KR101628164B1 - 3d printing system using block type structure combined with fdm technology and this hybrid data generation method for 3d printing - Google Patents

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KR101628164B1 KR1020140046441A KR20140046441A KR101628164B1 KR 101628164 B1 KR101628164 B1 KR 101628164B1 KR 1020140046441 A KR1020140046441 A KR 1020140046441A KR 20140046441 A KR20140046441 A KR 20140046441A KR 101628164 B1 KR101628164 B1 KR 101628164B1
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    • 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
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/118Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]

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Abstract

본 발명에 따른 하이브리드 3D 프린팅 시스템은 3D 모형을 설계하고 설계된 3D 모형의 설계 데이터를 생성하는 단말기 및 컴퓨터, 단말기 및 컴퓨터로부터 설계된 3D 모형의 설계 데이터를 수신하여, 3D 모형에 사용될 블록의 종류와 수를 계산하고, 블락의 종류와 수에 따라 발생되는 비용을 정산하는 운영서버, 단말기 및 컴퓨터 또는 운영서버로부터 3D 모형 설계 데이터를 수신받아 3D 모형의 내부는 자동공급 방식을 통해 블록으로 적층하고, 외부는 수지압출 방식으로 수지 압출 플라스틱을 융착하는 하이브리드 3D 프린터; 및 단말기 및 컴퓨터와 운영 서버 그리고 블록 적층 방식의 3D 프린터 간의 데이터 전송을 담당하는 통신망을 포함하여, 블록 적층 방식과 수지압출 방식의 결합으로, 3D 프린팅한 표면 특히 곡면의 표면에 층이 만들어져 거칠어지는 부분을 다소 매끄럽게 프린팅할 수 있는 효과가 있다The hybrid 3D printing system according to the present invention receives a design data of a 3D model designed from a terminal, a computer, a terminal, and a computer for designing a 3D model and generating design data of the 3D model, And receives the 3D model design data from an operating server, a terminal, a computer, or an operating server that calculates the costs generated according to the type and number of blocks, and stacks the 3D model inside the block through an automatic supply method, A hybrid 3D printer for fusing a resin extruded plastic by a resin extrusion method; And a communication network for transferring data between the terminal and the computer, the operating server, and the 3D printer of the block stacking type, and the combination of the block stacking method and the resin extrusion method, a layer is formed on the surface of the 3D- It has the effect of printing the part smoothly.

Description

블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법{3D PRINTING SYSTEM USING BLOCK TYPE STRUCTURE COMBINED WITH FDM TECHNOLOGY AND THIS HYBRID DATA GENERATION METHOD FOR 3D PRINTING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a 3D printing system that combines a block-stacking method and a resin extrusion technique, and a design data generation method for hybrid 3D printing.

본 발명은 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅 방법을 위한 설계 데이터 생성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모바일 디바이스(스마트폰 포함) 혹은 컴퓨터 등의 프로그램에서 다양한 블록을 선택하여 조립/적층 설계한 3D 디자인 작업들의 결과를 사이버 공간에서만 보고 사용하는 한계를 넘어서, 사이버 공간에서 만든 작품 혹은 이미지를 현실 세계에서 실물인 3D 모형으로 완성시켜 전달하여 줌으로써, 모바일 디바이스 혹은 컴퓨터 프로그램에서도 생산성과 창조성 확보라는 새로운 흐름과 문화적 유행을 만들어주어, 궁극적으로 모바일 기기로도 작품을 창작하는 영역까지 제공할 수 있도록 한 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 블록 적층 방식의 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅 방법을 위한 설계 데이터 생성 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a 3D printing system combined with a block stacking method and a resin extrusion technique, and a design data generation method for a hybrid 3D printing method. More particularly, By merely selecting and assembling / stacking the results of 3D design works over the limit of viewing and using them only in cyberspace, the work or image created in cyberspace is completed and delivered as a real 3D model in the real world, A 3D printing system with a block lamination system combining a block lamination system and a resin extrusion technology to provide a new flow and cultural fashion that secures productivity and creativity, and ultimately, 3D And a design data generation method for the linting method.

최근 제 3차 산업혁명을 유발할 기술로 주목받는 분야는 3D 프린팅 기술로, 3D 프린팅은 디지털 설계 도면과 3D 프린터만 있으면 누구나 전 세계 어디서든 필요한 제품 생산이 가능하여, 제조 공정의 획기적인 간소화를 통한 제조업 패러다임 변화의 핵심으로 주목받고 있다. 3D printing technology is drawing attention as the technology that will cause the third industrial revolution in recent years. 3D printing can be produced anywhere in the world with digital design drawings and 3D printers, It is attracting attention as the core of the paradigm change.

3D 프린팅 자체는 이미 1980 년대 말부터 생산현장에서 시제품 제작에 주로 이용되어 왔지만, 최근 소재 기술의 발달로 플라스틱 뿐만 아니라 유리, 금속, 바이오 및 음식물 재료 등으로까지 적용되면서 제작 범위가 다양해졌다. 3D printing itself has been used mainly in production of prototypes since the end of 1980s. However, due to the development of materials technology, 3D printing has been applied not only to plastic but also to glass, metal, bio and food materials.

수억 원대에 달했던 제품 가격이 수천만 원대로 하락하였으며 수백만 원대의 보급형 제품의 출시로 대중화가 눈앞에 있다.The price of products that reached hundreds of millions of won has fallen to tens of millions, and the popularization of millions of won's worth of products has come to the fore.

개인의 요구가 다양화됨에 따라 기존의 표준화된 대량생산 공정으로는 생산하기 힘든 개인화된 제품들을 3D 프린터로 직접 제작할 수 있으며, 제조 산업에서는 제품 기획부터 시제품 구현까지의 시행착오가 획기적으로 단축되어 개발의 혁신이 가속화될 것으로 전망된다.As individual needs are diversified, personalized products, which are difficult to produce with conventional standardized mass production processes, can be produced directly with 3D printers. In the manufacturing industry, trial and error from product planning to prototype implementation is dramatically shortened Is expected to accelerate.

3D 프린팅 기술은 사용하는 재료가 액체인지 고체인지 혹은 파우더인지, 또 이 재료를 가지고 어떤 방식으로 형상을 만드느냐에 따라 분류된다. 3D 프린팅 기술은 지금까지 약 20가지의 방식이 상용화된 것으로 알려졌지만 공통점은 '미분'과 '적분'의 원리에 따라 만들어지고 있으며, 크게 3단계로 나뉜다. 먼저, 컴퓨터에서 3D 디자인 프로그램 등을 이용해 디자인한 후 이를 정해진 데이터 양식(STL 포맷 등)으로 저장하고, 3D 프린터는 이렇게 그려진 입체적인 디자인을 '미분'하듯이 얇은 가로 층으로 나눠 분석하고, 이후 디자인 파일에 그려진 형태대로 재료를 바닥부터 꼭대기까지 차곡차곡 쌓아올리게 되면 입체 모형이 완성된다. 3D printing techniques are classified according to whether the material used is liquid, solid or powder, and how the material is used to shape it. 3D printing technology has been known to be commercialized in about 20 ways so far, but the common points are made according to the principles of 'differential' and 'integral', and they are divided into three stages. First, a computer design is made using a 3D design program and then stored in a predetermined data format (STL format, etc.). The 3D printer analyzes the three-dimensional design drawn by dividing the three-dimensional design into a thin horizontal layer as if it is differentiated, When the material is drawn from the floor to the top in a shape drawn on the top, the three-dimensional model is completed.

즉 하나의 모형을 한없이 잘게 썰어 가는 미분과, 이 잘게 썰어진 조각을 합쳐 원래의 모형으로 환원시키는 적분의 원리를 모두 사용하고 있는 셈이다.In other words, they are using both the differentiating minutiae of a single model, and the principle of integrating these finely chopped pieces into the original model.

새로운 혁명 잠재력을 제공할 수 있는 3D 프린터를 공정 방식(고체, 액체, 파우더 기반) 별로 분류한 기존의 FDM(고체 기반, 수지압출법), SLS(파우더 기반 쾌속조형기술) 및 DLP, SLA(액체 기반, 광경화수지조형) 등이 상용화되었다. Solid-based, resin-extruded (FDM), powder-based rapid prototyping (SLS), and DLP and SLA (liquids) that classify 3D printers that can deliver new revolutionary potentials by process (solid, liquid, Based, photo-curable resin molding).

FDM(수지압출법) 방식의 경우, 열에 녹는 고체 플라스틱과 같은 재료를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가며 쌓는 방식으로, 재료가 전후좌우 이동이 가능한 분사기에 삽입되면 분사기는 재료를 순간적으로 녹여 모형을 만드는 자리를 오가며 조금씩 재료를 분사해 형체를 만든다. 비용이 상대적으로 저렴하다는 장점과, 재료를 다양하게 투입할 수 있고 만들어진 모형의 내구성도 강한 편이지만 재료 분사기의 굵기 때문에 표면에 층이 확연히 드러나고 제작 속도도 오래 걸리며 정밀도가 아주 높지 않고, 완성된 제작물의 표면이 거칠기 때문에 표면을 다듬는 후처리 과정이 필요하다. 후처리 과정으로는 CNC 조각기를 사용하여 3D 입체 형태에 따라 절삭 및 연마 툴(Tool)로 표면을 가공하여 표면 상태를 개선시킬 수 있다.In the case of FDM (resin extrusion method), materials such as solid plastics dissolving in heat are pulled out like a thread, and this is gradually melted and stacked. When the material is inserted into a sprayer capable of moving forward and backward and rightward and leftward, the sprayer instantly melts the material to make a model Spray the material little by little and make a shape. Although the cost is relatively low and the material can be put into various kinds and the durability of the model made is strong, the layer is obvious on the surface due to the thickness of the material spraying machine, the production speed is long, precision is not very high, Since the surface of the substrate is rough, a post-treatment process is required. As a post-processing process, the surface condition can be improved by machining the surface with a cutting and polishing tool according to the 3D stereoscopic shape using a CNC engraver.

SLA(광경화수지조형) 방식은 빛에 반응하는 액체 형태의 광경화성 플라스틱이 들어있는 수조에 레이저를 쏘아 한 층씩 굳히는 방법으로, 조형판이 수조 안에서 아래로 내려가면서 조금씩 굳어진 재료가 쌓이게 되므로, 표면이 매끄럽고 복잡하거나 섬세한 형상을 만드는 데 적합하지만 재료 가격과 비용이 고가인 문제점이 있다. SLA (Light-curing resin molding) method is a method of hardening a layer of light-curable plastic, which reacts with light, into a water tank by layering one layer at a time. As the molding plate is lowered in the water tank, hardened materials are piled up little by little. Which is suitable for making a smooth, complicated or delicate shape, but has a problem that the material cost and the cost are expensive.

DLP(디지털광학기술) 방식은 레이저나 강한 자외선에 반응하는 광경화 플라스틱을 판 위에 얇게 분사해 가며 결과물을 얻는 방식으로, 분사된 액체는 분사기 양 옆에 달려 있는 자외선램프에 의해 즉시 굳게 되며 이렇게 굳은 층 위에 다시 원료를 분사해 가면서 쌓아올린다. The DLP (Digital Optical Technology) method is a method in which a thin layer of photocurable plastic reacts with a laser or a strong ultraviolet ray to obtain a resultant product. The liquid is immediately hardened by an ultraviolet lamp attached to the sides of the injector, The raw material is sprayed again on the floor and piled up.

정밀도는 가장 높아 섬세한 표현까지 가능하지만 시간이 오래 걸리고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 정밀도와 표면마감, 제작속도는 DLP 방식이 유리하지만 재료 강도는 FDM 방식이 유리하다. 이와 같이 3D 프린터는 입체적으로 그려진 물건을 마치 미분하듯이 가로로 1만 개 이상 잘게 잘라 분석한 데이터를 만들고, 아주 얇은 막(레이어)을 한 층씩 쌓아 물건의 바닥부터 꼭대기까지 완성한다. Precision is the highest, which allows delicate expression, but it is time consuming and expensive. The DLP method is advantageous in precision, surface finish, and manufacturing speed, but the FDM method is advantageous in material strength. In this way, the 3D printer produces data that is cut into more than 10,000 pieces horizontally as if it is differentiated as if it is a three-dimensionally drawn object, and a very thin film (layer) is stacked one by one to complete the object from the bottom to the top.

