accommodating unit and detachably fastened to a molding stacking unit having a molding plate parallel to the projection plate formed thereunder; and a first layer laminated on the upper surface of the projection plate and provided with the molding resin and the release resin such that a resin monolayer formed in a molding gap between the projection plate and the molding plate is attached to the molding plate and separated from the projection plate. A laminated film and a second laminated film laminated between the first laminated film and the projection plate to provide an air gap along the surface so that the pressure between the resin monolayer and the projection plate is reduced when the molding plate is driven upward. It provides a three-dimensional printing device comprising a release film portion to do.
여기서, 상기 제2적층필름은 상기 투영판과 대향되는 하면이 평면으로 형성되되, 상기 제1적층필름이 대항 적층되는 상면이 상기 공극공간이 형성되도록 복수개의 돌출부 및 홈부가 교번 형성된 엠보부로 형성됨이 바람직하다.Here, the lower surface of the second laminated film facing the projection plate is formed as a flat surface, and the upper surface on which the first laminated film is stacked oppositely is formed as an embossed portion in which a plurality of protrusions and grooves are alternately formed so as to form the void space. desirable.
더욱이, 상기 제2적층필름은 하면이 상기 투영판의 상면에 부착 고정되며, 상기 제1적층필름은 상기 하면이 상기 엠보부에 기설정된 두께로 돌출 형성된 돌출부의 단부면에 부착되도록 상기 제2적층필름의 상부에 적층되되 외곽이 상기 측벽부의 하부를 따라 형성된 플랜지부의 상면에 부착 고정되도록 상기 제2적층필름의 면적을 초과하는 크기로 구비됨이 바람직하다.Furthermore, the lower surface of the second laminated film is attached and fixed to the upper surface of the projection plate, and the lower surface of the first laminated film is attached to the end surface of the protruding part protruding from the embossed part to a predetermined thickness. It is laminated on the upper part of the film, but preferably has a size exceeding the area of the second laminated film so that the outside is attached and fixed to the upper surface of the flange part formed along the lower part of the side wall part.
이때, 상기 제1적층필름은 플루오로화 에틸렌 프로필렌 공중합체 소재로 구비되고, 상기 제2적층필름은 에틸렌과 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 소재로 구비됨이 바람직하다.In this case, it is preferable that the first laminated film is made of a fluorinated ethylene propylene copolymer material, and the second laminated film is made of a copolymer material of ethylene and tetrafluoroethylene.
한편, 상기 공극공간이 실링되도록, 상기 투영판의 외곽측에 결합되며 상기 이형필름부의 외곽을 가압 고정하는 실링프레임이 더 구비됨이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that a sealing frame coupled to an outer side of the projection plate and pressing and fixing an outer portion of the release film unit is further provided so that the air gap is sealed.
상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다. Through the above solution, the present invention provides the following effects.
첫째, 표면이 엠보형인 제2적층필름이 이형성을 갖는 제1적층필름과 투영판 사이에 적층됨에 따라 수지단층이 형성된 조형판이 승강시 수지단층과 제1적층필름 사이의 음압을 감소시켜 수지단층이 부드럽게 분리 이격되므로 조형판의 상승시 발생하는 소음이 감소되므로 작업환경이 현저히 개선될 수 있다.First, as the second laminated film having an embossed surface is laminated between the first laminated film having releasability and the projection plate, the molding plate on which the resin monolayer is formed reduces the sound pressure between the resin monolayer and the first laminated film when moving up and down, so that the resin monolayer Since the separation and separation are smooth, the noise generated when the molding plate is raised is reduced, so the working environment can be remarkably improved.
둘째, 엠보부에 다수개의 공극공간이 형성되어 이형필름부와 수지단층 간의 밀착력이 감소됨에 따라 제1적층필름의 이형성만으로도 수지단층이 용이하게 분리되며, 제1적층필름이 수지단층에 밀착 견인되면서 늘어나거나 주름이 발생함으로 인하여 사용수명이 단축되는 문제가 해소되므로 경제성이 현저히 향상될 수 있다.Second, as a plurality of voids are formed in the embossed portion and the adhesive force between the release film portion and the resin monolayer is reduced, the resin monolayer is easily separated only by the release property of the first laminated film, and the first laminated film is pulled closely to the resin monolayer. Since the problem of shortening the service life due to stretching or wrinkles is solved, the economic feasibility can be remarkably improved.
