KR102097785B1 - Apparatus for manufacturing three dimensional shapes using laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이어에 레이저빔을 조사하여 와이어를 용융, 적층함으로써 원하는 3차원 형상을 형성할 수 있는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 관한 것이다.
본 발명은 레이저빔을 출력하는 레이저 발진부; 중공형상으로 형성되는 헤드부; 상기 헤드부의 중심축 상에서 회전가능하게 설치되어, 상기 레이저 발진부에서 출력된 레이저빔을 상기 헤드부의 둘레를 따라 상기 헤드부의 내벽을 향해 반사시키는 제1 반사부; 상기 헤드부의 내벽을 따라 설치되어, 상기 제1 반사부를 경유하여 입사된 레이저빔을 용융풀을 향해 방향 전환시키기 위한 제2 반사부; 및 와이어가 상기 헤드부의 내부를 통과하도록 하고, 상기 용융풀의 상측에서 상기 와이어를 공급시키기 위한 와이어 공급부;를 포함하고, 상기 와이어 공급부에 의해 공급되는 와이어를 회전중심으로 하여 레이저빔의 조사 방향이 회전되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치를 제공한다.The present invention relates to a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser capable of forming a desired three-dimensional shape by melting and laminating a wire by irradiating a laser beam to the wire.
The present invention is a laser oscillation unit for outputting a laser beam; A head portion formed in a hollow shape; A first reflecting part rotatably installed on the central axis of the head part and reflecting the laser beam output from the laser oscillating part toward the inner wall of the head part along the periphery of the head part; A second reflector installed along the inner wall of the head portion to divert the laser beam incident through the first reflector toward the molten pool; And a wire supply unit for allowing the wire to pass through the inside of the head unit and supplying the wire from the upper side of the molten pool. The direction of laser beam irradiation includes a wire supplied by the wire supply unit as a rotational center. It provides a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser characterized in that the rotation.

Description

레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치{Apparatus for manufacturing three dimensional shapes using laser}Apparatus for manufacturing three dimensional shapes using laser}

본 발명은 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 관한 것으로서, 와이어에 레이저빔을 조사하여 와이어를 용융, 적층함으로써 원하는 3차원 형상을 형성할 수 있는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D shape manufacturing apparatus using a laser, and relates to a 3D shape manufacturing apparatus using a laser capable of forming a desired 3D shape by melting and laminating a wire by irradiating a laser beam to the wire.

레이저 용접은 집속되어 증폭된 빛 에너지가 열 에너지로 변환되는 것을 이용한 것으로, 소재의 표면에 레이저빔을 조사하여 순간적으로 가열, 용융시켜 소재를 절단하거나 접합하는 용접법이다.Laser welding is a method in which focused and amplified light energy is converted into thermal energy, and a laser beam is irradiated on the surface of the material to instantly heat and melt to cut or join the material.

레이저 용접은 좁고 깊은 영역을 정밀하게 용접할 수 있고, 열 변형 범위가 작으며, 소음 및 마모가 거의 없어 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 최근에는 금속 혹은 플라스틱과 같은 재료를 용접을 통해 용융·적층하여 3차원 물체를 성형하는 3D 프린터에도 적용되고 있다.Laser welding is capable of precisely welding narrow and deep areas, has a small thermal deformation range, and is used in various fields with little noise and wear. Recently, materials such as metal or plastic are melted and laminated through welding. It is also applied to 3D printers that mold 3D objects.

이러한 레이저 용접 또는 3D 프린팅 등의 3차원 형성 제조장치에 있어서, 모재(base metal)로 쓰이는 와이어를 레이저빔의 초점에 연속적으로 공급하기 위해 와이어 공급부가 기본적으로 구비된다. 이때, 와이어가 레이저빔의 조사 방향의 뒤쪽에서 항상 배출되도록 하기 위해서 종래에는 와이어 공급부가 레이저빔의 조사 방향에 대응하여 회전시키는 구조로 구성된다.In such a 3D forming manufacturing apparatus such as laser welding or 3D printing, a wire supply unit is basically provided to continuously supply a wire used as a base metal to a focal point of a laser beam. At this time, in order to always discharge the wire from the back of the laser beam irradiation direction, the wire supply unit is conventionally configured to rotate in response to the laser beam irradiation direction.

또한, 레이저빔에 의해 용융되는 와이어가 공기와 접촉되는 것을 최소화하기 위해 용융되는 와이어의 주변에 별도의 보호가스 공급장치를 통해 보호가스를 분출시켰다. 이때, 보호가스 공급장치 또한 와이어 공급부와 함께 회전되도록 구성된다.In addition, in order to minimize the contact of the wire melted by the laser beam with air, the protective gas was ejected through a separate protective gas supply device around the wire being melted. At this time, the protective gas supply device is also configured to rotate with the wire supply.

따라서, 종래의 3차원 형상 제조장치는 와이어가 레이저빔의 조사 방향의 뒤쪽에서 항상 배출되도록 하기 위하여, 와이어 공급부 및 보호가스 공급장치 등을 회전시키는 구조로 구성함에 따라, 전체적인 장치의 구성이 복잡해질 뿐만 아니라, 장치의 부피가 커질 수밖에 없었고, 장치를 제조하기 위한 제조비용이 증대되는 문제점이 있었다.Therefore, in order to ensure that the wire is always discharged from the back side of the irradiation direction of the laser beam, the conventional three-dimensional shape manufacturing apparatus has a structure in which the wire supply unit and the protective gas supply apparatus are rotated, so that the overall configuration of the apparatus becomes complicated. In addition, the volume of the device had to be increased, and there was a problem in that the manufacturing cost for manufacturing the device increased.

