KR102293846B1 - 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3d 프린터 - Google Patents

회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3d 프린터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다종 소재를 이용하여 신속하게 3D 입체 조형물을 형성하기 위한 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 외형을 형성하는 본체모듈; 상기 본체모듈에 결합되며, 하부에 레진경화물이 적층될 수 있도록 마련된 출력모듈; 상기 출력모듈의 하부에 마련되며, 상기 출력모듈을 향해 패터닝된 광을 조사하도록 마련된 광원모듈; 상기 광원모듈의 상부에 위치하도록 마련되며, 내부에 상기 광원모듈에 의해 조사된 패터닝된 광에 의해 경화되도록 마련된 레진을 수용하도록 마련된 복수의 수조모듈; 및 상기 본체모듈에 마련되며, 상부에 복수의 상기 수조모듈이 결합되도록 마련된 회전모듈을 포함하며, 상기 회전모듈은 일방향 및 타방향으로 회전 가능하게 마련되며, 상기 출력모듈에 적층할 레진이 수용된 상기 수조모듈을 상기 출력모듈과 상기 광원모듈 사이에 위치시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터를 제공한다.

Description

회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터{3D PRINTER FOR MULTI-MATERIAL PRINTING WITH ROTATION MODULE}
본 발명은 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다종 소재를 이용하여 신속하게 3D 입체 조형물을 형성하기 위한 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터에 관한 것이다.
일반적으로 3D 프린터는 컴퓨터 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 실물의 입체 모양, 즉, 조형물을 그대로 찍어내는 장치를 의미하는 것으로서, 사용되는 원료의 종류에 따라 고체 필라멘트를 원료로 사용하는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식, 액체 원료를 사용하는 DLP(Digital Light Processing)방식, 파우더 형태의 원료를 사용하는 SLS(Selective Laser Sintering)방식 등으로 분류된다.
DLP 방식 3D 프린터의 경우, 미세 형상을 구현하는데 용이하여 최근에 널리 사용되고 있는데, 이러한 DLP방식 3D 프린터에 사용되는 액체의 원료는 자외선에 의해 경화되는 물질인 UV(Ultraviolet Ray) 광경화성 레진이 원료로 이용되고 있다.
또한, DLP 방식 3D 프린터는 기구적 구조에 따라 아래에서 윗쪽으로 출력물을 완성하는 상향식 방식과 위쪽에서 아래쪽으로 출력물을 완성하는 하향식 방식으로 구분된다.
이와 같은 DLP 방식 3D프린터는 단일의 레진 탱크를 가지며, 해당 레진 탱크 내에 수용된 레진만을 이용하여 성형함에 따라 복수의 상이한 레진을 이용한 다양한 3D 형상을 구현할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 광경화성 레진이 담긴 레진 탱크에 UV를 조사하여 레진경화물을 형성할 경우, UV가 산란되면서 레진 탱크 내의 광경화성 레진의 물성이 변하여 최종 출력물의 품질이 고르지 못하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 광경화성 레진의 광 노출에 따른 최종 출력물의 품질 저하가 없고, 신속하게 다양한 종류의 광경화성 레진을 이용하여 레진경화물을 형성할 수 있는 3D 프린터가 필요하다.
