KR102047778B1

KR102047778B1 - 입체 나노섬유 제조 장치

Info

Publication number: KR102047778B1
Application number: KR1020180124957A
Authority: KR
Inventors: 이준배; 현동호
Original assignee: 주식회사 아이빌트
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2019-11-22

Abstract

본 발명은 나노섬유를 이용하여 입체(3D) 형상의 나노섬유 제품을 제조하는 입체 나노섬유 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 본 발명은 개별적으로 공급되는 전압의 전위차를 이용하여 나노섬유를 실 형태로 분사하여 나노섬유 재질의 입체(3D) 형상 제품을 생산하는 장치에 관한 것으로, 각각의 이동부가 다축 방향으로 이동하여 입체적인 성형을 수행하기 때문에 형상이 복잡한 제품도 성형이 가능하도록 하는 발명에 관한 것이다.

Description

입체 나노섬유 제조 장치{A 3D nano-fibers manufacturing apparatus}

본 발명은 입체 나노섬유 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 본 발명은 개별적으로 공급되는 전압의 전위차를 이용하여 나노섬유를 실 형태로 분사하여 입체(3D) 형상의 나노섬유 성형 제품을 생산하는 발명에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 각각의 이동부가 다축 방향으로 이동하여 입체적인 나노섬유 제품 성형을 수행하기 때문에 형상이 복잡한 나노섬유 제품도 성형이 가능한 발명이다.

21세기에 들어 과학기술의 발달함에 따라 산업 전 분야에 제4차 산업혁명으로 불리는 발전과 변화가 이루어지고 있는 실정이며, 제품 생산기술도 많은 발전과 변화가 일어나고 있다.

과거의 제품 생산기술은 금형을 이용한 주물 제작, 공작기계를 이용한 가공 생산, 용접과 판금과 같은 조립방식이 대부분이었는데, 제품을 성형방식으로 제작 생산하는 3D 형상 프린터의 등장은 이제까지 해왔던 제품 생산기술에 대혁신을 일으켰다.

여기서, 3D 형상 프린터는 기존의 잉크젯 프린터에서 인쇄하는 방식과 유사한 적층 방식으로 제품을 제작하는 장치를 말하며, 컴퓨터로 제어되기 때문에 제작 할 수 있는 형태가 다양하고 숙련된 기술이 없어도 사용하기 쉽다는 장점이 있다.

한편, 종래의 나노섬유 제조 기술은 2차원적인 부직포 형태의 나노섬유 제품만 성형할 수 있었으며, 점차 입체적 형상의 나노섬유 제품에 대한 필요성이 요구되고 있는게 현실이다.

그러나 종래의 나노섬유 제조기술 만으로는 입체적 형태의 나노 섬유 제조에 있어서 기술적 한계가 있어왔다.

본 발명은 종래의 입체(3D) 형상 프린팅 기법을 적용해 입체 형상의 나노섬유 제조를 위한 발명인 것이다.

다음은 이와 관련한 종래의 선행기술들이다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-1622054호 전기방사 기법을 활용한 입체형상 나노섬유 제조장치 및 그 방법 2. 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0010476호 전기방사에 의한 나노섬유 부직포 제조장치 및 그로 제조되는 나노섬유 부직포 3. 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0091781호 입체(3D) 형상 프린터 및 이에 이용되는 X Y Z 축 구동장치

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

본 발명은 개별적으로 공급되는 전압의 전위차를 이용하여 나노섬유를 실 형태로 분사하여 입체적 형상의 나노섬유 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 입체적인 형상의 나노 섬유 제조를 위해 각각의 이동부가 다축 방향으로 이동하여 복잡한 입체적 형상의 나노섬유 제조를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명인 입체 나노섬유 제조장치는,

입체(3D) 형상의 나노섬유 제품 성형의 재료로 사용되는 원료를 저장하는 원료저장부(100)와;

일측은 원료저장부(100)에 타측은 이동부(50)에 각각 연결되어, 상기 원료저장부(100)에 저장된 원료가 이동부(50)로 공급되게 하는 원료공급부(200)와;

