KR101407570B1 - 자유형상 5축 고분자 지지체 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 상에 배치되는 지지테이블과; 상기 지지테이블과 이격되게 배치되며 고분자 지지체가 성형되는 작업대와; 상기 지지테이블의 상부에 배치되며 상기 작업대를 향해 고분자 지지체를 형성하는 원료를 배출하는 디스펜서기구와; 상기 디스펜서기구를 X축, Y축 및 Z축으로 이송시키는 디스펜서이송수단과; 상기 작업대를 좌우로 회전 및 전후로 틸팅하는 작업대이송수단을 포함하고, 상기 작업대이송수단은, 상기 작업대를 중심으로 서로 이격되게 상기 베이스 상에 배치되는 한 쌍의 지지브래킷과; 상기 작업대의 하부영역에 결합되어 상기 작업대를 관통하여 형성된 수직축을 중심으로 상기 작업대를 회전시키는 회전구동부와; 상기 지지브래킷에 가로방향으로 결합되어, 수평축을 중심으로 상기 작업대와 상기 회전구동부를 전후로 틸팅시키는 틸팅구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 지지체의 성형장치를 개시한다.

Description

자유형상 5축 고분자 지지체 성형장치{Free type five-shaft Forming Apparatus For Polymeric Scaffold}

본 발명은 고분자 지지체를 성형하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매우 다양한 형상으로 조직공학용 고분자 지지체를 성형할 수 있는 고분자 지지체 성형장치에 관한 것이다.

최근, 세포나 조직을 인비트로(생체 밖)에서 배양하여 다시 생체에 적용함으로써 치료를 실시하는 조직 공학이나 재생의료가 주목받고 있다. 특히 환자 본인이나 도너의 피부 또는 구강점막 등의 일부를 채취하여 시트형상으로 배양한 후 생체에 적용하는 기술에 관해서는 실용화 단계에 이르렀다,

예컨대, 피부의 경우 모반, 궤양, 열상, 문신 등의 치료나 이식용 피부를 채취한 피부 채취부에 배양상피(표피) 세포 시트의 이식이 시도되고 있다.

또한, 구강점막의 경우, 치주병이나 악성 종양 등의 구강내 질환에 의한 잇몸 및 점막조직의 창상, 결손에 대한 치료로서 구강점막 상피세포를 사용한 배양 세포 시트의 이식이 시도되고 있다. 이들 배양세포 시트는 조직공학의 수법을 사용하여 제작되고 상피(표피) 세포가 5~10 층으로 증층화된 얇은 시트 형상의 구조가 되도록 배양플라스크 내에서 배양한 후, 배양 플라스크로부터 박리하여 이식에 제공되고 있다.

그러나, 이와 같은 배양세포 시트의 제작은 배양조직이 번잡하여 보통의 의료 기관에서 용이하게 할 수 있는 것은 아니다. 그로 인해 충분한 배양설비가 갖추어지고 숙련된 배양기술을 가진 대학병원 등의 전문설비에서만 배양세포의 이식치료가 실시되고 있는 것에 불과하다.

한편, 인체 내 기관이나 조직이 손상될 경우에 세포, 약물 지지체 등을 제공하여 효과적으로 조직을 재생하고 있는데, 조직 공학용 지지체는 임플란트 부위에서 물리적으로 안정하고 재생 효능을 조절할 수 있는 생리 활성을 가져야 하며, 또한 새로운 조직을 형성한 후에는 생체 내에서 분해되어야 하고 이때, 분해산물이 독성을 갖지 않아야 한다.

이러한 조직 공학용 지지체는 종래 일정한 강도와 형태를 갖는 고분자를 이용한 스펀지 타입, 매트릭스 형태의 나노섬유 또는 젤 타입의 고분자 지지체로 제조되며, 이러한 고분자 지지체는 특정 깊이 또는 높이를 갖는 3차원 형상의 조직을 만들기 위해 중요한 역할을 한다.

이러한 조직 재생에 이용되는 지지체는 피부나 인공 장기에 이식되어 세포 증식의 구조체가 되는데, 이를 제조하는 방법의 대표적인 예로 전기 방사 장치를 이용하여 나노 섬유사의 형태로 제조하는 방법이 제안된 바 있다.

