KR101990309B1

KR101990309B1 - Three-dimensional object

Info

Publication number: KR101990309B1
Application number: KR1020170120148A
Authority: KR
Inventors: 배성우; 김해정; 송상준; 김도현; 심재현; 고경왕
Original assignee: (주)센트롤
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-06-18
Also published as: KR20190031891A

Abstract

본 발명은 내부공간이 마련된 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어, 분말이 다수의 분말층으로 순차적으로 적층되는 작업테이블; 상기 작업테이블로 분말을 공급하는 분말 공급부; 상기 분말 공급부의 분말을 흡입하여, 작업테이블 상부에 분말을 토출시키는 블레이드; 상기 블레이드에서 토출된 분말을 평탄화 시키는 롤러; 및 상기 작업테이블에서 설치되어, 롤러로 분말을 평탄화 시킬 때, 낙하되는 파우더를 방지하는 방지부;를 포함하는 삼차원 프린터를 제공한다.According to the present invention, A work table installed inside the chamber, the work table having a plurality of powder layers sequentially stacked; A powder supply unit for supplying powder to the work table; A blade for sucking the powder of the powder supply unit and discharging the powder onto the work table; A roller for flattening the powder discharged from the blade; And a preventive unit installed on the work table to prevent falling powder when the powder is flattened by the roller.

Description

[0001] THREE-DIMENSIONAL OBJECT [0002]

본 발명은 삼차원 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional printer.

일반적으로, 대한민국 등록특허 제1705696호에 기재된 배경기술을 참조하면, 일반적으로 프린터는 프린트 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 장치를 의미하며, 컴퓨터에 연결하여 지면에 인쇄하는 프린터 장치 등은 업무용, 가정용으로 널리 사용되고 있다.Generally, referring to the background art described in Korean Patent Registration No. 1705696, a printer generally refers to a device that prints characters, drawings, and the like on a print object. A printer device that is connected to a computer and prints on the paper, It is widely used for home use.

일반적으로, CAD 프로그램으로 설계한 컴퓨터 파일에서 입체로 된 기계 부품 등을 인쇄하듯 실물모형을 만드는 장치를 삼차원 프린터라고 하며, 삼차원 프린터의 발전과 확산이 제조업계의 화두로 등장하였다.Generally, as a three-dimensional printer, a device that creates a real model as if it prints three-dimensional machine parts in a computer file designed by a CAD program is called a three-dimensional printer.

삼차원 프린터 방식에는 광경화성 수지에 레이저 광선을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithographic Apparatus)와, SLA에서의 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속 분말을 사용하며 레이저 광선을 주사하여 고결(固結)시켜 성형하는 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. 레이저 기반 방법들은 1980년대 초반/1990년대 초반에 미국 오스틴의 UOT(University of Texas)에서 개발되었으며, 3D 프린팅 또는 선택적 레이저 소결로서 공지되어 있다.In the three-dimensional printer method, SLA (Stereo Lithographic Apparatus) which uses the principle that a scanned portion is cured by injecting a laser beam to a photo-curable resin and a functional polymer or metal powder are used in place of the photo- SLS (Selective Laser Sintering) using the principle of solidification and molding, Laminated Object Manufacturing (LOM) in which the paper coated with the adhesive is cut by a laser beam in a desired cross section, And Ballistic Particle Manufacturing (BPM) using Ink-Jet printer technology. Laser-based methods were developed at the University of Texas at UOT in Austin, USA in the early 1980's / early 1990's and are known as 3D printing or selective laser sintering.

SLS 기술로 종래의 중합체 분말을 비롯한 다양한 분말 물질로부터 높은 해상도 및 치수정밀도를 갖는 3차원 물품의 직접적 제조가 가능해졌다. SLS(Selective Laser Sintering)은 그 전문이 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제4,863,568호에 기재되어 있다. 선택적 레이저 소결법은 디티엠 코포레이션(DTM Corporation)에 의해 상용화되었다. 선택적 레이져 소결법은 얇은 분말층을 평면상에 펴는 것을 포함한다.SLS technology has enabled the direct production of three-dimensional articles with high resolution and dimensional accuracy from a variety of powder materials including conventional polymer powders. Selective Laser Sintering (SLS) is described in U.S. Patent No. 4,863,568, which is incorporated herein by reference in its entirety. Selective laser sintering was commercialized by DTM Corporation. Selective laser sintering involves spreading a thin layer of powder on a flat surface.

