KR101895168B1 - 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법 - Google Patents

3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101895168B1
KR101895168B1 KR1020170067607A KR20170067607A KR101895168B1 KR 101895168 B1 KR101895168 B1 KR 101895168B1 KR 1020170067607 A KR1020170067607 A KR 1020170067607A KR 20170067607 A KR20170067607 A KR 20170067607A KR 101895168 B1 KR101895168 B1 KR 101895168B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
subgate
dimensional printing
inner space
gas
Prior art date
Application number
KR1020170067607A
Other languages
English (en)
Inventor
박홍석
웬딘선
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산대학교 산학협력단 filed Critical 울산대학교 산학협력단
Priority to KR1020170067607A priority Critical patent/KR101895168B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101895168B1 publication Critical patent/KR101895168B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Abstract

본 발명은 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 분말 용융 기법을 이용하는 3차원 프린팅 장치의 3차원 프린팅용 챔버에 있어서, 3차원 프린팅용 챔버는 내측으로 3차원 프린팅 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버의 일측면에 접하며, 내측으로 상기 3차원 프린팅 공정 중 3차원 프린팅에 따른 제조물이나 원재료 분말을 출입시키기 위한 통로를 제공하는 서브 게이트, 상기 챔버의 내측면에 형성되며, 개폐를 통해 상기 챔버의 내측 공간과 상기 서브 게이트의 내측 공간을 연결하거나 차단하는 내측 도어, 상기 서브 게이트의 외측면에 형성되며, 개폐를 통해 상기 서브 게이트의 내측 공간과 외부 공간을 연결하거나 차단하는 외측 도어, 그리고 상기 서브 게이트를 중심으로 좌측과 우측에 위치하며, 상기 챔버의 내측 방향으로 형성된 제1 및 제2 글러브를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 3차원 프린팅 공정 중 챔버를 개방하지 않더라도 제조물을 외부로 반출하거나 프린팅 공정에 필요한 물체를 챔버 내부로 넣을 수 있다.

Description

3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법{CHAMBER FOR 3D PRINTING AND METHOD FOR 3D PRINTING USING THE SAME}
본 발명은 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 프린팅 공정 효율을 향상시키기 위한 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법에 관한 것이다.
선택적 레이저 용융(Selective Laser Melting, SLM)은 3D CAD 데이터에 기반하여 분말 재료를 레이저로 용해하는 과정을 통해 물체를 제조하는 3차원 프린팅 기술이다.
SLM은 레이저를 이용하므로 출력 속도가 빠르고 분말을 원료로 사용하므로 여러 색상의 제품을 출력할 수 있는 장점이 있다. 그러나 SLM은 제조물의 품질을 만족시키기 위하여 정확한 공정 파라미터를 요구하는 등 엄격한 조건과 복잡한 제어 과정을 필요로 하는 단점도 있다.
일반적으로 SLM 공정에서 산소 반응을 방지하고자, 보호 가스로 채워진 챔버에서 분말 재료가 용융되며, 챔버 내부 및 외부 간 교류는 최소가 되도록 제한된다. 그럼에도 불구하고 SLM 공정 중 챔버 내부 또는 외부로 공정에 필요한 물건을 옮기는 상황이 반드시 발생한다. 그리고 물건을 옮기기 위해 챔버의 메인 도어를 열면, 챔버 내의 공기와 챔버 외부의 공기가 섞이는 것을 피할 수 없다.
이러한 문제점을 해결하고자 챔버 내 보호 가스를 재충전하는 공정을 추가 실시하고 있으며, 이를 통해 챔버 내 산소 농도를 SLM 공정에서 요구하는 수준으로 맞추고 있다.
하지만 종래 기술은 보호 가스 재충전 공정에 의해 3차원 프린팅 공정의 시간이 늘어나고 더 많은 비용이 소모된다는 문제점을 가진다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1646773호(2016.08.08.공고)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3차원 프린팅 공정 효율을 향상시키기 위한 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 분말 용융 기법을 이용하는 3차원 프린팅 장치의 3차원 프린팅용 챔버에 있어서, 3차원 프린팅용 챔버는 내측으로 3차원 프린팅 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버, 상기 챔버의 일측면에 접하며, 내측으로 상기 3차원 프린팅 공정 중 3차원 프린팅에 따른 제조물이나 원재료 분말을 출입시키기 위한 통로를 제공하는 서브 게이트, 상기 챔버의 내측면에 형성되며, 개폐를 통해 상기 챔버의 내측 공간과 상기 서브 게이트의 내측 공간을 연결하거나 차단하는 내측 도어, 상기 서브 게이트의 외측면에 형성되며, 개폐를 통해 상기 서브 게이트의 내측 공간과 외부 공간을 연결하거나 차단하는 외측 도어, 그리고 상기 서브 게이트를 중심으로 좌측과 우측에 위치하며, 상기 챔버의 내측 방향으로 형성된 제1 및 제2 글러브를 포함한다.
