KR101698810B1 - metal 3 dimension printer using plasma including double nozzles and method therefor - Google Patents

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KR101698810B1
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김경수
김효규
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주식회사 톱텍
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Abstract

본 발명은 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터에 관한 것으로, 제1 노즐(40)이 금속가루를 플라즈마로 용융시켜 수직으로 분사하여 금속제품(200)을 형성하고, 제2 노즐(50)이 금속가루를 플라즈마로 용융시켜 수평으로 분사하여 금속제품(200)을 형성한다. The present invention relates to a metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle, the first nozzle 40 is injected vertically to melt the metal powder into the plasma to form metal products (200), and a second nozzle ( 50) to the spray in a horizontal position is moved to melt the metal powder into the plasma to form a metal product 200. the 카메라(70)가 제1 노즐(40)과 제2 노즐(50)에 의해 형성되는 금속제품(20)을 촬영하고, 메인 제어장치(60)는 카메라(70)에서 입력되는 금속제품(200)의 영상을 처리하여 수직면에서 수평면이 연장되도록 형성하는 부분인 경우 상기 제1 노즐(40)과 제2 노즐(50)에서 금속제품의 최상층 부분과 최상층의 측면에 동시에 용융된 금속가루를 분사하도록 제어하여 수직에서 수평의 형상(features)으로 천이(transition)할 때 제1 노즐에 의해 적층되는 윗면적층과 제2 노즐에 의해 적층되는 측면적층들의 층간의 접착력(adhesion)을 강화할 수 있다. Camera 70 is the metal product to be input from the first nozzle 40 and the shot of metal (20) formed by the second nozzle 50 and the main control device 60 includes a camera 70 (200) If by the image processing portion for forming so as to extend the plane at the vertical plane of the first nozzle 40 and second nozzle 50 is controlled so as to inject the metal powder melting at the same time on the side of the uppermost portion and a top layer of metal products in and can enhance the adhesive force (adhesion) between the layers of the laminate are stacked side by the top laminate and the second nozzle to be laminated by the first nozzle to the shape of the horizontal (features) in the transition (transition) from the vertical.

Description

이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터 및 그 제어방법{metal 3 dimension printer using plasma including double nozzles and method therefor} Double metal plasma nozzle 3D printer and its control using a method comprising three metal {dimension printer using plasma including double nozzles and method therefor}

본 발명은 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 금속분말을 용융시켜 금속제품을 제작하기 위해 최상층의 윗면을 적층하는 제 1 노즐과 최상층의 측면을 적층하는 제 2 노즐을 구비하여 윗면적층과 동시에 측면적층이 가능하도록 하여 수직에서 수평의 형상으로 천이할 때 층간의 접착력을 강화할 수 있고, 금속제품을 보다 빠르고, 신뢰성 있고, 정확하고, 경제적으로 제작할 수 있는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a metal 3-D printer and a control method using a plasma having a double nozzle, and more particularly first to melt the metal powder by plasma depositing a top surface of the uppermost layer for the production of the metal product and by a second nozzle depositing a side of the nozzle and the top layer at the same time as top stacking the side laminated to the transition into the shape of the horizontal from the vertical so as to enable and to enhance the interlayer adhesion strength, faster than the metal product, the reliability, accurate and, to a metal 3D printer and a control method using a plasma having a double nozzle which can be manufactured economically.

금속제품의 생산에 있어서는 먼저 제품을 설계하고 실험실에서 실험용 제품(prototype)을 제작한다. In the production of metal products, first we designed the product and develop the experimental product (prototype) in the laboratory. 이렇게 생산된 실험용 제품을 동작시키면서 원래의 설계대로 동작하는지 실험하면서 잘못된 부분을 수정하게 되며, 이러한 수정 과정은 상당한 시간, 노력 및 비용을 요한다. So while operating a laboratory-produced product and modify the operation went wrong with the experiment that the original design of this modification process requires considerable time, effort and cost.

이러한 수정과정을 여러번 반복하여 최종적으로 설계가 최적화된 제품이 결정되며 이 설계가 최적화된 금속 제품을 양산하게 된다. Repeating this process several times modified to be finally designed to determine the optimal product in mass production is the metal product is a design optimization. 대부분의 금속제품은 금형에 의해 만들어지며, 금형 설계 시간과 금형 제작 비용(tooling costs)이 매우 크므로, 대량 생산 설비를 갖춰서 생산비를 낮춰서 경제성을 갖추게 된다. Most of the metal products are made by mold, mold design to mold production time and costs (tooling costs) is very large, it gatchwoseo a mass production facility is equipped to lower the cost of production economics.

금속제품을 생산하는데 직접적인 기계 가공(direct machine work) 등의 다른 공정들도 사용 가능하지만 이와 같은 방법들은 전형적으로 단기 생산에 대해서만 비용면에서 효율적일 뿐 아니라 대개 생산된 부품의 질이 금형 부품에 비해 떨어진다. Other processes such as direct machining (direct machine work) for the production of metal products are also available, but these methods are typically poor quality of most manufactured parts as well as efficient in terms of cost only for short-term production compared to the mold parts .

3차원 금속제품을 생성하기 위한 기법들이 개발되어 오고 있으며, 3차원 금속제품을 만들어 내기 위해 원료를 여러 층으로 쌓거나 결합시키는 적층가공(additive manufacturing) 방식을 사용한다. Method for generating a three-dimensional metal products have been developed, and uses a laminate processing (additive manufacturing) system for stacking or combining the material with several layers to produce a three-dimensional metal products.

일반적인 프린터가 입력된 사진이나 문서에 따라 잉크를 분사하듯, 3D 프린터는 디지털화된 3차원 제품 디자인을 2차원 단면으로 연속적으로 재구성하여 소재를 한 층씩 인쇄하면서 적층하는 방식으로서, 재료를 직접 자르거나 깎는 방식의 전통적인 생산방식을 절삭가공이라 하는 반면, 3D 프린팅은 새로운 층을 켜켜이 쌓는 방식이기 때문에 적층가공이라 칭하기도 한다. General, as the printer is ejecting ink in accordance with the picture or document input, 3D printer as a method for laminating and printing the reconstructed continuous three-dimensional product design, the digitized two-dimensional section one cheungssik the material, cut the material directly or shearing in contrast to traditional production methods as the cutting process of the method, 3D printing is also referred to as a lamination process because the method for building a new layer kyeokyeoyi.

이러한 AF(Additive Fabrication) 기술의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. An example of such AF (Additive Fabrication) techniques is illustrated in FIG.

