KR101772999B1 - 3d 프린팅 장치 - Google Patents

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KR101772999B1
KR101772999B1 KR1020160089374A KR20160089374A KR101772999B1 KR 101772999 B1 KR101772999 B1 KR 101772999B1 KR 1020160089374 A KR1020160089374 A KR 1020160089374A KR 20160089374 A KR20160089374 A KR 20160089374A KR 101772999 B1 KR101772999 B1 KR 101772999B1
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박상신
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오스템임플란트 주식회사
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Abstract

본 발명은 광원으로 수지를 경화시키는 3D 프린팅 장치로서, 조형 대상물을 부착하기 위한 부착면을 갖는 조형판, 수지가 수용되고, 상기 조형 대상물이 상기 수지 내부에 잠길 수 있도록 공간을 구비하는 수용부, 상기 수용부 하면에 일체로 형성되는 안착 블록, 상기 안착 블록의 하면에 위치하여 이동 가능하도록 형성되는 가동 프레임 및 상기 가동 프레임이 전후로 슬라이딩 가능하도록 지지하는 고정 프레임을 포함하는 3D 프린팅 장치를 제공한다.

Description

3D 프린팅 장치{3D PRINTING APPARATUS}
본 발명은 3D 프린팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수조의 분리 장착이 용이한 3D 프린팅 장치에 관한 것이다.
사고 등에 의해 두개골, 광대뼈, 턱뼈, 치아 등의 골체가 부분적으로 결손된 경우, 그 결손부에 인공 재료로 구성되는 인공 보형물 및 인공 보형물용 지지 부재를 삽입하게 된다.
이러한 보형물은 대표적으로 임플란트를 꼽을 수 있다. 임플란트란 상실된 인체 조직을 회복시켜 주는 대치물을 의미한다.
일반적으로, 임플란트를 제조하기 위하여 이차원 CT에 의해 결손부를 갖는 골체의 잔존부를 촬영하고, 그 촬영 화상에 기초하여 상기 잔존부에 해당하는 형상의 모델을 제작한다.
이후, 상기 모델의 뼈 결손부에 지점토 등을 끼워 넣어, 뼈 결손부에 상당하는 형상으로 성형하고, 지점토 등으로 형성한 뼈 결손부를 수지 재료 등으로 본뜸으로써, 암형을 제작하고, 이러한 암형을 이용하여 수형을 제작한다.
이후, 상기 수형과 수산화 인회석의 덩어리로 구성되는 블록을 기초로 하여 상기 블록을 가공함으로써 요구되는 형상의 임플란트를 제작한다.
하지만, 임플란트의 형상이 복잡한 경우 충분한 치수 정밀도로 제조하는 것이 어렵고, 특히 복잡한 형상의 공극을 갖는 경우에는 실질적으로 임플란트 성형이 불가능하다.
최근, 상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 대안으로, 3D 프린터를 이용한 보형물 제조 장치가 다수 제안되고 있다.
3D 프린터를 이용한 보형물 제조 장치로서, FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereo Lithography Apparatus), DLP(Digital Light Processing), MJM(Multi Jet Modeling), SLS(Selective Laser Sintering), DMT(Laser-aided Direct Metal Tooling), LOM(Laminated Object Manufacturing), PolyJet(Photopolymer Jetting Technology) 및 3DP(Three Dimensional Printing) 등의 방식이 제안되고 있다. 이중, 표면 조도가 우수한 장점을 가진 DLP 방식이 각광받고 있다.
DLP방식은 프로젝터의 광원에서 광을 이용하여, 광경화성 수지를 경화시켜가면서 프린팅을 하는 방식이다. 즉, 프로젝터에서 컬러 필터를 제거하고, 광이 발광되게 하며, 화면에는 단층으로 슬라이싱된 화면을 하나씩 비추게 되면 조사된 광으로 화면에 디스플레이된 부분만 경화시키고 층 단위로 쌓아가면서 조사하고 프린팅을 수행하는 방식이다. 그런데 DLP방식은 수조에 수용된 광경화성 수지를 매번 교환해야 하며, 교환 시마다 사용자가 수동으로 교체하는 과정에서 수조가 조형판 등의 주변 기구와 간섭되는 문제점이 있다.
