KR101936707B1

KR101936707B1 - 3d 프린터

Info

Publication number: KR101936707B1
Application number: KR1020170032546A
Authority: KR
Inventors: 토시히코 도라모토
Original assignee: (주)센트롤
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2019-01-11
Also published as: KR20180098101A

Abstract

본 발명은 내부공간에 분말이 레이어(층)으로 접착되어 3D조형물이 조형되는 조형박스와, 상기 조형박스의 일측에 배치되고, 내부에 수용된 분말을 상기 조형박스로 제공하는 분말공급박스와, 상기 조형박스의 타측에 배치되고, 상기 조형박스로 제공된 분말 중 적층되고 남는 분말을 회수하는 분말회수박스를 포함하는데, 다수의 프레임이 육면체로 조립되어 이루진 몸체블록과, 상기 몸체블록에는 타측에서 내부로 연통하게 형성한 인출통로와, 상기 인출통로의 상측 좌, 우측면에 구비되어, 상기 조형박스 및 분말회수박스의 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 조형박스 및 분말회수박스를 슬라이딩 이동하게 하는 상부이송레일과, 상기 상부이송레일의 하부에 일정거리 두고 이격 구비되어, 분말공급박스의 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 분말공급박스를 슬라이딩 이동하게 하는 하부이송레일, 및 상기 인출통로에 수용된 분말공급박스, 조형박스, 분말회수박스를 정위치에 고정하는 복수 개의 스토퍼를 포함하여, 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스를 인출통로의 정위치에 쉽게 고정할 수 있으며, 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 유동을 단속하여 조형물의 좌표오류가 해소되는 3D 프린터를 제공한다.

Description

3D 프린터{3D printer}

본 발명은 분말을 접착제로 접착시켜 3D조형물을 조형하는 3D 프린터에 관한 것으로 더욱 상세하게는 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 상측 좌, 우로 쏟아진 분말이 설비 내부에 침입하지 않도록 하고, 선택적으로 인출되는 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스가 조작이 간편한 스토퍼를 통해 인출통로에 수용될 시, 정위치에 쉽게 고정하면서, 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 유동을 단속하는 3D 프린터에 관한 것이다.

일반적으로 3차원 프린팅 기술은 3차원 입체 도면을 기반으로 3차원 공간 안에 인쇄하듯 물품을 만들어내는 제조기술이다.

하지만, 그간 프린터나 소재가 너무 비싸 극히 제한된 용도에만 사용됐다. 개발 초기에는 플라스틱 소재에 국한되고 제한된 용도로 사용되었지만 나일론과 금속 등으로 범위가 확대되고 휴대전화 케이스, 자동차 부속품까지 출력할 수 있는 정도로 전 산업분야에 응용되고 있는 추세이다.

3차원 프린팅 방식에는 광경화성 수지에 레이저를 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithographic Apparatus)와, SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속 분말을 사용하며 레이저 광선을 주사하여 소결성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering)와, 접착제가 칠해져 있는 종이를 원하는 단면으로 레이져 광선을 이용하여 절단하여 한층씩 적층하여 성형하는 LOM(Laminated Object Manufacturing)과, 잉크젯(Ink Jet) 프린터 기술을 이용한 BPM(Ballistic Particle Manufacturing) 등이 있다.

분말을 기반으로 하는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식의 3차원 프린터는, 플랫폼 위로 미세분말을 공급하는 피딩수단, 플랫폼 위의 분말을 가열하여 소결(Sintering)하는 조형물을 만드는 레이저기구, 조형물을 승하강시키는 승강수단을 구비하고 있다.

이러한 종래의 기술로는 공개특허 제10-2017-0014618호(2017.02.08)에서 확인할 수 있다.

하지만, 분말 기반의 3차원 프린터는 조형물이 완성되면 조형물 주위의 잔여 분말을 제거하고 조형물을 취출해야 하는데, 종래에는 조형물만을 잡아 취출하였는데, 박스 영역의 외로 쏟아져 설비 내부로 낙하 침투하는 문제가 발생하였다.

