KR101999218B1

KR101999218B1 - Hanging type nozzle and 3-dimensional printing apparatus having the same

Info

Publication number: KR101999218B1
Application number: KR1020170097495A
Authority: KR
Inventors: 이재홍; 김동현; 이재욱; 이동규; 이승혜; 신동원
Original assignee: 세종대학교산학협력단
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-07-12
Also published as: KR20190014286A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 노즐은, 프린팅 또는 토출 재료가 공급되는 재료 공급관에 직접 연결되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 마련되어, 재료를 아래쪽으로 이송하는 재료 이송부; 및 상기 재료 이송부를 회전시키는 이송 구동부;를 포함하며, 상기 재료 공급관에서 공급된 재료는 상기 재료 이송부가 회전함에 따라 아래쪽으로 이동하여 토출될 수 있다.The hosing nozzle according to an embodiment of the present invention includes a housing directly connected to a material supply pipe to which printing or discharging material is supplied; A material conveying unit provided inside the housing for conveying the material downward; And a feed driving unit for rotating the material feed unit. The material fed from the material feed pipe may be moved downward and discharged as the material feed unit rotates.

Description

[0001] The present invention relates to a three-dimensional printing apparatus,

본 발명은 현수식(懸垂式) 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프린팅되는 무거운 중량의 건축 재료에 의해 토출부가 막히거나 토출부 내에 맥동 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 현수식 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a suspension type nozzle and a three-dimensional printing apparatus having the same, and more particularly, And a three-dimensional printing apparatus equipped with the nozzle.

3차원(3D, 3-Dimensional) 프린터를 이용하여 건축물 등의 구조물을 건설하거나 건축하는 3차원 프린팅 건축 기술이 최근에 등장하고 있다. Recently, three-dimensional printing construction technology for constructing or constructing structures such as buildings using a three-dimensional (3-dimensional) printer has been emerging.

그러나, 종래의 3차원 프린팅 건축 기술은 단순 조립 또는 중소형 프로토타입(prototype) 건축물의 건축에만 이용되거나, 건축물 모형의 제작에만 이용되거나 시공자동화의 수준에는 도달했으나 아직까지 실용화 단계에는 이르지 못하고 있다.However, the conventional three-dimensional printing construction technique has been used only for simple assembly or construction of a small and medium-sized prototype building, for use only in the construction of a building model, or at a level of automation of construction, but has not reached the practical use stage yet.

또한, 기존의 3차원 프린팅 건축 기술은 실용화에 이르기까지 다양한 문제점을 안고 있다. 예를 들면, 건축물의 다양한 요구 조건을 충족시키기 부족하고 시멘트 위주의 재료만 사용할 수 있으며 프린팅된 재료의 안전 강도 확보고 어렵고 구조적 신뢰성도 부족하다는 한계가 있었다. 뿐만 아니라, 기존의 3차원 프린팅 장비는 운반 또는 조립이 쉽지 않아서 건설 현장에서 직접 프린팅하는 것이 어렵다는 한계도 있었다.In addition, existing 3D printing construction technology has various problems ranging from practical use to practical use. For example, it is difficult to meet various requirements of the building, and only cement-based materials can be used, and it is difficult to secure the strength of the printed material and the structural reliability is also limited. In addition, since the conventional 3D printing equipment is not easy to carry or assemble, it is difficult to print directly on the construction site.

이러한 종래의 3차원 프린팅 건축 기술의 한계를 극복하기 위해서 갠트리 방식(gantry type)의 3차원 프린팅 기술이 제안된 바 있다. 갠트리 방식 3차원 프린팅 장비는 다리구조 프레임방식의 장치로서, 트랙 위를 움직이는 갠트리 방식의 3차원 프린팅은 실험실 사이즈 장비와 건설현장 사이즈 장비로 나눌 수 있다. 실험실 사이즈의 장비는 부품제작용으로 사용하여 부품을 출력한 후 부품을 현장으로 이동시켜야 하기 때문에 이동에 제약이 있으며, 큰 사이즈의 벽체나 건축물을 한 번에 프린팅할 수 없다. 건설현장 사이즈의 갠트리 방식 장비는 중장비 수준의 크기와 무게로 인하여 과도한 규격의 부품을 사용해야 하며, 설치 및 운전에 높은 비용이 발생하고 설치 및 해체시 어려움이 있고 운전속도도 느리다는 단점이 있다.In order to overcome the limitations of the conventional three-dimensional printing construction technique, a gantry type three-dimensional printing technique has been proposed. The gantry type 3D printing device is a bridge structure frame type device. The gantry type 3D printing which moves on a track can be divided into a laboratory size device and a construction site size device. Lab-sized equipment is used for parts production, and since it is necessary to move the parts to the site after outputting the parts, movement is restricted, and large-sized walls or buildings can not be printed at one time. Construction site size gantry system equipment has the disadvantage that it requires the use of excessive standard parts due to the size and weight of the heavy equipment, high cost for installation and operation, difficulty in installation and disassembly, and slow operation speed.

갠트리 방식 3차원 프린팅 장비의 문제를 해결하기 위해서 델타 방식(delta type) 장비, 스카라 방식(scara type) 장비, 로봇암 방식(robot arm type) 장비, 클립온 방식(clip-on type) 장비가 제안되었으나, 델타 방식 장비는 축의 높이가 출력물보다 매우 길어지고 장비 세팅이 어렵다는 단점이 있고, 스카라 방식 장비는 대형화가 어렵다는 문제가 있으며, 로봇암 방식 장비는 로봇 장비의 제작 및 운영에 많은 비용이 필요하다는 한계가 있고, 클립온 방식 장비는 출력물의 형태가 매우 제한적이라는 한계가 있다.A delta type device, a scara type device, a robot arm type device, and a clip-on type device are proposed to solve the problem of the gantry type three-dimensional printing device However, there is a disadvantage in that the height of the shaft of the delta type equipment is much longer than that of the output unit and the equipment setting is difficult, and there is a problem that the scara type equipment is difficult to enlarge, and the robot arm type equipment requires a lot of cost for manufacturing and operating the robot equipment There is a limit, and clip-on-equipment has a limitation that the output form is very limited.

또한, 현장 일체화 건축물 프린팅 장비는 액상의 비빔 콘크리트 재료와 같이 무거운 중량물의 토출이 불가피하다. 특히, 토출 재료를 싣고 다니면서 이송을 하는 체임버형(chamber type)의 재료공급은 적재적소의 정밀한 프린팅 작업이 어렵고, 현장 토출 시 토출 노즐에 맥동 현상이 발생하며, 재료 공급관이 꺾이거나 모서리 부분에 응력이 집중되며 공급관의 막힘 현상이 발생할 수도 있다. 또한, 재료 공급관 중 수직으로 노즐과 연결되는 부분에서 무거운 재료의 큰 중력으로 말미암은 노즐의 과하중 및 노즐 제어 어려움과 같은 현실적으로 풀기 어려운 심각한 문제점이 있다.In addition, it is inevitable to discharge a heavy heavy material such as a liquid non-beam concrete material in an integrated monolithic building printing machine. Particularly, it is difficult to supply the chamber type material to convey while carrying the discharge material, and it is difficult to perform precise printing in the proper place, pulsation phenomenon occurs in the discharge nozzle at the time of discharging in the field, And the clogging of the supply pipe may occur. In addition, there is a serious problem that is difficult to be solved realistically, such as overload of nozzles due to heavy gravity of heavy material and difficulty in nozzle control at a portion vertically connected to the nozzle in the material supply pipe.

따라서, 상기한 바와 같은 기존의 3차원 프린팅 건축 장비의 한계를 극복할 수 있는 새로운 형태의 3차원 프린팅 건축 장비에 대한 요구가 커지고 있다.Accordingly, there is a growing demand for a new type of 3D printing construction equipment capable of overcoming the limitations of the conventional 3D printing construction equipment as described above.

본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.The present applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems.

한국등록특허공보 제10-1616306호(2016.04.22.)Korean Patent Registration No. 10-1616306 (Apr. 22, 2016)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 건축물의 크기 한계를 극복하고 장비의 경량화가 가능하며 장비의 설치 및 해체가 용이하고 제작 및 운영 비용을 절감할 수 있는 현수식 노즐을 구비한 3차원 프린팅 장비를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a hosepipe nozzle capable of overcoming a size limit of a building, lightening the equipment, facilitating installation and disassembly of the equipment, And provides a three-dimensional printing device.

본 발명은 3차원 프린팅 건축물의 현장 일체화 시공 시에 종합적인 제어가 필요한, 케이블 또는 와이어, 케이블 와인딩부, 재료 공급관, 펌프 또는 현수식 노즐현수식 노즐 등을 독립적으로 제어함으로써 프린팅 작업의 정밀도를 높일 수 있는 현수식 노즐을 구비한 3차원 프린팅 장비를 제공한다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention increases the precision of a printing operation by independently controlling a cable or a wire, a cable winding portion, a material supply pipe, a pump, or a suspension nozzle hoselage nozzle, which require comprehensive control during the field integration construction of a 3D printing building A three-dimensional printing apparatus equipped with a spinning nozzle is provided.

본 발명은 현수식 노즐현수식 노즐에 재료 공급관이 직접 연결되기 때문에 재료 공급관에서 공급된 재료를 일시 저장하거나 가두어 두는 체임버가 필요하지 않으며, 현수식 노즐현수식 노즐의 막힘 현상 또는 맥동 현상을 방지할 수 있는 현수식 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비를 제공한다.Since the material supply pipe is directly connected to the suspendable nozzle suspendable nozzle according to the present invention, a chamber for temporarily storing or confining the material supplied from the material supply pipe is not needed, and the clogging phenomenon or the pulsation phenomenon of the suspendable nozzle suspendable nozzle is prevented And a three-dimensional printing apparatus equipped with the nozzle.

본 발명은 현수식 노즐현수식 노즐에 스크류 형상의 회전 블레이드를 제공하여 재료 공급과 토출 제어가 용이한 현수식 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비를 제공한다.The present invention provides a suspendable nozzle and a three-dimensional printing apparatus equipped with the same, in which a screw-shaped rotating blade is provided for a suspendable nozzle suspendable nozzle to facilitate material supply and discharge control.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 노즐은, 프린팅 또는 토출 재료가 공급되는 재료 공급관에 직접 연결되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 마련되어, 재료를 아래쪽으로 이송하는 재료 이송부; 및 상기 재료 이송부를 회전시키는 이송 구동부;를 포함하며, 상기 재료 공급관에서 공급된 재료는 상기 재료 이송부가 회전함에 따라 아래쪽으로 이동하여 토출될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a suspension nozzle comprising: a housing directly connected to a material supply pipe through which printing or discharging material is supplied; A material conveying unit provided inside the housing for conveying the material downward; And a feed driving unit for rotating the material feed unit. The material fed from the material feed pipe may be moved downward and discharged as the material feed unit rotates.

상기 하우징의 하부에는 노즐 캡이 체결되고, 상기 노즐 캡에는 재료가 토출되는 토출구가 마련되며, 상기 토출구에는 재료의 토출을 단속하는 토출개폐부가 형성될 수 있다.A nozzle cap is fastened to a lower portion of the housing, a discharge port through which the material is discharged is provided in the nozzle cap, and a discharge opening and closing portion for controlling the discharge of the material is formed in the discharge port.

