KR101780928B1 - 3차원 프린터 및 이의 광출력 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 프린터 및 이의 광출력 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 3차원 입체 출력물을 형성시키기 위한 출력광을 발광하는 광원; 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광에 의해 상기 3차원 입체 출력물을 형성하게 되는 출력물재료가 저장되는 저장조; 상기 광원과 상기 저장조 사이에 위치하며, 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 광경로(light path)를 조정하는 갈바노미터(galvanometer); 및 상기 갈바노미터와 상기 저장조 사이의 상기 출력광의 광경로상에 위치하며, 상기 갈바노미터를 경유하여 오는 상기 출력광의 초점을 보정하는 포커싱보정수단;을 포함하기 때문에 광원 측으로부터 발광된 출력광의 진행경로가 조정되면서 야기될 수 있는 오차를 보정시켜줄 수 있으므로 출력판 측으로 조사되는 광의 정밀도가 향상된다. 따라서 출력되는 성형물의 재현정밀도가 향상되며, 고품질의 성형물을 출력해 낼 수 있는 기술이 개시된다.

Description

3차원 프린터 및 이의 광출력 장치{3D Printer and Optical Output Apparatus therof}
본 발명은 3차원 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 프린터의 출력판 측으로 조사되는 광의 초점을 보정할 수 있는 3차원 프린터 및 이의 광출력장치에 관한 것이다.
비교적 최근에 물건에 대한 3D데이터를 이용하여 그 물건을 그대로 성형하여 재현해 낼 수 있는 3D 프린터 기술이 개발되어 그 사용이 날로 증대되어 가고 있다.
이러한 3D프린터는 프린팅 방식에 따라 크게 FDM(Fused Deposition Modeling)방식, DLP(Digital Light Processing)방식, SLA(StereoLithography Apparatus)방식, SLS(Selective Laser Sintering) 방식 등 4가지 방식으로 기술이 분류되고 있으며, 그 사용재료로는 세라믹, 플라스틱, 금속, 수지 등 다양한 종류가 사용되고 있다.
FDM 방식은 대상물체를 2차원의 평면형태로 성형하면서 3차원으로 적층하여 형태를 만들어가는 방식으로서 열가소성 수지로 된 와이어 형태의 필라멘트를 공급하고, 공급된 필라멘트를 노즐을 통해 용융시켜서 적층함으로서 물체를 3차원으로 성형하는 기술방식이며, 이에 관련하여 대한민국 공개특허 10-2015-0134186호 등이 제시되고 있다.
SLS방식은 기능성고분자 또는 금속분말을 사용하며, 레이저 광선을 주사하여 고결시켜서 셩헝하는 기술방식이고, SLA 방식은 광경화수지에 광(light)을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 기술방식이며, DLP방식은 SLA 방식처럼 광경화수지가 광에 반응하여 경화되는 것을 이용한 것으로, 광경화수지에 빔프로젝션을 조사하여 성형시키는 기술방식이다.
이러한 DLP방식에 관하여는 대한민국 등록특허 제10-533374호 등과 같은 기술이 개발되어 소개되고 있다.
한 편, DLP방식이나 SLA 방식 등과 같이 광을 이용하여 3D 프린팅함에 있어서는 빛이 조사되어야할 포인트에 정확히 조사되도록 하는 것이 중요하다. 광이 조사되어야 할 포인트에 정밀하게 조사될수록 보다 정교한 입체적 성형물을 출력해 낼 수 있기 때문이다. 광조사의 정밀도가 떨어지면 성형물이 거칠게 성형되므로 정밀도가 떨어질 수 밖에 없으므로, 광조사의 정밀도는 중요하다.