일본공개공보 특개2003-052804호(2003.2.25)
이에, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3D 프린팅 장치의 액상 수지의 충전 시 수조의 분리장착이 용이하도록 슬라이딩되는 수조를 갖는 3D 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치는 광원으로 수지를 경화시키는 3D 프린팅 장치로서, 조형 대상물을 부착하기 위한 부착면을 갖는 조형판, 수지가 수용되고, 상기 조형 대상물이 상기 수지 내부에 잠길 수 있도록 공간을 구비하는 수용부, 상기 수용부 하면에 일체로 형성되는 안착 블록, 상기 안착 블록의 하면에 위치하여 이동 가능하도록 형성되는 가동 프레임 및 상기 가동 프레임이 전후로 슬라이딩 가능하도록 지지하는 고정 프레임을 포함할 수 있다.
상기 수용부의 외측면으로부터 상기 수용부의 바닥부의 면적보다 큰 단면적을 갖도록 외측으로 돌출되는 플랜지를 더 포함할 수 있다.
상기 플랜지를 두께 방향으로 관통하는 적어도 한 쌍의 결합 부재가 더 포함되고, 상기 결합 부재에 의해 상기 플랜지와 고정 프레임이 고정될 수 있다.
상기 결합 부재는 상기 플랜지를 관통한 상태에서 상기 고정 프레임에 나사 결합되도록 나사산을 갖는 볼트일 수 있다.
상기 가동 프레임은 두께 방향으로 관통된 개방창을 포함하고, 상기 개방창의 주변에는 상기 안착 블록의 하면의 일부가 안착되어 면 접촉되는 안착홈이 포함될 수 있다.
상기 안착 블록은 상기 개방창의 면적에 대응되는 면적으로 개방되는 관통부를 포함할 수 있다.
상기 바닥부는 광투과성 소재로 이루어질 수 있다.
상기 플랜지에는 상기 결합 부재가 관통되는 플랜지 결합공이 형성되고, 상기 고정 프레임에는 상기 가동 프레임이 후측으로 이동한 상태에서 상기 플랜지 결합공을 관통한 결합 부재가 삽입될 수 있도록 고정 프레임 결합공이 형성될 수 있다.
상기 고정 프레임은 상기 가동 프레임의 양측에 배치되고, 상기 가동 프레임의 양측 일부가 삽입된 상태에서 슬라이딩 가능하도록 삽입홈을 포함할 수 있다.
상기 삽입홈의 전측 단부로부터 상기 삽입홈과 평행하고, 상기 삽입홈의 길이보다 작은 길이를 갖는 안내 돌기가 형성될 수 있다.
상기 안내 돌기는 상기 가동 프레임의 안내홈을 향하여 돌출되고, 상기 안내홈에는 상기 안내 돌기가 삽입될 수 있다.
상기 안내홈의 최후단은 상기 안내 돌기의 후단을 감싸는 형상의 걸림부가 형성됨으로써 상기 가동 프레임의 전측 이동 거리를 제한할 수 있다.
