KR101934478B1 - 하이브리드형 3d 프린터 - Google Patents

하이브리드형 3d 프린터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드형 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린터의 노즐을 두 가지 이상 마련하고, 상기 노즐들을 통해 서로 다른 분사액을 분사함으로써 적층되는 적층물의 강도와 형태의 보존이 용이하도록 한 하이브리드형 3D 프린터에 관한 것으로서,
3D 프린터의 작동부를 지지하는 구조본체와, 상기 구조 본체에 설치되어 원료의 공급하기 위한 노즐의 위치를 조절하는 작동부와, 상기 작동부에 설치되는 제1노즐과 연결되어 원료를 공급하는 제1원료 공급부와, 상기 작동부에 설치되어 이종의 원료를 공급하는 제2노즐과 연결되는 제2원료 공급부로 구성되는 3D 프린터에 있어서, 상기 구조본체는, 완성된 조형물을 배출할 수 있도록 어느 일측이 개방되는 하부 본체; 상기 하부 본체의 내측에 설치되어 노즐을 통해 배출되는 원료가 적층되는 베드; 상기 하부 본체의 상부에 형성되는 측면 본체; 및 상기 측면 본체의 상부에 형성되며 완성된 조형물을 배출할 수 있도록 상기 하부 본체와 같은 방향으로 개방되는 상부 본체로 구성되고, 상기 작동부는, 상기 상부 본체의 양측으로 형성되는 X축 드라이버; 상기 X축 드라이버에 양단이 설치되며 X축 방향으로 이동하는 Y축 드라이버; 및 상기 Y축 드라이버에 설치되어 Y축 방향으로 이동됨과 동시에 Z축 방향으로 이동 가능한 Z축 드라이버로 구성되며, 상기 제1원료 공급부는, 몰탈 또는 콘크리트가 저장되는 원료저장탱크; 상기 원료저장탱크를 지지하는 탱크 지지체; 상기 원료저장탱크의 하부에 연결되어 원료를 공급하기 위한 공급라인; 상기 공급라인으로 공급되는 원료를 일정하게 공급하기 위해 공급라인의 일측에 장착되는 공급펌프; 및 상기 공급라인의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버에 고정되는 제1노즐로 구성되고, 상기 제2원료 공급부는, 와이어 공급 롤과 아크 용접기로 구성된 공급탱크; 상기 공급탱크에서 연결되는 와이어 공급라인과 전원케이블로 구성되는 공급튜브; 및 상기 공급튜브의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버에 고정되는 용접토치 및 와이어 공급을 위한 제2노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 3D 프린터를 제공한다.

Description

하이브리드형 3D 프린터{A HYBRID-TYPE 3D-PRINTER}
본 발명은 하이브리드형 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 프린터의 노즐을 두 가지 이상 마련하고, 상기 노즐들을 통해 서로 다른 분사액을 분사함으로써 적층되는 적층물의 강도와 형태의 보존이 용이하도록 한 하이브리드형 3D 프린터에 관한 것이다.
최근 디지털산업(digital industry)의 기술집약으로 3차원 데이터 작업(3D data work)이 원활해 졌고, 주변기기 기술의 발전과 함께 3D 프린팅 관련기술의 원천특허권이 만료되면서, 구동력을 얻은 3D 프린팅 기술이 전 세계적으로 주목받고 있다.
또한, 소품종 대량생산에서 다품종 소량생산으로 개개인의 맞춤형 제품생산서비스가 일반화되고 있는 지금의 유통구조 특성상, 이런 흐름의 중심에 있는 것이 3D 프린터이다.
이러한 상기 3D 프린터(Printer)는, 입체 물품을 만드는 방식에 따라 적층형(첨가형 또는 쾌속조형)과 절삭형(컴퓨터 수치제어 조각)으로 구분한다. 이 중, 상기 적층형은 파우더(석고, 나일론 등의 가루)나 플라스틱 액체 또는 플라스틱 실을 종이보다 얇은 0.01~0.08㎜의 층(layer, 이하 "레이어"라 함)으로 겹겹이 쌓아 입체 물품을 만들어내는 방식으로써, 상기 레이어가 얇을수록 정밀한 형태를 얻을 수 있고 채색을 동시에 진행할 수 있으며, 지금까지 가장 널리 소개되며 활용되고 있는바, 주로 쓰이는 소재와 출력(적층) 방식에 따라 나누고 국제 표준으로 ISO TC261(Additive Manufacturing)와 ASTM F42(Additive Manufacturing)에서 아래의 표와 같이 분류된다.
