KR102230806B1 - 필라멘트 이탈방지가이드 및 이를 이용한 3d프린터 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 3D프린터에 장착되는 필라멘트스풀에서 연속적인 3D프린팅작업을 위하여 공급되는 필라멘트가 스풀로부터 이탈되지 않고 안정적으로 공급할 수 있도록 가이드하는 필라멘트 이탈방지가이드에 관한 것이다.
구체적으로, 필라멘트(12)가 감긴 스풀(11)이 장착되어 필라멘트를 3D프린터(100)의 내부로 공급하도록 3D프린터의 일측에 장착된 필라멘트스풀(10)에 장착되는 것으로서, 장방형 형상의 프레임을 이루도록 상호 마주보도록 구비되는 한 쌍의 ㄷ자형 프레임(21); 상기 한쌍의 ㄷ 자형 프레임 사이를 연결하는 연결프레임(22); 상기 연결프레임(22)의 중앙부에는 지지축이 관통하여 삽입되도록 구비되는 지지공(221); 상기 한쌍의 ㄷ 자형 프레임의 단부에는 고정공(211)이 구비되고, 이와 결합되는 상기 한 쌍의 연결프레임의 단부에는 각각 조절공(222)이 형성되어 있어, 이들 고정공과 조절공은 체결수단에 의해서 결합되어, 공급되는 필라멘트가 스풀로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 필라멘트 이탈방지가이드이다.

Description

필라멘트 이탈방지가이드 및 이를 이용한 3D프린터{THE FILAMENT GUIDE FOR 3D PRINTER, AND 3D PRINTER USING THEREOF}

본원 발명은 3D프린터에 장착되는 필라멘트스풀에서 연속적인 3D프린팅작업을 위하여 공급되는 필라멘트가 스풀로부터 이탈되지 않고 안정적으로 공급할 수 있도록 가이드하는 필라멘트 이탈방지가이드에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 다양한 직경의 필라멘트스풀에도 적용이 가능하도록 크기 조절이 용이한 이탈방지가이드에 관한 것이다.

최근 3D프린팅에 대한 수요가 급증하고 있는 추세를 반영하듯이, 3D프린팅을 통한 시제품 제작이나, 3D프린팅을 통한 맞춤형 제품 제작이 활발해지고 있다.

최근 다양하고 저렴한 3D프린터가 출시됨에 따라서 학교, 연구소, 개인사업자 등에서 3D프린터의 활용이 많아지고 있으나, 프린팅 시간이 지면에 인쇄하는 것처럼 신속하게 이루어지는 것이 아니라, 최소 수시간에서부터 몇일간의 프린팅 작업이 이루어지는 것이 보통이다.

그렇다보니, 프린팅 작업을 걸어놓고 작업자는 현장을 떠나게 되는 경우가 많게 됨에도 불구하고 프린팅 작업이 안정적으로 이루어지는지에 대한 확인이 불가하고 더욱이 가장 빈번하게 발생하는 문제가 필라멘트가 스풀에서 이탈하게 되는 것이다.

이러한 필라멘트의 이탈로 인해서 작업이 중단되거나 심지어나는 3D 프린터의 고장으로까지 문제가 커지게 되므로 이러한 문제를 사전에 차단하는 것이 바람직하다.

선행문헌 1은 회전가능한 스풀 리볼버에 돌출하는 방식으로 고정된 구동 스풀스핀들에 형성되는 스풀에 이동하는 필라멘트를 스풀링하기 위한 스풀링 장치가 개시되어 있다. 스풀은 압력롤러에 의한 지지력으로 접촉면에 가압되며, 스풀 스핀들은 스풀 리볼버에 배치된 움직일 수 있는 캐리어에 지지된 것으로서, 스풀링동안 회피운동의 결과로 스풀과 압력롤러 사이의 축간격이 변화되고, 회피운동은 고정된 스풀 리볼버에서 캐리어의 운동에 의해 또는 캐리어가 고정된 채로 스풀 리볼버가 회전함에 의해 몇 단계에 거쳐 달성되는 것이 가능하게 된다.

그러나 이와 같은 스풀링장치는 구조가 복잡해서 고장이 빈번하게 발생할 수 있고, 무엇보다도 장치가 고가이므로, 이를 위한 장치를 별도로 설치하는 것이 프린터의 제품단가를 높이게 된다.

본원 발명의 발명자는 이러한 점들을 감안하여 간단하면서 용이하게 스풀링되는 필라멘트의 언와인딩을 조절하여 안정적인 필라멘트의 공급을 유도하는 장치를 고안하게 되었다.

