KR101817269B1 - Printing apparatus for 3d object - Google Patents

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KR101817269B1
KR101817269B1 KR1020160105161A KR20160105161A KR101817269B1 KR 101817269 B1 KR101817269 B1 KR 101817269B1 KR 1020160105161 A KR1020160105161 A KR 1020160105161A KR 20160105161 A KR20160105161 A KR 20160105161A KR 101817269 B1 KR101817269 B1 KR 101817269B1
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이시욱
이호재
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주식회사 서연이화
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Abstract

The present invention provides a three-dimensional structure printing device capable of printing an object to be printed which is formed in a three-dimensional shape and forms a protrusion stitch part. The three-dimensional structure printing device comprises: a support part having at least a part composed of a curved surface and supporting the object to be printed on which a protrusion part is formed on the curved surface; a sensor part recognizing the protrusion part; a control part generating a control signal based on a measuring value from the sensor part; an inkjet nozzle installed in a rear direction of a moving direction of the sensor part, and discharging an ink to the protrusion part according to the control signal of the control part; and a surface treatment agent spraying nozzle installed in the rear direction of the moving direction of the inkjet nozzle, and discharging a surface treatment agent.

Description

입체물 인쇄장치{PRINTING APPARATUS FOR 3D OBJECT }[0001] PRINTING APPARATUS FOR 3D OBJECT [0002]

본 발명은 입체물 인쇄장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 입체형상을 갖는 피인쇄체에 효과적으로 인쇄하고, 인쇄후에 피인쇄체에 안정적으로 고정될 수 있도록 하는 입체물 인쇄장치에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic printing apparatus. More particularly, the present invention relates to a three-dimensional object printing apparatus capable of effectively printing on a substrate having a three-dimensional shape and being stably fixed to the substrate after printing.

최근의 정보 처리 기술이나 통신기술의 발달에 의해 복사 장치나 워드 프로세서, 컴퓨터 등의 정보처리 기기와, 팩스와 같은 통신 기기가 널리 보급되고 있다. Background Art [0002] With the recent development of information processing technology and communication technology, information processing devices such as a copying device, a word processor, a computer, and a communication device such as a facsimile are widely spread.

이에 따라, 이들 기기의 정보 출력 장치의 하나로서 잉크젯 방식에 의한 프린트 헤드를 이용해 디지털 화상을 형성하는 프린트 장치가 급속히 보급되어 있다.As a result, as one of the information output apparatuses of these apparatuses, a printing apparatus for forming a digital image using a print head by an ink-jet method is rapidly spreading.

이러한 프린트 장치에 있어서는 잉크를 토출하기 위한 토출구를 복수 집적한 잉크젯 프린트 헤드를 이용한 것, 혹은 복수개의 잉크젯 헤드를 이용한 것을 많이 볼 수 있다. 또한, 이러한 장치에 있어서는 기술의 진보에 의해 토출구의 집적도나 컬러 프린트 시의 색재현성이 향상되어, 인쇄나 은염사진의 고화질 요구가 늘어나고, 보다 저가격화도 진행되고 있다.In such a printing apparatus, many ink jet print heads in which a plurality of ejection openings for ejecting ink are used, or a plurality of ink jet heads are used. Further, in such an apparatus, due to advances in technology, the degree of integration of the discharge port and the color reproducibility at the time of color printing are improved, and the demand for high image quality of printing and silver halide photography is increased, and further reduction in cost is progressing.

특히, 비접촉식 프린트 방법인 것에서 종래 일반적으로 프린트 매체로 사용되고 있던 종이 등의 시트형의 이외에 사면 혹은 곡면 또는 요철을 포함한 다양한 형태로 형성된 입체물의 표면으로 인쇄할 기술이 요구되고 있다.Particularly, in the non-contact type printing method, there is a demand for a technique of printing on the surfaces of three-dimensional objects formed in various forms including a slope, a curved surface, and concavo-convex in addition to a sheet type such as paper which has been conventionally used as a printing medium in general.

또한, 입체물의 표면에 인쇄된 후에도 쉽게 훼손되지 않고 안정적이고 견고하게 고정시킬 기술도 필요하다.Also, there is a need for a technique for stably and firmly fixing the surface of a solid body without being easily damaged even after printing.

일본 공개특허공보 특개평9-193368호(1997.07.29)Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-193368 (July 29, 1997)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 입체형상이며 돌출 스티치부가 형성된 피인쇄체를 인쇄할 수 있도록 하는 입체물 인쇄장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a three-dimensional object printing apparatus capable of printing a substrate on which a protruding stitch portion is formed in a three-dimensional shape.

또한, 잉크젯 노즐이 토출시킨 잉크가 피인쇄체에 안정적이고 견고하게 고정시킬 수 있는 입체물 인쇄장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a three-dimensional printing apparatus capable of stably and firmly fixing ink ejected by an ink-jet nozzle to a printing medium.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 일관점에 따른 입체물 인쇄장치는, 적어도 일부가 곡면으로 구성되고 상기 곡면상에 돌출부가 형성되는 입체물이 지지되는 지지부; 상기 돌출부를 인식하는 센서부; 상기 센서부에서의 측정값을 근거로 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 센서부의 진행방향 후방에 설치되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 돌출부로 잉크를 토출시키는 잉크젯 노즐; 및 상기 잉크젯 노즐의 진행방향 후방에 설치되어 표면처리제를 토출시키는 표면처리제 분사노즐;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stereoscopic printing apparatus comprising: a support member, at least a part of which is formed of a curved surface, and on which a protrusion is formed; A sensor unit for recognizing the protrusion; A control unit for generating a control signal based on the measured value at the sensor unit; An ink jet nozzle provided behind the sensor unit in a moving direction of the sensor unit to eject ink to the protrusion according to a control signal of the controller; And a surface treatment agent spraying nozzle disposed behind the inkjet nozzle in the traveling direction to discharge the surface treatment agent.