일반적으로 3D 프린터는 소재(열가소성 플라스틱)를 고온에서 녹이고 압출하여 적층하는 소재압출(Material Extrusion) 방식은, 일반적으로 FDM(Fused Deposition Modeling) 혹은 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식으로 불리우며, 상대적으로 구조가 간단하고 제작하기 쉬워 많은 업체들이 이 방식으로 3D 프린터를 제조하고 있다.
특히, 1992년 특허권의 만료로 FDM 방식의 3D 프린터는 현재 100만원 미만의 제품이 출시될 정도로 대중화되었으며, 최근에는 고해상도 Polyjet 방식의 3D 프린터가 높은 정밀도를 내세우며 시장을 넓혀가고 있고, 레이저를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering) 방식의 3D 프린터 특허권 역시 최근 만료됨에 따라 산업분야별 3D 프린터 활용사례도 늘어나고 있다. 기관마다 조금씩 다르지만 지난 25년간 시장규모는 연평균 25% 이상 성장하였으며, 전 세계 3D 프린팅 관련시장 규모의 전망은 2019년 약 130억 달러(한화 약 13조)에 달할 것으로 예측하고 있다.
그리고, 헤드(노즐)로부터 압출되는 원료(소재)의 적층방향은 3D 프린터 각각의 출력방식에 따라 달라지지만, 보통 입체 물품이 출력(형상화)되는 하부 베드(lower bed)의 위치에 의해 결정되며, 최초에 쌓인 레이어의 그 위로 새로운 레이어들이 다른 방법으로 중첩 및 적층하며 출력물을 생성해 나가게 되는 것이다.
건축용 3D 프린터의 경우 노즐을 통해 몰탈이나 콘크리트가 분사되면서 적층되는데, 적층되는 몰탈이나 콘크리트 내부에 철근의 역할을 할 수 있는 별도의 재료를 투입하지 못하기 때문에 3D 프린터에 형성되는 건축물이나 구조물 등은 강도 등에 있어서 한계가 있었다.
(문헌 1) 등록특허공보 10-1628164(2016.07.04) (문헌 2) 등록특허공보 10-1648768(2016.08.10) (문헌 3) 등록특허공보 10-1648764(2016.08.10)
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3D 프린터의 원료를 분사하는 노즐을 두 가지 이상으로 하여, 노즐을 통해 이종 재료를 분사 또는 배출하여 적층시킴으로써 건축물 또는 구조물의 강도를 보강하고, 내구성이 큰 건축물 또는 구조물을 제공할 수 있는 하이브리드형 3D 프린터를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 3D 프린터의 작동부를 지지하는 구조본체와, 상기 구조 본체에 설치되어 원료의 공급하기 위한 노즐의 위치를 조절하는 작동부와, 상기 작동부에 설치되는 제1노즐과 연결되어 원료를 공급하는 제1원료 공급부와, 상기 작동부에 설치되어 이종의 원료를 공급하는 제2노즐과 연결되는 제2원료 공급부로 구성되는 3D 프린터에 있어서, 상기 구조본체는, 완성된 조형물을 배출할 수 있도록 어느 일측이 개방되는 하부 본체; 상기 하부 본체의 내측에 설치되어 노즐을 통해 배출되는 원료가 적층되는 베드; 상기 하부 본체의 상부에 형성되는 측면 본체; 및 상기 측면 본체의 상부에 형성되며 완성된 조형물을 배출할 수 있도록 상기 하부 본체와 같은 방향으로 개방되는 상부 본체로 구성되고, 상기 작동부는, 상기 상부 본체의 양측으로 형성되는 X축 드라이버; 상기 X축 드라이버에 양단이 설치되며 X축 방향으로 이동하는 Y축 드라이버; 및 상기 Y축 드라이버에 설치되어 Y축 방향으로 이동됨과 동시에 Z축 방향으로 이동 가능한 Z축 드라이버로 구성되며, 상기 제1원료 공급부는, 몰탈 또는 콘크리트가 저장되는 원료저장탱크; 상기 원료저장탱크를 지지하는 탱크 지지체; 상기 원료저장탱크의 하부에 연결되어 원료를 공급하기 위한 공급라인; 상기 공급라인으로 공급되는 원료를 일정하게 공급하기 위해 공급라인의 일측에 장착되는 공급펌프; 및 상기 공급라인의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버에 고정되는 제1노즐로 구성되고, 상기 제2원료 공급부는, 와이어 공급 롤과 아크 용접기로 구성된 공급탱크; 상기 공급탱크에서 연결되는 와이어 공급라인과 전원케이블로 구성되는 공급튜브; 및 상기 공급튜브의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버에 고정되는 용접토치 및 와이어 공급을 위한 제2노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 3D 프린터를 제공한다.