도 1을 참조하면, AF 기술은 3차원 CAD 데이터를 일정한 두께(또는 높이)로 절단하여 2차원의 면들로 구성한 다음, 도 1(a)에 도시된 베이스(B) 상에 금속을 녹여 붙이거나 소결하는 방법 등을 이용하여 2차원의 단면정보에 해당하는 금속층을 만들고{도 1(b)} 다시 그 위에 다른 금속층을 반복적으로 적층하는{도 1(c)} 방식으로 3차원 형상의 최종적 금속제품을 제작하게 된다{도 1(d)}. Referring to Figure 1, AF techniques three-dimensional cut to a predetermined thickness to CAD data (or height) is configured as a two-dimensional planes, and then put to melt metal on the base (B) shown in Figure 1 (a), or by a method of sintering making the metal layer corresponding to the cross section information of the two-dimensional {Fig. 1 (b)} back thereon repeatedly stacked in the other metal layer {Fig. 1 (c)} way of a three-dimensional shape and finally metal It is a product for the manufacture {Fig. 1 (d)}.

그러나 이와 같은 3차원 적층가공방식은 해상도(resolution)와 비교적 구조 강도가 약하다는 것 및 수직에서 수평의 형상(features)으로 천이(transition)할 때 층간의 접착력(adhesion)이 약해지는 문제가 있었다. However, this three-dimensional stack processing system, such as was the adhesive force (adhesion) problem that the drug in the interlayer when the resolution (resolution) and the transition in the form of a horizontal (features) in that is has a relatively structural strength is weak and vertical (transition).

대한민국 특허등록 제10-0257034 호(2000.02.26. 등록) Republic of Korea Patent No. 10-0257034 No. (2000.02.26 registration) 대한민국 특허공개 제10-2012-0122275 호 (2012.11.07. 공개) Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0122275 No. (2012.11.07. Public) 대한민국 특허공개 제10-2005-0062161호 (2005.06.23. 공개) Republic of Korea Patent Publication No. 10-2005-0062161 No. (2005.06.23. Public) 대한민국 특허등록 제10-1498934 호(2015.02.27. 등록) Republic of Korea Patent No. 10-1498934 No. (2015.02.27 registration)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 플라즈마를 이용하여 금속파우더를 적층하여 수직에서 수평의 형상(features)으로 천이(transition)할 때 수직면과 수평면 경계를 2개의 노즐로 윗면적층과 동시에 측면적층이 이루어지도록 함으로써 내부가 완전히 채워지도록 하여 층간의 접착력(adhesion)이 약해지는 것을 방지할 수 있는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. The present invention for solving the above problems, an object of the present invention two nozzles for vertical and horizontal boundaries when the image of a horizontal shift (transition) to (features) from the vertical by using the plasma laminating a metal powder in the interior by such that the side laminated done at the same time as top stacking completely so as to be filled to provide a metal 3-D printer and a control method using a plasma having a double nozzle which can be prevented from being adhesive force (adhesion) between the layers of about will be.

본 발명의 다른 목적은 제1 노즐과 제2 노즐을 이용하여 금속제품 최상층의 윗면 적층과 동시에 측면적층이 가능하도록 하여 수직에서 수평의 형상으로 천이할 때 층간의 접착력을 강화할 수 있는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is provided with a double nozzle to enhance the interlayer adhesion when the transition into the shape of the horizontal from the vertical so as to enable the side laminated at the same time as the upper surface lamination of articles made of metal top layer using a first nozzle and the second nozzle to provide a metal 3D printer and a control method using a plasma.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 금속 3 차원 프린터는 전원을 공급하는 전원장치와; And metal 3D printer according to the present invention in order to accomplish the above object, a power supply unit for supplying power; 상기 전원장치에서 공급되는 전원을 고주파로 변환하여 제 1 노즐에 공급하는 제1 고주파 발진기와; A first high-frequency oscillator and converts the power supplied from the power supply into the high frequency to be supplied to the first nozzle and; 상기 전원장치에서 제 1 노즐에 공급되는 전류를 제어하는 제1 저항과; A first resistor for controlling the current supplied to the first nozzle from the power supply apparatus; 금속분말을 플라즈마로 용융시켜 작업대에 적층되는 금속제품의 최상층 윗면에 분사하여 금속제품을 형성하는 제1 노즐과; To melt the metal powder into the plasma jet to the uppermost top surface of the metal product to be laminated on the work surface and a first nozzle for forming a metal product; 상기 전원장치에서 공급되는 전원을 고주파로 변환하여 제 2 노즐에 공급하는 제2 고주파 발진기와; The second high-frequency oscillator and converts the power supplied from the power supply into the high frequency to be supplied to the second nozzle and; 상기 전원장치에서 제 2 노즐에 공급되는 전류를 제어하는 제2 저항과; A second resistor for controlling a current supplied to the second nozzle from the power supply apparatus; 금속분말을 플라즈마로 용융시켜측면에서 분사하여 금속제품의 최상층 측면을 형성하는 제2 노즐과; And melting the metal powder into the plasma and a second nozzle which sprayed from the side forming the top layer side of the metal product; 상기 제 1 노즐과 제 2 노즐에 의해 형성되는 금속제품을 촬영하는 카메라와; Camera filming the metal product formed by the first nozzle and the second nozzle and; 상기 카메라에서 입력되는 금속제품의 영상을 처리하여 수직면에서 수평면이 연장되도록 형성하는 부분인 경우 상기 제1 노즐과 제2 노즐에서 최상층 윗면과 측면에서 용융된 금속가루를 동시에 분사하도록 제어하는 메인 제어장치를 포함하여 구성된다. If the portion formed so as to process the image of the metal product which is input from the camera extends a horizontal plane in the vertical plane a main controller for controlling to eject the first metal powder melting at a top floor top surface and a side in the first nozzle and the second nozzle at the same time It is configured to include a.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 노즐을 XY 평면에서 이동시키는 XY 테이블과; According to one embodiment of the invention, a first nozzle for moving the XY table in the XY plane, and; 상기 제2 노즐을 상승 및 하강시키고 상기 금속제품의 최상층 측면에 용융된 금속분말을 분사하도록 상기 제2 노즐을 회전시키는 상하회전 및 승강장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The rise and fall of the second nozzle and characterized by further comprising rotating the upper and lower values ​​and the platform for rotating the second nozzle so as to inject a molten metal powder on the top layer side of the metal product.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 노즐은 상기 전원장치에서 공급되는 전원에 의해 플라즈마 전극과 아크방전을 일으켜 고온의 플라즈마 가스를 분사하는 플라즈마 노즐과; According to one embodiment of the invention, the plasma nozzle to the first nozzles for causing the plasma electrodes and an arc discharge by power supplied from said power supply device injects the plasma gas at a high temperature; 상기 플라즈마 노즐에서 분사되는 플라즈마 가스에 금속분말을 통과시켜 용융시켜 분사하는 금속분말 분사노즐과; Metal powder injection nozzle to melt by passing the metal powder in the plasma gas is injected in the plasma jet and the nozzle; 상기 금속분말 분사노즐에서 분사되는 용융된 금속분말과 금속제품의 산화를 방지하도록 차폐가스를 방출하는 차폐 가스노즐과; Shield gas nozzle for emitting a shielding gas to prevent oxidation of the metal powder and the metal product molten metal is injected from the powder injection nozzle and; 상기 금속분말 분사노즐에 금속분말을 공급하는 금속분말 공급부와; And a metal powder supply portion for supplying the metal powder to the metal powder injection nozzle; 상기 차폐 가스노즐에 차폐가스를 공급하는 실드가스 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. It characterized in that the configuration includes a shielding gas supply for supplying a shielding gas to the shielding gas nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상하회전 및 승강장치는 상기 제2 노즐이 부착되어 상하로 상승 및 하강하게 하는 볼스크류와; According to one embodiment of the invention, the ball screw and that the upper and lower rotation, and the second nozzle is attached hitting platform up and down vertically; 상기 볼스크류의 회전방향에 따라 상하로 상승 및 하강하는 너트 지지대와; And a nut for supporting the vertical rise and fall in accordance with the rotation direction of the ball screw; 상기 볼스크류의 너트 지지대에 부착되어 상기 제2 노즐을 상하로 회전시키는 상하회전 모터와; It is attached to the support nut of the ball screw and the vertical rotating motor for rotating the second nozzle up and down; 상기 상하회전 모터의 회전축을 지지하는 힌지와; And a hinge for supporting a rotation shaft of the vertical rotary motor; 메인제어장치의 제어에 따라 상기 볼스크류를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 볼스크류 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. It characterized in that the ball screw comprises a motor for rotating the ball screw in a forward direction or a reverse direction according to the control of the main controller.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메인 제어장치는 상기 카메라가 촬영한 금속제품의 영상을 분석하여 금속제품의 수직면과 수평면의 경계부분에서 제1 노즐과 제2 노즐에서 동시에 금속분말이 분사되도록 제어함으로써 수직에서 수평의 형상(features)으로 천이(transition)할 때 상기 금속제품의 최상층 부분과 최상층의 측면에 용융된 금속분말이 적층되게 구성되는 것을 특징으로 한다. According to one embodiment of the invention, the main control device so that by analyzing the image of the metal product that has the camera shooting the metal powder injection in the boundary area of ​​the metal products vertical plane and the horizontal plane at the same time from the first nozzle and the second nozzle when the shape of the horizontal shift (transition) to (features) from the vertical by controlling characterized by comprising a molten metal powder on the side of the uppermost portion and the top layer of the metal product to be laminated.

