KR102416502B1

KR102416502B1 - 접이식 3차원 프린터

Info

Publication number: KR102416502B1
Application number: KR1020210000583A
Authority: KR
Inventors: 이동엽
Original assignee: 주식회사 아나츠
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2022-07-29
Also published as: KR20210087896A; US11358333B2; US20210206074A1

Abstract

본 발명은 노즐을 YZ방향으로 이송시키는 브릿지 어셈블리가 스테이지와 평행하게 접힐 수 있도록 회전 가능함에 따라 3차원 프린터의 미사용시 부피를 줄일 수 있어 이동 및 휴대가 간편한 접이식 3차원 프린터에 관한 것이다.
본 발명은 상면이 지면과 평행하게 형성된 본체와, 상기 본체의 상면에 결합되어 성형재료가 적층되는 스테이지와, 상기 스테이지에 상기 성형재료를 분사하는 노즐부와, 상기 노즐부가 장착되는 브릿지 어셈블리를 포함하되, 상기 브릿지 어셈블리는 상기 본체에 회전 가능하게 결합되어 미사용시에는 상기 본체와 평행하게 위치되고, 사용시에는 본체에 수직하게 위치되는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터를 제공한다.

Description

접이식 3차원 프린터{Foldable 3D printer}

본 발명은 접이식 3차원 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노즐을 YZ방향으로 이송시키는 브릿지 어셈블리가 스테이지와 평행하게 접힐 수 있도록 회전 가능함에 따라 3차원 프린터의 미사용시 부피를 줄일 수 있어 이동 및 휴대가 간편한 접이식 3차원 프린터에 관한 것이다.

일반적으로 3차원 프린팅 기술은 청사진, 도면 등의 2D 평면 인쇄와 달리 입체적으로 형상을 구현 및 복제하는 기술이며, 불과 수 시간 정도의 짧은 시간에 제품 모습을 그대로 제작해 낼 수 있어 산업 전반에 걸쳐 기획부터 제품 생산에 이르기까지 많은 변화를 야기했다.

3차원 프린팅 기술은 기존에 사용하던 평면 프린팅 방식을 개선하여 출력물을 단계별로 쌓아 실제 모양을 만들어 내게 되며, 의료산업에서는 치아 모형, 수술 전 모의수술 실험용 형상 등에 사용되고 있고, 건설산업에서는 소형 건축물 및 실시간 건축 디자인 형상 제작에 실제로 적용되고 있다.

또한, 3차원 프린팅 기술은 이미 제작된 형상물을 복제하거나, 3차원 컴퓨터 지원 설계(CAD)를 이용해 만든 형상을 실물로 제작함으로써 설계 오차를 줄이고 리버스 엔지니어링(완성된 제품을 상세히 분석해 기본적인 설계내용을 추적) 설계가 이루어질 수 있도록 해주고 있다.

상술한 바와 같이, 3차원 프린팅은 디지털 설계 도면과 3차원 프린트 장치만 있으면 누구나 전 세계 어디서든 필요한 제품 생산이 가능하여, 제조 공정의 획기적인 간소화를 통한 제조업 패러다임 변화의 핵심으로 주목받고 있다.

상술한 3차원 프린터 중 한 종류로, 재료 압출방식(Material Extrusion) 프린터는 ABS 또는 PLA 수지 등의 성형재료를 가열하여 녹이면서 스테이지 위에 응고 시켜나아가는 방식으로, 학교 및 개인용으로 많이 사용되고 있다.

그러나 종래 3차원 프린트 장치의 경우, 대체로 부피가 커, 휴대, 보관 및 이동이 용이하지 않은 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0055152호 (발명의 명칭: 접이식3차원프린터, 공개일: 2018년 05월 25일)