상기 고정 프레임의 후측 단부에는 상기 가동 프레임의 후측 단부의 일부를 감싸는 형상으로 형성되는 스토퍼가 포함됨으로써 상기 가동 프레임의 후측 이동 거리를 제한할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 따른 3D 프린팅 장치는 수조의 분리장착이 용이하도록 슬라이딩되도록 구성됨으로써 수용부에 액상 수지를 재충전하기 위해서 수용부를 분리하고자 하는 경우 조형판의 부착면에 부착되어 있는 조형 대상물이 수용부로 연장되어 있기 때문에 수용부를 들어올려 꺼내는 과정에서 수용부가 조형 대상물과의 간섭으로 인하여 조형 대상물이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치가 챔버 내에 배치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5는 수용부가 전측으로 슬라이딩된 후 분리되는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 가동 프레임 및 고정 프레임 간의 결합 관계를 확대하여 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 가동 프레임 및 고정 프레임의 후단부를 확대하여 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 3D 프린팅 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치가 챔버 내에 배치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치는 승강 수단(220), 연결 브래킷(200), 조형판(100), 수용부(300) 및 광원(10)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 3D 프린팅 장치는 챔버(1) 내에 고정되도록 배치되고, 광원(10)으로부터 조사되는 광에 의해 조형판(100)에 부착된 조형 대상물이 층 단위로 광경화되는 것을 의미할 수 있다.
조형판(100)은 수용부(300)의 바닥부(300b)와 평행한 부착면(100a)을 포함할 수 있다. 또한, 조형판(100)이 수직 방향으로 구동되도록 승강 수단(220)이 구비되고, 조형판(100)은 연결 브래킷(200)을 통하여 승강 수단(220)과 연결될 수 있다. 여기서, 연결 브래킷(200)은 조형판(100)이 승강 수단(220)과 연결되어 이동될 수 있도록 볼트 결합, 억지끼움 또는 후크 결합 등의 다양한 결합 구조가 적용될 수 있다.
조형판(100)의 부착면(100a)에는 조형 대상물이 부착될 수 있으며, 조형 대상물이 수용부(300)의 액상 수지 내에서 단위 성형층으로 경화될 때 조형 대상물을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 광원(10)으로부터 광이 조사될 때마다 승강 수단(220)을 이용하여 조형판(100)에 배치된 조형 대상물의 단위 성형층을 적층시킬 수 있다. 이때, 조형 대상물이 조형판(100)에 지지될 수 있도록 별도의 지지 구조물(미도시)이 형성될 수 있다.
승강 수단(220)은 조형 대상물의 일측 표면이 광원(10)으로부터 조사된 광에 의해 조형 대상물의 형상에 따른 액상 수지의 경화가 완료될 때마다, 승강 수단(220)이 조형판(100)을 이동시키되, 경화된 광경화성 수지를 사용자가 인쇄하고자 하는 3차원 구조의 높이 방향(z방향)을 따라 광원(10)으로부터 가까워지거나 이격되는 방향으로 이동시킬 수 있다. 본 실시예에서는 승강 수단(220)에 의해 조형판(100)이 z축 방향을 따른 양방향인 상하 방향으로 승강되는 것으로 정의한다.
또한, 수용부(300) 내에서 광경화성 수지의 경화가 발생하는 영역에는 경화되지 않은 광경화성 수지들이 재충전되고, 이후 광원(10)으로부터 광이 조사됨으로써 3차원 구조의 형상에 대응되도록 순차적으로 광경화성 수지가 경화될 수 있다.
광원(10)은 조형 대상물의 형상에 따라 조사 범위 또는 조사각을 조절하면서 수용부(300) 내부의 광경화성 수지를 경화시키는 광을 조사하게 된다. 본 실시예에서 광원(10)으로부터 조사되는 광은 적외선(IR), 가시광선(VR), 자외선(UV) 또는 그들의 조합으로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 광은 자외선(UV)일 수 있으며, 일반적으로 자외선은 다른 가시광선에 비하여 파장이 짧기 때문에 자외선을 광원으로 하는 위상 변조 노광 헤드를 갖추는 것으로 미세한 화소를 적용하는 것이 가능하다. 다만, 광경화성 수지를 경화시킴으로써 3차원 구조를 인쇄할 수 있는 것이라면 전자빔(Electron Beam: EB)이나 가시광선과 같이 어떠한 영역의 광도 사용할 수 있다.
