KR102391630B1

KR102391630B1 - ３ｄ 프린터용 조형 유닛 조립체

Info

Publication number: KR102391630B1
Application number: KR1020210074896A
Authority: KR
Inventors: 김현수
Original assignee: 주식회사신도리코
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-04-29

Abstract

본 발명은 수직방향으로 탄성 지지되는 복수의 스프링, 및 수직방향으로 설치된 승강 기구를 구비한 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 설치되어 상기 스프링에 의해 탄성 지지되는 리프트 플레이트, 및 상기 리프트 플레이트 상에 안착되고 상기 승강 기구에 의해 리프트 플레이트로부터 승강되는 상부 플레이트를 구비한 리프트 유닛; 및 상기 상부 플레이트와 착탈 가능한 조형 플랫폼을 바닥에 구비하고, 소정의 조형 공간이 형성되며, 상기 리프트 유닛의 상부 플레이트에 착탈 가능하게 결합되는 조형 실린더를 포함하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체에 관한 것으로서, 추가의 전자 부품을 사용하지 않고도 조형 실린더를 지지 및 승강시키면서 조형 실린더의 조형 플랫폼을 구동할 수 있다.

Description

３Ｄ 프린터용 조형 유닛 조립체{Build unit assembly for 3D printer}

본 발명은 3D 프린터의 조형 실린더를 지지 및 승강시키고, 이 조형 실린더와 조형 플랫폼을 탈부착할 수 있는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체에 관한 것이다.

3D 프린터는 재료의 연속적인 레이어를 2차원 프린터와 같이 출력하여 이를 적층함으로써 대상물을 만드는 제조 장치로서, 디지털화된 도면 정보를 바탕으로 빠르게 대상물을 제작할 수 있어서 프로토타입 샘플 제작 등에 주로 사용된다.

이러한 3D 프린터의 제품 성형 방식에는, 광경화 수지에 레이저를 주사하여 주사된 부분이 경화되도록 하는 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식, 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 소결시키는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식, 용융 수지를 압출하여 조형하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식, 고출력 레이저 빔으로 금속을 직접 성형하는 DMT(Laser-aid Direct Metal Tooling) 방식, 기계접합 조형 방식인 LOM(Laminated Object Manufacturing) 방식, 광경화성 수지가 저장된 수조의 하부로 광을 조사하여 경화시키는 DLP(Digital Light Processing) 방식 등이 있다.

이러한 3D 프린터의 출력물은 조형 실린더(build cylinder) 내에 설치된 평평한 출력 베드, 즉 조형 플랫폼 상에 적층되어 입체 형상을 유지하게 되고, 조형 플랫폼 상의 출력물, 즉 조형물은 어느 정도 경화된 후에 조형 플랫폼로부터 분리된다. 여기서, 조형 실린더는 수직 이송장치에 의해 수직방향으로 이동 가능하게 구성되는데, 조형 중에 이 조형 실린더는 장치 하부의 스프링과 장치 상단의 스토퍼에 의해 상승 위치에 고정되고, 조형이 끝나면 조형 실린더 내부의 조형물을 제거하기 위해 조형 실린더가 스프링을 압축한 상태로 하강 위치에 위치하여야 한다.

그런데, 종래의 3D 프린터는 조형 플랫폼 상의 조형물을 꺼내기 위해 조형 실린더를 하강시키고 조형 플랫폼을 꺼낼 때, 구동 모터 등을 포함하는 추가의 전자 부품을 이용하기 때문에, 제조 비용 및 유지 비용이 증가되는 문제가 있다.

선행기술문헌 1: 미국특허공보 제6,824,714호(2004.11.30.)

선행기술문헌 2: 한국공개특허공보 제10-2016-0127950호(2016.11.07.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 추가의 전자 부품을 사용하지 않고도 조형 실린더를 지지 및 승강시키면서 조형 실린더의 조형 플랫폼을 구동할 수 있는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 추가의 전자 부품을 사용하지 않고도 조형 플랫폼을 결합 및 결합 해제시킬 수 있는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는: 수직방향으로 탄성 지지되는 복수의 스프링, 및 수직방향으로 설치된 승강 기구를 구비한 베이스 유닛; 상기 베이스 유닛의 상부에 설치되어 상기 스프링에 의해 탄성 지지되는 리프트 플레이트, 및 상기 리프트 플레이트 상에 안착되고 상기 승강 기구에 의해 리프트 플레이트로부터 승강되는 상부 플레이트를 구비한 리프트 유닛; 및 상기 상부 플레이트와 착탈 가능한 조형 플랫폼을 바닥에 구비하고, 소정의 조형 공간이 형성되며, 상기 리프트 유닛의 상부 플레이트에 착탈 가능하게 결합되는 조형 실린더를 포함한다.