상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 노즐을 YZ방향으로 이송시키는 브릿지 어셈블리가 스테이지와 평행하게 접힐 수 있도록 회전 가능함에 따라 3차원 프린터의 미사용시 부피를 줄일 수 있어 이동 및 휴대가 간편한 접이식 3차원 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상면이 지면과 평행하게 형성된 본체와, 상기 본체의 상면에 결합되어 성형재료가 적층되는 스테이지와, 상기 스테이지에 상기 성형재료를 분사하는 노즐부과, 상기 노즐부가 장착되는 브릿지 어셈블리와, 상기 노즐부에 결합되어 상기 노즐부를 이송시키는 노즐이송벨트와, 상기 브릿지 어셈블리의 일면에 결합되어 상기 노즐이송벨트에 동력을 전달하여 상기 노즐이송벨트를 회전시키는 복수개의 벨트회전롤러와, 상기 브릿지 어셈블리의 타면에 결합되어 상기 벨트회전롤러를 구동시키는 복수개의 롤러모터를 포함하되, 상기 브릿지 어셈블리는 상기 본체에 회전 가능하게 결합되어 미사용시에는 상기 본체와 평행하게 위치되고, 사용시에는 본체에 수직하게 위치되며, 상기 브릿지 어셈블리는 ㄷ자 형상으로 형성되어 양 단부가 상기 본체와 결합되는 브릿지와, 상기 브릿지에 결합되어 상기 노즐부를 수평 방향으로 이동할 수 있도록 안내하며, 상기 노즐이송벨트의 회전에 의해 상기 본체를 기준으로 수직 방향으로 이동하는 노즐이송바를 포함하고, 상기 롤러모터는 제1 롤러모터 및 제2 롤러모터를 포함하고, 상기 제1 롤러모터 및 상기 제2 롤러모터의 회전 방향에 따라 상기 노즐이송벨트가 회전함으로써 상기 노즐부를 수평 또는 수직방향으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터를 제공한다.

여기서, 상기 브릿지 어셈블리는 ㄷ자 형상으로 형성되어 양 단부가 상기 본체에 결합되되, 미사용시에는 상기 본체와 동일한 평면 상에 위치될 수 있다.

삭제

또한, 상기 브릿지는 상기 노즐이송바를 Z축 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 노즐이송바 가이드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 브릿지는 한 쌍의 스윙바와, 상기 스윙바 각각의 일단부와 연결되는 지지바를 포함하여 ㄷ자 형상으로 형성되고, 상기 한 쌍의 스윙바의 타단부가 상기 본체로부터 회전 가능하도록 상기 본체의 측부에 결합되며, 상기 노즐이송바 가이드는 상기 스윙바에 Y축 방향으로 길게 형성되어 결합되고, 상기 노즐이송바는 양 단부가 상기 노즐이송바 가이드에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합될 수 있다.

또한, 상기 브릿지 어셈블리 일면에 결합되어 상기 노즐부로 성형재료를 공급하는 익스트루더 유닛를 더 포함하되, 상기 익스트루더 유닛은 상기 브릿지 어셈블리에 탈착식으로 결합될 수 있다.

또한, 상기 익스트루더 유닛은 상기 노즐부로 상기 성형재료를 공급하는 익스트루더와, 상기 익스트루더와 결합되어 상기 익스트루더가 상기 노즐부로 상기 성형재료를 밀어낼 수 있도록 상기 익스트루더를 구동시키는 익스트루더 모터와, ㄱ자 형상으로 형성되어 적어도 일부분이 상기 익스트루더와 상기 익스트루더 모터 사이에 개재되고, 타부분은 상기 브릿지 어셈블리에 끼움결합되는 익스트루더 브라켓을 포함할 수 있다.

또한, 상기 브릿지 어셈블리는 ㄷ자 형상으로 형성되어 양 단부가 상기 본체와 결합되는 브릿지를 포함하고, 상기 브릿지는 한 쌍의 스윙바와, 상기 스윙바 각각의 일단부와 연결되는 지지바를 포함하여 ㄷ자 형상으로 형성되며, 상기 지지바의 일단부와 타단부에는 상기 익스트루더 브라켓이 끼움결합되는 브라켓 결합돌기가 형성되고, 상기 브라켓 결합돌기는 제1 돌기 및 제2 돌기를 포함하고, 상기 익스트루더 브라켓은 상기 익스트루더와 상기 익스트루더 모터 사이에 개재되는 개재부와, 상기 개재부의 일측면으로부터 상기 개재부와 수직방향으로 돌출되어 형성되는 끼움결합부를 포함하며, 상기 끼움결합부에는 상기 제1 돌기에 끼움결합되는 제1 끼움결합홈 및 상기 제2 돌기에 끼움결합되는 제2 끼움결합홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 본체는 상기 브릿지 어셈블리가 결합되는 하우징과, 상기 하우징의 길이방향으로 상기 스테이지를 X축으로 이송시킬 수 있도록 상기 하우징 내부에 내장된 스테이지 이송 가이드와, 상기 스테이지 이송 가이드에 결합되어 X축으로 이송되고, 상면이 상기 스테이지와 결합되는 스테이지 지지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스테이지는 상판 자석이 부착되는 상판과, 상기 상판 자석의 자성에 의하여 상기 상판에 탈착식으로 결합되는 적층부를 포함하며, 상기 상판에는 상기 적층부의 탈착을 위하여 탈착구멍이 형성될 수 있다.