상기 재료 이송부는 회전 몸체 및 상기 회전 몸체에서 돌출 형성된 스파이럴 블레이드를 포함하며, 상기 스파이럴 블레이드 사이 간격은 상기 토출구에 가까울수록 점차 작아지거나 점차 커지도록 형성될 수 있다.The material transferring portion may include a rotating body and a spiral blade protruding from the rotating body, and the gap between the spiral blades may be gradually decreased or becoming larger as the position is closer to the discharge port.

상기 회전 몸체에서 돌출된 상기 스파이럴 블레이드의 높이는 상기 토출구에 가까울수록 점차 작아지거나 점차 커지도록 형성될 수 있다.The height of the spiral blade protruding from the rotating body may be gradually reduced or becoming larger as the discharge port is closer to the discharge port.

상기 스파이럴 블레이드의 상하 표면 중 적어도 일면에는 이송 돌기가 형성되고, 상기 이송 돌기는 상기 스파이럴 블레이드와 동일한 나선 형태를 가지도록 형성될 수 있다.A transfer protrusion may be formed on at least one surface of the upper and lower surfaces of the spiral blade, and the transfer protrusion may have the same spiral shape as the spiral blade.

상기 하우징에는 경화제 또는 보조 첨가제 또는 공기를 공급하는 보조 재료 공급관이 연결될 수 있다.The housing may be connected to a hardening agent, an auxiliary additive, or an auxiliary material supply pipe for supplying air.

상기 보조 재료 공급관은 상기 재료 이송부의 회전력을 유지하거나 증가시키도록 상기 하우징에 연결될 수 있다.The auxiliary material supply pipe may be connected to the housing to maintain or increase the rotational force of the material feed portion.

본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 노즐을 구비한 3차원 프린팅 장비는, 적어도 3개의 수직 지지대; 상기 수직 지지대의 상단에 마련되는 적어도 2개의 수평 지지대; 상기 수직 지지대 중 어느 하나의 일측에 마련되는 재료 공급부; 일단은 상기 재료 공급부에 연결되고, 타단은 상기 수직 지지대 중 어느 하나와 상기 수평 지지대 중 어느 하나를 통과하여 자유단 상태로 마련되는 재료 공급관; 상기 재료 공급관의 타단에 연결되어 재료를 토출시키는 상기 현수식 노즐; 일단은 상기 수직 지지대를 경유하여 상기 현수식 노즐에 연결되어 상기 현수식 노즐을 현수 상태로 지지하는 제1 지지케이블; 일단은 상기 수직 지지대를 경유하여 상기 재료 공급관의 타단 측에 연결되어 상기 재료 공급관 및 상기 현수식 노즐을 현수 상태로 지지하며, 상기 제1 지지케이블의 상부에 마련되는 제2 지지케이블; 및 상기 제1 지지케이블의 타단 및 상기 제2 지지케이블의 타단이 권선되는 케이블 와인딩부;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a three-dimensional printing apparatus equipped with a hanging nozzle, comprising: at least three vertical supports; At least two horizontal supports provided at the top of the vertical support; A material supply unit provided at one side of any one of the vertical supports; A material supply pipe having one end connected to the material supply unit and the other end passing through any one of the vertical supports and the horizontal support and provided in a free state; A nozzle connected to the other end of the material supply pipe to discharge the material; A first support cable, one end of which is connected to the hosepipe nozzle via the vertical support to support the hosepipe nozzle in a suspended state; A second support cable connected at one end to the other end side of the material supply pipe via the vertical support to support the material supply pipe and the suspendable nozzle in a suspended state and provided at an upper portion of the first support cable; And a cable winding part around which the other end of the first supporting cable and the other end of the second supporting cable are wound.

상기 수직 지지대 중 어느 하나에 마련된 상기 케이블 와인딩부는, 동일한 수직 지지대에 마련된 상기 제1 지지케이블 및 상기 제2 지지케이블을 동일한 길이 만큼 동시에 감거나(wind) 또는 풀며(unwind), 나머지 수직 지지대에 마련된 상기 케이블 와인딩부와 연동하여 작동될 수 있다.The cable winding unit provided on any one of the vertical supports may wind or unwind the first support cable and the second support cable at the same vertical length at the same vertical length, And can be operated in conjunction with the cable winding portion.

본 발명에 따른 현수식 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비는 건축물의 크기 한계를 극복하고 장비의 경량화가 가능하며 장비의 설치 및 해체가 용이하고 제작 및 운영 비용을 절감할 수 있다.The nozzle of the present invention and the three-dimensional printing equipment having the nozzle of the present invention can overcome the size limit of the building, lighten the equipment, ease installation and disassembly of the equipment, and reduce manufacturing and operating costs.

본 발명에 따른 현수식 노즐을 구비한 3차원 프린팅 장비는 건축물의 현장 일체화 시공 시에 종합적인 제어가 필요한, 케이블 또는 와이어, 케이블 와인딩부, 재료 공급관, 펌프 또는 현수식 노즐 등을 독립적으로 제어함으로써 프린팅 작업의 정밀도를 높일 수 있다.The three-dimensional printing equipment equipped with a hanging nozzle according to the present invention can independently control a cable or a wire, a cable winding unit, a material supply pipe, a pump, or a suspension nozzle, which require comprehensive control at the time of site- The precision of the printing operation can be enhanced.

본 발명에 따른 현수식 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비는 현수식 노즐에 재료 공급관이 직접 연결되기 때문에 재료 공급관에서 공급된 재료를 가두어 두는 체임버가 필요 없고, 현수식 노즐의 막힘 현상 또는 맥동 현상을 방지할 수 있다.Since the nozzle of the present invention and the three-dimensional printing device having the nozzle of the present invention are directly connected to the nozzle of the present invention, there is no need for a chamber to contain the material supplied from the material supply pipe and the clogging phenomenon or the pulsation phenomenon Can be prevented.

본 발명에 따른 현수식 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비는 현수식 노즐에 스크류 형상의 회전 블레이드를 제공하여 재료 공급과 재료의 토출을 용이하게 제어할 수 있다.The present invention provides a hinged nozzle and a three-dimensional printing apparatus equipped with the hinged nozzle according to the present invention, in which a screw-shaped rotary blade is provided on a hinged nozzle to easily control the supply of the material and the discharge of the material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 프린팅 장비의 현수식 노즐과 수직 지지부의 높이 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 따른 프린팅 장비의 현수식 노즐과 재료 공급관을 지지하는 지지케이블을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 따른 프린팅 장비의 케이블 와인딩부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 도 1에 따른 프린팅 장비의 프린팅 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 7은 도 1에 따른 프린팅 장비의 현수식 노즐을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 따른 현수식 노즐의 스파이럴 블레이드를 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams showing the height relationship between the suspendable nozzle and the vertical support portion of the printing equipment according to FIG.
Fig. 4 is a view showing a supporting cable for supporting a suspendable nozzle and a material supply pipe of the printing equipment according to Fig. 1;
Fig. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of a cable winding part of the printing equipment according to Fig. 1;
6 is a block diagram schematically showing the configuration of a printing control unit of the printing apparatus according to FIG.
FIG. 7 is a view showing a nozzle of a printing apparatus according to FIG. 1; FIG.
8 is a perspective view showing a spiral blade of the suspendable nozzle according to Fig. 7;

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비를 개략적으로 도시한 사시도, 도 2 및 도 3은 도 1에 따른 프린팅 장비의 현수식 노즐과 수직 지지부의 높이 관계를 도시한 도면, 도 4는 도 1에 따른 프린팅 장비의 현수식 노즐과 재료 공급관을 지지하는 지지케이블을 도시한 도면, 도 5는 도 1에 따른 프린팅 장비의 케이블 와인딩부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도, 도 6은 도 1에 따른 프린팅 장비의 프린팅 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도, 도 7은 도 1에 따른 프린팅 장비의 현수식 노즐을 도시한 도면, 도 8은 도 7에 따른 현수식 노즐의 스파이럴 블레이드를 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 and FIG. 3 are views showing a height relationship between a suspendable nozzle and a vertical support unit of the printing apparatus shown in FIG. Fig. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of a cable winding unit of the printing apparatus according to Fig. 1; Fig. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of a cable winding unit of the printing apparatus according to Fig. 6 is a block diagram schematically showing a configuration of a printing control unit of the printing apparatus according to FIG. 1, FIG. 7 is a view showing a hanging nozzle of the printing apparatus according to FIG. 1, and FIG. 8 is a cross- And is a perspective view showing the spiral blade.

본 발명에 따른 현수식 노즐 및 이를 구비한 3차원 프린팅 장비는 건설 분야 뿐만 아니라 다양한 분야에 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서 본 발명에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비가 건설 분야 즉, 건축물의 건축에 적용되는 경우를 한 일례로 들어 설명한다.The present invention can be applied not only to the construction field but also to various fields. Hereinafter, for the sake of convenience of description, an example will be described in which a three-dimensional printing apparatus according to the present invention is applied to construction, that is, construction of a building.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 노즐을 구비한 3차원 프린팅 장비(100, 이하 "현수식 3차원 프린팅 장비"라 함)에 대해서 먼저 설명한다. 본 발명에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는, 적어도 3개의 수직 지지대(101)에 연결되어 있는 지지케이블(130, 도 1 참조)에 의해서 공중에 매달린 상태로 제공되는 현수식 노즐(120, hanging type nozzle)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 재료(예를 들면, 액상의 비빔 시멘트)를 토출시키는 현수식 노즐(120)이 공중에 매달린 상태 즉, 현수(懸垂, hanging) 상태로 제공된다.Referring to FIGS. 1 to 4, a three-dimensional printing apparatus 100 (hereinafter referred to as a "three-dimensional printing apparatus") having a suspendable nozzle according to an embodiment of the present invention will be described first. 3 is a perspective view of a three dimensional printing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The three dimensional printing apparatus 100 includes at least three vertically extending nozzles 120 (see FIG. 1) provided in a suspended state by a support cable 130 , a hanging type nozzle). As described above, the suspendable nozzle 120 for discharging the material (for example, non-beam cement in liquid form) is provided in a suspended state, that is, in a hanging state.