잉크젯 프린터가 빨강, 파랑, 노랑 세 가지 잉크를 조합해 다양한 색상을 만드는 것처럼 3D 프린터는 설계에 따라 레이어를 넓거나 좁게, 위치를 조절해 쌓아 올린다. 현재까지 개발된 3차원 프린터는 1시간당 1~3cm 내외의 높이를 쌓아 올릴 수 있으며, 레이어의 두께는 약 0.01~0.2 mm로 종이 한 장보다도 얇다. 레이어가 얇으면 얇을수록 물건이 더 정교해지지만 프린팅 시간이 오래걸리며, 적층하는 방식이로 모형을 만들어가므로 실제 곡면을 100% 완벽하게 재현하는 데는 한계가 있다. Just as an inkjet printer combines the three colors of red, blue, and yellow to create a variety of colors, 3D printers build up layers that are wider, narrower, and more or less aligned, depending on the design. Three-dimensional printers developed up to now can stack about 1 ~ 3cm height per hour, and the thickness of the layer is about 0.01 ~ 0.2mm, thinner than one sheet of paper. The thinner the layer, the more elaborate the object is, but the longer the printing time, and the stacking method creates the model, so there is a limit to 100% perfect reproduction of the actual surface.

즉, 현재까지 알려진 고체 및 액체 및 파우더 기반의 3D 프린팅 방식은 매우 느린 적층 속도, 약한 모형 강도(시작품으로 용도 제한), 재료 및 색상 혼용 어려움, 고난도 3D 그래픽 설계 기술이 필요하다는 근본적 문제점들이 있다.That is, the solid and liquid and powder-based 3D printing methods known so far have fundamental problems such as very slow laminating speed, weak model strength (limited use as a prototype), difficulty in mixing materials and colors, and high-level 3D graphic design technology.

이러한 문제점들을 해결하기 위해, 새로운 제 4의 3D 프린팅 원리로 판단되는 블록 적층방식의 3D 프린팅 시스템 및 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법을 이미 출원(출원번호 : 10-2013-0107216)한바 있다. In order to solve these problems, a 3D printing system of a block stacking method determined by a new fourth 3D printing principle and a method of generating design data for 3D printing have already been filed (Application No. 10-2013-0107216).

그러나, 기출원된 상기 특허출원(10-2013-0107216호)에 제시된 방식으로 블록 적층형 3D 프린팅을 실시하면, 매우 빠른 적층 속도와 다양한 재료와 색상을 사용한다는 이점이 있지만 곡면 구간에서는 블록의 두께(0.2~수 mm 내외)에 따른 층(layer)이 형성되어 적층이 완료된 후에, 용도에 따라서는 CNC 조각기 등의 장비로 후가공이 필요할 수도 있다는 단점이 있다.However, when the block stacked type 3D printing is performed in the manner disclosed in the above-mentioned patent application (10-2013-0107216), the advantage of using a very fast laminating speed and various materials and colors is that the block thickness 0.2 to several millimeters) is formed and after the lamination is completed, finishing may be required with equipment such as a CNC engraving machine depending on the application.

이와 함께 터치스크린과 모션센서, 20 메가픽셀급 카메라센서, 풀HD급(1920x1080) 고해상도 디스플레이, 2GHz급 옥타코어 프로세서를 갖춘 스마트폰의 대중화가 급격히 진행되고 있으며, 디스플레이도 4인치급을 벗어나 5인치에 이르고 있어 스마트폰과 함께 패블릿, 스마트패드, 태블릿PC 등과 같은 7인치 이상의 모바일 기기들이 등장하여 컴퓨터를 급격하게 대체하고 있는 만큼, 3D 그래픽 전문 기술을 배워야만 사용할 수 있는 현행 3D 프린팅의 사용자 접근성을 개선하여 표준화된 블록들을 쌓는 방식(Voxel)으로 3D 모형을 디자인하도록 구성하여, 모바일 기기로도 원하는 3D 모형을 쉽게 디자인할 수 있도록 제공할 필요가 있다.
In addition, smart phones with touch screen and motion sensors, 20-megapixel camera sensors, full-HD (1920x1080) high-resolution displays and 2GHz octa-core processors are rapidly gaining popularity, , And the 7-inch and larger mobile devices such as tablet, smart pad, and tablet PC are rapidly replacing smartphones with computers, so the current 3D printing user accessibility It is necessary to provide a 3D model to be designed by a method of stacking standardized blocks (Voxel), so that a desired 3D model can be easily designed even with a mobile device.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0014395호(2009. 02. 10)Korean Patent Publication No. 10-2009-0014395 (Feb. 10, 2009)

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해서, 구조 강성이 중요한 내부는 블록적층 방식으로 미적 외관이 중요한 외부는 FDM 수지압출 방식(이하 도료 스프레이 및 도료 잉크젯 적층 방식 포함) 등으로 3D 모형을 적층시켜 가는 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법의 제공을 목적으로 한다. Accordingly, in order to solve the above-described problems, the present invention is directed to a method of manufacturing a three-dimensional (3D) model, in which an outer appearance in which a structural stiffness is important is a block lamination method and an aesthetic appearance is important, is carried out by an FDM resin extrusion method (hereinafter referred to as paint spraying and paint- A 3D printing system combining a block stacking method and a resin extrusion technique, and a method of generating design data for hybrid 3D printing.

이때, 수지압출 재료가 바인딩 기능(본딩)을 포함할 경우 적층하는 블록의 서로 접촉하는 면에 수지 압출 플라스틱을 융착하고 그 위해 새로운 블록을 적층하도록 제공함을 목적으로 한다.In this case, when the resin extruded material includes a binding function (bonding), the resin extruded plastic is fused to the mutually contacting surfaces of the blocks to be laminated, and a new block is laminated for that purpose.

또한, 본 발명은 첫째로 3D 모형의 대체적인 형상(실제 크기의 98% 내외)을 블록 적층형으로 구현하고, 둘째로 적층이 완료된 후 외곽을 착색 수단(수지압출 혹은 도료 스프레이 혹은 잉크젯 혹은 우레탄)으로 해당 부위에 지정된 색상으로 전체를 순환 및 반복 착색하여 나머지 형상(실제 크기 100%)을 채워 넣는 단계 및, 착색 후에 선택적으로 착색 피막을 보호하기 위한 경화 단계 혹은 코팅 형성(UV 코팅 재료 등) 단계를 포함시켜 착색 및 코팅 재료에 따라 색상과 재질을 동시에 구현하는 방법을 제공함을 목적으로 한다. In addition, the present invention firstly embodies a general shape of the 3D model (about 98% of the actual size) in a block laminate form, and secondly, after the lamination is completed, the outer shape is formed by a coloring means (resin extrusion, paint spray, ink jet or urethane) Filling the remaining shape (100% of actual size) by circulating and repeatedly coloring the entire area with the color designated in the area and curing step or coating formation (such as UV coating material) for selectively protecting the colored coating after coloring And a method of simultaneously implementing color and material according to a coloring and a coating material.

이와 같이 내부를 구조물 형태(일례로 하니콤)의 블록으로 적층함으로써 기존의 FDM방식과는 다르게 3D 모형을 강건하고 가벼운 구조물 형태로 3D 프린팅을 실시함을 목적으로 한다. The objective of the 3D printing is to make the 3D model robust and lightweight structure unlike the existing FDM method by laminating the inside of the structure in the form of a structure (for example, honeycomb).

또한, 블록 적층으로 완성된 제작물의 표면은 FDM 방식처럼 다소 거칠기 때문에 표면을 다듬는 후처리 과정이 필요해, 본 발명은 블록적층 방식의 3D 프린팅에서는 내부 블록 면과 외부 FDM 수지성형 면을 결합시켜 모형 형태보다 약간 증가한 105% 내외로 약간 크게 적층하여 제작하고, 5% 내외의 여유 체적을 별도의 CNC 공작기계, 혹은 CNC 가공 기능을 3D 프린터에 내장시켜 정밀 가공 혹은 연마하는 형태로 최종 3D 모형을 완성하는 방법의 제공을 목적으로 한다.In addition, since the surface of the finished product of the block lamination is somewhat rough like the FDM type, it is necessary to finish the surface finishing process. In the 3D printing of the block lamination method, the inner block surface and the external FDM resin molding surface are combined to form a model , And the final 3D model is completed in the form of precision machining or polishing by incorporating a separate CNC machine tool or a CNC machining function into a 3D printer at an extra volume of about 5% It is intended to provide a method.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 3D 프린팅 시스템은 3D 모형을 설계하고 설계된 3D 모형의 설계 데이터를 생성하는 단말기 및 컴퓨터, 단말기 및 컴퓨터로부터 설계된 3D 모형의 설계 데이터를 수신하여, 3D 모형에 사용될 블록의 종류와 수를 계산하고, 블락의 종류와 수에 따라 발생되는 비용을 정산하는 운영서버, 단말기 및 컴퓨터 또는 운영서버로부터 3D 모형 설계 데이터를 수신받아 3D 모형의 내부는 자동공급 방식을 통해 블록으로 적층하고, 외부는 수지압출 방식으로 수지 압출 플라스틱을 융착하는 하이브리드 3D 프린터; 및 단말기 및 컴퓨터와 운영 서버 그리고 블록 적층 방식의 3D 프린터 간의 데이터 전송을 담당하는 통신망을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid 3D printing system for receiving a design data of a 3D model designed from a terminal, a computer, a terminal, and a computer for designing a 3D model and generating design data of the 3D model, And 3D model design data is received from an operating server, a terminal, a computer or an operating server that calculates the number of blocks to be used in the 3D model and calculates the costs generated according to the types and number of blocks, A hybrid 3D printer in which resin extruded plastic is fused by a resin extrusion method to the outside; And a communication network for transferring data between the terminal, the computer, the operation server, and the 3D printer of the block stacking method.

바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 3D 프린팅 방법은 a 색상, 재질 및 형상이 상이하게 성형된 블록을 제작하는 단계, b 성형된 블록을 조합시켜 3D 모형을 수동 혹은 자동으로 디자인하는 단계, c 블록 적층형 3D 프린터가 외부 통신 수단를 통해 단말기 및 컴퓨터 또는 운영서버로부터 3D 프린팅 대상이 되는 `b`단계에서 디자인된 3D 모형의 설계 데이터를 수신받는 단계, d 블록 적층형 3D 프린터의 블록 공급 수단과 헤더 및 구동장치를 연결하여 블록을 연속적으로 이송하는 가이드 튜브가 설계 데이터에서 요구하는 성형된 블록들을 블록 공급 수단으로부터 공급받아 이송하는 단계, e 가이드 튜브를 통해 블록을 순차적으로 연속 공급받는 헤더 및 구동장치를 모션 제어 수단가 제어하여, 블록 공급 수단에서 공급되는 성형된 블록들을 작업 테이블의 설계된 좌표 위치에 헤더 및 구동장치의 블록 토출 수단으로 내려놓아 적층시켜 가면서 3D 모형를 쌓는 단계; f 블록 적층형 3D 프린터의 본딩 및 융착 수단이 헤더 및 구동장치에 의해 적층되는 성형된 블록들을 고정시키는 단계; 및 g 3D 모형의 외부를 만들기 위해 수지압출 히터 노즐부로 플라스틱 와이어를 녹여 융착시키거나, 수지압출 히터 노즐부을 스프레이 노즐부로 대체하여 도료를 반복 분무하거나, 또는 잉크젯 노즐부로 대체하여 도료를 반복 인쇄하는 과정을 통해 착색 및 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the hybrid 3D printing method according to the present invention includes the steps of: a) forming a block having a different color, material and shape; b) combining the formed blocks to create a 3D model manually or automatically A step of receiving the design data of the 3D model designed in the step `b` in which the c-block stacking type 3D printer is subjected to 3D printing from the terminal, the computer or the operation server through the external communication means, A step of feeding the molded blocks required by the design data from the block supply means and transferring the block supplied by the guide tube continuously transferring the blocks by connecting the supply means and the header and the drive device, The header and the driving device are controlled by the motion control means, Stacking a plurality of blocks on a work table at a designed coordinate position by stacking the blocks with a header and a block discharging means of a driving device to stack the 3D models; f. fixing the molded blocks in which the bonding and fusing means of the block stacked type 3D printer are stacked by the header and the driving device; And g process of repeatedly printing the paint by repeatedly spraying the paint or replacing it with the ink jet nozzle part by melting the plastic wire with the resin extrusion heater nozzle part to make the outside of the 3D model, or by replacing the resin extrusion heater nozzle part with the spray nozzle part And coloring and coating the coating layer.

