KR101608209B1 - 전기수력학적현상을 이용하는 3d 프린팅 장치를 이용한 프린팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 수용하고, 상기 잉크를 전기수력학적현상을 이용하여 절연성 기판에 토출하되, 상기 잉크에서 상기 용매가 증발되면서 상기 절연성 기판 상에 상기 파티클들로 3 차원 구조물을 형성하도록 하는 노즐과, 상기 절연성 기판을 지지하도록 상기 절연성 기판의 하부에 배치되는 도전성 기판 및 상기 노즐에 전기적으로 연결되고, 상기 전기수력학적현상이 발생되도록 상기 노즐에 전압을 인가하는 전원을 포함하되, 상기 전원은, 상기 노즐에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자와, 접지된 타측 단자를 구비하며, 상기 도전성 기판은 접지되어 있고, 상기 노즐은 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며, 상기 전원은, 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 상기 노즐에 인가하고, 상기 노즐과 상기 절연성 기판 사이의 이격 간격은 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가지며, 상기 잉크 용매의 증기압은 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위인 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 장치를 제공한다.
따라서, 최적 공정 조건상에서 전기수력학적현상을 이용하여 사용자가 원하는 3 차원 구조물을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기수력학적현상을 이용하는 3D 프린팅 장치를 이용한 프린팅 방법{Printing method for 3-dimentional printing apparatus using electrohydrodynamic phenomena}

본 발명의 기술적 사상은 전기수력학적현상(electrohydrodynamic, EHD)을 이용하는 프린팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 최적 공정 조건하에서 전기수력학적현상을 이용하여 3 차원 구조물의 형성이 용이한 3D 프린팅 장치 및 그를 이용한 프린팅 방법에 관한 것이다.

종이 등의 프린트 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 프린터 장치는 종래부터 여러 가지가 알려져 있다. 종래의 프린터는, 프린트 대상물이 되는 종이 혹은 시트재를 소정의 방향으로 이송하면서, 프린터 헤드를 그 이송방향과 직각으로 주사(走査) 이동시키면서 인쇄를 하는 형식의 것이 일반적이었다.

이와 같은 종래의 프린터 장치는, 평면형상의 시트 혹은 고체물의 평면에 대해 소정의 인쇄를 하는 것으로서 모두 2차원 인쇄를 하는 것이었으나, 최근에는 3차원형상의 표면(예: 원통면, 구면, 그 밖의 여러 가지 곡면 등)을 가지는 대상물에 대해 인쇄를 할 수 있는 프린터가 요구되고 있다.

이러한 필요에 맞물려, 최근에는 전기수력학적현상을 이용하여 미세한 프린팅을 구현하는 3D 프린팅 장치에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅은 3 차원 구조물을 형성하기 위한 최적화된 공정 조건을 설정하기가 어려운 문제점을 가지고 있다.