그러나, 광을 필요한 위치에만 조사 시키기 위하여 갈바노미터 또는 반사경 등에 의해 광의 조사경로가 조정되는 과정에서 오차(예를 들어, 출력판에 조사된 광의 원형 스팟(spot)이 일그러지게 되는 등의 오차)가 발생하기 쉽기 때문에 이를 보정하여 줄 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광원 측으로부터 발광된 광이 갈바노미터 또는 반사경을 지나 출력판 측으로 조사되면서 발생될 수 있는 오차를 보정하여 줄 수 있는 3차원 프린터 및 이의 광출력 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 프린터 광출력장치는 3차원 입체 출력물을 형성시키기 위한 출력광을 발광하는 광원; 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광에 의해 상기 3차원 입체 출력물을 형성하게 되는 출력물재료가 저장되는 저장조; 상기 광원과 상기 저장조 사이에 위치하며, 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 광경로(light path)를 조정하는 갈바노미터(galvanometer); 및 상기 갈바노미터와 상기 저장조 사이의 상기 출력광의 광경로상에 위치하며, 상기 갈바노미터를 경유하여 오는 상기 출력광의 초점을 보정하는 포커싱보정수단;을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 진행방향을 변경시켜주는 반사경;을 더 포함하되, 상기 반사경은, 상기 출력광의 광경로 상에서 상기 포커싱보정수단의 전측 또는 후측에 위치하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 광원은 레이저(laser) 또는 자외선인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 포커싱보정수단은 에프-세타 렌즈(F-theta lense) 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈(telecentric F-theta lense)인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 에프-세타 렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈는, 렌즈 중심의 높낮이 조절 또는 각도 조절이 가능한 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 프린터는 3차원 입체 출력물을 형성시키기 위한 출력광을 발광하는 광원; 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광에 의해 상기 3차원 입체 출력물을 형성하게 되는 출력물재료가 저장되는 저장조; 상기 광원과 상기 저장조 사이에 위치하며, 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 광경로를 조정하는 갈바노미터; 상기 갈바노미터와 상기 저장조 사이의 상기 출력광의 광경로상에 위치하며, 상기 갈바노미터를 경유하여 오는 상기 출력광의 초점을 보정하는 포커싱보정수단; 및 상기 저장조와 결합되며, 상기 저장조를 틸팅시켜주는 틸팅수단;을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 진행방향을 변경시켜주는 반사경;을 더 포함하되, 상기 반사경은, 상기 출력광의 광경로 상에서 상기 포커싱보정수단의 전측 또는 후측에 위치하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 광원은 레이저(laser) 또는 자외선인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 포커싱보정수단은 에프-세타렌즈(F-theta lense) 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈(telecentric F-theta lense)인 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 에프-세타 렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈는, 렌즈 중심의 높낮이 조절 또는 각도 조절이 가능한 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 저장조의 상측 또는 내측에 위치하며, 상기 출력광에 의해 경화되어 형성된 출력물을 지지하는 출력판;을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 틸팅수단은, 상기 저장조의 일측과 타측이 틸팅되는 방향이 같도록 상기 저장조를 틸팅시키는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가 상기 틸팅수단은, 상기 저장조와 결합하여 지지하며, 상기 저장조가 틸팅되는 중심이 되는 힌지결합의 틸팅회전축을 포함하는 틸팅지지부; 및 상기 틸팅지지부와 힌지결합되며, 상기 저장조의 타측을 상승 또는 하강 구동을 시키어 상기 저장조가 틸팅되도록 하는 틸팅구동부;를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 3차원 프린터 및 이의 광출력장치는 광원 측으로부터 발광된 광의 조사경로가 조정되면서 야기될 수 있는 오차를 보정시켜줄 수 있으므로 출력판 측으로 조사되는 광의 정밀도가 향상된다. 따라서 출력되는 성형물의 재현정밀도가 향상되며, 고품질의 성형물을 출력해 낼 수 있는 효과가 있다.
또한 하나의 층을 성형시킨 후 저장조를 틸팅시켜줌으로써 출력판과 경화된 수지의 점성 및 밀도에 따른 압력을 효과적으로 분산시켜 틸팅 후 수조와 출력판 사이의 평행을 유지할 수 있다. 따라서, 출력물의 층별 두께가 균일하지 않게 되어 발생될 수 있는 기울어짐과 같은 오류 내지 오차의 발생을 억제 내지 보정하여 줄 수 있게 되어 3차원 성형물의 재현성을 향상시켜주는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력 장치 및 3차원 프린터의 일부분을 개략적으로 나타낸 부분사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력 장치 및 3차원 프린터에서 광 보정을 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 측단면도이다,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력 장치 및 3차원 프린터에서 저장조의 틸팅 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 측단면도이다,
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력 장치 및 3차원 프린터의 일부분을 개략적으로 나타낸 부분사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력 장치 및 3차원 프린터에서 광 보정을 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 측단면도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력 장치 및 3차원 프린터에서 저장조의 틸팅 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 측단면도이다,
먼저 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력장치는 광원, 저장조, 갈바노미터 및 포커싱보정수단을 포함하여 이루어질 수도 있으며, 더욱 바람직하게는 반사경을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
광원(light source)(100)은 3차원 입체 출력물(미도시)을 형성시키기 위한 출력광(L)을 발광한다. 이러한 광원(100)은 직진성이 높은 빛으로서 후술할 저장조(200)에 저장될 출력물재료(M)인 액체의 광경화수지(M)를 광경화시켜 줄 수 있는 출력광(L)을 발광시켜주는 것이 바람직하다.
