KR101596854B1 - 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3d 프린터 - Google Patents

멀티 필라멘트 공급이 가능한 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3d 프린터 Download PDF

Info

Publication number
KR101596854B1
KR101596854B1 KR1020150132377A KR20150132377A KR101596854B1 KR 101596854 B1 KR101596854 B1 KR 101596854B1 KR 1020150132377 A KR1020150132377 A KR 1020150132377A KR 20150132377 A KR20150132377 A KR 20150132377A KR 101596854 B1 KR101596854 B1 KR 101596854B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
extruder
grooves
hop
printer
unit
Prior art date
Application number
KR1020150132377A
Other languages
English (en)
Inventor
주용완
Original Assignee
주식회사 네오시즈
주용완
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 주식회사 네오시즈, 주용완 filed Critical 주식회사 네오시즈
Priority to KR1020150132377A priority Critical patent/KR101596854B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101596854B1 publication Critical patent/KR101596854B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B29C67/0085—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE 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
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE 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
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Landscapes

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

Abstract

멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3D 프린터가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더는, 3D 프린터용 익스트루더에 있어서, 복수 개의 원료들 각각에 대응되는 복수 개의 홈들이 형성된 홉 볼트, 및 상기 복수 개의 원료들을 선택적으로 상기 복수 개의 홈들 중 어느 하나에 밀착시키기 위한 선택부를 포함하며, 상기 홉 볼트가 회전함에 따라 상기 복수 개의 원료들 중 상기 선택부에 의해 선택된 원료가 대응되는 홈에 밀착되어 이송될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3D 프린터{Extruder for a 3D printer capable of multi-filament supply and 3D printer using it}
본 발명은 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 홈이 형성된 홉 볼트(hobbed bolt)를 이용하여, 복수 개의 필라멘트 중 제품성형에 사용되는 필라멘트를 선택적으로 배출시킬 수 있도록 함으로써 하나의 익스트루더를 이용하면서도 멀티 필라멘트 공급이 가능하도록 하는 3D 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3D 프린터에 관한 것이다.
최근들어 물체에 대한 3차원 데이터를 이용하여 해당 물체를 3차원으로 성형할 수 있는 3D 프린터의 사용이 증가하고 있다. 이러한 3D 프린터는 점차 가격이나 성능면에서 다품종 소량생산 제품을 중심으로 양산가능한 제품의 성형에도 활용도가 높아지고 있다.
3D 프린터의 조형 방식은 다양하게 구현되고 있는데, 크게 적층형(첨가형 또는 쾌속조형 방식)과 절삭형(컴퓨터 수치제어 조각방식)으로 구분할 수 있다.
이 중 상기 절삭형은 적층형에 비해 상대적으로 정밀한 출력물을 출력할 수 있는 장점이 있으나 조형 가능한 형상에 한계가 있고, 재료 사용량 등의 효율이 떨어지는 등의 문제가 있어 일반적으로 적층형의 조형방식이 널리 사용되고 있다.
이러한 적층형의 조형방식 중에서도 대표적으로 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식은 열가소성 소재(예컨대, 플라스틱)를 실과 같은 형태로 형성한 필라멘트(filament)를 원료로 사용, 익스트루더를 통해 공급되는 필라멘트가 가열된 노즐을 통해 액체상태로 압출되어 한 층(레이어)씩 적층되며 조형물을 완성하는 방식으로, 그 사용범위가 점차 넓어지고 있다.
이러한 3D 프린터에서 원료(예컨대, 필라멘트)가 공급되고 가열, 배출되는 익스트루더는 몸체에 홈이 형성된 홉 볼트(hobbed bolt)가 사용되며, 상기 홉 볼트에 형성된 상기 홈에 상기 필라멘트가 밀착, 구동기어의 구동에 따라 상기 홉 볼트가 회전하면서 상기 필라멘트를 이송시키는 구조가 주로 사용되고 있다.
도 1은 종래의 홉 볼트의 구현 예를 나타내며, 도 2는 종래의 일반적인 익스트루더의 개략적인 구조를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 종래의 홉 볼트(110)는 몸체 소정의 위치에 홈(111)이 형성되는데, 상기 홈(111)은 일반적으로 호빙머신을 사용하여 기어의 톱니 형태로 가공될 수 있다.