본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법은, 내부를 블록적층 방식으로 외곽부를 FDM 수지압출 방식으로 3D 모형을 적층시켜 가는 블록 적층 방식과 수지압출 기술의 결합을 통해, 3D 프린팅한 표면 특히 곡면의 표면에 층이 만들어져 거칠어지는 부분을 다소 매끄럽게 프린팅할 수 있는 효과가 있다. A 3D printing system combining a block stacking method and a resin extrusion technique according to the present invention and a design data generating method for hybrid 3D printing includes a block stacking method in which a 3D model is laminated by an FDM resin extrusion method in an outer part by a block stacking method, And resin extrusion technology, it is possible to smoothly print a portion of a 3D printed surface, in particular, a surface of a curved surface by making a layer of roughness.

즉, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법은, 프린팅되는 모형의 내부를 블록적층 방식으로, 외곽부를 FDM 수지압출 방식으로 3D 모형을 적층시키도록 하여 종래 상용화된 3D 프린터의 느린 인쇄 속도, 낮은 강도, 다양한 색상 및 재질 사용 어려움 등의 문제점을 해결하여 시제품을 넘어서 상용품에 근접한 품질의 3D 모형을 구현하는 효과가 있다. That is, a 3D printing system combining a block stacking method and a resin extrusion technique according to the present invention and a design data generating method for hybrid 3D printing can be realized by a block stacking method inside a printed model, a 3D modeling So that it is possible to overcome the problems such as slow printing speed, low strength, various colors and difficulty in using materials of a conventional 3D printer, thereby realizing a 3D model of quality close to a commercial product beyond the prototype.

또한, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법은 3D 모형의 대체적인 형상을 블록 적층형으로 구현하고, 적층이 완료된 후 외곽을 착색 수단으로 해당 부위에 지정된 색상으로 전체를 순환 및 반복 착색하여 나머지 형상을 채워 넣는 단계와 선택적으로 코팅 형성 단계로 구성하여 착색 및 코팅 재료에 따라 다양한 색상과 재질을 동시에 구현하는 효과가 있다. In addition, the 3D printing system combining the block stacking method and the resin extrusion technique according to the present invention and the design data generating method for hybrid 3D printing can be realized by embodying a general shape of a 3D model as a block stacking type, A step of filling the remaining shape by circulating and repeatedly coloring the whole with the color designated at the site, and optionally, the coating forming step, thereby realizing various colors and materials at the same time depending on the coloring and coating materials.

또한, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법은 블록 적층으로 내부를 구성한 후, 외부를 FDM 방식으로 완성된 제작물의 표면도 거칠기 때문에 블록을 적층하여 실제 3D 모형보다 약간 작은 98% 내외로 적층하여 제작하고, 5% 내외를 착색 공정으로 채워 최종적으로 실제 3D 모형보다 5% 내외 크게 프린팅한 후 CNC 공작기계로 정밀 가공 혹은 연마하여 설계한 그대로 3D 모형을 구현하는 효과가 있다. In addition, the 3D printing system combining the block stacking method and the resin extrusion technique according to the present invention and the design data generating method for hybrid 3D printing have a problem that since the inner surface is formed by block lamination and the surface of the finished product is FDM- Blocks are stacked and laminated to 98% of actual size, slightly less than the actual 3D model, and 5% or more is filled with coloring process. Finally, 5% of the actual 3D model is printed and then machined or polished with CNC machine tool It has the effect of realizing 3D model as it is.

또한, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법은 모바일 기기의 프로그램에서 수행한 작업들의 결과를 사이버 공간에서 보고 사용하는 한계를 넘어서 디자인한 3D 모형을 현실 세계에서 실물로 즉시 만들 수 있게 되어 엔터테인먼트 요소와 함께 창작, 교육, 지능 개발 요소를 동시에 접목시키는 효과가 있다.In addition, the 3D printing system combined with the block lamination method and the resin extrusion technique according to the present invention and the design data generation method for hybrid 3D printing can be applied to a design of a mobile device, As a 3D model can be created in real life in real life, it has the effect of incorporating elements of creativity, education, and intelligence together with entertainment elements at the same time.

또한, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법은 모바일 기기에서 프로그램을 실행시켜 작업한 결과를 실물로 받아볼 수 있도록 하는 비즈니스라는 모바일 기기의 새로운 수익 모델을 개척하는 효과가 있다.In addition, the 3D printing system combining the block lamination method and the resin extrusion technology according to the present invention and the design data generation method for hybrid 3D printing is a mobile business that enables a user to receive a result of a work performed by executing a program on a mobile device It has the effect of pioneering a new profit model of the device.

마직막으로, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템 및 하이브리드 3D 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법은 제공되는 다양한 형태의 블록을 사용하여 사용자가 창의적으로 컴퓨터 및 모바일 기기의 화면을 보면서 터치를 조작하여 조립해나갈 수 있으므로, 복잡한 3D 그래픽 기술과 달리 사용자가 쉽게 배울 수 있고 장소와 시간의 제한이 없고 불필요한 구매 및 재료의 낭비를 막을 수 있는 효과가 있다.
Finally, a 3D printing system combining a block stacking method and a resin extrusion technique according to the present invention and a design data generating method for hybrid 3D printing can be implemented by a user using various blocks provided to creatively display screens of a computer and a mobile device Unlike the complicated 3D graphics technology, the user can easily learn, and there is no limitation in place and time, and unnecessary purchasing and waste of materials can be prevented.

도 1은 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템의 3D 프린터 실제 외형도, 및
도 3은 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템을 구성하는 3D 프린터의 상세 블록도이다.
1 is a block diagram of a hybrid 3D printing system combining a block stacking method and a resin extrusion technique according to the present invention,
FIG. 2 is an actual outline view of a 3D printer of a hybrid 3D printing system combining a block lamination method and a resin extrusion technique according to the present invention, and FIG.
3 is a detailed block diagram of a 3D printer constituting a hybrid 3D printing system combining a block lamination method and a resin extrusion technique according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly interpret the concept of the term to describe its own invention in the best way. The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a hybrid 3D printing system combining a block stacking method and a resin extrusion technique according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템은 3D 프린터(100), 단말기 및 컴퓨터(200), 운영서버(300) 및 유무선 통신망(400)을 포함한다.1, a hybrid 3D printing system combining a block stacking method and a resin extrusion technique according to the present invention includes a 3D printer 100, a terminal and a computer 200, an operation server 300, and a wire / wireless communication network 400, .

특히, 상기 3D 프린터(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 3D 모형(190)의 설계 데이터를 수신받는 상기 3D프린터(100)의 외부 통신 수단(170), 상기 설계 데이터의 3D 모형(190)을 조립하기 위해 성형된 블록을 쌓는 작업판이 구비된 작업 테이블(110), 상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 상기 3D 모형(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 놓아 적층시키는 헤더 및 구동장치(140), 상기 헤더 및 구동장치(140)와 연결된 상기 성형된 블록의 연속 공급을 위한 가이드 튜브(130); 상기 가이드 튜브(130)에 상기 성형된 블록을 순차적으로 연속 공급(제공)하는 블록 공급 수단(195), 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치되어 상기 가이드 튜브(130)를 통하여 공급받는 상기 성형된 블록을 선택 후, 작업 테이블로 내리는 블록 토출 수단(120), 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 해당 설계된 위치에 놓아지는 상기 성형된 블록들을 고정시키기 위한 본딩 및 융착 수단(150), 영상처리를 통해 상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 3D 모형의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및 상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여, 상기 성형된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);를 포함한다.3, the 3D printer 100 includes a 3D printer 190, which receives design data of the 3D model 190 from the terminal and the computer 200 or the operation server 300, An external communication means 170, a work table 110 having a work board for stacking formed blocks to assemble the 3D model 190 of the design data, the 3D model 190 being operated on the work table 110, A guide tube 130 for continuous supply of the molded block connected to the header and the driving device 140; A block supplying means 195 for sequentially supplying (supplying) the formed block to the guide tube 130 in sequence; a block supplying means 195 installed in the header and the driving unit 140, A bonding and fusing unit 150 for fixing the formed blocks placed at the designed positions by the header and the driving unit 140, An image processing means (160) for clearly extracting a position coordinate of a 3D model being worked on in the work table (110) through processing; And motion control means (180) for receiving position coordinate information from the image processing means (160) and performing precise control of the header and driving device (140) so that the formed block can be accurately placed do.

참고로, 도 3은 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템을 구성하는 3D 프린터의 상세 블록도이다. 3 is a detailed block diagram of a 3D printer constituting a hybrid 3D printing system combining a block lamination method and a resin extrusion technique according to the present invention.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린터의 실제외형도인데, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 3D 프린터(100)는 수지압출을 위해 권취롤에 권취된 플라스틱 와이어 형태의 수지 공급부(194)와 상기 헤더 및 구동수단(140)의 주변에 형성된 수지압출 히터 노즐부(193)를 더 포함한다.2, the 3D printer 100 according to the present invention may be used for resin extrusion as shown in FIG. 2, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a hybrid 3D printer according to an embodiment of the present invention. A resin supply portion 194 in the form of a plastic wire wound around a winding roll and a resin extrusion heater nozzle portion 193 formed in the periphery of the header and the driving means 140.

상기 수지압출 히터 노즐부(193)는 도로 스프레이 노즐부 또는 잉크젯 노즐부(분사후 경화방식으로는 주로 UV 사용)로 대체되어 착색과 코팅수단으로 사용될 수도 있다.The resin extrusion heater nozzle unit 193 may be replaced with a road spray nozzle unit or an ink jet nozzle unit (mainly UV is used in the post-injection curing system) to be used as a coloring and coating unit.

상술한 구성들간 유기적인 결합관에 대하여 보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 3D 프린팅 시스템에서, 먼저 수지압출(FDM) 방식의 상기 3D 프린터(100)는 상기 수지 공급부(194)에 권취된 플라스틱 와이어를 상기 헤더 및 구동수단(140)와 연결하고 끌어온 와이어를 수지압출 히터 노즐부(193)에서 녹여 적층하는 방식이다. In the 3D printing system combining the block stacking method and the resin extrusion technique according to the present invention, the 3D printer 100 of the resin extrusion (FDM) The plastic wire wound around the supply portion 194 is connected to the header and the driving means 140 and the drawn wire is melted and laminated in the resin extrusion heater nozzle portion 193.

그리고, 가이드 튜브형 블록 적층형 3D 프린터는 상기 블록 공급 수단(195) 및, 상기 가이드 튜브(130) 및, 상기 헤더 및 구동장치(140) 및, 블록 토출구(121) 및, 상기 작업테이블(110) 사이에 블록이 이동하는 통로를 형성하여, 상기 헤더 및 구동장치(140)가 블록을 연속적으로 공급받아 적층할 수 있도록 구성된다. The guide tube type block stack type 3D printer is installed between the block supply means 195 and the guide tube 130 and between the header and driving device 140 and the block discharge port 121 and the work table 110 So that the header and the driving unit 140 can continuously supply and stack the blocks.