삭제

본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터는 다음과 같은 효과가 있다.

첬재, 노즐을 YZ방향으로 이송시키는 브릿지 어셈블리가 스테이지와 평행하게 접힐 수 있도록 회전 가능함에 따라 휴대, 보관 및 이동이 용이한 이점이 있다.

둘째, 브릿지 어셈블리에 익스트루더 브라켓을 끼움결합식으로 결합함으로써, 별도의 결합부재 없이 브릿지 어셈블리로부터 익스트루더 유닛의 탈착이 용이한 이점이 있다.

셋째, 스테이지의 적층부가 자성에 의해 별도의 결합부재 없이 탈부착 방식으로 결합될 수 있고, 상판에 탈착구멍이 형성됨으로써 상판으로부터 적층부가 용이하게 탈착될 수 있는 이점이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 구성을 전체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 노즐이송바를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 본체를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 스테이지를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 브릿지를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 익스트루더 유닛을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 노즐이송벨트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

본 발명에서 서술하는 X축 방향은 도 1에 도시된 바와 같이, 후술하는 본체(100)의 길이방향을 의미하며, Y축 방향은 도 1에 도시된 바와 같이, 후술하는 노즐이송바(400)의 길이방향을 의미하고, Z축 방향은 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 후술하는 브릿지 어셈블리가 상기 본체(100)와 수직방향으로 위치된 경우 스윙바(310)의 길이방향을 의미한다.

도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 구성을 전체적으로 도시한 도면으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터는 본체(100), 브릿지 어셈블리, 노즐부(500), 익스트루더 유닛(600), 노즐이송벨트(710), 벨트회전롤러 및 롤러모터를 포함한다.

상기 본체(100)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(110), 스테이지 이송 가이드(120), 스테이지 지지부(130)를 포함한다.

상기 하우징(110)은 상부에 상기 스테이지(200)가 결합되고, 측부에는 상기 브릿지 어셈블리가 결합되며, 내부에는 상기 스테이지(200)를 이송시키는 스테이지 이송 가이드(120)가 내장된다.

여기서, 상기 하우징(110)의 측부에는 브릿지(300)와 노즐이송바(400)를 포함하는 상기 브릿지 어셈블리가 고정되되, 상기 브릿지(300)가 Y축을 기준으로 회전할 수 있도록 스윙바 결합홈(111)이 형성된다.

또한, 상기 스윙바 결합홈(111)의 하부에는 제1 스윙바 고정홈(112)과 상기 제2 스윙바 고정홈(113)이 형성된다.

즉, 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터가 도 1에 도시된 바와 같이, 프린터의 구동을 위하여 펼쳐진 상태일 때, 상기 브릿지(300)가 상기 하우징(110)을 기준으로 수직방향으로 배치된 상태를 유지할 수 있도록, 후술하는 스윙바 고정돌기(312)가 상기 제2 스윙바 고정홈(113)에 삽입됨으로써 상기 브릿지(300)가 상기 하우징(110)에 고정된다.

또한, 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터가 구동되지 않고, 이송 및 보관 등과 같은 미사용 시, 상기 브릿지(300)가 상기 하우징(110)을 기준으로 수평방향으로 접혀진 상태를 유지할 수 있도록, 상기 스윙바 고정돌기(312)가 상기 제1 스윙바 고정홈(112)에 삽입됨으로써 상기 브릿지(300)가 상기 하우징(110)에 고정된다.

상기 스테이지 이송 가이드(120)는 상기 하우징(110)의 내측에 내장되되, 상기 하우징(110)의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 스테이지 지지부(130)를 이송시킨다.

예를 들어, 상기 스테이지 이송 가이드(120)는 레일로 구성될 수도 있고, 또는 스크류로 구성되어 회전함에 따라 상기 스테이지 지지부(130)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있다.