본 발명에 따른 이중노즐을 구비하는 금속 3 차원 프린터의 제어방법은 (a) 메인 제어장치가 내장 또는 외장 메모리에서 제작할 금속제품의 3차원 영상을 읽어들이는 단계와; Control of the metallic three-dimensional printer comprising a dual nozzle method according to the invention (a) the main controller reads the three-dimensional image of the metal product produced in the internal or external memory to the step; (b) 상기 메인 제어장치가 카메라에서 현재 제작중인 금속제품의 영상을 촬영하여 읽어들이는 단계와; (B) to the step of the main control device is taken by reading the image of the metal products that are currently produced in the camera and; (c) 상기 메인 제어장치가 현재 제작중인 금속제품의 최상층에 적층되는 부분의 폭이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 해당층에 대한 폭보다 넓은지를 판단하는 단계와; (C) a step of the main control unit determines whether the width of the part to be laminated on the uppermost layer of metal products that are currently produced is wider than the width of the corresponding layer of the three-dimensional image read from the memory; (d) 상기 판단 단계에서 넓지 않은 경우, 금속분말 공급부를 제어하여 금속분말의 량을 증가시키고 금속분말의 증가량에 비례하여 플라즈마 가스의 온도를 증가시키는 단계와; (D) increasing the amount of the wider metal powder, a metal powder to control the supply unit if it is in the determination step and increasing the temperature of the plasma gas in proportion to the increased amount of the metal powder and; (e) 상기 판단 단계에서 현재 제작중인 금속제품의 최상층에 적층되는 부분의 폭이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 해당층에 대한 폭보다 넓지 않은 경우, 금속분말 공급부를 제어하여 금속분말의 량을 감소시키고 금속분말의 감소량에 비례하여 플라즈마 가스의 온도를 감소시키는 단계와; (E) the amount of the three-dimensional if it is wider than the width of the corresponding layer of the image, the metallic powder supply controlling portion a metal powder, which are read in the determination step that the width of the portion to be laminated on the uppermost layer of metal products that are currently produced in the memory and decreasing in proportion to the amount of reduction of the metal powder decreases the temperature of the plasma gas and the; (f) 현재 제작중인 금속제품의 최상층이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 최상층에 해당하는지를 판단하는 단계와; (F) determining whether the top layer of metal products that are currently produced in the uppermost layer of the three-dimensional image read from the memory; (g) 현재 제작중인 금속제품의 최상층이 최상층에 해당하지 않는 경우, 단계 (c)로 복귀하여 그 이하의 과정을 실행하고, 현재 제작중인 금속제품의 최상층이 최상층에 해당하는 경우, 본 프로그램을 종료하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. (G) if the case that does not correspond to the uppermost layer is the top layer of metal products that are currently produced, it returns to step (c) and the steps outlined in the following, for the uppermost layer is the top layer of metal products that are currently produced, the Program It is characterized in that comprises the step of termination.

본 발명에 따른 금속 3 차원 프린터는, 플라즈마를 이용하여 용융된 금속분말을 적층하여 고가의 레이저 장비를 사용할 필요가 없어서 생산비를 절감할 수 있고, 레이저에 비해 플라즈마 가스는 1/10∼1/20 의 비용으로 생산할 수 있어서 10∼20 배의 금속분말을 용융시켜 분사함으로써 적층되는 폭을 증가시킬 수 있고, 수직에서 수평의 형상으로 천이할 때 층간의 접착력 (adhesion)을 강화할 수 있으며, 적층되는 최상층의 폭을 레이저에 의해 적층되는 최상층 폭의 10 배 이상으로 또한 시간적으로도 1/10 이상의 시간으로 빠르게 형성할 수 있다. Metal three-dimensional printer according to the present invention, it is not necessary to use expensive laser devices by laminating a molten metal powder using a plasma and to reduce the production cost, as compared to the plasma gas lasers January 10 to January 20 cost can be produced with the method it is possible to increase the width to be laminated by injecting a melt of 10 to 20 times the metal powder, when the transition into the shape of the horizontal and the vertical can enhance the adhesive force (adhesion) between the layers, which laminate top layer a width of at least 10 times the width of the top layer are laminated by a laser may also be formed faster in time by 1/10 time or more.