셋째, 제2적층필름의 하면이 전체적으로 평면으로 형성되어 투영판에 견고하게 부착되며, 제1적층필름은 제2적층필름의 면적을 초과하는 면적으로 적층되어 외곽 테두리가 수지수용부의 바닥면에 부착되므로 공극공간에 의해 제1적층필름이 제2적층필름과의 부착면적은 감소되더라도 부착견고성이 현저히 향상될 수 있다.Third, the lower surface of the second laminated film is formed flat as a whole to be firmly attached to the projection plate, and the first laminated film is laminated with an area exceeding that of the second laminated film so that the outer edge is attached to the bottom surface of the resin container. Therefore, although the adhesion area between the first laminated film and the second laminated film is reduced due to the gap space, the adhesion strength can be remarkably improved.
넷째, 제1적층필름의 외곽 테두리가 제2적층필름의 외곽 테두리를 감싸 차폐함에 따라 공극공간이 실링되므로 조형수지가 공극공간으로 침투됨으로 인하여 음압을 감소하는 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Fourth, since the void space is sealed as the outer rim of the first laminated film wraps around the outer rim of the second laminated film for shielding, it is possible to prevent the deterioration of the sound pressure reducing function due to the infiltration of the molding resin into the void space.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 프린팅 장치의 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수지수용부 및 이형필름부의 단면예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이형필름부의 확대단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2적층필름의 표면에 대한 확대도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 이용한 조형물 제작 과정을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조형물이 분리되는 상태를 나타낸 확대예시도.1 is an exemplary view of a three-dimensional printing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of a resin accommodation unit and a release film unit according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged cross-sectional view of a release film unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an enlarged view of the surface of the second laminated film according to an embodiment of the present invention.
5a and 5b are exemplary views illustrating a process of manufacturing a sculpture using a 3D printing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an enlarged example showing a state in which the sculpture is separated according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 음압은 흡인력 또는 과 흡인력은 실질적으로 동일한 의미로 이해함이 바람직하며, 이하에서는 음압으로 설명한다. 상기 음압은 소정의 단면적을 가지는 구성이 밀착 접촉되면서 그 사이가 진공화되면서 발생하는 압력으로 이해함이 바람직하다. 