바람직하게는, 상기 승강 기구는: 상기 베이스 유닛의 하부에 설치된 구동 모터, 상기 베이스 유닛의 중심에 수직방향으로 연장되고 상기 구동 모터와 연결되어 상기 구동 모터에 의해 회전하는 볼 스크류, 및 상기 볼 스크류와 연결되고 상기 볼 스크류의 회전에 의해 수직방향으로 승강 가능하게 설치된 한 쌍의 리니어 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리프트 플레이트는 상기 상부 플레이트가 안착될 수 있는 안착 홈, 및 상기 안착 홈에 형성되어 상기 리니어 가이드가 관통하는 한 쌍의 관통 구멍을 구비하고, 상기 리프트 플레이트는 상기 스프링의 탄성력에 의해 지지되고, 상기 상부 플레이트는 상기 구동 모터에 의해 구동되는 상기 리니어 가이드에 의해 승강하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 리프트 유닛은: 상기 리프트 플레이트로부터 상기 베이스 유닛의 내부로 연장된 샤프트, 및 상기 샤프트의 단부에 구비되어 상기 스프링과 접촉하는 지지 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 조형 실린더는 상단에 적어도 하나 이상의 스토퍼를 구비하고, 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 조형 실린더가 상승한 상태에서 상기 스토퍼는 장치의 내부와 접촉하여 상기 조형 실린더를 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는 상기 조형 실린더의 조형 플랫폼이 상기 상부 플레이트에 결합되거나 결합 해제되도록 하는 로킹 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 로킹 기구는: 각각의 상기 리니어 가이드의 단부에 인접하게 상기 상부 플레이트 상에 형성된 설치 구멍, 및 상기 설치 구멍의 상부로 연장되고 상기 조형 플랫폼의 저면에 구비된 결합 부재와 결합되며 상기 상부 플레이트가 하강하여 상기 리프트 플레이트와 접촉할 때 수평방향으로 이동하면서 상기 조형 플랫폼의 결합 부재와 결합 해제되는 후크 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 로킹 기구는: 상기 상부 플레이트의 내부에 수평방향으로 설치된 가이드 샤프트, 및 상기 가이드 샤프트의 외주에 설치되어 수평방향으로 탄성력을 가하는 압축 스프링을 더 포함하고, 상기 후크 부재는 상기 압축 스프링의 탄성력에 의해 상기 가이드 샤프트 상에서 수평방향으로 가압되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 후크 부재는; 상기 설치 구멍의 상부로 연장되고 수평방향 외측으로 구부러져 상기 조형 플랫폼의 결합 부재와 결합되는 후크, 및 상기 설치 구멍의 하부로 노출된 단부에 설치된 베어링을 더 포함하고, 상기 로킹 기구는 상기 리프트 플레이트의 상면에 설치된 경사 블록을 더 포함하고, 상기 상부 플레이트가 하강하여 상기 리프트 플레이트와 접촉할 때, 상기 후크 부재의 베이링이 상기 경사 블록의 경사면에 접촉하면서 상기 후크 부재는 상기 리니어 가이드 측으로 이동하여 상기 조형 플랫폼의 결합 부재와 결합 해제되는 것을 특징으로 한다.

부가적으로, 상기 상부 플레이트의 설치 구멍에는 상기 후크 부재와 상기 조형 플랫폼의 결합 부재의 결합 상태를 검출하는 센서가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 스프링들이 리프트 플레이트와 조형 실린더를 지지하는 역할을 하고, 구동 모터와 리니어 가이드를 포함하는 승강 기구가 상부 플레이트 및 조형 플랫폼을 승강시키는 역할을 함으로써, 추가의 전자 구동 부품을 설치하지 않고도 조형 실린더를 지지 및 승강시키면서 조형 실린더의 조형 플랫폼을 구동시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는, 로킹 기구에 의해 상부 플레이트의 후크 부재와 조형 플랫폼의 결합 부재를 기구적으로 결합 또는 결합 해제됨으로써, 조형 플랫폼을 결합 및 결합 해제하기 위해 추가적인 전자 부품을 설치할 필요가 없다.

