KR102199868B1 - Powder feeder with multi supply line - Google Patents

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KR102199868B1
KR102199868B1 KR1020190175838A KR20190175838A KR102199868B1 KR 102199868 B1 KR102199868 B1 KR 102199868B1 KR 1020190175838 A KR1020190175838 A KR 1020190175838A KR 20190175838 A KR20190175838 A KR 20190175838A KR 102199868 B1 KR102199868 B1 KR 102199868B1
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이동목
문창규
민태현
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주식회사 맥스로텍
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Abstract

Disclosed is a powder feeder having multiple supply lines. According to the present invention, the powder feeder comprises: a housing (400); a disk drive unit (500) configured to provide power for rotating a powder disk (300); the powder disk (300); a spread unit (320) arranged at an upper portion of the powder disk (300); a plurality of supply units (310); a cover (200); a hopper (100); a plurality of supply lines (600); a carrier gas line (700); and a control unit. According to the present invention, the supply rate of powder can be stably controlled.

Description

멀티 공급라인이 구비된 파우더 피더{Powder feeder with multi supply line}Powder feeder with multi supply line {Powder feeder with multi supply line}

본 발명은 멀티 공급라인이 구비된 파우더 피더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전하는 파우더 디스크에 원호 형상으로 형성된 슬롯 상에 복수 개의 공급유닛을 원주 방향으로 배치하는 한편, 파우더 디스크에 서로 다른 반경의 슬롯을 복수 개 형성하고 각각의 슬롯에 공급유닛을 배치함으로써, 복수 개의 공급라인을 통해 금속분말을 레이저 헤드로 공급이 가능하도록 한 멀티 공급라인이 구비된 파우더 피더에 관한 것이다.The present invention relates to a powder feeder equipped with a multi-supply line, and more particularly, a plurality of supply units are arranged in a circumferential direction on a slot formed in an arc shape on a rotating powder disk, while the powder disk has a different radius. The present invention relates to a powder feeder equipped with a multi-supply line, which enables supply of metal powder to a laser head through a plurality of supply lines by forming a plurality of slots and arranging supply units in each of the slots.

최근에는 금속을 성형하는 새로운 방법이 개발되었는데 바로 3D 프린팅(3D Printing) 기술이다.Recently, a new method of forming metal has been developed, which is 3D printing technology.

3D 프린팅은 프린터로 물체를 출력하는 기술을 말하는데, 종이에 글자를 인쇄하는 기존 프린터와 비슷한 방식으로 3차원 모델링 파일을 출력 소스를 활용하여 3차원의 제품을 출력하는 것이며, 이러한 기계를 금속프린터라 한다.3D printing refers to a technology that outputs an object with a printer, and it outputs a 3D product using a 3D modeling file using an output source in a similar manner to a conventional printer that prints letters on paper. Such a machine is called a metal printer. do.

금속프린터의 개발 초기에는 주로 플라스틱을 비롯한 경화성 소재를 이용해 3차원의 제품을 출력하였으나, 근래에는 금속을 이용하여 3차원의 제품을 출력하는 것도 가능케 되었다.In the early stages of the development of metal printers, three-dimensional products were mainly printed using curable materials including plastics, but in recent years, it has become possible to print three-dimensional products using metal.

금속을 이용하는 3D 프린팅은 재료로서 주로 금속 분말을 사용하는데, 호퍼에 저장된 금속분말을 파우더 피더(Powder feeder)를 사용하여 레이저 헤드로 이송한다.In 3D printing using metal, metal powder is mainly used as a material, and the metal powder stored in the hopper is transferred to the laser head using a powder feeder.

금속분말을 하나의 레이저 헤드로 공급하는 경우도 있지만 복수 개의 레이저 헤드로 공급하는 경우도 있다. 이뿐 아니라 하나의 레이저 노즐에 복수개의 분말공급유로가 형성되는 젯(Jet) 방식의 노즐에는 분말을 복수 개의 공급라인을 통해 공급해야 한다.In some cases, metal powder is supplied by one laser head, but in other cases, the metal powder is supplied by a plurality of laser heads. In addition, powder must be supplied through a plurality of supply lines to a jet type nozzle in which a plurality of powder supply passages are formed in one laser nozzle.

그러나 종래의 파우더 피더는 하나의 호퍼로부터 하나의 공급라인을 통해 분말을 공급하는 관계로, 복수 개의 공급라인으로 분말을 공급하기 위해서는 복수 개의 파우더 피더가 설치되어야 했다.However, the conventional powder feeder supplies powder through one supply line from one hopper, and thus a plurality of powder feeders have to be installed in order to supply powder through a plurality of supply lines.

이로 인해 설치비용의 증가뿐만 아니라, 설치공간을 많이 차지하는 문제가 있었다.Due to this, as well as an increase in installation cost, there was a problem of taking up a lot of installation space.

한편, 종래의 파우더 피더는 서로 다른 파우더 피더에서 분말이 공급되므로, 장비의 제작공차 등으로 인해 공급량에 다소 차이가 있는 문제 또한 있었다.Meanwhile, in the conventional powder feeder, since powder is supplied from different powder feeders, there is also a problem in that there is a slight difference in the supply amount due to manufacturing tolerances of equipment.

