KR101757989B1 - 히팅장치를 구비한 델타봇 타입 3d 프린터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 델타봇 타입 3D 프린터에 관한 것으로, 삼각형상을 갖는 상부블럭과 하부블럭 및 상기 상부블럭과 하부블럭의 각 모서리 부분을 수직하게 연결하여 내부에 공간을 형성하는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥 각각과 간격을 두고 수직하게 고정된 한 쌍의 가이드봉, 상기 가이드봉을 따라 이동가능한 이동판, 판 상의 헤드플레이트, 상기 헤드플레이트의 하면에 고정된 방열부재, 상기 방열부재의 하단에 구비된 프린터헤드, 상기 헤드플레이트의 상면에 설치되고 상기 프린터헤드와 연결되며 인쇄용 재료를 인젝트시키는 인젝터, 일단은 상기 이동판에 힌지고정되고 타단은 상기 헤드플레이트에 힌지고정되는 다수의 아암, 상기 이동판의 승하강을 제어하여 상기 프린터헤드의 위치를 조절하는 컨트롤패널을 포함하는 델타봇 타입 3D 프린터에 있어서; 상기 하부블럭의 상면에는 자회전 가능한 인쇄베드인 턴테이블이 더 설치되고; 상기 턴테이블의 둘레를 따라 턴테이블과 간격을 두고 상방향을 향해 경사배치된 다수의 히팅유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 델타봇 타입 3D 프린터를 제공한다.

Description

히팅장치를 구비한 델타봇 타입 3D 프린터{DELTA-BOT TYPE THREE DIMENSIONAL PRINTER HAVING HEATING UNIT}

본 발명은 델타봇 타입 3D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄된 3차원 형상의 인쇄물이 인쇄도중 휨 변형되지 않아 인쇄불량을 막고 원하는 형상을 정확하고 정교하게 인쇄할 수 있도록 한 히팅장치를 구비한 델타봇 타입 3D 프린터에 관한 것이다.

일반적으로 프린터는, 프린트 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 장치를 의미한다. 컴퓨터에 연결하여 지면에 인쇄하는 프린터 장치 등은 업무용, 가정용으로서 널리 사용되고 있다.

종래 프린터는, 프린트 대상물이 되는 종이 혹은 시트재를 소정의 방향으로 이동하며 미세 잉크를 뿌리 모두 2차원 인쇄를 하는 것이었으나, 최근 3차원 형상을 형상할 수 있는 삼차원 프린터가 등장하였다.

삼차원 프린터, 즉 3D 프린터는 플레이트에 연속적으로 물질을 뿌리면서, 적층을 하여 3차원 물체를 만들어내는 부가 제조기이며, 컴퓨터, 센서 등의 신호를 입체물로 제작하는 장치로서 다른 부가 제조 기술에 비해 사용하기 편리하고, 확장성이 높아 제조업에서 의료기기업 분야까지 확장가능하다.

특히, 3D 기술을 활용하면 비용 효율성을 높일 수 있기 때문에 변화가 빠른 제조업 분야에 활용도가 매우 높아, 제3산업혁명의 태동을 알리는 장치로 불리기도 한다.

이러한 3D 프린터는 과거의 경우, 대량생산 이전의 모델링이나 샘플 제작과 같은 용도로 활용되었으나, 최근에는 다품종 소량생산 제품을 중심으로 양산가능한 제품의 성형에도 사용될 수 있는 기술적 기반이 조성되고 있어서 앞으로 3D 프린터 시장은 확대일로에 있으며, 관련 선행기술도 다수가 개시되어 있다.

이와 같은 3D 프린터의 제품성형 방식은 크게 대상물체를 2차원의 평면형태로 성형한 것을 3차원으로 적층하면서 용융 부착하여 형태를 만들어가는 이른바 첨가형과, 재료덩어리를 조각하듯이 절삭해서 형태를 만들어가는 절삭형으로 구분된다.