그러나, 상기와 같이 알려진 전기 방사 장치를 이용하면 고전압을 번갈아 가면서 인가하여 전기 방사를 해야 하므로 공정이 번거로울 뿐만 아니라, 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 이러한 조직 재생물 제조장치를 이용하여 제조한 조직 재생물은 가공도가 낮아 세포 증식에 필요한 증식 공간이 부족하다는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 조직공학용 지지체에 관한 기술로는 대한민국 공개특허 제10-2010-0013016호(3차원 다공성 고분자 지지체의 제조방법), 대한민국 공개특허 제10-2009-0117140호(바이오 플로팅과 전기방사법을 이용한 하이브리드 3차원 세포 배양지지체) 등이 있다.

하지만, 이러한 종래기술로는 매우 다양한 형상의 지지체를 성형하기에는 한계가 있으며, 그 제조공정이 복잡하고 까다롭다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 매우 다양한 형상으로 조직공학용 지지체를 성형할 수 있는 고분자 지지체의 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 작은 조직공학용 고분자 지지체를 매우 정확하게 성형할 수 있을 뿐만 아니라 제조 공정이 매우 간단하며 사용이 쉬워 생산성이 증대된 고분자 지지체의 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 지지체의 측벽의 형상을 매우 다양하게 성형할 수 있는 고분자 지지체의 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 베이스 상에 배치되는 지지테이블과; 상기 지지테이블과 이격되게 배치되며 고분자 지지체가 성형되는 작업대와; 상기 지지테이블의 상부에 배치되며 상기 작업대를 향해 고분자 지지체를 형성하는 원료를 배출하는 디스펜서기구와; 상기 디스펜서기구를 X축, Y축 및 Z축으로 이송시키는 디스펜서이송수단과; 상기 작업대를 좌우로 회전 및 전후로 틸팅하는 작업대이송수단을 포함하고, 상기 작업대이송수단은, 상기 작업대를 중심으로 서로 이격되게 상기 베이스 상에 배치되는 한 쌍의 지지브래킷과; 상기 작업대의 하부영역에 결합되어 상기 작업대를 관통하여 형성된 수직축을 중심으로 상기 작업대를 회전시키는 회전구동부와; 상기 지지브래킷에 가로방향으로 결합되어, 수평축을 중심으로 상기 작업대와 상기 회전구동부를 전후로 틸팅시키는 틸팅구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 지지체의 성형장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 디스펜서기구의 X축, Y축 및 Z축의 이송축과, 상기 작업대의 수직축 및 수평축은 각각 서로 다른 좌표에 위치하는 것을 특징으로 하는 고분자 지지체의 성형장치를 제공한다.

본 발명은 디스펜서 기구를 3축으로 이송할 뿐만 아니라 지지체가 성형되는 작업대를 좌우 회전 및 전후 틸팅시킬 수 있어 고분자 지지체를 형상에 구애 없이 매우 자유롭게 성형할 수 있으며, 특히 지지체 측벽의 형상도 자유롭게 다양하게 성형할 수 있다.

또한, 본 발명은 디스펜서기구의 X축, Y축 및 Z축의 이송축과, 상기 작업대의 수직축 및 수평축은 각각 서로 다른 좌표에 위치함에 따라, 디스펜서 기구의 3축 이송과 작업대의 회전 및 틸팅은 서로 영향을 미치지 않아 매우 정밀하게 지지체의 형상을 다양하게 성형할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 작업대의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 작업대이송수단의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 작업대가 틸팅된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7a와 도 7b는 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 디스펜서 기구의 분해사시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치의 디스펜서 기구의 사용 사시도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 고분자 지지체 성형장치에 의해 성형된 조직공학용 고분자 지지체의 SEM 사진이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 의한 고분자 지지체의 성형장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 고분자 지지체의 성형장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 고분자 지지체의 성형장치의 정면도이다.

본 발명의 고분자 지지체 성형장치(1)는 베이스(2)와, 베이스(2)에 구비된 지지테이블(3)과, 고분자 지지체가 성형되는 작업대(10)와, 작업대(10)를 회전 및 틸팅되게 구동시키는 작업대이송수단(60)과, 작업대(10)로 원료를 배출하는 디스펜서기구(200)와, 디스펜서기구(200)를 3축으로 이동가능하게 구동력을 제공하는 디스펜서 이송수단(30,40,50)을 포함한다.

베이스(2)는 지지테이블(3)과 작업대이송수단(60)이 안정적으로 구동되도록 지지한다. 베이스(2)의 다각형 또는 원형 등 다양한 형상으로 구비될 수 있으며, 외주연에 받침대(5)가 구비된다. 받침대(5)에는 이송바퀴가 구비되어 고분자 지지체의 성형장치(1)의 위치를 조절할 수 있다.

