KR101912312B1 - Three-dimensional printer - Google Patents

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KR101912312B1
KR101912312B1 KR1020170051704A KR20170051704A KR101912312B1 KR 101912312 B1 KR101912312 B1 KR 101912312B1 KR 1020170051704 A KR1020170051704 A KR 1020170051704A KR 20170051704 A KR20170051704 A KR 20170051704A KR 101912312 B1 KR101912312 B1 KR 101912312B1
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laser
unit
metal material
polymer material
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KR1020170051704A
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배성우
고경왕
김장명
김해정
구니아키 스기우라
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(주)센트롤
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Abstract

The present invention includes: a bed on which a material is sintered and stacked to be outputted as a shaped object; a metal material storage part storing a metal material supplied to the bed; a polymer material storage part storing a polymer material supplied to the bed; a first material application part including a first material absorbing part and a first blade; a second material application part including a second material absorbing part and a second blade; a laser emitting part emitting a laser; a lens part controlling the angle of the laser; and a control part controlling the operation of the first and second material application parts and the laser emitting part. Thus, the present invention is capable of improving the strength of the shaped object by stacking different materials substantially through a mixture material.

Description

삼차원 프린터{Three-dimensional printer}Three-dimensional printer

본 발명은 삼차원 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조형물이 출력되는 베드로 소재를 공급하면서 공급된 소재에 레이저를 조사하여 소재가 소결되어 적층되면서 조형물로 출력되는 삼차원 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional printer, and more particularly, to a three-dimensional printer in which a material to be fed is supplied while a material for a molding is output, and a laser is irradiated to the material to be sintered.

대한민국 등록특허 제1705696호에 기재된 배경기술을 참조하면, 일반적으로 프린터는 프린트 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 장치를 의미하며, 컴퓨터에 연결하여 지면에 인쇄하는 프린터 장치 등은 업무용, 가정용으로 널리 사용되고 있다.[0003] Referring to the background art described in Korean Patent No. 1705696, a printer generally refers to a device that prints letters, figures, etc. on a print object. Printer devices that are connected to a computer and print on the paper are widely used for business, .

종래의 프린터는 프린터 대상물이 되는 종이 혹은 시트재를 소정의 방향으로 이동하며 미세 잉크를 뿌리는 것으로 모두 2차원 인쇄를 하는 것이었으나, 최근 3차원 형상을 형상할 수 있는 삼차원 프린터가 등장하였으며, 삼차원 프린터는 형성하고자 하는 입체 모양을 인쇄기법에 의해 성형할 수 있는 장치를 말한다.The conventional printer is a two-dimensional printing system in which a paper or a sheet material as a printer object is moved in a predetermined direction and sprays fine ink. However, a three-dimensional printer capable of forming a three- A printer is a device capable of forming a three-dimensional shape to be formed by a printing technique.

최근에는 제품의 디자이너 및 설계자가 캐드(CAD)나 캠(CAM)을 이용하여 3차원 모델링 데이터를 생성하고, 생성한 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상의 시제품을 제작하는 이른바 3차원 프린팅 방법이 등장하게 되었으며, 이러한 3D 프린터를 산업, 생활, 의학 등 매우 다양한 분야에서 활용하고 있다.In recent years, there has been a so-called three-dimensional printing method in which product designers and designers generate three-dimensional modeling data using CAD (CAD) or cam (CAM), and produce prototypes of three- , And these 3D printers are utilized in a wide variety of fields such as industry, life, and medicine.