한국등록특허 제10-1593488호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다종 소재를 이용하여 신속하게 3D 입체 조형물을 형성하기 위한 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 외형을 형성하는 본체모듈; 상기 본체모듈에 결합되며, 하부에 레진경화물이 적층될 수 있도록 마련된 출력모듈; 상기 출력모듈의 하부에 마련되며, 상기 출력모듈을 향해 패터닝된 광을 조사하도록 마련된 광원모듈; 상기 광원모듈의 상부에 위치하도록 마련되며, 내부에 상기 광원모듈에 의해 조사된 패터닝된 광에 의해 경화되도록 마련된 레진을 수용하도록 마련된 복수의 수조모듈; 및 상기 본체모듈에 마련되며, 상부에 복수의 상기 수조모듈이 결합되도록 마련된 회전모듈을 포함하며, 상기 회전모듈은 일방향 및 타방향으로 회전 가능하게 마련되며, 상기 출력모듈에 적층할 레진이 수용된 상기 수조모듈을 상기 출력모듈과 상기 광원모듈 사이에 위치시키도록 제어되는 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본체모듈은, 내부에 상기 광원모듈이 마련되는 제1 몸체부; 상기 제1 몸체부의 상부 일측에 마련되며, 상기 출력모듈이 결합되는 제2 몸체부; 및 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부에 마련된 항온항습부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 출력모듈은, 하부에 상기 레진이 경화되어 형성된 레진경화물이 적층되도록 마련된 출력부; 상기 출력부의 상부에 결합되도록 마련된 출력결합부; 및 상기 출력결합부의 일측에 결합되는 출력기둥부를 포함하며, 상기 출력결합부는 상기 출력기둥부의 길이 방향을 따라 슬라이딩되도록 마련되어 상기 출력부의 높이를 제어하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수조모듈은, 내측에 상기 레진이 수용되도록 마련된 수조부; 및 상기 수조부의 바닥면을 형성하는 바닥부를 포함하며, 상기 바닥부는 상기 광원모듈에 의해 조사되는 광이 투과되면서 이형력 감소 처리가 이루어진 필름층 또는 코팅층으로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전모듈은, 상부에 상기 수조모듈이 결합되도록 마련된 테이블부; 및 상기 테이블부의 하부에 결합되며, 상기 테이블부를 회전시킬 수 있도록 마련된 회전부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전부는, 상기 테이블부의 하부에 결합되며, 하부에 풀리(Pulley)가 형성된 샤프트부; 상기 샤프트부에 형성된 풀리와 벨트 연결된 풀리부; 및 상기 풀리부를 일방향 및 타방향으로 회전시킬 수 있도록 마련된 회전모터부를 포함하며, 상기 테이블부는, 상기 회전모터부에 의해 상기 풀리부가 회전할 때 벨트에 의해 연결된 상기 샤프트부가 회전됨에 따라 회전이 이루어지도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수조모듈의 하부에 마련되며, 상기 출력모듈과 상기 광원모듈 사이에 위치한 상기 수조모듈의 바닥면을 형성하는 바닥부의 하부를 지지하도록 마련된 서포트모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서포트모듈은, 상기 바닥부의 하부를 지지하도록 마련된 유리부; 상기 유리부의 하부에 결합되는 유리지지부; 상기 유리지지부의 하부에 결합되는 프레임부; 상기 프레임부의 하부에 결합되는 프레임지지부; 상기 프레임지지부의 일측에 결합되며, 직선모션부; 및 상기 직선모션부의 하부에 마련되며, 상기 프레임지지부가 상기 직선모션부의 길이 방향을 따라 슬라이딩 될 수 있도록 동력을 제공하는 서포트모터부를 포함하며, 상기 유리부는, 상기프레임지지부가 상기 직선모션부의 기둥 방향을 따라 슬라이딩됨에 따라 높이가 조절되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전모듈의 상부에 결합되며, 상기 출력모듈에 적층된 상기 레진경화물을 세정하도록 마련된 세정모듈을 더 포함하며, 상기 세정모듈은, 상기 출력모듈에 적층될 광경화성 레진의 종류가 변경될 때, 기 적층된 레진경화물을 세정하여 서로 다른 광경화성 레진이 혼합되는 것을 방지하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 세정모듈은, 상기 회전모듈의 상부에 결합되며, 상기 출력모듈에 적층된 상기 레진경화물을 세척하도록 마련된 세척부; 및 상기 세척부의 일측에 위치하며, 상기 세척부에서 세척된 상기 레진경화물을 건조시키도록 마련된 건조부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본체모듈에 결합되는 커버모듈을 더 포함하며, 상기 커버모듈은, 상기 커버모듈은 상기 본체모듈의 양측면에 형성되는 힌지부; 상기 힌지부에 결합되어 전방 및 후방으로 회동 가능하게 마련되는 커버부를 포함하며, 상기 커버부는 전방으로 회동시 상기 본체모듈의 상부 공간을 밀폐시키도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 출력부의 적층면 중심 및 광원모듈의 광축 중심이 동일 축 상에 위치한 상태에서 상기 회전모듈이 회전되기 때문에 다른 수조모듈에 광을 조사하여 레진경화물을 적층시에도 오차가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명은 수조모듈이 탈부착이 가능하게 마련되어 교체가 편리하다.