상기 서브 게이트의 일측면에 연결되어 온오프를 통해 상기 서브 게이트에 보호 가스를 주입하는 제1 가스 밸브, 상기 제1 가스 밸브와 연결되어 상기 보호 가스를 수송하는 제1 가스 파이프, 상기 서브 게이트의 일측면에 연결되어 온오프를 통해 상기 서브 게이트 내부의 기체를 외부로 반출하는 제2 가스 밸브, 그리고 상기 제2 가스 밸브와 연결되어 상기 서브 게이트 내부의 기체를 수송하는 제2 가스 파이프를 더 포함할 수 있다.
상기 챔버의 내측 공간 및 상기 서브 게이트의 내측 공간의 산소 농도를 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 서브 게이트의 외주면과 상기 챔버의 외벽 사이, 상기 내측 도어와 상기 챔버 사이, 그리고 상기 외측 도어와 상기 서브 게이트 사이는 실링 부재를 통하여 밀봉될 수 있다.
상기 서브 게이트는 브래킷을 통해 상기 챔버의 외측면에 고정되되, 상기 브래킷이 제거되면 상기 챔버와 분리될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 이용한 3차원 프린팅 방법에 있어서, 3차원 프린팅 방법은 3차원 프린팅 공정 중 상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴온시켜 상기 서브 게이트의 내측 공간에 상기 보호 가스를 주입하는 단계, 상기 보호 가스가 상기 게이트의 내측 공간에 기 설정된 양만큼 채워지면 상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴오프하는 단계, 사용자가 양손을 제1 및 제2 글러브에 넣은 상태에서, 내측 도어를 열고 상기 제조물 또는 원재료 분말을 상기 서브 게이트의 내측 공간에 위치시킨 후, 상기 내측 도어를 닫는 단계, 그리고 상기 외측 도어를 열고 상기 제조물 또는 원재료 분말을 상기 서브 게이트의 외부 공간으로 꺼내면 상기 외측 도어를 닫은 후 3차원 프린팅 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 이용한 3차원 프린팅 방법에 있어서, 3차원 프린팅 방법은 3차원 프린팅 공정 중 상기 외측 도어를 여는 단계, 물체를 상기 서브 게이트의 내측 공간에 위치시킨 후, 상기 외측 도어를 닫는 단계, 상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴온하여 상기 서브 게이트의 내측 공간의 기체를 반출함과 동시에 상기 서브 게이트의 내측 공간에 상기 보호 가스를 주입하는 단계, 상기 보호 가스가 상기 게이트의 내측 공간에 기 설정된 양만큼 채워지면 상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴오프하는 단계, 사용자가 양손을 제1 및 제2 글러브에 넣은 상태에서, 상기 내측 도어를 여는 단계, 그리고 상기 3차원 프린팅에 이용되는 물체가 상기 챔버의 내측 공간에 위치하면 상기 내측 도어를 폐쇄한 후 3차원 프린팅을 수행하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 3차원 프린팅 공정 중 챔버를 개방하지 않더라도 제조물을 외부로 반출하거나 프린팅 공정에 필요한 물체를 챔버 내부로 넣을 수 있다.
특히 서브 게이트에 챔버와 동일한 농도의 보호 가스를 주입함으로써 물건 출입시에도 챔버 내부의 보호 가스 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과 3차원 프린팅 공정 중 물체 출입 시 챔버 내부 전체에 보호 가스를 다시 채울 필요가 없다. 따라서 보호 가스 주입에 따른 비용을 절감시키고 공정 시간을 단축시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅 방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
우선 본 발명의 실시예에 따른 분말 용융 기법을 이용하는 3차원 프린팅 장치의 3차원 프린팅용 챔버 구조를 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버의 분해도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버(100)는 챔버(10), 서브 게이트(20), 내측 도어(30), 외측 도어(40), 제1 글러브(50) 및 제2 글러브(51)를 포함하며, 제1 가스 밸브(60), 제1 가스 파이프(61), 제2 가스 밸브(70), 제2 가스 파이프(71) 및 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
먼저 챔버(10)는 내측으로 3차원 프린팅 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 챔버(10) 내측에서는 분말 재료 적층 및 레이저에 의한 소결 공정이 반복 수행되며, 이러한 공정의 반복 수행을 통해 물건이 제조된다. 3차원 프린팅 공정 중 챔버(10) 내측 공간에는 산소와 같은 활성 가스에 의한 제조물 변형 방지를 위해 기 설정된 양만큼의 보호 가스가 채워진다.
