KR101820754B1 - 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법 - Google Patents

3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101820754B1
KR101820754B1 KR1020160167203A KR20160167203A KR101820754B1 KR 101820754 B1 KR101820754 B1 KR 101820754B1 KR 1020160167203 A KR1020160167203 A KR 1020160167203A KR 20160167203 A KR20160167203 A KR 20160167203A KR 101820754 B1 KR101820754 B1 KR 101820754B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
opening
powder
coating
space
closing device
Prior art date
Application number
KR1020160167203A
Other languages
English (en)
Inventor
손용
이낙규
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020160167203A priority Critical patent/KR101820754B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101820754B1 publication Critical patent/KR101820754B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321—Feeding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터는 제품이 형성되는 성형공간을 제공하는 성형부, 상기 성형부의 상기 성형공간을 향해 상기 제품을 형성하는 파우더를 적층으로 코팅하는 코팅부 및 상기 코팅부의 상부에 구비되고, 상기 코팅부를 향해 상기 파우더를 배출하는 배출구가 형성되며, 상기 코팅부에 의하여 이동되며 상기 배출구를 개폐하는 개폐장치를 포함하는 공급부를 포함한다.

Description

3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법{3D PRINTER AND THE PRINTING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파우더를 공급을 제어하는 별도의 동력이 필요하지 않은 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅 방법에 관한 것이다.
산업기술의 발전으로 인하여 3차원 프린터를 이용한 제품 개발 및 생산이 급속도로 발전하고 있다.
3차원 프린팅 기술은 일반적으로 입체 형태를 만드는 방식에 따라 재료를 한 층씩 쌓아 올리는 적층형과 큰 덩어리를 깍아서 만드는 절삭형으로 구분된다.
적층형의 경우 파우더를 적층으로 쌓게 되는데 파우더는 예를 들어 금속, 플라스틱 또는 세라믹 등으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 파우더를 적층으로 쌓기 위해서는 선행문헌(대한민국 공개특허 10-2016-0076514호)에 개시된 내용과 같이, 파우더를 쌓는 토출부에 파우더를 공급하는 공급부가 별도로 필요하게 된다.
한편, 공급부로부터 배출되는 파우더의 양을 조절하거나 파우더 공급을 차단하기 위해서는 별도의 구동수단이 사용될 수 있으며, 구동수단을 전원 공급이 필요할 수 있다.
이러한 구동수단은 하드웨어 및 소프트웨어 개발이 필요할 수 있으며, 또한, 파우더의 종류에 따라 공급부를 교체하여 사용할 경우 각각의 공급부에 형성된 구동수단에 대한 전원 연결 및 제어라인 연결로 인하여 설치 시간이 지연되는 문제가 존재하게 된다.
따라서, 전원공급이나 소프트웨어를 이용하여 제어할 필요가 없는 공급부를 포함하는 3차원 프린터 및 프린팅방법이 필요할 수 있다.
대한민국 공개특허 10-2016-0076514호 (등록일:2016.06.30)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전원공급이나 소프트웨어를 이용하여 제어할 필요가 없어 교체 및 제어가 용이한 공급부를 포함하는 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면 제품이 형성되는 성형공간을 제공하는 성형부, 상기 성형부의 상기 성형공간을 향해 상기 제품을 형성하는 파우더를 적층으로 코팅하는 코팅부 및 상기 코팅부의 상부에 구비되고, 상기 코팅부를 향해 상기 파우더를 배출하는 배출구가 형성되며, 상기 코팅부에 의하여 이동되며 상기 배출구를 개폐하는 개폐장치를 포함하는 공급부를 포함하는 3차원 프린터가 제공된다.
본 발명의 일측면에 따른 3차원 프린터의 상기 공급부는 상하방향으로 관통되고, 일면에 상기 개폐장치가 삽입되는 삽입구가 형성되며, 상부로부터 저면으로 연장되고 상기 배출구와 이격 형성되는 연장부를 포함하는 본체 및 상기 연장부에 상기 개폐장치를 고정하며, 상기 개폐장치의 이동에 따라 탄성 변형되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 개폐장치는 상기 삽입구에 삽입되는 제1개폐부재 및 상기 제1개폐부재로부터 저면을 향해 연장되며, 상기 탄성부재와 결합되는 제2개폐부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1개폐부재는 상기 제2개폐부재와 결합되는 일단으로부터 상기 삽입구에 삽입되는 타단으로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다.
또한, 상기 코팅부는 상기 제2개폐부재를 향해 돌출 형성되는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 제1개폐부재보다 짧게 형성될 수 있다.