수용부(300)의 내부에는 액상 수지가 충전될 수 있으며, 특히 전술한 바와 같이 광경화성 수지가 수용될 수 있고, 광경화성 수지가 경화되는 공간을 제공할 수 있다. 수용부(300)의 하면에는 광원(10)으로부터 조사되는 광이 간섭 없이 통과할 수 있도록 투명한 바닥부(300b)가 형성되고, 바닥부(300b)는 광원(10)과 근접하도록 배치됨으로써 외부의 빛이 수용부(300)의 하부로 유입되는 것을 차단하도록 한다.
한편, 광경화성 수지는 주로 UV 영역의 광을 조사받으면 가교반응 등을 통해 모노머(monomer)에서 폴리머(polymer) 구조로 변환하는 고분자 화합물을 의미할 수 있다. 특히 다이아조계, 아자이드계, 아크릴산계, 폴리에스터계, 에폭시계 등이 있으며, 입체 조형물의 요구 강도 등을 감안하여 그에 맞는 물성을 가진 것을 선택할 수 있다. 액상 광경화성 수지를 이용하여 조형재료를 조성하는 경우, 광경화의 속도를 증진시키기 위해 별도의 증감제, 광개시제 등을 첨가할 수도 있다.
아울러, 수용부(300)의 하부에는 광원(10)을 지지하기 위한 지지부(미도시)가 설치될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 광원(10)은 자외선 영역의 광을 방출하는 것으로 설명하였으므로, 본 발명의 일 실시예에서 수용부(300) 내부에 수용되는 광경화성 수지는 자외선 영역의 광에 반응하여 경화되는 자외선 경화 수지로 마련될 수 있다.
여기서, 광원(10)이 전자빔(E-Beam)을 방출하는 경우에는 수용부(300)에 수용되는 광경화성 수지는 전자빔 경화수지가 적용될 수 있으며, 광원(10)으로부터 가시광선의 영역에 해당되는 광을 조사하는 경우에는 가시광선 영역의 광을 통해 경화되는 경화수지가 적용될 수 있다.
다시 말해, 광원(10)으로부터 조사되는 광 및 수용부(300)에 수용되는 광경화성 수지는 서로 대응되도록 구비될 수 있다.
또한, 수용부(300)와 광원(10) 사이에는 광 조절부(미도시)가 배치될 수 있다. 광 조절부는 광원(10)으로부터 조사되는 광량을 조절함으로써 수용부(300) 측에 도달하는 광의 조사 면적을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 광 조절부는 광원(10)으로부터 조사되는 광의 광 경로 상에 진입하거나 이탈함으로써 광의 진행을 결정하는 셔터일 수도 있다.
즉, 경화된 광경화성 수지를 수용부(300)의 바닥부(300b)로부터 분리시키는 동안 상기 광 조절부는 광의 광경로 상에 완전히 진입하여 광의 진행을 완전히 차단시킬 수 있고, 상기 광 조절부는 인쇄되는 형상에 따라 경화되는 영역을 조절하기 위해 광의 광경로 상에 완전히 이탈하거나 일부 진입함으로써 광의 조사 면적을 조절할 수 있다. 이때 광 조절부는 광원(10)으로부터 조사되는 광의 조사 면적을 조절할 수 있는 어떠한 수단도 적용 가능하므로 이에 한정되지 않는다.
본 실시예에서 3차원 인쇄는 광이 조사되는 2차원 평면에 대응되도록 광경화성 수지를 경화시키되, 이러한 과정이 순차적으로 반복됨으로써 종국에는 사용자가 의도하는 3차원 구조를 인쇄하게 되므로, 조형판(100)의 부착면(100a)에 배치된 조형 대상물의 하면이 광원(10)을 마주보도록 위치함으로써 수용부(300) 내부의 광경화성 수지를 2차원 평면으로 경화시킬 수 있게 된다.
광경화성 수지의 경화가 발생하는 영역은 광원(10)에 근접한 영역, 즉 수용부(300)의 하면에 근접한 영역, 더 바람직하게는 수용부(300) 내부의 최하면일 수 있다.