제어부(700)의 제어신호에 따라 '제1방향', '제2방향', '제3방향'으로 축 이동을 하면서 상기 원료공급부(200)을 통해 공급되는 원료가 실 형태로 분사되도록 하여 입체적 나노섬유 제품이 성형되도록 하는 이동부(50)와;

상기 원료가 실 형태로 분사되도록 하는 전압을 이동부에 인가하는 전압공급부(600)와;

입력된 입체(3D) 형상 제품의 형상 정보에 따라 입체적 형상의 나노섬유 제품이 성형 제조되도록 상기 이동부(50)의 축 이동 제어와 원료공급부(200)의 원료 공급 제어와 전압공급부(600)의 전압 인가 제어를 수행하는 제어부(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 입체 나노섬유 제조장치는, 개별적으로 공급되는 전압의 전위차를 이용하여 나노섬유를 실 형태로 분사하여 입체적 형상의 나노섬유 제품을 생산하는 장치이기 때문에, 종래 2차원적 평면의 나노섬유에 비해 복잡하고 입체적인 형상의 나노 섬유 제품 생산이 가능해진다.

또한, 본 발명은 각각의 이동부가 다축 방향으로 이동하여 입체적인 나노 섬유 제품을 제조하기 때문에 형상이 복잡한 나노섬유 제품도 성형이 가능하여 피부조직에 생긴 입체적 형상의 환부를 매립할 수 있는 효과적인 인공피부 생산도 가능하여 의료용 분야를 비롯한 산업상 이용가능성도 높다.

도 1은 본 발명의 입체 나노섬유 제조 장치의 사시도
도 2는 본 발명의 입체 나노섬유 제조 장치의 구성 블록도
도 3은 본 발명의 입체 나노섬유 제조 장치의 세부 구성도1
도 4는 본 발명의 입체 나노섬유 제조 장치의 세부 구성도2
도 5는 본 발명의 입체 나노섬유 제조 장치의 이동부들의 축이동 예시도
도 6은 본 발명의 입체 나노섬유 제조 장치를 통해 성형되는 입체적인 나노 섬유 제품 예시도

본 발명의 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 입체 나노섬유 제조장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 입체 나노섬유 제조장치의 구성 블록도이다.

도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 나노섬유 제조장치(10)는 입체적인 나노 섬유 제품 성형을 위해, 원료저장부(100), 원료공급부(200), 이동부(50), 전압공급부(600), 제어부(700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 제1 실시예에 따른 나노섬유를 이용하는 나노섬유 제조장치(10)는,

상기 이동부(50)는 '제1방향', '제2방향', '제3방향'으로의 축 이동을 위해 개별 스텝핑 모터를 개별 구성하거나, '제1방향', '제2방향'으로의 축 이동을 위한 스텝핑 모터와 '제3방향'으로의 축 이동을 위한 스텝핑 모터를 구성할 수 있으며, 본 발명에서는 이에 국한되지 않고, 이동부(50)의 '제1방향', '제2방향', '제3방향'으로의 축 이동을 위한 이동수단(예:모터)의 구성에 제한되지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 '제1방향', '제2방향', '제3방향'으로의 축 이동을 위해 개별 이동수단을 구성하는 경우를 설명한다.

이를 위해, 상기 이동부(50)는,

제어부(700)의 제어신호에 따라 제2이동부(400)와 연동되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동을 하면서, 상기 원료공급부(200)을 통해 공급되는 원료가 제3이동부(500)를 향해 실 형태로 분사되도록 하는 제1이동부(300)와;

제어부(700)의 제어신호에 따라 상기 제1이동부(300)와 연동되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동을 하고 ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향’으로 축이동하는 제2이동부(400)와;

상기 제1이동부(300)와 제2이동부(400) 사이 공간에 위치하고, 제어부(700)의 제어신호에 따라 '제3방향'으로 축 이동을 하고, 상기 제1이동부(300)에서 분사되는 원료의 실이 적층되어 입체적 나노섬유 제품이 성형되도록 하는 제3이동부(500)를 포함한다.