본 발명에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는 3차원 프린팅을 수행하는 현수식 노즐(120)이 지지케이블(130)에 매달린 상태로 제공되기 때문에 프린팅 장비(100)의 전체적인 구성이 간단하면서도 쉽게 조립 및 해제 작업을 할 수 있다. 또한, 현수식 노즐(120)만 XYZ축 방향으로 이동하면 되기 때문에 현수식 노즐(120)의 위치 제어가 용이하며 비교적 정확하게 현수식 노즐(120)의 위치를 제어할 수 있다.Dimensional printing apparatus 100 according to the present invention is characterized in that the hanging nozzle 120 performing three-dimensional printing is provided in a suspended state on the supporting cable 130, so that the overall configuration of the printing apparatus 100 is simple Easily assembled and disassembled. In addition, since only the suspendable nozzle 120 moves in the X, Y, and Z axis directions, the position of the suspendable nozzle 120 can be easily controlled and the position of the suspendable nozzle 120 can be relatively accurately controlled.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는, 적어도 3개의 수직 지지대(101), 수직 지지대(101)의 상단에 마련되는 적어도 2개의 수평 지지대(102), 수직 지지대(101) 중 어느 하나의 일측에 마련되는 재료 공급부(20), 일단은 재료 공급부(20)에 연결되고 타단은 수직 지지대(101) 중 어느 하나와 수평 지지대(102) 중 어느 하나를 통과하여 자유단 상태로 마련되는 재료 공급관(110), 재료 공급관(110)의 타단에 연결되어 재료를 토출시키는 현수식 노즐(120), 일단은 수직 지지대(101)를 경유하여 현수식 노즐(120)에 연결되어 현수식 노즐(120)을 현수 상태로 지지하는 제1 지지케이블(131), 일단은 수직 지지대(101)를 경유하여 재료 공급관(110)의 타단 측에 연결되어 재료 공급관(110) 및 현수식 노즐(120)을 현수 상태로 지지하며 제1 지지케이블(131)의 상부에 마련되는 제2 지지케이블(132) 및 제1 지지케이블(131)의 타단 및 제2 지지케이블(132)의 타단이 권선되는 케이블 와인딩부(140)를 포함할 수 있다.1 to 4, a three dimensional (3D) printing apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes at least three vertical supports 101, at least two vertical supports 101 A material supply unit 20 provided at one side of either one of the horizontal support 102 and the vertical support 101 and the other end connected to the material supply unit 20 and the other end to the vertical support 101, A material supply pipe 110 connected to the other end of the material supply pipe 110 for discharging the material, a first end connected to the vertical support 101, A first support cable 131 connected to the suspension nozzle 120 to support the suspension nozzle 120 in a suspended state and one end connected to the other end side of the material supply pipe 110 via the vertical support 101 The material supply pipe 110 and the hosing nozzle 120 are supported in a suspended state, A second supporting cable 132 provided at an upper portion of the ground cable 131 and a cable winding portion 140 at which the other end of the first supporting cable 131 and the other end of the second supporting cable 132 are wound have.

여기서, 제1 지지케이블(131), 제2 지지케이블(132) 및 케이블 와인딩부(140)는 수직 지지대(101) 각각에 대해서 마련될 수 있다.Here, the first support cable 131, the second support cable 132, and the cable winding unit 140 may be provided for each of the vertical supports 101.

상기 현수식 노즐(120)은 수직 지지대(101) 마다 마련되는 제1 및 제2 지지케이블(131,132)의 일단에 연결되어 공중에 매달린 상태로 제공되고, 현수식 노즐(120)이 연결된 제1 및 제2 지지케이블(131,132)의 타단은 각각의 수직 지지대(101)에 마련된 케이블 와인딩부(140)에 감기거나 풀리도록 제공될 수 있다.The hosiery nozzle 120 is connected to one end of first and second support cables 131 and 132 provided for each vertical support 101 and is provided in a suspended state in the air, The other ends of the second supporting cables 131 and 132 may be provided to be wound or unwound on the cable winding unit 140 provided on each of the vertical supports 101.

따라서, 각각의 수직 지지대(101) 마다 마련된 각각의 케이블 와인딩부(140)의 작동에 의해서 제1 및 제2 지지케이블(131,132)이 감기거나 풀리면서 현수식 노즐(120)의 위치를 조정하게 된다.Accordingly, the first and second support cables 131 and 132 are wound or unwound by the operation of the respective cable windings 140 provided for the respective vertical supports 101 to adjust the position of the suspendable nozzles 120 .

수직 지지대(101)는 본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)의 전체적인 형태를 유지하고 기본 하중을 지지하는 기둥 부재이다. 수직 지지대(101)는 조립과 분해가 쉽도록 래티스(lattice) 형태로 마련되거나 크레인타워(crane tower)의 형태로 마련되는 것이 바람직하다.The vertical support 101 is a pillar member that supports the basic load and maintains the overall shape of the hanging three-dimensional printing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The vertical support 101 is preferably provided in the form of a lattice or in the form of a crane tower for easy assembly and disassembly.

도 1에는 수직 지지대(101)가 4개인 프린팅 장비(100)가 도시되어 있으나, 수직 지지대(101)를 3개만 구비하더라도 본 발명에 따른 프린팅 장비(100)를 구현할 수 있다. 수직 지지대(101)가 3개인 경우에는 이웃하는 수직 지지대(101) 사이의 각도가 120도가 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는 3개 이상의 수직 지지대(101)를 포함하여 형성될 수 있다.1 shows a printing apparatus 100 having four vertical supports 101. However, the printing apparatus 100 according to the present invention can be implemented even if only three vertical supports 101 are provided. In the case of three vertical supports 101, it is preferable that the angle between the adjacent vertical supports 101 is 120 degrees. As described above, the suspension type three-dimensional printing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include three or more vertical supports 101.

수직 지지대(101)의 높이는 건축하고자 하는 건축물(10)의 최대 높이 보다 충분히 높은 것이 바람직하다. 수직 지지대(101)와 건축물(10)의 높이 관계에 대해서는 후술하기로 한다.The height of the vertical support 101 is preferably sufficiently higher than the maximum height of the building 10 to be constructed. The height relationship between the vertical support 101 and the building 10 will be described later.

수직 지지대(101)는 프린팅 작업을 하는 동안 프린팅 장비(100)를 안정적으로 지지하는 역할을 해야 한다. 따라서, 수직 지지대(101)는 설치된 후에는 프린팅 장비(100)에 가해지는 외력을 충분히 견딜 수 있어야 하고 외력을 받더라도 설치된 고정 위치가 변하면 안 된다. 이를 위해서, 수직 지지대(101)의 하단에는 충분한 무게를 가지는 웨이트부(104)가 형성될 수 있다. 웨이트부(104)는 콘크리트 블록 또는 금속 블록을 다수개 적층하여 형성될 수 있다. 적층되는 개수를 조절하여 수직 지지대(101)의 하중을 조정할 수 있다.The vertical support 101 has to serve to stably support the printing apparatus 100 during the printing operation. Accordingly, the vertical support 101 must be able to withstand the external force applied to the printing apparatus 100 after the installation, and the fixed position where the external support is installed should not change. To this end, a weight portion 104 having a sufficient weight may be formed at the lower end of the vertical support 101. The weight portion 104 may be formed by stacking a plurality of concrete blocks or metal blocks. The number of stacked layers can be adjusted to adjust the load of the vertical support 101.

또한, 웨이트부(104)의 하단 또는 수직 지지대(101)의 하단에는 바퀴(미도시)가 마련될 수도 있다. 바퀴가 마련되기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 프린팅 장비(100)는 조립 또는 설치된 상태에서 이동이 가능하고, 하나의 건축물에 대한 작업을 완료한 후에는 이동하여 다른 건축물의 건축 작업을 할 수 있다. A wheel (not shown) may be provided at the lower end of the weight 104 or at the lower end of the vertical support 101. Since the wheels are provided, the printing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can move while being assembled or installed, and after completion of the operation for one structure, have.

바퀴는 작업자들에 의해서 수동으로 구동될 뿐만 아니라, 별도의 바퀴 구동부(미도시)를 구비하여 자동으로 바퀴를 구동시킬 수도 있다. 자동으로 바퀴를 구동시킬 경우에는 작업자가 운전 제어를 할 수 있는 별도의 조정기(미도시)가 마련되는 것이 바람직하다.The wheels are not only driven manually by workers, but also have separate wheel drives (not shown) to automatically drive the wheels. When the wheels are to be automatically driven, it is preferable that a separate regulator (not shown) is provided for the operator to control the operation.

수직 지지대(101)의 상단에는 적어도 2개의 수평 지지대(102)가 마련될 수 있다. 수평 지지대(102)는 적어도 3개로 마련되는 수직 지지대(101)의 상단을 서로 연결하는 형태로 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 수직 지지대(101)가 4개인 경우에는 2개의 수평 지지대(102) 각각의 양단이 마주 보는 수직 지지대(101)의 상단에 연결되도록 마련하거나, 4개의 수평 지지대(102) 각각의 일단은 수직 지지대(101)의 상단에 연결되고 4개의 수평 지지대(102)의 타단은 한 곳에서 서로 연결되도록 마련될 수도 있다.At least two horizontal supports 102 may be provided on the top of the vertical support 101. The horizontal supports 102 may be provided to connect the upper ends of the vertical supports 101 provided at least three. As shown in FIG. 1, when four vertical supports 101 are provided, both ends of each of the two horizontal supports 102 may be connected to the upper end of the vertical support 101 facing each other, or four horizontal supports 102 may be provided. One end of each of which is connected to the upper end of the vertical support 101 and the other end of the four horizontal supports 102 are connected to each other at one point.

만약, 수직 지지대(101)가 3개이면, 수평 지지대(102)도 3개 마련되고 일단은 수직 지지대(101)의 상단에 연결되고 타단은 한 곳에서 서로 연결되도록 마련될 수도 있다.If there are three vertical supports 101, three horizontal supports 102 may be provided, one end connected to the upper end of the vertical support 101, and the other end connected to one another.

수평 지지대(102)도 수직 지지대(101)와 유사하게 조립 및 분해가 용이하도록 래티스 형태로 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 수평 지지대(102)는 래티스 빔(lattice beam) 형태로 마련될 수 있다.The horizontal supports 102 are also preferably provided in lattice form to facilitate assembly and disassembly similar to the vertical supports 101. That is, the horizontal support 102 may be provided in the form of a lattice beam.

수평 지지대(102)의 일단이 연결되는 수직 지지대(101)의 상단에는 크레인 마스트(103)가 마련될 수 있다. 크레인 마스트(103)는 수직 지지대(101)와 수평 지지대(102)의 연결 상태를 견고하게 유지하는 기능을 할 수 있다.A crane mast 103 may be provided at an upper end of the vertical support 101 to which one end of the horizontal support 102 is connected. The crane mast 103 can function to firmly maintain the connection between the vertical support 101 and the horizontal support 102.

도면에 도시된 바와 같이, 수직 지지대(101) 및 수평 지지대(102)는 그 내부에 충분한 공간이 형성되는 사각 기둥 형태를 가진다. 수직 지지대(101) 또는 수평 지지대(102)의 내부에는 재료 공급관(110)이 지나가거나 지지케이블(131,132)이 지나갈 수 있다.As shown in the figure, the vertical support 101 and the horizontal support 102 have a rectangular column shape in which a sufficient space is formed therein. The material supply pipe 110 may pass through the vertical support 101 or the horizontal support 102 or the support cables 131 and 132 may pass.

현수식 노즐(120)을 통해서 토출되는 재료는 재료 공급부(20)를 통해서 프린팅 장비(100)에 공급될 수 있다. 재료 공급부(20)는 도시된 바와 같이 레미콘 차량일 수도 있고 다른 형태의 장비일 수도 있다.The material ejected through the spinning nozzle 120 may be supplied to the printing apparatus 100 through the material supply unit 20. The material supply unit 20 may be a remicon vehicle or other type of equipment, as shown.

