KR101872413B1 - 다중 출력부를 구비한 3d 프린터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원료를 용융하여 출력 적층함에 따라 입체 형상의 형상물을 만들 수 있는 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 형상물을 동시에 출력할 수 있도록 다중 동작되는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터는 장치의 전체적인 틀을 이루는 프레임과, 프레임의 하부에 설치되어 바닥을 형성하는 베이스 플레이트와, 조형물이 지지되는 것으로서, 개별 조형작업이 이루어질 수 있도록 서로 분할된 구조로 베이스 플레이트 상면에 좌우 나란하게 설치되는 제1 및 제2 출력판과, 프레임 내부에서 X, Y 및 Z 축으로 자유롭게 이송 가능하게 제1 및 제2 출력판의 위쪽에 각각 배속 설치되어 제1 및 제2 출력판에 동일 또는 서로 다른 조형작업이 이루어지도록 조형 재료를 출력하는 제1 및 제2 출력부를 포함한다.

Description

다중 출력부를 구비한 3D 프린터{3D printer with multiple output}
본 발명은 원료를 용융하여 출력 적층함에 따라 입체 형상의 형상물을 만들 수 있는 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 형상물을 동시에 출력할 수 있도록 다중 동작되는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터에 관한 것이다.
일반적으로, 형상물을 제작하기 위해서는 절삭 및 연삭하여 제작하는 방식이나, 사출, 압출 등 금형을 통해 제작하는 방식 등이 사용되고 있다.
절삭 및 연삭에 의해 제작하는 방식은 재료를 가공함에 따라 깎여 나가는 재료들이 낭비되고, 가공하기 위한 절삭 공구를 사용하여 물리적으로 가공함에 있어서 가공 중 가공물이 파손되는 문제가 발생한다.
또한, 사출, 압출 등 금형을 통해 제작하는 방식은 필요한 재료만 사용하여 재료의 낭비를 최소화할 수 있지만 하나의 금형으로는 하나의 형상물만을 성형할 수 있게 되어 다른 형상의 제품을 제작하기 위해서는 새로운 금형을 제작해야 하고 이에 따라 생산 비용이 증가되는 등의 문제가 발생한다.
특히 최근 들어 빠르게 변화하는 트렌드에 맞추어 소비 사이클이 빠르게 이루어지고 있어서 하나의 금형을 활용할 수 있는 기간도 줄어들고 있는 추세이다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 금형이 필요 없이 원료를 용융하여 출력 적층함에 따라 입체 형상의 형상물을 제작하는 기술인 3D 프린터의 활용이 증가하고 있는 추세이다.
이러한 3D 프린터는 3D 모델링을 통한 정밀한 형상물의 제작이 가능하여 과거 대량생산 이전 모델이나 샘플 제작과 같이 소량의 물품만을 생산하는 용도로 사용되어 왔지만 최근에는 다품종 소량생산 제품을 중심으로 제품의 양산에도 사용될 수 있는 기술적 기반이 조성되고 있다.