또한, 본 실시예를 설명하기 위한 도면에서는 후술되는 적층필름들과 수지단층을 명확하게 표시하기 위하여 두껍게 도시하였으나, 실제 각 수지단층의 두께는 0.02~0.5mm 범위로 형성되는 것으로 이해함이 바람직하며, 상기 적층필름은 0.1~1mm 이하의 박판필름으로 구비되는 것으로 이해함이 바람직하다.Hereinafter, a three-dimensional printing device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is preferable to understand the negative pressure described below as the same meaning as the suction force or the suction force and the suction force, and will be described below as negative pressure. The negative pressure is preferably understood as a pressure generated when a structure having a predetermined cross-sectional area is in close contact with each other while vacuum is formed therebetween. In addition, in the drawings for explaining the present embodiment, although the laminated films and the resin monolayer to be described later are shown thickly to clearly indicate, it is preferable to understand that the thickness of each resin monolayer is formed in the range of 0.02 to 0.5 mm, It is preferable to understand that the laminated film is provided as a thin film of 0.1 to 1 mm or less.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 프린팅 장치의 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수지수용부 및 이형필름부의 단면예시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이형필름부의 확대단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2적층필름의 표면에 대한 확대도이다.1 is an exemplary view of a 3D printing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a resin accommodation unit and a release film unit according to an embodiment of the present invention. And, Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of the release film unit according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an enlarged view of the surface of the second laminated film according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 프린팅 장치(100)는 수지수용부(10), 광원부(20), 승강조형부(30) 및 이형필름부(40)를 포함함이 바람직하다. 이때, 본 발명에 따른 3차원 프린팅 장치(100)는 램프 또는 LED 광에너지로 패터닝된 단면을 경화하는 DLP(digital light processing) 방식의 광조형 프린터인 것으로 이해함이 바람직하다.As shown in FIGS. 1 to 4, the
상세히, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 상기 수지수용부(10)는 용융된 조형수지(1)가 내부에 충진되는 수용공간이 형성되도록 바닥면 및 측벽부(12)를 포함함이 바람직하다. 한편, 상기 용융된 조형수지(1)는 특정 파장 영역의 경화광이 조사되는 경우 경화되는 액상의 수지로 이해함이 바람직하다. 상기 조형수지(1)는 상기 경화광에 노출되어 소정의 압축강도를 가지도록 경화되는 아크릴계 올리고머를 포함하도록 조성될 수 있다. 예컨대, 상기 조형수지(1)는 우레탄 디메타크릴레이트(urethana dimethacrylate, UDMA), 에톡시화 비스페놀 에이 디메타크릴레이트(ethoxylated 30 bisphenol A dimethacrylate, EBADMA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 올리고머; 및 이소보닐 아크릴레이트(isobonyl acrylate, IBOA)를 포함하는 모노머를 포함할 수 있다. 또한, 상기 경화광에서 경화를 유도하는 광개시제 및 각 성분이 균일하게 분산되도록 분산제가 더 포함될 수 있다.In detail, referring to FIGS. 1 and 2 , the
상기 바닥면은 후술되는 광원부(20)로부터 조사되는 광원이 상기 수지수용부(10)의 내측으로 투영되는 투영판(11)으로 구비됨이 바람직하다. 이하에서 상기 바닥면과 상기 투영판(11)은 실질적으로 동일한 의미인 것으로 이해함이 바람직하다. 상기 투영판(11)은 유리, 석영 또는 아크릴 재질과 같이 투영소재로 구비될 수 있으며, 상기 광원부(20)에서 조사되는 광원에 대하여 형상 및 색상의 변형이 최소화되는 재질로 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 투영판(11)은 상기 용융된 조형수지(1)의 하중 및 후술되는 상기 승강조형부(30)의 구동에 따른 압력에도 평평한 상태가 유지되도록 소정의 강성을 갖는 판형으로 구비됨이 바람직하다.The bottom surface is preferably provided with a