본 발명에서 베드는, 하판; 상기 하판의 상부에 부착 또는 안착되는 발열체; 및 상기 발열체의 상부에서 상기 발열체를 고정하며, 발열체에서 발생된 열을 받는 상판;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 X축 드라이버는, 상기 상부 본체 양측에 장착되는 X축 샤프트와, 상기 샤프트의 일측에 마련되어 Y축 드라이버의 이동을 가이드하는 X축 가이드로 구성되고, Y축 드라이버는, 상기 X축 샤프트를 따라 이동하는 Y축 패널과, 상기 패널의 일측에 설치되는 Y축 샤프트와, 상기 Y축 샤프트의 양측에 장착되는 Y축 가이드로 구성되며, Z축 드라이버는, 상기 Y축 샤프트를 따라 이동하는 Z축 패널과, 상기 Z축 패널 일측에 설치되는 Z축 샤프트와, 상기 Z축 샤프트의 양측에 장착되는 Z축 가이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 공급라인과 공급튜브는 플렉시블 호스로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 하부본체의 저면에는 캐스터가 장착되어 이동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 3D 프린터의 원료를 분사하는 노즐이 두 개로 구비되기 때문에 3D 프린팅시 이종의 원료를 적층하여 건축물 또는 구조물을 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 두 개의 노즐을 통해 이종 재료를 분사 또는 배출하여 적층시킴으로써 건축물 또는 구조물의 강도를 보강하고, 내구성이 큰 건축물 또는 구조물을 형성할 수 있다는 장점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 3D 프린터의 전체 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 3D 프린터의 제2노즐에 대한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 3D 프린터의 베드에 대한 사시도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 3D 프린터의 전체 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 3D 프린터의 제2노즐에 대한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 3D 프린터의 베드에 대한 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3D 프린터(1)는, 3D 프린터의 작동부(20)를 지지하는 구조본체(10)와, 상기 구조 본체(10)에 설치되어 원료의 공급하기 위한 노즐의 위치를 조절하는 작동부(20)와, 상기 작동부(20)에 설치되는 제1노즐과 연결되어 원료를 공급하는 제1원료 공급부(30)와, 상기 작동부(20)에 설치되어 이종의 원료를 공급하는 제2노즐과 연결되는 제2원료 공급부(40)로 구성된다.
구조 본체(10)는, 3D 프린터용 소재(이하 "원료"라 함)를 공급하는 원료 공급부(30, 40) 및 상기 원료 공급부(30, 40)의 좌표이동 관련장치들의 연계장착/설치와 더불어 좌표이동을 하며 원료를 공급시킴에 의해 만들어지는 입체 물품의 출력공간 마련을 위한 기기본체가 되는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 하부본체(110), 측면본체(120) 및 상부본체(130)로 구성된다.
하부본체(110)는 'ㄷ'자형으로 형성되며, 'ㄷ'자형의 내측에는 베드(113)가 장착된다. 베드(113)의 가장자리에는 하부측면본체(111a, 111b)와 하부중앙본체(112)가 구비되어, 전체적으로 'ㄷ'자형으로 형성된다. 하부본체(110)는 사각형상의 각관으로 형성될 수 있다. 베드(113)는 도 5에 도시된 바와 같이, 하판(113-4)과, 상기 하판(113-4)의 상부에 부착 또는 안착되는 발열체(113-3)와, 상기 발열체(113-3)의 상부에서 상기 발열체(113-3)를 고정하며, 발열체에서 발생된 열을 받는 상판(113-1)으로 구성된다. 상판(113-1)에는 발열체로 통해 발생되는 열을 측정하기 위한 센서(113-2)가 더 부착될 수 있다.