또한, 본 발명은 회전모듈이 서로 다른 광경화성 레진을 갖는 수조모듈이 출력부의 하부에 위치하도록 회전 가능시키기 때문에, 신속하게 서로 다른 종류의 광경화성 레진으로 이루어진 레진경화물을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 세정모듈이 회전모듈상에 마련되어, 출력부가 다른 광경화성 레진을 적층하기 전에, 기적층된 레진경화물을 신속하게 세척 및 건조함으로써, 서로 다른 광경화성 레진이 혼합되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 항온항습부를 포함하여 출력부 및 수조모듈에 대한 항온 항습기능을 수행하도록 함으로써, 적절한 출력 환경을 유지 및 제어할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터를 우측에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터를 정면 좌측에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 본체모듈의 일측을 개방한 상태의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 출력모듈 및 서포트모듈의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 서포트모듈 및 회전모듈의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 수조모듈 및 유리부를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 커버모듈을 나타낸 정면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 커버모듈을 나타낸 상부 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터를 우측에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터를 정면 좌측에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 본체모듈의 일측을 개방한 상태의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 출력모듈 및 서포트모듈의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 서포트모듈 및 회전모듈의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 수조모듈 및 유리부를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 커버모듈을 나타낸 정면 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터의 커버모듈을 나타낸 상부 사시도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터(100)는 본체모듈(110), 출력모듈(120), 광원모듈(130), 수조모듈(140), 회전모듈(150), 서포트모듈(160), 세정모듈(170), 커버모듈(180) 및 제어모듈(190)을 포함한다.
상기 본체모듈(110)은 본 발명의 외형을 형성하도록 마련되며, 제1 몸체부(111), 제2 몸체부(112) 및 항온항습부(113)를 포함한다.
상기 제1 몸체부(111)는 내부에 공간이 형성된 박스 형태로 마련되며, 내부에 상기 광원모듈(130) 등의 구성이 마련될 수 있다.
상기 제2 몸체부(112)는 상기 제1 몸체부(111)의 상부 일측에 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 몸체부(112)는 상기 제1 몸체부(111)의 상부 일측에서 상부를 향해 연장 형성되어 마련될 수 있다.
그리고, 상기 제2 몸체부(112)의 전면에는 상기 출력모듈(120)이 결합되도록 마련될 수 있다.
상기 항온항습부(113)는 상기 제1 몸체부(111) 및 상기 제2 몸체부(112)에 마련되며, 온도 및 습도 제어가 가능한 모듈 형태로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 항온항습부(113)는 항온 항습의 효율성을 향상시키기 위해 복수의 팬(fan)을 포함할 수 있다.
이처럼 마련된 상기 항온항습부(113)는 상기 제1 몸체부(111) 및 상기 제2 몸체부(112) 내부 및 출력부(120) 및 수조모듈(140)에 대한 항온 항습 기능을 효율적으로 수행하도록 마련될 수 있다.
상기 출력모듈(120)은 상기 본체모듈(110)에 결합되며, 하부에 레진경화물이 적층될 수 있도록 마련될 수 있다.
상기 출력모듈(120)은 출력부(121), 출력결합부(122) 및 출력기둥부(123)를 포함한다.
상기 출력부(121)는 하부에 상기 레진이 경화되어 형성된 레진경화물이 적층되도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 출력부(121)는 하면이 평평한 형태로 마련되며, 하면부터 시작하여 하부를 향해 순차적으로 레진이 경화되어 적층되도록 마련됨으로 레진경화물이 형성되도록 마련될 수 있다.
상기 출력결합부(122)는 상기 출력부(121)의 상부에 결합되도록 마련될 수 있다.
상기 출력기둥부(123)는 상기 출력결합부(122)의 일측에 결합될 수 있다.
상기 출력결합부(122)는 상기 출력기둥부(123)의 길이 방향을 따라 슬라이딩되도록 마련되어 상기 출력부(121)의 높이를 제어하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 출력결합부(122)는 상기 출력부(121)의 적층면이 상기 수조모듈(140)에 수용된 레진과 접하도록 상기 출력부(121)의 높이를 낮추거나, 적층이 끝났을 때 상기 출력부(121)의 높이를 올리도록 마련될 수 있다.
상기 광원모듈(130)은 상기 출력모듈(120)의 하부에 마련되며, 상기 출력모듈(120)을 향해 패터닝된 광을 조사하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 광원모듈(130)은 레진경화물의 각 층에 형성할 패턴으로 광을 조사할 수 있으며, 상기 출력부(121)가 하강하여 상기 광경화성 레진에 접한 상태에서 광을 조사하도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 광원모듈(130)은 상기 출력부(121)와, 적층하려는 레진 소재가 수용된 상기 수조모듈(140)이 동일 중심축을 갖도록 위치되었을 때, 광을 조사하도록 마련될 수 잇다.