도 1은 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 리프트 유닛이 하강한 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 리프트 유닛이 상승한 상태를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 승강기구를 도시한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 베이스 유닛의 저면을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체를 도시한 측면도로서, 조형 실린더가 인출 가능한 상태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체를 도시한 측면도로서, 조형 실린더가 고정된 상태를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 로킹 기구를 도시한 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 로킹 기구를 도시한 측단면도,
도 10a 및 10b는 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 로킹 기구의 결합 상태를 도시한 측단면도,
도 11a 및 11b는 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 로킹 기구의 결합 해제 상태를 도시한 측단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는, 예를 들면 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 소결시키는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식의 3D 프린터의 조형 유닛을 본체에 결합 또는 결합 해제하기 위해 조형 유닛을 승강시킬 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는 베이스 유닛(100), 리프트 유닛(200), 및 조형 실린더(300)를 포함한다.

베이스 유닛(100)은 육면체 형상의 프레임 구조물로 구성되고, 수직방향으로 탄성 지지되는 복수의 스프링(110), 및 수직방향으로 설치되어 상기 리프트 유닛(200)을 승강시키는 승강 기구를 구비한다. 스프링(110)은 베이스 유닛(100)의 중간 프레임(120)과 상부 프레임(130) 사이에서 4군데의 모서리들에 각각 배치된다.

리프트 유닛(200)은 리프트 플레이트(210) 및 상부 플레이트(220)를 포함한다. 리프트 플레이트(210)는 베이스 유닛(100)의 상부에 설치되어 전술한 스프링들(110)에 의해 수직방향으로 탄성 지지된다. 상부 플레이트(220)는 리프트 플레이트(210) 상에 안착되고, 승강 기구에 의해 리프트 플레이트(210)로부터 승강 가능하게 구성된다. 여기서, 리프트 플레이트(210)는 조형 실린더(300)의 수평방향 면적보다 약간 더 큰 면적을 갖고, 상부 플레이트(220)는 조형 실린더(300) 수평방향 면적보다 더 작은 면적을 갖는다.

조형 실린더(300)는 내부에 소정의 조형 공간이 형성되고, 바닥에는 상부 플레이트(220)와 착탈 가능하고, 조형 실린더(300) 내부에서 승강 가능한 조형 플랫폼(310; 도 10a 및 11a 참조)을 구비한다. 이 조형 실린더(300)는 리프트 유닛(200)의 상부 플레이트(220)에 착탈 가능하게 결합된다.

이러한 구성에 의해, 리프트 유닛(200)의 상부에 결합된 조형 실린더(300)는 4개의 스프링(110)에 의해 탄성 지지되며, 리프트 유닛(200)에 의해 베이스 유닛(100)으로부터 승강이 가능하다.

바람직하게는, 승강 기구는 베이스 유닛(100)의 하부에 설치된 구동 모터(140), 구동 모터(140)와 연결된 볼 스크류(150), 및 이 볼 스크류(150)와 연결된 한 쌍의 리니어 가이드(160)를 포함한다. 여기서, 볼 스크류(150)는 베이스 유닛(100)의 저면 중심으로부터 수직방향으로 연장되고, 구동 모터(140)에 의해 회전하게 된다. 리니어 가이드(160)는 볼 스크류(150)의 좌우에 각각 배치되며, 수직방향으로 연장되어 볼 스크류(150)가 회전할 때 수직방향으로 승강 가능하게 구성된다.

구체적으로, 도 4와 5를 참조하면, 구동 모터(140)는 볼 스크류(150)의 구동 축(161)과 벨트 등의 동력 전달 수단(141)을 통해 연결되고, 볼 스크류(150)는 베이스 유닛(100)의 하부 중심에 배치되고, 한 쌍의 리니어 가이드(160)는 하부가 볼 스크류(150)의 너트 조립체(152)와 연결되어 볼 스크류(150)의 회전 시에 승강 가능하게 구성된다.

바람직하게는, 리프트 유닛(200)은 리프트 플레이트(210)로부터 베이스 유닛(100)의 내부를 향하여 수직 하방으로 연장된 4개의 샤프트(230), 및 이 샤프트(230)의 단부에 구비되어 스프링(110)과 접촉하는 원판 형상의 지지 플레이트(240)를 더 포함한다.