분말은 카운터-롤링(counter-rolling) 메카니즘 또는 카운터-롤러(counter-roller)로 당업계에 알려진, 선택적 레이저 소결법에 사용하기 위해 개발된 도구를 사용하여 작업대 위에 펼친다. 연속적인 분말층들을 카운터-롤러를 사용하여 이미 형성된 층 상에 편 후, 레이저로 소결 또는 용융시킨다. 분말층을 표면상에 편 후, 레이저를 사용하여 레이저 에너지를 예정된 2차원 패턴으로 분말상에 가한다. 레이저는 레이저 빔 에너지가 충돌한 영역에서 분말을 함께 소결 또는 용융시킨다. 분말은 플라스틱, 금속, 중합체, 세라믹 또는 복합체일 수 있다.The powder is spread on a worktable using a tool developed for use in a selective laser sintering process known in the art as a counter-rolling mechanism or a counter-roller. Continuous powder layers are sieved on a layer that has already been formed using a counter-roller and then sintered or melted with a laser. After the powder layer is deposited on the surface, the laser energy is applied to the powder in a predetermined two-dimensional pattern using a laser. The laser sinter or melt the powder together in the region where the laser beam energy impinges. The powder may be a plastic, a metal, a polymer, a ceramic or a composite.

이러한 삼차원 프린터는, 삼차원 성형을 위해, 분말을 평탄화 작업을 하는 과정에서, 비산되는 분말 또는 롤링 할 때, 낙하되는 분말을 수용부에 수용한다. Such a three-dimensional printer accommodates the powder to be scattered or the powder to be dropped when the powder is rolled, in a process of performing a planarizing operation for three-dimensional molding.

그러나, 평탄화 시 낙하되는 분말의 양이 많아, 분말을 수용하는 수용공간이 부족할 뿐만 아니라, 정량으로 공급되어야 하는 분말의 양이 낙하되는 분말에 의해 현저히 줄어드는 문제점이 있었다. However, since the amount of powder to be dropped during planarization is large, not only the space for accommodating the powder is insufficient, but also the amount of the powder to be supplied in a fixed amount is significantly reduced by the falling powder.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 분말 평탄화 작업을 하는 과정에서, 비산되는 분말 또는 분말 평탄화 롤링 할 때, 낙하되는 분말을 최소한으로 방지할 수 있는 삼차원 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional printer capable of minimizing falling powder during scattering or powder flattening.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부공간이 마련된 챔버; 상기 챔버 내부에 설치되어, 분말이 다수의 분말층으로 순차적으로 적층되는 작업테이블; 상기 작업테이블로 분말을 공급하는 분말 공급부; 상기 분말 공급부의 분말을 흡입하여, 작업테이블 상부에 분말을 토출시키는 블레이드; 상기 블레이드에서 토출된 분말을 평탄화 시키는 롤러; 및 상기 작업테이블에서 설치되어, 롤러로 분말을 평탄화 시킬 때, 분말이 낙하되는 것을 방지하는 방지부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus comprising: a chamber having an internal space; A work table installed inside the chamber, the work table having a plurality of powder layers sequentially stacked; A powder supply unit for supplying powder to the work table; A blade for sucking the powder of the powder supply unit and discharging the powder onto the work table; A roller for flattening the powder discharged from the blade; And a preventing portion provided in the work table to prevent the powder from falling when the powder is flattened by the roller.

상기 방지부는, 스펀지 일 수 있다.The prevention portion may be a sponge.

상기 방지부는, 고무일 수 있다.The prevention portion may be rubber.

상기 방지부는, 작업테이블에 접착부재로 접착될 수 있다.The preventing portion can be adhered to the work table with an adhesive member.

본 발명에 따른 삼차원 프린터는, 분말 평탄화 작업을 하는 과정에서, 비산되는 분말, 또는 분말 평탄화하기 위해 롤링을 할 때, 낙하되는 분말을 최소한으로 방지할 수 있어, 성형물을 제작할 때, 분말의 정량을 보호하는 효과를 갖는다.The three-dimensional printer according to the present invention can minimize the powder to be scattered when rolling in order to planarize the scattered powder or the powder during the powder flattening operation, .

이로 인해, 성형되는 제품이 원하는 형태로 제작됨으로써, 성형 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.Thus, the molded product is manufactured in a desired shape, thereby improving the molding accuracy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 삼차원 프린터의 일부를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시된 삼차원 프린터의 블레이드에 방지부를 부착한 상태를 나타낸 도면이다.1 is a view illustrating a part of a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view showing a state in which the prevention part is attached to the blade of the three-dimensional printer shown in FIG. 1. FIG.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order that the present invention can be easily carried out by those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.In addition, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly define the concept of the term to describe its invention in the best way. It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 삼차원 프린터의 일부를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 삼차원 프린터의 블레이드에 방지부(600)를 부착한 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing a part of a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a state where a prevention part 600 is attached to a blade of the three-dimensional printer shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 삼차원 프린터는 챔버와, 작업테이블(200)과, 분말 공급부(300)와, 블레이드(400)와, 롤러(500)와, 방지부(600) 및 회수부(700)를 포함한다.1 and 2, a three-dimensional printer according to the present invention includes a chamber, a work table 200, a powder supply unit 300, a blade 400, a roller 500, And a recovery unit (700).