따라서 복수 개의 공급라인에 동일한 양의 분말을 공급하기 위한 보다 컴팩트하고 간편한 구조의 파우더 피더의 개발이 절실히 요청된다.Therefore, it is urgently required to develop a powder feeder having a more compact and simple structure to supply the same amount of powder to a plurality of supply lines.

한국공개특허공보 10-2016-0046642호Korean Patent Application Publication No. 10-2016-0046642

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 단일의 파우더 피더로 복수 개의 공급라인에 분말을 공급하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to supply powder to a plurality of supply lines with a single powder feeder.

또한 본 발명은 파우더 피더에서 동일한 양의 분말을 복수 개의 공급라인으로 공급하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to supply the same amount of powder from a powder feeder to a plurality of supply lines.

또한 본 발명은 분말의 공급속도를 안정적으로 제어하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to stably control the feed rate of powder.

본 발명은 상부는 개방되며 하부에는 이송가스주입구와 동력전달구멍이 형성되어 호퍼로부터 공급된 분말을 이송하기 위한 구성들이 내부에 배치되는 하우징; The present invention is a housing in which the upper part is open and the lower part is formed with a transfer gas inlet and a power transmission hole, and components for transferring the powder supplied from the hopper are disposed therein;

상기 동력전달구멍을 통해 파우더 디스크를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 디스크 구동부;A disk driving unit that provides power for rotating the powder disk through the power transmission hole;

상기 호퍼로부터 제공되는 분말이 적재되는 슬롯이 상부면에 형성되는 파우더 디스크;A powder disk having a slot in which the powder provided from the hopper is loaded is formed on an upper surface;

상기 슬롯과 연통되는 제1 관통공 형성되어 상기 호퍼로부터 제공되는 분말을 상기 슬롯으로 유도하고, 상기 파우더 디스크 상부에 배치되는 스프레드유닛;A spread unit formed with a first through hole communicating with the slot to guide the powder provided from the hopper to the slot, and disposed above the powder disk;

상기 슬롯과 연통되는 제2 관통공이 형성되어 상기 슬롯에 적재된 분말을 공급라인으로 유도하고, 상기 파우더 디스크 상부에 배치되는 공급유닛;A supply unit having a second through hole in communication with the slot to guide the powder loaded in the slot to a supply line, and disposed above the powder disk;

호퍼 결합공과 공급라인 결합공이 형성되되, 상기 하우징의 상부면을 밀폐하는 덮개;A cover having a hopper coupling hole and a supply line coupling hole formed therein, and sealing an upper surface of the housing;

레이저 헤드로 공급할 분말이 적재되며, 하부의 개구부가 상기 호퍼 결합공을 통해 상기 스프레드유닛의 제1 관통공에 결합되는 호퍼;A hopper in which powder to be supplied to the laser head is loaded, and the lower opening is coupled to the first through hole of the spread unit through the hopper coupling hole;

레이저 헤드로 공급할 분말의 유동경로를 이루며, 일단이 상기 공급라인 결합공을 통해 상기 공급유닛의 제2 관통공에 결합되는 공급라인;A supply line forming a flow path of the powder to be supplied to the laser head, and one end coupled to a second through hole of the supply unit through the supply line coupling hole;

분말을 이송하기 위한 이송가스의 유동경로를 이루며, 상기 이송가스주입구에 결합되는 이송가스라인;A transfer gas line that forms a flow path of a transfer gas for transferring the powder and is coupled to the transfer gas inlet;

파우더 피더의 작동을 전반적으로 제어하는 제어부(미도시);를 포함하며,Includes; a control unit (not shown) for overall control of the operation of the powder feeder,

상기 슬롯을 따라 상기 공급유닛이 복수 개가 구비되어 상기 호퍼로부터 제공되는 분말을 복수 개의 공급라인을 통해 이송이 가능한 것을 특징으로 하는, 멀티 공급라인이 구비된 파우더 피더를 제공한다.It provides a powder feeder with a multi-supply line, characterized in that a plurality of supply units are provided along the slot to transfer the powder provided from the hopper through a plurality of supply lines.

또한 본 발명은 상기 호퍼 및 스프레드유닛의 개수는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the number of the hopper and the spread unit is one or more.

또한 본 발명은, 상기 스프레드유닛의 하부에는 제1 돌출부가 형성되어 상기 슬롯의 바닥면에 안착되며,In addition, in the present invention, a first protrusion is formed in the lower portion of the spread unit to be seated on the bottom surface of the slot,

상기 공급유닛의 하부에는 제2 돌출부가 형성되어 상기 슬롯의 바닥면에 안착되고,A second protrusion is formed in the lower portion of the supply unit to be seated on the bottom surface of the slot,

상기 디스크 구동부의 일측에는 스프링(510)이 결합되어 상기 파우더 디스크를 상부로 탄성지지하는 것을 특징으로 한다.A spring 510 is coupled to one side of the disk driving unit to elastically support the powder disk upward.

