KR101980611B1 - Multi-chamber 3D printer using heterogeneous materials - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터에 관한 것으로서, 특히 내부에 빌드 플레이트가 구비된 메인챔버와; 상기 메인챔버 내부에서 이동하고, 상기 빌드 플레이트 상면에 서로 다른 이종소재를 토출하는 토출부가 내부에 구비된 다수의 모듈챔버와; 상기 빌드 플레이트를 향해 레이저빔을 조사하여 토출된 재료를 경화시키는 소결 레이저;를 포함하여 구성되어, 다양한 기능성 제품이나 다양한 느낌이 필요한 제품들을 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a multi-chamber 3D printer using heterogeneous materials, and more particularly, to a multi-chamber 3D printer using a main chamber having a build plate therein; A plurality of module chambers disposed inside the main chamber and having a discharge unit for discharging disparate materials on the upper surface of the build plate; And a sintering laser for irradiating a laser beam toward the build plate to cure the discharged material, so that it is possible to easily form various functional products or products requiring various feelings.

Figure R1020170081785
Figure R1020170081785

Description

이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터{Multi-chamber 3D printer using heterogeneous materials}{Multi-chamber 3D printer using heterogeneous materials}

본 발명은 3D 프린터에 관한 것으로서, 특히 이종소재를 토출하여 성형할 수 있는 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a 3D printer, and more particularly, to a multi-chamber 3D printer using a heterogeneous material capable of ejecting and forming heterogeneous materials.

일반적으로, 3D 프린터란 입체로 디자인된 형상을 플라스틱, 금속, 세라믹 등 각종 소재를 층층이 쌍아 제조하는 장치를 말한다. 3D 프린터는 소재를 레이저로 소결하는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식, 빛으로 소재를 굳히는 SLA(Stereolithography) 방식, 필라멘트를 용융하는 FFF(Fused Filament Fabrication) 방식 등 다양한 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 available in a variety of ways including SLS (Selective Laser Sintering) for laser-sintering materials, Stereolithography (SLA) for solidifying materials with light, and Fused Filament Fabrication (FFF) for melting filaments.

3D 프린터는 설계된 형상을 단순히 보여주는 초기 단계의 급속 조형 (RP, Rapid Prototype) 기술을 넘어서 금속, 석회, 합성수지, 고무 등의 재료를 직접 분사해 기계 부품이나 제작품을 찍어내는 임의 형상 제작(SFF, Solid Freeform Fabrication) 기술로 진화하고 있다.In addition to the early prototype (Rapid Prototype) technology that simply shows the designed shape, the 3D printer can produce arbitrary shapes such as metal, lime, synthetic resin, rubber, etc., Freeform Fabrication technology.

그러나, 지금까지 제시되고 있는 대부분의 3D 프린터는 한 가지 종류의 재료를 토출하여 소결하는 방식으로 제품을 제작하였기 때문에 다양한 기능을 갖거나 다양한 느낌을 제공하는 제품을 생산하는데는 일정한 한계가 있었다.However, since most of the 3D printers thus far have produced a product by discharging and sintering one type of material, there are certain limitations in producing a product having various functions or various senses.

등록번호:10-1736568 (출원번호:10-2015-0062114, 발명의 명칭 : 다중재료 성형을 위한 3D 프린터용 헤드)Registration No. 10-1736568 (Application No. 10-2015-0062114, title of the invention: head for 3D printer for multi-material molding)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다양한 이종의 재료를 토출한 후 소결하여 제품을 성형할 수 있는 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a multi-chamber 3D printer using a disparate material capable of forming a product by discharging various kinds of materials after sintering.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터는 내부에 빌드 플레이트가 구비된 메인챔버와; 상기 메인챔버 내부에서 이동하고, 상기 빌드 플레이트 상면에 서로 다른 이종소재를 토출하는 토출부가 내부에 구비된 다수의 모듈챔버와; 상기 빌드 플레이트를 향해 레이저빔을 조사하여 토출된 재료를 경화시키는 소결 레이저;를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-chamber 3D printer using a heterogeneous material, including: a main chamber having a build plate therein; A plurality of module chambers disposed inside the main chamber and having a discharge unit for discharging disparate materials on the upper surface of the build plate; And a sintering laser for irradiating a laser beam toward the build plate to cure the discharged material.