그리고, 상기 출력부(121)와 상기 광원모듈(130)은 상기 출력부(121)의 적층면 중심 및 광원모듈(130)의 광축 중심이 동일 축 상에 위치한 상태로 일체화되도록 마련될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 광원모듈(130)은 상기 회전모듈(150)에 의해 상기 수조모듈(140)의 위치가 변화될 때, 서로 다른 광경화성 레진에 광(L)을 조사하여 상기 레진경화물(B)을 형성시 위치 차이에 따른 오차가 발생하지 않도록 할 수 있다.
상기 광원모듈(130)은 UV광학계를 이용한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수조모듈(140)은 상기 광원모듈(130)의 상부에 위치하도록 마련되며, 내부에 상기 광원모듈(130)에 의해 조사된 패터닝된 광에 의해 경화되도록 마련된 레진을 수용하도록 마련될 수 있다.
상기 수조모듈(140)은 일실시예에 마련된 제1 수조모듈(141), 제2 수조모듈(142) 및 제3 수조모듈(143)과 같이 복수개로 마련될 수 있으며, 상기 회전모듈(150)에 탈착 가능하게 마련될 수 있다.
단, 상기 수조모듈(140)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 수조모듈(141)은 수조부(141a) 및 바닥부(141b)를 포함할 수 있다.
상기 수조부(141a)는 내측에 상기 레진이 수용될 수 있는 형태로 마련되며, 상부가 개방된 형태로 마련될 수 있다.
상기 바닥부(141b)는 상기 수조부(141a)의 바닥면을 형성하도록 마련되며, 광투과성 필름으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 바닥부는 상기 광원모듈에 의해 조사되는 광이 투과될 수 있는 소재로 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 바닥부(141b)는 상기 광원모듈(130)에 의해 조사되는 광이 기설정된 수치 이상으로 투과될 수 있도록 마련될 수 있다. 또한, 상기 바닥부(141b)는 이형력 감소 처리가 이루어진 필름층으로 이루어지거나 수조부 바닥면에 이형력을 감소시키는 소재를 코팅하여 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 바닥부(141b)는 PDMS(Polydimethylsiloxane)와 같은 산소 및 광 투과가 가능한 소재로 코팅된 카트리지가 사용될 수 있다
상기 바닥부(141b)의 상부에 위치한 레진은 상기 광원모듈(130)에 의해 경화되면서 상기 출력부(121)에 적층될 수 있다.
상기 제2 수조모듈(142) 및 상기 제3 수조모듈(143)도 상기 제1 수조모듈(141)의 구성과 동일하게 마련될 수 있으며, 각각 서로 다른 소재의 레진을 수용하도록 마련될 수 있다.
상기 회전모듈(150)은 상기 본체모듈(110)에 마련되며, 상부에 복수의 상기 수조모듈(140)이 결합되도록 마련될 수 있다.
상기 회전모듈(150)은 일방향 및 타방향으로 회전 가능하게 마련되며, 상기 출력모듈(120)에 적층할 레진이 수용된 상기 수조모듈(140)을 상기 출력모듈(120)과 상기 광원모듈(130)과 동일 중심축을 갖게 사이에 위치시키도록 제어될 수 있다.
여기서, 상기 회전모듈(150)은 계속 한 방향으로만 움직이는 것이 아니라, 1바퀴 시계방향으로 돌면 1바퀴 반시계방향으로 움직여 내부 회로 및 선이 꼬이지 않게 제어되도록 마련됨이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 회전모듈(150)은 테이블부(151)와 회전부로 이루어질 수 있다.
상기 회전부는 테이블부의 하부에 결합되며, 상기 테이블부를 회전시킬 수 있도록 마련될 수 있다.
본 발명의 일실예에서, 상기 회전부는 샤프트부(152), 풀리부(153) 및 회전모터부(154)를 포함한다.
상기 테이블부(151)는 상부에 상기 수조모듈(140), 및 세정모듈(170)이 결합되도록 마련될 수 있으며, 일방향 및 타방향으로 회전 가능하게 미련될 수 있다.