상기 헤더 및 구동장치(140)에는 상기 본딩 및 융착수단(150)을 부착할 수 있는데, 상기 본딩 및 융착수단(150)으로 본딩 디스펜서(dispenser)는 직경 0.5mm 이내의 액적 형태, 혹은 라인 형태, 혹은 면 형태, 혹은 본딩 재료를 분무시킬 수 있으므로, 블록에 본딩 재료가 미리 도포되어 있지 않은 경우 블록을 고정시켜야 되는 위치에 본딩 및 융착수단을 이동시켜 본딩재료를 분사하고, 해당 블록을 토출, 고정시키도록 구성한다.The bonding and fusing means 150 may be attached to the header and driving device 140. The bonding dispenser may be a droplet type or a line type having a diameter of 0.5 mm or less, Or the bonding material can be sprayed. Therefore, when the bonding material is not previously applied to the block, the bonding and fusing means are moved to a position where the block is to be fixed to spray the bonding material, .

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템에 대하여 더욱 상세히 설명한다.3, a hybrid 3D printing system combining a block lamination method and a resin extrusion technique according to the present invention will be described in detail.

위에서 이미 언급한 바와 같이, 도 3은 본 발명에 따른 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린터의 상세 블록도이다.As mentioned above, FIG. 3 is a detailed block diagram of a hybrid 3D printer combining a block stacking method and a resin extrusion technique according to the present invention.

본 발명에 따른 3D 모형(190)의 내부는 블록으로 실제 모형보다 최소한도로 작게 쌓고, 외형을 수지압출 방식으로 플라스틱 와이어를 융착하거나 혹은 잉크젯(세밀한 색상 착색) 및 스프레이(넓은 범위 착색)로 도료를 반복해서 분무하여 실제 3D 모형을 완성시키는 방식이다. The inside of the 3D model 190 according to the present invention is formed as a block, which is at least smaller than the actual model, and the outer shape of the 3D model 190 is formed by fusing a plastic wire by a resin extrusion method or by using an inkjet (fine coloring) Repeatedly spraying is used to complete the actual 3D model.

상기 3D 모형(190)의 내부를 구성하는 블록은 상기 가이드 튜브(130)를 통해 적층 순서에 맞추어 순차적으로 상기 헤드 및 구동장치(140)에 연속 공급하도록 구성하여, 블록 로딩을 위한 상기 헤드 및 구동장치(140)의 이동시간을 근본적으로 제거함으로써 초고속 블록 적층이 가능하다.The blocks constituting the interior of the 3D model 190 are sequentially supplied to the head and the driving device 140 in accordance with the stacking order through the guide tube 130, By virtually eliminating the travel time of the device 140, super-fast block stacking is possible.

FDM 방식만의 3D 프린팅에서는 용융된 ABS나 PLA 등과 같은 플라스틱 재질의 필라멘트를 작업테이블(110)에 고정시키기 위해 작업테이블의 표면을 200℃ 내외로 가열해야하는 등의 조건으로 안전성 우려와 완성된 3D 모형(190)을 작업 테이블(110)에서 분리하기 어렵다는 문제점이 있지만, 블록 적층 방식은 작업테이블(110)에 양면테이프를 부착하고 양면테이프 위에 첫 번째 레이어의 블록들을 부착시켜 내려놓는 블록을 고정시킬 수 있어, 최종 레이어 블록 적층 작업이 완료된 후 양면테이프를 떼어내면 3D 모형을 상기 작업 테이블(110)에서 용이하게 분리할 수 있다는 장점이 있어, 결과적으로 블록 적층 방식과 수지압출 기술을 결합한 하이브리드 3D 프린팅 시스템은 블록에 도료 및 플라스틱을 융착시키므로 상기 작업테이블(110)을 가열할 필요가 없다.In the 3D printing only by the FDM method, in order to fix the plastic filament such as ABS or PLA to the work table 110, it is necessary to heat the surface of the work table to about 200 DEG C, It is difficult to detach the block 190 from the work table 110. However, in the block stacking method, a double-sided tape is attached to the work table 110, Therefore, the 3D model can be easily separated from the work table 110 when the double-faced tape is peeled off after the final layer block stacking operation is completed. As a result, the hybrid 3D printing system combining the block stacking method and the resin extrusion technology It is not necessary to heat the work table 110 because the paint and the plastic are fused to the block.

상기 헤더 및 구동장치(140)에 한 개의 상기 가이드 튜브(130)를 연결, 가이드 튜브(130)를 통하여 블록을 연속적으로 공급하도록 구성한다. One header pipe 130 is connected to the header and the driving unit 140, and the blocks are continuously supplied through the guide tube 130.

상기 가이드 튜브(130)는 상기 헤더 및 구동장치(140)와 물리적으로 연결되어 이동하므로 유연한 재질로 구성되며, 상기 가이드 튜브(130) 내에서 블록이 이동할 수 있도록 충분한 내부 유격을 가지고 있다. Since the guide tube 130 is physically connected to the header and the driving unit 140, the guide tube 130 is made of a flexible material and has sufficient internal clearance to move the block in the guide tube 130.

다른 실시예로, 상기 헤더 및 구동장치(140)에 복수 개의 상기 가이드 튜브(130)를 연결하면 다른 크기 및 색상 및 재질의 블록을 동시에 공급하도록 구성할 수 있다. In another embodiment, when the plurality of guide tubes 130 are connected to the header and driving device 140, blocks of different sizes, colors, and materials may be simultaneously supplied.

마치 FDM 3D 프린팅 방식에서 다른 색상의 필라멘트 와이어(wire)를 공급하기 위해 2개 이상의 상기 와이어 튜브(130)를 설치하는 방식과 유사하지만, 본 발명은 상기 가이드 튜브(130)의 단면 형태를 달리함으로써 색상뿐만 아니라 크기 및 재질이 다른 블록도 공급할 수 있다는 장점이 있다.The present invention is similar to a method in which two or more of the wire tubes 130 are installed to supply filament wires of different colors in an FDM 3D printing method, Not only color, but also blocks with different sizes and materials can be supplied.

상기 블록 연속 자동공급 기능의 상기 가이드 튜브(130)에 블록을 연속적으로 공급하는 방식으로는 일반적으로 상기 헤드 및 구동장치(140) 보다 높은 위치에 설치되어 있는 상기 블록 공급 수단(195)에서 블록을 한 개씩 순차적으로 피드(Feed)시켜 공급하는 방법이 있다. In the method of continuously supplying the blocks to the guide tube 130 of the block continuous automatic supply function, generally, the block supply means 195 installed at a position higher than the head and the driving device 140 One by one, and then feeding them one by one.

상기 블록 공급 수단(195)을 헤드 및 구동장치(140)보다 낮은 위치에 설치하는 경우에는 블록을 한 개씩 강제적으로 피드(Feed)시켜 공급하는 수단이 추가되어야 한다. When the block supplying means 195 is installed at a position lower than the head and the driving device 140, means for forcibly feeding the blocks one at a time must be added.

즉, 블록 공급 수단(195)의 용기를 바울(bowl) 형태로 구성하고, 바울 안에 블록을 넣고 진동을 가하여 부품을 순차적으로 한 개씩 상기 가이드 튜브(130)로 이송시킬 수 있다. That is, the container of the block supply means 195 may be formed in a bowl shape, and the blocks may be inserted into the pawls and vibrated to sequentially transfer the components one by one to the guide tube 130.

혹은, 상기 헤더 및 구동장치(140)에 상기 가이드 튜브(130) 및 상기 블록공급수단(195)을 일체화시켜 구성할 수 있다. Alternatively, the guide tube 130 and the block supply unit 195 may be integrated with the header and driving unit 140.

즉, 상기 가이드 튜브(130) 및 상기 블록 공급 수단(195)은 블록을 가득 담은 벌크 용기(Bulk Feeder) 혹은 블록이 순서대로 담겨있는 스틱 용기 (Stick feeder) 혹은 여러 블록이 순서대로 담겨있는 스트라이프 피더(Stripe feeder) 형식으로 구성된다.That is, the guide tube 130 and the block feeder 195 may be a bulk feeder filled with blocks or a stick feeder containing blocks in order, or a strip feeder (Stripe feeder) format.

상기 가이드 튜브(130)로부터 공급된 블록을 선택, 해당 위치 좌표로 이동시켜 상기 작업 테이블(110)의 3D 모형(190)에 적층하는 헤더 및 구동장치(140)에 설치된 블록 토출 수단(120)은 헤더 및 구동장치(140) 하단에 작업 테이블(110) 방향으로 블록이 토출되는 토출구(121)가 설치되고, 상기 토출구(121) 상단에서 블록을 정렬 위치시키는 수단과 토출구 하단으로 블록을 밀어내는 수단(솔레노이드 밸브 혹은 모터와 같은 엑츄에이터)으로 구성된다.The block ejecting means 120 installed in the header and driving device 140 for selecting the block supplied from the guide tube 130 and moving the selected block to the corresponding position coordinates and stacking the block on the 3D model 190 of the work table 110 A header and a driving unit 140 are provided at a lower end thereof with a discharge port 121 through which the block is discharged in the direction of the work table 110. A means for aligning and positioning the block at the upper end of the discharge port 121, (An actuator such as a solenoid valve or a motor).

상기 헤더 및 구동장치(140)에 복수 개의 가이드 튜브(130)를 연결하여 다양한 블록이 공급될 경우 복수의 블록 토출 수단을 설치하여 각각의 토출구 위치를 제어하여 적층해야 하는 위치 좌표(X,Y)에 각각의 토출구를 위치시킨 후 해당 블록을 밀어내도록 구성한다. When a plurality of guide tubes 130 are connected to the header and the driving unit 140 to supply various blocks, a plurality of block discharging units are provided to control the positions of the discharging outlets and position coordinates (X, Y) So that the block is pushed out.

상기 블록들을 상호 고정시키는 상기 본딩 및 융착 수단(150)으로는 몇 가지 방법이 제안될 수 있다. Several methods of bonding and fusing means 150 for fixing the blocks together can be proposed.

먼저, 쌓는 블록을 짧은 시간에 본딩 등으로 고정시키는 방법으로는 상기 가이드 튜브(130)내 상기 성형된 블록을 상기 작업 테이블(110)에 내려놓기 전에 블록 간 접착해야 하는 면들에는 접착제를 도포하여 사용한다. As a method of fixing the stacked blocks by bonding or the like in a short time, an adhesive is applied to the surfaces to be bonded between blocks before placing the molded block in the guide tube 130 on the work table 110 do.

또는 릴 혹은 트레이 같은 블록 보관 용기에는 포장(패키징) 전에 상기 블록 하단에 접착 재료를 도포하여 보관하여 사용하도록 구성할 수 있는데, 이 경우 블록이 릴 및 트레이에 붙지 않도록 블록 접착 면을 비접착성 테이프로 보호하거나, 혹은 UV(자외선) 경화형 접착재료를 도포하는 경우에는 UV 차단 필름으로 UV를 차단 보관하여 비접착 상태를 유지하도록 한다. Alternatively, a block storage container such as a reel or a tray may be configured to apply and store an adhesive material at the lower end of the block before packaging. In this case, Or UV (ultraviolet) curing type adhesive material is applied, the UV shielding film is shielded by UV blocking film to maintain the non-adhesive state.

이와 함께 접착 재료에 따라 다른 형태의 경화 프로세스가 필요하다. In addition, different types of curing processes are required depending on the adhesive material.

즉, 일반 접착 재료로 본딩 처리하는 경우 주변 환경 조건에 의하여 일정 시간 후에 접착 재료의 경화가 이루어지므로 상기 본딩 및 융착 수단(150)으로 경화를 촉진시키는 수단이 필요하다. That is, in the case of bonding treatment using a general adhesive material, since the adhesive material is cured after a certain period of time by ambient environmental conditions, means for promoting curing by the bonding and fusing means 150 is needed.

즉, 자외선(UV) 경화형 접착제로 본딩 처리하는 경우 상기 가이드 튜브(130)에서 공급되는 상기 본딩 처리된 블록 면들에 상기 본딩 및 융착 수단(150)으로 자외선을 조사하는 수단이 필요하다. That is, in the case of bonding treatment using an ultraviolet (UV) curable adhesive, a means for irradiating ultraviolet rays to the bonding and fusing means 150 to the bonding surfaces supplied from the guide tube 130 is required.