착탈 블록(400)은 수용부(300)의 외측면으로부터 수용부(300)의 바닥부의 면적보다 큰 단면적을 갖도록 외측으로 돌출되는 플랜지(410) 및 수용부(300)의 하면에 일체로 고정되고 플랜지(410)의 횡단면 면적보다 작은 면적으로 소정 두께를 갖는 안착 블록(420)을 포함할 수 있다.
플랜지(410)는 후술하는 바와 같이 고정 프레임(440)과 결합되는 부분일 수 있다.
안착 블록(420)은, 도시되지 않았지만 수용부(300)의 바닥부(300b)가 투영되는 면적보다 큰 면적으로 개방되는 관통부를 포함할 수 있다. 이로 인해 광원(10)으로부터 조사되는 광의 광로 상에서 간섭 없이 수용부(300)의 바닥부(300b)를 경유하여 조형 대상물로 조사될 수 있게 된다.
플랜지(410)가 고정 프레임(440)과 결합되도록 적어도 한 쌍의 결합 부재(411)가 더 포함될 수 있다. 결합 부재(411)는 가동 프레임(430)이 후측으로 이동한 상태에서 플랜지(410)의 플랜지 결합공(412)을 두께 방향으로 관통하고, 고정 프레임(440)에 형성되는 고정 프레임 결합공(440a)에 삽입되어 결합될 수 있다. 이때, 결합 부재(411)는 외주면에 나사산을 갖는 볼트일 수 있지만, 플랜지 결합공(412)을 관통한 상태에서 고정 프레임(440)에 결합될 수 있도록 억지끼움 또는 후크결합 등의 다양한 방법이 적용될 수 있으므로 이에 한정되지 않는다.
가동 프레임(430)은 두께 방향으로 관통된 개방창(430c)을 포함하고, 개방창(430c) 주변에는 안착 블록(420)의 하면 일부가 안착되어 횡 방향 이동이 제한될 수 있도록 안착홈(431)이 포함될 수 있다. 즉, 안착홈(431)은 적어도 안착 블록(420)의 바닥면 면적과 동일하거나 큰 면적의 평평하게 패인 홈 형상으로 형성됨으로써, 안착 블록(420)이 안착홈(431)에 면 접촉된 상태에서는 사용자가 안착 블록(420)을 전측 또는 후측으로 이동시키면 안착 블록(420)과 안착홈(431)이 걸림 고정된 상태이므로 안착 블록(420)과 가동 프레임(430)이 함께 이동되도록 한다.
한편, 고정 프레임(440)은 가동 프레임(430)의 양측에 상호 평행하게 배치되고, 가동 프레임(430)의 양측 일부가 삽입된 상태에서 a, b 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 삽입홈(441)을 포함할 수 있다. 즉, 삽입홈(441)의 내부 높이가 적어도 가동 프레임(430)의 두께와 동일하거나 크게 형성됨으로써 가동 프레임(430)의 전후 방향에 대하여 수직 방향에 위치하는 슬라이드 면(434)의 상하면 일부가 삽입될 수 있도록 한다.
또한, 삽입홈(441)의 전측 단부로부터 삽입홈(441)과 평행하고, 삽입홈(441)의 길이보다 작은 길이를 갖는 안내 돌기(442)가 형성될 수 있다. 안내 돌기(442)는 가동 프레임(430)의 안내홈(432)을 향하여 돌출되고, 가동 프레임(430)의 안내홈(432)에는 안내 돌기(442)가 삽입될 수 있다. 이때, 안내홈(432)에는 안내 돌기(442)의 최후단(442b)을 감싸는 형상의 걸림부(433)가 형성됨으로써 가동 프레임(430)의 전측 이동 거리를 제한하게 된다. 즉, 가동 프레임(430)이 고정 프레임(440)으로부터 이탈되는 방향(a 방향)인 전측으로 이동하는 과정에서 고정 프레임(440)의 최후단(442b)에 의해 가동 프레임(430)의 이동이 제한되므로 가동 프레임(430)이 고정 프레임(440)으로부터 완전히 이탈되는 것을 방지하게 된다.