일반적으로 3D 프린터의 기본적인 원리는 얇은 2D 레이어를 쌓아서 3D 물체를 만드는 것이다. 즉, 3D 프린터 방법에는 광경화성 수지에 레이저 광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithography Apparatus)와, SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 레이저 광선으로 주사하여 기능성 고분자 또는 금속분말을 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering), 열가소성 수지를 이용한 IM(Inkjet modeling), 석회가루를 이용한 3DP(3Dimension Printing) 등이 있다.In general, the basic principle of a 3D printer is to build a 3D object by stacking thin 2D layers. That is, in the 3D printer method, there are a SLA (Stereo Lithography Apparatus) using a principle in which a scanned portion is cured by scanning a laser beam with a photo-curable resin, and a laser beam SLS (Selective Laser Sintering), IM (Inkjet modeling) using thermoplastic resin, and 3Dimension Printing (3DP) using lime powder are the principles of forming a functional polymer or metal powder by curing by injection.

그러나, 3D 프린터 방법에서 분말을 레이저로 녹이는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식 중에서 SLS(Selective Laser Sintering) 방식과 SLM(Selective Laser Melting) 방식을 하나의 장치에서 공용으로 사용하지 못하여 기기의 효율이 저해되는 문제점이 있었다.However, in the 3D printer method, since the SLF (Selective Laser Sintering) method and the SLM (Selective Laser Melting) method are not commonly used in a single device among the powder bed fusion (PBF) methods in which powder is melted by a laser, There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 서로 다른 소재인 메탈 소재와 폴리머 소재 및 메탈 소재와 폴리머 소재가 혼합된 혼합 소재를 공용으로 사용할 수 있고, 서로 다른 소재가 도포되는 베드의 상면에 파장이 서로 다른 레이저를 단독 및 함께 조사하여 서로 다른 소재를 소결하면서 적층하여 조형물을 출력할 수 있어 효율성 및 실용성을 향상시킬 수 있는 삼차원 프린터를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a metal material, a metal material and a polymer material mixed with each other, Dimensional printer capable of enhancing efficiency and practicality because laser beams having different wavelengths can be individually irradiated onto the upper surface of the upper and lower substrates, and different materials can be sintered and laminated to output the molding objects.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본 발명은 상하로 이동 가능하며 공급되는 소재가 소결되면서 적층되어 조형물로 출력되는 베드; 상기 베드의 일측에 구비되며 상기 베드로 공급되는 메탈 소재가 저장되는 메탈 소재 저장부; 상기 메탈 소재 저장부의 하부에 구비되며 상기 베드로 공급되는 폴리머 소재가 저장되는 폴리머 소재 저장부; 상기 메탈 소재 저장부와 상기 폴리머 소재 저장부에 저장된 메탈 소재 및 폴리머 소재를 흡입하여 상기 베드의 상부로 공급하면서 도포하는 제1소재 흡입부 및 제1블레이드를 포함하는 제1소재 도포부; 상기 베드의 타측에 구비되며 상기 베드로 공급되는 고분자 소재와 메탈 소재가 혼합된 혼합 소재가 저장되는 혼합 소재 저장부; 상기 혼합 소재 저장부에 저장된 혼합 소재를 흡입하여 상기 베드의 상부로 공급하면서 도포하는 제2소재 흡입부 및 제2블레이드를 포함하는 제2소재 도포부; 상기 베드에 도포된 메탈 소재, 폴리머 소재 및 혼합 소재를 소결시키기 위해 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 레이저 조사부에서 조사되는 레이저의 각도를 조절하는 렌즈부; 및 상기 제1소재 도포부, 제2소재 도포부, 및 상기 레이저 조사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 레이저 조사부는 상기 메탈 소재 저장부에서 공급되어 상기 베드 상에 도포된 메탈 소재를 소결하기 위해 레이저를 조사하는 광섬유 레이저와, 상기 폴리머 소재 저장부에서 공급되어 상기 베드 상에 도포된 폴리머 소재를 소결하기 위해 레이저를 조사하는 CO2 레이저를 포함하며, 상기 베드 상에 도포된 혼합 소재는 상기 광섬유 레이저와 상기 CO2 레이저에서 조사되는 서로 다른 파장의 레이저에 의해 소결되는 것을 특징으로 하는 삼차원 프린터를 제공한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a bed comprising: a bed movable up and down, A metal material storage unit provided at one side of the bed and storing a metal material supplied to the bed; A polymer material storage unit disposed below the metal material storage unit and storing the polymer material supplied to the bed; A first material applying unit including a first material sucking unit for sucking a metal material and a polymer material stored in the metal material storage unit and the polymer material storage unit and supplying the metal material and the polymer material while supplying the material to the upper part of the bed and a first blade; A mixed material storage unit that is disposed on the other side of the bed and stores a mixed material mixed with a polymer material and a metal material supplied to the bed; A second material applying unit including a second material suction unit and a second blade for sucking the mixed material stored in the mixed material storage unit and supplying the mixture to the upper portion of the bed; A laser irradiation unit for irradiating a laser to sinter the metal material, the polymer material, and the mixed material applied to the bed; A lens unit for adjusting an angle of a laser beam emitted from the laser irradiation unit; And a control unit for controlling operations of the first material applying unit, the second material applying unit, and the laser irradiating unit, wherein the laser irradiating unit sinters the metal material supplied from the metal material storage unit and coated on the bed And a CO 2 laser for irradiating a laser for sintering the polymer material supplied from the polymer material storage part and coated on the bed, wherein the mixed material applied on the bed comprises And is sintered by an optical fiber laser and a laser of different wavelength emitted from the CO2 laser.