하지만, 형상물을 제작하기 위한 속도가 느리기 때문에 생산 시간이 증가하여 실용성이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 하나의 3D 프린터에 다수의 형상물을 동시에 제작할 수 있도록 다중 동작되는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터는 장치의 전체적인 틀을 이루는 프레임;, 상기 프레임의 하부에 설치되어 바닥을 형성하는 베이스 플레이트;, 조형물이 지지되는 것으로서, 개별 조형작업이 이루어질 수 있도록 서로 분할된 구조로 상기 베이스 플레이트 상면에 좌우 나란하게 설치되는 제1 및 제2 출력판;, 상기 프레임 내부에서 X, Y 및 Z 축으로 자유롭게 이송 가능하게 상기 제1 및 제2 출력판의 위쪽에 각각 배속 설치되어 상기 제1 및 제2 출력판에 동일 또는 서로 다른 조형작업이 이루어지도록 조형 재료를 출력하는 제1 및 제2 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 출력부는 제어신호에 따라 이동되며 원료를 용융하여 출력하는 출력 노즐과, 상기 출력 노즐로 원료를 공급하는 원료 공급 드럼과, 상기 출력 노즐을 Z축 방향으로 이송시키는 Z축 이송부와, 상기 출력 노즐을 Y축 방향으로 이송시키는 Y축 이송부 및 상기 출력 노즐을 X축 방향으로 이송시키는 X축 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 및 제2 출력부의 Z축 이송부는 상기 프레임 내측에 좌우로 나란하게 구비되어 Z축 방향으로 상하 이송되는 Z축 이송 프레임과, 상기 Z축 이송 프레임을 상하 승강시키는 Z축 구동 모터 및 상기 Z축 구동 모터의 회전축과 프레임의 상부 사이에 상기 Z축 이송 프레임을 관통하며 구비되어, 상기 Z축 구동 모터의 회전동작에 의해 상기 Z축 이송 프레임을 상하 승강시키는 볼 스크류를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 프레임의 상부 중앙에는 프레임의 폭 방향을 가로지르게 설치되고, 일측에는 제1출력부의 볼 스크류 상부가 회전 가능하게 결합되며, 타측에는 제2출력부의 볼 스크류 상부가 회전 가능하게 결합되는 연결바가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 출력 노즐에는 근접센서가 더 구비되어, 상기 출력 노즐이 제1 및 제2 출력판과의 높이를 감지함에 따라 상기 제1 및 제2 출력판으로 원료가 출력되는 시작 높이가 자동으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스 플레이트와 상기 제1 및 제2 출력판의 사이에는 수평 조절부가 더 구비되어 상기 제1 및 제2 출력판 사이에는 상기 제1 및 제2 출력판의 수평을 조절할 수 있는 수평 조절부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수평 조절부는, 상기 제1 및 제2 출력판과 결합되는 조절 너트와, 상기 조절 너트의 하부에서 상기 조절 너트가 조절된 상태에서 이동되지 않도록 고정하는 고정 너트 및 상기 베이스 플레이트에 고정 설치되는 조절 볼트와, 상기 조절 너트에 결합되어 조절 너트를 조절하는 조절 다이얼 및 상기 고정 너트에 결합되어 고정 너트를 조절하는 고정 다이얼을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 하나의 3D 프린터로 동일 또는 서로 다른 형상물을 동시에 다수 제작할 수 있어서 빠른 시간에 많은 형상물을 제작할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 하나의 형상물을 다수의 출력부에서 분할하여 제작할 수 있고, 이들을 결합함에 따라 하나의 형상물로 손쉽게 제작할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 하나의 출력부에 고장이 발생하더라도 다른 하나의 출력부를 계속해서 동작시킬 수 있어서 장비의 고장에 의해 생산이 중단되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 다수의 출력부에 대응되는 출력판이 서로 분할된 구조를 가지면서 개별적으로 수평 조절이 가능하여 서로 다른 높이를 갖는 형상물을 동시에 제작하는 경우에 보다 능동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 전체 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부를 분해한 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 Z축 이송부를 상세히 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 Z축 이송부의 동작 상태를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 Y축 이송부를 상세히 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 Y축 이송부의 동작 상태를 나타낸 단면도
도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 X축 이송부를 상세히 나타낸 사시도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 X축 이송부의 동작 상태를 나타낸 단면도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 출력 노즐의 구조를 상세히 나타낸 사시도
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 출력판의 수평을 조절하는 수평 조절부의 구조를 상세히 나타낸 사시도
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 출력판의 수평을 조절하는 동작 상태를 나타낸 단면도
본 발명은 형상물을 출력할 수 있는 3D 프린터에 관한 것으로, 특히 하나의 3D 프린터에 형상물을 제작하기 위한 다수의 출력부가 구비되어, 동시에 다수의 형상물을 제작할 수 있도록 다중 동작되는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터에 관한 것을 특징으로 한다.
이하, 이러한 특징을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부를 분해한 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터는 크게 프레임(100), 베이스 플레이트(120), 제1 및 제2 출력판(200a)(200b) 및 제1 및 제2 출력부(300a)(300b)를 포함하여 구성된다.
