KR101873778B1 - Expandable metal 3D printer for large size product - Google Patents

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도진호
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Abstract

The present invention relates to an extensible three-dimensional (3D) metal printer to manufacture a large product. According to the present invention, the extensible 3D metal printer to manufacture a large product comprises: a parallel five-axial machine unit (10) to realize X, Y, and Z axial movements of a head unit capable of detachably attaching a tool; a gantry unit (20) to vertically elevate the parallel five-axial machine unit (10); a base unit (30) to realize front/rear movement and forward/backward rotation of a table (305) for mounting an output outputted from a 3D printing module (404) mounted on the head unit; a tool supply unit (40) to supply a tool for supplying a material for 3D metal printing and processing the output; and a control unit (50) to control operation of each unit. Accordingly, a large product made of metal is quickly outputted by the 3D metal printing and precise processing of the output is performed at a time, thereby providing an effect of quickly and precisely making a high precision large product made of metal.

Description

대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터{Expandable metal 3D printer for large size product}An expandable metal 3D printer for large-sized articles {Expandable metal 3D printer for large size product}

본 발명은 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 5축 이상 구동 자유도를 가진 금속 대형품을 금속 3D 프린팅을 이용해 출력함과 동시에, 출력물의 정밀한 가공을 한꺼번에 수행할 수 있도록 함으로써 금속으로 된 고정밀 대형품의 신속하고 정밀한 제작이 가능케 한 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized product, and more particularly, to a metal 3D printer for outputting a metal large-sized product having a driving degree of 5 or more axes using metal 3D printing and at the same time, To an expandable metal 3D printer for making large-sized articles capable of quickly and precisely manufacturing high-precision large-sized articles made of metal.

금속 소재는 다양한 형상으로의 성형이 용이하고, 우수한 전자기적 특성 및 고강도 등의 이점을 가짐에 따라 산업적 기초 소재의 60% 이상을 차지하고 있다.Metal materials are easy to be molded into various shapes, and have advantages such as excellent electromagnetic characteristics and high strength, and they account for more than 60% of industrial base materials.

이러한 금속의 전통적 성형방법은 재료에 외력을 가하여 여러 형태로 만드는 소성가공이 대표적인데, 단조, 압연, 프레스, 압출, 판금 등이 이에 해당한다. Typical methods of forming such metals include plastic forming, which involves applying external force to materials to form various shapes, such as forging, rolling, pressing, extrusion, and sheet metal.

한편, 최근에는 금속을 성형하는 새로운 방법이 개발되었는데 바로 3D 프린팅(3D Printing) 기술이다.Recently, a new method of forming metal has been developed, which is 3D printing technology.

3D 프린팅은 프린터로 물체를 출력하는 기술을 말하는데, 종이에 글자를 인쇄하는 기존 프린터와 비슷한 방식으로서 3차원 모델링 파일을 출력 소스로 활용하여 3차원의 제품을 출력하는 것이며, 이러한 기계를 3D 프린터라 한다. 3D printing refers to the technology of outputting objects to a printer. It is a method similar to the existing printer that prints letters on paper. It uses 3-D modeling files as output sources to output 3-dimensional products. do.

3D 프린터의 개발 초기에는 주로 플라스틱을 비롯한 경화성 소재를 이용해 3차원의 제품을 출력하였으나, 근래에는 금속을 이용하여 3차원의 제품을 출력하는 것도 가능케 되었다. In the early stage of development of 3D printer, 3-dimensional product was output using mainly curable material including plastic, but recently, it has become possible to output 3-dimensional product using metal.

금속을 이용하는 3D 프린팅은 재료로서 주로 금속 분말을 사용하는데, 적층 방식에 따라 (a)레이저 빔이나 전자 빔을 분말 형태의 금속 원료에 조사하여 원하는 부분만 소결 혹은 용융 시켜 적층하는 Powder Bed Fusion(PB) 방법, (b)분말 형태의 재료 위에 액체 형태의 접착제를 분사하여 재료를 결합시키는 Binder Jetting(BJ) 방법, (c)다축 팔에 마운트 된 노즐을 통해 녹인 재료를 도포하는 Directed Energy Deposition(DED) 방법이 대표적이다. In the case of 3D printing using metals, metal powder is mainly used as a material. According to the lamination method, (a) Powder Bed Fusion (PB) in which a laser beam or an electron beam is irradiated to a metal raw material in powder form, ) Method, (b) a Binder Jetting (BJ) method in which a liquid type adhesive is sprayed onto a powdered material to bond the material, (c) a Directed Energy Deposition (DED) method in which the melted material is applied through a nozzle mounted on the multi- ) Method is representative.

그런데 종래의 금속을 이용하는 3D 프린팅의 경우에, 상기 PB, BJ, DED 방식 모두 공통적으로 표면정밀도 10㎛ 이하의 정밀도를 가지는 제품을 적층할 수 없는 단점이 있다. 특히, PB방식과 BJ방식은 적층 방법의 특성상 5축 이상 구동시스템을 가질 수가 없어 적층과 가공 자유도에 한계를 가지고 있다.However, in the case of 3D printing using a conventional metal, there is a drawback that it is impossible to stack products having a precision of 10 μm or less in surface precision in all of the PB, BJ, and DED methods. Particularly, the PB system and the BJ system have a limitation in the stacking and the processing freedom because they can not have a driving system of more than 5 axes due to the characteristics of the stacking method.

또한, 기존의 금속 3D 프린터는 출력 가능한 제품 크기에 한계가 있어서 일면의 길이가 최대 50㎝ 이하인 제품의 출력만 가능한 실정이다. In addition, existing metal 3D printers have a limit in the size of outputable products, so that it is only possible to output a product having a length of up to 50 cm on one side.

또한, 재료의 적층을 통해 제품을 출력하기 때문에, 높은 정밀도를 요구하는 제품의 경우에는 제품 출력 후 절삭가공을 통한 후처리가 반드시 필요한 한계가 있다. Further, since a product is output through lamination of materials, in the case of a product requiring high precision, there is a limit that post-processing through cutting after the output of the product is necessarily required.

따라서 금속 3D 프린터에 의해 출력된 제품은 별도의 절삭가공기를 이용해 후가공하기 위한 공정간 이동 및 제품의 탈부착과 고정을 반복 수행하는 과정이 불가피하여 그로 인한 작업시간 지연과 정밀도 오차가 발생하는 단점이 있으며, 이러한 단점은 제품의 크기가 클수록 더 가중되어 생산성 저하를 초래한다. Therefore, in the product output by the metal 3D printer, it is inevitable that a process of moving between the processes for post-processing by using a separate cutting machine and repeating the process of detaching and fixing the product are repeated, resulting in a delay in the operation time and an error in precision , The disadvantage is that the larger the size of the product, the heavier the product, the lower the productivity.

또한, 금속 3D 프린터와 절삭가공기를 각각 유지 관리함으로써 그에 따른 번거로움 및 인력 투입 증가로 인해 제조원가가 인상되는 등 여러 면에서 효율적이지 못한 단점이 있다.In addition, there is a disadvantage in that it is not efficient in many aspects such as the maintenance cost of the metal 3D printer and the cutting machine, thereby inconveniencing the increase in labor cost and raising the manufacturing cost.

그럼에도 불구하고, 금속 3D 프린팅은 3차원 모델링 파일을 출력 소스로 활용하여 기존의 전통적인 금속 성형방법으로는 제작이 어려운 다양한 형상의 제품을 제작할 수 있기 때문에 의료/조선/발전 플랜트/우주항공 등의 고부가가치산업에서 그 활용도가 급격히 증가하고 있다. Nevertheless, metal 3D printing can be used to produce products with various shapes that are difficult to produce by conventional metal forming methods, utilizing 3D modeling files as output sources. The utilization rate in the value added industry is increasing rapidly.

따라서 표면정밀도 10㎛ 이하의 높은 정밀도를 가지면서 다양한 산업분야에서 요구하는 대형품의 출력이 가능함과 동시에, 3D 프린팅 후 공정간 이동 없이 바로 정밀한 가공이 가능한 금속 3D 프린터의 개발이 절실한 실정이다. Accordingly, there is an urgent need to develop a metal 3D printer capable of accurately outputting large-sized products required in various industrial fields with a surface precision of 10 μm or less, and precisely processing without moving between processes after 3D printing.

등록특허공보 제10-1764058호Patent Registration No. 10-1764058

본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로서, 금속 3D 프린팅을 이용해 제품을 출력함과 동시에, 출력물의 정밀한 가공을 한꺼번에 수행할 수 있도록 하는데 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION An expandable metal 3D printer for manufacturing a large-size product of the present invention is designed to overcome the problems of the related art as described above, and is capable of outputting a product using metal 3D printing and simultaneously performing precise processing of an output product There is a purpose.

또한, 본 발명은 다양한 툴의 착탈이 가능하고, 신속한 운동성을 가지며, 정밀하고 넓은 가동영역을 통해 고정밀 대형품의 신속하고 정밀한 제작이 가능케 하는데 목적이 있다. Further, it is an object of the present invention to enable quick and precise manufacture of a high-precision large-sized product through various tools being removable, fast mobility, and precise and wide movable area.

상술한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터는, 일단부는 툴의 착탈이 가능한 헤드부에 힌지 결합하고, 타단부는 유니버셜조인트(103a)를 이용해 승강프레임(101)에 설치한 다수의 선형구동부를 구비한 병렬 3축 구조로 구성되어 상기 툴의 X, Y, Z축 이동을 가능케 하는 병렬형 5축머신부(10)와;In order to accomplish the above object, the present invention provides an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article, wherein one end is hinged to a head portion capable of attaching and detaching the tool, and the other end is hinge- A parallel-type five-axis machine unit 10 having a parallel three-axis structure including a plurality of linear actuators installed on the tool holder 101 and enabling movement of the tool in X, Y and Z axes;

상기 병렬형 5축머신부(10)가 지주프레임(2011)을 따라 상하로 승강되게 하는 승강수단을 구비한 갠트리부(20)와;A gantry unit 20 having elevating means for elevating and lowering the parallel type 5-axis machine unit 10 up and down along the pillar frame 2011;

상기 헤드부에 장착되는 3D 프린팅 모듈(404)에 의해 출력되는 출력물이 안착되는 테이블(305)이 베이스프레임(301)을 따라 전후로 이동되게 하는 슬라이딩수단을 구비한 베이스부(30)와;A base unit 30 having a sliding unit for moving the table 305 on which the output outputted by the 3D printing module 404 mounted on the head unit is seated, back and forth along the base frame 301;

상기 3D 프린팅 모듈(404)의 금속 3D 프린팅을 위한 재료 공급과, 3D 프린팅 된 출력물의 가공을 위해 상기 헤드부에 착탈 가능한 툴을 공급하는 툴공급부(40)와;
상기 병렬형 5축머신부(10), 갠트리부(20), 베이스부(30), 툴공급부(40)의 동작을 제어하는 제어부(50)를 포함하여 구성한다. A tool supply part 40 for supplying a material for metal 3D printing of the 3D printing module 404 and a tool removable to the head part for processing the 3D printed output;
And a control unit 50 for controlling operations of the parallel type 5-axis machine unit 10, the gantry unit 20, the base unit 30, and the tool supply unit 40.

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상기 병렬형 5축머신부(10)는, 상기 선형구동부의 일단부를 장착하여, 상기 승강수단에 의해 상기 지주프레임(2011)을 따라 상하로 승강하는 승강프레임(101)과;The parallel type 5-axis machine unit 10 includes an elevating frame 101 mounted on one end of the linear driving unit and vertically moving up and down along the strut frame 2011 by the elevating unit;

상기 승강프레임(101)의 개구부(101a) 내에서 유니버셜조인트(013a)에 의해 일단부가 관절운동 가능케 설치되어 상기 개구부(101a)의 전후로 선형 구동이 이루어지는 선형구동부와;A linear driving unit having one end jointed by a universal joint 013a in an opening 101a of the lifting frame 101 and linearly driven forward and backward of the opening 101a;

상기 선형구동부의 타단부에 장착되고, 금속 3D 프린팅을 위한 3D 프린팅 모듈(404) 또는 절삭 가공을 위한 절삭공구가 착탈 가능케 장착되는 툴착탈부(107c)를 구비한 헤드부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A head unit mounted on the other end of the linear driving unit and having a 3D printing module 404 for metal 3D printing or a tool attaching / detaching unit 107c for detachably mounting a cutting tool for cutting; And a control unit.