물론, 상기 스테이지 이송 가이드(120)가 상기 스테이지 지지부(130)를 이송시키는 방법은 이에 한정되지 않으며, 제어부의 제어에 의하여 상기 스테이지 이송 가이드(120)가 상기 스테이지 지지부(130)를 이송시킬 수 있는 이외의 방법은 모두 적용 가능하다.

상기 스테이지 지지부(130)는 하면이 상기 스테이지 이송 가이드(120)와 연결되고, 상면은 상기 스테이지(200)와 결합되어, 상기 스테이지 지지부(130)가 이동함에 따라 상기 스테이지(200)가 X축으로 이동할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 스테이지(200)를 설명하기 위해 도시한 도면으로, 상기 스테이지(200)는 상기 스테이지 지지부(130)와 결합되어 X축으로 이동하며, 구체적으로 상기 스테이지(200)는 상판(210), 상판자석(220) 및 적층부(230)를 포함한다.

상기 상판(210)은 상기 스테이지 지지부(130) 상면에 결합되어 상기 스테이지 지지부(130)의 이동에 따라 Y축으로 이동한다.

이때, 상기 상판(210)에는 탈착구멍이 형성되며, 상기 탈착구멍(211)은 후술하는 상기 적층부(230)가 상기 상판(210)으로부터 용이하게 탈착이 가능하게 하기 위해 형성된다.

또한, 상기 상판(210)의 중심부는 후술하는 상기 적층부(230)가 삽입되도록 적층부 삽입홈(도번부호 미도시)이 형성되어, 상기 적층부(230)가 상기 상판(210)과 결합된 상태에서 이동하거나 성형재료가 적층될 때, 상기 상판(210)으로부터 상기 적층부(230)가 XY방향으로 밀리는 것을 방지한다.

상기 상판자석(220)은 상기 상판(210)의 상부에 결합되며, 도 7에서와 같이 상기 상판(210)의 중심부에 배치될 수도 있지만, 복수개로 구성되어 상기 상판(210)의 모서리부에 배치될 수도 있다.

상기 적층부(230)는 상기 적층부 삽입부에 삽입홈에 삽입되며, 금속판으로 구성되어, 상기 상판자석의 자성에 의해 상기 상판자석(220)과 탈착함으로써 상기 상판(210)과 결합된다.

상기 적층부(230) 중 상기 탈착구멍(211)이 형성된 영역에 탈착홈(231)이 형성되며, 상기 탈착홈은 상기 적층부(230)가 상기 상판(210)으로부터 용이하게 탈착이 가능하게 하기 위해 형성된다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 브릿지(300)를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 여기서 도 9는 도 8의 A방향으로 상기 브릿지(300)를 바라본 도면이며, 도 1, 도 2, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 브릿지(300)는 스윙바(310) 및 지지바(320)를 포함한다.

상기 스윙바(310)는 한 쌍으로 구성되어 각각 상기 하우징(110)의 일측부와 타측부에 결합되고, 상기 지지바(320)는 일단과 타단이 상기 스윙바(310)의 일단부와 연결됨으로써 결과적으로 상기 브릿지(300)는 ㄷ자 형상으로 형성된다.

상기 스윙바(310) 각각에는 상기 한 쌍의 스윙바(310)가 마주보는 면에 상기 스윙바(310)의 길이방향으로 노즐이송바 가이드(311)가 형성되어, 상기 노즐이송바(400)를 Z방향으로 이송시킨다.

도면에 도시되지 않았지만, 상기 노즐이송바(400)와 상기 노즐이송바 가이드(311)는 서로 맞물려 결합되는 형상으로 형성되되, 상기 노즐이송바(400)는 상기 노즐이송바 가이드(311)에 삽입되도록 단부가 플랫한 평면 형상으로 형성될 수도 있고, 상기 노즐이송바 가이드(311)에 삽입되어 견고하게 결합되기 위하여 ㄷ자 형상으로 형성될 수도 있으며, 또는, 상기 노즐이송바(400)가 상기 노즐이송바 가이드(311)에 삽입되는 동시에 상기 노즐이송바(400)와 상기 노즐이송바 가이드(311) 사이에 베어링이 배치되는 공간이 형성된 형상으로 형성될 수도 있다.