지지테이블(3)은 베이스(2) 상에 고정되며, 상부에 디스펜서기구(200)와, 디스펜서 이송수단(30,40,50)이 구비된다. 지지테이블(3)은 디스펜서기구(200)가 안정적으로 구동될 수 있도록 디스펜서 이송수단(30,40,50)을 지지한다.

도 4는 본 발명의 고분자 지지체 성형장치(1)의 작업대(10)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이 작업대(10)는 상단에 고분자 지지체가 성형되는 작업케이싱(11)과, 원통형의 작업케이싱(11)의 내부에 위치하는 고화조절기(20)로 구성된다.

고화조절기(20)는 작업케이싱(11)의 하면에 직접 접촉하는 얇은 판 형상의 펠티어 소자(21)와, 펠티어 소자의 하면에 위치하는 히트싱크(22)와, 히트싱크(22)의 하면에 위치하는 냉각팬(23)과, 냉각팬(23)의 하면에 위치하는 고정판(24)을 포함한다.

판 형상의 펠티어 소자(21)는 상면과 하면이 각각 발열과 흡열의 기능을 하는 장치로써, 전압이 인가되면 흡열단면은 주변의 열을 흡수하여 실온 이하로 냉각시키며, 반면에 발열단면은 흡열단면에서 흡수된 열과 손실된 전기에너지에 의한 열을 발산하여 고온으로 가열시키게 된다.

이때, 상기 펠티어 소자(21)의 발열단면에서 발산된 열을 외부로 방출하지 못하면 흡열단면과 발열단면을 막론하고 고온으로 치솟게 되는데, 이를 해결하기 위하여 히트싱크(22)가 펠티어 소자(21)의 하면에 위치하여 펠티어 소자(21)의 열을 흡수한다. 이를 위해 히트싱크(22)는 열전도률이 높은 금속으로 구비된다. 냉각팬(23)은 히트싱크(22)를 냉각시켜 준다.

작업대(10) 내부에 고화조절기(20)가 구비됨으로써 작업케이싱(11)의 상면에 디스펜서(210)로부터 배출된 용융 원료가 적절한 속도로 고화되며 필라멘트를 형성하여 고분자 지지체의 구조를 형성할 수 있다.

한편, 작업대(10)의 상면에는 복수개의 삽입공(13)이 관통형성되어 수직축(64)이 착탈가능하게 결합될 수 있다. 즉, 도면에 도시되지 않았으나, 수직축의 하부영역에 삽입돌기(미도시)가 형성되어 삽입공(13)에 삽입될 수 있다. 삽입공(13)은 작업대(10)의 가운데 영역을 중심으로 방사상으로 복수개가 형성된다.

작업대(10)는 작업대이송수단(60)에 의해 회전 및 틸팅 가능하게 지지된다. 도 5는 작업대이송수단(60)의 내부구성을 도시한 도면이고, 도 6은 작업대이송수단(60)에 의해 작업대(10)가 틸팅된 상태를 도시한 예시도이다.

여기서, 회전은 수직축(64)을 중심으로 작업대(10)가 좌우로 회전되는 것을 말하고, 틸팅은 도 6에 도시된 바와 같이 수평축(68)을 중심으로 작업대(10)와 회전구동부(65)가 전후로 회동되는 것을 말한다.

작업대이송수단(60)은 베이스(2) 상에 고정되는 지지브래킷(61)과, 작업대(10)를 회전시키는 회전구동부(65)와, 작업대(10)와 회전구동부(65)를 함께 틸팅시키는 틸팅구동부(67)를 포함한다.

지지브래킷(61)은 한 쌍이 서로 이격되게 베이스(2) 상에 배치되고, 작업대(10)의 회전과 틸팅이 안정적으로 이루어지도록 지지한다. 지지브래킷(61) 내부에는 틸팅구동부(67)가 회전가능하게 삽입된다.

회전구동부(65)는 작업대(10)를 수평방향으로 회전시킨다. 회전구동부(65)는 작업대(10)의 하부영역에 수직하게 배치된다. 회전구동부(65)는 수직축(64)에 연결되어 수직축(64)을 회전시키는 회전모터(62)를 포함한다. 회전모터(62)는 수직축(64)에 연결되고, 작업대(10)는 수직축(64)과 고정되어 회전모터(62)의 회전에 의해 작업대(10)가 회전하게 된다.