또한, 상기 본체는 상기 삽입구의 양측면에 상기 개폐부재와 밀착되며 탄성 변형되는 밀폐부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 공급부는 상기 본체를 상하방향으로 제1공간 및 제2공간으로 나누며, 상기 제1공간과 상기 제2공간을 연통하는 복수 개의 홀이 형성되는 분리부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분리부재는 상기 홀이 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 코팅부는 상하방향으로 관통되는 중공 형상의 하우징 및 상기 하우징의 이동방향의 전후단에 각각 구비되어 상기 성형부에 코팅되는 상기 파우더의 표면을 정리하는 정리부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 상부 개구홀이 상기 배출구에 비해 지름이 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정리부재는 상기 파우더의 표면을 따라 회전 이동할 수 있다.
또한, 상기 코팅부는 상하방향으로 관통되는 중공 형상의 하우징, 상기 하우징의 이동방향의 전후단에 각각 구비되어 상기 성형부에 코팅되는 상기 파우더의 표면을 정리하는 정리부재 및 상기 하우징의 중공의 양측에 각각 구비되며, 표면에 기어치가 형성되는 결합부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 개폐장치는 상기 결합부재와 치합되도록 상기 결합부재와 대응되는 위치에 기어치가 형성되고, 상기 코팅부가 이동함에 따라 상기 결합부재와 치합되어 회전하며 상기 배출구를 개폐할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 코팅부가 상기 성형부의 일단과 타단 사이로 왕복 이동하며 상기 성형공간을 향해 상기 파우더를 코팅하는 파우더 코팅단계, 상기 코팅부가 상기 성형부의 상기 일단으로 이동하여 상기 개폐장치를 상기 배출구로부터 이동시켜 상기 배출구를 개방하는 개폐장치 개방단계, 상기 공급부에 저장된 상기 파우더가 상기 배출구를 통해 상기 코팅부로 공급되는 파우더 공급단계 및 상기 파우더 공급이 완료되면 상기 코팅부가 상기 성형부의 상기 타단으로 이동하며 상기 개폐장치를 이용하여 상기 배출구를 차폐시키는 개폐장치 차폐단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 파우더 코팅단계는 상기 파우더를 상기 코팅부로부터 상기 성형공간을 향해 배출하는 파우더 배출단계 및 상기 코팅부의 전후단에 각각 구비되는 정리부재를 이용하여 상기 성형부에 코팅된 상기 파우더의 표면을 정리하는 표면 정리단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 파우더 공급단계는 상기 공급부를 상하방향으로 제1공간 및 제2공간으로 나누며, 상기 제1공간과 상기 제2공간을 연통하는 복수 개의 홀이 형성되는 분리부재를 이용하여 상기 코팅부로 공급되는 상기 파우더의 양을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 별도의 전원공급이 없이 개폐장치가 코팅부에 의하여 이동하며 배출구를 개폐할 수 있어 공급부의 교체 및 제어가 용이할 수 있다.
둘째, 분리부재에 의하여 공급부로부터 코팅부로 공급되는 파우더의 양을 조절할 수 있어 파우더의 무게에 의하여 개폐장치가 이동하기 어려운 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 성형부를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 공급부를 타나내는 사시도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 공급부의 개폐장치의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 개폐장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 코팅부를 나타내는 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 공급부 및 코팅부의 결합 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 코팅부의 코팅 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용한 프린팅방법의 순서도를 나타낸다. 그리고,
도 15 및 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용한 프린팅방법에 따라 프린팅하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 프린터를 나타내는 사시도 및 분해 사시도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 파우더를 이용하여 적층으로 제품을 형성하는 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법에 관한 것이다.
구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터는 성형부(100), 코팅부(200) 및 공급부(300)를 포함한다.
성형부(100)는 제품(50)이 형성되는 성형공간(100a)을 제공할 수 있다. 성형부(100)의 성형공간(100a)에는 파우더(P)가 적층으로 쌓여 제품(50)이 형성될 수 있다. 즉, 성형공간(100a)은 제품(50)의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
코팅부(200)는 성형부(100)의 성형공간(100a)을 향해 제품(50)을 형성하는 파우더(P)를 적층으로 코팅할 수 있다.
코팅부(200)는 성형부(100)의 성형공간(100a)의 상부에 구비될 수 있으며, 파우더(P)를 임시 저장할 수 있다. 또한, 코팅부(200)는 왕복 이동하며 성형공간(100a)에 파우더(P)를 적층으로 코팅할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터는 코팅부(200)를 왕복 이동시키기 위한 구동수단(미도시)이 별도로 구비될 수 있다.