분말 재료가 적층된 면에 빛을 조사하는 레이저 장치(110)가 챔버(10)의 상부에 설치된다. 그리고 챔버(10)의 일측면은 개폐가 가능한 도어 형태로 형성되며, 이를 통해 3차원 프린팅 공정 후 완성된 제조물이나 분말 재료를 꺼낼 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 서브 게이트(20)는 챔버(10)의 도어 형태로 형성된 일측면에 형성된다.
한편, 챔버(10)는 직육면체의 박스 구조로 형성될 수 있으나, 3차원 프린팅 장치의 공정 특성 등을 고려하여 다양한 형태로 구현될 수 있다.
다음으로 서브 게이트(20)는 챔버(10)의 일측면에 접하여 형성되며, 챔버(10)의 일측면보다 작게 형성된다. 서브 게이트(20)는 3차원 프린팅 공정 중 3차원 프린팅에 따른 제조물이나 원재료 분말을 챔버(10) 내측 공간으로 출입시키기 위한 통로를 제공한다.
즉 도어 형태로 형성된 챔버(10)의 일측면을 열지 않더라도, 사용자는 3차원 프린팅 공정 중 서브 게이트(20)를 통해 제조물이나 원재료 분말 등을 챔버(10) 내로 넣거나 외부로 빼낼 수 있다.
한편 서브 게이트(20)는 브래킷(braket, 21)을 통해 챔버(10)의 외측면에 고정되되, 브래킷(21)이 제거되면 챔버(10)와 분리되는 구조로 형성된다. 따라서 챔버(10)로부터 서브 게이트(20)의 고정 및 분리가 용이하다.
다음으로 내측 도어(30)는 챔버(10)의 내측면에 형성되며, 개폐를 통해 챔버(10)의 내측 공간과 서브 게이트(20)의 내측 공간을 연결하거나 차단한다. 즉 내측 도어(30)를 닫으면 챔버(10)의 내측 공간은 밀폐되며 내측 도어(30)를 열면 챔버(10)의 내측 공간은 서브 게이트(20)의 내측 공간과 연결된다.
이때 내측 도어(30)는 챔버(10)의 내측 방향으로 열리게 형성되며, 내측 도어(30)를 닫을 때 래치(latch)나 노브(knob)와 같은 고정 부재를 통해 챔버(10)와 내측 도어(30)를 고정시킬 수 있다.
한편 내측 도어(30)는 닫힌 상태에서도 챔버(10) 내부 관찰이 가능한 투명창(미도시)을 포함할 수 있다.
다음으로 외측 도어(40)는 서브 게이트(20)의 외측면에 형성되며, 개폐를 통해 서브 게이트(20)의 내측 공간과 외부 공간을 연결하거나 차단한다. 즉 외측 도어(40)를 닫으면 서브 게이트(20)의 내측 공간은 밀폐되며, 외측 도어(40)를 열면 서브 게이트(20)의 내측 공간은 외부 공간과 연결된다.
이때 외측 도어(40)는 외부 공간 방향으로 열리게 형성되며, 외측 도어(40)를 닫을 때 래치(latch)나 노브(knob)와 같은 고정 부재를 통해 서브 게이트(20)와 외측 도어(40)를 고정시킬 수 있다.
한편 외측 도어(40)는 닫힌 상태에서도 챔버(10) 내부 관찰이 가능한 투명창(미도시)을 포함할 수 있다.
다음으로 제1 글러브(50) 및 제2 글러브(51)는 서브 게이트(20)를 중심으로 좌측과 우측에 위치하며, 챔버(10)의 내측 방향으로 형성된다. 사용자는 제1 글러브(50) 및 제2 글러브(51)에 손을 끼워 챔버(10) 내의 제조물이나 원재료 분말 등을 이동시키거나 제거할 수 있다.