이 중에서, 특히 첨가형의 경우에는 석고나 나일론 등의 가루를 사용하는 파우더형, 광경화성 플라스틱을 녹인 레진을 사용하는 레진형, 플라스틱을 실처럼 자아낸 고체를 이용한 섬유사형으로 나누어지는데, 그 중에서도 레진형이 대표적이다.

하지만, 이러한 방식은 결국 라인 프린트 형태를 취하기 때문에 한 줄씩 인쇄한 후 쌓아 올리는 방식이어서 프린터 헤드가 평면상에서 수없이 많은 왕복을 반복적으로 수행하여야 하므로 조형속도가 떨어질 수 밖에 없다.

즉, 프린트 방식은 프린터 헤드의 이동방식에 따라 카르테시안 방식(Cartesian Type), 멘델 방식(Mendel Type), 델타 방식(Delta Type)으로 구분되는데 카르테시안 방식은 베드가 X,Y축으로 이동하고 노즐이 Z축으로 움직이면서 프린트하는 방식이며, 멘델 방식은 노즐이 X,Y축으로 이동하고 베드는 Z축으로 내려가면서 프린트하는 방식으로서 앞서 설명한 평면상에서 왕복운동하면 프린트하는 대부분의 방식이 이 두가지 방식중 하나에 해당된다.

반면, 델타 방식은 노즐이 X,Y,Z축 세방향으로 움직이면서 프린트하는 방식으로서 카르테시안 방식이나 멘델 방식에 비해 프린트 속도면에서 매우 유리하다.

때문에, 이와 같은 델타 방식(이하 '델타봇(Delta-bot)'이라 함)의 3D 프린터에 대한 관심이 고조되고 있다.

그런데, 델타봇을 이용한 3D 프린트시 사용되는 재료로 인해 종래 델타봇은 다음과 같은 문제를 안고 있다.

즉, 델타봇을 이용한 3D 프린트는 합성수지를 녹여 단면을 직접 인쇄한 후 경화시키는 방식을 사용하고 있는데, PLA와 ABS 두 종류가 사용된다.

이때, PLA는 3D 프린트시 수축이 잘 안되기 때문에 변형없는 정확한 제품 형상을 만들 수 있는 장점은 있지만, 가격이 비싸고, 표면마무리 가공을 위해 사포질을 하게 되면 제품이 망가지는 단점이 있으므로 주로 초보자 연습용 혹은 간단한 생활용품 인쇄시에 주로 사용된다.

반면, ABS는 가격이 저렴한 장점은 있지만, 장시간(약 10시간 이상) 인쇄되는 도중에 먼저 인쇄된 소재의 하측, 즉 인쇄베드의 직상부에 있는 부분이 경화되면서 합성수지의 특성상 휨 변형되는 문제로 인해 들떠 정확한 인쇄를 어렵게 하고 불량을 발생시키므로 인쇄 실패율이 매우 높다는 단점이 있다.

이를 해결하기 위해, 인쇄베드에 열선을 내장하여 선 인쇄된 하측부분이 경화되지 않도록 하는 기술이 개발되기는 하였으나, 열전달 범위가 인쇄베드로부터 상방으로 약 5cm 내외이기 때문에 그 이상의 윗쪽에서는 여전히 경화에 의한 휨 변형 문제가 그대로 남아 있고, 잘못 경화시 좌표 오류를 일으켜 심할 경우 제품이 깨지기도 하는 등 여전히 인쇄 실패율이 매우 높다.

뿐만 아니라, 종래 델타봇은 인쇄베드에 열선이 내장되어 있기 때문에 인쇄베드를 회전시킬 수 없는 구조이므로 제품 이미지(형상) 인식 및 확인을 위해 스캐닝할 스캐너를 설치할 수 없는 구조여서 사용상 불편함이 존재한다.

예컨대, X,Y 타입의 카르테시안 방식나 멘델 방식에서는 외형이 사각형상이고 인쇄베드도 사각 형상이므로 인쇄베드를 회전시키기 곤란하기 때문에 사각형상의 인쇄베드 하부에 원형의 턴테이블을 더 설치하고, 스캐너를 내장시킨 상태에서 제품 형상 인식시에는 인쇄베드를 상승시켜 턴테이블 위에 인식할 제품을 올려 놓고 회전시키면서 형상을 인식하며, 형상 인식이 완료되면 인쇄베드를 하강시킨 후 스캐너가 인식한 형상 정보를 토대로 3D 프린팅하는 방식으로 2개의 판을 갖는 형태가 알려져 있다.

