KR101956918B1 - 3d printer extruder - Google Patents

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Abstract

프린팅 소재를 토출하여 디자인된 조형물을 형성하는 삼차원 프린터의 토출기가 개시된다.
본 발명에 따른 토출기는 원기둥 형상의 몸체와, 상기 몸체의 중앙에 형성되고 몸체의 길이 방향으로 형성되는 중앙홀과, 상기 중앙홀의 외측에 몸체의 길이방향으로 형성되고 프린팅 소재가 투입되는 인입홀과, 상기 토출기 몸체의 하단에 구비되고 용융된 프린팅 소재가 토출되는 토출구로 이루어지고, 상기 중앙홀, 인입홀, 및 토출구는 모두 몸체의 내부에 형성되는 공간부와 연통되며, 상기 공간부에는 형상의 스피어가 구비되고, 중앙홀에는 원기둥 형상의 웨이트가 구비되며, 상기 토출기 몸체의 상단에는 웨이트가 상승하는 것을 제한하기 위한 마게가 형성되고, 상기 인입홀에는 프린팅 소재가 투입된다.A discharger of a three-dimensional printer which discharges a printing material to form a designed product is disclosed.
The ejector according to the present invention comprises a cylindrical body, a central hole formed at the center of the body and formed in the longitudinal direction of the body, an inlet hole formed in the longitudinal direction of the body, And a discharge port through which the molten printing material is discharged. The center hole, the inlet hole, and the discharge port are all communicated with a space portion formed in the inside of the body, and the shape And a center hole is provided with a columnar weight. A mage for restricting the rising of the weight is formed at the upper end of the discharger body, and a printing material is inserted into the inlet hole.

Description

3D 프린터용 토출기{3D PRINTER EXTRUDER}3D PRINTER EXTRUDER < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 3D 프린터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노즐에 스피어(sphere)를 구비하고 베드 또는 적층물의 상부에 접촉되어 스피어가 올라가면 용융된 프린팅 소재가 스피어와 노즐홀 사이로 토출되도록 한 3D 프린터의 토출기의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printer, and more particularly, to a 3D printer having a sphere on a nozzle and being contacted with an upper portion of a bed or a laminate so as to discharge molten printing material between a sphere and a nozzle hole Gt;

일반적으로, 3D 프린터란 입체로 디자인된 형상을 플라스틱, 금속, 세라믹 등 각종 소재를 층층이 쌍아 제조하는 장치를 말한다. 3D 프린터는 소재를 출력하는 방식에 따라 구분되는데, 고체인 팰렛으로 된 소재를 레이저로 소결하는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식, 빛으로 소재를 굳히는 SLA(Stereolithography) 방식, 필라멘트를 용융하는 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식이 있다.Generally, a 3D printer refers to a device for forming a three-dimensional design of a plastic material, a metal material, and a ceramic material in a layered manner. 3D printers are classified according to the method of outputting the material, such as SLS (Selective Laser Sintering) method in which a material made of a solid pellet is sintered by laser, SLA (Stereolithography) method in which a material is hardened by light, FFF Filament Fabrication.

이들 방식 중에서 FFF 방식을 이용한 3D 프린터는 X-Y축으로 이동하는 이송 헤드와, 이 이송 헤드에 장착되는 압출기와, Z축으로 이동하는 베드를 포함하여 구성되고, 상기 압출기는 필라멘트가 공급된다. FFF 방식은 필라멘트를 토출시켜 베드의 바닥에서부터 순차적으로 적층하면서 디자인된 형성을 조형한다.Of these methods, a 3D printer using the FFF method comprises a transfer head moving in the X-Y axis, an extruder mounted in the transfer head, and a bed moving in the Z axis, and the extruder is fed with filaments. In the FFF method, filaments are discharged and laminated sequentially from the bottom of the bed to form a designed formation.