도 1은 종래의 기술에 따른 AF 기술을 이용하여 3 차원 형상의 제품을 제조하는 종래기술의 작업순서를 순차적으로 도시한 설명도, 1 is an explanatory view showing an operation sequence of the prior art for producing three-dimensional shaped product using the AF technique according to the prior art in order,
도 2 는 본 발명에 의한 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터의 구성을 나타내는 블록도, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle according to the invention,
도 3 은 본 발명에 의한 제1 노즐이 금속제품의 최상층 윗면을 적층하는 일 실시예를 나타내는 블록도, Figure 3 is a block diagram illustrating one embodiment of the first nozzle according to the invention laminated to the upper surface of the uppermost metal products,
도 4는 본 발명에 의한 제2 노즐이 금속제품의 측면에서 적층하여 형성하는 일 실시예를 나타내는 블록도, Figure 4 is a block diagram showing an embodiment of a second nozzle according to the present invention formed by laminating the side of the metal product,
도 5는 본 발명에 의한 제2 노즐이 상하회전 및 승강장치에 의해 상하로 승강되면서 금속제품의 측면에 적층하는 일 실시예, Figure 5 is one embodiment while the second nozzle according to the present invention, the lifting up and down by the up and down rotation, and the lifting device stacked on the side of the metal product,
도 6에 본 발명에 의한 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터의 제어방법을 나타내는 플로우차트이다. Figure 6 is a flow chart showing a control method of a metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle according to the present invention.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 금속 3 차원 프린터를 상세하게 설명한다. The following describes in detail the metallic three-dimensional printer according to the present invention with reference to the embodiments shown in the drawings.

도 2 에 본 발명에 의한 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터의 구성을 나타내는 블록도가 도시되고, 도 3에 본 발명에 의한 제1 노즐이 금속제품의 최상층 윗면을 적층하는 일 실시예를 나타내는 블록도가 도시된다. One example, which is also the first nozzle according to the invention in the configuration block diagram is shown, Figure 3 showing a metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle according to the present invention in the second laminating the top layer the upper surface of the metal product for block is shown also represents.

본 발명에 따른 이중 노즐을 갖는 금속 3 차원 프린터(100)는, 전원을 공급하는 전원장치(10)와; Metal 3D printer 100 having a double nozzle according to the present invention includes a power unit 10 for supplying power; 상기 전원장치(10)에서 공급되는 전원을 고주파로 변환하여 제1 노즐(40)에 공급하는 제1 고주파 발진기(20)와; And the first high frequency oscillator 20 to convert the power supplied from the power supply device 10 to the high frequency to be supplied to the first nozzle 40; 상기 전원장치(10)에서 제1 노즐(40)에 공급되는 전류를 제어하는 제1 저항(30)과; A first resistor (30) for controlling the current supplied to the first nozzle 40 in the power unit 10 and; 금속분말을 플라즈마로 용융시켜 작업대(110)에 적층되는 금속제품의 최상층 윗면에 분사하여 금속제품(200)을 형성하는 제1 노즐(40)과; The first nozzle (40) to melt the metal powder into the plasma jet to the uppermost top surface of the metal product to be laminated on the work surface 110 to form a metal product (200) and; 상기 제1 노즐(40)을 XY 평면(작업대(110)에 대해 수평으로 제1 노즐(40)의 위에 놓이는 평면)에서 이동시키는 XY 테이블(90)과; XY table 90 to move from the first nozzle 40 to the XY plane (work surface 110 lies in a horizontal plane on top of the first nozzle 40 for) and; 상기 전원장치(10)에서 공급되는 전원을 고주파로 변환하여 제2 노즐(50)에 공급하는 제2 고주파 발진기(25)와; And the second high frequency oscillator 25 to be supplied to the second nozzle 50 to convert the power supplied from the power supply device 10 to the high frequency; 상기 전원장치(10)에서 제2 노즐(50)에 공급되는 전류를 제어하는 제2 저항(35)과; A second resistor (35) for controlling the current supplied to the second nozzle 50 in the power unit 10 and; 금속분말을 플라즈마로 용융시켜 측면에서 분사하여 금속제품(200)의 최상층 측면을 형성하는 제2 노즐(50)과; And melting the metal powder into the plasma a second nozzle 50 which injects from the side forming the top layer side of the metal product (200) and; 상기 제2 노즐(50)을 상승 및 하강시키고 상기 금속제품(200)의 최상층 측면에 용융된 금속분말을 분사하도록 상기 제2 노즐(50)을 회전시키는 상하회전 및 승강장치(80)와; It said second upper and lower nozzles rotate, and the lifting device 80 to raise and lower (50) and rotating the second nozzle 50 so as to inject a molten metal powder on the top layer side of the metal product (200) and; 상기 제1 노즐(40)과 제2 노즐(50)에 의해 형성되는 금속제품(200)을 촬영하는 카메라(70)와; Camera 70 for photographing the metal articles (200) formed by the first nozzle 40 and second nozzle 50, and; 상기 카메라(70)에서 입력되는 금속제품(200)의 영상을 처리하여 수직면에서 수평면이 연장되도록 형성하는 부분인 경우 상기 제 2 노즐(50)을 상승 및 하강시켜서 용융된 금속분말이 수직면에서 수평면이 연장되는 부분의 측면에 분사되도록 하면서 상기 제1 노즐(40)과 제2 노즐(50)에서 상기 금속제품(200)의 최상층 윗면과 측면에 동시에 용융된 금속가루를 분사하도록 제어하는 메인 제어장치(60)를 포함하여 구성된다. This part of the case and the second nozzle 50 to rise, and by a horizontal plane at the vertical plane of the molten metal powder falling forming so as to extend the plane at the vertical plane by processing the image of the metal articles (200) that is input from the camera (70) while such jet on the side of a portion extending a main controller for controlling to eject the first nozzle 40 and the top layer upper surface and a metal powder melting at the same time on the side of the metal product 200 from the second nozzle 50 ( 60) is configured to include a.

본 발명에 의한 제1 노즐(40)은 XY 테이블(90)에 의해 상기 금속제품(200)의 최상층 윗면을 따라 이동하면서 금속분말을 플라즈마로 용융시켜 금속제품(200)의 최상층 윗면에 분사하여 금속제품(200)의 최상층 윗면을 적층하여 형성한다. A first nozzle 40 according to the present invention was by the XY table 90, melting the metal powder while moving along the top floor, the top side of the metal product 200 to the plasma the metal is sprayed on the top floor, the top side of the metal articles (200) It is formed by laminating a top layer of the top product 200.

본 발명에 의한 제1 노즐(40)은, 도 3에 도시된 바와 같이 전원장치(10)에서 공급되는 전원에 의해 플라즈마 전극(41)과 아크방전을 일으켜 고온(예를 들면, 18000℃)의 플라즈마 가스를 분사하는 플라즈마 노즐(42)과; A first nozzle 40 according to the present invention, causing the power plasma electrode 41 and the arc discharge by supplied from the power supply device 10 as shown in Figure 3 at a high temperature (for example, 18000 ℃) plasma nozzle for injecting a plasma gas (42) and; 상기 플라즈마 노즐(42)에서 분사되는 플라즈마 가스에 금속분말을 통과시켜 용융시켜 분사하는 금속분말 분사노즐(43)과; Metal powder injection nozzle (43) for the plasma gas is injected in the plasma nozzle 42 is sprayed is melted by passing the metal powder and; 상기 금속분말 분사노즐(43)에서 분사되는 용융된 금속분말과 금속제품(200)의 산화를 방지하도록 차폐가스를 방출하는 차폐 가스노즐(54)과; The metal powder injection nozzle shield gas nozzle 54 for emitting the shielding gas to prevent oxidation of the metal powder and the metal product 200 is molten is injected at (43) and; 상기 금속분말 분사노즐(43)에 금속분말을 공급하는 금속분말 공급부(45)와; And a metal powder supply portion 45 for supplying the metal powder to the metal powder injection nozzle (43); 상기 차폐 가스노즐(44)에 차폐가스를 공급하는 실드가스 공급부(46)를 포함하여 구성된다. It is configured to include a shielding gas supply portion 46 for supplying a shielding gas to the shielding gas nozzle 44.