또한 본 발명의 상기 파우더 디스크의 상부면에는 서로 다른 반경의 슬롯이 두 개 이상 형성되며, 각 슬롯으로 이송된 분말이 공급라인을 통해 이송되는 것을 특징으로 한다.In addition, two or more slots having different radii are formed on the upper surface of the powder disk of the present invention, and the powder transferred to each slot is transferred through a supply line.

또한 본 발명의 상기 공급유닛에는 상기 슬롯의 개수와 동일한 개수의 제2 관통공이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the supply unit of the present invention is characterized in that the number of second through holes equal to the number of slots are formed.

또한 본 발명의 제어부는 디스크 구동부를 통해 파우더 디스크의 회전속도를 조정하여 분말의 공급속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit of the present invention is characterized in that the supply speed of the powder is controlled by adjusting the rotational speed of the powder disk through the disk driving unit.

본 발명에 따른 파우더 피더는 복수 개의 공급라인에 분말을 공급하는 효과가 있다.The powder feeder according to the present invention has the effect of supplying powder to a plurality of supply lines.

또한 본 발명은 동일한 양의 분말을 복수 개의 공급라인으로 공급하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of supplying the same amount of powder to a plurality of supply lines.

또한 본 발명은 분말의 공급속도를 안정적으로 제어하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of stably controlling the feed rate of the powder.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 공급라인이 구비된 파우더 피더의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 공급라인이 구비된 파우더 피더의 분해도이다.
도 3은 본 발명 제1 실시예의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 덮개가 제거된 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단면도이다.
도 6은 도 5의 부분확대도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 공급라인이 구비된 파우더 피더의 분해도이다.
도 8은 본 발명 제2 실시예의 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 덮개가 제거된 상태의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단면도이다.
도 11은 도 10의 부분확대도이다.
도 12는 본 발명 제2 실시예에 따른 파우더 디스크의 슬롯 구조를 설명하는 도면이다.1 is a perspective view of a powder feeder equipped with a multi-supply line according to the present invention.
2 is an exploded view of a powder feeder equipped with a multi-supply line according to the first embodiment of the present invention.
3 is a partially enlarged view of the first embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a state in which the cover is removed in the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view according to the first embodiment of the present invention.
6 is a partially enlarged view of FIG. 5.
7 is an exploded view of a powder feeder equipped with a multi-supply line according to a second embodiment of the present invention.
8 is a partially enlarged view of a second embodiment of the present invention.
9 is a perspective view of a state in which the cover is removed in the second embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view according to a second embodiment of the present invention.
11 is a partially enlarged view of FIG. 10.
12 is a diagram illustrating a slot structure of a powder disk according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the techniques described in this document to specific embodiments, and it should be understood that various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of this document are included. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.In addition, expressions such as "first," "second," and the like used in this document can modify various elements regardless of their order and/or importance, and to distinguish one element from other elements. It is only used and does not limit the components. For example, the'first part' and the'second part' may represent different parts regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the rights described in this document, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be renamed to a first component.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.In addition, terms used in this document are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the technical field described in this document. Among the terms used in this document, terms defined in a general dictionary may be interpreted as having the same or similar meanings as those in the context of the related technology, and unless explicitly defined in this document, an ideal or excessively formal meaning Is not interpreted as. In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude embodiments of the present document.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더의 분해도이다.1 is a perspective view of a powder feeder equipped with a multi supply line 600 according to the present invention, and Fig. 2 is an exploded view of a powder feeder equipped with a multi supply line 600 according to a first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.It will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

본 발명에 따른 파우더 피더는 레이저 프린터의 레이저 헤드로 분말을 공급하는 장치로서, 분말을 복수 개의 공급라인(600)을 통해 이송이 가능하다.The powder feeder according to the present invention is a device for supplying powder to a laser head of a laser printer, and the powder can be transferred through a plurality of supply lines 600.

본 발명에 따른 파우더 피더는 하우징(400), 디스크 구동부(500), 파우더 디스크(300), 스프레드유닛(320), 공급유닛(310), 덮개(200), 호퍼(100), 공급라인(600), 이송가스라인(700), 제어부(미도시)를 포함한다.The powder feeder according to the present invention includes a housing 400, a disk drive unit 500, a powder disk 300, a spread unit 320, a supply unit 310, a cover 200, a hopper 100, and a supply line 600. ), a transfer gas line 700, and a control unit (not shown).

도 3은 본 발명 제1 실시예의 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 덮개(200)가 제거된 상태의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단면도이고, 도 6은 도 5의 부분확대도이다.3 is a partially enlarged view of the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view of a state in which the cover 200 is removed in the first embodiment of the present invention, and Figure 5 is a cross-sectional view according to the first embodiment of the present invention And FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5.

도 3 내지 도 6을 참조하여 파우더 피더의 세부구성을 상세히 설명한다.The detailed configuration of the powder feeder will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.

하우징(400)은 호퍼(100)로부터 공급된 분말을 이송하기 위한 구성들이 내부에 배치된다.In the housing 400, components for transferring the powder supplied from the hopper 100 are disposed therein.