상기 필라멘트는 일정한 직경을 갖으며, 공급릴에 감겨지는데, 상기 이송 헤드에 장착된 한 쌍의 드라이버 휠(Drive Wheel)로부터 가이드되어 압출기로 공급된다. 압출기에 형성된 노즐로부터 토출되는 용융된 필라멘트는 베드의 상부에 순차적으로 적층된다. 이 방식에서 사용하는 필라멘트는 주로 열가소성 재료인 ABS 또는 PLA 등이며, 이들 재료는 통상 리지드(rigid)한 형태를 갖는다. The filament has a certain diameter and is wound on a supply reel, which is guided from a pair of drive wheels mounted on the transfer head and supplied to the extruder. The melted filaments discharged from the nozzles formed in the extruder are sequentially stacked on the top of the bed. Filaments used in this method are ABS or PLA, which are mainly thermoplastic materials, and these materials usually have a rigid form.

등록특허공보 제10-1587411호Patent Registration No. 10-1587411 공개특허공보 제10-2015-0098142호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0098142 등록특허공보 제10-1469095호Patent Registration No. 10-1469095 공개특허공보 제10-2015-0140880호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0140880

본 발명은 토출기의 스피어와 적층물의 접촉압력에 의해 용융된 프린팅 소재가 토출되도록 한 3D 프린터용 토출기를 제공하려는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a discharger for a 3D printer in which a molten printing material is discharged by a contact pressure between a spear of a discharger and a laminate.

본 발명에 따르면 이전에 프린팅되어 굳어 있는 적층물의 상부에 토출기의 스피어가 눌러 상대적으로 상승한 경우에만 용융된 프린팅 소재가 토출될 수 있는 3D 프린터용 토출기를 제공하려는 데 그 목적이 있다.According to the present invention, it is an object of the present invention to provide a discharger for a 3D printer in which a molten printing material can be discharged only when the sphere of the discharger is raised relatively to the upper portion of a previously printed and stuck laminate.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 삼차원 프린터의 토출기는 프린팅 소재를 토출하여 디자인된 조형물을 형성하는 삼차원 프린터의 토출기로로서, 원기둥 형상의 몸체와, 상기 몸체의 중앙에 형성되고 몸체의 길이 방향으로 형성되는 중앙홀과, 상기 중앙홀의 외측에 몸체의 길이방향으로 형성되고 프린팅 소재가 투입되는 인입홀과, 상기 토출기 몸체의 하단에 구비되고 용융된 프린팅 소재가 토출되는 토출구로 이루어지고, 상기 중앙홀, 인입홀, 및 토출구는 모두 몸체의 내부에 형성되는 공간부와 연통되며, 상기 공간부에는 형상의 스피어가 구비되고, 중앙홀에는 원기둥 형상의 웨이트가 구비되며, 상기 토출기 몸체의 상단에는 웨이트가 상승하는 것을 제한하기 위한 마게가 형성되고, 상기 인입홀에는 프린팅 소재가 투입된다.The discharger of the three-dimensional printer according to the present invention is a discharger of a three-dimensional printer which forms a designed product by ejecting a printing material, and has a cylindrical body, a central hole formed at the center of the body and formed in the longitudinal direction of the body, An inlet hole formed in the longitudinal direction of the body outside the center hole and into which a printing material is fed, and a discharge port provided at a lower end of the discharger body for discharging the melted printing material, wherein the center hole, And the discharge port are all in communication with the space portion formed in the inside of the body, the space portion is provided with the spear of the shape, the center hole is provided with the cylindrical weight, and the weight is elevated at the upper end of the discharger body And a printing material is introduced into the inlet hole.

추가적으로 상기 토출기의 외측에는 가열기가 더욱 구비되고, 상기 가열기는 히터 또는 인덕션 코일로 형성할 수 있다.Further, a heater may be further provided on the outer side of the discharger, and the heater may be formed of a heater or an induction coil.

본 발명에 따른 스피어의 승강범위는 웨이트의 상측과 마게의 하측 사이의 거리와 동일한 범위로 설정된다.The lift range of the sphere according to the present invention is set to the same range as the distance between the upper side of the weight and the lower side of the spigot.

또한 삼차원 프린터가 프린팅할 때 토출구의 단부는 스피어의 하단보다 높게 위치된다.Further, when the three-dimensional printer is printing, the end of the discharge port is located higher than the lower end of the spear.