여기서, 상기 소결 레이저는 상기 모듈챔버의 상측에 위치되고, 상기 모듈챔버의 상면에는 레이저빔이 투과하는 투과포트가 구비되어, 상기 빌드 플레이트 위의 재료에 레이저빔이 조사된다.Here, the sintering laser is positioned above the module chamber, and the upper surface of the module chamber is provided with a transmission port through which the laser beam is transmitted, so that the material on the build plate is irradiated with a laser beam.

그리고, 상기 모듈챔버는 액상 또는 페이스트 형태의 재료를 토출하는 제1모듈챔버와, 폴리머, 금속, 비금속 분말 중 어느 하나를 토출하는 제2모듈챔버 및 폴리머, 금속, 비금속 분말 중 어느 하나를 토출하는 제3모듈챔버 중 적어도 2 이상으로 구성된다.The module chamber includes a first module chamber for discharging liquid or paste-like material, a second module chamber for discharging any one of polymer, metal, and non-metal powder, and a second module chamber for discharging any one of polymer, metal, And a third module chamber.

또한, 상기 제1모듈챔버의 토출부에는 토출된 재료에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생기가 설치된다.In addition, a plasma generator for providing a plasma to the discharged material is installed in the discharge portion of the first module chamber.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터는 각각의 모듈챔버로 서로 다른 이종소재를 빌드 플레이트의 상면에 토출하여 제품을 성형할 수 있기 때문에 다양한 소재가 상호 공존해야 하는 제품이나 다양한 기능성 제품 및 다양한 느낌을 주는 제품들을 용이하게 성형할 수 있는 이점이 있다.The multi-chamber 3D printer using the different materials of the present invention having the above-described structure can form products by dispensing different kinds of materials on the upper surface of the build plate in the respective module chambers, There is an advantage that various functional products and products giving various feelings can be easily molded.

또한, 다수의 모듈챔버 각각에 소결 레이저에서 조사된 레이저빔이 투과하는 투과포트가 구비되어 있기 때문에 빌드 플레이트에 재료를 토출한 후 모듈챔버를 이동시키지 않아도 재료를 소결시킬 수 있어서 작업의 편의성이 향상되는 이점이 있다.In addition, since each of the plurality of module chambers is provided with the transmission port through which the laser beam irradiated by the sintering laser is transmitted, the material can be sintered without moving the module chamber after the material is discharged to the build plate, .

또한, 분말 형태의 재료를 토출하고 동시에 액상이나 페이스트 형태의 재료도 토출할 수 있기 때문에 그 상태가 다른 재료도 토출하여 제품을 성형할 수 있는 이점이 있다.In addition, since a powdery material can be discharged and a liquid or paste material can be discharged at the same time, there is an advantage that a product can be molded by ejecting materials having different states.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터를 보인 사시도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터의 작동과정의 일 예를 보인 도.
도 3은 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터를 정면에서 본 도.1A and 1B are perspective views showing a multi-chamber 3D printer using a different material according to the present invention.
FIGS. 2A to 2D are views showing an example of a process of operating a multi-chamber 3D printer using different materials according to the present invention.
FIG. 3 is a front view of a multi-chamber 3D printer using different materials according to the present invention. FIG.

이하, 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a multi-chamber 3D printer using different materials according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터를 보인 사시도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터의 작동과정의 일 예를 보인 도이며, 도 3은 본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터를 정면에서 본 도이다.FIGS. 1A and 1B are perspective views showing a multi-chamber 3D printer using a different material according to the present invention. FIGS. 2A to 2D are views showing an example of the operation of a multi-chamber 3D printer using a different material according to the present invention And FIG. 3 is a front view of a multi-chamber 3D printer using different materials according to the present invention.