하지만, 이러한 방식은 구조가 매우 복잡하고, 제어도 어렵기 때문에 이를 델타봇에 적용하는 것에는 생산, 가격 모든 측면에서 실익이 없다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0021561호(2014.02.20.), '3차원 디지털 인쇄 방법 및 장치' 대한민국 등록특허 제10-1451794호(2014.10.10.), '복합 3D 프린터 및 그 제어방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하기 위해 창출된 것으로, 인쇄된 3차원 형상의 인쇄물이 인쇄도중 휨 변형되지 않아 인쇄불량을 막고 원하는 형상을 정확하고 정교하게 인쇄할 수 있도록 한 히팅장치를 구비한 델타봇 타입 3D 프린터를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스캐너 설치를 용이하게 하여 형상 인식을 쉽고 편리하게 한 스캐너 일체형 델타봇 타입 3D 프린터를 제공함에 그 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 삼각형상을 갖는 상부블럭과 하부블럭 및 상기 상부블럭과 하부블럭의 각 모서리 부분을 수직하게 연결하여 내부에 공간을 형성하는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥 각각과 간격을 두고 수직하게 고정된 한 쌍의 가이드봉, 상기 가이드봉을 따라 이동가능한 이동판, 판 상의 헤드플레이트, 상기 헤드플레이트의 하면에 고정된 방열부재, 상기 방열부재의 하단에 구비된 프린터헤드, 상기 헤드플레이트의 상면에 설치되고 상기 프린터헤드와 연결되며 인쇄용 재료를 인젝트시키는 인젝터, 일단은 상기 이동판에 힌지고정되고 타단은 상기 헤드플레이트에 힌지고정되는 다수의 아암, 상기 이동판의 승하강을 제어하여 상기 프린터헤드의 위치를 조절하는 컨트롤패널을 포함하는 델타봇 타입 3D 프린터에 있어서; 상기 하부블럭의 상면에는 자회전 가능한 인쇄베드인 턴테이블이 더 설치되고; 상기 턴테이블의 둘레를 따라 턴테이블과 간격을 두고 상방향을 향해 경사배치된 다수의 히팅유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 델타봇 타입 3D 프린터를 제공한다.

이때, 상기 히팅유닛은 상기 수직기둥이 설치되는 위치에 상기 수직기둥과 간격을 두고 설치되며, 경사각은 25-30°이고; 틀체인 유닛프레임과, 니크롬선 또는 할로겐선으로 이루어진 히팅코일로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 히팅유닛은 상기 히팅코일 후방에서 전방으로 공기를 강제 송풍하는 송풍팬을 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 삼각형상을 갖는 상부블럭과 하부블럭 및 상기 상부블럭과 하부블럭의 각 모서리 부분을 수직하게 연결하여 내부에 공간을 형성하는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥 각각과 간격을 두고 수직하게 고정된 한 쌍의 가이드봉, 상기 가이드봉을 따라 이동가능한 이동판, 판 상의 헤드플레이트, 상기 헤드플레이트의 하면에 고정된 방열부재, 상기 방열부재의 하단에 구비된 프린터헤드, 상기 헤드플레이트의 상면에 설치되고 상기 프린터헤드와 연결되며 인쇄용 재료를 인젝트시키는 인젝터, 일단은 상기 이동판에 힌지고정되고 타단은 상기 헤드플레이트에 힌지고정되는 다수의 아암, 상기 이동판의 승하강을 제어하여 상기 프린터헤드의 위치를 조절하는 컨트롤패널을 포함하는 델타봇 타입 3D 프린터에 있어서; 상기 하부블럭의 상면에는 자회전 가능한 인쇄베드인 턴테이블이 더 설치되고; 상기 헤드플레이트의 일측에는 상기 프린터헤드를 향해 경사진 히팅유닛이 고정 설치된 것을 특징으로 하는 델타봇 타입 3D 프린터를 제공한다.