상기 샤프트부(152)는 상기 테이블부(151)의 하부에 결합되며, 하부에 풀리(Pulley)가 형성될 수 있다.
상기 풀리부(153)는 상기 샤프트부(152)에 형성된 풀리와 벨트 연결될 수 있다.
즉, 상기 풀리부(153)는 1차측 풀리를 이루고, 상기 샤프트부(152)의 하부에 형성된 풀리는 2차측 풀리를 이룬다. 이에 따라, 상기 풀리부(153)가 회전됨에 따라 벨트 연결된 상기 샤프트부(152)의 풀리가 회전되며, 상기 샤프트부(152)가 회전됨에 따라 상기 테이블부(151)가 회전될 수 있다.
상기 회전모터부(154)는 상기 풀리부(153)를 일방향 및 타방향으로 회전시킬 수 있도록 동력을 제공하게 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 회전모듈(150)은 선 꼬임 우려 없이 상기 테이블부(151)를 회전시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 회전모듈(150)의 회전부를 샤프트 및 풀리 형태로만 도시 및 설명하였으나, 상기 회전모듈(150)의 회전부는 이러한 형태로만 국한되지 않는다.
즉, 상기 회전부는 기어도 사용가능하며, 중앙에 구멍이 뚫려있는 중공로터리 형식 혹은 회로 및 선이 걸리지 않도록 마련된 샤프트 축도 사용이 가능하다.
상기 서포트모듈(160)은 상기 수조모듈(140)의 하부에 마련되며, 상기 출력모듈(120)과 상기 광원모듈(130) 사이에 위치한 상기 수조모듈(140)의 바닥면을 형성하는 상기 바닥부(141b)의 하부를 지지하도록 마련될 수 있다.
상기 서포트모듈(160)은 유리부(161), 유리지지부(162), 프레임부(163), 프레임지지부(164), 직선모션부(165) 및 서포트모터부(166)를 포함한다.
상기 유리부(161)는 상기 바닥부(141b)의 하부를 지지하도록 마련될 수 있으며, 광이 투과할 수 있도록 투명하게 마련될 수 있다.
상기 유리지지부(162)는 상기 유리부(161)의 하부에 결합될 수 있다. 이때, 상기 유리지지부(162)는 상기 유리부(161)의 테두리부분을 지지하도록 마련되며, 상기 유리지지부(162)의 내측은 상기 광원모듈(130)에 의해 조사된 광이 투과할 수 이도록 형성될 수 있다.
상기 프레임부(163)는 상기 유리지지부(162)의 하부에 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 프레임부(163)는 상기 유리지지부(162)의 네 모서리 부분에서 하부를 향해 연장되어 마련될 수 있다.
상기 프레임지지부(164)는 상기 프레임부(163)의 하부에 결합되어 상기 프레임부(163)를 지지하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 프레임지지부(164)는 내측에 상기 광원모듈(130)이 위치할 수 있도록 내측 및 상부와 하부가 개방된 형태로 마련될 수 있다.
상기 직선모션부(165)는 상기 프레임지지부(164)의 일측에 결합되도록 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 상기 직선모션부(165)는 모터 액추에이터, 공압실린더 등의 다양한 직션 모션을 만드는 구동 부품을 모두 포함한다.
그리고. 상기 프레임지지부(164)는 상기 직선모션부(165)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 될 수 있도록 마련될 수 있다.
상기 서포트모터부(166)는 상기 직선모션부(165)의 하부에 마련되며, 상기 프레임지지부(164)가 상기 직선모션부(165)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 될 수 있도록 동력을 제공할 수 있다.
상기 유리부(161)는, 상기 프레임지지부(164)가 상기 직선모션부(165)의 기둥 방향을 따라 슬라이딩됨에 따라 높이가 조절되도록 마련될 수 있다.
상기 유리부(161)는 상기 출력부(121)가 상기 수조모듈(140)에 수용된 레진 및 바닥부(141b)에 접할 때, 상승하여 상기 바닥부(141b)의 하부를 지지함으로써, 상기 바닥부(141b)의 텐션을 유지시키도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 서포트모듈(160)은 상기 3D 프린팅의 정확도를 향상시킬 수 있다.
상기 세정모듈(170)은 상기 회전모듈(150)의 상부에 결합되며, 상기 출력모듈(120)에 적층된 상기 레진경화물을 세정하도록 마련될 수 있다.