재료 공급부(20)는 일반적으로 지상에 위치하게 되는데, 현수식 노즐(120)은 재료 공급부(20) 보다 높은 곳에 위치한다. 따라서, 재료 공급부(20)에서부터 현수식 노즐(120)까지 재료를 공급하기 위해서 재료 펌핑부(30)가 마련될 수 있다. The material supply part 20 is generally located on the ground, and the hydroforming nozzle 120 is located higher than the material supply part 20. [ Therefore, the material pumping portion 30 may be provided to supply the material from the material supply portion 20 to the horn nozzle 120. [

도 1을 참조하면, 재료 공급부(20)의 일측에 재료 펌핑부(30)가 마련되는 것이 바람직하고, 재료 공급부(20)와 재료 펌핑부(30)는 튜브 또는 호스 형태의 배관(26)에 의해 서로 연결될 수 있다. 배관(26)을 통해 재료 공급부(20)에서 재료 펌핑부(30)로 이송된 재료는 재료 펌핑부(30)의 펌핑 작동에 의해서 높은 지점에 위치하는 현수식 노즐(120)까지 이송될 수 있다. 1, it is preferable that a material pumping portion 30 is provided on one side of the material supplying portion 20 and the material supplying portion 20 and the material pumping portion 30 are provided on a pipe 26 in the form of a tube or a hose Respectively. The material conveyed from the material supply section 20 to the material pumping section 30 through the pipe 26 can be conveyed to the hatch nozzle 120 located at a high point by the pumping operation of the material pumping section 30 .

재료 펌핑부(30)는 펌프(pump)와 유사한 기능을 하는데, 재료 펌핑부(30)의 펌핑 작동을 위한 펌핑 구동부(미도시)가 별도로 마련될 수 있다. 상기 펌핑 구동부는 전동기 또는 모터로 구현되는 것이 바람직하다.The material pumping unit 30 functions similar to a pump, and a pumping driving unit (not shown) for pumping operation of the material pumping unit 30 may be separately provided. The pumping driver may be implemented as an electric motor or a motor.

배관(26)을 통해서 재료 펌핑부(30)에 이송된 재료는 상기 펌핑 구동부에 의해서 재료 펌핑부(30)에서부터 현수식 노즐(120)로 이송되는데, 재료 펌핑부(30)와 현수식 노즐(120)을 연결하는 재료 공급관(110)을 통해서 현수식 노즐(120)로 이송된다.The material conveyed to the material pumping portion 30 through the pipe 26 is conveyed from the material pumping portion 30 to the suspendable nozzle 120 by the pumping driving portion so that the material pumping portion 30 and the suspendable nozzle 120 to the hosing nozzle 120 through the material supply pipe 110. [

재료 공급관(110)은 재료 펌핑부(30)에서 펌핑되어 유출된 재료를 현수식 노즐(120)까지 이송하기 위한 이송배관 또는 튜브이다. 재료 공급관(110)은 플렉시블(flexible)한 형태 또는 재질로 형성될 수 있다. 즉, 재료 공급관(110)은 고압용 플렉시블 튜브 또는 파이프의 형태를 가지는 것이 바람직하다.The material supply pipe 110 is a transfer pipe or a tube for transferring the material pumped out from the material pumping portion 30 to the hosing nozzle 120. The material supply pipe 110 may be formed in a flexible shape or a material. That is, the material supply pipe 110 preferably has the form of a flexible tube or pipe for high pressure.

또한, 재료 공급관(110)은 높은 곳에 매달린 상태로 지지되고 있는 현수식 노즐(120)에 연결될 수 있도록 충분한 길이를 가져야 한다. 또한, 현수식 노즐(120)이 재료 토출 또는 프린팅 작업을 수행하기 위해서 XYZ축 방향으로 움직일 때 현수식 노즐(120)의 움직임을 방해하지 않거나 현수식 노즐(120)이 수직 자세를 유지할 수 있도록 재료 공급관(110)은 충분한 길이와 유연성을 가져야 한다.In addition, the material supply pipe 110 should have a sufficient length to be connected to the hosing nozzle 120 being held in a suspended state on a high place. In addition, when the hosing nozzle 120 is moved in the XYZ axis direction to perform a material discharging or printing operation, the horn 120 may not be moved in the vertical direction, The supply tube 110 should have sufficient length and flexibility.

재료 공급관(110)은 상기한 바와 같이 일단은 재료 공급부(20)에 연결되고 타단은 수직 지지대(101) 중 어느 하나와 수평 지지대(102) 중 어느 하나를 통과하여 자유단 상태로 마련되며, 자유단 상태의 타단에 현수식 노즐(120)이 연결된다. As described above, the material supply pipe 110 is connected to the material supply unit 20 at one end and is provided at a free end through one of the vertical supports 101 and the horizontal supports 102, And the hydrodynamic nozzle 120 is connected to the other end of the stepped state.

도 1에 도시된 바와 같이, 재료 공급관(110)은 어느 하나의 수직 지지대(101)의 전체를 통과하고 어느 하나의 수평 지지대(102)의 일부를 통과한 후에 아래 쪽으로 충분한 길이만큼 연장된 상태에서 현수식 노즐(120)에 연결되는 것이 바람직하다. 이처럼 재료 공급관(110)은 현수식 노즐(120)의 움직임을 방해하지 않도록 충분한 길이를 가져야 한다.As shown in FIG. 1, the material supply pipe 110 passes through the entire one of the vertical supports 101, passes through a part of one of the horizontal supports 102, and then extends downward by a sufficient length And is preferably connected to the hydrodynamic nozzle 120. In this way, the material supply pipe 110 must have a sufficient length so as not to interfere with the movement of the hydroforming nozzle 120.

한편, 재료 공급관(110)을 감거나 풀어서 재료 공급관(110)의 길이를 조절하는 공급관 와인딩부(미도시)가 재료 공급부(20) 또는 재료 펌핑부(30)의 일측에 마련될 수 있다. A feed pipe winding unit (not shown) for adjusting the length of the material supply pipe 110 by winding or unwinding the material supply pipe 110 may be provided at one side of the material supply unit 20 or the material pumping unit 30. [

상기 공급관 와인딩부는 후술하는 프린팅 제어부(200)에 의해서 제어될 수 있으며, 후술할 케이블 와인딩부(140)에 의해 제1 지지케이블(131) 및 제2 지지케이블(132)이 감기거나 풀리면서 가변되는 현수식 노즐(120)의 위치 또는 높이와 동기화 되도록 재료 공급관(110)을 감거나(wind) 풀어서(unwind) 재료 공급관(110)의 길이를 조절할 수 있다. The feeder winding unit can be controlled by a printing control unit 200 described later and the first and second support cables 131 and 132 can be changed by being wound or unwound by a cable winding unit 140 The length of the material supply pipe 110 can be adjusted by unwinding or unwinding the material supply pipe 110 so as to be synchronized with the position or height of the hydroforming nozzle 120. [

현수식 노즐(120)을 공중에 매달린 상태로 지지하는 지지케이블(130)은, 일단은 수직 지지대(101)를 경유하여 현수식 노즐(120)에 연결되어 현수식 노즐(120)을 현수 상태로 지지하는 제1 지지케이블(131) 및 일단은 수직 지지대(101)를 경유하여 재료 공급관(110)의 타단 측에 연결되어 재료 공급관(110) 및 현수식 노즐(120)을 현수 상태로 지지하며 제1 지지케이블(131)의 상부에 마련되는 제2 지지케이블(132)을 포함할 수 있다.The support cable 130 for supporting the suspension nozzle 120 suspended in the air is connected to the suspension nozzle 120 via a vertical support 101 at one end so as to suspend the suspension nozzle 120 in a suspended state The first support cable 131 and the first support cable 131 are connected to the other end side of the material supply pipe 110 via the vertical support 101 to support the material supply pipe 110 and the suspendable nozzle 120 in a suspended state, And a second support cable 132 provided on an upper portion of the first support cable 131.

제1 및 제2 지지케이블(131,132)은 각각 수직 지지대(101)와 동일한 개수만큼 마련된다. 각각의 제1 및 제2 지지케이블(131,132)의 일단은 현수식 노즐(120) 또는 재료 공급관(110)에 연결되고 타단은 어느 하나의 수직 지지대(101)를 경유하여 즉, 거쳐서 수직 지지대(101)의 하단 인근에 마련된 케이블 와인딩부(140)에 연결된다. 케이블 와인딩부(140)도 수직 지지대(101)와 동일한 개수로 마련된다.The first and second support cables 131 and 132 are provided in the same number as the vertical supports 101, respectively. One end of each of the first and second support cables 131 and 132 is connected to the hatching nozzle 120 or the material supply pipe 110 and the other end thereof is connected to the vertical support 101 And a cable winding unit 140 provided near the lower end of the cable winding unit 140. The cable windings 140 are also provided in the same number as the vertical supports 101.

여기서, 동일한 수직 지지대(101)를 거치는 제1 및 제2 지지케이블(131,132)은 동일한 케이블 와인딩부(140)에 권선된다. 즉, 하나의 케이블 와인딩부(140)에 의해서 제1 지지케이블(131)과 제2 지지케이블(132)을 동시에 감거나 풀어서 지지케이블(131,132)의 길이 및 현수식 노즐(120)의 위치 또는 높이를 가변하게 된다.Here, the first and second supporting cables 131 and 132 passing through the same vertical support 101 are wound around the same cable winding unit 140. That is, the first supporting cable 131 and the second supporting cable 132 are simultaneously wound or unwound by the single cable winding part 140 so that the length of the supporting cables 131 and 132 and the position or height of the hinged nozzle 120 .