틸팅구동부(67)는 작업대(10)를 수평축(68)을 중심으로 전후로 틸팅시킨다. 틸팅구동부(67) 내부에는 틸팅모터(69)와, 틸팅모터(69)의 구동을 수평축(68)으로 전달하는 전동수단(67a)이 구비된다.

여기서, 틸팅구동부(67)는 도 6에 도시된 바와 같이 틸팅시에 작업대(10)와 회전구동부(65)를 함께 틸팅시킨다. 이를 위해 틸팅구동부(67)는 연동부(63)에 의해 작업대(10)와 회전구동부(65)를 함께 틸팅시킨다.

즉, 회전구동부(65)는 틸팅구동부(67)와 독립적으로 작업대(10)만 수직축(64)을 중심으로 회전시키고, 틸팅구동부(67)는 수평축(68)을 중심으로 작업대(10), 연동부(63) 및 회전구동부(65)를 함께 틸팅시킨다. 이 때, 지지브래킷(61)의 위치는 고정되고 지지브래킷(61)으로 삽입된 틸팅구동부(67)의 수평축(68)을 통해 연동부(63)와 회전구동부(65)가 연결되어 일체로 틸팅되게 된다.

디스펜서이송부(30,40,50)는 지지테이블(3) 상에 배치되어 디스펜서기구(200)가 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동되도록 한다. 디스펜서이송부(30,40,50)는 디스펜서기구(200)를 X축 방향으로 이동시키는 제1구동부(30)와, 디스펜서기구(200)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축구동부(40)와, 디스펜서기구(200)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축구동부(50)를 포함한다.

X축구동부(30), Y축구동부(40) 및 Z축구동부(50)는 각각 이송축(33,43,53)과, 이송축(33,43,53) 상을 이동하는 이송체(31,41,51)로 구성된다. 디스펜서기구(200)는 상기 Z축구동부(50)의 Z축 이송체(51)의 판면에 결합된다.

X축구동부(30), Y축구동부(40) 및 Z축구동부(50)의 구동방식은 기출원된 한국출원번호 10-2011-0016700호와 동일하다. 예를 들면, 상기 제X구동부(30)는 모터(미도시), 상기 모터에 연결된 벨트(미도시), 상기 벨트에 연결된 풀리(미도시) 및 상기 풀리와 일체로 회전하며 X축 방향으로 연장된 볼스크류(미도시)를 포함하여 구성되며, 상기 볼스크류에는 이송체(31)가 연결되어, 상기 모터의 회전으로 상기 볼스크류가 회전됨에 따라서 상기 이송체(31)가 X축 방향으로 이동된다. 상기 Y축구동부(40) 및 Z축구동부(50)도 동일한 방식으로 구동가능하다.

본 발명의 디스펜서기구(200)의 X축, Y축 및 Z축의 이송축과, 상기 작업대(10)의 수직축(64) 및 수평축(68)은 각각 서로 다른 좌표에 위치한다. 이에 상기 디스펜서 기구(200)의 X축, Y축 및 Z축의 이송과 상기 작업대(10)의 회전 및 틸팅은 서로 영향을 미치지 않아 매우 정밀하게 지지체의 형상을 성형할 수 있다. 동시에 지지체의 형상을 매우 다양하게 할 수 있으며, 특히 지지체의 측벽 형상도 매우 다양하게 성형할 수 있다.

도 9 내지 도 11에는 본 발명에 따라서 성형된 지지체의 SEM 사진이 도시되어 있다.

기본적으로 지지체는 도 9에 도시된 바와 같이 단면형상이 원형인 형태로 성형이 가능하다. 이 때, 지지체의 측벽형상은 도 9에 도시된 바와 같이 수직하게 형성되거나, 도 10에 도시된 바와 같이 나선형(b)으로도 성형이 가능하다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이 지지체가 3차원의 격자체를 형성할 때, 측벽(d)이 일정 각도를 갖도록 경사지게 형성될 수도 있다.

한편, 도 7은 디스펜서 기구(200)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다. 도 1과 도 7에 도시된 바와 같이 디스펜서 기구(200)는 디스펜서(210)와, 디스펜서(210)를 지지하는 지지대(213), 지지대(213)에 연결되어 디스펜서(210)의 높이를 미세 조정하는 높이조절수단으로서의 마이크로미터(217) 및 마이크로미터(217)와 상기 Z축이송체(55)를 연결하는 연결 플레이트(219)를 포함한다.

지지대(213)는 디스펜서(210)의 가열부(212)를 지지하며, 가열부(212)의 위치를 고정시키는 고정부재(214)가 배치된다. 고정부재(214)는 볼트로 구성될 수 있으며, 가열부(212)를 가압하는 방식으로 정위치에 고정시킨다.

디스펜서(210)의 가열부(212)에는 실린지(211)가 삽입되며, 상기 실린지(211)의 상부에는 실린지 뚜껑(216)이, 상기 실린지(211)의 하부에는 노즐(218)이 장착된다.

도 7a에서 보이듯이, 가열부(212)가 지지대(213)에 장착되며, 지지대(213)의 고정부재(214)에 의해서 가열부(212)가 고정된다. 가열부(212)는 내부에 중공이 형성되어 있으며, 중공 내부로 실린지(211)가 삽입된다. 실린지(211)의 하단(211c)에는 노즐(218)이 연결된다.

실린지(211)는 실린지 본체(211a)와 상부(211b) 및 하부(211c)로 구성되며, 상부(211b)에는 가장자리에 일정크기의 끼움돌기가 형성되어 있으며, 하부(211c)의 경우에 상기 본체(211a)와 연통하는 구멍이 형성되어 있으며, 상기 구멍에 노즐(218)이 연결되어, 실린지 내부의 용융 원료가 노즐로 배출된다.

한편, 실린지 뚜껑(216)은 상기 실린지(211)가 장착되는 장착부(216a)와, 상기 장착부(216a)에 형성된 끼움홈(216b)과, 상기 공기공급제어관(215)이 결합되는 연결통공(216c)으로 이루어진다.

상기 실린지 뚜껑(216)의 끼움홈(216b)에 상기 실린지 상부(211b)의 끼움돌기가 비틀림 끼워맞춤되며, 그에 따라서, 상기 실린지(211)는 실린지 뚜껑(216)에 대하여 비틀림 없이는 장탈되지 않는다.

상기 공기공급제어관(215)은 도시되지 않은 압축공기 공급부로부터 압축공기를 공급받아 상기 실린지 뚜껑(216)의 연결통공(216c)을 통하여 실린지(211) 내부로 공급하여, 실린지(211) 내부의 용융 원료를 노즐(218)로 밀어낸다. 이때, 상기 노즐(218)은 0.05 ~ 0.5 ㎜ 정도의 직경을 가지는 것이 바람직할 것이다.

가열부(212)는 내부가 중공으로 형성되며, 내부의 중공 영역에 히터(미도시)가 매립되게 감겨있다. 상기 히터(미도시)는 열선으로 도시되지 않은 전원부에 연결되어 가열부(212) 내부에 삽입되는 실린지(211)를 가열하여, 내부 원료를 용융시킨다.

도 8에는 본 발명에 의한 디스펜서의 작동 상태도가 도시되어 있다. 도 6에서 보이듯이, 실린지 뚜껑(216)이 실린지(211)로부터 장탈되고, 실린지(211) 내부로 고체 원료(M)가 투입된다. 실린지(211) 내부로 투입된 고체 원료(M)는 가열부(212)에 의해서 가열되어 용융되며, 실린지 뚜껑(216)에 장착된 공기공급제어관(215)으로부터 공급되는 압축공기에 의해서 노즐(218)로 배출된다.

노즐(218)은 용융된 원료를 작업대(10)로 배출한다. 노즐(218)은 실린지(211)의 하부에 나사결합된다. 노즐(218)은 도시된 바와 같이 도 7a에 도시된 바와 같이 "ㄴ"자 형상으로 절곡되거나, 도 7b에 도시된 바와 같이 수직한 형상으로 구비될 수 있다.

노즐(218)은 실린지(211)에 나사결합되므로 착탈이 가능하다. 이에 따라 수직한 일자형 노즐과 절곡된 "ㄴ"자 노즐을 호환하여 사용할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 고분자 지지체 성형장치(1)의 동작에 대하여 설명하도록 한다.

고분자 지지체 성형장치(1)의 작업대(10)의 상부 지지케이싱(11)에 지지체를 성형할 판을 세팅한다. 다음, 도 8에 도시된 바와 같이 디스펜서(210)의 실린지 뚜껑(216)을 실린지(211)로부터 장탈한 후, 실린지 내부로 고체 원료(M)를 투입한다. 이때 고체 원료(M)로는 생분해성 물질이 바람직하다.

