KR102206667B1

KR102206667B1 - 휴대용 3d프린터

Info

Publication number: KR102206667B1
Application number: KR1020160163479A
Authority: KR
Inventors: 최해용
Original assignee: 최해용
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2021-01-22
Also published as: CN106891516A; KR20170073484A; US10391756B2; JP6935967B2; US20170173890A1; JP2017109491A

Abstract

본 발명은 수평지지판을 기준으로 상, 하 방향으로 상, 하면판이 각각 270° 회전하여 각각 상, 하면판과 수평지지판이 연접되는 부분이 0-90° 각도의 제 1, 2, 3, 4의 사각지지판에 상호 연접되며 이루는 내각의 합이 각각 90° 직각으로 입설됨으로써 사용시는 안정된 3D 프린터로 휴대시는 박막 구조로 절첩 되는 것이 특징인 휴대용 3D 프린터

Description

휴대용 3D프린터{A Potable 3D Printer}

본 발명은 3D 프린터에 관한 것으로 더욱 상세하게는 휴대시는 절첩하여 박막 카드와 같이 휴대하고 사용 시는 3D 프린터의 각 구성요소가 상호 90° 직각으로 전개되고 고정되어 3D 프린터 기능이 되는 휴대용 3D 프린터에 관한 것이다.

스마트폰과 연계하여 항상 스마트 폰 크기로 휴대하고 다니다가 필요 시 스마트폰으로 데이터를 전송받아 프린트하는 방법이 요구되고 있다.

3D 프린터는 전, 후, 좌우 상하 방향 즉 전, 후방향, 좌,우 방향, 상,하 방향 방향으로 프린터하고 적층하는 것이 3D 프린터이다.

종래 공지된 3D 프린터들은 고정된 기기자체가 고정되어 있으므로, 휴대가 매우 곤란하였다.

이러한 이유는 3D 프린터는 좌·우 수평도가 정확해야하고 상하 적충시 상·하 수직이 직각 90도로 정확해야함으로 각 기기들의 구성요소가 절첩 및 전개 사용 시 정밀도 보장에 한계가 있기 때문이다.

US특허출원번호 US 2005 022500 US특허출원번호 US 2006 0061613 US특허출원번호 US 2011 0115849

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 스마트 폰과 함께 휴대가 가능하고 사용 시는 간단히 전개하여 견고한 구조로 정밀한 3D 프린팅이 가능하게 구성한 휴대용 3D 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 도 1, 도 2의 (a),(b),(c),(d)에 도시된 바와 같이

전체 구조를 상면판(1)과 수직지지판(2)과 상, 하 이동 지지판(3) 및 하면 판(4)으로 구성하되

상면판(1) 구조는 프린팅 재료를 토출하는 노즐과

상기 노즐을 전, 후 방향으로 이동하는 전, 후 이동 수단과

상기 전, 후 이동 수단이 좌,우로 이동하게 구성한 좌,우 이동수단을 구성하고

수직지지판(2)은 내면에 상, 하방향으로 이동하는 이동수단과 상기 이동수단에 결합되는 상,하 이동판(3)으로 구성하고

하면판(4)은 상,하, 좌,우 전,후 방향의 이동수단에 결합되는 이동모터(15a. 17, 25)를 조정하는 전자 회로부가 구성하고

상기 수직지지판 (2) 상단에는 상기 상면판(1)과 상 회전 기축(6)과 연계하여 상기 수직지지판(2)이 270도 이상 회전하게 구성하고

상기 수직지지판(2) 하단에는 상기 하면판(4)과 하 회전 기축(7)과 연계하여 270도 이상 회전하게 구성하고

상기 수직지지판(2)중단에는 상하이동판(3)이 상하 90도 방향으로 회전하게 구성함으로써

사용시는 상기 수직지지판(2)를 기준으로 상면판(1)과 상,하 이동판(3)과 하면판(4)구조가 90도 직각으로 설치될 수 있으며

휴대시는 상기 수직지지판(2)을 기준으로 상면판(1)과 상하이동판(3)과 하면판(4) 구조가 박막구조로 절첩되여 휴대가 간편 하게끔 구성 한다

또한, 본 발명을 사용 시 수직지지판(2) 상단부의 제1 사각지지판(12)과 상면판(1)의 제2 사각지지판(28)의 사각(∠A)의 합이 90도가 되도록 구성하고

수직지지판(2)의 중단에 구비되는 상하 이동판(3)과 상하 이동대(23)가 이루는 사각 (∠C)의 합이 90도가 되도록 구성하고

수직지지판(2) 하단부의 제 3 사각지지대(29)와 하면판(4)의 제4사각 지지대(41)의 사각(∠B)의 합이 90도가 되도록 구성한다.

