KR101977327B1 - 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3d 프린터와 프린팅 방법 - Google Patents

성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3d 프린터와 프린팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101977327B1
KR101977327B1 KR1020170109557A KR20170109557A KR101977327B1 KR 101977327 B1 KR101977327 B1 KR 101977327B1 KR 1020170109557 A KR1020170109557 A KR 1020170109557A KR 20170109557 A KR20170109557 A KR 20170109557A KR 101977327 B1 KR101977327 B1 KR 101977327B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
molding
substrate
light
liquid resin
photo
Prior art date
Application number
KR1020170109557A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190023585A (ko
Inventor
박종복
이동길
김회민
Original Assignee
한국광기술원
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 한국광기술원 filed Critical 한국광기술원
Priority to KR1020170109557A priority Critical patent/KR101977327B1/ko
Publication of KR20190023585A publication Critical patent/KR20190023585A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101977327B1 publication Critical patent/KR101977327B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B29C64/135Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/232Driving means for motion along the axis orthogonal to the plane of a layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법에 관한 것으로서, 성형물 지지유니트는 광경화성 액상 수지가 저수된 수조 내에 설치되어 광경화성 액상 수지가 조사된 광에 의해 경화되어 성장될 수 있도록 된 판형상의 성형기판과, 성형기판 상부에서 성형기판과 결합되며 성형기판을 승하강시키기 위한 승강기와 결합되는 홀더를 구비하고, 성형기판은 광경화성 액상 수지가 충진될 수 있게 상하로 관통되되 상부가 넓고 하부가 좁은 테이퍼홀이 상호 이격되게 다수 형성된 구조로 되어 있다. 이러한 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법에 의하면, 광경화성 액상 수지가 성형기판 내의 테이퍼홀에 충진되게 경화처리하여 성형물을 인쇄함으로써 성형기판 하부에서 적층되는 성형물의 자중 증가에 의한 성형기판으로부터의 분리를 억제할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법{supporting unit for printing mold and 3D printer and printing method using the same}
본 발명은 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 성형기판의 하부에 프린팅되는 성형물의 성형경과에 따른 무게증가시 충분한 지지력을 확보할 수 있도록 된 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법에 관한 것이다.
3D 프린터는 형성하고자 하는 입체 모양을 인쇄기법에 의해 성형할 수 있는 장치를 말한다.
최근에는 제품의 디자이너 및 설계자가 CAD 나 CAM을 이용하여 3차원 모델링 데이터를 생성하고, 생성한 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상의 성형물을 제작하는 이른바 3차원 프린팅 방법이 등장하게 되었으며, 이러한 3D 프린터를 산업, 생활, 의학 등 매우 다양한 분야에서 활용하고 있다.
일반적인 3D 프린터의 기본적인 원리는 얇은 2D 레이어를 쌓아서 3D 성형물을 만드는 것이다.
3D 프린터 방법에는 광경화성 수지에 레이저 광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(StereoLithography Apparatus)방식과, SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 레이저 광선으로 주사하여 기능성 고분자 또는 금속분말을 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering)방식, 광경화성 수지가 저장된 수조의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되는 원리를 이용한 DLP(Digital Light Processing) 방식 등이 있다.
기존의 SLA 방식은 광경화성 수지를 이용하는 방법으로 미국특허 4,575,330호에 개시되어 있다.
또한, 최근에는 광경화성 수지 용액에 LCD를 이용하여 인쇄하는 방식도 이용되고 있다.
또한, 광경화방식의 방식의 경우 성형기판을 하부로 하강시키면서 성형기판상면에 성형물을 적층시키는 상향식과, 성형기판을 상부로 승강시키면서 성형기판의 하면에 성형물을 적층시키는 하향식이 있다.