여기서, 상기 입체물 인쇄장치는, 상기 입체물과 상기 표면처리제 분사노즐사이의 간격을 측정하는 간격측정수단이 포함될 수 있다. 이때, 제어부는, 상기 간격측정수단에 의한 측정값을 근거로 상기 입체물과 상기 표면처리제 분사노즐이 일정한 간격을 유지하도록 상기 Z방향 구동부를 이동시킬 수 있다.Here, the three-dimensional object printing apparatus may include an interval measuring means for measuring an interval between the solid object and the surface treatment agent jetting nozzle. At this time, the control unit may move the Z-direction driving unit so that the solid object and the surface treatment agent spraying nozzle are kept at a constant interval based on the measured value by the interval measuring unit.

다른 실시예로서, 제어부는, 상기 입체물의 기저장된 곡면 형상 정보를 근거로 상기 입체물과 상기 표면처리제 분사노즐이 일정 간격을 유지하도록 상기 Z방향 구동부를 이동시키도록 구성될 수 있다.In another embodiment, the control unit may be configured to move the Z-direction driving unit so that the solid object and the surface treatment agent injection nozzle maintain a predetermined gap based on the pre-stored curved shape information of the solid object.

한편, 제어부는, 상기 센서부가 상기 돌출부의 시작점을 인식할 경우, 상기 표면 처리제 분사노즐이 상기 돌출부의 시작점에서 표면처리제 토출을 시작하여 기설정된 상기 돌출부의 길이 정보를 근거로 표면처리제 토출을 종료하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, when the sensor unit recognizes the start point of the protrusion, the control unit starts ejecting the surface treatment agent at the start point of the protrusion, and terminates the spraying of the surface treatment agent based on the length information of the predetermined protrusion Can be controlled.

또한, 상기 제어부는, 상기 센서부가 상기 돌출부의 시작점과 끝점을 인식할 경우, 상기 표면처리제 분사노즐이 상기 돌출부의 시작점에서 잉크 토출을 시작하여 상기 돌출부의 끝점에서 잉크 토출을 종료하도록 제어하도록 구성할 수도 있다.The controller may be configured to control the surface treatment agent injection nozzle to start ink ejection at a starting point of the protruding portion and terminate ink ejection at an end point of the protruding portion when the sensor portion recognizes the start point and the end point of the protruding portion It is possible.

본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치는, 상기 표면처리제 분사노즐을 좌우방향으로 이동시키는 XY방향 구동부;을 포함할 수 있다. The three-dimensional object printing apparatus according to an embodiment of the present invention may include an XY direction driving unit for moving the surface treatment agent jetting nozzle in the left-right direction.

또한, 제어부는, 상기 표면처리제 분사노즐이 일정한 토출양을 유지하도록 제어할 수 있다.In addition, the control section can control the surface treatment agent injection nozzle to maintain a constant discharge amount.

한편, 센서부는, 머신 비전(machine vision)으로 구성될 수 있다.On the other hand, the sensor unit may be configured as machine vision.

본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치는, 인쇄 상태를 모니터링하여 상기 제어부로 인쇄 상태 정보를 송신하는 인쇄상태 모니터링부를 더 포함할 수도 있다.The stereoscopic printing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a printing status monitoring unit for monitoring printing status and transmitting printing status information to the control unit.

이때, 제어부는, 수신한 상기 인쇄 상태 정보를 근거로 상기 잉크젯 노즐의 위치를 보정하도록 제어할 수 있다.At this time, the control unit may control to correct the position of the inkjet nozzle based on the received print state information.

본 발명의 다른 관점에 따른 입체물 인쇄장치는, 적어도 일부가 곡면으로 구성되고 상기 곡면상에 돌출부가 형성되는 입체물이 지지되는 지지부; 상기 돌출부를 인식하는 센서부; 상기 센서부에서의 측정값을 근거로 제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 센서부의 진행방향 후방에 설치되어 표면처리제를 토출시키는 표면처리제 분사노즐;을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a stereoscopic printing apparatus comprising: a support portion, at least a part of which is formed of a curved surface, on which a solid body on which a protrusion is formed is supported; A sensor unit for recognizing the protrusion; A control unit for generating a control signal based on the measured value at the sensor unit; And a surface treatment agent spraying nozzle disposed behind the sensor unit in the traveling direction to discharge the surface treatment agent.

본 발명에 의하면 돌출부를 인식하는 센서부를 구비함으로써 곡면으로 형성된 피인쇄물의 돌출부에 특정 색상의 컬러를 인쇄할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect that a color of a specific color can be printed on a protrusion of an object formed of a curved surface by providing a sensor portion for recognizing the protrusion.