본 발명에 의한 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터는 메인챔버(10)와, 상기 메인챔버(10) 내부에 설치되는 다수의 모듈챔버(20)와, 상기 메인챔버(10) 내부에 설치되는 소결 레이저(30)를 포함하여 구성된다.The multi-chamber 3D printer using the different materials according to the present invention comprises a main chamber 10, a plurality of module chambers 20 installed in the main chamber 10, And a laser (30).

상기 메인챔버(10)는 내부에 큰 공간이 형성되어 모듈챔버(20) 전체와 소결 레이저(30) 등을 수용하고, 바닥면에 X축 또는 Y축 방향으로 길게 레일(11)이 구비된다. 이러한 메인챔버(10)는 성형 공정을 하기 위한 내부 분위기를 조성하여 모듈챔버(20) 들에 의해 성형공정이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.The main chamber 10 has a large space formed therein to accommodate the entire module chamber 20 and the sintering laser 30 and the rail 11 is provided on the bottom surface in the X-axis or Y-axis direction. The main chamber 10 provides an internal atmosphere for the molding process so that the molding process can be smoothly performed by the module chambers 20.

그리고, 메인챔버(10)의 바닥면에는 빌드 플레이트(Build Plate,12)가 구비된다.A build plate 12 is provided on the bottom surface of the main chamber 10.

상기 빌드 플레이트(12)는 3D 프린터를 이용하여 성형 공정을 수행할 때 재료가 토출되는 곳으로서, 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다.The build plate 12 is installed such that the material is discharged when the molding process is performed using the 3D printer, and is movable in the vertical direction.

상기 다수의 모듈챔버(20)는 메인챔버(10) 내부에서 레일(11)을 따라 이동하는 것으로서, 빌드 플레이트(12)의 상면에 서로 다른 이종소재를 토출하는 토출부(20a)가 내부에 구비되고, 상면에 투과포트(20b)가 구비된다.The plurality of module chambers 20 move along the rail 11 in the main chamber 10 and include a discharge portion 20a for discharging different kinds of materials on the upper surface of the build plate 12 And a transmission port 20b is provided on the upper surface.

좀 더 자세히 설명하면, 모듈챔버(20)는 제1모듈챔버(21)와, 상기 제1모듈챔버(21) 옆에 설치되는 제2모듈챔버(22)와, 상기 제2모듈챔버(22) 옆에 설치되는 제3모듈챔버(23)로 구성되는데, 이들 중 적어도 2 이상이 조합되어 구성될 수도 있다.More specifically, the module chamber 20 includes a first module chamber 21, a second module chamber 22 disposed next to the first module chamber 21, And a third module chamber 23 disposed adjacent to the first module chamber 23. At least two or more of them may be combined.

상기 제1모듈챔버(21)는 메인챔버(10) 내부에 수용되어 메인챔버(10)의 레일(11)을 따라 직선운동을 한다. 이러한 제1모듈챔버(21) 내부에는 메인챔버(10) 내부에 설치된 레일(11)과 직교되는 방향으로 레일(21c)이 설치된다.The first module chamber 21 is accommodated in the main chamber 10 and linearly moves along the rail 11 of the main chamber 10. A rail 21c is installed in the first module chamber 21 in a direction orthogonal to the rail 11 installed in the main chamber 10.