그런데, 하향식의 경우 출력 성형물이 대형화되면 성형기판과의 결합력이 충분치않아 성형과정에서 성형기판으로부터 자중에 의해 분리되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 성형기판 하부에서 적층되는 성형물의 자중 증가에 의한 분리를 억제할 수 있는 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 성형물 지지유니트는 광경화성 액상 수지가 저수된 수조 내에 설치되어 상기 광경화성 액상 수지가 조사된 광에 의해 경화되어 성장될 수 있도록 된 판형상의 성형기판과; 상기 성형기판 상부에서 상기 성형기판과 결합되며 상기 성형기판을 승하강시키기 위한 승강기와 결합되는 홀더;를 구비하고, 상기 성형기판은 상기 광경화성 액상 수지가 충진될 수 있게 상하로 관통되되 상부가 넓고 하부가 좁은 테이퍼홀이 상호 이격되게 다수 형성된 구조로 되어 있다.
바람직하게는 상기 홀더는 상기 성형기판과 대향되게 상부에 이격되게 배치되는 지지판과; 상기 지지판 상부에 형성되어 상기 승강기와 결합되는 결합바와; 상기 성형기판의 상기 테이퍼홀이 형성된 영역과 상기 지지판 사이에 상기 광경화성 액상수지가 유통될 수 있도록 간극을 갖게 상기 지지판과 상기 성형기판을 이격되게 결합하는 이격 결합부;를 구비한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 이격 결합부는 상기 지지판에 일단이 결합되어 있고 상기 지지판의 하부로 연장되게 돌출된 자석부재와; 상기 성형기판의 상기 자석부재에 대응되는 위치에 상기 자석부재의 자력에 감응하여 자력결합되는 자력감응부재;를 구비한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 3D 프린터는 광경화성 액상 수지가 충진되며 상부가 개방된 수조와; 상기 수조 내로 광경화성 수지를 공급하는 수지 공급부와; 상기 수조 내에 설치되어 상기 광경화성 액상 수지가 조사된 광에 의해 경화되어 성장될 수 있도록 된 판형상의 성형기판과, 상기 성형기판 상부에서 상기 성형기판을 지지할 수 있도록 결합된 홀더를 갖는 성형물 지지유니트와; 상기 홀더와 결합되어 상기 성형기판을 상방으로 승하강시킬 수 있도록 된 승강기와; 상기 수조의 하부에서 상기 수조를 향해 광을 조사하여 상기 성형기판의 하부로 상기 광경화성 액상 수지의 경화에 의한 성형층을 형성하는 광조사부와; 상기 승강기와 상기 광조사부의 구동을 제어하여 상기 성형기판에 성형물의 형성을 제어하는 제어유니트;를 구비하고, 상기 성형기판은 상기 광경화성 액상 수지가 충진될 수 있게 상하로 관통되되 상부가 넓고 하부가 좁은 테이퍼홀이 상호 이격되게 다수 형성된 구조로 되어 있다.
또한, 상기의 3D프린터의 프린팅 방법은 가. 상기 광경화성 액상 수지가 상기 성형기판의 두께 보다 높은 높이로 상기 수조에 충진된 상태에서 상기 수조의 바닥면까지 상기 성형기판이 도달되게 하강시킨 후 상기 광조사부에서 상기 성형기판 하부에 광을 조사하여 상기 테이퍼홀에 충진된 광경화성 액상 수지를 경화시켜 테이퍼 행거핀을 형성하는 단계와; 나. 상기 성형기판을 설정된 기준 높이로 상승시킨 후 상기 광조사부에서 상기 성형기판 하부에 광을 조사하여 상기 수조의 바닥면과 상기 성형기판 사이의 광경화성 액상 수지가 상기 테이퍼 행거핀을 통해 상기 성형기판 하부에 경화되게 하여 베이스층을 형성하는 단계와; 다. 상기 성형기판을 상승시켜 상기 베이스층 하부에 형성하고자 하는 성형물에 대응되게 상기 광조사부에 광을 조사하여 성형층을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법에 의하면, 광경화성 액상 수지가 성형기판 내의 테이퍼홀에 충진되게 경화처리하여 성형물을 인쇄함으로써 성형기판 하부에서 적층되는 성형물의 자중 증가에 의한 성형기판으로부터의 분리를 억제할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 성형물 지지유니트가 적용된 3D 프린터를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 성형물 지지유니트를 발췌하여 도시한 단면도이고,
도 3 내지 도 5는 도 1의 3D 프린터를 이용하여 성형물을 프린팅하는 방법을 설명하기 위해 일부 요소를 발췌하여 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 성형물 지지유니트가 적용된 3D 프린터를 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3D프린터(100)는 수조(110), 수지 공급부(120), 성형물 지지유니트(130), 승강기(160), 광조사부(170), 제어유니트(180)를 구비한다.