상기 측벽부(12)는 상기 바닥면의 외곽으로부터 상측으로 기설정된 길이로 돌설됨이 바람직하다. 이때, 상기 측벽부(12)는 중앙부가 개구된 장방형의 프레임으로 구비될 수 있으며, 상기 투영판(11)의 외곽이 상기 측벽부(12)의 개구된 하부 테두리를 따라 고정될 수 있다. 여기서, 상기 측벽부(12)의 하부 테두리에는 상기 투영판(11)이 고정되는 플랜지부(13)가 상기 하부 테두리의 중앙부측으로 소정의 간격으로 연장 구비될 수 있다. 상기 투영판(11)과 상기 측벽부(12) 사이는 실링 처리됨이 바람직하며, 이를 통해 상기 용융된 조형수지(1)가 상기 수지수용부(10)의 외측으로 누수되는 것을 방지할 수 있다.Preferably, the
여기서, 도면에는 나타나지 않았지만 상기 수지수용부(10)는 상기 용융된 조형수지(1)가 준비되는 수지공급부와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 3차원 프린팅 장치(100)를 통한 조형물의 3차원 출력 과정에서 상기 용융된 조형수지(1)가 상기 수지수용부(10)에 지속적으로 공급될 수 있다. 또한, 후술되는 조형적층부(32)가 단계적으로 상승되더라도 상기 조형적층부(32)의 하부에 형성된 조형판(33)이 상기 용융된 조형수지(1)에 침적된 상태가 항상 유지될 수 있다.Here, although not shown in the drawings, the
상기 광원부(20)는 상기 수지수용부(10)의 하부에 이격 구비되며, 상기 투영판(11)측으로 경화광을 조사하도록 구비된다. 여기서, 상기 경화광은 자외선광일 수 있으며, 상기 광원부(20)는 UV LED로 구비될 수 있다. 즉, 상기 용융된 조형수지(1)는 상기 자외산광에서 경화되는 수지로 구비될 수 있다.The
한편, 도면에는 나타나지 않았지만 상기 광원부(20)와 상기 수지수용부(10) 사이에는 이미지생성부가 더 구비될 수 있다. 상기 이미지생성부는 상기 조형물이 상하방향으로 소정의 두께로 분할된 각 수지단층(2)에 대응되는 단면이미지가 출력되는 부분으로 이해함이 바람직하다. 이러한 이미지생성부는 통상의 DLP 형식의 3차원 프린터에 적용되는 구성으로 구비될 수 있으며, 구체적인 설명은 생략한다.Meanwhile, although not shown in the drawing, an image generating unit may be further provided between the
상기 승강조형부(30)는 승강부(31) 및 상기 조형적층부(32)를 포함함이 바람직하다.Preferably, the lifting and lowering
상기 승강부(31)는 상기 수지수용부(10)의 일측에 상하방향으로 연장 구비될 수 있으며, 제어부의 구동 신호에 따라 상기 조형적층부(32)가 기설정된 조형간격(d1)으로 상승 이동되거나 하강되도록 상하방향으로 구동될 수 있다. 그리고, 상기 조형적층부(32)는 상기 수지수용부(10)의 상측에 배치되며 상기 승강부(31)에 분리 가능하게 체결됨이 바람직하다. 상기 조형적층부(32)의 하부에는 상기 수지단층(2)이 적층 형성되는 상기 조형판(33)이 구비됨이 바람직하다. 상기 조형판(33)은 상기 조형적층부(32)의 바닥부인 것으로 이해함이 바람직하다. 상기 조형판(33)은 상기 투영판(11)과 평행하게 형성되며, 상기 승강부(31)의 구동을 통해 상기 투영판(11)과 상기 조형판(33)이 기설정된 간격으로 이격 구비될 수 있다.The
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 이형필름부(40)는 상기 투영판(11)의 상면에 적층되며, 제1적층필름(41) 및 제2적층필름(42)을 포함하는 다중필름으로 구비됨이 바람직하다. 상기 이형필름부(40)는 상기 투영판(11)에 이형성을 제공하기 위해 구비되는 것으로 이해함이 바람직하다.2 to 4, the
상세히, 상기 제1적층필름(41)은 상기 이형필름부(40)의 상측에 배치되는 필름이며, 상기 조형수지(1)와 이형성을 가지는 필름으로 구비됨이 바람직하다. 상기 제1적층필름(41)은 플루오로화 에틸렌 프로필렌 공중합체 소재(FEP)의 필름으로 구비됨이 바람직하다.In detail, the first
그리고, 상기 제2적층필름(42)은 상기 이형필름부(40)의 하측에 배치되어 상기 제1적층필름(41)과 적층되는 필름이며, 표면을 따라 공극공간(44)이 형성된 엠보형으로 구비됨이 바람직하다. 상기 제2적층필름(42)은 에틸렌과 플루오로에틸렌의 공중합체 소재(ETFE)의 필름으로 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 이형필름부(40)는 상기 조형판(33)과 대면되는 상측에 이형성 소재인 상기 제1적층필름(41)이 구비되며, 상기 제1적층필름(41)과 상기 투영판(11) 사이에 상기 제2적층필름(42)이 구비되는 구조이다.In addition, the second
따라서, 상기 제1적층필름(41)과 상기 조형판(33)이 실질적으로 마주보게 배치되며, 상기 제1적층필름(41)과 상기 조형판(33) 사이에 상기 수지단층(2)이 형성된다. 그리고, 상기 승강부(31)의 구동을 통해 상기 조형적층부(32)가 상승시 상기 수지단층(2)과 상기 제1적층필름(41)의 이형성을 통해 상기 수지단층(2)이 상기 조형판(33)에 부착된 상태에서 상기 투영판(11), 더욱 바람직하게는 상기 제1적층필름(41)으로부터 용이하게 분리 이격될 수 있다.Therefore, the first