이 경우, 상기 전압공급부(600)는 원료가 실 형태로 제1이동부(300)에서 제3이동부(500)로 분사되도록 하는 전위차를 발생시키는 전압을 제1이동부(300)와 제2이동부(400)에 인가한다.

또한, 상기 제어부(700)는 입력된 입체(3D) 형상 제품의 형상 정보에 따라 입체적 형상의 나노섬유 제품이 성형 제조되도록 상기 제1이동부(300)의 '제1방향' 또는 '제2방향'의 축 이동 제어와 제2이동부(400)의 '제1방향' 또는 '제2방향' 또는 '제3방향' 축 이동 제어와 제3이동부(500)의 '제3방향' 축 이동 제어와 원료공급부(200)의 원료 공급 제어와 전압공급부(600)의 전압 인가 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명의 나노섬유 제조장치(10)는 원료저장부(100)에 저장된 원료(20)가 원료공급부(200)을 통해 제1이동부(300)로 전달된 후, 제3이동부(500)를 향해 실 형태로 분사, 적층되어 입체(3D) 형상 형태의 나노섬유 제품을 성형하는 발명이다.

이때, 종래의 원료(20)를 이용한 나노 섬유는 부직포 형태의 2차원적 형태의 제품으로만 성형되는데 비해, 본 발명의 나노섬유 제조장치(10)는 제1이동부(300), 제2이동부(400), 제3이동부(500)가 각각 '제1방향', '제2방향', '제3방향'으로 상호 이동하면서 입체적이고 정밀한 나노 섬유 제품 성형이 가능하다는 장점이 있다.

따라서 본 발명의 나노섬유 제조장치(10)는 기존의 나노 섬유 제조장치가 생산하지 못했던 입체적이고 정밀한 입체(3D) 형상의 나노 섬유 제품 성형이 가능하다.

도 3은 본 발명의 입체 나노섬유 제조장치의 세부 구성도1이고, 도 4는 본 발명의 입체 나노섬유 제조장치의 세부 구성도2이고, 도 5는 본 발명의 입체 나노섬유 제조장치의 이동부들의 축 이동 예시도이다.

도 2와 3을 참조하면, 상기 원료저장부(100)는 입체(3D) 형상의 나노섬유 제품 성형의 재료로 사용되는 원료(20)(나노 형태의 원료)가 저장되는 저장 공간으로서, 원료공급부(200)을 통해 제1이동부(300)로 원료(20)를 공급한다.

이때, 상기 원료저장부(100)는 저장되는 원료(20)가 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하기 위해 원료의 온도를 조절하는 온도조절장치(110)를 포함할 수 있다.

상기 원료공급부(200)는 원료(20)를 원료저장부(100)에서 제1이동부(300)로 공급하기 위해 원료공급부(200)의 일측은 원료저장부(100)에 연결되고 타측은 제1이동부(300)에 각각 연결되어, 상기 원료저장부(100)에 저장된 원료(20)가 제1이동부(300)로 공급되도록 한다.

구체적으로, 상기 상기 원료공급부(200)는 공급펌프(210)와 공급 배관(220)과 원료의 공급량을 조절하는 공급량조절장치(230)를 포함할 수 있고, 특히, 상기 공급량조절장치(230)는 제어밸브일 수 있으며 제어부(700)의 제어신호에 따라 개폐되어 원료(20)의 공급을 조절할 수 있다.

이때, 상기 제어밸브는 솔레노이드 밸브(Solenoid valve), 모터 구동방식 밸브(Motor Operated Valve), 공기 구동방식 밸브(Air Motor Operated Valve)와 같은 자동제어 방식의 밸브를 적용할 수 있는데, 그 중에서 솔레노이드 밸브가 가격이 저렴하고 신속하게 작동하기 때문에 원료공급부(200)과 같은 작은 관로에 더 효과적이다.