여기서, 상기 스윙바(310)의 타단부가 상기 하우징(110)에 결합되는 동시에, 상기 스윙바(310)가 상기 Y축을 기준으로 상기 하우징(110)으로부터 회전할 수 있도록, 상기 한 쌍의 스윙바(310)가 마주보는 면의 상기 스윙바(310)의 타단부에는 상기 스윙바 결합홈(111)에 삽입되어 이동할 수 있는 스윙바 결합돌기(미도시)가 형성된다.

또한, 상기 스윙바(310)의 타단부 중 상기 스윙바 결합돌기 하측에는 상기 제1 스윙바 고정홈(112) 또는 상기 제2 스윙바 고정홈(113)에 고정되는 스윙바 고정돌기(312)가 형성되며, 상기 스윙바(310)의 타단부의 설명은 상기 제1 스윙바 고정홈(112) 또는 상기 제2 스윙바 고정홈(113)의 설명에서 모두 상술하였으므로 생락한다.

상기 지지바(320)는 일단과 타단이 상기 스윙바(310)의 일단부와 연결됨으로써 상기 스윙바(310)의 단부를 고정시키는 동시에 일체화 시키며, 상기 지지바(320)의 타측면에는 브라켓 결합돌기(321)가 돌출 형성된다.

상기 브라켓 결합돌기(321)는 제1 돌기(321a) 및 제2 돌기(321b)를 포함하고 후술하는 익스트루더 브라켓(630) 이 결합되며, 상기 익스트루더 유닛(600)이 도 1에 도시된 바와 같이 2개로 구성되는 경우, 상기 브라켓 결합돌기(321)는 상기 지지바(320)의 타측면의 일단부 및 타단부에 배치되고, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 노즐부(500)로부터 성형재료를 분사할 때는 상기 브릿지 어셈블리가 상기 본체(100)와 수직으로 배치된 상태로 회전하여 고정되며, 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 미사용시에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브릿지 어셈블리가 상기 본체(500)와 평행하게 수평으로 배치되어 접혀지며, 상기 본체(500)의 적어도 일부분이 상기 브릿지 어셀블리의 ㄷ자 형상에 의해 형성된 삽입공간, 즉 상기 한 쌍의 스윙바(310) 사이에 삽입되어, 상기 브릿지 어셈블리와 상기 본체(100)는 직육면체 형상으로 형성된다.

물론, 미사용시에 상기 본체(100)와 상기 브릿지 어셈블리가 평행하게 위치된다 함은 도 3에 도시된 바와 같이 본체와 같은 평면상에 위치한 경우도 포함되나, 상기 본체(100)에서 지면에 수직한 방향으로 일부 돌출되어 상기 브릿지 어셈블리가 결합되어 상기 본체(100)에 포개지면서 평행하게 위치되는 것 등 평행하게 위치될 수 있는 모든 경우를 포함한다.

이때, 도 3과 같이 상기 브릿지(300)가 접혀진 상태의 경우, 후술하는 노즐이송바(400)가 상기 지지바(320)와 접촉되도록 이동한 상태로 배치된 후, 상기 브릿지(300)가 상기 본체(100)와 평행한 상태로 배치되도록 접혀지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 브릿지 어셈블리가 ㄷ자 형상으로 형성된다고 함은 도 1 내지 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이 ㄷ자 뿐만 아니라, 반원, 반타원 등의 형상을 모두 포함하는 구성이며, 상기 브릿지 어셈블리가 상기 본체(100)와 평행하게 위치되었을 때 ㄷ자 형상으로 만들어진 상기 삽입공간에 상기 본체가 수용되는 것을 의미한다.

도 4는 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 노즐이송바를 설명하기 위해 도시한 도면으로, 상기 노즐이송바(400)는 상기 노즐이송바 가이드(311)에 결합되어 Z축 방향으로 이송되어 결과적으로 상기 노즐(530)을 Z축 방향으로 이송시키며, 상기 노즐이송바(400)에는 상기 노즐이송바(400)의 길이방향으로 노즐결합홈(410)이 형성된다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 접이식 3차원 프린터의 익스트루더 유닛(600)을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 상기 익스트루더 유닛(600)은 상기 스윙바(310) 일단부에 결합되어 상기 노즐(530)로 성형재료를 공급하고, 구체적으로 상기 익스트루더 유닛(600)은 익스트루더(610), 익스트루더 모터(620) 및 익스트루더 브라켓(630) 을 포함한다.

