KR101548220B1 - 3D Printer - Google Patents

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KR101548220B1
KR101548220B1 KR1020140141474A KR20140141474A KR101548220B1 KR 101548220 B1 KR101548220 B1 KR 101548220B1 KR 1020140141474 A KR1020140141474 A KR 1020140141474A KR 20140141474 A KR20140141474 A KR 20140141474A KR 101548220 B1 KR101548220 B1 KR 101548220B1
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KR
South Korea
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resin
build plate
photo
dimensional printer
molding
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Application number
KR1020140141474A
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Korean (ko)
Inventor
최홍관
최이권
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(주)아이투스 인터내셔날
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

The present invention relates to a three-dimensional printer, comprising: a resin storage unit for storing a photo-curable resin; a build plate coated with a photo-curable resin supplied from the resin storage unit and provided to be able to move upward and downward such that the cured resin can be stacked; a light providing means arranged in the upper portion of the build plate and for irradiating light in accordance with a sculpture pattern on the build plate; and a control unit for controlling an operation of the resin storage unit, the build plate and the light providing means wherein the light providing means is prepared as a projector having a laser light source. Accordingly, a sculpture can be printed efficiently and quickly by curing the photo-curable resin, which forms a sculpture, with a laser light source. In addition, an efficient photo-curing can be achieved by uniformly maintaining the thickness of the photo-curable resin, printing quality can be improved by maintaining the temperature of the photo-curable resin, and a sculpture having a uniform color can be printed by preventing sedimentation of pigment by stirring the photo-curable resin. In addition, cost saving in the print production can be expected by implementing the recovery and circulation of the photo-curing resin.

Description

삼차원 프린터{3D Printer}Three-dimensional printer {3D Printer}

본 발명은 삼차원 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional printer.

일반적으로 프린터는, 프린트 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 장치를 의미한다. 컴퓨터에 연결하여 지면에 인쇄하는 프린터 장치 등은 업무용, 가정용으로서 널리 사용되고 있다. Generally, a printer means a device for printing characters, drawings, etc. on a print object. And a printer device which is connected to a computer and printed on the ground are widely used for business use and home use.

종래의 프린터는, 프린트 대상물이 되는 종이 혹은 시트재를 소정의 방향으로 이동하며 미세 잉크를 뿌리는 것으로, 모두 2차원 인쇄를 하는 것이었으나, 최근 3차원 형상을 형상할 수 있는 삼차원 프린터가 등장하였다.In the conventional printer, two-dimensional printing is performed by moving paper or sheet material to be printed in a predetermined direction and spraying fine ink, but a three-dimensional printer capable of forming a three-dimensional shape recently has appeared .

삼차원 프린터는 플레이트에 연속적으로 물질을 뿌리면서, 적층을 하여 3차원 물체를 만들어내는 부가 제조기이며, 컴퓨터, 센서등의 신호를 입체물로 제작하는 장치를 말하며, 다른 부가 제조 기술에 비해 사용하기 편리하고, 확장성이 높아 제조업에서 의료기기업 분야까지 확장가능하다.A three-dimensional printer is an additive manufacturing machine that produces a three-dimensional object by stacking a material on a plate while continuously sputtering the plate. It is a device for producing a signal of a computer or a sensor as a three-dimensional object. , Expanding from manufacturing to medical equipment companies.

특히, 3D 기술을 활용하면 비용 효율성을 높일 수 있기 때문에 변화가 빠른 제조업 분야에 활용도가 매우 높아, 제 3 산업혁명의 태동을 알리는 장치로 불리기도 한다. 미국, 일본 등에서는 3D 프린팅 기술을 본격 상용화하고 있으며, 이러한 삼차원 프린터는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0038101호(2013.4.17. 공개)에 기재되어 있다.In particular, 3D technology can be used to increase cost efficiency, so it can be used as a device to inform the emergence of the third industrial revolution. In the US and Japan, 3D printing technology is commercialized in earnest. Such a three-dimensional printer is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0038101 (published on April 17, 2013).

상기 종래 기술은 UV광원, 프로젝터, 재료 적층 조성부, 제어부를 구비한 삼차원 프린터에 관한 것으로, UV광원을 선택 투과시키는 프로젝터를 복수개로 갖추어 단일 화면 패턴을 선택적으로 투과시키도록 함으로써 향상된 해상도를 갖는 삼차원 프린터 등을 기재하고 있다.The present invention relates to a three-dimensional printer having a UV light source, a projector, a material lamination composition unit, and a control unit, and has a plurality of projectors for selectively transmitting a UV light source to selectively transmit a single screen pattern, And so on.

본 발명의 목적은, 조형물을 형성하는 광경화성 수지를 레이저 광원을 통해 경화시키는 기술을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a technique of curing a photocurable resin forming a molding through a laser light source.