상기 공급펌프(210)는 모노펌프가 바람직하나 이것으로 제한하는 것은 아니다.

도 3 내지 5를 참조하면, 상기 제1이동부(300)는 제어부(700)에 입력되는 성형할 제품의 입체(3D) 형상 정보에 따른 제어부(700)의 제어신호에 의해 제2이동부(400)와 연동되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동을 하면서, 상기 원료공급부(200)을 통해 공급되는 원료(20)를 테이블 형태의 제3이동부(500)를 향해 실 형태로 분사되도록 하여 입체적 형상의 나노 섬유 제품이 제3이동부(500)상에 성형되도록 하는 일종의 성형부로서, 도 4에 도시된 바와 같이 제1전극부(310)와 분사노즐(320), 제1이동수단(330)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1전극부(310)는 전압공급부(600)가 제공하는 '(+)전압'을 인가받는 전극부인데, '(-)전압'을 인가받는 제2이동부(400)의 제2전극부(410)와 상호 마주보는 구조이기 때문에, 제1전극부(310)와 제2전극부(410)에 걸리는 전위차에 의해 원료가 실 형태로 분사되어진다.

상기 분사노즐(320)은 제1전극부(310)와 제2전극부(410)에 걸리는 전위차에 의해 원료를 실 형태로 분사하는 분사 수단이다.

도 4를 참조하면, 상기 제1전극부(310)와 제2전극부(410)의 사이 공간에는 제3이동부(500)가 위치하므로, 분사노즐(320)로부터 분사되는 실 형태의 원료(20)는 제3이동부(500)를 구성하는 성형테이블(510)상에 적층되면서 입체적 형상의 나노 섬유 제품이 성형된다.

또한, 상기 제1이동수단(330)은 제어부(700)의 제어신호에 의해 제2이동부(400)의 제2이동수단(420)과 이동이 동기화되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동하는 이동수단으로, NC 기계(Numerical Control Machine)에 널리 사용되는 서보모터(servo motor) 또는 스테핑 모터(stepping motor)와 같이 정밀한 회전수 제어가 가능한 모터를 적용한다.

이때, 상기 모터들은 정회전 또는 역회전에 의해, 전후, 좌우 이동이 가능한 2축 방향 제어용 모터가 적용된다.

따라서 상기 제1이동수단(330)에 의해 제1이동부(300)는 제2이동부(400)와 연동되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동하는 것이다.

이때 상기 '제1방향' 또는 '제2방향'이란 도 5에 도시된 수평 방향인 X, Y방향을 의미하며, 제2이동부(400)와의 연동이란 제1이동부(300)와 제2이동부(400)는 축 이동이 동기화 되어 동일하게 수평 방향인 X, Y방향으로 이동함을 의미한다.

상기 제2이동부(400)는 제어부(700)의 제어신호에 따라 상기 제1이동부(300)와 연동되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동을 하고 ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향’으로 축이동하는 구성으로서, 전압공급부(600)가 제공하는 '(-)전압'을 인가받는 제2전극부(410)와 제어부(700)의 제어신호에 의해 제1이동부(300)의 제1이동수단(330)과 이동이 동기화되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동하고 ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향’으로 축이동하는 제2이동수단(420)을 포함하여 구성된다.

상기 제2전극부(410)에는 도 4와 같이, 전압공급부(600)가 제공하는 '(-)전압'이 인가되어 원료(20)가 실 형태로 분사되도록 유도한다.

또한, 상기 제2이동수단(420)은 제1이동부(300)의 제1이동수단(330)과 이동이 동기화 되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동하고 ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향’으로 축이동하는 이동수단으로, 상기 제1이동수단(330)과 같이 서보모터(servo motor) 또는 스테핑 모터(stepping motor)를 적용할 수 있다.

상기 제2이동수단(420)에 의해 제2이동부(400)가 ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향’으로 축이동하는 이유는 원료공급부(200)을 통해 공급되는 원료가 실 형태로 정확하게 분사되어 원하는 입체적 나노섬유 제품이 성형되도록 하기 위함이다.