전원장치(10)에서 공급되는 전원은 제1 고주파 발진기(20)에서 고주파로 변환되어 플라즈마 전극(41)에 인가된다. The power supplied by the power supply device 10 is converted to high frequency in the first high frequency oscillator 20 is applied to the plasma electrode (41). 플라즈마 전극(41)의 주변에는 플라즈마 가스가 통과하는 플라즈마 노즐(42)이 형성되어 있으며, 플라즈마 노즐(42)은 전원장치(10)의 양극에 연결되어 음극에 연결된 플라즈마 전극(41)과 아크 방전을 일으켜 플라즈마 노즐(42)을 통과하는 가스를 가열시켜 고온 플라즈마로 변환한다. In the periphery of the plasma electrode 41 and the plasma nozzle 42 is formed in the plasma gas passes through the plasma nozzle 42 is connected to the positive electrode of the power device 10. The plasma electrode 41 and the arc-discharge is connected to the cathode to raise by heating the gas passing through the plasma nozzle 42 is converted into high temperature plasma.

플라즈마 노즐(42)을 통과하면서 가열되어 고온 플라즈마로 변환된 가스는 플라즈마 노즐(42)의 입구에 형성된 금속분말 분사노즐(43)에서 금속분말과 만나서 금속분말들을 용융시킨다. Is heated while passing through the plasma nozzle 42, the gas converted to plasma is a high temperature to melt the metal powder and the metal powder to meet in metal powder injection nozzle 43 formed at the entrance of the plasma nozzle (42).

금속분말 분사노즐(43)에서 분사되면서 고온 플라즈마와 만나서 용융된 금속분말은 금속제품(200)의 윗면에 겹쳐져서 부착되면서 적층됨으로써 금속제품(200)의 가장 윗층의 형상을 형성한다. As the metal powder injection in the injection nozzle (43) to meet the melted metal powder and high temperature plasma is formed in the shape of the upper floor of the metal product metal product 200. As being attached to overlap the upper surface of the laminate 200.

본 발명에 의한 제 1 노즐(40) 및 제 2 노즐(50)은 플라즈마를 이용하여 금속분말을 용융시켜 금속제품(200)의 최상층 윗면과 측면에 용융된 금속분말을 층층이 적층시켜 금속제품(20)의 형상을 형성한다. A first nozzle 40 and second nozzle 50 according to the present invention comprises using a plasma to melt the metal powder was layered laminate a metal powder melting at the top and side of the top layer of metal product 200 is a metal (20 ) to form a shape of.

금속분말 공급부(45)와 실드가스 공급부(46)는 메인 제어장치(60)에 의해 제어되며 금속제품(200)의 제일 윗층이 이미 적층된 부분보다 더 넓은 폭을 갖는 경우 메인 제어장치(60)는 금속제품(200)을 형성하기 위한 해당 층에 대한 데이터를 내장 메모리 또는 외부 저장장치로부터 읽어들이고, 상기 읽어들인 해당 층에 대한 데이터에 따라 상기 금속분말 공급부(45)에서 공급되는 금속분말의 량을 증가시키고 그 증가량에 비례하여 플라즈마 가스의 온도를 증가시킨다. Metal powder supply portion (45) and the shield gas supply unit 46 is controlled by a main controller 60, the main controller 60 when having a wider width than the top floor is already layered portions of the metal articles (200) the amount of the metallic powder supplied from the metallic powder supply unit 45 according to the data for the layer, which are read in the data for the layer for forming the metal articles (200) from internal memory or external storage device, the reading to increase and increase the temperature of the plasma gas in proportion to the increase amount.

플라즈마 가스의 온도는 플라즈마 전극(41)과 플라즈마 노즐(42)에 인가되는 전류의 량에 따라 변화되며 메인 제어장치(60)는 제1 저항(30)의 저항값을 감소시켜 전류의 량을 증가시킴으로써 플라즈마 전극(41)과 플라즈마 노즐(42) 사이에서 발생하는 아크방전을 증가시킨다. The temperature of the plasma gas, the plasma electrode 41 and the plasma nozzle is changed according to the amount of the current main controller 60 is applied to the unit 42 to reduce the resistance of the first resistor 30 increases the amount of current by increasing the arc discharge generated between the plasma electrode 41 and the plasma nozzle (42).

플라즈마 전극(41)과 플라즈마 노즐(42) 사이의 증가된 아크방전에 의해 플라즈마 노즐(42)에서 분사되는 플라즈마 가스의 온도는 증가하고 반대로 플라즈마 전극(41)과 플라즈마 노즐(42) 사이에서 발생하는 아크방전을 감소시킴에 따라 플라즈마 가스의 온도는 감소한다. Increasing the temperature of the plasma gas is injected in the plasma electrode 41 and the plasma nozzle 42, the arc discharge plasma nozzle 42 by the increase between the opposed to generated between the plasma electrode 41 and the plasma nozzle 42 temperature of the plasma gas with decreasing arc discharge is reduced.

메인 제어장치(60)는 카메라(70)에서 입력되는 금속제품(200)에 대한 영상을 처리하여 현재 최상층에 적층되는 부분의 폭이 내장 메모리 또는 외부 저장장치로부터 읽어들인 해당 층에 대한 폭의 데이터와 동일한지를 판단하고 동일한 경우 그 다음층을 적층한다. Data of widths for the layer read from the main control device 60 includes a camera 70, a metal product 200 is the internal memory or external storage device, the width of the portion to process the image to be laminated on this uppermost layer of the input at determining if the same and equal to stacking the next layer.

메인 제어장치(60)는 현재 적층되는 부분의 폭이 내장 메모리 또는 외부장치로부터 읽어들인 데이터보다 작은 경우 현재 적층된 부분을 반복하여 적층시키거나 금속분말 공급부(45)에서 공급되는 금속분말의 량과 플라즈마 가스의 온도를 증가시켜 적층되는 금속분말의 량을 중가시킴으로써 내장 메모리 또는 외부장치로부터 읽어들인 데이터의 폭으로 형성한다. The amount of metal powder to be supplied from the main control device 60 is a built-in memory or a small case to laminating repeatedly the current laminated portion or a metal powder supply portion (45) than the data read from the external device, the width of the portion is now laminated with to form the width of the data which are read from the internal memory or the external device by a mid-priced amount of the metal powder to be laminated to increase the temperature of the plasma gas.