본 발명의 또 다른 목적은, 광경화성 수지의 두께를 일정하게 유지하여 효율적인 광경화를 통해 조형물을 인쇄하는 기술을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a technique for printing a sculpture through efficient photocuring by keeping the thickness of the photocurable resin constant.

본 발명의 또 다른 목적은, 광경화성 수지의 온도를 일정하게 유지시켜 인쇄 품질의 향상을 도모하고, 광경화성 수지의 교반을 통해 안료의 침전을 방지하여 균일한 색상의 조형물을 인쇄하는 기술을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a technique of printing a uniformly colored sculpture by preventing the precipitation of pigment through agitation of the photocurable resin while maintaining the temperature of the photocurable resin at a constant level to improve the print quality I have to.

본 발명의 또 다른 목적은, 광경화성 수지의 회수 및 순환을 구현하는 기술을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a technique for realizing recovery and circulation of a photocurable resin.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 광경화성 수지가 저장되는 수지 저장부; 상기 수지 저장부로부터 공급되는 광경화성 수지가 도포되며, 상, 하로 이동 가능하게 마련되어 경화된 수지가 적층될 수 있도록 지지하는 빌드 플레이트; 상기 빌드 플레이트의 상부에 배치되며, 상기 빌드 플레이트 상에 조형 패턴에 따른 광을 조사하는 광제공수단; 및 상기 수지 저장부와 빌드 플레이트와 광제공수단의 동작을 제어하는 제어유닛; 을 포함하며, 상기 광제공수단은 레이저 광원을 구비하는 프로젝터로 마련되는 삼차원 프린터에 의해 달성될 수 있다.According to the present invention, the above object can be accomplished by providing a resin storage part in which a photocurable resin is stored; A build plate to which the photo-curing resin supplied from the resin reservoir is applied, and which is movably provided up and down to support the cured resin so as to be laminated; Light providing means disposed on the build plate for irradiating light on the build plate in accordance with a molding pattern; And a control unit for controlling operations of the resin reservoir, the build plate, and the light providing means; And the light providing means can be achieved by a three-dimensional printer provided with a projector having a laser light source.

여기서, 상기 광제공수단은, 레이저 광원을 발생시키는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드에서 발생된 광을 확대 또는 축소 시키는 렌즈; 상기 렌즈를 통해 확대 또는 축소된 광을 균질화시키는 균질기(Homogenizer); 상기 균질기를 통해 균질화된 광을 조형 패턴 형태로 이미징하여 투과시키며, DMD(Digital Micromirror device) 소자 또는 LCD로 마련되는 패턴 형성부; 및 상기 패턴 형성부에 의해 이미징화된 광원을 상기 빌드 플레이트에 조사하는 프로젝션 렌즈;를 포함한다.Here, the light providing means may include a laser diode for generating a laser light source; A lens for enlarging or reducing the light generated by the laser diode; A homogenizer for homogenizing the light enlarged or reduced through the lens; A pattern forming unit for imaging and transmitting the homogenized light through the homogenizer in the form of a patterned pattern and provided by a DMD (Digital Micromirror device) device or an LCD; And a projection lens that irradiates the light source imaged by the pattern formation unit to the build plate.

또한, 상기 렌즈와 균질기 사이 또는 균질기와 패턴 형성부 사이에는 광원의 축소 또는 확대를 구현하는 보조 렌즈가 하나 이상 설치될 수 있다.In addition, at least one auxiliary lens may be provided between the lens and the homogenizer or between the homogenizer and the pattern forming unit to realize reduction or enlargement of the light source.

한편, 상기 삼차원 프린터는, 상기 빌드 플레이트 상에서 좌, 우로 이동 가능하게 마련되며, 상기 수지 저장부로부터 빌드 플레이트에 공급되는 광경화성 수지를 빌드 플레이트 전면에 미리 설정된 소정의 두께로 도포하는 도포유닛을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the three-dimensional printer includes a coating unit which is provided so as to move left and right on the build plate, and which applies a photocurable resin supplied from the resin reservoir to the build plate at a predetermined thickness predetermined on the whole surface of the build plate .

여기서, 상기 도포유닛은 평면을 기준으로 상, 하단에 결합되는 볼 부쉬를 포함하며, 상기 볼 부쉬는 상기 빌드 플레이트의 상부와 하부에 형성된 가이드를 따라 빌드 플레이트 상에서 좌, 우로 이동하도록 마련될 수 있다.Here, the coating unit may include a ball bush coupled to upper and lower ends of a plane, and the ball bush may move left and right on a build plate along a guide formed on upper and lower portions of the build plate .

또한, 상기 도포유닛은 바(Bar) 또는 와이퍼 형태로 마련될 수 있다.In addition, the coating unit may be provided in the form of a bar or a wiper.