상기 프레임(100)은 장치의 전체적인 틀을 이루는 것으로, 사각 박스 형태로 되어 내부에 베이스 플레이트(120), 제1 및 제2 출력판(200a)(200b) 및 제1 및 제2 출력부(300a)(300b)가 설치되는 공간을 제공한다.
상기 베이스 플레이트(120)는 상기 프레임(100)의 하부 내측에 구비되어 장치의 바닥을 형성하는 것으로, 넓은 판 형태로 프레임(100)의 하부 전체 면적에 거쳐 바닥을 이루고, 상부에는 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)과 제1 제2 출력부(300a)(300b)가 설치된다.
상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)은, 상기 베이스 플레이트(120)의 상부에 일정거리 이격되게 개별적으로 각각 설치되며, 상부로 출력되는 제품이 움직이거나 기울어지지 않도록 고정 지지한다. 이로 인해, 제1 및 제2 출력부(300a)(300b)에서 출력되는 원료가 흐트러지거나 기울어지지 않고 정확하게 출력될 수 있게 된다.
상기 제1 및 제2 출력부(300a)(300b)는 원료를 용융하여 출력하는 출력 노즐(310a)(310b)과, 상기 출력 노즐(310a)(310b) 측으로 원료를 공급하는 원료 공급 드럼(320a)(320b)과, 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 Z축 방향으로 상하 이동시키는 Z축 이송부(330a)(330b)와, 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 Y축 방향으로 이송시키는 Y축 이송부(340a)(340b) 및 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 X축 방향으로 이송시키는 X축 이송부(350a)(350b)를 포함하여 구성된다. 이에 따라 제1 및 제2 출력부(300a)(300b)는 X축, Y축 및 Z축 방향으로 자유롭게 이동하면서 입체 형상물을 제작할 수 있다.
상기 원료 공급 드럼(320a)(320b)은 원료가 감겨진 상태로 탑재되어 출력 노즐(310a)(310b) 측으로 연속적으로 원료를 공급할 수 있는 구성으로, 프레임(100)의 양측에 하나씩 구비되어, 제1 출력부(300a)와 제2 출력부(300b) 측으로 각각 별도의 원료를 공급할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 Z축 이송부를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 Z축 이송부(330a)(330b)는 사각 틀 형태를 이루며, 상기 프레임(100) 내측에 좌우로 나란하게 구비되어 Z축 방향으로 상하 승강되는 Z축 이송 프레임(331a)(331b)과, 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)의 4개 모서리에 각각 관통되게 구비되어 Z축 이송 프레임(331a)(331b)이 뒤틀리지 않고 정확하게 승강 되도록 안내하는 리니어 부쉬(332a)(332b)와, 상기 베이스 플레이트(120)의 하부에 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 양측으로 2개 한 쌍씩 각각 설치되어 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)이 동작되는 동력을 제공하는 Z축 구동 모터(333a)(333b) 및 상기 Z축 구동 모터(333a)(333b)에 각각 설치되고, 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)의 양측 중앙에 관통되게 연장되면서 상부는 프레임(100)의 상부에 회전 가능하게 결합되는 볼 스크류(334a)(334b)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 볼 스크류(334a)(334b)는 프레임(100)의 상부 중앙에 프레임(100)의 폭 방향을 가로지르게 설치되고, 일 측에는 제1 출력부(300a)의 볼 스크류(334a)(334b) 상부가 회전 가능하게 결합되고, 타측에는 제2 출력부(300b)의 볼 스크류(334a)(334b) 상부가 회전 가능하게 결합되는 연결바(110)가 더 구비되어, 상기 연결바(110)를 매개로 하나의 프레임(100)에 제1 출력부(300a) 및 제2 출력부(300b)가 설치될 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 및 제2 출력부에서 Z축 이송부의 동작 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 Z축 이송부(330a)(330b)는 Z축 구동 모터(333a)(333b)가 회전되면 Z축 구동 모터(333a)(333b)의 회전축과 연결된 볼 스크류(334a)(334b)가 회전되면서 Z축 이송 프레임(331a)(331b)이 볼 스크류(334a)(334b)를 따라 상하로 승강된다. Z축 이송 프레임(331a)(331b)은 4개의 변을 갖는 사각의 틀 형태로 이루어져 일체로 승강한다.
