KR102409011B1 - 자동 틸팅 구조를 가지는 3d 프린터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3D 프린팅이 끝났을 때 플랫폼 플레이트(Platform Plate)를 분리하지 않고 기계 내부에서 자동으로 플랫폼 플레이트를 틸팅(Tilting)시켜 레진(Resin)을 중력에 의해 자동으로 레진 뱃(Regin Vat)으로 떨어뜨림으로써 기계 내부가 오염되는 것을 방지하고 경화용 레진에 의한 LCD 손상을 방지할 수 있는 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터에 관한 것으로서, Z축 구동 스크류, 상기 Z축 구동 스크류에 의해 상하로 이동하는 Z축 블록, 출력물이 경화 및 고정되는 플랫폼 플레이트, 상기 플랫폼 플레이트와 결합 되어 상기 플랫폼 플레이트를 고정하거나 움직이게 하는 플랫폼 플레이트 가이드 및 상기 플랫폼 플레이트 가이드가 회전하도록 상기 Z축 블록과 상기 플랫폼 플레이트 가이드가 결합 되는 회전 힌지 축을 포함할 수 있다.

Description

자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터{3D printer with automatic tilting structure}
본 발명은 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3D 프린팅이 끝났을 때 플랫폼 플레이트(Platform Plate)를 분리하지 않고 기계 내부에서 자동으로 플랫폼 플레이트를 틸팅(Tilting)시켜 레진(Resin)을 중력에 의해 자동으로 레진 뱃(Regin Vat)으로 떨어뜨림으로써 기계 내부가 오염되는 것을 방지하고 경화용 레진에 의한 LCD 손상을 방지할 수 있는 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터에 관한 것이다.
종래의 3D 프린터 구조는 3D 출력이 완료된 후 플랫폼 플레이트(Platform Plate)를 장치에서 분리 후 출력물 내부에 남아 있는 고체화 되지 않은 액상 레진을 제거하기 위하여 별도의 레진 저장용 용기에 플랫폼 플레이트를 출력물에 임의로 만든 홀을 통하여 중력에 의해 자연적으로 레진을 제거하는 방식으로 제품에서 플랫폼 플레이트 분리 시 액상형 레진이 제품에 떨어져 제품의 내부를 더럽게 만들거나 출력용 LCD를 손상시킬 수 있다. 그리고 레진의 특성상 물로는 세척이 어렵고 에탄올 또는 IPA를 사용하여 세척 시 인체에 유해한 영향을 줄 수 있다.
또한, 출력 완료 후 플랫폼 플레이트에 잔존해 있는 레진이 수평으로 조립된 플랫폼 플레이트에 영향으로 서로 모여 흐리지 못하고 오랜 시간 플랫폼 플레이트에 남아 있게 되어 레진 낭비 및 분리 시 내부 오염의 원인이 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 3D 프린팅 완료 후 출력물 내부 또는 플랫폼 플레이트(Platform Plate)에 잔존해 있는 액상 레진을 쉽게 제거하기 위한 자동 틸팅(Tilting) 구조를 가지는 3D 프린터를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 3D 프린팅 작업시 플랫폼 플레이트가 자동으로 수평을 유지할 수 있도록 레벨링 할 수 있는 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터는 Z축 구동 스크류, 상기 Z축 구동 스크류에 의해 상하로 이동하는 Z축 블록, 출력물이 경화 및 고정되는 플랫폼 플레이트, 상기 플랫폼 플레이트와 결합 되어 상기 플랫폼 플레이트를 고정하거나 움직이게 하는 플랫폼 플레이트 가이드 및 상기 플랫폼 플레이트 가이드가 회전하도록 상기 Z축 블록과 상기 플랫폼 플레이트 가이드가 결합 되는 회전 힌지 축을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 Z축 구동 스크류 상단에 구비되어 상기 플랫폼 플레이트 가이드가 상승시 한쪽으로 기울게 하기 위한 틸팅 가이드가 더 포함될 수 있다.
또한, 본 발명은 플랫폼 플레이트가 회전하는 것을 방지하기 위하여 상기 플랫폼 플레이트 가이드 하단부에 자석이 구비되어 상기 Z축 블록과 상기 플랫폼 플레이트 가이드가 자력으로 접촉하여 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 Z축 구동 스크류는 구동 모터에 의해 상하 이동할 수 있다.
또한, 본 발명의 플랫폼 플레이트 가이드는 회전 힌지 축과 결합되어 좌우 회전할 수 있다.
또한, 본 발명은 Z축 블록과 상기 회전 힌지 축 사이에 탄성부재가 장착되어 상기 플랫폼 플레이트 가이드가 하강시 자동으로 수평 방향으로 회전하여 수평이 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 플랫폼 플레이드와 플랫폼 플레이트 가이드는 각각 좌우 양단이 단턱으로 형성되어 상기 단턱이 서로 맞물려 결합되고, 상기 결합되는 단턱부위에는 자석이 배치되어 자력으로 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 플랫폼 플레이트는 바닥면이 에레이(Array) 형상으로 다수의 원형 홀로 이루어질 수 있다.