상기 익스트루더(610)는 상기 노즐부(500)로 상기 성형재료를 공급하고, 상기 익스트루더 모터(620)는 상기 익스트루더(610)와 결합되어 상기 익스투루더가 상기 노즐부(500)로 상기 성형재료를 밀어낼 수 있도록 상기 익스트루더(610)를 구동시킨다.

상기 익스트루더 브라켓(630)은 ㄱ자 형상으로 형성되어 적어도 일부분이 상기 익스트루더(610)와 상기 익스트루더 모터(620) 사이에 개재되고, 타부분은 상기 브릿지(300)에 끼움결합된다.

구체적으로, 상기 익스트루더 브라켓(630)은 개재부(631)와 끼움결합부(632)를 포함한다.

상기 개재부(631)는 상기 익스트루더(610)와 상기 익스트루더 모터(620) 사이에 개재되며, 상기 개재부(631)에는 상기 익스트루더(610)와 상기 익스트루더 모터(620)를 결합시키는 별도의 결합부재가 관통하는 관통홀(631a)이 형성되고, 하측방향으로 전선을 정리할 수 있는 전선정리부(631b)가 돌출형성된다.

상기 끼움결합부(632)는 상기 개재부(631)의 일측면으로부터 상기 개재부(631)와 수직방향으로 돌출되어 형성되며, 상기 끼움결합부(632)에는 상기 제1 돌기(321a)에 끼움결합되는 제1 끼움결합홈(631a) 및 상기 제2 돌기(321b)에 끼움결합되는 제2 끼움결합홈(631b)이 형성된다.

즉, 상기 제1 끼움결합홈(631a)으로 상기 제1 돌기(321a)가 먼저 삽입된 후, 상기 익스트루더 브라켓(630) 이 회전함에 따라 성기 제2 끼움결합홈(631b)으로 상기 제2 돌기(321b)가 삽입된다.

이에 따라, 브릿지(300)에 익스트루더 브라켓(630) 을 끼움결합식으로 결합함으로써, 브릿지(300)로부터 익스트루더 유닛(600)의 탈착이 별도의 결합부재 없이 가능하며, 상기 제1 끼움결합홈(631a)과 상기 제2 끼움결합홈(631b)의 개구된 방향이 서로 다르게 형성됨으로써, 미세한 진동에 의해 상기 익스트루더 브라켓(630) 이 상기 브릿지(300)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

상기 노즐부(500)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 노즐이송바(400)에 결합되며, Y축으로 이동하며 상기 스테이지(200)로 성형재료를 분사한다.

구체적으로 상기 노즐부(500)는 노즐결합 브라켓(510), 노즐구동 모터(520) 및 노즐(530)을 포함한다.

상기 노즐결합 브라켓(510)은 상기 노즐이송바(400)에 결합되는 동시에 상기 노즐구동 모터(520) 및 상기 노즐(530)과 결합된다.

이때, 상기 노즐이송바(400)와 상기 노즐결합 브라켓(510) 사이에는 베어링이 배치되어 있어, 후술하는 노즐이송벨트(710)에 의하여 상기 노즐이송바(400)를 기준으로 상기 노즐결합 브라켓(510)이 Y축 방향으로 이송할 때, 원활한 이송이 가능하도록 한다.

또한, 상기 노즐결합 브라켓(510) 사이에는 후술하는 노즐이송벨트(710)가 관통하며, 도 1과 같이 폐회로로 구성된 상기 노즐이송벨트(710)가 2줄로 상기 노즐결합 브라켓(510)에 관통되는 경우, 상기 노즐결합 브라켓(510)은 2줄의 상기 노즐이송벨트(710) 중 하나의 상기 노즐이송벨트(710)에만 결합된다.

상기 노즐(530)모터는 상기 익스트루더(610)로부터 상기 노즐(530)로 공급된 상기 성형재료가 상기 노즐(530)로부터 상기 스테이지(200) 방향으로 분사되도록 한다.

상기 노즐(530)은 상기 익스트루더(610)로부터 공급된 상기 성형재료를 상기 스테이지(200) 방향으로 분사하며, 이때, 상술한 바와 같이, 상기 익스트루더(610)가 2개로 구성된 경우, 상기 노즐(530) 또한 2개로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 각각의 익스트루더(610)로부터 상기 노즐(530)은 성형재료를 각각 전달받아 분사할 수 있으며, 이때, 상기 각각의 노즐(530)로부터 분사되는 성형재료는 서로 다른 재질일 수 있고, 2개로 구성된 상기 노즐(530) 중 어느 하나만 선택적으로 구동될 수 있다.