도 2를 참조하면, 각각의 수직 지지대(101)에는 제1 지지케이블(131)이 경유하는 제1 풀리(161) 및 제2 지지케이블(132)이 경유하는 제2 풀리(162)가 마련될 수 있다. 제1 풀리(161) 및 제2 풀리(162)는 각각 제1 및 제2 지지케이블(131,132)이 수직 지지대(101)를 경유하는 경로에 따라서 1개만 마련되거나 2개가 마련될 수도 있다. 도 3의 경우에는 제1 풀리(161)는 1개로 형성되고 제2 풀리(162)는 2개로 형성되어 있다. 다만, 제1 및 제2 지지케이블(131,132)이 동일한 케이블 와인딩부(140)에 권선되기 때문에, 케이블 와인딩부(140)에서 풀리거나 감기는 과정 중에 제1 지지케이블(131)과 제2 지지케이블(132)이 서로 엉키지 않도록 제1 풀리(161)와 제2 풀리(162)의 개수를 결정하는 것이 바람직하다.2, each of the vertical supports 101 is provided with a first pulley 161 through which the first support cable 131 passes and a second pulley 162 through which the second support cable 132 passes . The first pulley 161 and the second pulley 162 may be provided with only one or two of the first and second support cables 131 and 132 along the path passing through the vertical support 101. 3, one first pulley 161 is formed and two second pulleys 162 are formed. Since the first and second supporting cables 131 and 132 are wound around the same cable winding part 140 during the process of unwinding or winding in the cable winding part 140, The number of the first pulleys 161 and the number of the second pulleys 162 may be determined so that the first pulleys 132 and the second pulleys 162 do not intertwine with each other.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 풀리(161)와 제2 풀리(162) 사이의 간격은 각각 현수식 노즐(120) 및 재료 공급관(110)에 연결되는 제1 지지케이블(131)의 끝단과 제2 지지케이블(132)의 끝단 사이의 간격 보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 제1 풀리(161)의 높이(H3)와 제2 풀리(162)의 높이(H4) 차이는 현수식 노즐(120)에 연결되는 제1 지지케이블(131)의 끝단의 높이(H6)와 재료 공급관(110)에 연결되는 제2 지지케이블(132)의 끝단의 높이(H5) 차이 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 2 and 3, the interval between the first pulley 161 and the second pulley 162 is equal to the distance between the first supporting cable 131 connected to the suspending nozzle 120 and the material supplying pipe 110 And the end of the second support cable 132 may be larger than the gap between the end of the second support cable 132 and the end of the second support cable 132. [ That is, the difference between the height H3 of the first pulley 161 and the height H4 of the second pulley 162 depends on the height H6 of the end of the first support cable 131 connected to the suspension nozzle 120, And the height H5 of the end of the second support cable 132 connected to the material supply pipe 110. [

제1 풀리(161)와 제2 풀리(162) 사이의 간격은 각각 현수식 노즐(120) 및 재료 공급관(110)에 연결되는 제1 지지케이블(131)의 끝단과 제2 지지케이블(132)의 끝단 사이의 간격 보다 크게 형성되어야 현수식 노즐(120)이 최대 높이까지 상승하더라고 수직 자세를 유지할 수 있다. The distance between the first pulley 161 and the second pulley 162 is set so that the distance between the end of the first support cable 131 connected to the suspension nozzle 120 and the material supply pipe 110 and the distance between the end of the second support cable 132, So that the vertical posture can be maintained even though the hanging nozzle 120 rises to the maximum height.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 지지케이블(131)은 현수식 노즐(120)에 연결되는 반면에, 제2 지지케이블(132)은 현수식 노즐(120)이 아니라 재료 공급관(110)에 연결됨을 알 수 있다. 제2 지지케이블(132)은 재료 공급관(110)의 타단 측에 연결되되 현수식 노즐(120)에 인접하는 위치에서 재료 공급관(110)에 연결되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제2 지지케이블(132)은 현수식 노즐(120)이 수직 자세를 유지하면서 움직일 수 있도록 현수식 노즐(120)을 지지해야 하기 때문이다. 다시 말하면, 제1 지지케이블(131)은 현수식 노즐(120)의 XYZ축 방향 위치를 제어할 수 있도록 현수식 노즐(120)에 연결되는 반면에, 제2 지지케이블(132)은 현수식 노즐(120)의 수직 자세를 유지할 수 있도록 재료 공급관(110)의 하단 쪽에 연결될 수 있다.3 and 4, the first supporting cable 131 is connected to the hosing nozzle 120, while the second supporting cable 132 is connected to the material feeding pipe 110, not to the hosing nozzle 120, As shown in FIG. The second support cable 132 is connected to the other end of the material supply pipe 110 and is connected to the material supply pipe 110 at a position adjacent to the hydrodynamic nozzle 120. This is because the second supporting cable 132 must support the hatching nozzle 120 so that the hatching nozzle 120 can move while maintaining a vertical posture. In other words, the first supporting cable 131 is connected to the horn nozzle 120 so as to control the position of the horn nozzle 120 in the XYZ axial direction, while the second supporting cable 132 is connected to the horn nozzle 120, And may be connected to the lower end of the material supply pipe 110 so as to maintain the vertical posture of the material supply pipe 120.

제1 지지케이블(131)은 현수식 노즐(120)에 연결되고 제2 지지케이블(132)은 제1 지지케이블(131)의 위쪽에 마련되되 제1 지지케이블(131)과 이격되도록 재료 공급관(110)에 연결되는 형태, 즉, 제1 지지케이블(131)과 제2 지지케이블(132)이 병렬적으로 제공됨으로써, 현수식 노즐(120)의 위치 또는 높이를 정확하게 제어할 수 있고 현수식 노즐(120)에 걸리는 진동을 억제할 수 있다. 제1 및 제2 지지케이블(131,132)의 관점에서 보면, 본 발명에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는 케이블(또는 와이어) 기반 병렬 3차원 프린팅 장비라고 할 수 있다.The first support cable 131 is connected to the hosepipe nozzle 120 and the second support cable 132 is provided on the upper side of the first support cable 131 so as to be spaced apart from the first support cable 131, The position or height of the hosiery nozzle 120 can be accurately controlled by providing the first support cable 131 and the second support cable 132 in parallel, It is possible to suppress the vibration applied to the vibration plate 120. In view of the first and second supporting cables 131 and 132, the hanging three-dimensional printing apparatus 100 according to the present invention can be regarded as a cable (or wire) -based parallel three-dimensional printing apparatus.

도 3을 참조하면, 현수식 노즐(120)에 연결되는 제1 지지케이블(131)의 끝단의 높이(H6)와 재료 공급관(110)에 연결되는 제2 지지케이블(132)의 끝단의 높이(H5) 차이는 대략 현수식 노즐(120)의 높이 보다 조금 더 크거나 비슷하다. 재료 공급관(110)에 연결된 제2 지지케이블(132)의 끝단에 걸리는 무게는 재료 공급관(110)의 하단부(113) 무게와 현수식 노즐(120)의 무게를 포함하는 반면에, 현수식 노즐(120)에 연결된 제1 지지케이블(131)의 끝단에 걸리는 무게는 현수식 노즐(120)의 무게만 포함하기 때문에 제2 지지케이블(132)의 끝단에 더 큰 힘(무게)가 걸리면서 현수식 노즐(120)의 수직 자세를 유지할 수 있다. 즉, 제2 지지케이블(132)의 끝단에 현수식 노즐(120)이 마치 매달려 있는 것과 같은 효과를 얻을 수 있기 때문에 현수식 노즐(120)의 수직 자세가 유지될 수 있다.3, the height H6 of the end of the first support cable 131 connected to the suspension nozzle 120 and the height H6 of the end of the second support cable 132 connected to the material supply pipe 110 H5) is approximately equal to or slightly greater than the height of the hexagonal nozzle 120. The weight caught on the end of the second support cable 132 connected to the material supply pipe 110 includes the weight of the lower end portion 113 of the material supply pipe 110 and the weight of the suspendable nozzle 120, Since the weight of the first support cable 131 connected to the second support cable 132 includes only the weight of the suspension nozzle 120 and thus a greater force is applied to the end of the second support cable 132, So that the vertical posture of the second body 120 can be maintained. That is, since the effect of hanging the hanging nozzle 120 at the end of the second supporting cable 132 can be obtained, the vertical posture of the hanging nozzle 120 can be maintained.

한편, 제2 지지케이블(132)은 재료 공급관(110)의 일정한 부분에 연결되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 지지케이블(132)이 연결되는 부분과 현수식 노즐(120)의 상단 사이에 위치하는 재료 공급관(110)의 하단부(113)가 대략 현수식 노즐(120)의 길이(높이)와 동일하거나 조금 짧도록 제2 지지케이블(132)은 재료 공급관(110)의 일정한 부분에 연결될 수 있다. 이와 같이, 제2 지지케이블(132)이 재료 공급관(110)에 연결되는 부분 내지 위치를 고정하기 위해서, 재료 공급관(110)에는 제2 지지케이블(132)의 일단이 연결되는 케이블연결부(112)가 마련될 수 있다. On the other hand, the second support cable 132 is preferably connected to a certain portion of the material supply pipe 110. For example, the lower end portion 113 of the material supply pipe 110 positioned between the portion to which the second support cable 132 is connected and the upper end of the suspension nozzle 120 has a length (height The second support cable 132 may be connected to a certain portion of the material supply pipe 110. [ The material supply pipe 110 is provided with a cable connecting portion 112 to which one end of the second supporting cable 132 is connected so as to fix the portion or the position where the second supporting cable 132 is connected to the material supplying pipe 110, May be provided.

케이블연결부(112)는 중공의 원통형 부재로서 제2 지지케이블(132)의 외면에 밀착 결합될 수 있다. 케이블연결부(112)와 현수식 노즐(120)의 상단 사이에 위치하는 재료 공급관(110)의 하단부(113)는 수직 자세를 유지한 상태로 현수식 노즐(120)과 재료 공급관(110)의 하단부(113)가 함께 움직일 수 있다.The cable connection portion 112 can be tightly coupled to the outer surface of the second support cable 132 as a hollow cylindrical member. The lower end portion 113 of the material supply pipe 110 positioned between the cable connection portion 112 and the upper end of the hatching nozzle 120 is connected to the lower end portion of the hatching nozzle 120 and the lower end portion of the material supply pipe 110, (113) can move together.

상기에서 언급한 바와 같이, 제2 지지케이블(132)은 케이블 와인딩부(140)에 감기거나 풀리면서 현수식 노즐(120)의 수직 자세를 유지하는 기능을 담당할 수 있다. 반면에, 제1 지지케이블(131)은 현수식 노즐(120)에 직접 연결되어 있기 때문에 케이블 와인딩부(140)에 감기거나 풀리면서 현수식 노즐(120)이 XYZ축 방향으로 이동하는 것을 제어할 수 있다.As described above, the second support cable 132 may be wound or unwound on the cable winding part 140 to maintain the vertical posture of the suspendable nozzle 120. On the other hand, since the first support cable 131 is directly connected to the hinged nozzle 120, it controls the movement of the hinged nozzle 120 in the XYZ axis direction while being wound or unwound on the cable winding unit 140 .

본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는 프린팅 제어부(200)에 사전에 입력된 건축물에 대한 정보를 바탕으로 현수식 노즐(120)이 이동하면서 재료를 토출하여 건축물을 만들게 된다. 따라서, 현수식 노즐(120)이 XYZ축을 따라 3차원으로 자유롭게 움직이되, 건축물을 만들기 위한 좌표 정보에 따라 현수식 노즐(120)이 정확하게 움직일 수 있어야 한다. 제1 지지케이블(131)은 현수식 노즐(120)의 3차원 움직임을 지지하거나 제어할 수 있다.The three-dimensional printing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention dispenses a material while moving the hanging nozzle 120 based on information about a building previously input to the printing control unit 200, . Accordingly, the hydroforming nozzle 120 moves freely in three dimensions along the X, Y, and Z axes, and the hydroforming nozzle 120 must be able to move accurately according to the coordinate information for making the building. The first support cable 131 can support or control the three-dimensional movement of the suspension nozzle 120.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 현수식 노즐(120)은 건축물(10)의 벽면의 높이가 커짐에 따라 위쪽으로 상승하면서 재료를 토출해야 하는데, 이러한 상승 운동 즉, Z축 방향으로 움직이는 것도 제1 지지케이블(131) 및 케이블 와인딩부(140)에 의해서 구현될 수 있다.Further, as shown in FIG. 3, as the height of the wall surface of the building 10 increases, the hinged nozzle 120 is required to discharge the material while rising upward. Such upward movement, that is, moving in the Z- The first supporting cable 131 and the cable winding unit 140 can be realized.