또한, 조형 실린더(300)는 상단에 적어도 하나 이상의 스토퍼(320)를 구비한다. 이 스토퍼(320)는 조형 실린더(300)의 상단의 4개의 변 각각에 구비되거나, 4개의 변 중에서 3개의 변에 각각 구비되어 평면에서 볼 때 정삼각형의 배치를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의해, 조형 실린더(300)가 리프트 유닛(200) 상에 설치되고 리프트 유닛(200)이 상승하면, 스프링(110)의 탄성력에 의해 조형 실린더(300)가 상승하여, 스토퍼들(320)이 장치의 내부와 접촉함으로써 조형 실린더(300)가 고정된 상태가 된다(도 7 참조). 반면, 리프트 유닛(200)이 하강한 상태가 되면, 스프링들(110)이 압축되고 조형 실린더(300)는 하강하여 조형 실린더(300)를 장치 외부로 인출 가능한 상태가 된다(도 6 참조).

한편, 리프트 플레이트(210)는 상부 플레이트(220)가 안착될 수 있는 안착 홈(211), 및 이 안착 홈(211)에 형성되어 리니어 가이드(160)가 관통하는 한 쌍의 관통 구멍(212)을 구비한다. 그리고, 리프트 플레이트(210)는 전술한 것처럼, 스프링(110)의 탄성력에 의해 지지되고, 리프트 플레이트(210)에 안착된 상부 플레이트(220)는 구동 모터(140)에 의해 승강하는 리니어 가이드(160)에 의해 승강 가능하게 구성된다.

도 1 내지 3, 그리고 도 6 내지 7을 참조하여 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체의 승강 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1과 6은 조형 유닛 조립체의 바닥 위치(Bottom Position)를 나타내고, 이 위치에서 리니어 가이드(160)는 하강된 상태이며, 이때 조형 실린더(300)를 베이스 유닛(100)에 장착할 수 있고, 장착된 조형 실린더(300)는 스프링들(110)에 의해 지지된다. 이어서, 도 2와 7은 조형 유닛 조립체의 중간 위치(Mid Position)를 나타내고, 이 위치에서 구동 모터(140)의 작동에 의해 리니어 가이드(160)가 상승하면서 리프트 플레이트(210) 및 상부 플레이트(220)가 상승하며, 조형 실린더(300)의 스토퍼들(320)이 장치 내부와 접촉하면 조형 실린더(300)가 고정된 상태가 된다. 도 3은 조형 유닛 조립체의 상부 위치(Top Position)를 나타내고, 이 위치에서, 즉 조형 실린더(300)가 장치 내부에 고정된 상태에서, 구동 모터(140)의 작동에 의해 리니어 가이드(160)가 상승하면서 상부 플레이트(220)만이 상승하여 조형 실린더(300) 내부의 상부 플레이트(220) 만이 상승하게 됨으로써 조형 플랫폼(310)이 최상부에 위치하게 된다. 이 위치에서, 3D 프린터의 조형 작업이 시작될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는, 스프링들(110)이 리프트 플레이트(210)와 조형 실린더(300)를 지지하는 역할을 하고, 구동 모터(140), 볼 스크류(150), 및 리니어 가이드(160)를 포함하는 승강 기구가 상부 플레이트(220) 및 조형 플랫폼(310)을 승강시키는 역할을 함으로써, 추가의 전자 구동 부품을 설치하지 않고도 조형 실린더(300)를 지지 및 승강시키면서 조형 실린더(300)의 조형 플랫폼(310)을 구동시킬 수 있다.

도 8 내지 11b를 참조하면, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는 조형 실린더(300)의 조형 플랫폼(310)이 상부 플레이트(220)에 결합되거나 결합 해제되도록 하는 로킹 기구를 더 포함한다.

구체적으로, 로킹 기구는 상부 플레이트(220) 상에 형성된 한 쌍의 설치 구멍(221), 및 이 설치 구멍(221)에 설치되어 조형 플랫폼(310)의 저면에 형성된 결합 부재(311)와 결합 또는 결합 해제되는 후크 부재(410)를 포함한다.

먼저, 설치 구멍(221)은 리니어 가이드(160)의 상단부에 인접하게 상부 플레이트(220) 상에 형성된다. 후크 부재(410)는 설치 구멍(221)의 상부로 연장되어 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)와 선택적으로 결합된다, 여기서, 후크 부재(410)는 상부 플레이트(220)가 하강하여 리프트 플레이트(210)의 안착 홈(211)과 접촉할 때 수평방향으로 이동하면서 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)와 결합 해제된다. 반대로, 후크 부재(410)는 상부 플레이트(220)가 상승하여 리프트 플레이트(210)와 이격될 때 원위치로 복귀하면서 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)와 결합된다.