이를 극복하기 위해 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스를 인출할 수 있도록 구성하나, 이 경우 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스가 정위치에 위치하지 않아 좌표오류가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 측면과 밀접하는 실링바에 의해 롤스퀴지의 이동으로 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 상측 좌, 우로 쏟아진 분말이 설비 내부에 침입하지 않아 설비의 유지관리가 용이하고, 조작이 간편한 스토퍼를 통해 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스를 인출통로의 정위치에 쉽게 고정할 수 있으며, 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 유동을 단속하여 조형물의 좌표오류가 해소되는 3D 프린터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 3D 프린터는 다수의 프레임이 육면체로 조립되어 이루어진 몸체블록;
상기 몸체블록에는 타측에 형성된 개구부에서 내부로 연통하게 형성된 인출통로와, 상기 인출통로 내부에 수용되고, 내부공간에는 분말이 레이어(층)로 접착되어 3D조형물이 조형되는 조형박스와, 상기 조형박스의 일측에 배치되고, 내부에 수용된 분말을 상기 조형박스로 제공하는 분말공급박스와, 상기 조형박스의 타측에 배치되고, 상기 조형박스로 제공된 분말 중 적층되고 남는 분말이 회수되는 분말회수박스와, 상기 조형박스의 상부에 배치되며, 상기 조형박스 상부에서 선택적으로 X축, Y축 직교 선상으로 이동하면서 상기 조형박스 내부공간으로 접착제를 분사하는 헤드부와, 상기 몸체블록의 상측에 구비되고, 상기 분말공급박스, 조형박스, 분말회수박스를 따라 이동하면서, 상기 분말공급박스 상에 위치하는 분말을 조형박스로 이동시키고, 상기 조형박스로 이동된 분말을 평탄화하며, 상기 조형박스에서 평탄화되고 남은 분말은 분말회수박스로 이동시키는 롤스퀴지와, 상기 몸체블록의 내부에서 상기 조형박스 하부에 수직선상으로 구비되어, 상기 조형박스의 조형플레이트를 Z축 선상으로 승강하게 하는 조형 액츄레이터와, 상기 몸체블록의 내부에서 상기 분말공급박스 하부에 수직선상으로 구비되어, 상기 분말공급박스의 바닥판을 Z축 선상으로 승강하게 하는 공급 액츄레이터와, 상기 인출통로의 상측 좌, 우측에 각각 구비되는 레일바와, 상기 레일바를 따라 일정한 간격으로 배치된 복수 개의 롤러가 포함되고, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스가 상기 인출통로를 따라 슬라이딩 이동하게 하는 상부이송레일, 및 상기 상부이송레일의 하부에 일정거리 두고 상기 인출통로의 하측 좌, 우측에 각각 구비되어, 상기 분말공급박스의 하부 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 분말공급박스를 상기 인출통로를 따라 슬라이딩 이동하게 하는 하부이송레일을 포함하고, 상기 몸체블록 중 인출통로의 좌,우측 최상변에 구비되어, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 좌, 우측면과 밀접하여, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 이송을 안내하면서 상기 인출통로로 분말의 낙하를 방지하는 단면이 '┏' 및 '┓'형태의 실링바 및 상기 인출통로에 수용된 분말공급박스, 조형박스, 분말회수박스를 정위치에 고정하는 복수 개의 스토퍼를 포함하여, 상기 상부이송레일 및 하부이송레일을 따라 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스가 선택적으로 상기 몸체블록의 인출통로를 통해 외부로 인출되어, 조형물의 인출 및 분말의 회수가 이루어진다.

이때 본 발명에 따른 상기 인출통로에는 상기 인출통로의 상측 좌, 우측면에 구비되어, 상기 조형박스 및 분말회수박스의 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 조형박스 및 분말회수박스를 슬라이딩 이동하게 하는 상부이송레일, 및 상기 상부이송레일의 하부에 일정거리 두고 이격 구비되어, 분말공급박스의 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 분말공급박스를 슬라이딩 이동하게 하는 하부이송레일을 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 몸체블록 중 인출통로의 좌,우측 최상변에 구비되어, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 좌, 우측면과 밀접하여, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 이송을 안내하면서 상기 인출통로로 분말의 낙하를 방지하는 실링바를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 실링바는 단면이 '┏' 및 '┓'형태인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 조형박스는 박스의 하측에 위치하고 중앙이 사각으로 개구된 사각틀 형태인 하부프레임과, 상기 하부프레임의 전, 후, 좌, 우 사방에 각각 수직으로 세워져 조형박스의 사방 측벽을 이루는 복수 개의 측판과, 상기 하부프레임의 상면에 위치하고, 조형박스의 바닥을 이루는 조형플레이트를 포함한다.