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본 발명에 따른 삼차원 프린터는, 상기 베드의 하부에 설치되며 상기 베드를 상하로 이동시키는 승하강기구를 더 포함할 수 있으며, 상기 승하강기구의 구동은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.The three-dimensional printer according to the present invention may further include an up-down mechanism installed at a lower portion of the bed and moving the bed up and down, and the driving of the up-down mechanism may be controlled by the controller.

상기 제어부는 상기 베드의 상면에 메탈 소재와 폴리머 소재 및 메탈소재와 폴리머 소재가 단독 또는 융합의 형태로 소결되어 적층 시 상기 승하강기구를 제어하여 메탈 소재와 폴리머 소재 및 고분자 소재가 적층된 높이만큼 상기 베드를 하부로 이동시킬 수 있다.The control unit controls the lifting / lowering mechanism in the lamination so that the metal material, the polymer material, and the polymer material are stacked on the upper surface of the bed, The bed can be moved downward.

본 발명에 따른 삼차원 프린터는 하나의 소재가 아닌 메탈 소재와 폴리머 소재 및 고분자 소재와 메탈 소재가 혼합된 혼합 소재를 이용하여 조형물을 출력할 수 있어 소재의 활용성을 향상시킬 수 있고, 서로 다른 소재를 파장이 다른 레이저를 단독 및 함께 조사하여 소재를 소결하면서 적층하여 조형물을 출력할 수 있어 하나의 기기에서 서로 다른 소재로 사용할 수 있어 효율성 및 실용성을 향상시킬 수 있으며, 혼합 소재를 이용하여 서로 다른 소재를 견고하게 적층시킬 수 있어 출력되는 조형물의 강도를 향상시킬 수 있다.The three-dimensional printer according to the present invention can output a molding material using a mixture of a metal material, a polymer material, a polymer material, and a metal material, rather than a single material, thereby improving the usability of the material, Can be stacked while sintering the material by irradiating laser beams having different wavelengths, so that it can be used as a different material in one device, thereby improving the efficiency and practicality, The material can be stacked firmly and the strength of the produced molding can be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 삼차원 프린터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 제1블레이드 및 제2블레이드가 동작하는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 베드가 승하강기구에 의해 상하로 이동된 상태를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention.
Figs. 2 and 3 are views showing the first blade and the second blade shown in Fig. 1 in operation. Fig.
Fig. 4 is a view showing a state in which the bed shown in Fig. 1 is moved up and down by a lifting mechanism.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 삼차원 프린터(10)는 베드(110), 메탈 소재 저장부(120), 폴리머 소재 저장부(130), 제1소재 도포부(140), 혼합 소재 저장부(150), 제2소재 도포부(160), 레이저 조사부(170), 렌즈부(180), 제어부(190)를 포함하고, 승하강기구(200)를 더 포함할 수 있다.The three-dimensional printer 10 according to the embodiment of the present invention includes a bed 110, a metal material storage unit 120, a polymer material storage unit 130, a first material application unit 140, And may include a storage unit 150, a second material application unit 160, a laser irradiation unit 170, a lens unit 180, and a control unit 190, and may further include a lifting mechanism 200.