그리고, 제1모듈챔버(21)에는 노즐 형태의 토출부(21a)가 내부에 구비되고, 이 토출부(21a)는 제1모듈챔버(21) 내부에 구비된 레일(21c)을 따라 이동한다. 토출부(21a)의 레일(11)과 평행한 방향으로의 이동은 제1모듈챔버(21) 전체를 레일(11)을 따라 이동시키거나 레일(21c)을 레일(11)과 평행한 방향으로 이동시킴으로써 실현될 수 있다. 이와 같은 방식을 통해, 제1모듈챔버(21)의 토출부(21a)는 결과적으로 X축과 Y축 방향으로 이동할 수 있게 된다. 그러나 이와 같은 방식만으로 구성이 한정되는 것은 아니고 토출부(21a)를 X축과 Y축 방향으로 이동시키는 다양한 방법이 이용될 수 있다. The first module chamber 21 is provided with a discharge portion 21a in the form of a nozzle and the discharge portion 21a moves along a rail 21c provided in the first module chamber 21 . The movement of the discharge portion 21a in the direction parallel to the rail 11 is performed by moving the entire first module chamber 21 along the rail 11 or by moving the rail 21c in a direction parallel to the rail 11 Can be realized. In this way, the discharge portion 21a of the first module chamber 21 can eventually move in the X-axis and Y-axis directions. However, the present invention is not limited to such a method, and various methods of moving the discharge portion 21a in the X-axis and Y-axis directions can be used.

위와 같이 X축과 Y축 방향으로 움직이는 제1모듈챔버(21)의 토출부(21a)는 유/무기 물질을 디스펜서하는 것으로서, 폴리머잉크, 금속잉크, 세라믹잉크와 같은 액상이나 페이스트 형태의 재료를 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출한다. 또한, 제1모듈챔버(21)의 토출부(21a)에는 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출된 재료에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생기(21d)가 설치된다.The discharging portion 21a of the first module chamber 21 moving in the X-axis and Y-axis directions as described above dispenses the organic / inorganic material, and it can be a liquid or paste type material such as a polymer ink, a metallic ink, And is discharged onto the upper surface of the build plate 12. The discharge section 21a of the first module chamber 21 is provided with a plasma generator 21d for supplying plasma to the discharged material on the upper surface of the build plate 12. [

상기 플라즈마 발생기(21d)에서 발생되는 플라즈마는 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태로, 금속과 금속, 금속과 비금속, 금속과 폴리머, 폴리머와 폴리머 등 어떠한 물질의 층이던지 이러한 플라즈마를 이용하여 표면처리를 함으로써 안정적인 결합을 통해 견고한 조형물을 제작할 수 있게 한다.The plasma generated by the plasma generator 21d is a gas state separated by an electron having a negative charge and an ion having a positive charge at an ultra-high temperature, and is a layer of any material such as a metal and a metal, a metal and a nonmetal, a metal and a polymer, By using such a plasma, surface treatment can be performed to form a rigid molding through stable bonding.

한편, 제1모듈챔버(21)의 상면에는 투과포트(21b)가 구비되는데, 상기 투과포트(21b)는 소결 레이저(30)에서 조사된 레이저빔이 투과되는 곳으로서, 이 곳을 통해 투과한 레이저빔이 제1모듈챔버(21)의 토출부(21a)에 의해 토출된 재료를 소결시킨다. 그리고, 투과포트(21b)는 윈도우 글라스를 설치하는 형태로 구성하여 레이저빔의 투과도 용이하게 하면서 제1모듈챔버(21) 내부의 모습도 시각적으로 확인가능하게 할 수도 있다.A transmission port 21b is provided on the upper surface of the first module chamber 21. The transmission port 21b is a portion through which the laser beam irradiated by the sintering laser 30 is transmitted, The laser beam sintered material discharged by the discharge portion 21a of the first module chamber 21 is sintered. The transmission port 21b may be configured to provide a window glass so that the transmission of the laser beam is facilitated and the inside of the first module chamber 21 can be visually confirmed.

상기 제2모듈챔버(22)는 메인챔버(10) 내부에 수용되어 메인챔버(10)의 레일(11)을 따라 직선운동을 한다. 이러한 제2모듈챔버(22)는 좁은 하측면을 통해 재료를 토출시키는 쐐기 형태의 토출부(22a)가 구비된다.The second module chamber 22 is accommodated in the main chamber 10 and linearly moves along the rail 11 of the main chamber 10. The second module chamber 22 is provided with a wedge-shaped discharge portion 22a for discharging the material through the narrow bottom surface.