전,후 방향 이동대(16)와 좌,우 방향 이동대(17a)와 상,하 방향회전축(24)에 사용되는 전, 후 방향, 좌,우 방향, 상,하 방향 이동모터(15a, 17d, 25)의 구조가 모터 내부를 관통하는 이동축(52)으로 구성한다.

상기와 같은 본 발명은 휴대시는 절첩하여 스마트 폰과 같이 박막 형태로 휴대하고 사용시는 상면판과 수직지지판과 하면판 구조가 상호 90° 직각으로 정확히 지지되어 정밀한 3D 프린트가 가능하므로, 사용자는 스마트 폰과 연계하여 휴대 및 사용이 간편한 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 구성된 구성도
도 2는 상하면과 수직지지판의 구성도
도 3은 본 발명의 절첩시 전개 설명도
도 4는 이동 모터의 실시의 예 설명도
도 5는 스마트 폰과 연계 사용시 설명도
도 6은 스마트 폰과 두께 비교 설명도

본 발명은 도 1, 도 2의 (a),(b),(c),(d)에 도시된 바와 같이

전체 3D 프린터(100)구조를 상면판(1)과 수직지지판(2)과 상, 하 이동 지지판(3) 및 하면 판(4)으로 구성하되

상면판(1) 구조는 프린팅 재료를 토출하는 노즐(미표시)과

상기 노즐을 전, 후 방향으로 이동하는 전, 후 이동 수단과

수직지지판(2)은 내면에 상, 하방향으로 이동하는 이동수단과 상기 이동수단에 결합되는 상,하이동판(3)으로 구성하고

하면판(4)은 상,하, 좌,우 전,후 방향의 이동수단에 결합되는 이동모터(15a. 17, 25)를 조정하는 전자회로부가 구성하고

상기 수직지지판 (2) 상단에는 상기 상면판(1)과 상 회전기축(6)과 연계하여 상기 수직지지판(2)이 270도 이상 회전하게 구성하고

상기 수직지지판(2) 하단에는 상기 하면판(4)과 하 회전기축(7)과 연계하여

270도 이상 회전하게 구성하고

사용시는 상기 수직지지판(2)를 기준으로 상면판(1)과 상,하 이동판(3)과 하면판(4)구조가 90도 직각으로 설치 될수 있으며

상기 노즐(7b)을 전, 후 방향으로 이동하는 전, 후 이동 수단과

상기 전, 후 이동 수단이 좌,우로 이동하게 구성한 좌,우 이동수단과

상기 전후이동수단과 좌, 우 이동수단과 상,하 이동수단의 구체적인 실시의 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명한다.

다만, 상기 전후좌우 상하 이동수단은 하기의 예에 구성에 한정되지 않고 상면판(1)에 전, 후 좌,우 이동수단을 구비하고 수직지지판(2)에 상, 하 이동판(3)을 구비하는 범위 내에서 다양한 방법으로 구성할 수 있다.

수직지지판(2)은 내면에 상,하 방향으로 이동하는 이동수단과 상기 이동수단을 구성하는 실시의 예를 하기에서 구체적으로 설명한다.

상기 각각의 이동수단은 본 실시의 예에 한정하지 않고 본 발명의 상면판(1) 내부에 구성하는 전, 후 좌, 우 이동수단과 상,하 이동판()을 이동하는 이동수단에 모두 적용 된다

도 1과 같이 전체 구조를 상면판(1)과 수직지지판(2), 하면판(4) 구조로 구성한다.

상면판(1) 구조는 후면 가운데 부분에 상면 돌출판(11)을 형성하고, 상면판(1)의 형태는 가운데 면적이 개방되고 사면이 프레임 형태로 구성한다.

상면판(1) 내부 좌,우 프레임 내부에 전, 후 수평이동홈(13, 14)을 형성하고 그 내부에 전, 후 방향으로 전,후 방향 회전 이동축(15)의 나사에 의하여 나사가 회전하면 연계된 좌,우의 전, 후 방향 이동대(15, 16) 가 전,후 방향 즉, 전·후 방향으로 이동하게 구성한다.