도 4에 본 발명에 의한 제2 노즐이 금속제품의 측면에서 적층하여 형성하는 일 실시예를 나타내는 블록도가 도시되고, 도 5에 본 발명에 의한 제2 노즐이 상하회전 및 승강장치에 의해 상하로 승강되면서 금속제품의 측면에 적층하는 일 실시예가 도시된다. Block diagram illustrating one embodiment of a second nozzle according to the invention in Figure 4 formed by laminating the side of the metal product also has been shown, even down to the second nozzle according to the invention to 5 by the vertical rotation and a lifting device as the lift is shown in an embodiment of laminating on the side of the metal product.

본 발명에 의한 제2 노즐(50)은 플라즈마 전극(51), 플라즈마 노즐(52), 금속분말 분사노즐(53) 및 차폐 가스노즐(54)이 제1노즐(40)과 동일하게 형성되어 있으며, 금속분말 분사노즐(53)에서 분사되는 금속분말은 플라즈마 노즐(52)에서 분사되는 플라즈마에 의해 용융되어 금속제품(200)의 제일 윗층 부분 측면에 적층된다. The second nozzle 50 according to the present invention comprises a plasma electrode 51, the plasma nozzle 52, the metal powder injection nozzle 53 and the shield gas nozzle 54 is formed in the same manner as first nozzle 40, and metal powder spraying metal powder to be sprayed from the nozzle 53 is melted by the plasma jet in a plasma nozzle (52) is laminated to the top floor part side of the metal product (200).

본 발명에 의한 제2 노즐(50)은 상하회전 및 승강장치(80)에 의해 상하로 승강가능하고, 동시에 상하로 회전가능하게 구성되어 금속제품(200)의 측면이 수평으로 돌출되는 부분에 맞추어 용융된 금속분말을 적층할 수 있다. The second nozzle 50 according to the present invention in accordance with the portion that can lift up and down by the up and down rotation, and the lifting device 80, and is at the same time rotatable in the upper and lower projecting in the horizontal side of the metal articles (200) It can be laminated to a molten metal powder.

본 발명에 의한 상하회전 및 승강장치(80)는 제2 노즐(50)이 부착되어 상하로 상승 및 하강하게 하는 볼스크류(81)와; And lifting up and down the rotation device 80 according to the present invention comprises the second nozzle ball screw 81, that 50 is attached up and down vertically and; 상기 볼스크류(81)의 회전방향에 따라 상하로 상승 및 하강하는 너트 지지대(83)와; And the nut support (83) to the vertical rise and fall in accordance with the rotation direction of the ball screw 81; 상기 볼스크류(81)의 너트 지지대(83)에 부착되어 상기 제2 노즐(50)을 상하로 회전시키는 상하회전 모터(82)와; Is attached to the support nut 83 of the ball screw 81 and the vertical rotating motor 82 for rotating the second nozzle 50 up and down; 상기 상하회전 모터(92)의 회전축(82a)을 지지하는 힌지(85)와; Hinge (85) for supporting a rotating shaft (82a) of the vertical rotary motor 92 and the; 메인제어장치(60)의 제어에 따라 상기 볼스크류(81)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 볼스크류 모터(86)를 포함하여 구성된다. It is configured to include a ball screw motor 86 for rotating the ball screw 81 forward or in reverse according to the control of the main control unit 60. The

여기서 상하회전 모터(82)의 회전축(82a)에 제2노즐(50)을 직접 결합시켜 회전시키도록 구성하였지만, 상하회전 모터(82)의 회전속도를 감속시켜 제2노즐(50)을 회전시켜야 하는 것은 당업계의 기술자들에게 자명한 사항이므로 자세한 그림과 설명을 생락한다. Here, although adapted to the rotation by directly bonding the second nozzle 50 to the rotating shaft (82a) of the vertical rotation motor 82, to slow down the rotational speed of the vertical rotary motor 82 to rotate the second nozzle 50 Since it is apparent to those skilled in the art that matters to omit a detailed illustration and description.

메인제어장치(60)는 카메라(70)에서 입력되는 금속제품(200)의 영상에서 현재 최상층 부분의 측면에 제2 노즐(50)에서 분사되는 용융된 금속분말이 현재 최상층 부분의 측면에서 적층되도록 상하회전 및 승강장치(80)를 제어한다. The main control device 60 so that the molten metal powder is injected in the image the second nozzle 50 to the side surface of the current uppermost part of the metal product 200 is inputted from the camera 70 is laminated on the side of the current uppermost part It controls the vertical lifting and rotating device (80).

따라서 메인 제어장치(60)는 카메라(70)가 촬영한 금속제품(200)의 영상을 분석하여 금속제품(200)의 수직면과 수평면의 경계부분에서 제1 노즐(40)과 제2 노즐(50)이 동시에 용융된 금속분말을 분사하도록 제어함으로써 수직에서 수평의 형상(features)으로 천이(transition)할 때 금속제품(200)의 최상층 부분과 최상층의 측면에 용융된 금속분말이 적층되게 하여 제1 노즐(40)에 의해 적층되는 윗면적층과 제2 노즐(50)에 의해 적층되는 측면적층들의 층간의 접착력(adhesion)을 강화할 수 있다. Therefore, the main control device 60 is the camera 70 is taken on a metal product 200 is image analysis by a metal product 200. The first nozzle 40 and second nozzle at the boundary between the vertical surface and the horizontal plane of the (50 ) first to make the metal powder is melted on the side of the uppermost portion and the uppermost layer of the metal articles (200) when the horizontal shape (transition (transition) as features) in the vertical, by controlling so as to inject the metal powder is melted at the same time laminating can enhance the adhesive force (adhesion) between the layers of the laminate and the upper surface side to be laminated by the second nozzle 50 is stacked to be laminated by the nozzle 40.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 제 1 노즐(40) 및 제 2 노즐(50)은 플라즈마를 이용하고 제 1 노즐(40) 및 제 2 노즐(50)이 동시에 분사되도록 함으로써 고가의 레이저 장비를 사용할 필요가 없어서 생산비를 절감할 수 있고, 레이저에 비해 플라즈마 가스는 1/10∼1/20 의 비용으로 생산할 수 있어서 10∼20 배의 금속분말을 용융시켜 분사할 수 있으므로 적층되는 최상층의 폭을 레이저에 의해 적층되는 최상층 폭의 10 배 이상으로 또한 시간적으로도 1/10 이상의 시간으로 빠르게 형성할 수 있다. A first nozzle 40 and second nozzle 50 of the present invention as described above is a plasma, and the first nozzle 40 and second nozzle 50 is at the same time using the expensive laser equipment by making injection You may need to reduce the production cost because, compared to the laser plasma gas laser the width of the top layer to be laminated can be injected by it is possible to produce at a cost of 1 / 10~1 / 20 of 10 to 20 times the molten metal powders greater than or equal to 10 times the width of the top layer to be laminated by also can temporally be formed rapidly in a time more than 1/10.