이때, 상기 히팅유닛은 상기 프린터헤드와 단차를 두고, 상하 높이방향으로 봤을 때 상기 프린터헤드 보다 위쪽에 배치되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 턴테이블과 간격을 두고 수직기둥에서 턴테이블 중심쪽으로 이격된 지점 중 임의의 지점에는 제품 형상을 스캐닝하는 스캐너가 더 설치되어 스캐너 일체형을 이룬 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 인쇄된 3차원 형상의 인쇄물이 인쇄도중 휨 변형되지 않아 인쇄불량을 막고 원하는 형상을 정확하고 정교하게 인쇄할 수 있다.

또한, 스캐너가 일체형으로 마련되기 때문에 형상 인식이 쉽고 빨라 작업성이 향상되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 델타봇 타입 3D 프린터의 외관 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에서 도어를 떼어 낸 상태를 보인 사시도 및 정면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1에서 외곽 프레임까지 떼어 낸 상태를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 델타봇 타입 3D 프린터의 일 예를 보인 요부 확대도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 델타봇 타입 3D 프린터의 다른 예를 보인 요부 확대도 및 측면도이다.
도 10은 도 8의 평면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 델타봇 타입 3D 프린터를 제작하고 있는 제품 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 델타봇 타입 3D 프린터의 실제 사용상태를 보인 예시적인 사진이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

먼저, 본 발명에 따른 델타봇 타입 3D 프린터는 도 6,7과 같이 3개의 히팅유닛(100)을 갖춘 예와, 도 8,9,10과 같이 하나의 히팅유닛(100')을 갖춘 예, 2가지 실시예로 구분된다.

다만, 도 2 내지 도 5에서는 도시 설명의 편의상 히팅유닛(100,100')을 함께 도시하였을 뿐이다.

본 발명에 따른 델타봇 타입의 3D 프린터는 도 1 및 도 11의 예시와 같이, 하부블럭(200)을 포함한다.

상기 하부블럭(200)은 대략 삼각형상으로 형성되며, 바닥면에 안착되어 베이스를 구성한다.

그리고, 상기 하부블럭(200)과 동일한 크기와 형상을 갖는 상부블럭(210)이 더 구비되며, 상기 하부블럭(200)과 상부블럭(210)은 삼각형의 모서리 부분이 절삭된 상태에서 상하로 연결고정되는 3개의 수직기둥(220)에 의해 서로 결속되어 내부에 공간을 형성하게 된다.

여기에서, 상기 하부블럭(200)과 상부블럭(210)은 하판(202, 도 4 참조)과 상판(204, 도 4 참조)의 일측면에 하판커버(206, 도 2참조)와 상판커버(208, 도 2 참조)가 부착되어 내부에 일정공간을 갖는 블럭 형태를 이루도록 구성되나, 설명의 편의상 하부블럭(200) 및 상부블럭(210)으로 통칭하기로 한다.

아울러, 상기 하부블럭(200)과 상부블럭(210) 및 3개의 수직기둥(220)에 의해 형성된 내부 공간을 밀폐하기 위해 2개의 측판(230)과 하나의 도어(240)가 구비된다.

이때, 상기 도어(240)는 개폐 가능한 통상의 구조를 가지며, 인쇄하고자 할 제품의 형상 인식 혹은 인쇄된 제품을 취출할 때 개폐 동작된다.

또한, 상기 상부블럭(210)의 상면에는 공급롤(R)이 회전가능하게 설치되고, 상기 공급롤(R)에는 재료, 즉 인쇄할 소재인 합성수지 필라멘트, 바람직하기로는 ABS 수지 필라멘트가 권취된 상태로 준비되고 3D 인쇄시 내부로 공급된다.