더불어 본 발명에 따른 상기 분말공급박스는 박스의 하측에 위치하고 중앙이 사각으로 개구된 사각틀 형태인 하부프레임과, 상기 하부프레임의 전, 후, 좌, 우 사방에 각각 수직으로 세워져 분말공급박스의 사방 측벽을 이루는 복수 개의 측판과, 상기 하부프레임의 상면에 위치하고, 분말공급박스의 바닥을 이루는 바닥판을 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 스토퍼는 일측 끝단이 상기 오일리스부싱에 삽입되도록 수평선상으로 구비되어, 선택적으로 전,후로 이동하는 스톱바와, 상기 스톱바의 타측에 구비되고, 작업자가 선택적으로 파지하여 조작하는 스토퍼핸들과, 상기 스톱바를 수평으로 지지하면서 상기 몸체블록에 고정되는 한 쌍의 지지부재와, 상기 스톱바의 외주면에 끼워져 한 쌍의 지지부재 사이에 배치되어, 상기 스톱바에 탄성을 제공하는 스프링을 포함한다.

여기서 본 발명에 따른 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스 각각의 일측면에는 상기 스토퍼의 스톱바 끝단이 상응하여 삽입되는 오일리스부싱을 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 측면과 밀접하는 실링바에 의해 롤스퀴지의 이동으로 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 상측 좌, 우로 쏟아진 분말이 설비 내부에 침입하지 않아 설비의 유지관리가 용이한 효과를 가진다.

둘째, 조작이 간편한 스토퍼를 통해 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스를 인출통로의 정위치에 쉽게 고정할 수 있고, 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 유동을 단속하여 조형물의 좌표오류가 해소되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인출통로가 보이는 측면을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스토퍼를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조형박스 및 분말공급박스의 실시를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인출통로를 통해 분말수거박스, 조형박스, 분말공급박스를 인출하는 상태를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인출통로를 통해 분말수거박스, 조형박스, 분말공급박스를 인출하는 상태를 측방향에서 보인 예시도이다.

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.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 상측 좌, 우로 쏟아진 분말이 설비 내부에 침입하지 않도록 하고, 선택적으로 인출되는 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스가 조작이 간편한 스토퍼를 통해 인출통로에 수용될 시, 정위치에 쉽게 고정하면서, 분말공급박스, 조형박스 및 분말회수박스의 유동을 단속하는 3D 프린터에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 6을 참조한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터는 몸체블록(100), 조형박스(200), 헤드부(300), 분말공급박스(400), 분말회수박스(500), 롤스퀴지(600)를 포함하는데, 먼저 상기 몸체블록(100)은 다수의 프레임이 서로 조립되어 육면체를 이룬다.

이때 육면체를 이루는 상기 몸체블록(100)에는 타측에서 내부로 연통하는 인출통로(700)를 형성하고, 상기 인출통로(700)에는 조형박스(200), 분말공급박스(400) 및 분말회수박스(500)를 수용한다.

여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 상기 인출통로(700)를 더욱 상세하게 살펴보면, 상기 인출통로(700)의 상측 좌, 우측면에는 상부이송레일(710)을 각각 구비하는데, 한 쌍의 상기 상부이송레일(710)은 서로 평행하게 구비되는 것이 바람직하고, 상기 인출통로(700)의 상측면에 고정되는 레일바에 복수 개의 롤러가 일정한 간격으로 배열되어, 상기 조형박스(200) 및 분말회수박스(500)의 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 조형박스(200) 및 분말회수박스(500)를 이동 가능하게 한다.