또한, 상기 수지 저장부의 하부에는 수지 저장부 내부에 수용된 광경화성 수지의 온도 조절 및 교반을 위한 자력식 가열 교반기가 설치될 수 있다.A magnetic stirrer for temperature control and agitation of the photocurable resin accommodated in the resin reservoir may be installed in the lower portion of the resin reservoir.

한편, 상기 빌드 플레이트의 하부에는 빌드 플레이트 상에서 미경화된 수지를 회수하기 위한 회수유닛이 더 설치된다.On the other hand, a recovery unit for recovering uncured resin on the build plate is further provided below the build plate.

여기서, 상기 회수유닛은, 회수된 광경화성 수지를 수용하며 상기 빌드 플레이트의 상, 하 이동에 대응되어 변위되는 자바라 형태를 구비하는 몸체부; 상기 몸체부의 하부에 설치되며 몸체부 내부에 회수된 수지가 이동하는 회수관부;를 포함하며, 상기 회수관부는 상기 수지 저장부로 연결되어 회수된 광경화성 수지가 수지 저장부로 재공급되도록 마련될 수 있다.Here, the recovery unit may include a body portion having a bellows shape accommodating the recovered photocurable resin and being displaced corresponding to upward and downward movement of the build plate; And a recovery tube portion provided at a lower portion of the body portion and through which the resin recovered in the body portion moves. The recovery tube portion may be connected to the resin storage portion, and the recovered photocurable resin may be supplied to the resin storage portion .

또한, 상기 회수관부와 수지 저장부 사이에는 일부 경화된 광경화성 수지를 걸러내는 필터가 하나 이상 설치될 수 있다.In addition, at least one filter may be provided between the return pipe portion and the resin storage portion to filter a partially cured photocurable resin.

여기서, 상기 빌드 플레이트에는 광경화성 수지가 배출되는 수지회수홀이 하나 이상 형성된다.At least one resin recovery hole through which the photocurable resin is discharged is formed in the build plate.

또한, 상기 제어유닛은 광경화성 수지의 경화를 통해 인쇄되는 조형물과 별개로 형성되며, 상기 조형물의 외측 테두리 부분에서 조형물의 적층 높이와 대응되어 적층 형성되는 조형보조물이 인쇄되도록 광제공수단을 제어하도록 마련된다.Further, the control unit is formed separately from the molding to be printed through the curing of the photocurable resin, and controls the light providing means so that the molding auxiliary is laminated in correspondence with the lamination height of the molding at the outer rim portion of the molding .

바람직하게는, 상기 수지회수홀은 빌드 플레이트 상에서 조형보조물과 조형물 사이 부분에 형성될 수 있다.Preferably, the resin recovery hole may be formed on the build plate at a portion between the molding auxiliary and the molding.

본 발명에 의해, 조형물을 형성하는 광경화성 수지를 레이저 광원을 통해 경화시킴으로써 효율적이고 신속한 조형물 인쇄가 구현될 수 있다.According to the present invention, efficient and rapid molding printing can be realized by curing a photocurable resin forming a molding through a laser light source.

또한, 광경화성 수지의 두께를 일정하게 유지하여 효율적인 광경화가 구현되며, 광경화성 수지의 온도를 일정하게 유지시켜 인쇄 품질의 향상을 도모하고, 광경화성 수지의 교반을 통해 안료의 침전을 방지하여 균일한 색상의 조형물을 인쇄할 수 있다.In addition, the thickness of the photo-curable resin can be kept constant to realize efficient photo-curing, and the temperature of the photo-curing resin can be kept constant to improve the print quality, and the pigment can be prevented from being precipitated through agitation of the photo- You can print a color sculpture.

또한, 광경화성 수지의 회수 및 순환을 구현하여 인쇄물 제작의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.In addition, recovery and circulation of the photo-curing resin can be realized, and the cost reduction of production of printed matter can be expected.

도 1 은 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 구성을 나타낸 개략도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 광제공수단의 세부구성을 나타낸 개략도이며,
도 3 은 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 도포유닛의 이동을 나타낸 평면도이며,
도 4 (a), (b), (c) 는 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 조형물 및 조형보조물의 인쇄과정을 순차적으로 나타낸 개략도이다.
1 is a schematic view showing a configuration of a three-dimensional printer according to the present invention,
2 is a schematic view showing a detailed configuration of a light providing means of a three-dimensional printer according to the present invention,
3 is a plan view showing the movement of the application unit of the three-dimensional printer according to the present invention,
4 (a), 4 (b) and 4 (c) are schematic views sequentially illustrating printing processes of a molding and a shaping aid of a three-dimensional printer according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.