바람직하게는, 로킹 기구는 상부 플레이트(220)의 내부에 수평방향으로 설치된 가이드 샤프트(420), 및 가이드 샤프트(420)의 외주에 설치되어 수평방향으로 탄성력을 가하는 압축 스프링(430)을 더 포함한다. 이러한 구성에 의해, 후크 부재(410)는 압축 스프링(430)의 탄성력에 의해 가이드 샤프트(420) 상에서 수평방향으로 가압되어 이동 가능하다.

여기서, 후크 부재(410)는 후크(411) 및 베어링(412)을 포함한다. 후크(411)는 상부 플레이트(220)의 설치 구멍(221)의 상부로 연장되어 노출되고, 노출된 부분이 외측으로 구부러져 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)와 결합될 수 있다. 베어링(412)은 설치 구멍(221)의 하부로 노출된 후크 부재(410)의 단부에 설치된다.

바람직하게는, 로킹 기구는 리프트 플레이트(210)의 상면에 설치된 경사 블록(440)을 포함한다. 이 경사 블록(440)은 상부 플레이트(220)의 한 쌍의 설치 구멍(221)과 대응하는 위치에 각각 구비되고, 후크 부재(410)의 베어링(412)과 접촉하여 후크 부재(410)가 수평방향으로 이동하게 하는 역할을 한다. 여기서, 한 쌍의 경사 블록(440)은 서로 대면하는 면이 경사면으로 이루어진다.

구체적으로, 상부 플레이트(220)가 하강하여 리프트 플레이트(210)의 안착 홈(211)과 접촉할 때, 후크 부재(410)의 베이링(412)이 경사 블록(440)의 경사면에 접촉하게 된다. 그러면, 베어링(412)이 회전하면서, 후크 부재(410)가 리니어 가이드(160) 측으로 이동하여 후크(412)가 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)와 결합 해제된다(도 11a 및 11b 참조). 이 상태에서, 사용자는 조형 플랫폼(310)과 상부 플레이트(220)를 분리하여 조형 실린더(300)를 인출할 수 있다.

반면에, 상부 플레이트(220)가 상승하여 리프트 플레이트(210)의 안착 홈(211)으로부터 이격되면, 후크 부재(410)의 베어링(412) 역시 경사 블록(440)으로부터 이격된다. 그러면, 압축 스프링(430)의 탄성력에 의해 후크 부재(410)가 리니어 가이드(160)로부터 멀어지는 방향으로 수평 이동함으로써, 후크(411)가 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)와 결합된다(도 10a 및 10b 참조).

이와 같이, 본 발명에 따른 3D 프린터용 조형 유닛 조립체는, 상부 플레이트(220)가 하강할 때 로킹 기구가 상부 플레이트(220)의 후크 부재(410)와 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)를 기구적으로 결합 해제시키고, 상부 플레이트(220)가 상승할 때 로킹 기구가 상부 플레이트(220)의 후크 부재(410)와 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)를 기구적으로 결합시킬 수 있다. 따라서, 상부 플레이트(220)와 조형 플랫폼(310)의 결합 및 결합 해제를 위해 추가적인 전자 부품을 설치할 필요가 없다.

부가적으로, 상부 플레이트(220)의 설치 구멍(221)에는 후크 부재(410)와 조형 플랫폼(310)의 결합 부재(311)의 결합 상태를 검출하는 센서(500)가 설치될 수 있다. 이 센서(500)는 후크 부재(410)에 의해 선택적으로 차폐되는 광 센서일 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 베이스 유닛 110: 스프링
120: 중간 프레임 130: 상부 프레임
140: 구동 모터 141: 동력 전달 수단
150: 볼 스크류 152: 너트 조립체
160: 리니어 가이드 161: 구동 축
200: 리프트 유닛 210: 리프트 플레이트
211: 안착 홈 212: 관통 구멍
220: 상부 플레이트 221: 설치 구멍
230: 샤프트 240: 지지 플레이트
300: 조형 실린더 310: 조형 플랫폼
311: 결합 부재 320: 스토퍼
410: 후크 부재 411: 후크
412: 베어링 420: 가이드 샤프트
430: 압축 스프링 440: 경사 블록
500: 센서

