KR102003927B1 - 3d 프린터의 코터의 자가복구 시스템 및 자가복구 방법 - Google Patents
3d 프린터의 코터의 자가복구 시스템 및 자가복구 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102003927B1 KR102003927B1 KR1020170161157A KR20170161157A KR102003927B1 KR 102003927 B1 KR102003927 B1 KR 102003927B1 KR 1020170161157 A KR1020170161157 A KR 1020170161157A KR 20170161157 A KR20170161157 A KR 20170161157A KR 102003927 B1 KR102003927 B1 KR 102003927B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- module
- blade
- blade module
- powder
- holder
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/205—Means for applying layers
- B29C64/214—Doctor blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/264—Arrangements for irradiation
- B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 3D프린터의 자가복구 시스템은 3D 프린터에 출력물의 재료가 되는 분말에 압력을 가하여 상기 분말을 균일화하는 블레이드모듈, 상기 블레이드모듈에 손상이 발생하는 경우 상기 손상과 관련한 신호를 입력 받는 신호모듈 및 상기 신호모듈의 신호에 따라 상기 블레이드모듈과 상기 분말이 접하는 접촉면을 변경하도록, 상기 블레이드모듈을 회전하는 제어모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 3D프린터에 구비되는 코터의 표면을 복구하는 시스템 및 복구 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블레이드의 구조를 홀더와 봉재로 이분화하여 블레이드 전체가 아닌 소모성 부분을 봉재로 국한하고 별도의 회전영역을 통해 블레이드가 자동적으로 회전되어 복구할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 3D 프린터에 대한 높은 관심과 함께 3D 프린터 산업을 선점하려는 각국의 지원은 실로 엄청나다. 이로 인해 3D 프린터의 제작방식은 매우 다양해지고 있으며, 각 방식에 대한 단점을 극복하기 위한 노력이 이루어지고 있다.
이 중에서 본 발명은 특히 도 1에서 제시된 PBF(Powder Bed Fusion)공정과 관련된 것이다.
PBF 공정은 금속, 플라스틱 등 분말 소재를 베드 위에 원하는 두께로 코팅 하여 일정한 두께의 레이어를 형성한 후 레이저, 전자빔과 같은 열에너지를 이용하여 선택적으로 조사함으로써 분말 소재를 용융 결합하는 공정을 말한다.
그러나, 열 에너지가 과하게 조사되거나 언더컷 형상을 제작하는 경우 도 2에서와 같이 국부적으로 과열되어 코터(coater)의 블레이드의 표면에 스크래치가 발생하는 경우가 있다.
이 때, 블레이드 표면의 스크래치는 도 3에서와 같이 블레이드 타입의 리코터(re-coater)에 의해 분말 레이어의 균일도에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.
레이어가 불균일 한 경우 3D 프린터에 의한 출력물 내에 기공과 같은 결함이 발생하여 품질 저하로 이루어지므로, 블레이드 표면에 스크래치 등의 손상이 있는 경우 교체를 요한다.
특히 공정 중에 블레이드의 손상이 있는 경우 출력물에 대한 신뢰도가 떨어지게 되어 출력물은 폐기되고, 블레이드의 교체에 따른 시간적 금전적인 측면에서 큰 손해를 입는다.
따라서 최근 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 공정 중간마다 CCD 카메라를 활용하여 실시간으로 블레이드의 손상여부를 파악하고 있다.
그러나, 이마저도 코터의 블레이드 교체 동안 산소농도를 0.1% 이하로 유지하고 있는 챔버의 환경을 유지하기 위해 다량의 가스를 투입하여야 하고 교체 시간도 최소 1시간이 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 코터의 블레이드의 표면에 손상이 있는 경우, 공정 내에서 스스로 복구할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3D프린터 자가복구 시스템은 3D 프린터의 출력물의 재료가 되는 분말에 압력을 가하여 상기 분말을 일정한 두께와 모양으로 균일화하는 블레이드모듈, 상기 블레이드모듈에 손상이 발생하는 경우 상기 손상과 관련한 신호를 입력 받는 신호모듈 및 상기 신호모듈의 신호에 따라 상기 블레이드모듈과 상기 분말이 접하는 접촉면을 변경하도록, 상기 블레이드모듈을 회전하는 제어모듈을 포함한다.