상기 베드(110)는 후술되는 승하강기구(200)에 의해 상하로 이동 가능하며, 상기 베드(110)에는 공급되는 소재가 소결되어 적층되면서 조형물(W)로 출력되게 된다.The bed 110 can be moved up and down by a lifting mechanism 200 to be described later, and the material to be supplied to the bed 110 is sintered and stacked and outputted as a molding W.

상기 베드(110)로 공급되는 소재 중 하나인 메탈 소재는 상기 베드(110)의 일측에 구비되는 메탈 소재 저장부(120)에 저장되며, 상기 메탈 소재 저장부(120)에 저장되는 메탈 소재로는 메탈 파우더(Metal Powder)가 사용되는 것이 바람직하다.The metal material, which is one of the materials supplied to the bed 110, is stored in the metal material storage unit 120 provided at one side of the bed 110, and the metal material stored in the metal material storage unit 120 It is preferable to use a metal powder.

상기 베드(110)로 공급되는 소재 중 다른 하나인 폴리머 소재는 상기 메탈 소재 저장부(120)의 하부에 구비되는 폴리머 소재 저장부(130)에 저장되며, 상기 폴리머 소재 저장부(130)에 저장되는 폴리머 소재로는 폴리머 파우더(Polymer Powder)가 사용되는 것이 바람직하다.The polymer material, which is another material supplied to the bed 110, is stored in a polymer material storage unit 130 provided below the metal material storage unit 120 and stored in the polymer material storage unit 130 As the polymer material, it is preferable to use a polymer powder.

상기 메탈 소재 저장부(120)와 상기 폴리머 소재 저장부(130) 사이에는 제1소재 도포부(140)가 구비된다. 상기 제1소재 도포부(140)는 제1소재 흡입부(미도시) 및 제1블레이드(미도시)를 포함하며, 상기 메탈 소재 저장부(120)와 상기 폴리머 소재 저장부(130)에 저장된 메탈 소재 및 폴리머 소재를 선택적으로 흡입한 후 상기 베드(110)의 상부로 이동하면서 흡입한 메탈 소재 및 폴리머 소재를 상기 베드(110)의 상부로 공급하면서 일정한 두께로 도포하는 역할을 한다. 즉, 상기 메탈 소재 저장부에서 공급되는 소재를 담고 있다가 상기 고분자 소재 저장부를 횡단 후 베드 상부의 끝단에 도달했을 때 메탈 소재를 베드 상부로 공급하면서 도포할 수 있다.A first material applying unit 140 is provided between the metal material storage unit 120 and the polymer material storage unit 130. The first material application unit 140 includes a first material suction unit (not shown) and a first blade (not shown), and the metal material storage unit 120 and the polymer material storage unit 130 The metal material and the polymer material are selectively sucked and then moved to the upper part of the bed 110 to supply the sucked metal material and polymer material to the upper part of the bed 110 and apply the uniform thickness. That is, the metal material may be supplied to the upper part of the bed when the metal material is contained in the metal material storage part and then reaches the upper end of the bed after traversing the polymer material storage part.

상기 베드(110)의 타측에는 혼합 소재 저장부(150)가 구비되며, 상기 혼합 소재 저장부(150)에는 상기 베드(110)로 공급되는 고분자 소재와 메탈 소재가 혼합된 고분자 소재가 저장된다.A mixed material storage unit 150 is disposed on the other side of the bed 110 and a polymer material mixed with a polymer material and a metal material supplied to the bed 110 is stored in the mixed material storage unit 150.