또한 삼차원 프린터가 프린팅 준비 상태일 때에는 웨이트의 하중으로 스피어를 누르고 있어서 스피어가 토출구를 막게 되며, 프린팅하기 위해 토출기가 하강하여 스피어가 이전에 프린팅한 적층물을 누르게 되면 스피어와 웨이트는 상승하도록 하여 스피어와 토출구 사이에서 용융된 프린팅 소재가 나오도록 구성된다.In addition, when the three-dimensional printer is ready for printing, the weight is pressed by the load of the weight, so that the spear closes the discharge port. When the discharger is lowered for printing and the spear presses the previously printed laminate, So that the molten printing material is discharged between the discharge port and the discharge port.

본 발명에 따른 실시예로서 웨이트의 상측과 마게의 하측 사이의 공간에는 스피링이 더욱 구비될 수 있다.As an embodiment according to the present invention, a spring may be further provided in a space between the upper side of the weight and the lower side of the spigot.

본 발명에 따른 실시예로서 웨이트의 하면은 라운딩 홈이 형성될 수 있다.In the embodiment according to the present invention, the lower surface of the weight may be formed with a rounded groove.

본 발명에 따르면 토출기의 스피어와 적층물의 접촉압력에 의해 용융된 프린팅 소재가 토출되도록 할 수 있다.According to the present invention, the molten printing material can be discharged by the contact pressure between the sphere of the discharger and the laminate.

또한 본 발명에 따르면 이전에 프린팅되어 굳어 있는 적층물의 상부에 토출기의 스피어가 눌러 상대적으로 상승한 경우에만 용융된 프린팅 소재가 토출될 수 있다.Also, according to the present invention, the molten printing material can be discharged only when the sphere of the discharger rises relatively to the upper portion of the previously printed and hardened laminate.

도 1은 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 토출기를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 토출기의 측면 일부를 절개한 것을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 토출기의 단면을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 토출기를 사용하여 조형물을 프린팅하는 것을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 스피어와 웨이트의 상승과 하강 범위를 나타낸 것이다.1 shows a discharger of a three-dimensional printer according to the present invention.
FIG. 2 shows a cut-away side view of a discharger of a three-dimensional printer according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of the discharger according to the present invention.
Fig. 4 shows the printing of a sculpture using an ejector according to the present invention.
Figure 5 shows the rise and fall ranges of the spear and weight according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, elements shown in the drawings may be exaggerated, omitted, or schematically represented.

도 1은 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 토출기를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 삼차원 프린터의 토출기의 측면 일부를 절개한 것을 나타낸 것이다.FIG. 1 shows a discharger of a three-dimensional printer according to the present invention, and FIG. 2 shows a cut-away side view of a discharger of a three-dimensional printer according to the present invention.

본 발명에 따른 3D 프린터는 프린팅 소재를 용융 및 토출하고 X축, Y축, Z축 방향으로 이동하는 토출기(100)와, 상기 토출기의 외측 하단에 구비되는 가열기(200)와, 상기 토출기의 외측 상부에 구비되는 냉각기(300)를 포함한다. The 3D printer according to the present invention includes a discharger 100 for melting and discharging a printing material and moving in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions, a heater 200 provided at an outer lower side of the discharger, And a cooler 300 provided on the outer side of the unit.

추가적으로 상기 토출기의 하측에는 디자인된 조형물이 프린팅되는 베드와, 상기 토출기의 이동동작 및 토출기의 냉각 및 가열 동작을 제어하는 컨트롤러을 포함한다.In addition, a bed on which the designed molding is printed is provided below the discharger, and a controller for controlling the moving operation of the discharger and the cooling and heating operation of the discharger.

상기 토출기의 하측에는 베드가 설치된다. 상기 베드(bed)에는 토출기로부터 토출되는 용융된 프린팅 소재가 미리 설계된 디자인된 조형물이 형상화된다. 상기 베드의 하부에는 히터가 더욱 구비될 수 있다.A bed is provided below the discharger. In the bed, a designed molding, which is designed in advance of a molten printing material discharged from the discharger, is formed. A heater may further be provided in a lower portion of the bed.

상기 컨트롤러(controller)는 토출기의 3차원 이동을 제어한다. 컨트롤러는 용융된 프린팅 소재가 디자인된 조형물을 적층할 수 있도록 토출기를 X축, Y축, Z축 방향으로 이동할 수 있도록 제어한다.The controller controls the three-dimensional movement of the discharger. The controller controls the ejector to move in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions so that the melted printing material can be stacked on the designed object.