하우징(400)은 상부는 개방되며 하부에는 이송가스주입구(710)와 동력전달구멍(410)이 형성된다.The housing 400 has an upper portion open and a transfer gas injection port 710 and a power transmission hole 410 formed at the lower portion thereof.

디스크 구동부(500)는 동력전달구멍(410)을 통해 파우더 디스크(300)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구성이다.The disk drive unit 500 is a configuration that provides power to rotate the powder disk 300 through the power transmission hole 410.

디스크 구동부(500)는 구동모터, 회전축, 커플링 등의 다양한 구성들이 결합되며, 이들은 공지된 구성들이므로 이에 대해서는 자세한 설명은 생략하도록 한다.The disk driving unit 500 is a combination of various configurations such as a driving motor, a rotating shaft, and a coupling, and since these are known configurations, detailed descriptions thereof will be omitted.

파우더 디스크(300)는 호퍼(100)로부터 공급된 분말이 적재되며, 적재된 분말은 공급라인(600)으로 이송된다.The powder disk 300 is loaded with powder supplied from the hopper 100, and the loaded powder is transferred to the supply line 600.

파우더 디스크(300)의 상부면에는 분말을 적재하기 위한 슬롯(330)이 형성된다. 슬롯(330)은 원형으로 형성되며, 이는 파우더 디스크(300)가 회전하면서 슬롯(330) 상에 적재된 분말을 원주방향을 따라 소정 간격으로 배치된 공급유닛(310)에 공급되도록 하기 위함이다.A slot 330 for loading powder is formed on the upper surface of the powder disk 300. The slot 330 is formed in a circular shape, and this is to supply the powder loaded on the slot 330 to the supply unit 310 arranged at predetermined intervals along the circumferential direction while the powder disk 300 rotates.

스프레드유닛(320)은 호퍼(100)로부터 공급되는 분말을 파우더 디스크(300)의 슬롯(330) 상에 적재되도록 유도하는 구성이다.The spread unit 320 is configured to induce the powder supplied from the hopper 100 to be loaded onto the slot 330 of the powder disk 300.

스프레드유닛(320)은 파우더 디스크(300) 상부에 배치된다.The spread unit 320 is disposed on the powder disk 300.

스프레드유닛(320)에는 슬롯(330)과 연통되는 제1 관통공(340)이 형성되어 호퍼(100)로부터 제공되는 분말을 슬롯(330)으로 유도한다.A first through hole 340 communicating with the slot 330 is formed in the spread unit 320 to guide the powder provided from the hopper 100 to the slot 330.

공급유닛(310)은 파우더 디스크(300)에 형성된 슬롯(330)에 적재된 분말을 공급라인(600)으로 유도하는 구성이다.The supply unit 310 is configured to guide the powder loaded in the slot 330 formed in the powder disk 300 to the supply line 600.

공급유닛(310)은 파우더 디스크(300) 상부에 배치된다.The supply unit 310 is disposed above the powder disk 300.

공급유닛(310)에는 슬롯(330)과 연통되는 제2 관통공(350)이 형성되어 슬롯(330)에 적재된 분말을 공급라인(600)으로 유도한다.A second through hole 350 communicating with the slot 330 is formed in the supply unit 310 to guide the powder loaded in the slot 330 to the supply line 600.

덮개(200)는 하우징(400)의 상부면을 밀폐하는 구성이다.The cover 200 is configured to seal the upper surface of the housing 400.

덮개(200)는 하우징(400) 내부에 기밀이 유지되도록 하여 소정 압력이 형성되도록 하는 한편, 분말이 공급유닛(310) 이외에는 유출되지 않도록 한다.The cover 200 maintains airtightness inside the housing 400 so that a predetermined pressure is formed, while preventing the powder from flowing out other than the supply unit 310.

덮개(200)에는 호퍼 결합공(220)과 공급라인 결합공(210)이 형성된다. 호퍼(100)의 개구부(110)와 공급라인(600)의 일단이 호퍼(100) 결합공과 공급라인 결합공(210)을 관통하여 스프레드유닛(320)과 공급유닛(310)에 각각 결합된다.A hopper coupling hole 220 and a supply line coupling hole 210 are formed in the cover 200. The opening 110 of the hopper 100 and one end of the supply line 600 pass through the hopper 100 coupling hole and the supply line coupling hole 210 and are respectively coupled to the spread unit 320 and the supply unit 310.

호퍼(100)는 분말을 적재하는 구성이다.The hopper 100 is configured to load powder.

호퍼(100)의 하부에는 개구부(110)가 형성된다.An opening 110 is formed under the hopper 100.

호퍼(100)의 개구부(110)가 호퍼(100) 결합공을 통해 스프레드유닛(320)의 제1 관통공(340)에 결합됨으로써, 스프레드유닛(320)을 압박하면서 지지한다.The opening 110 of the hopper 100 is coupled to the first through hole 340 of the spread unit 320 through the coupling hole of the hopper 100, thereby supporting the spread unit 320 while pressing.

