KR101820920B1 - 3 dimensional printer - Google Patents

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고재혁
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Abstract

3차원 프린터가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터는 3차원 조형물이 프린팅되는 스테이지; 스테이지의 상부에 마련되며, 3차원 조형물의 형상에 대응하여 스테이지의 상면에 필라멘트를 용융시켜 분사하는 노즐을 구비한 노즐유닛; 및 스테이지의 상부에 마련되며, 스테이지의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어의 상부에 용융된 필라멘트를 적층하기 전에 최상부 레이어의 상부영역을 가열하는 가열유닛을 포함한다.A three-dimensional printer is disclosed. A three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention includes a stage on which a three-dimensional molding is printed; A nozzle unit provided at an upper portion of the stage and having a nozzle for melting and discharging the filament on the upper surface of the stage corresponding to the shape of the three-dimensional molding; And a heating unit provided at an upper portion of the stage and heating the upper region of the uppermost layer before the melted filaments are stacked on top of the uppermost layer among the layers stacked on the upper surface of the stage.

Description

3차원 프린터{3 DIMENSIONAL PRINTER}3D printer {3 DIMENSIONAL PRINTER}

본 발명은 3차원 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적층되는 레이어들 상호 간의 접착력을 향상시킬 수 있는 3차원 프린터에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a three-dimensional printer, and more particularly, to a three-dimensional printer capable of enhancing adhesion between laminated layers.

3차원 프린터는 금속이나, 고무, 플라스틱 등의 원재료를 설계도에 따라 레이어(layer)들을 층층이 쌓아나가면서 실제 물체처럼 입체감 있게 제품을 생산하는 기기이다. 3차원 프린터를 이용할 경우, 설계자들이 가상적으로 여러 부품을 만들어 원재료를 쌓아 제품을 만들 수 있기 때문에 원재료의 낭비가 없다. 또한 제작 과정이 간단하므로 제작 비용도 크게 감소시킬 수 있다.A 3D printer is a device that produces a three-dimensional product like a real object by stacking layers of layers of materials, such as metal, rubber, and plastic, according to a design. With 3D printers, there is no waste of raw materials because designers can virtually create multiple parts to build up a product by stacking raw materials. In addition, the production process can be simplified and the production cost can be greatly reduced.

이에 따라 최근에는 물체에 대한 3차원 데이터를 이용하여 그 물체를 그대로 성형할 수 있는 3차원 프린터(3 dimensional printer)의 사용이 증대되고 있다.Accordingly, in recent years, the use of a three-dimensional printer capable of forming an object by using three-dimensional data of an object has been increasing.

과거에 3차원 프린터는 대량생산 이전의 모델링이나 샘플 제작 등과 같은 용도로 활용되었으나, 최근에는 다품종 소량 생산 제품을 중심으로 양산가능한 제품의 성형에도 사용될 수 있는 기술적 기반이 조성되고 있으며, 향후에도 3차원 프린터 시장이 확대될 것으로 예상된다.In the past, 3D printers have been used for purposes such as modeling and sample production before mass production. Recently, however, a technological basis for mass production of products capable of mass production is being developed centering on small-volume production of various types of products. The printer market is expected to expand.

현재, 사용되고 있는 3차원 프린터는 FDM 방식의 3차원 프린터와, SLA, SLS, DLP 방식의 3차원 프린터 등이 있다.Currently, three-dimensional printers used are FDM type three-dimensional printers, SLA, SLS, and DLP type three-dimensional printers.

FDM(Fused Deposition Modeling) 방식은 가는 실 같은 필라멘트 형태의 열가소성 물질을 용융시켜 레이어(layer)를 적층해 나가면서 3차원 입체 형상을 프린팅하는 방식이고, SLS(Selective Laser Sintering) 방식은 선택적 레이저 소결방식으로, 응고되는 물질이 파우더 형태이며 베드에 도포되어 있는 파우더에 선택적으로 레이저를 쏘면 레이저에 맞은 부분의 파우더가 소결되어 형상이 만들어지는 방식이고, SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식은 광고화성 액체 수지가 담긴 수조에 레이저를 투사하여 고화시켜 적층하는 방식으로 인쇄물과 인쇄물을 받쳐주는 지지대는 빌딩 플랫폼에 조형되고, 레이어를 쌓아 갈 때마다 이 빌딩 플랫폼이 움직이면서 그 다음 쌓일 위치를 제시하게 되며 결과적으로 빌딩 플랫폼에 3차원 프린팅 인쇄물을 완성하는 방식이고, DLP(Digital Light Processing) 방식은 액체 상태의 광고화성 수지에 빔 프로젝터를 사용하여 조형하고자 하는 모양의 빛을 투사하여 그 투사한 모양대로 수지를 고화시켜서 적층하는 방식이다.The FDM (Fused Deposition Modeling) method is a method of printing a three-dimensional solid shape while melting a thin filament-type thermoplastic material and laminating the layers. The selective laser sintering (SLS) When the material to be solidified is in the form of powder and selectively laser is applied to the powder applied to the bed, the powder is sintered to form a shape corresponding to the laser. The SLA (Stereo Lithography Apparatus) The support for supporting the printed matter and the printed material is formed on the building platform and the building platform is moved each time the layer is stacked to present the position where the building is to be stacked. As a result, Dimensional printing printed matter is completed in a digital light process (DLP) sing) method is a method of projecting light of a shape to be shaped by using a beam projector to a liquid commercializing resin, and solidifying the resin in a projected shape.

한편, 일반적으로 사용되는 FDM 방식의 3차원 프린터는 필라멘트를 용융시켜 스테이지에 레이어들을 적층하면서 3차원 조형물을 성형하므로, 먼저 스테이지에 분사되어 적층된 레이어는 고화되고, 그 위에 다른 레이어를 적층하게 된다.On the other hand, in a commonly used FDM type three-dimensional printer, a filament is melted and layers are stacked on a stage to form a three-dimensional molding. First, the layer is sprayed onto the stage to solidify the layers, .

따라서, 이미 고화된 하부 레이어와 하부 레이어 위에 적층되는 상부 레이어 사이에 재료의 접착이 불량해져 재료의 분리 또는 구조적 강도가 저하되는 문제점이 있다.
Accordingly, there is a problem that the adhesion of the material between the lower layer that has already solidified and the upper layer that is stacked on the lower layer becomes poor, and the separation or the structural strength of the material deteriorates.