본 발명에 따른 토출기(100)에는 프린팅 소재가 투입된다. 상기 프린팅 소재는 와이어 형상의 필라멘트일 수 있으며, 상기 필라멘트의 소재로는 ABS, PLA, 금속 등일 수 있다. 다른 실시예로서 상기 프린팅 소재는 액상의 소재, 분말 상태의 입자일 수 있다. In the discharger 100 according to the present invention, a printing material is input. The printing material may be a wire-shaped filament, and the material of the filament may be ABS, PLA, metal, or the like. In another embodiment, the printing material may be a liquid material, powdered particles.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 토출기는 원기둥 형상의 몸체(110)와, 상기 몸체의 중앙에 형성되고 몸체의 길이 방향으로 형성되는 중앙홀(111)과, 상기 중앙홀의 외측에 몸체의 길이방향으로 형성되고 프린팅 소재가 투입되는 인입홀(112)과, 상기 토출기 몸체의 하단에 구비되고 용융된 프린팅 소재가 토출되는 토출구(113)로 이루어진다. 상기 중앙홀, 인입홀, 및 토출구는 모두 몸체의 내부에 형성되는 공간부(도 3의 VAC 참조)와 연통된다.2, the discharger according to the present invention includes a cylindrical body 110, a central hole 111 formed at the center of the body and formed in the longitudinal direction of the body, And a discharge port 113 provided at a lower end of the discharger body for discharging the melted printing material. The center hole, the inlet hole, and the discharge port all communicate with the space portion (refer to VAC in Fig. 3) formed inside the body.

도면을 참조하면, 공간부에는 볼(ball) 형상의 스피어(120, sphere)가 구비되고, 중앙홀에는 원기둥 형상의 웨이트(130, weight)가 구비된다. 또한 상기 토출기 몸체의 상단에는 웨이트가 상승하는 것을 제한하기 위한 마게(140)가 더욱 형성된다. Referring to the drawing, a ball-shaped sphere 120 is provided in the space portion, and a weight 130 is formed in the center hole. Further, a mage (140) for restricting the rise of the weight is further formed at the upper end of the discharger body.

상기 스피어는 토출구의 반경 보다 큰 반경으로 이루어져 있어서 토출구로부터 이탈되지 않는다. 다만 스피어의 일부가 토출구의 외측으로 돌출되어 있으며, 상기 웨이트는 그 무게(자중)으로 인해 스피어의 상부와 접하고 있다. 이에 따라 웨이트의 무게로 인해 토출구는 항상 스피어에 의해 막고 있어, 공간부에 있는 용융된 프린팅 재료가 토출기의 외부로 나가지 않는다.The sphere has a radius larger than the radius of the discharge port so that it does not separate from the discharge port. However, a part of the spear protrudes to the outside of the discharge port, and the weight is in contact with the upper part of the spear due to its weight (self weight). As a result, the discharge port is always blocked by the spear due to the weight of the weight, so that the molten printing material in the space portion does not go out of the discharger.

실시예로서, 본 발명에서는 프린팅 소재로서 와이어 형상의 필라멘트(STC)가 투입된다. 상기 필라멘트는 ABS, PLA, 금속 등일 수 있다. As an embodiment, a wire-shaped filament (STC) is fed as a printing material in the present invention. The filament may be ABS, PLA, metal, or the like.

상기 토출기의 하부에는 토출구가 형성되고, 상기 토출구에는 프린팅 소재가 용융된 상태로 토출된다. 이와 같은 프린팅 소재의 용융을 위해 토출기 몸체에는 가열기가 더욱 구비된다.A discharge port is formed in a lower portion of the discharge unit, and the printing material is discharged in a molten state. In order to melt the printing material, a heater is further provided in the discharger body.

상기 가열기(200)는 프린팅 소재를 용융시키고 토출구로부터 토출될 때까지 프린팅 소재의 용융상태를 유지시킨다. 가열기는 히터 또는 인덕션 코일일 수 있다. 필라멘트의 소재가 ABS, PLA 이라면 가열기는 히터(heater)가 설치되며, 필라멘트의 소재가 금속이라면 가열기에는 인덕션 코일이 설치된다. 도면에서는 인덕션 코일을 토출기 몸체의 외부에 감은 것을 나타낸 것이다.The heater 200 melts the printing material and maintains the molten state of the printing material until it is discharged from the discharge port. The heater may be a heater or an induction coil. If the material of the filament is ABS or PLA, a heater is installed. If the material of the filament is metal, an induction coil is installed in the heater. In the drawing, the induction coil is wound around the outside of the discharger body.