이 때, 상기 블레이드모듈은 상기 3D 프린터의 베드(bed)에 이동 가능하게 구비되는 프레임, 상기 프레임에 결합되고, 회전 가능하게 구비되는 홀더부 및 상기 홀더부를 감싸도록 구비되고, 상기 홀더부와 함께 회전하는 코팅부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 홀더부의 단면은 비원형의 다각형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 코팅부의 외주는 원형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 블레이드모듈은 라쳇기어(ratchet gear)가 구비되고, 일 방향으로만 회전할 수 있다.
또한, 상기 블레이드모듈은 상기 제어모듈에 의해 회전할 시 상기 손상이 없는 위치로 회전하도록 상기 손상의 위치를 판단하는 회전 각도 감지센서를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3D프린터 자가복구 방법은 블레이드모듈에 의해 3D 프린터의 출력물의 재료가 되는 분말에 압력을 가하여 상기 분말을 일정한 두께와 모양으로 균일화하는 코팅영역 및 상기 블레이드모듈에 손상이 발생하는 경우 상기 손상과 관련한 신호를 입력받는 신호모듈과 상기 신호에 따라 상기 블레이드모듈을 회전시키는 제어모듈을 통해 상기 블레이드모듈과 상기 분말이 접촉하는 접촉면을 변경하는 회전영역에 있어서, 상기 코팅영역에서 상기 블레이드모듈을 이용하여 상기 분말을 균일화하는 프린팅단계, 상기 신호모듈을 통해 상기 블레이드모듈의 손상여부를 실시간으로 감지하는 센싱단계 및 상기 신호가 감지될 시 상기 블레이드모듈을 상기 회전영역으로 이동시키고 상기 블레이드모듈을 회전시키는 복구단계를 포함한다.
이 때, 상기 복구단계는 상기 블레이드모듈이 3D 프린터의 베드에 이동 가능하게 구비되는 프레임, 상기 프레임에 결합되고 회전 가능하게 구비되는 홀더부 및 상기 홀더부를 감싸도록 형성되는 코팅부로 구비되고, 상기 홀더부는 단면이 비원형의 다각형으로 형성되어, 상기 제어모듈은 상기 블레이드모듈을 상기 다각형의 내각만큼 회전시킬 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 3D프린터 코터의 자가복구 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 3D프린터 챔버 내의 환경, 특히 가스의 농도를 유지한 상태에서 코터의 자가복구가 가능하여 시간 및 비용의 절감이 가능하다.
둘째, 기존의 3D프린터 장치를 그대로 이용할 수 있어 구성의 구현및 설치에 어려움 및 경제적 부담이 적다.
셋째, 코터의 블레이드를 소모성 부품과 지속사용 가능한 부품으로 구분하여 소모성 부품만 교체할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 PBF 방식의 3D 프린터 공정을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 스크래치를 입은 블레이드를 이용한 공정에 따른 출력물, 즉 레이어의 불균일을 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명의 블레이드의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 홀더의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 블레이드에 구비된 기어를 나타낸 도면이다. 그리고,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 3D프린터 자가복구 시스템을 이용한 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 스크래치를 입은 블레이드를 이용한 공정에 따른 출력물, 즉 레이어의 불균일을 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명의 블레이드의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 홀더의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 블레이드에 구비된 기어를 나타낸 도면이다. 그리고,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 3D프린터 자가복구 시스템을 이용한 실시 예를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 3D프린터의 자가복구 시스템은 특히 PBF(powder bed fusion)공정에서의 분말 소재를 균일화하는 블레이드의 자가 복구와 관련된 발명이다. 물론 PBF 방식의 3D 프린터에 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 통해 분말을 고르게 하는데 있어 내구성이 좋고 단단한 금속 계열의 소재를 사용하면서도 사용기간을 넓힘으로써, 본 발명의 3D프린터의 자가복구 시스템은 경제적이면서도 효과적인 코팅이 가능하게 된다.