이처럼 호빙 가공된 상기 홉 볼트(110)는 도 2에 도시된 익스트루더(100)에 기어박스와 결합되며, 회전에 따라 상기 홈(111)에 밀착된 필라멘트(f)를 상기 익스트루더(100)의 하부 방향 즉, 상기 필라멘트(f)가 가열되고 배출될 방향으로 이송시키는 역할을 수행할 수 있다.
종래에는 단순히 하나의 필라멘트(f)가 하나의 익스트루더(100)와 연결, 공급되는 구조를 가져, 2개 이상의 필라멘트(f)를 사용하려는 경우에는 필라멘트(f)의 개수에 상응하는 개수의 익스트루더(100)가 필요하였다. 이에 따라 예컨대, 복수 개의 필라멘트(f)를 사용하여 제품의 색상을 다양하게 구현하려는 경우, 필라멘트(f)의 개수에 따라 익스트루더(100)의 개수 또한 늘어나게 되어 3D 프린터의 구조가 복잡해지고 공정효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 하나의 익스트루더(100)를 사용하면서도 복수 개의 필라멘트(f) 즉, 멀티 필라멘트의 공급이 가능하도록 함으로써 상대적으로 간단한 구조에서 3D 프린터의 활용도 및 공정효율을 높일 수 있는 기술적 사상이 요구된다.
등록번호 10-1524441, "다수의 원료공급부가 형성된 3D 프린터의 헤드"
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 익스트루더에 구비되는 홉 볼트에 복수 개의 홈을 형성하고, 상기 복수 개의 홈에 복수 개의 필라멘트가 각각 대응되도록 하여 복수 개의 익스트루더를 구비하지 않고서도 하나의 익스트루더를 통해서 멀티 필라멘트 공급이 가능하도록 하는 기술적 사상을 제공하는 것이다.
또한 상기 복수 개의 필라멘트를 상기 복수 개의 홈에 선택적으로 각각 밀착시킬 수 있도록 하여 간단한 구조로 용이하게 멀티 필라멘트 공급이 가능하도록 하는 기술적 사상을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더는, 3D 프린터용 익스트루더에 있어서, 복수 개의 원료들 각각에 대응되는 복수 개의 홈들이 형성된 홉 볼트, 및 상기 복수 개의 원료들을 선택적으로 상기 복수 개의 홈들 중 어느 하나에 밀착시키기 위한 선택부를 포함하며, 상기 홉 볼트가 회전함에 따라 상기 복수 개의 원료들 중 상기 선택부에 의해 선택된 원료가 대응되는 홈에 밀착되어 이송될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 선택부는, 상기 복수 개의 홈들 각각에 대응되도록 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더는, 상기 복수 개의 원료들 각각에 대응되며, 상기 홉 볼트에 의한 상기 필라멘트의 이송 방향에 배치되어 상기 홉 볼트의 회전에 따라 상기 복수 개의 원료들이 선택적으로 이송될 수 있는 복수 개의 이송부, 상기 복수 개의 이송부가 단일의 통로로 합류되는 합류부, 상기 복수 개의 이송부 및 상기 합류부를 가열하는 가열부, 및 상기 가열부를 통해 가열된 원료가 배출되는 배출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 상기 이송부의 적어도 일부를 예열하는 제1가열부, 및 상기 합류부 또는 상기 배출부 중 적어도 하나를 가열하는 제2가열부를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터는, 3D 프린터에 있어서, 원료를 저장 및 공급하는 원료공급수단, 공급되는 원료를 이송 및 가열하여 각 방향으로 이동하며 가열된 상기 원료를 배출하는 익스트루더, 및 3D 제품의 성형을 위해 상기 익스트루더의 동작을 제어하기 위한 제어시스템을 포함하며, 상기 익스트루더는, 복수 개의 원료들 각각에 대응되는 복수 개의 홈들이 형성된 홉 볼트, 및 상기 복수 개의 원료들을 선택적으로 상기 복수 개의 홈들 중 어느 하나에 밀착시키기 위한 선택부를 포함하고, 상기 홉 볼트가 회전함에 따라 상기 복수 개의 원료들 중 상기 선택부에 의해 선택된 원료가 대응되는 홈에 밀착되어 이송될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 익스트루더에 구비되는 홉 볼트에 복수 개의 홈을 형성하고, 상기 복수 개의 홈에 복수 개의 필라멘트가 각각 대응되도록 하여 복수 개의 익스트루더를 구비하지 않고서도 하나의 익스트루더를 통해서 멀티 필라멘트 공급이 가능한 효과가 있다.