대한민국 등록특허공보 제10-1713111호(2017.02.28. 등록 공고, 발명의 명칭 : 삼차원 물체 제조용 와이어 공급장치)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1713111 (2017.02.28. Registered announcement, the name of the invention: wire supply device for manufacturing three-dimensional objects)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 레이저빔을 회전시키면서 사선으로 조사될 수 있도록 구성하는 것과 동시에 와이어는 회전되지 않고 중심에서 수직하게 공급될 수 있도록 구성함으로써, 전체 장치의 구성을 단순화시킬 수 있도록 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치를 제공하는데 있다.The object of the present invention is to solve the conventional problems, the present invention is configured to be irradiated with diagonal lines while rotating the laser beam, and at the same time, the wire is not rotated and configured to be supplied vertically from the center, thereby making the entire device It is to provide a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser to simplify the configuration of the.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치는, 레이저빔을 출력하는 레이저 발진부; 중공형상으로 형성되는 헤드부; 상기 헤드부의 중심축 상에서 회전가능하게 설치되어, 상기 레이저 발진부에서 출력된 레이저빔을 상기 헤드부의 둘레를 따라 상기 헤드부의 내벽을 향해 반사시키는 제1 반사부; 상기 헤드부의 내벽을 따라 설치되어, 상기 제1 반사부를 경유하여 입사된 레이저빔을 용융풀을 향해 방향 전환시키기 위한 제2 반사부; 및 와이어가 상기 헤드부의 내부를 통과하도록 하고, 상기 용융풀의 상측에서 상기 와이어를 공급시키기 위한 와이어 공급부;를 포함하고, 상기 와이어 공급부에 의해 공급되는 와이어를 회전중심으로 하여 레이저빔의 조사 방향이 회전되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to the present invention, a laser oscillation unit for outputting a laser beam; A head portion formed in a hollow shape; A first reflecting part rotatably installed on the central axis of the head part and reflecting the laser beam output from the laser oscillating part toward the inner wall of the head part along the periphery of the head part; A second reflector installed along the inner wall of the head portion to divert the laser beam incident through the first reflector toward the molten pool; And a wire supply unit for allowing the wire to pass through the inside of the head unit and supplying the wire from the upper side of the molten pool. The direction of laser beam irradiation includes a wire supplied by the wire supply unit as a rotational center. It is characterized by being rotated.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 상기 제1 반사부는, 상기 헤드부의 중심축 상에 설치되고, 상부에는 경사면이 마련된 회전형 본체; 상기 회전형 본체의 경사면에 설치되어, 입사된 레이저빔을 상기 헤드부의 내벽을 향해 반사시키는 제1 반사미러; 및 상기 회전형 본체와 연결되도록 설치되어, 상기 회전형 본체를 회전시키기 위한 회전구동부;를 포함할 수 있다.In the apparatus for manufacturing a three-dimensional shape using a laser according to the present invention, the first reflecting portion is installed on the central axis of the head portion, and a rotating body provided with an inclined surface at the top; A first reflection mirror installed on an inclined surface of the rotating body and reflecting the incident laser beam toward the inner wall of the head portion; And it is installed so as to be connected to the rotating body, a rotation driving unit for rotating the rotating body; may include.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 상기 제2 반사부는, 상기 헤드부의 내벽을 따라 설치되는 제2 반사미러; 및 상기 제2 반사미러를 상기 헤드부의 내벽에 고정시키기 위한 고정수단;을 포함할 수 있다.In the apparatus for manufacturing a three-dimensional shape using a laser according to the present invention, the second reflecting portion includes: a second reflecting mirror installed along an inner wall of the head portion; And fixing means for fixing the second reflective mirror to the inner wall of the head portion.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 상기 와이어 공급부는, 상기 용융풀로부터 일정간격 이격된 상태로 수직하게 배치되며, 상기 용융풀로 조사되는 상기 레이저빔의 초점으로 상기 와이어를 공급하기 위한 공급피더; 및 상기 와이어가 권취된 상태로 수용되고, 권취된 와이어를 상기 공급피더로 공급하기 위한 공급스풀;을 포함할 수 있다.In the three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to the present invention, the wire supply unit is vertically arranged in a state spaced apart from the molten pool at a predetermined interval, and the wire is focused to the laser beam irradiated to the molten pool. A feeder for supplying; And a supply spool for receiving the wire in a wound state and supplying the wound wire to the supply feeder.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 상기 와이어 공급부는, 상기 공급피더의 상부측에 배치되어, 상기 공급스풀로부터 상기 공급피더로 공급되는 휘어진 상태의 와이어를 펴주면서 수직하게 공급하기 위한 한 쌍의 회전롤러;를 더 포함할 수 있다.In the three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to the present invention, the wire supply unit is disposed on the upper side of the supply feeder and vertically supplied while unfolding a wire in a curved state supplied from the supply spool to the supply feeder It may further include a pair of rotating rollers for.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 상기 제2 반사부는 상기 헤드부의 내벽 중 일부영역에만 설치되되 상기 헤드부의 내벽을 따라 회전가능하게 설치되고, 상기 제1 반사부와 상기 제2 반사부를 동시에 회전시키기 위한 회전수단;을 더 포함할 수 있다.In the three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to the present invention, the second reflector is installed only in a partial region of the inner wall of the head portion, and is rotatably installed along the inner wall of the head portion, and the first reflecting portion and the agent 2 It may further include a rotating means for rotating the reflector at the same time.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 제1 반사부의 일측과 연결되어 회전구동력을 전달하는 제1 회전력 전달바; 상기 제2 반사부의 일측과 연결되어 회전구동력을 전달하는 제2 회전력 전달바; 상기 제1 회전력 전달바의 일측과 상기 제2 회전력 전달바의 일측을 연결시키기 위한 연결바; 및 상기 연결바에 연결되어 상기 연결바를 회전시키기 위한 구동모터;를 포함할 수 있다.In the apparatus for manufacturing a three-dimensional shape using a laser according to the present invention, the rotating means includes: a first rotating force transmitting bar connected to one side of the first reflecting portion to transmit rotational driving force; A second rotational force transmission bar connected to one side of the second reflecting portion to transmit rotational driving force; A connection bar for connecting one side of the first rotational force transmission bar and one side of the second rotational force transmission bar; And a driving motor connected to the connection bar to rotate the connection bar.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 제1 반사부와 연결되어 상기 제1 반사부를 회전시키기 위한 제1 구동모터; 및 상기 제2 반사부와 연결되어 상기 제2 반사부를 회전시키기 위한 제2 구동모터를 포함하고, 상기 제1 구동모터와 상기 제2 구동모터를 동기화시켜 상기 제1 반사부와 상기 제2 반사부가 동시에 회전되는 것을 특징으로 한다.In the apparatus for manufacturing a three-dimensional shape using a laser according to the present invention, the rotating means includes: a first driving motor connected to the first reflecting portion to rotate the first reflecting portion; And a second driving motor connected to the second reflecting part to rotate the second reflecting part, and synchronizing the first driving motor and the second driving motor to synchronize the first reflecting part and the second reflecting part. It is characterized by being rotated at the same time.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치는, 제1 반사부 및 제2 반사부에 의해 레이저빔을 회전시키면서 사선으로 조사될 수 있도록 하는 것과 동시에 와이어가 회전되지 않고 중심에서 수직하게 공급될 수 있도록 구성함으로써, 전체 장치의 구성을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.The apparatus for manufacturing a three-dimensional shape using a laser according to the present invention allows the laser beam to be irradiated diagonally while rotating the laser beam by the first reflector and the second reflector, and at the same time, the wire is not rotated and is supplied vertically from the center. By configuring it to be possible, there is an effect that can simplify the configuration of the entire device.