이때 제1 글러브(50) 및 제2 글러브(51)는 챔버(10)의 내부 공간을 밀폐시킬 수 있는 물질로 형성된다. 그리고 제1 글러브(50) 및 제2 글러브(51)가 형성된 챔버(10)의 외측면에 캡(cap, 52)이 설치될 수 있으며, 캡(52)은 제1 및 제2 글러브(50, 51)에 이물질 등이 들어가지 않도록 한다.
다음으로 제1 가스 밸브(60)는 서브 게이트(20)의 일측면에 연결되어 온오프를 통해 서브 게이트(20)에 보호 가스를 주입한다.
이때 보호 가스는 질소(N2)나 아르곤(Ar)과 같이 화학적 비활성 기체를 포함한다. 이러한 보호 가스는 레이저에 의한 소결 과정에서 원재료 분말이 산소 등 활성 기체와 결합함으로 인해 제조물의 품질이 악화됨을 방지한다.
그리고 제1 가스 파이프(61)는 제1 가스 밸브(60)와 연결되어 보호 가스를 수송한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 가스 파이프(61)의 한쪽 끝단은 제1 가스 밸브(60)와 연결되고, 다른 끝단은 보호 가스 저장고(미도시)와 연결된다.
즉 제1 가스 밸브(60)가 턴온되면 보호 가스 저장고 내 보호 가스가 제1 가스 파이프(61)를 통해 서브 게이트(20)의 내측 공간으로 수송된다.
반면 제2 가스 밸브(70)는 서브 게이트(20)의 일측면에 연결되어 온오프를 통해 서브 게이트(20) 내부의 기체를 외부로 반출한다.
그리고 제2 가스 파이프(71)는 제2 가스 밸브(70)와 연결되어 서브 게이트(20) 내부의 기체를 수송한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 가스 파이프(71)의 한 쪽 끝단은 제2 가스 밸브(70)에 연결되고, 다른 끝단은 게이트 기체 저장고(미도시)와 연결된다.
즉 제2 가스 밸브(70)가 턴온되면 서브 게이트(20) 내부의 기체가 제2 가스 파이프(71)를 통해 게이트 기체 저장고로 수송된다.
다음으로 센서(미도시)는 챔버(10)의 내측 공간 및 서브 게이트(20)의 내측 공간에 존재하는 산소의 농도를 측정한다. 센서는 실시간으로 산소 농도를 측정하여 사용자에게 제공하며, 사용자는 오디오 장치나 디스플레이 장치와 같은 출력 장치를 통해 측정된 산소 농도를 실시간으로 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 센서는 산소뿐만 아니라 레이저에 의한 소결 과정에서 원재료 분말과 반응하는 활성 기체의 농도를 측정할 수 있다.
한편 도 2에 도시된 바와 같이, 서브 게이트(20)의 외주면과 챔버(10)의 외벽 사이, 내측 도어(30)와 챔버(10) 사이, 그리고 외측 도어(40)와 서브 게이트(20) 사이는 실링(sealing) 부재(80)를 통하여 밀봉된다.
즉 실링 부재(80)는 제1 도어 및 제2 도어를 닫을 시 챔버(10)의 내측 공간과 서브 게이트(20)의 내측 공간 그리고 외부 공간 사이에서 각 공간의 밀폐력을 향상시키는 역할을 한다. 실링 부재(80)는 실리콘, 아크릴, 고무, 플라스틱과 같이 밀폐력을 향상시킬 수 있는 물질로 생성될 수 있다.
다음으로 도 3과 도 4를 통해 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅용 챔버를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 이용하는 3차원 프린팅 방법에 대해 살펴보도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅 방법의 순서도이다. 구체적으로 도 3은 3차원 프린팅 공정 중 챔버 내측에 있는 제조물을 외부로 반출하는 방법을 나타낸다.
먼저, 사용자가 3차원 프린팅 공정 중 제1 가스 밸브(60) 및 제2 가스 밸브(70)를 턴온시키면, 3차원 프린팅 장치는 서브 게이트(20)의 내측 공간에 보호 가스를 주입한다(S310). 이때 진행중인 3차원 프린팅 공정은 일시 정지될 수 있다.
그리고 보호 가스가 서브 게이트(20)의 내측 공간에 기 설정된 양만큼 채워지면, 사용자는 제1 가스 밸브(60) 및 제2 가스 밸브(70)를 턴오프한다(S320).