공급부(300)는 코팅부(200)의 상부에 구비되고, 코팅부(200)를 향해 파우더(P)를 배출하는 배출구(360)가 형성되며, 코팅부(200)의 선형 운동에 의하여 이동되며 배출구(360)를 개폐하는 개폐장치(310)를 포함할 수 있다.
즉, 공급부(300)의 개폐장치(310)는 별도의 전원공급 없이 코팅부(200)의 선형 운동 즉 코팅부(200)가 구동수단에 의하여 이동하는 힘에 의하여 밀려 배출구(360)를 개방할 수 있다.
따라서, 파우더(P)의 종류에 따라 공급부(300)를 교체할 경우 공급부(300)에 대한 전원공급이 필요하지 않으므로 공급부(300)의 교체 및 제어가 용이할 수 있다.
이러한 공급부(300)에 대해서는 이후 도 5 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.
우선 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 성형부(100)에 대하여 살펴본다.
성형부(100)는 성형케이스(110), 플레이트(120) 및 이동바(130)를 포함할 수 있다.
성형케이스(110)는 성형공간(100a)을 형성할 수 있다.
플레이트(120)는 성형공간(100a)에 구비되며, 성형케이스(110)의 내측면을 따라 상하 이동할 수 있다. 또한, 플레이트(120)는 이동바(130)에 의하여 상하 이동할 수 있다.
코팅부(200)가 플레이트(120)에 파우더(P)를 적층으로 코팅하는 동안 이동바(130)는 플레이트(120)를 하측으로 점차 이동하게 된다. 즉, 파우더(P)가 한층씩 코팅되고 나면 이동바(130)가 하측으로 이동할 수 있다. 이 때, 이동바(130)가 하측으로 이동하는 거리는 코팅되는 파우더(P)의 두께와 동일할 수 있다.
이어서, 도 5 및 도 6을 참조하여 공급부(300)에 대하여 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터의 공급부(300)는 본체(320) 및 탄성부재(330)를 포함할 수 있다.
본체(320)는 상하방향(Y)으로 관통되고, 일면에 개폐장치(310)가 삽입되는 삽입구(370)가 형성되며, 상부로부터 저면으로 연장되고 배출구(360)와 이격 형성되는 연장부(340)를 포함할 수 있다.
즉, 본체(320)는 파우더(P)를 저정하는 저장공간(300a)을 형성할 수 있으며, 코팅부(200)에 비해 더 많은 양의 파우더(P)를 저장할 수 있다.
또한, 본체(320)의 저면에는 파우더를 배출하기 위한 배출구(360)가 형성되며, 개폐장치(310)에 의하여 배출구(360)가 차폐됨에 따라 내부에 파우더(P)를 저장할 수 있는 저장공간(300a)이 형성될 수 있다.
또한, 탄성부재(330)는 연장부(340)에 개폐장치(310)를 고정하며, 개폐장치(310)의 이동에 따라 탄성 변형될 수 있다.
구체적으로, 개폐장치(310)는 제1개폐부재(310a) 및 제2개폐부재(310b)를 포함할 수 있다.
제1개폐부재(310a)는 삽입구(370)에 삽입되며, 제2개폐부재(310b)는 제1개폐부재(310a)로부터 저면을 향해 연장되며, 탄성부재(330)와 결합될 수 있다.
앞서 설명한 내용과 같이, 코팅부(200)가 공급부(300)와 가까워지는 방향으로 선형 운동하여 이동하게 되면 코팅부(200)를 이동하는 힘에 의하여 개폐부재(310)가 밀리게 되는데, 이 때, 코팅부(200)는 개폐부재(310)에 포함되는 제2개폐부재(310b)를 밀게 되며 제2개폐부재(310b)는 연장부(340)를 향해 이동하게 된다.
또한, 제2개폐부재(310b)가 연장부(340)를 향해 이동함에 따라 탄성부재(330)가 탄성 수축하게 된다. 제1개폐부재(310a) 역시 연장부(340)를 향해 이동하게 되므로 배출구(360)가 개방될 수 있다. 따라서, 파우더(P)가 공급부(300)로부터 코팅부(200)로 공급될 수 있다.
이에 반해, 코팅부(200)가 공급부(300)로부터 멀어지는 방향으로 이동하면 제2개폐부재(310b)에 가해지는 힘이 사라지게 된다.