선행문헌 1 : 한국특허등록공보 제10-0282034호 (2000.11.23. 등록)

본원 발명은 3D프린터의 프린팅 도중에 감시자가 없더라도 스풀로부터 풀림되는 필라멘트를 안정적으로 풀림이 가능하도록 유도하는 필라멘트 이탈방지가이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명은 3D프린터에 설치되는 필라멘트 스풀의 다양한 직경에 대응하여 유연하게 대처하여 조절할 수 있는 필라멘트 이탈방지가이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본원 발명의 필라멘트 이탈방지가이드는,

3D프린터의 일측에 자유자재로 회전되도록 장착된 필라멘트스풀(10)에 설치되어 3D프린터(100)의 내부로 공급되는 필라멘트가 스풀(11)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지가이드에 있어서,

장방형 형상의 프레임을 이루도록 상호 마주보도록 구비되는 한 쌍의 ㄷ자형 프레임(21);

중앙부에는 지지축(14)이 관통하여 삽입되도록 지지공(221)이 구비되되, 상기 한 쌍의 ㄷ자형 프레임을 양측에서 연결하기 위한 한 쌍의 연결프레임(22);을 포함하여 장방형 가이드를 형성하되,

한 쌍의 상기 ㄷ자형 프레임은 양측면에 고정공(211)이 구비되고, 이와 결합되는 한 쌍의 상기 연결프레임에는 상기 지지공(221)의 양측으로 슬릿형태의 조절공(222)이 각각 형성되어,

상기 고정공(211)과 조절공(222)은 체결수단에 의해서 체결되되, 상기 체결수단은 상기 슬릿형태의 조절공(222)을 따라서 움직이면서 장착됨으로써 다양한 직경의 스풀에도 장착이 가능한 것이다.

한편, 본원 발명의 3D프린터,

필라멘트(12)가 감긴 스풀(11), 상기 스풀(11) 중심부에 구비된 스풀마운트(13), 상기 스풀마운트(13)의 양측에 구비된 지지축(14)을 포함하는 필라멘트스풀(10);

상기 필라멘트스풀(10)의 지지축(10)이 안착되도록 상방향으로 요홈을 구비하되 3D프린터의 일측에 고정되는 지지브라켓(110);를 포함하는 3D프린터(100)에 있어서,

상기 3D프린터 필라멘트 이탈방지가이드;를 포함하는 것이다.

본원 발명의 필라멘트 이탈방지가이드는 필라멘트가 스풀로부터 안정적으로 3D프린터에 공급되도록 하기 때문에 감시자가 없더라도 프린팅 작업도중에 문제가 발생하는 일이 없게 된다.

본원 발명의 필라멘트 이탈방지가이드는 필라멘트스풀의 직경 크기에 따라서 직경을 용이하게 변경할 수 있는 것이므로, 다양한 직경의 필라멘트스풀에 대응하여 장착하는 것이 가능하다.

도 1은 본원 발명이 적용되는 3D프린터 및 필라멘트스풀의 도면
도 2는 본원 발명에 따른 이탈방지 가이드의 작동개념도
도 3은 본원 발명에 따른 필라멘트 이탈방지 가이드의 일실시예 도면
도 4는 본원 발명에 따른 필라멘트 이탈방지 가이드의 다른 실시예 도면
도 5는 본원 발명에 따른 필라멘트스풀과 이탈방지 가이드의 분해사시도
도 6는 본원 발명에 따른 이탈방지가이드의 분해사시도

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한

실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서

사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본원 발명이 적용되는 필라멘트 스풀의 일반적인 설치구조를 도시한 것이다. 필라멘트스풀이 3D프린터에 장착되는 방식에는 다양한 방식이 있을 수 있으나, 대표적으로 3D프린터의 후측에 지지브라켓을 통해서 필라멘트스풀이 지지되는 것이다.

즉, 필라멘트(12)가 감긴 스풀(11)이 장착되어 필라멘트를 상부의 투입공(120)을 통해서 내부로 공급할 수 있도록 하는 3D프린터(100)에 있어서, 3D프린터의 일측에 필라멘트스풀(10)을 장착할 수 있도록 구비되는 지지브라켓(110); 상기 기지브라켓(110)에 지지되는 지지축(14); 상기 투입공(120)에 대해서 중심부가 관통하는 장방형의 프레임구조의 필라멘트 이탈방지 가이드가 구비된 것을 회동하는 스풀마운트(130)가 구비되고, 상기 스풀마운트(130)에 의해서 마운팅되는 필라멘트스풀(10);를 포함하는 3D프린터이다. 상기 지지축(14)을 통해서 본원 발명의 필라멘트 이탈방지가이드가 장착되어 사용될 수 있다.

상기와 같은 3D프린터는 상부에 투입공(120)이 구비되고, 필라멘트스풀(10)에서 풀려나오는 필라멘트(12)가 상기 투입공을 통해서 3D프린터 내부로 진입하게 된다.

그러나 도 2의 A1 도면과 같이 필라멘트가 스풀에서 풀어나오면서 스풀의 측면판(도면부호 없음)를 이탈하는 경우가 종종 발생하게 되므로, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본원 발명의 이탈방지가이드가 도 2의 A2와 같이 설치되는 것이다.

도 2의 A2에 도시된 필라멘트 이탈방지가이드는 필라멘트스풀의 중앙부에 구비되는 지지축을 관통하도록 스풀의 지름방향으로 설치된다. 필라멘트 이탈방지가이드(20)는 장방형(長方形)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 한 쌍의 ㄷ자형 프레임(21)가 스풀의 측면판 원주에 근접하게 구성되어 장방형을 이루게 된다. 필라멘트가 스풀 측면판의 원주와 이탈방지가이드 측면 사이의 공간을 통해서 이탈되지 않도록 해야 하며, 실질적으로 이들이 서로 접촉한다고 하더라도 스풀이 매우 빠른 속도로 회전하는 것이 아닌 이상 문제는 없다.