물론, 상기 익스트루더(610) 및 상기 노즐(530)의 갯수는 상술한 2개로 한정되지 아니하며, 제작하고자 하는 대상물에 필요한 재질의 갯수에 따라 변경될 수 있다.

상기 노즐이송벨트(710)는 상기 노즐(530)에 결합되어 상기 노즐(530)을 이송시키며, 상기 벨트회전롤러는 상기 브릿지(300)의 일면 및 상기 노즐이송바(400)에 결합되어 상기 노즐이송벨트(710)에 동력을 전달하여 상기 노즐이송벨트(710)를 회전시키고, 상기 롤러모터는 상기 브릿지(300)의 타면에 결합되어 상기 벨트회전롤러를 구동시킨다.

즉, 도 1, 도 2 및 도 9 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 롤러모터는 제1 롤러모터(731) 및 제2 롤러모터(732) 구성되어 각각의 상기 스윙바(310)에 결합된다.

또한, 상기 벨트회전롤러는 제1 동력전달롤러(721) 내지 제3 동력전달롤러(723)로 구성되며, 상기 제1 동력전달롤러(721)는 상기 제1 롤러모터(731)와 결합되어 상기 제1 롤러모터(731)로부터 전달되는 동력을 받아 회전하며, 상기 제2 동력전달롤러(722)는 상기 제2 롤러모터(732)와 결합되어 상기 제2 롤러모터(732)로부터 전달되는 동력을 받아 회전함으로써, 상기 노즐부(500)를 Z방향 및 Y방향으로 이송시키고, 상기 제3 동력전달롤러(723)는 상기 브릿지(300) 및 상기 노즐이송바(400)에 결합되어 상기 제1 동력전달롤러(721) 및 상기 제2 동력전달롤러(722)의 동력에 의해 회전하는 상기 노즐이송벨트(710)의 탄성이 유지되도록 지지하며, 이때 상기 제3 동력전달롤러(723)는 상기 노즐이송벨트(710)에 의해 회전되는 것이 바람직하다.

이때, 제1 동력전달롤러(721) 내지 제3 동력전달롤러(723)와 상기 노즐이송벨트(710)가 맞닿는 면은 톱니형상으로 형성되어 동력의 전달이 손실없이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

100: 본체
110: 하우징
111: 스윙바 결합홈
112: 제1 스윙바 고정홈
113: 제2 스윙바 고정홈
120: 스테이지 이송 가이드
130: 스테이지 지지부
200: 스테이지
210: 상판
211: 탈착구멍
220: 상판자석
230: 적층부
231: 탈착홈
300: 브릿지
310: 스윙바
311: 노즐이송바 가이드
312: 스윙바 고정돌기
320: 지지바
321: 브라켓 결합돌기
321a: 제1 돌기
321b: 제2 돌기
400: 노즐이송바
410: 노즐결합홈
500: 노즐부
510: 노즐결합 브라켓
520: 노즐구동 모터
530: 노즐
600: 익스트루더 유닛
610: 익스트루더
620: 익스트루더 모터
630: 익스트루더 브라켓
631: 개재부
631a: 관통홀
631b: 전선정리부
632: 끼움결합부
632a: 제1 끼움결합홈
632b: 제2 끼움결합홈
710: 노즐이송벨트
721: 제1 동력전달롤러
722: 제2 동력전달롤러
723: 제3 동력전달롤러
731: 제1 롤러모터
732: 제2 롤러모터