이때 사용자는 센서에 의해 측정된 산소 농도를 통해 서브 게이트(20)의 내측 공간에 보호 가스가 기 설정된 양만큼 주입되었는지를 판단할 수 있다. 예를 들어 서브 게이트(20) 내측 공간의 산소 농도가 5%이면, 사용자는 서브 게이트(20) 내측 공간에 보호 가스가 기 설정된 양만큼 채워진 것으로 판단하여 제1 가스 밸브(60) 및 제2 가스 밸브(70)를 턴오프한다.
다음으로 사용자는 양손을 제1 및 제2 글러브(51)에 넣은 상태에서, 내측 도어(30)를 열고 제조물 또는 원재료 분말을 서브 게이트(20)의 내측 공간에 위치시킨다(S330).
이때 S320 및 S330 단계에서 서브 게이트(20) 내측 공간에 기 설정된 양만큼 보호 가스를 주입하였으므로, 내측 도어(30)가 열려 서브 게이트(20) 내측 공간과 챔버(10) 내측 공간이 연결되더라도 챔버(10) 내측 공간의 보호 가스 농도는 유지된다. 그러므로 이후 3차원 프린팅 공정(S360 단계)에서 챔버(10)에 보호 가스를 주입하는 과정을 생략할 수 있다.
그리고 사용자는 양손이 삽입된 제1 및 제2 글러브(50, 51)를 통해 내측 도어(30)를 닫는다(S340). 이때 내측 도어(30)를 닫음으로써 서브 게이트(20) 내측 공간과 챔버(10) 내측 공간은 각각 밀폐된다.
그러면 사용자는 외측 도어(40)를 열고 제조물 또는 원재료 분말을 서브 게이트(20)의 외부 공간으로 꺼낸다(S350). 그리고 사용자가 외측 도어(40)를 닫으면, 3차원 프린팅 장치는 3차원 프린팅 공정을 수행한다(S360).
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅 방법의 순서도이다. 구체적으로 도 4는 3차원 프린팅 공정 중 외부 공간에 있는 물체를 챔버 내측 공간으로 이동시키는 방법을 나타낸다.
우선 사용자가 3차원 프린팅 공정 중 외측 도어(40)를 연 후(S410), 물체를 서브 게이트(20)의 내측 공간에 위치시킨 다음 외측 도어(40)를 닫는다(S420).
그리고 사용자가 제1 가스 밸브(60) 및 제2 가스 밸브(70)를 턴온하면 3차원 프린팅 장치는 서브 게이트(20) 내측 공간의 기체를 반출함과 동시에 서브 게이트(20)의 내측 공간에 보호 가스를 주입한다(S430).
보호 가스가 서브 게이트(20)의 내측 공간에 기 설정된 양만큼 채워지면, 사용자는 제1 가스 밸브(60) 및 제2 가스 밸브(70)를 턴오프한다(S440).
이때 사용자는 센서에 의해 측정된 산소 농도를 통해 서브 게이트(20)의 내측 공간에 보호 가스가 기 설정된 양만큼 주입되었는지를 판단할 수 있다. 예를 들어 서브 게이트(20) 내측 공간의 산소 농도가 5%이면, 사용자는 서브 게이트(20) 내측 공간에 보호 가스가 기 설정된 양만큼 채워진 것으로 판단하여 제1 가스 밸브(60) 및 제2 가스 밸브(70)를 턴오프한다.
S440 단계 후 사용자가 양손을 제1 및 제2 글러브(50, 51)에 넣은 상태에서, 내측 도어(30)를 연다(S450).
S430 및 S440 단계를 통해 서브 게이트(20) 내측 공간에 기 설정된 양만큼 보호 가스를 주입하였으므로, 내측 도어(30)가 열려 서브 게이트(20) 내측 공간과 챔버(10) 내측 공간이 연결되더라도 챔버(10) 내측 공간의 보호 가스 농도는 유지된다. 그러므로 이후 3차원 프린팅 공정(S470 단계)에서 챔버(10)에 보호 가스를 주입하는 과정을 생략할 수 있다.
다음으로 사용자는 물체를 챔버(10)의 내측 공간에 위치시킨다(S460). 그리고, 사용자는 내측 도어(30)를 폐쇄하고, 3차원 프린팅 장치는 3차원 프린팅을 수행한다(S470).
본 발명의 실시예에 따르면, 3차원 프린팅 공정 중 챔버를 개방하지 않더라도 제조물을 외부로 반출하거나 프린팅 공정에 필요한 물체를 챔버 내부로 넣을 수 있다.