광원(100)으로는 자외선(UV : Ultra Violet) 또는 레이저(Laser)를 발광하는 광원인 것이 바람직하다.
저장조(200)는 광원(100)측으로부터 발광되어 조사되는 출력광(L)에 의해 3차원 입체 출력물을 형성하게 되는 출력물재료(M)를 저장하기 위하여 마련되는 것이다.
이러한 저장조(200)는 그 밑면이 광투과성이 있는 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 저장조(200)의 밑면을 통해 조사되어오는 출력광(L)에 의해 경화된 광경화수지가 출력판(170)측과 결합되면서 3차원 입체 출력물을 형성하게 된다.
갈바노미터(galvanometer)(110)는 갈바노미터 미러(mirror)라고도 부르는데, 간략히 갈바노미터(galvanometer)(110) 라고 칭하여 설명하기로 한다. 갈바노미터(100)은 광원(100)과 저장조(200) 사이에 위치한다. 그리고 광원(100)측으로부터 발광된 출력광(L)의 광경로(light path)를 조정한다.
갈바노미터(110)는 필요에 따라 다수개가 구비될 수 있다. 도면에서는 예시적으로 2개의 갈바노미터(110)가 마련된 형태를 도시하였다. 설계에 따라서 그 이상 구비되거나 하나의 갈바노미터(110)가 마련된 형태 또한 충분히 가능하다.
이러한 갈바노미터(110)을 이용하여 출력광(L)이 저장조내에 조사될 위치가 조정되며, 이에 따라 출력광(L)이 조사될 위치에만 출력광(L)이 조사된다.
출력광(L)이 갈바노비터(110)을 지나 출력판(170) 측으로 조사될 때 출력광(L)의 스팟(spot)의 테두리는 각도가 경사지면서 뒤틀리는 왜곡이나 분산되는 등의 초점이 맞지 않게되는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 문제가 발생되지 않도록 포커싱보정수단(130)을 구비하는 것이 바람직하다.
포커싱보정수단(130)은 갈바노미터(110)와 저장조(200) 사이의 출력광(L)의 광경로 상에 위치한다. 그리고, 갈바노미터(110)를 경유하여 오는 출력광(L)의 초점을 보정한다.
이와 같은 포커싱보정수단(130)으로서 에프-세타 렌즈(F-theta lense) 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈(telecentric F-theta lense)인 것이 바람직하다.
텔레센트릭 에프-세타 렌즈는 레이저나 자외선 같은 빛을 텔레센트릭 조명으로 만들어, 주광선이 조사각도에 관계없이 언제나 출력면에 수직으로 만나게 해 주므로 바람직하다.
그리고, 출력광(L)이 포커싱보정수단(130)인 에프-세타 렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈에 입사되는 입사각이 수직이 될 수 있도록 조절될 수 있는 것이 바람직하다.
또는, 출력광(L)의 광경로가 포커싱보정수단(130)인 에프-세타렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈의 중심을 통과하도록 조절될 수 있는 것 또한 바람직하다. 렌즈의 면의 가운데 영역이 평평한 플랫형태일 수도 있는데 이러한 경우에 평평한 플렛형태의 면을 출력광(L)이 통과될 수 있도록 조절될 수 있는 것이 바람직하다는 것이다.
포커싱보정수단(130)인 에프-세타 렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈는, 렌즈 중심의 높낮이가 조절될 수 있는 것이 바람직하며, 각도 조절이 가능한 것 또한 바람직하다.