도 3은 본원 발명에 따른 필라멘트 이탈방지가이드의 가장 간단한 실시예를 도시한 것이다. 즉, 이탈방지가이드는 장방형 프레임으로 이루어지고, 지지축(14)이 관통하게 되는 중앙부에는 지지공(221)이 구비된다. 다만, 이때 설치되는 이탈방지가이드의 단부는 필라멘트스풀의 상부 즉, 필라멘트가 풀려지는 부위에 위치하도록 설치된다.

도 4는 본원 발명에 따른 필라멘트 이탈방지가이드의 다른 실시예를 도시한 것이다. 위 실시예에서는 한쌍의 ㄷ 자형 프레임(21)이 양측에서 연결프레임(22)에 의해서 결합되는 구조를 가지는 것이다. 이들의 결합수단은 가장 일반적으로 사용되는 볼트와 너트의 체결수단을 이용한다. 그 외에 다른 결합수단이 있을 수 있다. 볼트와 너트가 나사산에 의해서 체결되는 것이 아니라, 억지끼움방식으로 고정하는 것도 가능하다. 도 6에서 도시된 도면에서 보는 바와 같이, ㄷ자형 프레임(21)과 연결프레임(22)은 상호 결합시에 연결프레임(22)에 형성된 조절공(222)과 ㄷ자형 프레임(21)의 고정공(211)이 체결수단에 의해서 체결된다. 상기 조절공은 슬롯형태, 즉 장공의 형태인 것이 바람직하지만, 이 조절공은 길이방향으로 형성된 다수개의 통공인 것도 가능하다.

도 6에 도시된 필라멘트 이탈방지가이드는 도 3에서 보여주는 바와 같이, 이탈방지가이드의 길이가 조절될 수 있는 것이므로, 다양한 직경의 필라멘트스풀에 장착하는 것이 가능하게 된다.

도 5는 필라멘트스풀에 3D프린터에 장착됨에 있어서, 프린터의 후측에 지지브라켓(110)이 고정되고, 상기 지지브라켓(110)의 단부에 지지축(14)가 지지된다. 상기 지지축(14)는 스풀마운트(13)의 중심부를 관통하여 장착되는 스풀을 지지하게 된다. 이때 본원 발명의 이탈방지가이드는 상기 지지축(14)이 지지공(221)을 관통하여 고정되면서 이탈방지가이드가 스풀에 장착되도록 한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 3D프린터
110 : 지지브라켓
120 : 투입공
10 : 필라멘트스풀
11 : 스풀
12 : 필라멘트
13 : 스풀마운트
14: 지지축

20 : 이탈방지가이드
21 : ㄷ 자형 프레임
211 : 고정공
22 : 연결프레임
221 : 지지공
222 : 조절공
23 : 고정볼트
24 : 고정너트

Claims (4)

1. 삭제
2. 3D프린터의 일측에 자유자재로 회전되도록 장착된 필라멘트스풀(10)에 설치되어 3D프린터(100)의 내부로 공급되는 필라멘트가 스풀(11)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지가이드에 있어서,
   장방형 형상의 프레임을 이루도록 상호 마주보도록 구비되는 한 쌍의 ㄷ자형 프레임(21);과
   중앙부에는 스풀마운트(13)의 양측에 결합된 지지축(14)이 관통하여 삽입되도록 지지공(221)이 구비되되, 상기 한 쌍의 ㄷ자형 프레임(21)을 양측에서 연결하기 위한 한 쌍의 연결프레임(22);의 결합에 의하여 장방형의 이탈방지가이드(20)를 형성하되,
   
   한 쌍의 상기 ㄷ자형 프레임(21)은 양측면에 고정공(211)이 구비되고, 이와 결합되는 한 쌍의 상기 연결프레임에는 상기 지지공(221)의 양측으로 슬릿형태의 조절공(222)이 각각 형성되며,
   상기 고정공(211)과 조절공(222)은 체결수단에 의해서 체결되되, 상기 체결수단은 상기 슬릿형태의 조절공(222)을 따라서 움직이면서 장착됨으로써 다양한 직경의 스풀에도 장착이 가능한 것을 특징으로 하는 필라멘트 이탈방지가이드.
   
3. 삭제
4. 필라멘트(12)가 감긴 스풀(11), 상기 스풀(11) 중심부에 구비된 스풀마운트(13), 상기 스풀마운트(13)의 양측에 구비된 지지축(14)을 포함하는 필라멘트스풀(10);
   3D프린터의 일측에 고정되되 상기 필라멘트스풀(10)의 지지축(10)이 안착되도록 상방향으로 요홈을 구비하는 지지브라켓(110);를 포함하는 3D프린터(100)에 있어서,
   
   상기 제2항의 3D프린터 필라멘트 이탈방지가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D프린터.

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