또한 상기 복수 개의 필라멘트를 상기 복수 개의 홈에 선택적으로 각각 밀착시킬 수 있도록 하여 간단한 구조로 용이하게 멀티 필라멘트 공급이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 홉 볼트의 구현 예를 나타낸다.
도 2는 종래의 일반적인 익스트루더의 개략적인 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더에 사용되는 홉 볼트의 구현 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더에 사용되는 홉 볼트 및 선택부의 구현 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더의 하부를 개략적으로 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하도록 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)는 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들을 공급받아 선택적으로 이송시키는 상부(100-1) 및 이송되는 필라멘트를 가열/배출하는 하부(100-2)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)를 상부(100-1) 및 하부(100-2)로 구분하고 있지만, 이러한 명칭이 반드시 익스트루더 자체가 별개의 다른 구성요소의 결합을 의미하는 것은 아니다. 즉, 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)의 상부(100-1) 및 하부(100-2)는 하나의 익스트루더 내에서 그 형태나 기능 및/또는 작용에 따라 임의로 구분되는 명칭일 수도 있고, 구현 예에 따라 상부(100-1) 및 하부(100-2) 각각이 독립적인 두 개의 구성요소를 의미하는 것일 수도 있다. 어떠한 경우든, 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)는 후술할 바와 같이 공급되는 복수 개의 필라멘트를 선택적으로 이송하며, 이송되는 필라멘트를 가열 및 배출하는 기능을 수행할 수 있으면 족하다.
한편 전술한 바와 같이, 일반적으로 3D 프린터의 원료 예컨대, 필라멘트를 이송시키기 위해서 익스트루더 내부에 홉 볼트(hobbed bolt)를 구비하고, 상기 홉 볼트 상에 형성된 홈에 밀착된 필라멘트가 상기 홉 볼트의 회전에 의해 이송되도록 구현되고 있다.
이때 종래에는 하나의 익스트루더에 하나의 필라멘트만 공급이 가능하여, 멀티 칼라 제품 성형 등을 위해 복수 개의 필라멘트들을 사용하고자 하는 경우에는 필라멘트의 개수만큼 복수 개의 익스트루더가 필요하여 구성이 복잡해지고 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
그러나 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 도면에 도시된 바와 같이 하나의 익스트루더에 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들을 공급받고, 상기 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들 중 필요한 필라멘트를 선택적으로 이송/배출시킬 수 있다. 이를 위한 본 발명의 구성 및 작용을 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
우선 하나의 익스트루더를 통해 상기 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들 중 필요한 특정 필라멘트를 선택적으로 이송시키기 위한 구성이 도 4 및 도 5에 도시된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더에 사용되는 홉 볼트의 구현 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)에 사용되는 홉 볼트(110)는 그 몸체부에 복수 개의 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113)이 형성될 수 있다. 도면에는 3개의 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113)이 형성된 경우가 도시되어 있으나, 상기 복수 개의 홈의 개수는 필요에 따라 다양한 개수로 형성될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적인 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
또한 상기 복수 개의 홈은 소정의 호빙머신 또는 동일한 기능을 하는 소정의 장치에 의해 상기 홉 볼트(110)의 몸체부에 호빙되어 형성될 수 있다. 하지만 반드시 호빙방식의 가공이 수행되어야 하는 것은 아니며, 상기 홉 볼트(110)의 회전에 따라 원료(예컨대, 필라멘트)를 이송시킬 수 있는 어떠한 형식으로 홈이 가공되어도 무방하다.