이때, 상기 제2적층필름(42)에 상기 공극공간(44)이 표면을 따라 형성된다. 따라서, 상기 승강부(31)의 구동을 통해 상기 조형적층부(32)가 승강시 상기 수지단층(2)과 상기 투영판(11) 사이에 형성되는 상기 음압이 감소될 수 있다. 이때, 상기 수지단층(2)의 연속적인 적층 과정에서 상기 이형필름부(40)의 구체적인 기능은 후술하기로 한다.At this time, the
한편, 상기 제2적층필름(42)은 상기 투영판(11)과 대향되는 하면(42a)이 평평한 평면으로 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 제1적층필름(41)이 대향 적층되는 상면측에 상기 공극공간(44)이 형성되도록 엠보부(43)가 형성됨이 바람직하다. 상기 엠보부(43)는 복수개의 돌출부(43b) 및 각 상기 돌출부(43b) 사이에 소정의 깊이로 함몰된 홈부(43a)가 규칙적이거나 비규칙적인 패턴으로 교번 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈부(43a)의 내부가 상기 공극공간(44)으로 형성될 수 있다.On the other hand, it is preferable that the
예컨대, 도 4를 참조하면, 도면에서 43a로 표시된 부분이 상기 홈부(43a)로 형성되고 43b로 표시된 부분이 상기 돌출부(43b)로 형성될 수 있다. 물론, 경우에 따라 43a로 표시된 부분이 상기 돌출부(43b)로 형성되고 43b로 표시된 부분이 상기 홈부(43a)로 형성될 수도 있다. 더욱이, 상기 홈부(43a)와 상기 돌출부(43b)는 그 횡단면 형상이 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 패턴으로 형성될 수 있으며, 비정형 형상으로 불규칙하게 형성되는 것도 가능하다. 즉, 상기 제2적층필름(42)의 상면에 복수개의 홈부(43a)와 돌출부(43b)가 교번 형성되는 구조라면 본 발명의 범위에 속한다. 이하에서는 상기 43a로 표시된 부분이 상기 홈부이고, 43b로 표시된 부분이 상기 돌출부인 것으로 설명 및 도시한다.For example, referring to FIG. 4 , the portion indicated by 43a in the drawing may be formed as the
상세히, 상기 제2적층필름(42)은 평평한 하면(42a)이 상기 투영판(11)의 상면과 전체적으로 밀착되도록 부착 고정되며, 상기 공극공간(44)이 형성된 상기 제2적층필름(42)의 상면이 상측을 향하도록 배치된다. 그리고, 상기 제1적층필름(41)은 하면이 상기 엠보부(43)에 돌출 형성된 상기 돌출부(43b)의 각 단부면에 부착되도록 상기 제2적층필름(42)의 상부에 적층됨이 바람직하다.In detail, the second
이때, 상기 제1적층필름(41)은 그 외곽이 상기 플랜지부(13)의 상면에 부착되도록 상기 제2적층필름(42)의 면적을 초과하는 크기로 구비됨이 더욱 바람직하다. 즉, 상기 제2적층필름(42)은 상기 투영판(11)에 대응하는 면적으로 구비될 수 있으며, 상기 제1적층필름(41)은 상기 제2적층필름(42)을 전체적으로 완전히 커버함으로써 상기 제2적층필름(42)이 상기 수용공간과 실질적으로 분리될 수 있다.At this time, it is more preferable that the first
이를 통해, 상기 제2적층필름(42)의 상면에 상기 엠보부(43)가 형성됨으로 인하여 상기 제1적층필름(41)과 상기 제2적층필름(42) 간에 부착면적이 감소되더라도 상기 제1적층필름(41)이 상기 플랜지부(13)에 부착됨으로써 안정적으로 고정될 수 있다. 따라서, 상기 조형적층부(32)의 상승시 상기 제1적층필름(41)이 상측으로 불필요하게 견인되어 상기 수지수용부(10)의 바닥면으로부터 분리됨을 미연에 방지할 수 있다.Through this, even though the attachment area between the first
더욱이, 상기 이형필름부(40)의 외곽을 가압 고정하는 실링프레임(14)이 더 구비될 수 있다. 상기 실링프레임(14)은 상기 이형필름부(40)의 외곽을 감싸는 액자형으로 구비될 수 있으며, 상기 투영판(11)의 외곽측, 즉 상기 플랜지부(13)에 고정될 수 있다. 즉, 상기 제1적층필름(41)의 외곽이 상기 실링프레임(14)과 상기 플랜지부(13) 사이에 클램핑 고정될 수 있다. 이를 통해, 상기 용융된 조형수지(1)가 상기 공극공간(44)측으로 유입되어 상기 공극공간(44)이 소실되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1적층필름(41)의 외곽이 상기 실링프레임(14)을 통해 가압 고정되므로 상기 조형적층부(32)의 상승시 상기 제1적층필름(41)이 견인되는 것을 더욱 견고하게 구속할 수 있다.Furthermore, a sealing
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 이용한 조형물 제작 과정을 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 조형물이 분리되는 상태를 나타낸 확대예시도이다.5A and 5B are exemplary views showing a process of manufacturing a sculpture using a 3D printing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view showing a state in which a sculpture is separated according to an embodiment of the present invention. am.