도 4를 참조하면, 제1 지지케이블(131)의 일단은 현수식 노즐(120)에 직접 연결될 수도 있고, 현수식 노즐(120)의 외면에 형성된 별도의 연결부재(미도시)에 제1 지지케이블(131)이 연결될 수도 있다.4, one end of the first supporting cable 131 may be directly connected to the hosing nozzle 120, or may be connected to a separate connecting member (not shown) formed on the outer surface of the hosing nozzle 120, Cable 131 may be connected.

제1 및 제2 지지케이블(131,132)이 감기거나 풀릴 수 있도록 연결된 케이블 와인딩부(140)는 일종의 윈치(winch)라고 할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 케이블 와인딩부(140)는 구동모터(141), 구동모터(141)에 의해서 회전하는 와이어 드럼(142,143)을 포함할 수 있다. 여기서, 와이어 드럼(142,143)은 2개가 마련되고 구동모터(141)의 출력축에 각각 연결될 수 있다. 와이어 드럼(142,143) 각각에는 제1 지지케이블(131) 및 제2 지지케이블(132)이 권선될 수 있다(도 5(a) 참조). 이와 같이, 구동모터(141)의 출력축에 2개의 와이어 드럼(142,143)이 직결되어 있기 때문에 와이어 드럼(142,143)에 각각 권선되는 제1 및 제2 지지케이블(131,132)은 동일한 속도로 동시에 감기거나 풀릴 수 있다. 이 때, 와이어 드럼(142,143)의 직경 크기를 다르게 하여 제1 및 제2 지지케이블(131,132)이 감기거나 풀리는 길이를 다르게 할 수도 있다.The cable winding unit 140 connected to the first and second support cables 131 and 132 to be wound or unwound can be called a winch. As shown in FIG. 5, the cable winding unit 140 may include a wire drum 142, 143 rotated by a driving motor 141 and a driving motor 141. Here, two wire drums 142 and 143 are provided and may be respectively connected to the output shaft of the driving motor 141. [ The first support cable 131 and the second support cable 132 may be wound on the wire drums 142 and 143, respectively (see Fig. 5 (a)). As described above, since the two wire drums 142 and 143 are directly connected to the output shaft of the drive motor 141, the first and second support cables 131 and 132 wound on the wire drums 142 and 143, respectively, . At this time, the diameters of the wire drums 142 and 143 may be different, and the lengths of the first and second supporting cables 131 and 132 may be different from each other.

또한, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 케이블 와인딩부(140)는 감속기(145)를 더 포함할 수도 있다. 즉, 감속기(145)의 일단에 구동모터(141)가 연결되고 타단에 2개의 와이어 드럼(142,143)이 연결될 수도 있다. 감속기(145)에 의해서 구동모터(141)의 출력 속도 또는 세기를 줄여서 와이어 드럼(142,143)을 회전시킬 수도 있다. 이때, 감속기(145)에 의해서 와이어 드럼(142,143) 각각의 회전 속도 또는 세기가 다르도록 제어할 수도 있다.5 (b), the cable winding section 140 may further include a speed reducer 145. [ That is, the drive motor 141 may be connected to one end of the speed reducer 145 and the two wire drums 142 and 143 may be connected to the other end. The output speed or intensity of the driving motor 141 may be reduced by the speed reducer 145 to rotate the wire drums 142 and 143. [ At this time, it is also possible to control the rotation speed or intensity of each of the wire drums 142 and 143 to be different by the speed reducer 145.

앞서 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 지지케이블(131,132)과 이들이 권선되는 케이블 와인딩부(140)는 각각의 수직 지지대(101) 마다 개별적으로 마련될 수 있는데, 수직 지지대(101) 중 어느 하나에 마련된 케이블 와인딩부(101)는 동일한 수직 지지대(101)에 마련된 제1 지지케이블(131) 및 제2 지지케이블(132)을 동일한 길이 만큼 동시에 감거나(wind) 또는 풀며(unwind), 나머지 수직 지지대(101)에 마련된 케이블 와인딩부(140)와 연동하여 작동될 수 있다. 즉, 각각의 제1 및 제2 지지케이블(131,132)의 길이가 늘어나거나 줄어들 수 있도록 각각의 케이블 와인딩부(140)는 나머지 케이블 와인딩부와 연동하여 작동하게 된다.As described above, the first and second supporting cables 131 and 132 and the cable winding unit 140 on which the first and second supporting cables 131 and 132 are wound can be provided individually for each vertical support 101. Any one of the vertical supports 101 The cable winding portion 101 provided simultaneously winds or unwinds the first support cable 131 and the second support cable 132 provided on the same vertical support 101 by the same length, And can be operated in conjunction with the cable winding portion 140 provided in the cable 101. That is, each cable winding part 140 operates in conjunction with the remaining cable winding parts so that the length of each of the first and second supporting cables 131 and 132 can be increased or decreased.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 현수식 노즐(120)에 연결된 제1 지지케이블(131)의 일단이 제1 풀리(161)와 동일한 높이에 있을 경우 현수식 노즐(120)의 하단 즉, 토출구(123, 도 7 참조)는 건축되는 건축물(10)의 최대 높이(H1) 보다 높은 지점에 위치할 수 있다. 2 and 3, when one end of the first support cable 131 connected to the suspension nozzle 120 is at the same height as the first pulley 161, the lower end of the suspension nozzle 120 , And the discharge port 123 (see FIG. 7) may be located at a point higher than the maximum height H1 of the building 10 to be constructed.

현수식 노즐(120)에 연결된 제1 지지케이블(131)의 일단의 높이(H6)가 제1 풀리(161)의 높이(H3)와 동일하게 된 상태에서 재료 공급관(110)의 하단부(113)와 현수식 노즐(120)은 수직 자세를 유지해야 하기 때문에 건축물(10)의 최대 높이(H1)는 현수식 노즐(120)의 하단 보다 아래쪽에 위치해야만 건축물(10)이 프린팅 작업을 방해하지 않을 수 있다.The lower end portion 113 of the material supply pipe 110 is moved in the state in which the height H6 of one end of the first support cable 131 connected to the hydrodynamic nozzle 120 is equal to the height H3 of the first pulley 161, The maximum height H1 of the building 10 must be located lower than the bottom of the horn 120 because the building 10 and the horn 120 need to maintain a vertical posture so that the building 10 does not interfere with the printing operation .

또한, 수직 지지대(101)의 높이(H2)는 건축되는 건축물(10)의 최대 높이(H1) 보다 높게 형성되되, 현수식 노즐(120)의 수평 이동 거리에 무관하게 현수식 노즐(120)이 수직 자세를 유지하도록 건축물(10)의 최대 높이(H1) 보다 높게 형성되는 것이 바람직하다. The height H2 of the vertical support 101 is formed to be higher than the maximum height H1 of the building 10 to be constructed and the height of the hatching nozzle 120 can be adjusted independently of the horizontal movement distance of the hatching nozzle 120 The height H1 of the building 10 is preferably higher than the maximum height H1 of the building 10 to maintain the vertical posture.

한편, 도 7 및 도 8에는 현수식 노즐(120)이 도시되어 있다. 현수식 노즐(120)은 건축물(10)을 만들기 위한 재료(예를 들면, 액상의 비빔 시멘트)를 토출시키는 노즐(nozzle)이라고 할 수 있다.7 and 8 show the hosing nozzle 120. In the embodiment shown in Fig. The hydroforming nozzle 120 may be referred to as a nozzle for discharging a material for forming the building 10 (for example, liquid non-beam cement).

도 7 및 도 8을 참조하면, 현수식 노즐(120)은, 재료 공급관(110)에 직접 연결되는 하우징(121), 하우징(121)의 내부에 마련되어 재료를 아래쪽으로 이송하는 재료 이송부(125) 및 재료 이송부(125)를 회전시키는 이송 구동부(124)를 포함할 수 있다. 이때, 재료 공급관(110)에서 공급된 재료는 재료 이송부(125)가 회전함에 따라 아래쪽으로 이동하여 토출구(123)를 통해 토출됨으로써 재료가 프린팅 되어 건축물(10)이 만들어지게 된다.7 and 8, the suspendable nozzle 120 includes a housing 121 directly connected to the material supply pipe 110, a material transfer unit 125 provided inside the housing 121 to transfer the material downward, And a feed driving unit 124 that rotates the material feed unit 125. At this time, the material supplied from the material supply pipe 110 moves downward as the material transfer unit 125 rotates and is discharged through the discharge port 123, so that the material is printed and the building 10 is made.

도 7에 도시된 바와 같이, 현수식 노즐(120)에는 재료 공급관(110)에서 공급된 재료를 일시 저장하는 체임버(chamber)와 같은 구성이 없다. 재료 공급관(110)을 통해서 공급되는 무거운 토출 재료가 곧바로 직접 현수식 노즐(120)의 하우징(121) 안으로 공급되는 구조이다. 만약, 현수식 노즐(120)에 무거운 중량의 재료가 저장되는 체임버와 같은 구조가 있으면, 현수식 노즐(120)에 걸리는 하중이 증가하여 현수식 노즐(120)의 위치 또는 자세를 제어하는 것이 쉽지 않을 수 있다.As shown in Fig. 7, the hatching nozzle 120 is not provided with a configuration such as a chamber for temporarily storing the material supplied from the material supply pipe 110. Fig. The heavy discharge material supplied through the material supply pipe 110 is directly fed into the housing 121 of the suspension nozzle 120 directly. If there is a structure such as a chamber in which a heavy weight material is stored in the hydrodynamic nozzle 120, the load applied to the hydrodynamic nozzle 120 increases and it is easy to control the position or posture of the hydrodynamic nozzle 120 .

이와 같이, 본 발명에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는 현수식 노즐(120)의 하우징(121)에 재료 공급관(110)이 직접 연결되기 때문에 재료 공급관(110)에서 공급된 무거운 중량의 재료를 일시 저장하거나 가두어 두는 체임버가 필요 없고, 현수식 노즐(120)의 막힘 현상 또는 맥동 현상을 방지할 수 있다. 보다 자세히 말하면, 재료 이송부(125)가 스파이럴 블레이드(127)를 포함하는데, 이러한 스파이럴 블레이드(127)에 의해서 무거운 중량의 재료가 곧바로 토출구(123)를 통해 토출되는 것을 차단할 수 있기 때문에 현수식 노즐(120)의 막힘 현상 또는 맥동 현상을 방지할 수 있다.Since the material supply pipe 110 is directly connected to the housing 121 of the suspendable nozzle 120, the three-dimensional printing apparatus 100 according to the present invention has a large weight It is not necessary to use a chamber that temporarily stores or holds the material, and clogging phenomenon or pulsation phenomenon of the hydrodynamic nozzle 120 can be prevented. More specifically, since the material transferring section 125 includes the spiral blade 127, the heavy weight material can be prevented from being discharged directly through the discharge port 123 by the spiral blade 127, 120 can be prevented from being clogged or pulsating.