본 발명은 3D 프린팅이 끝났을 때 플랫폼 플레이트(Platform Plate)를 분리하지 않고 기계 내부에서 자동으로 플랫폼 플레이트를 틸팅(Tilting)시켜 레진(Resin)을 중력에 의해 자동으로 레진 뱃(Resin Vat)으로 떨어트려 기계 내부가 오염되는 것을 방지하고, 경화용 레진에 의한 LCD 손상을 방지 할 수 있다.
또한, 본 발명은 3D 프린팅 작업시 플랫폼 플레이트가 자동으로 수평을 유지하게 하여 출력물의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터의 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터를 정면에서 본 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터의 Z축 블록과 프랫폼 플레이트 가이드의 결합구조를 나타내는 분해도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫폼 플레이트 및 플랫폼 플레이트 가이드의 단면을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터의 구성을 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터를 정면에서 본 정면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터의 Z축 블록과 프랫폼 플레이트 가이드의 결합구조를 나타내는 분해도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명은 3D 프린팅이 끝났을 때 플랫폼 플레이트(Platform Plate)(20)를 분리하지 않고 기계 내부에서 자동으로 플랫폼 플레이트(20)를 틸팅(Tilting) 시켜 레진을 중력에 의해 자동으로 레진 뱃(Resin Vat)(60)으로 떨어지게 함으로서 기계 내부가 오염되는 것을 방지하고, 경화용 레진에 의한 LCD 손상을 방지하는 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터에 관한 것이다.
이를 구현하기 위하여, 본 발명은 Z축 구동 스크류(10), 상기 Z축 구동 스크류(10)에 의해 상하로 이동하는 Z축 블록(15), 출력물(레진)이 경화 및 고정되는 플랫폼 플레이트(20), 상기 플랫폼 플레이트(20)와 결합 되어 상기 플랫폼 플레이트(20)를 고정 또는 이동시키는 플랫폼 플레이트 가이드(30) 및 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 회전하도록 상기 Z축 블록(15)과 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 결합 되는 회전 힌지 축(40)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 Z축 구동 스크류(10)는 상기 Z축 블록(15)과 결합되어 상기 Z축 블록(15)을 상하로 이동시킬 수 있으며, 이는 3D 프린터 내부에 장착된 Z축 구동 모터의 회전에 의해 상기 Z축 구동 스크류(10)가 정/역방향으로 회전되면서 상기 Z축 블록(15)이 상하로 이동하게 된다. 도 1에서 도면 부호 1은 전술한 Z축 구동 스크류(10)을 회전가능하게 지지하는 지지대이고, 도면부호 2는 3D 프린터의 본체이다.
상기 Z축 블록(15)은 Z축 구동 스크류(10)의 회전시 상하로 승하강되므로, 플랫폼 플레이트 가이드(30) 역시 도 1에 도시된 바와 같이 지지대(1)를 따라 승/하강되게 된다.
상기 플랫폼 플레이트(20)는 출력물 즉, 레진이 경화 및 고정되는 곳으로, 수평으로 플랫폼 플레이트 가이드(30)에 의해 고정될 수 있다.
상기 플랫폼 플레이트(20)의 바닥면은 에레이(Array) 형상으로 다수의 원형 홀로 이루어져 있으며, 이는 3D 프린터 출력완료 후 상기 출력물의 탈착을 쉽게 하기 위함이다.
상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)는 상기 플랫폼 플레이트(20)와 결합되어 상기 플랫폼 플레이트(20)를 고정시켜 주는 역할을 하며 또한, 회전 힌지 축(40)을 중심으로 좌우 회전이 가능하게 구성될 수 있다. 특히, 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)는 상기 플랫폼 플레이트(20)와 결합시 좌우 단턱(25) 부분이 각각 "ㄴ" 및 "ㄱ" 자 형태로 맞물려 걸림 결합을 할 수 있다.
또한, 결합부위인 상기 좌우 단턱(25) 부분에는 플랫폼 플레이트 고정 자석(35)이 배치되어 자력으로 인하여 플랫폼 플레이트 가이드(30)의 좌우 단턱(25)과 상기 플랫폼 플레이트(20)의 좌우 단턱(25)이 상기 플랫폼 플레이트 고정 자석(35)에 의해 서로 접촉됨으로써 상기 플랫폼 플레이트(20)가 수평이 유지되도록고정될 수 있다.
상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)는 회전할 수 있도록 회전 힌지 축(40)과 결합되어 있다.