제2모듈챔버(22)의 토출부(22a)는 플라스틱이나 나일론을 포함한 폴리머, 금속, 비금속 분말 중 어느 하나를 내부에 저장하고 있다가 빌드 플레이트(12) 상면에 토출한다. The discharge portion 22a of the second module chamber 22 stores any one of polymer, metal, and non-metal powder including plastic or nylon, and discharges it to the upper surface of the build plate 12. [

그리고, 제2모듈챔버(22)의 토출부(22a)에는 리코터(22c)가 설치되는데, 이 리코터(22c)는 제2모듈챔버(22)가 레일(11)을 따라 움직일 때 토출부(22a)를 뒤따라가면서 토출부(22a)가 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출한 재료를 고르게 도포한다. 더불어, 리코터(22c)에는 진동자(미도시)가 설치되어 리코터(22c)가 토출된 재료를 고르게 도포할 때 재료에 진동을 전달함으로써 재료 사이의 공극을 최소화시키면서 동시에 재료가 더욱 더 고르게 도포되도록 한다.The recoater 22c is provided in the discharge portion 22a of the second module chamber 22 so that when the second module chamber 22 moves along the rail 11, The discharge portion 22a uniformly applies the discharged material to the upper surface of the build plate 12 while following the discharge port 22a. In addition, a vibrator (not shown) is provided in the recoater 22c to transmit vibration to the material when the recoater 22c uniformly applies the discharged material, thereby minimizing the gap between the materials, .

또한, 제2모듈챔버(22)의 상면에는 투과포트(22b)가 구비되는데, 이 투과포트(22b)를 통하여 소결 레이저(30)에서 조사된 레이저빔이 투과하여 제2모듈챔버(22)의 토출부(22a)를 통해 토출된 재료를 소결시킨다. 그리고, 투과포트(22b)는 윈도우 글라스를 설치하는 형태로 구성하여 레이저빔의 투과도 용이하게 하면서 제2모듈챔버(22) 내부의 모습도 시각적으로 확인가능하게 할 수도 있다. The upper surface of the second module chamber 22 is provided with a permeation port 22b through which the laser beam irradiated by the sintering laser 30 is transmitted to the second module chamber 22 And the material discharged through the discharge portion 22a is sintered. The transmission port 22b may be configured to provide a window glass so that the inner part of the second module chamber 22 can be visually confirmed while facilitating the transmission of the laser beam.

상기 제3모듈챔버(23)는 메인챔버(10) 내부에 수용되어 메인챔버(10)의 레일(11)을 따라 직선운동을 한다. 이러한 제3모듈챔버(23)는 좁은 하측면을 통해 재료를 토출시키는 쐐기 형태의 토출부(23a)가 구비된다.The third module chamber 23 is accommodated in the main chamber 10 and linearly moves along the rail 11 of the main chamber 10. The third module chamber 23 is provided with a wedge-shaped discharge portion 23a for discharging the material through the narrow bottom surface.

제3모듈챔버(23)의 토출부(23a)는 플라스틱이나 나일론을 포함한 폴리머, 금속, 비금속 분말 중 어느 하나를 내부에 저장하고 있다가 빌드 플레이트(12) 상면에 토출한다.The discharging portion 23a of the third module chamber 23 stores any one of polymer, metal, and non-metal powder including plastic or nylon, and discharges it to the upper surface of the build plate 12. [

그리고, 제3모듈챔버(23)의 토출부(23a)에는 리코터(23c)가 설치되는데, 이 리코터(23c)는 제3모듈챔버(23)가 레일(11)을 따라 움직일 때 토출부(23a)를 뒤따라가면서 토출부(23a)가 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출한 재료를 고르게 도포한다. 더불어, 리코터(23c)에는 진동자(미도시)가 설치되어 리코터(23c)가 토출된 재료를 고르게 도포할 때 재료에 진동을 전달함으로써 재료 사이의 공극을 최소화시키면서 동시에 재료가 더욱 더 고르게 도포되도록 한다.A recoater 23c is provided in the discharge portion 23a of the third module chamber 23 so that when the third module chamber 23 moves along the rail 11, The discharge portion 23a uniformly applies the material discharged onto the upper surface of the build plate 12 while following the discharge surface 23a. In addition, a vibrator (not shown) is provided in the recoater 23c to transmit vibration to the material when the recoater 23c uniformly applies the discharged material, thereby minimizing pores between the materials, .