대한민국 등록특허 제10-1430582호(2014.08.21.공고)Korean Registered Patent No. 10-1430582 (Announced 2014.08.21)

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 필라멘트를 용융시켜 적층하는 FDM 방식의 3차원 프린터에 있어서, 하부 레이어의 상부에 상부 레이어를 적층함에 있어서 하부 레이어의 상부영역을 용융점 이상으로 가열하여 적층되는 레이어들 상호 간의 접착력을 향상시킬 수 있는 3차원 프린터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a three-dimensional (FDM) three-dimensional printer in which filaments are melted and laminated, wherein the upper region of the lower layer is laminated by heating the upper region of the lower layer above the melting point, And to provide a three-dimensional printer capable of improving adhesion between layers.

본 발명의 일 측면에 따르면, 3차원 조형물이 프린팅되는 스테이지; 상기 스테이지의 상부에 마련되며, 상기 3차원 조형물의 형상에 대응하여 상기 스테이지의 상면에 필라멘트를 용융시켜 분사하는 노즐을 구비한 노즐유닛; 및 상기 스테이지의 상부에 마련되며, 상기 스테이지의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어의 상부에 용융된 필라멘트를 적층하기 전에 상기 최상부 레이어의 상부영역을 가열하는 가열유닛을 포함하는 3차원 프린터가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lithographic apparatus comprising: a stage on which a three-dimensional molding is printed; A nozzle unit provided at an upper portion of the stage and having a nozzle for melting and injecting the filament on the upper surface of the stage corresponding to the shape of the three-dimensional molding; And a heating unit provided on the stage and heating the upper region of the uppermost layer before the melted filaments are stacked on the uppermost layer among the layers stacked on the upper surface of the stage .

상기 가열유닛은 상기 최상부 레이어의 상부영역을 가열하는 레이어 가열부; 및 일측이 상기 노즐유닛에 연결되고 타측이 상기 레이어 가열부에 연결되어, 상기 노즐의 진행방향 전방에 상기 레이어 가열부가 배치되도록 상기 레이어 가열부를 이동시키는 이동부를 포함할 수 있다.Wherein the heating unit includes: a layer heating unit for heating an upper region of the uppermost layer; And a moving unit for moving the layer heating unit such that one side is connected to the nozzle unit and the other side is connected to the layer heating unit and the layer heating unit is disposed in the forward direction of the nozzle.

상기 이동부는 상기 노즐유닛에 마련되되, 상기 노즐을 중심으로 동심원을 이루는 가이드레일; 및 상기 레이어 가열부가 결합되며, 상기 가이드레일을 따라 이동되어 상기 레이어 가열부를 상기 노즐을 중심으로 회전운동시키는 이동대차를 포함할 수 있다.Wherein the moving unit comprises: a guide rail provided on the nozzle unit and concentric with the nozzle; And a moving carriage coupled to the layer heating unit and moved along the guide rail to rotate the layer heating unit around the nozzle.

상기 노즐유닛은 상기 노즐이 결합되며, 필라멘트를 공급받아 용융시켜 상기 노즐에 공급하는 제1 노즐본체를 더 포함하며, 상기 가이드레일은 상기 제1 노즐본체의 하면에 설치되며 중심에 상기 노즐이 배치될 수 있다.The nozzle unit may further include a first nozzle body coupled to the nozzle, for supplying and melting the filament to supply the nozzle to the nozzle, wherein the guide rail is installed on a lower surface of the first nozzle body, .

상기 이동부는 상기 이동대차에 연결되어 상기 레이어 가열부가 상기 노즐의 진행방향 전방에 위치되도록 상기 이동대차의 이동을 제어하는 이동대차 제어부를 더 포함하며, 상기 이동대차 제어부는 상기 노즐유닛의 이동을 제어하는 제어신호에 연동하여 상기 레이어 가열부가 상기 노즐유닛의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 이동대차를 상기 가이드레일을 따라 이동시킬 수 있다.The moving unit may further include a moving bogie control unit coupled to the moving bogie to control movement of the moving bogie so that the layer heating unit is positioned in front of the nozzle in the traveling direction, The moving bogie can be moved along the guide rails so that the layer heating unit is disposed in front of the nozzle unit in the traveling direction.

상기 레이어 가열부는 상기 최상부 레이어를 가열하는 레이저 조사기를 포함할 수 있다.The layer heating unit may include a laser irradiator for heating the uppermost layer.

상기 레이저 조사기는 상기 이동대차에 착탈가능하게 결합되며, 상기 최상부 레이어의 상부영역을 직경이 1~3mm 범위에서 가열하여 용융시킬 수 있다.The laser irradiator is detachably coupled to the moving carriage, and the upper region of the uppermost layer can be melted by heating in a range of 1 to 3 mm in diameter.

상기 레이어 가열부는 상기 최상부 레이어를 가열하는 열풍 분사노즐을 포함할 수 있다.The layer heating unit may include a hot air spray nozzle for heating the uppermost layer.

상기 열풍 분사노즐은 상기 이동대차에 착탈가능하게 결합되며, 유입된 공기를 가열하는 히터를 구비한 제2 노즐본체; 및 상기 제2 노즐본체에 결합되어 고온의 열풍을 상기 최상부 레이어를 향해 배출하는 토출부를 포함할 수 있다.
A second nozzle body detachably coupled to the moving carriage and having a heater for heating the introduced air; And a discharge unit coupled to the second nozzle body and discharging hot air of a high temperature toward the uppermost layer.

본 발명의 실시예는 3차원 조형물이 프린팅되는 스테이지의 상부에 마련된 가열유닛으로 스테이지의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어의 상부영역을 가열한 후 용융된 필라멘트를 적층함으로써 적층되는 레이어들 상호 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
In an embodiment of the present invention, a heating unit provided on a stage on which a three-dimensional molding is printed, heating the upper region of the uppermost layer among the layers stacked on the upper surface of the stage, stacking the melted filaments, The adhesive strength can be improved.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐유닛과 가열유닛의 결합상태를 나타내는 배면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가열유닛의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐유닛과 가열유닛의 결합상태를 나타내는 배면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가열유닛의 동작을 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a three-dimensional printer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a rear view showing a state in which the nozzle unit and the heating unit are coupled according to the first embodiment of the present invention. FIG.
3 and 4 are views showing the operation of the heating unit according to the first embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a three-dimensional printer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a rear view showing a state in which the nozzle unit and the heating unit are coupled according to the second embodiment of the present invention. FIG.
7 and 8 are views showing the operation of the heating unit according to the second embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