또한, 컬러 잉크가 착색된 피인쇄체의 상부에 표면처리제를 도포하는 표면처리제 분사노즐을 구비하여 인쇄부가 안정적으로 고정되고 내구성이 향상되는 효과가 있다.Further, the surface treatment agent spraying nozzle for applying a surface treatment agent to the upper portion of the printing substrate to which the color ink is colored has an effect that the printing portion is stably fixed and durability is improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치의 구성도이고,
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치를 적용한 차량의 도어트림을 도시한 것이다.1 is a configuration diagram of a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a block diagram of a stereoscopic printing apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 illustrates a door trim of a vehicle to which a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a stereoscopic printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 입체물 인쇄장치(100)는, 피인쇄되는 입체물(103)이 지지되는 지지대(101)과, 입체물(103)에 컬러 잉크를 분사하는 잉크젯 노즐(111)과, 잉크 분사면에 표면처리제를 도포하는 표면처리제 분사노즐(112)을 포함한다.1, a three-dimensional printing apparatus 100 according to the present invention includes a support 101 on which a solid object 103 to be printed is supported, an inkjet nozzle 111 for jetting color ink onto the solid object 103, And a surface treatment agent jetting nozzle 112 for applying a surface treatment agent to the ink jetting surface.

입체물(103)은 적어도 일부가 곡면으로 구성되고, 곡면상에는 돌출부(103a)가 형성되어 있다. 본 발명이 적용될 수 있는 곡면상의 돌출부(103a)는 다양한 제품의 일부분이 될 수 있는데, 일례로 자동차의 내장재에 형성된 특정 돌출부에 잉크를 분사하여 돌출부를 채색할 수 있다. The three-dimensional object 103 is at least partially formed of a curved surface, and a protruding portion 103a is formed on the curved surface. The curved projection 103a to which the present invention can be applied may be a part of various products. For example, the protrusion can be colored by spraying ink on a specific protrusion formed on an automobile interior material.

잉크젯 노즐(111)은, 피인쇄체인 곡면상의 돌출부(103a)에 특정 색채를 분사하는 기능을 수행하는 것이다. 본 실시예에서는 돌출부(103a) 상에 잉크를 분사시키도록 구성하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 잉크젯 노즐(111)로 3D 프린팅을 구현하여 분사되는 잉크를 적층하여 3차원의 돌출부를 구성할 수도 있다. The inkjet nozzle 111 performs a function of ejecting a specific color to the projecting portion 103a on the curved surface of the print. In the present embodiment, the ink is jetted onto the protrusion 103a. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to implement 3D printing using the inkjet nozzle 111 to form a three-dimensional protrusion have.

표면처리제 분사노즐(112)은, 잉크가 착색된 부위에 표면처리제를 도포함으로써 잉크젯 프린팅하였을 때 잉크 착색부분의 퍼짐현상을 방지할 뿐만 아니라 접착성과 방수성, 내마모성 등을 구비하여 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.The surface treatment agent jetting nozzle 112 can prevent the spreading of the ink colored portion when ink-jet printing is performed by applying a surface treatment agent to a colored portion of the ink, and can improve durability by providing adhesiveness, water resistance, abrasion resistance, do.

센서부(113)는, 돌출부(103a)를 인식하여 측정값을 제어부(120)로 전달하는 기능을 수행한다.The sensor unit 113 recognizes the protrusion 103a and transmits the measurement value to the controller 120. [

여기서, 센서부(113)는, 돌출부(103a)를 인식할 수 있는 기능을 수행하는 초음파센서, 적외선센서, UV센서, 자기센서, 레이져 센서 등 다양한 종류의 센서 장치로 구성할 수 있으나, 본 발명에서는 정밀도가 높아서 미세한 패턴의 인식에 적합한 머신 비전(machine vision)으로 구성하였다.Here, the sensor unit 113 may include various types of sensor devices such as an ultrasonic sensor, an infrared sensor, a UV sensor, a magnetic sensor, and a laser sensor that perform a function of recognizing the protrusion 103a. The machine vision is suitable for fine pattern recognition due to its high precision.

본 발명의 일실시예에서는, 인쇄방향의 전방에 센서부(113)이 설치되고, 그 후방에 잉크젯 노즐(111)이 설치되어 센서부(113)의 측정동작 후에 잉크젯 노즐(111)의 잉크 분사동작이 진행된다.In the embodiment of the present invention, the sensor portion 113 is provided in front of the printing direction, and the inkjet nozzle 111 is provided behind the sensor portion 113 so that ink is ejected from the inkjet nozzle 111 Operation proceeds.

본 발명의 실시예에서는, 전술한 잉크 분사동작후에 표면처리제 도포작업이 진행되는 데, 이를 위해 잉크젯 노즐(111)의 인쇄방향 후방에 표면처리제 분사노즐(112)이 설치된다.In the embodiment of the present invention, the surface treatment agent application operation proceeds after the above-described ink injection operation. To this end, a surface treatment agent injection nozzle 112 is provided behind the inkjet nozzle 111 in the printing direction.