따라서, 제2개폐부재(310b) 및 제1개폐부재(310a)는 탄성부재(330)의 탄성 회복력에 의하여 다시 초기 위치로 이동하게 되며, 이에 따라 배출구(360)가 다시 제1개폐부재(310a)에 의하여 차폐될 수 있다.
한편, 제1개폐부재(310a)는 제2개폐부재(310b)와 결합되는 일단으로부터 삽입구(370)에 삽입되는 타단으로 갈수록 폭(W)이 좁아질 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8을 참조하여 보면, 제1개폐부재(310a)가 타단이 일단보다 뾰족하게 형성될 수 있는데 이와 같은 형상으로 형성됨에 따라 개폐장치(310)가 삽입구(370)에 용이하게 삽입될 수 있다.
또한, 삽입구(370)의 양측면에 개폐부재(310)와 밀착되며 탄성 변형되는 밀폐부재(380)가 구비될 수 있다.
밀폐부재(380)는 개폐장치(310)의 이동방향에 따라 전후방향(X)으로 변형이 가능하며, 개폐장치(310)의 표면에 쌓인 파우더(P)가 개폐장치(310)의 이동과 함께 삽입구(370)의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다.
한편, 도 8 및 도 9를 참조하여 보면, 공급부(300)에는 분리부재(350)가 더 포함될 수 있다.
분리부재(350)는 본체(320)를 상하방향(Y)으로 제1공간(A) 및 제2공간(B)으로 나누며, 제1공간(A)과 제2공간(B)을 연통하는 복수 개의 홀(350a)이 형성될 수 있다.
이러한 홀(350a)은 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성될 수 있다.
즉, 홀(350a)이 하측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성됨으로써 파우더(P)가 제1공간(A)으로부터 제2공간(B)으로 유입되는 시간을 늘리 수 있어 코팅부(200)에 파우더(P)가 공급되는 시간을 조절함과 동시에 공급되는 파우더(P)의 양을 조절할 수 있다.
한편, 코팅부(200)에 공급되는 파우더(P)의 양은 배출구(360)의 구조를 통하여 제어될 수도 있다. 즉, 본 발명에서는 본체(320)가 상측으로부터 배출구(360)로 갈수록 폭이 좁아지게 형성됨으로써 코팅부(200)로 공급되는 파우더(P)의 양을 줄여 파우더(P)의 공급 속도를 늦출 수 있다.
이어서, 도 10 내지 도 13을 참조하여 코팅부(200)에 대하여 살펴본다.
코팅부(200)는 하우징(210) 및 정리부재(220)르 포함할 수 있다.
하우징(210)은 상하방향(Y)으로 관통되는 중공(210a) 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 코팅부(200)는 제2개폐부재(310b)를 향해 돌출 형성되는 돌출부(230)를 포함할 수 있다.
하우징(210)은 공급부(300)로부터 파우더(P)를 공급받는 상부 개구홀(240)이 성형부(100)를 향해 파우더(P)를 공급하는 하부 개구홀(250)에 비해 지름이 크게 형성될 수 있다.
따라서, 파우더(P)는 하우징(210)의 내부에 임시 저장되며, 코팅부(200)가 성형부(100) 상에서 왕복 이동하며 코팅하는 동안 하우징(210)에 저장된 파우더를 사용할 수 있다.
도 11을 참조하여 보면, 코팅부(200)에 저장된 파우더(P)가 소진되면 코팅부(200)는 파우더(P)를 공급받기 위하여 공급부(300)를 향해 이동하게 된다. 이 때 코팅부(200)를 이동시키는 힘에 의하여 개폐부재(310)가 배출구(360)로부터 밀리게 된다.
즉, 코팅부(200)의 돌출부(230)가 제2개폐부재(310b)를 밀어 공급부(300)의 배출구(360)가 개방될 수 있으며, 이에 따라 공급부(300)에 저장된 파우더(P)가 코팅부(200)로 배출될 수 있다.
한편, 돌출부(230)는 제1개폐부재(310a)보다 짧게 형성될 수 있다. 또한, 하우징(210)은 상부 개구홀(240)이 배출구(360)에 비해 지름(R1,R2)이 클 수 있다.
즉, 돌출부(230)의 길이(L2)가 제1개폐부재(310a)의 길이(L1)보다 짧게 형성되고, 하우징(210)의 상부 개구홀(240)의 지름(R2) 배출구(360)의 지름(R1)에 비해 크게 형성될 수 있다.
이는 코팅부(200)와 개폐장치(310)가 이동하는 과정에 파우더(P)가 공급부(300) 또는 코팅부(200)의 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다.