한국공개특허 제10-2008-0041095호

본 발명은, 최적 공정 조건하에서 전기수력학적현상을 이용하여 3 차원 구조물의 형성이 용이한 3D 프린팅 장치 및 그를 이용한 프린팅 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 수용하고, 상기 잉크를 전기수력학적현상을 이용하여 절연성 기판에 토출하되, 상기 잉크에서 상기 용매가 증발되면서 상기 절연성 기판 상에 상기 파티클들로 3 차원 구조물을 형성하도록 하는 노즐과, 상기 절연성 기판을 지지하도록 상기 절연성 기판의 하부에 배치되는 도전성 기판 및 상기 노즐에 전기적으로 연결되고, 상기 전기수력학적현상이 발생되도록 상기 노즐에 전압을 인가하는 전원을 포함하되, 상기 전원은, 상기 노즐에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자와, 접지된 타측 단자를 구비하며, 상기 도전성 기판은 접지되어 있고, 상기 노즐은 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며, 상기 전원은, 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 상기 노즐에 인가하고, 상기 노즐과 상기 절연성 기판 사이의 이격 간격은 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가지며, 상기 잉크 용매의 증기압은 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위인 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 접지된 도전성 기판이 하부에 배치된 절연성 기판을 노즐의 하측에 위치시키는 단계와, 상기 노즐에 전기수력학적현상이 발생되도록, 전원으로부터 전압을 상기 노즐에 인가하는 단계 및 상기 노즐로부터 상기 전기수력학적현상을 이용하여 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 토출시켜 상기 절연성 기판 상에 3 차원 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전원은, 상기 노즐에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일츨 단자와, 접지된 타측 단자를 구비하며, 상기 노즐은 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며, 상기 전원은, 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 상기 노즐에 인가하고, 상기 노즐과 상기 절연성 기판 사이의 이격 간격은 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가지며, 상기 용매에 대한 증기압은 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위인 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 수용하고, 상기 잉크를 전기수력학적현상을 이용하여 도전성 기판에 토출하되, 상기 잉크에서 상기 용매가 증발되면서 상기 도전성 기판 상에 상기 파티클들로 3 차원 구조물을 형성하도록 하는 노즐과, 상기 노즐에 전기적으로 연결되고, 상기 전기수력학적현상이 발생되도록 상기 노즐에 전압을 인가하는 전원을 포함하되, 상기 전원은, 상기 노즐에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자와, 접지된 타측 단자를 구비하며, 상기 도전성 기판은 접지되어 있고, 상기 노즐은 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며, 상기 전원은, 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 상기 노즐에 인가하고, 상기 노즐과 상기 도전성 기판 사이의 이격 간격은 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가지며, 상기 잉크 용매의 증기압은 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위인 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 접지된 도전성 기판을 노즐의 하측에 위치시키는 단계와, 상기 노즐에 전기수력학적현상이 발생되도록, 전원으로부터 전압을 상기 노즐에 인가하는 단계 및 상기 노즐로부터 상기 전기수력학적현상을 이용하여 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 토출시켜 상기 도전성 기판 상에 3 차원 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전원은, 상기 노즐에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일츨 단자와, 접지된 타측 단자를 구비하며, 상기 노즐은 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며, 상기 전원은, 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 상기 노즐에 인가하고, 상기 노즐과 상기 도전성 기판 사이의 이격 간격은 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가지며, 상기 용매에 대한 증기압은 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위인 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 전기수력학적현상을 이용하는 3D 프린팅 장치 및 그를 이용한 프린팅 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 3 차원형상의 표면(예: 원통면, 구면, 그 밖의 여러 가지 곡면 등)을 가지는 대상물에 대해 인쇄를 할 수 있다.

둘째, 최적 공정 조건상에서 전기수력학적현상을 이용하여 사용자가 원하는 3 차원 구조물을 용이하게 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 3D 프린팅 장치에 사용되는 교류 전압의 파형들을 도시하는 그래프들이다.
도 4는 본 발명의 도 1에 도시된 3D 프린팅 장치를 이용한 프린팅 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 3D 프린팅 방법을 이용하여 형성한 구조물을 비교예와 비교한 사진들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 장치를 도시하는 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시된 3D 프린팅 장치를 이용한 프린팅 방법을 도시하는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치(100)(이하, 프린팅 장치라한다.)가 도시되어 있다.

도 1 을 참조하면, 상기 프린팅 장치(100)는 노즐(130), 교류 전원(140), 도전성 기판(150)을 포함한다. 상기 노즐(130)은 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 수용하고, 상기 잉크를 전기수력학적현상을 이용하여 절연성 기판(120)에 토출한다.

상기 노즐(130)은 안쪽 지름이 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경으로 형성되는데, 상기 노즐(130)의 안쪽 지름이 0.5 ㎛ 미만인 경우 막힘으로 인해 잉크가 토출되지 않는다. 또한, 상기 노즐(130)의 안쪽 지름이 10 ㎛ 초과인 경우 상기 노즐(130)에서 프린팅 되는 잉크의 양이 많아서 3D 프린팅이 불가능하게 되는 것이다.

상기 노즐(130)은, 유리재질의 마이크로피펫(micropipette)이 기본 구조를 하고 있으며, 측면 및 단부가 금속막으로 덮여 있다. 상기 금속막은 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금을 포함하는 재질로 형성된다.