상기 혼합 소재 저장부(150)의 상부에는 제2소재 도포부(160)가 구비되며, 상기 제2소재 도포부(160)는 제2소재 흡입부(미도시) 및 제2블레이드(미도시)를 포함하고, 상기 혼합 소재 저장부(150)에 저장된 혼합 소재를 흡입한 후 상기 베드(110)의 상부로 이동하면서 흡입한 혼합 소재를 상기 베드(110)의 상부로 공급하면서 일정한 두께로 도포하는 역할을 한다.A second material applying unit 160 is disposed on the upper portion of the mixed material storage unit 150 and a second material sucking unit (not shown) and a second blade (not shown) The mixed material stored in the mixed material storage unit 150 is sucked and then moved to the upper part of the bed 110. The sucked mixed material is supplied to the upper part of the bed 110 and applied at a constant thickness It plays a role.

상기 제1소재 도포부(140)와 상기 제2소재 도포부(160)는 각각 별도의 이동부재(미도시)가 연결되며, 상기 이동부재(미도시)는 상기 제1블레이드(140) 및 제2블레이드(160)를 상기 베드(110)의 상부에서 좌우로 이동시키는 역할을 한다.A separate moving member (not shown) is connected to the first material applying unit 140 and the second material applying unit 160, respectively, and the moving member (not shown) 2 blade 160 from the top of the bed 110 to the left and right.

상기 혼합 소재 저장부(150)에 저장된 혼합 소재를 상기 메탈 소재와 폴리머 소재의 사이에 도포함으로써 서로 다른 소재인 메탈 소재와 폴리머 소재를 상기 혼합 소재를 이용하여 견고하게 적층할 수 있어 출력되는 조형물의 강도를 향상시킬 수 있다.By mixing the mixed material stored in the mixed material storage unit 150 between the metal material and the polymer material, the metal material and the polymer material, which are different materials, can be firmly stacked using the mixed material, The strength can be improved.

상기 제1소재 도포부(140)와 상기 제2소재 도포부(160)에 의해 상기 베드(110)의 상부에 도포된 메탈 소재, 폴리머 소재 및 혼합 소재를 소결시키는 레이저는 상기 베드(110)의 상부에 구비되는 레이저 조사부(170)에서 조사되며, 상기 레이저 조사부(170)는 광섬유 레이저(172)와 CO2 레이저(174)를 포함한다.The laser for sintering the metal material, the polymer material and the mixed material applied on the upper part of the bed 110 by the first material applying part 140 and the second material applying part 160 is a laser for sintering the metal material, And the laser irradiating unit 170 includes an optical fiber laser 172 and a CO 2 laser 174. The laser irradiating unit 170 irradiates the laser beam with a laser beam.

상기 광섬유 레이저(172)는 상기 메탈 소재 공급부(120)에서 공급되어 상기 제1소재 도포부(140)에 의해 상기 베드(110) 상에 도포된 메탈 소재를 소결하며, 상기 광섬유 레이저(172)는 넓은 범위에 걸쳐서 출력 조절이 가능한 장점을 가진다. 상기 광섬유 레이저(172)에서 조사되는 레이저의 파장은 1060~1070nm인 것이 바람직하다.The optical fiber laser 172 sinters a metal material supplied from the metal material supplying unit 120 and coated on the bed 110 by the first material applying unit 140, It has the advantage that the output can be controlled over a wide range. The wavelength of the laser beam emitted from the optical fiber laser 172 is preferably 1060 to 1070 nm.