또한, 이하에서는 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 구성 중 본 발명의 발명자가 창작한 구성에 대한 기술적 사상을 중점적으로 기술하였으며, 본 발명의 특징과 관련성이 적은 공지된 기술 하의 삼차원 프린터의 세부 구성, 작동 방식 등의 구체적 설명은 생략하였음을 밝혀둔다.
Hereinafter, the technical ideas of the inventions of the inventor of the present invention among the configurations of the three-dimensional printer according to the present invention will be described below. The details of the three-dimensional printer under the known technology, And a detailed explanation of the method and the like is omitted.

도 1 은 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 구성을 나타낸 개략도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 광제공수단의 세부구성을 나타낸 개략도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 도포유닛의 이동을 나타낸 평면도이며, 도 4 (a), (b), (c) 는 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 조형물 및 조형보조물의 인쇄과정을 순차적으로 나타낸 개략도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a three-dimensional printer according to the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing a detailed configuration of a light providing means of a three-dimensional printer according to the present invention, 4 (a), 4 (b), and 4 (c) are schematic views sequentially illustrating printing processes of a molding and a shaping aid of a three-dimensional printer according to the present invention.

도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 삼차원 프린터는, 광경화성 수지(R, 바람직하게는 액상 수지 또는 분말 수지가 채택될 수 있음, 이하 이를 통칭하여 '수지'라고 함)가 저장되는 수지 저장부(10); 수지 저장부(10)로부터 공급되는 수지(R)가 도포되며, 모터(M)의 구동에 의해 상, 하로 이동 가능하게 마련되어 경화된 수지가 적층될 수 있도록 지지하는 빌드 플레이트(20); 빌드 플레이트(20)의 상부에 배치되며, 빌드 플레이트(20) 상에 조형 패턴에 따른 광을 조사하는 광제공수단(30); 및 수지 저장부(10)와 빌드 플레이트(20)와 광제공수단(30) 및 삼차원 프린터의 전반적인 동작을 제어하는 제어유닛(미도시); 을 포함하며, 광제공수단(30)은 레이저 광원을 구비하는 프로젝터로 마련된다.Referring to Figs. 1 to 4, a three-dimensional printer according to the present invention is a three-dimensional printer in which a photo-curing resin (R, preferably a liquid resin or a powder resin, A resin storage part (10); A build plate 20 to which resin R supplied from the resin storage section 10 is applied and which is movable up and down by driving of the motor M to support the cured resin so as to be laminated; Light providing means (30) disposed on the top of the build plate (20) for irradiating light on the build plate (20) in accordance with the patterning pattern; And a control unit (not shown) for controlling the overall operation of the resin storage portion 10, the build plate 20, the light providing means 30 and the three-dimensional printer; And the light providing means 30 is provided as a projector having a laser light source.

여기서, 광제공수단(10)은 도 2 에서와 같이, 수지(R)에 레이저 광원을 조사하는 역할을 수행하는 구성으로 레이저 다이오드(31), 렌즈(32), 균질기(33, Homogenizer), 패턴 형성부(34), 프로젝션 렌즈(35) 및 보조 렌즈(37)를 포함한다.2, the light providing unit 10 includes a laser diode 31, a lens 32, a homogenizer 33, and a light source 33, which are configured to irradiate the resin R with a laser light source, A pattern forming portion 34, a projection lens 35, and an auxiliary lens 37. [

레이저 다이오드(31)는 레이저 광원을 발생시키는 역할을 수행하는 구성으로 레이저 광원을 방출하는 LED로도 채택될 수 있다.The laser diode 31 may be adapted to generate a laser light source and may be an LED that emits a laser light source.

렌즈(32)는 레이저 다이오드(31)에서 발생된 광을 확대 또는 축소시키는 역할을 수행하며, 균질기(33)는 렌즈(32)를 통해 확대 또는 축소된 광을 균질화시키는 역할을 수행한다.The lens 32 serves to enlarge or reduce the light generated by the laser diode 31 and the homogenizer 33 serves to homogenize the light enlarged or reduced through the lens 32.

패턴 형성부(34)는 균질기(33)를 통해 균질화된 광을 조형 패턴 형태(I, 이미징 패턴)로 이미징하여 투과시키는 역할을 수행하는 구성요소로써, DMD(Digital Micromirror device) 소자 또는 LCD로 마련될 수 있다.The pattern forming unit 34 is a component for imaging and transmitting the homogenized light through the homogenizer 33 in the form of a patterned pattern (I, imaging pattern). The pattern forming unit 34 may be a DMD (Digital Micromirror device) .