상기 세정모듈(170)은 세척부(171) 및 건조부(172)를 포함할 수 있다.
상기 세척부(171)는 상기 회전모듈(150)의 상부에 결합되며, 상기 출력모듈(120)에 적층된 상기 레진경화물을 세척하도록 마련될 수 있다.
상기 세척부(171)는 소니케이터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 건조부(172)는 상기 세척부(171)의 일측에 위치하며, 상기 세척부(171)에서 세척된 상기 레진경화물을 건조시키도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된, 상기 세정모듈(170)은, 상기 출력모듈(120)에 적층될 광경화성 레진의 종류가 변경될 때, 기 적층된 레진경화물을 세정하여 서로 다른 광경화성 레진이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버모듈(180)은 상기 본체모듈(110)에 결합되며, 힌지부(181) 및 커버부(182)를 포함한다.
상기 힌지부(181)는 상기 본체모듈(110)의 양측면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 힌지부(181)는 상기 제2 몸체부(112)의 양측면에 한 쌍으로 형성되며 일방향 및 타방향으로 회전되도록 마련될 수 있다.
상기 커버부(182)는 상기 힌지부(181)에 결합되어 전방 및 후방으로 회동 가능하게 마련되며, 상기 커버부(182)는 전방으로 회동시 상기 본체모듈(110)의 상부 공간을 밀폐시키도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 커버부(182)는 전방으로 회동시 상기 제1몸체부(111)의 상부 및 상기 제2 몸체부(112)의 전방을 밀폐시킴으로써, 상기 출력모듈(120), 상기 수조모듈(140) 등의 구성을 보호하도록 마련될 수 있으며, 상기 항온항습부(113)에 의한 항온 항습이 이루어지도록 도울 수 있다.
상기 제어모듈(190)은 상기 본체모듈(110)에 마련되며, 설정된 값에 따라 상기 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터(100)의 모든 구성요소를 자동 제어하도록 마련될 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된 본 발명은 상기 회전모듈(150)에 의해 수조모듈(140), 세정부(170)가 신속하게 프린팅하기 위한 위치로 정렬될 수 있기 때문에, 다양한 소재의 레진을 신속하게 적층하여 레진경화물을 형성하도록 제어할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터
110: 본체모듈
111: 제1 몸체부
112: 제2 몸체부
113: 항온항습부
120: 출력모듈
121: 출력부
122: 출력결합부
123: 출력기둥부
130: 광원모듈
140: 수조모듈
141: 제1 수조모듈
141a: 수조부
141b: 바닥부
142: 제2 수조모듈
143: 제3 수조모듈
150: 회전모듈
151: 테이블부
152: 샤프트부
153: 풀리부
154: 회전모터부
160: 서포트모듈
161: 유리부
162: 유리지지부
163: 프레임부
164: 프레임지지부
165: 직선모션부
166: 서포트모터부
170: 세정모듈
171: 세척부
172: 건조부
180: 커버모듈
181: 힌지부
182: 커버부
190: 제어모듈

Claims (11)

  1. 외형을 형성하는 본체모듈;
    상기 본체모듈에 결합되며, 하부에 레진경화물이 적층될 수 있도록 마련된 출력모듈;
    상기 출력모듈의 하부에 마련되며, 상기 출력모듈을 향해 패터닝된 광을 조사하도록 마련된 광원모듈;
    상기 광원모듈의 상부에 위치하도록 마련되며, 내부에 상기 광원모듈에 의해 조사된 패터닝된 광에 의해 경화되도록 마련된 레진을 수용하도록 마련되고, 바닥면을 형성하는 바닥부가 상기 광원모듈에 의해 조사되는 광이 투과될 수 있고 이형력 감소 처리가 이루어진 필름층 또는 코팅층으로 형성된 복수의 수조모듈;
    상기 본체모듈에 마련되며, 상부에 복수의 상기 수조모듈이 결합되도록 마련된 회전모듈;
    상기 수조모듈의 하부에 마련되며, 상기 출력모듈과 상기 광원모듈 사이에 위치한 상기 바닥부의 하부를 지지하도록 마련된 서포트모듈을 포함하며,
    상기 회전모듈은 일방향 및 타방향으로 회전 가능하게 마련되며, 상기 출력모듈에 적층할 레진이 수용된 상기 수조모듈을 상기 출력모듈과 상기 광원모듈 사이에 위치시키도록 제어되고,
    상기 서포트모듈은,
    상기 바닥부의 하부를 지지하도록 마련되며 광이 투과할 수 있는 소재로 마련된 유리부; 및