상기 CO2 레이저(174)는 상기 폴리머 소재 공급부(130)에서 공급되어 상기 제1소재 도포부(140)에 의해 상기 베드(110) 상에 도포된 폴리머 소재를 소결하며, 상기 CO2 레이저(174)는 레이저의 출력이 높아 대면적에 레이저 조사가 가능한 장점을 가지고, 상기 CO2 레이저(174)에서 조사되는 레이저의 파장은 10600~10700nm인 것이 바람직하다. 상기 광섬유 레이저(172)와 상기 CO2 레이저(174)는 일반적인 것으로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The CO 2 laser 174 sinters the polymer material supplied from the polymer material supply unit 130 and applied onto the bed 110 by the first material applying unit 140, It is preferable that the laser beam emitted from the CO 2 laser 174 has a wavelength of 10600 to 10700 nm. The optical fiber laser 172 and the CO 2 laser 174 are general ones, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 제2소재 도포부(160)에 의해 상기 베드(110) 상에 도포된 혼합 소재는 상기 광섬유 레이저(172)와 상기 CO2 레이저(174)에서 조사되는 레이저에 의해 소결되는 것이 바람직하다.The mixed material applied on the bed 110 by the second material applying unit 160 is preferably sintered by the laser beam emitted from the optical fiber laser 172 and the CO 2 laser 174.

상기 레이저 조사부(170)에서 조사되는 레이저는 렌즈부(180)에 의해 각도가 조절되면서 상기 베드(110)의 상부로 조사되며, 상기 렌즈부(180)는 제1렌즈(182)와 제2렌즈(184) 및 각도조절부재(미도시)를 포함한다.The laser irradiated from the laser irradiating unit 170 is irradiated onto the upper portion of the bed 110 while the angle of the laser irradiating unit 170 is adjusted by the lens unit 180. The lens unit 180 includes a first lens 182, (184) and an angle adjusting member (not shown).

상기 제1렌즈(182)는 상기 광섬유 레이저(172)에서 조사되어 상기 베드(110)의 상부로 조사되는 레이저의 각도를 조절하는 역할을 하고, 상기 제2렌즈(184)는 상기 CO2 레이저(174)에서 조사되어 상기 베드(110)의 상부로 조사되는 레이저의 각도를 조절하는 역할을 한다. The first lens 182 controls the angle of a laser irradiated from the optical fiber 172 to the upper portion of the bed 110 and the second lens 184 controls the angle of the laser beam emitted from the CO 2 laser 174 And controls the angle of the laser irradiated to the upper portion of the bed 110. [

상기 베드(110)에는 이격되게 구비되는 상기 제1렌즈(182)가 각도를 조절한 레이저가 조사하는 제1영역(A)과 상기 제2렌즈(184)가 각도를 조절한 레이저가 조사하는 제2영역(B) 및 상기 제1영역(A)과 상기 제2영역(B)이 중복되는 제3영역(C)이 형성되며, 상기 메탈 소재 저장부(120)에서 공급되는 메탈 소재와 상기 폴리머 소재 저장부(130)에서 공급되는 폴리머 소재 및 상기 혼합 소재 저장부(150)에서 공급되는 혼합 소재는 상기 제3영역(C)에서 소결되어 적층되는 것이 바람직하다.The first lens (182) spaced apart from the bed (110) includes a first region (A) irradiated with a laser whose angle is adjusted and a second region (A) irradiated with a laser whose angle is adjusted by the second lens And a third region (C) in which the first region (A) and the second region (B) overlap with each other, and the metal material supplied from the metal material storage unit (120) The polymer material supplied from the material storage unit 130 and the mixed material supplied from the mixed material storage unit 150 are preferably sintered and laminated in the third region C. [

상기 제1렌즈(182)와 상기 제2렌즈(184)의 각도는 각도조절부재(미도시)에 의해 조절되며, 상기 각도조절부재(미도시)가 상기 제1렌즈(182)와 상기 제2렌즈(184)의 각도를 조절함으로써 상기 베드(110) 상에서 상기 제1영역(A)과 상기 제2영역(B) 및 상기 제3영역(C)의 범위가 조절되게 된다.The angle between the first lens 182 and the second lens 184 is adjusted by an angle adjusting member (not shown), and the angle adjusting member (not shown) The range of the first area A, the second area B and the third area C is adjusted on the bed 110 by adjusting the angle of the lens 184. [