공급라인(600)은 레이저 헤드로 공급할 분말의 유동경로를 형성하는 구성이다.The supply line 600 is configured to form a flow path of powder to be supplied to the laser head.

공급라인(600)의 일단은 공급라인 결합공(210)을 통해 공급유닛(310)의 제2 관통공(350)에 결합됨으로써, 공급유닛(310)을 압박하면서 지지한다.One end of the supply line 600 is coupled to the second through hole 350 of the supply unit 310 through the supply line coupling hole 210 to support the supply unit 310 while pressing.

이송가스라인(700)은 분말을 이송하기 위한 이송가스의 유동경로를 형성하는 구성이다.The transfer gas line 700 is a component that forms a flow path of a transfer gas for transferring powder.

이송가스라인(700)을 통해 소정 압력의 이송가스가 공급되어 파우더 디스크(300)의 슬롯(330)에 적재된 분말이 공급라인(600)으로 이송된다.The transfer gas of a predetermined pressure is supplied through the transfer gas line 700 and the powder loaded in the slot 330 of the powder disk 300 is transferred to the supply line 600.

본 발명에서는 슬롯(330)을 따라 공급유닛(310)을 복수 개 배치하였다. 이 때 공급유닛(310)은 회전불균형 방지, 동일한 이송량의 공급을 위해 등간격으로 배치됨이 바람직하다.In the present invention, a plurality of supply units 310 are disposed along the slots 330. At this time, the supply units 310 are preferably arranged at equal intervals to prevent rotational imbalance and supply the same amount of transport.

종래에는 하나의 파우더 피더가 하나의 공급라인(600)으로 분말을 제공하였으나, 본 발명에 따른 파우더 피더는 호퍼(100)로부터 제공되는 분말을 복수 개의 공급라인(600)을 통해 이송이 가능하도록 하였다.Conventionally, one powder feeder provided powder to one supply line 600, but the powder feeder according to the present invention allows the powder provided from the hopper 100 to be transferred through a plurality of supply lines 600. .

이 때, 호퍼(100) 및 스프레드유닛(320)의 개수는 공급량 확대, 다른 종류의 분말공급 등의 목적으로 하나 이상 설치될 수 있다.At this time, the number of the hopper 100 and the spread unit 320 may be installed one or more for the purpose of expanding the supply amount and supplying other types of powder.

도 6에 도시된 바와 같이, 스프레드유닛(320)의 하부에는 제1 돌출부(360)가 형성되어 슬롯(330)의 바닥면에 안착되며, 공급유닛(310)의 하부에는 제2 돌출부(370)가 형성되어 슬롯(330)의 바닥면에 안착된다.As shown in FIG. 6, a first protrusion 360 is formed under the spread unit 320 to be seated on the bottom surface of the slot 330, and a second protrusion 370 is formed under the supply unit 310. Is formed and is seated on the bottom surface of the slot 330.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 디스크 구동부(500)의 일측에는 스프링(510)이 결합되어 파우더 디스크(300)를 상부로 탄성지지한다.And, as shown in FIG. 5, a spring 510 is coupled to one side of the disk driving unit 500 to elastically support the powder disk 300 upward.

이와 같은 구조로 제작된 본 발명에 따른 파우더 피더는 파우더 디스크(300)가 회전할 때 스프레드유닛(320)과 공급유닛(310)은 각각 제1 돌출부(360)와 제2 돌출부(370)가 슬롯(330)의 바닥면에 안착되므로 회전하는 슬롯(330) 바닥면과 마찰이 일어난다.In the powder feeder according to the present invention manufactured in such a structure, when the powder disk 300 rotates, the spread unit 320 and the supply unit 310 each have a first protrusion 360 and a second protrusion 370 slot. Since it is seated on the bottom surface of the 330, friction occurs with the bottom surface of the rotating slot 330.

따라서 사용기간이 지속됨에 따라 제1 돌출부(360)와 제2 돌출부(370)는 마모되어 길이가 짧아진다. 그러나 디스크 구동부(500)의 일측에 결합된 스프링(510)이 파우더 디스크(300)를 상부로 탄성지지하므로 제1 돌출부(360)와 제2 돌출부(370)가 슬롯(330)의 바닥면에 안정적으로 지지된다.Therefore, as the period of use continues, the first protrusion 360 and the second protrusion 370 wear and shorten the length. However, since the spring 510 coupled to one side of the disk driving unit 500 elastically supports the powder disk 300 upward, the first protrusion 360 and the second protrusion 370 are stable on the bottom surface of the slot 330. Is supported by

스프레드유닛(320)과 공급유닛(310)은 각각 제1 돌출부(360)와 제2 돌출부(370)에 의해 파우더 디스크(300) 상에서 반경방향으로 구속되고, 각각 호퍼(100)의 개구부(110)와 공급라인(600) 단부와 결합되어 수직방향으로 구속된다.The spread unit 320 and the supply unit 310 are constrained radially on the powder disk 300 by a first protrusion 360 and a second protrusion 370, respectively, and the opening 110 of the hopper 100, respectively. It is coupled to the end of the supply line 600 and is constrained in the vertical direction.