수조(110)는 프레임(101)에 의해 지지되게 설치되어 있고, 광경화성 액상 수지(112)가 충진되며 상부가 개방된 구조로 되어 있다.
수조(110)의 저면은 광투과가 용이한 투명소재로 되어 있다.
수지 공급부(120)는 수조(110) 내로 광경화성 액상 수지를 공급한다.
수지 공급부(120)는 제어유니트(180)에 제어되어 수조(110) 내로 광경화성 액상 수지를 공급하도록 구축될 수 있다.
이 경우 제어유니트(180)는 수조(110)에 설치된 수위센서(미도시)로부터 광경화성 액상 수지의 저수 레벨을 제공받고, 인쇄프로세스에 대응되게 수조(110) 내의 수위가 목표 수위가 유지되도록 수지 공급부(120)의 수지 공급량을 제어한다.
이와는 다르게, 수지공급부(120)는 제어유니트(180)와 독립되어 작동될 수 있게 구축될 수 있다. 이 경우 수지공급부(120)는 작동온으로 선택되면 수조(110)에 설치된 수위센서(미도시)로부터 광경화성 액상 수지의 저수 레벨을 제공받고, 수조(110) 내의 수위가 목표 수위가 유지되도록 수지 공급량을 자체적으로 제어하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
성형물 지지유니트(130)는 수조(110) 내에 설치되어 광경화성 액상 수지(112)가 조사된 광에 의해 경화되어 성장될 수 있도록 된 판형상의 성형기판(132)과, 성형기판(132) 상부에서 성형기판(132)을 지지할 수 있도록 성형기판(132)과 결합되며 후술하는 승강기(160)와 결합되는 홀더(140)를 구비한다.
성형물 지지유니트(130)는 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
성형기판(132)은 판형상으로 형성되어 있으며, 광경화성 액상 수지(112)가 충진될 수 있게 상하로 관통되되 상부가 넓고 하부가 좁은 테이퍼홀(134)이 상호 이격되게 다수 형성되어 있다.
테이퍼홀(134)의 크기, 테이퍼홀(134) 상호간의 이격거리 및 적용 개수는 성형물을 지지하기 위해 요구되는 지지력을 고려하여 충분한 지지력을 확보할 수 있도록 결정하면 된다.
여기서 테이퍼홀(134)은 상형기판(132)의 상면(132a)에서 하면(132b)으로 진행할수록 내경이 점진적으로 좁아지게 형성된 구조로 형성되어 있다.
여기서 테이퍼홀(134)의 테이퍼 형상은 광경화성 액상 수지가 충진된 후 경화되면 성형기판(132) 하부로의 이탈은 억제할 수 있는 형상이 되도록 하기 위해 적용된 것이다.
테이퍼홀(134)을 형성하는 내면과 수직중심선과의 사이각 즉, 테이퍼각은 30 내지 60°가 되게 적용한다.
도시된 예와는 다르게 테이퍼홀(134)은 성형기판(132)의 상면(132a)에서 하면(132b)을 향하는 방향으로 일정 길이까지만 즉, 하면(132b)으로부터 상면(132a)을 향하는 방향으로 일정 높이까지만 앞서 설명된 방식으로 하방으로 진행할 수록 내경이 점진적으로 좁아지게 형성된 구조로 형성된 테이퍼부분을 갖되 테이퍼부분의 하부에서 하면(132b)까지는 동일 내경을 갖게 연장되거나 내경이 점진적으로 증가하게 형성된 부분을 갖게 형성될 수 있음은 물론이다.