제1 1st 실시예Example

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린터(100)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the three-dimensional printer 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐유닛과 가열유닛의 결합상태를 나타내는 배면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가열유닛의 동작을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a schematic view of a three-dimensional printer according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a rear view showing a state in which a nozzle unit and a heating unit are combined according to a first embodiment of the present invention, 3 and 4 are views showing the operation of the heating unit according to the first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린터(100)는 3차원 조형물이 프린팅되는 스테이지(110)와, 스테이지(110)의 상부에 마련되어 필라멘트(F)를 용융시켜 분사하는 노즐유닛(130)과, 노즐유닛(130)에 연결되어 노즐유닛(130)을 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 노즐 이동유닛(미도시)과, 스테이지(110)의 상부에 마련되어 스테이지(110)의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어(L)의 상부영역을 가열하는 가열유닛(150)을 포함한다.1 and 2, a three-dimensional printer 100 according to a first embodiment of the present invention includes a stage 110 on which a three-dimensional molding is printed, A nozzle moving unit (not shown) connected to the nozzle unit 130 to move the nozzle unit 130 in the horizontal direction and the vertical direction, And a heating unit 150 for heating the upper region of the uppermost layer L among the layers stacked on the upper surface of the stage 110.

스테이지(110)는 3차원 조형물이 프린팅되는 공간을 제공하는 역할을 한다. 노즐유닛(130)에서 분사되는 용융된 필라멘트(F)가 스테이지(110) 상면에 순차로 적층됨에 따라 3차원 조형물이 프린팅되는 것이다.The stage 110 serves to provide a space in which the three-dimensional sculpture is printed. The molten filament F injected from the nozzle unit 130 is sequentially stacked on the upper surface of the stage 110 to print the three-dimensional molding.

노즐유닛(130)은 3차원 조형물을 프린팅하는 원료를 공급하는 역할을 한다. 즉, 노즐유닛(130)은 열가소성 필라멘트(F)를 공급받아 이를 용융하고, 용융된 필라멘트(F)를 스테이지(110)의 상면에 분사하여 스테이지(110)의 상면에 3차원 조형물을 프린팅하게 한다.The nozzle unit 130 serves to supply a raw material for printing the three-dimensional molding. That is, the nozzle unit 130 receives the thermoplastic filament F, melts it, and injects the melted filament F onto the upper surface of the stage 110, thereby printing the three-dimensional molding on the upper surface of the stage 110 .

이러한 노즐유닛(130)에 공급되는 열가소성 필라멘트(F)는 PLA, PVC, ABS, PPS 수지를 포함하나, 이에 한정되지 않으며 3차원 프린팅에 적합한 물성을 가진 수지 또는 신소재가 사용될 수 있다.The thermoplastic filament F supplied to the nozzle unit 130 includes PLA, PVC, ABS, and PPS resin, but is not limited thereto. A resin or a new material having physical properties suitable for three-dimensional printing may be used.

노즐유닛(130)은 제1 노즐본체(131)와, 제1 노즐본체(131)에 결합된 노즐(133)을 포함한다.The nozzle unit 130 includes a first nozzle body 131 and a nozzle 133 coupled to the first nozzle body 131.

제1 노즐본체(131)는 열가소성 필라멘트(F)를 공급받으며 열가소성 필라멘트(F)를 용융시키고 용융된 필라멘트(F)를 노즐(133)에 공급한다.The first nozzle body 131 receives the thermoplastic filament F and melts the thermoplastic filament F and supplies the melted filament F to the nozzle 133.

그리고 노즐(133)은 제1 노즐본체(131)로부터 공급받은 용융된 필라멘트(F)를 스테이지(110)의 상면으로 분사하여 스테이지(110)의 상면에 수평방향 및 수직방향으로 레이어들을 순차로 적층한다.The nozzle 133 injects the molten filament F supplied from the first nozzle body 131 onto the upper surface of the stage 110 and sequentially laminates layers in the horizontal and vertical directions on the upper surface of the stage 110 do.

본 실시예에서 도시되지는 않았으나, 노즐 이동유닛(미도시)은 노즐(133)을 수평방향 및 수직방향으로 이동시킨다.Although not shown in this embodiment, a nozzle moving unit (not shown) moves the nozzle 133 in the horizontal direction and the vertical direction.

노즐 이동유닛은 노즐유닛(130)에 연결된 상태에서 노즐유닛(130)을 스테이지(110)의 상면에서 수평방향인 X축 및 Y축방향으로 이동시키는 수평 이동부(미도시)와, 노즐유닛(130)을 스테이지(110)의 상면에서 높이방향인 Z축방향으로 이동시키는 수직 이동부(미도시)를 포함한다.The nozzle moving unit includes a horizontal moving unit (not shown) for moving the nozzle unit 130 in the X and Y axis directions in the horizontal direction on the upper surface of the stage 110 while being connected to the nozzle unit 130, 130) in the Z-axis direction, which is the height direction, on the upper surface of the stage 110. The vertical movement unit (not shown)

FDM 방식의 3차원 프린터(100)는 3차원 조형물을 프린팅하고자 하는 경우에 스테이지(110) 상부에서 노즐(133)을 X축 및 Y축방향으로 이동시키면서 설계도에 따라 레이어를 프린팅하고, 이어서 노즐(133)을 Z축방향으로 이동시켜 먼저 프린팅된 레이어의 상부에 다른 레이어를 순차로 적층하며 3차원 조형물을 형성한다.The FDM-type three-dimensional printer 100 prints a layer according to the design while moving the nozzle 133 in the X-axis and Y-axis directions on the stage 110 in order to print the three-dimensional molding, 133) are moved in the Z-axis direction, and the other layers are successively laminated on the first printed layer to form a three-dimensional sculpture.

그러나, 하나의 레이어를 프린팅하고 다른 레이어를 프린팅하는 공정 사이에 하부에 배치된 레이어는 고화되어 굳어지게 되며, 고화된 레이어의 상부에 용융된 필라멘트(F)를 분사하여 다른 레이어를 형성하는 경우에 하부에 배치된 레이어가 이미 고화된 상태이므로 레이어 상호 간의 융착 또는 접착력이 현저히 떨어져 완성된 3차원 조형물의 구조적 강도가 현저히 저하되는 문제점이 있다.However, when a single layer is printed and the other layer is printed, the lower layer is solidified and hardened, and when the melted filament F is sprayed on the upper layer to form another layer Since the layer disposed at the lower portion is in a state of solidification, fusion or adhesive force between the layers is considerably reduced and the structural strength of the finished three-dimensional molding material is remarkably lowered.