따라서 회전하는 파우더 디스크(300) 상에 배치된 스프레드유닛(320)과 공급유닛(310)은 안정적으로 지지가 되는 것이다.Therefore, the spread unit 320 and the supply unit 310 disposed on the rotating powder disk 300 are stably supported.

제어부는 파우더 피더의 작동을 전반적으로 제어하는 구성이다.The control unit is a component that controls the overall operation of the powder feeder.

분말의 공급속도를 조절하기 위해 파우더 디스크(300)의 회전속도, 이송가스의 공급압력 등을 조절할 수 있다.In order to control the supply speed of the powder, the rotation speed of the powder disk 300, the supply pressure of the transfer gas, and the like can be adjusted.

그러나 제어의 정확성 및 안정성을 고려하여 디스크 구동부(500)를 통해 파우더 디스크(300)의 회전속도를 조정함이 바람직하다.However, it is preferable to adjust the rotational speed of the powder disk 300 through the disk driving unit 500 in consideration of the accuracy and stability of the control.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더의 분해도이고, 도 8은 본 발명 제2 실시예의 부분 확대도이며, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 덮개(200)가 제거된 상태의 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단면도이며, 도 11은 도 10의 부분확대도이다.7 is an exploded view of a powder feeder equipped with a multi-supply line 600 according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a partially enlarged view of a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a second embodiment of the present invention. In the example, the cover 200 is a perspective view of a state in which the cover 200 is removed, FIG. 10 is a cross-sectional view according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a partially enlarged view of FIG. 10.

도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 11.

본 발명에 따른 제2 실시예를 설명함에 있어서 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.In describing the second embodiment according to the present invention, differences from the first embodiment will be mainly described.

본 발명에 따른 제2 실시예에서는 복수의 공급라인(600)으로 분말을 이송하기 위해 파우더 디스크(300)의 상부면에 서로 다른 반경의 슬롯(330)을 두 개 이상 형성하였다.In the second embodiment according to the present invention, two or more slots 330 having different radii are formed on the upper surface of the powder disk 300 in order to transfer the powder to the plurality of supply lines 600.

제1 실시예에서는 원형 슬롯(330) 상에 공급유닛(310)을 복수 개 배치하여 원주방향으로 확장한 반면, 제2 실시예에서는 서로 다른 반경의 슬롯(330)을 복수 개 형성하여 반경방향으로 확장하였다.In the first embodiment, a plurality of supply units 310 are arranged on the circular slot 330 to expand in the circumferential direction, whereas in the second embodiment, a plurality of slots 330 having different radii are formed in the radial direction. Expanded.

한편, 제1 실시예와 제2 실시예를 병행하여 하나의 슬롯(330)에 원주방향으로 복수 개의 공급유닛(310)을 배치함과 동시에, 서로 다른 반경의 슬롯(330)을 복수 개 배치하여 2차원 적인 확장도 가능하다.Meanwhile, in parallel with the first embodiment and the second embodiment, a plurality of supply units 310 are arranged in a circumferential direction in one slot 330, and a plurality of slots 330 having different radii are arranged. Two-dimensional expansion is also possible.

제2 실시예에서는 슬롯(330)이 복수 개 형성되므로, 슬롯(330)의 개수와 동일한 개수의 제2 관통공(350)이 형성된다.In the second embodiment, since a plurality of slots 330 are formed, second through holes 350 having the same number as the number of slots 330 are formed.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우더 디스크(300)의 슬롯(330) 구조를 설명하는 도면이다.12 is a diagram illustrating a structure of a slot 330 of a powder disk 300 according to a second embodiment of the present invention.

도 12를 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIG. 12.

본 발명의 제2 실시예에서는 서로 다른 반경의 슬롯(330)이 복수 개가 파우더 디스크(300)의 상부면에 형성된다.In the second embodiment of the present invention, a plurality of slots 330 having different radii are formed on the upper surface of the powder disk 300.

각 슬롯(330)을 통해 이송되는 분말의 시간당 이송량을 동일하도록 하기 위해 다음과 같이 설계된다.It is designed as follows in order to make the amount of the powder conveyed through each slot 330 equal per hour.

도 12는 슬롯(330)이 두 개가 형성된 경우이다.12 shows a case in which two slots 330 are formed.

각 슬롯(330)의 단면을 통한 시간당 이송량은 밀도와 단면적, 속도의 곱으로 계산된다.The amount of transport per hour through the cross section of each slot 330 is calculated as the product of density, cross-sectional area, and speed.

Figure 112019134503145-pat00001
=ρAV
Figure 112019134503145-pat00001
=ρAV

Figure 112019134503145-pat00002
: 분말이 단위면적을 통과하는 시간당 질량
Figure 112019134503145-pat00002
: The mass per hour that the powder passes through the unit area

ρ : 분말의 밀도ρ: density of powder

A : 슬롯의 단면적A: Cross-sectional area of the slot

V : 슬롯 단면에서 분말의 평균 이송속도V: Average feed speed of powder in slot cross section

슬롯 1과 슬롯 2에서의 이송량은 다음과 같다.The feed amount in slot 1 and slot 2 is as follows.