이처럼 상기 홉 볼트(110)에 복수 개의 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113)이 형성되면, 형성된 상기 복수 개의 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113) 각각에 필라멘트가 대응될 수 있다. 그리고, 각각의 홈 및 필라멘트는 사용자의 선택에 따라, 또는 소정의 제어신호에 따라 선택적으로 밀착되어 후술할 익스트루더의 가열부로 공급될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더에 사용되는 홉 볼트 및 선택부의 구현 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더에 구비되는 상기 홉 볼트(110)는 전술한 바와 같이 형성된 복수 개의 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113) 각각별로 하나의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)와 대응될 수 있다.
종래의 일반적인 익스트루더에서 필라멘트는 상기 홉 볼트(110)에 형성된 하나의 홈(예컨대, 111)에 밀착되어 있으면서 상기 홉 볼트(110)의 회전에 따라 공급되도록 구현되고 있으나, 본 발명의 실시 예에 의하면 각각의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)는 대응되는 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113)에 평상시에는 밀착되지 않고 이격되어 있다가, 공급될 필요가 있는 필라멘트만 선택적으로 대응되는 홈에 밀착되어 공급되도록 구현될 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더는 상기 각각의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)를 선택적으로 대응되는 홈에 밀착시키기 위한 선택부가 구비될 수 있다. 상기 선택부는 3D 프린터에 구비되는 소정의 제어 시스템으로부터 전송되는 소정의 제어신호 또는 사용자의 선택에 따라 선택적으로 상기 각각의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)를 대응되는 홈에 밀착시키도록 구현될 수 있다.
또한 상기 선택부는 도면에 도시된 바와 같이 상기 각각의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)별로 대응되는 복수 개의 선택부(예컨대, 120a, 120b, 및/또는 120c)로 구성될 수 있다.
예를 들면, 복수 개의 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113)이 형성된 홉 볼트(110)에 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)가 각각 대응되도록 구비되고, 이 중 특정 필라멘트(예컨대, f3)이 공급될 필요가 있는 경우를 가정하면, 상기 복수 개의 선택부(예컨대, 120a, 120b, 및/또는 120c) 중 상기 특정 필라멘트(예컨대, f3)에 대응되는 선택부(예컨대, 120c)가 구동될 수 있다. 상기 선택부(예컨대, 120c)는 상기 특정 필라멘트(예컨대, f3)를 대응되는 홈(예컨대, 113) 방향으로 밀어줄 수 있다. 그러면 상기 특정 필라멘트(예컨대, f3)가 상기 복수 개의 홈(예컨대, 111, 112, 및/또는 113) 중 대응되는 홈(예컨대, 113)에 밀착될 수 있다. 그러면, 상기 홉 볼트(110)의 회전에 따라 상기 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3) 중 상기 홈에 밀착된 상기 특정 필라멘트(예컨대, f3)만이 선택적으로 공급될 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 전술한 바와 같이 복수 개의 홈들 가각에 대응되는 복수 개의 선택부가 구비될 수도 있지만, 익스트루더에는 하나의 선택부만이 구비되고 상기 선택부가 복수 개의 필라멘트들 중에서 선택된 어느 하나를 대응되는 홈으로 밀착시키도록 구현될 수도 있다. 예컨대, 하나의 선택부가 제1필라멘트(f1)를 대응되는 홈(예컨대, 111)으로 밀착시킬 수도 있고, 제2필라멘트(f2)를 대응되는 홈(예컨대, 112)으로 밀착시킬 수도 있으며, 제3필라멘트(f3)를 대응되는 홈(예컨대, 113)으로 밀착시키도록 구현될 수도 있다.
상기 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)는 각각 색상이 다른 원료일 수 있으며, 구현 예에 따라서는 각각 재질이 다른 원료가 구비되어 3D 프린터를 통해 성형하고자 하는 제품의 부위나 형상에 따라 필요한 종류의 원료가 선택적으로 공급되도록 할 수도 있다.
이러한 본 발명의 실시 예에 의하면, 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)를 사용하는 경우에도 각각의 필라멘트들에 대응되는 복수 개의 익스트루더를 구비할 필요없이, 비교적 간단한 구조를 이용하여 하나의 익스트루더에서도 복수 개의 필라멘트를 선택적으로 공급할 수 있어 3D 프린터 자체의 비용을 절감하면서 공정효율을 높일 수 있는 효과를 가질 수 있다.