가열기로 프린팅 소재를 용융시킬 때, 가열기로부터 발생한 열이 토출기 몸체로 인입되는 부분에 이르기까지 열이 전달되면 토출기 몸체의 인입구(112-1)에서 필라멘트가 용융되어 버리고, 고체상태의 프린팅 소재가 인입홀로 들어가지 못하게 될 수도 있다. 이를 방지하기 위해 상기 가열기의 상측에는 냉각기가 더욱 설치된다. 상기 냉각기(300)는 방열핀으로 형성할 수 있으며, 냉각 효율의 향상을 위해 방열핀에 냉각팬을 더욱 부가 설치될 수 있다. When heat is transferred from the heater to the portion where the heat generated from the heater reaches the discharger body when the printing material is melted by the heater, the filament is melted at the inlet 112-1 of the discharger body, May not be able to enter the inlet hole. To prevent this, a cooler is further provided on the upper side of the heater. The cooler 300 may be formed of a radiating fin, and a cooling fan may be additionally provided on the radiating fin to improve the cooling efficiency.

도 3은 본 발명에 따른 토출기의 단면을 나타낸 것이다.3 is a cross-sectional view of the discharger according to the present invention.

도면을 참조하면, 토출기의 공간부에는 스피어(120)가 구비되어 있고, 중앙홀에 설치된 웨이트(130)는 스피어의 상부를 누르고 있다. 이에 따라 토출구는 스피어로 막혀있는 상태가 되어서, 용융된 프린팅 소재는 공간부에서 토출구로 나오지 못한다.Referring to the drawing, a spear 120 is provided in a space portion of the discharger, and a weight 130 installed in the center hole presses the upper portion of the spear. As a result, the discharge port is blocked with the sphere, so that the molten printing material can not escape from the space portion to the discharge port.

도 4는 본 발명에 따른 토출기를 사용하여 조형물을 프린팅하는 것을 나타낸 것이다.Fig. 4 shows the printing of a sculpture using an ejector according to the present invention.

도 4는 토출기가 하강하여 적층물(또는 베드, ASC)의 상부로 내려온 것은 나타낸 것인데, 스피어의 하부가 적층물의 상부를 누르면, 스피어는 상승한다. 이 상태가 되면 토출구와 스피어 사이에 틈이 생기게 되어 용융된 프린팅 소재가 나올 수 있다. 도 4의 점선과 점선의 화살표는 용융된 프린팅 소재가 토출되는 경로를 나타낸 것이다.Figure 4 shows that the ejector is lowered to the top of the stack (or bed, ASC), as the lower portion of the spear presses the upper portion of the stack, the spear is raised. In this state, there is a gap between the discharge port and the spear, so that the molten printing material can come out. The dotted line and the dotted arrow in FIG. 4 indicate the path through which the molten printing material is discharged.

한편 적층하여 조형물을 조형하기 위하여는 토출기가 소정의 방향으로 이동하면서 용융된 프린팅 소재를 토출하여야 하므로, 스피어는 구르는 상태가 된다. 만약 토출기가 더욱 하강하여 스피어가 공간부 내측으로 완전히 상승하게 되면 스피어의 더 이상 회전할 수 없고, 토출구의 단부만 적층물 또는 베드와 접촉할 수 있다. 이렇게 되면 토출구의 단부가 이전에 프린팅한 적층물의 상부와 접촉하게 되므로, 토출구의 단부에 의해 이전에 프린팅한 적층물의 형태가 변형된다. 이를 방지하기 위해 스피어의 상승은 제한되어야 한다.On the other hand, in order to form the molding product by stacking, the discharger must discharge the molten printing material while moving in a predetermined direction, so that the spear is in a rolling state. If the discharger further descends and the spear fully rises to the inside of the space portion, the spear can no longer rotate and only the end of the spout can contact the stack or bed. In this case, since the end of the discharge port comes into contact with the top of the previously printed laminate, the shape of the previously printed laminate is deformed by the end of the discharge port. To prevent this, the rise of the spear should be limited.