뿐만 아니라, 상기 상부블럭(210)의 도어(240) 상측 위치에는 컨트롤패널(CP)이 설치되어 제어 기능을 수행하는데, 필요시 입력기능도 갖출 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 델타봇 3D 프린터의 내부에는 상기 3개의 수직기둥(220)과 간격을 두 2조 한 쌍을 이루는 가이드봉(250) 3쌍이 수직하게 설치되고, 상기 가이드봉(250)에는 이동판(260)이 끼워져 상하방향으로 움직일 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 이동판(260)에는 각각 한 쌍의 아암(270)이 힌지 고정된다.
그리고, 상기 아암(270)의 타단은 헤드플레이트(280)에 힌지 고정된다.

다시 한 번 설명하면, 상기 아암(270)은 일단은 상기 이동판에 힌지고정되고 타단은 상기 헤드플레이트의 외측에 힌지고정되어 상광하협의 경사를 이루며 2개가 한 쌍으로 세쌍으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 헤드플레이트(280)의 하단면에는 방열부재(290)가 고정되고, 상기 방열부재(290)의 하단에는 노즐 형태의 프린터헤드(300)가 설치된다.

이 경우, 상기 프린터헤드(300)에는 상기 헤드플레이트(280) 상면에 고정되고 컨트롤패널(CP)과 연결되어 제어되며 상기 공급롤(R)로부터 풀려 나온 합성수지 필라멘트가 삽입된 상태로 공급되는 인젝터(310)가 구비된다.

그리고, 상기 헤드플레이트(280)를 움직이기 위해 각 쌍의 가이드봉(250) 인접측에는 각각 상부블럭(210)과 하부블럭(200)에 설치된 상부풀리(P1)와 하부풀리(P2)에 무한궤도 형태로 감겨 있는 벨트(B), 정확하게는 타이밍벨트가 마련되며, 상기 상부풀리(P1)에는 모터와 같은 구동원(M)이 상기 컨트롤패널(CP)에 의해 회전제어될 수 있도록 설치되며, 상기 벨트(B)에는 상기 이동판(260)의 일측이 결속됨으로써 상기 벨트(B)의 승하강에 의해 아암(270)의 위치가 변하면서 컨트롤패널(CP)이 제어하는 좌표로 상기 프린터헤드(300)가 이동하여 인쇄할 수 있도록 구성된다.

한편, 하부블럭의 상면에는 인쇄베드인 테이블(TB)이 설치되고, 상기 테이블(TB)에는 열선이 내장되어 있는데, 본 발명에서는 테이블의 열선이외에도 추가로 히팅유닛이 설치된다.

상기 히팅유닛은 3개의 히팅유닛(100)을 갖춘 예와, 하나의 히팅유닛(100')을 갖춘 예, 2가지 실시예로 구분된다.

먼저, 3개의 히팅유닛(100)을 갖춘 예를 설명하면,

이러한 예는 도 6 및 도 7에 잘 나타나 있다.

상기 히팅유닛(100)은 테이블(TB)의 둘레를 따라 배치되어야 하는데, 아무렇게나 배치되게 되면 인쇄도중 프린터헤드(300)와 충돌될 수 있기 때문에 특정 지점으로 한정되어야 한다.

따라서, 본 발명에서는 상기 히팅유닛(100)이 각 수직기둥(220, 도 1 참조)의 안쪽에 한정하여 간격을 두고 설치되어야 한다.

이 지점은 헤드플레이트(280)를 유동시키는 이동판(250)이 슬라이딩되는 선상에 있기 때문에 프린터헤드(300) 측면에서는 사각지대에 해당되어 결코 충돌될 염려가 없기 때문이다.

아울러, 상기 히팅유닛(100)은 사각틀 형태의 유닛프레임(110)과, 상기 유닛프레임(110)에 결선되는 다수 가닥의 히터코일(120)로 이루어진다.

이때, 상기 히터코일(120)은 약 80-120℃의 열을 발열시키는 것이 바람직하며, 이를 위해 니크롬선 혹은 할로겐선이 바람직하다.

이 중에서도 방열온도를 일정하게 유지하는 특성을 지닌 할로겐선이 특히 바람직하다.