상기 선형구동부는, 상기 승강프레임(101)의 양측에 설치되는 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 지지되는 복수의 회전체(102)와;The linear driving unit includes a plurality of rotors 102 rotatably supported by bearing units B provided on both sides of the lifting frame 101;

상기 회전체(102) 내부에서 유니버셜조인트(103a)로 회동 가능케 설치되는 다수의 선형구동기(103)와;A plurality of linear actuators (103) rotatably mounted within the rotary body (102) by a universal joint (103a);

상기 각 선형구동기(103)에 의해 각각 선형 구동이 이루어지는 다수의 암프레임(104); 을 포함하고;A plurality of arm frames 104 linearly driven by the respective linear actuators 103; / RTI >

상기 헤드부는, 상기 다수의 암프레임(104)의 일단부가 각각 힌지 결합되는 조인트부(105a)를 양측과 상측에 각각 형성한 포지셔닝파츠(105)와;The head unit includes a positioning part 105 having joint parts 105a, hinged to one ends of the plurality of arm frames 104, on both sides thereof, respectively;

상기 포지셔닝파츠(105)의 정면에서 Y축 기준으로 회전 가능케 설치되는 로테이션파츠(106)와;A rotation part 106 installed on the positioning part 105 so as to be rotatable about the Y axis;

상기 로테이션파츠(106)에서 X축 기준으로 회전 가능케 설치되며, 하단부에는 툴의 선택적인 착탈이 가능한 툴착탈부(107c)를 구비한 툴헤드(107); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. A tool head 107 rotatably mounted on the rotation part 106 in the X axis direction and having a tool detachable part 107c at a lower end thereof for selectively detachable tools; And a control unit.

상기 갠트리부(20)는, 소정 간격으로 직립 설치된 한 쌍의 지주프레임(2011)과, 상기 지주프레임(2011)의 상단부를 연결하는 가로프레임(2012)으로 구성하는 갠트리프레임(201)과;The gantry unit 20 includes a gantry frame 201 constituted by a pair of support frames 2011 erected at predetermined intervals and a horizontal frame 2012 connecting upper ends of the support frames 2011;

상기 갠트리프레임(201)에 설치되어 상기 승강프레임(101)을 승강시키는 승강수단과;An elevating means installed on the gantry frame 201 to elevate the elevating frame 101;

상기 병렬형 5축머신부(10)의 하중과 동일한 하중을 가지는 균형추(204)와;A balance weight 204 having a load equal to the load of the parallel type 5-axis machine unit 10;

일단부는 상기 승강프레임(101)에 연결하고, 타단부는 상기 균형추(204)에 연결하는 연결부재(205)와;A connecting member 205 having one end connected to the lifting frame 101 and the other end connected to the counterweight 204;

상기 갠트리프레임(201) 상단부에 설치하여 상기 연결부재(205)의 양단부가 수직 하방을 향하도록 연결부재(205)를 안내하는 가이드부재(206); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. A guide member 206 installed at an upper end of the gantry frame 201 and guiding the connecting member 205 so that both ends of the connecting member 205 are vertically downward; And a control unit.

상기 승강수단은, 상기 승강프레임(101)의 양 측면에 설치되는 볼스크류(101b)와 결합하도록 상기 각 지주프레임(2011)의 내측면에 수직으로 설치되는 나사축(202a)을 회전 구동하는 머신부이송모터(202)와;The elevating means includes a machine for rotationally driving a screw shaft 202a vertically installed on an inner surface of each of the support frames 2011 to engage with a ball screw 101b provided on both sides of the lift frame 101 A secondary transfer motor 202;

상기 승강프레임(101)의 양 측면에 설치되는 가이드블록(101c)을 안내하도록 상기 각 지주프레임(2011)의 내측면에 수직으로 설치되는 머신부가이드레일(203)을 포함하는 것을 특징으로 한다. And a machine section guide rail 203 vertically installed on the inner side surfaces of the support frames 2011 to guide the guide blocks 101c installed on both sides of the lift frame 101. [

상기 베이스부(30)는, 상기 갠트리부(20)의 하부에서 직각 방향으로 연결 설치되는 베이스프레임(301)과;The base unit 30 includes a base frame 301 connected to the gantry unit 20 in a direction perpendicular to the bottom of the gantry unit 20;

상기 베이스프레임(301) 상부에 전후로 이동 가능케 설치되는 이동체(302)와;A moving body 302 installed to be movable back and forth above the base frame 301;

상기 이동체(302)의 전후 이동을 가능케 하는 슬라이딩수단과Sliding means for enabling the moving body 302 to move back and forth

상기 이동체(302) 상부에서 정·역방향으로 회전 가능케 설치되는 테이블(305)과; A table 305 installed to be rotatable in the forward and reverse directions on the moving body 302;

상기 이동체(302) 일측에 설치되어 상기 테이블(305)을 정·역방향으로 회전 구동시키는 테이블구동모터(306); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. A table drive motor 306 installed at one side of the moving body 302 to rotate the table 305 in the forward and reverse directions; And a control unit.

상기 슬라이딩수단은, 상기 이동체(302)의 저면에 설치되는 볼스크류(101b)와 결합하도록 상기 베이스프레임(301) 상부에 수평으로 설치되는 나사축(303a)을 회전 구동하는 이동체이송모터(303)와;The sliding means includes a moving body feed motor 303 for rotationally driving a screw shaft 303a horizontally installed on the base frame 301 to engage with a ball screw 101b provided on a bottom surface of the moving body 302, Wow;

상기 이동체(302)의 저면 양측에 설치되는 가이드블록(101c)을 안내하도록 상기 베이스프레임(301) 상부에 수평으로 설치되는 이동체가이드레일(304); 을 포함하는 것을 특징으로 한다. A moving body guide rail 304 installed horizontally above the base frame 301 to guide a guide block 101c installed on both sides of the bottom of the moving body 302; And a control unit.

상기 베이스프레임(301)의 전후면에 설치되는 전면브래킷(301a) 및 후면브래킷(301b)과, 상기 전, 후면브래킷(301a, 301b) 사이에서 상기 베이스프레임(301)의 전후로 이동 가능케 설치된 상기 이동체(302)의 전후면 간에는,A front bracket 301a and a rear bracket 301b provided on the front and rear surfaces of the base frame 301 and a front bracket 301b provided between the front and rear brackets 301a and 301b, Between the front and rear surfaces of the base plate 302,

상기 이동체(302)의 위치에 따라 능동적으로 신축되어 이물질에 의한 베이스프레임(301) 상부의 오염을 방지하는 다단 신축형 슬라이드커버(302c)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. And a multistage retractable slide cover 302c that is actively expanded and contracted according to the position of the moving body 302 to prevent contamination of the upper portion of the base frame 301 due to foreign matter.

상기 툴공급부(40)는, 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에서 탈착되는 3D 프린팅 모듈(404)을 거치하는 모듈거치부(401)와;The tool supply unit 40 includes a module mounting unit 401 for mounting the 3D printing module 404 detached from the head of the parallel type 5-axis machine unit 10;

절삭가공에 필요한 다양한 공구를 집합시켜 보관하고, 보관된 공구 중 특정 공구를 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 착탈 가능케 제공하는 자동공구교환장치(402)와;An automatic tool changer 402 for collecting and storing a variety of tools required for cutting, and detachably attaching a specific one of the stored tools to the head of the parallel-type 5-axis machine unit 10;

다수의 절삭공구를 수납하는 공구매거진(402a)을 구비하여 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 절삭공구를 착탈 가능케 제공하는 자동공구교환장치(402)와;An automatic tool changer (402) having a tool magazine (402a) for accommodating a plurality of cutting tools to detachably attach a cutting tool to the head of the parallel type 5-axis machine part (10);

상기 3D 프린팅 모듈(404)에 금속 3D 프린팅을 위한 금속파우더와 레이저를 제공하는 출력소스공급부(403); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. An output source supply unit 403 for supplying a metal powder and a laser for metal 3D printing to the 3D printing module 404; And a control unit.

상기 제어부(50)는, 3차원 모델링 파일의 입력 및 3D 프린팅을 위한 출력조건과, 출력물의 가공을 위한 가공조건을 입력하는 입력부(501)와; The control unit 50 includes an input unit 501 for inputting output conditions for inputting a 3D modeling file and 3D printing, and processing conditions for processing an output;

상기 입력부(501)를 통해 입력된 정보를 분석, 판독하여 상기 병렬형 5축머신부(10)와, 상기 갠트리부(20)와, 상기 베이스부(30)와, 상기 툴공급부(40)에 각각 제어신호를 전달하는 메인컨트롤러(502)와; The information input through the input unit 501 is analyzed and read so that the parallel type 5-axis machine unit 10, the gantry unit 20, the base unit 30, and the tool supply unit 40 A main controller 502 for transmitting control signals;

상기 입력부(501)를 통해 입력되는 3차원 모델링 파일의 형상 또는 3D 프린팅 출력 조건 또는 가공조건을 표시하는 표시부(503); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. A display unit 503 for displaying the shape of the three-dimensional modeling file inputted through the input unit 501 or the 3D printing output condition or the processing condition; And a control unit.

상기 베이스부(30) 일측에는 3D 프린팅 된 출력물의 가공 과정에서 발생하는 칩을 배출하는 칩배출부(60)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. And a chip discharging unit 60 for discharging chips generated during the processing of the 3D printed output on the one side of the base unit 30.

상기 칩배출부(60)는, 상부가 개구된 반원통형으로 되고, 말단부에는 배출부(601a)를 형성하여 상기 베이스부(30)의 베이스프레임(301) 양측에서 베이스프레임(301)의 길이 방향으로 설치하는 칩배출슈트(601)와;The chip discharging portion 60 has a semi-cylindrical shape with an open top and a discharge portion 601a is formed at a distal end of the chip discharging portion 60. The chip discharging portion 60 is disposed on both sides of the base frame 301 of the base portion 30, A chip discharge chute 601 for installing the chip discharge chute 601;

상기 칩배출슈트(601) 내부에 설치되어 칩배출슈트(601)로 유입되는 칩을 상기 배출부(601a)로 이송하여 배출시키는 칩배출스크류(602);A chip discharging screw 602 installed inside the chip discharging chute 601 and transferring the chip to the discharging unit 601a and discharging the chip to the chip discharging chute 601;

상기 베이스부(30)의 베이스프레임(301) 전면에 설치되어 상기 칩배출스크류(602)를 구동하는 스크류구동모터(603)를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a screw driving motor 603 mounted on the front surface of the base frame 301 of the base unit 30 to drive the chip discharging screw 602.

본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터는 3D 프린팅 모듈 또는 가공용 절삭공구의 선택적인 착탈을 통해 전통적인 금속 성형방법으로는 제작이 어려운 다양한 형상의 제품을 출력함과 동시에 출력 후 제품의 이동 없이 바로 가공을 수행할 수 있게 됨으로써 금속 제품의 효율적인 다품종 소량 생산이 가능케 되는 효과가 있다.The expandable metal 3D printer for manufacturing a large-size product of the present invention outputs various products having difficulty to be manufactured by the conventional metal molding method through selective attachment / detachment of the 3D printing module or cutting tool, So that it is possible to efficiently produce small quantities of metal products in a small quantity.