Figure 112019134503145-pat00003
1 =ρ1A1V1=ρ1A1
Figure 112019134503145-pat00004
1
Figure 112019134503145-pat00005
1
Figure 112019134503145-pat00003
1 =ρ 1 A 1 V 1 =ρ 1 A 1
Figure 112019134503145-pat00004
One
Figure 112019134503145-pat00005
One

Figure 112019134503145-pat00006
2 =ρ2A2V2=ρ2A2
Figure 112019134503145-pat00007
2
Figure 112019134503145-pat00008
2
Figure 112019134503145-pat00006
2 =ρ 2 A 2 V 2 =ρ 2 A 2
Figure 112019134503145-pat00007
2
Figure 112019134503145-pat00008
2

Figure 112019134503145-pat00009
: i번째 Slot의 반경
Figure 112019134503145-pat00009
: Radius of ith slot

Figure 112019134503145-pat00010
: 파우더 디스크의 각속도
Figure 112019134503145-pat00010
: Angular velocity of powder disc

Figure 112019134503145-pat00011
1=
Figure 112019134503145-pat00012
2
Figure 112019134503145-pat00011
1 =
Figure 112019134503145-pat00012
2

ρ1=ρ2 ρ 1 =ρ 2

Figure 112019134503145-pat00013
1=
Figure 112019134503145-pat00014
2
Figure 112019134503145-pat00013
1 =
Figure 112019134503145-pat00014
2

A1

Figure 112019134503145-pat00015
1=A2
Figure 112019134503145-pat00016
2 A 1
Figure 112019134503145-pat00015
1 =A 2
Figure 112019134503145-pat00016
2

즉, 각 슬롯(330)의 단면을 통한 시간당 이송량을 동일하도록 하기 위해서는 슬롯(330)의 면적에 반경을 곱한 값이 동일하도록 설계되어야 한다.That is, in order to make the transfer amount per time through the cross-section of each slot 330 the same, the area of the slot 330 should be designed to have the same value obtained by multiplying the radius.

본 발명은 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더에 관한 것으로서, 회전하는 파우더 디스크(300)에 원호 형상으로 형성된 슬롯(330) 상에 복수 개의 공급유닛(310)을 원주 방향으로 배치하는 한편, 파우더 디스크(300)에 서로 다른 반경의 슬롯(330)을 복수 개 형성하고 각각의 슬롯(330)에 공급유닛(310)을 배치함으로써, 복수 개의 공급라인(600)을 통해 금속분말을 레이저 헤드로 공급이 가능하도록 한 효과가 있다.The present invention relates to a powder feeder equipped with a multi-supply line 600, in which a plurality of supply units 310 are arranged in a circumferential direction on a slot 330 formed in an arc shape in the rotating powder disk 300 , By forming a plurality of slots 330 having different radii in the powder disk 300 and arranging the supply unit 310 in each of the slots 330, the laser head of the metal powder through the plurality of supply lines 600 It has the effect of making it possible to supply it.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications may be implemented by those skilled in the art, and these modified embodiments should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

100 호퍼
110 개구부
200 덮개
210 공급라인 결합공
220 호퍼 결합공
300 파우더 디스크
310 공급유닛
320스프레드유닛
330 슬롯
340 제1관통공
350 제2 관통공
360 제1 돌출부
370 제2 돌출부
400 하우징
410 동력전달구멍
500 디스크 구동부
510 스프링
600 공급라인
700 이송가스라인
710 이송가스주입구100 hopper
110 opening
200 covers
210 Supply line coupling hole
220 hopper coupling hole
300 powder disc
310 Supply unit
320 spread unit
330 slots
340 First through hole
350 2nd through hole
360 first protrusion
370 second protrusion
400 housing
410 power transmission hole
500 disk drive
510 spring
600 supply lines
700 conveying gas line
710 Transfer gas inlet

Claims (6)