제어부(120)는, 센서부(113)에서의 측정값을 근거로 제어신호를 생성한다. 즉, 센서부(113)에서 특정 돌출부(103a)를 인식한 측정신호, 예를 들면, 돌출부의시작점 및 끝점의 위치, 돌출부의 형상정도 등을 전달하면 제어부(120)에서 이를 수신하여 XY방향 구동부(108) 및 Z방향 구동부(106)가 XY축 방향 또는 Z축 방향으로 적절한 위치에 배치되도록 제어신호를 생성한다.The control unit (120) generates a control signal based on the measured value at the sensor unit (113). That is, the control unit 120 receives the measurement signal that recognizes the specific protrusion 103a in the sensor unit 113, for example, the position of the start point and the end point of the protrusion, the shape of the protrusion, The control unit 108 generates the control signal so that the Z-direction drive unit 106 and the Z-direction drive unit 106 are disposed at appropriate positions in the XY-axis direction or the Z-axis direction.

여기서, 제어부(120)는, 피인쇄체인 돌출부(103a)의 형상에 따라 적합하도록 다양한 형태의 제어방식을 적용할 수 있다. 예를 들면, 센서부(113)가 돌출부(103a)의 시작점을 인식하고, 잉크젯 노즐(111)이 돌출부(103a)의 시작점에서 잉크 토출을 시작하도록 구성할 수 있다. 잉크 토출이 시작된 후에는, 기설정되거나 센서부(113)에서 측정된 돌출부(103a)의 길이 정보를 근거로 잉크 토출을 종료하도록 제어할 수 있다. Here, the control unit 120 may apply various types of control methods in accordance with the shape of the projection 103a. For example, the sensor unit 113 may recognize the starting point of the protrusion 103a and configure the inkjet nozzle 111 to start ink ejection at the starting point of the protrusion 103a. After the ink ejection is started, it is possible to control the ink ejection to be terminated based on the length information of the protruded portion 103a previously measured or measured by the sensor portion 113. [

다른 실시예로서, 제어부(120)는, 센서부(113)가 돌출부(103a)의 시작점과 끝점을 인식하고, 잉크젯 노즐(111)이 돌출부(103a)의 시작점에서 잉크 토출을 시작하여 돌출부(103a)의 끝점에서 잉크 토출을 종료하도록 제어할 수도 있다.The control unit 120 recognizes the start point and the end point of the protrusion 103a and the inkjet nozzle 111 starts ejecting the ink at the start point of the protrusion 103a so that the protrusion 103a To terminate the ink ejection at the end point of the ink droplet.

본 발명의 일실시예에 따른 제어부(120)는, 돌출부(103a)의 시작점 또는 끝점을 인식할 뿐만 아니라 돌출부(103a)의 형상을 인식할 수 있다. The controller 120 according to an embodiment of the present invention can recognize the shape of the protrusion 103a as well as recognize the starting point or the end point of the protrusion 103a.

예를 들면, 돌출부(103a)가 장방형일때에는 돌출부의 길이 정보와 폭 정보를 획득할 수 있다. For example, when the protrusion 103a is rectangular, the length information and the width information of the protrusion can be obtained.

또한, 돌출부(103a)의 다양한 형상을 인식하여 형상에 대응되도록 잉크젯 노즐(111)이 잉크를 분사하도록 구성할 수 있다. It is also possible to configure the inkjet nozzle 111 to jet ink so as to correspond to the shape by recognizing various shapes of the protrusion 103a.

예를 들면, 돌출부(103a) 시작부분 또는 끝부분이 라운드지게 형성된 경우, 시작부분과 끝부분에서는 잉크 분사량을 줄이도록 제어한다.For example, when the start portion or the end portion of the protrusion 103a is rounded, the ink injection amount is controlled to be reduced at the start portion and the end portion.

또다른 실시예로서, 제어부(120)는, 돌출부(103a)의 형상을 미리 저장하고, 저장된 돌출부(103a)의 형상정보를 근거로 잉크 분사를 제어할 수도 있다. 이 경우, 센서부(113)가 돌출부(103a)의 시작점의 위치만 인식하면 이를 근거로 돌출부(103a)의 형상에 맞는 인쇄작업을 진행할 수 있게 된다.As another embodiment, the control unit 120 may previously store the shape of the protrusion 103a, and may control the ink injection based on the shape information of the stored protrusion 103a. In this case, when the sensor unit 113 recognizes only the position of the starting point of the protruding portion 103a, the printing operation can be performed according to the shape of the protruding portion 103a.

전술한 바와 같이, 본 발명은 제어부(120) 및 센서부(113)에 의해 어떠한 형태의 돌출부(103a)를 인식하고, 돌출부(103a)에 대응되도록 잉크를 분사할 수 있게 된다. As described above, the present invention can recognize any form of protrusion 103a by the control unit 120 and the sensor unit 113, and eject ink so as to correspond to the protrusion 103a.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치(100)에는, 표면처리제 분사노즐(112)이 더 포함되어 잉크가 착색된 부위에 추가적으로 표면처리제를 도포하도록 구성되는데, 제어부(120)에서는 전술한 다양한 실시예에 의해 획득된 돌출부(103a)의 정보를 바탕으로 표면처리제 분사노즐(112)에서의 표면처리제 토출량을 제어할 수 있다.In addition, the three-dimensional printing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention further includes a surface treatment agent injection nozzle 112 so as to apply an additional surface treatment agent to the colored areas of the ink. In the control unit 120, It is possible to control the discharge amount of the surface treatment agent in the surface treatment agent jetting nozzle 112 based on the information of the projections 103a obtained by the various embodiments.