만일, 제2이동부(400)가 제3방향’으로 축이동하지 않게 되면 제2이동부(400)와 ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부 사이의 거리가 일정치 않게 되고, 이로 인해 전위차 불균일이 발생하고 결과적으로 원료공급부(200)을 통해 공급되는 원료의 분사가 불균일하거나 부정확해져 원하는 입체 나노섬유 제품의 성형이 곤란해지기 때문이다.

도 4와 5를 참조하면, 상기 제3이동부(500)는 제1이동부(300)와 제2이동부(400) 사이 공간에 위치하고, 제어부(700)의 제어신호에 의해 '제3방향'(도 5의 Z축 방향)으로 상하 이동하며, 상기 제1이동부(300)에서 실 형태로 분사되는 원료(20)가 면상에 적층되어 입체(3D) 형상 제품이 성형되도록 하는 일종의 이동형 테이블이다.

여기서, 상기 제3이동부(500)는 성형테이블(510)과 제3이동수단(520)을 포함하여 구성되며, 상기 성형테이블(510)은 제1이동부(300)에서 실 형태로 분사되는 원료(20)가 적층되어 입체(3D) 형상 제품(30)이 성형테이블(510)의 면상에 적층되어 입체(3D) 형상 제품이 성형되도록 하는 공간을 제공하는 테이블이다.

또한, 상기 제3이동수단(520)은 제어부(700)의 제어신호에 의해 성형테이블(510)을 '제3방향'인 Z축으로 상하 이동 시키는 구성으로, 상기 제1이동수단(330), 제2이동수단(420)에 적용한 것과 같이 서보모터 또는 스테핑 모터를 적용할 수 있다.

즉, 상기 제1이동수단(330)은 2축 방향(제1,2방향) 제어용 모터가 적용되고 제2이동수단(420)이 3축 방향(제1,2,3방향) 제어용 모터가 적용되고, 상기 제3이동수단(520)은 오직 Z축 방향(제3방향)으로만 제어되는 모터가 적용되는 차이가 있다.

도 3과 4를 참조하면, 상기 전압공급부(600)는 원료가 실 형태로 제1이동부(300)에서 제3이동부(500)로 분사되도록 하는 전위차를 발생시키는 전압을 제1이동부(300)와 제2이동부(400)에 인가하는 파워 서플라이(Power supply)이다.

여기서, 상기 전압공급부(600)는 원료의 분사를 위한 전위차를 발생시키기 위해, 제1이동부(300)의 제1전극부(310)에 '(+)전압'을 인가하고 제2이동부(400)의 제2전극부(410)에 '(-)전압'을 인가하여, 제1이동부(300)의 제1전극부(310)에서 제2이동부(400)의 제2전극부(410)를 향해 원료 분사를 위한 유도 전류가 흐르도록 하여 제3이동부(500)의 성형테이블(510)상에 실 형태로 분사되는 원료(20)가 적층되어 입체적 형상의 나노섬유가 성형되게 한다.

도 3을 참조하면, 상기 제어부(700)는 입력된 입체(3D) 형상 제품의 형상 정보에 따라 입체적 형상의 나노섬유 제품이 성형 제조되도록 상기 제1이동부(300)의 '제1방향' 또는 '제2방향'의 축 이동 제어와 제2이동부(400)의 '제1방향' 또는 '제2방향' 또는 '제3방향' 축 이동 제어와 제3이동부(500)의 '제3방향' 축 이동 제어와 원료공급부(200)의 원료 공급 제어와 전압공급부(600)의 전압 인가 제어를 수행하는 구성으로서 입력수단(710)을 포함한다.

따라서 상기 제어부(700)는 입력수단(710)을 통해 원료로 성형할 입체(3D) 형상 제품의 형상 정보(Data, NC code)를 입력받으며, 상기 입력수단(710)은 USB 포트, LAN 케이블용 포트와 같이 대용량의 데이터를 입력할 수 있는 입력장치가 적용된다.