또한, 제3모듈챔버(23)의 상면에는 투과포트(23b)가 구비되는데, 이 투과포트(23b)를 통하여 소결 레이저(30)에서 조사된 레이저빔이 투과하여 제3모듈챔버(23)의 토출부(23a)를 통해 토출된 재료를 소결시킨다. 그리고, 투과포트(23b)는 윈도우 글라스를 설치하는 형태로 구성하여 레이저빔의 투과도 용이하게 하면서 제3모듈챔버(23) 내부의 모습도 시각적으로 확인가능하게 할 수도 있다.The third module chamber 23 is provided with a permeation port 23b through which the laser beam irradiated from the sintering laser 30 is transmitted to the third module chamber 23 through the permeation port 23b. And the material discharged through the discharge portion 23a is sintered. The transmission port 23b may be configured to provide a window glass so that the transmission of the laser beam is facilitated and the inside of the third module chamber 23 can be visually confirmed.

한편, 상기 제3모듈챔버(23) 내부에는 토출되는 재료에 열을 공급하는 히터(23d)가 설치될 수도 있다.Meanwhile, the third module chamber 23 may be provided with a heater 23d for supplying heat to the discharged material.

상기 소결 레이저(30)는 메인챔버(10)의 내부 상측에 설치되는 것으로서, 빌드 플레이트(12)를 향해 레이저빔을 조사하여 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출된 재료를 소결 또는 용융시킨다.The sintering laser 30 is installed on the upper side of the main chamber 10 and irradiates a laser beam toward the build plate 12 to sinter or melt the material discharged on the upper surface of the build plate 12.

부연하면, 소결 레이저(30)는 모듈챔버(20)의 상측에 위치되고, 모듈챔버(20)의 투과포트(20b)를 통해 빌드 플레이트(12) 위의 재료에 레이저빔을 조사한다. 물론, 소결 레이저(30)에서 조사된 레이저빔은 반드시 모듈챔버(20)의 투과포트(20b)를 통해서만 빌드 플레이트(12) 상면의 재료에 도달되는 것은 아니고, 제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22) 및 제3모듈챔버(23)가 빌드 플레이트(12)의 상측에 위치되지 않게 이동시킨 후 직접적으로 빌드 플레이트(12) 상면의 재료에 조사할 수도 있다.The sintering laser 30 is located on the upper side of the module chamber 20 and irradiates the material on the build plate 12 through the transmission port 20b of the module chamber 20 with a laser beam. Of course, the laser beam irradiated by the sintering laser 30 does not necessarily reach the material on the upper surface of the build plate 12 only through the transmission port 20b of the module chamber 20, The second module chamber 22 and the third module chamber 23 may be moved so that they are not located on the upper side of the build plate 12 and then directly irradiated onto the material on the upper surface of the build plate 12. [

한편, 본 발명에 의한 3D 프린터는 상기한 구성요소 이외에도 토출부(20a)와 빌드 플레이트 상면 사이의 거리를 측정하는 변위센서(미도시)가가 리코터(40)의 어느 두 지점 이상의 곳에 구비될 수도 있다. 이와 같은 변위센서는 레이저 센서, 광센서, 음파 센서, 와전류 센서 등의 비접촉식 변위센서 또는 전자 다이얼 게이지, 포텐쇼미터 등의 접촉식 변위센서를 포함한다. The 3D printer according to the present invention may include a displacement sensor (not shown) for measuring the distance between the discharge portion 20a and the upper surface of the build plate, have. Such a displacement sensor includes a noncontact displacement sensor such as a laser sensor, an optical sensor, an acoustic wave sensor, an eddy current sensor, or a contact displacement sensor such as an electronic dial gauge or a potentiometer.

