KR102143951B1 - 3d 프린터용 수조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 프린터용 수조에 관한 것으로서, 3D 프린터용 수조에 있어서, 광경화성 수지를 담는 본체와, 상기 본체 내부에 형성되며, 이형제의 탈락을 방지하는 가드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 수조를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 가드부가 이형제를 안정적으로 잡아주어, 성형된 레이어가 분리될 때 이형제의 손상을 방지하고, 상기 이형제가 상기 본체 바닥면으로부터 안정적으로 고정되도록 하여, 성형 품질은 더욱 향상시키고, 작업 효율을 더욱 높이면서 이형제의 재코팅 작업 시간을 연장시켜 보다 생산적이면서 효율적인 작업 환경을 제공하는 이점이 있다.

Description

3D 프린터용 수조{3D Printer Vat}

본 발명은 3D 프린터용 수조에 관한 것으로서, 성형물과 플랫폼의 분리를 용이하게 하기 위한 수조 내부에 코팅된 이형제의 탈락을 방지하기 위한 3D 프린터용 수조에 관한 것이다.

3D 프린터의 종류는 대표적으로 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식, SLS(Selective Laser Sintering) 방식, SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식, DLP(Digital Light Processing) 방식 등이 있다.

그 중 DLP 방식은 광경화성 수지가 담긴 수조에 UV 광원을 비춰 수지를 경화시켜 출력물을 형성하는 방식으로, 면 단위 조형을 하기 때문에 비교적 조형 속도가 빠르고 정밀도가 높은 장점이 있다.

DLP 방식의 3D 프린터는 광경화성 수지를 저장하면서 광이 투과되는 투명 수조가 이용되고 있는데, 통상 아크릴, PC, 유리 등의 재질로 제작되어 사용되고 있다. 이러한 재질로 이루어진 투명 수조는 성형물 경화 후에 이형성이 떨어지기 때문에 실리콘과 같은 이형제를 코팅하여 사용하고 있다.

액체의 광경화성 수지는 수조를 통과한 광원에 의해 플랫폼과 수조의 이형제 사이에서 경화가 이루어지게 되고, 일정 시간 빛을 받은 광경화성 수지는 고체가 되면서 한 레이어가 완성된다.

다음 레이어 작업을 위해 플랫폼을 상승시키면 완성된 레이어와 수조의 이형제 사이에 액체의 광경화성 수지가 다시 채워지면서 경화 과정이 반복되게 된다.

이 과정에서 레이어가 한층씩 완성될때마다 수조에 형성된 이형제로부터 새롭게 만들어진 레이어가 떨어지면서 플랫폼쪽으로 붙게 된다. 이렇게 레이어 단위로 플랫폼에 성형물을 적층하여 완성하게 된다.

이러한 과정을 반복하는 동안 수조 내에 코팅된 이형제가 탈락되는 현상이 자주 발생하는데, 이로 인하여 수조의 수명이 줄어드는 문제가 발생하며, 이형제 형성 작업을 반복적으로 수행하여야 하는 번거로움이 발생한다.

또한, 이러한 이형제의 탈락 현상을 방치할 시 3D 프린팅 성형물에도 손상이 발생하는 문제점도 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 성형물과 플랫폼의 분리를 용이하게 하기 위한 수조 내부에 코팅된 이형제의 탈락을 방지하기 위해 가드부를 구비한 3D 프린터용 수조의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 3D 프린터용 수조에 있어서, 광경화성 수지를 담는 본체와, 상기 본체 내부에 형성되며, 이형제의 탈락을 방지하는 가드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 수조를 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 가드부는, 상기 이형제에 잠기면서 단부는 상기 본체에 고정되도록 형성되는 것이 바람직하며, 이때 상기 가드부는, 상기 이형제에 50~90% 정도 잠기도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가드부는, 막대형으로 형성되어, 출력범위를 벗어난 영역에 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가드부는, 외표면에 돌출구가 형성되거나, 내측으로 고정홈이 형성될 수 있다.

여기에서 상기 3D 프린터용 수조는, 상기 본체에 상기 가드부의 결합을 위한 결합홈이 더 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 성형물과 플랫폼의 분리를 용이하게 하기 위한 수조 내부에 코팅된 이형제의 탈락을 방지하기 위한 수조 내부에 가드부의 구조를 제공하는 것이다.

특히, 3D 프린터용 수조 내부에 가드부를 구비하여 이형제를 고정시켜 탈락을 방지하여 이형제의 내구성을 향상시키고, 성형물의 품질을 유지시킬 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본원발명에 따른 가드부는 이형제의 코팅시 상기 가드부가 일부(50~90%) 잠기도록 형성하여, 상기 이형제와 가드부가 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.

이에 의해 상기 가드부가 이형제를 안정적으로 잡아주어, 성형된 레이어가 분리될 때 이형제의 손상을 방지하고, 상기 이형제가 상기 본체 바닥면으로부터 안정적으로 고정되도록 하여, 성형 품질은 더욱 향상시키고, 작업 효율을 더욱 높이면서 이형제의 재코팅 작업 시간을 연장시켜 보다 생산적이면서 효율적인 작업 환경을 제공하는 효과가 있다.

도 1 - 종래의 3D 프린터용 수조에 대한 모식도.
도 2 - 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터용 수조에 대한 모식도.
도 3 - 도 2의 A-A' 단면도.
도 4 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 프린터용 수조에 대한 모식도.
도 5 - 본 발명에 따른 가드부의 다양한 실시예를 나타낸 모식도.

본 발명은 3D 프린터용 수조에 관한 것으로서, 성형물과 플랫폼의 분리를 용이하게 하기 위한 수조 내부에 코팅된 이형제의 탈락을 방지하기 위한 구조에 관한 것이다.

특히, 3D 프린터용 수조 내부에 가드부를 구비하여 이형제를 고정시켜 탈락을 방지하여 이형제의 내구성을 향상시키고, 성형물의 품질을 유지시킬 수 있도록 하는 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터용 수조에 대한 모식도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 프린터용 수조에 대한 모식도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가드부의 다양한 실시예를 나타낸 모식도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 3D 프린터용 수조는 광경화성 수지를 담는 본체(100)와, 상기 본체(100) 내부에 형성되며, 이형제(200)의 탈락을 방지하는 가드부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본체(100)는 투명한 재질로 형성되며, 3D 프린터의 사양에 따라 다양한 형태, 다양한 재질로 형성된다.

DLP 방식의 3D 프린터의 경우 상기 본체(100)는 통상 아크릴, PC, 유리 등의 재질로 형성되며, 광원이 조사되는 바닥면은 특히 투명하게 형성되고, 상기 본체(100)의 내부에는 광경화성 수지가 저장되게 된다.

상기 본체(100)는 통상 사각 형태로 형성되며, 상부측으로는 상하로 작동되는 플랫폼이 위치되어 한층씩 성형된 레이어가 위로 이동할 수 있도록 하고, 위로 이동된 레이어 아래서 광경화성 수지가 채워지면서 새로운 레이어가 성형되게 된다.

이때 성형된 레이어의 분리가 용이하도록 상기 본체(100) 내부 바닥면에 이형제(200)가 형성된다.

상기 이형제(200)는 실리콘 또는 PDMS 재질(시제품으로 SYLGARD 184 등을 사용)로 형성되며, 상기 본체(100) 내부 바닥면에 소정 두께로 투명한 재질로 형성된다. 상기 이형제(200)는 성형된 레이어의 분리 작업이 반복될수록 특정 부위의 코팅이 떨어지거나 상기 본체(100) 바닥면으로부터 들리는 경우가 있어 성형물의 품질을 저하시켜 이형제(200)를 재코팅하는 작업이 이루어지고 있다.

이러한 이형제(200)의 탈락을 방지하기 위해서 본 발명에서는 상기 본체(100) 내부에 가드부(300)를 구비한다.

상기 가드부(300)는 상기 본체(100) 내부에 형성되며, 상기 이형제(200)의 탈락을 방지하기 위한 것으로서, 상기 본체(100)와 일체로 사출 성형되거나, 상기 본체(100) 제작 후, 상기 가드부(300)를 억지끼움 방식으로 결합시켜 고정시킬 수 있다.

또한 상기 본체(100) 내부에 상기 가드부(300)의 결합을 위한 결합홈(110)을 더 형성하여, 상기 결합홈(110)을 통해 상기 가드부(300)가 상기 본체(100)에 고정되도록 할 수 있다. 상기 결합홈(110)은 상기 가드부(300)의 양단부를 끼울 수 있는 구조로 형성되며, 필요에 따라 상기 가드부(300)를 상기 본체(100)에서 탈락할 수 있도록 한다.

상기 가드부(300)는 양단부는 상기 본체(100)에 고정되도록 형성되며, 상기 이형제(200)에 잠기도록 하여 이형제(200)를 코팅하여 상기 이형제(200)가 들리는 것을 방지하게 된다.

여기에서 상기 가드부(300)는 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 상기 이형제(200)에 50~90% 정도 잠기도록 형성되어, 상기 이형제(200)에 안정적으로 힘이 전달되도록 하여 이형제(200)가 들리는 것을 방지하게 된다. 즉, 상기 가드부(300)가 50% 낮게 잠기거나, 90% 보다 더 많이 잠기는 경우, 상기 가드부(300)에 의해 이형제(200)에 전달되는 힘이 너무 약하여 상기 이형제(200)를 안정적으로 잡아주는 역할을 하지 못하게 된다.

상기 본체(100) 내부 상기 가드부(300)의 설치 높이를 고려하여 상기 이형제(200)를 코팅하여, 상기 가드부(300)가 안정적으로 상기 이형제(200)에 힘을 전달할 수 있도록 한다.

상기 가드부(300)는 상기 본체(100)의 크기에 대응되게 형성되며, 출력범위를 제외하고, 상기 본체(100)의 내벽면에 고정될 수 있을 정도의 길이로 형성된다.

구체적으로는 상기 가드부(300)는 막대형으로 형성되어, 출력범위를 벗어난 영역에 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 사각형의 본체(100)의 경우, 출력범위를 침범하지 않는 범위 내에서 양싸이드 쪽, 또는 4개의 싸이드쪽에 배치(도 4(a))되거나, 또는 네 모서리쪽에 배치(도 4 (b))되거나, 필요에 따라 복수개가 수평 또는 수직으로 배치될 수 있다. 또는 필요에 따라 다양한 길이로 형성되어 모서리 및 싸이드쪽에 동시에 배치될 수도 있다.

한편, 상기 가드부(300)는 이형제(200)와의 결합력을 더 높이기 위해서 도 5에 도시한 바와 같이 상기 가드부(300) 외표면에 돌출구(도 5(a))(310)를 더 형성하거나, 상기 가드부(300) 내측으로 고정홈(도 5(b))(320)을 더 형성하여, 상기 이형제(200)와 가드부(300)가 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 가드부는 상기 본체의 성형 시 일체로 사출되거나, 상기 본체에 끼움 결합되거나, 상기 본체의 결합홈에 결합되는 방식으로 상기 본체 내부에 고정되어 제공되며, 상기 이형제의 코팅시 상기 가드부가 일부(50~90%) 잠기도록 형성하여, 상기 이형제와 가드부가 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.

이에 의해 상기 가드부가 이형제를 안정적으로 잡아주어, 성형된 레이어가 분리될 때 이형제의 손상을 방지하고, 상기 이형제가 상기 본체 바닥면으로부터 안정적으로 고정되도록 하여, 성형 품질은 더욱 향상시키고, 작업 효율을 더욱 높이면서 이형제의 재코팅 작업 시간을 연장시켜 보다 생산적이면서 효율적인 작업 환경을 제공하게 된다.

100 : 본체 110 : 결합홈
200 : 이형제 300 : 가드부
310 : 돌출구 320 : 고정홈

Claims (7)

1. 3D 프린터용 수조에 있어서,
   광경화성 수지를 담는 본체;
   상기 본체 내부에 형성되며, 이형제의 탈락을 방지하는 가드부;를 포함하고,
   상기 가드부는,
   외표면에 돌출구가 형성되거나,
   상기 가드부는,
   내측으로 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 수조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가드부는,
   상기 이형제에 잠기면서 단부는 상기 본체에 고정되도록 형성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 수조.
3. 제 2항에 있어서, 상기 가드부는,
   상기 이형제에 50~90% 정도 잠기도록 형성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 수조.
4. 제 2항에 있어서, 상기 가드부는,
   막대형으로 형성되어, 출력범위를 벗어난 영역에 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 수조.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 3D 프린터용 수조는,
   상기 본체에 상기 가드부의 결합을 위한 결합홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 수조.

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