이를 극복하기 위해 본 실시예에서는 스테이지(110)의 상부에 적층된 레이어의 상부영역을 가열하는 가열유닛(150)이 마련된다.In order to overcome this problem, in this embodiment, a heating unit 150 for heating the upper region of the layer stacked on the stage 110 is provided.

본 실시예에 따른 가열유닛(150)은 스테이지(110)의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어(L)의 상부영역의 상부에 새로운 용융된 필라멘트(F)를 적층하기 전에 최상부 레이어(L)의 상부영역을 가열하여 최상부 레이어(L)와 최상부 레이어(L)의 상부에 적층되는 새로운 레이어 사이의 융착 또는 접착력을 향상시키는 역할을 한다.The heating unit 150 according to the present embodiment is configured such that the uppermost layer L is formed before the new melted filament F is stacked on the upper region of the uppermost layer L among the layers stacked on the upper surface of the stage 110, To improve fusion bonding or adhesion between the uppermost layer (L) and a new layer stacked on the uppermost layer (L).

가열유닛(150)은 최상부 레이어(L)의 상부영역을 가열하는 레이어 가열부(151)와, 레이어 가열부(151)에 연결되어 레이어 가열부(151)를 이동시키는 이동부(157)를 포함한다.The heating unit 150 includes a layer heating unit 151 for heating an upper region of the uppermost layer L and a moving unit 157 connected to the layer heating unit 151 to move the layer heating unit 151 do.

레이어 가열부(151)는 이동부(157)에 의해 스테이지(110)의 상면에 적층된 최상부 레이어(L)를 가열하는 레이저 조사기(153)를 포함한다.The layer heating section 151 includes a laser irradiator 153 for heating the uppermost layer L stacked on the upper surface of the stage 110 by the moving section 157.

본 실시예에서 레이저 조사기(153)에서 방출되는 레이저 빔의 종류는 특정 레이저 빔에 한정되지 않는다. 그리고 레이저 조사기(153)는 레이저 소스(미도시)와, 레이저 소스에서 방출되는 레이저 빔을 원하는 위치로 조절할 수 있도록 복수의 미러와 렌즈를 구비한 광학계(미도시)를 포함할 수 있다.The type of the laser beam emitted from the laser irradiator 153 in this embodiment is not limited to a specific laser beam. The laser irradiator 153 may include a laser source (not shown) and an optical system (not shown) having a plurality of mirrors and lenses so as to adjust the laser beam emitted from the laser source to a desired position.

또한 노즐(133)에서 분사되는 용융된 필라멘트(F)에 의해 레이저 조사기(153)에서 방출되는 레이저 빔이 간섭되는 것을 방지하기 위해 노즐(133)의 전방에서 레이저 빔이 경사지게 최상부 레이어(L)의 특정영역(S)에 조사되게 할 수 있다.In order to prevent the laser beam emitted from the laser beam machine 153 from interfering with the melted filament F emitted from the nozzle 133, the laser beam is inclined forward from the nozzle 133 to the uppermost layer L The specific area S can be irradiated.

본 실시예에서는 용융된 필라멘트(F)를 최상부 레이어(L)에 분사하기 전에 최상부 레이어(L)의 국소영역을 용융된 상태로 전환하면 되므로, 레이저 조사기(153)는 스테이지(110)의 상면에 적층된 최상부 레이어(L)의 상부영역 중 용융된 필라멘트(F)가 분사될 특정영역(S)을 1 ~ 3mm 범위에서 가열하여 용융시키고 나머지 영역은 고화된 상태를 유지하게 한다.Since the local area of the uppermost layer L is switched to the melted state before the melted filament F is jetted onto the uppermost layer L, the laser irradiator 153 is placed on the upper surface of the stage 110 The specific region S in which the molten filament F is to be injected in the upper region of the laminated uppermost layer L is heated and melted in the range of 1 to 3 mm to maintain the remaining region in a solidified state.

따라서 본 실시예는 최상부 레이어(L)의 상부에 새로운 레이어를 적층함에 있어서 레이저 조사기(153)에 의해 최상부 레이어(L)의 용융된 특정영역(S)과 노즐(133)에서 분사되어 용융된 필라멘트(F) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있으며, 레이저 조사기(153)에 의해 용융되지 않은 나머지 영역은 고화된 상태를 유지하여 조형물의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, when a new layer is stacked on the uppermost layer L, the melted specific region S of the uppermost layer L is jetted by the laser beam machine 153 and the melted filament It is possible to improve the adhesive force between the glass substrate F and the remaining region not melted by the laser beam machine 153 to maintain the solidified state and to prevent the shape of the molding product from being deformed.

한편, 레이저 조사기(153)를 이용하여 용융된 필라멘트(F)가 분사될 특정영역(S)을 선행하여 가열하기 위해 레이저 조사기(153)는 노즐(133)의 진행방향 전방에 배치되어야 한다.On the other hand, the laser irradiator 153 must be disposed in the forward direction of the nozzle 133 in order to heat the specific region S to which the melted filament F is to be injected by using the laser irradiator 153. [

본 실시예에 따른 이동부(157)는 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 위치하도록 레이저 조사기(153)를 노즐(133)에 대해 상대 이동시키는 역할을 한다.The moving unit 157 according to the present embodiment serves to relatively move the laser irradiator 153 relative to the nozzle 133 so that the laser irradiator 153 is positioned in the forward direction of the nozzle 133. [

이동부(157)는 일측이 제1 노즐본체(131)에 연결되고 타측이 레이저 가열부 즉 레이저 조사기(153)에 연결되어 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 배치되도록 이동시킨다.The moving part 157 is connected to the first nozzle body 131 and the other side is connected to the laser heating part or the laser beam machine 153 so that the laser beam machine 153 is moved in the forward direction of the nozzle 133 .