즉, 도 11과 같이, 코팅부(200)에 파우더(P)를 공급하는 과정에서는 제1개폐부재(310a)가 돌출부(230)보다 길게 형성됨으로써 배출구(360)가 개방되더라도 파우더(P)가 제1개폐부재(310a)에 의하여 하측으로의 이동이 차단됨으로 돌출부(230)의 상부면에 쌓이는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 12를 참조하여 보면 코팅부(200)에 파우더(P) 공급이 완료되어 코팅부(200)가 공급부(300)로부터 멀어지는 방향으로 이동하면 배출구(360)가 다시 차폐될 수 있다.
이 때, 돌출부(230)가 제1개폐부재(310a)에 비해 짧게 형성됨으로써 제1개폐부재(310a)가 먼저 배출구(360)를 차폐하더라도 코팅부(200)의 상부 개구홀(240)이 배출구(360)를 향해 개방되어 있으므로 남은 파우더(P)가 하우징(210)의 내부로 유입될 수 있다.
따라서, 파우더가 코팅부(200)가 아닌 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 정리부재(220)는 하우징(210)의 이동방향의 전후단에 각각 구비되어 성형부(100)에 코팅되는 파우더(P)의 표면(S)을 정리할 수 있다.
도 13을 참조하여 보면, 코팅부(200)가 성형부(100) 상에서 왕복 이동하며 파우더(P)를 코팅하는 동안 정리부재(220)는 하부 개구홀(250)의 전후단에 각각 구비되어 하부 개구홀(250)로부터 배출되어 성형부(100)에 코팅되는 파우더(P)의 표면(S)을 정리할 수 있다.
즉, 정리부재(220)는 파우더(P)의 표면(S)을 평탄하게 정리해줄 수 있다. 이러한 정리부재(220)는 파우더(P)의 표면(S)을 따라 회전 이동할 수 있으며, 예를 들어 롤러(Roller) 일 수 있다.
이어서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용한 프린팅방법에 대해서 살펴본다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용한 프린팅방법은 앞서 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터를 이용하여 제품을 프린팅하는 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 파우더 코팅단계(S100), 개폐장치 개방단계(S200) 파우더 공급단계(S300) 및 개폐장치 차폐단계(S400)를 포함한다.
도 15 및 도 16을 참조하여 보면, 파우더 코팅단계(S100)에서는 코팅부(200)가 성형부(100)의 일단(150)과 타단(160) 사이로 왕복 이동하며 성형공간(100a)을 향해 파우더(P)를 코팅할 수 있다.
이 때, 코팅부(200)는 하우징(210)의 내부에 저장된 파우더(P)가 어느 정도 소진될 때까지 성형부(100)에 파우더를 코팅할 수 있다.
한편, 파우더 코팅단계(S100)는 파우더 배출단계(S110) 및 표면 정리단계(S120)를 포함할 수 있다.
파우더 배출단계(S110)는 파우더(P)를 코팅부(200)로부터 성형공간(100a)을 향해 배출하는 단계이고, 표면 정리단계(S120)는 앞서 설명한 정리부재(220)를 이용하여 성형부(100)에 코팅된 파우더(P)의 표면(S)을 정리하는 단계이다.
따라서, 파우더(P)는 성형부(100)로 배출됨과 동시에 표면(S)이 평탄하게 정리되어 균일하게 코팅될 수 있다.
또한, 파우더 공급단계(S100)는 앞서 설명한 분리부재(350)를 이용하여 코팅부(200)로 공급되는 파우더(P)의 양을 조절할 수 있다.
즉, 분리부재(350)에 형성된 홀(350a)에 의하여 공급부(300)의 제1공간(A)으로부터 제2공간(B)으로 유입되는 파우더(P)의 양을 조절함으로써 코팅부(200)로 공급되는 파우더(P)의 양이 조절될 수 있다.
이어서 코팅부(200)에 저장된 파우더(P)가 와전히 소진되거나 미리 설정된 양만큼 남을 경우 코팅부(200)는 파우더(P)를 공급받기 위하여 공급부(300)를 향해 이동하게 된다.
즉, 개폐장치 개방단계(S200)에서 코팅부(200)가 성형부(100)의 일단(150)으로 이동하여 개폐장치(310)를 배출구(360)로부터 이동시켜 배출구(360)를 개방할 수 있다.
이 때, 개폐장치(310)는 코팅부(200)를 이동하는 구동력에 의하여 이동하게 되며, 개폐장치(310)가 배출구(360)로부터 밀려남에 따라 탄성부재(330)가 탄성 수축하게 된다.