도 2의 우측에는 출력판(170) 상의 지점(즉, 출력판의 하측면 상의 지점)에 출력광(L)이 조사된 모습을 개략적으로 나타낸 것으로, 출력광(L)의 스팟(spot)형태(F)를 나타내었다. 이처럼 원형 스팟형태(F)로 정확히 조사되는 것이 중요하다.
그러나 도 3의 우측에 도시된 출력판(170)의 하측면에서 참조되는 같이 출력광(L)이 조사될 위치를 조정하는 과정에서 에프-세타 렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈 과 같은 포커싱보정수단(130)이 없는 경우 출력판(170)의 변두리측에 조사되는 출력광(L)의 스팟형태(F)가 원형이 아닌 타원형의 형태 등으로 일그러질 수 있다.
이를 방지하기 위하여 포커싱보정수단(130)인 에프-쎄타렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈를 출력광(L)의 광경로 상에 위치시킴으로써 도 3의 우측에 도시된 출력판(170)의 하측면에서 참조되는 바와 같이 출력판(170)의 하측면에 조사된 레이저의 스팟형태(F)가 원형으로 보정되어 정확하고 정밀하게 광경화수지(M)를 경화시켜줄 수 있게 된다.
그리고, 반사경(150)은 광원(100)측으로부터 발광된 출력광(L)의 진행방향을 변경시켜준다. 예를 들어, 도면에서 참조되는 바와 같이 광원(100)과 갈바노미터(110)가 저장조(170)에 대하여 하측에 구비된 경우 반사경(150)은 출력광(L)을 저장조(200)의 밑면을 통해 출력판(170)측으로 반사시켜준다. 여기서, 저장조(200)의 밑면은 광투과성이 있는 것이 바람직하다.
이러한 반사경(150)은 출력광(L)의 광경로 상에서 포커싱보정수단(130)의 전측 또는 후측에 위치하는 것이 바람직하다. 도면에서는 예시적으로 반사경(150)이 포커싱보정수단(130)인 에프-세타렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈의 후측에 배치된 형태를 도시하였다.
다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터 광출력장치를 포함하는 3차원 프린터에 대하여 도 1 내지 도 5를 계속하여 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 프린터는 광원, 저장조, 갈바노미터, 포커싱보정수단 및 틸팅수단을 포함하여 이루어질 수도 있으며, 더욱 바람직하게는 반사경을 더 포함하여 이루어질 수도 있으며, 출력판을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
여기서, 광원(100), 저장조(200), 갈바노미터(110), 포커싱보정수단(130) 및 반사경(150)은 앞서 설명한 바와 대동소이 하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 하고 출력판(170)과 틸팅수단에 대해서 설명하기로 한다.
출력판(170)은 저장조(200)의 상측 또는 내측에 위치한다. 그리고 저장조(200) 내에 저장된 출력물재료(M)인 액체 광경화수지에 적어도 일부분이 잠겨있도록 배치된다. 광원(100)에서 발광된 출력광(L)에 의해 광경화가 되어 형성된 출력물(미도시)을 출력판(170)이 지지한다.
출력판(170)은 광경화가 되어 한 층이 형성될 때마다 조금씩 조금씩 상측으로 상향이동하며, 출력물의 성형이 완료될 때까지 점차적으로 상향이동한다.
틸팅수단은 저장조(200)와 결합되어 지지하며, 저장조(200)를 틸팅시켜준다.
이러한 틸팅수단은 저장조(200)의 일측과 타측이 틸팅되는 방향이 같도록 저장조(200)를 틸팅시켜주는 것이 바람직하다.
이러한 틸팅수단은, 틸팅지지부 및 틸팅구동부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
틸팅지지부는 저장조(200)와 결합되며, 저장조(200)가 틸팅이 되는 힌지결합(400)의 틸팅회전축을 포함한다. 이러한 틸팅지지부는, 저장조(200)의 하측에서 결합되어 저장조(200)를 지지하는 틸팅프레임(230)을 포함한다.