또한, 상기 히팅유닛(100)은 인쇄되는 제품의 높이를 향해 중간, 상부까지 충분히 열 전달이 가능하도록 상방향을 향해 25-30°의 각도를 갖고 상향 경사지게 배치 고정된다.

이에 더하여, 발열특성을 좋게 하기 위해 상기 히터코일(120)의 후측에 송풍팬(130)을 구비하면 더욱 좋다.

또 다른 예로, 도 8 내지 도 10에서와 같이, 히팅유닛(100')을 헤드플레이트(280)에 직접 설치할 수도 있다.

이 경우, 상기 히팅유닛(100')은 도 6,7의 히팅유닛과 동일한 구조를 가지며, 상기 헤드플레이트(280)와 함께 움직이기 때문에 인쇄되는 제품이 쉽게 경화되지 않는다.

때문에, 이때에는 도 6,7과 달리 한 개만 설치해도 된다.

다만, 설치시 주의할 점은 프린터헤드(280)가 약 200℃로 발열되기 때문에 그 열이 인젝터(310) 쪽으로 전달되지 못하도록 방열부재(290)를 구비하고 있는 바, 상기 히팅유닛(100')은 상기 프린터헤드(300)와 단차를 프린터헤드(300) 보다는 높게 설치되어야 한다.

그래야, 인쇄시 제품과 충돌되지 않는다.

아울러, 이와 같은 경우에도 상기 히팅유닛(100')은 일정한 경사, 바람직하게는 25-30°의 경사를 갖고 설치됨이 좋다.

또한 본 발명에 의한 프린터는 스캐너 일체형으로 구현될 수도 있다. 이를 위하여 상기 테이블(TB)은 회전가능한 턴테이블로 구성될 수 있다.

상기 턴테이블도 당연히 상기 컨트롤패널(CP)에 의해 회전제어되며, 구동원은 하판(202) 하측 공간, 즉 하부블럭(200) 내부에 설치된다.

특히, 본 발명은 상기 턴테이블이 회전가능하게 설치됨으로 인해 기존처럼 열선을 내장할 수 없다.

때문에, 본 발명에서는 턴테이블, 즉 인쇄베드를 자회전 가능하게 구성하고, 별도로 히팅유닛(100)을 더 구비하는데, 상기 턴테이블(TB)의 회전에 영향을 받지 않도록 턴테이블(TB)과 간격을 두고 독립적으로 설치된다. 여기서의 히팅유닛은 상기된 2가지의 히팅유닛이 될 수 있다.

또한, 턴테이블이 자회전 가능하게 구성됨으로써 본 발명에서는 도 2의 예시와 같이, 스캐너(SC)를 내장한 일체형으로 구성할 수 있다.
다시 한번 설명하면, 자회전이 가능한 인쇄베드로 상기 하부블럭의 상면에 설치되는 턴테이블과, 상기 턴테이블과 간격을 두고 수직기둥에서 턴테이블 중심쪽으로 이격된 지점 중 임의의 지점에는 제품 형상을 스캐닝하도록 일체로 설치되는 스캐너가 포함되며, 상기 턴테이블의 회전에 영향을 받지 않도록 상기 턴테이블과 간격을 두고 상기 헤드플레이트(280)의 일 측에 형성되되, 한 쌍의 아암와 다른 한 쌍의 아암(270) 사이에 고정되며, 상하 높이 방향으로 봤을 때 상기 프린터헤드(300) 보다 위쪽으로 배치되도록 단차를 두고, 턴테이블의 중앙을 향해 25-30°경사지게 설치되는 히팅유닛(100')을 포함할 수 있다.

즉, 인쇄하고자 하는 제품을 턴테이블(TB)에 올려 놓고 컨트롤패널(CP)을 제어하여 턴테이블을 회전시키면서 스캐너(SC)를 이용하여 탑재된 알고리즘에 따라 제품을 스캐닝하면 스캐닝 후 제품을 빼 낸 다음 스캐닝된 정보를 이용하여 즉시에 동일한 제품을 3차원 인쇄할 수 있게 된다.