구체적으로, 이동부(157)는 노즐유닛(130) 구체적으로 제1 노즐본체(131)에 마련되어 노즐(133)을 중심으로 동심원을 이루는 가이드레일(158)과, 레이어 가열부(151) 즉 레이저 조사기(153)에 결합되며 가이드레일(158)을 따라 이동되어 레이저 조사기(153)를 노즐(133)을 중심으로 회전운동시키는 이동대차(159)와, 이동대차(159)에 연결되어 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 위치되도록 이동대차(159)의 이동을 제어하는 이동대차 제어부(미도시)를 포함한다.Specifically, the moving unit 157 includes a guide rail 158, which is provided in the nozzle unit 130, specifically the first nozzle body 131 and concentrically around the nozzle 133, and a layer heating unit 151, A moving carriage 159 coupled to the irradiator 153 and moved along the guide rail 158 to rotate the laser irradiator 153 about the nozzle 133 and a moving carriage 159 connected to the moving carriage 159, (Not shown) for controlling the movement of the moving carriage 159 so that the carriage 153 is positioned in the forward direction of the nozzle 133.

가이드레일(158)은 제1 노즐본체(131)의 하면에 설치되며, 노즐(133)을 중심으로 동심원을 이루도록 배치된다. 또한 가이드레일(158)은 이동대차(159)가 이동되는 경로를 안내하는 역할을 한다.The guide rails 158 are installed on the lower surface of the first nozzle body 131 and concentrically around the nozzles 133. The guide rail 158 serves to guide a path through which the moving carriage 159 is moved.

본 실시예에서 가이드레일(158)이 제1 노즐본체(131)의 하면에 설치되는 경우에, 이동대차(159)는 가이드레일(158)을 따라 노즐(133)을 중심으로 회전운동가능하게 설치된다.When the guide rail 158 is installed on the lower surface of the first nozzle body 131, the moving carriage 159 is installed along the guide rail 158 so as to be rotatable around the nozzle 133 do.

이동대차(159)의 일측에는 레이저 조사기(153)가 결합되며, 이동대차(159)가 가이드레일(158)을 따라 이동되어 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 배치되도록 한다.The laser beam 153 is coupled to one side of the moving bogie 159 and the moving bogie 159 is moved along the guide rail 158 so that the laser beam machine 153 is disposed in the forward direction of the nozzle 133 .

이처럼 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 위치되도록 이동대차 제어부는 이동대차(159)의 이동을 제어하는 역할을 한다.The movement control unit controls the movement of the moving carriage 159 so that the laser irradiator 153 is positioned in the forward direction of the nozzle 133.

설계도에 따라 3차원 조형물을 스테이지(110)의 상면에 프린팅하도록 노즐 이동유닛에 의해 노즐(133)이 스테이지(110)의 상면에서 수평방향 및 수직방향으로 이동되는데, 이동대차 제어부는 노즐유닛(130)을 이동시키는 노즐 이동유닛의 제어신호에 연동하여 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 배치되도록 이동대차(159)를 제어한다.The nozzle 133 is moved in the horizontal direction and the vertical direction on the upper surface of the stage 110 by the nozzle moving unit so as to print the three-dimensional molding on the upper surface of the stage 110 according to the design, And controls the moving carriage 159 so that the laser irradiator 153 is disposed in the forward direction of the nozzle 133 in conjunction with the control signal of the nozzle moving unit.

도 3을 참조하면, 수평 이동부에 의해 노즐유닛(130)이 X방향으로 이동되며 스테이지(110)의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어(L)의 상부에 용융된 필라멘트(F)를 분사하는 경우에, 이동대차 제어부는 이동대차(159)를 노즐(133)을 중심으로 가이드레일(158)을 따라 이동시켜 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 배치되게 한다.3, the nozzle unit 130 is moved in the X direction by the horizontal moving unit, and the molten filament F is sprayed onto the uppermost layer L among the layers stacked on the upper surface of the stage 110 The moving truck control unit moves the moving truck 159 along the guide rail 158 about the nozzle 133 so that the laser irradiator 153 is disposed in the forward direction of the nozzle 133.

그리고 노즐(133)에 의한 용융된 필라멘트(F)의 분사에 앞서, 레이저 조사기(153)는 최상부 레이어(L)의 상부 특정영역(S)(예를들어, 융융된 필라멘트(F)가 적층될 영역)에 레이저 빔을 조사하여 최상부 레이어(L)의 특정영역(S)을 용융상태로 전환시켜 노즐(133)에서 분사되는 필라멘트(F)와 최상부 레이어(L) 상호 간의 접착력을 향상시킨다.Prior to the injection of the melted filament F by the nozzle 133, the laser irradiator 153 irradiates the upper specific region S of the uppermost layer L (for example, the melted filament F) A specific region S of the uppermost layer L is converted into a molten state by irradiating the uppermost layer L with a laser beam to improve adhesion between the uppermost layer L and the filament F injected from the nozzle 133.

또한, 도 4를 참조하면, 노즐유닛(130)이 설계도에 따라 X방향으로 이동되며 레이어를 적층하고 연속하여 Y방향으로 이동되어 레이어를 적층하고자 하는 경우에, 이동대차 제어부는 노즐(133)이 진행하고자 하는 방향인 Y방향으로 이동대차(159)를 가이드레일(158)을 따라 이동시켜 레이저 조사기(153)를 노즐(133)의 전방에 위치되도록 한다.4, when the nozzle unit 130 is moved in the X direction according to the design plan and the layers are stacked and successively moved in the Y direction to laminate the layers, the moving unit control unit controls the nozzles 133 The moving carriage 159 is moved along the guide rail 158 in the Y direction to be moved so that the laser irradiator 153 is positioned in front of the nozzle 133. [

한편, 본 실시예에서는 가이드레일(158)과 이동대차(159)의 종류에 제한이 없으며, 레이저 조사기(153)가 노즐(133)의 진행방향 전방에 위치되도록 노즐(133)에 대해 레이저 조사기(153)를 상대이동시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다.
In the present embodiment, there is no limitation on the kind of the guide rail 158 and the moving carriage 159, and a laser beam is applied to the nozzle 133 so that the laser beam machine 153 is positioned in the forward direction of the nozzle 133 153 can be moved relative to each other.