추가적으로 스피어가 적층물로 인해 상승하게 되면 공간부 내에서 스피어가 유동할 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 웨이트의 하면에는 스피어의 상면과 대응되는 라운딩 홈을 형성할 수 있다. 상기 웨이트의 라운딩 홈의 반경은 스피어의 반경보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.Additionally, as the sphere rises due to the laminate, the sphere may flow within the space. In order to prevent this, a rounding groove corresponding to the upper surface of the sphere may be formed on the lower surface of the weight. The radius of the rounded groove of the weight is preferably larger than the radius of the spheres.

도 5는 본 발명에 따른 스피어와 웨이트의 상승과 하강 범위를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the rise and fall ranges of the spear and weight according to the present invention.

도 5(a)는 프린팅 준비 상태의 토출기를 나타낸 것이고, 도 5(b)는 프린팅 상태의 토출기를 나타낸 것이다. 프린팅 준비 상태에서는 웨이트의 하중으로 스피어를 누르고 있어서 스피어가 토출구를 막고 있다. 그러나 토출기가 하강하여 스피어가 이전에 프린팅한 적층물을 누르게 되면 스피어와 웨이트는 상승하게 된다. 이 때, 토츨기의 몸체 상부에 결합된 마게는 웨이트가 더 이상 상승하지 못하도록 제한한다.Fig. 5 (a) shows the discharger in the printing ready state, and Fig. 5 (b) shows the discharger in the printing state. In preparation for printing, the spear is blocking the spout by holding the spear under the weight of the weight. However, when the ejector falls and the spear presses the previously printed laminate, the spear and weight will rise. At this time, the margins attached to the upper part of the body of the weighing machine restrict the weights from rising further.

다른 실시예로서 상기 웨이트의 상측과 마게의 하측 사이의 공간에는 스프링(spring)을 더욱 구비할 수 있다. 이에 따라 탄성력으로 스피어를 누를 수 있다.As another embodiment, a spring may be further provided in a space between the upper side of the weight and the lower side of the spigot. As a result, the spear can be pressed by the elastic force.

도면에서 도면부호 D1은 스피어의 승강범위를 나타낸 것이고, 도면부호 D2는 웨이트의 승강범위를 나타낸 것이다. 상기 D1은 D2와 동일한 거리값을 갖도록 하여야 한다. 상기 도면부호 D3는 스피어가 최대 상승인 상태에서의 토출구와 스피어의 거리를 나타낸 것인데, 토출구의 단부는 스피어의 하단보다 높게 형성하여, 토출구 하측 단부가 이전에 프린팅한 적층물을 손상시키지 않는다. 상기 D3는 적층 두께에 따라 달라질 수 있지만, 바람직하게는 적어도 0.5mm 내지 1mm 이상으로 설정되어야 한다. In the figure, reference symbol D1 denotes a lift range of the spear, and reference symbol D2 denotes a lift range of the weight. The above D1 should have the same distance value as D2. D3 indicates the distance between the discharge port and the sphere in a state in which the spear is maximally raised. The discharge port end is formed higher than the lower end of the spear so that the discharge port lower end does not damage the printed product. The D3 may vary depending on the lamination thickness, but it should preferably be set to at least 0.5 mm to 1 mm or more.

본 발명에 따르면, 이전에 프린팅되어 굳어 있는 적층물의 상부에 토출기의 스피어가 눌러 상대적으로 상승한 경우에만 용융된 프린팅 소재가 토출될 수 있다.According to the present invention, the molten printing material can be discharged only when the sphere of the discharger is relatively pressed to the upper portion of the previously printed and hardened laminate.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

100 : 토출기 110 : 토출기 몸체
111 : 중앙홀 112 : 인입홀
112-1 : 인입구 113 : 토출구
120 : 스피어 130 : 웨이트
140 : 마게 200 : 가열기
300 : 냉각기
VAC : 공간부 STC : 필라멘트
ASC : 적층물100: Discharger 110: Discharger body
111: center hole 112: inlet hole
112-1: inlet 113: outlet
120: spear 130: weight
140: mage 200: heater
300: cooler
VAC: space part STC: filament
ASC: Laminate

Claims (5)