위와 같은 효과를 구현하기 위하여 본 발명의 3D프린터의 자가복구 시스템은 블레이드모듈(100), 신호모듈 및 제어모듈(200)을 포함한다.
블레이드모듈(100)은 3D 프린터의 베드(bed) 또는 플랫폼(platform)에 구비된 분말에 압력을 가하여 분말을 일정한 두께와 모양으로 균일화하는 구성이다.
분말은 금속 또는 플라스틱 등 일반적으로 사용될 수 있는 3D 프린터의 출력물의 재료를 일컫는다. 그리고, 분말은 블레이드모듈(100)을 통해 3D 프린터의 베드(bed) 또는 플랫폼(platform)에 고르게 분사될 수도 있다.
이 때, 3D 프린터에 분사되는 분말의 양 이나 분말이 적층 되기 위한 두께나 형상 등은 미리 입력된 값에 의해 형성될 수 있다.
신호모듈은 상기 블레이드모듈(100)에 손상이 발생하는 경우 이와 관련한 신호를 입력 받는 구성을 말한다.
즉, 신호모듈은 블레이드모듈(100)이 구동 간에 스크래치 등의 손상이 발생하는 경우 이를 신호로 입력 받아, 블레이드모듈의 상태를 실시간으로 감지하고 후술할 제어모듈(200)에 신호를 전달할 수 있다.
블레이드모듈(100)에 발생하는 손상을 실시간으로 감지하기 위하여, 신호모듈은 CCD카메라가 구비되어 공정 간의 블레이드모듈(100)에 대한 손상 여부를 판단할 수 있다.
제어모듈(200)은 신호모듈에서의 블레이드모듈(100)에 대한 손상 신호에 따라 블레이드모듈(100)을 회전시키는 구성을 말한다.
제어모듈(200)은 블레이드모듈(100)을 회전시킴으로써 블레이드모듈(100)과 3D 프린터의 출력물의 재료가 되는 분말간의 접하는 접촉면을 변경할 수 있다.
위와 같이 제어모듈(200)은 블레이드모듈(100)과 분말의 접촉면을 변경하여 종래의 블레이드모듈(100) 자체를 교체하는 효과를 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명의 자가복구 시스템은 안정적으로 출력물의 결과에 대한 신뢰를 담보할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 실시 예에서의 블레이드모듈(100)의 구성에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 블레이드모듈(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
본 실시 예에 따르면, 블레이드모듈(100)은 프레임(120), 홀더부(140) 및 코팅부(160)를 포함한다.
프레임(120)은 3D 프린터의 베드(bed) 또는 플랫폼(platform)에 이동이 가능하게 구비될 수 있다.
즉, 블레이드모듈(100)에 손상이 발생할 경우 제어모듈(200)은 프레임(120)을 이동시켜 후술할 홀더부(140)를 회전시켜 코팅부(160)와 분말이 접하는 접촉면을 변경한다.
그리고, 홀더부(140)는 회전이 가능하게 구비될 수 있다. 홀더부(140)가 회전함으로써 블레이드모듈(100)과 분말이 접하는 접촉면을 변경할 수 있다. 구체적으로는, 코팅부(160)와 분말이 접하는 접촉면을 변경될 수 있다.
코팅부(160)는 홀더부(140)를 감싸도록 구비되는 구성이다. 이 때, 코팅부(160)는 금속 또는 세라믹 등 단단한 소재로 구비되는 것이 바람직하다.
이 때, 금속 또는 세라믹은 단단하므로 분말을 가압하는데 효과적이나 비싸다는 단점이 있다. 그러나, 후술할 블레이드모듈(100)의 회전을 통해 결과적으로 블레이드모듈(100)의 라이프 타임을 효과적으로 높일 수 있다.