상기 상부이송레일(710)의 하측에는 일정거리 두고 하부이송레일(720)을 구비하는데, 상기 하부이송레일(720) 역시, 상기 인출통로(700)의 측면에 고정되는 레일바에 복수 개의 롤러가 일정한 간격으로 배열되어, 상기 분말공급박스(400)의 좌, 우 하측을 각각 지지하면서, 상기 분말공급박스(400)를 이동 가능하게 한다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터는 상기한 구성에 의해 선택적으로 상기 상부이송레일(710) 및 하부이송레일(720)을 따라 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400), 분말회수박스(500)가 상기 몸체블록(100)에서 인출되도록 하여, 조형물의 인출 및 분말의 회수, 설비의 보수 등이 용이하다.

그리고 상기 몸체블록(100)의 인출통로(700)에 수용되는 상기 조형박스(200)는 상면이 개방된 박스형태로 내부공간에는 분말이 수용되고, 수용된 분말은 접착제에 의해 접착되어 3D조형물이 조형된다.

이때 상기 조형박스(200)는 하측에 위치하는 하부프레임(210), 사방의 측벽을 이루는 복수 개의 측판(220), 박스의 바닥을 이루는 조형플레이트(230)를 포함한다.

더욱 상세하게 살펴보면, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 하부프레임(210)은 상기 조형박스(200)의 하부에 위치하는 것으로, 중앙이 사각으로 개구된 사각틀로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 하부프레임(210)의 전, 후, 좌, 우 사방에는 각각 상기 측판(220)이 수직으로 세워져 상기 조형박스(200)의 측벽을 이루고, 상기 하부프레임(210)의 상면에 조형플레이트(230)가 배치되어 상기 조형박스(200)의 바닥을 이룬다.

이때 상기 측판(220)들의 내측면에는 코팅처리되고, 상기 몸체블록(100)의 내부에서 상기 조형박스(200) 하부에 수직선상으로 조형 액츄레이터(240)를 구비하는데, 상기 조형 액츄레이터(240)는 선택적으로 길이가 신축되는 것으로, 상기 조형 액츄레이터(240)의 상단부는 상기 하부프레임(210)의 개구를 통해 조형플레이트(230)의 저면을 지지하면서, 선택적으로 상기 조형박스(200)의 조형플레이트(230)를 상,하인 Z축 선상으로 승강하게 한다.

따라서 본 발명의 일 실시에 따른 상기 조형박스(200)는 그 내부공간에 조형물이 조형되도록, 상기 조형플레이트(230)는 상기 조형 액츄레이터(240)의 길이신장으로 최초 상기 측판(220)을 따라 상승하여 상기 조형박스(200)의 상측에 위치하면 분말이 공급되면서 평탄화가 이루어져 분말층이 형성되고, 상기 분말층 중 일부가 접착제에 의해 접착되면, 상기 조형 액츄레이터(240)가 해당높이만큼 길이를 축소하여 상기 조형플레이트(230)의 하강이 이루어지고, 다시 분말이 공급되면서 평탄화가 이루어져 분말층이 형성되면 상기 분말층 중 일부가 접착제에 의해 접착되는 과정, 즉 분말층의 적층 및 접착을 연속 반복으로 실시하여 3D조형물을 조형한다.

그리고 상기 조형박스(200)의 상부에는 헤드부(300)를 배치하는데, 상기 헤드부(300)는 상기 조형박스(200) 상부에서 선택적으로 X축, Y축 직교 선상으로 이동하면서 상기 조형박스(200) 내부공간의 분말층 중 일부에 접착제를 분사한다.

이때 상기 헤드부(300)는 통상의 잉크젯 프린터의 헤드와 같이 X축이송수단 및 Y축이송수단에 의해 X축, Y축 직교선상으로 이동하는데, 상기 X축이송수단은 리니어모터, 이송스크류 등으로 이루어지는 것이 바람직하고, 한 쌍이 상기 몸체블록(100)의 상면에 구비되는데, 상기 인출통로(700)를 중심에 두고, 해당거리를 두고 상기 몸체블록(100)의 상면에 서로 평행하게 구비되어, 상기 헤드부(300)를 선택적으로 X축선상으로 이동하게 한다.

그리고 상기 Y축이송수단은 서로 평행을 이루는 X축이송수단들 사이에 직각으로 구비되어, 상기 헤드부(300)를 Y축선상으로 이동하게 하고, 상기 Y축이송수단 역시 리니어모터, 이송스크류 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체블록(100)의 인출통로(700) 수용된 상기 조형박스(200)의 일측에는 분말공급박스(400)를 배치하는데, 상기 분말공급박스(400)는 내부에 수용된 분말을 상기 조형박스(200)로 제공한다.