또한, 본 발명의 병렬형 5축머신부는 비교적 가벼운 링크를 사용하면서도 고강성을 유지할 수 있는 병렬 3축 구조로 구성되며, 관절 구동시 액추에이터의 관성질량을 배제시킬 수 있기 때문에 상대적으로 민첩한 운동이 가능하여 제품의 3D 프린팅과 가공시 제품의 생산성과 정밀성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, the parallel type 5-axis machine part of the present invention has a parallel three-axis structure that can maintain a high rigidity while using a relatively light link, and can exert relatively agile motion because the inertia mass of the actuator can be excluded when the joint is driven Thereby improving the productivity and precision of the product during 3D printing and processing of the product.

또한, 상기 병렬형 5축머신의 신속하고 정밀하며 안정적인 승강을 가능케 하는 갠트리부와, 상기 출력물의 신속하고 안정적인 전후 이동을 가능케 하는 베이스부를 통해 정밀하고 넓은 가동영역을 확보함으로써 고정밀도를 요구하는 대형품의 제작이 가능케 되어 조선/발전 플랜트/우주항공 등 고부가가치산업에서 요구되는 높은 정밀도의 대형 금속 제작물의 제작이 용이하여 우수한 경제적 가치 창출이 가능한 효과가 있다. In addition, a gantry portion for enabling rapid, precise and stable elevation of the parallel type 5-axis machine, and a base portion for allowing quick and stable back and forth movement of the output, This makes it possible to manufacture high-precision large-scale metal products required in high-value-added industries such as shipbuilding / power generation plants and aerospace industries, thereby creating excellent economic value.

도 1은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 부분 파절 정면도.
도 2는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 정면도.
도 3은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 우측면도.
도 4는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 저면도.
도 5는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 부분 파절 측면도.
도 6은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 갠트리부의 지주프레임 외측면도.
도 7은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 평면도.
도 8은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 툴공급부 배치를 나타낸 정면도.
도 9는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 제어부 구성을 나타낸 블록도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a partial fracture front view of an embodiment of an expandable metal 3D printer for the manufacture of the present invention.
2 is a front view of a parallel type 5-axis machine unit according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention.
3 is a right side view of a parallel type 5-axis machine unit according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-size article of the present invention.
4 is a bottom view of a parallel type 5-axis machine unit according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention.
5 is a partial cutaway side elevation view of an embodiment of an expandable metal 3D printer for making large items of the present invention.
6 is a side view of a holding frame of a gantry according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-size article of the present invention.
7 is a plan view according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for making a large article of the present invention.
8 is a front view showing the arrangement of a tool supply unit according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention.
9 is a block diagram showing a configuration of a controller according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention.

이하, 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터를 상세히 설명함에 있어서, 다음의 설명은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, in describing the expandable metal 3D printer for manufacturing a large-size product of the present invention in detail, the following description is not intended to limit the specific embodiments described in this document, but may be applied to various modifications of the embodiments of the present invention, Equivalents, and / or alternatives in connection with the appended claims.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있으며, 본 발명에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar elements, and the terms " first, "" second, ", etc. used in the present invention may refer to various elements in order and / It is used to distinguish one component from another, and is not limited to those components.

예를 들면, '제1부분'과 '제2부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.For example, 'first part' and 'second part' may represent different parts, regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the invention described in the present invention, the first component can be named as the second component, and similarly, the second component can also be named as the first component.

또한, 본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Furthermore, the terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the scope of other embodiments. The singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없음은 물론이다. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The general predefined terms used in the present invention can be interpreted in the same or similar meaning as the contextual meanings of the related art, and, unless expressly defined in the present invention, mean ideal or overly formal meanings . It is needless to say that the terms defined in the present invention can not be construed as excluding the embodiments of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-size product according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 부분 파절 정면도이고, 도 2는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 정면도이며, 도 3은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 우측면도이고, 도 4는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 병렬형 5축머신부 저면도이다.2 is a front view of a parallel type five-axis machine part according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article according to the present invention; Fig. FIG. 3 is a right side view of a parallel type 5-axis machine part according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size product of the present invention, and FIG. 4 is a right side view of a parallel type 5-axis machine part according to an embodiment of the present invention. It is the bottom view of the parallel type 5 axis machine part.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.Will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig.

본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터는 병렬형 5축머신부(10)와; 갠트리부(20)와; 베이스부(30)와; 툴공급부(40)와; 제어부(50)를 포함하여 구성한다. An expandable metal 3D printer for manufacturing a large-size article of the present invention comprises a parallel type 5-axis machine section 10; A gantry section (20); A base portion 30; A tool supply unit 40; And a control unit 50.

이하 설명에서 모든 값은 기준좌표계에 대하여 정의되었다.In the following description, all values are defined for the reference coordinate system.

즉, 상기 병렬형 5축머신부(10)를 정면에서 볼 때, 병렬형 5축머신부(10)의 좌우 방향은 X축 방향이고, 병렬형 5축머신부(10)의 전후 방향은 Y축 방향이며, 병렬형 5축머신부(10)의 상하 방향은 Z축 방향으로 정의한다.That is, when viewing the parallel type 5-axis machine unit 10 from the front, the parallel type 5-axis machine unit 10 is in the X-axis direction, and the parallel type 5-axis machine unit 10 is Y Axis direction and the vertical direction of the parallel type 5-axis machine section 10 is defined as the Z-axis direction.

상기 병렬형 5축머신부(10)는 3D 프린팅 모듈(404) 또는 다양한 가공용 절삭공구의 선택적인 착탈 및 상기 툴의 X, Y, Z축 이동을 가능케 하기 위하여 승강프레임(101)과, 선형구동부와, 헤드부를 포함한다. The parallel type 5-axis machine unit 10 includes a lift frame 101 and a linear driving unit 101 for selectively detaching and attaching the 3D printing module 404 or various cutting tools to the X, Y, and Z axes, And a head portion.

상기 승강프레임(101)은 상기 선형구동부의 일단부를 장착하여, 상기 승강수단에 의해 상기 지주프레임(2011)을 따라 상하로 승강 가능케 하기 위하여 저면에서 상방으로 소정 깊이의 개구부(101a)가 형성된다. The lifting frame 101 is mounted at one end of the linear driving unit and has an opening 101a formed at a predetermined depth upward from the bottom surface thereof so as to be vertically movable along the supporting frame 2011 by the elevating unit.

승강프레임(101) 양측에는, 상기 갠트리부(20)를 따라 승강 가능하도록 갠트리부(20)에 수직으로 설치되는 나사축(202a)을 따라 승강하는 볼스크류(101b)가 설치된다. Ballscrews 101b are provided on both sides of the lifting frame 101 to move up and down along the screw shaft 202a vertically installed in the gantry 20 so as to be able to move up and down along the gantry 20.

또한, 승강프레임(101)의 정밀한 승강 작동을 위해 승강프레임(101) 양측에는, 상기 갠트리부(20)에 수직으로 설치되는 머신부가이드레일(203)을 따라 승강하는 가이드블록(101c)을 설치하는 것이 바람직하다. A guide block 101c is installed on both sides of the lifting frame 101 for elevating and lowering the elevating frame 101 along the machine section guide rail 203 vertically installed on the gantry section 20 .

또한, 승강프레임(101)의 양측 하단부에는 승강프레임(101)이 최저 높이로 하강하였을 때, 승강프레임(101) 하부의 손상 방지를 위해 상기 갠트리부(20)에 형성되는 스토퍼부와 접촉하면서 충격을 흡수, 완화하는 댐핑수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.In order to prevent damage to the lower portion of the lifting frame 101 when the lifting frame 101 is lowered to the lowest height, both ends of both sides of the lifting frame 101 are brought into contact with the stopper portion formed in the gantry 20, It is preferable to further include a damping means for absorbing and alleviating the damping force.

상기 선형구동부는 상기 승강프레임(101)의 개구부(101a) 내에서 유니버셜조인트(103a)에 의해 일단부가 관절운동 가능케 설치되어 상기 개구부(101a)의 전후로 선형 구동이 가능케 하기 위해 회전체(102)와, 선형구동기(103)와, 암프레임(104)을 포함한다.The linear driving unit is installed in the opening 101a of the lifting frame 101 so as to be articulated by a universal joint 103a so as to be linearly movable forward and backward of the opening 101a, A linear actuator 103, and an arm frame 104. [

상기 회전체(102)는 X축 기준으로 회전 가능하도록 상기 승강프레임(101)의 양측에 설치되는 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 지지된다.The rotating body 102 is rotatably supported by a bearing unit B provided on both sides of the lifting frame 101 so as to be rotatable with respect to the X axis.

즉, 승강프레임(101)의 저면 양측에는 한 쌍의 베어링유닛(B)을 설치하여 상기 베어링유닛(B)에 의해 X축을 중심축선으로 하여 회전 가능케 지지되는 제1회전체(102a)가 설치된다.That is, a pair of bearing units B are provided on both sides of the bottom surface of the lifting frame 101, and a first rotating body 102a supported by the bearing unit B so as to be rotatable about the X axis as a central axis is provided .

따라서 저면에서 상방으로 개구부(101a)를 형성하여 정면에서 볼 때 대략 “Π” 형상으로 된 승강프레임(101)의 저면 간에 상기 제1회전체(102a)가 설치됨에 따라 승강프레임(101)의 개구부(101a)를 가로질러 설치되는 제1회전체(102a)에 의해 상기 개구부(101a)가 막힌 구조가 되기 때문에 승강프레임(101)의 구조적 강도가 보강된다.The opening portion 101a is formed upward in the bottom surface so that the first rotating body 102a is installed between the bottom surfaces of the lifting frame 101 which is substantially in the shape of " Since the opening 101a is closed by the first rotating body 102a installed across the movable frame 101a, the structural strength of the lifting frame 101 is reinforced.

승강프레임(101)의 개부구(101a) 내측면 양측에는 또 다른 한 쌍의 베어링유닛(B)을 설치하여 상기 베어링유닛(B)에 의해 X축을 중심축선으로 하여 회전 가능케 지지되는 제2회전체(102b)가 설치된다.A second pair of bearing units B are provided on both sides of the inner side surface of the opening portion 101a of the lifting frame 101 and are rotatably supported on the X axis by the bearing unit B as a central axis, (102b).

따라서 제2회전체(102b)의 전체 길이는 상기 제1회전체(102a)의 전체 길이에 비해 상대적으로 짧게 형성된다.Therefore, the entire length of the second rotating body 102b is formed to be relatively shorter than the entire length of the first rotating body 102a.

상기 선형구동기(103)는 상기 회전체(102) 내부에서 유니버셜조인트(103a)로 회동 가능케 다수가 설치된다.A plurality of the linear actuators 103 are rotatably installed in the rotating body 102 by a universal joint 103a.

즉, 상대적으로 길이가 긴 제1회전체(102a)에는 좌우에 각각 유니버셜조인트(103a)를 설치하여 각 유니버셜조인트(103a)에 선형구동기(103)를 설치하고, 상대적으로 길이가 짧은 제2회전체(102b)는 중심부에 하나의 유니버셜조인트(103a)를 설치하여 하나의 선형구동기(103)를 설치한다.That is, a universal joint 103a is provided on each of left and right sides of the first rotating body 102a having a relatively long length, a linear actuator 103 is provided on each of the universal joints 103a, The whole body 102b is provided with one universal joint 103a at the center thereof to install one linear actuator 103 therein.

상기 선형구동기(103)는 구동모터(103b)에 의해 회전 구동하는 나사축(103c)이 상기 헤드부 쪽으로 돌출 형성된 구조를 가진다. The linear actuator 103 has a structure in which a screw shaft 103c driven to rotate by a drive motor 103b protrudes toward the head.

상기 암프레임(104)은 상기 선형구동기(103)에 의해 선형 구동이 이루어지도록 선형구동기(103)의 나사축(103c)을 따라 전후로 이동하는 볼스크류(104a)를 구비한다.The arm frame 104 is provided with a ball screw 104a which moves back and forth along the screw shaft 103c of the linear actuator 103 such that the linear actuator 103 is linearly driven.