상기 베드(110)를 승하강시키는 승하강기구(200)는 상기 베드(110) 상부에 공급된 메탈 소재와 폴리머 소재 및 상기 혼합 소재가 상기 레이저 조사부(170)에 의해 소결되면 소결된 두께만큼 상기 베드(110)를 하부로 이동시키게 되며, 상기 승하강기구(200)의 구동은 제어부(190)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.When the metal material, the polymer material, and the mixed material supplied to the upper part of the bed 110 are sintered by the laser irradiation part 170, It is preferable that the bed 110 is moved downward and the driving of the lifting mechanism 200 is controlled by the controller 190.

상기 제어부(190)는 상기 승하강기구(200)의 구동만 제어하는 것이 아니라 상기 제1소재 도포부(140), 상기 제2소재 도포부(160), 상기 레이저 조사부(170), 및 상기 각도조절부재(미도시)의 동작 역시 제어하는 것이 바람직하다.The control unit 190 controls the first material applying unit 140, the second material applying unit 160, the laser irradiating unit 170, and the angle It is also desirable to control the operation of the control member (not shown).

상기 제어부(190)가 상기 제1소재 도포부(140), 상기 제2소재 도포부(160), 상기 레이저 조사부(170), 상기 렌즈부(180)의 각도조절부재(미도시), 및 상기 승하강기구(200)의 동작을 순차적으로 제어함으로써 하나의 소재가 아닌 서로 다른 소재 및 고분자 소재와 메탈 소재가 혼합된 혼합 소재를 이용하여 조형물(W)을 출력할 수 있어 소재의 활용성을 향상시킬 수 있고, 서로 다른 소재를 파장이 다른 레이저를 단독 및 함께 조사하여 소재를 소결하면서 적층하여 조형물(W)을 출력할 수 있어 하나의 기기에서 다른 방식의 삼차원 프린터 방법을 사용할 수 있어 효율성 및 실용성을 향상시킬 수 있으며, 혼합 소재를 이용하여 서로 다른 소재를 견고하게 적층하여 출력되는 조형물의 강도를 향상시킬 수 있다.The controller 190 controls the first material applying unit 140, the second material applying unit 160, the laser irradiating unit 170, the angle adjusting member (not shown) of the lens unit 180, By sequentially controlling the operation of the up-down mechanism 200, it is possible to output the molding (W) by using a mixed material in which different materials and polymer materials and metal materials are mixed, thereby improving the usability of the material (W) can be output by laminating the materials while sintering the materials by irradiating laser beams of different wavelengths to each other, and thus it is possible to use a different three-dimensional printer method in one device. And it is possible to improve the strength of the produced sculpture by stacking different materials firmly using the mixed material.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : 삼차원 프린터 110 : 베드
120 : 메탈 소재 저장부 130 : 폴리머 소재 저장부
140 : 제1소재 도포부 150 : 혼합 소재 저장부
160 : 제2소재 도포부 170 : 레이저 조사부
172 : 광섬유 레이저 174 : CO2 레이저
180 : 렌즈부 182 : 제1렌즈
184 : 제2렌즈 190 : 제어부
200 : 승하강기구10: Three-dimensional printer 110: Bed
120: metal material storage part 130: polymer material storage part
140: first material applying unit 150: mixed material storing unit
160: second material applying unit 170: laser irradiating unit
172: Fiber laser 174: CO2 laser
180: lens portion 182: first lens
184: second lens 190:
200: lifting mechanism

Claims (4)