상기 회전 힌지 축(40)은 Z축 블록(15)과 플랫폼 플레이트 가이드(30)의 중앙에 관통하면서 결합되어 있으며, 상기 회전 힌지 축(40)은 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 회전할 수 있도록 원통형으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 Z축 구동 스크류(10) 상단에 위치하여 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 상승할 때 좌우 일측으로 회전하여 기울어질 수 있도록 하는 틸팅 가이드(50)가 형성될 수 있다.
상기 틸팅 가이드(50)는 3D 프린팅 작업 후 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 초기 위치로 이동하기 위하여 상승할 때 아래로 돌출된 틸팅 가이드(50)와 접촉하여 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)를 기울어지게 회전시킨다.
바람직하게, 상기 틸팅 가이드(50)는 "T"자 형태로 이루어질 수 있으며, 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 상승시 상기 "T"자 형태의 아래로 돌출된 부분과 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)의 좌우 중 일측이 걸려짐으로 해서 궁극적으로 플랫폼 플레이트(20)가 회전하며 기울어지는 것이다.
이때, 중력에 의해 플랫폼 플레이트(20)에 남아있는 레진을 레진 뱃(Resin Vat)(60)으로 떨어뜨려 제거할 수 있다. 따라서 레진 낭비를 막고 내부 오염을 방지할 수 있다.
상기 레진 뱃(60)은 UV 레진이 충진되어 있는 용기이며, 레진 뱃 고정 볼트(65)에 의해 움직이지 않도록 고정되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명은 Z축 블록(15)과 회전 힌지 축(40) 사이에 탄성 부재가 장착될 수 있으며, 바람직하게는 도면에서와 같이, 토션 스프링(Torsion Spring)(45)이 장착될 수 있다.
상기 토션 스프링(45)은 플랫폼 플레이트(20)에 남아있는 액체형 레진의 제거를 완료하고, 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 아래로 하강시 상기 토션 스프링(45)의 탄성에 의해 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 자동으로 수평 방향으로 회전하고 수평이 유지될 수 있다. 따라서, 상기 토션 스프링(45)은 플랫폼 플레이트(20)를 고정하며 받치고 있는 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 수평으로 유지되도록 함으로서 상기 플랫폼 플레이트(20)가 수평으로 유지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫폼 플레이트(20) 및 플랫폼 플레이트 가이드(30)의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 3D 프린터 출력중 플랫폼 플레이트(20)가 회전하는 것을 방지하기 위해 플랫폼 플레이트 가이드(30) 하단부에 자석(37)을 배치하고, 상기 자석(37)과 Z축 블록(15)이 자력으로 접촉하게 하여 플랫폼 플레이트 가이드(30)의 회전을 방지하고 고정시킨다. 따라서, 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)가 원점 위치에 고정될 수 있으며, 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)에 의해 고정되어 있는 플랫폼 플레이트(20)가 회전하는 것을 방지할 수 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화할 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10 : Z축 구동 스크류 15 : Z축 블록
20 : 플랫폼 플레이트 25 : 단턱
30 : 플랫폼 플레이트 가이드 35 : 플랫폼 플레이트 고정 자석
37 : 자석 40 : 회전 힌지 축
45 : 탄성부재(토션 스프링) 50 : 틸팅 가이드
60 : 레진 뱃(Resin Vat) 65 : 레진 뱃 고정 볼트

Claims (7)

  1. 상부에, 회전 힌지축(40)을 기준으로 일측에 위치되는 틸팅 가이드(50)를 갖추고 본체(2)의 상부에 수직하게 결합되는 지지대(1)와;
    양단이 상기 지지대(1)와 상기 본체(2)에 각각 회전가능하게 결합되고, 구동 모터와 연동되어 회전되는 Z축 구동 스크류와;
    상기 회전 힌지축(40)을 구비하고, 상기 Z축 구동 스크류(10)에 나선결합되어 상기 지지대(1)를 따라 승하강되는 Z축 블록(15)과;
    상기 회전 힌지축(40)에 회전가능하게 결합되되, 상기 회전 힌지축(40)에 결합되는 토션 스프링(45)에 의해 원위치되는 탄성이 내재되고, 저면에 자석(37)이 결합된 플랫폼 플레이트 가이드(30)와;
    상기 플랫폼 플레이트 가이드(30)와 플랫폼 플레이트(20)의 좌우측 양단에 각각 절곡된 단턱(25)을 마련하고, 양 단턱(25)이 접하는 상기 플랫폼 플레이트 가이드(30) 표면에 결합되는 자석(35)의 자력에 의해 결합되는 플랫폼 플레이트(20)와;
    상기 본체(2) 상면과 상기 플레이트 가이드(30)사이에 위치되도록 상기 본체(2)에 결합되는 레진 뱃(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 틸팅 구조를 가지는 3D 프린터.
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