먼저, 도 2와 도 5a를 참조하면, 상기 수지수용부(10)에 상기 용융된 조형수지(1)가 수용되며, 상기 조형적층부(32)가 상기 수지수용부(10)의 내측에 배치된다. 이때, 상기 조형적층부(32)는 하부가 상기 용융된 조형수지(1)에 침적되며, 상기 조형판(33)과 상기 투영판(11)은 기설정된 조형간격(d1)으로 이격되어 대면 배치된다.First, referring to FIGS. 2 and 5A, the
그리고, 상기 광원부(20)으로부터 상기 경화광이 조사되며, 상기 이미지생성부를 통해 생성된 상기 단면이미지에 대응하는 면적으로 상기 조형판(33)과 상기 투영판(11) 사이에 상기 조형간격(d1)에 대응하는 두께로 상기 수지단층(2)이 경화되어 형성된다.In addition, the curing light is irradiated from the
도 5b 내지 도 6을 참조하면, 하나의 상기 수지단층(2)이 경화되면, 상기 승강부(31)가 구동되어 상기 조형적층부(32)가 상기 조형간격(d1)만큼 상승 구동된다. 따라서, 하나의 상기 수지단층(2)과 상기 투영판(11) 사이에 새로운 수지단층이 형성될 수 있는 공간이 상기 조형간격(d1)에 대응하는 간격으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 조형간격(d1)이 수평방향으로 전체적으로 균일한 간격으로 유지되도록 상기 조형적층부(32)가 수평자세를 유지하여 상승된다. 그리고, 상기 수지단층(2)이 상기 조형판(33)에 부착된 상태로 상기 제1적층필름(41)으로부터 분리 이격된다.Referring to FIGS. 5B to 6 , when one
여기서, 본 발명은 상기 제1적층필름(41)과 상기 투영판(11) 사이에 상기 엠보부(43)가 형성된 상기 제2적층필름(42)이 적층 구비된다. 따라서, 상기 제1적층필름(41)은 상기 공극공간(44)에 대응하는 상기 홈부(43a)마다 실질적으로 상기 투영판(11)과 이격되어 구비된다. 즉, 상기 제1적층필름(41)과 상기 투영판(11) 사이에 실질적으로 비밀착영역이 형성된다. 이에 따라, 상기 조형적층부(32)가 상승시 상기 수지단층(2)과 상기 제1적층필름(41) 사이에 발생하는 상기 음압이 현저히 감소될 수 있다. 이를 통해, 상기 수지단층(2)이 상기 제1적층필름(41)과의 이형성을 통해 용이하게 분리될 수 있으며, 상기 제1적층필름(41)이 상기 음압으로 인해 상기 수지단층(2)과 함께 견인되는 문제를 방지할 수 있다.Here, in the present invention, the second
이때, 상기 제1적층필름(41)은 상기 돌출부(43b)와 대면되는 부분이 상기 돌출부(43b)에 부착 고정된다. 따라서, 상기 제1적층필름(41)에서 상기 돌출부(43b)에 부착된 부분이 상기 돌출부(43b)와 상기 제1적층필름(41) 간의 부착력 및 상기 제1적층필름(41)의 이형성을 통해 상기 수지단층(2)으로부터 분리 이격될 수 있다. At this time, the portion of the first
또한, 상기 제1적층필름(41)에서 상기 공극공간(44)과 대면되는 부분이 상기 수지단층(2)에 밀착되되 상기 돌출부(43b)가 부착된 부분이 상기 수지단층(2)과 이격되면서 상기 제1적층필름(41)과 상기 수지단층(2) 사이의 음압이 감소되는 상쇄공간(k)이 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 제1적층필름(41)은 상기 공극공간(44)을 통해 상기 투영판(11)과 실질적으로 이격되므로 상기 수지단층(2)이 상승시 상기 제1적층필름(41)이 상기 수지단층(2)에 밀착되어 견인되더라도 상기 공극공간(44)이 확장되면서 음압이 더욱 감소될 수 있다.In addition, the portion of the first