측면본체(120)는 하부본체(110)의 상부에 설치되는데, 상부본체(130)와 하부본체(110)를 서로 연결하면서 지지하는 역할을 수행한다. 측면본체(120)는, 도면에 도시된 바와 같이, 양측 한 쌍으로 형성되는 측면전방본체(121a, 121b)와, 측면전방본체(121a, 121b)의 후방에 양측으로 형성되는 측면중앙본체(122a, 122b)와, 측면중앙본체(122a, 122b)의 후방에 양측으로 형성되는 측면후방본체(123a, 123b)로 구성된다. 측면본체(120)도 하부본체(110)와 마찬가지로 사각형상의 각관으로 형성될 수 있다.
상부본체(130)는 'ㄷ'자형으로 형성되며, 상부본체(130)는 양측으로 형성되는 상부측면본체(131a, 131b)와 상부중앙본체(132)로 구성된다. 양측 상부측면본체(131a, 131b)에는 X축 드라이버(210a, 210b)가 마련된다. 상부본체(130)도 마찬가지로 사각형상의 각관으로 마련될 수 있다.
X축 드라이버(210a, 210b)는, 상부본체(130) 양측에 장착되는 X축 샤프트(211a, 211b)와, 샤프트(211a, 211b)의 일측에 마련되어 Y축 드라이버(220)의 이동을 가이드하는 X축 가이드(212a, 212b)로 구성된다. X축 가이드(212a, 212b)의 양단에는 X축 가이드의 이탈을 방지하기 위한 스톱퍼(213a, 213b)가 장착된다. 다만, 일측 X축 샤프트(211b)는 스크류가 형성되고, 모터(214)의 구동으로 인해 Y축 드라이버(220)의 하부에 부착되는 샤프트 부시(216b)가 전후방향으로 움직이게 되고, 그에 따라 가이드 부시(216b)도 함께 전후방향으로 움직이면서 Y축 드라이버(220)를 X축 방향으로 움직일 수 있도록 한다. 타측 X축 샤프트(211a)는 샤프트에 스크류가 형성되지 않는다. 따라서 샤프트 부시(216a)의 내주면에는 스크류가 형성되지 않고, 일반적으로 볼부시로 구성될 수 있다. 가이드 부시(217a, 217b)는 내부에 볼이나 다른 형태의 부시로 구성될 수 있다. 가이드 부시는 Y축 드라이버(220)의 X축 방향 움직임을 가이드한다.
Y축 드라이버(220)는, X축 샤프트(211a, 211b)를 따라 이동하는 Y축 패널(221)과, 상기 패널(221)의 일측에 설치되는 Y축 샤프트(222)와, Y축 샤프트(22)의 양측에 장착되는 Y축 가이드(223)로 구성된다. 어느 일측의 Y축 가이드(223)의 전후단에는 가이드의 움직임을 제한하기 위한 스톱퍼(224)가 설치된다. Y축 샤프트(222)는 부시 헤드(226)에 장착된 가이드 부시와 샤프트 부시에 의해 Y축을 움직인다. 각 드라이버로 연결되는 전원 케이블은 케이블 홀더(225)에 안착되어 케이블 홀더와 함께 움직인다.
Y축 드라이버의 부시 헤드(226)에는 Z축 드라이버(230)가 장착된다. Z축 드라이버(230)는, Y축 샤프트(222)를 따라 이동하는 Z축 패널(231)과, Z축 패널(231) 일측에 설치되는 Z축 샤프트(232)와, Z축 샤프트(232)의 양측에 장착되는 Z축 가이드(233)로 구성된다. Z축 샤프트(232)는 모터(234)에 의해 회전구동되며 스크류가 형성되어 있다. 따라서, 모터(234)의 구동에 의해 Z축 샤프트(232)는 회전하게 되고, Z축 샤프트의 구동에 의해 Z축 패널(231)이 Z축 방향 즉 상하로 이동하게 된다.
Z축 패널(231)의 일측에는 제1노즐(304)와 제2노즐(403)이 고정 장착된다. 노즐의 고정은 클램프 등을 이용하여 쉽게 고정할 수 있으며, 이러한 고정방법에 대해서는 도면에 도시하지 않았다.