이때 분말공급박스(400) 역시, 상면이 개방된 박스 형태로 이루어지고, 하측에 위치하는 하부프레임(410), 사방의 측벽을 이루는 복수 개의 측판(420), 바닥을 이루는 바닥판(430)을 포함한다.

더욱 상세하게 살펴보면, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 하부프레임(410)은 상기 분말공급박스(400)의 하부에 위치하는 것으로, 중앙이 사각으로 개구된 사각틀로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 하부프레임(410)의 전, 후, 좌, 우 사방에는 상기 측판(420)이 수직으로 세워져 상기 분말공급박스(400)의 측벽을 이루고, 상기 하부프레임(410)의 상면에 바닥판(430)이 배치되어 상기 분말공급박스(400)의 바닥을 이룬다.

또한, 상기 측판(420)들 역시 내측면이 코팅처리되고, 상기 몸체블록(100)의 내부에서 상기 분말공급박스(400) 하부에 수직선상으로 공급 액츄레이터(440)를 구비하는데, 상기 공급 액츄레이터(440)는 선택적으로 길이가 신축되는 것으로, 상기 공급 액츄레이터(240)의 상단부는 상기 하부프레임(410)의 개구를 통해 바닥판(430)의 저면을 지지하면서, 선택적으로 상기 분말공급박스(400)의 바닥판(430)을 상,하인 Z축 선상으로 승강하게 한다.

따라서 본 발명의 일 실시에 따른 분말공급박스(400)는 그 내부공간에 분말을 수용하고, 수용된 분말이 상기 조형박스(200)로 공급될 수 있도록, 상기 분말공급박스(400)의 바닥판(430)은 최초 상기 공급 액츄레이터(440)의 길이 축소로 상기 분말공급박스(400)의 최하측에 위치하여 상기 분말공급박스(400) 내부공간에 분말을 가득 수용하며, 상기 조형박스(200)에서 접착이 이루어지면 상기 공급 액츄레이터(440)가 해당높이로 길이를 신장하여 상기 분말공급박스(400)의 바닥판(430)이 상승되어 수용된 분말의 높이가 일정높이로 상승하면서 일측에서 타측으로 이동하는 롤스퀴지(600)에 쓸려 상기 분말공급박스(400)의 최상측에 위치하는 분말이 상기 조형박스(200)로 공급된다.

이때 상기 조형박스(200)로 공급된 분말 중 평탄화로 적층되고 남는 분말은 분말회수박스(500)로 회수된다.

상기 분말회수박스(500)는 상기 몸체블록(100)의 상측 중 상기 조형박스(200)의 타측에 배치되는데, 상기 분말회수박스(500) 역시 상면이 개방된 박스 형태를 이루나, 상기 조형박스(200)와 인접하는 측에는 호퍼를 일체로 형성하여 분말의 회수가 용이하게 이루어지도록 하고, 분말의 날림을 방지하기 위해 상면을 덮는 덮개를 포함할 수 있다.

더불어 상기 몸체블록(100)의 상측에는 선택적으로 일측에서 타측으로 이동하는 롤스퀴지(600)를 구비하는데, 상기 롤스퀴지(600)는 상기 분말공급박스(400), 조형박스(200), 분말회수박스(500)를 따라 이동하면서, 상기 분말공급박스(400) 상에 위치하는 분말을 조형박스(200)로 이동시키고, 상기 조형박스(200)로 이동된 분말을 평탄화하며, 상기 조형박스(200)에서 평탄화되고 남은 분말은 분말회수박스(500)로 이동시켜 회수되도록 한다.

이때 상기 롤스퀴지(600) 역시 리니어모터, 이송스크류 등으로 이루어진 이송수단에 의해 일측에서 타측으로 이동한다.

또한, 상기 몸체블록(100) 중 인출통로(700)의 좌,우측 최상변에는 실링바(110)를 구비하는데, 상기 실링바(110)는 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400) 및 분말회수박스(500)의 좌, 우측면과 밀접하여, 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400), 분말회수박스(500)의 이송을 안내하면서 상기 인출통로로 분말의 낙하를 방지한다.