상하로 이동 가능하며 공급되는 소재가 소결되면서 적층되어 조형물로 출력되는 베드;
상기 베드의 일측에 구비되며 상기 베드로 공급되는 메탈 소재가 저장되는 메탈 소재 저장부;
상기 메탈 소재 저장부의 하부에 구비되며 상기 베드로 공급되는 폴리머 소재가 저장되는 폴리머 소재 저장부;
상기 메탈 소재 저장부와 상기 폴리머 소재 저장부에 저장된 메탈 소재 및 폴리머 소재를 흡입하여 상기 베드의 상부로 공급하면서 도포하는 제1소재 흡입부 및 제1블레이드를 포함하는 제1소재 도포부;
상기 베드의 타측에 구비되며 상기 베드로 공급되는 고분자 소재와 메탈 소재가 혼합된 혼합 소재가 저장되는 혼합 소재 저장부;
상기 혼합 소재 저장부에 저장된 혼합 소재를 흡입하여 상기 베드의 상부로 공급하면서 도포하는 제2소재 흡입부 및 제2블레이드를 포함하는 제2소재 도포부;
상기 베드에 도포된 메탈 소재, 폴리머 소재 및 혼합 소재를 소결시키기 위해 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
상기 레이저 조사부에서 조사되는 레이저의 각도를 조절하는 렌즈부; 및
상기 제1소재 도포부, 제2소재 도포부, 및 상기 레이저 조사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 레이저 조사부는,
상기 메탈 소재 저장부에서 공급되어 상기 베드 상에 도포된 메탈 소재를 소결하기 위해 레이저를 조사하는 광섬유 레이저와,
상기 폴리머 소재 저장부에서 공급되어 상기 베드 상에 도포된 폴리머 소재를 소결하기 위해 레이저를 조사하는 CO2 레이저를 포함하며,
상기 베드 상에 도포된 혼합 소재는 상기 광섬유 레이저와 상기 CO2 레이저에서 조사되는 서로 다른 파장의 레이저에 의해 소결되는 것을 특징으로 하는 삼차원 프린터.
A bed movable up and down and stacked while sintering the supplied material to be output as a sculpture;
A metal material storage unit provided at one side of the bed and storing a metal material supplied to the bed;
A polymer material storage unit disposed below the metal material storage unit and storing the polymer material supplied to the bed;
A first material application unit including a first material suction unit for sucking a metal material and a polymer material stored in the metal material storage unit and the polymer material storage unit and supplying the metal material and the polymer material while supplying the same to the upper part of the bed and a first blade;
A mixed material storage unit that is disposed on the other side of the bed and stores a mixed material mixed with a polymer material and a metal material supplied to the bed;
A second material applying unit including a second material suction unit and a second blade for sucking the mixed material stored in the mixed material storage unit and applying the mixed material to the upper portion of the bed while applying the mixed material;
A laser irradiation unit for irradiating a laser to sinter the metal material, the polymer material, and the mixed material applied to the bed;
A lens unit for adjusting an angle of a laser beam emitted from the laser irradiation unit; And
And a control unit for controlling operations of the first material applying unit, the second material applying unit, and the laser irradiating unit,
The laser irradiation unit
An optical fiber laser which is supplied from the metal material storage part and irradiates a laser for sintering the metal material coated on the bed;
And a CO2 laser for irradiating a laser to sinter the polymer material supplied from the polymer material storage part and applied on the bed,
Wherein the mixed material applied on the bed is sintered by the laser of the different wavelength emitted from the optical fiber laser and the CO2 laser.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 베드의 하부에 설치되며 상기 베드를 상하로 이동시키는 승하강기구를 더 포함하며,
상기 승하강기구의 구동은 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 삼차원 프린터.
The method according to claim 1,
And a lifting mechanism installed at a lower portion of the bed and moving the bed up and down,
Wherein the driving of the lifting mechanism is controlled by the controller.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는 상기 베드의 상면에 메탈 소재와 폴리머 소재 및 메탈소재와 폴리머 소재가 단독 또는 융합의 형태로 소결되어 적층 시 상기 승하강기구를 제어하여 메탈 소재와 폴리머 소재 및 고분자 소재가 적층된 높이만큼 상기 베드를 하부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 삼차원 프린터.The method of claim 3,
The control unit controls the lifting / lowering mechanism in the lamination so that the metal material, the polymer material, and the polymer material are stacked on the upper surface of the bed, And the bed is moved downward.
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