도 6에 본 발명에 의한 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터의 제어방법을 나타내는 플로우차트가 도시된다. Figure 6 is a flowchart showing a control method of a metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle is shown according to the present invention.

단계 S1에서 메인 제어장치(60)는 내장 또는 외장 메모리에서 제작할 금속제품이 3차원 영상을 읽어들인다. The main control unit at step S1 (60) is deulinda the metal product produced in the internal or external memory to read a three-dimensional image.

단계 S2에서 메인 제어장치(60)는 카메라(70)에서 현재 제작중인 금속제품(200)의 영상을 촬영하여 읽어들인다. In step S2 the main controller 60 reads the taken image of the metal articles (200) that is currently produced by the camera 70.

단계 S3에서 메인 제어장치(60)는 현재 제작중인 금속제품(200)의 최상층에 적층되는 부분의 폭이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 해당층에 대한 폭보다 넓은지를 판단하고, 넓지 않은 경우, 단계 S4에서 금속분말 공급부(45)를 제어하여 금속분말의 량을 증가시키고 금속분말의 증가량에 비례하여 플라즈마 가스의 온도를 증가시킨다. If it is determined whether or not the main control device 60 is a width of a portion to be laminated on the uppermost layer of the current produced being a metal product 200 in the step S3 is wider than the width of the corresponding layer of the three-dimensional image read from the memory, and that is not large by controlling the supply of metal powder 45 in step S4 to increase the temperature of the plasma gas by increasing the amount of the metal powder was in proportion to the increased amount of the metal powder.

현재 제작중인 금속제품(200)의 최상층에 적층되는 부분의 폭이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 해당층에 대한 폭보다 넓지 않은 경우, 단계 S5에서 금속분말 공급부(45)를 제어하여 금속분말의 량을 감소시키고 금속분말의 감소량에 비례하여 플라즈마 가스의 온도를 감소시킨다. If the width of the portion to be laminated on the uppermost layer of the metal product 200 is currently in production are wider than the width of the corresponding layer of the three-dimensional image read from the memory metal by controlling the powder metal supply section 45 at step S5 powder by reducing the amount of and proportional to the amount of reduction of the metal powder to reduce the temperature of the plasma gas.

단계 S6에서 현재 제작중인 금속제품(200)의 최상층이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 최상층에 해당하는지를 판단하고, 현재 제작중인 금속제품(200)의 최상층이 최상층에 해당하지 않는 경우, 단계 S3으로 복귀하여 그이하의 과정을 실행하고, 현재 제작중인 금속제품(200)의 최상층이 최상층에 해당하는 경우, 본 프로그램을 종료한다. If in step S6 the top layer of the current produced being a metal product 200 is not the uppermost layer of the three-dimensional determining whether for the uppermost layer of the image, and the metal currently being manufactured product 200, read from the memory corresponds to the uppermost layer, step S3 return to execute the procedure of the lower, and if the current top layer of metal being manufactured product 200 corresponds to the top layer, and terminates the program.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 실시예는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. And described above, the embodiment shown in the drawings are not to be construed as a mere one embodiment for practicing the invention, limit the scope of the present invention. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다. The scope of protection of the present invention becomes appointed only by the matters described in the scope of the following claims, without departing from the subject matter improvements and modified embodiments of the invention will be apparent to those of ordinary skill in the art the one belongs to the scope of the present invention.

10: 전원장치 20: 제1 고주파 발진기 10: power supply 20: first high-frequency oscillator
25: 제2 고주파 발진기 30: 제1 저항 25: the second high frequency oscillator 30: first resistor
35: 제2 저항 40: 제1노즐 35: the second resistor 40: the first nozzles
50: 제2 노즐 50: second nozzle
41, 51: 플라즈마 전극 42, 52: 플라즈마 노즐 41, 51: plasma electrode 42, 52: plasma nozzle
43, 53: 금속분말 분사노즐 44, 54: 차폐가스노즐 43, 53: Metal powder injection nozzles 44, 54: shielding gas nozzle
45,55: 금속분말 공급부 46, 56: 실드가스 공급부 45,55: metal powder supply portion 46, 56: shielding gas supply
60: 메인 제어장치 70: 카메라 60: main controller 70: camera
80: 상하회전 및 승강장치 81: 볼스크류 80: upper and lower rotating and lifting device 81: ball screw
82: 상하회전 모터 83: 너트 지지대 82: vertical rotating motor 83: nut support
85: 힌지 86: 볼스크류 모터 85: hinge 86: a ball screw motor
90: XY 테이블 90: XY tables
100: 금속 3 차원 프린터 200: 금속제품 100: metal 3D printer 200: Metal Products

Claims (6)