상기 전,후 방향 회전 이동축(15)은 전·후 수평 이동홈(13, 14) 내부양면에 평행으로 구성하거나 그 중 일방은 나사형태, 일방은 이동 가이드 봉으로 구성한다.

상기 좌, 우 전, 후 방향 회전 이동축(15)에 각각 좌, 우 방향 이동대(17)를 구성하고 상기 좌,우 방향 이동대(17) 중 좌, 우 양방에 상기 좌,우 방향 이동대(17)가 수평을 유지하면서 이동하게끔 좌,우 방향 이동축(18, 18a)을 구비하고 그 가운데 좌,우 방향 이동모터(17)의 회전에 따라 나사를 따라 좌,우 즉 좌,우 방향으로 이동하는 좌,우 방향회전축(19)을 구성한다.

좌,우 방향 이동대(17) 가운데에는 좌,우 방향이동 모터(17a)를 구비하고, 그 하부에는 3D 프린터 재료를 도출하는 노즐(미표시)을 구비한다.

도 2의 (b)와 같이 상면판(1) 후단부에 45° 각도로 제1사각 지지판(12)을 형성하고, 그 후단 상면 돌출부(11) 위치에 회전 기축(6a)을 형성한다.

도 1, 도 2의 (c)와 같이 수직 지지판(2) 상면에는 전방 45° 제2경사각 지지판(28)을 구비하고, 상면지지대(27) 중심부위는 상기 상면 돌출부(11)가 인입되도록 홈이 형성되고, 그 좌·우 방향으로 회전기축(6)을 형성하여 상기 상면판(1)의 회전기축(6)과 하나로 연결되어 상면판(1)이 수직 지지판(2)을 기축으로 상, 하 방향 270° 이상으로 회전하게 구성한다.

수직지지판(2) 하면 전방으로 45° 각도의 제3사각 지지판(29)을

구비하고 하면 지지대(29a) 중심 부분은 하면판(4)의 하면 돌출

부위(29a)가 맞물릴 수 있도록 첨공하고, 하면 지지대(29a)의 돌출 부위는

하나의 회전기축(7)으로 연계하여 하면판(4)이 회전기축(7)을 기축으로 하

방향으로 270° 회전하여 구성한다.

도 1, 도 2의 (e)와 같이 본 발명 하부에는 하면판(4)을

구비하고 그 내부에는 프린트 재료를 구비하며 상기 전, 후 방향, 좌, 우

방향, 상, 하 방향 이동 모터를 컨트롤하기 위한 제어 회로(41)를 구비한다.

수직지지판(2)의 구조는 도 1, 도 2의 (c)와 같이 내면이 첨공

형성되고, 좌, 우 수직 양방향으로 이동홈(22)을 형성하고 그 내부에 상, 하

이동축(21)을 구비한다.

상기 상, 하 이동축(21) 양방 수평 방향으로 수평 이동대(23)을

형성하고 그 중심에 상, 하 수직방향으로 나사 모형이 형성된 상, 하 방향

회전축(24)을 구비하고, 그 하단에 상, 하 방향 모터(25)를 연계 구성한다.

도 3의 (a)와 같이 절첩된 본 발명의 구조는 도 3의 (b)와 같이

회전기축(7)을 기축으로 하면판(4)이 하방향으로 270° 회전하여 45°

제3사각 지지판(29)과 45° 제4사각지지판(41)과 맞물려 90°직각으로

수평지지대(2)와 하면판(4)이 설치된다.

도 3의 (c)와 같이 회전기축(6)을 기축으로 수평지지대(2) 기준으로 상면판(1)이 270° 상방향으로 회전하여 제2경사각 지지판(28)과 제1경사각지지판(12)이 맞물려 수평지지대(2)를 기준으로 90° 직각으로 설치된다.

따라서 수평지지대(2)를 기준으로 상면판(1)과 하면판(4)이 도 3의 (c)와 같이 각각 정확한 90° 로 설치되게 된다.

수평이동대(23) 전면에 제5사각지지판(31)을 형성하고, 상하 이동지지판(3) 후단부에 제6사각지지판(32)을 구성하고 회전기축(33)과 연계한다.

상기 상,하 이동대(23) 일방에 구성된 제3사각지지대(29)와 제4 사각지지대(41)가 맞물려 이루는 각이 수직지지판(2) 기준하여 90도가 되도록 구성한다.