이에 따라, 장치의 부피를 줄일 수 있고, 장치를 제조하기 위한 제조비용이 줄일 수 있는 효과가 있다.Accordingly, there is an effect that the volume of the device can be reduced, and the manufacturing cost for manufacturing the device can be reduced.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 가공방향에 따라 레이저빔이 조사되는 상태와 와이어가 공급되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 1에서 제1 반사부의 회전형 본체가 회전된 상태에서 레이저빔이 조사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드부에 제2 반사부가 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치의 일부구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드부에 제2 반사부가 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치의 일부구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing a state in which a laser beam is irradiated and a wire is supplied in a 3D shape manufacturing apparatus using a laser according to a first embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view showing a state in which the laser beam is irradiated while the rotating body of the first reflector in FIG. 1 is rotated.
4 is a plan view schematically showing a state in which a second reflector is installed in a head unit according to a first embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a partial configuration of a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to a second embodiment of the present invention.
6 is a plan view schematically showing a state in which a second reflector is installed in a head unit according to a second embodiment of the present invention.
7 is a diagram schematically showing a partial configuration of a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to a third embodiment of the present invention.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problem to be solved can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same name and the same code are used for the same configuration, and additional descriptions thereof are omitted below.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 있어서, 가공방향에 따라 레이저빔이 조사되는 상태와 와이어가 공급되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이때, 점선으로 도시된 부분은 가공방향에 따라 레이저빔의 초점 및 와이어의 위치가 변경된 상태를 나타낸 것이다.1 is a diagram schematically showing a state in which a laser beam is irradiated and a wire is supplied in a 3D shape manufacturing apparatus using a laser according to a first embodiment of the present invention. At this time, the part shown by the dotted line shows a state in which the focus of the laser beam and the position of the wire are changed according to the processing direction.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상의 제조장치는 레이저빔(L)을 회전시키면서 경사지게 조사할 수 있도록 하고, 와이어(W)는 고정된 상태로 용융풀(M)에 대해 수직으로 공급될 수 있도록 하는 구조가 제시된다. 이때, 레이저빔(L)이 회전되면서 경사지게 조사되는 것에 의해, 가공방향(D)을 따라 레이저빔(L)의 조사 방향을 변경시킬 수 있다.As shown in Figure 1, the manufacturing apparatus of the three-dimensional shape using a laser according to the first embodiment of the present invention allows to irradiate while rotating the laser beam (L), the wire (W) is a fixed state A structure is proposed so that it can be supplied perpendicularly to the furnace melt pool (M). At this time, the irradiation direction of the laser beam L can be changed along the processing direction D by being irradiated obliquely while the laser beam L is rotated.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 1에서 제1 반사부의 회전형 본체가 회전된 상태에서 레이저빔이 조사되는 상태를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a schematic view showing the configuration of a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a laser beam in a state in which the rotating body of the first reflector in Figure 1 is rotated It is the figure which showed this irradiated state.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상의 제조장치는 레이저 발진부(110)와, 헤드부(120)와, 제1 반사부(130)와, 제2 반사부(140) 및 와이어 공급부(150)를 포함한다.2 and 3, the manufacturing apparatus of the three-dimensional shape using a laser according to the first embodiment of the present invention includes a laser oscillation unit 110, a head unit 120, a first reflecting unit 130 , A second reflecting part 140 and a wire supply part 150.

상기 레이저 발진부(110)는 스테이지(S) 상에 가공물을 제조하기 위한 용융풀(M)을 형성하기 위해 레이저빔(L)을 출력한다.The laser oscillation unit 110 outputs a laser beam L to form a molten pool M for manufacturing a workpiece on the stage S.

상기 헤드부(120)는 중공의 원통형상으로 형성되어, 레이저 발진부(110)의 하부측에 설치될 수 있다.The head part 120 is formed in a hollow cylindrical shape, and may be installed on the lower side of the laser oscillation part 110.

상기 제1 반사부(130)는 헤드부(120)의 중심축 상에서 회전가능하게 설치되어, 레이저 발진부(110)에서 출력된 레이저빔(L)을 헤드부(120)의 둘레를 따라 헤드부(120)의 내벽을 향해 반사시킨다. 이러한 제1 반사부(130)는 회전형 본체(131)와, 제1 반사미러(133) 및 회전구동부(135)를 포함한다.The first reflecting unit 130 is rotatably installed on the central axis of the head unit 120, the laser beam L output from the laser oscillation unit 110 along the circumference of the head unit 120, the head unit ( 120). The first reflector 130 includes a rotating body 131, a first reflecting mirror 133, and a rotation driving part 135.

상기 회전형 본체(131)는 원기둥 형상으로 형성되어, 헤드부(120)의 중심축 상에 설치될 수 있으며, 상부에는 경사면(131a)이 마련될 수 있다.The rotating body 131 is formed in a cylindrical shape, and may be installed on the central axis of the head unit 120, and an inclined surface 131a may be provided on the upper portion.

본 발명의 제1 실시예에서는 회전형 본체(131)가 헤드부(120)의 내부에 설치된 것이 제시되었지만, 회전형 본체(131)의 일부가 헤드부(120)의 외측으로 노출된 상태로 설치될 수도 있고, 회전형 본체(131)가 헤드부(120)의 외측으로 완전히 노출된 상태로 설치될 수도 있다.In the first embodiment of the present invention, the rotating body 131 is provided installed inside the head portion 120, but a part of the rotating body 131 is installed in a state exposed to the outside of the head portion 120 Alternatively, the rotating body 131 may be installed in a state where the head portion 120 is completely exposed to the outside.

즉, 레이저 발진부(110)로부터 출력되는 레이저빔(L)이 제1 반사부(130)를 통해 후술하는 헤드부(120)의 내벽에 설치된 제2 반사부(140)를 향해 경사진 각도를 가지고 조사될 수 있는 위치라면 어느 위치에 설치되어도 무방하다.That is, the laser beam L output from the laser oscillation unit 110 has an inclined angle toward the second reflection unit 140 installed on the inner wall of the head unit 120 to be described later through the first reflection unit 130 Any location can be installed as long as it can be irradiated.

상기 제1 반사미러(133)는 회전형 본체(131)의 경사면(131a)에 설치될 수 있으며, 헤드부(120)로 입사된 레이저빔(L)을 헤드부(120)의 내벽을 향해 반사시킨다.The first reflective mirror 133 may be installed on the inclined surface 131a of the rotating body 131, and reflect the laser beam L incident on the head 120 toward the inner wall of the head 120 Order.

더욱 구체적으로, 제1 반사미러(133)는 레이저 발진부(110)로부터 출력되어 헤드부(120)로 입사된 레이저빔(L)의 방향을 전환시켜 후술하는 제2 반사부(140)의 제2 반사미러(141)로 경사지게 조사될 수 있도록 하는 역할을 한다.More specifically, the first reflection mirror 133 is output from the laser oscillation unit 110 to switch the direction of the laser beam L incident on the head unit 120 to change the second direction of the second reflection unit 140, which will be described later. The reflective mirror 141 serves to be irradiated obliquely.