또한, 열경화형 접착제로 본딩 처리하는 경우 상기 가이드 튜브(130)에서 공급되는 상기 적층된 블록의 접착 면에 상기 본딩 및 융착 수단(150)으로 열을 조사하는 수단이 필요하다. In addition, in the case of performing the bonding treatment with the thermosetting adhesive, means for irradiating heat to the bonding surface of the laminated block supplied from the guide tube 130 by the bonding and fusing means 150 is required.

그리고, 전자파 경화형 접착제로 본딩 처리하는 경우 상기 가이드 튜브(130)에서 공급되는 상기 적층된 블록의 접착 면들에 상기 본딩 및 융착 수단(150)으로 전자파를 조사하는 수단이 필요하다. When the bonding process is performed using the electromagnetic wave hardening adhesive, means for irradiating electromagnetic waves to the bonding and fusing means 150 to the bonding surfaces of the stacked blocks supplied from the guide tube 130 are required.

상기 열경화형 및 전자파형 및 UV형 방식 이외의 다른 본딩 재료를 사용할 경우 해당되는 경화 장치를 설치해야 한다.When using other bonding materials other than the thermosetting type, the electromagnetic wave type and the UV type, the corresponding curing device should be installed.

상기 본딩 및 융착 수단(150)은 상기 헤드 및 구동장치(140) 밖의 특정 위치에 설치할 수도 있지만, UV형 혹은 열 경화형 혹은 전자파 경화형 본딩 재료를 사용하는 경우에는 자외선 LED 램프 혹은 열 경화 장치 혹은 전자파 조사장치 등을 상기 헤드 및 구동장치(140)의 하단부인 토출구(121) 주변에 설치할 수 있다.The bonding and fusing unit 150 may be installed at a specific position outside the head and the driving unit 140. In the case of using a UV type or a thermosetting or electromagnetic radiation curable bonding material, an ultraviolet LED lamp, a thermosetting unit, Device or the like can be installed around the discharge port 121 which is the lower end of the head and the drive device 140. [

혹은, 성형된 블록들을 쌓아 고정시키기 위한 상기 본딩 및 융착 수단(150)으로는 블록을 담그면 블록의 하단에 접착제를 묻힐 수 있는 접착처리수단을 특정 위치에 설치하여, 상기 헤더 및 구동장치(140)와 연결된 블록 연속 공급을 위한 가이드 튜브(130)로부터 공급된 블록을 선택하여 작업 테이블(110)로 내리는 헤더 및 구동장치(140)에 설치된 블록 토출 수단(120)을 통해 토출되는 블록을 상기 작업 테이블(110)에서 조립중인 상기 3D 모형(190)의 해당 설계된 위치에 토출 적층시키기 전에 접착처리수단으로 이동하여 블록 하단에 접착제를 묻히는 방법이 있다. Alternatively, the bonding and fusing means 150 for stacking and fixing the molded blocks may be provided with a bonding processing means at a specific position that can adhere the adhesive to the lower end of the block when the block is immersed, And a block that is discharged through the block discharging means 120 provided in the driving device 140 is connected to the work table 110. The block 130 is connected to the work table 110, There is a method in which the adhesive moves to the adhesive treatment means before discharging and lamination to the corresponding designed position of the 3D model 190 being assembled in the housing 110, and the adhesive is applied to the bottom of the block.

또는, 블록을 내려놓는 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무하는 수단인 디스펜서(dispenser)를 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치하여, 상기 작업 테이블(110)에서 조립중인 상기 3D 모형(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 내려놓기 전에 해당 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무하도록 하는 방법이 있다. Alternatively, a dispenser, which is a means for injecting or spraying an adhesive material at a position where the block is to be lowered, is installed in the header and the driving device 140, and the dispenser of the 3D model 190 assembled in the work table 110 There is a method in which the adhesive material is injected or sprayed to a corresponding position before the block is placed at the designed position.

상기 디스펜서는 블록에 따라 노즐 사이즈와 토출시간, 온도, 압력을 변화시켜 접착제의 양(일례로 액적 0.5mm 내외)을 조절해야 한다. The dispenser should adjust the amount of adhesive (e.g., about 0.5 mm in droplets) by varying the nozzle size, discharge time, temperature, and pressure according to the block.

이 경우 헤더 및 구동장치(140)가 설계된 위치 좌표로 이동, 디스펜서로 접착 재료를 액적 및 면적 도포 혹은 분무한 후에, 블록을 바로 토출시키는 프로세스로 구성할 수 있어 헤더 및 구동장치(140)의 이동이 최소화되므로 적층 속도를 높일 수 있다는 장점이 있다. In this case, it is possible to constitute the process of moving the header and driving device 140 to the designed position coordinates, dispensing the adhesive material with the dispenser, Is minimized, it is possible to increase the deposition speed.

혹은, 상기 본딩 및 융착 수단(150)은 상기 3D 모형(190)을 쌓는 작업 테이블(110)의 작업 영역(working space)에 블록 적층 작업을 시작하기 전에 본딩 재료를 도포하거나 작업 테이블에 양면 테이프 부착한다. Alternatively, the bonding and fusing unit 150 may be configured to apply a bonding material to the work space of the work table 110 for stacking the 3D model 190 before the block stacking operation is started, do.

또한, 블록을 놓는 평면에 접착제를 주사 혹은 분무하는 수단을 설치하여 블록을 상기 헤더 및 구동장치(140)로 해당 층에 쌓는 것을 시작하기 전에 상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 상기 3D 모형(190)의 전체 혹은 쌓는 일정 부분들에 접착제를 미리 주사 혹은 분무해두는 방법이 있다. It is also contemplated that means for injecting or spraying an adhesive to the plane on which the block is to be placed may be provided to allow the 3D model 190 in operation on the work table 110 prior to beginning to stack the block with the header and drive device 140 ) Or by pre-spraying or spraying adhesive onto certain parts of the stack.

이 경우 접착제 경화 시간 내에 적층을 완료하도록 구성한다. 즉, 상기 블록으로 해당 레이어를 전부 쌓은 후에는, 작업 구간 전체에 걸쳐 본딩 재료를 도포시키는 방법이 제공될 수 있다. In this case, the lamination is completed within the adhesive curing time. That is, after all the layers are stacked in the block, a method of applying a bonding material over the entire work section can be provided.

혹은, 상기 3D 모형(190)에 블록을 다 쌓고 모형 전체에 본딩 재료를 다시 도포함으로써, 블록 사이의 갭에 본딩 재료를 채워 보다 견고하게 조립되도록 구성한다. Alternatively, the blocks are stacked on the 3D model 190, and the bonding material is applied again to the entirety of the model, so that the gaps between the blocks are filled with the bonding material so as to assemble more firmly.

혹은, 플라스틱 재질을 사용할 경우 중간 단계마다 혹은 최종 단계에서 초음파 융착으로 결합시키는 방법이 있으며, 블록의 형태도 단순 직육면체가 아닌 레고처럼 상호 결합하는 요철을 주어 접착 면적을 높일 수 있다. Alternatively, when plastic materials are used, there is a method of bonding by ultrasonic welding at the intermediate stage or at the final stage. In addition, the shape of the block can be increased not only by a rectangular parallelepiped but also by providing unevenness such as a lugo.

상기 가이드 튜브(130)를 통해 상기 블록 공급 수단(195)의 블록을 상기 헤더 및 구동장치(140)에 연속적으로 공급한다.And the block of the block supply means 195 is continuously supplied to the header and the driving device 140 through the guide tube 130.

상기 헤더 및 구동장치(140)는 상기 3D 모형(190)의 내부를 만들기 위해 상단의 상기 블록 공급 수단(195)의 블록을 상기 가이드 튜브(130)로 공급받아 블록 토출 수단(120)을 통하여 해당 블록을 상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 3D 모형(190)의 해당 위치에 적층시킨다.The header and driving unit 140 supplies a block of the upper block supplying means 195 to the guide tube 130 to make the interior of the 3D model 190, Blocks are stacked on the working table 110 at corresponding positions of the 3D model 190 in operation.

한편, 상기 헤더 및 구동장치(140)는 3D 모형(190)의 외부를 만들기 위해 수지압출 방식의 히터 노즐로 플라스틱 와이어를 녹여 융착시키거나, 혹은 스프레이 노즐로 도료를 반복 분무하거나, 혹은 잉크젯 노즐로 도료를 반복 인쇄하도록 구성한다. The header and driving unit 140 may be formed by melting a plastic wire with a heater nozzle of a resin extrusion type to melt the resin and spraying the paint with a spray nozzle or by using an ink jet nozzle And the paint is repeatedly printed.

상기와 같은 기능의 수지압축 히터 노즐부(193)를 스프레이 노즐부 혹은 잉크젯 노즐부로 대체함으로써, 착색 및 코팅 수단으로 활용할 수 있다. By replacing the resin-compressed heater nozzle unit 193 having the above-described functions with the spray nozzle unit or the ink-jet nozzle unit, it can be utilized as a coloring and coating means.

선택적으로 영상 처리 수단(160) 및 모션 제어 수단(180)을 포함한다. 이때, 상기 모션 제어수단(180)은 상기 헤더 및 구동장치(140)의 위치를 제어하여 블록 토출 수단(120)의 토출구(121)를 적층해야 하는 설계 위치로 이동시켜 적층을 제어한다.And optionally includes image processing means 160 and motion control means 180. At this time, the motion control unit 180 controls the position of the header and driving unit 140 to move the discharge port 121 of the block discharging unit 120 to a design position where the stacking is to be performed, thereby controlling the stacking.

또한, 상기 영상처리 수단(160)은 상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 3D 모형(195)의 블록 위치 좌표를 명확히 추출하는 영상처리를 통해 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정확한 위치 결정 및 작업한 블록의 적층 상태를 판단한다.In addition, the image processing unit 160 may perform accurate positioning and operation of the header and driving device 140 through the image processing that explicitly extracts the block position coordinates of the 3D model 195 in operation in the work table 110 And determines the stacking state of one block.

상기 본딩 및 융착 수단(150)은 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 적층되는 블록들을 고정시키는 수단으로, 접착 재료 및 경화 장치 등을 공급한다.The bonding and fusing means 150 is a means for fixing the blocks stacked by the header and the driving device 140, and supplies an adhesive material, a curing device and the like.

한편, 상기 3D 프린터(100)에서 해당 층의 내부는 블록으로 외부는 착색 및 코팅 수단(185)으로 형성하고, 다음 층을 적층하기 위해 높이를 조정하는 방법으로 여러 방법이 검토될 수 있지만, 상기 3D 모형(190)의 최대 높이를 상기 헤더 및 구동장치(140)의 상하 이동 범위로 제한하는 경우 상기 헤더 및 구동장치(140)의 높이를 조정하여 실시한다. Meanwhile, in the 3D printer 100, various methods may be considered as a method of forming the inside of the layer as a block, the outside as a coloring and coating unit 185, and adjusting the height to laminate the next layer, When the maximum height of the 3D model 190 is limited to the vertical movement range of the header and the driving unit 140, the height of the header and the driving unit 140 is adjusted.

한편, 상기 3D 프린터(100)는, 상기 모션 제어수단(180) 및 상기 헤더 및 구동장치(140)에 대하여, 상기 작업테이블(110)을 길이 방향으로 이동 제어하도록 구성하여 길이가 긴 상기 3D 모형(190)도 제작하도록 구성할 수 있다. The 3D printer 100 may be configured to control movement of the work table 110 in the longitudinal direction with respect to the motion control unit 180 and the header and driving unit 140 so that the 3D model 100, (190).

한편, 상기 헤더 및 구동장치(140)는 상단의 블록 공급 수단(195)의 블록을 공급받아 블록 토출 수단(120)을 통하여 상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 3D 모형(190)의 내부를 해당 블록으로 쌓고 외부를 착색 및 코팅 수단(185)으로 형성하더라도, 블록과 착색 및 코팅 층의 두께만큼 층이 형성되므로 곡면의 경우 표면이 거칠어진다. The header and driving unit 140 receives the block of the upper block supplying unit 195 and supplies the inside of the 3D model 190 in the work table 110 through the block discharging unit 120 Even if the coloring and coating means 185 is formed by stacking the blocks and forming the outside, the surface is roughened in the case of the curved surface since the layer is formed by the thickness of the block and the coloring and coating layer.