구체적으로는 코팅부(160)는 홀더부(140)의 둘레를 감싸도록 구비되고, 분말을 가압함으로써 분말의 두께 등을 균일화 하는 역할을 한다.
위와 같이 본 발명의 블레이드모듈(100)은 홀더부(140)와 코팅부(160)로 이분화하여 구비됨으로써, 소모성 부재만의 교체를 통해 전체적인 교체의 효과를 누릴 수 있다.
예를 들어, 블레이드모듈(100)이 일체화되어 있는 경우 블레이드모듈(100)에 발생한 손상을 해결하기 위하여 블레이드모듈(100) 전체의 교체가 요구된다.
그러나, 본 발명의 블레이드모듈(100)은 홀더부(140)와 코팅부(160)를 포함하는 구성으로써, 블레이드모듈(100)에 스크래치 등의 손상이 있는 경우에 소모성 부품인 코팅부(160)만을 교체할 수 있다.
도 5를 참조하여 본 실시 예에서의 블레이드모듈(100)의 홀더부(140)의 구성에 대하여 설명한다. 그리고, 도 6을 참조하여 본 실시 예에서의 블레이드모듈(100)에 구비된 기어구조에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 홀더부(140)의 구조를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 블레이드모듈(100)에 구비된 기어를 나타낸 도면이다.
홀더부(140)의 단면은 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다. 구체적으로 홀더부(140)는 홀더부(140)의 단면이 360/N의 각도만큼 회전하여 분말과 접촉할 수 있는 N각형(다각형)으로 형성되도록 구비될 수 있다.
즉, 홀더부는 홀더부의 단면이 다각형으로 형성되는 경우, 다각형의 내각만큼 회전할 수 있다.
특히, 홀더부(140)는 단면이 사각형, 육각형 또는 팔각형 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 코팅부(160)의 외주는 원형으로 형성되고 상술한 바와 같이 홀더부(140)의 회전에 따라 회전할 수 있다.
이 때, 도 6에서와 같이 블레이드모듈(100)은 라쳇기어에 의해 일 방향으로만 회전하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 블레이드모듈(100)은 제어모듈(200)과의 간섭에 의한 기어의 움직임에 의해 홀더부(140)가 회전할 수 있다.
홀더부(140)의 회전에 의해 코팅부(160)가 회전한다. 그리고, 블레이드모듈(100)과 제어모듈(200)의 기어의 움직임이 종료되면 홀더부(140)는 회전하지 않고 고정된 상태로 이동하게 된다.
본 발명의 블레이드모듈(100)이 라쳇기어를 채용하여 일방향으로 움직이는 이유는 제어모듈(200)과의 간섭에 의한 움직임을 용이하게 하기 위함이다.
즉, 블레이드모듈(100)의 코팅부(160)에 손상이 발생한 경우 제어모듈(200)이 홀더부(140)를 일정각도 회전시킨 후 홀더부(140)가 고정된 상태에서 이동하여 코팅부(160)가 분말을 가압하도록 하는 작동을 할 수 있는 것이라면 이에 한정되지 않는다.
그리고, 블레이드모듈(100)은 회전각도 감지센서를 포함하는 것이 바람직하다. 회전각도 감지센서는 블레이드모듈(100)에 스크래치 등의 손상이 발생하는 경우 발생하는 위치에 대한 각도정보를 통해 제어모듈(200)이 특정 각도로 회전하는 것을 보조한다.
구체적으로는, 회전각도 감지센서는 손상이 발생한 위치를 제어모듈(200)에 신호 전달하여, 제어모듈(200)의 상기 위치를 제외한 부분이 분말과 접촉할 수 있도록 한다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 코터의 자가복구 방법에 대하여 설명한다. 도 7 내지 도 9는 본 발명의 자가복구 시스템을 이용한 작동 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 자가복구 방법은 프린팅단계, 센싱단계 및 복구단계를 포함한다.