챔버(100)는, 내부 공간을 형성한다.The chamber 100 forms an inner space.

작업테이블(200)은, 챔버(100) 내부에 설치되어, 분말이 다수의 분말층으로 순착적으로 적층된다. 또한 작업테이블(200)은 베드(210)를 포함할 수 있다. 여기서 베드(210)는 상부에 분말이 적층될 수 있다. 즉 베드(210)에는 분말층이 순차적으로 적층되면서 제조하고자 하는 제품으로 용착될 수 있다. 또한 베드(210)는 하방에 피스톤(220)이 설치된다. 피스톤(220)은 z축 방향으로 수직 이동할 수 있다. 또한 베드(210)에는 상면에 높여진 분말소재가, 챔버(100) 내부에 위치하고, 베드(210) 상부에 설치되는 레이저(미도시)에 의해 소결되면, 피스톤(220)에 의해 아래로 수직 하강하여 소결된 분말소재 위에 새로운 분말소재가 일정두께로 적층될 수 있도록 한다.The work table 200 is installed inside the chamber 100, and the powders are sequentially stacked into a plurality of powder layers. The work table 200 may also include a bed 210. Here, the bed 210 may have powder deposited thereon. That is, the powder layer may be sequentially deposited on the bed 210 and may be deposited as a product to be manufactured. In addition, a piston 220 is installed below the bed 210. The piston 220 can move vertically in the z-axis direction. The powder material raised on the upper surface of the bed 210 is located inside the chamber 100 and is sintered by a laser (not shown) provided on the bed 210, So that a new powder material can be laminated to a predetermined thickness on the sintered powder material.

분말 공급부(300)는, 챔버(100) 내부 공간에 위치한다. 분말 공급부(300)는 베드(210)에 인접하게 위치한다. 그리고 분말 공급부(300)는 베드(210)의 상부에 분말층을 형성하고 남은 분말을 저장하는 분말 저장부(310)를 더 포함할 수 있다.The powder supply part 300 is located in the interior space of the chamber 100. The powder feeder 300 is positioned adjacent to the bed 210. The powder supply unit 300 may further include a powder storage unit 310 that forms a powder layer on the top of the bed 210 and stores the remaining powder.

분말 공급부(300)는 분말 저장부(310)와 더불어 베드(210)와 일렬로 배치되는 것이 바람직하다. 또한 분말 공급부(300) 및 분말 저장부(310)는 별도의 승하강기구(미도시)와 연결되어 승하강기구의 동작에 의해 챔버(100)의 내부에서 상하로 슬라이딩 이동하면서 승강 및 하강하게 된다. The powder supply part 300 is preferably arranged in line with the bed 210 together with the powder storage part 310. The powder supply part 300 and the powder storage part 310 are connected to a separate lifting and lowering mechanism (not shown) so that they move up and down while sliding up and down in the chamber 100 by the operation of the lifting mechanism .

승하강기구는 제어부(미도시)에 의해 제어되므로 베드(210)의 승하강은 제어부(미도시)에 의해 제어된다.Since the lifting mechanism is controlled by a control unit (not shown), the lifting and lowering of the bed 210 is controlled by a control unit (not shown).

블레이드(400)는, 내부에 설치되어, 베드(210)에 분말을 쌓고, 쌓인 분말을 평탄하게 하는 코터기(미도시) 구비할 수 있다. 코터기(미도시)는 분말 공급부(300)(300)에서 베드(210)로 이동하면서 베드(210)의 상부에 분말층을 평탄하게 형성하게 하고, 코터기가 베드(210)에서 분말 공급부(300)로 이동하면서 베드(210)에 분말층을 형성하고 남은 분말이 분말 저장부(310)로 이동되면서 저장되게 된다.The blade 400 may include a cotter (not shown) installed inside the bed 210 to stack the powder on the bed 210 and flatten the accumulated powder. A coater unit (not shown) moves from the powder supply units 300 and 300 to the bed 210 so that a powder layer is formed flat on the bed 210, The powder layer is formed on the bed 210 and the remaining powder is stored while being moved to the powder storage part 310. [

코터기(미도시)는 별도의 이동부재(미도시) 및 진공부재(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 이동부재(미도시)는 코터기를 베드(210)의 상부에서 좌우로 이동시키는 역할을 하고, 진공부재(미도시)는 코터기가 분말 공급부(300)에 저장된 분말을 흡입 후 베드(210)의 상부로 배출하는 역할을 한다.The cotter machine (not shown) preferably includes a separate moving member (not shown) and a vacuum member (not shown). The vacuum member (not shown) serves to move the cotter unit from the upper part of the bed 210 to the upper part of the bed 210 after the powder stored in the powder supplying part 300 is sucked by the moving member (not shown) .

롤러(500)는, 블레이드(400)에 의해 작업테이블(200) 상에 토출된 분말을 평탄화 시킨다. 이는 분말의 평탄화가 되기 까지 반복적으로 롤링될 수 있다.The roller (500) flattenes the powder discharged on the work table (200) by the blade (400). This can be repeatedly rolled until the powder is planarized.

한편, 삼차원 프린터는, 롤러(500)로 의해 분말을 평탄화 시킬 때, 낙하되는 분말을 회수하는 회수부(700)가 설치된다.On the other hand, in the three-dimensional printer, when the powder is flattened by the roller 500, a recovery unit 700 for recovering powder to be dropped is provided.

이렇게 회수부(700)로 낙하되는 분말의 양을 줄이기 위해, 방지부(600)를 설치하는 것이다.In order to reduce the amount of powder falling into the recovery part 700, the prevention part 600 is provided.

방지부(600)는 작업테이블(200)에 설치되어, 블레이드(400)에 의해 토출된 분말을 롤러(500)로 분말을 평탄화 시킬 때, 양측으로 밀려나 분말이 낙하되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 방지부(600)는 스펀지일 수도 있고, 고무일 수도 있다. 다만 이는 예시일 뿐, 롤러(500)가 지나갈 때, 롤러(500)의 표면과 분말이 맞닿을 수 있게, 유연성 있는 재질이면 그 재질로 대체 가능하다. 또한 방지부(600)는 작업테이블(200)에 접착부재로 접착하여, 작업테이블(200)에 고정시킨다.The preventive unit 600 is installed on the work table 200 to prevent the powder discharged by the blade 400 from being pushed to both sides of the powder when the powder is flattened by the roller 500, The prevention part 600 may be a sponge or a rubber. However, this is only an example, and it is possible to replace the surface of the roller 500 with the material of the roller 500 when the roller 500 passes, so long as it is a flexible material. Further, the preventing portion 600 is bonded to the work table 200 with an adhesive member, and fixed to the work table 200.

즉, 블레이드(400)를 통해 작업테이블(200)에 분말을 토출한다. That is, the powder is discharged to the work table 200 through the blade 400.

토출된 분말을 롤러(500)를 통해 평탄화 시킨다.The discharged powder is planarized through the roller (500).

이 때, 작업테이블(200)에 접착 고정된 방지부(600)에 의해, 롤러(500)로 평탄화 시킬 때, 양측으로 밀려나, 분말이 회수부(700)에 낙하되는 것을 방지한다.At this time, by the prevention part 600 adhered and fixed to the work table 200, when being flattened by the roller 500, it is pushed to both sides, and the powder is prevented from falling on the collection part 700.

따라서, 분말 평탄화 작업을 하는 과정에서, 비산되는 분말, 또는 분말 평탄화하기 위해 롤링을 할 때, 낙하되는 분말을 최소한으로 방지할 수 있어, 성형물을 제작할 때, 분말의 정량을 보호하는 효과를 갖는다.Therefore, in the process of performing the powder flattening operation, it is possible to minimize scattering of the powders to be scattered or the powder to be dropped when the powder is rolled to planarize the powder, thereby protecting the quantities of powders when the molded articles are manufactured.

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.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 챔버
200 : 작업테이블
210 : 베드
220 : 피스톤
300 : 분말 공급부
310 : 분말 저장부
400 : 블레이드
500 : 롤러
600 : 방지부
700 : 회수부100: chamber
200: Work table
210: Bed
220: Piston
300: Powder supply part
310: Powder storage part
400: blade
500: roller
600:
700:

Claims

A chamber provided with an internal space;
A work table installed inside the chamber, the work table having a plurality of powder layers sequentially stacked;
A powder supply unit for supplying powder to the work table;
A blade for sucking the powder of the powder supply unit and discharging the powder onto the work table;
A roller for flattening the powder discharged from the blade; And
And a preventing portion provided at both ends of the work table to prevent the powder from falling when the powder is flattened by the roller,
Preferably,
Sponge or rubber, adhered to the work table with an adhesive member,
The roller
And extending in a direction across both ends of the work table,
Protrudes outward beyond the outer end of the preventing portion in the transverse direction,
Wherein the preventing portion compresses a portion contacting the lower surface of the roller so that the roller can contact the powder on the work table.

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