이때에도, 상기 스캐너(SC)는 주로 모서리부에 인접하여 설치되어야 하는데, 이는 앞서 설명하였듯이, 프린터헤드(300)와의 충돌을 막기 위한 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

스캐너(SC)를 일체형으로 구비한 경우, 턴테이블을 회전시켜 스캐닝한 후 스캐닝을 위해 장입하였던 제품을 빼 낸다.

그런 다음, 도어(230)를 닫고 3차원 인쇄를 개시한다.

그러면, 컨트롤패널(CP)의 제어하에 아암(270)이 가이드봉(250)을 타고 오르 내리면서 3차원 좌표, 즉 컨트롤패널(CP)이 송출하는 위치로 프린터헤드(300)를 이동시키고, 인젝터(310)를 제어하여 합성수지를 인젝션시킨다.

이에 따라, 인젝션 된 합성수지는 인쇄베드인 턴테이블의 표면에 안착된 후 어느 정도 경화된다.

이와 같은 작업이 몇시간에 걸쳐 이루어지는 동안 합성수지는 지속적으로 인젝션되어 적층되며, 도 12와 같은 형태로 성장하여 3차원 형상을 갖게 된다.

이 과정에서, 본 발명 일 실시예, 즉 턴테이블 둘레를 따라 일정각도를 두고 배치된 3개의 히팅유닛(100)을 구비한 경우 80-120℃로 발열되되, 일정경사각을 갖고 상방향을 향해 발열되기 때문에 인쇄되고 있는 최상층은 항상 완전경화되지 않은 상태로 유지되므로 휨 변형이나 위치 불량을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명 다른 실시예, 즉 헤드플레이트(280)에 히팅유닛(100')이 설치된 경우에는 프린터헤드(300)와 항상 함께 움직이기 때문에 인젝션되는 주변을 포함한 일정폭(변형이 가장 잘 일어나는 범위)이 미경화상태로 유지되므로 휨 변형을 방지하게 된다.

100,100': 히팅유닛 200: 하부블럭
210: 상부블럭 300: 프린터헤드

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4. 삼각형상을 갖는 상부블럭과 하부블럭 및 상기 상부블럭과 하부블럭의 각 모서리 부분을 수직하게 연결하여 내부에 공간을 형성하는 다수의 수직기둥, 상기 수직기둥 각각과 간격을 두고 수직하게 고정된 한 쌍의 가이드봉, 상기 가이드봉을 따라 이동가능한 이동판, 판 상의 헤드플레이트, 상기 헤드플레이트의 하면 중앙에 고정된 방열부재, 상기 방열부재의 하단에 구비된 프린터헤드, 상기 헤드플레이트의 상면에 설치되고 상기 프린터헤드와 연결되며 인쇄용 재료를 인젝트시키는 인젝터, 일단은 상기 이동판에 힌지고정되고 타단은 상기 헤드플레이트의 외측에 힌지고정되어 상광하협의 경사를 이루며 2개가 한 쌍으로 세쌍으로 이루어지는 아암, 상기 이동판의 승하강을 제어하여 상기 프린터헤드의 위치를 조절하는 컨트롤패널을 포함하는 델타봇 타입 3D 프린터로서,
   자회전이 가능한 인쇄베드로 상기 하부블럭의 상면에 설치되는 턴테이블;
   상기 턴테이블과 간격을 두고 수직기둥에서 턴테이블 중심쪽으로 이격된 지점 중 임의의 지점에는 제품 형상을 스캐닝하도록 일체로 설치되는 스캐너; 및
   상기 턴테이블의 회전에 영향을 받지 않도록 상기 턴테이블과 간격을 두고 상기 헤드플레이트의 일 측에 형성되되, 한 쌍의 아암와 다른 한 쌍의 아암 사이에 고정되며, 상하 높이 방향으로 봤을 때 상기 프린터헤드 보다 위쪽으로 배치되도록 단차를 두고, 턴테이블의 중앙을 향해 25-30°경사지게 설치되는 히팅유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 델타봇 타입 3D 프린터.
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