특히 서브 게이트에 챔버와 동일한 농도의 보호 가스를 주입함으로써 물건 출입시에도 챔버 내부의 보호 가스 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과 3차원 프린팅 공정 중 물체 출입 시 챔버 내부 전체에 보호 가스를 다시 채울 필요가 없다. 따라서 보호 가스 주입에 따른 비용을 절감시키고 공정 시간을 단축시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 챔버 20 : 서브 게이트
21 : 브래킷 30 : 내측 도어
40 : 외측 도어 50 : 제1 글러브
51 : 제2 글러브 52 : 캡
60 : 제1 가스 밸브 61 : 제1 가스 파이프
70 : 제2 가스 밸브 71 : 제2 가스 파이프
80 : 실링 부재 100 : 3차원 프린팅용 챔버
110 : 레이저 장치

Claims (7)

  1. 분말 용융 기법을 이용하는 3차원 프린팅 장치의 3차원 프린팅용 챔버에 있어서,
    내측으로 3차원 프린팅 공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버,
    상기 챔버의 일측면에 접하며, 내측으로 상기 3차원 프린팅 공정 중 3차원 프린팅에 따른 제조물이나 원재료 분말을 출입시키기 위한 통로를 제공하는 서브 게이트,
    상기 챔버의 내측면에 형성되며, 개폐를 통해 상기 챔버의 내측 공간과 상기 서브 게이트의 내측 공간을 연결하거나 차단하는 내측 도어,
    상기 서브 게이트의 외측면에 형성되며, 개폐를 통해 상기 서브 게이트의 내측 공간과 외부 공간을 연결하거나 차단하는 외측 도어,
    상기 서브 게이트를 중심으로 좌측과 우측에 위치하며, 상기 챔버의 내측 방향으로 형성된 제1 및 제2 글러브,
    상기 제1 및 제2 글러브가 형성된 상기 챔버의 외측면에 설치되어, 상기 제1 및 제2 글러브를 각각 커버하는 제1 및 제2 캡,
    상기 챔버의 내측 공간 및 상기 서브 게이트의 내측 공간의 산소 농도를 측정하는 센서,
    상기 서브 게이트의 일측면에 연결되어 온오프를 통해 상기 서브 게이트에 보호 가스를 주입하는 제1 가스 밸브,
    상기 제1 가스 밸브와 연결되어 상기 보호 가스를 수송하는 제1 가스 파이프,
    상기 서브 게이트의 일측면에 연결되어 온오프를 통해 상기 서브 게이트 내부의 기체를 외부로 반출하는 제2 가스 밸브, 그리고
    상기 제2 가스 밸브와 연결되어 상기 서브 게이트 내부의 기체를 수송하는 제2 가스 파이프를 포함하며,
    상기 서브 게이트의 내측 공간에 상기 챔버의 내측 공간과 동일 농도의 보호 가스가 주입되도록, 상기 측정된 산소 농도에 기초하여 상기 제1 및 제2 가스 밸브가 조절되며,
    상기 서브 게이트는 브래킷을 통해 상기 챔버의 외측면에 고정되되, 상기 브래킷이 제거되면 상기 챔버와 분리되는 3차원 프린팅용 챔버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브 게이트의 외주면과 상기 챔버의 외벽 사이, 상기 내측 도어와 상기 챔버 사이, 그리고 상기 외측 도어와 상기 서브 게이트 사이는 실링 부재를 통하여 밀봉되는 3차원 프린팅용 챔버.
  5. 삭제
  6. 제1항의 3차원 프린팅용 챔버를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 이용한 3차원 프린팅 방법에 있어서,
    3차원 프린팅 공정 중 상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴온시켜 상기 서브 게이트의 내측 공간에 상기 보호 가스를 주입하는 단계,
    상기 보호 가스가 상기 게이트의 내측 공간에 기 설정된 양만큼 채워지면 상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴오프하는 단계,
    사용자가 양손을 제1 및 제2 글러브에 넣은 상태에서, 내측 도어를 열고 상기 제조물 또는 원재료 분말을 상기 서브 게이트의 내측 공간에 위치시킨 후, 상기 내측 도어를 닫는 단계, 그리고
    상기 외측 도어를 열고 상기 제조물 또는 원재료 분말을 상기 서브 게이트의 외부 공간으로 꺼내면 상기 외측 도어를 닫은 후 3차원 프린팅 공정을 수행하는 단계를 포함하는 3차원 프린팅 방법.