이와 같이, 개폐장치(310)가 이동하여 배출구(360)가 개방되면 공급부(300)에 저장된 파우더(P)가 배출구(360)를 통해 코팅부(200)로 공급될 수 있다(S300).
코팅부(200)에 파우더(P) 공급이 완료되면 코팅부(200)가 성형부(100)의 타단(160)으로 이동하며 개폐장치(310)를 이용하여 배출구(360)을 차폐할 수 있다(S400).
즉, 개폐장치(310)를 미는 힘이 제거됨에 따라 탄성부재(330)가 탄성 회복하여 개폐장치(310)를 밀어 다시 배출구(360)를 차폐할 수 있다. 이와 같은 단계들을 반복하며 프린팅하여 제품을 제작할 수 있다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 프린터를 나타내는 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 프린터는 앞서 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 3차원 프린터와 유사할 수 있다. 다만, 공급부(300)의 개폐장치(310)가 다르게 형성될 수 있다.
구체적으로, 코팅부(200)는 하우징(210), 정리부재(220) 및 결합부재(270)를 포함할 수 있다. 하우징(210) 및 정리부재(220)에 대해서는 앞서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.
결합부재(270)는 하우징(210)의 중공의 양측에 각각 구비되며, 표면에 기어치(270a)가 형성될 수 있다.
즉, 결합부재(270)는 공급부(300)로부터 공급되는 파우더(P)가 하우징(210)으로 유입되는 것을 방해하지 않도록 하우징(210)의 중공의 양측에 형성될 수 있다.
한편, 개폐장치(310)는 결합부재(270)와 치합되도록 결합부재(270)와 대응되는 위치에 기어치(315)가 형성될 수 있다. 또한, 코팅부(200)가 이동함에 따라 결합부재(270)와 치합되어 회전하며 배출구(360)를 개폐할 수 있다.
앞서 설명했듯이 코팅부(200)는 별도의 구동수단에 의하여 구동되어 왕복 이동할 수 있다. 코팅부(200)가 왕복 이동하며 선형 운동하는 과정에 공급부(300)에 형성된 개폐장치(310)와 치합되어 개폐장치(310)를 회전시킬 수 있다.
개폐장치(310)는 원통형으로 형성될 수 있으며, 일면에 개구부(316)가 형성될 수 있다. 코팅부(200)가 공급부(300)를 향해 이동하면 개폐장치(310)는 결합부재(270)와 치합되어 회전하게 되는데 이 때 개구부(316)는 배출구(360) 연통될 수 있다.
따라서, 공급부(300)에 저장된 파우더가 코팅부(200)로 배출될 수 있다.
또한, 코팅부(200)가 공급부(300)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되면 개폐장치(310)는 결합부재(270)와 치합되어 반대방향으로 회전하여 배출구(360)를 차폐할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 프린터는 개폐장치(310)가 별도의 동력없이 코팅부(200)가 선형 운동하는 동력을 이용하여 개폐장치(310)를 회전시켜 배출구(360)를 개폐할 수 있다.
따라서, 공급부(300)에 별도의 전원 공급이 필요하지 않아 교체 및 제어가 용이할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
50: 제품 100: 성형부
100a: 성형공간 110: 성형케이스
120: 플레이트 130: 이동바
150: 일단 160: 타단
200: 코팅부 210: 하우징
210a: 중공 220: 정리부재
230: 돌출부 240: 상부 개구홀
250: 하부 개구홀 270: 결합부재
270a: 기어치 300: 공급부
300a: 저장공간 310: 개폐장치
315: 기어치 316: 개구부
310a: 제1개폐부재 310b: 제2개폐부재
320: 본체 330: 탄성부재
340: 연장부 350: 분리부재
350a: 홀 360: 배출구
370: 삽입구 380: 밀폐부재
A: 제1공간 B: 제2공간
X: 전후방향 Y: 상하방향
L1, L2: 길이 R1, R2: 지름
W: 폭 P: 파우더
S: 표면
S100: 파우더 코팅단계 S110: 파우더 배출단계
S120: 표면 정리단계 S200: 개폐장치 개방단계
S300: 파우더 공급단계 S400: 개폐장치 차폐단계

Claims (16)

  1. 제품이 형성되는 성형공간을 제공하는 성형부;
    상기 성형부의 상기 성형공간을 향해 상기 제품을 형성하는 파우더를 적층으로 코팅하는 코팅부; 및
    상기 코팅부의 상부에 구비되고, 상기 코팅부를 향해 상기 파우더를 배출하는 배출구가 형성되며, 상기 코팅부에 의하여 이동되며 상기 배출구를 개폐하는 개폐장치를 포함하는 공급부;
    를 포함하고,
    상기 공급부는,