성형기판(132)은 광이 투과되는 투명소재로 형성되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 성형기판(132)은 350nm 내지 450nm 대역의 파장을 갖는 자외선에 대한 투과성이 높은 폴리카보네이트(PC), 아크릴, 석영유리(fused silica) 소재로 형성된 것을 적용한다.
홀더(140)는 성형기판(132) 상부에서 성형기판(132)과 결합되며 성형기판을 승학시키기 위한 승강기와 결합되며 지지판(142)과, 결합바(144) 및 이격 결합부(150)를 구비한다.
지지판(142)은 성형기판(132)과 대향되게 상부에 이격되게 배치되며 성형기판(132)와 대응되는 크기로 판형상으로 형성된 것을 적용한다.
결합바(144)는 지지판(142) 상부 즉, 지지판(142)의 상면 중앙에서 상방으로 연장되게 형성되어 승강기(160)의 리프트 바(162)의 일단과 결합되어 있다.
이격 결합부(150)는 성형기판(132)의 테이퍼홀(134)이 형성된 영역과 지지판 (142)사이에 광경화성 액상수지(112)가 유통될 수 있도록 간극(G)을 갖게 지지판(142)과 성형기판(132)을 이격되게 결합시키도록 되어 있다.
이격 결합부(150)는 자석부재(151)와 자력감응부재(152)가 적용되어 있다.
자석부재(151)는 영구자석이 적용되며 지지판(142)의 테이퍼홀(134)이 형성된 영역을 벗어난 가장자리 부근에서 지지판(142)의 저면으로부터 상방으로 인입되게 형성된 장착홈에 수용되게 일단이 결합되어 있고 지지판(142)의 저면 하부로 즉, 하방으로 연장되게 돌출되게 설치되어 있다.
여기서 자석부재(151)의 지지판(142) 하부로의 돌출길이가 간극(G)이 되게 지지판(142)에 설치되는 것이 바람직하다.
자력감응부재(152)는 성형기판(132)의 자석부재(151)에 대응되는 가장자리상의 대응 위치에 상면에 돌출되지 않은 상태로 노출되게 매립되게 설치되어 있다.
자력감응부재(152)는 자석부재(151)의 자력에 감응하여 자력결합될 수 있는 철과 같은 금속소재로 형성된 것을 적용하면된다.
도시된 예와 다르게 자석부재(151)가 성형기판(132)에 상부로 돌출되게 장착되고, 지지판(142)에 자력감응부재가 매립되게 장착되는 방식도 가능함은 물론이다.
이와는 다르게, 성형기판(132)과 지지판(142)을 볼트와 같은 요소로 간극(G)을 갖게 결합하는 방식도 가능함은 물론이다.
여기서, 지지판(142)과 성형기판(132) 사이의 간극(G)은 1 내지 3mm로 적용하는 것이 바람직하다.
간극(G)이 1mm 미만이면 간극(G)에 경화되어 형성되는 상부 지지층(210)의 충분한 지지력 확보 기능을 얻기 어렵고, 3mm를 초과하는 경우 지지력 증가율이 크지 않다.
승강기(160)는 홀더(140)와 결합되어 성형기판(132)을 상방으로 승학강시킬 수 있도록 프레임(101)에 설치되어 있다.
승강기(160)는 모터(M)(161)에 의해 회전될 수 있게 수직상으로 연장되게 설치된 수직 스크류(164)의 외측에 승강너트(165)가 설치되어 있고, 승강너트(165)는 리프트바(162)와 결합되어 있다.
또한, 수직 스크류(164)와 나란하게 연장된 구속가이드바(168) 외측에 구속링(168)이 수직상으로 이동가능하게 설치되어 있고, 구속링(168)에 리트프바(162)가 결합되어 있다.
이러한 승강기(160)는 모터(161)의 정역 회전에 의해 수직 스크류(164)가 정역회전하고, 수직 스크류(164)의 정역 회전에 의해 리프트바(162)가 구속링(168)을 통해 구속되어 승강너트(165)를 따라 승하강 된다.