그리고, 위에서 본 발명을 설명할 때 서로 다른 재료를 토출하는 제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22) 및 제3모듈챔버(23)가 각각 하나씩 구비되는 것으로 설명하였으나, 상황에 따라 제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22) 및 제3모듈챔버(23) 중 어느 하나가 빠질수도 있고, 때로는 제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22) 및 제3모듈챔버(23) 중 적어도 어느 하나는 그 개수가 하나가 아니고 그 이상의 개수로 구성될 수도 있다.In the above description, the first module chamber 21, the second module chamber 22, and the third module chamber 23, which discharge different materials, are provided, respectively. However, Either the first module chamber 21 and the second module chamber 22 and the third module chamber 23 may exit and sometimes the first module chamber 21 and the second module chamber 22 and the third module chamber 22, At least one of the module chambers 23 may be formed in a larger number than one.

위와 같이 구성된 본 발명에 의한 3D 프린터를 사용한 성형 공정의 일 실시예를 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 간단히 살펴보면 다음과 같다.An embodiment of the molding process using the 3D printer according to the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 2A to 2D.

제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22)가 빌드 플레이트(12)의 좌측에 위치하고 제3모듈챔버(23)가 빌드 플레이트(12)의 우측에 있는 상태(도 2a)에서 제2모듈챔버(22)를 레일(11)을 따라 이동시켜 빌드 플레이트(12)의 상측으로 이동시키고(도 2b), 이 상태에서 성형을 위한 재료를 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출한 후 소결 레이저(30)로 레이저빔을 조사하여 재료를 소결시킨다.The first module chamber 21 and the second module chamber 22 are located on the left side of the build plate 12 and the third module chamber 23 is on the right side of the build plate 12 The module chamber 22 is moved along the rail 11 and moved to the upper side of the build plate 12 (Fig. 2B). In this state, the material for molding is discharged onto the upper surface of the build plate 12, A laser beam is irradiated to the substrate 30 to sinter the material.

그런 다음, 제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22)를 우측으로 이동시켜 제1모듈챔버(21)가 빌드 플레이트(12)의 상측에 위치되도록 하고(도 2c), 이 상태에서 제2모듈챔버(22)가 토출한 재료와 다른 소재의 재료를 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출한 후 소결 레이저(30)로 레이저빔을 조사하여 재료를 소결시킨다.Then, the first module chamber 21 and the second module chamber 22 are moved to the right so that the first module chamber 21 is positioned above the build plate 12 (FIG. 2C), and in this state A material of a material different from the material discharged by the second module chamber 22 is discharged onto the upper surface of the build plate 12, and then a laser beam is irradiated by a sintering laser 30 to sinter the material.

이후, 제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22) 및 제3모듈챔버(23)를 좌측으로 이동시켜 제3모듈챔버(23)가 빌드 플레이트(12)의 상측에 위치되도록 하고(도 2d), 이 상태에서 제1모듈챔버(21)와 제2모듈챔버(22)가 토출한 재료와 다른 소재의 재료를 빌드 플레이트(12)의 상면에 토출한 후 소결 레이저(30)로 레이저빔을 조사하여 재료를 소결시킨다.The first module chamber 21, the second module chamber 22 and the third module chamber 23 are then moved to the left so that the third module chamber 23 is positioned above the build plate 12 2D). In this state, the material of the material different from the material discharged from the first module chamber 21 and the second module chamber 22 is discharged onto the upper surface of the build plate 12, The beam is irradiated to sinter the material.