또한 암프레임(104)의 정밀한 전후 이동이 가능하도록 상기 선형구동기(103)와 암프레임(104)에는 상호 대응하는 가이드레일(104c)과 가이드블록(103d)을 각각 구비하는 것이 바람직하다. It is preferable that the linear driver 103 and the arm frame 104 are provided with guide rails 104c and guide blocks 103d corresponding to each other so that the arm frame 104 can be precisely moved back and forth.

또한 암프레임(104)의 선단부에는 결합부(104b)를 형성하여 상기 헤드부의 포지셔닝파츠(105)의 각 조인트부(105a)에 각각 힌지 결합하고 암프레임(104)의 말단부는 상기 회전체(102)를 통과하여 회전체(102) 후방으로 돌출된다.A coupling portion 104b is formed at the distal end of the arm frame 104 so as to be hinged to each joint portion 105a of the positioning piece 105 of the head portion and the distal end of the arm frame 104 is connected to the rotation body 102 And protrudes toward the rear of the rotating body 102.

따라서 각 선형구동기(103)의 의해 각각 전후 이동하는 암프레임(104)의 전후 이동 길이, 즉 회전체(102) 전방으로 돌출되는 길이 조절을 통해 상기 포지셔닝파츠(105)의 X, Y, Z축 이동이 가능하다.Therefore, the X, Y and Z axes of the positioning pieces 105 are adjusted by the longitudinal movement length of the arm frame 104 moving back and forth by the respective linear actuators 103, Movement is possible.

일예로서 제1회전체(102a)를 통과하는 좌우 한 쌍의 암프레임(104) 중 좌측 암프레임(104)이 제1회전체(102a) 후방으로 후퇴하고, 우측 암프레임(104)이 전방으로 전진하면, 상기 포지셔닝파츠(105)는 X축 방향 좌측으로 이동한다.The left arm frame 104 of the left and right pair of arm frames 104 passing through the first rotating body 102a is retracted rearward of the first rotating body 102a and the right arm frame 104 is moved forward When advancing, the positioning part 105 moves to the left in the X-axis direction.

위와 반대로 제1회전체(102a)를 통과하는 좌우 한 쌍의 암프레임(104) 중 우측 암프레임(104)이 제1회전체(102a) 후방으로 후퇴하고, 좌측 암프레임(104)이 전방으로 전진하면, 상기 포지셔닝파츠(105)는 X축 방향 우측으로 이동한다.The right arm frame 104 of the left and right pair of arm frames 104 passing through the first rotating body 102a is retracted rearward of the first rotating body 102a and the left arm frame 104 is moved forward When advancing, the positioning part 105 moves to the right in the X-axis direction.

상기와 같이 포지셔닝파츠(105)가 X축 방향으로 이동할 때, 제2회전체(102b)를 통과하는 암프레임(104)을 구동하는 선형구동기(103)는 상기 제1회전체(102a)를 통과하는 암프레임(104)을 구동하는 다른 선형구동기(103)와 연동한다.When the positioning part 105 moves in the X axis direction as described above, the linear actuator 103 that drives the arm frame 104 passing through the second rotating body 102b passes through the first rotating body 102a And the other linear driver 103 for driving the arm frame 104 to be driven.

즉, 상기 각 선형구동기(103)의 연동과 그로 인한 암프레임(104)의 작동은 포지셔닝파츠(105)가 X, Y, Z축 이동할 때도 마찬가지로 상호 연동한다. That is, the interlocking operation of each of the linear actuators 103 and thus the operation of the arm frame 104 interlock with each other when the positioning elements 105 move in the X, Y and Z axes.

상기 헤드부는 상기 선형구동부의 타단부에 장착되고, 금속 3D 프린팅을 위한 3D 프린팅 모듈(404) 또는 절삭 가공을 위한 절삭공구가 착탈 가능케 장착하기 위하여 포지셔닝파츠(105)와, 로테이션파츠(106)와, 툴헤드(107)를 포함한다. The head part is mounted on the other end of the linear driving part and is provided with a 3D printing module 404 for metal 3D printing or a positioning part 105 and a rotation part 106 for detachably mounting a cutting tool for cutting , And a tool head (107).

상기 포지셔닝파츠(105)는 헤드부 전체의 X, Y, Z축 이동을 위해 양측과 상측에 각각 조인트부(105a)를 형성하여 상기 조인트부(105a)를 상기 선형구동부와 힌지 결합한다.The positioning part 105 has joint parts 105a formed on both sides of the head part to move the X, Y and Z axes of the whole head part, and the joint part 105a is hinged to the linear driving part.

상기 로테이션파츠(106)는 상기 포지셔닝파츠(105)의 정면에서 Y축 기준으로 회전 가능하도록 포지셔닝파츠(105)의 정면 중심부에서 돌출 형성된 회전축에 결합하되, 상기 포지셔닝파츠(105)의 후면에는 상기 회전축을 회전 구동하는 제1모터(106a)를 설치한다. The rotation piece 106 is coupled to a rotation axis protruding from a front center portion of the positioning piece 105 so as to be rotatable about the Y axis on the front surface of the positioning piece 105. On the rear surface of the positioning piece 105, A first motor 106a for rotationally driving the first motor 106a is provided.

상기 툴헤드(107)는 상기 로테이션파츠(106)에서 X축 기준으로 회전 가능하도록 로테이션파츠(106)의 전면 양측에서 돌출되는 지지부 사이에 회동 가능케 결합하되, 상기 로테이션파츠(106) 하부에는 상기 툴헤드(107)의 회전 구동을 가능케 하는 제2모터(107a)를 설치한다.The tool head 107 is rotatably coupled between support portions protruding from both sides of the rotation piece 106 so as to be rotatable about the X axis in the rotation parts 106, And a second motor 107a for enabling rotation of the head 107 is provided.

또한, 상기 툴헤드(107)는 상단부에 설치된 제3모터(107b)에 의해 구동되는 구동축을 하단부에 돌출 형성하되, 상기 구동축에는 다양한 툴을 선택적인 착탈이 가능한 툴착탈부(107c)를 구비한다. The tool head 107 has a drive shaft driven by a third motor 107b installed at an upper end of the tool head 107 protruding from a lower end of the tool head 107. The drive shaft is provided with a tool attaching / detaching portion 107c capable of selectively attaching / detaching various tools .

일예로서 상기 툴착탈부(107c)는 주지된 공작기계의 툴착탈부(107c)와 같이 상단부는 툴헤드(107)의 주축 단부에 결합할 수 있도록 테이퍼 가공되어 어댑터 등을 이용해 주축 단부에 결합하고, 타단부에는 다양한 종류의 툴이 착탈되는 착탈공을 형성하는 것이 바람직하다.For example, the tool attaching / detaching portion 107c is tapered so as to engage with the main shaft end portion of the tool head 107 like the well-known tool detaching portion 107c of the machine tool, and is coupled to the main shaft end portion using an adapter or the like And a detachable hole for detaching and attaching various kinds of tools is formed at the other end.

상기 툴착탈부(107c)에는 3D 프린팅 모듈(404), 가공용 절삭공구, 3D 측정 모듈 등 다양한 툴의 착탈이 가능하다. Various tools such as the 3D printing module 404, the cutting tool for cutting, and the 3D measuring module can be attached to and detached from the tool detachable portion 107c.

도 5는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 부분 파절 측면도이고, 도 6은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 갠트리부의 지주프레임 외측면도이며, 도 7은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 평면도이다.FIG. 5 is a partial sectional side view according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention, and FIG. 6 is a side view of a holding frame of a gantry portion according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large- And FIG. 7 is a plan view according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention.

도 1 또는 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.Will be described with reference to Fig. 1 or Fig. 5 to Fig.

상기 갠트리부(20)는 상기 병렬형 5축머신부(10)의 상하 승강이 가능하도록 갠트리프레임(201)과, 승강수단과, 균형추(204)와, 연결부재(205)와, 가이드부재(206)를 포함한다.The gantry unit 20 includes a gantry frame 201, elevating means, a balance weight 204, a connecting member 205, a guide member 206 ).

상기 갠트리프레임(201)은 소정 간격으로 직립 설치된 한 쌍의 지주프레임(2011)과, 상기 지주프레임(2011)의 상단부를 연결하는 가로프레임(2012)으로 구성한다.The gantry frame 201 includes a pair of support frames 2011 installed upright at predetermined intervals and a horizontal frame 2012 connecting upper ends of the support frames 2011. [

상기 지주프레임(2011)의 하단부는 상기 베이스부(30)의 상부에 결합함으로써 지주프레임(2011)의 고정이 이루어진다. The lower end of the strut frame 2011 is coupled to the upper portion of the base unit 30 to fix the strut frame 2011.

상기 지주프레임(2011) 외측면에는 지주프레임(2011) 내부에서 승강 가능케 설치되는 균형추(204)의 가감이 용이하도록 개구부(2011a)를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 개구부(2011a)는 커버부재(2011b)에 의해 폐쇄가 가능하다.It is preferable that the opening 2011a is formed on the outer side of the supporting frame 2011 so that the balance weight 204 installed in the supporting frame 2011 can be easily elevated and lowered. The opening 2011a can be closed by the cover member 2011b.

아울러, 상기 커버부재(2011b) 내측에는 상기 균형추(204)의 승강 작동 시 균형추(204)의 승강을 안내하는 가이드수단(204a)을 더 구비할 수 있다.The cover member 2011b may further include guiding means 204a for guiding the lifting and lowering of the balance weight 204 when the balance weight 204 is lifted and lowered.

상기 승강수단은 상기 갠트리프레임(201)에 설치되어 상기 승강프레임(101)을 승강시키기 위해 머신부이송모터(202)와, 머신부가이드레일(203)을 포함한다.The elevating means includes a machine section feed motor 202 and a machine section guide rail 203 installed on the gantry frame 201 to raise and lower the elevation frame 101.

상기 머신부이송모터(202)는 상기 각 지주프레임(2011)의 내측면에 수직으로 설치되는 나사축(202a)을 정·역회전 구동하도록 상기 지주프레임(2011)의 내측면 하단부에 각각 설치한다. The machine part feed motor 202 is installed at the lower end of the inner surface of the strut frame 2011 so as to drive the screw shaft 202a vertically installed on the inner side surface of each of the strut frames 2011, .

또한, 상기 나사축(202a)을 회전 가능케 지지하도록 상기 지주프레임(2011) 상하부에는 베어링부를 구비하는 것이 바람직하다. Further, it is preferable that bearing portions are provided on upper and lower portions of the strut frame 2011 to rotatably support the screw shaft 202a.

상기 머신부이송모터(202)는 상기 지주프레임(2011)의 상단부에 설치하는 것도 가능하다.The machine part feed motor 202 may be installed at the upper end of the strut frame 2011.

따라서 머신부이송모터(202)의 구동력에 의해 나사축(202a)이 정·역회전함에 따라 나사축(202a)에 결합된 볼스크류(101b)에 의해 상기 승강프레임(101)이 상하로 승강한다. The elevating frame 101 is vertically moved up and down by the ball screw 101b coupled to the screw shaft 202a as the screw shaft 202a rotates by the driving force of the machine part feeding motor 202 .

상기 머신부가이드레일(203)은 상기 승강프레임(101)의 양 측면에 설치되는 가이드블록(101c)을 안내하도록 상기 각 지주프레임(2011)의 내측면에 수직으로 설치한다. The machine section guide rails 203 are vertically installed on the inner surface of each of the support frames 2011 so as to guide the guide blocks 101c provided on both sides of the lift frame 101.

더 바람직하게는 각 지지프레임의 내측면에 한 쌍의 머신부가이드레일(203)을 소정 간격으로 평행하게 설치한다. More preferably, a pair of machine section guide rails 203 are installed parallel to each other at predetermined intervals on the inner surface of each support frame.