상기 잉크는 상기 용매가 증발되면서 상기 절연성 기판(120) 상에 남는 파티클들로(예: 은, 코발트 등) 3 차원 구조물을 형성한다. 상기 용매에 대한 증기압(vapor pressure)은 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위이고, 상기 절연성 기판(120)의 온도는 10℃ 내지 150℃ 범위에서 설정된다.

상기 용매로는 엔메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone), 오쏘 다이클로로벤젠(Ortho di-Chlorob enzene), 에탄올(ethanol) 등을 포함하며, 상기 용매에 대한 증기압 파라미터는 엔메틸피롤리돈 0.29 mmHg1, 오쏘 다이클로로벤젠 47 mmHg, 에탄올 59.02 mmHg 이다. 상기 용매의 증기압이 0.01 mmHg 보다 낮은 경우(테트라데칸(Tetradecane)보다 낮은 증기압), 용매의 휘발성이 매우 작아진다.

3D 프린팅의 원리는 용매가 빠르게 휘발되면서 파티클들이 적층되는 원리인데, 이 경우 용매의 휘발이 어려워져서 액체 상태의 용매 방울 위에 또 다른 액체 상태의 용매 방울이 적층 되므로, 결국 적층 되지 않고 옆으로 퍼져버리게 된다. (예: 글리세린(glycerin), (~0.0001 mmHg at 25℃)

상기 용매에 대한 증기압이 127 mmHg 보다 높은 경우(메탄올(Methanol)보다 높은 증기압) 용매의 휘발성이 매우 커진다. 과도하게 휘발성이 크면 프린팅시, 상기 노즐(130)속에서 용매가 휘발 되어서 노즐(130)이 막혀버리기 때문에 프린팅이 아예 되지 않게 된다. (예: 아세톤(acetone), (226mmHg at 25℃))

상기 절연성 기판(120)의 온도가 10℃ 미만일 경우, 용매의 증기압이 낮아져서 용매의 휘발성이 작아져 3D 프린팅에 부정적인 영향을 미친다. 또한, 상기 절연성 기판(120)의 온도가 150℃를 초과할 경우, 파티클들이 적층되기 전에 녹아 3D 프린팅에 부정적인 영향을 미친다.

상기 파티클들은 3 nm 내지 500 nm 범위의 크기를 가진다. 그 이유는 작은 크기의 노즐(3 um 미만)(130)을 사용할시 500 nm 크기를 초과하는 파티클을 사용한다면, 노즐(130)이 막히게 되기 때문이다. 또한, 3D 프린팅은 3차원 구조물 형성을 위한 구조 적층시, 파티클들이 마치 작은 자갈들이 모여서 3D 구조를 만드는 것인데 500 nm 크기를 초과하는 파티클들은 이와 같이 적층되지 않는다.

한편, 노즐(130)과 연결되어 노즐(130)에 공기압을 제공함으로써, 상기 잉크가 노즐(130)에 공급되도록 공압 부재(160)가 구비 된다. 노즐(130)로부터 잉크가 토출될 때, 상기 공압 부재(160)는 상기 잉크에 공기압을 제공하여, 상기 노즐(130)로부터의 상기 잉크의 토출을 보조할 수 있다. 이러한, 공압 부재(160)는, 예를 들어 펌프일 수 있다.

도전성 기판(150)은 상기 절연성 기판(120)을 지지하도록 상기 절연성 기판(120)의 하부에 배치되며, 상기 도전성 기판(150)은 접지(143)되어 있다. 이러한 접지(143)는 프린팅 장치(100)의 본체가 그 역할을 수행할 수 있다.

상기 절연성 기판(120)은, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA), 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타이렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아마이드(polyamide, PA), 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT), 유리, 폴리이미드(polyimide, PI) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

교류 전원(140)은, 도 2에 도시된 바와 같은 사인파형(sine-type) 교류 전압 또는 도 3에 도시된 바와 같은 펄스형(pulse-type) 교류 전압을 인가할 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 다양한 형태로서 "+" 전압과 "-" 전압이 교번하는 교류 전압을 인가하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.