이처럼, 본 발명은 상기 수지단층(2)과 상기 이형필름부(40) 사이의 음압이 감소되는 구조를 통해 상기 이형성을 갖는 상기 제1적층필름(41)이 강한 힘으로 견인되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 제1적층필름(41)의 늘어남, 주름발생 및 찢어짐 등을 방지하므로 내구성이 현저히 향상될 수 있으며, 주름발생 등으로 인하여 상기 수지단층(2)의 표면이 불균일하게 형성되는 문제를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1적층필름(41)이 강한 음압으로 견인된 후 분리되는 과정에서 큰 소음이 발생함을 방지하여 작업환경이 현저히 개선될 수 있다.As such, the present invention can prevent the first
더욱이, 상기 제2적층필름(42)은 상면에 상기 엠보부(43)가 형성되되 하면이 평평하게 형성되어 상기 투영판(11)에 전체적으로 밀착 고정될 수 있다. 따라서, 상기 승강부(31)의 상승 구동시 상기 제2적층필름(42)이 상기 제1적층필름(41)과 함께 견인됨을 방지할 수 있다.Furthermore, the embossed
이와 같이, 본 발명은 표면이 엠보형인 상기 제2적층필름(42)이 이형성을 갖는 상기 제1적층필름(41)과 상기 투영판(11) 사이에 적층된다. 따라서, 상기 수지단층(2)이 형성된 상기 조형판(33)이 승강시 상기 수지단층(2)과 상기 제1적층필름(41) 사이의 음압이 감소될 수 있다. 이를 통해, 상기 수지단층(2)이 상기 투영판(11)으로부터 부드럽게 분리 이격되므로 상기 조형판(33)의 상승시 발생하는 소음이 감소되므로 작업환경이 현저히 개선될 수 있다.In this way, according to the present invention, the second
이때, 상기 엠보부(43)에 다수개의 상기 공극공간(44)이 형성되어 상기 이형필름부(40)와 상기 수지단층(2) 간의 밀착력이 감소된다. 이에 따라, 상기 제1적층필름(41)의 이형성만으로도 상기 수지단층(2)이 용이하게 분리될 수 있다. 또한, 상기 제1적층필름(41)이 수지단층(2)에 밀착 견인되면서 늘어나거나 주름이 발생함으로 인하여 사용수명이 단축되는 문제가 해소되므로 경제성이 현저히 향상될 수 있다.At this time, a plurality of
그리고, 상기 제2적층필름(42)의 하면(42a)이 전체적으로 평면으로 형성되어 투영판(11)에 견고하게 부착될 수 있다. 또한, 상기 제1적층필름(41)은 상기 제2적층필름(42)의 면적을 초과하는 면적으로 적층되어 외곽 테두리가 상기 수지수용부(10)의 바닥면에 부착된다. 따라서, 상기 공극공간(44)에 의해 상기 제1적층필름(41)이 상기 제2적층필름(42)과의 부착면적은 감소되더라도 부착견고성이 현저히 향상될 수 있다.In addition, the
더욱이, 상기 제1적층필름(41)의 외곽 테두리가 상기 제2적층필름(42)의 외곽 테두리를 감싸 차폐함에 따라 상기 공극공간(44)이 실링될 수 있다. 이를 통해, 상기 조형수지(1)가 상기 공극공간(44)으로 침투됨으로 인하여 음압을 감소하는 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Furthermore, as the outer edge of the first
한편, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.On the other hand, terms such as "comprise", "comprise", "have" or "have" described above mean that the corresponding component may be present unless otherwise stated, It should be construed as being able to further include other components rather than excluding components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is possible to modify and implement the present invention by those skilled in the art without departing from the scope claimed in the claims of the present invention. And, such modifications fall within the scope of the present invention.