Claims

상면이 지면과 평행하게 형성된 본체;
상기 본체의 상면에 결합되어 성형재료가 적층되는 스테이지;
상기 스테이지에 상기 성형재료를 분사하는 노즐부;
상기 노즐부가 장착되는 브릿지 어셈블리;
상기 노즐부에 결합되어 상기 노즐부를 이송시키는 노즐이송벨트;
상기 브릿지 어셈블리의 일면에 결합되어 상기 노즐이송벨트에 동력을 전달하여 상기 노즐이송벨트를 회전시키는 복수개의 벨트회전롤러; 및
상기 브릿지 어셈블리의 타면에 결합되어 상기 벨트회전롤러를 구동시키는 복수개의 롤러모터를 포함하되,
상기 브릿지 어셈블리는 상기 본체에 회전 가능하게 결합되어 미사용시에는 상기 본체와 평행하게 위치되고, 사용시에는 본체에 수직하게 위치되며,
상기 브릿지 어셈블리는,
ㄷ자 형상으로 형성되어 양 단부가 상기 본체와 결합되는 브릿지; 및
상기 브릿지에 결합되어 상기 노즐부를 수평 방향으로 이동할 수 있도록 안내하며, 상기 노즐이송벨트의 회전에 의해 상기 본체를 기준으로 수직 방향으로 이동하는 노즐이송바를 포함하고,
상기 롤러모터는 제1 롤러모터 및 제2 롤러모터를 포함하고,
상기 제1 롤러모터 및 상기 제2 롤러모터의 회전 방향에 따라 상기 노즐이송벨트가 회전함으로써 상기 노즐부를 수평 또는 수직방향으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
제1항에 있어서,
상기 브릿지 어셈블리는 ㄷ자 형상으로 형성되어 양 단부가 상기 본체에 결합되되, 미사용시에는 상기 본체와 동일한 평면 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 브릿지는,
상기 노즐이송바를 Z축 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 노즐이송바 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
제4항에 있어서,
상기 브릿지는 한 쌍의 스윙바와, 상기 스윙바 각각의 일단부와 연결되는 지지바를 포함하여 ㄷ자 형상으로 형성되고, 상기 한 쌍의 스윙바의 타단부가 상기 본체로부터 회전 가능하도록 상기 본체의 측부에 결합되며,
상기 노즐이송바 가이드는 상기 스윙바에 Y축 방향으로 길게 형성되어 결합되고,
상기 노즐이송바는 양 단부가 상기 노즐이송바 가이드에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터
제1항에 있어서,
상기 브릿지 어셈블리 일면에 결합되어 상기 노즐부로 성형재료를 공급하는 익스트루더 유닛를 더 포함하되,
상기 익스트루더 유닛은 상기 브릿지 어셈블리에 탈착식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
제6항에 있어서,
상기 익스트루더 유닛은,
상기 노즐부로 상기 성형재료를 공급하는 익스트루더;
상기 익스트루더와 결합되어 상기 익스트루더가 상기 노즐부로 상기 성형재료를 밀어낼 수 있도록 상기 익스트루더를 구동시키는 익스트루더 모터; 및
ㄱ자 형상으로 형성되어 적어도 일부분이 상기 익스트루더와 상기 익스트루더 모터 사이에 개재되고, 타부분은 상기 브릿지 어셈블리에 끼움결합되는 익스트루더 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
제7항에 있어서,
상기 브릿지 어셈블리는 ㄷ자 형상으로 형성되어 양 단부가 상기 본체와 결합되는 브릿지를 포함하고,
상기 브릿지는 한 쌍의 스윙바와, 상기 스윙바 각각의 일단부와 연결되는 지지바를 포함하여 ㄷ자 형상으로 형성되며,
상기 지지바의 일단부와 타단부에는 상기 익스트루더 브라켓이 끼움결합되는 브라켓 결합돌기가 형성되고, 상기 브라켓 결합돌기는 제1 돌기 및 제2 돌기를 포함하고,
상기 익스트루더 브라켓은,
상기 익스트루더와 상기 익스트루더 모터 사이에 개재되는 개재부; 및
상기 개재부의 일측면으로부터 상기 개재부와 수직방향으로 돌출되어 형성되는 끼움결합부를 포함하며,
상기 끼움결합부에는 상기 제1 돌기에 끼움결합되는 제1 끼움결합홈 및 상기 제2 돌기에 끼움결합되는 제2 끼움결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
제1항에 있어서,
상기 본체는,
상기 브릿지 어셈블리가 결합되는 하우징;
상기 하우징의 길이방향으로 상기 스테이지를 X축으로 이송시킬 수 있도록 상기 하우징 내부에 내장된 스테이지 이송 가이드; 및
상기 스테이지 이송 가이드에 결합되어 X축으로 이송되고, 상면이 상기 스테이지와 결합되는 스테이지 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
제1항에 있어서,
상기 스테이지는,
상판 자석이 부착되는 상판; 및
상기 상판 자석의 자성에 의하여 상기 상판에 탈착식으로 결합되는 적층부를 포함하며,
상기 상판에는 상기 적층부의 탈착을 위하여 탈착구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 접이식 3차원 프린터.
삭제