도 7을 참조하면, 하우징(121)의 하부에는 원추형의 노즐 캡(122)이 체결되고, 노즐 캡(122)에는 재료가 토출되는 토출구(123)가 마련될 수 있다. 여기서, 토출구(123)에는 재료의 토출을 단속하는 즉, 재료를 토출하거나 토출을 차단하는 토출개폐부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 토출개폐부는 토출구(123)를 열고 닫는 도어 기능을 하는 부재로서, 토출 작업을 하는 경우에는 토출구(123)를 개방하지만, 토출을 중단하고 다음 토출 지점(프린팅 지점)으로 현수식 노즐(120)을 이동하거나 잘못된 지점에서 토출이 발생한 경우에는 토출구(123)를 닫도록 작동될 수 있다. 상기 토출개폐부는 프린팅 제어부(200)에 의해서 작동이 제어될 수 있다.7, a conical nozzle cap 122 is fastened to a lower portion of the housing 121, and a discharge port 123 through which a material is discharged may be provided in the nozzle cap 122. Here, the discharge port 123 may be formed with a discharge opening / closing portion (not shown) for interrupting the discharge of the material, that is, discharging the material or shutting off the discharge. The ejection opening and closing portion is a door functioning member that opens and closes the ejection opening 123. When the ejection opening operation is performed, the ejection opening 123 is opened, but the ejection opening is stopped and the next ejection opening (printing point) Or to close the discharge port 123 when discharge occurs at a wrong point. The operation of the discharge opening / closing unit can be controlled by the printing control unit 200.

하우징(121)의 내부에는 재료 이송부(125)를 회전시키는 이송 구동부(124)가 마련될 수 있는데, 이송 구동부(124)는 재료 이송부(125)를 회전시킬 수 있는 모터 또는 전동기로 마련된다. 이송 구동부(124) 역시 프린팅 제어부(200)에 의해서 작동이 제어될 수 있다.The feed driving unit 124 may be provided with a motor or an electric motor capable of rotating the material feeding unit 125. The feed driving unit 124 may be a motor, The feed driving unit 124 may also be controlled by the printing control unit 200.

한편, 현수식 노즐(120)은, 토출구(123)가 원형이 아닌 경우에 토출구(123)의 방향을 회전시키는 노즐 회전부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 현수식 노즐(120)이 재료를 토출하면서 토출 경로를 변경해야 하는 경우에, 토출구(123)가 원형인 경우에는 방향에 따른 토출 형태의 차이가 없지만, 토출구(123)가 만약 직사각형 모양인 경우에는 장변 방향으로 이송되거나 단변 방향으로 이송되는 경우 각각 토출 형태가 달라질 수 있다. 따라서, 토출 형태가 달라지는 것을 방지하기 위해서 상기 노즐 회전부를 구비하여 현수식 노즐(120)을 회전시킬 수도 있다. 이때, 상기 노즐 회전부는 프린팅 제어부(200)에 의해서 작동이 제어될 수 있다.Meanwhile, the suspendable nozzle 120 may further include a nozzle rotation unit (not shown) that rotates the direction of the ejection opening 123 when the ejection opening 123 is not circular. When the discharge port 123 is circular, there is no difference in the discharge form according to the direction. However, when the discharge port 123 is rectangular in shape When the sheet is transported in the direction of the long side or in the direction of the short side, the ejection form may be changed. Therefore, in order to prevent the ejection form from being changed, the nozzle rotation unit may be provided to rotate the horn nozzle 120. At this time, the operation of the nozzle rotation part can be controlled by the printing control part 200. [

도 8을 참조하면, 재료 이송부(120)는 이송 구동부(124)에 의해서 회전되는 회전 몸체(126) 및 회전 몸체(126)에서 돌출 형성된 스파이럴 블레이드(127)를 포함할 수 있다. 스파이럴 블레이드(127)는 회전 몸체(126)의 표면에서부터 하우징(121)의 반경 방향을 따라 돌출 형성되되 연속된 나선 모양으로 형성될 수 있다. 하우징(121) 내에서 스파이럴 블레이드(127)가 회전하기 때문에 공급된 재료가 경화되는 것을 방지하고 현수식 노즐(120)의 막힘 또는 맥동 현상도 방지할 수 있다.8, the material transfer unit 120 may include a rotating body 126 rotated by the transfer driving unit 124 and a spiral blade 127 protruding from the rotating body 126. The spiral blade 127 may protrude from the surface of the rotating body 126 along the radial direction of the housing 121, and may be formed in a continuous spiral shape. Since the spiral blade 127 rotates in the housing 121, it is possible to prevent the supplied material from hardening and to prevent clogging or pulsation of the hosing nozzle 120.

여기서, 스파이럴 블레이드(127) 사이 간격(도 8(b)의 B 참조)은 현수식 노즐(120)의 토출구(123)에 가까울수록 점차 작아지거나 점차 커지도록 형성될 수 있다.Here, the gap between the spiral blades 127 (see B in Fig. 8 (b)) may become smaller or larger as the distance from the discharge port 123 of the hosing nozzle 120 becomes smaller.

또한, 회전 몸체(126)에서 돌출된 스파이럴 블레이드(127)의 높이는 토출구(123)에 가까울수록 점차 작아지거나 점차 커지도록 형성될 수 있다.The height of the spiral blade 127 protruding from the rotating body 126 may be gradually decreased or becoming larger as the distance from the discharge port 123 is increased.

또한, 스파이럴 블레이드(127)의 상하 표면 중 적어도 일면에는 이송 돌기(미도시)가 형성되고, 상기 이송 돌기는 스파이럴 블레이드(127)와 동일한 나선 형태를 가지도록 형성될 수 있다.Further, a transfer protrusion (not shown) may be formed on at least one surface of the upper and lower surfaces of the spiral blade 127, and the transfer protrusion may be formed to have the same spiral shape as the spiral blade 127.

이와 같이, 현수식 노즐(120)은, 토출구(123)에 가까울수록 점차 작아지거나 점차 커지는 크기 또는 간격을 가지는 스파이럴 블레이드(127)를 구비하거나, 스파이럴 블레이드(127)의 표면에 상기 이송 돌기를 형성함으로써, 무거운 중량의 재료를 토출구(123) 쪽으로 밀어내는 힘을 발생시킬 수 있고 재료를 용이하게 토출시킬 수 있다.As described above, the suspendable nozzle 120 is provided with the spiral blade 127 having a size or an interval which gradually becomes smaller or larger as it is closer to the discharge port 123, or the transfer projection is formed on the surface of the spiral blade 127 It is possible to generate a force for pushing the heavy weight material toward the discharge port 123, and the material can be easily discharged.

본 발명에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는 현수식 노즐(120)에 스크류 형상의 회전 블레이드(127)를 제공하여 재료 공급과 재료의 토출을 용이하게 제어할 수 있다.The presently-present three-dimensional printing apparatus 100 according to the present invention can provide a spinning blade 127 in the form of a screw to the suspendable nozzle 120 to easily control the material supply and the discharge of the material.

한편, 현수식 노즐(120)의 하우징(121)에는 경화제 또는 보조 첨가제 또는 공기를 공급하는 보조 재료 공급관(미도시)이 연결될 수 있다. 공급되는 재료인 비빔 시멘트가 하우징(121) 내부에 굳어지는 것을 방지하는 경화제 등을 공급하여, 막힘 없이 재료가 토출되도록 할 수도 있다. 이때, 상기 보조 재료 공급관은 재료 이송부(125)의 회전력을 유지하거나 증가시키도록 현수식 노즐(120)의 하우징(121)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 스파이럴 블레이드(127)가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 경화제 등이 분사되도록 상기 보조 재료 공급관이 하우징(121)에 연결되는 각도 또는 위치를 선정함으로써, 경화제 등에 의해 스파이럴 블레이드(127)의 회전 속도가 줄어 들어서 토출구(123)가 막히는 등의 문제를 미연에 방지할 수도 있다.Meanwhile, an auxiliary material supply pipe (not shown) for supplying a hardening agent, an auxiliary additive or air to the housing 121 of the hydrodynamic nozzle 120 may be connected. A curing agent or the like for preventing the Bimem cement, which is a supplied material, from hardening inside the housing 121 may be supplied to discharge the material without clogging. At this time, the auxiliary material supply pipe may be connected to the housing 121 of the hosing nozzle 120 so as to maintain or increase the rotational force of the material transferring unit 125. The auxiliary material supply pipe is connected to the housing 121 so that the hardening agent or the like is sprayed in the same direction as the direction in which the spiral blade 127 rotates, It is possible to prevent the problem that the rotation speed is reduced and the discharge port 123 is clogged.

경화제 또는 공기 등의 보조 재료는 재료 공급부(20)와는 별도로 마련된 공급부(미도시)에서부터 현수식 노즐(120)로 공급되는 것이 바람직하다.It is preferable that an auxiliary material such as a hardening agent or air is supplied to the suspendable nozzle 120 from a supply part (not shown) provided separately from the material supplying part 20. [

본 발명의 일 실시예에 따른 현수식 3차원 프린팅 장비(100)는 도 6에 도시된 바와 같은 프린팅 제어부(200)를 포함할 수 있다. 프린팅 제어부(200)는 현수식 노즐(120), 케이블 와인딩부(140) 또는 상기 펌핑 구동부의 작동을 제어할 뿐만 아니라, 이송 구동부(124), 상기 노즐 회전부는 또는 상기 토출개폐부 등의 작동도 제어할 수 있다.The 3D printing apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a printing control unit 200 as shown in FIG. The printing control unit 200 not only controls the operation of the suspendable nozzle 120, the cable winding unit 140 or the pumping driving unit but also controls the operation of the feed driving unit 124, the nozzle rotating unit, can do.

프린팅 제어부(200)의 가장 중요한 기능은 현수식 노즐(120)의 토출(프린팅) 작동 및 위치를 제어하는 것이다. 이를 위해, 프린팅 제어부(200)는, 현수식 노즐(120)에 마련되어 현수식 노즐(120)의 이동 거리, 경로 또는 위치를 감지하는 제1 센서(210), 제1 지지케이블(131) 또는 제2 지지케이블(132) 중 적어도 하나에 마련되어 제1 지지케이블(131) 또는 제2 지지케이블(132)이 감기거나 풀린 길이를 감지하는 제2 센서(220), 제1 지지케이블(131) 또는 제2 지지케이블(132) 중 적어도 하나에 마련되어 지지케이블에 걸리는 장력 또는 진동을 감지하는 장력센서(230), 제1 센서(210) 또는 제2 센서(220)의 감지 결과를 이용하여 현수식 노즐(120)의 이동 길이 또는 제1 지지케이블(131) 또는 제2 지지케이블(132)이 감기거나 풀린 길이를 산출하는 길이 산출부(240) 및 길이 산출부(240)에서 산출된 길이 정보 또는 장력센서(230)에서 산출된 장력 정보를 이용하여 케이블 와인딩부(140)의 구동을 제어하는 제어부(250)를 포함할 수 있다.The most important function of the printing control unit 200 is to control the discharging (printing) operation and the position of the suspendable nozzles 120. The printing control unit 200 may include a first sensor 210 provided on the suspend nozzle 120 to sense a movement distance, a path or a position of the suspendable nozzle 120, a first support cable 131, A second support cable 131 or a second support cable 132 provided on at least one of the first support cable 131 and the second support cable 132 to sense the length of the first support cable 131 or the second support cable 132 wound or unwound, The tension sensor 230 is provided on at least one of the first and second support cables 132 and 132 to sense tension or vibration applied to the support cable. 120 or the length of the first support cable 131 or the second support cable 132 is calculated by the length calculating unit 240 and the length calculating unit 240, And controls the driving of the cable winding unit 140 using the tension information calculated by the tension information calculating unit 230 It may include a controller 250.