10: 수지수용부
11: 투영판
12: 측벽부
20: 광원부
30: 승강조형부
31: 승강부
32: 조형적층부
33: 조형판
40: 이형필름부
41: 제1적층필름
42: 제2적층필름
43: 엠보부
44: 공극공간
100: 3차원 프린팅 장치10: resin receiving portion 11: projection plate
12: side wall part 20: light source part
30: lifting part 31: lifting part
32: molding layering unit 33: molding plate
40: release film unit 41: first laminated film
42: second laminated film 43: embossed part
44: void space 100: 3D printing device
Claims (5)
상기 수지수용부의 하부에 이격 구비되며 상기 투영판측으로 경화광을 조사하는 광원부;
상기 수지수용부의 일측에 구비되어 상하로 승강 구동되되, 상기 수지수용부의 상측에 배치되며 상기 투영판과 평행한 조형판이 하부에 형성된 조형적층부가 분리 가능하게 체결된 승강조형부; 및
상기 투영판의 상면에 적층되되, 상기 투영판과 상기 조형판 사이의 조형간격에 형성된 수지단층이 상기 조형판에 부착되어 상기 투영판으로부터 분리 이격되도록 상기 조형수지와 이형성 수지로 구비되는 제1적층필름 및 상기 제1적층필름과 상기 투영판 사이에 적층되되 상기 조형판의 상승 구동시 상기 수지단층과 상기 투영판 사이의 압력이 감소되도록 표면을 따라 공극공간을 제공하는 제2적층필름을 포함하는 이형필름부를 포함하는 3차원 프린팅 장치.a resin accommodating portion provided as a projection plate on which a bottom surface is projected, and a side wall protruding to a predetermined length to fill the inside with molten molding resin;
a light source unit spaced apart from the lower portion of the resin accommodating unit and irradiating curing light toward the projection plate;
an elevation molding unit provided on one side of the resin accommodating part and driven up and down, and disposed above the resin accommodating part and detachably fastened to a molding stacking unit having a molding plate parallel to the projection plate formed thereunder; and
A first stack laminated on the upper surface of the projection plate and provided with the molding resin and the releasing resin so that the resin monolayer formed in the molding gap between the projection plate and the molding plate is attached to the molding plate and separated from the projection plate. A film and a second laminated film laminated between the first laminated film and the projection plate to provide an air gap along the surface so that the pressure between the resin monolayer and the projection plate is reduced when the molding plate is driven upward. A three-dimensional printing device comprising a release film unit.
상기 제2적층필름은 상기 투영판과 대향되는 하면이 평면으로 형성되되, 상기 제1적층필름이 대항 적층되는 상면이 상기 공극공간이 형성되도록 복수개의 돌출부 및 홈부가 교번 형성된 엠보부로 형성됨을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.According to claim 1,
The lower surface of the second laminated film facing the projection plate is formed as a flat surface, and the upper surface on which the first laminated film is stacked oppositely is formed as an embossed portion in which a plurality of protrusions and grooves are alternately formed so as to form the void space. 3D printing device that does.
상기 제2적층필름은 하면이 상기 투영판의 상면에 부착 고정되며,
상기 제1적층필름은 상기 하면이 상기 엠보부에 기설정된 두께로 돌출 형성된 돌출부의 단부면에 부착되도록 상기 제2적층필름의 상부에 적층되되 외곽이 상기 측벽부의 하부를 따라 형성된 플랜지부의 상면에 부착 고정되도록 상기 제2적층필름의 면적을 초과하는 크기로 구비됨을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.According to claim 2,
The lower surface of the second laminated film is attached and fixed to the upper surface of the projection plate,
The first laminated film is laminated on top of the second laminated film so that the lower surface is attached to the end surface of the protruding part protruding to a predetermined thickness on the embossed part, and the outer edge is on the upper surface of the flange part formed along the lower part of the side wall part. A three-dimensional printing device characterized in that it is provided in a size exceeding the area of the second laminated film so as to be attached and fixed.
상기 제1적층필름은 플루오로화 에틸렌 프로필렌 공중합체 소재로 구비되고,
상기 제2적층필름은 에틸렌과 테트라플루오로에틸렌의 공중합체 소재로 구비됨을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.According to claim 1,
The first laminated film is provided with a fluorinated ethylene propylene copolymer material,
The second laminated film is a three-dimensional printing device, characterized in that provided with a copolymer material of ethylene and tetrafluoroethylene.
상기 공극공간이 실링되도록, 상기 투영판의 외곽측에 결합되며 상기 이형필름부의 외곽을 가압 고정하는 실링프레임이 더 구비됨을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.According to claim 1,
The three-dimensional printing device, characterized in that further provided with a sealing frame coupled to the outer side of the projection plate and pressing and fixing the outer portion of the release film portion so that the air gap is sealed.
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