또한, 상기 제어부(700)는 디스플레이부(720)를 추가적으로 포함할 수 있으며, 디스플레이부(720)를 통해 입력된 입체(3D) 형상 제품의 형상을 시각적으로 표시하여 사용자가 입체(3D) 형상 제품을 성형하기 전에 확인 할 수 있게 하여 잘못된 입체(3D) 형상 제품 정보로 인해 발생되는 실수를 예방할 수 있다.

도 6은 본 발명의 입체 나노섬유 제조 장치를 통해 성형되는 입체적인 나노 섬유 제품 예시 단면도로서, 도 3 ,4에 도시된 바와 같이 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동하는 제1이동부(300)의 이동, 제1이동부(300)의 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동에 동기화되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동하고 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향’으로 축이동하는 제2이동부(400)의 이동, 그리고 '제3방향'으로 축 이동하는 제3이동부(500)의 이동에 의해 실 형태로 분사되는 원료는 성형테이블(510)상에 도 6에 예시된 것과 같은 입체적 형상의 나노 섬유 제품이 성형되는 것이다.

도면 1과 3을 참조하면, 본 발명의 나노섬유 제조장치(10)는 입체(3D) 형상 제품 성형 중에 진동과 소음이 발생하는데, 이로 인해 성형되는 입체(3D) 형상 제품의 정밀도와 작업 환경에 악영향을 유발할 수 있다.

따라서 본 발명의 나노섬유 제조장치(10)가 위치하는 바닥 부위에 진동완충부(800)를 구성하여, 원료(20) 재질인 입체(3D) 형상 제품 성형 중에 발생되는 진동과 소음을 감소시켜 성형되는 입체(3D) 형상 제품의 정밀도를 향상시키고 작업 환경을 개선시킬 수 있다.

이때, 상기 진동완충부(800)는 내충격성과 내진동성이 우수한 합성수지를 적용한다.

또한, 본 발명의 나노섬유 제조장치(10)는 나노섬유 제품의 성형을 촉진하거나 휘발성 물질 제거를 위해 냉풍이나 온풍을 공급하는 성형촉진부(900)를 도 4에 도시된 바와 같이 나노섬유 제조장치(10) 일측에 더 구성할 수 있다

성형촉진부(900)를 통해 냉풍을 공급하는 경우는 일정 온도로 분사되어 적층 성형되는 나노섬유 제품의 성형 고체화를 촉진하기 위함이고, 온풍을 공급하는 경우는 특정 나노섬유 제품에 포함된 휘발 물질을 신속히 제거하여 제품의 품질 저하를방지하기 위함이다. 즉, 제조되는 나노섬유 제품의 특성별로 필요에 따라 성형촉진부(900)를 통해 냉풍이나 온풍을 공급하게 된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

10 : 입체 나노섬유 제조장치
20 : 원료
30 : 입체(3D) 형상 제품
100 : 원료저장부
200 : 원료공급부
50 : 이동부
300 : 제1이동부
400 : 제2이동부
500 : 제3이동부
600 : 전압공급부
700 : 제어부
800 : 진동완충부
900 : 성형촉진부

Claims

입체 나노섬유 제조 장치에 있어서,
입체(3D) 형상의 나노섬유 제품 성형의 재료로 사용되는 원료를 저장하는 원료저장부(100)와;
일측은 원료저장부(100)에 타측은 이동부(50)에 각각 연결되어, 상기 원료저장부(100)에 저장된 원료가 이동부(50)로 공급되게 하는 원료공급부(200)와;
제어부(700)의 제어신호에 따라 '제1방향', '제2방향', '제3방향'으로 축 이동을 하면서 상기 원료공급부(200)을 통해 공급되는 원료가 실 형태로 분사되도록 하여 입체적 나노섬유 제품이 성형되도록 하는 이동부(50)와;
상기 원료가 실 형태로 분사되도록 하는 전압을 이동부에 인가하는 전압공급부(600)와;
입력된 입체(3D) 형상 제품의 형상 정보에 따라 입체적 형상의 나노섬유 제품이 성형 제조되도록 상기 이동부(50)의 축 이동 제어와 원료공급부(200)의 원료 공급 제어와 전압공급부(600)의 전압 인가 제어를 수행하는 제어부(700);를 포함하며,