이를 해결하기 위해 블록 적층 완료 후 표면을 CNC(Computerized Numerical Control) 장비로 가공하는 방법이 제안될 수 있다. In order to solve this problem, it is possible to propose a method of machining the surface of the block with CNC (Computerized Numerical Control) equipment.

이 경우 블록 적층한 상기 3D 모형의 형태가 실제 3D 모형보다 다소 크게(블록 재질에 따라 수% 내외, 일례로 강한 블록 재질은 절삭양이 적도록 2% 내외, 약한 재질은 5% 내외로 하며, 내부 블록으로 쌓는 크기는 실제 3D모형보다 작아야 한다) 적층되어야 CNC 장비로 절삭 가공하여도 실제와 같은 크기의 3D 모형을 완성할 수 있다. In this case, the shape of the 3D model is larger than that of the actual 3D model (for example, about 2% depending on the material of the block, for example, the material of the strong block is about 2% and the material of the weak material is about 5% The size of the inner block must be smaller than the actual 3D model.) Even if the CNC equipment is cut, it is possible to complete a 3D model of the same size as the actual model.

즉, 상기 3D 프린터(100)에서 상기 3D 모형을 제작하고 분리한 후, 별도로 설치된 CNC 장비에 재설치 및 고정하여 가공할 수 있다. That is, the 3D model may be produced and separated in the 3D printer 100, and then re-installed and fixed to the separately installed CNC equipment.

이 경우 3D 모형의 CNC 장비에 고정하는 방식에 따라 가공 기준이 되는 기준 좌표 오차가 발생할 우려가 있다. In this case, there is a fear that a reference coordinate error which is a machining standard may occur depending on the method of fixing to the CNC equipment of the 3D model.

그러므로, 가장 바람직한 방법은 상기 헤더 및 구동장치(140)로 상기 작업테이블(110)의 3D 모형 적층을 완료한 후, 상기 헤더 및 구동장치(140)에 절삭 공구(커터 혹은 연마 혹은 래핑 휠 등)를 끼워 3D 모형을 가공하도록 구성하는 방법이다. Therefore, a most preferred method is to insert a cutting tool (such as a cutter or a polishing or lapping wheel) into the header and drive device 140 after completing the 3D model stacking of the work table 110 with the header and drive device 140, So as to process the 3D model.

그러므로, 블록 적층용 헤드, 착색 및 코팅 수단 헤드와, 절삭용(연마 및 래핑 가공 포함) 헤드 및 구동장치 3개를 상기 수지압출 히터 노즐부(193) 내에 설치하여, 3D 모형 블록 적층 및 착색 및 코팅이 완료된 경우에는 블록 적층용 헤드 및 구동장치 사용을 중단하고 절삭용 헤드 및 구동장치로 전환시켜 3D 모형을 가공하도록 구성할 수도 있다.Therefore, it is also possible to provide a head for block stacking, a head for coloring and coating means, a head for cutting (including polishing and lapping), and three driving devices in the resin extrusion heater nozzle portion 193, When the coating is completed, the use of the block stacking head and the driving device may be stopped and the 3D model may be processed by switching to a cutting head and a driving device.

이 경우 제품 형태에 따라서는 3D 모형을 고정하는 상기 작업 테이블(110)을 회전시키도록 구성하여(5축 제어) 복잡한 형태를 가공할 수 있도록 구성한다.In this case, depending on the product type, the work table 110 for fixing the 3D model is configured to rotate (5-axis control) so that a complex shape can be processed.

또는, 상기블록 적층용 헤드, 착색 및 코팅 수단 헤드와, 절삭용(연마 및 래핑 가공 포함) 헤드 및 구동장치 3개별도로 구비하여 3D 모형을 가공하도록 구성할 수도 있다.Alternatively, it is also possible to construct the 3D model by processing the head for block stacking, the head for coloring and coating means, the head for cutting (including polishing and lapping), and the driving device 3 separately.

블록을 적층할 때 형상에 따라 밑에서 쌓는 것으로는 연결할 수 없어 하단에서 지지하기 위한 서포터를 설치해야 하는데, 작업테이블을 회전 및 기울일 수 있도록 5축으로 구성하면 3D 프린팅시 서포터들을 제거할 수 있다는 장점이 있다.It is necessary to install a supporter to support at the bottom because it can not be connected by stacking the blocks according to the shape when stacking blocks. It is advantageous to remove the supporters in 3D printing by configuring 5-axis to rotate and tilt work table have.

한편, 상술한 바와 같이 규격화된 블록을 자동으로 상기 가이드 튜브(130)로 연속 공급받아 바로 상기 3D 모형(190)의 내부를 적층시키는 본 발명의 초고속 적층형 3D 프린터는 기존 블록 적층형 3D 프린터의 단점이었던 블록 로딩 시간(헤더 및 구동장치가 블록 공급 위치까지 이동 블록을 픽업하여 적층 장소로 이동하여 내려놓는데 걸리는 시간) 낭비를 해결해줄 수 있다. The super high-speed multilayer 3D printer of the present invention, in which the standardized block is automatically supplied continuously to the guide tube 130 and laminated inside the 3D model 190, is a disadvantage of the existing block-stack 3D printer It is possible to solve the waste of the block loading time (time required for the header and the driving device to pick up the moving block up to the block feeding position and move it down to the stacking place and drop it down).

이와 함께 외부를 상기 수지압출 히터 노즐부(193)을 통해 착색 및 코팅 을 반복시켜 형성하도록 함으로써 블록 단독 적층 방식보다는 세밀한 외형과 다양한 색상 구현도 가능하다. In addition, since the exterior is repeatedly colored and coated through the resin extrusion heater nozzle unit 193, detailed appearance and various colors can be realized rather than the block single lamination system.

상기 3D 모형(190)의 디자인 과정도 어려운 그래픽이 아닌 쉽게 블록을 조립하는 형태(voxel)로 전환할 수 있어, 상기 단말기(200)는 고성능 컴퓨터가 아닌 모바일 기기에서도 3D 모형(190)의 디자인 가능한, 접근성이 높은 단말기이면 충분하다.The 3D model 190 can be easily converted into a voxel that is not difficult to design a graphic block so that the terminal 200 can design a 3D model 190 even in a mobile device other than a high- , And a terminal with high accessibility is sufficient.

상기 디자인 한 3D 모형의 내부는 블록으로 외부는 착색 및 코팅수단으로 구분하여 작업하는 것은 사용자가 작업하기 보다는 프로그램에서 자동으로 생성토록 한다. The interior of the 3D model designed above is divided into blocks and the outside is divided into coloring and coating means to be automatically generated by a program rather than a user.

이는 다른 포맷의 3D 모형 데이터도 프로그램을 통해 자동 리모델링하여 블록 적층 방식 혹은 하이브리드(블록적층+ 착색 및 코팅수단) 방식으로 변환시켜 줄 수 있다.It is also possible to convert 3D model data of other formats into a block lamination method or a hybrid method (block lamination + coloring and coating means) by automatically remodeling through the program.

이하에서, 3D 모형의 내부를 블록으로 실제 모형보다 최소한도로 작게 쌓고, 외형을 수지압출 방식으로 플라스틱 와이어를 융착하거나 혹은 잉크젯(세밀한 색상 착색) 및 스프레이(넓은 범위 착색)로 도료를 반복해서 분무하여 실제 3D 모형을 완성시키는 방식의 3D 프린터(100)와 컴퓨터 혹은 단말기(200)에 설치된 블록 조립 프로그램에 의한 상호 연동 하이브리드 프린팅 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the interior of the 3D model is built as a block at least as small as the actual model, and the outer shape is fused with the plastic wire by the resin extrusion method or sprayed repeatedly with the inkjet (fine coloring) and spray (wide range coloring) An interactive hybrid printing method using a 3D printer 100 in which an actual 3D model is completed and a block assembly program installed in a computer or a terminal 200 will be described.

상기 3D 모형(190)의 내부를 구성하는 블록을 제작하는 단계; 색상 및 재질 및 형상이 다른 블록을 조합시켜 상기 컴퓨터 혹은 단말기(200)로 개인화된 3D 모형(190)을 수동 혹은 자동으로 디자인하는 단계;가 기 수행된후, 상기 하이브리드형 3D 프린터(100)의 외부 통신 수단(170)이 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영 서버(300)로부터 상기 3D 프린팅 대상이 되는 3D 모형의 설계 데이터 및 3D 모형(190)의 내부는 블록으로 외부는 착색 및 코팅수단으로 구분하는 작업 데이터를 생성하는 단계를 수행한다(S100).Producing a block constituting the interior of the 3D model 190; A step of manually or automatically designing a 3D model 190 personalized by the computer or the terminal 200 by combining blocks of different colors, materials and shapes, and then manually or automatically designing a 3D model 190 of the hybrid 3D printer 100 The 3D model model design data and the 3D model 190 inside which the external communication means 170 receives the 3D printing object from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 are blocks and the outside is colored and coated (Step S100).

상기 3D 프린터(100)의 가이드 튜브(130)가 상기 설계 데이터에서 요구하는 성형 블록들을 블록 공급 수단(릴 및 트레이 및 벌크 용기 등)으로부터 연속 공급하는 단계를 수행한다(S200).The guide tube 130 of the 3D printer 100 continuously supplies molding blocks required in the design data from the block supplying means (reel, tray, bulk container, etc.) (S200).

블록 연속 공급을 위한 상기 헤더 및 구동장치(140)와 연결된 상기 가이드 튜브(130)에 블록을 순차적으로 연속 공급하는 블록 공급 수단(195) 및 가이드 튜브(130)로부터 공급된 블록을 선택하여 작업 테이블로 내리는 상기 헤더 및 구동장치(140) 및 위치 제어를 상기 모션 제어 수단(180)의 제어에 따라 3D 모형(190)의 내부를 만들기 위해 상기 블록 공급 수단(195)에서 공급되는 성형된 블록들을 상기 작업 테이블(110)의 설계된 좌표 위치에 헤더 및 구동장치(140)에 설치된 블록 토출 수단(120)으로 내려놓아 적층시켜 가면서 3D 모형(190)를 쌓는 단계를 수행한다(S300).A block supply means 195 for successively and continuously supplying blocks to the guide tube 130 connected to the header and driving device 140 for continuous supply of blocks and a block supplied from the guide tube 130, And the control unit 180 controls the position of the molded block supplied from the block supply unit 195 in order to make the interior of the 3D model 190 according to the control of the motion control unit 180, The 3D model 190 is stacked while being laid down by the block discharging means 120 provided in the header and the driving unit 140 at the designed coordinate position of the work table 110 at step S300.