승강기(160)는 도시된 예와 다른 구조로 홀더(140)를 통해 승하강할 수 있는 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
광조사부(170)는 제어유니트(180)에 제어되며, 수조(110)의 하부에서 수조를 향해 광을 조사하여 성형기판(132)의 하부로 광경화성 액상 수지(112)의 경화에 의한 성형층(250)을 형성할 수 있도록 되어 있다.
광조사부(170)는 광원(171), 광원에서 조사된 광을 형성하고자 하는 빔형상에 대응되게 처리하는 DLP(Digital Light Processing)(173)와, DLP를 거친 광을 수조(110) 하부로 집속하는 집속렌즈(175)로 되어 있다.
광조사부(170)는 LCD를 적용하여 원하는 빔형상을 구현하는 방식 등 공지된 다양한 방식이 적용될 수 있다.
광조사부(170)는 성형기판(132)의 성형영역에 대해 광빔을 선택적으로 조사할 수 있도록 형성되거나, 이동에 의해 성형기판(132)의 성형영역에 대해 광빔을 선택적으로 조사할 수 있도록 형성될 수 있다.
제어유니트(180)는 성형하고자 하는 성형물이 성형기판(132)에 형성되도록 수지공급부(120), 승강기(160), 광조사부(170)의 구동을 제어한다.
제어유니트(180)는 작동을 조작하는 조작부(미도시)와, 조작부로부터 설정된 성형물에 대한 인쇄지시가 수신되면, 기억부(미도시)에 등록된 성형물의 성형데이터에 따라 인쇄성형될 수 있도록 수지공급부(120), 승강기(160), 광조사부(170)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 구비한다.
이러한 3D 프린터(100)에서 성형물을 인쇄하는 과정을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 성형물 성형 이전에 성형기판(132)에 성형물을 지지할 수 있도록 지지층을 형성한다.
이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 수지공급부(120)에 의해 광경화성 액상 수지(112)가 성형기판(132)의 두께 보다 높으며 지지판(142)의 적어도 일부가 함침될 수 있는 제1높이로 수조(110)에 충진된 상태에서 수조(110)의 바닥면(110a)까지 성형기판(132)이 도달되게 승강기(160)를 제어하여 하강시킨다.
이후, 광조사부(170)에서 성형기판(132) 하부에 광을 조사하여 테이퍼홀(134)에 충진된 광경화성 액상 수지(112)를 경화시켜 테이퍼 행거핀(220)을 형성한다. 이러한 광조사는 성형기판(132)의 저면 전체에 광이 조사되게 처리되며, 성형기판 상부와 지지판(142) 사이에 충진된 광경화성 액성 수지는 경화에 의해 상부 지지층(210)을 형성한다.
테이퍼 행거핀(220)은 테이퍼홀(134)내에 충진된 광경화성 액상수지가 경화된 부분을 지칭하며 상부 지지층(210)과 일체로 형성된다.
다음은 도 4에 도시된 바와 같이 성형기판(132)을 바닥면(110a)으로부터 설정된 기준 높이로 상승시킨 후 광조사부(170)에서 성형기판(132) 하부에 광을 조사하여 수조(110)의 바닥면(110a)과 성형기판(132) 사이의 광경화성 액상 수지가 테이퍼 행거핀(220)을 통해 성형기판(132) 하부에 경화되게 하여 베이스층(230)을 형성한다.
베이스층(230)의 적층 두께는 적절하게 적용하면 된다.
여기서, 베이스층(230), 테이퍼행거핀(220) 및 상부 지지층(210)은 상호 일체로 동일소재로 연결된 구조물로서 앞서 설명된 지지층이 된다.