따라서 상기 머신부이송모터(202)에 의해 상기 승강프레임(101)이 상하로 승강할 때 승강프레임(101)의 정밀한 상하 승강이 이루어진다. Therefore, when the elevating frame 101 is vertically moved up and down by the machine part feeding motor 202, the elevating frame 101 is accurately lifted up and down.

상기 균형추(204)는 상기 병렬형 5축머신부(10)의 하중이 상기 머신부이송모터(202)에 과부하로 작용하는 것을 방지하기 위해 상기 병렬형 5축머신부(10)의 하중과 동일한 하중을 가지도록 구성한다.The counterbalance 204 is set to be equal to the load of the parallel type 5-axis machine unit 10 in order to prevent the load of the parallel type 5-axis machine unit 10 from acting on the machine part feed motor 202 under an overload. So as to have a load.

따라서 상기 갠트리프레임(201)을 구성하는 한 쌍의 지주프레임(2011) 내부에 병렬형 5축머신부(10)의 하중을 반분한 무게를 가지는 균형추(204)를 각 지주프레임(2011) 내부에 승강 가능케 설치하는 것이 바람직하다.Therefore, a weight balance 204 having a weight that halves the load of the parallel-type five-axis machine unit 10 is disposed inside each of the pillar frames 2011 in the pair of pillar frames 2011 constituting the gantry frame 201 It is desirable to install the elevator.

상기 연결부재(205)는 상기 병렬형 5축머신부(10)와 상기 한 쌍의 지주프레임(2011) 내에서 양분되게 설치된 균형추(204)를 연결하기 위하여 복수의 연결부재(205)로 구성한다.The connecting member 205 is composed of a plurality of connecting members 205 for connecting the parallel type 5-axis machine unit 10 and the counterbalance 204 installed in the pair of the supporting frames 2011 .

각 연결부재(205)의 일단부는 상기 승강프레임(101)의 상단부 양측에 연결하고, 각 연결부재(205)의 타단부는 각 지주프레임(2011) 내부에 설치되는 각 균형추(204)의 상부에 연결한다. One end of each connecting member 205 is connected to both sides of the upper end of the lifting frame 101 and the other end of each connecting member 205 is connected to the upper part of each balance weight 204 installed in each of the supporting frames 2011 Connect.

상기 연결부재(205)는 롤러체인 또는 와이어로프를 사용하는 것이 바람직하다. The connecting member 205 preferably uses a roller chain or a wire rope.

상기 가이드부재(206)는 상기 갠트리프레임(201) 상단부에 설치하여 상기 연결부재(205)의 양단부가 수직 하방을 향하도록 상기 연결부재(205)를 안내함으로써 상기 병렬형 5축머신부(10)와 균형추(204)의 하중이 상호 균형을 이룬다.The guide member 206 is installed at the upper end of the gantry frame 201 to guide the connecting member 205 so that both ends of the connecting member 205 are vertically downward, And the balance weight 204 are balanced with each other.

따라서 병렬형 5축머신부(10)의 승강 작동 시 병렬형 5축머신부(10)의 승강이 보다 신속하게 이루어질 뿐만 아니라, 병렬형 5축머신부(10)의 승강 작동 시 발생하는 관성 및 병렬형 5축머신부(10)가 일정 위치에 정지하였을 때 머신부이송모터(202)에 작용하는 부하가 감소한다. Therefore, not only is the speed of raising and lowering the parallel type 5-axis machine unit 10 faster than that of the parallel type 5-axis machine unit 10, but also the inertia and parallelism occurring during the raising and lowering operation of the parallel type 5-axis machine unit 10 The load acting on the machine part feed motor 202 is reduced when the 5-axis machine unit 10 stops at a certain position.

상기 가이드부재(206)는 상기 연결부재(205)로 롤러체인을 사용하는 경우에는 체인스프로킷을 사용하며, 상기 연결부재(205)로 와이어로프를 사용하는 경우에는 롤러를 사용하는 것이 바람직하다.The guide member 206 may be a chain sprocket when the roller chain is used as the connecting member 205 and may be a roller when the wire rope is used as the connecting member 205.

또한, 단일의 연결부재(205)를 안내함에 있어서 가이드부재(206)의 수는 한정하지 않으나, 연결부재(205)에 의해 가이드부재(206)에 작용하는 병렬형 5축머신부(10)와 균형추(204)의 하중에 비례하여 가이드부재(206)의 수를 가감하는 것이 바람직하다.The number of the guide members 206 is not limited in guiding the single connecting member 205. The number of the guide members 206 is not limited to the number of the parallel type 5-axis machine unit 10 It is preferable to increase or decrease the number of the guide members 206 in proportion to the load of the balance weight 204. [

상기 베이스부(30)는 상기 헤드부에 장착되는 3D 프린팅 모듈(404)에 의해 출력되는 출력물이 안착되는 테이블(305)이 상기 베이스프레임(301)을 따라 전후로 이동 가능케 하기 위하여 베이스프레임(301)과, 이동체(302)와, 슬라이딩수단과, 테이블(305)과, 테이블구동모터(306)를 포함한다. The base unit 30 includes a base frame 301 to allow the table 305 on which an output output from the 3D printing module 404 mounted on the head is mounted to move back and forth along the base frame 301, A moving body 302, a sliding means, a table 305, and a table driving motor 306. [

상기 베이스프레임(301)은 상기 갠트리부(20)의 하부에서 갠트리부(20)와 직각 방향으로 연결 설치한다. The base frame 301 is connected to the gantry section 20 at a lower portion of the gantry section 20 in a direction perpendicular to the gantry section 20.

상기 이동체(302)는 상기 베이스프레임(301) 상부에 전후로 이동 가능케 설치한다. The moving body 302 is installed on the base frame 301 so as to be movable back and forth.

상기 이동체(302)의 전후면에는 다단 신축형 슬라이드커버(302c)를 더 구비할 수 있다.The movable body 302 may further include a multi-stage stretchable slide cover 302c on the front and rear surfaces thereof.

즉, 상기 베이스프레임(301)의 전면에는 전면브래킷(301a)이 베이스프레임(301)의 상방으로 돌출되게 설치되어, 상기 전면브래킷(301a)과 상기 이동체(302)의 전면 간에 다단 신축형 슬라이드커버(302c)가 설치된다.A front bracket 301a is provided on the front surface of the base frame 301 so as to protrude upward from the base frame 301 so that a front end of the multi- (302c).

또한, 베이스프레임(301)의 후면에는 후면브래킷(301b)이 베이스프레임(301)의 상방으로 돌출되게 설치되어, 상기 후면브래킷(301b)과 상기 이동체(302)의 후면 간에 다단 신축형 슬라이드커버(302c)가 설치된다.A rear bracket 301b is provided on the rear surface of the base frame 301 so as to protrude upward from the base frame 301 and a multi-stage stretchable slide cover (not shown) is provided between the rear bracket 301b and the rear surface of the moving body 302 302c.

따라서 상기 이동체(302)가 전후로 이동하더라도, 이동체(302)의 전후에 설치된 다단 신축형 슬라이드커버(302c)가 이동체(302)의 위치에 능동적으로 대응하여 신축됨으로써, 상기 테이블(305) 상부에 출력된 출력물을 가공할 때 발생하는 칩이나 각종 이물질, 불순물 등이 상기 베이스프레임(301) 상부에 설치되는 이동체이송모터(303)에 의해 회전 구동하는 나사축(303a)이나, 상기 이동체가이드레일(304)에 부착, 오염되면서 원활한 작동을 방해하는 것을 방지한다. The multistage stretchable type slide cover 302c provided on the front and rear sides of the moving body 302 is actively and elastically stretchable and contractible with respect to the position of the mobile body 302 so that the output A screw shaft 303a rotatably driven by a moving body feed motor 303 mounted on the base frame 301 and chips or various foreign substances or impurities generated when processing the output of the moving body guide 304 ), Preventing contamination from obstructing smooth operation.

또한, 상기 다단 신축형 슬라이드커버(302c)의 상면은 중앙에서 바깥쪽으로 갈수로 하향 경사지게 형성함으로써 테이블(305) 상부에 출력된 출력물을 가공할 때 발생하는 칩이나 각종 이물질, 불순물 등이 슬라이드커버(302c)의 상면에 떨어졌을 때, 슬라이드커버(302c) 상면의 경사에 의해 슬라이드커버(302c)의 바깥쪽으로 쉽게 흘러내려 베이스프레임(301) 양측 아래로 배출된다. The upper surface of the multi-stage stretchable type slide cover 302c is sloped downward from the center toward the outside, so that chips, various foreign substances, impurities, and the like, which are generated when processing an output product on the table 305, The slider 302c easily flows outwardly of the slide cover 302c by being tilted on the upper surface of the slide cover 302c and is discharged below both sides of the base frame 301. [

상기 슬라이딩수단은 상기 이동체(302)의 전후 이동을 가능케 하기 위하여 이동체이송모터(303)와, 이동체가이드레일(304)을 포함한다. The sliding means includes a moving body feed motor 303 and a moving body guide rail 304 to allow the moving body 302 to move back and forth.

상기 이동체이송모터(303)는 상기 이동체(302)의 저면에 설치되는 볼스크류(302a)와 결합하도록 상기 베이스프레임(301) 상부에 베이스프레임(301)의 길이 방향으로 수평 설치되는 나사축(303a)을 정·역회전 구동하도록 상기 베이스프레임(301) 상부 중앙에 설치한다.The moving body conveying motor 303 is mounted on the base frame 301 so as to engage with the ball screw 302a provided on the bottom surface of the moving body 302, Is driven in the forward and reverse directions.

따라서 이동체이송모터(303)의 구동력에 의해 나사축(303a)이 정·역회전함에 따라 상기 이동체(302)가 상기 베이스프레임(301)의 길이 방향을 따라 전후로 이동한다. The moving body 302 moves back and forth along the longitudinal direction of the base frame 301 as the screw shaft 303a is rotated in the forward and reverse directions by the driving force of the moving body feeding motor 303. [

상기 이동체가이드레일(304)은 상기 이동체(302)의 저면 양측에 설치되는 가이드블록(302b)을 안내하도록 상기 베이스프레임(301) 상부에 베이스프레임(301)의 길이 방향으로 한 쌍을 수평 설치한다. The moving guide rail 304 is installed horizontally with a pair of the base frame 301 in the longitudinal direction on the base frame 301 so as to guide the guide blocks 302b installed on both sides of the bottom of the moving body 302 .

따라서 상기 이동체이송모터(303)에 의해 상기 이동체(302)가 전후로 이동할 때, 이동체(302)의 정밀한 이동이 가능하다. Therefore, when the moving body 302 is moved back and forth by the moving body feeding motor 303, precise movement of the moving body 302 is possible.

상기 테이블(305)은 상기 이동체(302) 상부에서 정·역방향으로 회전 가능케 설치된다. The table 305 is installed so as to be rotatable in the forward and reverse directions on the moving body 302.

즉, 테이블(305) 저면에는 회전축부(도시하지 않음)를 돌출 형성하고, 상기 이동체(302) 상면에는 상기 회전축부를 회전 가능케 지지하는 축결합부(도시하지 않음)를 형성함으로써 테이블(305)의 회전이 가능하다.A shaft portion (not shown) is protruded from the bottom surface of the table 305 and an axial coupling portion (not shown) for rotatably supporting the rotary shaft portion is formed on the upper surface of the moving body 302, Rotation is possible.

상기 테이블(305)의 정밀한 회전을 위해 상기 축결합부 내측에는 베어링을 구비하는 것이 바람직하다. Preferably, a bearing is provided on the inside of the shaft coupling portion for precise rotation of the table 305.

상기 테이블(305) 상면에는 3D 프린팅 모듈(404)에 의한 출력물의 출력을 위한 안착판 또는 출력물을 파지하는 지그 등을 고정하기 위한 슬롯 또는 고정홀을 구비하는 것이 바람직하다. The upper surface of the table 305 preferably has a slot or a fixing hole for fixing a seating plate for outputting output by the 3D printing module 404 or a jig for holding an output product.