예를 들면, 제어부(112)에서는, 센서부(113)에서 획득된 돌출부(103a) 정보를 바탕으로 잉크젯 노즐(111)과 표면처리제 분사노즐(112)의 이격거리, 입체물(103)의 곡면형상 정보 등을 바탕으로 잉크가 도포된 정확한 부위에 소정량의 표면처리제를 도포할 수 있도록 구성할 수 있다. For example, based on the information of the protrusion 103a obtained by the sensor unit 113, the control unit 112 calculates the distance between the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent injection nozzle 112, the curved surface shape of the solid object 103 It is possible to apply a predetermined amount of the surface treatment agent to the precise part to which the ink is applied based on the information or the like.

다른 실시예로서, 잉크젯 노즐(111)의 Z방향 구동부(106)과 별도로 추가적인 Z방향 구동부(미도시)를 설치하여 표면처리제 분사노즐(112)과 잉크젯 노즐(111)이 각각 별도로 상하방향으로 이동될 수 있도록 구성할 수 있다. 이 경우, 표면처리제 분사노즐(112)과 잉크젯 노즐(111)이 서로 이격되어 있더라도 곡면부를 갖는 입체물(103)과의 간격을 일정하게 유지할 수 있기 때문에 일정한 양으로 표면처리제 또는 잉크를 분사하여 일정한 두께로 도포할 수 있게 된다.As another embodiment, an additional Z direction driving unit (not shown) may be provided separately from the Z direction driving unit 106 of the ink jet nozzle 111 so that the surface treating agent jetting nozzle 112 and the ink jet nozzle 111 are separately moved up and down And the like. In this case, even when the surface treatment agent injection nozzle 112 and the inkjet nozzle 111 are spaced apart from each other, the interval between the surface treatment agent injection nozzle 112 and the three-dimensional object 103 having a curved surface portion can be kept constant. Therefore, . ≪ / RTI >

도면에 도시되지는 않았지만, 필요에 따라서는, 잉크젯 노즐(111)과 표면처리제 분사노즐(112) 사이의 거리를 조절하는 조절부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이 구성을 통해 표면처리제의 종류에 따라 적절한 거리로 조절할 수 있으며, 입체물(103)의 곡면도에 따라서도 적절한 거리로 조절할 수 있게 된다.(Not shown) for adjusting the distance between the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent jetting nozzle 112, if necessary, although not shown in the drawings. With this configuration, the distance can be adjusted to an appropriate distance according to the type of the surface treatment agent, and the distance can be adjusted to an appropriate distance according to the curved surface of the solid object 103.

한편, 제어부(120)는, 전술한 잉크의 토출을 제어할 뿐만 아니라 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)를 특정위치로 이동시키는 제어를 수행할 수도 있다. 즉, 제어부(120)의 제어신호에 따라 돌출부(103a)의 시작점 위치로 XY방향으로 이동시키는 XY방향 구동부(108) 및 Z방향으로 이동시키는 Z방향 구동부(106)를 포함한다.Meanwhile, the control unit 120 may control not only the ejection of the above-described ink but also the movement of the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent injection nozzle 112 to a specific position. That is, the control unit 120 includes an XY direction driving unit 108 that moves in the XY direction to a starting point position of the protrusion 103a in accordance with a control signal of the controller 120, and a Z direction driving unit 106 that moves in the Z direction.

여기서, XY방향 구동부(108) 및 Z방향 구동부(106)는 각각 XY방향 안내부(107)과 Z방향 안내부(105)를 따라 이동되도록 XY방향 안내부(107)과 Z방향 안내부(105) 상에 설치된다.Here, the XY-direction driving unit 108 and the Z-direction driving unit 106 are configured to move along the XY-direction guide unit 107 and the Z-direction guide unit 105, respectively, in the XY direction guide unit 107 and the Z- .

본 발명의 일실시예에서는, XY방향 구동부(108) 및 Z방향 구동부(106)와 XY방향 안내부(107)과 Z방향 안내부(105)에 의해 위치이동되도록 구성되어 있는데, 구체적인 구성은 공지의 XYZ방향 구동부 및 XYZ방향 안내부를 참조하여 구현할 수 있다. The XY direction guide section 107 and the Z direction guide section 105 are configured to be moved in the XY direction drive section 108 and the Z direction drive section 106, The XYZ-direction driving unit and the XYZ-direction guide unit of FIG.

또한, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 Z방향 안내부(105)상에 설치된 Z방향 구동부(106)에 의해 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)을 이동시키도록 구현할 수도 있지만, Z방향 구동부(106)가 지지대(101)의 하측에 설치되어 지지대(101)가 상하로 이동되도록 구현함으로써 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)과 입체물(103)간의 간격을 조절할 수도 있다.1, the present invention can be implemented to move the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent jetting nozzle 112 by the Z-direction drive unit 106 provided on the Z-direction guide unit 105 And the Z-direction drive unit 106 is installed below the support base 101 to move the support base 101 up and down to adjust the gap between the ink-jet nozzle 111 and the surface treatment agent injection nozzle 112 and the solid body 103 It is possible.