이때, 제1 반사미러(133)를 통해 제2 반사미러(141)로 경사지게 조사되는 레이저빔(L)의 경사각도는 회전형 본체(131)를 제조하는 과정에서 회전형 본체(131)의 상부에 형성되는 경사면(131a)의 경사각도에 의해 조절될 수 있다.At this time, the inclination angle of the laser beam L irradiated obliquely to the second reflective mirror 141 through the first reflective mirror 133 is the upper portion of the rotating body 131 in the process of manufacturing the rotating body 131 It can be adjusted by the inclination angle of the inclined surface (131a) formed on.

물론, 제1 반사미러(133)가 설치된 회전형 본체(131)와 연결되도록 별도의 각도조절수단(미도시)을 설치하여 회전형 본체(131)의 각도를 조절함으로써 제1 반사미러(133)의 각도를 조절할 수도 있다. Of course, by installing a separate angle adjusting means (not shown) so as to be connected to the rotating body 131 on which the first reflective mirror 133 is installed, the first reflective mirror 133 is adjusted by adjusting the angle of the rotating body 131. You can also adjust the angle of.

상기 회전구동부(135)는 회전형 본체(131)와 연결되도록 설치되어, 회전형 본체(131)를 회전시킨다. 이때, 회전구동부(135)는 회전형 본체(131)와 회전축으로 연결된 회전모터가 사용될 수 있다. 예들 들면, 회전모터는 회전형 본체(131)를 정밀하게 회전시킬 수 있도록 스텝핑 모터(Stepping motor) 또는 서보 모터(Servo motor)가 사용될 수 있으나, 어느 하나에 한정되는 것은 아니다.The rotating driving unit 135 is installed to be connected to the rotating body 131, and rotates the rotating body 131. At this time, the rotation driving unit 135 may be used a rotating motor connected to the rotating body 131 and a rotating shaft. For example, a stepping motor or a servo motor may be used to rotate the rotating body 131 precisely, but the rotating motor is not limited to any one.

더욱 구체적으로, 회전구동부(135)는 회전형 본체(131)를 회전시켜 회전형 본체(131)에 설치된 제1 반사미러(133)가 회전될 수 있도록 한다.More specifically, the rotation driving unit 135 rotates the rotating body 131 so that the first reflective mirror 133 installed in the rotating body 131 can be rotated.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 가공방향(D)이 변경되는 경우, 용융풀(M)로 조사되는 레이저빔(L)이 이미 형성된 용융풀 측으로 조사되어 용융풀이 다시 가열되지 않도록 하기 위해서, 제1 반사미러(133)를 회전시켜 레이저빔(L)의 조사 방향이 변경될 수 있도록 한다.That is, as shown in FIG. 2, in order to prevent the molten pool from being heated again by being irradiated to the side of the molten pool where the laser beam L irradiated to the molten pool M is already formed when the processing direction D is changed, The first reflection mirror 133 is rotated to change the irradiation direction of the laser beam L.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드부에 제2 반사부가 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.4 is a plan view schematically showing a state in which a second reflector is installed in a head unit according to a first embodiment of the present invention.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 제2 반사부(140)는 헤드부(120)의 내벽을 따라 설치될 수 있으며, 제1 반사부(130)를 경유하여 입사된 레이저빔(L)을 용융풀(M)을 향해 전환시킨다. 이러한 제2 반사부(140)는 제2 반사미러(141) 및 고정수단(143)을 포함한다.2 and 4, the second reflector 140 may be installed along the inner wall of the head 120, and the laser beam L incident through the first reflector 130 may be Turn toward the molten pool (M). The second reflector 140 includes a second reflecting mirror 141 and fixing means 143.

상기 제2 반사미러(141)는 헤드부(120)의 내벽을 따라 설치되며, 제1 반사부(130)의 제1 반사미러(133)에 의해 방향이 전환되면서 경사지게 조사된 레이저빔(L)이 용융풀(M)을 향하도록 방향 전환시킨다.The second reflection mirror 141 is installed along the inner wall of the head portion 120, the direction is switched by the first reflection mirror 133 of the first reflection portion 130, the laser beam (L) irradiated obliquely It is turned to face the molten pool (M).

본 발명의 제1 실시예에서는 제2 반사미러(141)가 일정폭을 가진 띠 형태의 구조로 형성되어 헤드부(120)의 내벽을 따라 설치된 것이 제시되었지만, 제2 반사미러(141)의 폭이 헤드부(120)의 폭과 동일하게 형성하여 헤드부(120)의 내벽 전체를 감싸도록 설치될 수도 있다. 또한, 제2 반사미러(141)를 별도로 구성하지 않고 헤드부(120)의 내벽 자체가 제2 반사미러(141)가 되도록 구성할 수도 있다.In the first embodiment of the present invention, although the second reflective mirror 141 is formed in a band-like structure having a certain width and is installed along the inner wall of the head unit 120, the width of the second reflective mirror 141 The head portion 120 may be formed to have the same width and may be installed to surround the entire inner wall of the head portion 120. In addition, the second reflection mirror 141 may be configured so that the inner wall itself of the head unit 120 becomes the second reflection mirror 141 without separately configuring the second reflection mirror 141.

상기 고정수단(143)은 제2 반사미러(141)를 헤드부(120)의 내벽에 고정시키는 역할을 한다.The fixing means 143 serves to fix the second reflective mirror 141 to the inner wall of the head unit 120.

본 발명의 제1 실시예에서는 고정수단(143)으로 제2 반사미러(141)가 본딩에 의해 헤드부(120)에 고정될 수 있도록 접착제 등의 본딩부재가 사용된 것이 제시되었으나, 고정수단으로는 별도의 브라켓 등을 이용하여 제2 반사미러(141)를 헤드부(120)에 고정시킬 수 있다.In the first embodiment of the present invention, it has been suggested that a bonding member such as an adhesive is used so that the second reflective mirror 141 can be fixed to the head portion 120 by bonding as the fixing means 143. The second reflective mirror 141 may be fixed to the head unit 120 using a separate bracket or the like.

따라서, 고정수단(143)은 제2 반사미러(141)를 헤드부(120)에 고정시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 가능할 것이다.Accordingly, the fixing means 143 may be any configuration as long as the second reflective mirror 141 can be fixed to the head unit 120.

상기 와이어 공급부(150)는 와이어(W)가 헤드부(120)의 내부를 통과하도록 하고, 용융풀(M)의 상측에서 와이어(W)를 공급시킨다. 이러한 와이어 공급부(150)는 공급피더(151)와, 공급스풀(153) 및 한 쌍의 회전롤러(155)를 포함한다.The wire supply unit 150 allows the wire W to pass through the inside of the head unit 120 and supplies the wire W from the upper side of the molten pool M. The wire supply unit 150 includes a supply feeder 151, a supply spool 153, and a pair of rotating rollers 155.

상기 공급피더(151)는 용융풀(M)로부터 일정간격 이격된 상태로 수직하게 배치될 수 있으며, 용융풀(M)로 조사되는 레이저빔(L)의 초점으로 와이어(W)를 공급한다. 이때, 공급피더(151)는 회전되지 않는 구조로 설치되며, 이에 따라 공급피더(151)에 의해 공급되는 와이어(W) 또한 회전되지 않는 상태로 레이저빔(L)의 초점을 향해 공급된다. The supply feeder 151 may be vertically arranged at a predetermined interval from the molten pool (M), and supplies the wire (W) to the focus of the laser beam (L) irradiated to the molten pool (M). At this time, the supply feeder 151 is installed in a non-rotating structure, and accordingly, the wire W supplied by the supply feeder 151 is also supplied toward the focus of the laser beam L in a non-rotating state.

공급피더(151)는 노즐 형태로 형성될 수 있고, 공급피더(151)의 내부로 와이어(W)가 공급될 수 있으며, 공급피더(151)의 선단부에는 와이어(W)가 토출되도록 토출구(151a)가 마련될 수 있다.The supply feeder 151 may be formed in the form of a nozzle, the wire W may be supplied to the inside of the supply feeder 151, and the discharge port 151a so that the wire W is discharged to the front end of the supply feeder 151 ) May be provided.

상기 공급스풀(153)은 헤드부(120)의 일측에 설치될 수 있으며, 와이어(W)가 권취된 상태로 수용되고, 권취된 와이어(W)를 공급피더(151)로 공급한다.The supply spool 153 may be installed on one side of the head portion 120, the wire W is accommodated in a wound state, and the wound wire W is supplied to the supply feeder 151.

상기 한 쌍의 회전롤러(155)는 공급피더(151)의 상부측에 배치되어, 공급스풀(153)로부터 공급피더(151)로 공급되는 휘어진 상태의 와이어(W)를 펴주면서 수직하게 공급한다.The pair of rotary rollers 155 are disposed on the upper side of the feeder 151, and vertically supplied while unfolding the wire W in a curved state supplied from the supply spool 153 to the feeder 151. .

더욱 구체적으로, 공급스풀(153)에서 공급피더(151)로 공급되는 와이어(W)는 공급스풀(153)에 권취된 상태로 감겨있기 때문에 공급스풀(153)에서 풀리는 와이어(W)는 휘어진 상태로 공급피더(151)에 공급될 수 있다. More specifically, since the wire W supplied from the supply spool 153 to the supply feeder 151 is wound in a state wound around the supply spool 153, the wire W released from the supply spool 153 is curved. Furnace can be supplied to the feeder 151.

이때, 한 쌍의 회전롤러(155) 사이로 휘어진 와이어(W)를 통과시키게 되면 한 쌍의 회전롤러(155)가 회전되면서 가해지는 가압력에 의해 와이어(W)가 펴진 상태로 공급피더(151)로 공급될 수 있다.At this time, when passing the wire (W) bent between the pair of rotating rollers 155, the pair of rotating rollers 155 rotates to the supply feeder 151 in a state where the wire (W) is extended by the applied pressure. Can be supplied.

또한, 한 쌍의 회전롤러(155)가 공급피더(151)의 상부에 배치됨에 따라, 한 쌍의 회전롤러(155)를 통과한 와이어(W)는 공급피더(151)를 향해 수직된 방향으로 이동되면서 공급피더(151)에 공급될 수 있다.In addition, as the pair of rotating rollers 155 are disposed on the upper portion of the feeder 151, the wire W passing through the pair of rotating rollers 155 is vertically directed toward the feeder 151. As it is moved, it may be supplied to the feeder 151.

한편, 도시되지는 않았지만, 공급피더(151)의 일측에는 보호가스 공급장치가 설치되어, 공급되는 와이어(W) 측으로 보호가스를 공급할 수 있다.On the other hand, although not shown, one side of the supply feeder 151 is provided with a protective gas supply device, it is possible to supply the protective gas to the wire (W) side to be supplied.

이때, 와이어 공급부(150)의 공급피더(151)가 종래와 달리 회전되지 않는 구조로 구성됨에 따라 보호가스 공급장치 또한 회전구조로 구성될 필요가 없게 된다.At this time, since the supply feeder 151 of the wire supply unit 150 is configured as a structure that does not rotate unlike the conventional one, the protective gas supply device does not need to be configured as a rotation structure.

결과적으로, 상기 와이어 공급부(150)에 의해 공급되는 와이어(W)를 회전중심으로 하여 레이저빔(L)의 조사 방향이 회전되게 된다.As a result, the irradiation direction of the laser beam L is rotated by using the wire W supplied by the wire supply unit 150 as a rotation center.

지금부터 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Now, the operation of the three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to the first embodiment of the present invention will be described.

먼저, 3차원 형상을 가공하기 위해서 레이저 발진기(110)를 통해 레이저빔(L)을 출력시킨다. First, in order to process the three-dimensional shape, the laser beam L is output through the laser oscillator 110.

출력된 레이저빔(L)은 헤드부(120) 측으로 입사되어, 제1 반사부(130)의 제1 반사미러(133)로 조사된다. The output laser beam L is incident on the head portion 120 and is irradiated to the first reflection mirror 133 of the first reflection portion 130.

제1 반사미러(133)로 조사된 레이저빔(L)은 제1 반사미러(133)에 의해 반사되어 헤드부(120)의 내벽으로 조사된다. 이때, 제1 반사미러(133)가 경사지게 설치된 것에 의해 제1 반사미러(133)로 조사된 레이저빔(L)은 경사진 상태로 제2 반사부(140)의 제2 반사미러(141)로 조사된다.The laser beam L irradiated to the first reflective mirror 133 is reflected by the first reflective mirror 133 and irradiated to the inner wall of the head unit 120. At this time, the laser beam L irradiated to the first reflection mirror 133 by the first reflection mirror 133 is installed inclined to the second reflection mirror 141 of the second reflection unit 140 in an inclined state. Is investigated.

제2 반사미러(141)로 조사된 레이저빔(L)은 제2 반사미러(141)에 의해 방향이 전환되어 용융풀(M) 측으로 조사되고, 공급피더(151)에 의해 레이저빔(L)으로 공급되는 와이어(W)를 용융시켜 3차원 형상의 가공물을 제조하게 된다.The laser beam L irradiated to the second reflection mirror 141 is switched by the second reflection mirror 141 and irradiated toward the molten pool M, and the laser beam L is supplied by the supply feeder 151. To melt the wire (W) supplied to manufacture a three-dimensional shape of the workpiece.

한편, 가공방향(D)이 변경되는 경우, 회전구동부(135)를 작동시켜 회전형 본체(131)를 회전시키게 되면 제1 반사미러(133)가 회전되어 레이저빔(L)의 조사 방향이 변경된 상태로 조사된다. On the other hand, when the machining direction (D) is changed, when the rotating drive unit 135 is operated to rotate the rotating body 131, the first reflection mirror 133 is rotated to change the irradiation direction of the laser beam L. The state is investigated.

이에 따라, 용융풀(M)로 조사되는 레이저빔(L)이 이미 형성된 용융풀(M)을 다시 가열하지 않게 된다.Accordingly, the molten pool M in which the laser beam L irradiated to the molten pool M is already formed is not heated again.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치의 일부구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드부에 제2 반사부가 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.5 is a view schematically showing a partial configuration of a 3D shape manufacturing apparatus using a laser according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a second reflector installed in the head according to the second embodiment of the present invention It is a plan view schematically showing the state.

지금부터는 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a 3D shape manufacturing apparatus using a laser according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치는 레이저 발진부(110)와, 헤드부(120)와, 제1 반사부(130)와, 제2 반사부(140)와, 와이어 공급부(150) 및 회전수단(170)을 포함한다.5 and 6, a 3D shape manufacturing apparatus using a laser according to a second embodiment of the present invention includes a laser oscillation unit 110, a head unit 120, a first reflection unit 130, It includes a second reflection unit 140, a wire supply unit 150 and a rotating means 170.

본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 형상 제조장치의 레이저 발진부(110)와, 헤드부(120) 및 와이어 공급부(150)의 구성은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 발진부(110)와, 헤드부(120) 및 와이어 공급부(150)의 구성과 동일하여 상세한 설명은 생략한다.The configuration of the laser oscillation unit 110, the head unit 120, and the wire supply unit 150 of the 3D shape manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a laser oscillation unit 110 according to the first embodiment of the present invention. And, the same as the configuration of the head unit 120 and the wire supply unit 150, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 반사부(130)는 제1 반사미러(133)를 포함한다. 이때, 제1 반사미러(133)는 본 발명의 제1 실시예의 제1 반사미러(133)와 동일하여 상세한 설명은 생략한다.The first reflector 130 according to the second embodiment of the present invention includes a first reflecting mirror 133. At this time, the first reflection mirror 133 is the same as the first reflection mirror 133 of the first embodiment of the present invention, and detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 반사부(140)는 제2 반사미러(141)를 포함한다. 이때, 제2 반사미러(141)는 헤드부(120)의 내벽 중 일부영역에만 설치되되 헤드부(120)의 내벽을 따라 회전가능하게 설치될 수 있다. The second reflector 140 according to the second embodiment of the present invention includes a second reflecting mirror 141. At this time, the second reflective mirror 141 may be installed only in a partial region of the inner wall of the head unit 120 but may be rotatably installed along the inner wall of the head unit 120.

즉, 본 발명의 제1 실시예에서는 제2 반사미러(141)가 헤드부(120)의 내벽을 따라 고정된 구조가 제시되었으나, 본 발명의 제2 실시예에서는 제2 반사미러(141)가 헤드부(120)의 내벽 중 일부영역에만 설치된 것이 제시된다.That is, in the first embodiment of the present invention, a structure in which the second reflective mirror 141 is fixed along the inner wall of the head portion 120 is presented, but in the second embodiment of the present invention, the second reflective mirror 141 is provided. It is suggested that only a portion of the inner wall of the head portion 120 is installed.

상기 회전수단(170)은 제1 반사부(130)와 상기 제2 반사부(140)가 동시에 회전될 수 있도록 한다.The rotating means 170 allows the first reflector 130 and the second reflector 140 to be rotated at the same time.

이러한 회전수단(170)은 제1 회전력 전달바(171)와, 제2 회전력 전달바(172)와, 연결바(173) 및 구동모터(174)를 포함할 수 있다.The rotation means 170 may include a first rotational force transmission bar 171, a second rotational force transmission bar 172, a connection bar 173 and a driving motor 174.

상기 제1 회전력 전달바(171)는 제1 반사부(130)의 일측과 연결되어 후술하는 구동모터(174)의 회전구동력을 제1 반사부(130)에 전달한다.The first rotational force transmission bar 171 is connected to one side of the first reflection unit 130 to transmit the rotational driving force of the driving motor 174 to be described later to the first reflection unit 130.

더욱 구체적으로, 제1 회전력 전달바(171)는 제1 반사미러(133)의 일측과 연결되고, 구동모터(174)의 회전구동력을 제1 반사미러(133)에 전달하여 제1 반사미러(133)가 회전될 수 있도록 한다.More specifically, the first rotational force transmission bar 171 is connected to one side of the first reflection mirror 133, and transmits the rotational driving force of the driving motor 174 to the first reflection mirror 133, so that the first reflection mirror ( 133) to be rotated.

상기 제2 회전력 전달바(172)는 제2 반사부(140)의 일측과 연결되어 구동모터(174)의 회전구동력을 제2 반사부(140)에 전달한다.The second rotational force transmission bar 172 is connected to one side of the second reflection unit 140 to transmit the rotational driving force of the driving motor 174 to the second reflection unit 140.

더욱 구체적으로, 제2 회전력 전달바(172)는 제2 반사미러(141)의 일측과 연결되고, 구동모터(174)의 회전구동력을 제2 반사미러(141)에 전달하여 제2 반사미러(141)가 회전될 수 있도록 한다.More specifically, the second rotational force transmission bar 172 is connected to one side of the second reflection mirror 141, and transmits the rotational driving force of the driving motor 174 to the second reflection mirror 141, so that the second reflection mirror ( 141) to be rotated.

상기 연결바(173)는 제1 회전력 전달바(171)의 일측과 제2 회전력 전달바(172)의 일측을 연결시킬 수 있다.The connection bar 173 may connect one side of the first rotational force transmission bar 171 and one side of the second rotational force transmission bar 172.

이때, 연결바(173)는 구동모터(174)의 회전구동력을 제1 회전력 전달바(171)와 제2 회전력 전달바(172)에 전달하여 제1 회전력 전달바(171)와 제2 회전력 전달바(172)가 동시에 회전될 수 있도록 한다. At this time, the connection bar 173 transmits the rotational driving force of the driving motor 174 to the first rotational force transmission bar 171 and the second rotational force transmission bar 172 to transmit the first rotational force transmission bar 171 and the second rotational force. The bar 172 can be rotated at the same time.

즉, 연결바(173)를 매개로 제1 회전력 전달바(171)와 제2 회전력 전달바(172)가 동시에 회전함에 따라, 제1 반사미러(133)와 제2 반사미러(144)가 동시에 회전될 수 있게 된다.That is, as the first rotational force transmission bar 171 and the second rotational force transmission bar 172 rotate simultaneously through the connection bar 173, the first reflection mirror 133 and the second reflection mirror 144 are simultaneously rotated. It can be rotated.

상기 구동모터(174)는 연결바(173)에 연결되어 연결바(173)를 회전시키기 위한 구동력을 제공한다.The driving motor 174 is connected to the connecting bar 173 and provides a driving force for rotating the connecting bar 173.

한편, 제2 반사미러(141)가 헤드부(120)의 내벽을 따라 회전될 경우, 헤드부(120)의 내벽에 대해 제2 반사미러(141)가 회전되는 것을 안내하기 위한 가이드수단(180)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, when the second reflective mirror 141 is rotated along the inner wall of the head unit 120, guide means 180 for guiding that the second reflective mirror 141 is rotated with respect to the inner wall of the head unit 120 ) May be further included.

자세히 도시되지는 않았지만, 가이드수단(180)으로는 가이드와 가이드레일 구조로 이루어진 엘엠가이드 방식의 구조가 적용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.Although not shown in detail, the guide means 180 may be applied to the structure of the L guide system consisting of a guide and guide rail structure, but is not limited thereto.

즉, 레이저빔(L)으로 공급되는 와이어(W)를 용융시켜 3차원 형상의 가공물을 제조하는 과정 중 가공방향(D)이 변경되는 경우, 회전수단(170)을 작동시켜 제1 반사미러(133) 및 제2 반사미러(141)가 동시에 회전될 수 있도록 함으로써, 레이저빔(L)의 조사 방향이 변경된 상태로 조사된다.That is, when the processing direction (D) is changed during the process of manufacturing a 3D-shaped workpiece by melting the wire (W) supplied to the laser beam (L), the rotating means 170 is operated to operate the first reflective mirror ( 133) and the second reflective mirror 141 are rotated at the same time, so that the irradiation direction of the laser beam L is irradiated in a changed state.

이에 따라, 용융풀(M)로 조사되는 레이저빔(L)이 이미 형성된 용융풀(M)을 다시 가열하지 않게 된다.Accordingly, the molten pool M in which the laser beam L irradiated to the molten pool M is already formed is not heated again.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치의 일부구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.7 is a diagram schematically showing a partial configuration of a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to a third embodiment of the present invention.

지금부터는 7을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to 7.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치는 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상제조장치의 구성과 동일하나, 제1 반사부(130)와 제2 반사부(140)를 회전시키는 구조가 제2 실시예와 다르다.Referring to FIG. 7, the 3D shape manufacturing apparatus using the laser according to the third embodiment of the present invention is the same as the configuration of the 3D shape manufacturing apparatus using the laser according to the second embodiment, but the first reflector 130 ) And the structure for rotating the second reflector 140 is different from the second embodiment.

즉, 제2 실시예에서는 제1 반사부(130) 및 제2 반사부(140)를 하나의 구동모터(174)를 사용하여 동시에 회전시키는 구조가 제시되었으나, 제3 실시예에서는 제1 반사부(130) 및 제2 반사부(140)를 2개의 구동모터(175,177)를 사용하여 동시에 회전시키는 구조가 제시된다.That is, in the second embodiment, a structure in which the first reflecting unit 130 and the second reflecting unit 140 are simultaneously rotated using a single driving motor 174 is proposed, but in the third embodiment, the first reflecting unit is provided. A structure for simultaneously rotating the 130 and the second reflector 140 using two drive motors 175 and 177 is presented.

이때, 본 발명의 제3 실시예에 따른 제2 반사부(140)는 본 발명의 제2 실시예와 동일하게 제2 반사미러(141)를 포함한다. 이때, 제2 반사미러(141)는 헤드부(120)의 내벽 중 일부영역에만 설치되되 헤드부(120)의 내벽을 따라 회전가능하게 설치될 수 있다. At this time, the second reflection unit 140 according to the third embodiment of the present invention includes the second reflection mirror 141 in the same way as the second embodiment of the present invention. At this time, the second reflective mirror 141 may be installed only in a partial region of the inner wall of the head unit 120 but may be rotatably installed along the inner wall of the head unit 120.

상기 회전수단(170)은 제1 반사부(130)와 상기 제2 반사부(140)가 동시에 회전될 수 있도록 한다.The rotating means 170 allows the first reflector 130 and the second reflector 140 to be rotated at the same time.

이러한 회전수단(170)은 제1 구동모터(175) 및 제2 구동모터(177)를 포함할 수 있다.The rotating means 170 may include a first driving motor 175 and a second driving motor 177.

상기 제1 구동모터(175)는 제1 반사부(130)와 연결되어 제1 반사부(130)를 회전시킨다. 구체적으로는 제1 구동모터(175)는 제1 반사미러(133)와 연결되어 제1 반사미러(133)를 회전시킨다.The first drive motor 175 is connected to the first reflector 130 to rotate the first reflector 130. Specifically, the first driving motor 175 is connected to the first reflective mirror 133 to rotate the first reflective mirror 133.

상기 제2 구동모터(177)는 제2 반사부(140)와 연결되어 제2 반사부(140)를 회전시킨다. 구체적으로는 제2 구동모터(177)는 제2 반사미러(141)와 연결되어 제2 반사미러(141)를 회전시킨다.The second driving motor 177 is connected to the second reflector 140 to rotate the second reflector 140. Specifically, the second driving motor 177 is connected to the second reflective mirror 141 to rotate the second reflective mirror 141.

이때, 제1 구동모터(175)와 제2 구동모터(177)를 동기화시켜 제1 반사미러(133)와 제2 반사미러(141)가 동시에 회전될 수 있도록 한다. At this time, the first driving motor 175 and the second driving motor 177 are synchronized so that the first reflective mirror 133 and the second reflective mirror 141 can be rotated at the same time.

즉, 레이저빔(L)으로 공급되는 와이어(W)를 용융시켜 3차원 형상의 가공물을 제조하는 과정 중 가공방향(D)이 변경되는 경우, 동기화된 제1 구동모터(175) 및 제2 구동모터(177)를 작동시켜 제1 반사미러(133) 및 제2 반사미러(141)가 동시에 회전될 수 있도록 함으로써, 레이저빔(L)의 조사 방향이 변경된 상태로 조사된다.That is, when the machining direction D is changed during the process of manufacturing a 3D-shaped workpiece by melting the wire W supplied to the laser beam L, the synchronized first drive motor 175 and the second drive By operating the motor 177 so that the first reflective mirror 133 and the second reflective mirror 141 can be rotated at the same time, the irradiation direction of the laser beam L is irradiated in a changed state.

이에 따라, 용융풀(M)로 조사되는 레이저빔(L)이 이미 형성된 용융풀(M)을 다시 가열하지 않게 된다.Accordingly, the molten pool M in which the laser beam L irradiated to the molten pool M is already formed is not heated again.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치는, 제1 반사부 및 제2 반사부에 의해 레이저빔을 회전시키면서 사선으로 조사될 수 있도록 하는 것과 동시에 와이어가 회전되지 않고 중심에서 수직하게 공급될 수 있도록 구성함으로써, 전체 장치의 구성을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the apparatus for manufacturing a three-dimensional shape using a laser according to the present invention allows the laser beam to be irradiated diagonally while rotating the laser beam by the first and second reflectors, and at the same time, the wire is not rotated. By configuring to be vertically supplied from the center, there is an effect that can simplify the configuration of the entire device.

이에 따라, 장치의 부피를 줄일 수 있고, 장치를 제조하기 위한 제조비용이 줄일 수 있는 효과가 있다.Accordingly, there is an effect that the volume of the device can be reduced, and the manufacturing cost for manufacturing the device can be reduced.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings as described above, those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It can be modified or changed.

110: 레이저 발진부 120: 헤드부
130: 제1 반사부 140: 제2 반사부
150: 와이어 공급부
M: 용융풀 L: 레이저빔
LP: 초점 W: 와이어110: laser oscillation unit 120: head unit
130: first reflective portion 140: second reflective portion
150: wire supply
M: molten pool L: laser beam
LP: Focus W: Wire

Claims (8)

레이저빔을 출력하는 레이저 발진부;
중공형상으로 형성되는 헤드부;
상기 헤드부의 중심축 상에서 회전가능하게 설치되어, 상기 레이저 발진부에서 출력된 레이저빔을 상기 헤드부의 둘레를 따라 상기 헤드부의 내벽을 향해 반사시키는 제1 반사부;
상기 헤드부의 내벽을 따라 설치되어, 상기 제1 반사부를 경유하여 입사된 레이저빔을 용융풀을 향해 방향 전환시키기 위한 제2 반사부; 및
와이어가 상기 헤드부의 내부를 통과하도록 하고, 상기 용융풀의 상측에서 상기 와이어를 공급시키기 위한 와이어 공급부;를 포함하고,
상기 와이어 공급부에 의해 공급되는 와이어를 회전중심으로 하여 레이저빔의 조사 방향이 회전되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치.A laser oscillation unit for outputting a laser beam;
A head portion formed in a hollow shape;
A first reflecting part rotatably installed on the central axis of the head part and reflecting the laser beam output from the laser oscillating part toward the inner wall of the head part along the periphery of the head part;
A second reflector installed along the inner wall of the head portion to divert the laser beam incident through the first reflector toward the molten pool; And
Includes a wire supply unit for allowing the wire to pass through the inside of the head portion, and supplying the wire from the upper side of the molten pool.
3D shape manufacturing apparatus using a laser, characterized in that the irradiation direction of the laser beam is rotated by using the wire supplied by the wire supply unit as a rotational center. 제1항에 있어서,
상기 제1 반사부는,
상기 헤드부의 중심축 상에 설치되고, 상부에는 경사면이 마련된 회전형 본체;
상기 회전형 본체의 경사면에 설치되어, 입사된 레이저빔을 상기 헤드부의 내벽을 향해 반사시키는 제1 반사미러; 및
상기 회전형 본체와 연결되도록 설치되어, 상기 회전형 본체를 회전시키기 위한 회전구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치.According to claim 1,
The first reflector,
It is installed on the central axis of the head portion, the rotating body is provided with an inclined surface at the top;
A first reflection mirror installed on an inclined surface of the rotating body and reflecting the incident laser beam toward the inner wall of the head portion; And
It is installed to be connected to the rotating body, a rotating driving unit for rotating the rotating body; 3D shape manufacturing apparatus using a laser comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제2 반사부는,
상기 헤드부의 내벽을 따라 설치되는 제2 반사미러; 및
상기 제2 반사미러를 상기 헤드부의 내벽에 고정시키기 위한 고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치.According to claim 1,
The second reflector,
A second reflective mirror installed along the inner wall of the head portion; And
And a fixing means for fixing the second reflective mirror to the inner wall of the head portion. 제1항에 있어서,
상기 와이어 공급부는,
상기 용융풀로부터 일정간격 이격된 상태로 수직하게 배치되며, 상기 용융풀로 조사되는 상기 레이저빔의 초점으로 상기 와이어를 공급하기 위한 공급피더; 및
상기 와이어가 권취된 상태로 수용되고, 권취된 와이어를 상기 공급피더로 공급하기 위한 공급스풀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치.According to claim 1,
The wire supply unit,
A supply feeder arranged vertically spaced apart from the molten pool and supplying the wire to a focal point of the laser beam irradiated to the molten pool; And
The wire is accommodated in a wound state, a supply spool for supplying the wound wire to the supply feeder; 3D shape manufacturing apparatus using a laser, characterized in that it comprises a. 제4항에 있어서,
상기 와이어 공급부는,
상기 공급피더의 상부측에 배치되어, 상기 공급스풀로부터 상기 공급피더로 공급되는 휘어진 상태의 와이어를 펴주면서 수직하게 공급하기 위한 한 쌍의 회전롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치.According to claim 4,
The wire supply unit,
It is disposed on the upper side of the supply feeder, a pair of rotating rollers for vertically supplying while unfolding a wire in a bent state supplied from the supply spool to the supply feeder; further comprising a laser using 3 Dimensional shape manufacturing device. 제1항에 있어서,
상기 제2 반사부는 상기 헤드부의 내벽 중 일부영역에만 설치되되 상기 헤드부의 내벽을 따라 회전가능하게 설치되고,
상기 제1 반사부와 상기 제2 반사부를 동시에 회전시키기 위한 회전수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치.According to claim 1,
The second reflecting portion is installed only in a part of the inner wall of the head portion but is rotatably installed along the inner wall of the head portion,
And a rotating means for rotating the first and second reflectors at the same time. 제6항에 있어서,
상기 회전수단은,
상기 제1 반사부의 일측과 연결되어 회전구동력을 전달하는 제1 회전력 전달바;
상기 제2 반사부의 일측과 연결되어 회전구동력을 전달하는 제2 회전력 전달바;
상기 제1 회전력 전달바의 일측과 상기 제2 회전력 전달바의 일측을 연결시키기 위한 연결바; 및
상기 연결바에 연결되어 상기 연결바를 회전시키기 위한 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치.The method of claim 6,
The rotating means,
A first rotational force transmission bar connected to one side of the first reflecting portion and transmitting rotational driving force;
A second rotational force transmission bar connected to one side of the second reflecting portion to transmit rotational driving force;
A connection bar for connecting one side of the first rotational force transmission bar and one side of the second rotational force transmission bar; And
And a driving motor connected to the connection bar to rotate the connection bar. 제6항에 있어서,
상기 회전수단은,
상기 제1 반사부와 연결되어 상기 제1 반사부를 회전시키기 위한 제1 구동모터; 및
상기 제2 반사부와 연결되어 상기 제2 반사부를 회전시키기 위한 제2 구동모터를 포함하고,
상기 제1 구동모터와 상기 제2 구동모터를 동기화시켜 상기 제1 반사부와 상기 제2 반사부가 동시에 회전되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 3차원 형상 제조장치. The method of claim 6,
The rotating means,
A first drive motor connected to the first reflector to rotate the first reflector; And
And a second drive motor connected to the second reflector to rotate the second reflector,
A three-dimensional shape manufacturing apparatus using a laser, characterized in that the first driving motor and the second driving motor are synchronized to rotate the first reflecting part and the second reflecting part simultaneously.
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