한편, 고정 프레임(440)의 후측 단부에는 가동 프레임(430)의 후측 단부의 일부를 감싸는 형상으로 형성되는 스토퍼(440b)가 포함될 수 있다. 이로 인해 가동 프레임(430)이 고정 프레임(440)과 결합되는 방향(b 방향)인 후측 방향으로 이동 시 가동 프레임(430)의 최후단(430b)이 고정 프레임(440)의 최후단을 통과하여 이탈되는 것을 방지하게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 작동 과정을 도면을 참조하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 수용부가 전측으로 슬라이딩된 후 분리되는 과정을 나타낸 사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 가동 프레임 및 고정 프레임 간의 결합 관계를 확대하여 도시한 것이며, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 가동 프레임 및 고정 프레임의 후단부를 확대하여 도시한 것이다.
착탈 블록(400)의 플랜지(410)와 고정 프레임(440)이 적어도 2개의 결합 부재(411)에 의해 볼트 결합된 경우, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 결합 부재(411)를 나사 회전을 통하여 분리되는 방향(z방향)으로 회전시켜서 고정 프레임 결합공(440a) 및 플랜지 결합공(412)으로부터 분리시킨 후, 가동 프레임(430)을 전측 방향(a방향)으로 이동시키면 가동 프레임(430)의 안내 홈(432)과 고정 프레임(440)의 안내 돌기(442) 간의 미끄럼 접촉이 발생되면서 가동 프레임(430)이 전측으로 이동되고, 수용부(300)가 주변 구성의 간섭없이 가동 프레임(430)으로부터 분리되기 용이하도록 위치하게 된다.
아울러, 가동 프레임(430)의 전방 걸림턱(430a)과 안착 블록(420) 사이에는 사용자의 손이 출입 가능하도록 출입홈(430b)이 더 포함될 수 있다. 이것은 사용자가 안착 블록(420)의 하면을 파지한 상태에서 가동 프레임(430)의 안착홈(431)에 안착 또는 분리하는 과정에서 사용자의 손이 출입홈(430b)을 통하여 출입 가능하도록 하므로 안착 블록(420)의 결합 또는 분리가 더욱 용이하게 된다.
또한, 도 5를 도 6 및 도 7과 함께 참조하면 가동 프레임(430)의 걸림부(433)와 고정 프레임(440)의 안내 돌기(442)의 최후단(442b)이 걸림 고정되도록 함으로써 가동 프레임(430)이 고정 프레임(440)으로부터 a방향으로 슬라이딩되는 한계 이동 거리를 설정할 수 있다. 즉, 사용자가 가동 프레임(430)을 a방향을 따라 지속적으로 이동시키더라도 가동 프레임(430)의 걸림부(433)가 고정 프레임(440)의 최후단(442b)에 의해 구속되므로 가동 프레임(430)이 고정 프레임(440)으로부터 완전히 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 사용자가 가동 프레임(430)을 고정 프레임(440)에 결합시키기 위해 b방향을 따라 슬라이딩시키는 경우에는 삽입홈(441)의 후측(b 방향) 단부에는 가동 프레임(430)의 최후단(430b)이 고정 프레임(440)으로부터 이탈되지 않도록 걸림 고정시키는 스토퍼(440b)가 형성될 수 있다. 즉 가동 프레임(430)이 b 방향을 따라 지속적으로 이동되더라도 가동 프레임(430)의 최후단이 고정 프레임(440)의 최후단을 통과하여 이탈되지 않도록 이동 거리를 제한할 수 있다. 본 실시예에서, 스토퍼(440b)는 가동 프레임(430)의 후측 단부의 외표면에 면 접촉하도록 감싸는 형상으로 도시되고 있으나 가동 프레임(430)의 단부가 고정 프레임(440)의 최후단으로부터 이탈되지 않도록 이동 거리를 제한할 수 있는 다양한 형상의 걸림 돌기 또는 걸림 홈을 형성할 수 있으므로 이에 한정되지 않는다.