프린팅 소재를 토출하여 디자인된 조형물을 형성하는 삼차원 프린터의 토출기로로서,
상기 토출기의 외측에는 프린팅 소재를 용융시키는 가열기가 구비되고,
원기둥 형상의 몸체(110)와, 상기 몸체의 중앙에 형성되고 몸체의 길이 방향으로 형성되는 중앙홀(111)과, 상기 중앙홀의 외측에 몸체의 길이방향으로 형성되고 프린팅 소재가 투입되는 인입홀(112)과, 상기 토출기 몸체의 하단에 구비되고 용융된 프린팅 소재가 토출되는 토출구(113)로 이루어지고,
상기 중앙홀, 인입홀, 및 토출구는 모두 몸체의 내부에 형성되는 공간부(VAC)와 연통되며,
상기 공간부에는 볼(ball) 형상의 스피어(120)가 구비되고, 중앙홀에는 원기둥 형상의 웨이트(130)가 구비되며, 상기 토출기 몸체의 상단에는 웨이트가 상승하는 것을 제한하기 위한 마게(140)가 형성되고,
상기 웨이트의 하면에는 스피어의 상면과 대응되는 라운딩 홈이 형성되고, 상기 라운딩 홈의 반경은 스피어의 반경보다 크게 형성되며,
상기 인입홀에는 프린팅 소재가 투입되고, 상기 프린팅 소재는 와이어 형상의 필라멘트이고,
프린팅 준비 상태일 때에는 웨이트의 하중으로 스피어를 누르고 있어서 스피어가 토출구를 막게 되며, 프린팅하기 위해 토출기가 하강하여 스피어가 이전에 프린팅한 적층물을 누르게 되면 스피어와 웨이트는 상승하도록 하여 스피어와 토출구 사이에서 용융된 프린팅 소재가 나오도록 구성한 것을 특징으로 하는 삼차원 프린터의 토출기.
A dispenser for a three-dimensional printer which forms a designed product by ejecting a printing material,
A heater for melting the printing material is provided on the outer side of the discharger,
A center hole 111 formed at the center of the body and formed in the longitudinal direction of the body, and an inlet hole (not shown) formed in the longitudinal direction of the body, 112) and a discharge port (113) provided at the lower end of the discharger body for discharging the molten printing material,
The center hole, the inlet hole, and the discharge port all communicate with the space portion (VAC) formed inside the body,
The space includes a spherical spear 120 and a center hole having a cylindrical weight 130. The upper end of the discharger body has a mage 140 Is formed,
A radius of the rounding groove is formed to be larger than a radius of the sphere,
A printing material is fed into the inlet hole, the printing material is a wire-shaped filament,
When the printing is in the ready state, the spear is pressed by the weight of the weight and the spear closes the discharge port. When the discharger is lowered for printing and the spear presses the previously printed laminate, the spear and weight are raised so that the gap between the spear and the discharge port And the molten printing material is discharged.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102207107B1 (en) * 2019-07-25 2021-01-25 한국전력공사 3d printing apparatus and 3d printing method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001219108A (en) * 2000-02-09 2001-08-14 Japan Steel Works Ltd:The Gluing apparatus and gluing method
JP2015190031A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 三菱重工業株式会社 Substance lamination apparatus and production method for laminated member

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101610218B1 (en) 2014-02-19 2016-04-08 (주)비앤케이 Complex filament composition for fdm type 3d printer containing metal powder
KR101469095B1 (en) 2014-03-10 2014-12-04 (주) 우진 더블유.티.피. Electronic Device Intenna Manufacturing Method using 3D Printer
KR101581746B1 (en) 2014-05-16 2015-12-31 (주)이에이스 3D printer that is able to move 2-axis linear and rotary direction
KR101587411B1 (en) 2014-08-11 2016-01-21 안동대학교 산학협력단 heat treatment apparatus for 3d metal printer and the product heat treatment method thereof
KR101814282B1 (en) * 2016-05-31 2018-01-02 한양대학교 에리카산학협력단 Nozzle system of 3d printer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001219108A (en) * 2000-02-09 2001-08-14 Japan Steel Works Ltd:The Gluing apparatus and gluing method
JP2015190031A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 三菱重工業株式会社 Substance lamination apparatus and production method for laminated member

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