이러한 준비단계 이후에는 도 5에 도시된 바와 같이 성형기판(132)을 단위 적층 두께에 대응되는 단위 높이 만큼 상승시켜 베이스층(230) 하부에 형성하고자 하는 성형물의 해당층에 대응되는 패턴의 광을 광조사부(170)에서 광을 조사하여 성형층(250)을 형성하고, 다시 단위 높이만큼 성형기판(132)을 상승시키고 그에 대응되는 패턴의 광을 조사하여 다음 차수의 성형층(250)을 형성하는 과정을 순차적으로 수행한다.
이 경우 동일소재로 된 지지층 즉, 상부 지지층(210), 테이퍼행거핀(220) 및 베이스층(230)이 성형기판(132)에 매달린 형태로 지지되어 있고, 이후 베이층(230)에 동일 소재로 성형층(250)이 형성됨으로써 성형층(250)의 지지력을 보다 강화되게 확보할 수 있다.
이상에서 설명된 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3D 프린터와 프린팅 방법에 의하면, 광경화성 액상 수지가 성형기판 내의 테이퍼홀에 충진되게 경화처리하여 성형물을 인쇄함으로써 성형기판 하부에서 적층되는 성형물의 자중 증가에 의한 성형기판으로부터의 분리를 억제할 수 있는 장점을 제공한다.
110: 수조 120: 수지 공급부
130: 성형물 지지유니트 132: 성형기판
142: 지지판 160: 승강기
170: 광조사부 180: 제어유니트

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 광경화성 액상 수지가 충진되며 상부가 개방된 수조와, 상기 수조 내로 광경화성 액상 수지를 공급하는 수지 공급부와, 상기 수조 내에 설치되어 상기 광경화성 액상 수지가 조사된 광에 의해 경화되어 성장될 수 있도록 된 판형상으로 형성되되 상기 광경화성 액상 수지가 충진될 수 있게 상하로 관통되되 상부가 넓고 하부가 좁은 테이퍼홀이 상호 이격되게 다수 형성되며 투명소재로 된 성형기판과, 성형기판 상부에서 상기 성형기판을 지지할 수 있도록 결합된 홀더와, 상기 홀더와 결합되어 상기 성형기판을 상방으로 승하강시킬 수 있도록 된 승강기와, 상기 수조의 하부에서 상기 수조를 향해 광을 조사하여 상기 성형기판의 하부로 상기 광경화성 액상 수지의 경화에 의한 성형층을 형성하는 광조사부와, 상기 승강기와 상기 광조사부의 구동을 제어하여 상기 성형기판에 성형물의 형성을 제어하는 제어유니트를 구비하는 3D 프린터의 프린팅 방법에 있어서,
    가. 상기 광경화성 액상 수지가 상기 성형기판의 두께 보다 높은 높이로 상기 수조에 충진된 상태에서 상기 수조의 바닥면까지 상기 성형기판이 도달되게 하강시킨 후 상기 광조사부에서 상기 성형기판 하부에 광을 조사하여 상기 테이퍼홀에 충진된 광경화성 액상 수지를 경화시켜 테이퍼 행거핀을 형성하는 단계와;
    나. 상기 성형기판을 설정된 기준 높이로 상승시킨 후 상기 광조사부에서 상기 성형기판 하부에 광을 조사하여 상기 수조의 바닥면과 상기 성형기판 사이의 광경화성 액상 수지가 상기 테이퍼 행거핀을 통해 상기 성형기판 하부에 경화되게 하여 베이스층을 형성하는 단계와;
    다. 상기 성형기판을 상승시켜 상기 베이스층 하부에 형성하고자 하는 성형물에 대응되게 상기 광조사부에 광을 조사하여 성형층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 홀더는
    상기 성형기판과 대향되게 상부에 이격되게 배치되는 지지판과;
    상기 지지판 상부에 형성되어 상기 승강기와 결합되는 결합바와;
    상기 성형기판의 상기 테이퍼홀이 형성된 영역과 상기 지지판 사이에 상기 광경화성 액상수지가 유통될 수 있도록 간극을 갖게 상기 지지판과 상기 성형기판을 이격되게 결합하는 이격 결합부;를 구비하고,
    상기 가 단계는 상기 성형기판 저면 전체에 광이 조사되게 처리하여 상기 성형기판 상부와 상기 지지판 사이에 충진된 광경화성 액상수지는 경화에 의해 상기 테이퍼 행거핀과 일체로 상부 지지층을 형성하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 프린팅 방법.