하기의 용어 중 코팅영역(S100)은 블레이드모듈(100)를 이용하여 분말에 압력을 가하여 분말을 일정한 두께와 모양으로 균일화하는 영역을 의미한다.
그리고, 회전영역(S200)은 블레이드모듈(100)에 손상이 발생하는 경우 상기 손상과 관련한 신호를 입력받는 신호모듈과 상기 신호에 따라 상기 블레이드모듈(100)을 회전시키는 제어모듈(200)을 통해 상기 블레이드모듈(100)과 상기 분말이 접촉하는 접촉면을 변경하는 영역을 의미한다.
프린팅단계는 코팅영역에서 블레이드모듈(100)을 이용하여 분말을 균일화하는 단계이다.
이 때, 프린팅단계는 블레이드모듈(100)의 외주면, 즉 코팅부(160)가 회전하지 않고 고정된 상태에서 분말을 코팅하는 것이 바람직하다. 이는 분말을 일정한 압력으로 가압하여 두께 등을 고르게 하기 위함이다.
센싱단계는 신호모듈을 통해 블레이드모듈(100)에 발생하는 스크래치 등의 손상여부를 실시간으로 감지하는 단계이다.
즉, 센싱단계는 블레이드모듈(100)이 코팅영역(S100)에서 분말을 가압하는 중에 손상이 발생하는 경우, 신호모듈이 이를 감지하고 제어모듈(200)에 상기 신호를 전달한다.
복구단계는 센싱단계에서 신호모듈에 신호가 입력되는 경우, 제어모듈(200)이 블레이드모듈(100)을 회전영역으로 이동시켜 블레이드모듈(100)을 회전시키는 단계이다.
블레이드모듈(100)은 카메라 또는 회전각도 감지센서 등에 의해 손상의 발생이 탐지된 경우 회전영역(S200)으로 이동하게 된다.
회전영역(S200)에서 블레이드모듈(100)은 제어모듈(200)과의 간섭에 의한 기어의 움직임에 의해 일정 각도 회전하게 된다. 이 때, 블레이드모듈(100)은 라쳇기어에 의해 일 방향으로만 회전할 수 있다.
예를 들어, 도 9에서와 같이 블레이드모듈(100)은 회전영역(S200)에서 제어모듈(200)에 의해 반시계 방향으로 일정 각도 회전하게 된다.
블레이드모듈(100)은 반시계 방향으로 회전 한 후, 라쳇기어 구조에 의해 시계 방향으로 힘이 가해지는 경우에도 더 이상 회전하지 않고 이동이 가능하게 된다.
홀더부(140)가 회전한 후 블레이드모듈(100)은 다시 코팅영역(S100)으로 이동하여 손상이 없는 부분의 코팅부(160)를 통해 분말을 코팅, 즉 분말을 가압하여 균일화 할 수 있다.
이 때, 복구단계에서 제어모듈(200)은 홀더부(160)의 단면이 비원형의 다각형으로 형성되어 다각형의 내각만큼 블레이드모듈(100)을 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 홀더부(140)의 단면이 사각형으로 구비된 경우 라쳇기어에 의해 홀더부(140)는 90도 마다 회전하여 코팅부(160)와 분말이 접촉하는 면을 달리할 수 있다.
즉, 위와 같은경우 코팅부(160)에 스크래치가 발생하는 경우 홀더부(140)의 회전에 의해 코팅부(160)를 4번 재사용할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
또한, 홀더부(140)의 단면이 육각형인 경우 60도 마다 홀더부(140)가 회전함으로써 코팅부(160)는 6번 재사용할 수 있다. 그리고, 홀더부(140)의 단면이 팔각형인 경우 45도 마다 홀더부(140)가 회전함으로써 코팅부(160)를 8번 재사용할 수 있다.
결론적으로, 홀더부(140)의 단면이 N각형으로 구비되는 경우 회전에 따라 코팅부(160)를 N회 재사용할 수 있다.