금속 3D 프린터의 레이저 헤드로 분말을 공급하는 파우더 피더에 있어서,
상부는 개방되며 하부에는 이송가스주입구(710)와 동력전달구멍(410)이 형성되어 호퍼(100)로부터 공급된 분말을 이송하기 위한 구성들이 내부에 배치되는 하우징(400);
상기 동력전달구멍(410)을 통해 파우더 디스크(300)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 디스크 구동부(500);
상기 호퍼(100)로부터 제공되는 분말이 적재되는 슬롯(330)이 상부면에 형성되는 파우더 디스크(300);
상기 슬롯(330)과 연통되는 제1 관통공(340)이 형성되어 상기 호퍼(100)로부터 제공되는 분말을 상기 슬롯(330)으로 유도하고, 상기 파우더 디스크(300) 상부에 배치되는 스프레드유닛(320);
상기 슬롯(330)과 연통되는 제2 관통공(350)이 형성되어 상기 슬롯(330)에 적재된 분말을 공급라인(600)으로 유도하고, 상기 파우더 디스크(300) 상부에 배치되는 공급유닛(310);
호퍼 결합공(220)과 공급라인 결합공(210)이 형성되되, 상기 하우징(400)의 상부면을 밀폐하는 덮개(200);
레이저 헤드로 공급할 분말이 적재되며, 하부의 개구부(110)가 상기 호퍼 결합공(220)을 통해 상기 스프레드유닛(320)의 제1 관통공(340)에 결합되는 호퍼(100);
레이저 헤드로 공급할 분말의 유동경로를 이루며, 일단이 상기 공급라인 결합공(210)을 통해 상기 공급유닛(310)의 제2 관통공(350)에 결합되는 공급라인(600);
분말을 이송하기 위한 이송가스의 유동경로를 이루며, 상기 이송가스주입구(710)에 결합되는 이송가스라인(700);
파우더 피더의 작동을 전반적으로 제어하는 제어부(미도시);를 포함하며,
상기 슬롯(330)을 따라 상기 공급유닛(310)이 복수 개가 구비되어 상기 호퍼(100)로부터 제공되는 분말을 복수 개의 공급라인(600)을 통해 이송이 가능한 것을 특징으로 하는, 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더
In a powder feeder that supplies powder to a laser head of a metal 3D printer,
A housing 400 in which components for transferring the powder supplied from the hopper 100 are disposed in the upper part and the transfer gas inlet 710 and the power transmission hole 410 are formed in the lower part;
A disk driving unit 500 for providing power to rotate the powder disk 300 through the power transmission hole 410;
A powder disk 300 having a slot 330 in which the powder provided from the hopper 100 is loaded is formed on an upper surface;
A first through hole 340 communicating with the slot 330 is formed to guide the powder provided from the hopper 100 to the slot 330, and a spread unit disposed on the powder disk 300 ( 320);
A second through-hole 350 communicating with the slot 330 is formed to guide the powder loaded in the slot 330 to the supply line 600, and a supply unit disposed above the powder disk 300 ( 310);
A cover 200 having a hopper coupling hole 220 and a supply line coupling hole 210 formed therein, and sealing an upper surface of the housing 400;
A hopper 100 in which powder to be supplied to the laser head is loaded, and the lower opening 110 is coupled to the first through hole 340 of the spread unit 320 through the hopper coupling hole 220;
A supply line 600 forming a flow path of the powder to be supplied to the laser head, and having one end coupled to the second through hole 350 of the supply unit 310 through the supply line coupling hole 210;
A transfer gas line 700 that forms a flow path of a transfer gas for transferring the powder and is coupled to the transfer gas inlet 710;
Includes; a control unit (not shown) for overall control of the operation of the powder feeder,
Multiple supply lines 600, characterized in that a plurality of supply units 310 are provided along the slots 330 to transport powder provided from the hopper 100 through a plurality of supply lines 600 Powder feeder with)
 제1항에 있어서,
상기 호퍼(100) 및 스프레드유닛(320)의 개수는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더
The method of claim 1,
Powder feeder with multi-supply line 600, characterized in that the number of the hopper 100 and the spread unit 320 is more than one
 제1항에 있어서,
상기 스프레드유닛(320)의 하부에는 제1 돌출부(360)가 형성되어 상기 슬롯(330)의 바닥면에 안착되며,
상기 공급유닛(310)의 하부에는 제2 돌출부(370)가 형성되어 상기 슬롯(330)의 바닥면에 안착되고,
상기 디스크 구동부(500)에는 스프링(510)이 결합되어 상기 파우더 디스크(300)를 상부로 탄성지지하는 것을 특징으로 하는, 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더
The method of claim 1,
A first protrusion 360 is formed under the spread unit 320 to be seated on the bottom surface of the slot 330,
A second protrusion 370 is formed under the supply unit 310 to be seated on the bottom surface of the slot 330,
A powder feeder equipped with a multi-supply line 600, characterized in that a spring 510 is coupled to the disk driving part 500 to elastically support the powder disk 300 upward
 제1항에 있어서,
상기 파우더 디스크(300)의 상부면에는 서로 다른 반경의 슬롯(330)이 두 개 이상 형성되며, 각 슬롯(330)으로 이송된 분말이 공급라인(600)을 통해 이송되는 것을 특징으로 하는, 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더
The method of claim 1,
At least two slots 330 having different radii are formed on the upper surface of the powder disk 300, and the powder transferred to each slot 330 is transferred through the supply line 600. Powder feeder with supply line 600
 제4항에 있어서,
상기 공급유닛(310)에는 상기 슬롯(330)의 개수와 동일한 개수의 제2 관통공(350)이 형성된 것을 특징으로 하는, 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더
The method of claim 4,
Powder feeder with multi-supply line 600, characterized in that the supply unit 310 has the same number of second through holes 350 as the number of slots 330
 제1항에 있어서,
상기 제어부는 디스크 구동부(500)를 통해 파우더 디스크(300)의 회전속도를 조정하여 분말의 공급속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 멀티 공급라인(600)이 구비된 파우더 피더
The method of claim 1,
The control unit is a powder feeder equipped with a multi-supply line 600, characterized in that controlling the supply speed of the powder by adjusting the rotation speed of the powder disk 300 through the disk drive unit 500
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