상기와 같이 도 1 및 도 3의 (b)(c)(d)와 같이 제 1,제 2, 제 3, 제 4 사각지지대(12. 28, 29, 41, 31, 32)가 이루는 내각∠A, ∠B, ∠C는 그 합이 90도 되도록 구성 한다.

즉, 도 3의 (b)와 같이 제3사각지지대(29)와 제4사각지지대(41)의 내각 ∠B는 제3사각지지대(29)가 0도이면 제4사각지지대(41)는 90도가 되게 구성한다.

즉, 제3사각지지대(29)가 30도이면 제4사각지지대(41) 지지대는 60도가 되어야 한다.

따라서 제3사각지지대(29)의 경사면과 제4사각지지대(41)의 경사면은 0도에서 90도가 되도록 구성하는 것이다.

이는 도 3의 (c)가 이루는 제1사각지지대(12)와 제2사각지지대(28)의 내각 ∠A와 도 3의(d)의 제5사각지지대(31)와 제6사각지지대(6)가 이루는 내각∠c도 동일하게 적용된다.

이와 같이 수직지지판(2)을 기준으로 상,하면판(1, 4)과 상·하 이동지지판(3)의 내각인 ∠A, ∠B, ∠C, 가 90도가 되도록 하는 이유는 상호 절첩되는 각 구성 요소가 안정되고 수평, 수직이 정확해야만 프린팅이 정밀하고 안정되기 때문이다.

도 4와 같이 모터(51)회전축 즉, 중앙부분의 회전축을 나사형태의 이동축(52)으로 구성한다.

이러한 모터(51)의 구조는 모터(51) 내부가 회전하게 되면 모터(51) 구조가 이동 축(52)을 따라 모터(51)가 이동하게 된다.

이러한 모터(51)의 구조는 좌, 우 방향 이동모터(17a), 전, 후 방향

이동 모터(15a), 상, 하 방향 이동 모터(25)에 모두 적용될 수 있다.

이러한 본 발명의 구조는

상면판(1)의 좌, 우 방향 이동대(17)는 좌, 우 방향 이동모터(17d) 의 회전에 의해 좌, 우 방향 회전축(19)을 타고 좌, 우 방향으로 이동하고,

좌,우 방향 이동 대(17)는 좌,우 방향 회전축(19)에 연계되어 전, 후 방향으로 이동하는 전,후방향 이동대(16)에 의해 좌, 우의 전,후 방향 회전 이동축(15)을 타고 전, 후로 이동하게 된다.

즉, 좌,우 방향 이동대(17)는 전·후, 좌· 우로 움직이면서 좌,우 방향이동대(17) 하부의 노즐(17b)에 의해 평면 프린터로 프린트하게 된다.

상·하로 이동하는 상·하 이동지지판(3) 구조는 상,하 방향 모터(25)에 의해 회전되는 상,하 방향 회전축(24)의 나사를 타고 수평이동대(23)와 연접된 지지판(3)을 수평상태를 유지한 상태에서 상, 하로 이동하게 한다.

하부 하면판(4)에 구비된 재료(5)는 상단의 좌,우 방향 이동대(17) 하부의 노즐(17b)에서 분사된다.

도 3의 (b)와 같이 수직지지판(2)을 기준으로 하면판(4)이 270° 회전하여 제3사각지지판(29)이 제4사각지지판(41)가 각각 45° 각도로 평행 맞물려 90°직각으로 견고하게 지지하고, 도 3의(c)와 같이 수직지지판(2)의 제 2 사각지지판(28)과 상면판(1)의 제1사각지지판(12)과 각각 평행 45° 각도로 맞물려 90° 직각으로 견고하게 지지하게 되므로 정밀한 3D 프린터의 프린트를 할 수가 있게 된다.

도 2의 (c)와 도 3의 (d)와 같이 이동지지판(3)이 회전축(33)을 기축으로 상·하 90°각도로 회전하여, 제 5 사각지지판(31)과 제6사각 지지판(32)이 맞물려 평행수평으로 견고하게 지지하게 된다.

이러한 본 발명의 구조는

도 3의(a)(b)(c)(d)의 상면판(1)과 수직지지판(2)이 90도 직각으로 견고하게 설치되고, 수직기지판(2)과 하면판(4)이 90도° 각도로 견고하게 설치되며 상, 하 이동 지지판(3)이 수평지지대(2)를 기준 하여 90도 직각으로 설치되므로 정밀하고 안정된 3D 프린팅이 가능하며 수직지지판(2) 기준하여 상,하면판(1,4) 구조가 270도 회전하여 박막 구조로 절첩이 가능하다

또한 필요에 따라 도 4와 같이 전,후 방향 이동대(16)와 좌,우 방향 이동대(17a)와 상,하 방향회전축(24)에 사용되는 이동모터(15a, 25, 51) 의 회전축의 구조가 모터 내부를 관통하는 이동축(52)으로 구성할 수 있다.