    상기 유리부의 하부에 결합되며 상기 유리부의 테두리 부분을 지지하도록 마련되어 내측에 광이 투과할 수 있도록 마련된 유리지지부를 포함하며,
    상기 유리부는 상기 출력모듈이 상기 수조모듈에 수용된 레진 또는 상기 바닥부에 접할 때, 상기 상기 바닥부의 하부를 지지하도록 상승되어 상기 바닥부의 텐션을 유지키시도록 마련된 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체모듈은,
    내부에 상기 광원모듈이 마련되는 제1 몸체부;
    상기 제1 몸체부의 상부 일측에 마련되며, 상기 출력모듈이 결합되는 제2 몸체부; 및
    상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부에 마련되는 항온항습부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력모듈은,
    하부에 상기 레진이 경화되어 형성된 레진경화물이 적층되도록 마련된 출력부;
    상기 출력부의 상부에 결합되도록 마련된 출력결합부; 및
    상기 출력결합부의 일측에 결합되는 출력기둥부를 포함하며,
    상기 출력결합부는 상기 출력기둥부의 길이 방향을 따라 슬라이딩되도록 마련되어 상기 출력부의 높이를 제어하도록 마련된 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수조모듈은,
    내측에 상기 레진이 수용되도록 마련된 수조부; 및
    상기 수조부의 바닥면을 형성하는 상기 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전모듈은,
    상부에 상기 수조모듈이 결합되도록 마련된 테이블부; 및
    상기 테이블부의 하부에 결합되며, 상기 테이블부를 회전시킬 수 있도록 마련된 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 테이블부의 하부에 결합되며, 하부에 풀리(Pulley)가 형성된 샤프트부;
    상기 샤프트부에 형성된 풀리와 벨트 연결된 풀리부; 및
    상기 풀리부를 일방향 및 타방향으로 회전시킬 수 있도록 마련된 회전모터부를 포함하며,
    상기 테이블부는, 상기 회전모터부에 의해 상기 풀리부가 회전할 때 벨트에 의해 연결된 상기 샤프트부가 회전됨에 따라 회전이 이루어지도록 마련된 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 서포트모듈은,
    상기 유리지지부의 하부에 결합되는 프레임부;
    상기 프레임부의 하부에 결합되는 프레임지지부;
    상기 프레임지지부의 일측에 결합되며, 직선모션부; 및
    상기 직선모션부의 하부에 마련되며, 상기 프레임지지부가 상기 직선모션부의 길이 방향을 따라 슬라이딩 될 수 있도록 동력을 제공하는 서포트모터부를 더 포함하며,
    상기 유리부는, 상기프레임지지부가 상기 직선모션부의 기둥 방향을 따라 슬라이딩됨에 따라 높이가 조절되도록 마련된 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전모듈의 상부에 결합되며, 상기 출력모듈에 적층된 상기 레진경화물을 세정하도록 마련된 세정모듈을 더 포함하며,
    상기 세정모듈은, 상기 출력모듈에 적층될 광경화성 레진의 종류가 변경될 때, 기 적층된 레진경화물을 세정하여 서로 다른 광경화성 레진이 혼합되는 것을 방지하도록 마련된 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 세정모듈은,
    상기 회전모듈의 상부에 결합되며, 상기 출력모듈에 적층된 상기 레진경화물을 세척하도록 마련된 세척부; 및
    상기 세척부의 일측에 위치하며, 상기 세척부에서 세척된 상기 레진경화물을 건조시키도록 마련된 건조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체모듈에 결합되는 커버모듈을 더 포함하며,
    상기 커버모듈은,
    상기 커버모듈은 상기 본체모듈의 양측면에 형성되는 힌지부;
    상기 힌지부에 결합되어 전방 및 후방으로 회동 가능하게 마련되는 커버부를 포함하며,
    상기 커버부는 전방으로 회동시 상기 본체모듈의 상부 공간을 밀폐시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 회전모듈이 구비된 다종소재 출력용 3D 프린터.
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JP7188834B1 (ja) * 2022-10-25 2022-12-13 株式会社スリーエス 光造形装置

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