제2 Second 실시예Example

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린터(100a)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the three-dimensional printer 100a according to the second embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐유닛과 가열유닛의 결합상태를 나타내는 배면도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가열유닛의 동작을 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a view schematically showing a three-dimensional printer according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a rear view showing a state in which a nozzle unit and a heating unit are combined according to a second embodiment of the present invention, 7 and 8 are views showing the operation of the heating unit according to the second embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린터(100a)는 3차원 조형물이 프린팅되는 스테이지(110a)와, 스테이지(110a)의 상부에 마련되어 필라멘트(F)를 용융시켜 분사하는 노즐유닛(130a)과, 노즐유닛(130a)에 연결되어 노즐유닛(130a)을 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 노즐 이동유닛(미도시)과, 스테이지(110a)의 상부에 마련되어 스테이지(110a)의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어(L)의 상부영역을 가열하는 가열유닛(150a)을 포함한다.5 and 6, the three-dimensional printer 100a according to the second embodiment of the present invention includes a stage 110a on which a three-dimensional molding is printed, and a stage 110b provided on the stage 110a, A nozzle moving unit (not shown) connected to the nozzle unit 130a to move the nozzle unit 130a in the horizontal direction and the vertical direction, and a nozzle unit 130a provided on the stage 110a And a heating unit 150a for heating the upper region of the uppermost layer L among the layers stacked on the upper surface of the stage 110a.

본 발명의 제2 실시예에 따른 스테이지(110a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스테이지(110)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하고, 또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 노즐본체(131a)와 노즐(133a)을 구비한 노즐유닛(130a)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 노즐본체(131)와 노즐(133)을 구비한 노즐유닛(130)과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하고, 또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 수평 이동부(미도시)와 수직 이동부(미도시)를 구비한 노즐 이동유닛(미도시)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수평 이동부와 수직 이동부를 구비한 노즐 이동유닛(미도시)과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the stage 110a according to the second embodiment of the present invention is the same as the stage 110 according to the first embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted, The nozzle unit 130a having the first nozzle body 131a and the nozzle 133a includes the nozzle unit 130 having the first nozzle body 131 and the nozzle 133 according to the first embodiment of the present invention, And a nozzle moving unit (not shown) having a horizontal moving unit (not shown) and a vertical moving unit (not shown) according to the second embodiment of the present invention, (Not shown) having a horizontal moving unit and a vertical moving unit according to the first embodiment of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예와 차이점인 가열유닛(150a)에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the heating unit 150a which is different from the first embodiment of the present invention will be described.

본 실시예에 따른 가열유닛(150a)은 최상부 레이어(L)의 상부영역을 가열하는 레이어 가열부(151a)를 포함한다.The heating unit 150a according to the present embodiment includes a layer heating unit 151a for heating the upper region of the uppermost layer L. [

그리고 레이어 가열부(151a)는 스테이지(110a)의 상면에 적층된 최상부 레이어(L)를 가열하는 열풍 분사노즐(153a)을 포함한다.The layer heating unit 151a includes a hot air spray nozzle 153a for heating the uppermost layer L stacked on the upper surface of the stage 110a.

구체적으로 열풍 분사노즐(153a)은 유입된 공기를 가열하는 히터를 구비한 제2 노즐본체(154a)와, 제2 노즐본체(154a)에 결합되어 고온의 열풍을 최상부 레이어(L)를 향해 배출하는 토출부(155a)를 포함할 수 있다.Specifically, the hot air spray nozzle 153a has a second nozzle body 154a having a heater for heating the introduced air, and a second nozzle body 154b coupled to the second nozzle body 154a to discharge hot air of high temperature toward the uppermost layer L And a discharging unit 155a.

그리고, 열풍 분사노즐(153a)의 토출부(155a)는 노즐(133a)에서 분사되는 용융된 필라멘트(F)에 의해 토출부(155a)에서 배출되는 열풍이 간섭되는 것을 방지하기 위해 열풍이 노즐(133a)의 전방에서 경사지게 최상부 레이어(L)의 특정영역(S)으로 토출되게 할 수 있다.The discharge portion 155a of the hot air spray nozzle 153a is connected to the nozzles 133a so as to prevent the hot air discharged from the discharge portion 155a from interfering with the molten filament F sprayed from the nozzle 133a. 133a to the specific area S of the uppermost layer L in an inclined manner.

본 실시예에서는 용융된 필라멘트(F)를 최상부 레이어(L)에 분사하기 전에 최상부 레이어(L)의 상부영역을 용융된 상태로 전환하도록 열풍 분사노즐(153a)은 스테이지(110a)의 상면에 적층된 최상부 레이어(L)의 상부영역 중 용융된 필라멘트(F)가 분사될 특정영역(S)을 가열하여 용융시키고 나머지 영역은 고화된 상태를 유지하게 한다.The hot air spraying nozzle 153a is arranged on the upper surface of the stage 110a so as to switch the upper region of the uppermost layer L to the molten state before the molten filament F is sprayed onto the uppermost layer L. In this embodiment, The melted filament F is melted by heating the specific region S to be sprayed, and the remaining region is maintained in a solidified state.

따라서 본 실시예는 최상부 레이어(L)의 상부에 새로운 레이어를 적층함에 있어서 열풍 분사노즐(153a)에 의해 최상부 레이어(L)의 용융된 특정영역(S)과 노즐(133a)에서 분사되어 용융된 필라멘트(F) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있으며, 또한 열풍 분사노즐(153a)에 의해 용융되지 않은 나머지 영역은 고화된 상태를 유지하여 조형물의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in this embodiment, when a new layer is stacked on the uppermost layer L, the molten specific area S of the uppermost layer L and the nozzle 133a are sprayed by the hot air spray nozzle 153a and melted The adhesion force between the filaments F can be improved and the remaining area not melted by the hot air spray nozzle 153a can be maintained in a solidified state to prevent deformation of the shape of the molding.

상기한 열풍 분사노즐(153a)은 노즐(133a)로부터 이격된 고정된 위치에서 스테이지(110a)의 상면에 적층된 최상부 레이어(L)의 상부영역 중 노즐(133a)에 의해 용융된 필라멘트(F)가 분사될 특정영역(S)을 넓은 범위에서 가열하여 용융시킬 수 있다.The hot air spray nozzle 153a is disposed at a fixed position spaced apart from the nozzle 133a so that the filament F melted by the nozzle 133a among the upper region of the uppermost layer L stacked on the upper surface of the stage 110a, The specific region S to be sprayed can be heated and melted over a wide range.

또한, 열풍 분사노즐(153a)에서 배출되는 열풍은 노즐(133a)의 이동에 따라 노즐(133a)에 의해 간섭될 수 있으므로, 열풍 분사노즐(153a)을 노즐(133a)의 전방에 위치되게 이동시키면서 열풍을 토출할 수 있다.The hot air discharged from the hot air jetting nozzle 153a may be interfered with the nozzle 133a by the movement of the nozzle 133a so that the hot air jetting nozzle 153a is moved in front of the nozzle 133a Hot air can be discharged.