상기 3D 모형(190)의 외부를 만들기 위해 수지압출 방식의 히터 노즐부(193)로 플라스틱 와이어를 녹여 융착시키거나, 혹은 스프레이 노즐로 도료를 반복 분무하거나, 혹은 잉크젯 노즐로 도료를 반복 인쇄를 통해 착색 및 코팅하는 단계를 수행한다(S400)In order to make the exterior of the 3D model 190, a plastic wire is melted and fused to a heater nozzle unit 193 of a resin extrusion type, or sprayed with a spray nozzle repeatedly, or repeatedly printed with an inkjet nozzle A coloring and coating step is performed (S400)

상기 3D 프린터(100)의 본딩 및 융착 수단(150)이 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 적층되는 상기 성형된 블록들을 고정시키는 단계를 수행한다(S500).The bonding and fusing unit 150 of the 3D printer 100 fixes the formed blocks stacked by the header and the driving unit 140 at step S500.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실 시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 3D 프린터 110 : 작업 테이블
115 : 상하/길이방향 이동수단 120 : 블록 토출 수단
130 : 가이드 튜브 140 : 헤더 및 구동장치
150 : 본딩 및 융착 수단 160 : 영상 처리 수단
170 : 외부 통신 수단 180 : 모션 제어 수단
185 : 착생 및 코팅 수단 190 : 3D 모형
193 : 수지압출 히터 노즐부
194 : 수지 공급부
195 : 블록 공급 수단
200 : 단말기 및 컴퓨터
300 : 운영서버 400 : 유무선 통신망
100: 3D printer 110: work table
115: Up / down direction moving means 120: Block discharging means
130: guide tube 140: header and drive device
150: bonding and fusing means 160: image processing means
170: External communication means 180: Motion control means
185: Cohesion and Coating Means 190: 3D Model
193: Resin extrusion heater nozzle part
194:
195: block supply means
200: terminal and computer
300: operational server 400: wired / wireless communication network

Claims (30)

3D 모형(190)을 설계하고 설계된 상기 3D 모형(190)의 설계 데이터를 생성하는 단말기 및 컴퓨터(200);
상기 단말기 및 컴퓨터(200)로부터 설계된 상기 3D 모형(190)의 설계 데이터를 수신하여, 상기 3D 모형(190)에 사용될 블록의 종류와 수를 계산하고, 상기 블록의 종류와 수에 따라 발생되는 비용을 정산하는 운영서버(300);
상기 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 3D 모형 설계 데이터를 수신받아 상기 3D 모형(190)의 내부는 블록을 공급하여 적층하고, 외부는 수지압출 방식으로 수지 압출 플라스틱을 융착하는 하이브리드 3D 프린터(100); 및
상기 단말기 및 컴퓨터(200)와 상기 운영 서버(300) 그리고 블록 적층 방식의 상기 3D 프린터(100) 간의 데이터 전송을 담당하는 통신망(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
A terminal and a computer 200 for designing a 3D model 190 and generating design data of the 3D model 190 designed;
The design data of the 3D model 190 designed from the terminal and the computer 200 to calculate the type and number of blocks to be used in the 3D model 190, An operation server 300 for accounting for the settlement amount;
The 3D model 190 receives the 3D model design data from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 and supplies the blocks to the inside of the 3D model 190. The outside of the 3D model 190 is fused with resin extruded plastic A hybrid 3D printer 100; And
And a communication network (400) for transferring data between the terminal and the computer (200), the operation server (300), and the 3D printer (100) in a block stacking manner.
제 1항에 있어서,
블록 적층 방식의 상기 3D 프린터(100)는,
상기 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 상기 운영서버(300)로부터 상기 3D 모형(190)의 설계 데이터를 수신받는 상기 3D프린터(100)의 외부 통신 수단(170);
상기 설계 데이터대로 성형된 블록을 쌓아 상기 3D 모형(190)을 프린팅하기 위한 작업판이 구비된 작업테이블(110);
상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 상기 3D 모형(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 놓아 적층시키는 헤더 및 구동장치(140);를 포함하되
상기 헤더 및 구동장치(140)와 연결된 상기 성형된 블록의 연속 공급을 위한 가이드 튜브(130);
상기 가이드 튜브(130)에 상기 성형된 블록을 순차적으로 연속 공급(제공)하는 블록 공급 수단(195);
상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치되어 상기 가이드 튜브(130)를 통하여 공급받는 상기 성형된 블록을 선택 후, 작업 테이블로 내리는 블록 토출 수단(120);
수지 공급부(194)에서 공급되는 플라스틱 와이어 형태의 수지를 녹여 상기 성형된 블록의 적층이 완료된 상기 3D 모형(190)의 외부에 융착시키는 수지압출 히터 노즐부(193); 및
상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 해당 설계된 위치에 놓아지는 상기 성형된 블록들을 고정시키기 위한 본딩 및 융착 수단(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
The method according to claim 1,
In the 3D printer 100 of the block stacking method,
An external communication means (170) of the 3D printer (100) receiving the design data of the 3D model (190) from the terminal and the computer (200) or the operation server (300);
A work table 110 having a work plate for stacking blocks formed according to the design data and printing the 3D model 190;
And a header and driving device (140) for placing and stacking blocks at corresponding designed positions of the 3D model (190) in operation on the work table (110)
A guide tube (130) for continuous supply of the molded block connected to the header and drive device (140);
Block supplying means 195 for sequentially supplying (supplying) the formed block to the guide tube 130 in a sequential manner;
A block discharging means (120) installed in the header and driving device (140), selecting the molded block supplied through the guide tube (130), and dropping the selected molded block to a work table;
A resin extrusion heater nozzle unit 193 for melting the plastic wire type resin supplied from the resin supply unit 194 and fusing the molded resin to the outside of the 3D model 190 in which the molded blocks are stacked; And
And a bonding and fusing unit (150) for fixing the formed blocks placed at the designed position by the header and the driving unit (140).
제 2항에 있어서,
상기 수지압출 히터 노즐부(193)는
착색 또는 코팅을 위해 도료 스프레이 노즐부, 또는 잉크젯 노즐부로 대체사용 가능한 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The resin extrusion heater nozzle portion 193
A coating spray nozzle part, or an ink jet nozzle part for coloring or coating.
제 2항에 있어서,
상기 하이브리드 3D 프린터(100)는
영상처리를 통해 상기 작업 테이블(110)에서 작업 중인 3D 모형의 위치좌표를 명확히 추출하는 영상처리 수단(160); 및
상기 영상처리 수단(160)으로부터 위치좌표 정보를 수신하여, 상기 성형된 블록이 정밀하게 놓아질 수 있도록 상기 헤더 및 구동장치(140)의 정밀한 제어를 담당하는 모션 제어수단(180);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The hybrid 3D printer 100 includes:
An image processing means (160) for explicitly extracting a position coordinate of a 3D model being worked on in the work table (110) through image processing; And
And motion control means (180) for receiving position coordinate information from the image processing means (160) and performing precise control of the header and driving device (140) so that the formed block can be accurately placed Wherein the 3D printing system is a hybrid type 3D printing system.
제 2항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 작업테이블(110) 위에 양면테이프를 부착하고, 상기 양면테이프 위에 첫 번째 레이어(층)의 블록들을 내려놓아 부착 고정하며, 최종 레이어에 대한 블록 적층 작업이 완료된 후, 완성된 상기 3D 모형(190)을 들어올려 양면테이프를 작업 테이블(110)에서 분리시키는 방식인 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The bonding and fusing means (150)
After the block stacking operation for the final layer is completed, the completed 3D model 190 (190) is mounted on the work table 110, the double-sided tape is attached on the work table 110, Is lifted to separate the double-sided tape from the work table (110).
제 2항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)과 상기 헤더 및 구동장치(140) 사이를 한 개의 상기 가이드 튜브(130)로 연결하고, 상기 가이드 튜브(130)를 통하여 블록 공급 수단(195)의 블록을 헤더 및 구동장치(140)에 연속적으로 공급하도록 구성함을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
A block of the block supply means 195 is connected to the header and the drive unit 140 by one guide tube 130 and the block of the block supply unit 195 is connected to the header and drive unit 140 through the guide tube 130. [ To the apparatus (140). ≪ Desc / Clms Page number 24 >
제 2항에 있어서,
상기 가이드 튜브(130)는 헤더 및 구동장치(140)와 물리적으로 연결되어 이동하므로 유연한 재질로 구성되며,
가이드 튜브(130) 내에서 블록이 이동할 수 있도록 충분한 내부 유격을 가지고 있음을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
Since the guide tube 130 is physically connected to the header and the driving device 140 and moves, the guide tube 130 is made of a flexible material,
Wherein the guide tube (130) has sufficient internal clearance to allow movement of the block within the guide tube (130).
제 2항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)과 상기 헤더 및 구동장치(140) 사이를 복수의 상기 가이드 튜브(130)로 연결하고, 상이한 크기, 색상 및 재질의 성형된 블록을 동시에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein a plurality of guide tubes (130) are connected between the block supply means (195) and the header and driving device (140), and the molded blocks of different sizes, colors and materials are simultaneously supplied. 3D printing system.
제 2항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)의 용기를 바울(bowl) 형태로 구성하고, 상기 바울 안에 블록을 넣고 진동을 가하여 부품을 순차적으로 한 개씩 상기 가이드 튜브(130)로 이송시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein a block of the block supply means 195 is formed in a bowl shape and a block is inserted into the pawl and vibration is applied to transfer the components one by one to the guide tube 130 one by one. 3D printing system.
제 2항에 있어서,
상기 헤더 및 구동장치(140) 보다 높은 위치에 상기 블록 공급 수단(195)이 설치되어, 상기 성형된 블록을 한 개씩 순차적으로 중력의 힘으로 피드(Feed)시켜 상기 가이드 튜브(130)를 통해 연속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The block supplying means 195 is installed at a position higher than the header and the driving device 140 so that the molded blocks are sequentially fed one by one under the force of gravity, The 3D printing system according to claim 1,
제 2항에 있어서,
상기 블록 공급 수단(195)을 상기 헤더 및 구동장치(140)보다 낮은 위치에 설치하는 경우, 상기 성형된 블록 한 개씩 강제적으로 피드(Feed)시켜 상기 가이드 튜브(130)를 통해 연속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
When the block supplying means 195 is installed at a position lower than the header and the driving unit 140, the block is forcefully fed one by one and continuously fed through the guide tube 130 It is a hybrid 3D printing system.
제 2항에 있어서,
상기 블록을 가득 담은 벌크 용기 피더(Bulk Feeder), 상기 블록이 순서대로 담겨있는 스틱 용기 피더(Stick feeder); 또는 여러 블록이 순서대로 담겨있는 스트라이프 피더(Stripe feeder)로 상기 가이드 튜브(130)와 블록 공급 수단(195)이일체화되어 상기 헤더 및 구동장치(140)에 탑재 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
A bulk feeder filled with the block, a stick feeder containing the blocks in order; Wherein the guide tube (130) and the block feeding means (195) are integrated with each other and mounted on the header and the driving device (140). 3D printing system.
제 2항에 있어서,
상기 블록 토출 수단(120)은
상기 헤더 및 구동장치(140) 하단에 상기 가이드 튜브(130)로부터 이송된 성형된 블록을 정렬 위치시키는 수단; 및 토출구(121)를 통해 상기 작업 테이블(110) 방향으로 정렬된 상기 성형된 블록을 밀어내는 수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The block discharging means (120)
Means for aligning and positioning the molded block conveyed from the guide tube (130) at the lower end of the header and drive device (140); And means for pushing the molded block aligned in the direction of the work table (110) through the discharge port (121).
제 2항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 가이드 튜브(130)로부터 공급된 블록을 선택하여 상기 작업 테이블(110)로 내리는 상기 블록 토출 수단(120)을 통해 토출되는 블록을 상기 3D 모형(190)의 해당 설계된 위치에 토출 적층시키기 전에 접착처리부로 이동하여 블록 하단에 접착제를 묻히는 수단인 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The bonding and fusing means (150)
A block supplied from the guide tube 130 is selected and a block discharged through the block discharging means 120 which is lowered to the work table 110 is discharged and laminated to a corresponding designed position of the 3D model 190 And a means for transferring the adhesive to the lower portion of the block.
제 2항에 있어서,
조립중인 상기 3D 모형(190)의 해당 설계된 위치에 상기 성형된 블록을 내려놓기 전에, 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치되어 블록을 놓는 위치에 접착제를 주사 혹은 분무하는 수단인 것을 특징으로 하는 하이브리드방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
Characterized in that it is a means for injecting or spraying an adhesive to the header and the driving device (140) at a position where the block is placed before releasing the molded block to a corresponding designed position of the 3D model (190) Hybrid 3D printing system.
제 2항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 성형된 블록을 상기 헤더 및 구동장치(140)로 해당 층에 쌓는 것을 시작하기 전에, 상기 3D 모형(190)의 작업판 전체 혹은 블록을 쌓는 부분 전체에 접착제를 미리 주사 혹은 분무하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The bonding and fusing means (150)
Characterized in that an adhesive is previously injected or sprayed onto the entire working plate of the 3D model (190) or the entire area where the block is stacked, before starting to stack the formed block with the header and the driving device (140) A hybrid 3D printing system.
제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 접착제의 경화를 촉진하는 자외선 LED 램프 또는 열 경화수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
17. The method according to any one of claims 14 to 16,
The bonding and fusing means (150)
Further comprising an ultraviolet LED lamp or a thermosetting means for promoting curing of the adhesive.
제 2항에 있어서,
상기 성형된 블록은
접착 면이 사전에 접착제로 본딩 처리되거나, 또는 자외선(UV) 경화형 접착제로 본딩 처리되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The molded block
Wherein the adhesive surface is pre-bonded with an adhesive or bonded with an ultraviolet (UV) curable adhesive.
제 2항에 있어서
상기 본딩 및 융착 수단(150)은
상기 블록을 한층 쌓을 때마다 본딩 재료를 도포하거나, 상기 3D 모형(190)의 적층이 완료된 후 본딩 재료를 도포하거나, 또는 플라스틱 재질의 경우 중간 단계마다 혹은 최종 단계에서 초음파 융착으로 상기 성형된 블록을 고정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
The method according to claim 2, wherein
The bonding and fusing means (150)
The bonding material may be applied each time the blocks are stacked or the bonding material may be coated after the stacking of the 3D model 190 is completed, or in the case of a plastic material, the molded block may be subjected to ultrasonic welding And a fixing unit for fixing the fixing unit to the fixing unit.
제 2항에 있어서
상기 성형된 블록을 내려놓는 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무하는 수단인 디스펜서(dispenser)를 상기 헤더 및 구동장치(140)에 설치하여, 상기 작업 테이블(110)에서 조립중인 상기 3D 모형(190)의 해당 설계된 위치에 블록을 내려놓기 전에 해당 위치에 접착 재료를 주사 혹은 분무함을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
The method according to claim 2, wherein
A dispenser serving as a means for scanning or spraying an adhesive material at a position where the molded block is lowered is installed in the header and driving device 140 so that the 3D model 190 being assembled in the work table 110, Wherein the adhesive material is injected or sprayed to the corresponding position before the block is placed at the corresponding designed position of the 3D printing system.
제 3항에 있어서
상기 3D 모형(190)의 내부를 상기 성형된 블록으로 실제 3D 모형보다 작게 쌓고, 상기 3D 모형(190)의 외부를 상기 수지압출 히터 노즐부(193)를 통해 플라스틱 와이어를 융착하거나, 상기 스프레이 노즐부를 통해 광범위 색상을 착색하고, 또는 상기 잉크젯 노즐부를 통해 협범위 색상을 착색하기 위해 도료를 반복해서 분무하여 실제 크기로 상기 3D모형(190)을 완성시키는 것을 특징으로 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
The method of claim 3, wherein
The inside of the 3D model 190 is smaller than the actual 3D model by the molded block and the outside of the 3D model 190 is fused with the plastic wire through the resin extrusion heater nozzle part 193, And repeating spraying of the paint to color the narrow range color through the inkjet nozzle unit to complete the 3D model (190) in an actual size.
제 3항에 있어서
상기 헤더 및 구동장치(140)에
상기 수지압출 히터 노즐부(193)와 상기 도료 스프레이 노즐부, 및 상기 잉크젯 노즐부를 하나의 유닛 내에 설치하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
The method of claim 3, wherein
The header and driving device 140
Wherein the resin extrusion heater nozzle unit (193), the paint spray nozzle unit, and the inkjet nozzle unit are installed in one unit.
제 3항에 있어서
상기 헤더 및 구동장치(140)에는
블록 적층용 헤더 및 상기 수지압출 히터 노즐부(193)가 장착되고, 추가적으로 절삭용 헤더를 각각 혹은 하나의 유니트 내에 설치하여, 상기 3D 모형(190) 블록 적층 및 착색 및 코팅이 완료된 경우에 상기 절삭용 헤더 및 구동장치로 전환시켜 3D 모형을 가공하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
The method of claim 3, wherein
The header and driving device 140
The header for block stacking and the resin extrusion heater nozzle portion 193 are mounted and the cutting headers are additionally installed in each or one unit so that when the 3D model 190 block stacking and coloring and coating are completed, And a 3D model is processed by switching to a header and a driving device for a hybrid type 3D printing system.
제 4항에 있어서,
상기 하이브리드 3D 프린터(100)는
상기 모션 제어수단(180)의 제어를 받아 상기 헤더 및 구동장치(140)가 지정된 블록들을 설계된 좌표 위치로 이송하고 내려놓는 과정을 통해 해당 층의 블록들을 모두 쌓고, 상기 3D 모형(190)의 다음 층 블록 적층 높이로 상기 모션 제어수단(180)이 상기 헤더 및 구동장치(140)의 높이(Z축)를 제어함에 따라, 상기 헤더 및 구동장치(140)가 다음 층을 쌓는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
5. The method of claim 4,
The hybrid 3D printer 100 includes:
The header and driving device 140 transfer the designated blocks to the designed coordinate position under the control of the motion control means 180 and stack all the blocks of the corresponding layer through the process of releasing the blocks, Characterized in that as the motion control means (180) controls the height (Z-axis) of the header and drive device (140) with a layer block stack height, the header and drive device (140) 3D printing system.
제 4항에 있어서,
상기 하이브리드 3D 프린터(100)는
상기 모션 제어수단(180) 및 상기 헤더 및 구동장치(140)에 대하여 상기 작업테이블(110)을 길이 방향으로 이동 제어하여 길이가 긴 상기 3D 모형(190)를 제작하도록 하는 길이방향 이동수단(115)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
5. The method of claim 4,
The hybrid 3D printer 100 includes:
A longitudinal movement means 115 for making the 3D model 190 having a long length by controlling movement of the work table 110 in the longitudinal direction with respect to the motion control means 180 and the header and driver 140 The 3D printing system of claim 1, further comprising:
제 2항에 있어서,
상기 성형된 블록 적층한 3D 모형(190)의 형태가 실제 설계된 3D 모형(190)보다 크게 적층하도록하고, 수지압출 방식의 히터 노즐로 플라스틱 와이어를 녹여 융착시키거나, 스프레이 노즐로 도료를 반복 분무하거나, 또는 잉크젯 노즐로 도료를 반복 인쇄하여 실제 설계된 3D 모형(190)보다 다소 크게 제작한 후, 프로그램에서 자동 보정하는 수단을 추가하여 적층 후 CNC 장비로 가공하여 상기 실제 설계된 3D 모형(190)으로 완성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The shape of the molded 3D model 190 stacked above the 3D model 190 may be laminated to be larger than the 3D model 190 actually designed. The plastic wire may be melted and melted by a heater nozzle of a resin extrusion method, or sprayed with a spray nozzle , Or inkjet nozzles to make a size somewhat larger than the 3D model 190 actually designed, and then a means for automatic correction in the program is added to the CNC equipment after the lamination, and the CNC equipment is completed with the 3D model 190 Wherein the 3D printing system is a hybrid type 3D printing system.
제 2항에 있어서,
상기 헤더 및 구동장치(140)로 상기 작업테이블(110)의 3D 모형(190)을 적층을 완료한 후, 상기 헤더 및 구동장치(140)를 절삭 공구로 전환 설치하여, 상기 3D 모형(190)을 절삭 가공하도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
After the 3D model 190 of the work table 110 is stacked with the header and the driving device 140, the header and the driving device 140 are converted into cutting tools, So that the 3D printing system of the hybrid type is cut.
제 2항에 있어서,
상기 헤더 및 구동장치(140)는
`블록 적층 및 착색/코팅용` 헤더 및 구동장치 모드와, `절삭용` 헤더 및 구동장치 모드로 구분되어 듀얼헤더 방식으로 구동되되, 상기 `블록 적층 및 착색/코팅용` 헤더 및 구동장치 모드에서 상기 성형된 블록의 적층과 착색 및 코팅이 완료되어 상기 3D 모형(190)이 완성되면, 상기 절삭용 헤더 및 구동장치 모드로 상기 3D 모형(190)을 가공하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
The header and driver 140
`Header and drive unit mode for block stacking and coloring / coating`, and `Header and drive unit mode for cutting`, and is driven by a dual header system. The `header for block stacking and coloring / , The 3D model (190) is machined in the cutting head and drive mode when the 3D block (190) is completed by stacking, coloring and coating the formed block in the 3D model Printing system.
제 2항에 있어서,
상기 3D 형상(190)에 따라 상기 성형된 블록을 허공에 쌓아야 할 경우, 해당 위치에 상기 성형된 블록을 지지하기 위한 서포터를 설치하고, 상기 작업테이블(110)을 Z방향의 모션 외에 추가로 회전 및 기울일 수 있도록 구성하여 상기 서포터를 제거하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 시스템.
3. The method of claim 2,
A supporter for supporting the molded block is provided at the corresponding position when the molded block is to be piled up in the air in accordance with the 3D shape 190. In addition to the motion in the Z direction, Wherein the supporter is configured to be tilted so that the supporter is removed.
3D 프린터(100)에 의한 하이브리드 프린팅 방법에 있어서,
(a) 상기 3D 프린터(100) 또는 외부기기를 통해 색상, 재질 및 형상이 상이하게 성형된 블록을 제작하는 단계;
(b) 단말기 및 컴퓨터(200)가 상기 성형된 블록을 조합시켜 3D 모형(190)을 디자인하는 단계;
(c) 적층형의 상기 3D 프린터(100)가 외부 통신 수단(170)를 통해 단말기 및 컴퓨터(200) 또는 운영서버(300)로부터 3D 프린팅 대상이 되는 상기 `(b)`단계에서 디자인된 상기 3D 모형(190)의 설계 데이터를 수신받는 단계;
(d) 블록 적층형의 상기 3D 프린터(100)의 블록 공급 수단(195)과 헤더 및 구동장치(140)를 연결하여 블록을 연속적으로 이송하는 가이드 튜브(130)가 상기 설계 데이터에서 요구하는 성형된 블록들을 상기 블록 공급 수단(195)으로부터 공급받아 이송하는 단계;
(e) 상기 가이드 튜브(130)를 통해 블록을 순차적으로 연속 공급받는 상기 헤더 및 구동장치(140)를 모션 제어 수단(180)가 제어하여, 상기 블록 공급 수단(195)에서 공급되는 상기 성형된 블록들을 작업 테이블(110)의 설계된 좌표 위치에 상기 헤더 및 구동장치(140)의 블록 토출 수단(120)으로 내려놓아 적층시켜 가면서 상기 3D 모형(190)를 쌓는 단계;
(f) 상기 3D 프린터(100)의 본딩 및 융착 수단(150)이 상기 헤더 및 구동장치(140)에 의해 적층되는 상기 성형된 블록들을 고정시키는 단계; 및
(g) 상기 3D 모형(190)의 외부를 만들기 위해 수지압출 히터 노즐부(193)가 플라스틱 와이어를 녹여 융착시키거나, 상기 수지압출 히터 노즐부(193)을 스프레이 노즐부가 도료를 반복 분무하거나, 또는 잉크젯 노즐부가 도료를 반복 인쇄하는 과정을 통해 착색 및 코팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 방식의 3D 프린팅 방법.