틸팅프레임(230)의 일측은 도면에서 참조되는 바와 같이 프레임상판(250)과 힌지결합(400)되어 있다. 여기서 프레임상판(250)은 저장조(200)을 중심으로 상측과 하측의 공간을 구분짓는 케이스 판넬 같은 것으로서 3차원 프린터의 하우징케이스(미도시)와 고정적으로 결합되어 있다. 따라서 프레임상판(250)은 저장조(200)가 틸팅될수 있도록 고정된 토대역할을 한다.
다시 말하자면, 힌지결합(400)된 틸팅회전축을 중심으로 프레임상판(250)은 수평으로 고정되어 있으며, 틸팅프레임(230)이 소정의 각도 범위 내에서 회동될 수 있게 힌지결합(400)된다.
이를 위해 프레임상판(250)에는 도면에서 참조되는 바와 같이 틸팅회전축과 힌지결합(400)될 수 있도록 힌지홀이 마련된 것이 바람직하다.
틸팅구동부는 저장조(200)가 틸팅될 수 있도록 틸팅지지부와 힌지결합된다. 좀 더 구체적으로는 틸팅지지부의 틸팅프레임(230)과 힌지결합된다. 그리고, 저장조(200)의 타측을 상승 또는 하강시키어 저장조(200)가 틸팅 또는 수평상태가 되도록 한다.
틸팅구동부에는 틸팅모터(350), 볼트형스크류(330) 및 너트형샤프트(310)를 포함하여 이루어질 수도 있다.
틸팅모터(350)는 저장조(200)를 팅팅시키기 위하여 구동되는 모터이다. 이러한 틸팅모터(350)는 스텝모터인 것이 바람직하다. 스텝모터(350)는 펄스가 빠르게 연속적으로 가해지면 동기모터로서 기능을 하여 정밀한 제어가 가능하고 틸팅구동부의 틸팅각도를 미세하게 제어하는 것이 가능하다. 틸팅모터(350)의 회전에 의해 저장조(200)가 틸팅되거나 수평상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.
볼트형스크류(330)는 틸팅모터(350)에 의해 회전된다. 이러한 볼트형스크류(330)는 외면에 볼트산이 형성되어 있되, 단면의 모습이 사다리꼴 형상의 볼트산이 형성된 것이 바람직하다. 여기서 볼트산은 나사산이라고도 불리는 것으로, 볼트의 주름진 스크류의 형상의 단면에서 볼록하게 나온 부분을 말한다. 본 명세서상에서는 볼트산이라고 칭하기로 한다.
볼트형스크류(330)의 볼트산의 단면모습이 사다리꼴 형상으로 형성되면, 너트형샤프트(310)와의 접촉마모가 감소되므로 내구성과 정밀성이 향상될 수 있으므로 바람직하다.
볼트형스크류(330)는 도면에 도시된 바와 같이 너트형샤프트(310)의 하측에서 맞물려 회전할 수 있도록 결합되어 있다. 따라서, 볼트형스크류(330)의 회전에 의해 너트형샤프트(310)가 상승 또는 하강하게 된다.
너트형샤프트(310)의 상측단은 도시된 바와 같이 틸팅프레임(230)과 힌지결합되어 있다. 따라서, 너트형샤프트(310)의 상승에 따라 틸팅프레임(230)은 수평상태가 되며, 너트형샤프트(310)의 하강에 따라 틸팅프레임(230)이 틸팅된다.
그리고, 저장조(200)는 틸팅프레임(230)과 결합되어 있으므로 틸팅프레임(230)과 함께 수평상태가 되거나 틸팅된 상태가 된다.
이와 같이 틸팅지지부 및 틸팅구동부를 포함하는 틸팅수단에 의해 저장조가 틸팅될 수 있으며, 출력물(미도시)과 저장조(200) 사이의 이형성이 향상된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 3차원 프린터 및 이의 광출력장치는 광원 측으로부터 발광된 출력광의 진행경로가 조정되면서 야기될 수 있는 오차를 보정시켜줄 수 있으므로 출력판 측으로 조사되는 광의 정밀도가 향상된다. 따라서 출력되는 성형물의 재현정밀도가 향상되며, 고품질의 성형물을 출력해 낼 수 있는 장점이 있다.