이를 위해 본 실시예에 따른 가열유닛(150a)은 열풍 분사노즐(153a)이 연결되며 열풍 분사노즐(153a)을 이동시키는 이동부(157a)를 더 포함할 수 있다.To this end, the heating unit 150a according to the present embodiment may further include a moving unit 157a connected to the hot air spray nozzle 153a and moving the hot air spray nozzle 153a.

본 실시예에 따른 이동부(157a)는 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 위치하도록 열풍 분사노즐(153a)을 노즐(133a)에 대해 상대 이동시키는 역할을 한다.The moving part 157a according to the present embodiment serves to relatively move the hot air jetting nozzle 153a relative to the nozzle 133a so that the hot air jetting nozzle 153a is located in the forward direction of the nozzle 133a.

이동부(157a)는 일측이 제1 노즐본체(131a)에 연결되고 타측이 열풍 분사노즐(153a)에 연결되어 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 배치되도록 이동시킨다.The moving part 157a is connected to the first nozzle body 131a at one side and connected to the hot air jetting nozzle 153a at the other side to move the hot air jetting nozzle 153a in the forward direction of the nozzle 133a.

구체적으로, 이동부(157a)는 노즐유닛(130a) 구체적으로 제1 노즐본체(131a)에 마련되어 노즐(133a)을 중심으로 동심원을 이루는 가이드레일(158a)과, 열풍 분사노즐(153a)에 결합되며 가이드레일(158a)을 따라 이동되어 열풍 분사노즐(153a)을 중심으로 회전운동시키는 이동대차(159a)와, 이동대차(159a)에 연결되어 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 위치되도록 이동대차(159a)의 이동을 제어하는 이동대차 제어부(미도시)를 포함한다.Specifically, the moving unit 157a includes a guide rail 158a concentrically provided around the nozzle unit 130a, specifically the first nozzle body 131a, and a guide rail 158a concentric with the nozzle 133a. The moving unit 157a is coupled to the hot air spray nozzle 153a A moving carriage 159a which is moved along the guide rail 158a and rotates around the hot air jetting nozzle 153a and a moving carriage 159b which is connected to the moving carriage 159a so as to move the hot air jetting nozzle 153a (Not shown) for controlling the movement of the moving carriage 159a so as to be positioned in the front direction.

가이드레일(158a)은 제1 노즐본체(131a)의 하면에 설치되며, 노즐(133a)을 중심으로 동심원을 이루도록 배치된다. 또한 가이드레일(158a)은 이동대차(159a)가 이동되는 경로를 안내하는 역할을 한다.The guide rails 158a are installed on the lower surface of the first nozzle body 131a and are disposed concentrically around the nozzle 133a. The guide rail 158a serves to guide a path through which the moving carriage 159a is moved.

본 실시예에서 가이드레일(158a)이 제1 노즐본체(131a)의 하면에 설치되는 경우에, 이동대차(159a)는 가이드레일(158a)을 따라 노즐(133a)을 중심으로 회전운동가능하게 설치된다.In this embodiment, when the guide rail 158a is provided on the lower surface of the first nozzle body 131a, the moving carriage 159a is installed along the guide rail 158a so as to be rotatable around the nozzle 133a do.

이동대차(159a)의 일측에는 열풍 분사노즐(153a)(구체적으로 제2 노즐본체(154a))이 착탈가능하게 결합되며, 이동대차(159a)가 가이드레일(158a)을 따라 이동되어 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 배치되도록 한다.A hot air spray nozzle 153a (specifically, a second nozzle body 154a) is detachably coupled to one side of the moving carriage 159a and the moving carriage 159a is moved along the guide rail 158a, (153a) is disposed in the forward direction of the nozzle (133a).

이처럼 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 위치되도록 이동대차 제어부는 이동대차(159a)의 이동을 제어하는 역할을 한다.The moving bogie control unit controls the movement of the moving bogie 159a so that the hot air jet nozzle 153a is positioned in the forward direction of the nozzle 133a.

설계도에 따라 3차원 조형물을 스테이지(110a)의 상면에 프린팅하도록 노즐 이동유닛에 의해 노즐(133a)이 스테이지(110a)의 상면에서 수평방향 및 수직방향으로 이동되는데, 이동대차 제어부는 노즐유닛(130a)을 이동시키는 노즐 이동유닛의 제어신호에 연동하여 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 배치되도록 이동대차(159a)를 제어한다.The nozzle 133a is moved in the horizontal direction and the vertical direction on the upper surface of the stage 110a by the nozzle moving unit so as to print the three-dimensional molding on the upper surface of the stage 110a according to the design, And controls the moving carriage 159a so that the hot air spraying nozzle 153a is disposed in the forward direction of the nozzle 133a in conjunction with the control signal of the nozzle moving unit for moving the nozzle 133a.

도 7을 참조하면, 수평 이동부에 의해 노즐유닛(130a)이 X방향으로 이동되며 스테이지(110a)의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어(L)의 상부에 용융된 필라멘트(F)를 분사하는 경우에, 이동대차 제어부는 이동대차(159a)를 노즐(133a)을 중심으로 가이드레일(158a)을 따라 이동시켜 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 배치되게 한다.7, the nozzle unit 130a is moved in the X direction by the horizontal moving unit, and the molten filament F is sprayed onto the uppermost layer L among the layers stacked on the upper surface of the stage 110a The moving bogie control unit moves the moving bogie 159a along the guide rail 158a about the nozzle 133a so that the hot air jet nozzle 153a is disposed in the forward direction of the nozzle 133a.

그리고 노즐(133a)에 의한 용융된 필라멘트(F)의 분사에 앞서, 열풍 분사노즐(153a)은 최상부 레이어(L)의 상부 특정영역(S)(예를들어, 융융된 필라멘트(F)가 적층될 영역)에 열풍을 분사하여 최상부 레이어(L)의 특정영역(S)을 용융상태로 전환시켜 노즐(133a)에서 분사되는 필라멘트(F)와 최상부 레이어(L) 상호 간의 접착력을 향상시킨다.The hot air injection nozzle 153a is arranged in such a manner that the upper specified region S of the uppermost layer L (for example, the molten filament F) The specific region S of the uppermost layer L is changed to the molten state to improve the adhesion between the uppermost layer L and the filament F injected from the nozzle 133a.