이러한 본 발명의 기술적 사상에 따른 상기 홉 볼트(110) 및/또는 선택부는 전술한 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)의 상부(100-1)에 구비될 수 있다. 즉, 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)의 상부(100-1)에서 공급되는 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들 중 필요한 특정 필라멘트를 선택적으로 이송시키는 기능을 수행할 수 있도록 구현될 수 있다. 물론 구현 예에 따라 상기 홉 볼트(110) 및/또는 상기 선택부는 필요에 따라 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100) 상의 어느 위치에든 구비될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적인 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
한편 이처럼 복수 개의 필라멘트들이 선택적으로 공급되는 경우, 하나의 익스트루더 내에서 선택적으로 공급되는 원료를 가열, 배출하기 위한 구조가 도 6에 도시된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더의 하부를 개략적으로 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)의 하부(100-2)의 구성을 개략적으로 살펴볼 수 있다.
즉, 전술한 상기 홉 볼트(110)에 의해 이송/공급된 원료가 가열 및 배출되는 익스트루더의 하부(100-2)는 크게 상기 홉 볼트(110)에 의해 이송되는 상기 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들이 공급되는 공급부(130)와 공급된 필라멘트를 가열하는 가열부(140), 및 가열된 필라멘트가 배출되는 배출부(150)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 공급부(130)의 일 측은 전술한 홉 볼트(110)로부터 공급되는 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들 각각에 대응되는 이송통로인 복수 개의 이송부가 형성될 수 있으며, 상기 공급부(130)의 타 측에는 상기 복수 개의 이송부가 단일의 통로로 합류되는 합류부가 형성될 수 있다.
즉, 상기 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들은 각각 상기 복수 개의 이송부에 대응되며, 상기 복수 개의 필라멘트(예컨대, f1, f2, 및/또는 f3)들 중 전술한 홉 볼트(110)로부터 선택적으로 공급되는 특정 필라멘트가 상기 이송부로부터 상기 합류부로 이송되면서 상기 가열부(140)에 의해 가열되고, 가열된 상기 특정 필라멘트가 상기 배출부(150)를 통해 배출될 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 가열부(140)는 상기 복수 개의 이송부를 일차로 예열하는 제1가열부 및 상기 합류부로 이송된 필라멘트를 가열하는 제2가열부를 포함할 수 있다.
또한 상기 배출부(150)는 최종적으로 가열된 필라멘트가 배출되는 노즐을 구비하고 있을 수 있다.
구현 예에 따라, 상기 제2가열부는 도면에 도시된 바와 같이 별도의 장치가 구비될 수도 있지만, 상기 노즐 자체가 배출될 필라멘트를 최종 가열하는 제2가열부인 형태로 구현될 수도 있다.
결과적으로 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더는 복수 개의 필라멘트들을 동시에 공급받고, 공급되는 복수 개의 필라멘트들을 선택적으로 가열 및 배출할 수 있도록 구현될 수 있다. 그리고 이에 따라 하나의 익스트루더 내에서 복수 개의 필라멘트들을 선택적으로 사용할 수 있다.
또한 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)의 하부(100-2)는 단순히 하나의 익스트루더 상에서 임의로 구분되는 부분을 의미할 수도 있지만, 구현 예에 따라서는 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)와 별개의 구성요소로써 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)에 의해 공급/이송되는 필라멘트를 가열 및 배출할 수 있는 별도의 장치를 의미할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
이와 같이 본 발명의 기술적 사상에 따른 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)는 일반적으로 보급되어 사용되는 3D 프린터와 동일 또는 유사한 구조를 갖는 3D 프린터에 결합되어 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 3D 프린터는 복수 개의 원료(즉, 필라멘트)를 저장 및 공급하는 소정의 원료공급수단과, 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더(100)의 이동을 제어하여 사용자가 원하는 물품을 성형하기 위한 소정의 제어시스템을 포함할 수 있다. 상기 제어시스템은 상기 3D 프린터를 제어하기 위한 프로세서 및 상기 프로세서를 구동하기 위한 소프트웨어의 유기적 결합에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 제어시스템은 상기 익스트루더(100)에 포함된 구성들을 제어하여 소정의 물품을 성형할 수 있다.