이때, Z축 이송 프레임(331a)(331b)의 4개 모서리에 각각 구비된 리니어 부쉬(332a)(332b)에 의해 뒤틀리거나 흔들리지 않고 안정적으로 상하 승강될 수 있게 된다. 이로 인해, 제1 및 제2 출력판(200a)(200b) 측으로 원료를 출력하는 출력 노즐(310a)(310b)이 Z축 방향을 따라 안정적이고 정확하게 상하 이동될 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 Y축 이송부를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 Y축 이송부(340a)(340b)는 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)의 하부에 구비되어 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 Y축 방향으로 이송시키는 Y축 이송 프레임(341a)(341b)과, 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)의 하부 양측에 길이방향으로 연장 구비되어 상기 Y축 이송 프레임(100)의 동작을 안내하는 Y축 이송 레일(342a)(342b)과, 상기 Y축 이송 프레임(341a)(341b)의 상부에 구비되고, 상기 Y축 이송 레일(342a)(342b)과 연계 동작되도록 결합되어 상기 Y축 이송 레일(342a)(342b)을 따라 상기 Y축 이송 프레임(341a)(341b)을 Y축 방향으로 전후 이동시키는 Y축 이송 블록(343a)(343b) 및 상기 Y축 이송블록(343a)(343b)을 동작시키는 Y축 구동부(344a)(344b)를 포함하여 구성된다.
상기 Y축 구동부(344a)(344b)는 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)의 상부에 결합되어 Y축 구동부(344a)(344b)가 이송되는 동력을 제공하는 Y축 구동 모터(345a)(345b)와, 하나는 상기 Y축 구동 모터(345a)(345b)에 연결되고 다른 하나는 Y축 이송 프레임(341a)(341b)을 기준으로, Z축 이송 프레임(331a)(331b)에서 상기 Y축 구동 모터(345a)(345b)가 결합된 다른 쪽 끝부분에 구비되는 한 쌍의 Y축 구동 풀리(346a)(346b)와, 상기 한 쌍의 Y축 구동 풀리(346a)(346b)에 연결되어 상기 Y축 구동 모터(345a)(345b)가 회전됨에 따라 구동되는 Y축 구동 풀리(346a)(346b)와 함께 순환되는 Y축 구동 벨트(347a)(347b)를 포함하여 구성된다.
이때, Y축 구동 벨트(347a)(347b)는 순환되는 두 개의 방향 중 하나의 방향이 상기 Y축 이송 블록(343a)(343b)과 고정 결합되어, Y축 구동 벨트(347a)(347b)가 순환됨에 따라 Y축 이송 블록(343a)(343b)이 Y축 이송 레일(342a)(342b)을 따라 함께 왕복 이동되면서 Y축 이송 프레임(341a)(341b)을 Y축 방향으로 이송시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 Y축 이송부의 동작 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 Y축 이송부(340a)(340b)는 Y축 구동 모터(345a)(345b)가 동작되면, Y축 구동 풀리(346a)(346b)가 함께 동작되면서 상기 Y축 구동 풀리(346a)(346b)와 연결된 Y축 구동 벨트(347a)(347b)가 순환됨에 따라 상기 Y축 구동 벨트(347a)(347b)와 고정 결합된 Y축 이송 블록(343a)(343b)이 Y축 이송 레일(342a)(342b)을 따라 왕복 이송하게 되고, 이로 인해 Y축 이송 프레임(341a)(341b)이 함께 왕복 이송되면서 출력 노즐(310a)(310b)을 Y축 방향으로 이송시킨다.
이로 인해, 벨트와 풀리 구조로 이루어진 Y축 구동부(344a)(344b)가 동작되면서 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 Y축 방향으로 안정적이고 정확하게 이송할 수 있게 된다.