본 발명의 도 1의 실시예에서는, 표면처리제 분사노즐(112)이 잉크젯 노즐(111)과 소정거리 이격되고, 센서부(113), 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)가 동일한 모듈로 구성되어 동일한 XY방향 구동부(108) 및 Z방향 구동부(106)에 의해 구동되도록 구성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 잉크젯 노즐(111)과 표면처리제 분사노즐(112)이 별도의 모듈로 구성되어 별도의 구동수단에 의해 XYZ방향으로 이동되도록 구성할 수도 있다. In the embodiment of FIG. 1 of the present invention, the surface treatment agent injection nozzle 112 is spaced apart from the inkjet nozzle 111 by a predetermined distance, and the sensor unit 113, the inkjet nozzle 111, and the surface treatment agent injection nozzle 112 are the same The present invention is not limited to this, and the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent jetting nozzle 112 may be driven by separate modules (not shown), and may be driven by the same XY direction drive unit 108 and the Z direction drive unit 106, And may be configured to be moved in the X, Y, and Z directions by a separate driving means.

즉, 본 발명은, 제조공정상의 필요에 따라서 잉크 분사공정과 표면처리제 분사공정을 동시에 또는 별도로 수행하도록 구성할 수 있게 된다.That is, the present invention can be configured to perform the ink jetting step and the surface treating agent jetting step simultaneously or separately according to the necessity of the normal manufacturing process.

본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치(100)는, 인쇄 상태를 모니터링하여 제어부(120)로 인쇄 상태 정보를 송신하는 인쇄상태 모니터링부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.The stereoscopic printing apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a print status monitoring unit (not shown) that monitors the print status and transmits print status information to the control unit 120. [

이때, 제어부(120)는, 수신한 인쇄 상태 정보를 근거로 잉크젯 노즐(111)의 위치를 보정하도록 제어할 수 있다.At this time, the control unit 120 can control to correct the position of the inkjet nozzle 111 based on the received printing state information.

여기서, 인쇄상태 모니터링부(미도시)는 잉크젯 노즐(111)의 인쇄방향 후방에 위치할 수 있으며, 인쇄가 시작되고 소정시간후에 모니터링을 시작하거나 주기적으로 모니터링을 시작하도록 구성될 수 있다.Here, the printing state monitoring unit (not shown) may be located behind the printing direction of the inkjet nozzle 111, and may be configured to start monitoring after the printing is started and after a predetermined time, or to start monitoring periodically.

다른 실시예로서, 인쇄상태 모니터링부(미도시)는 잉크젯 노즐(111)이 시험인쇄모드일 때 작동하도록 구성할 수 있다.In another embodiment, the print status monitoring unit (not shown) may be configured to operate when the inkjet nozzle 111 is in the test print mode.

예를 들면, 전방의 3개 돌출부 시작점에만 소량의 잉크로 인쇄하거나 일정 간격으로 이격시켜 샘플링된 돌출부의 시작점에만 소량의 잉크를 분사시키고 인쇄상태 모니터링부(미도시)를 통해 미리 잉크젯 노즐(111)의 위치가 정확한지 파악하도록 구성하는 방식이다. 이러한 과정을 통해 제품의 불량을 줄일 수 있고 공정의 정확성을 향상시킬 수 있게 된다.For example, a small amount of ink may be ejected only at the starting points of the sampled protrusions by printing a small amount of ink at the beginning of three protrusions at the front or by spacing the protrusions at predetermined intervals, and the inkjet nozzle 111 may be preliminarily ejected through a printing state monitoring unit So that it is possible to determine whether or not the position is correct. Through this process, it is possible to reduce the defective product and improve the accuracy of the process.

본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치(100)는, 곡면과 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)간의 간격을 일정하게 유지하는 것이 인쇄품질에 영향을 끼치는 중요한 요인이 된다.In the three-dimensional printing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, maintaining a constant gap between the curved surface and the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent injection nozzle 112 is an important factor affecting the print quality.

이를 위해 본 발명은 일실시예로서, 입체물(103)과 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)사이의 간격을 측정하는 간격측정수단(미도시)이 포함될 수 있다. 제어부(120)는, 간격측정수단(미도시)에 의한 측정값을 근거로 입체물(103)과 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)이 일정한 간격을 유지하도록 Z방향 구동부(106)를 이동시키도록 구성할 수 있다.To this end, the present invention may include an interval measuring means (not shown) for measuring the distance between the solid object 103 and the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent jetting nozzle 112. The controller 120 controls the Z direction driver 106 to maintain the gap between the solid object 103 and the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent injection nozzle 112 based on the measured value by the interval measuring means As shown in Fig.

또다른 실시예로서, 제어부(120)는, 입체물(103)의 기저장된 곡면 형상 정보를 근거로 입체물(103)과 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)이 일정 간격을 유지하도록 Z방향 구동부(106)를 이동시키도록 구성할 수도 있다.The control unit 120 may control the Z-shape of the three-dimensional object 103 and the surface treatment agent injection nozzle 112 so that the three-dimensional object 103 and the surface treatment agent injection nozzle 112 are spaced apart from each other by a predetermined distance The direction driving unit 106 may be moved.

한편, 잉크젯 노즐(111)은, 잉크 저장부(미도시)에서 잉크를 공급받고, 제어부(120)의 제어에 따라 소정량의 잉크를 분사하도록 구성되고, 표면처리제 분사노즐(112)은, 표면처리제 저장부(미도시)에서 표면처리제를 공급받고, 제어부(120)의 제어에 따라 소정량의 표면처리제를 분사하도록 구성된다. The inkjet nozzle 111 is configured to receive ink from an ink reservoir (not shown) and to jet a predetermined amount of ink under the control of the controller 120. The surface treatment agent jetting nozzle 112 has a surface The surface treatment agent is supplied from a treatment agent storage unit (not shown), and a predetermined amount of surface treatment agent is sprayed under the control of the control unit 120.