이때 상기 실링바(110)는 '┏' 및 '┓'형태의 단면을 가진 것으로, 면을 이루는 외측이 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400) 및 분말회수박스(500)의 좌, 우측면과 밀접하여 실링이 이루어진다.

그리고 상기 인출통로(700)에 수용된 분말공급박스(400), 조형박스(200), 분말회수박스(500)를 정위치에 고정하는 복수 개의 스토퍼(800)를 포함한다.

여기서 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400) 및 분말회수박스(500)의 일측면에는 상기 스토퍼(800)와 상응하는 고리 형태의 오일리스부싱(201, 401, 501)을 각각 구비하는 것이 바람직하다.

도 3을 참조하여 상기 스토퍼(800)를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 스토퍼(800)는 스톱바(810), 스토퍼핸들(820), 한 쌍의 지지부재(830), 스프링(840)을 포함하는데, 먼저 상기 스톱바(810)는 그 일측 끝단이 상기 오일리스부싱(201, 401, 501)에 삽입되도록 수평선상으로 구비되는 것이 바람직하고, 상기 스톱바(810)가 선택적으로 전, 후 이동함에 따라 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400) 및 분말회수박스(500)의 고정 및 고정해제를 실시한다.

그리고 상기 스톱바(810)의 타측에는 스토퍼핸들(820)을 구비하는데, 상기 스토퍼핸들(820)은 작업자가 선택적으로 파지하여 상기 스톱바(810)의 전,후 이동을 조작한다.

또한, 상기 스톱바(810)는 한 쌍의 지지부재(830)에 의해 수평을 유지하는데, 상기 한 쌍의 지지부재(830)는 서로 거리를 두고 상기 스톱바(810)의 전, 후방에 각각 배치되어, 상기 지지부재(830)을 지지한다.

이때 상기 지지부재(830)의 상단에는 상기 스톱바(810)가 관통하고, 상기 지지부재(830)의 하단은 상기 몸체블록(100)에 결합 고정되고, 상기 스톱바(810)의 외주면에는 스프링(840)이 끼워지면서 상기 스프링(840)이 한 쌍의 지지부재(830) 사이에 배치되어, 상기 스톱바(810)에 탄성을 제공한다.

따라서 정밀 가공한 스톱바(810)와 서로 빈틈없는 습동부용 오일리스부싱(110)에 의해 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400) 및 분말회수박스(500)를 정위치에 고정될 수 있는데, 상기 스토퍼핸들(820)을 앞으로 당기면 스톱바(810)가 후퇴하면서 오일리스부싱(110)에서 이탈하고、상기 스토퍼핸들(820)을 놓으면(당기는 힘 제거) 상기 한 쌍의 지지부재(830) 사이에 배치된 스프링(840)의 탄성반발력에 의해 스톱바(810)가 다시 오일리스부싱(110)에 삽입되어, 상기 조형박스(200), 분말공급박스(400) 및 분말회수박스(500)를 고정한다.

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.

100: 몸체블록 110: 실링바
200: 조형박스 210, 410: 하부프레임
220, 420: 측판 230: 조형플레이트
240: 조형 액츄레이터 300: 헤드부
400: 분말공급박스 430: 바닥판
440: 공급 액츄레이터 500: 분말회수박스
600: 롤스퀴지 700: 인출통로
710: 상부이송레일 720: 하부이송레일
800: 스토퍼 810: 스톱바
820: 스토퍼핸들 830: 지지부재
840: 스프링