이러한 경우, 상기 3D 프린터는 하나의 익스트루더를 사용하여 복수 개의 필라멘트 즉, 멀티 필라멘트를 공급하면서 필라멘트의 선택적인 사용이 가능하여 그 구조가 비교적 간단하고 보다 효율적으로 멀티 필라멘트를 이용한 물품의 성형이 가능한 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 3D 프린터용 익스트루더에 있어서,
    복수 개의 원료들 각각에 대응되는 복수 개의 홈들이 형성된 홉 볼트; 및
    상기 복수 개의 원료들을 선택적으로 상기 복수 개의 홈들 중 어느 하나에 밀착시키기 위한 선택부를 포함하며,
    상기 홉 볼트가 회전함에 따라 상기 복수 개의 원료들 중 상기 선택부에 의해 선택된 원료가 대응되는 홈에 밀착되어 이송될 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택부는,
    상기 복수 개의 홈들 각각에 대응되도록 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더.
  3. 제1항에 있어서, 상기 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더는,
    상기 복수 개의 원료들 각각에 대응되며, 상기 홉 볼트에 의한 상기 필라멘트의 이송 방향에 배치되어 상기 홉 볼트의 회전에 따라 상기 복수 개의 원료들이 선택적으로 이송될 수 있는 복수 개의 이송부;
    상기 복수 개의 이송부가 단일의 통로로 합류되는 합류부;
    상기 복수 개의 이송부 및 상기 합류부를 가열하는 가열부; 및
    상기 가열부를 통해 가열된 원료가 배출되는 배출부를 더 포함하는 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가열부는,
    상기 이송부의 적어도 일부를 예열하는 제1가열부; 및
    상기 합류부 또는 상기 배출부 중 적어도 하나를 가열하는 제2가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터용 익스트루더.
  5. 3D 프린터에 있어서,
    원료를 저장 및 공급하는 원료공급수단;
    공급되는 원료를 이송 및 가열하여 각 방향으로 이동하며 가열된 상기 원료를 배출하는 익스트루더; 및
    3D 제품의 성형을 위해 상기 익스트루더의 동작을 제어하기 위한 제어시스템을 포함하며,
    상기 익스트루더는,
    복수 개의 원료들 각각에 대응되는 복수 개의 홈들이 형성된 홉 볼트; 및
    상기 복수 개의 원료들을 선택적으로 상기 복수 개의 홈들 중 어느 하나에 밀착시키기 위한 선택부를 포함하고,
    상기 홉 볼트가 회전함에 따라 상기 복수 개의 원료들 중 상기 선택부에 의해 선택된 원료가 대응되는 홈에 밀착되어 이송될 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3D 프린터.











KR1020150132377A 2015-09-18 2015-09-18 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3d 프린터 KR101596854B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150132377A KR101596854B1 (ko) 2015-09-18 2015-09-18 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3d 프린터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150132377A KR101596854B1 (ko) 2015-09-18 2015-09-18 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3d 프린터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101596854B1 true KR101596854B1 (ko) 2016-02-23

Family

ID=55449385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150132377A KR101596854B1 (ko) 2015-09-18 2015-09-18 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3d 프린터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101596854B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200125542A (ko) * 2020-10-15 2020-11-04 주식회사 포유에듀테크 3d 프린터의 필라멘트 다색 공급장치
DE102020133402A1 (de) 2020-12-14 2022-06-15 3DBIZZ UG (haftungsbeschränkt) Mechanismus zum automatisierten mechanischen Umschalten durch Gegenförderbewegung, Gerät und Ansteuermechanismus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101346704B1 (ko) * 2013-10-18 2013-12-31 이재식 멀티칼라 제품성형이 가능한 3d 프린터
KR101430582B1 (ko) * 2014-01-17 2014-08-21 비즈텍코리아 주식회사 멀티 공급기와 회전형 멀티 노즐로 구성된 압출기로 이루어진 3차원 프린터 장치 및 그 구동방법
US20150108677A1 (en) * 2013-03-22 2015-04-23 Markforged, Inc. Three dimensional printer with composite filament fabrication
KR101524441B1 (ko) 2013-12-16 2015-06-09 박용호 다수의 원료공급부가 형성된 3ｄ 프린터의 헤드

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150108677A1 (en) * 2013-03-22 2015-04-23 Markforged, Inc. Three dimensional printer with composite filament fabrication
KR101346704B1 (ko) * 2013-10-18 2013-12-31 이재식 멀티칼라 제품성형이 가능한 3d 프린터
KR101524441B1 (ko) 2013-12-16 2015-06-09 박용호 다수의 원료공급부가 형성된 3ｄ 프린터의 헤드
KR101430582B1 (ko) * 2014-01-17 2014-08-21 비즈텍코리아 주식회사 멀티 공급기와 회전형 멀티 노즐로 구성된 압출기로 이루어진 3차원 프린터 장치 및 그 구동방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200125542A (ko) * 2020-10-15 2020-11-04 주식회사 포유에듀테크 3d 프린터의 필라멘트 다색 공급장치
KR102322967B1 (ko) 2020-10-15 2021-11-09 (주)포유에듀테크 3d 프린터의 필라멘트 다색 공급장치
DE102020133402A1 (de) 2020-12-14 2022-06-15 3DBIZZ UG (haftungsbeschränkt) Mechanismus zum automatisierten mechanischen Umschalten durch Gegenförderbewegung, Gerät und Ansteuermechanismus
WO2022129099A1 (de) 2020-12-14 2022-06-23 3DBIZZ UG (haftungsbeschränkt) Mechanismus zum automatisierten mechanischen umschalten durch gegenförderbewegung, gerät und ansteuermechanismus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101430582B1 (ko) 멀티 공급기와 회전형 멀티 노즐로 구성된 압출기로 이루어진 3차원 프린터 장치 및 그 구동방법
KR101430583B1 (ko) 3차원 프린터용 멀티 공급기
EP3150355B1 (en) Cap press molding equipment and use thereof
KR101346704B1 (ko) 멀티칼라 제품성형이 가능한 3d 프린터
EP3299151B1 (en) Three-dimensional printer head for discharging multiple molding melt solutions and three-dimensional printer comprising same
KR101679194B1 (ko) 다색 3d 프린터의 필라멘트 공급장치
KR101768890B1 (ko) 3차원 프린터용 컬러구현 노즐
KR101673234B1 (ko) 웜기어를 구비한 3d 노즐 및 이를 이용한 3d pen 또는 3d 프린터
CN104690973B (zh) 一种3d打印机及其续料换料换色装置
TWI596000B (zh) 立體列印裝置以及列印頭模組
KR101596854B1 (ko) 멀티 필라멘트 공급이 가능한 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 적용한 3d 프린터
KR20160016985A (ko) 단일의 노즐과 단일의 노즐히터를 사용해서 멀티컬러 제품성형이 가능한 3차원 프린터장치 및 그 구동 방법
KR101524441B1 (ko) 다수의 원료공급부가 형성된 3ｄ 프린터의 헤드
KR101720672B1 (ko) 일체형 노즐을 포함하는 3d 프린터 압출기
KR20190031959A (ko) 3d 프린터의 익스트루더
ATE401247T1 (de) Maschine zum herstellen von gebinden von gruppen von produktrollen
CN103692652A (zh) 3d打印设备
CN103358425A (zh) 用于制造面状预浸-材料坯料的方法
CN101628471B (zh) 集注胚和吹瓶于一体的塑料制瓶机
KR20170056836A (ko) 3d 프린터용 익스트루더 및 이를 구비하는 멀티 컬러 3d 프린터
KR20170093431A (ko) 3차원 프린터용 멀티 압출기
KR20200013272A (ko) 압출부 교체형 멀티컬러 3d프린터
JP2020037254A (ja) 複合材プリフォームの連続製造
KR101642408B1 (ko) 3d 프린터용 원료 가압장치 및 이를 적용한 3d 프린터
KR101586140B1 (ko) 3d 프린터

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200212

Year of fee payment: 5