  1. 전원을 공급하는 전원장치와; Power unit for supplying power and;
    상기 전원장치에서 공급되는 전원을 고주파로 변환하여 제1 노즐에 공급하는 제1 고주파 발진기와; A first high-frequency oscillator and converts the power supplied from the power supply into the high frequency to be supplied to the first nozzle and;
    상기 전원장치에서 제1 노즐에 공급되는 전류를 제어하는 제1 저항과; A first resistor for controlling the current supplied to the first nozzle from the power supply apparatus;
    금속분말을 플라즈마로 용융시켜 작업대에 적층되는 금속제품의 최상층 윗면에 분사하여 금속제품을 형성하는 제1 노즐과; To melt the metal powder into the plasma jet to the uppermost top surface of the metal product to be laminated on the work surface and a first nozzle for forming a metal product;
    상기 전원장치에서 공급되는 전원을 고주파로 변환하여 제2 노즐에 공급하는 제2 고주파 발진기와; The second high-frequency oscillator and converts the power supplied from the power supply into the high frequency to be supplied to the second nozzle and;
    상기 전원장치에서 제2 노즐에 공급되는 전류를 제어하는 제2 저항과; A second resistor for controlling a current supplied to the second nozzle from the power supply apparatus;
    금속분말을 플라즈마로 용융시켜측면에서 분사하여 금속제품의 최상층 측면을 형성하는 제2 노즐과; And melting the metal powder into the plasma and a second nozzle which sprayed from the side forming the top layer side of the metal product;
    상기 제1 노즐과 제2 노즐에 의해 형성되는 금속제품을 촬영하는 카메라와; Camera filming the metal product formed by the first nozzle and the second nozzle and;
    상기 카메라에서 입력되는 금속제품의 영상을 처리하여 수직면에서 수평면이 연장되도록 형성하는 부분인 경우 상기 제1 노즐과 제2 노즐에서 용융된 금속가루를 동시에 분사하도록 제어하는 메인 제어장치를 포함하며, When the portion to be processed to form an image of the metal product which is input from the camera extends in a horizontal plane and a vertical plane including a main control device for controlling so as to inject the molten metal powders in the first nozzle and the second nozzle at the same time,
    상기 메인 제어장치는 상기 카메라가 촬영한 금속제품의 영상을 분석하여 금속제품의 수직면과 수평면의 경계부분에서 제1 노즐과 제2 노즐에서 동시에 금속분말이 분사되도록 제어함으로써 수직에서 수평의 형상(features)으로 천이(transition)할 때 상기 금속제품의 최상층 부분과 최상층의 측면에 용융된 금속분말이 적층되게 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터. The main control unit, the camera, the shape of the horizontal from the vertical by controlling such that by analyzing the image of the captured metal product is a metal powder injection in the vertical plane and the boundary between the horizontal surface of the metal product at the same time from the first nozzle and the second nozzle (features ) to transition (transition) metal to when the three-dimensional printer using a plasma having a double nozzle, characterized in that the configuration is a molten metal powder on the side of the uppermost portion and the top layer of the metal product to be laminated.
  2. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 제1 노즐을 XY 평면에서 이동시키는 XY 테이블과; XY table for moving the first nozzle in the XY plane, and; 상기 제2 노즐을 상승 및 하강시키고 상기 금속제품의 최상층 측면에 용융된 금속분말을 분사하도록 상기 제2 노즐을 회전시키는 상하회전 및 승강장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터. Plasma having a double nozzle, it characterized in that the second nozzle is raised and lowered further comprising value down rotation, and the platform for rotating the second nozzle so as to inject the metal powder is melted on the top floor and the side of the metal product metal 3-D printer using a.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, According to claim 1 or 2,
    상기 제1 노즐은 상기 전원장치에서 공급되는 전원에 의해 플라즈마 전극과 아크방전을 일으켜 고온의 플라즈마 가스를 분사하는 플라즈마 노즐과; Wherein the first plasma nozzle is a nozzle for injecting a plasma gas at a high temperature causes the plasma electrodes and an arc discharge by power supplied from said power supply apparatus; 상기 플라즈마 노즐에서 분사되는 플라즈마 가스에 금속분말을 통과시켜 용융시켜 분사하는 금속분말 분사노즐과; Metal powder injection nozzle to melt by passing the metal powder in the plasma gas is injected in the plasma jet and the nozzle; 상기 금속분말 분사노즐에서 분사되는 용융된 금속분말과 금속제품의 산화를 방지하도록 차폐가스를 방출하는 차폐 가스노즐과; Shield gas nozzle for emitting a shielding gas to prevent oxidation of the metal powder and the metal product molten metal is injected from the powder injection nozzle and; 상기 금속분말 분사노즐에 금속분말을 공급하는 금속분말 공급부와; And a metal powder supply portion for supplying the metal powder to the metal powder injection nozzle; 상기 차폐 가스노즐에 차폐가스를 공급하는 실드가스 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터. Metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle being configured to include a shielding gas supply for supplying a shielding gas to the shielding gas nozzle.
  4. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 상하회전 및 승강장치는 상기 제2 노즐이 부착되어 상하로 상승 및 하강하게 하는 볼스크류와; The vertical rotation and the second nozzle is attached to a ball screw hitting the platform to rise and fall to the bottom and; 상기 볼스크류의 회전방향에 따라 상하로 상승 및 하강하는 너트 지지대와; And a nut for supporting the vertical rise and fall in accordance with the rotation direction of the ball screw; 상기 볼스크류의 너트 지지대에 부착되어 상기 제2 노즐을 상하로 회전시키는 상하회전 모터와; It is attached to the support nut of the ball screw and the vertical rotating motor for rotating the second nozzle up and down; 상기 상하회전 모터의 회전축을 지지하는 힌지와; And a hinge for supporting a rotation shaft of the vertical rotary motor; 메인제어장치의 제어에 따라 상기 볼스크류를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 볼스크류 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터. Metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle, characterized in that comprises a ball screw motor for rotating the ball screw in a forward direction or a reverse direction according to the control of the main controller.
  5. 삭제 delete
  6. (a) 메인 제어장치가 내장 또는 외장 메모리에서 제작할 금속제품의 3차원 영상을 읽어들이는 단계와; (A) to step the main control device is built-in or read the three-dimensional image of the metal product produced in the external memory;
    (b) 상기 메인 제어장치가 카메라에서 현재 제작중인 금속제품의 영상을 촬영하여 읽어들이는 단계와; (B) to the step of the main control device is taken by reading the image of the metal products that are currently produced in the camera and;
    (c) 상기 메인 제어장치가 현재 제작중인 금속제품의 최상층에 적층되는 부분의 폭이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 해당층에 대한 폭보다 넓은지를 판단하는 단계와; (C) a step of the main control unit determines whether the width of the part to be laminated on the uppermost layer of metal products that are currently produced is wider than the width of the corresponding layer of the three-dimensional image read from the memory;
    (d) 상기 판단 단계에서 넓지 않은 경우, 금속분말 공급부를 제어하여 금속분말의 량을 증가시키고 금속분말의 증가량에 비례하여 플라즈마 가스의 온도를 증가시키는 단계와;. ; (D) the step of increasing the amount of the wider metal powder, a metal powder to control the supply unit if it is in the determination step and increasing the temperature of the plasma gas in proportion to the increased amount of the metal powder.
    (e) 상기 판단 단계에서 현재 제작중인 금속제품의 최상층에 적층되는 부분의 폭이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 해당층에 대한 폭보다 넓지 않은 경우, 금속분말 공급부를 제어하여 금속분말의 량을 감소시키고 금속분말의 감소량에 비례하여 플라즈마 가스의 온도를 감소시키는 단계와; (E) the amount of the three-dimensional if it is wider than the width of the corresponding layer of the image, the metallic powder supply controlling portion a metal powder, which are read in the determination step that the width of the portion to be laminated on the uppermost layer of metal products that are currently produced in the memory and decreasing in proportion to the amount of reduction of the metal powder decreases the temperature of the plasma gas and the;
    (f) 현재 제작중인 금속제품의 최상층이 상기 메모리에서 읽어들인 3차원 영상의 최상층에 해당하는지를 판단하는 단계와; (F) determining whether the top layer of metal products that are currently produced in the uppermost layer of the three-dimensional image read from the memory;
    (g) 현재 제작중인 금속제품의 최상층이 최상층에 해당하지 않는 경우, 단계 (c)로 복귀하여 그 이하의 과정을 실행하고, 현재 제작중인 금속제품의 최상층이 최상층에 해당하는 경우, 본 프로그램을 종료하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 노즐을 구비하는 플라즈마를 이용한 금속 3 차원 프린터의 제어방법. (G) if the case that does not correspond to the uppermost layer is the top layer of metal products that are currently produced, it returns to step (c) and the steps outlined in the following, for the uppermost layer is the top layer of metal products that are currently produced, the Program a control method of a metal 3-D printer using a plasma having a double nozzle, characterized in that comprises the step of termination.
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