따라서 본 발명은 도 5와 같이 사용시는 스마트폰(101)과 연계하여 휴대용 3D프린터(100)로 사용할 수 있으며 휴대시는 도 6과 같이 절첩하여 포켓에 휴대할수 있는 작은 부피로 구성이 가능하다.

또한 도 3의 (a)와 도 6과 같이 휴대시는 스마트폰과 같은 박막구조로 절첩된 상태로 휴대할 수 있으며 이와 같은 절첩구조의 본 발명은 그 구조의 특성상 작게는 손바닥에 올려놓을 수 있는 최소 크기로부터 서류 가방 크기까지 그 구성이 가능하므로 휴대용, 학교 교육용 스마트폰 연결 용도 등 그 활용성이 매우 크다.

1. 상면판 2. 수직지지판 3. 상,하 이동지지판 4. 하면판
5. 재료 6.7 회전기축
11. 상면 돌출판
12. 제1사각지지판
13. 좌, 수평 이동홈
14. 우,수평 이동홈 14a 전,후 이동대
15. 전,후 방향 회전 이동축
15a. 17, 51 이동모터
16.16a, 전,후방향 이동대
17a. 좌,우 방향 이동대 17b. 노즐
18,18a 좌,우 방향 이동축
19. 좌,우 방향회전축
21, 21a. 상하 이동축
22. 이동홈 23. 상,하 이동대 24. 상,하 방향 회전축
25. 이동모터 26. 하면 지지대 27. 상면지지대
28. 제2사각 지지판 29. 제3사각지지판
31. 제5사각지지판 32. 제6사각지지판 33. 회전가축
41. 제4사각지지판 42. 하면 돌출부 43. 입력단자 44.전자회로부
52. 이동축
100. 3D프린터

Claims

휴대용 3D 프린터 시스템에 있어서
프린팅 재료를 토출하는 노즐과
상기 노즐이 전, 후 방향으로 이동하게 하는 전, 후 이동 수단과
상기 전, 후 이동 수단이 좌, 우로 이동하게 좌, 우 이동수단을 구성하는 상면판(1); 과
상,하 방향으로 이동하는 상,하 이동판(3)과 상기 상, 하 이동판(3)을 지지하는 수직지지판(2);과
상기 상,하, 좌,우, 전,후 방향의 이동수단에 구비되는 이동모터(15a. 17, 51)를 조정하는 전자회로부가 구성 되는 하면판(4)으로 구성 하되
상기 수직지지판(2) 상단에는 상기 상면판(1)이 상기 수직지지판(2)의 돌출된 회전기축(6)과 연계하여 상기 상면판(1)이 상기 수직지지판(2)을 기준하여 상 방향 270도로 회전하게 구성하고
상기 수직지지판(2) 하단에는 상기 하면판(4)이 상기 수직지지판(2)의 돌출된 회전기축(7)과 연계하여 상기 하면판(4)이 상기 수직지지판(2)을 기준하여 하 방향 270도로 회전하게 구성함으로서
회전된 상기 상면판(1)과 상기 하면판(4)은 상기 수직지지판(2)과 상호 고정 하되
상기 수직지지판(2)의 상단부에 구비되는 제2 사각지지판(28)과 상기 상면판(1)에 구비되는 제1사각지지판(12)이 각각 이루는 사각(∠A)의 합이 90도가 되도록 하고
상기 수직지지판(2)의 하단부에 구비되는 제 3 사각지지대(29)와 상기 하면판(4)에 구비되는 제4사각 지지대(41)가 각각 이루는 사각(∠B)의 합이 90도가 되도록 구성함으로서
사용 시에는 상기 상면판(1)과 상기 수직지지판(2)과 상기 하면판(4)이 이루는 내부 각도가 직각형태가 되고
휴대 시는 상기 수직지지판(2)을 기준으로 상기 상면판(1)과 상기 하면 판(4)이 각각 돌출된 회전기축(6,7)으로 역 방향으로 회전하여 절첩형태가 됨으로써 휴대 할 수 있는 것이 특징인 휴대용 3D 프린터
삭제
삭제