KR102148822B1

KR102148822B1 - 3d 프린팅 장치

Info

Publication number: KR102148822B1
Application number: KR1020200047772A
Authority: KR
Inventors: 한응석
Original assignee: (주)아름덴티스트리
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2020-08-27

Abstract

본 발명은 UV광원을 이용하여 광경화성 수지를 경화시켜 3D프린팅 출력물을 얻기위한 3D 프린팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 광경화성 수지가 수용되는 소재부의 착탈이 가능함은 물론 하부에서 광원의 광이 조사되어 상기 광경화성 수지가 경화됨에 따라 조형부의 하부면에 복수 개의 유입홀을 형성하여 광경화성 수지에 가해지는 압력을 배출시켜, 탄성체필름의 변형 및 파손을 최소화하고, 푸쉬블럭을 이용하여 출력물을 안전하게 분리할 수 있어 출력물의 손상을 방지하며 상기 소재부와 조형부의 세척 및 유지보수가 용이하고, 고정스테이지의 가압돌부에 상기 소재트레이가 안착되게 함으로써, 탄성부재가 구비된 클램핑부에 의해 가압 클램핑 함으로서 탄성체필름의, 장력이 추가적으로 형성되도록 하여 반복 출력에 따른 필름의 장력 저하에도 이를 상쇄시켜 상기 탄성체필름의 사용수명을 증대시킴과 동시에 우수한 품질의 출력물을 얻을 수 있는 3D 프린팅 장치에 관한 기술분야가 개시된다.

Description

3D 프린팅 장치{3D printer}

본 발명은 UV광원을 이용하여 광경화성 수지를 경화시켜 3D프린팅 출력물을 얻기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 광경화성 수지가 수용되는 소재부의 착탈이 가능함은 물론 하부에서 광원의 광이 조사되어 상기 광경화성 수지가 경화됨에 따라 출력물이 성형되는 조형부에서 출력물의 착탈을 용이하게 하며 상기 소재부와 조형부의 세척 및 유지보수가 용이할 뿐 아니라, 출력 실패를 최소화하고, 우수한 출력 품질을 얻을 수 있는 3D 프린팅 장치에 관한 기술분야이다.

또한, 본 발명은 소재부에 상기 광경화성 수지가 수용되고, 하부에 광원으로부터 조사되는 광이 간섭없이 투과될 수 있도록 투명한 탄성체필름이 설치되는데, 우수한 출력 품질을 얻기 위해 상기 탄성체필름의 교체가 용이하고, 장력의 유지가 원활하게 이루어질 수 있는 구조를 통해 상기 탄성체필름의 성능저하에 따른 출력 실패를 최소화하고, 우수한 출력 품질을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 하부에 출력물이 성형되는 조형부의 하부면에 복수 개의 유입홀을 형성하여 상기 광경화성 수지에 상기 조형부의 하부가 침강될 때 상기 유입홀을 통해 상기 광경화성 수지가 상기 조형부의 하부면 상부로 이동됨으로써, 탄성체필름에 전달되는 압력을 최소화하여 상기 탄성체필름의 변형 및 파손을 방지함은 물론 상기 광경화성 수지가 넘쳐 흘러 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 조형부의 하부면에 복수 개의 푸쉬홀이 형성되고, 상기 조형부에 설치되어 푸쉬핸들에 의해 하부로 이동되는 푸쉬블럭을 이용하여 상기 조형부의 하부면에 부착된 출력물을 안전하게 분리할 수 있어 상기 조형부와 출력물의 손상을 방지할 수 있다.

일반적으로, 3차원의 입체 형상을 가진 성형품을 제작하기 위해서는 도면에 의존하여 수작업에 의해 이루어지는 목업(Mock up) 제작방식과 CNC 공작기계에 의한 수치제어식 자동 제작방식 등이 있다. 그러나 목업 제작방식은 수작업에 의하므로 정교한 형상가공이 어렵고 많은 시간이 소요되며, CNC 공작기계에 의한 제작방식은 정교한 수치제어가 가능하지만 공구간섭에 의하여 가공할 수 있는 형상에 제약이 있다.

이에 최근에는 제품의 디자이너 또는 설계자가 3차원 모델링 툴을 통해 설계된 3D 설계도면 데이터를 저장한 컴퓨터를 이용하여 3차원 입체 형상의 성형품을 제작하는 3D 프린터가 등장하였다.

상기와 같은 3D 프린터는 광경화성 수지에 레이져 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식과, SLA 방식에서 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하며 레이저 광선을 주사하여 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Selective Laser Sintering) 방식과, 필라멘트 형태의 열가소성 물질을 노즐 내부에서 용융시켜 얇은 필름 형태로 출력하는 방식으로 적층하는 용융 침착 모델링(FDM:Fused Deposition Modeling) 방식과, 프린터 헤드에서 광경화성수지와 왁스(wax)를 동시분사한 후 자외선으로 고형화하는 방식으로 적층하는 멀티 젯팅 모델링(MJM:Multi Jetting Modeling) 방식과, 광경화성 수지가 저장된 저장조의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되는 원리를 이용한 DLP(Digital Light Processing) 방식이 있다. 이 중에서, DLP 방식은 가격이 저렴하고 작업속도가 균일하며, 비교적 빠른 조형 속도를 가진다는 장점이 존재하는 방식이다.

한편, 종래의 DLP 방식의 3D 프린터는 액상의 광경화성 수지를 소재트레이의 수용공간에 수용되도록 하고, 상기 소재트레이는 하부에 위치되는 광원(레이저 광선 또는 UV 광원 등)으로부터 조사되는 광선이 간섭없이 투과될 수 있도록 투명한 불소계열의 FEP, PFA, PTFE 및 ETPE 필름 등으로 하부가 밀봉된다.

이때, 상기 필름은 반복적인 출력횟수를 거듭할수록 백화 현상이 일어나거나 필름의 탄성에 의해 늘어나게 되어 출력 품질이 저하되고, 출력 실패율도 높아지게되는 문제점이 있다.

아울러, 종래의 DLP 방식의 3D 프린터는 앞서 설명된 소재트레이에 잠입되어 3D 프린팅 출력물이 하부에 부착되는 빌드스테이지를 포함하고, 상기 빌드스테이지는 승강대에 장착되어 소재트레이에 수용공간에 수용되는 액상의 광경화성 수지에 잠겨 상승 및 하강을 반복하면서 슬라이싱 단면을 층단위로 적층 부착하여 3D 출력물이 형성되도록 하는데, 완성된 출력물의 탈착시 상기 출력물이 쉽게 떨어지지 않아 출력물의 손상이 야기되는 문제와 세척이 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1533374호(2015.06.26.) 대한민국 등록특허 제10-1882574호(2018.07.20.) 대한민국 등록특허 제10-1887419호(2018.08.06.)

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 DLP 방식의 3D 프린터는 광경화성 수지를 수용하는 소재트레이와 하부에 출력물이 성형되는 빌드스테이지의 세척이 용이하지 못한 문제점;과

소재트레이의 하부를 밀폐하고, 광원의 광이 투과되어 광경화성 수지가 경화되도록 하는 필름의 출력 반복에 따른 백화현상 및 늘어짐 현상에 의한 변형 및 파손이 발생될 뿐만 아니라 이에 따른 교체가 구조적으로 복잡하여 유지보수가 어려운 문제점; 및

빌드스테이지의 하부면에 부착되어 성형되는 출력물의 분리시 별도의 공구(스크레퍼) 등을 사용하여 출력물의 손상 및 상기 빌드스테이지의 손상이 발생되는 문제점;을 분해가 용이하여 세척이 쉬울 뿐만 아니라 필름의 교체가 용이하고, 출력물의 분리가 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 3D 프린팅 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 베이스플레이트와 상기 베이스플레이트의 하부에 설치되는 광원과 상기 베이스플레이트의 상부에 착탈가능하도록 설치되고, 광경화성 수지가 수용되어 상기 광원으로부터 조사되는 광에 의해 상기 광경화성 수지가 경화되는 소재부와 상기 베이스플레이트의 상부에 설치되는 승강부와 상기 승강부에 착탈가능하도록 설치되어 승하강되고, 하부에 상기 광경화성 수지가 경화되어 출력물이 성형되는 조형부 및 상기 베이스플레이트와 상기 광원의 사이에 설치되고, 하부에 투광판이 구비되는 캐치트레이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치를 제시한다.

또한, 본 발명의 상기 소재부는 하부를 밀폐시키고, 상기 광원으로부터 조사되는 광을 투과시키는 탄성체필름을 구비하는 소재트레이와 상기 베이스플레이트의 상부에 안착되고, 상부에 상기 소재트레이가 안착되며, 상기 탄성체필름의 하부를 지지하여 상기 소재트레이가 상부로 이격되도록 하는 가압돌부가 형성되는 고정스테이지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 소재트레이는 상하부가 개방된 몸체와 상하부가 개방되되, 내측 하부면에 상기 몸체의 하부가 안착되고, 양측 상부가 상기 몸체의 양측 하부와 착탈가능하도록 결합되는 홀더와, 상기 몸체와 홀더의 사이에 위치되어 상기 몸체의 하부돌부 하부면과 대응되는 형상으로 형성되는 패킹과, 상기 홀더와 안착홈의 사이에 결합되어 상기 몸체의 하부를 밀폐시키는 탄성체필름을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 몸체는 상기 탄성체필름이 상기 홀더와 용이하고 견고하게 결합될 수 있도록 하기 위해 상기 몸체는 양측에 각각 적어도 하나 이상 형성되는 내입홈을 형성하여 구성되고, 상기 홀더는 상기 몸체의 내입홈과 대응되도록 형성되고 양측면에 돌출 형성되되 힌지볼트의 하부가 힌지결합되는 체결부와 상기 힌지볼트에 결합되는 제1노브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 베이스플레이트는 상기 소재트레이의 상부 양측을 가압 또는 가압 해제하고, 가압력의 크기 조절이 가능한 클램핑부를 포함하여 구성되되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 클램핑부는 탄성부재를 통해 상기 소재트레이를 항시 일정한 압력으로 가압되도록 하되, 클램핑손잡이를 회전시킴으로서 가압부재가 상기 소재트레이의 상부면 양측을 가압 또는 가압 해제하도록 형성되며, 상기 가압부재가 힌지 결합되도록 하는 클램핑레버을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 소재트레이는 상부로 갈수록 외측방향으로 기울어져 형성되는 배출경사면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 3D 프린팅 장치는 상기 베이스플레이트와 상기 광원의 사이에 설치되고, 하부에 투광판이 구비되는 캐치트레이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 승강부는 내측 상부면에 적어도 하나 이상의 고정자석을 구비하는 지지암이 양측에 돌출형성되고, 상하로 이동되는 승강부재를 포함하여 구성되고, 상기 조형부는 하부면 양측에 상기 고정자석과 대응되는 자석플레이트을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 지지암은 돌출형성되는 가이드핀을 포함하여 구성되고, 상기 조형부는 양측에 상기 가이드핀과 대응되도록 형성되는 가이드홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 조형부는 하부면에 관통되어 형성되는 복수 개의 유입홀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 상기 조형부는 상부가 개방되고, 하부면에 복수 개의 푸쉬홀이 관통형성되는 빌드스테이지와 상기 빌드스테이지에 내입되어 설치되되, 상부가 상기 빌드스테이지의 상부면에 안착 또는 안착 해제되도록 설치되고, 하부에 상기 복수 개의 푸쉬홀에 대응되어 인입출되는 푸쉬포스트가 돌출형성되는 푸쉬블럭을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 푸쉬블럭은 상부 중앙에 나사결합되어 상부로 돌출되는 회전축과, 중앙이 상기 회전축에 자유회전 가능하도록 결합되어 양측으로 돌출되는 고정브라켓 및 브라켓 고정용 노브손잡이와, 상기 빌드스테이지에 안착된 상태에서 상하방향으로 이동되도록 하는 회전축의 상부에 고정결합되는 푸쉬핸들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 3D 프린팅 장치는 광경화성 수지가 수용되는 소재부가 베이스플레이트에 착탈가능하게 설치되고, 상기 광경화성 수지가 경화됨에 따라 하부에 출력물이 성형되는 조형부가 승강부에 착탈가능하게 설치되어 다음 출력물의 성형 전에 상기 소재부와 조형부를 분리시켜 세척 및 유지보수가 용이한 효과;와

상기 소재부의 소재트레이의 몸체와 홀더의 사이에 탄성체필름을 위치시켜 설치하되, 상기 몸체의 하부가 내입되도록 상기 홀더에 안착홈을 형성하여 상기 탄성체필름의 외측이 상기 안착홈에 상기 몸체의 하부와 함께 내입되어 장력이 안정적으로 형성됨과 동시에 상기 몸체의 분리가 용이하여 상기 탄성체필름의 교체가 용이한 효과;와

상기 베이스플레이트와 상기 소재부의 사이에 상기 탄성체필름의 하부를 지지하되, 상기 소재부가 상부로 이격되도록 고정스테이지를 설치하고, 고정스테이지의 가압돌부에 상기 소재부를 가압 클램핑할 수 있는 클램핑부에 의하여 상기 소재트레이의 탄성체필름에 2차로 장력을 인가할 수 있으며, 이에 따라 상기 탄성체필름의 수명을 연장은 물론 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과;와

상기 조형부의 하부가 상기 광경화성 수지에 침강될 때, 상기 광경화성 수지가 상기 조형부의 하부면에 형성된 복수 개의 유입홀에 의해 가해지는 압력을 배출하여 상기 탄성체필름에 발생되는 가압력을 최소화킬 수 있으므로 상기 탄성체필름의 변형 및 파손을 최소화할 수 있어 상기 탄성체필름의 수명을 더욱 연장할 수 있을 뿐만 아니라 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과; 및

상기 조형부의 하부에 출력물의 성형이 완료된 후 별도의 공구를 이용하여 상기 출력물을 분리하지 않고, 푸쉬핸들을 이용하여 푸쉬블럭을 하부로 이동시킴으로써, 상기 푸쉬블럭의 푸쉬포스트가 상기 조형부의 하부방향으로 돌출됨에 따라 안정적으로 출력물이 분리되어 상기 출력물의 손상 및 조형부의 하부면(스테이지면) 손상을 방지할 수 있는 효과;를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 3D 프린팅 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 3D 프린팅 장치를 나타낸 정단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 소재부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 소재부를 나타낸 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 소재부를 나타낸 정단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 소재부의 고정스테이지를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 소재부의 고정스테이지를 나타낸 정단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 캐치트레이를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 클램핑부를 나타낸 3D 프린팅 장치의 부분 정단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 클램핑부의 작동을 나타낸 3D 프린팅 장치의 부분 정단면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 3D 프린팅 장치를 나타낸 부분 사시도.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조형부를 나타낸 사시도.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조형부를 나타낸 정단면도.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조형부를 나타낸 저면 사시도.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 푸쉬블럭의 작동을 나타낸 조형부의 저면 사시도.

본 발명은 UV광원을 이용하여 광경화성 수지를 경화시켜 3D프린팅 출력물을 얻기위한 장치에 관한 것으로서 , 보다 상세하게 설명하면, 베이스플레이트(100)의 하부에 설치되는 광원(200)과, 광경화성 수지가 수용되고, 상기 베이스플레이트(100)의 상부에 착탈가능하게 설치되어 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광에 의해 상기 광경화성 수지가 경화되는 소재부(300); 및 상기 베이스플레이트(100)의 상부에 설치된 승강부(400)에 의해 승 하강 되되, 상기 승강부(400)에 착탈가능하도록 설치되고, 하부면에 상기 광경화성 수지가 경화되어 출력물(10)이 성형되는 조형부(500)를 포함하여 구성됨으로써, 상기 소재부(300)와 조형부(500)의 설치와 분리가 간편하여 세척 및 유지보수가 용이하여 반복 출력에 따른 품질저하를 방지할 수 있는 3D 프리팅 장치에 관한 기술이다.

또한, 본 발명은 상기 소재부(300)의 하부를 밀폐하도록 설치되는 탄성체 필름(313)의 장력 형성 및 유지가 용이하고, 상기 탄성체 필름(313)의 교체가 용이하여 상기 탄성체 필름(313)의 성능저하에 따른 출력 실패를 최소화하고, 우수한 출력 품질을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 조형부(500)의 하부에 복수 개의 유입홀(530)을 형성하여 상기 조형부(500)의 하부가 상기 소재부(300)에 수용된 광경화성 수지에 침강될 때, 상기 유입홀(530)을 통해 상기 광경화성 수지가 상기 조형부(500)의 하부면 상부로 이동되도록 하여 상기 탄성체필름(313)에 가해지는 압력을 최소화시킴으로써, 상기 탄성체필름(313)의 변형 및 파손을 방지할 수 있고, 이에 따라 상기 탄성체필름(313)의 수명을 연장할 수 있어 우수한 출력 품질을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 조형부(500)의 푸쉬핸들(552)을 이용하여 푸쉬블럭(550)을 하부로 이동시킴으로써, 상기 푸쉬블럭(550)의 하부에 돌출형성된 푸쉬포스트(551)가 상기 조형부(500)의 푸쉬홀(542)을 관통하여 성형된 출력물(10)을 상기 조형부(500)의 하부면 아래로 밀어내어 상기 조형부(500)와 성형된 출력물(10)이 안정되게 분리시킬 수 있고, 이에 따라 상기 출력물(10)과 상기 조형부(500)의 하부면의 파손을 방지할 수 있어 상기 조형부(500)의 사용 수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 더욱더 우수한 품질의 출력물(10)을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 베이스플레이트(100);와 상기 베이스플레이트(100)의 하부에 설치되는 광원(200);과 상기 베이스플레이트(100)의 상부에 착탈 가능하도록 설치되고, 광경화성 수지가 수용되어 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광에 의해 상기 광경화성 수지가 경화되는 소재부(300);와 상기 베이스플레이트(100)의 상부에 설치되는 승강부(400);와 상기 승강부(400)에 착탈 가능하도록 설치되어 승하강되고, 하부에 상기 광경화성 수지가 경화되어 출력물(10)이 성형되는 조형부(500); 및 상기 베이스플레이트(100)와 상기 광원(200)의 사이에 설치되고, 하부에 투광판(610)이 구비되는 캐치트레이(600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 소재부(300)는 하부를 밀폐시키고, 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광을 투과시키는 탄성체필름(313)을 구비하는 소재트레이(310);와 상기 베이스플레이트(100)의 상부에 안착되고, 상부에 상기 소재트레이(310)가 안착되며, 상기 탄성체필름(313)의 하부를 지지하여 상기 소재트레이(310)가 상부로 이격되도록 하는 가압돌부(322)가 형성되는 고정스테이지(320);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 소재트레이(310)는 상하부가 개방된 몸체(311);와 상하부가 개방되되, 내측 하부면에 상기 몸체(311)의 하부가 안착되고, 양측 상부가 상기 몸체(311)의 양측 하부와 착탈가능하도록 결합되는 홀더(312); 및 상기 몸체(311)와 홀더(312)의 사이에 위치되어 상기 몸체(311)와 상기 홀더(312)의 결합에 의해 상기 몸체(311)의 하부를 밀폐시키는 탄성체필름(313);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 홀더(312)는 내측 하부면에 상기 몸체(311)의 하부가 안착되도록 형성되는 안착홈(312a);을 포함하여 구성되고, 상기 탄성체필름(313)은 외측이 상기 몸체(311)의 하부에 의해 가압되어 상기 안착홈(312a)에 내입됨으로써, 장력이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 베이스플레이트(100)는 상기 소재트레이(310)의 상부 양측을 가압 또는 가압 해제하고, 가압력의 크기 조절이 가능한 클램핑부(110);를 포함하여 구성되고, 상기 소재트레이(310)는 상부로 갈수록 외측방향으로 기울어져 형성되는 배출경사면(330);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 승강부(400)는 내측 상부면에 적어도 하나 이상의 고정자석(412a)을 구비하는 지지암(412)이 양측에 돌출형성되고, 상하로 이동되는 승강부재(410);를 포함하여 구성되고, 상기 조형부(500)는 하부면 양측에 상기 고정자석(412a)과 대응되는 자석플레이트(510);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 지지암(412)은 돌출형성되는 가이드핀(412b);을 포함하여 구성되고, 상기 조형부(500)는 양측에 상기 가이드핀(412b)과 대응되도록 형성되는 가이드홈(520);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 조형부(500)는 하부면에 관통되어 형성되는 복수 개의 유입홀(530);과 상부가 개방되고, 하부면에 복수 개의 푸쉬홀(542)이 관통형성되는 빌드스테이지(540); 및 상기 빌드스테이지(540)에 내입되어 설치되되, 상부가 상기 빌드스테이지(540)의 상부면에 안착 또는 안착 해제되도록 설치되고, 하부에 상기 복수 개의 푸쉬홀(542)에 대응되어 인입출되는 푸쉬포스트(551)가 돌출형성되는 푸쉬블럭(550);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 푸쉬블럭(550)은 상기 빌드스테이지(540)에 안착된 상태에서 상하방향으로 이동되도록 하는 푸쉬핸들(552);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 15를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 베이스플레이트(100)는

이후에 자세히 설명될 광원(200)이 하부에 설치되고, 상부에 소재부(300)와 승강부(400)가 설치되는 것으로서, 상기 소재부(300)가 설치되어 안정적으로 지지하고, 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광이 상기 소재부(300)의 하부를 통해 상기 소재부(300)에 수용된 광경화성 수지에 조사될 수 있도록 하고, 상기 승강부(400)가 설치되어 이후에 자세히 설명될 조형부(500)가 상기 승강부(400)에 의해 안정적으로 승하강될 수 있도록 한다.

부가하여 설명하면, 본 발명의 3D 프린팅 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부챔버(20)와, 상기 하부챔버(20)의 상부에 설치되되, 전방에 개폐가능하도록 도어(40)가 구비되는 상부챔버(30)를 포함하여 구성된다.

이때, 본 발명의 베이스플레이트(100)는 상기 하부챔버(20)의 상부에 설치되어 상기 하부챔버(20)와 상부챔버(30)를 구획하고, 상기 하부챔버(20)에 의해 지면으로부터 이격되어 하부에 광원(200)이 설치될 수 있도록 하며, 이후에 자세히 설명될 광원(200)은 상기 하부챔버(20)의 내부에 설치되어 상부방향으로 광을 조사한다.

아울러, 본 발명의 베이스플레이트(100)는 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광이 상부방향향으로 조사되어 이후에 자세히 설명될 소재부(300)의 하부로 조사될 수 있도록 함과 동시에 상기 소재부(300)가 설치될 수 있도록 관통형성되는 관통홀(미표시)이 형성된다.

부가하여, 이후에 자세히 설명될 승강부(400)는 본 발명의 베이스플레이트(100)의 상부에 설치되는 소재부(300)가 설치되지 않은 상부면에 설치되는 것은 자명할 것이고, 일예로, 상기 소재부(300)가 상기 베이스플레이트(100)의 상부면 전방에 설치된다면 상기 베이스플레이트(100)의 상부면 전방에 설치된다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 광원(200)은

상기 베이스플레이트(100)의 하부에 설치되는 것으로서, 상기 베이스플레이트(100)의 상부에 설치되는 소재부(300)의 하부로 광을 조사하여 투과되도록 함으로써, 상기 광에 의해 상기 소재부(300)에 수용된 광경화성 수지가 경화되도록 하여 출력물이 성형되도록 한다.

즉, 본 발명의 광원(200)은 상기 베이스플레이트(100)의 하부에 설치되어 상부방향으로 광을 조사하는 것으로서, 구체적으로는 하부챔버(20)의 내측 하부에 설치되어 상기 하부챔버(20)의 상부방향으로 광을 조사하여 상기 베이스플레이트(100)의 관통홀을 통과하여 상기 관통홀의 상부에 설치되는 소재부(300)의 하부를 투과하여 광경화성 수지에 광이 조사되도록 한다. 이때, 본 발명의 광원(200)은 종래에 사용되는 어떠한 광원을 사용하여도 무방하고, 일예로 UV광원을 이용할 수 있다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 소재부(300)는

상기 베이스플레이트(100)의 상부에 착탈가능하도록 설치되어 세척 및 유지보수가 용이하고, 수용부(미표시)가 형성되어 광경화성 수지가 수용되며, 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광에 의해 상기 광경화성 수지가 경화되는 것으로서, 하부가 상기 광원(200)으로 부터 조사되는 광이 투과될 수 있도록 투명한 재질 즉, 이후에 자세히 설명될 탄성체필름(313)으로 구성되어 있다.

즉, 본 발명의 소재부(300)는 상기 베이스플레이트(100)의 관통홀에 이후에 자세히 설명될 클램핑부(110)에 의해 착탈가능하도록 설치되어 상기 관통홀을 통해 조사되는 광원(200)의 광이 하부로 조사되어 투과되도록 함으로써, 수용되어 있는 광경화성 수지가 경화될 수 있도록 하고, 이에 따라 이후에 자세히 설명될 조형부(500)의 하부면에 출력물(10)이 성형될 수 있도록 한다.

구체적으로, 본 발명의 소재부(300)는 하부를 밀폐시키고, 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광을 투과시키는 탄성체필름(313)을 구비하고, 광경화성 수지를 수용하는 소재트레이(310)와, 상기 베이스플레이트(100)의 상부에 안착되고, 상부에 상기 소재트레이(310)가 안착되며, 상기 탄성체필름(313)의 하부를 지지하여 상기 소재트레이(310)가 상부로 이격되도록 하는 가압돌부(322)가 형성되는 고정스테이지(320)를 포함하여 구성된다.

간략하게 먼저 설명하면, 상기 소재트레이(310)는 하부를 밀폐시키는 탄성체필름(313)를 통해 광원(200)으로부터 조사되는 광이 투과되어 광경화성 수지에 조사될 수 있도록 하고, 상기 고정스테이지(320)는 상기 소재트레이(310)가 상부에 안착되도록 내측에 안착결합홈(미표시)이 형성되되, 상기 가압돌부(322)에 상기 소재트레이(310)가 안착되게 함으로서, 탄성부재(113b)가 구비된 클램핑부(110)에 의해 가압 클램핑 함으로서 탄성체필름(313)에 장력이 추가적으로 형성되도록 하여 반복 출력에 따른 필름의 장력 저하에도 이를 상쇄시켜 상기 탄성체필름(313)의 사용수명을 증대시킴과 동시에 우수한 품질의 출력물(10)이 성형될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명의 소재부(300)는 상기 베이스플레이트(100)의 관통홀에 상기 고정스테이지(320)가 안착되어 설치된 후 상기 고정스테이지(320)의 상부에 소재트레이(310)가 안착되어 설치되며, 이후에 자세히 설명될 클램핑부(110)에 의해 상기 소재트레이(310)가 착탈가능하도록 설치되는 것이다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 소재트레이(310)는 상하부가 개방된 몸체(311)와, 상하부가 개방되어 상기 몸체(311)와 연통되되, 내측 하부면에 상기 몸체(311)의 하부가 안착되고, 양측 상부가 상기 몸체(311)의 양측 하부와 착탈가능하도록 결합되는 홀더(312) 및 상기 몸체(311)와 홀더(312)의 사이에 위치되어 상기 몸체(311)와 상기 홀더(312)의 결합에 의해 상기 몸체(311)의 하부를 밀폐시키는 탄성체필름(313)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 소재트레이(310)는 상기 몸체(311)와 홀더(312)의 결합에 의해 탄성체필름(313)이 설치되고, 이에 따라 상기 몸체(311)의 하부가 밀폐됨으로써, 광경화성 수지가 수용될 수 있는 수용공간이 형성되며, 상기 홀더(312)의 개방된 하부와 탄성체필름(313) 및 상기 몸체(311)의 개방된 하부를 광원(200)의 광이 투과하여 광경화성 수지에 조사되도록 한다.

부가하여, 상기 몸체(311)는 상기 탄성체필름(313)에 의해 하부가 밀폐된 후 수용공간이 형성될 수 있도록 하부면에 하부방향으로 돌출형성되는 하부돌부(미표시)를 포함하여 구성되고, 상기 홀더(312)는 내측 하부면에 상기 몸체(311)의 하부 즉, 상기 하부돌부가 안착되도록 대응형성되는 안착홈(312a)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 몸체(311)는 하부 즉, 하부돌부가 상기 홀더(312)의 안착홈(312a)에 내입됨으로써, 정확한 위치에 안착되어 결합되고, 상기 하부돌부에 의해 탄성체필름(313)이 가압된 상태로 상기 안착홈(312a)에 내입되어 결합됨으로써, 상기 탄성체필름(313)에 장력이 형성되며 견고하게 결합되는 효과를 실현케 한다.

다시 말해, 상기 탄성체필름(313)은 도 5에 도시된 바와 같이, 외측 즉, 테두리가 상기 몸체(311)의 하부 즉, 상기 하부돌부에 의해 가압되어 상기 안착홈(312a)에 내입됨으로써, 팽팽한 장력이 형성되고 이에 따라 평판 유리와 같은 장력을 유지하는 효과로 인하여 우수한 품질의 출력물(10)이 성형되도록 한다.

이때, 상기 몸체(311)와 홀더(312)는 상기 탄성체필름(313)이 안정적으로 장력을 유지할 수 있도록 하기 위해 더욱더 견고하게 결합되는 것이 바람직한데, 이를 위해 상기 몸체(311)는 양측에 각각 적어도 하나 이상 형성되는 내입홈(미표시)을 포함하여 구성되고, 상기 홀더(312)는 상기 몸체(311)의 내입홈과 대응되도록 형성되고, 양측면에 돌출 형성되되 힌지볼트(312d)의 하부가 힌지결합되는 체결부(312b)와 상기 힌지볼트(312d)에 결합되는 제1노브(312c)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 몸체(311)는 상기 홀더(312)의 상부에 안착되어 결합된 후 상기 홀더(312)의 힌지볼트(312d)가 회전되어 상기 내입홈에 인입되고, 상기 내입홈의 상부로 돌출된 힌지볼트(312d)에 제1노브(312c)가 나사 결합됨으로써, 상기 홀더(312)에 견고하게 결합되며, 이에 따라 별도의 공구가 없어도 용이하게 상기 탄성체필름(313)을 교환 할수 있게 된다.

아울러, 상기 소재트레이(310)는 상기 몸체(311)의 하부돌부와 탄성체필름(313)사이에 패킹(340)을 결합하는 구성 즉, 상기 하부돌부의 하부면과 대응되는 형상으로 형성되는 패킹(340)을 부가하여 탄성체필름(313)의 파손 보호 및 장력을 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패킹(340)은 상기 하부돌부 의해 탄성체필름(313)의 외측이 가압되어 상기 홀더(312)의 내입홈에 내입될 때, 상기 탄성체필름(313)과 접촉됨으로써, 상기 탄성체필름(313)과 상기 몸체(311)사이에 내입되어 소재트레이(310)의 기밀성을 유지한다.

아울러, 상기 탄성체필름(313)은 광원(200)으로부터 조사되는 광이 간섭없이 투과될 수 있도록 투명한 불소계열 FEP, PFA, PTFE 및 ETPE 필름 등의 재질로 이루어지고, 종래에 사용되는 어떠한 재질을 사용하여도 무방하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

부가하여, 상기 소재트레이(310)는 상기와 같이, 몸체(311)와 홀더(312)의 결합에 의해 탄성체필름(313)이 설치되는데, 누적 반복 출력에 따라 상기 탄성체필름(313)에 백화현상이 발생되어 불투명해지거나 늘어짐에 의한 출력 품질 저하시 상기 몸체(311)와 홀더(312)를 별도 공구를 사용하지 않고도 쉽게 분리하여 상기 탄성체필름(313)을 교체할 수 있고, 이에 따라 유지보수가 용이하여 우수한 출력 품질을 얻을 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 소재트레이(310) 즉, 몸체(311)는 수용된 광경화성 수지의 보충 또는 사용된 광경화성 수지의 배출을 용이하게 하기 위해 일측, 타측, 전방 일측 또는 타측, 후방 일측 또는 타측 중 어느 하나 이상 즉, 내부 측면에 상부로 갈수록 외측방향으로 기울어져 형성되는 배출경사면(330)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배출경사면(330)은 광경화성 수지의 보충이 필요할 경우 광경화성 수지를 안전하게 보충할 수 있도록 할 뿐만 아니라 사용된 광경화성 수지를 제거하고자 할 때, 상기 소재트레이(310) 액상 수지의 배출을 용이하도록 한다.

이때, 상기 배출경사면(330)은 배출 및 이후에 자세히 설명될 조형부(500)를 하강시킨 상태에서도 용이하게 보충할 수 있도록 경사져 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정스테이지(320)는 상하부가 개방되어 상기 베이스플레이트(100)의 상부 즉, 상기 베이스플레이트(100)의 관통홀의 상부에 연통되도록 설치되고, 상부에 앞서 설명된 소재트레이(310)가 안착되어 설치되며, 내측 상부면에 돌출형성되는 가압돌부(322)를 포함하여 구성된다.

상기 가압돌부(322)는 고정스테이지(320)의 상부에 안착되는 소재트레이(310)의 몸체(311) 내측까지 돌출될 수 있도록 길이가 형성되어 상기 고정스테이지(320)에 상기 소재트레이(310)가 안착되면 탄성부재(113b)가 구비된 클램핑부(110)의 가압력에 의하여 상기 소재트레이(310)의 하부를 밀폐하도록 설치되는 탄성체필름(313)을 상부방향으로 가압하여 상기 탄성체필름(313)에 2차로 장력이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가압돌부(322)의 상부면은 상기 탄성체필름(313)을 상부로 가압할 때, 상기 탄성체필름(313)의 파손을 방지하기 위해 반원형 또는 타원형 형태로 끝단을 라운드 처리하여 상기 탄성체필름(313)이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다,

즉, 상기 탄성체필름(313)은 1차로 소재트레이(310)의 몸체(311) 하부돌부와 홀더(312)의 내입홈에 의해 팽팽한 장력이 형성되고, 2차로 고정스테이지(320)의 가압돌부(322)에 접촉되어 클램핑부(110)의 클램핑력에 의해 팽팽한 장력이 형성됨으로써, 평판 유리판과 같이 투명하고도 평평한 평면이 형성되어 팽팽한 장력을 유지할 수 있을뿐 아니라, 이에 따라 우수한 품질의 출력물(10)이 성형되는 효과를 실현케 한다.

아울러, 상기 고정스테이지(320)는 상기 가압돌부(322)를 이용하여 상기 탄성체필름(313)을 하부에서 상부방향으로 가압하므로, 상기 소재트레이(310)가 상기 고정스테이지(320)의 상부로 이격되는데, 상기 가압돌부(322)에 상기 소재트레이(310)가 안착되게 하여 탄성부재(113b)가 구비된 클램핑부(110)에 의해 가압 클램핑되도록 함으로써, 탄성체필름(313)의 장력이 추가적으로 형성되도록 하여 반복 출력에 따른 필름의 장력 저하에도 이를 상쇄시켜 상기 탄성체필름(313)의 사용수명을 증대시킴과 동시에 우수한 품질의 출력물(10)이 성형될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 본 발명의 베이스플레이트(100)는 상기 관통홀의 인접한 외측의 상부면에 단턱(미표시)이 형성되는데, 상기 단턱은 상기 고정스테이지(320)의 하부가 정확한 위치에 안착되도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 본 발명의 베이스플레이트(100)는 상기 소재트레이(310)의 상부 양측 즉, 몸체(311)의 상부 양측을 가압 또는 가압 해제하고, 가압력의 크기 조절이 가능한 클램핑부(110)를 포함하여 구성되는데, 상기 클램핑부(110)에 의해 본 발명의 소재부(300)가 착탈가능하게 설치됨은 물론 상기 소재트레이(310)와 고정스테이지(320)가 더욱 견고하게 결합된 상태를 유지할 수 있다.

이때, 상기 소재트레이(310)의 상부면 양측에는 상기 클램핑부(110)가 보다 안정적으로 가압할 수 있도록 형성되는 가압면(314)을 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 가압면(314)은 이후에 자세히 설명될 상기 클램핑부(110)의 가압부재(113a)의 하부면이 보다 안정적이고 정확한 위치에 밀접되도록 하여 보다 안정적으로 본 발명의 소재부(300) 즉, 상기 소재트레이(310)가 가압될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

아울러, 상기 클램핑부(110)는 상기 소재트레이(310)를 가압하는 탄성부재(113b)에 의해 클램핑력을 인가 하는 것을 특징으로 하는데, 탄성체필름(313)의 장력이 저하되어 느슨해진 경우에도 소재트레이(310) 즉, 몸체(311)를 가압하는 가압력은 탄성부재(113b)에 의하여 일정한 압력으로 상기 고정스테이지(320)의 가압돌부(322)에 눌러 줄수 있게 되어 상기 탄성체필름(313)의 장력이 일정하게 형성되도록 함으로써, 상기 탄성체필름(313)의 사용수명이 증대되는 효과를 실현케 한다.

구체적으로, 상기 클램핑부(110)는 베이스플레이트(100)의 상부면에 설치되되, 상기 소재부(300)의 양측에 설치되는 한 쌍의 클램핑블럭(111)과, 상기 클램핑블럭(111)의 후방 상부에 편심되어 힌지결합되는 클램핑손잡이(112)와, 후방이 상기 클램핑블럭(111)의 후방 하부에 힌지결합되고, 중앙이 상기 클램핑블럭(111)의 전방으로 구부러져 형성되되, 상기 클램핑손잡이(112)의 힌지축과 링크바(미표시)에 의해 연결되며, 상부가 전방으로 구부러져 형성되되, 가압부재(113a)가 힌지결합되는 클램핑레버(113)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 클램핑블럭(111)은 하부가 베이스플레이트(100)의 상부면에 고정설치되고, 전방과 후방이 개방되어 내측에 설치홈(미표시)이 형성되고, 상기 클램핑손잡이(112)는 상기 클램핑블럭(111)의 설치홈 후방 상부에 하부가 편심되어 힌지결합되고, 상부가 작업자에 의해 파지될 수 있도록 돌출형성되며, 상기 클램핑레버(113)는 하부가 상기 클램핑블럭(111)의 설치홈 후방 하부에 힌지결합되고, 중앙이 상기 클램핑블럭(111)의 설치홈 전방에 위치될 수 있도록 전방으로 구부러져 형성되되, 상기 클램핑손잡이(112)의 하부 힌지축과 링크바에 의해 연결되어 상기 클램핑손잡이(112)에 의해 후방상부 또는 전방하부로 이동되며, 상부가 상기 클램핑블럭(111)의 전방으로 돌출되도록 구부러져 형성되되, 가압부재(113a)가 힌지결합된다.

즉, 상기 클램핑부(110)는 작업자가 상기 클램핑손잡이(112)의 상부를 이용하여 상기 클램핑손잡이(112)의 하부를 편심회전시키면 상기 클램핑레버(113)의 하부가 힌지축에 의해 회전됨과 동시에 상기 클램핑레버(113)의 중앙이 전방 하부 또는 후방 상부로 이동되어 상기 클램핑레버(113)의 상부에 결합된 가압부재(113a)가 상기 소재트레이(310)의 상부면 양측을 가압 또는 가압 해제함으로써, 상기 소재부(300)가 베이스플레이트(100)에 탈착 가능하도록 결합되는 효과를 실현케 한다.

이때, 상기 가압부재(113a)는 하부면에 결합되는 완충패킹(미표시)을 더 포함하여 구성될 수 있고, 상기 완충패킹(340)에 의해 본 발명의 소재부(300)가 더욱더 견고하고 파손이 방지되며 베이스플레이트(100)의 상부에 결합되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

부가하여, 상기 클램핑블럭(111)의 양측 즉, 설치홈의 후방 양측에는 상기 클램핑손잡이(112)의 하부의 힌지축이 전후방으로 이동될 수 있도록 전후방으로 형성되는 장공홀(미표시)을 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 장공홀은 상기 클램핑손잡이(112)가 회전되어 힌지축이 전방 또는 후방으로 이동된 후 고정력이 발생되도록 하여 상기 클램핑레버(113)의 상부 즉, 가압부재(113a)가 안정적이고 견고하게 본 발명의 소재부(300)의 상부면 양측 즉, 상기 소재트레이(310)의 상부면 양측에 밀접되어 가압하거나 이격되어 가압해제한 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

상기와 연관하여, 상기 클램핑부(110)는 가압력의 크기를 조절하기 위해 상기 클램핑레버(113)를 하부방향으로 탄성 지지하도록 설치되고, 하부방향으로의 탄성력을 조절하여 가압력의 크기를 조절할 수 있다.

구체적으로, 상기 클램핑레버(113)는 중앙 하부에 상부가 연결되는 탄성부재(113b)를 포함하여 구성되며, 상기 베이스플레이트(100)는 하부에 이격되어 설치되고, 하부에서 상부방향으로 조절나사(122)가 결합되고, 상기 조절나사(122)의 상부에 상기 탄성부재(113b)의 하부가 연결되는 탄성조절부(120)를 포함하여 구성됨으로써, 상기 조절나사(122)를 회전시켜 상기 탄성부재(113b)의 탄성력을 조절하여 상기 클램핑부(110)의 가압력의 크기를 조절할 수 있다.

다시 설명하면, 상기 탄성조절부(120)는 상기 베이스플레이트(100)의 하부 즉, 하부챔버(20)의 내측 하부에 설치되는데, 이를 위해 상기 베이스플레이트(100)는 하부에 설치되는 내부함체(130)를 포함하여 구성되고, 상기 내부함체(130)는 외측면에 상기 탄성조절부(120)가 돌출형성되며, 조절나사(122)가 하부에서 상부방향으로 나사결합되고, 상기 조절나사(122)의 상부인 말단에 상기 탄성부재(113b)의 하부가 연결됨으로서, 상기 조절나사(122)의 회전에 의해 상기 탄성부재(113b)의 탄성력이 조절된다. 이때, 본 발명의 베이스플레이트(100)는 하부로 상기 탄성부재(113b)가 관통되어 설치될 수 있도록 관통형성되는 제1관통홀(미표시)이 형성됨은 자명할 것이다.

아울러, 상기 내부함체(130)는 상기 베이스플레이트(100), 다시 말해 하부챔버(20)의 내측 상부에 설치되고,

또한, 상기 내부함체(130)는 소재부(300)로부터 흘러 넘치거나 탄성체필름(313)의 파손에 의해 누출되는 광경화성 수지를 포집할 수 있도록 내부에 착탈가능하도록 설치되는 캐치트레이(600)를 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 캐치트레이(600)는 거시적인 구성으로 살펴볼 때, 상기 베이스플레이트(100)와 상기 광원(200)의 사이에 설치되어 상기 누출되는 광경화성 수지를 포집하여 광원(200)을 보호할 뿐만 아니라 따로 분리 후 세척이 편리하여 유지보수가 용이한 효과를 실현케 한다.

부가하여 설명하면, 상기 캐치트레이(600)는 하부에 투명한 재질의 합성수지또는 광학유리 재질로 이루어져 광원(200)의 광을 원활하게 투과시킬 수 있음은 물론 탄성체필름(313)에 비해 경도가 높으므로 세척 및 유지보수가 유리하다. 상기 투광판(610)에 의해 광원(200)의 광이 투과되도록 하여 출력물(10)의 성형에는 지장이 없도록 하며, 누출되는 광경화성 수지만을 포집함으로써, 광원(200)의 손상 및 오염에 의한 고장 발생을 방지하는 효과를 실현케 한다.

아울러, 상기 캐치트레이(600)는 상기 내부함체(130)의 전방으로 슬라이딩 결합되는 것이 바람직한데, 이는 설치 및 제거가 용이하도록 하여 세척 및 유지보수가 더욱더 원활할 수 있도록 하는 효과를 실현케 하며, 이를 위해 상기 내부함체(130)는 전면에 개방된 슬라이딩홀(미도시)이 형성되며, 상기 캐치트레이(600)가 슬라이딩 결합될 수 있도록 한 쌍의 레일(미도시)이 더 설치될 수 있다.

이때, 상기 하부챔버(20)는 전면에 상기 내부함체(130)의 슬라이딩홀과 대응되어 설치되는 도어(미표시)를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 도어를 통해 보다 쉽게 캐치트레이(600)의 설치와 제거가 이루어질 수 있어 유지보수가 보다 용이한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 승강부(400)는

상기 베이스플레이트(100)의 상부에 설치되되, 상기 소재부(300)가 설치되지 않은 상부에 설치되는 것으로서, 이후에 자세히 설명될 조형부(500)가 설치되어 상기 조형부(500)를 승하강시켜 상기 조형부(500)의 하부면에 출력물(10)이 성형되도록 한다.

아울러, 본 발명의 승강부(400)는 전면에 제어부의 제어에 의해 승하강되는 승강부재(410)를 포함하여 구성되고, 상기 승강부재(410)의 상부에 이후에 자세히 설명될 조형부(500)가 설치되어 상기 승강부재(410)와 함께 안정적으로 승하강된다.

이때, 본 발명의 승강부(400)의 내부에는 승강모터(미도시)와 레일(미도시)이 설치될 수 있고, 상기 조형부(500)의 승하강을 위한 주요 구성요소외에 작동에 필요한 구성의 자세한 설명은 종래의 어떠한 승강장치에 포함된 구성을 사용하여도 무방하므로 생략하도록 한다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 조형부(500)는

상기 승강부(400)에 착탈가능하도록 설치되어 승하강되고, 하부에 상기 광경화성 수지가 경화되어 출력물(10)이 성형되는 것으로서, 상기 승강부(400)에 의해 하강되어 하부가 소재부(300)에 수용된 광경화성 수지에 침지되어 광원(200)으로부터 광이 상기 광경화성 수지에 조사되면 출력물(10)의 단면이 하부면에 순차적으로 층층이 쌓여 가며 성형되도록 하고, 이때, 상기 출력물(10)은 본 발명의 조형부(500)의 하부면에 부착된 상태로 성형된다.

부가하여 설명하면, 앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 승강부(400)는 전면에 승강모터에 의해 레일을 따라 상승 및 하강되는 승강부재(410)를 포함하여 구성되는데, 상기 승강부재(410)는 양측에 돌출형성되는 한 쌍의 지지암(412)을 포함하여 구성되고, 상기 한 쌍의 지지암(412)은 상부에 본 발명의 조형부(500)의 양측이 안착되어 설치될 수 있도록 한다.

이때, 상기 지지암(412)은 본 발명의 조형부(500)가 안정적으로 안착되어 설치될 수 있도록 내측방향으로 단턱(미표시)이 형성되고, 다시 말해, 상기 지지암(412)은 정단면의 형상의 "ㄴ" 형태로 형성되어 단턱이 형성되되, 대향되도록 한 쌍이 상기 승강부재(410)에 돌출형성되어 상기 단턱에 본 발명의 조형부(500)의 양측이 안착되어 안정적으로 설치될 수 있도록 한다.

아울러, 상기 지지암(412)은 내측 상부면 즉, 상기 단턱에 설치되는 적어도 하나의 고정자석(412a)을 포함하여 구성되고, 본 발명의 조형부(500)는 양측 하부면에 상기 고정자석(412a)과 대응되도록 설치되는 자석플레이트(510)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 조형부(500)는 상기 지지암(412)의 고정자석(412a)에 상기 자석플레이트(510)가 부착되도록 함으로써, 결합 및 분리가 용이한 효과를 실현케 하고, 자석에 의해 탈착가능하도록 승강부(400) 즉, 승강부재(410)에 설치되므로 유지보수가 용이한 효과를 얻을 수 있다.

부가하여, 상기 지지암(412)은 내측 상부면 즉, 상기 단턱에 돌출되어 형성되는 가이드핀(412b)을 포함하여 구성되고, 본 발명의 조형부(500)는 양측에 상기 가이드핀(412b)과대응되도록 형성되는 가이드홈(520)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 조형부(500)는 상기 지지암(412)에 안착되어 자석에 의해 설치될 때, 상기 가이드홈(520)을 따라 상기 가이드핀(412b)이 인입되도록 안착시켜 설치함으로써, 정확한 위치에 안정적으로 설치되도록 하는 효과를 얻을 수 있다. 이대, 상기 가이드홈(520)과 가이드핀(412b)은 하나 또는 하나 이상으로 구성될 수 있음은 자명할 것이다.

아울러, 본 발명의 조형부(500)는 하부면에 관통되어 형성되는 복수 개의 유입홀(530)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는데, 상기 유입홀(530)은 본 발명의 조형부(500)가 승강부(400)에 의해 하강되어 소재부(300)에 수용된 광경화성 수지에 하부가 침지될 때, 상기 광경화성 수지가 하부면을 관통하여 상부로 이동되도록 함으로써, 상기 광경화성 수지에 가해지는 압력을 배출시키고, 이에 따라 소재부(300)의 탄성체필름(313)에 발생되는 압력이 최소화되어 상기 탄성체필름(313)의 연신율이 최소화되므로 상기 탄성체필름(313)이 늘어나 쳐지는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로, 상기 탄성체필름(313)의 사용 수명을 증대시킬 수 있는 효과와 우수한 품질의 출력물(10)이 출력되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 본 발명의 조형부(500)는 하부면의 상부 즉, 내측에 중공이 형성되고, 압력이 원활하게 배출될 수 있도록 상부가 개방된 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 중공에는 이후에 자세히 설명될 푸쉬블럭(550)이 설치되나, 상부를 밀폐시키지 않는 형태로 설치되므로 압력이 원활하게 배출된다.

보다 상세하세 설명하면, 본 발명의 조형부(500)는 상부가 개방되고, 하부면에 복수 개의 유입홀(530)이 관통되어 형성되며, 자석플레이트(510)가 양측 하부면에 설치되는 한편, 양측에 가이드홈(520)이 형성되는 빌드스테이지(540)를 포함하여 구성된다.

아울러, 상기 빌드스테이지(540)는 하부면에 상기 유입홀(530)이 형성되지 않은 위치에 관통되어 형성되는 복수 개의 푸쉬홀(542)을 포함하여 구성되고, 본 발명의 조형부(500)는 상기 빌드스테이지(540)에 내입되어 설치되되, 상부가 상기 빌드스테이지(540)의 상부면에 안착 또는 안착해제되도록 설치되고, 하부에 상기 복수 개의 푸쉬홀(542)에 대응되어 인입출되는 푸쉬포스트(551)가 돌출형성되는 푸쉬블럭(550)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조형부(500) 즉, 상기 빌드스테이지(540)는 하부면에 출력물(10)이 성형된 후 상기 푸쉬블럭(550)을 하부로 이동시켜 상기 푸쉬포스트(551)가 상기 푸쉬홀(542)을 통과하여 하부면으로부터 돌출되도록 함으로써, 성형된 출력물(10)을 하부면으로부터 안정적으로 분리될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

다시 말해, 본 발명의 조형부(500)는 하부면에 출력물(10)이 성형될 때, 상기 푸쉬블럭(550)을 안착시킨 상태로 출력물(10)을 성형하고, 상기 출력물(10)이 성형 완료된 후 상기 푸쉬블럭(550)의 안착을 해제하여 푸쉬포스트(551)가 푸쉬홀(542)을 통과하도록 함으로써, 성형이 완료된 상기 출력물(10)이 하부면으로부터 안정적으로 분리된다.

이때, 상기 푸쉬블럭(550)은 상기 빌드스테이지(540)에 안착된 상태에서도 푸쉬포스트(551)만 하부로 미세하게 이동시켜 보다 안정적으로 출력물(10)이 상기 빌드스테이지(540)의 하부면으로부터 분리되도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위해 상기 빌드스테이지(540)에 안착된 상태에서 상하방향으로 이동되도록 하는 푸쉬핸들(552)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다,

부가하여 설명하면, 상기 푸쉬블럭(550)은 상기 빌드스테이지(540)의 중공에 설치되되, 상기 빌드스테이지(540)의 중공보다 크기가 작은 크기로 내입되어 설치되어 앞서 설명된 바와 같이, 유입홀(530)을 통해 이동되는 광경화성 수지의 압력 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 상부에 회전가능하게 설치되는 고정브라켓(554)에 의해 상기 빌드스테이지(540)의 중공에 안착된 상태를 유지하며 설치된다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 푸쉬블럭(550)은 상부 중앙에 나사결합되어 상부로 돌출되는 회전축(553)과, 중앙이 상기 회전축(553)에 자유회전 가능하도록 결합되어 양측으로 돌출되는 고정브라켓(554) 및 상기 회전축(553)의 상부에 고정결합되는 푸쉬핸들(552)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 푸쉬블럭(550)은 상기 고정브라켓(554)의 양측이 상기 빌드스테이지(540)의 상부면에 안착되어 지지됨에 따라 상기 빌드스테이지(540)의 중공에 부양된 상태로 안착되어 설치되고, 상기 푸쉬핸들(552)을 회전시키면 회전축(553)이 회전되어 상하로 이동되고, 이에 따라 하부면에 돌출형성된 푸쉬포스트(551)가 상기 빌드스테이지(540)의 푸쉬홀(542)을 통해 돌출되거나 다시 내입된다.

이때, 상기 고정브라켓(554)은 상기 회전축(553)에 자유회전되도록 결합되어, 상기 푸쉬블럭(550)이 안정적으로 상기 빌드스테이지(540)의 중공에 부양된 상태로 설치될 수 있도록 하고, 양측 상부에 제2노브(554a)가 결합되어 상기 제2노브(554a)를 이용하여 고정시킴으로써, 용이하게 보다 안정된 상태로 고정 유지할 수 있다.

또한, 상기 푸쉬블럭(550)은 내부에 중공이 형성되어 경량화시킴으로써, 본 발명의 조형부(500)가 승강부(400)에 의해 더욱더 원활하게 승하강될 수 있도록 하는 효과를 실현케 하고, 소재부(300)에 수용된 광경화성 수지가 상기 소재부(300)를 넘쳐 누출되는 것을 최소화한다.

이때, 상기 푸쉬블럭(550)은 상부면에 관통형성되는 적어도 하나의 제2관통홀(미표시)을 포함하여 구성되는데, 상기 제2관통홀을 통해 보다 간편하게 빌드스테이지(540)로부터 분리될 수 있어 본 발명의 조형부(500)의 세척 및 유지보수가 용이한 효과를 실현케 한다.

즉, 본 발명의 조형부(500)는 유입홀(530)을 통해 광경화성 수지에 발생되는 압력을 배출시키도록 함으로써, 탄성체필름(313)에 가해지는 압력을 최소화하여 상기 탄성체필름(313)의 사용 수명 증대 및 이에 따른 우수한 품질의 출력물(10)이 성형될 수 있도록 하고, 상기 푸쉬블럭(550)의 푸쉬핸들(552)을 회전시켜 상기 푸쉬블럭(550)을 상하로 이동시켜 고정스테이지(320)의 하부면에 부착되어 성형된 출력물(10)을 보다 안전하게 분리시킬 수 있어 불량률을 저하시킬 수 있는 효과를 실현케 한다.

결과적으로, 본 발명의 3D 프린팅 장치는 설치 및 분해가 쉬운 구조로 인하여 세척 및 유지보수가 용이함으로써, 구성들의 사용수명을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 출력 실패를 최소화하여 더욱 우수한 품질의 출력물(10)이 성형될 수 있도록 하는 것이다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10 : 출력물 100 : 베이스플레이트 110 : 클램핑부
200 : 광원 300 : 소재부 310 : 소재트레이
311 : 몸체 312 : 홀더 312a : 안착홈
313 : 탄성체필름 320 : 고정스테이지 330 : 배출경사면
400 : 승강부 410 : 승강부재 412 : 지지암
412a : 고정자석 412b : 가이드핀 500 : 조형부
510 : 자석플레이트 520 : 가이드홈 530 : 유입홀
540 : 빌드스테이지 542 : 푸쉬홀 550 : 푸쉬블럭
551 : 푸쉬포스트 552 : 푸쉬핸들 600 : 캐치트레이
610 : 투광판

Claims

베이스플레이트(100);와
상기 베이스플레이트(100)의 하부에 설치되는 광원(200);과
상기 베이스플레이트(100)의 상부에 착탈가능하도록 설치되고, 광경화성 수지가 수용되어 상기 광원(200)으로부터 조사되는 광에 의해 상기 광경화성 수지가 경화되는 소재부(300);와
상기 베이스플레이트(100)의 상부에 설치되는 승강부(400); 및
상기 승강부(400)에 착탈가능하도록 설치되어 승하강되고, 하부에 상기 광경화성 수지가 경화되어 출력물(10)이 성형되는 조형부(500);를 포함고,
상기 소재부(300)는 탄성체필름(313)을 구비하는 소재트레이(310);와 상기 탄성체필름(313)의 하부를 지지하는 가압돌부(322)가 형성되는 고정스테이지(320);를 포함하며,
상기 가압돌부(322)의 상부면은 탄성체필름(313) 상부 가압시 탄성체필름(313)의 파손을 방지하기 위해 반원형 또는 타원형 형태로 끝단을 라운드 처리하는 구성을 포함하고,
상기 베이스플레이트(100)는 상기 소재트레이(310)의 상부 양측을 가압 또는 가압 해제하는 클램핑부(110);와, 클램핑부(110)에 연결된 탄성부재(113b)의 탄성력을 조절하는 탄성조절부(120);를 포함하며,
상기 조형부(500)는 하부면에 형성되는 복수 개의 유입홀(530);과 빌드스테이지(540)의 하부면에 형성된 출력물을 푸쉬포트(551)을 통해 안정적으로 분리되도록하는 푸쉬홀(542) 및 푸쉬블럭(550);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 소재트레이(310)는
상하부가 개방된 몸체(311);와
상하부가 개방되되, 내측 하부면에 상기 몸체(311)의 하부가 안착되고,양측 상부가 상기 몸체(311)의 양측 하부와 착탈가능하도록 결합되는 홀더(312);와
상기 몸체(311)와 홀더(312)의 사이에 위치되어 상기 몸체(311)의 하부돌부 하부면과 대응되는 형상으로 형성되는 패킹(340);과
상기 홀더(312)와 안착홈(312a)의 사이에 결합되어 상기 몸체(311)의 하부를 밀폐시키는 탄성체필름(313);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
제3항에 있어서,
상기 몸체(311)는
상기 탄성체필름(313)이 상기 홀더(312)와 용이하고 견고하게 결합될수 있도록, 상기 몸체(311)는 양측에 각각 적어도 하나 이상 형성되는 내입홈을 형성하여 구성되고,
상기 홀더(312)는
상기 몸체(311)의 내입홈과 대응되도록 형성되고, 양측면에 돌출 형성되되 힌지볼트(312d)의 하부가 힌지결합되는 체결부(312b)와 상기 힌지볼트(312d)에 결합되는 제1노브(312c)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
삭제
제1항 에 있어서,
상기 클램핑부(110)는
상기 소재트레이(310)에 대하여 탄성부재(113b)를 통해 상시 일정한 압력으로 가압되도록 하고, 클램핑손잡이(112)를 회전시킴으로서 가압부재(113a)가 상기 소재트레이(310)의 상부면 양측을 가압 또는 가압 해제하도록 형성되며, 상기 가압부재(113a)는 힌지결합되는 클램핑레버(113);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 소재트레이(310)는
상부로 갈수록 외측방향으로 기울어져 형성되는 배출경사면(330);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 3D 프린팅 장치는
상기 베이스플레이트(100)와 상기 광원(200)의 사이에 설치되고, 하부에 투광판(610)이 구비되는 캐치트레이(600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 승강부(400)는
내측 상부면에 적어도 하나 이상의 고정자석(412a)을 구비하는 지지암(412)이 양측에 돌출형성되고, 상하로 이동되는 승강부재(410);를 포함하여 구성되고,
상기 조형부(500)는
하부면 양측에 상기 고정자석(412a)과 대응되는 자석플레이트(510);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
제9항에 있어서,
상기 지지암(412)은
돌출형성되는 가이드핀(412b);을 포함하여 구성되고,
상기 조형부(500)는
양측에 상기 가이드핀(412b)과 대응되도록 형성되는 가이드홈(520);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 조형부(500)는
상부가 개방되고, 하부면에 복수 개의 푸쉬홀(542)이 관통형성되는 빌드스테이지(540);와
상기 빌드스테이지(540)에 내입되어 설치되되, 상부가 상기 빌드스테이지(540)의 상부면에 안착 또는 안착 해제되도록 설치되고, 하부에 상기 복수 개의 푸쉬홀(542)에 대응되어 인입출되는 푸쉬포스트(551)가 돌출형성되는 푸쉬블럭(550);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
제12항에 있어서,
상기 푸쉬블럭(550)은
상부 중앙에 나사결합되어 상부로 돌출되는 회전축(553);과, 중앙이 상기 회전축(553)에 자유회전 가능하도록 결합되어 양측으로 돌출되는 고정브라켓(554) 및 브라켓 고정용 노브손잡이(554a);와,
상기 빌드스테이지(540)에 안착된 상태에서 상하방향으로 이동되도록 하는 회전축(553)의 상부에 고정결합되는 푸쉬핸들(552);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.