다음 표를 통해 코팅부(160) 재사용에 따른 효과를 명확히 판단할 수 있다. 표는 코팅부(160)의 재질 및 코팅부(160)의 회전을 통해 재사용에 따른 비용을 비교한 값을 나타낸 것이다.
[표 1]재질 및 재사용에 따른 비용
코팅부의 재질 | 교체 비용(원) | 사용 가능 수 | 1회당 비용(원) |
고무 | 100,000 | 1회 | 100,000 |
W-C | 270,000 | 6회 | 45,000 |
SUS 304 | 140,000 | 6회 | 24,000 |
상기 표에서 알 수 있듯이 교체 비용은 고무가 가장 저렴하다. 그러나, 코팅부(160)가 고무로 구비된 경우 고무의 연성에 의해 스크래치가 생길 위험이 높다.
그리고, 분말을 균일화 하기 위한 신뢰도가 코팅부(160)가 고무로 구비되는 경우 단단한 성질의 금속으로 구비되는 경우보다 낮다.
그러나, 본 발명의 자가복구 시스템에 따르면 코팅부(160)의 재질을 W-C, SUS304 등 금속으로 사용하여 분말을 균일화 하는 신뢰도를 더욱 높이면서도 재사용에 따라 실질적인 1회 당 비용을 매우 경제적으로 낮출 수 있다.
본 발명의 블레이드모듈(100)을 홀더부(140)와 코팅부(160)로 이분화하고, 블레이드모듈(100)에 스크래치 등의 손상이 있는 경우 홀더부(140)를 회전시켜 분말과 접촉하는 코팅부(160)의 접촉면을 변경함으로써 블레이드모듈(100)의 교체화 같은 효과를 구현한다.
또한, 실질적으로 블레이드모듈(100)을 교체하는 것이나 3D 프린터 내부의 환경을 변화시키지 않고 기존의 가스의 농도를 유지할 수 있어 매우 신속하고 경제적이다. 즉, 일반적으로 산소농도가 0.1% 이하로 유지되고 있는 3D 프린터 내부의 환경을 변화시키지 않고 교체하는 강점을 가진다.
또한 위와 같은 구성은 기존의 3D 프린터 장치에 간단한 구성의 추가로 구현이 가능하므로 효과적임을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 블레이드모듈
120: 프레임
140: 홀더부
160: 코팅부
200: 제어모듈
S100: 코팅영역
S200: 회전영역
120: 프레임
140: 홀더부
160: 코팅부
200: 제어모듈
S100: 코팅영역
S200: 회전영역
Claims (8)
- 3D 프린터의 출력물의 재료가 되는 분말에 압력을 가하여 상기 분말을 일정한 두께와 모양으로 균일화하는 블레이드모듈;
상기 블레이드모듈에 손상이 발생하는 경우 상기 손상과 관련한 신호를 입력 받는 신호모듈; 및
상기 신호모듈의 신호에 따라 상기 블레이드모듈과 상기 분말이 접하는 접촉면을 변경하도록, 상기 블레이드모듈을 회전하는 제어모듈;
을 포함하고,
상기 블레이드모듈은
상기 3D 프린터의 베드(bed)에 이동 가능하게 구비되는 프레임;
상기 프레임에 결합되고, 라쳇기어가 구비되어 상기 제어모듈과의 간섭에 의한 상기 라쳇기어의 움직임에 의해 일 방향으로만 회전 가능하게 구비되는 홀더부;
상기 홀더부를 감싸도록 구비되고, 상기 홀더부와 함께 회전하는 코팅부; 및
상기 제어모듈에 의해 회전할 시 상기 손상이 없는 위치로 회전하도록 상기 손상의 위치를 판단하는 회전 각도 감지센서;
를 포함하고,
상기 홀더부의 단면은 비원형의 다각형으로 형성되어 상기 제어모듈은 상기 블레이드모듈을 상기 다각형의 내각만큼 회전시키고,
상기 코팅부의 외주는 원형으로 형성되어 상기 홀더부와 동일한 각도로 회전하는 것을 특징으로 하는 3D프린터의 자가복구 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170161157A KR102003927B1 (ko) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 3d 프린터의 코터의 자가복구 시스템 및 자가복구 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170161157A KR102003927B1 (ko) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 3d 프린터의 코터의 자가복구 시스템 및 자가복구 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190062697A KR20190062697A (ko) | 2019-06-07 |
KR102003927B1 true KR102003927B1 (ko) | 2019-07-26 |
Family