도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 X축 이송부를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 X축 이송부(350a)(350b)는 상기 Y축 이송 프레임(341a)(341b)의 상부에 길이방향을 따라 연장 구비된 X축 이송 레일(351a)(351b)과, 상기 X축 이송 레일(351a)(351b)의 상부로 결합되어 상기 X축 이송 레일(351a)(351b)을 따라 왕복 이동되는 X축 이송 블록(352a)(352b)과, 상기 X축 이송 블록(352a)(352b)을 X축 방향으로 왕복 이동시키는 동력을 제공하는 X축 구동부(353a)(353b)를 포함하여 구성된다.
상기 X축 구동부(353a)(353b)는 상기 Y축 이송 프레임(341a)(341b)의 하부에 결합되어 X축 구동부(353a)(353b)가 이송되는 동력을 제공하는 X축 구동 모터(354a)(354b)와, 하나는 상기 X축 구동 모터(354a)(354b)에 연결되고 다른 하나는 Y축 이송 프레임(341a)(341b)의 중심을 기준으로, Y축 이송 프레임(341a)(341b)에서 상기 X축 구동 모터(354a)(354b)가 결합된 다른 쪽 끝부분에 구비되는 한 쌍의 X축 구동 풀리(355a)(355b)와, 상기 한 쌍의 X축 구동 풀리(355a)(355b)에 연결되어 상기 X축 구동 모터(354a)(354b)가 회전됨에 따라 구동되는 X축 구동 풀리(355a)(355b)와 함께 순환되는 X축 구동 벨트(356a)(356b)를 포함하여 구성된다.
이때, X축 구동 벨트(356a)(356b)는 순환되는 두 개의 방향 중 하나의 방향이 상기 X축 이송 블록(352a)(352b)과 고정 결합되어, X축 구동 벨트(356a)(356b)가 순환됨에 따라 X축 이송 블록(352a)(352b)이 X축 이송 레일(351a)(351b)을 따라 함께 왕복 이동되면서 상기 X축 이송 블록(352a)(352b)에 결합 설치된 출력 노즐(310a)(310b)을 X축 방향으로 이송시킬 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 X축 이송부의 동작 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 X축 이송부(350a)(350b)는 X축 구동 모터(354a)(354b)가 동작되면, X축 구동 풀리(355a)(355b)가 함께 동작되면서 상기 X축 구동 풀리(355a)(355b)와 연결된 X축 구동 벨트(356a)(356b)가 순환됨에 따라 상기 X축 구동 벨트(356a)(356b)와 고정 결합된 X축 이송 블록(352a)(352b)이 X축 이송 레일(351a)(351b)을 따라 왕복 이송하게 되고, 이로 인해 X축 이송 블록(352a)(352b)의 상부에 결합 설치된 출력 노즐(310a)(310b)을 X축 방향으로 이송시킨다.
이로 인해, 벨트와 풀리 구조로 이루어진 X축 구동부(353a)(353b)가 동작되면서 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 X축 방향으로 안정적이고 정확하게 이송할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 출력 노즐의 구조를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 출력 노즐(310a)(310b)은 상기 X축 이송 블록(352a)(352b)의 상부에 설치되는 것으로, 상부에는 원료가 주입되는 원료 주입구(311a)(311b)가 형성되고, 하부에는 주입된 원료를 용융시키는 원료 용융부(312a)(312b)가 구비되며, 상기 원료 용융부(312a)(312b)의 아래쪽으로는 용융된 원료를 토출하는 원료 토출부(313a)(313b)가 연장되게 구비된다.
이로 인해, 상기 원료 주입구(311a)(311b)로 주입된 원료가 용융된 상태로 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 상부로 출력되면서 형상물을 제작할 수 있게 된다.
이때, 상기 원료 토출부(313a)(313b)의 어느 한쪽에는 근접센서(314a)(314b)가 더 구비된다.
상기 근접센서(314a)(314b)는 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)과의 거리를 감지하여 원료가 출력되는 출력 시작점을 자동으로 세팅할 수 있는 구성이다.
이로 인해, 원료를 출력하기 위한 시작점을 수동으로 세팅하는 시간을 단축 시킬 수 있으며, 시작점 세팅이 자동으로 이루어짐에 따라 편리한 사용이 가능하게 된다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 출력판의 수평을 조절하는 수평 조절부의 구조를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수평 조절부(210a)(210b)는 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)과 상기 베이스 플레이트(120) 사이에 구비되어 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 수평을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.
상기 수평 조절부(210a)(210b)는 사각형으로 이루어진 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 모서리에 각각 하나씩 4개가 한 세트를 이루며 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 하부에 각각 구비된다.
상기 수평 조절부(210a)(210b)는 상기 베이스 플레이트(120)에 고정 결합되어 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)이 상하 이동되도록 안내 및 지지하는 조절 볼트(211a)(211b)와, 상기 조절 볼트(211a)(211b)의 외측으로 끼워지며 결합되고, 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)과 베어링(216a)(216b)에 의해 결합되어 회전에 의해 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)을 상하 승강시키는 조절 너트(212a)(212b) 및 상기 조절 너트(212a)(212b)가 조절된 상태에서 움직이지 않도록 고정해주는 고정 너트(213a)(213b)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 조절 너트(212a)(212b)의 하부 외측에는 조절 너트(212a)(212b)를 손으로 간편하게 하게 조절할 수 있도록 다수의 돌기로 이루어진 조절 다이얼(214a)(214b)이 형성된다.
또한, 상기 고정 너트(213a)(213b)의 외측에는 상기 고정 너트(213a)(213b)를 손으로 쉽게 조절할 수 있도록 다수의 돌기로 이루어진 고정 다이얼(215a)(215b)이 형성된다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 출력부를 구비한 3D 프린터의 제1 출력부에서 출력판의 수평을 조절하는 동작 상태를 나타낸 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 수평을 조절하기 위해서 조절 너트(212a)(212b)의 조절 다이얼(214a)(214b)을 회전시키면 상기 조절 너트(212a)(212b)가 상기 조절 볼트(211a)(211b)의 나사산을 따라 상하 이동되면서 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 어느 한쪽 모서리 높이를 조절하여 전체적인 수평을 설정할 수 있게 된다.
이때, 상기 고정 너트(213a)(213b)는 상기 조절 너트(212a)(212b)와 별도로 동작되면서 상기 조절 너트(212a)(212b)를 고정하는 것으로, 상기 고정 너트(213a)(213b) 외측에 형성된 고정 다이얼(215a)(215b)을 돌려주게 되면 상기 조절 너트(212a)(212b)와 접하거나 이격되게 조절되어 상기 조절 너트(212a)(212b)가 세팅된 상태에서 유동되지 않게 고정시켜준다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 제1 및 제2 출력부가 하나의 프레임에서 동일하게 동작되거나 각각 다르게 동작되면서 동일 조형물이나 다른 형태의 조형물을 선택적으로 동시에 제작할 수 있게 되고, 크기가 큰 조형물의 경우 2개의 개체로 나누어 출력 제작하여 서로 조립함에 따라 하나의 조형물로 사용할 수 있게 된다.
100 : 프레임 110 : 연결바
120 : 베이스 플레이트 200a : 제1 출력판
200b : 제2 출력판 210a, 210b : 수평 조절부
211a, 211b : 조절 볼트 212a, 212b : 조절 너트
213a, 213b : 고정 너트 214a, 214b : 조절 다이얼
215a, 215b : 고정 다이얼 216a, 216b : 베어링
200b : 제2 출력판 300a : 제1 출력부
300b : 제2 출력부 310a, 310b : 출력 노즐
311a, 311b : 원료 주입구 312a, 312b : 원료 용융부
313a, 313b : 원료 토출부 314a, 314b : 근접센서
320a, 320b : 원료 공급 드럼 330a, 330b : Z축 이송부
331a, 331b : Z축 이송 프레임 332a, 332b : 리니어 부쉬
333a, 333b : Z축 구동 모터 334a, 334b : 볼 스크류
340a, 340b : Y축 이송부 341a, 341b : Y축 이송 프레임
342a, 342b : Y축 이송 레일 343a, 343b : Y축 이송 블록
344a, 344b : Y축 구동부 345a, 345b : Y축 구동 모터
346a, 346b : Y축 구동 풀리 347a, 347b : Y축 구동 벨트
350a, 350b : X축 이송부 351a, 351b : X축 이송 레일
352a, 352b : X축 이송 블록 353a, 353b : X축 구동부
354a, 354b : X축 구동 모터 355a, 355b : X축 구동 풀리
356a, 356b : X축 구동 벨트

Claims (7)

  1. 장치의 전체적인 틀을 이루는 프레임(100);
    상기 프레임(100)의 하부에 설치되어 바닥을 형성하는 베이스 플레이트(120);
    조형물이 지지되는 것으로서, 개별 조형작업이 이루어질 수 있도록 서로 분할된 구조로 상기 베이스 플레이트 상면에 좌우 나란하게 설치되는 제1 및 제2 출력판(200a)(200b);
    상기 프레임(100) 내부에서 X, Y 및 Z 축으로 자유롭게 이송 가능하게 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 위쪽에 각각 배속 설치되어 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)에 동일 또는 서로 다른 조형작업이 이루어지도록 조형 재료를 출력하는 제1 및 제2 출력부(300a)(300b); 및
    상기 프레임(100)의 상부 중앙에는 프레임(100)의 폭 방향을 가로지르게 설치되고, 일측에는 제1출력부(300a)의 Z축 이송을 위한 볼 스크류(334a) 상부가 회전 가능하게 결합되며, 타측에는 제2출력부(300b)의 Z축 이송을 위한 볼 스크류(334b) 상부가 회전 가능하게 결합되는 연결바(110);를 포함하며,
    상기 Z축 이송을 위해 상기 볼 스크류(334a)(334b)가 관통 설치되는 이송 프레임(331a)(331b)은 4개의 변을 갖는 사각의 틀 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 출력부(300a)(300b)는 제어신호에 따라 이동되며 원료를 용융하여 출력하는 출력 노즐(310a)(310b)과, 상기 출력 노즐(310a)(310b)로 원료를 공급하는 원료 공급 드럼(320a)(320b)과, 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 Z축 방향으로 이송시키는 Z축 이송부(330a)(330b)와, 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 Y축 방향으로 이송시키는 Y축 이송부(340a)(340b) 및 상기 출력 노즐(310a)(310b)을 X축 방향으로 이송시키는 X축 이송부(350a)(350b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 및 제2 출력부(300a)(300b)의 Z축 이송부(330a)(330b)는 상기 프레임(100) 내측에 좌우로 나란하게 구비되어 Z축 방향으로 상하 이송되는 Z축 이송 프레임(331a)(331b)과, 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)을 상하 승강시키는 Z축 구동 모터(333a)(333b) 및 상기 Z축 구동 모터(333a)(333b)의 회전축과 프레임(100)의 상부 사이에 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)을 관통하며 구비되어, 상기 Z축 구동 모터(333a)(333b)의 회전동작에 의해 상기 Z축 이송 프레임(331a)(331b)을 상하 승강시키는 볼 스크류(334a)(334b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 출력 노즐(310a)(310b)에는 근접센서(314a)(314b)가 더 구비되어, 상기 출력 노즐(310a)(310b)이 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)과의 높이를 감지함에 따라 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)으로 원료가 출력되는 시작 높이가 자동으로 설정되는 것을 특징으로 하는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 베이스 플레이트(120)와 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 사이에는 수평 조절부(210a)(210b)가 더 구비되어 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b) 사이에는 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)의 수평을 조절할 수 있는 수평 조절부(210a)(210b)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수평 조절부(210a)(210b)는, 상기 제1 및 제2 출력판(200a)(200b)과 결합되는 조절 너트(212a)(212b)와, 상기 조절 너트(212a)(212b)의 하부에서 상기 조절 너트(212a)(212b)가 조절된 상태에서 이동되지 않도록 고정하는 고정 너트(213a)(213b) 및 상기 베이스 플레이트(120)에 고정 설치되는 조절 볼트(211a)(211b)와,
    상기 조절 너트(212a)(212b)에 결합되어 조절 너트(212a)(212b)를 조절하는 조절 다이얼(214a)(214b)과, 상기 고정 너트(213a)(213b)에 결합되어 고정 너트(213a)(213b)를 조절하는 고정 다이얼(215a)(215b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력부를 구비한 3D 프린터.
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