제1 센서(210)는 현수식 노즐(120)이 사전에 입력된 프린팅 경로를 따라서 정확하게 이동하고 있는지 여부를 감지하는 센서로서, 광센서 등으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 제1 센서(210)는 현수식 노즐(120)의 토출구(123)에 마련되어, 토출구(123)와 프린팅된 재료의 상면 사이의 거리(간격)을 센싱함으로써 현수식 노즐(120)이 입력된 프린팅 경로를 따라서 이동하고 있는지 감지할 수 있다. 센싱 결과 입력된 프린팅 경로를 벗어난 것으로 판단된 경우 프린팅 제어부(200)는 현수식 노즐(120)의 이송 구동부(124)의 작동을 멈추고 상기 토출개폐부를 제어하여 토출구(123)를 닫을 수 있다. 토출구(123)를 닫은 상태에서 케이블 와인딩부(140)를 작동시켜서 현수식 노즐(120)이 정확한 프린팅 경로 상에 위치하도록 제어할 수 있다.The first sensor 210 may be a sensor for sensing whether the suspendable nozzle 120 is moving accurately along a printing path previously input, and may be provided with an optical sensor or the like. For example, the first sensor 210 may be provided in the discharge port 123 of the hosing nozzle 120 to sense the distance (interval) between the discharge port 123 and the upper surface of the printed material, It is possible to detect whether it is moving along the input printing path. The printing control unit 200 may stop the operation of the feed driving unit 124 of the suspendable nozzle 120 and may control the ejection opening and closing unit to close the ejection opening 123. [ The cable winding unit 140 can be operated in a state in which the discharge port 123 is closed to control the hosepipe nozzle 120 to be positioned on the correct printing path.

제2 센서(220)는 제1 지지케이블(131) 또는 제2 지지케이블(132) 중 적어도 하나에 마련되는 가속도 센서 등으로 마련될 수 있다. 케이블 와인딩부(140)가 작동함에 따라 제1 또는 제2 지지케이블(131,132)이 풀리거나 감긴 길이를 감지하여 현수식 노즐(120)의 XYZ축 상에서의 위치를 제어할 수 있다.The second sensor 220 may be provided with an acceleration sensor or the like provided on at least one of the first support cable 131 and the second support cable 132. As the cable winding unit 140 is operated, the position of the suspendable nozzle 120 on the XYZ axis can be controlled by sensing the length of the first or second supporting cables 131 and 132 being unwound or wound.

장력센서(230)는 제1 지지케이블(131) 또는 제2 지지케이블(132) 중 적어도 하나에 마련되어 제1 또는 제2 지지케이블(131,132)에 걸리는 장력을 감지할 수 있다. 프린팅 제어부(200)에는 제1 및 제2 지지케이블(131,132)의 한계 장력 또는 허용 장력 값이 입력되고, 장력센서(240)에서 감지된 장력값과 한계 장력 또는 허용 장력 값을 비교하여 현수식 노즐(120)이 수직 자세를 유지하고 있는지 또는 제1 또는 제2 지지케이블(131,132)의 파손 위험성이 있는지 감지하고 그 결과를 제어부(250)에 전송하여 케이블 와인딩부(140)의 작동을 제어할 수 있다. The tension sensor 230 may be provided on at least one of the first support cable 131 and the second support cable 132 to sense a tension applied to the first or second support cables 131 and 132. The printing control unit 200 receives the limit tension or the allowable tension value of the first and second support cables 131 and 132 and compares the tension value sensed by the tension sensor 240 with the threshold tension value or the allowable tension value, It is possible to detect whether there is a risk of breakage of the first or second supporting cables 131 and 132 and transmit the result to the control unit 250 to control the operation of the cable winding unit 140 have.

예를 들면, 작업 현장에 강한 바람이 불어서 현수식 노즐(120)이 흔들리는 경우에는 작업을 중단해야 하는데, 바람에 의해서 현수식 노즐(120)이 수직 자세를 유지하지 못하고 흔들리게 되면 제1 또는 제2 지지케이블(131,132)에 걸리는 장력 변화가 심하게 일어나고, 이를 장력센서(230)가 감지하여 현수식 노즐(120)의 이동을 중단할 수 있다. 또한, 현수식 노즐(120)에 맥동 현상이나 막힘 현상이 일어나면 현수식 노즐(120)에 걸리는 하중이 증가하게 되고 이에 따라 제1 또는 제2 지지케이블(131,132)에 걸리는 장력 변화를 장력센서(230)가 감지하여 현수식 노즐(120)의 이동이 중단되도록 케이블 와인딩부(140)를 제어할 수도 있다.For example, when strong wind is blowing at the worksite to shake the suspendable nozzle 120, the work must be stopped. If the suspendable nozzle 120 can not maintain its vertical posture due to wind and is shaken, 2 tensile force applied to the support cables 131 and 132 severely occurs, and the tensile force sensor 230 senses the tensile force, so that the movement of the suspendable nozzle 120 can be stopped. When a pulse phenomenon or a clogging phenomenon occurs in the suspension nozzle 120, a load applied to the suspension nozzle 120 is increased, and a change in the tension applied to the first or second support cable 131 or 132 is detected by the tension sensor 230 May control the cable winding unit 140 so that the movement of the suspendable nozzle 120 is interrupted.

이와 같이, 제어부(250)는, 길이 산출부(240)의 길이 정보를 이용하여 사전에 입력된 프린팅 경로를 따라 현수식 노즐(120)이 움직이도록 케이블 와인당부(140)를 제어하거나, 장력센서(230)의 장력 정보(장력 값)를 이용하여 현수식 노즐(120)이 수직 자세를 유지하도록 케이블 와인딩부(140)를 제어할 수 있다.The control unit 250 controls the cable winnowing unit 140 to move the suspendable nozzle 120 along the printing path previously input using the length information of the length calculating unit 240, It is possible to control the cable winding unit 140 such that the suspendable nozzle 120 maintains the vertical posture by using the tension information (tension value) of the wire 230.

또한, 제어부(250)는 현수식 노즐(140)의 위치 또는 수직 자세 유지 여부에 따라 현수식 노즐(120)에서 재료가 토출되는 상태를 제어하거나 단속할 수 있다.In addition, the controller 250 may control or control the state in which the material is discharged from the spinning nozzle 120 according to the position of the spinning nozzle 140 or whether the spinning nozzle 140 maintains the vertical position.

프린팅 제어부(200)는 출력부(260)를 포함할 수 있는데, 출력부(260)는 제1 및 제2 센서(210,220), 장력센서(230), 길이산출부(240) 등의 출력값을 사용자에게 시각적으로 보여 줄 수 있는 디스플레이라고 할 수 있다. 출력부(260)는 별도로 구비될 수도 있지만, 사용자의 스마트폰이 출력부(260)의 기능을 할 수도 있다.The printing control unit 200 may include an output unit 260. The output unit 260 outputs output values of the first and second sensors 210 and 220, the tension sensor 230, and the length calculating unit 240, A display that can be visually displayed to the user. The output unit 260 may be separately provided, but the smartphone of the user may function as the output unit 260.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the claims set forth below, fall within the scope of the present invention.

10: 건축물 20: 재료 공급부
30: 재료 펌핑부
100: 현수식 3차원 프린팅 장비 101: 수직 지지대
102: 수평 지지대 110: 재료 공급관
120: 현수식 노즐 125: 재료 이송부
127: 스파이럴 블레이드 130: 지지케이블
131: 제1 지지케이블 132: 제2 지지케이블
140: 케이블 와인딩부 142,143: 와이어 드럼
200: 프린팅 제어부 210: 제1 센서
220: 제2 센서 230: 장력센서10: Building 20: Material supply part
30: Material pumping part
100: Suspended three-dimensional printing equipment 101: Vertical support
102: horizontal support 110: material feed pipe
120: Spinning nozzle 125: Material conveying part
127: Spiral blade 130: Support cable
131: first supporting cable 132: second supporting cable
140: Cable winding part 142,143: Wire drum
200: printing control unit 210: first sensor
220: second sensor 230: tension sensor

Claims

A housing to which the printing or discharge material is directly connected to the material supply pipe;
A material conveying unit provided inside the housing for conveying the material downward; And
And a feed drive unit for rotating the material feed unit,
The material supplied from the material supply pipe is moved downward and discharged as the material transfer portion rotates,
A nozzle cap is fastened to a lower portion of the housing, a discharge port through which the material is discharged is provided in the nozzle cap, a discharge opening and closing portion for controlling the discharge of the material is formed in the discharge port,
Further comprising a nozzle rotation part for rotating the direction of the discharge port when the discharge port is not circular.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the material conveying portion includes a rotating body and a spiral blade protruding from the rotating body,
Wherein the gap between the spiral blades is formed to be gradually smaller or larger as the position is closer to the discharge port.

5. The method of claim 4,
Wherein a height of the spiral blade protruding from the rotating body is gradually decreased or becoming larger as the distance from the discharge port increases.

5. The method of claim 4,
Wherein a feed projection is formed on at least one surface of the upper and lower surfaces of the spiral blade,
Wherein the feed protrusion is formed to have the same spiral shape as the spiral blade.

The method according to claim 1,
Wherein an auxiliary material supply pipe for supplying a hardening agent, an auxiliary additive or air is connected to the housing.

8. The method of claim 7,
Wherein the auxiliary material supply pipe is connected to the housing to maintain or increase the rotational force of the material feed portion.

At least three vertical supports;
At least two horizontal supports provided at the top of the vertical support;
A material supply unit provided at one side of any one of the vertical supports;
A material supply pipe having one end connected to the material supply unit and the other end passing through any one of the vertical supports and the horizontal support and provided in a free state;
9. The hosing nozzle according to any one of claims 1 to 8, which is connected to the other end of the material supply pipe to discharge the material.
A first support cable, one end of which is connected to the hosepipe nozzle via the vertical support to support the hosepipe nozzle in a suspended state;
A second support cable connected at one end to the other end side of the material supply pipe via the vertical support to support the material supply pipe and the suspendable nozzle in a suspended state and provided at an upper portion of the first support cable; And
And a cable winding unit for winding the other end of the first supporting cable and the other end of the second supporting cable. [3] The three-dimensional printing equipment according to claim 1,

10. The method of claim 9,
Wherein the cable winding unit provided on one of the vertical supports comprises:
Characterized in that the first support cable and the second support cable provided on the same vertical support are simultaneously winded or unwinded by the same length and are operated in conjunction with the cable winding portion provided on the remaining vertical support A three - dimensional printing apparatus equipped with a spinning nozzle.