프로젝션 렌즈(35)는 패턴 형성부(34)에 의해 이미징화된 광원을 빌드 플레이트(20)에 조사하는 역할을 수행한다.The projection lens 35 serves to irradiate the light source imaged by the pattern forming unit 34 to the build plate 20. [

여기서, 렌즈(32)와 균질기(33) 사이 또는 균질기(33)와 패턴 형성부(34) 사이에는 광원의 축소 또는 확대를 구현하는 보조 렌즈(37)가 하나 이상 설치될 수 있으며, 도 2 에서는, 균질기(33)와 패턴 형성부(34) 사이에 보조 렌즈(37)가 설치된 것으로 표현되었으나 이에 한정되는 것은 아니다.At least one auxiliary lens 37 may be provided between the lens 32 and the homogenizer 33 or between the homogenizer 33 and the pattern forming portion 34 to realize reduction or enlargement of the light source. 2, the auxiliary lens 37 is provided between the homogenizer 33 and the pattern forming portion 34, but is not limited thereto.

한편, 본 발명에 따른 삼차원 프린터는, 빌드 플레이트(20) 상에서 좌, 우로 이동 가능하게 마련되며, 수지 저장부(10)로부터 빌드 플레이트(20)에 공급되는 수지(R)를 빌드 플레이트(20) 전면에 미리 설정된 소정의 두께로 도포하는 도포유닛(40)을 더 포함할 수 있다.The three-dimensional printer according to the present invention is a three-dimensional printer according to the present invention which is provided so as to be movable left and right on a build plate 20 and is provided with a resin (R) supplied from a resin reservoir 10 to a build plate 20, And a coating unit 40 for applying a predetermined thickness to the entire surface.

여기서, 도포유닛(40)은 도 3 에서와 같이, 평면을 기준으로 상, 하단에 결합되는 볼 부쉬(42)를 포함하며, 볼 부쉬(42)는 빌드 플레이트(20)의 상부와 하부에 형성된 가이드(21)를 따라 빌드 플레이트(20) 상에서 좌, 우로 이동하도록 마련될 수 있으며, 원통형의 바(Bar) 또는 와이퍼 형태로 마련될 수 있다.3, the coating unit 40 includes a ball bush 42 coupled to upper and lower ends with respect to a plane, and the ball bush 42 is formed on upper and lower portions of the build plate 20 And may be provided to move left and right on the build plate 20 along the guide 21 and may be provided in the form of a cylindrical bar or a wiper.

즉, 도포유닛(40)은 수지 저장부(10)로부터 수지가 공급되면 빌드 플레이트(20)의 상부에서 소정의 간격(1마이크론 내지 100마이크론, 수지 재질 및 조형물의 형태에 따라 두께가 조절될 수 있음)을 띄운채로 좌, 우로 이동하여 빌드 플레이트(20) 상에 수지(R)를 일정한 두께로 도포시키는 역할을 수행하는 것이다.That is, when the resin is supplied from the resin storage unit 10, the coating unit 40 can be adjusted in thickness at a predetermined interval (1 micron to 100 microns, depending on the resin material and the shape of the molding) And the resin R is applied on the build plate 20 with a predetermined thickness.

또한, 전술한 구성에 의한 인쇄 동작은 수지 공급->수지 두께 조절(도포)->경화 순으로 이루어지며, 이러한 동작이 반복(도 4 참조)됨으로써 경화된 수지의 적층을 통한 조형물(m) 인쇄가 구현되는 것이다.In addition, the printing operation according to the above-described configuration is performed in the order of resin supply-> resin thickness adjustment (coating) -> curing, and such operations are repeated (see FIG. 4) .

한편, 수지 저장부(10)의 하부에는 수지 저장부(10) 내부에 수용된 수지(R)의 온도 조절 및 교반을 위한 자력식 가열 교반기(50)가 설치될 수 있다.A magnetic stirrer 50 for controlling the temperature and stirring the resin R accommodated in the resin reservoir 10 may be installed in the lower portion of the resin reservoir 10.

자력식 가열 교반기(50)는 자력을 방출하는 마그네틱을 이용하여 가열 및 교반을 수행함으로써 수지의 온도 조절 및 유지, 혼합을 구현하며, 후술할 제어유닛에 의해 제어되도록 마련되며, 이에 의해 수지가 액상으로 마련될 경우, 안료의 침전을 방지하여 균일한 색상을 구현하며, 수지의 온도를 경화에 최적화되도록 유지시킴으로써 조형물의 품질을 향상시킬 수 있는 것이다.The magnetic force type heating stirrer 50 implements temperature control, maintaining and mixing of the resin by performing heating and stirring using magnet that emits magnetic force, and is controlled by a control unit to be described later, It is possible to prevent the precipitation of the pigment to realize uniform color and to maintain the resin temperature to be optimized for hardening, thereby improving the quality of the molding product.

한편, 빌드 플레이트(20)의 하부에는 빌드 플레이트(20) 상에서 미경화된 수지를 회수하기 위한 회수유닛(60)이 설치될 수 있다.Meanwhile, a recovery unit 60 for recovering the uncured resin on the build plate 20 may be installed below the build plate 20.