상기 이동부(50)는,
제어부(700)의 제어신호에 따라 제2이동부(400)와 연동되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동을 하면서, 상기 원료공급부(200)을 통해 공급되는 원료가 제3이동부(500)를 향해 실 형태로 분사되도록 하는 제1이동부(300)와;
제어부(700)의 제어신호에 따라 상기 제1이동부(300)와 연동되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동을 하고, ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향’으로 축이동하는 제2이동부(400)와;
상기 제1이동부(300)와 제2이동부(400) 사이 공간에 위치하고, 제어부(700)의 제어신호에 따라 '제3방향'으로 축 이동을 하고, 상기 제1이동부(300)에서 분사되는 원료의 실이 적층되어 입체적 나노섬유 제품이 성형되도록 하는 제3이동부(500)를 포함하고,

상기 전압공급부(600)는 원료가 실 형태로 제1이동부(300)에서 제3이동부(500)로 분사되도록 하는 전위차를 발생시키는 전압을 제1이동부(300)와 제2이동부(400)에 인가하고,
상기 제어부(700)는 입력된 입체(3D) 형상 제품의 형상 정보에 따라 입체적 형상의 나노섬유 제품이 성형 제조되도록 상기 제1이동부(300)의 '제1방향' 또는 '제2방향'의 축 이동 제어와 제2이동부(400)의 '제1방향' 또는 '제2방향' 또는 '제3방향' 축 이동 제어와 제3이동부(500)의 '제3방향' 축 이동 제어와 원료공급부(200)의 원료 공급 제어와 전압공급부(600)의 전압 인가 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 제1이동부(300)는,
상기 전압공급부(600)가 제공하는 '(+)전압'을 인가받는 제1전극부(310)와,
상기 원료저장부(100)로부터 제공되는 원료를 실 형태로 분사되게 하는 분사노즐(320)과,
제어부(700)의 제어신호에 의해 제2이동부(400)의 제2이동수단(420)과 이동이 동기화되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동 하는 제1이동수단(330)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2이동부(400)는,
상기 전압공급부(600)가 제공하는 '(-)전압'을 인가받는 제2전극부(410)와,
제어부(700)의 제어신호에 의해 제1이동부(300)의 제1이동수단(330)과 이동이 동기화되어 '제1방향' 또는 '제2방향'으로 축 이동하고 ‘제3방향’으로 축이동하는 제3이동부와 설정된 거리를 유지하기 위해 제3방향으로 축이동하는 제2이동수단(420)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제3이동부(500)는,
제1이동부(300)에서 분사되는 원료의 실이 적층되어 입체(3D) 형상의 나노 섬유 제품이 면상에 성형되는 성형테이블(510)과,
제어부(700)의 제어신호에 의해 '제3방향'으로 성형테이블(510)을 축 이동시키는 제3이동수단(520)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(700)는,
입체(3D) 형상 제품의 형상 정보를 입력받는 입력수단(710)을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부(700)는,
입력된 입체(3D) 형상 제품의 모양을 시각적으로 표시하여 사용자가 입체(3D) 형상 제품을 성형하기 전에 확인 할 수 있도록 하는 디스플레이부(720)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.
청구항 1에 있어서,
원료 재질인 입체(3D) 형상의 제품 성형 중에 발생되는 진동과 소음을 감소시켜 성형되는 입체(3D) 형상 제품의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 나노섬유 제조장치 바닥에 형성되는 진동완충부(800);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.
청구항 1에 있어서,
나노섬유 제품의 성형을 촉진하거나 휘발성 물질 제거를 위해 냉풍이나 온풍을 공급하는 성형촉진부(900)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 나노섬유 제조장치.