CN108472864A

CN108472864A - 三维打印机

Info

Publication number: CN108472864A
Application number: CN201780007531.5A
Authority: CN
Inventors: 朴成镇; 李烘周; 周焕旭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2018-08-31
Also published as: KR20170088312A; WO2017126947A1; US20210170672A1; KR101887300B1

Abstract

本发明涉及一种三维打印机，本发明的一实施例包括多个水箱，并且可以使用存储在水箱中的多种颜色及多种材料来制造模制品。

Description

三维打印机

技术领域

本发明涉及一种三维打印机，更具体地，涉及一种能够进行多色材料层压的三维打印机。

背景技术

三维打印机是基于由计算机程序创建的三维图形来打印实际物体(即雕塑)的三维形状的设备，根据使用的原料的种类分类为以固体长丝为原料的FDM(熔融沉积成型)方法、使用液体原料的DLP(数字光处理)方法、使用粉末原料的SLS(选择性激光烧结)方法。

在上述DLP型三维打印机的情况下，由于易于实现精细形状，因此近年来被广泛使用。UV(紫外线)固化树脂是一种通过紫外线固化的材料，用作DLP型三维打印机的原材料。通常，包括具有UV固化树脂的树脂储存部、用于向树脂储存部照射紫外光的光照射部及层叠有由光照射部硬化的树脂的基板部。作为代表性的例子，在韩国专利注册第10-1647799中示出了DLP型三维打印机。

然而，在上述DLP型三维打印机的情况下，存在的问题是只能生成一种材料及一种彩色模制品。

因此，需要一种解决上述问题的技术。

另一方面，上述背景技术是发明人为了本发明的推导而获得的或者在本发明的推导过程中获得的技术信息，并且不一定是在本发明的发明之前向公众公开的已知技术。

发明内容

要解决的技术问题

本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种三维打印机。

技术方案

为了实现所述目的，根据本发明的一个方面，包括：多个水箱，在内部存储有液体材料；光照射部，设置在所述多个水箱下部用于照射光；切换部，设置在所述水箱的底面上，用于通过从所述光照射部照射的光中待形成在所述水箱的模制品的轴向截面图像相对应的光；以及模塑台，朝上下方向可升降地具备，在下部造型模制品。

有益效果

根据本发明一实施例的三维打印机包括用于供应具有不同光固化性的液体树脂的多个水箱，以生产各种模制品。

根据本发明的一实施例的三维打印机不会在每个水箱安装光源，而是仅用一个LCD固化装入在多个水箱中的各种材料。

根据本发明的一实施例的三维打印机通过将实现颜色的通常单元构成体素，可以与现有的三维打印机相比产生各种颜色的造型产品。

根据本发明的一实施例的三维打印机包括多个水箱以制造多色多材料的模制品。

由根据本发明的一实施例的三维打印机产生的模制品使用多种颜色形成体素，体素本身的颜色可以根据颜色的排列而改变。

在根据本发明的一实施例的三维打印机中包括的任何一个水箱中容纳有清洁剂，并且清洁剂可以设置在相邻水箱之间以清洁模制品。

通过本发明获得的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解未提及的其他效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的一实施例的三维打印机的配置的立体图。

图2是表示根据本发明的一实施例的三维打印机的结构的俯视图。

图3是示出根据本发明一实施例的三维打印机的配置的俯视图。

图4是示出根据本发明的另一实施例的三维打印机的结构的俯视图。

图5是示出根据本发明的另一实施例的三维打印机的结构的主视图。

图6是示出根据本发明的一实施例的由三维打印机输出的构成模制品的体素的颜色的原理的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例，本领域技术人员可以容易地实现本发明。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为限于所述的实施例。为了清楚地说明本发明，省略与说明书不相关的部分，并且在整个说明书中相同的部分标注相同的符号。

在整个说明书中，当一个部件“连接”到另一个部件时，不仅包括“直接连接”而且还包括中间隔着另一部件的“电连接”。此外，当部件“包括”任意部件时，除非另外特别说明意味着可以包括其他部件而不是排除其他部件。

本发明中的指示方向的术语“左侧”和“右侧”用于表示图3中的特定配置的位置的术语，并不意味着相应的配置实际上布置在左侧及右侧。

在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。虽然已经参考本发明的说明性实施例示出及描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解为在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。

以下参照附图详细描述本发明的一实施例的三维打印机100。

图1是示出根据本发明的一实施例的三维打印机的配置的立体图，图2是表示根据本发明的一实施例的三维打印机的结构的俯视图，图3是示出根据本发明一实施例的三维打印机的配置的俯视图。