KR1020170109557A 2017-08-29 2017-08-29 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3d 프린터와 프린팅 방법 KR101977327B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170109557A KR101977327B1 (ko) 2017-08-29 2017-08-29 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3d 프린터와 프린팅 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170109557A KR101977327B1 (ko) 2017-08-29 2017-08-29 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3d 프린터와 프린팅 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190023585A KR20190023585A (ko) 2019-03-08
KR101977327B1 true KR101977327B1 (ko) 2019-05-10

Family

ID=65801228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170109557A KR101977327B1 (ko) 2017-08-29 2017-08-29 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3d 프린터와 프린팅 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101977327B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110370639B (zh) * 2019-07-30 2021-09-28 重庆工业职业技术学院 一种快速成型的3d打印机
KR102148822B1 (ko) * 2020-04-21 2020-08-27 (주)아름덴티스트리 3d 프린팅 장치
CN118269348B (zh) * 2024-06-03 2024-08-16 湖南电气职业技术学院 一种防粘连3d打印机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016064652A (ja) * 2014-09-18 2016-04-28 ローランドディー.ジー.株式会社 三次元造形装置
KR101725658B1 (ko) * 2015-09-08 2017-04-27 임은석 3차원 프린터 및 3차원 객체 제작 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05309749A (ja) * 1992-05-14 1993-11-22 Toyota Motor Corp 光学的造形装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016064652A (ja) * 2014-09-18 2016-04-28 ローランドディー.ジー.株式会社 三次元造形装置
KR101725658B1 (ko) * 2015-09-08 2017-04-27 임은석 3차원 프린터 및 3차원 객체 제작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190023585A (ko) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101977327B1 (ko) 성형물 지지유니트 및 이를 적용한 3d 프린터와 프린팅 방법
US20060099287A1 (en) Three-dimensional printing prototyping system
KR20190019130A (ko) 3차원 적층제조 생산 시간 감소를 위한 시스템 및 방법
JP6557565B2 (ja) 三次元造形装置
KR101982112B1 (ko) 바텀업 방식 3d 프린터
JP6887018B2 (ja) 三次元プリンタの樹脂を補充する方法
CN212826848U (zh) 一种光固化3d打印机
KR102180817B1 (ko) 3차원 프린터 및 프린팅 시스템
KR20190023014A (ko) 광경화성 3d 프린터 및 제품 성형방법
CN105690750A (zh) 光固化型3d打印装置及其升降台控制方法
US20210260819A1 (en) Systems, apparatuses, and methods for manufacturing three dimensional objects via continuously curing photopolymers, utilising a vessel containing an interface fluid
KR101870692B1 (ko) 다중 소재를 적층할 수 있는 3d프린터
KR101863826B1 (ko) 광경화식 3d 성형방법 및 광경화식 3d 성형장치
KR20190115528A (ko) Dlp방식 3d 프린터의 구동 제어방법
KR102476579B1 (ko) 3차원 프린터
KR20190050732A (ko) 광경화를 촉진할 수 있는 3d 프린터용 레진 용기 및 이를 포함하는 3d 프린터
US11565465B2 (en) Method for manufacturing three-dimensional shaped object, additive manufacturing apparatus, and article
JP6866152B2 (ja) 三次元造形装置および三次元造形方法
CN205553221U (zh) 基于sla技术的高精度3d打印装置
KR101874791B1 (ko) 광경화식 3d 성형방법 및 광경화식 3d 성형장치
KR101976636B1 (ko) 광경화성 3d 프린터 및 제품 성형방법
US20200055244A1 (en) Method of forming three-dimentional object
KR101876803B1 (ko) 삼차원 프린터
JPH11342541A (ja) 光造形装置
KR102588181B1 (ko) 3차원 프린터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right