상기 테이블구동모터(306)는 상기 이동체(302) 상부에 회전 가능케 설치되는 상기 테이블(305)의 정·역방향 회전 구동을 위하여 상기 이동체(302) 일측면에 설치한다.The table driving motor 306 is installed on one side of the moving body 302 for driving the table 305 rotatably mounted on the moving body 302 for forward and reverse rotation.

그리하여 테이블구동모터(306)의 구동력을 기어장치와 같은 동력전달수단(도시하지 않음)을 통해 상기 테이블(305) 저면에 설치된 회전축부에 전달함으로써 테이블(305)의 정·역회전이 가능하다.Thus, the table 305 can be rotated in the forward and reverse directions by transmitting the driving force of the table driving motor 306 to the rotating shaft portion provided on the bottom surface of the table 305 through power transmission means (not shown) such as a gear device.

따라서 테이블(305) 상부에서 이루어지는 3D 프린팅의 출력 효율성 및 생산성뿐만 아니라, 출력 완료된 출력물에 대한 가공시 테이블(305)의 회전을 통해 가공 작업의 효율성과 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. Accordingly, the efficiency and productivity of the processing operation can be improved through the rotation of the table 305 during processing, as well as the output efficiency and productivity of 3D printing performed on the table 305.

첨부도면 도 8은 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 툴공급부 배치를 나타낸 정면도이다.8 is a front view showing an arrangement of a tool supply unit according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention.

첨부도면 도 3 또는 도 8을 참조하여 설명한다.The accompanying drawings are explained with reference to Fig. 3 or Fig.

상기 툴공급부(40)는 상기 금속 3D 프린팅을 위한 재료 공급과, 3D 프린팅 된 출력물의 가공을 위해 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 착탈 가능한 툴의 공급을 위해 모듈거치부(401)와, 자동공구교환장치(402)와, 출력소스공급부(403)를 포함한다. The tool feeder 40 is provided with a module mounting part (not shown) for supplying a material for the metal 3D printing and a tool which can be detachably attached to the head part of the parallel type 5-axis machine part 10 for processing the 3D printed output 401, an automatic tool changer 402, and an output source supply unit 403.

상기 모듈거치부(401)는 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에서 탈착되는 3D 프린팅 모듈(404)을 거치하기 위하여 상기 베이스부(30)의 일측면에 설치한다.The module mounting part 401 is installed on one side of the base 30 to mount the 3D printing module 404 which is detached from the head part of the parallel type 5-axis machine part 10.

상기 모듈거치부(401) 일측에는 상기 헤드부에서 3D 프린팅 모듈(404)을 착탈하는 모듈거치암(401a)을 구비하는 것이 바람직하다. And a module mounting arm 401a for mounting and dismounting the 3D printing module 404 on the head part is provided on one side of the module mounting part 401. [

상기 모듈거치암(401a)은 모듈거치부(401)에서 Z축을 기준으로 회전 가능케 설치한다.The module mounting arm 401a is rotatably mounted on the module mounting portion 401 with reference to the Z axis.

따라서 모듈거치암(401a)에 상기 3D 프린팅 모듈(404)을 거치할 때에는 모듈거치암(401a) X축 방향으로 회전하고, 3D 프린팅 모듈(404)을 거치한 후, 보관할 때에는 모듈거치암(401a)이 Y축 방향으로 회전함으로써 3D 프린팅 모듈(404)의 신속한 착탈이 이루어짐과 동시에, 거치 후 보관되는 3D 프린팅 모듈(404)이 병렬형 5축머신부(10)의 동작에 방해가 되지 않도록 한다. Therefore, when the 3D mounting module 404 is mounted on the module mounting arm 401a, the module mounting arm 401a rotates in the X-axis direction. When the 3D mounting module 404 is mounted and stored, Is rotated in the Y-axis direction so that the 3D printing module 404 can be quickly attached and detached, and the 3D printing module 404, which is stored after being mounted, does not interfere with the operation of the parallel type 5-axis machine unit 10 .

상기 공구매거진(402a)은 다수의 절삭공구를 수납하여 서보모터(402b)에 의해 X축을 기준으로 회전 가능케 상기 베이스부(30) 일측에 설치된다.The tool magazine 402a accommodates a plurality of cutting tools and is installed at one side of the base 30 so as to rotate about the X axis by the servo motor 402b.

즉, 공구매거진(402a)은 외주면에 다양한 절삭공구를 파지하여 수납하는 그립부를 방사형으로 형성한 매거진플레이트의 회전축이 상기 베이스부(30) 일측에서 X축 방향으로 설치되고, 매거진플레이트의 중심에는 매거진플레이트를 회전시키는 서보모터(402b)가 수평 방향(X축 방향)으로 설치된다. That is, the tool magazine 402a is provided with a rotary shaft of a magazine plate radially formed with grip portions for gripping and storing various cutting tools on the outer circumferential surface in the X axis direction from one side of the base portion 30, A servo motor 402b for rotating the plate is installed in the horizontal direction (X-axis direction).

따라서 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 절삭공구를 장착하기 위해서는 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부가 X축 방향으로 회전한 상태에서 공구교환위치로 수평 이동하여 공구매거진(402a)의 그립부에 수납된 절삭공구가 헤드부에 장착된다.Accordingly, in order to mount the cutting tool on the head portion of the parallel type 5-axis machine unit 10, the head portion of the parallel type 5-axis machine unit 10 horizontally moves to the tool change position in the state of being rotated in the X- The cutting tool housed in the grip portion of the head portion 402a is mounted on the head portion.

그리하여 헤드부에 절삭공구가 장착되면 헤드부가 수직 상방(Z축 방향)으로 이동함으로써, 공구매거진(402a)의 그립부에 수납되어 있던 절삭공구가 그립부서 인출되면서 절삭공구 장착이 완료된다.Thus, when the cutting tool is mounted on the head portion, the head portion moves vertically upward (Z-axis direction), so that the cutting tool stored in the grip portion of the tool magazine 402a is pulled out of the grip portion to complete the cutting tool mounting.

한편, 위와 반대로 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 장착된 절삭공구를 공구매거진(402a)에 수납하기 위해서는 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부가 X축 방향으로 회전한 상태에서 공구매거진(402a)의 상부에서 수직 하방(Z축 방향)으로 이동함으로써, 헤드부에 장착된 절삭공구가 공구매거진(402a)의 그립부에 수납된다. On the other hand, in order to accommodate the cutting tool mounted on the head portion of the parallel type 5-axis machine unit 10 in the tool magazine 402a, the head portion of the parallel type 5-axis machine unit 10 is rotated in the X- (Z-axis direction) at the top of the tool magazine 402a, the cutting tool mounted on the head portion is housed in the grip portion of the tool magazine 402a.

그리하여 공구매거진(402a)의 그립부에 절삭공구의 수납이 완료되면, 헤드부가 수평 방향(X축 방향)으로 이동함으로써 헤드부에 장착되어 있던 절삭공구가 헤드부에서 분리되면서 절삭공구의 탈착 및 수납이 완료된다. When the cutting tool is received in the grip portion of the tool magazine 402a, the head portion moves in the horizontal direction (X-axis direction), so that the cutting tool mounted on the head portion is separated from the head portion, Is completed.

상기 출력소스공급부(403)는 상기 3D 프린팅 모듈(404)에 금속 3D 프린팅을 위한 금속파우더와 레이저를 제공하기 위하여 파우더공급부와 레이저공급부를 구비한다.The output source supply unit 403 includes a powder supply unit and a laser supply unit for providing a metal powder and a laser for metal 3D printing to the 3D printing module 404.

상기 파우더공급부는 금속 3D 프린팅을 위한 금속 분말을 공급하는 파우더피더, 파우더피어의 냉각을 위한 파우더칠러를 구비한다.The powder supply unit includes a powder feeder for supplying metal powder for metal 3D printing, and a powder chiller for cooling the powder peer.

상기 레이저공급부는 상기 파우더공급부에 의해 공급된 금속 분말을 용융시키는 레이저를 공급하는 레이저소스와, 상기 레이저소스의 냉각을 위한 레이저칠러를 구비한다. The laser supply unit includes a laser source for supplying a laser to melt the metal powder supplied by the powder supply unit, and a laser chiller for cooling the laser source.

상기 파우더공급부, 레이저공급부, 파우더피더, 파우더칠러, 레이저소스, 레이저칠러는 출력소스공급부(403)에 모듈화되어 있으므로 도면상의 별도 도시는 생략한다. Since the powder supply unit, the laser supply unit, the powder feeder, the powder chiller, the laser source, and the laser chiller are modularized in the output source supply unit 403, the illustration in the drawing is omitted.

도 9는 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터의 실시 예에 따른 제어부(50) 구성을 나타낸 블록도이다.9 is a block diagram showing a configuration of a control unit 50 according to an embodiment of an expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제어부(50)는 입력부(501)와, 메인컨트롤러(502)와, 표시부(503)를 포함한다. 9, the control unit 50 of the present invention includes an input unit 501, a main controller 502, and a display unit 503.

상기 입력부(501)는 금속 3D 프린팅을 위한 3차원 모델링 파일의 입력 및 3D 프린팅을 위한 출력조건(출력속도, 출력품질, 출력위치 등)과, 출력물의 가공을 위한 가공조건(툴선택, 가공위치, 가공시간 등)을 입력받아 그 정보를 상기 메인컨트롤러(502)에 전달한다.The input unit 501 receives output conditions (output speed, output quality, output position, and the like) for inputting a 3D modeling file and 3D printing for metal 3D printing and processing conditions (tool selection, , Machining time, etc.) and transfers the information to the main controller 502.

입력부(501)에는 상기 출력조건의 입력을 위하여 터치스크린 또는 입력 버튼 등과 같은 입력수단을 구비하는 것이 바람직하다. The input unit 501 is preferably provided with input means such as a touch screen or an input button for inputting the output conditions.

상기 메인컨트롤러(502)는 상기 입력부(501)를 통해 입력된 정보에 따라 상기 병렬형 5축머신부(10)의 동작 제어를 위한 제1제어신호와, 상기 갠트리부(20)의 동작 제어를 위한 제2제어신호와, 상기 베이스부(30)의 동작 제어를 위한 제3제어신호와, 툴공급부(40)의 동작 제어를 위한 제4제어신호를 각 부에 전달한다. The main controller 502 controls the operation of the gantry unit 20 and the first control signal for controlling the operation of the parallel type 5-axis machine unit 10 according to the information input through the input unit 501 A third control signal for controlling the operation of the base unit 30 and a fourth control signal for controlling the operation of the tool supply unit 40 to the respective units.

따라서 상기 병렬형 5축머신부(10)와, 갠트리부(20)와, 베이스부(30)와, 툴공급부(40)의 연동에 의해 상기 베이스부(30)의 테이블(305) 상부에서 금속 3D 프린팅이 이루어지거나, 3D 프린팅이 완료된 출력물의 가공이 이루어진다. Therefore, by interlocking the parallel type 5-axis machine unit 10, the gantry unit 20, the base unit 30, and the tool supply unit 40, 3D printing is performed, or the output of the 3D printing is completed.

메인컨트롤러(502)에는 상기 입력부(501)를 통해 입력되는 정보의 저장과, 상기 저장된 정보의 분석, 판독에 사용되는 운용소프트웨어의 저장을 위하여 메모리부(502a)를 더 구비하는 것이 바람직하다. The main controller 502 may further include a memory unit 502a for storing information input through the input unit 501 and for storing operation software used for analyzing and reading the stored information.

상기 표시부(503)는 상기 입력부(501)에 입력된 3차원 모델링 파일의 형상 또는 입력부(501)를 통해 입력되는 출력조건과, 가공조건을 표시수단(예를 들어, LED 또는 LCD 모니터 등)을 통해 표시한다. The display unit 503 displays the shape of the three-dimensional modeling file input to the input unit 501 or the output condition input through the input unit 501 and the processing conditions on the display means (for example, an LED or an LCD monitor) .