Claims

수직방향으로 탄성 지지되는 복수의 스프링, 및 수직방향으로 설치된 승강 기구를 구비한 베이스 유닛;
상기 베이스 유닛의 상부에 설치되어 상기 스프링에 의해 탄성 지지되는 리프트 플레이트, 및 상기 리프트 플레이트 상에 안착되고 상기 승강 기구에 의해 리프트 플레이트로부터 승강되는 상부 플레이트를 구비한 리프트 유닛; 및
상기 상부 플레이트와 착탈 가능한 조형 플랫폼을 바닥에 구비하고, 소정의 조형 공간이 형성되며, 상기 리프트 유닛의 상부 플레이트에 착탈 가능하게 결합되는 조형 실린더를 포함하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제1항에 있어서,
상기 승강 기구는: 상기 베이스 유닛의 하부에 설치된 구동 모터, 상기 베이스 유닛의 중심에 수직방향으로 연장되고 상기 구동 모터와 연결되어 상기 구동 모터에 의해 회전하는 볼 스크류, 및 상기 볼 스크류와 연결되고 상기 볼 스크류의 회전에 의해 수직방향으로 승강 가능하게 설치된 한 쌍의 리니어 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제2항에 있어서,
상기 리프트 플레이트는 상기 상부 플레이트가 안착될 수 있는 안착 홈, 및 상기 안착 홈에 형성되어 상기 리니어 가이드가 관통하는 한 쌍의 관통 구멍을 구비하고,
상기 리프트 플레이트는 상기 스프링의 탄성력에 의해 지지되고, 상기 상부 플레이트는 상기 구동 모터에 의해 구동되는 상기 리니어 가이드에 의해 승강하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제1항에 있어서,
상기 리프트 유닛은: 상기 리프트 플레이트로부터 상기 베이스 유닛의 내부로 연장된 샤프트, 및 상기 샤프트의 단부에 구비되어 상기 스프링과 접촉하는 지지 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제1항에 있어서,
상기 조형 실린더는 상단에 적어도 하나 이상의 스토퍼를 구비하고, 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 조형 실린더가 상승한 상태에서 상기 스토퍼는 장치의 내부와 접촉하여 상기 조형 실린더를 고정하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제2항에 있어서,
상기 조형 실린더의 조형 플랫폼이 상기 상부 플레이트에 결합되거나 결합 해제되도록 하는 로킹 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제6항에 있어서,
상기 로킹 기구는: 각각의 상기 리니어 가이드의 단부에 인접하게 상기 상부 플레이트 상에 형성된 설치 구멍, 및 상기 설치 구멍의 상부로 연장되고 상기 조형 플랫폼의 저면에 구비된 결합 부재와 결합되며 상기 상부 플레이트가 하강하여 상기 리프트 플레이트와 접촉할 때 수평방향으로 이동하면서 상기 조형 플랫폼의 결합 부재와 결합 해제되는 후크 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제7항에 있어서,
상기 로킹 기구는: 상기 상부 플레이트의 내부에 수평방향으로 설치된 가이드 샤프트, 및 상기 가이드 샤프트의 외주에 설치되어 수평방향으로 탄성력을 가하는 압축 스프링을 더 포함하고,
상기 후크 부재는 상기 압축 스프링의 탄성력에 의해 상기 가이드 샤프트 상에서 수평방향으로 가압되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제8항에 있어서,
상기 후크 부재는; 상기 설치 구멍의 상부로 연장되고 수평방향 외측으로 구부러져 상기 조형 플랫폼의 결합 부재와 결합되는 후크, 및 상기 설치 구멍의 하부로 노출된 단부에 설치된 베어링을 더 포함하고,
상기 로킹 기구는 상기 리프트 플레이트의 상면에 설치된 경사 블록을 더 포함하고,
상기 상부 플레이트가 하강하여 상기 리프트 플레이트와 접촉할 때, 상기 후크 부재의 베이링이 상기 경사 블록의 경사면에 접촉하면서 상기 후크 부재는 상기 리니어 가이드 측으로 이동하여 상기 조형 플랫폼의 결합 부재와 결합 해제되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.
제7항에 있어서,
상기 상부 플레이트의 설치 구멍에는 상기 후크 부재와 상기 조형 플랫폼의 결합 부재의 결합 상태를 검출하는 센서가 설치된 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 조형 유닛 조립체.