따라서, 본 실시예에 따른 3D 프린팅 장치는 수용부(300)에 저장된 액상 수지의 재충전 필요에 따라 수용부(300)의 분리 장착을 하고자 하는 경우 결합 부재(411)를 분리한 후, 가동 프레임(430)을 전측으로 슬라이딩시키면 수용부(300)의 분리 시 주변과의 간섭이 전혀 발생하지 않으므로 수용부(300)의 분리 및 장착이 용이하게 된다.
다시 말해, 수용부(300)에 액상 수지를 재충전하기 위해서 수용부(300)를 분리하고자 하는 경우 조형판(100)의 부착면(100a)에 부착되어 있는 조형 대상물이 수용부(300)를 향하여 하측으로 연장되어 있기 때문에 수용부(300)를 들어올려 꺼내는 과정에서 수용부(300)와 조형 대상물의 간섭으로 인하여 조형 대상물이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 광원
100: 조형판
200: 연결 브래킷
220: 승강 수단
300: 수용부
420: 안착 블록
430: 가동 프레임
440: 고정 프레임

Claims (13)

  1. 광원으로 수지를 경화시키는 3D 프린팅 장치로서,
    조형 대상물을 부착하기 위한 부착면을 갖는 조형판;
    수지가 수용되고, 상기 조형 대상물이 상기 수지 내부에 잠길 수 있도록 공간을 구비하는 수용부;
    상기 수용부 하면에 일체로 형성되는 안착 블록;
    상기 안착 블록의 하면에 위치하여 이동 가능하도록 형성되는 가동 프레임; 및
    상기 가동 프레임이 전후로 슬라이딩 가능하도록 지지하는 고정 프레임을 포함하고,
    상기 가동 프레임은 두께 방향으로 관통된 개방창을 포함하고, 상기 개방창의 주변에는 상기 안착 블록의 하면의 일부가 안착되어 면 접촉되는 안착홈이 포함되는 3D 프린팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용부의 외측면으로부터 상기 수용부의 바닥부의 면적보다 큰 단면적을 갖도록 외측으로 돌출되는 플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플랜지를 두께 방향으로 관통하는 적어도 한 쌍의 결합 부재가 더 포함되고, 상기 결합 부재에 의해 상기 플랜지와 고정 프레임이 고정되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합 부재는 상기 플랜지를 관통한 상태에서 상기 고정 프레임에 나사 결합되도록 나사산을 갖는 볼트인 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안착 블록은 상기 개방창의 면적에 대응되는 면적으로 개방되는 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 바닥부는 광투과성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 플랜지에는 상기 결합 부재가 관통되는 플랜지 결합공이 형성되고, 상기 고정 프레임에는 상기 가동 프레임이 후측으로 이동한 상태에서 상기 플랜지 결합공을 관통한 결합 부재가 삽입될 수 있도록 고정 프레임 결합공이 형성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정 프레임은 상기 가동 프레임의 양측에 배치되고, 상기 가동 프레임의 양측 일부가 삽입된 상태에서 슬라이딩 가능하도록 삽입홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 삽입홈의 전측 단부로부터 상기 삽입홈과 평행하고, 상기 삽입홈의 길이보다 작은 길이를 갖는 안내 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안내 돌기는 상기 가동 프레임의 안내홈을 향하여 돌출되고, 상기 안내홈에는 상기 안내 돌기가 삽입되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안내홈의 최후단은 상기 안내 돌기의 후단을 감싸는 형상의 걸림부가 형성됨으로써 상기 가동 프레임의 전측 이동 거리를 제한하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 고정 프레임의 후측 단부에는 상기 가동 프레임의 후측 단부의 일부를 감싸는 형상으로 형성되는 스토퍼가 포함됨으로써 상기 가동 프레임의 후측 이동 거리를 제한하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
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