또한, 도 8을 참조하면, 노즐유닛(130a)이 설계도에 따라 X방향으로 이동되며 레이어를 적층하고 연속하여 Y방향으로 이동되어 레이어를 적층하고자 하는 경우에, 이동대차 제어부는 노즐(133a)이 진행하고자 하는 방향인 Y방향으로 이동대차(159a)를 가이드레일(158a)을 따라 이동시켜 열풍 분사노즐(153a)을 노즐(133a)의 전방에 위치되도록 한다.8, when the nozzle unit 130a is moved in the X direction according to the design drawing and the layers are stacked and successively moved in the Y direction to laminate the layers, the movement balance control unit controls the nozzle 133a The moving carriage 159a is moved along the guide rail 158a in the direction Y which is the direction to proceed so that the hot air spray nozzle 153a is positioned in front of the nozzle 133a.

한편, 본 실시예에서는 가이드레일(158a)과 이동대차(159a)의 종류에 제한이 없으며, 열풍 분사노즐(153a)이 노즐(133a)의 진행방향 전방에 위치되도록 노즐(133a)에 대해 열풍 분사노즐(153a)을 상대이동시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다.
In the present embodiment, there is no limitation on the kind of the guide rail 158a and the moving carriage 159a, and the hot air is sprayed to the nozzle 133a so that the hot air spray nozzle 153a is positioned in the forward direction of the nozzle 133a. Any one capable of relatively moving the nozzle 153a can be used.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100, 100a: 3차원 프린터 110, 110a: 스테이지
130, 130a: 노즐유닛 131, 131a: 제1 노즐본체
133, 133a: 노즐 150, 150a: 가열유닛
151, 151a: 레이어 가열부 153: 레이저 조사기
153a: 열풍 분사노즐 154a: 제2 노즐본체
155a: 토출부 157, 157a: 이동부
158, 158a: 가이드레일 159, 159a: 이동대차100, 100a: Three-dimensional printer 110, 110a:
130, 130a: nozzle unit 131, 131a: first nozzle body
133, 133a: Nozzle 150, 150a: Heating unit
151, 151a: Layer heating unit 153: Laser irradiation unit
153a: Hot air spray nozzle 154a: Second nozzle body
155a: Discharge part 157, 157a:
158, 158a: guide rails 159, 159a:

Claims (9)

3차원 조형물이 프린팅되는 스테이지;
상기 스테이지의 상부에 마련되되, 상기 3차원 조형물의 형상에 대응하여 상기 스테이지 상면에 용융된 필라멘트를 분사하는 노즐과, 상기 노즐이 하면에 결합되며 필라멘트를 공급받아 용융시켜 상기 노즐에 공급하는 제1 노즐본체를 구비한 노즐유닛;
상기 노즐유닛에 연결되어 상기 노즐유닛을 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 노즐 이동유닛;
상기 스테이지의 상부에 마련되되, 상기 스테이지의 상면에 적층된 레이어들 중 최상부 레이어의 상부에 용융된 필라멘트를 적층하기 전에 상기 최상부 레이어의 상부영역 중 용융된 필라멘트가 분사될 영역를 가열하는 가열유닛을 포함하며,
상기 가열유닛은,
상기 제1 노즐본체의 하부에 배치되어 상기 최상부 레이어의 상부영역 중 용융된 필라멘트가 분사될 영역을 가열하는 레이어 가열부; 및
상기 제1 노즐본체의 하면에 설치되며 상기 노즐을 중심으로 동심원을 이루는 가이드레일과, 상기 레이어 가열부가 결합되며 상기 레이어 가열부가 상기 노즐의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 가이드레일을 따라 이동되는 이동대차와, 상기 노즐 이동유닛의 제어신호에 연동하여 상기 레이어 가열부가 상기 노즐의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 이동대차의 이동을 제어하는 이동대차 제어부를 구비한 이동부를 포함하는 3차원 프린터.
A stage on which a three-dimensional sculpture is printed;
A nozzle for spraying melted filaments onto the upper surface of the stage in correspondence with the shape of the three-dimensional molding, a nozzle for supplying the melted filaments to the nozzle, A nozzle unit having a nozzle body;
A nozzle moving unit connected to the nozzle unit to move the nozzle unit in a horizontal direction and a vertical direction;
And a heating unit provided at an upper portion of the stage for heating a region to be melted in the upper region of the uppermost layer before the melted filaments are laminated on the uppermost layer among the layers stacked on the upper surface of the stage In addition,
The heating unit includes:
A layer heating unit disposed at a lower portion of the first nozzle body for heating a region of the uppermost region of the uppermost layer to which molten filaments are to be injected; And
A guide rail disposed on a lower surface of the first nozzle body and concentrically formed around the nozzle; a layer heating unit coupled to the nozzle heating unit, And a moving unit having a moving bogie control unit for controlling the movement of the moving bogie such that the layer heating unit is disposed in front of the moving direction of the nozzle in cooperation with a control signal of the nozzle moving unit.
제1항에 있어서,
상기 레이어 가열부는,
상기 최상부 레이어를 가열하는 레이저 조사기를 포함하는 3차원 프린터.
The method according to claim 1,
The layer heating unit may include:
And a laser irradiator for heating the uppermost layer.
제2항에 있어서,
상기 레이저 조사기는,
상기 이동대차에 착탈가능하게 결합되며, 상기 최상부 레이어의 상부영역을 직경이 1~3mm 범위에서 가열하여 용융시키는 3차원 프린터.
3. The method of claim 2,
The laser irradiator,
Wherein the upper region of the uppermost layer is melted by heating in a range of 1 to 3 mm in diameter.
제1항에 있어서,
상기 레이어 가열부는,
상기 최상부 레이어를 가열하는 열풍 분사노즐을 포함하는 3차원 프린터.
The method according to claim 1,
The layer heating unit may include:
And a hot air jet nozzle for heating the uppermost layer.
제4항에 있어서,
상기 열풍 분사노즐은,
상기 이동대차에 착탈가능하게 결합되며, 유입된 공기를 가열하는 히터를 구비한 제2 노즐본체; 및
상기 제2 노즐본체에 결합되어 고온의 열풍을 상기 최상부 레이어를 향해 배출하는 토출부를 포함하는 3차원 프린터.
5. The method of claim 4,
The hot-
A second nozzle body detachably coupled to the moving carriage and having a heater for heating the introduced air; And
And a discharge unit coupled to the second nozzle body for discharging hot air of a high temperature toward the uppermost layer.
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