    상하방향으로 관통되고, 일면에 상기 개폐장치가 삽입되는 삽입구가 형성되며, 상부로부터 저면으로 연장되고 상기 배출구와 이격 형성되는 연장부를 포함하는 본체; 및
    상기 연장부에 상기 개폐장치를 고정하며, 상기 개폐장치의 이동에 따라 탄성 변형되는 탄성부재;
    를 포함하고,
    상기 개폐장치는,
    상기 삽입구에 삽입되는 제1개폐부재; 및
    상기 제1개폐부재로부터 저면을 향해 연장되며, 상기 탄성부재와 결합되는 제2개폐부재;
    를 포함하고,
    상기 제1개폐부재는,
    상기 제2개폐부재와 결합되는 일단으로부터 상기 삽입구에 삽입되는 타단으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어 상기 개폐장치가 상기 삽입구에 용이하게 삽입되며,
    상기 공급부는,
    상기 본체를 상하방향으로 제1공간 및 제2공간으로 나누며, 상기 제1공간과 상기 제2공간을 연통하는 복수 개의 홀이 형성되는 분리부재;
    를 포함하고,
    상기 분리부재는 상기 홀이 상측으로부터 하측으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어, 상기 파우더가 상기 제1공간으로부터 상기 제2공간으로 유입되는 시간을 늘려 상기 코팅부에 상기 파우더가 공급되는 시간을 조절함과 동시에 상기 파우더가 공급되는 양을 조절할 수 있는 3차원 프린터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 상기 제2개폐부재를 향해 돌출 형성되는 돌출부를 포함하며,
    상기 돌출부는 상기 제1개폐부재보다 짧게 형성되는 3차원 프린터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 삽입구의 양측면에 상기 개폐장치와 밀착되며 탄성 변형되는 밀폐부재가 구비되는 3차원 프린터.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는,
    상하방향으로 관통되는 중공 형상의 하우징; 및
    상기 하우징의 이동방향의 전후단에 각각 구비되어 상기 성형부에 코팅되는 상기 파우더의 표면을 정리하는 정리부재;
    를 포함하는 3차원 프린터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은 상부 개구홀이 상기 배출구에 비해 지름이 큰 것을 특징으로 하는 3차원 프린터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 정리부재는 상기 파우더의 표면을 따라 회전 이동하는 3차원 프린터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는,
    상하방향으로 관통되는 중공 형상의 하우징;
    상기 하우징의 이동방향의 전후단에 각각 구비되어 상기 성형부에 코팅되는 상기 파우더의 표면을 정리하는 정리부재; 및
    상기 하우징의 중공의 양측에 각각 구비되며, 표면에 기어치가 형성되는 결합부재;
    를 포함하는 3차원 프린터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 개폐장치는
    상기 결합부재와 치합되도록 상기 결합부재와 대응되는 위치에 기어치가 형성되고,
    상기 코팅부가 이동함에 따라 상기 결합부재와 치합되어 회전하며 상기 배출구를 개폐하는 3차원 프린터.
  14. 제1항의 3차원 프린터를 이용한 프린팅방법에 있어서,
    상기 코팅부가 상기 성형부의 일단과 타단 사이로 왕복 이동하며 상기 성형공간을 향해 상기 파우더를 코팅하는 파우더 코팅단계;
    상기 코팅부가 상기 성형부의 상기 일단으로 이동하여 상기 개폐장치를 상기 배출구로부터 이동시켜 상기 배출구를 개방하는 개폐장치 개방단계;
    상기 공급부에 저장된 상기 파우더가 상기 배출구를 통해 상기 코팅부로 공급되는 파우더 공급단계; 및
    상기 파우더 공급이 완료되면 상기 코팅부가 상기 성형부의 상기 타단으로 이동하며 상기 개폐장치를 이용하여 상기 배출구를 차폐시키는 개폐장치 차폐단계;
    를 포함하고,
    상기 파우더 공급단계는,
    상기 공급부를 상하방향으로 제1공간 및 제2공간으로 나누며, 상기 제1공간과 상기 제2공간을 연통하는 복수 개의 홀이 형성되는 분리부재를 이용하여 상기 파우더가 상기 제1공간으로부터 상기 제2공간으로 유입되는 시간을 늘려 상기 코팅부로 공급되는 상기 파우더의 양을 조절함과 동시에 상기 파우더가 공급되는 시간을 조절하는 3차원 프린터를 이용한 프린팅방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 파우더 코팅단계는,
    상기 파우더를 상기 코팅부로부터 상기 성형공간을 향해 배출하는 파우더 배출단계; 및
    상기 코팅부의 전후단에 각각 구비되는 정리부재를 이용하여 상기 성형부에 코팅된 상기 파우더의 표면을 정리하는 표면 정리단계;
    를 포함하는 3차원 프린터를 이용한 프린팅방법.