또한 하나의 층을 성형시킨 후 저장조를 틸팅시켜줌으로써 출력판과 경화된 수지의 점성 및 밀도에 따른 압력을 효과적으로 분산시켜 틸팅 후 수조와 출력판 사이의 평행을 유지할 수 있다. 따라서, 출력물의 층별 두께가 균일하지 않게 되어 발생될 수 있는 기울어짐과 같은 오류 내지 오차의 발생을 억제 내지 보정하여 줄 수 있게 되어 3차원 성형물의 재현성을 향상시켜주는 장점 또한 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 광원 110 : 갈바노미터
130 : 에프-쎄타렌즈 150 : 반사경
170 : 출력판 200 : 저장조
230 : 틸팅프레임 350 : 틸팅모터

Claims (13)

  1. 3차원 입체 출력물을 형성시키기 위한 출력광을 발광하는 광원;
    상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광에 의해 상기 3차원 입체 출력물을 형성하게 되는 출력물재료가 저장되는 저장조;
    상기 광원과 상기 저장조 사이에 위치하며, 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 광경로(light path)를 조정하는 갈바노미터(galvanometer);
    상기 갈바노미터와 상기 저장조 사이의 상기 출력광의 광경로상에 위치하며, 상기 갈바노미터를 경유하여 오는 상기 출력광의 초점을 보정하는 포커싱보정수단; 및
    상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 진행방향을 변경시켜주는 반사경;을 포함하고,
    상기 반사경은,
    상기 출력광의 광경로 상에서 상기 포커싱보정수단의 전측 또는 후측에 위치하며,
    상기 광원은 레이저(laser) 또는 자외선이고,
    상기 포커싱보정수단은 에프-세타 렌즈(F-theta lense) 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈(telecentric F-theta lense)이며,
    상기 에프-세타 렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈는,
    렌즈 중심의 높낮이 조절 또는 각도 조절이 가능하고,
    상기 갈바노미터, 상기 포커싱보정수단 및 상기 반사경을 거쳐 온 상기 출력광이 원형의 스팟형태를 갖추어 상기 저장조 측으로 조사되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터 광출력장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 3차원 입체 출력물을 형성시키기 위한 출력광을 발광하는 광원;
    상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광에 의해 상기 3차원 입체 출력물을 형성하게 되는 출력물재료가 저장되는 저장조;
    상기 광원과 상기 저장조 사이에 위치하며, 상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 광경로를 조정하는 갈바노미터;
    상기 갈바노미터와 상기 저장조 사이의 상기 출력광의 광경로상에 위치하며, 상기 갈바노미터를 경유하여 오는 상기 출력광의 초점을 보정하는 포커싱보정수단;
    상기 저장조와 결합되며, 상기 저장조를 틸팅시켜주는 틸팅수단;
    상기 저장조의 상측 또는 내측에 위치하며, 상기 출력광에 의해 경화되어 형성된 출력물을 지지하는 출력판; 및
    상기 광원측으로부터 발광된 상기 출력광의 진행방향을 변경시켜주는 반사경;을 포함하고,
    상기 반사경은,
    상기 출력광의 광경로 상에서 상기 포커싱보정수단의 전측 또는 후측에 위치하며,
    상기 광원은 레이저(laser) 또는 자외선이고,
    상기 포커싱보정수단은 에프-세타 렌즈(F-theta lense) 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈(telecentric F-theta lense)이며,
    상기 에프-세타 렌즈 또는 텔레센트릭 에프-세타 렌즈는,
    렌즈 중심의 높낮이 조절 또는 각도 조절이 가능하고,
    상기 갈바노미터, 상기 포커싱보정수단 및 상기 반사경을 거쳐 온 상기 출력광이 원형의 스팟형태를 갖추어 상기 출력판 측으로 조사되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 틸팅수단은,
    상기 저장조의 일측과 타측이 틸팅되는 방향이 같도록 상기 저장조를 틸팅시키는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 틸팅수단은,
    상기 저장조와 결합하여 지지하며, 상기 저장조가 틸팅되는 중심이 되는 힌지결합의 틸팅회전축을 포함하는 틸팅지지부; 및
    상기 틸팅지지부와 힌지결합되며, 상기 저장조의 타측을 상승 또는 하강 구동을 시키어 상기 저장조가 틸팅되도록 하는 틸팅구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
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