  7. 제1항의 3차원 프린팅용 챔버를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 이용한 3차원 프린팅 방법에 있어서,
    3차원 프린팅 공정 중 상기 외측 도어를 여는 단계,
    물체를 상기 서브 게이트의 내측 공간에 위치시킨 후, 상기 외측 도어를 닫는 단계,
    상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴온하여 상기 서브 게이트의 내측 공간의 기체를 반출함과 동시에 상기 서브 게이트의 내측 공간에 상기 보호 가스를 주입하는 단계,
    상기 보호 가스가 상기 게이트의 내측 공간에 기 설정된 양만큼 채워지면 상기 제1 가스 밸브 및 상기 제2 가스 밸브를 턴오프하는 단계,
    사용자가 양손을 제1 및 제2 글러브에 넣은 상태에서, 상기 내측 도어를 여는 단계, 그리고
    상기 3차원 프린팅에 이용되는 물체가 상기 챔버의 내측 공간에 위치하면 상기 내측 도어를 폐쇄한 후 3차원 프린팅을 수행하는 단계를 포함하는 3차원 프린팅 방법.
KR1020170067607A 2017-05-31 2017-05-31 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법 KR101895168B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170067607A KR101895168B1 (ko) 2017-05-31 2017-05-31 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170067607A KR101895168B1 (ko) 2017-05-31 2017-05-31 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101895168B1 true KR101895168B1 (ko) 2018-09-04

Family

ID=63598153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170067607A KR101895168B1 (ko) 2017-05-31 2017-05-31 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101895168B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007098949A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Three D Syst Inc 改良された高速試作製造装置および方法
KR100925383B1 (ko) * 2009-04-08 2009-11-09 (주)고려기연 Oled용 글러브 박스
EP2391469B1 (de) * 2009-01-27 2014-11-12 Matthias Fockele Vorrichtung und verfahren zur herstellung und nachbearbeitung eines formkörpers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007098949A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Three D Syst Inc 改良された高速試作製造装置および方法
EP2391469B1 (de) * 2009-01-27 2014-11-12 Matthias Fockele Vorrichtung und verfahren zur herstellung und nachbearbeitung eines formkörpers
KR100925383B1 (ko) * 2009-04-08 2009-11-09 (주)고려기연 Oled용 글러브 박스

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE0702170L (sv) Metod för gasfyllning av ett handtagsparti hos en förpackning samt metod för att framställa en förpackning
CA2566034C (en) Plastic article
IL164653A0 (en) Method and apparatus for post mold cooling of plastic pieces
CN207966923U (zh) 晶元处理设备的排气装置
US10896825B2 (en) Mold
ATE389431T1 (de) Verfahren zum bereitstellen einer kapsel mit einem pulverarzneimittel
WO2005111722A3 (en) Apparatus and method for providing fluid for immersion lithography
KR101895168B1 (ko) 3차원 프린팅용 챔버 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법
JP2007326259A (ja) ディスプレイの製造方法及びディスプレイ
MY141098A (en) Method of forming a leaded molded array package
ATE415347T1 (de) Vorrichtung für das formen, füllen und verschliessen von behältern aus flexiblem und weichem laminarem material
PL2170717T3 (pl) Sposób wytwarzania opakowania z folią barierową IML w kombinacji ze zmiataczem tlenu
US20200279761A1 (en) Substrate storage container
EP2812170B1 (en) Mold and method for molding parts requiring multiple mold inputs
PH12018502624A1 (en) Vacuum insulation panel manufacturing device
SG181663A1 (en) Method of dosing a lens forming material into a mold
DE602004029427D1 (de) Blasformverfahren
WO2007047902A3 (en) Sterile de-molding apparatus and method
ATE495871T1 (de) Verbesserungen im zusammenhang mit schwimmern
WO2017194624A3 (de) Eine stationäre blasformmaschine und verfahren zum umformen von vorformlingen
KR101610641B1 (ko) 기판 컨테이너
JPS5647257A (en) Injection molding method accompanying venting in die and venting device for die
JPH07186191A (ja) Ｒｉｍポリウレタン二色成形方法及び装置
KR101543596B1 (ko) 이중 사출을 위한 핫러너 장치
ATE491142T1 (de) Einrichtung zum extrahieren von pulver

Legal Events

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