또한, 3D 프린팅 되는 출력물의 출력 상태나 출력된 정도를 표시할 수 도 있다. It is also possible to display the output status of the output to be printed in 3D or the degree of output.

한편, 베이스부(30) 일측에는 3D 프린팅 된 출력물의 가공 과정에서 발생하는 칩을 배출하는 칩배출부(60)를 더 구비할 수 있다. In addition, the base unit 30 may further include a chip discharging unit 60 for discharging chips generated during the processing of the 3D printed output.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 칩배출부(60)는 3D 프린팅 된 출력물의 가공 과정에서 발생하는 칩의 원활한 배출을 위하여 칩배출슈트(601)와, 칩배출스크류(602)와, 스크류구동모터(603)를 포함한다. 1 to 3, the chip discharging unit 60 includes a chip discharging chute 601, a chip discharging screw 602, and a screw (not shown) for discharging chips generated during processing of the 3D printed output. And a driving motor 603.

상기 칩배출슈트(601)는 상부가 개구된 반원통형으로 되고, 말단부에는 배출부(601a)를 형성하여 상기 베이스부(30)의 베이스프레임(301) 양측에서 베이스프레임(301)의 길이 방향으로 설치한다. The chip discharging chute 601 has a semi-cylindrical shape with an open top and a discharging portion 601a is formed at a distal end of the chip discharging chute 601. The chip discharging chute 601 is disposed at both ends of the base frame 301 in the longitudinal direction of the base frame 301 Install it.

따라서 상기 3D 프린팅 된 출력물의 가공 과정에서 발생하여 상기 테이블(305) 하부로 낙하한 칩이나 각종 이물질이 상기 칩배출슈트(601)의 개구부를 통해 유입된다.Accordingly, chips or various foreign substances falling into the lower portion of the table 305 during the processing of the 3D printed output are introduced through the openings of the chip discharging chute 601.

상기 테이블(305) 하부로 낙하한 칩이나 각종 이물질이 칩배출슈트(601)로 유입되는 것이 보다 원활하도록 칩배출슈트(601)의 개구부는 상기 베이스프레임(301)의 상단면보다 낮은 위치에 설치하는 것이 바람직하다. The opening of the chip discharging chute 601 is installed at a position lower than the upper surface of the base frame 301 so that the chips or various foreign substances falling down to the bottom of the table 305 can flow into the chip discharging chute 601 more smoothly .

상기 칩배출스크류(602)는 상기 칩배출슈트(601)로 유입되는 칩을 칩배출슈트(601)의 말단부에 형성된 배출부(601a)로 배출하기 위하여 상기 칩배출슈트(601) 내부에 설치한다. The chip discharging screw 602 is installed inside the chip discharging chute 601 to discharge the chip introduced into the chip discharging chute 601 to the discharging portion 601a formed at the distal end of the chip discharging chute 601 .

상기 스크류구동모터(603)는 상기 칩배출스크류(602)를 구동하기 위하여 상기 베이스부(30)의 베이스프레임(301) 전면에 설치한다. The screw driving motor 603 is installed on the front surface of the base frame 301 of the base unit 30 to drive the chip discharging screw 602.

즉, 상기 칩배출슈트(601)의 선단부로 돌출되는 칩배출스크류(602)의 회전축 단부와, 상기 스크류구동모터(603)의 구동축에는 각각 체인스프로킷을 설치하여 롤러체인을 연결함으로써 스크류구동모터(603)의 구동력에 의해 칩배출스크류(602)가 회전하면서 칩배출슈트(601) 내부로 유입된 칩이나 각종 이물질을 배출부(601a)로 배출한다.That is, a chain sprocket is provided on each of the rotation shaft ends of the chip discharge screw 602 protruding to the tip of the chip discharge chute 601 and the drive shaft of the screw drive motor 603 to connect the roller chain, The chip discharging screw 602 is rotated by the driving force of the discharging unit 603 to discharge chips or various foreign substances introduced into the chip discharging chute 601 to the discharging unit 601a.

상기 배출부(601a)에서 배출되는 배출물을 수동으로 수거하기 위한 수거함을 배치하거나, 배출물을 자동으로 배출 처리하기 위한 컨베이어장치(604)를 더 구비할 수 있다. A collection box for manually collecting the discharged material discharged from the discharge unit 601a may be disposed, or a conveyor device 604 for discharging the discharged material automatically.

아울러, 상기 칩배출부(60)는 상기 메인컨트롤러(502)에서 전달되는 제어신호에 따라 상기 병렬형 5축머신부(10), 갠트리부(20), 상기 베이스부(30), 툴공급부(40)와 연동하여 작동하는 것도 가능하다. The chip discharging unit 60 is connected to the parallel type 5-axis machine unit 10, the gantry unit 20, the base unit 30, the tool supply unit 40).

따라서 금속 3D 프린팅을 통해 출력된 출력물을 가공하는 과정에서 발생하는 칩이나 각종 이물질의 효율적인 배출이 가능케 된다. Therefore, it is possible to efficiently discharge chips and various foreign substances generated in the process of processing the output output through the metal 3D printing.

이상과 같이 본 발명의 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터는 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 3D 프린팅 모듈(404), 가공용 절삭공구, 3D 측정 모듈 등 다양한 툴의 착탈이 가능할 뿐만 아니라 헤드부에 장착되는 툴의 신속하고 정밀한 X, Y, Z축 방향 운동성을 보장함으로써 전통적인 금속 성형방법으로는 제작이 어려운 다양한 형상의 제품을 3D 프린팅으로 출력함과 동시에 출력 후, 제품의 이동 없이 바로 가공을 수행할 수 있게 됨으로써 금속 제품의 효율적인 다품종 소량 생산이 가능케 된다. As described above, the expandable metal 3D printer for manufacturing a large-sized article of the present invention is capable of attaching / detaching various tools such as the 3D printing module 404, the cutting tool for cutting, and the 3D measuring module to the head portion of the parallel type 5-axis machine portion 10 In addition, it guarantees fast and precise X, Y, Z axis motility of the tool mounted on the head, so it can output various shapes of products which are difficult to manufacture by conventional metal forming method to 3D printing, So that it is possible to efficiently produce small quantities of metal products efficiently.

또한, 상기 갠트리부(20)를 통해 상기 병렬형 5축머신의 신속하고 정밀하며 안정적인 승강을 가능케 함과 동시에 상기 베이스부(30)를 통해 출력물의 신속하고 안정적인 전후 이동을 가능케 함으로써 정밀하고 넓은 작업영역을 확보하여 고정밀도를 요구하는 대형품의 제작이 가능케 되는 등 다양한 장점을 가지게 된다. Further, the gantry unit 20 allows the parallel type 5-axis machine to be quickly and precisely and stably lifted and lowered, and at the same time, the base unit 30 is capable of fast and stable back and forth movement of the output, It is possible to manufacture a large-sized product requiring high precision by securing an area.

이상은 본 발명에 따른 실시 예를 기준으로 설명한 것으로서, 본 발명은 위에서 설명한 실시 예에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하며, 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.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 and scope of the invention as defined by the appended claims. While the present invention has been described in connection with the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it is to be noted that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art.

10: 병렬형 5축머신부 101: 승강프레임
101a: 개구부 101b: 볼스크류
101c: 가이드블록 102: 회전체
103: 선형구동기 103a: 유니버셜조인트
104: 암프레임 105: 포지셔닝파츠
105a: 조인트부 106: 로테이션파츠
107: 툴헤드 107c: 툴착탈부
20: 갠트리부 201: 갠트리프레임
2011: 지주프레임 2012: 가로프레임
202: 머신부이송모터 202a: 나사축
203: 머신부가이드레일 204: 균형추
205: 연결부재 206: 가이드부재
30: 베이스부 301: 베이스프레임
302: 이동체 302a: 볼스크류
302b: 가이드블록 303: 이동체이송모터
303a: 나사축 304: 이동체가이드레일
305: 테이블 306: 테이블구동모터
40: 툴공급부 401: 모듈거치부
402: 자동공구교환장치 403: 출력소스공급부
404: 3D 프린팅 모듈 50: 제어부
501: 입력부 502: 메인컨트롤러
503: 표시부 60: 칩배출부
601: 칩배출슈트 602: 칩배출스크류
603: 스크류구동모터10: Parallel type 5-axis machine section 101: Lift frame
101a: opening portion 101b: ball screw
101c: guide block 102: rotating body
103: Linear actuator 103a: Universal joint
104: arm frame 105: positioning parts
105a: joint portion 106: rotation piece
107: tool head 107c:
20: gantry unit 201: gantry frame
2011: Holding Frame 2012: Horizontal Frame
202: Machine part feed motor 202a: Screw shaft
203: Machine part guide rail 204: Balance
205: connecting member 206: guide member
30: base portion 301: base frame
302: Moving body 302a: Ball screw
302b: Guide block 303: Moving body feed motor
303a: Screw shaft 304: Moving body guide rail
305: Table 306: Table drive motor
40: Tool supply section 401: Module mounting section
402: Automatic tool changer 403: Output source supply unit
404: 3D printing module 50:
501: input unit 502: main controller
503: Display portion 60:
601: Chip discharge chute 602: Chip discharge screw
603: screw drive motor

Claims (12)

툴이 착탈되는 헤드부와, 일단부는 상기 헤드부에 힌지 결합하고 타단부는 유니버셜조인트(103a)를 이용해 승강프레임(101)에 설치한 다수의 선형구동부를 구비하며, 상기 선형구동부는 병렬 3축 구조로 구성되어 상기 툴의 X, Y, Z축 이동을 가능케 하는 병렬형 5축머신부(10)와;
상기 병렬형 5축머신부(10)가 지주프레임(2011)을 따라 상하로 승강되게 하는 승강수단을 구비한 갠트리부(20)와;
상기 헤드부에 장착되는 3D 프린팅 모듈(404)에 의해 출력되는 출력물이 안착되는 테이블(305)이 베이스프레임(301)을 따라 전후로 이동되게 하는 슬라이딩수단을 구비한 베이스부(30)와;
상기 3D 프린팅 모듈(404)의 금속 3D 프린팅을 위한 재료 공급과, 3D 프린팅 된 출력물의 가공을 위해 상기 헤드부에 착탈 가능한 툴을 공급하는 툴공급부(40)와;
상기 병렬형 5축머신부(10), 갠트리부(20), 베이스부(30), 툴공급부(40)의 동작을 제어하는 제어부(50)를 포함하고,
상기 병렬형 5축머신부(10)는,
상기 선형구동부의 일단부를 장착하여, 상기 승강수단에 의해 상기 지주프레임(2011)을 따라 상하로 승강하는 승강프레임(101)과;
상기 승강프레임(101)의 개구부(101a) 내에서 유니버셜조인트(103a)에 의해 일단부가 관절운동 가능케 설치되어 상기 개구부(101a)의 전후로 선형 구동이 이루어지는 선형구동부와;
상기 선형구동부의 타단부에 장착되고, 금속 3D 프린팅을 위한 3D 프린팅 모듈(404) 또는 절삭 가공을 위한 절삭공구가 착탈 가능케 장착되는 툴착탈부(107c)를 구비한 헤드부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.And a plurality of linear actuators mounted on the lifting frame 101 using a universal joint 103a, the linear actuators being hinged to the head and hinged at one end to the head, A parallel type 5-axis machine unit 10 configured to be movable in X, Y and Z axes of the tool;
A gantry unit 20 having elevating means for elevating and lowering the parallel type 5-axis machine unit 10 up and down along the pillar frame 2011;
A base unit 30 having a sliding unit for moving the table 305 on which the output outputted by the 3D printing module 404 mounted on the head unit is seated, back and forth along the base frame 301;
A tool supply part 40 for supplying a material for metal 3D printing of the 3D printing module 404 and a tool removable to the head part for processing the 3D printed output;
And a control unit 50 for controlling operations of the parallel type 5-axis machine unit 10, the gantry unit 20, the base unit 30, and the tool supply unit 40,
The parallel-type five-axis machine unit 10 includes:
An elevating frame 101 mounted on one end of the linear driving unit and vertically moving up and down along the strut frame 2011 by the elevating unit;
A linear driving unit having one end jointed by a universal joint 103a in an opening 101a of the lifting frame 101 and linearly driven forward and backward of the opening 101a;
A head unit mounted on the other end of the linear driving unit and having a 3D printing module 404 for metal 3D printing or a tool attaching / detaching unit 107c for detachably mounting a cutting tool for cutting; And an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size article. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 선형구동부는,
상기 승강프레임(101)의 양측에 설치되는 베어링유닛(B)에 의해 회전 가능케 지지되는 복수의 회전체(102)와;
상기 회전체(102) 내부에서 유니버셜조인트(103a)로 회동 가능케 설치되는 다수의 선형구동기(103)와;
상기 각 선형구동기(103)에 의해 각각 선형 구동이 이루어지는 다수의 암프레임(104); 을 포함하고;
상기 헤드부는,
상기 다수의 암프레임(104)의 일단부가 각각 힌지 결합되는 조인트부(105a)를 양측과 상측에 각각 형성한 포지셔닝파츠(105)와;
상기 포지셔닝파츠(105)의 정면에서 Y축 기준으로 회전 가능케 설치되는 로테이션파츠(106)와;
상기 로테이션파츠(106)에서 X축 기준으로 회전 가능케 설치되며, 하단부에는 툴의 선택적인 착탈이 가능한 툴착탈부(107c)를 구비한 툴헤드(107); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.The method according to claim 1,
The linear driving unit includes:
A plurality of rotors 102 rotatably supported by bearing units B provided on both sides of the lifting frame 101;
A plurality of linear actuators (103) rotatably mounted within the rotary body (102) by a universal joint (103a);
A plurality of arm frames 104 linearly driven by the respective linear actuators 103; / RTI >
Wherein:
A positioning part 105 formed on both sides of the joint part 105a on which the ends of the arm frames 104 are hinged, respectively;
A rotation part 106 installed on the positioning part 105 so as to be rotatable about the Y axis;
A tool head 107 rotatably mounted on the rotation part 106 in the X axis direction and having a tool detachable part 107c at a lower end thereof for selectively detachable tools; And an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size article. 제1항에 있어서,
상기 갠트리부(20)는,
소정 간격으로 직립 설치된 한 쌍의 지주프레임(2011)과, 상기 지주프레임(2011)의 상단부를 연결하는 가로프레임(2012)으로 구성하는 갠트리프레임(201)과;
상기 갠트리프레임(201)에 설치되어 상기 승강프레임(101)을 승강시키는 승강수단과;
상기 병렬형 5축머신부(10)의 하중과 동일한 하중을 가지는 균형추(204)와;
일단부는 상기 승강프레임(101)에 연결하고, 타단부는 상기 균형추(204)에 연결하는 연결부재(205)와;
상기 갠트리프레임(201) 상단부에 설치하여 상기 연결부재(205)의 양단부가 수직 하방을 향하도록 연결부재(205)를 안내하는 가이드부재(206); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.The method according to claim 1,
The gantry section (20)
A gantry frame 201 constituted by a pair of strut frames 2011 installed upright at predetermined intervals and a horizontal frame 2012 connecting the upper ends of the strut frames 2011;
An elevating means installed on the gantry frame 201 to elevate the elevating frame 101;
A balance weight 204 having a load equal to the load of the parallel type 5-axis machine unit 10;
A connecting member 205 having one end connected to the lifting frame 101 and the other end connected to the counterweight 204;
A guide member 206 installed at an upper end of the gantry frame 201 and guiding the connecting member 205 so that both ends of the connecting member 205 are vertically downward; And an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size article. 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 승강수단은,
상기 승강프레임(101)의 양 측면에 설치되는 볼스크류(101b)와 결합하도록 상기 각 지주프레임(2011)의 내측면에 수직으로 설치되는 나사축(202a)을 회전 구동하는 머신부이송모터(202)와;
상기 승강프레임(101)의 양 측면에 설치되는 가이드블록(101c)을 안내하도록 상기 각 지주프레임(2011)의 내측면에 수직으로 설치되는 머신부가이드레일(203)을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.The method according to claim 1 or 4,
The elevating means includes:
A machine part feed motor 202 for rotationally driving a screw shaft 202a vertically installed on the inner side surface of each of the support frames 2011 to engage with a ball screw 101b provided on both sides of the lift frame 101 )Wow;
And a machine section guide rail (203) vertically installed on an inner surface of each of the support frames (2011) to guide guide blocks (101c) installed on both sides of the lift frame (101) Expandable metal 3D printer for manufacturing. 제1항에 있어서,
상기 베이스부(30)는,
상기 갠트리부(20)의 하부에서 직각 방향으로 연결 설치되는 베이스프레임(301)과;
상기 베이스프레임(301) 상부에 전후로 이동 가능케 설치되는 이동체(302)와;
상기 이동체(302)의 전후 이동을 가능케 하는 슬라이딩수단과
상기 이동체(302) 상부에서 정·역방향으로 회전 가능케 설치되는 테이블(305)과;
상기 이동체(302) 일측에 설치되어 상기 테이블(305)을 정·역방향으로 회전 구동시키는 테이블구동모터(306); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터. The method according to claim 1,
The base portion (30)
A base frame 301 connected at a lower portion of the gantry 20 in a perpendicular direction;
A moving body 302 installed to be movable back and forth above the base frame 301;
Sliding means for enabling the moving body 302 to move back and forth
A table 305 installed to be rotatable in the forward and reverse directions on the moving body 302;
A table drive motor 306 installed at one side of the moving body 302 to rotate the table 305 in the forward and reverse directions; And an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size article. 제6항에 있어서,
상기 슬라이딩수단은,
상기 이동체(302)의 저면에 설치되는 볼스크류(101b)와 결합하도록 상기 베이스프레임(301) 상부에 수평으로 설치되는 나사축(303a)을 회전 구동하는 이동체이송모터(303)와;
상기 이동체(302)의 저면 양측에 설치되는 가이드블록(101c)을 안내하도록 상기 베이스프레임(301) 상부에 수평으로 설치되는 이동체가이드레일(304); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터. The method according to claim 6,
Wherein the sliding means comprises:
A moving body feed motor 303 for rotationally driving a screw shaft 303a horizontally installed on the base frame 301 to engage with a ball screw 101b provided on a bottom surface of the moving body 302;
A moving body guide rail 304 installed horizontally above the base frame 301 to guide a guide block 101c installed on both sides of the bottom of the moving body 302; And an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size article. 제6항에 있어서,
상기 베이스프레임(301)의 전후면에 설치되는 전면브래킷(301a) 및 후면브래킷(301b)과, 상기 전, 후면브래킷(301a, 301b) 사이에서 상기 베이스프레임(301)의 전후로 이동 가능케 설치된 상기 이동체(302)의 전후면 간에는,
상기 이동체(302)의 위치에 따라 능동적으로 신축되어 이물질에 의한 베이스프레임(301) 상부의 오염을 방지하는 다단 신축형 슬라이드커버(302c)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.The method according to claim 6,
A front bracket 301a and a rear bracket 301b provided on the front and rear surfaces of the base frame 301 and a front bracket 301b provided between the front and rear brackets 301a and 301b, Between the front and rear surfaces of the base plate 302,
And a multi-stage stretchable slide cover (302c) for actively expanding and contracting according to a position of the moving body (302) to prevent contamination of an upper portion of the base frame (301) by foreign substances. printer. 제1항에 있어서,
상기 툴공급부(40)는,
상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에서 탈착되는 3D 프린팅 모듈(404)을 거치하는 모듈거치부(401)와;
절삭가공에 필요한 다양한 공구를 집합시켜 보관하고, 보관된 공구 중 특정 공구를 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 착탈 가능케 제공하는 자동공구교환장치(402)와;
다수의 절삭공구를 수납하는 공구매거진(402a)을 구비하여 상기 병렬형 5축머신부(10)의 헤드부에 절삭공구를 착탈 가능케 제공하는 자동공구교환장치(402)와;
상기 3D 프린팅 모듈(404)에 금속 3D 프린팅을 위한 금속파우더와 레이저를 제공하는 출력소스공급부(403); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터. The method according to claim 1,
The tool supply unit 40,
A module mounting part 401 for mounting the 3D printing module 404 detached from the head part of the parallel type 5-axis machine part 10;
An automatic tool changer 402 for collecting and storing a variety of tools required for cutting, and detachably attaching a specific one of the stored tools to the head of the parallel-type 5-axis machine unit 10;
An automatic tool changer (402) having a tool magazine (402a) for accommodating a plurality of cutting tools to detachably attach a cutting tool to the head of the parallel type 5-axis machine part (10);
An output source supply unit 403 for supplying a metal powder and a laser for metal 3D printing to the 3D printing module 404; And an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size article. 제1항에 있어서,
상기 제어부(50)는,
3차원 모델링 파일의 입력 및 3D 프린팅을 위한 출력조건과, 출력물의 가공을 위한 가공조건을 입력하는 입력부(501)와;
상기 입력부(501)를 통해 입력된 정보를 분석, 판독하여 상기 병렬형 5축머신부(10)와, 상기 갠트리부(20)와, 상기 베이스부(30)와, 상기 툴공급부(40)에 각각 제어신호를 전달하는 메인컨트롤러(502)와;
상기 입력부(501)를 통해 입력되는 3차원 모델링 파일의 형상 또는 3D 프린팅 출력 조건 또는 가공조건을 표시하는 표시부(503); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.The method according to claim 1,
The control unit (50)
An input unit 501 for inputting an output condition for inputting a 3D modeling file and 3D printing, and a processing condition for processing an output;
The information input through the input unit 501 is analyzed and read so that the parallel type 5-axis machine unit 10, the gantry unit 20, the base unit 30, and the tool supply unit 40 A main controller 502 for transmitting control signals;
A display unit 503 for displaying the shape of the three-dimensional modeling file inputted through the input unit 501 or the 3D printing output condition or the processing condition; And an expandable metal 3D printer for manufacturing a large size article. 제1항에 있어서;
상기 베이스부(30) 일측에는 3D 프린팅 된 출력물의 가공 과정에서 발생하는 칩을 배출하는 칩배출부(60)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.The method of claim 1, further comprising:
Further comprising a chip discharging part (60) for discharging chips generated in the process of processing the 3D printed output, on one side of the base part (30). 제11항에 있어서,
상기 칩배출부(60)는,
상부가 개구된 반원통형으로 되고, 말단부에는 배출부(601a)를 형성하여 상기 베이스부(30)의 베이스프레임(301) 양측에서 베이스프레임(301)의 길이 방향으로 설치하는 칩배출슈트(601)와;
상기 칩배출슈트(601) 내부에 설치되어 칩배출슈트(601)로 유입되는 칩을 상기 배출부(601a)로 이송하여 배출시키는 칩배출스크류(602);
상기 베이스부(30)의 베이스프레임(301) 전면에 설치되어 상기 칩배출스크류(602)를 구동하는 스크류구동모터(603)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형품 제작용 확장형 금속 3D 프린터.12. The method of claim 11,
The chip discharging portion (60)
And a chip discharging chute 601 disposed at both ends of the base frame 301 in the longitudinal direction of the base frame 301 by forming a discharging portion 601a at the distal end thereof, Wow;
A chip discharging screw 602 installed inside the chip discharging chute 601 and transferring the chip to the discharging unit 601a and discharging the chip to the chip discharging chute 601;
And a screw driving motor (603) installed on a front surface of the base frame (301) of the base part (30) to drive the chip discharging screw (602).
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