여기서, 회수유닛(60)은 도 1 에서와 같이, 회수된 수지(R)를 수용하며 빌드 플레이트(20)의 상, 하 이동에 대응되어 변위되는 자바라 형태를 구비하는 몸체부(62) 및 몸체부(62)의 하부에 설치되며 몸체부(62) 내부에 회수된 수지(R)가 이동하는 회수관부(64);를 포함한다. 여기서 자바라 형태는 접힘 및 펼쳐짐이 가능하게 마련되는 형태를 의미하며, 빌드 플레이트(20)의 변위에 대응 변위되는 구성으로 도 1 에서와 같이, 몸체부(62) 일부 및 회수관부(64)에 적용될 수 있다.1, the collecting unit 60 includes a body portion 62 having a bellows shape accommodating the recovered resin R and being displaced corresponding to upward and downward movement of the build plate 20, And a collection tube portion 64 installed at a lower portion of the body portion 62 and through which the resin R collected within the body portion 62 moves. Here, the bellows shape means a shape in which folding and unfolding are possible. The bellows shape is adapted to be displaced to the displacement of the build plate 20 and applied to a part of the body part 62 and the recovery tube part 64 .

또한, 회수관부(64)는 수지 저장부(10)로 연결되어 회수된 수지(R)가 수지 저장부(10)로 재공급되도록 마련되는 순환 구조로 구현될 수 있으며, 회수관부(64)와 수지 저장부(10) 사이에는 일부 경화된 수지(R)를 걸러내는 필터(66)가 하나 이상 설치될 수 있다.The return pipe portion 64 may be realized by a circulation structure that is connected to the resin storage portion 10 and is supplied to the resin storage portion 10 so that the recovered resin R is supplied again. At least one filter 66 may be provided between the resin reservoirs 10 to filter the partially cured resin R. [

여기서, 회수관부(64)를 통해 수지 저장부(10)로 수지(R)가 이동되는 것은 모터(미도시) 및 펌프(미도시)에 의해 구현될 수 있으며, 필터(66)를 통해 액상 수지 중 일부가 경화되어 고형화된 수지를 걸러냄으로써 수지(R)의 안정적인 재활용을 기대할 수 있다.Here, the resin R can be moved by the motor (not shown) and the pump (not shown) through the return pipe portion 64 to the resin storage portion 10, It is possible to expect stable recycling of the resin (R) by filtering the solidified resin.

여기서, 도 3 에서와 같이, 빌드 플레이트(20)에는 수지(R)가 배출되는 수지회수홀(22)이 하나 이상 형성되며, 바람직하게는 빌드 플레이트(20)의 양측부에 형성될 수 있으며, 수지회수홀(22)로의 원활한 수지 배출을 위하여 빌드 플레이트(20) 형성 각도를 중앙을 기점으로 양측부로 향할수록 일정 각도(대략 0.5 도 내지 3 도)를 가지도록 구현할 수도 있다.3, at least one resin recovery hole 22 through which the resin R is discharged may be formed in the build plate 20, preferably at both sides of the build plate 20, The angle of forming the build plate 20 may be set to have a certain angle (approximately 0.5 to 3 degrees) toward the both sides from the center in order to smoothly discharge the resin into the resin recovery hole 22.

정리하면, 수지회수홀(22) 및 회수유닛(60)에 의해 경화 작업이 완료된 상태에서 남은 수지는 수지회수홀(22)을 통해 회수유닛(60)으로 이동되며, 회수유닛(60)에서 수지를 필터링하여 수지 저장부(10)에 재공급하도록 구성되어 순환구조를 구현한 것이다.The resin remaining in the state in which the curing operation is completed by the resin recovery hole 22 and the recovery unit 60 is moved to the recovery unit 60 through the resin recovery hole 22 and the resin Is fed to the resin storage unit (10), thereby realizing a circulation structure.

한편, 제어유닛은 수지(R)의 경화를 통해 인쇄되는 조형물(m)과 별개로 형성되며, 조형물(m)의 외측 테두리 부분에서 조형물(m)의 적층 높이와 대응되어 적층 형성되는 조형보조물(ma)이 인쇄되도록 광제공수단(30)을 제어하도록 구성할 수도 있다.(도 4 참조)On the other hand, the control unit is formed separately from the molding m to be printed through the curing of the resin R, and is connected to the molding auxiliary m, which is laminated on the outer edge of the molding m, ma may be printed. (See Fig. 4)