여기서, 제어부(120)는, 입체물(103)과 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)사이의 간격이 유지된 상태에서 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)이 일정한 토출양을 유지하도록 제어할 수 있다. The controller 120 controls the inkjet nozzles 111 and the surface treatment agent jetting nozzles 112 in a state in which the gap between the solid object 103 and the inkjet nozzles 111 and the surface treatment agent jetting nozzles 112 is maintained, It can be controlled to maintain the amount.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a stereoscopic printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

제어부(120)는, 센서부(113)에서 특정 돌출부(103a)를 인식한 측정신호를 수신하고, 입체물(103)상 돌출부(103a)의 위치 정보를 파악하여 XY방향 구동부(108) 및 Z방향 구동부(106)를 제어한다.The control unit 120 receives the measurement signal that recognizes the specific protrusion 103a in the sensor unit 113 and grasps the position information of the protrusion 103a on the solid object 103 and outputs it to the XY direction drive unit 108 and the Z direction And controls the driving unit 106.

또한, 제어부(120)는, 곡면 형상 저장부(115)에 미리 저장된 적어도 하나의 곡면 형상 정보를 획득하고, 이를 근거로 피인쇄되는 입체물(103)과 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112) 간의 간격을 일정하게 유지되도록 Z방향 구동부(106)를 제어한다.The control unit 120 obtains at least one curved shape information stored in advance in the curved shape storage unit 115 and calculates the curved shape information based on the curved shape information stored in the curved shape information storage unit 115 and the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent injection nozzle 112 are controlled to be constant in the Z direction.

한편, 제어부(120)는, 전술한 제어방식에 의해 XY방향 구동부(108) 및 Z방향 구동부(106)를 통해 입체물(103)의 돌출부(103a)상에서 소정 간격만큼 이격되도록 위치제어를 수행할 뿐만 아니라, 이동된 위치에서 적절한 양의 잉크 및 표면처리제가 잉크젯 노즐(111) 및 표면처리제 분사노즐(112)에서 토출되도록 잉크 토출제어 및 표면처리제 토출제어를 수행한다.Meanwhile, the control unit 120 performs position control on the projecting portion 103a of the three-dimensional object 103 by a predetermined distance through the XY direction drive unit 108 and the Z direction drive unit 106 by the control method described above But performs the ink discharge control and the surface treatment agent discharge control such that an appropriate amount of ink and surface treatment agent is discharged from the inkjet nozzle 111 and the surface treatment agent injection nozzle 112 at the moved position.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치를 적용한 차량의 도어트림을 도시한 것이다.FIG. 3 illustrates a door trim of a vehicle to which a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 자동차의 도어트림(200) 상에 적용되는 컬러 스티치(210)는, 소정 길이만큼 돌출되고 이러한 돌출 형상이 반복되며 곡면부(201)상에 연장 형성된다. For example, as shown in Fig. 3, a color stitch 210 applied on a door trim 200 of an automobile is protruded by a predetermined length, and this protruding shape is repeated and formed on the curved portion 201 do.

컬러 스티치(210)는, 실제 바느질된 형상을 모방하여 도어트림(200)의 곡면부상에 일체로 사출 형성된 후에 컬러 스티치(210) 부분만 본 발명의 일실시예에 따른 입체물 인쇄장치(100)을 사용한 잉크젯 프린팅을 통해 컬러링을 구현한 것으로, 제조 단가를 낮추면서도 고급감을 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.The color stitch 210 is integrally formed on the curved portion of the door trim 200 in a manner simulating the actual stitched shape and then only the portion of the color stitch 210 is formed on the surface of the three-dimensional printing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention The coloring is realized through the used inkjet printing, so that it is possible to feel a sense of quality while lowering the manufacturing cost.

또한, 착색된 컬러 스티치(210)에 추가적으로 표면처리제가 도포됨으로써 접착력을 향상시킬 뿐만 아니라 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the surface treatment agent is further applied to the colored stitches 210 to improve not only the adhesion but also the durability.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 입체물 인쇄장치
101: 지지대
103: 입체물
103a: 돌출부
105: Z방향 안내부
106: Z방향 구동부
107: XY방향 안내부
108: XY방향 구동부
111: 잉크젯 노즐
112: 표면처리제 노즐100: three-dimensional printing device
101: Support
103: Solid
103a:
105: Z direction guide
106: Z direction driving part
107: XY direction guide
108: XY direction driving part
111: Inkjet nozzle
112: Surface treatment agent nozzle

Claims (12)

적어도 일부가 곡면으로 구성되고 상기 곡면상에 돌출부가 형성되는 입체물이 지지되는 지지부;
상기 돌출부를 인식하는 센서부;
상기 센서부에서의 측정값을 근거로 제어신호를 생성하는 제어부;
상기 센서부의 진행방향 후방에 설치되어 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 돌출부로 잉크를 토출시키는 잉크젯 노즐;
상기 잉크젯 노즐의 진행방향 후방에 설치되어 표면처리제를 토출시키는 표면처리제 분사노즐; 및
상기 표면처리제 분사노즐을 상하방향으로 이동시키는 제1 Z방향 구동부;를 포함하고,
상기 입체물과 상기 표면처리제 분사노즐이 일정한 간격을 유지하도록 구성되고,
상기 잉크젯 노즐을 상하방향으로 이동시키는 제2 Z방향구동부와,
상기 잉크젯 노즐과 상기 표면처리제 분사노즐 사이의 거리를 조절하는 조절부를 더 포함하는, 입체물 인쇄장치.A supporting part, at least a part of which is formed of a curved surface, on which a solid body on which a protrusion is formed is supported;
A sensor unit for recognizing the protrusion;
A control unit for generating a control signal based on the measured value at the sensor unit;
An ink jet nozzle provided behind the sensor unit in a moving direction of the sensor unit to eject ink to the protrusion according to a control signal of the controller;
A surface treatment agent spraying nozzle disposed behind the inkjet nozzle in the traveling direction to discharge the surface treatment agent; And
And a first Z-direction drive unit for moving the surface treatment agent spraying nozzle in the vertical direction,
Wherein the three-dimensional object and the surface treatment agent jetting nozzle are arranged to maintain a constant interval,
A second Z direction driving unit for moving the ink jet nozzle in the vertical direction,
Further comprising: an adjustment unit for adjusting a distance between the inkjet nozzle and the surface treatment agent jetting nozzle. 청구항 1에 있어서,
상기 입체물 인쇄장치는,
상기 입체물과 상기 표면처리제 분사노즐사이의 간격을 측정하는 간격측정수단이 포함되는, 입체물 인쇄장치.The method according to claim 1,
The three-dimensional object printing apparatus includes:
And an interval measuring means for measuring an interval between the solid object and the surface treatment agent jetting nozzle. 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 간격측정수단에 의한 측정값을 근거로 상기 입체물과 상기 표면처리제 분사노즐이 일정한 간격을 유지하도록 상기 Z방향 구동부를 이동시키는, 입체물 인쇄장치.The method of claim 2,
Wherein,
And the Z-direction driving unit is moved so that the solid object and the surface treatment agent jetting nozzle are kept at a constant interval based on the measured value by the interval measuring unit. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입체물의 기저장된 곡면 형상 정보를 근거로 상기 입체물과 상기 표면처리제 분사노즐이 일정 간격을 유지하도록 상기 Z방향 구동부를 이동시키는, 입체물 인쇄장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And the Z-direction driving unit is moved so that the solid object and the surface treatment agent jetting nozzle maintain a predetermined gap based on the pre-stored curved surface shape information of the solid object. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센서부가 상기 돌출부의 시작점을 인식할 경우,
상기 표면 처리제 분사노즐이 상기 돌출부의 시작점에서 표면처리제 토출을 시작하여 기설정된 상기 돌출부의 길이 정보를 근거로 표면처리제 토출을 종료하도록 제어하는, 입체물 인쇄장치.The method according to claim 1,
Wherein,
When the sensor unit recognizes the start point of the protrusion,
Wherein the surface treatment agent jetting nozzle starts discharging the surface treatment agent at a starting point of the protruding portion and finishes discharging the surface treating agent based on predetermined length information of the protruding portion. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센서부가 상기 돌출부의 시작점과 끝점을 인식할 경우,
상기 표면처리제 분사노즐이 상기 돌출부의 시작점에서 잉크 토출을 시작하여 상기 돌출부의 끝점에서 잉크 토출을 종료하도록 제어하는, 입체물 인쇄장치.The method according to claim 1,
Wherein,
When the sensor unit recognizes the start point and the end point of the protrusion,
And the surface treatment agent injection nozzle starts ink ejection at the start point of the protrusion and ends ink ejection at the end point of the protrusion. 청구항 1에 있어서,
상기 입체물 인쇄장치는,
상기 표면처리제 분사노즐을 좌우방향으로 이동시키는 XY방향 구동부;을 포함하는, 입체물 인쇄장치.The method according to claim 1,
The three-dimensional object printing apparatus includes:
And an XY direction driving unit for moving the surface treatment agent spraying nozzle in the left and right directions. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 표면처리제 분사노즐이 일정한 토출양을 유지하도록 제어하는, 입체물 인쇄장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein,
And the surface treatment agent spraying nozzle maintains a constant discharge amount. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서부는, 머신 비전(machine vision)으로 구성되는, 입체물 인쇄장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the sensor unit is constituted by machine vision. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입체물 인쇄장치는,
인쇄 상태를 모니터링하여 상기 제어부로 인쇄 상태 정보를 송신하는 인쇄상태 모니터링부를 더 포함하는, 입체물 인쇄장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
The three-dimensional object printing apparatus includes:
And a printing status monitoring unit for monitoring the printing status and transmitting the printing status information to the control unit. 청구항 10에 있어서,
상기 제어부는,
수신한 상기 인쇄 상태 정보를 근거로 상기 잉크젯 노즐의 위치를 보정하도록 제어하는, 입체물 인쇄장치.The method of claim 10,
Wherein,
And controls the position of the inkjet nozzle to be corrected based on the received printing state information. 삭제delete
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KR1020160105161A KR101817269B1 (en) 2016-08-19 2016-08-19 Printing apparatus for 3d object

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112172353A (en) * 2019-07-02 2021-01-05 兰州远达智能科技有限公司 Vertical 3D printer

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