10: 메인챔버 11: 레일
12: 빌드 플레이트 20: 모듈챔버
20a: 토출부 20b: 투과포트
21: 제1모듈챔버 21a: 토출부
21b: 투과포트 21c: 레일
21d: 플라즈마 발생기 22: 제2모듈챔버
22a: 토출부 22b: 투과포트
22c: 리코터 23: 제3모듈챔버
23a: 토출부 23b: 투과포트
23c: 리코터 23d: 히터
30: 소결 레이저10: main chamber 11: rail
12: build plate 20: module chamber
20a: Discharging section 20b:
21: first module chamber 21a:
21b: Permeate port 21c: Rail
21d: plasma generator 22: second module chamber
22a: discharging portion 22b:
22c: recoater 23: third module chamber
23a: discharging portion 23b:
23c: recoater 23d: heater
30: sintering laser

Claims (5)

내부에 빌드 플레이트(12)와 X축 방향으로 설치된 레일(11)이 구비된 메인챔버(10);
상기 메인챔버(10) 내부에서 상기 레일(11) 상에 차례로 배치되어 레일(11)을 따라 X축 방향으로 직선이동하고, 상기 빌드 플레이트(12) 상면에 서로 다른 이종소재를 토출하는 다수의 모듈챔버(20); 및
상기 빌드 플레이트(12)를 향해 레이저빔을 조사하여 토출된 재료를 경화시키는 소결 레이저(30); 를 포함하며,
상기 모듈챔버(20)는,
내부에 Y축 방향으로 레일(21c)이 설치되며, 상기 레일(21c)을 따라 Y축 방향으로 직선이동하는 토출부(21a)가 내부에 구비되어 액상 또는 페이스트 형태의 재료를 토출하는 제1모듈챔버(21);
폴리머, 금속, 비금속 분말 중 어느 하나를 토출하는 토출부(22a)가 내부에 구비된 제2모듈챔버(22); 및
폴리머, 금속, 비금속 분말 중 어느 하나를 토출하는 토출부(23a)가 내부에 구비된 제3모듈챔버(23); 중 적어도 2 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터.
A main chamber 10 provided with a build plate 12 and a rail 11 provided in the X axis direction;
A plurality of modules arranged in order on the rail 11 in the main chamber 10 to linearly move along the rail 11 in the X axis direction and to discharge disparate different materials on the upper surface of the build plate 12; A chamber 20; And
A sintering laser (30) for curing the discharged material by irradiating a laser beam toward the build plate (12); / RTI >
The module chamber (20)
A rail 21c is provided in the Y axis direction and a discharge unit 21a linearly moving in the Y axis direction along the rail 21c is provided therein to discharge a liquid or paste- A chamber 21;
A second module chamber (22) having a discharge portion (22a) for discharging any one of polymer, metal, and nonmetallic powder therein; And
A third module chamber (23) having a discharge portion (23a) for discharging any one of polymer, metal, and nonmetallic powder therein; And at least two of the plurality of chambers are made of different materials.
청구항 1에 있어서,
상기 소결 레이저(30)는 상기 모듈챔버(20)의 상측에 위치되고,
상기 모듈챔버(20)의 상면에는 레이저빔이 투과하는 투과포트(20a)가 구비되어, 상기 빌드 플레이트(12) 위의 재료에 레이저빔이 조사되는 것을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터.
The method according to claim 1,
The sintering laser 30 is located above the module chamber 20,
Wherein the upper surface of the module chamber (20) is provided with a transmission port (20a) through which a laser beam is transmitted, and a laser beam is irradiated onto the material on the build plate (12) .
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1모듈챔버(21)의 토출부(21a)에는 토출된 재료에 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생기(21d)가 설치된 것을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터.
The method according to claim 1,
Wherein a discharge part (21a) of the first module chamber (21) is provided with a plasma generator (21d) for supplying plasma to the discharged material.
청구항 1에 있어서,
상기 제2모듈챔버(22)와 제3모듈챔버(23)의 토출부(22a,23a)에는 토출된 재료를 고르게 도포하는 리코터(22c,23c)가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 이종소재를 이용한 다챔버 3D 프린터.The method according to claim 1,
Characterized in that recoaters (22c, 23c) for uniformly dispensing the discharged material are provided on the discharge portions (22a, 23a) of the second module chamber (22) and the third module chamber (23) Multi-chamber 3D printer.
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