조형보조물(ma)은 공급된 수지(R)의 외부 유출을 막는 용도와 도포유닛(40)이 동작하는 기준 높이를 제공하는 두 가지 역할을 수행하며, 이 경우, 수지회수홀(22)은 빌드 플레이트(20) 상에서 조형보조물(ma)과 조형물(m) 사이 부분에 형성되어 조형보조물(ma)과 조형물(m) 사이에 남은 수지를 회수할 수 있게 되는 것이다.
The molding aid a serves both to prevent the outflow of the supplied resin R and to provide a reference height at which the application unit 40 operates. In this case, The resin remaining between the molding auxiliary m and the molding m can be recovered on the plate 20 at a portion between the molding auxiliary m and the molding m.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 삼차원 프린터는, 조형물을 형성하는 광경화성 수지를 레이저 광원을 통해 경화시킴으로써 효율적이고 신속한 조형물 인쇄가 구현될 수 있다.As described above, the three-dimensional printer according to the present invention can efficiently and quickly print sculptures by curing the photocurable resin forming the sculpture through the laser light source.

또한, 광경화성 수지의 두께를 일정하게 유지하여 효율적인 광경화가 구현되며, 광경화성 수지의 온도를 일정하게 유지시켜 인쇄 품질의 향상을 도모하고, 광경화성 수지의 교반을 통해 안료의 침전을 방지하여 균일한 색상의 조형물을 인쇄할 수 있다.In addition, the thickness of the photo-curable resin can be kept constant to realize efficient photo-curing, and the temperature of the photo-curing resin can be kept constant to improve the print quality, and the pigment can be prevented from being precipitated through agitation of the photo- You can print a color sculpture.

또한, 광경화성 수지의 회수 및 순환을 구현하여 인쇄물 제작의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.
In addition, recovery and circulation of the photo-curing resin can be realized, and the cost reduction of production of printed matter can be expected.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments and the drawings, it is to be understood that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 수지 저장부
20 : 빌드 플레이트
21 : 가이드 22 : 수지회수홀
30 : 광제공수단
31 : 레이저 다이오드
32 : 렌즈
33 : 균질기
34 : 패턴 형성부
35 : 프로젝션 렌즈
37 : 보조 렌즈
40 : 도포유닛
42 : 볼 부쉬
50 : 자력식 가열 교반기
60 : 회수유닛
62 : 몸체부 64 : 회수관부 66 : 필터
R : 광경화성 수지
M : 모터
I : 이미징 패턴
m : 조형물
ma : 조형보조물
Description of the Related Art [0002]
10: Resin storage part
20: Build plate
21: guide 22: resin recovery hole
30: light providing means
31: Laser diode
32: lens
33: homogenizer
34:
35: projection lens
37: auxiliary lens
40: dispensing unit
42: Ball bush
50: Self-heating type heating stirrer
60: collection unit
62: body portion 64: return pipe portion 66: filter
R: Photocurable resin
M: Motor
I: Imaging pattern
m: Sculpture
ma: molding aid

Claims (13)