구조 본체(10)의 양측에는 제1원료 공급부(30)와 제2원료 공급부(40)가 마련되어 제1원료 공급부(30)는 제1노즐(3040와 연결되고, 제2원료 공급부(40)는 제2노즐(403)과 연결된다.
제1원료 공급부(30)는, 몰탈 또는 콘크리트가 저장되는 원료저장탱크(301)와, 상기 원료저장탱크(301)를 지지하는 탱크 지지체(320)와, 상기 원료저장탱크(301)의 하부에 연결되어 원료를 공급하기 위한 공급라인(303)과, 상기 공급라인(303)으로 공급되는 원료를 일정하게 공급하기 위해 공급라인(303)의 일측에 장착되는 공급펌프(305)와, 상기 공급라인(303)의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버(230)에 고정되는 제1노즐(304)로 구성된다. 또한, 탱크 지지체(320)의 일측에는 극결재 공급부(310)가 마련된다. 극결재 공급부(310)는 극결재 저장탱크(311)와, 저장탱크(311)를 통해 극결재를 공급하기 위한 극결재 공급튜브(312)로 구성된다. 극결재 공급튜브(312)는 제1노즐(304)의 전단에서 공급라인(303)에 합류되어 극결재를 공급하게 된다. 탱크 지지체(320)는 중앙에 홀이 형성되어 탱크가 안착되는 상판(321)과, 상판(321)을 지지하기 위한 상판 서포트(322)와, 상기 상판(321)과 상기 상판 서포트(322)에 의해 서로 연결되는 하판(323)과, 상기 하판(323) 저면에 장착되는 캐스터(324)로 구성된다. 원료저장탱크(301)의 하부에는 공급펌프(305)를 통해 몰탈이나 콘크리트가 공급될 수 있도록 확대주입관(302)이 마련되어, 공급펌프(305)의 작동에 의해 공급라인(303)으로 원료가 주입될 수 있도록 한다.
구조본체(10)의 타측에는 와이어 공급 롤과 아크 용접기로 구성된 공급탱크(401)와, 상기 공급탱크(401)에서 연결되는 와이어 공급라인(408)과 전원케이블(405)로 구성되는 공급튜브(402)와, 상기 공급튜브(402)의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버(230)에 고정되는 용접토치(406) 및 와이어(407) 공급을 위한 제2노즐(403)로 구성된다.
제1노즐(304)와 제2노즐(403)은 서로 높이가 다르게 설치된다. 그 이유는 제1노즐(304)에서 시멘트, 몰탈 또는 콘크리트가 공급되기 때문에 제1원료보다 높은 위치에서 용접이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 제1노즐(304)을 통해 공급되는 시멘트, 몰탈 또는 콘크리트가 일정한 높이로 적층되기 때문에, 상기 제1노즐(304)보다 높은 위치에서 와이어(407)가 공급되면서 용접이 가능하도록 하기 위함이다.
따라서, 본 발명은 필요에 따라 제1노즐(304)만을 사용하거나, 제1노즐(304) 및 제2노즐(403)을 이용하여 제1원료 및 제2원료 모두를 이용하여 3D 프린팅을 할 수 있게 된다. 또한, 용접 토치를 이용하여 와이어(407)를 용접하여 적층할 수 있기 때문에, 시멘트, 몰탈 또는 콘크리트 구조물의 강도를 더 크게 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 3D 프린터 10 : 구조본체
20 : 작동부 30 : 제1원료 공급부
40 : 제2원료 공급부
110 : 하부본체 111 : 하부측면본체
112 : 하부중앙본체 113 : 베드
120 : 측면본체 121 : 측면전방본체
122 : 측면중앙본체 123 : 측면후방본체
130 : 상부본체 131 : 상부측면본체
132 : 상부중앙본체
210 : X축 드라이버 211 : X축 샤프트
212 : X축 가이드 213 : 스톱퍼
214 : 모터 216 : 샤프트 부시
217 : 가이드 부시
220 : Y축 드라이버 221 : Y축 패널
222 : Y축 샤프트 223 : Y축 가이드
224 : 스톱퍼 225 : 케이블 홀더
226 : 부시 헤드
230 : Z축 드라이버 231 : Z축 패널
232 : Z축 샤프트 233 : Z축 가이드
234 : 모터
301 : 원료저장탱크 302 : 확대주입관
303 : 공급라인 304 : 제1노즐
305 : 주입펌프
310 : 극결재 공급부 311 : 극결재 탱크
312 : 극결재 공급라인
320 : 탱크 지지체 321 : 지지 상판