In the hybrid printing method using the 3D printer 100,
(a) fabricating a block having different shapes of color, material and shape through the 3D printer 100 or an external device;
(b) designing the 3D model 190 by combining the molded block with the terminal and the computer 200;
(c) The 3D printer 100 in the stacked form is 3D-printed from the terminal and the computer 200 or the operation server 300 via the external communication means 170. [ Receiving design data of the model (190);
(d) a guide tube (130) for continuously transferring blocks by connecting the block supply means (195) of the 3D printer (100) of the block stack type to the header and the drive device (140) Receiving and feeding blocks from the block supply means 195;
(e) The motion control means 180 controls the header and the driving device 140, which are sequentially supplied with the blocks sequentially through the guide tube 130, Stacking the 3D model 190 while stacking the blocks at the designed coordinate position of the work table 110 with the header and drive unit 140 of the driving device 140 laying it down;
(f) fixing the molded blocks stacked by the header and the driving device (140) by the bonding and fusing means (150) of the 3D printer (100); And
(g) In order to make the outside of the 3D model 190, the resin extrusion heater nozzle portion 193 melts and fuses the plastic wire, or the resin extrusion heater nozzle portion 193 is repeatedly sprayed with the spray nozzle portion paint, Or a step of coloring and coating the inkjet nozzle part through a process of repetitively printing the paint.



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