광경화성 수지가 저장되는 수지 저장부;
상기 수지 저장부로부터 공급되는 광경화성 수지가 도포되며, 상, 하로 이동 가능하게 마련되어 경화된 수지가 적층될 수 있도록 지지하는 빌드 플레이트;
상기 빌드 플레이트의 상부에 배치되며, 상기 빌드 플레이트 상에 조형 패턴에 따른 광을 조사하는 광제공수단;
상기 수지 저장부와 빌드 플레이트와 광제공수단의 동작을 제어하는 제어유닛; 및
상기 빌드 플레이트 상에서 좌, 우로 이동 가능하게 마련되며, 상기 수지 저장부로부터 빌드 플레이트에 공급되는 광경화성 수지를 빌드 플레이트 전면에 미리 설정된 소정의 두께로 도포하는 도포유닛
을 포함하며,
상기 광제공수단은 레이저 광원을 구비하는 프로젝터로 마련되고,
상기 제어유닛은, 광경화성 수지의 경화를 통해 인쇄되는 조형물과 별개로 형성되며 상기 조형물의 외측 테두리 부분에서 조형물의 적층 높이와 대응되어 적층 형성되는 조형보조물이 인쇄되도록 광제공수단을 제어하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
A resin storage portion for storing the photo-cured resin;
A build plate to which the photo-curing resin supplied from the resin reservoir is applied, and which is movably provided up and down to support the cured resin so as to be laminated;
Light providing means disposed on the build plate for irradiating light on the build plate in accordance with a molding pattern;
A control unit for controlling operations of the resin reservoir, the build plate, and the light providing unit; And
A coating unit which is provided so as to be movable left and right on the build plate and which applies a photocurable resin supplied from the resin reservoir to the build plate at a predetermined thickness,
/ RTI >
Wherein the light providing means is provided with a projector having a laser light source,
The control unit is provided to control the light providing means so that the molding auxiliary, which is formed separately from the molding to be printed through the hardening of the photo-curable resin, is laminated on the outer edge of the molding to correspond to the height of the molding Characterized by
Three-dimensional printer.
제1항에 있어서,
상기 광제공수단은,
레이저 광원을 발생시키는 레이저 다이오드;
상기 레이저 다이오드에서 발생된 광을 확대 또는 축소 시키는 렌즈;
상기 렌즈를 통해 확대 또는 축소된 광을 균질화시키는 균질기(Homogenizer);
상기 균질기를 통해 균질화된 광을 조형 패턴 형태로 이미징하여 투과시키며, DMD(Digital Micromirror device) 소자 또는 LCD로 마련되는 패턴 형성부; 및
상기 패턴 형성부에 의해 이미징화된 광원을 상기 빌드 플레이트에 조사하는 프로젝션 렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
The method according to claim 1,
Wherein the light providing means comprises:
A laser diode for generating a laser light source;
A lens for enlarging or reducing the light generated by the laser diode;
A homogenizer for homogenizing the light enlarged or reduced through the lens;
A pattern forming unit for imaging and transmitting the homogenized light through the homogenizer in the form of a patterned pattern and provided by a DMD (Digital Micromirror device) device or an LCD; And
And a projection lens that irradiates the light source imaged by the pattern formation unit to the build plate
Three-dimensional printer.
제2항에 있어서,
상기 렌즈와 균질기 사이 또는 균질기와 패턴 형성부 사이에는 광원의 축소 또는 확대를 구현하는 보조 렌즈가 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
3. The method of claim 2,
And at least one auxiliary lens is provided between the lens and the homogenizer or between the homogenizer and the pattern forming part to realize reduction or enlargement of the light source.
Three-dimensional printer.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 도포유닛은 평면을 기준으로 상, 하단에 결합되는 볼 부쉬를 포함하며, 상기 볼 부쉬는 상기 빌드 플레이트의 상부와 하부에 형성된 가이드를 따라 빌드 플레이트 상에서 좌, 우로 이동하는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
The method according to claim 1,
Wherein the coating unit includes a ball bush coupled to upper and lower ends with respect to a plane, and the ball bush moves left and right on a build plate along guides formed on upper and lower portions of the build plate
Three-dimensional printer.
제1항에 있어서,
상기 도포유닛은 바(Bar) 또는 와이퍼 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
The method according to claim 1,
Characterized in that the coating unit is provided in the form of a bar or a wiper
Three-dimensional printer.
제1항에 있어서,
상기 수지 저장부의 하부에는 수지 저장부 내부에 수용된 광경화성 수지의 온도 조절 및 교반을 위한 자력식 가열 교반기가 설치되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
The method according to claim 1,
And a magnetic force type heating stirrer for controlling temperature and stirring of the photocurable resin accommodated in the resin reservoir is installed in the lower portion of the resin reservoir
Three-dimensional printer.
제1항에 있어서,
상기 빌드 플레이트의 하부에는 빌드 플레이트 상에서 미경화된 수지를 회수하기 위한 회수유닛이 더 설치되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
The method according to claim 1,
And a recovery unit for recovering the uncured resin on the build plate is further provided below the build plate.
Three-dimensional printer.
제8항에 있어서,
상기 회수유닛은,
회수된 광경화성 수지를 수용하며 상기 빌드 플레이트의 상, 하 이동에 대응되어 변위되는 자바라 형태를 구비하는 몸체부; 및
상기 몸체부의 하부에 설치되며 몸체부 내부에 회수된 수지가 이동하는 회수관부;를 포함하며,
상기 회수관부는 상기 수지 저장부로 연결되어 회수된 광경화성 수지가 수지 저장부로 재공급되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
9. The method of claim 8,
The recovery unit includes:
A body portion having a bellows shape accommodating the recovered photocurable resin and being displaced corresponding to upward and downward movement of the build plate; And
And a return pipe portion provided at a lower portion of the body portion and through which the resin recovered in the body portion moves,
Wherein the return pipe portion is connected to the resin storage portion and the recovered photocurable resin is supplied again to the resin storage portion
Three-dimensional printer.
제9항에 있어서,
상기 회수관부와 수지 저장부 사이에는 일부 경화된 광경화성 수지를 걸러내는 필터가 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
10. The method of claim 9,
And at least one filter for filtering out part of the cured photocurable resin is provided between the return pipe portion and the resin storage portion.
Three-dimensional printer.
제1항에 있어서,
상기 빌드 플레이트에는 광경화성 수지가 배출되는 수지회수홀이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
The method according to claim 1,
And one or more resin recovery holes through which the photo-curing resin is discharged are formed in the build plate
Three-dimensional printer.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 수지회수홀은 빌드 플레이트 상에서 조형보조물과 조형물 사이 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는
삼차원 프린터.
12. The method of claim 11,
Characterized in that the resin recovery hole is formed on the build plate at a portion between the molding auxiliary and the molding body
Three-dimensional printer.
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