교류 전원(140)은 상기 노즐(130)에 전기적으로 연결되고, 상기 전기수력학적현상이 발생되도록 상기 노즐(130)에 교류 전압을 인가한다. 즉, 상기 전원은, 상기 노즐(130)에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자(141)와, 그라운드에 접지(143)된 타측 단자(142)를 구비한다.

교류 전원(140)에 의하여 인가된 교류 전압에 의하여 상기 노즐(130) 은, "+"로 대전될 수 있고, 이에 따라 잉크 액적(110)도 상기 노즐(130)을 통하여 "+"로 대전될 수 있다. 상기 "+"로 대전된 잉크 액적(110)은 상기 노즐(130)로부터 토출되어 기판 상에 안착된다. 이때, 잉크 액적(110)은 여전히 "+"로 대전되어 있을 수 있다.

하지만, 상기 노즐(130)은 이에 한정되지 않고, 상기 교류 전압의 특성에 따라 이전과는 반대 극성인, "-"로 대전될 수 있고, 이에 따라 잉크 액적(110)도 노즐(130)을 통하여 "-"로 대전될 수 있다.

이럴 경우, 상기 "-"로 대전된 잉크 액적(110) 은 노즐(130)로부터 토출되어 기판 상에 안착된다. 이때에, 상기 "+"로 대전되고 미리 안착된 잉크 액적(110)에 의하여 "-"로 대전된 잉크 액적(110)은 인력을 받아 기판으로 이끌릴 수 있는데, 이러한 현상이 전기수력학적현상이다.

여기서, 상기 전원은, 교류전원으로서 150 V 내지 500 V 범위의 전압으로서, 10 Hz 내지 500 Hz 범위의 주파수를 가지는 교류 전압을 상기 노즐(130)에 인가한다. 상기 전압이 상기 150 V 미만인 경우 상기 잉크가 토출되지 않는다.

또한, 상기 전압이 500 V 초과하는 경우 잉크가 프린팅 되는 양이 많아서 3D 프린팅이 불가능하고, 과도하게 큰 전기장으로 인해 상기 노즐(130)이 손상 된다. 다만, 상기 전원은 교류 전원을 기준으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 직류 전원을 사용하는 것도 포함한다.

상기 노즐(130)과 상기 절연성 기판(120) 사이의 이격 간격은 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가진다. 상기 이격 간격이 5 ㎛ 미만인 경우 상기 노즐(130)에서 프린팅 되는 상기 잉크의 양이 많아져서 3D 프린팅이 불가능하며, 상기 노즐(130)이 손상된다. 상기 이격 간격이 200 ㎛를 초과하는 경우 상기 노즐(130)에서 상기 잉크가 토출되지 않는다.

도 4는 도 1에 도시된 프린팅 장치(100)를 이용한 프린팅 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 우선, 접지(143)된 도전성 기판(150)이 하부에 배치된 절연성 기판(120)을 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경으로 형성된 노즐(130)의 하측에 위치시킨다.

다음, 상기 노즐(130)에 전기수력학적현상이 발생되도록, 전원으로부터 전압을 상기 노즐(130)에 인가한다. 상기 교류 전원(140)은, 상기 노즐(130)에 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자(141)와, 접지(143)된 타측 단자(142)를 구비한다.

마지막으로, 상기 노즐(130)로부터 상기 전기수력학적현상을 이용하여 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 토출시켜 상기 절연성 기판(120) 상에 3 차원 구조물을 형성한다.

상기 노즐(130)과 상기 절연성 기판(120) 사이의 이격 간격은 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위로 , 상기 용매에 대한 증기압은 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위로 설정한다.

도 5는 도 4에 도시된 프린팅 방법(S100)을 이용하여 형성한 3 차원 구조물을 비교예와 비교한 사진들이다. 도 5의 (a) 내지 (h)는 본 발명의 일 실시예에 따른 프린팅 방법(S100)을 이용하여 형성한 패턴들 3 차원 구조물 나타내는 실시예들이고, 도 5의 (i) 및 (k)는 최적 공정 조건을 벗어나는 비교예들이다.

도 5(i) 및 도 5(k)의 비교예를 참조하면, 흰색의 기둥이 먼저 프린팅 되어있는 기판에 전압 600 V를 인가하여 검은색 잉크를 프린팅할 때, 과다한 잉크가 프린팅 되어 흰색 기둥 모양을 뒤덮은 형태가 되고(도 5(i) 참조), 노즐(130) 사이즈가 50 ㎛인 경우 프린팅 되는 양이 너무 많아서 3D 프린팅이 불가능하고(도 5(j) 참조), 전압이 600 V, 기판과 노즐(130)사이의 거리가 3 ㎛인 경우 프린팅되는 양이 너무 많아서 3D 프린팅이 불가능하다(도 5(k) 참조). 반면, 도 5(a) 내지 도 5(h)를 참조하면, 다양한 재질로(예: 은, 코발트 등) 원하는 형상(예: 십자가, 알파벳 등)의 3 차원 구조물을 온전하게 형성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 장치(100)를 도시하는 개략도이다.

도 6을 참조하여 기술적 특징이 있는 부분에 대하여서 설명하면, 전원은 교류 전원(240)으로 노즐(230)에 교류 전압을 인가한다. 상기 전원은, 상기 노즐(230)에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자(241)와, 접지(143)된 타측 단자(242)를 구비한다. 다만, 상기 전원은 상기 교류 전원(240)으로 한정되지 않고 직류 전원을 포함한다.

또한, 전술한 일실시예의 상기 절연성 기판(120)을 생략하고, 도전성 기판(250)을 사용하는 것도 가능하다. 이때, 상기 도전성 기판(250)은 상기 프린팅 장치(200)에 접지(143)된다.

도 7은 도 6에 도시된 프린팅 장치(200)를 이용한 프린팅 방법(S200)을 도시하는 흐름도이다.

도 7을 참조하여 기술적 특징이 있는 부분을 위주로 설명하면, 본 발명의 상기 전원은 교류 전원(240)으로 상기 노즐(230)에 교류 전압을 인가한다. 상기 전원은, 상기 노즐(230)에 직류 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자(241)와, 접지(143)된 타측 단자(242)를 구비한다.

본 발명의 다른 실시예인 프린팅 장치는(200) 상기 절연성 기판(120)을 생략하고, 도전성 기판(250)을 사용한다. 이때, 상기 도전성 기판(250)은 상기 프린팅 장치(200)에 접지(143)된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110, 210 : 잉크
120 : 절연성 기판
130, 230 : 노즐
140, 240 : 교류 전원
150, 250 : 도전성 기판
160, 260 : 공압 부재

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 접지된 도전성 기판이 하부에 배치된 절연성 기판을 노즐의 하측에 위치시키는 단계;
   상기 노즐에 전기수력학적현상이 발생되도록, 교류 전원으로부터 10 Hz 내지 500 Hz 범위의 주파수를 가지는 교류 전압을 상기 노즐에 인가하는 단계; 및
   상기 노즐로부터 상기 전기수력학적현상을 이용하여 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 토출시켜 상기 절연성 기판 상에 상기 파티클들을 수직 방향으로 적층시켜 3 차원 구조물을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 교류 전원은, 상기 노즐에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일측 단자와, 접지된 타측 단자를 구비하며,
   상기 노즐은 막힘으로 인해 상기 잉크가 토출되지 않는 것을 방지하거나, 상기 노즐에서 프린팅되는 양이 많아서 3D 프린팅이 불가능한 것을 방지하도록 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며,
   상기 전원은, 상기 잉크가 토출되지 않는 것을 방지하거나, 상기 잉크가 프린팅되는 양이 너무 많아서 3D 프린팅이 불가능하고 전기장으로 인해 상기 노즐이 손상되는 것을 방지하도록 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 상기 노즐에 인가하고,
   상기 노즐과 상기 절연성 기판 사이의 이격 간격은, 상기 이격 간격이 가까워 프린팅되는 상기 잉크의 양이 많아져 3D 프린팅이 불가능하고 상기 노즐이 손상되는 것을 방지하거나, 상기 이격 간격이 멀어 상기 노즐에서 상기 잉크가 토출되지 않는 것을 방지하도록 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가지며,
   상기 용매에 대한 증기압은, 상기 용매의 휘발성이 낮아 3D 프린팅이 불가능하게 되는 것을 방지하거나, 상기 노즐 속에서 상기 용매가 휘발되어 상기 노즐이 막히는 것을 방지하도록 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위이고,
   상기 절연성 기판의 온도는 상기 용매의 증기압이 낮아져 상기 용매의 휘발성이 작아지는 것을 방지하거나, 상기 파티클들이 상기 절연성 기판 상에 수직 방향으로 적층되기 전 녹는 것을 방지하도록 10℃ 내지 150℃ 범위이며,
   상기 파티클들은 상기 노즐의 직경보다 커 상기 노즐이 막히는 것을 방지하거나, 상기 잉크가 프린팅되어 3차원 구조물을 형성 시 적층되지 않고 무너지는 것을 방지하도록 3 nm 내지 500 nm 범위인 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 방법.
10. 접지된 도전성 기판을 노즐의 하측에 위치시키는 단계;
    상기 노즐에 전기수력학적현상이 발생되도록, 교류 전원으로부터 10 Hz 내지 500 Hz 범위의 주파수를 가지는 교류 전압을 상기 노즐에 인가하는 단계; 및
    상기 노즐로부터 상기 전기수력학적현상을 이용하여 파티클들 및 용매를 포함하는 잉크를 토출시켜 상기 도전성 기판 상에 상기 파티클들을 수직 방향으로 적층시켜 3 차원 구조물을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 교류 전원은, 상기 노즐에 전압을 인가하도록 전기적으로 연결된 일츨 단자와, 접지된 타측 단자를 구비하며,
    상기 노즐은 막힘으로 인해 상기 잉크가 토출되지 않는 것을 방지하거나, 상기 노즐에서 프린팅되는 양이 많아서 3D 프린팅이 불가능한 것을 방지하도록 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 직경을 가지며,
    상기 전원은, 상기 잉크가 토출되지 않는 것을 방지하거나, 상기 잉크가 프린팅되는 양이 너무 많아서 3D 프린팅이 불가능하고 전기장으로 인해 상기 노즐이 손상되는 것을 방지하도록 150 V 내지 500 V 범위의 전압을 상기 노즐에 인가하고,
    상기 노즐과 상기 도전성 기판 사이의 이격 간격은, 상기 이격 간격이 가까워 프린팅되는 상기 잉크의 양이 많아져 3D 프린팅이 불가능하고 상기 노즐이 손상되는 것을 방지하거나, 상기 이격 간격이 멀어 상기 노즐에서 상기 잉크가 토출되지 않는 것을 방지하도록 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위를 가지며,
    상기 용매에 대한 증기압은, 상기 용매의 휘발성이 낮아 3D 프린팅이 불가능하게 되는 것을 방지하거나, 상기 노즐 속에서 상기 용매가 휘발되어 상기 노즐이 막히는 것을 방지하도록 25℃ 에서 0.01 mmHg 내지 127 mmHg 범위이고,
    상기 도전성 기판의 온도는 상기 용매의 증기압이 낮아져 상기 용매의 휘발성이 작아지는 것을 방지하거나, 상기 파티클들이 상기 도전성 기판 상에 수직 방향으로 적층되기 전 녹는 것을 방지하도록 10℃ 내지 150℃ 범위이며,
    상기 파티클들은 상기 노즐의 직경보다 커 상기 노즐이 막히는 것을 방지하거나, 상기 잉크가 프린팅되어 3차원 구조물을 형성 시 적층되지 않고 무너지는 것을 방지하도록 3 nm 내지 500 nm 범위인 전기수력학적현상을 이용한 3D 프린팅 방법.

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