  16. 삭제
KR1020160167203A 2016-12-09 2016-12-09 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법 KR101820754B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160167203A KR101820754B1 (ko) 2016-12-09 2016-12-09 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160167203A KR101820754B1 (ko) 2016-12-09 2016-12-09 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101820754B1 true KR101820754B1 (ko) 2018-01-23

Family

ID=61070930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160167203A KR101820754B1 (ko) 2016-12-09 2016-12-09 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101820754B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220118522A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-21 Sodick Co., Ltd. Additive manufacturing apparatus
WO2022145570A1 (ko) * 2020-12-28 2022-07-07 (주)유니젯 3d 프린터 카트리지 및 3d 프린터
KR20230004081A (ko) * 2021-06-30 2023-01-06 주식회사 인스텍 레이저 성형 장치용 파우더 공급 호퍼

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014000768A (ja) * 2012-06-20 2014-01-09 Brother Ind Ltd 立体造形装置
WO2015151831A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 シーメット株式会社 三次元造形装置の粉体材料供給装置
JP2015182303A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 ブラザー工業株式会社 立体造形装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014000768A (ja) * 2012-06-20 2014-01-09 Brother Ind Ltd 立体造形装置
JP2015182303A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 ブラザー工業株式会社 立体造形装置
WO2015151831A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 シーメット株式会社 三次元造形装置の粉体材料供給装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220118522A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-21 Sodick Co., Ltd. Additive manufacturing apparatus
US11759864B2 (en) * 2020-10-20 2023-09-19 Sodick Co., Ltd. Additive manufacturing apparatus
WO2022145570A1 (ko) * 2020-12-28 2022-07-07 (주)유니젯 3d 프린터 카트리지 및 3d 프린터
KR20230004081A (ko) * 2021-06-30 2023-01-06 주식회사 인스텍 레이저 성형 장치용 파우더 공급 호퍼
KR102518407B1 (ko) 2021-06-30 2023-04-05 주식회사 인스텍 레이저 성형 장치용 파우더 공급 호퍼

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101820754B1 (ko) 3차원 프린터 및 이를 이용한 프린팅방법
EP2818305B1 (en) Powder application apparatus and method of operating a powder application apparatus
JP6589072B2 (ja) ３次元プリンタ用の微粉末リコータ
US10059058B2 (en) Device for building a multilayer structure with storage container or filling container movable along the dispensing container
US20110223349A1 (en) Powder Dispensing Apparatus and Method
US20130234355A1 (en) Device and method for constructing a laminar body comprising at least one position adjustable body defining the working area
US8911226B2 (en) Device for producing three-dimensional models
KR101676606B1 (ko) 3d 프린터용 분말 공급장치
US20180354035A1 (en) Hopper for powder bed fusion additive manufacturing
JP6425222B2 (ja) 三次元造形装置の粉体材料供給装置
US20170087837A1 (en) A device for the inkjet printing of fluids, in particular glazes, onto tiles
RU2427447C2 (ru) Дозатор порошков для устройства таблетирования и способ изготовления таблеток ядерного топлива
CN105921748A (zh) 激光选区熔化单刀双向铺粉装置及激光选区熔化设备
US10828832B2 (en) Powder dispensing unit, powder spreading unit, and a vibratory compaction system of an additive manufacturing system and methods therefor
KR20170051469A (ko) 적층 가공 장치용 통합형 빌드 및 재료 공급
KR102204574B1 (ko) 3d프린터용 슬라이딩방식 분말층 형성장치
US10814552B2 (en) Powder dispensing unit, powder spreading unit, and a vibratory compaction system of an additive manufacturing system and methods therefor
IT201600093360A1 (it) Macchina e metodo per riempire capsule.
CN112208098A (zh) 3d打印机及其铺粉方法
JP2015535734A5 (ko)
JP2006136924A (ja) 粉末成形装置
JP6802218B2 (ja) 造形材料塗布デバイス
CN112092372B (zh) 成型缸组件及具有其的成型设备
JP2019077939A (ja) 積層造形装置
US11014300B2 (en) Apparatus for additively manufacturing of three-dimensional objects

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant