KR101874092B1 - 방폭 가능한 3차원 프린터 - Google Patents

Abstract

소결이 이루어지는 소결챔버 내의 압력 상승에 따른 폭발의 위험성을 해소할 수 있는 방폭 가능한 3차원 프린터와 관련되며, 실시예로 적층된 금속분말이 소결되면서 차례로 적층되어 입체적 구조물이 소결되는 소결배드를 내부 구비하는 소결챔버와, 상기 소결챔버 내의 가스 분위기를 조성하는 공조순환부를 구비하는 3차원 프린터에 있어서, 상기 소결챔버 내부의 공기 압력을 측정하는 압력센서, 상기 소결챔버에 연결되어 있으며, 상기 소결챔버 내의 가스를 외부로 배출시키는 긴급밴트라인, 상기 긴급밴트라인을 개폐 단속하는 긴급밴트밸브 및 상기 압력센서와 연결되어 상기 소결챔버의 압력이 미리 설정한 기준 이상이면 상기 긴급밴트밸브를 개방시켜 상기 긴급밴트라인으로 상기 소결챔버 내의 가스를 유출시키는 제어부를 포함하는 방폭 가능한 3차원 프린터를 제시한다.

Description

방폭 가능한 3차원 프린터{Explosion-proof 3D printer}

본 발명은 금속 분말을 열원으로 소결하면서 이를 적층하여 입체적 구조물을 제조하는 3차원 프린터와 관련되며, 소결이 이루어지는 챔버 내의 압력 상승에 따른 폭발의 위험성을 해소할 수 있는 방폭 가능한 3차원 프린터에 대한 것이다.

종래에는 3차원 성형품을 제조하기 위해 주조나 단조 등의 전통적인 가공방법을 사용해 왔다. 또한 이와 같은 제조 방법을 이용할 때 제품의 품질을 유지하기 위해서는 전문적인 지식을 가진 작업자가 이를 수행해야 했다.

최근에는 3차원 성형품을 가공하기 위한 장치로 3차원 프린터가 사용되기 시작하고 있다. 3차원 프린터는 비전문가도 손쉽게 3차원의 성형품을 제작할 수 있다는 이점 때문에 점차 전통적인 가공방법을 대체하고 있다.

3차원 프린터에 대한 기술로 대한민국 특허공개공보 10-2009-0049608호가 개시되어 있다. 이러한 3차원 프린터에서 중요한 점은 신속한 작업이 가능하면서 제품의 품질을 높이는 것이다.

이러한 3차원 프린터에서 금속 분말의 소결은 산화 방지를 위한 목적에서 고진공 저산소 분위기에서 이루어진다. 3차원 프린터의 챔버는 의도한 진공압과 불활성 기체를 위주로 한 가스 분위기를 유지하기 위한 공조수단이 구비된다. 그럼에도 불구하고 투입된 금속 분말의 불량, 소결을 위한 에너지원의 과잉 공급이나 국부적 조사 에너지의 집중에 따른 과열 등의 원인으로 인해 챔버 내에 화재가 일어날 수 있으며, 챔버 내 압력의 급작스런 상승이 발생할 수 있다. 고기압에 견디도록 챔버를 설계하더라도 압력 증가에 의한 폭발의 위험이 있어, 이를 적절히 해소할 방안을 강구할 필요가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2009-0049608호 (2009.05.18) 대한민국 등록특허 제10-1697117호 (2017.01.11) 대한민국 등록특허 제10-1646773호 (2016.08.02)

본 발명은 3차원 프린터의 챔버의 고압 상황을 적절히 해소함으로써 안전성을 증대시킨 3차원 프린터를 제공하고자 한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 적층된 금속분말이 소결되면서 차례로 적층되어 입체적 구조물이 소결되는 소결배드를 내부 구비하는 소결챔버와, 상기 소결챔버 내의 가스 분위기를 조성하는 공조순환부를 구비하는 3차원 프린터에 있어서, 상기 소결챔버 내부의 공기 압력을 측정하는 압력센서, 상기 소결챔버에 연결되어 있으며, 상기 소결챔버 내의 가스를 외부로 배출시키는 긴급밴트라인, 상기 긴급밴트라인을 개폐 단속하는 긴급밴트밸브 및 상기 압력센서와 연결되어 상기 소결챔버의 압력이 미리 설정한 기준 이상이면 상기 긴급밴트밸브를 개방시켜 상기 긴급밴트라인으로 상기 소결챔버 내의 가스를 유출시키는 제어부를 포함하는 방폭 가능한 3차원 프린터를 제시한다.

여기서 상기 긴급밴트라인에는 배출되는 가스에 폭발저감제를 강제 혼합하는 폭발방지부, 상기 폭발저감제가 혼합된 이후의 가스가 유입되는 팽창챔버, 상기 가스와 함께 유입된 분진을 상기 가스로부터 분리시키는 분진제거부 및 상기 팽창챔버를 거친 가스에서 잔여하는 분진을 걸러내는 필터가 차례로 구비될 수 있다.

이때 상기 폭발저감제는 상기 가스와 함께 유입된 분진을 덩어리로 응집시키는 분진응집제 또는 불활성 가루일 수 있다.

추가적으로 상기 공조순환부에 비활성 기체를 공급하는 가스통이 구비되어 있고, 상기 가스통에서 공조순환부로 공급되는 가스라인에서 분기되어 상기 소결챔버 내로 비활성 가스를 주입하는 바이패스라인과, 상기 제어부에 의해 개폐가 제어되며 상기 바이패스라인을 개폐 단속하는 가스주입밸브를 구비할 수 있다.

나아가 상기 소결배드는 제공될 금속분말을 저장하고 있는 원료공급부, 상기 금속분말이 적층되며 소결이 이루어지는 성형부 및 상기 성형부에서 적층되고 남은 금속분말이 담기는 회수부를 포함하고, 상기 원료공급부의 일측에 설치되는 차폐부를 포함하고, 상기 차폐부는 전개되어 상기 원료공급부의 개방된 상단부를 가리는 스크린과, 상기 스크린을 전개시키는 구동부를 포함할 수 있다.

이때 상기 제어부는 상기 소결챔버의 압력이, 상기 미리 설정한 기준보다 낮은 압력 조건에서 상기 구동부를 작동할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 소결챔버의 급작스런 압력 상승에 대한 해소가 가능하여 폭발의 위험으로부터 3차원 프린터 사용의 안전성을 확보할 수 있게 된다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방폭 가능한 3차원 프린터의 주요부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 소결챔버의 주요부를 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 채용된 차폐부의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 차폐부의 사용 상태를 나타낸 사시도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 방폭 가능한 3차원 프린터의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 도면들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

도 1 내지 도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터의 주요한 구성과 관련된다.

본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터는 1) 금속분말을 적층 2) 레이저광원 등을 에너지원으로 하여 적층한 금속분말의 소결, 3) 위 1), 2) 반복을 거쳐, 입체적인 구조물을 소결하는 것이다.

3차원 프린터는 소결챔버(100)를 구비하며, 소결챔버에는 금속분말의 적층과 입체물의 소결이 이루어지는 소결배드(10)가 바닥에 설치되어 있다.

소결배드(10)는 제공될 금속분말을 저장하고 있는 원료공급부(11), 상기 금속분말이 적층되며 소결이 이루어지는 성형부(12) 및 상기 성형부에서 적층되고 남은 금속분말이 담기는 회수부(13)를 포함한다.

원료공급부(11)와 성형부(12)의 바닥에는 각기 승강 액추에이터(11a, 12a)가 구비되어 있어, 소결 공정의 진행에 따라 원료공급부(11)에서 금속부말을 소량씩 밀어 올리거나, 성형부(12)에서 구조물을 점차 강하여 금속분말이 적층될 수 있도록 작동한다.

소결챔버(100)의 내부에는 좌우 방향으로 이동하면서 원료공급부(11) 상면으로 올라온 금속분말을 성형부(12)로 이동시켜, 이미 소결된 구조체 위에 적정 두께로 금속분말을 적층시키는 블레이드(21)를 포함한다. 블레이드(21)는 벨트와 모터를 포함하는 구동수단(22)에 의해 소결챔버(100)의 내부에서 좌우 방향의 이동이 가능하다. 블레이드의 이동을 통해, 원료공급부(11)로부터 이동되어 성형부(12) 위를 덮고 남은 여분의 금속분말이 회수부(13)로 이동되어 수거된다.

소결챔버(100)의 천장에는 레이저광원을 조사하는 소결부재(31)가 구비된다. 소결부재(31)는, 성형부 위에 적층된 금속분말을 미리 설계된 패턴에 따라 레이저광원을 조사하는 레이저 발광부, 레이저 광 유도부 등이 포함된다. 이러한 소결부재(31)의 구성과 작동은 이미 공개된 구조와 작용을 그대로 포함할 수 있다.

또한 소결챔버(100)에는 소결챔버 내의 가스 분위기를 조성하는 공조순환부(40)를 구비한다. 공조순환부(40)는 소결 작동 중에 소결챔버 내부를 고진공 저산소 상태로 유지시키려는 목적에서 구비된다.

구체적으로 도시하지 아니하였으나, 공조순환부(40)는 각종 비활성 가스 등을 공급하는 가스통(41), 다양한 가스통들에서 공급된 공기를 혼합하는 혼합부, 소결챔버 내부의 공기를 외부로 배출하는 유체펌프 등의 감압수단, 소결챔버로부터 흡입한 공기를 순환시키는 배관라인들, 흡입한 공기 중 이물질을 걸러주는 필터 등을 포함한다.

나아가 공조순환부는 산소 농도를 검출하는 센서, 공기압을 검출하는 센서, 온도 감지 센서 등의 다양한 센서와, 센서들의 결과를 입력받아 의도한 수준의 공기압과 산소 농도를 맞추기 위해 제공된 비활성 가스의 혼합비율을 조절하거나, 유입되는 공기압을 제어하는 제어유닛을 구비한다.

도 2에 도시한 실시예에서 공조순환부(40)는 한 쌍의 공기유입라인(43)과, 공기배출라인(44)을 통해 소결챔버와 연결되어 있다. 이러한 공기유입라인(43)과 공기배출라인(44)의 수와 형성 위치는 다양하게 변경될 수 있다.

이러한 공조순환부(40)의 구성은, 기존의 금속 분말을 소결하여 입체적 구조물을 성형하는 3차원 프린터에 채용하고 있는 공조순환부의 구성과 동일할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터는, 압력센서(51), 긴급밴트라인(52), 긴급밴트밸브(53) 및 제어부(54)를 포함한다.

압력센서(51)는 소결챔버(100) 내부에 구비되어 공기 압력을 측정하게 된다. 압력센서(51)는 제어부(54)에 전기 신호를 출력한다.

소결챔버 내부에 구비되는 압력센서를 대신하여, 공조순환부에 구비된 압력센서를 사용할 수 있다. 공조순환부의 압력센서는 공기배출라인의 내부나, 공조순환부의 내부에 설치될 수 있다.

압력센서(51)는 적정한 작동 압력 범위 내에서 비교적 높은 신뢰도로 소결챔버 내부의 공기압을 측정할 수 있는 것이라면, 종류를 가리지 않는다.

긴급밴트라인(52)은 소결챔버(100)의 일측에 연결되어 소결챔버(100) 내의 가스를 외부로 긴급 배출시키는 데에 사용된다.

긴급밴트밸브(53)는 긴급밴트라인(52)에 연결되어 있어, 정상적인 3차원 프린터의 작동 상황에서는 긴급밴트라인(52)을 폐쇄하고, 소결챔버의 내부 압력이 미리 설정한 기준 이상으로 상승하면 제어부(54)에 의해 개방 작동하여 긴급밴트라인(52)을 개방시킨다. 이를 위해 긴급밴트밸브(53)는 전자적 제어에 의해 개폐가 단속되는 전자 밸브를 채택할 수 있다.

제어부(54)는 압력센서(51)의 계측값을 수신받고, 이를 미리 설정한 기준과 대비한다. 여기서 미리 설정한 기준은, 일례로 3 기압일 수 있으며, 설계자에 따라 달라질 수 있다. 제어부(54)는, 압력센서의 계측값이 미리 설정한 기준 이상으로 판단되면, 긴급밴트밸브(53)를 개방하는 제어 신호를 발신한다.

나아가 제어부는 공조순환부의 제어유닛과 공조하여, 긴급밴트밸브의 작동 제어와 함께 공조순환부의 공기유입라인과 공기배출라인의 각 밸브를 잠그도록 제어할 수 있다. 이로써 소결챔버의 고압 가스를 긴급 배출하는 과정 중에 공조순환부 내부의 구성요소들에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

이러한 작동을 위해 제어부(54)는 압력센서의 전기 신호를 수신하는 입출력카드, 미리 설정한 기준과 제어 프로그램을 보관하는 메모리, 판단을 위한 중앙처리장치, 제어신호를 발신하는 송신부 등을 포함한다. 이러한 제어부의 세부 구성은 일반적인 제어 로직을 구현하는 공지된 구성과 사실상 동일할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터는 소결챔버(100) 내의 압력이 미리 설정한 기준 이상으로 상승하면, 소결챔버(100)에 직접 연결된 긴급밴트라인(52)을 통해 소결챔버 내부의 압력을 급격히 낮출 수 있어, 압력 상승에 의한 소결챔버의 폭발을 예방할 수 있다.

공조순환부(40)의 압력 조절 기능과 대비하면, 공조순환부(40)는 고진공 및 저산소 유지를 목적으로 하여, 진공 상태에서 민감하게 작동하도록 제작된다. 즉 공조순환부(40)는 진공에 가까운 기압 조건에서 민감하게 압력을 감지하는 센서, 펌프 등을 구비한다. 따라서 어떤 원인에 의해 소결챔버 내부의 공기압이 갑자기 높게 형성되는 경우, 공조순환부(40)에 의한 소결챔버(100)의 감압이 원활히 작동하지 못하게 된다.

이러한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 긴급밴트라인(52)으로 소결챔버(100) 내의 압력을 바로 낮춤으로써 급작스런 소결챔버(100)의 압력 증가를 바로 해소할 수 있게 된다. 또한 긴급밴트라인(52) 등은 공조순환부(40)와 독립적으로 작동함으로써, 공조순환부(40)가 제 기능 상실한 경우에도 작동이 보장된다.

다시 도 1과 도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린터의 긴급밴트라인(52)에는 소결챔버(100)로부터 흡입한 고압의 가스를 후처리하기 위한 폭발방지부(60), 분진제거부(70), 팽창챔버(80) 및 필터(90)가 차례로 구비된다.

폭발방지부(60)는 배출되는 가스에 폭발저감제를 강제 혼합하는 수단이다.

폭발방지부(60)는 폭발저감제를 저장하는 압력탱크(61), 압력탱크의 개방밸브(62), 주입라인(63) 및 주입수단(64)을 포함한다.

압력탱크(61)의 개방밸브(62)는 제어부(54)에 의해 개방 작동되어, 압력탱크(61) 내에 담긴 폭발저감제를 배출시키게 된다. 주입라인(63)으로 이동된 폭발저감제는 주입수단(64)을 통해 긴급밴트라인(52) 내로 주입된다. 원활한 폭발저감제의 주입을 위해 주입라인(63)은 노즐 또는 오리피스와 같은 공지된 구성으로 채택될 수 있다.

폭발저감제는 긴급밴트라인(52)을 통과하는 가스와 함께 유입된 분진을 덩어리로 응집시키는 분진응집제가 될 수 있다. 분진응집제는 물, 분말형 고분자 물질 등이 사용될 수 있다.

또는 폭발저감제는 불활성 가루가 될 수 있다. 여기서 불활성 가루는 탄산 칼슘 따위가 사용될 수 있다.

긴급밴트밸브(53)의 개방에 따라 소결챔버(100) 내부의 고압 가스가 긴급밴트라인(52)으로 급격히 빠져나가면서 소결챔버(100) 내에서 금속분말이 비산되고, 비산된 금속분말이 긴급밴트라인(52)으로 가스와 함께 빠져 나갈 수 있다. 또는 소결챔버 내에 화염이 발생하여 압력이 상승한 경우, 긴급밴트라인(52)에 화염과 함께 연소 제공 물질이 함께 빠져나갈 수 있다. 이때 폭발저감제를 긴급밴트라인(52)에 주입함으로써 분진 폭발의 위험성을 저감시키거나 소염시킬 수 있다.

팽창챔버(80)는 긴급밴트라인(52)에서 비어 있는 큰 체적을 제공하여, 긴급밴트라인(52)으로 유입된 고압 가스가 팽창할 수 있는 공간을 제공하는 부재이다. 팽창챔버(80)를 거치면서 압력이 다소 완화된 가스는 이후 분진제거부(70)의 정상적인 작동을 보장하며, 필터(90)의 파손을 방지할 수 있게 한다.

분진제거부(70)는 가스와 함께 유입된 분진을 가스로부터 분리시키는 구성이다. 분진제거부(70)는 다양한 구조로 제작될 수 있는데, 도 1에 도시한 실시예에서는 사이클론 방식의 분리기이다. 소결챔버(100)로부터 유입된 금속분말을 포함한 분진과 폭발방지부(60)에서 주입된 폭발저감제는 분진제거부(70)를 통해 대부분 제거된다.

분진제거부(70)를 통해 어느 정도의 분진이 제거된 가스는 필터(90)를 통해 여과된 후 외기로 빠져나가게 된다.

필터(90)는 서로 다른 다공망을 가진 다중 필터망을 구비할 수 있다. 이 경우, 분진이 사이즈별로 차례로 필터망에 걸러져서, 필터망의 막힘 현상이 가능한 더디게 진행된다. 따라서 소결챔버 내의 압력이 정상압력으로 회복되기 전까지 충분한 양의 가스를 여과 처리할 수 있다.

나아가 추가적인 구성으로, 공조순환부(40)에 비활성 기체를 공급하는 가스통(41)에서 비활성 기체를 소결챔버(100)로 바로 주입하도록 구성하고, 제어부(54)는 소결챔버(100)의 압력이 높은 상황에서 비활성 기체가 소결챔버(100)로 주입하도록 제어할 수 있다.

도 1과 도 2에서 가스통(41)에서 공조순환부(40)로 공급되는 가스라인(42)에서 분기된 바이패스라인(45)이 소결챔버(100)와 직결되어 있다. 또 바이패스라인(45)을 개폐 단속하는 가스주입밸브(46)가 구비되어 있으며, 이 가스주입밸브(46)는 제어부(54)에 의해 개폐 제어된다.

가스통(41)의 레귤레이터를 통해 제공되는 비활성 기체의 압력은 2기압 수준이다. 따라서 제어부(54)에 의해 긴급밴트밸브(53)와 가스주입밸브(46)가 개방되면서, 소결챔버(100) 내부의 고압 가스가 긴급밴트밸브(53)로 빠져나가고, 이후 바이패스라인(45)을 통해 비활성 기체가 소결챔버(100) 내부로 유입되어 소결챔버 내에 산소 농도를 크게 낮출 수 있게 된다.

이는 소결챔버 내부에 발생한 화염을 재빨리 소염시키는 작동으로 이어져 추가적인 소결챔버 내부의 손상 확산을 저감시키도록 기능할 수 있다.

나아가 바이패스라인(45)과 긴급밴트라인(52)은 서로 대향되도록 소결챔버(100)에 연결될 수 있다. 이로써 바이패스라인을 통해 유입된 비활성 가스는 소결챔버를 가로질러 긴급밴트라인으로 빠져나며, 소결챔버 내의 가스를 비활성 가스로 빠르게 교체할 수 있다.

나아가, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 소결배드(10)의 원료공급부(11) 일측에는, 긴급밴트라인(52)을 통한 가스 배출 시에 원료공급부(11)에 저장되어 있던 금속분말의 비산을 저감시키는 차폐부(200)가 구비될 수 있다.

차폐부(200)는, 평상시에는 말려진 채 보관되어 있다가 전개되면 원료공급부(11)의 개방된 상단부를 가리는 스크린(240)과, 말려진 스크린(240)을 전개시키는 구동부(250)를 포함한다.

도 3과 도 4를 참고하면, 차폐부(200)의 내부에는 원통형상으로 말려 있다가, 전개되면 평판 형태로 전개되는 스크린(240)이 도시되어 있다. 이러한 스크린(240)의 재질로는 탄성 있는 금속판이 사용될 수 있다.

원통으로 말린 스크린(240)의 일단은, 케이스(210)의 출구(211)에 놓이고, 타단은 코일 스프링(230)에 의해 지지된 축심(231)에 고정되어 있다. 축심(231)은 코일 스프링(230)에 의해 스크린(240)이 펼쳐지는 방향으로 탄성을 가하고 있다.

케이스(210)의 일측에는 전개된 스크린(240)이 출납하는 출구(211)가 형성되어 있고, 출구(211)의 일측에는 전개된 스크린(240)의 일단부를 수용하는 가이드홈(221)이 형성된 가이드(220)가 구비되어 있다. 전개되어 케이스(210)의 출구(211)로 나온 스크린(240)은 가이드홈(221)에 따라 전방으로 수평되게 이동하며, 원료공급부(11)의 상부를 덮어 가리게 된다.

케이스(210)에 스크린(240)이 말려 보관된 상태에서는, 원료공급부(11)의 개방된 상부를 가리지 아니함으로써, 블레이드(21)에 의한 금속 분말의 공급이 원활하게 이루어진다.

구동부(250)는 말린 스크린(240)이 펼쳐지려는 복원력, 이에 더하여 말린 스크린(240)이 펼쳐지는 방향으로 축심(231)을 회전시키려는 코일 스프링(230)의 복원력에 의해, 케이스(210)의 출구(211)로 나오려고 하는 스크린(240)의 전단을 가로막는 솔레이노이드이다. 제어부(54)에 의해 솔레노이드의 로드가 들리면, 말려있던 스크린(240)이 전술한 복원력에 의해 빠르게 출구로부터 튀어나오며 전개된다.

제어부(54)는 구동부(250)의 작동을 긴급밴트밸브(53)의 작동 이전에 수행할 수 있다. 즉, 제어부(54)는 긴급밴트밸브(53)의 작동 조건보다 낮은 압력 조건에서 구동부(250)를 작동시킬 수 있다. 예를 들어 긴급밴트밸브(53)의 작동 조건이 3기압인 경우, 구동부(250)는 이보다 낮은 압력인 2.8기압에서 작동시킬 수 있다.

긴급밴트라인(52)이 개방되면 소결챔버(100) 내의 고압 가스가 빠르게 유출되면서, 소결챔버(100) 내의 금속분말이 순간 비산되는데, 차폐부(200)가 먼저 원료공급부(11) 위를 덮어 주어 금속분말의 비산을 크게 낮출 수 있다.

나아가 블레이드가 스크린의 전개에 간섭을 일으키지 아니하도록 차폐부의 작동 전에 블레이드가 회수부로 이동하도록 제어할 수 있다.

100 : 소결챔버
10 : 소결배드
11 : 원료공급부 12 : 성형부 13 : 회수부
11a, 12a : 액추에이터 21 : 블레이드 22 : 구동수단
31 : 소결부재
40 : 공조순환부
41 : 가스통 42 : 가스라인 43 : 공기유입라인
44 : 공기배출라인 45 : 바이패스라인 46 : 가스주입밸브
51 : 압력센서 52 : 긴급밴트라인 53 : 긴급밴트밸브 54 : 제어부
60 : 폭발방지부
61 : 압력탱크 62 : 개방밸브 63 : 주입라인 64 : 주입수단
70 : 분진제거부 80 : 팽창챔버 90 : 필터
200 : 차폐부 210 : 케이스 211 : 출구 220 : 가이드 221 : 가이드홈
230 : 코일 스프링 231 : 축심
240 : 스크린 250 : 구동부

Claims (6)

1. 적층된 금속분말이 소결되면서 차례로 적층되어 입체적 구조물이 소결되는 소결배드를 내부 구비하는 소결챔버와, 상기 소결챔버 내의 가스 분위기를 조성하는 공조순환부를 구비하는 3차원 프린터에 있어서,
   상기 소결챔버 내부의 공기 압력을 측정하는 압력센서,
   상기 소결챔버에 연결되어 있으며, 상기 소결챔버 내의 가스를 외부로 배출시키는 긴급밴트라인,
   상기 긴급밴트라인을 개폐 단속하는 긴급밴트밸브 및
   상기 압력센서와 연결되어 상기 소결챔버의 압력이 미리 설정한 기준 이상이면 상기 긴급밴트밸브를 개방시켜 상기 긴급밴트라인으로 상기 소결챔버 내의 가스를 유출시키는 제어부를 포함하고,
   
   상기 긴급밴트라인에는
   배출되는 가스에 폭발저감제를 강제 혼합하는 폭발방지부,
   상기 폭발저감제가 혼합된 이후의 가스가 유입되는 팽창챔버,
   상기 가스와 함께 유입된 분진을 상기 가스로부터 분리시키는 분진제거부 및
   상기 팽창챔버를 거친 가스에서 잔여하는 분진을 걸러내는 필터가 차례로 구비되어 있는
   방폭 가능한 3차원 프린터.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 폭발저감제는
   상기 가스와 함께 유입된 분진을 덩어리로 응집시키는 분진응집제 또는 불활성 가루인
   방폭 가능한 3차원 프린터.
4. 제1항에서,
   상기 공조순환부에 비활성 기체를 공급하는 가스통이 구비되어 있고,
   
   상기 가스통에서 공조순환부로 공급되는 가스라인에서 분기되어 상기 소결챔버 내로 비활성 가스를 주입하는 바이패스라인과,
   상기 제어부에 의해 개폐가 제어되며 상기 바이패스라인을 개폐 단속하는 가스주입밸브를 구비하는
   방폭 가능한 3차원 프린터.
5. 제1항에서,
   상기 소결배드는
   제공될 금속분말을 저장하고 있는 원료공급부, 상기 금속분말이 적층되며 소결이 이루어지는 성형부 및 상기 성형부에서 적층되고 남은 금속분말이 담기는 회수부를 포함하고,
   
   상기 원료공급부의 일측에 설치되는 차폐부를 포함하고,
   
   상기 차폐부는
   전개되어 상기 원료공급부의 개방된 상단부를 가리는 스크린과,
   상기 스크린을 전개시키는 구동부를 포함하는
   방폭 가능한 3차원 프린터.
6. 제5항에서,
   상기 제어부는
   상기 소결챔버의 압력이, 상기 미리 설정한 기준보다 낮은 압력 조건에서 상기 구동부를 작동시키는
   방폭 가능한 3차원 프린터.

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