Claims

다수의 프레임이 육면체로 조립되어 이루어진 몸체블록;
상기 몸체블록에는 타측에 형성된 개구부에서 내부로 연통하게 형성된 인출통로;
상기 인출통로 내부에 수용되고, 내부공간에는 분말이 레이어(층)로 접착되어 3D조형물이 조형되는 조형박스;
상기 조형박스의 일측에 배치되고, 내부에 수용된 분말을 상기 조형박스로 제공하는 분말공급박스;
상기 조형박스의 타측에 배치되고, 상기 조형박스로 제공된 분말 중 적층되고 남는 분말이 회수되는 분말회수박스;
상기 조형박스의 상부에 배치되며, 상기 조형박스 상부에서 선택적으로 X축, Y축 직교 선상으로 이동하면서 상기 조형박스 내부공간으로 접착제를 분사하는 헤드부;
상기 몸체블록의 상측에 구비되고, 상기 분말공급박스, 조형박스, 분말회수박스를 따라 이동하면서, 상기 분말공급박스 상에 위치하는 분말을 조형박스로 이동시키고, 상기 조형박스로 이동된 분말을 평탄화하며, 상기 조형박스에서 평탄화되고 남은 분말은 분말회수박스로 이동시키는 롤스퀴지;
상기 몸체블록의 내부에서 상기 조형박스 하부에 수직선상으로 구비되어, 상기 조형박스의 조형플레이트를 Z축 선상으로 승강하게 하는 조형 액츄레이터;
상기 몸체블록의 내부에서 상기 분말공급박스 하부에 수직선상으로 구비되어, 상기 분말공급박스의 바닥판을 Z축 선상으로 승강하게 하는 공급 액츄레이터;
상기 인출통로의 상측 좌, 우측에 각각 구비되는 레일바와, 상기 레일바를 따라 일정한 간격으로 배치된 복수 개의 롤러가 포함되고, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스가 상기 인출통로를 따라 슬라이딩 이동하게 하는 상부이송레일; 및
상기 상부이송레일의 하부에 일정거리 두고 상기 인출통로의 하측 좌, 우측에 각각 구비되어, 상기 분말공급박스의 하부 좌, 우측을 각각 지지하면서, 상기 분말공급박스를 상기 인출통로를 따라 슬라이딩 이동하게 하는 하부이송레일;을 포함하고,
상기 몸체블록 중 인출통로의 좌,우측 최상변에 구비되어, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 좌, 우측면과 밀접하여, 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스의 이송을 안내하면서 상기 인출통로로 분말의 낙하를 방지하는 단면이 '┏' 및 '┓'형태의 실링바 및 상기 인출통로에 수용된 분말공급박스, 조형박스, 분말회수박스를 정위치에 고정하는 복수 개의 스토퍼를 포함하여,
상기 상부이송레일 및 하부이송레일을 따라 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스가 선택적으로 상기 몸체블록의 인출통로를 통해 외부로 인출되어, 조형물의 인출 및 분말의 회수가 이루어지는 3D 프린터.
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청구항 1에 있어서,
상기 조형박스는
박스의 하측에 위치하고 중앙이 사각으로 개구된 사각틀 형태인 하부프레임과;
상기 하부프레임의 전, 후, 좌, 우 사방에 각각 수직으로 세워져 조형박스의 사방 측벽을 이루는 복수 개의 측판과;
상기 하부프레임의 상면에 위치하고, 조형박스의 바닥을 이루는 조형플레이트를 포함하는 3D 프린터.
청구항 1에 있어서,
상기 분말공급박스는
박스의 하측에 위치하고 중앙이 사각으로 개구된 사각틀 형태인 하부프레임과;
상기 하부프레임의 전, 후, 좌, 우 사방에 각각 수직으로 세워져 분말공급박스의 사방 측벽을 이루는 복수 개의 측판과;
상기 하부프레임의 상면에 위치하고, 분말공급박스의 바닥을 이루는 바닥판을 포함하는 3D 프린터.
청구항 1에 있어서,
상기 스토퍼는
일측 끝단이 상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스 각각의 일측면에 삽입되도록 수평선상으로 구비되어, 선택적으로 전,후로 이동하는 스톱바와;
상기 스톱바의 타측에 구비되고, 작업자가 선택적으로 파지하여 조작하는 스토퍼핸들과;
상기 스톱바를 수평으로 지지하면서 상기 몸체블록에 고정되는 한 쌍의 지지부재와;
상기 스톱바의 외주면에 끼워져 한 쌍의 지지부재 사이에 배치되어, 상기 스톱바에 탄성을 제공하는 스프링을 포함하는 3D 프린터.
청구항 7에 있어서,
상기 조형박스, 분말공급박스, 분말회수박스 각각의 일측면에는
상기 스토퍼의 스톱바 끝단이 상응하여 삽입되는 오일리스부싱을 구비한 것을 특징으로 하는 3D 프린터.