실린지 내부로 고체 원료(M)를 투입한 후 실린지 뚜껑(216)을 다시 실린지(211)에 장착한 후, 실린지(211)를 가열부(212)에 삽입한다. 가열부(212)에는 추가의 고정부재(도면에는 미도시)가 설치될 수 있으며, 이는 실린지(211)의 움직임을 막을 수 있다.

또한, 실린지(211) 하부의 노즐(218)과 작업대(10) 사이의 간격을 조절한다. 그 후에, 압축공기가 공기공급제어관(215)으로부터 실린지(211)로 공급됨으로써, 노즐(218)로부터 용융 원료가 배출된다. 이때, X축구동부(30) 및 Y축구동부(40)가 미리 정해진 패턴으로 이동되며, 그에 따라서, 용융 원료는 지지체를 구성하는 필라멘트로 성형된다. 즉, 용융 원료가 배출됨으로써 용융 원료는 다시 고화되며, 그에 의해 지지체가 성형된 형상을 유지할 수 있다.

한편, 용융 원료의 배출 중단이 필요한 경우에, 배출 중단이 확실히 일어날 수 있도록 공기공급제어관(215)으로 공급되는 공기의 공급을 중단하는 것뿐만 아니라 진공을 유도하여, 즉 부압을 걸어서 확실하게 용융 원료의 배출을 막을 수 있으며, 이렇게 부압을 걸어서 안정되게 지지체를 성형할 수 있다.

지지체는 복수개의 층을 적층하여 입체형상으로 형성된다. 이 때, 1층의 필라멘트의 성형이 완료되면 Z축구동부(50)를 통해 높이를 조절하여 2층을 성형한다. 또한, 지지체의 형상에 따라 회전구동부(65) 또는 틸팅구동부(67)를 구동하여 작업대(10)의 위치를 변화할 수도 있다.

지지체는 각 층별로 교차하는 격자형상으로 형성하는 것이 바람직하나, 제1 내지 제3 구동부(30, 40, 50) 및 회전구동부(65)와 틸팅구동부(67)의 조합 이동으로 매우 다양한 구조의 지지체를 형성하는 것도 가능하다.

이상에서 설명된 본 발명의 고분자 지지체의 성형장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1: 고분자 지지체의 성형장치 2: 베이스
3: 지지테이블 5: 받침대
10: 작업대 11 : 작업케이싱
20 : 고화조절기 30: X축구동부 40: Y축구동부 50: Z축구동부
31,41,51 : 이송체 33,43,53 : 이송축
60 : 작업대이송수단 61 : 지지브래킷
62 : 회전모터 63 : 연동부
64 : 수직축 65 : 회전구동부
67 : 틸팅구동부 68 : 수평축
69 : 틸팅모터 200: 디스펜서기구
210: 디스펜서 211: 실린지
212: 가열부 213: 지지대
214: 고정수단 215: 공기공급제어관
216: 실린지 뚜껑 217: 마이크로미터
218: 노즐

Claims (2)

1. 베이스 상에 배치되는 지지테이블과;
   상기 지지테이블과 이격되게 배치되며 고분자 지지체가 성형되는 작업대와;
   상기 지지테이블의 상부에 배치되며 상기 작업대를 향해 고분자 지지체를 형성하는 원료를 배출하는 디스펜서기구와;
   상기 디스펜서기구를 X축, Y축 및 Z축으로 이송시키는 디스펜서이송수단과;
   상기 작업대를 좌우로 회전 및 전후로 틸팅하는 작업대이송수단을 포함하고,
   상기 작업대이송수단은,
   상기 작업대를 중심으로 서로 이격되게 상기 베이스 상에 배치되는 한 쌍의 지지브래킷과;
   상기 작업대의 하부영역에 결합되어 상기 작업대를 관통하여 형성된 수직축을 중심으로 상기 작업대를 회전시키는 회전구동부와;
   상기 지지브래킷에 가로방향으로 결합되어, 수평축을 중심으로 상기 작업대와 상기 회전구동부를 전후로 틸팅시키는 틸팅구동부를 포함하고,
   상기 디스펜서기구의 X축, Y축 및 Z축의 이송축과, 상기 작업대의 수직축 및 수평축은 각각 서로 다른 좌표에 위치하는 것을 특징으로 하는 고분자 지지체의 성형장치.
   
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