根据本发明的一实施例的三维打印机100可包括至少一个水箱10至15。水箱10至15是能够容纳生成造型产品所需的液体材料的结构及设备。

水箱10至15形成为具有开放顶部的长方体形状，并且在内部形成存储空间s，并且液体材料可以存储在存储空间s中。水箱10至15可以由氟树脂薄膜制成，存储在存储空间s的内部的液体材料包括由紫外线固化的固化树脂或树脂(溶解光固化塑料的材料)，固化树脂或树脂仅是液体材料的示例，通过紫外线固化的任何材料可以放置在水箱10至15的内部。

另一方面，水箱10至15可以布置在相同的高度，并且可以根据液体材料的种类及数量来确定布置水箱10至15的布置及水箱10至15的数量。

即，在根据本发明的一实施例的三维打印机100中包括的分别水箱10至15中容纳不同颜色的液体材料及不同材料的液体材料及用于清洗液体材料的清洁剂，水箱的数量、布置及位置可以基于液体材料的种类及颜色、清洁剂的数量等来确定。例如，如图1至图3所示，多个水箱10至15可以沿X轴方向及Y轴方向布置。

具体地，如图1所示，不使用清洁剂仅用六种颜色(例如，洋红色、黄色、青色、黑色、白色及透明色)的液体材料来完成模制品时，水箱10至15可以设置在三维打印机100的内部，以便容纳具有分别颜色的液体材料，六个水箱10至15在相同的高度朝三维打印机100的X轴方向配置三个，朝Y轴方向配置两个。作为另一例，为了输出模制品，若在六种液体材料里需要具有另一种颜色的一种液体材料及一种清洁剂，则在三维打印机的内部设置总共八个水箱10至15，在三维打印机100的X轴方向上配置四个，在Y轴方向上配置两个。

同时，根据本发明的一实施例的三维打印机100可包括清洁部(未图示)。

当后述的模塑台35移动到预定的水箱11至15的内部然后移动到其他水箱11至15时，可能存在残留的液体材料，清洁部(未图示)去除残留液体材料。

清洁部(未图示)可以设置在一对相邻的水箱11至15之间或水箱11至15的外侧面上，以去除残留在模塑台35上的液体材料，例如，通过使用压缩机等注入压缩空气的结构也适用于清洁部(未图示)。

此时，当将压缩空气垂直地喷射到模塑台35的底面时，剩余的液体燃料可能不会排出到模塑台35的外部，因此，可以将压缩空气倾斜地喷射到模塑台35的底面。

另一方面，三维打印机100可以包括用于支撑所述模塑台35的台转移部20，使得模塑台可以在X轴方向及Y轴方向上移动。

台转移部20可包括一对移动框架16、17，并包括从一对移动框架16、17中的任何一个延伸到另一个的至少一个第一轴引导杆21。

一对移动框架16、17可以配置在所述的水箱的两侧，一对移动框架16、17的上端位于比水箱10至15更高的位置，并且分别的移动框架16、17可以沿着第二轴引导杆22及第三轴引导杆23移动。

另一方面，模塑台35可以沿第一引导杆21滑动。

具体地，在模塑台35形成通孔(未图示)，并且第一轴引导杆21可以贯通结合到通孔。当第一轴驱动带22旋转时，紧固到第一轴驱动带22的模塑台35沿第一轴引导杆21移动。

更具体地，如图1至图3所示，当驱动带22缠绕在一对第一轴滑轮25、26上做旋转运动时，模塑台35从第一移动框架16朝第二移动框架17，或者从第二移动框架17朝向第一移动框架16移动。

此外，台转移部20可包括第二轴引导杆22和第三轴引导杆31，模塑台35沿着第二轴引导杆22及第三轴引导杆31做滑动运动。

具体地，第二轴引导杆22贯通结合到设置在第一轴引导杆21的纵向两端的左侧的第一移动框架16，第三轴引导杆31贯通结合到设置在第一轴引导杆21的纵向两端的右侧的第二移动框架17，第一移动框架16及第二移动框架17沿着第二轴引导杆22及第三轴引导杆31做滑动运动，模塑台35沿着第二轴引导杆22及第三轴引导杆31移动。

同时，根据本发明的一实施例的三维打印机100可包括至少一个位置调节电机36、37。位置调节电机36、37是供应机械能的装置，使得接受电能后用于旋转滑轮25、26、27、28及驱动带23、24。

如图1至图3所示，第一位置调节电机36可设置在第一移动框架16及第二移动框架17中的任何一个中，当第一位置调节电机36设置在第一移动框架16时，第一轴左滑轮25旋转，当第一位置调节电机36设置在第二移动框架17时，第一轴右滑轮26旋转，并放置在第一轴左滑轮25及第一轴右滑轮26的第一轴驱动带23也一起旋转。

第二位置调节电机37可以设置在预定的位置，由第二位置调节电机37产生的动力传递到第二轴滑轮27、28，使得放置在第二轴滑轮27、28的第二轴驱动滑轮27、28及第二桌驱动带24也一起旋转，最终第一移动框架16及第二移动框架17沿第二轴引导杆22及第三轴引导杆31移动。

同时，根据本发明的一实施例的三维打印机100可包括一对致动器32、33以及两对垂直引导杆38、39。致动器32、33用于通过使用LM导向器及滚珠丝杠来调节连接到致动器32、33的结构的高度，使用致动器32、33调节特定配置的位置的原理在本领域中是公知的，因此不详细描述。

根据本发明的一实施例的三维打印机100通过一对致动器32、33来调节第二轴引导杆22及第三轴引导杆31的高度，并模塑台35的高度也被一起调节。具体地，左致动器32设置在一对左垂直引导杆38之间，并设置在第二轴引导杆22的纵向方向上的两端的中心，右致动器33设置在一对右垂直引导杆39之间，并设置在第三轴引导杆31的纵向方向上的两端的中心，使得可以调节第二轴引导杆22及第三轴引导杆31的高度。

本发明的一实施例的三维打印机100可包括模塑台35。

模塑台35的油墨固化后附着在完成的模制品上，使得模塑台35的形状可以形成为最适合于附接到模制品的形状。

具体地，如图1所示，平行于地面的分别水箱11至15的轴向截面形成为矩形形状，并且模塑台35插入到分别水箱11至15中，使得形成为附着模制品的最佳形状，模塑台35的底面轴方向截面也形成为矩形。

作为本发明的一实施例的三维打印机100形成为矩形，若本发明的一实施例的三维打印机100包括具有与地面平行的圆形截面的水箱，则模塑台35可形成为圆柱形。

更具体地，模塑台35可以朝上下方向可升降地设置，并且在下部模制成型产品，当模塑台35下降靠近水箱11至15的底部时，光照射部41朝向水箱照射光，当通过光照射部41照射的光使液体材料固化并且在模塑台35的下部造型模制品时，模塑台再次升高。

同时，根据本发明的一实施例的三维打印机100包括光照射部41。

光照射部41布置在分别水箱11至15的下部，以固化容纳在水箱11至15中的液体材料。

光照射部41向分别水箱11至15发射足够量的光，例如，发射390nm至420nm之间的光的多个发光二极管(LED)布置在X-Y中。当光照射部41由多个发光二极管(LED)组成时，与现有的投影仪不同，在所有区域将相同亮度的光朝向水箱11至15照射。

具体地，光照射部41可以设置在分别的水箱11至15，光照射部41也可以对应所有水箱10至15的X-Y轴方向截面积的总和，光照射部41可以设置在对应预定水箱11至15的组合。

如图2所示，三维打印机100包括对应于所有水箱10至15的X-Y轴方向的截面积的一个光照射部41，所有水箱10至15形成为照射光的形态，切换部43可以选择性地投射从光照射部41照射到分别水箱11至15的光。

同时，本发明的一实施例的三维打印机100可包括支撑部42。

支撑部42可以由具有良好透光性的玻璃材料制成，以增强切换部43的强度。支撑部42可以由相比切换部43柔软及导电的材料制成，并且可以由即使施加比切换部43更强的冲击、剪切力及拉力也不会损坏的材料制成。支撑部42可以附着到切换部43的下部，使得即使将足以断开切换部43的力施加到切换部43，切换部43不会破损。

支撑部42可以由投射光的透明材料形成，例如模网玻璃、透明塑料，模网玻璃、透明塑料等是支撑部42的示例，只要是投射光的透明材料可以将任何结构应用于支撑部42。

同时，根据本发明的一实施例的三维打印机100可包括切换部43。

切换部43设置在水箱11至15的底面上，选择性地投射从所述光照射部41照射的光中的待形成在所述水箱11至15中的模制品的轴向(X-Y轴方向)截面图像相对应的光。

具体地，切换部43可以是液晶显示器(LCD)，根据液晶显示器是否通电，从光照射部41照射的光可以通过液晶显示器，也不能通过液晶显示器，对于液晶显示器的操作在本领域中是公知的，因此将不具体描述。

以下，将参照图3及图4描述根据本发明的另一实施例的三维打印机200的配置。

图4是示出根据本发明的另一实施例的三维打印机的结构的俯视图，图5是示出根据本发明的另一实施例的三维打印机的结构的主视图。

以下描述的本发明的其他实施例在没有其他技术描述的情况下包括本发明的一实施例的三维打印机200、300中包括的所有配置。

根据本发明另一实施例的三维打印机可以布置成圆形，使得水箱10至15可以在相同高度以中心轴C为基准旋转，旋转电机(未图示)可以设置在水箱10至15的中心轴C上。

如图4所示，利用特定材料完成模制品时，根据本发明的另一实施例的三维打印机为，容纳有对应材料的水箱11至15移动至模塑台35的下部，模塑台35在水箱11至15的上部升降，以完成模制品。

使用旋转电机旋转圆形构造物的原理是众所周知的，因此将不具体描述。

此外，在根据本发明另一实施例的三维打印机中，水箱10至15可以彼此上下布置，并且可以选择性地移动到模塑台35的下部。

具体地，如图5所示，在根据本发明的另一实施例的三维打印机中，水箱10至15可以以抽屉的形式布置，在分别水箱10至15中，支撑部42及切换部43安装在分别的水箱10至15的下部，光照射部41分别安装在切换部43的下部。当分别水箱10至15选择性地移动到模塑台35的下部时，配置在分别的水箱10至15的下部的支撑部42及切换部43也一起移动，在水箱10至15的一侧设置致动器、电机、液压缸及气缸中的任一个，以便移动水箱10至15。

以下，参考图6，将描述由根据本发明的一实施例的三维打印机100、200、300生产的模制品的特征。图6是示出根据本发明的一实施例的由三维打印机输出的形成构成模制品的体素的颜色的原理的视图。

在二维图像中，图像的最小点(最小单位)称为“像素”，图像的质量取决于用于实现一个图像的像素数。像素的颜色由三种RGB颜色的组合确定。

然而，由三维打印机生成的图像是三维图像，并且与平面上的像素不同，使用在三维中扩展像素的体素的概念。即，当一个模制品由相对大量的体素构成模制品时，对应模制品成为更精确及高品质的模制品。

然而，如图6所示，由于体素是三维单元，为了确定体素，体素的颜色根据颜色的位置及人观察体素的方向而改变。因此，为了确定特定体素的颜色，应该确定包括在相应体素中的颜色及包括在体素中的颜色的位置。

本领域技术人员理解为在不脱离由权利要求限定的本发明的精神范围的情况下，可以在形式及细节上进行各种改变。因此，应理解为上述实施例在所有方面都是示例性的而非限定性的。例如，可以分散实施单一描述的分别结构要素，同样描述为被分散的结构要素也实现为结合的形态。

本发明的范围由权利要求而不是详细描述限定，并且从权利要求的含义及范围及等同物导出的所有改变或修改应被解释为包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种三维打印机，其中，包括：

多个水箱，在内部存储有液体材料；

光照射部，配置在所述多个水箱的下部用于照射光；

切换部，设置在所述水箱的底面上，用于通过从所述光照射部发出的光中待形成在所述水箱中的模制品的轴向截面图像相对应的光；以及

模塑台，朝上下方向可升降地具备，在下部造型模制品。

2.根据权利要求1所述的三维打印机，其中，在所述多个水箱中的相邻水箱之间包括用于排出空气的清洁部，使得去除模制在所述模塑台下部的模制品的杂质。

3.根据权利要求2所述的三维打印机，其中，所述多个水箱沿X轴及Y轴方向布置，并且所述三维打印机包括用于支撑所述模塑台的台转移部，使得所述模塑台能够朝X轴方向及Y轴方向移动。

4.根据权利要求3所述的三维打印机，其中，所述切换部由液晶显示器构成。

5.根据权利要求4所述的三维打印机，其中，所述支撑部设置在所述切换部的底面上，以增强所述切换部的强度。

6.根据权利要求5所述的三维打印机，其中，所述光照射部由布置在X轴及Y轴上的多个发光二极管组成。

7.根据权利要求1所述的三维打印机，其中，所述多个水箱布置成圆形，以便能够在彼此相同高度以中心轴为基准旋转，所述三维打印机包括用于旋转由所述圆形布置的多个水箱。

8.根据权利要求1所述的三维打印机，其中，所述多个水箱彼此朝上下方向布置，并选择性地朝模塑台的下部移动。