322 : 상판 서포트 323 : 지지 하판
324 : 캐스터
401 : 공급탱크 402 : 공급튜브
403 : 제2노즐 404 : 캐스터
405 : 케이블 406 : 용접토치
407 : 금속 와이어 408 : 와이어 공급튜브

Claims (5)

  1. 3D 프린터의 작동부를 지지하는 구조본체와, 상기 구조 본체에 설치되어 원료의 공급하기 위한 노즐의 위치를 조절하는 작동부와, 상기 작동부에 설치되는 제1노즐과 연결되어 원료를 공급하는 제1원료 공급부와, 상기 작동부에 설치되어 이종의 원료를 공급하는 제2노즐과 연결되는 제2원료 공급부로 구성되는 3D 프린터에 있어서,
    상기 구조본체는, 완성된 조형물을 배출할 수 있도록 어느 일측이 개방되는 하부 본체; 상기 하부 본체의 내측에 설치되어 노즐을 통해 배출되는 원료가 적층되는 베드; 상기 하부 본체의 상부에 형성되는 측면 본체; 및 상기 측면 본체의 상부에 형성되며 완성된 조형물을 배출할 수 있도록 상기 하부 본체와 같은 방향으로 개방되는 상부 본체로 구성되고,
    상기 작동부는, 상기 상부 본체의 양측으로 형성되는 X축 드라이버; 상기 X축 드라이버에 양단이 설치되며 X축 방향으로 이동하는 Y축 드라이버; 및 상기 Y축 드라이버에 설치되어 Y축 방향으로 이동됨과 동시에 Z축 방향으로 이동 가능한 Z축 드라이버로 구성되며,
    상기 제1원료 공급부는, 몰탈 또는 콘크리트가 저장되는 원료저장탱크; 상기 원료저장탱크를 지지하는 탱크 지지체; 상기 원료저장탱크의 하부에 연결되어 원료를 공급하기 위한 공급라인; 상기 공급라인으로 공급되는 원료를 일정하게 공급하기 위해 공급라인의 일측에 장착되는 공급펌프; 및 상기 공급라인의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버에 고정되는 제1노즐로 구성되고,
    상기 제2원료 공급부는, 와이어 공급 롤과 아크 용접기로 구성된 공급탱크; 상기 공급탱크에서 연결되는 와이어 공급라인과 전원케이블로 구성되는 공급튜브; 및 상기 공급튜브의 말단에 장착되고, 상기 Z축 드라이버에 고정되는 용접토치 및 와이어 공급을 위한 제2노즐로 구성되며,
    상기 베드는, 하판; 상기 하판의 상부에 부착 또는 안착되는 발열체; 및 상기 발열체의 상부에서 상기 발열체를 고정하며, 발열체에서 발생된 열을 받는 상판;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 3D 프린터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 X축 드라이버는, 상기 상부 본체 양측에 장착되는 X축 샤프트와, 상기 샤프트의 일측에 마련되어 Y축 드라이버의 이동을 가이드하는 X축 가이드로 구성되고,
    상기 Y축 드라이버는, 상기 X축 샤프트를 따라 이동하는 Y축 패널과, 상기 패널의 일측에 설치되는 Y축 샤프트와, 상기 Y축 샤프트의 양측에 장착되는 Y축 가이드로 구성되며,
    상기 Z축 드라이버는, 상기 Y축 샤프트를 따라 이동하는 Z축 패널과, 상기 Z축 패널 일측에 설치되는 Z축 샤프트와, 상기 Z축 샤프트의 양측에 장착되는 Z축 가이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 3D 프린터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공급라인과 상기 공급튜브는 플렉시블 호스로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 3D 프린터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부본체의 저면에는 캐스터가 장착되어 이동이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 3D 프린터.
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WO2024105584A1 (en) 2022-11-14 2024-05-23 Solntsev Oleksii Autonomous hybrid system for manufacturing three-dimensional objects

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