ID=66849926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170161157A KR102003927B1 (ko) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 3d 프린터의 코터의 자가복구 시스템 및 자가복구 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102003927B1 (ko) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105408040A (zh) * | 2013-05-28 | 2016-03-16 | 西门子公司 | 用于刮涂粉末的设备 |
KR101715124B1 (ko) * | 2016-08-31 | 2017-03-13 | 윈포시스(주) | 3차원 프린터의 분말도포장치 및 이를 구비한 3차원 프린터 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101646773B1 (ko) | 2015-02-12 | 2016-08-08 | 윈포시스(주) | 3차원 프린터 |
-
2017
- 2017-11-29 KR KR1020170161157A patent/KR102003927B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105408040A (zh) * | 2013-05-28 | 2016-03-16 | 西门子公司 | 用于刮涂粉末的设备 |
KR101715124B1 (ko) * | 2016-08-31 | 2017-03-13 | 윈포시스(주) | 3차원 프린터의 분말도포장치 및 이를 구비한 3차원 프린터 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190062697A (ko) | 2019-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5346565B2 (ja) | ドーナツ型(リング型)物品用インクジェット印刷装置 | |
EP1642715B1 (en) | Method and device for manufacturing relief printing plate terminal for seamless printing | |
JP2020096195A (ja) | 装置及びインプリント装置 | |
KR102003927B1 (ko) | 3d 프린터의 코터의 자가복구 시스템 및 자가복구 방법 | |
US20190039300A1 (en) | Automatic spreader bar blade material positioning for additive manufacturing | |
JP2010527032A (ja) | フューザー部材の現場修復方法 | |
JP2017118057A (ja) | インプリント装置の調整方法、インプリント方法および物品製造方法 | |
WO2017217173A1 (ja) | 情報処理装置、インクジェット記録装置及び情報処理方法 | |
JP2012169475A (ja) | インプリント装置および半導体基板の製造方法 | |
JP2018010942A (ja) | インプリント装置及び物品の製造方法 | |
JP2005191073A (ja) | マウント方法及び装置 | |
JP2010190642A (ja) | 欠陥マーキング装置、欠陥マーキング処理ライン、欠陥マーキング方法及び欠陥マーキングされたコイルの製造方法 | |
JP2009160810A (ja) | ワイピングローラの研削装置及び研削方法 | |
JP7116630B2 (ja) | 印刷方法および印刷装置 | |
TW202210975A (zh) | 資訊處理裝置、顯示控制方法、儲存媒體、基板處理系統及用於製造物品之方法 | |
JP2020144308A (ja) | カラーフィルタ基板の欠陥修正装置及び欠陥修正方法 | |
Tomašegović et al. | Impact of screen ruling on the formation of the printing elements on the flexographic printing plate | |
US6705922B1 (en) | Method and apparatus for polishing a semiconductor substrate wafer | |
CN201622438U (zh) | 一种金属基定影膜 | |
JP2020131682A (ja) | インクジェット画像形成装置および画質調整方法 | |
JP2007033377A (ja) | 弾性部材の品質評価方法及び装置 | |
JP2004125493A (ja) | 検査システム | |
KR20230019029A (ko) | 정보 처리 장치, 성형 장치, 성형 방법, 및 물품 제조 방법 | |
CN109455008A (zh) | 一种用于特种纸的印刷加工方法 | |
WO2010134120A1 (ja) | 印刷装置および印刷方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |