KR102193213B1 - Ultraviolet light curing device to improve the curing performance of 3D laminate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 관한 것으로서, 내부가 비어 있고 전면에는 도어를 통해 개폐될 수 있도록 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내측 하부에 형성되며 3차원 적층체가 거치될 수 있도록 형성되는 거치대와, 상기 하우징의 내측면에 형성되며 상기 3차원 적층체의 외면에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an ultraviolet light curing device for improving the curing performance of a three-dimensional laminate, and a housing that is empty inside and can be opened and closed through a door on the front side, and a three-dimensional laminated body formed under the inner side of the housing. It characterized in that it comprises a cradle formed so that the sieve can be mounted, and a curing unit formed on the inner surface of the housing and curing by irradiating ultraviolet rays on the outer surface of the three-dimensional laminate.
Description
본 발명은 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 관한 것으로서, 3D 프린터로 출력된 3차원 적층체를 경화시킬 때 서로 다른 파장의 자외선을 이용하여 경화된 3차원 적층체의 강도 및 수축률이 향상되도록 하는 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of a three-dimensional laminate. When curing a three-dimensional laminate output by a 3D printer, the three-dimensional laminate cured using ultraviolet rays of different wavelengths It relates to an ultraviolet light curing device for improving the curing performance of a three-dimensional laminate to improve strength and shrinkage.
차세대 정밀 가공 기술로 각광받는 3D 프린팅 기술은 재료를 용융시킨 상태에서 X축, Y축, Z축 방향으로 재료를 분사함으로써 설정된 모양대로 적층시켜 3차원 물체를 제작하는 기술을 말한다.3D printing technology, which is in the spotlight as a next-generation precision processing technology, refers to a technology that produces a three-dimensional object by spraying the material in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions while the material is melted.
이러한 3D 프린팅 기술은 통상 2차원 단면을 연속적으로 재구성하여 용융된 재료를 한 층씩 인쇄하면서 적층하여 3차원 적층체를 생성하며, 3차원 적층체는 용융된 재료로 만들어졌기 때문에 이를 경화시켜 모양이 고정되도록 하는 경화 공정이 반드시 필요하다.In general, 3D printing technology continuously reconstructs a two-dimensional cross section and prints the molten material layer by layer to create a three-dimensional laminate.Since the three-dimensional laminate is made of molten material, it is hardened to fix the shape. A curing process to ensure that it is absolutely necessary.
일반적으로 경화를 위한 수단으로 열(Fused Deposition Modeling: FDM), 레이저(Selective lasersintering: SLS), UV 광(Stereolithography Apparatus: SLA, Digital Light Processing: DLP)을 이용한 방식이 통상적으로 이용되고 있다.In general, a method using heat (Fused Deposition Modeling: FDM), laser (Selective lasersintering: SLS), and UV light (Stereolithography Apparatus: SLA, Digital Light Processing: DLP) is commonly used as a means for curing.
그러나 열을 이용한 재료 경화 방식은 재료 경화 과정에 지지대가 필수적으로 요구되며 생산 과정에서의 소요 시간이 크게 발생하고, 레이저를 이용한 재료 경화 방식은 레이저 발생을 위한 넓은 작업 공간이 요구되며 공정 비용에 대한 부담이 크게 발생한다는 문제점이 있었다.However, the material curing method using heat requires a support for the material curing process and takes a large amount of time in the production process, and the material curing method using a laser requires a large working space for laser generation and reduces the cost of the process. There was a problem that the burden was largely generated.
이에 따라 생산 소요 시간 및 생산 유지비에 대한 부담이 상대적으로 덜하며 고품질의 출력물 획득이 가능한 UV(Ultraviolet)를 이용한 재료 경화 방식이 선호되고 있다.Accordingly, a material curing method using UV (Ultraviolet), which is relatively less burdensome for production time and production maintenance costs, and enables high-quality output to be obtained, is preferred.
그러나 상기와 같은 자외선 경화방식은 UV램프를 사용하게 되는데, UV램프의 발광시 발생하는 고열로 인해 경화가 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.However, in the UV curing method as described above, a UV lamp is used, and there is a problem in that curing cannot be performed properly due to high heat generated when the UV lamp emits light.
이러한 문제점을 해결하기 위한 한국특허 공개번호 제10-2015-0066898호는 UV-LED모듈을 이용한 경화장치에 관한 것으로서, 경화 대상물 또는 노광 대상물을 이송시키는 이송부, 상기 이송부의 이송 경로상에 배치되고, 상기 이송부를 통해 이송되는 경화대상물을 경화시키거나 또는 노광대상물에 패턴을 형성시키는 본체부를 포함하여 구성하고, 상기 본체부내의 상면에는 상기 본체부를 통과하는 경화대상물 또는 노광대상물의 평면상에 UV광원을 조사하도록 제 1 UV-LED와 제 1 기판으로 이루어진 제 1 광원모듈이 탑재된 제 1 광원본체를 배치 구성하며, 상기 본체부내의 하단측 양측면에는 상기 본체부를 통과하는 경화대상물의 에지부에 UV광원을 조사하도록 제 2UV-LED와 제 2 기판으로 이루어진 제 2 광원모듈이 탑재된 제 2 광원본체를 배치 구성하고, 상기 제 1,2 광원본체에는 각각 UV광원을 조사하는 상기 제 1,2 UV-LED에서 발생하는 열을 방열시키도록 히트파이프로 이루어진 방열부를 적어도 하나 이상 배치하여 구성하는 것을 특징으로 한다.Korean Patent Publication No. 10-2015-0066898 for solving this problem relates to a curing apparatus using a UV-LED module, and is disposed on a transfer part for transferring a curing object or an exposure object, and a transfer path of the transfer part, Consisting of a body portion for curing the object to be cured or forming a pattern on the object to be exposed, and a UV light source on the plane of the object to be cured or the object to be exposed passing through the body portion is formed on the upper surface of the body portion. A first light source body mounted with a first light source module consisting of a first UV-LED and a first substrate is disposed to be irradiated, and a UV light source is provided at the edge of the object to be cured passing through the body on both sides of the lower side of the body. A second light source body mounted with a second light source module consisting of a second UV-LED and a second substrate is disposed to irradiate light, and the first and second UV-lights irradiating a UV light source to the first and second light source bodies are disposed. It characterized in that it is configured by arranging at least one heat dissipation unit made of a heat pipe to dissipate heat generated from the LED.
그러나 상기와 같은 종래기술의 경우 주로 2차원 평면으로 이루어진 휴대폰, 태블릿, 카메라모듈, 광학시트, 케이스 등에 합착시키기 위해 사용되는 것으로 3차원으로 이루어진 적층체의 외면에 자외선을 고루 조사하지 못한다는 문제점이 있었다.However, in the case of the prior art as described above, it is mainly used to bond to mobile phones, tablets, camera modules, optical sheets, and cases made of a two-dimensional plane, and there is a problem that ultraviolet rays cannot be evenly irradiated on the outer surface of a three-dimensional laminate there was.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 3차원 적층체의 외면에 자외선을 고루 조사하여 3차원 적층체의 강도 및 수축률을 향상시킬 수 있는 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to improve the curing performance of the three-dimensional laminate that can improve the strength and shrinkage of the three-dimensional laminate by evenly irradiating ultraviolet rays on the outer surface of the three-dimensional laminate. It is to provide a light curing device.
또한 본 발명의 다른 목적은 다수의 LED를 이용하여 이종 파장으로 이루어진 자외선을 조사함으로써 3차원 적층체를 경화시키는 시간을 감소시키고 경화성능을 높일 수 있는 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to reduce the time to cure the three-dimensional laminate by irradiating ultraviolet rays composed of different wavelengths using a plurality of LEDs, and to improve the curing performance of the three-dimensional laminate. It is to provide a light curing device.
또한 본 발명의 다른 목적은 LED가 일정한 파장으로 자외선을 조사하도록 냉각시키면서 3차원 적층체의 외면의 알코올을 증발시켜 건조할 수 있는 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide an ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of a three-dimensional laminate that can be dried by evaporating alcohol on the outer surface of a three-dimensional laminate while cooling the LED to irradiate ultraviolet light at a constant wavelength. Is to do.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치는 내부가 비어 있고 전면에는 도어를 통해 개폐될 수 있도록 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내측 하부에 형성되며 3차원 적층체가 거치될 수 있도록 형성되는 거치대와, 상기 하우징의 내측면에 형성되며 상기 3차원 적층체의 외면에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.The ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate of the present invention to solve the above problems has a housing formed to be opened and closed through a door in the front and empty inside, and is formed in the lower inner side of the housing. It characterized in that it comprises a cradle formed to mount the three-dimensional laminate, and a curing unit formed on the inner side of the housing and curing by irradiating ultraviolet rays on the outer surface of the three-dimensional laminate.
또한 본 발명의 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 상기 하우징의 전면에 형성되며 상기 도어의 개폐상태를 확인하여, 상기 도어의 개폐유무에 따라 상기 경화유닛에 전원을 공급하거나 차단하는 감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is formed on the front of the housing of the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate of the present invention, and by checking the open/close state of the door, power is supplied to the curing unit according to whether the door is opened or closed. It characterized in that it further comprises a detection sensor to or block.
또한 본 발명의 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 상기 경화유닛은 자외선을 조사하기 위한 다수의 LED모듈을 더 포함하며, 상기 LED모듈은 자외선 파장이 380~390nm인 LED와, 400~410nm인 LED가 교번하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the curing unit of the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate of the present invention further includes a plurality of LED modules for irradiating ultraviolet rays, and the LED module is an LED having an ultraviolet wavelength of 380 to 390 nm. And, it is characterized in that the 400 ~ 410nm LED is formed alternately.
또한 본 발명의 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 상기 경화유닛은 상기 3차원 적층체의 외면을 향해 자외선을 조사할 수 있도록 형성된 다수의 LED모듈과, 상기 3차원 적층체의 상부, 하부, 좌측, 우측, 후면에 형성되고 상기 LED모듈에서 조사되는 자외선을 반사시켜 상기 3차원 적층체로 재입사되도록 하는 반사판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the curing unit of the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate of the present invention includes a plurality of LED modules formed to irradiate ultraviolet rays toward the outer surface of the three-dimensional laminate, and the three-dimensional laminate. It is formed on the upper, lower, left, right, and rear surfaces of the body, and reflects the ultraviolet rays irradiated from the LED module to be re-incident to the three-dimensional laminate.
또한 본 발명의 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 상기 거치대는 상기 3차원 적층체가 거치되면 상기 3차원 적층체를 회전 및 틸팅시켜 상기 경화유닛으로부터 조사되는 자외선의 입사량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the cradle of the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate of the present invention rotates and tilts the three-dimensional laminate when the three-dimensional laminate is mounted, and the incident amount of ultraviolet rays irradiated from the curing unit It characterized in that it increases.
또한 본 발명의 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치는 상기 하우징의 후면에 형성되며 외기를 흡입하여 상기 경화유닛을 냉각시키는 냉각팬과, 상기 하우징의 하부면에 형성되며 상기 경화유닛을 냉각한 공기가 가열된 상태로 배출되도록 하는 배출구를 더 포함하며, 상기 냉각팬을 통해 유입된 공기는 상기 경화유닛의 LED모듈을 냉각하면서 가열되고, 가열된 공기가 상기 3차원 적층체와 접촉되면서 상기 배출구로 이동되어 상기 3차원 적층체를 건조시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate of the present invention is formed on the rear surface of the housing and includes a cooling fan that cools the curing unit by inhaling outside air, and is formed on the lower surface of the housing. The curing unit further comprises an outlet for discharging the cooled air in a heated state, and the air introduced through the cooling fan is heated while cooling the LED module of the curing unit, and the heated air is the three-dimensional laminate. It is characterized in that the three-dimensional layered body is dried by being moved to the outlet while being in contact with.
또한 본 발명의 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 상기 도어에는 상기 3차원 적층체의 경화상태를 확인할 수 있도록 내부확인창이 형성되어 있으며, 상기 내부확인창은 자외선이 외부로 노출되지 않도록 자외선차단필터가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the door of the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate of the present invention is formed with an internal confirmation window to check the cured state of the three-dimensional laminate, and the internal confirmation window is It is characterized in that the UV blocking filter is formed so as not to be exposed to.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 의하면 3차원 적층체의 외면에 자외선을 고루 조사하여 3차원 적층체의 강도 및 수축률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention, it is possible to improve the strength and shrinkage of the three-dimensional laminate by evenly irradiating ultraviolet rays on the outer surface of the three-dimensional laminate. There is an effect.
또한 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 의하면 다수의 LED를 이용하여 이종 파장으로 이루어진 자외선을 조사함으로써 3차원 적층체를 경화시키는 시간을 감소시키고 경화성능을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention, the time to cure the three-dimensional laminate is reduced and the curing performance is improved by irradiating ultraviolet rays composed of different wavelengths using a plurality of LEDs. There is an effect that can increase.
또한 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 의하면 LED가 일정한 파장으로 자외선을 조사하도록 냉각시키면서 3차원 적층체의 외면의 알코올을 증발시켜 건조할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention, it is possible to evaporate and dry the alcohol on the outer surface of the three-dimensional laminate while cooling the LED to irradiate ultraviolet rays at a certain wavelength. have.
도 1은 종래 기술인 UV-LED모듈을 이용한 경화장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 전면을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 경화유닛을 분리시켜 나타낸 분해도.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 후면 및 배면을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 내부에 공기가 유입되는 경로를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 내부에 공기가 유입되는 경로를 나타낸 측면도.
100 : 하우징
110 : 도어
111 : 내부확인창
120 : 감지센서
130 : 냉각팬
140 : 배출구
200 : 경화유닛
210 : 반사판
211 : 입사홀
212 : 분사홀
220 : 제1LED모듈
221 : 투광판
222 : 지지구
230 : 제2LED모듈
231 : 확산판
300 : 거치대
310 : 회전모터1 is a perspective view showing a curing apparatus using a conventional UV-LED module.
Figure 2 is a perspective view showing the front of the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention.
Figure 3 is an exploded view showing the separation of the curing unit of the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing the rear and rear surface of the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention.
5 is a plan view showing a path through which air is introduced into an ultraviolet light curing apparatus for improving curing performance of a three-dimensional laminate according to the present invention.
6 is a side view showing a path through which air is introduced into an ultraviolet light curing apparatus for improving curing performance of a three-dimensional laminate according to the present invention.
100: housing
110: door
111: internal confirmation window
120: detection sensor
130: cooling fan
140: outlet
200: curing unit
210: reflector
211: entrance hall
212: injection hole
220: first LED module
221: floodlight
222: support ball
230: second LED module
231: diffuser plate
300: cradle
310: rotary motor
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Specific features and advantages of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Prior to this, when it is determined that a detailed description of functions and configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description will be omitted.
본 발명은 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 관한 것으로서, 3D 프린터로 출력된 3차원 적층체를 경화시킬 때 서로 다른 파장의 자외선을 이용하여 경화된 3차원 적층체의 강도 및 수축률이 향상되도록 하는 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of a three-dimensional laminate. When curing a three-dimensional laminate output by a 3D printer, the three-dimensional laminate cured using ultraviolet rays of different wavelengths It relates to an ultraviolet light curing device for improving the curing performance of a three-dimensional laminate to improve strength and shrinkage.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 전면을 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the front of the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치는 내부가 비어 있고 전면에는 도어(110)를 통해 개폐될 수 있도록 형성된 하우징(100)과, 하우징(100)의 내측 하부에 형성되며 3차원 적층체가 거치될 수 있도록 형성되는 거치대(300)와, 하우징(100)의 내측면에 형성되며 3차원 적층체의 외면에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화유닛(200)을 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2, the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention includes a
또한 거치대(300)는 3차원 적층체가 거치되면 3차원 적층체를 회전 및 틸팅시켜 경화유닛(200)으로부터 조사되는 자외선의 입사량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the
하우징(100)은 경화유닛(200)과 거치대(300)를 수용할 수 있도록 내부가 비어 있으며, 전면은 개구된 후 하우징(100) 내부에 3D 프린터로 출력된 3차원 적층체를 하우징(100) 내부에 인입시킬 수 있도록 도어(110)가 형성되어 있다.The
도어(110)는 하우징(100)의 일측에서 회동될 수 있도록 형성되어 있어 하우징(100)의 전면을 개폐할 수 있게 되며, 하우징(100)의 전면 상부에는 전원버튼, 동작버튼, 시간설정버튼과 함께 동작 및 시간을 나타내는 디스플레이가 형성되어 있다.The
경화유닛(200)은 하우징(100)의 내측면에 형성되어 있으며, 거치대(300)에 거치된 3차원 적층체의 상, 하, 좌, 우, 후면 방향에서 자외선을 조사함으로써 3차원 적층체를 경화시키게 된다.The
거치대(300)는 하우징(100)의 내측 하부면에 형성되어 있으며 도 6의 회전모터(310)에 의해 회전될 수 있어, 상부에 3차원 적층체가 거치되면 3차원 적층체가 거치대(300)에 의해 회전되면서 경화유닛(200)에 의해 3차원 적층체의 모든 면에 자외선이 조사될 수 있게 한다.The
또한 거치대(300)는 회전과 동시에 틸팅이 가능하여 3차원 적층체를 설정된 각도로 기울일 수도 있으며, 틸팅된 상태에서 거치대(300)가 회전되어 복잡한 형상으로 된 3차원 적층체도 사각지대 없이 자외선이 조사될 수 있게 된다.In addition, since the
이때 틸팅된 상태에서 3차원 적층체가 거치대(300)의 상부면에서 미끄러지지 않도록 거치대(300)의 상부면에는 다수의 돌기 또는 거치단이 형성되어 있는 것이 바람직하며 거치대(300)는 투명하게 형성되어 있어 하우징(100)의 하부면에서 조사되는 자외선이 거치대(300)를 통과하여 3차원 적층체로 입사될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that a plurality of protrusions or mounting ends are formed on the upper surface of the
이를 통해 복잡한 형상으로 된 3차원 적층체를 경화시킬 때 사각지대 없이 모든 면에 자외선이 조사될 수 있게 된다.Through this, ultraviolet rays can be irradiated on all sides without blind spots when curing a three-dimensional laminate having a complex shape.
또한 하우징(100)의 전면에 형성되며 도어(110)의 개폐상태를 확인하여, 도어(110)의 개폐유무에 따라 경화유닛(200)에 전원을 공급하거나 차단하는 감지센서(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is formed on the front of the
감지센서(120)는 도어(110)의 개폐상태를 확인하기 위한 것으로 마그네틱을 센서로 이루어져 있으며, 도어(110)를 하우징(100) 전면에 밀착되도록 닫으면 도어(110) 내측면에 형성된 자석이 감지센서(120)에 밀착되면서 감지센서(120)가 하우징(100) 내부에 전원을 공급하는 스위칭 역할을 하게 된다.The
즉, 도어(110)가 닫힌 상태에서만 감지센서(120)에 의해 하우징(100) 내부에 전원이 공급되어 경화유닛(200) 및 거치대(300)가 동작되게 되며, 도어(110)가 열리게 되면 감지센서(120)에 의해 하우징(100) 내부 전원이 차단되어 경화유닛(200)과 거치대(300)의 동작이 정지되게 된다.That is, only when the
따라서 도어(110)가 열린 상태에서 경화유닛(200)에 의해 조사되는 자외선이 외부로 조사되지 않도록 방지할 수 있으며, 경화 중에 도어(110)를 여는 경우 전원이 차단되어 사용자의 피부나 눈에 자외선이 조사되지 않도록 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent ultraviolet rays irradiated by the
또한 도어(110)에는 3차원 적층체의 경화상태를 확인할 수 있도록 내부확인창(111)이 형성되어 있으며, 내부확인창(111)은 자외선이 외부로 노출되지 않도록 자외선차단필터가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the
내부확인창(111)은 하우징(100) 내부에서 경화유닛(200)에 의해 경화되고 있는 3차원 적층체의 상태를 확인하기 위한 것으로, 도어(110)의 전면에서 후면으로 관통되도록 형성되어 있다.The
또한 내부확인창(111)에는 하우징(100) 내부에서 경화유닛(200)에 의해 조사되는 자외선을 차단하기 위한 자외선차단필터가 형성되어 있으며, 자외선차단필터에 의해 사용자는 자외선의 노출 염려 없이 하우징(100) 내부에서 경화되는 3차원 적층체를 확인할 수 있게 된다.In addition, a UV blocking filter for blocking ultraviolet rays irradiated by the
도 3은 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 경화유닛(200)을 분리시켜 나타낸 분해도이다.3 is an exploded view showing a
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 경화유닛(200)은 3차원 적층체의 외면을 향해 자외선을 조사할 수 있도록 형성된 다수의 LED모듈과, 3차원 적층체의 상부, 하부, 좌측, 우측, 후면에 형성되고 LED모듈에서 조사되는 자외선을 반사시켜 3차원 적층체로 재입사되도록 하는 반사판(210)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.As shown in Figure 3, the
LED모듈(220, 230)은 3차원 적층체의 상부, 하부, 좌측, 우측, 후면에서 자외선을 조사할 수 있도록 다수 개로 형성되어 있으며, 각각의 LED모듈(220, 230)은 반사판(210)에 부착되어 고정되게 된다.The
이때 반사판(210)은 전면이 개구되어 있어 전면으로 3차원 적층체를 인입시킬 수 있게 되며, 전면을 제외한 면에는 LED모듈(220, 230)이 형성되어 있어 3차원 적층체를 향해 자외선을 조사할 수 있도록 형성된다.At this time, since the front surface of the
또한 반사판(210)은 도 2의 하우징(100) 내측면으로부터 이격되도록 형성되고, 하우징(100)과 반사판(210) 사이의 공간에 LED모듈(220, 230)이 위치되며, 반사판(210)의 각 면에는 관통되는 입사홀(211)이 형성되어 있어 LED모듈(220, 230)이 반사판(210) 내부로 자외선을 조사할 수 있게 된다.In addition, the
반사판(210)은 스테인리스 재질로 형성되어 있어 LED모듈(220, 230)이 반사판(210) 내부에 자외선을 조사할 때 3차원 적층체에 흡수되지 않은 자외선을 반사시켜 3차원 적층체를 향해 재입사시켜 경화시간을 단축시킬 수 있게 된다.The
즉, 반사판(210)은 다각형으로 형성되어 있어 자외선이 반사되면 다각도로 반사되어 3차원 적층체에 재입사될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, LED모듈(220, 230)은 반사판(210)의 각 면에 형성되어 있어 다양한 방면에서 자외선을 조사할 수 있도록 하여야 한다.That is, since the
LED모듈(220, 230)은 반사판(210)의 양측면과 후면에 각각 형성되는 제1LED모듈(220)과, 반사판(210)의 상부와 하부에 각각 형성되는 제2LED모듈(230)로 이루어져 있다.The
제1LED모듈(220)은 반사판(210)의 좌측, 우측, 후면에 각각 위치되어 3차원 적층체의 측면에 자외선을 조사하게 되고, 제2LED모듈(230)은 반사판(210)의 상부와 하부에 각각 위치되어 3차원 적층체의 상부면과 하부면에 자외선을 조사하게 된다.The
이때 제1LED모듈(220)은 LED가 세로 방향으로 형성되어 있어 반사판(210)에 장착되면 3차원 적층체의 세로 방향으로 자외선을 조사할 수 있게 되며, 제1LED모듈(220)의 전면에는 반사판(210)과 결합될 수 있도록 하는 지지구(222)와, 지지구(222)의 전면에 형성되며 조사되는 자외선을 확산시키는 투광판(221)이 형성되게 된다.At this time, since the
투광판(221)은 LED에서 조사되는 빛을 확산시켜 3차원 적층체에 자외선이 입사될 수 있도록 하기 위한 것으로 투명하게 형성되어 있으며 LED가 형성된 위치에 대응되어 확산렌즈가 각각 배치되어 있다.The light-transmitting
지지구(222)는 후면에는 제1LED모듈(220)이 삽입되고 전면에는 투광판(221)이 삽입될 수 있도록 전면과 후면에 각각 홈이 형성되어 있으며, LED가 통과될 수 있도록 중앙이 관통되어 있다.The
또한 지지구(222)는 반사판(210)의 외면에 결합되어 제1LED모듈(220)과 투광판(221)의 위치를 고정시킬 수 있게 된다.In addition, the
제2LED모듈(230)은 반사판(210)의 상부와 하부에서 형성되어 있으며 원형 또는 반원형으로 LED가 형성되어 있으며, 반사판(210)의 입사홀(211)을 통해 자외선을 조사하여 도 2의 거치대(300)에 의해 회전되는 3차원 적층체의 상부면과 하부면을 경화시키게 된다.The
이때 제2LED모듈(230)을 반사판(210)의 상부와 하부에 고정하기 위해 제2LED모듈(230)과 반사판(210) 사이에는 확산판(231)이 형성되게 되며, 확산판(231)에는 LED에서 조사되는 자외선을 확산시키기 위한 렌즈가 형성되어 있다.At this time, a
또한 지지구(222) 및 확산판(231)은 열 흡수가 용이한 알루미늄 또는 구리로 형성되어 있어 제1LED모듈(220)에서 발생하는 열을 흡열하여 외부로 방출하는 히트싱크 역할도 할 수 있으며, 이 경우 지지구(222) 및 확산판(231)의 외면은 다수의 홈 및 돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, since the
또한 지지구(222) 및 확산판(231)은 제1LED모듈(220) 및 제2LED모듈(230)에서 발생한 열을 반사판(210)으로 전달함으로써, 면적이 넓은 반사판(210)에 의해 제1LED모듈(220) 및 제2LED모듈(230)을 빠르게 냉각시킬 수 있게 된다.In addition, the
또한 경화유닛(200)은 자외선을 조사하기 위한 다수의 LED모듈(220, 230)을 더 포함하며, LED모듈(220, 230)은 자외선 파장이 380~390nm인 LED와, 400~410nm인 LED가 교번하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)에 형성된 LED는 UV램프와 경화효과를 유사하게 형성하기 위해 서로 다른 파장을 조사하는 LED가 교번되어 있어 3차원 적층체에 이종의 자외선 파장이 조사하게 되게 된다.The LEDs formed in the
LED모듈(220, 230)에서 조사되는 제1파장은 380~390nm로 이루어지고, 제2파장은 400~410nm로 이루어져 있으며, 이상적인 파장은 제1파장을 385nm, 제2파장은 405nm의 LED를 교번시켜 LED모듈(220, 230)에 형성시키는 것이 바람직하다.The first wavelength irradiated by the
제1파장과 제2파장은 3D 프린터에서 3차원 적층체를 출력할 때 수지에 혼입된 광개시제의 흡광도가 높은 파장대로 이루어져 있어 두 파장에 의해 광개시제의 경화속도를 높이고 경화되었을 때 강도를 향상시킬 수 있게 된다.The first and second wavelengths consist of a wavelength band with a high absorbance of the photoinitiator mixed in the resin when the 3D printer outputs the 3D laminate, so the two wavelengths increase the curing speed of the photoinitiator and increase the strength when cured. There will be.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 후면 및 배면을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 내부에 공기가 유입되는 경로를 나타낸 평면도이며. 도 6은 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치의 내부에 공기가 유입되는 경로를 나타낸 측면도이다.4 is a perspective view showing the rear and rear surfaces of an ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of a three-dimensional laminate according to the present invention, and FIG. 5 is an ultraviolet ray for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention. It is a plan view showing the path through which air flows into the light curing device. 6 is a side view showing a path through which air is introduced into the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치는 하우징(100)의 후면에 형성되며 외기를 흡입하여 경화유닛(200)을 냉각시키는 냉각팬(130)과, 하우징(100)의 하부면에 형성되며 경화유닛(200)을 냉각한 공기가 가열된 상태로 배출되도록 하는 배출구(140)를 더 포함하며, 냉각팬(130)을 통해 유입된 공기는 경화유닛(200)의 LED모듈(220, 230)을 냉각하면서 가열되고, 가열된 공기가 3차원 적층체와 접촉되면서 배출구(140)로 이동되어 3차원 적층체를 건조시키는 것을 특징으로 한다.4 to 6, the ultraviolet light curing device for improving the curing performance of the dimensional laminate according to the present invention is formed on the rear surface of the
냉각팬(130)은 하우징(100)의 후면에 형성되어 있으며 하우징(100) 내부로 외부 공기를 흡입하여 경화유닛(200)의 LED에서 발생되는 열을 냉각시켜 고온에 의해 LED의 출력이 저하되는 것을 방지하기 위해 형성된다.The cooling
이때 냉각팬(130)에 의해 흡입된 공기 중 일부는 도 5와 같이 하우징(100)의 내측면에서 이격되도록 형성된 반사판(210)의 외면을 따라 이동하고, 일부는 도 6과 같이 반사판(210)의 상부로 이동되게 된다.At this time, some of the air sucked by the cooling
이때 공기는 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)과 직접 접촉되면서 이동되어 대류열전달에 의해 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)에서 열을 흡열하여 가열되면서 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)을 냉각시키게 된다.At this time, the air is moved while being in direct contact with the
또한 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)과 접촉되는 반사판(210)도 히트싱크와 같은 역할을 하여 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)에서 발생되는 열을 흡열하도록 형성되는 경우 공기가 이동되면서 반사판(210)과 접촉되는 면적이 넓어져 흡열할 수 있는 속도가 빨라지므로 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있게 된다.In addition, the
또한 반사판(210)에는 다수의 분사홀(212)이 형성되어 있으며, 냉각팬(130)에 의해 하우징(100)과 반사판(210) 사이로 유입된 공기는 분사홀(212)을 통해 하우징(100)의 하부 중앙에 형성된 거치대(300) 방향으로 분사된 후 반사판(210)의 하부를 통해 배출구(140)로 배출되게 된다.In addition, a plurality of
이때 거치대(300)에 거치된 3차원 적층체는 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)을 냉각시키면서 가열된 공기가 직접 접촉되면서 이동하기 때문에 공기가 3차원 적층체의 외면에 묻은 물기나 알코올을 증발시켜 건조시킬 수 있게 된다.At this time, the three-dimensional stack mounted on the
즉, 냉각팬(130)에 의해 흡입된 공기는 하우징(100)과 반사판(210) 사이로 이동되어 제1LED모듈(220)과 제2LED모듈(230)을 1차적으로 냉각시키면서 가열되게 되고, 가열된 공기는 거치판의 중앙을 향해 분사되어 3차원 적층체를 건조시키게 된다.That is, the air sucked by the cooling
이후 공기는 거치대(300) 하부에 형성된 분사홀(212)을 통해 하우징(100) 하부에 형성된 배출구(140)를 통해 외부로 빠져나가게 된다.After that, the air is discharged to the outside through the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치에 의하면 3차원 적층체의 외면에 자외선을 고루 조사하여 3차원 적층체의 강도 및 수축률을 향상시킬 수 있으며, 다수의 LED를 이용하여 이종 파장으로 이루어진 자외선을 조사함으로써 3차원 적층체를 경화시키는 시간을 감소시키고 경화성능을 높일 수 있고, LED가 일정한 파장으로 자외선을 조사하도록 냉각시키면서 3차원 적층체의 외면의 알코올을 증발시켜 건조할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the ultraviolet light curing apparatus for improving the curing performance of the three-dimensional laminate according to the present invention, it is possible to improve the strength and shrinkage of the three-dimensional laminate by evenly irradiating ultraviolet rays on the outer surface of the three-dimensional laminate. In addition, by irradiating ultraviolet rays composed of different wavelengths using a plurality of LEDs, it is possible to reduce the curing time and increase the curing performance of the 3D stacked body, and cool the LEDs to irradiate ultraviolet rays at a certain wavelength. It has the effect of drying by evaporating the alcohol on the outside.
이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.As described above, the present invention has been described with a focus on preferred embodiments, but a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can variously modify the present invention within the scope not departing from the technical spirit and scope described in the claims of the present invention. It can be modified or modified accordingly. Accordingly, the scope of the invention should be construed by the claims set forth to include examples of such many variations.
Claims (7)
상기 하우징의 내측 하부에 형성되며 3차원 적층체가 거치될 수 있도록 형성되는 거치대와;
상기 하우징의 내측면에 형성되며 상기 3차원 적층체의 외면에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화유닛;을 포함하고,
상기 거치대는 상기 3차원 적층체가 거치되면 회전 및 틸팅되어 상기 경화유닛에 의해 조사되는 자외선이 상기 3차원 적층체의 모든 면에 조사될 수 있도록 형성되며,
상기 경화유닛은
상기 3차원 적층체의 외면을 향해 자외선을 조사할 수 있도록 형성된 다수의 LED모듈과;
상기 3차원 적층체의 상부, 하부, 좌측, 우측, 후면에 형성되고 상기 LED모듈에서 조사되는 자외선을 반사시켜 상기 3차원 적층체로 재입사되도록 하는 반사판;을 포함하며,
상기 LED모듈은
상기 반사판의 좌측, 우측, 후면에 각각 위치되어 상기 3차원 적층체의 측면에 자외선을 조사하는 제1LED모듈과;
상기 반사판의 상부와 하부에 각각 위치되어 상기 3차원 적층체의 상부면과 하부면에 자외선을 조사하는 제2LED모듈;로 이루어져 있으며,
상기 거치대는 상기 3차원 적층체가 거치되면 회전 및 틸팅되어 상기 경화유닛에 의해 조사되는 자외선이 상기 3차원 적층체의 모든 면에 조사될 수 있도록 형성되며,
상기 거치대의 상부면에는 틸팅된 상태에서 상기 3차원 적층체가 미끄러지지 않도록 다수의 돌기 또는 거치단을 더 포함하고,
상기 거치대는 투명하게 형성되어 상기 하우징의 하부면에서 조사되는 자외선이 상기 3차원 적층체로 입사될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는
3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치.A housing formed to be empty inside and open and close through a door;
A cradle formed under the inner side of the housing and configured to mount a three-dimensional stack;
Includes; a curing unit formed on the inner surface of the housing and curing by irradiating ultraviolet rays on the outer surface of the three-dimensional laminate,
The cradle is rotated and tilted when the three-dimensional laminate is mounted so that ultraviolet rays irradiated by the curing unit can be irradiated to all surfaces of the three-dimensional laminate,
The curing unit
A plurality of LED modules formed to irradiate ultraviolet rays toward the outer surface of the three-dimensional laminate;
Includes; a reflective plate formed on the upper, lower, left, right, and rear surfaces of the three-dimensional laminate and reflecting ultraviolet rays irradiated from the LED module so as to be re-incident to the three-dimensional laminate; and
The LED module is
A first LED module positioned on the left side, the right side, and the rear side of the reflecting plate to irradiate ultraviolet rays onto the side surface of the three-dimensional laminate;
Consists of; a second LED module positioned on the upper and lower portions of the reflector, respectively, to irradiate ultraviolet rays on the upper and lower surfaces of the three-dimensional laminate,
The cradle is rotated and tilted when the three-dimensional laminate is mounted so that ultraviolet rays irradiated by the curing unit can be irradiated to all surfaces of the three-dimensional laminate,
The upper surface of the mount further includes a plurality of protrusions or mounting steps so that the three-dimensional stacked body does not slide in a tilted state,
The cradle is formed to be transparent so that ultraviolet rays irradiated from the lower surface of the housing can be incident on the three-dimensional laminate.
Ultraviolet light curing device to improve the curing performance of the three-dimensional laminate.
상기 하우징의 전면에 형성되며 상기 도어의 개폐상태를 확인하여, 상기 도어의 개폐유무에 따라 상기 경화유닛에 전원을 공급하거나 차단하는 감지센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치.The method of claim 1,
And a detection sensor formed on the front surface of the housing to check the open/close state of the door, and supply or cut off power to the curing unit according to whether the door is open or closed.
Ultraviolet light curing device to improve the curing performance of the three-dimensional laminate.
상기 경화유닛은 자외선을 조사하기 위한 다수의 LED모듈;을 더 포함하며,
상기 LED모듈은 자외선 파장이 380~390nm인 LED와, 400~410nm인 LED가 교번하여 형성되는 것을 특징으로 하는
3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치.The method of claim 1,
The curing unit further includes a plurality of LED modules for irradiating ultraviolet rays,
The LED module is characterized in that formed by alternating an LED having an ultraviolet wavelength of 380 to 390 nm and an LED of 400 to 410 nm.
Ultraviolet light curing device to improve the curing performance of the three-dimensional laminate.
상기 거치대는 상기 3차원 적층체가 거치되면 상기 3차원 적층체를 회전 및 틸팅시켜 상기 경화유닛으로부터 조사되는 자외선의 입사량을 증가시키는 것을 특징으로 하는
3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치.The method of claim 1,
When the three-dimensional laminate is mounted, the cradle rotates and tilts the three-dimensional laminate to increase the incident amount of ultraviolet rays irradiated from the curing unit.
Ultraviolet light curing device to improve the curing performance of the three-dimensional laminate.
상기 하우징의 후면에 형성되며 외기를 흡입하여 상기 경화유닛을 냉각시키는 냉각팬과;
상기 하우징의 하부면에 형성되며 상기 경화유닛을 냉각한 공기가 가열된 상태로 배출되도록 하는 배출구;를 더 포함하며,
상기 냉각팬을 통해 유입된 공기는 상기 경화유닛의 LED모듈을 냉각하면서 가열되고, 가열된 공기가 상기 3차원 적층체와 접촉되면서 상기 배출구로 이동되어 상기 3차원 적층체를 건조시키는 것을 특징으로 하는
3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치.The method of claim 1,
A cooling fan formed on the rear surface of the housing and cooling the curing unit by sucking outside air;
An outlet formed on the lower surface of the housing and configured to discharge the air that has cooled the curing unit in a heated state;
The air introduced through the cooling fan is heated while cooling the LED module of the curing unit, and the heated air is moved to the outlet while being in contact with the three-dimensional laminate to dry the three-dimensional laminate.
Ultraviolet light curing device to improve the curing performance of the three-dimensional laminate.
상기 도어에는 상기 3차원 적층체의 경화상태를 확인할 수 있도록 내부확인창;이 형성되어 있으며,
상기 내부확인창은 자외선이 외부로 노출되지 않도록 자외선차단필터;가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
3차원 적층체의 경화성능을 향상시키기 위한 자외선 광 경화장치.The method of claim 1,
The door is provided with an internal confirmation window to check the cured state of the three-dimensional laminate,
The inner confirmation window is characterized in that the ultraviolet ray blocking filter;
Ultraviolet light curing device to improve the curing performance of the three-dimensional laminate.
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