KR102439248B1 - 건축용 3d 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치 - Google Patents

건축용 3d 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치 Download PDF

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Abstract

건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치가 개시된다. 상기 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치는, 건축용 3D 프린터에서 시멘트가 토출되는 시멘트 분사 노즐 장치에 있어서, 상기 건축용 3D 프린터 일측에 설치되어 벽체 시공이 이루어지는 동작방향으로 이송되는 본체; 상기 본체 하단에 설치되고, 시멘트를 외부로 토출하기 위한 노즐; 상기 본체 하단의 상기 노즐 양측에 수직되게 한 쌍이 설치되고, 각각의 양단은 곡면이 형성되도록 절곡되도록 형성되며, 상기 노즐에서 토출되는 시멘트가 기설정된 벽체의 두께로 형성되도록 시멘트가 토출되어 적층된 후 분산되는 것을 제한하기 위한 가이드 플레이트; 및 상기 본체 하단에 수직되게 축결합되고, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트 외측으로 각각 배치되되, 측면 일부는 상기 가이드 플레이트 내측으로 관통되며, 상기 노즐을 통해 토출되는 시멘트가 벽체로 시공되는 과정에서 벽체의 양측면을 다듬어 벽체의 표면이 평평하게 시공되도록 하기 위한 롤러를 포함하는 롤러부;를 포함할 수 있다.

Description

건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치{CEMENT INJECTION NOZZLE DEVICE FOR CONSTRUCTION 3D PRINTER}
본 발명은 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 3D 프린터의 노즐에서 시멘트가 분사되어 벽체를 시공될 경우 각 층의 경계부분에 요철이 형성되는 것을 방지하고 벽체의 표면이 평평하게 시공될 수 있도록 한 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 철근콘크리트 구조물은 높은 압축강도를 가져 각종 건축물의 벽체, 슬라브 등의 구조물로 널리 시공되고 있다.
이러한 철근콘크리트 구조물은 일반적으로 기초물 상에 철근을 배열하여 설치하고 상기 설치된 철근을 둘러싸는 거푸집(형틀)을 조성하여 그 사이에 콘크리트를 타설한 후 콘크리트가 양생되면 다시 형틀을 제거하는 공정을 거쳐 시공되었다.
그런데 이러한 종래의 철근콘크리트 구조물의 시공방법에 의하면, 거푸집을 설치해야만 하고, 콘크리트가 양생된 후에는 다시 거푸집을 일일이 해체해야 하기 때문에 공정의 수가 많고 복잡하여 작업이 번거롭고 작업공수가 늘어나게 하는 요인이 됨으로써 전체 건축공기를 지연시키는 문제점이 있었으며, 또한 거푸집은 항구적인 구성요소가 아니라 철거해야 하는 요소이므로 거푸집을 조성하고 해체하는 것은 필수적으로 물자와 건축비용의 낭비를 초래한다는 문제점이 있었다.
한편, 최근에는 프린팅을 통해 3차원 형상의 제품을 성형하는 3D 프린팅 제조기술이 각광받고 있으며, 상기한 종래의 문제 해결을 위하여 3D 프린팅을 이용하여 콘크리트 구조물을 제조하려는 시도가 이루어지고 있다.
종래에는 기존 철근콘크리트 구조물 시공방법의 문제점을 해결하고자 '건축용 3D 프린터(대한민국 등록특허 10-1895151)'이 제안된 바 있다.
하지만 상기 종래의 건축용 3D 프린터의 경우 구조재료(시멘트, 콘크리트 등)와 경화제를 분리시켜 노즐 끝에서 토출되도록 설계된 것으로, 3D 프린팅을 위한 구조재료와 경화제가 독립된 토출에 따라 토출량이 일정하게 공급하도록 이루어져 있지만, 3D 프린팅 시 노즐을 통해 구조재료가 순차적으로 공급되어 벽체 등의 구조물을 제작할 때 구조재료가 한층 한층 쌓이는 과정에서 각 층 사이에 골이 파이게 되어 벽체를 형성하는 면이 고르게 형성되지 못하고 단면을 보면 요철이 형성되게 된다.
이와 같이 벽체에 요철이 형성되면 필수적으로 마감재 부착 시공이 필요하거나 또는 3D 프린팅된 이후 벽체에 마감재를 부착 시공할 경우 마감재가 벽체의 면에 견고하게 부착되기 어려워 시공에 어려움이 있는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 10-1895151
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3D 프린터의 노즐에서 시멘트가 분사되어 벽체가 시공될 경우 노즐에서 시멘트가 분사되는 동시에 벽체 형성 부분을 다듬으면서 시공이 진행되도록 하여 각 층을 형성하는 경계부분에 요철이 형성되는 것을 방지하고 벽체의 표면이 평평하게 시공될 수 있는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치는, 건축용 3D 프린터에서 시멘트가 토출되는 시멘트 분사 노즐 장치에 있어서, 상기 건축용 3D 프린터 일측에 설치되어 벽체 시공이 이루어지는 동작방향으로 이송되는 본체; 상기 본체 하단에 설치되고, 시멘트를 외부로 토출하기 위한 노즐; 상기 본체 하단의 상기 노즐 양측에 수직되게 한 쌍이 설치되고, 각각의 양단은 곡면이 형성되도록 절곡되도록 형성되며, 상기 노즐에서 토출되는 시멘트가 기설정된 벽체의 두께로 형성되도록 시멘트가 토출되어 적층된 후 분산되는 것을 제한하기 위한 가이드 플레이트; 및 상기 본체 하단에 수직되게 축결합되고, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트 외측으로 각각 배치되되, 측면 일부는 상기 가이드 플레이트 내측으로 관통되며, 상기 노즐을 통해 토출되는 시멘트가 벽체로 시공되는 과정에서 벽체의 양측면을 다듬어 벽체의 표면이 평평하게 시공되도록 하기 위한 롤러를 포함하는 롤러부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가이드 플레이트는, 수평 또는 수직방향으로 길이가 연장될 수 있다.
또한, 상기 가이드 플레이트에는, 상기 본체가 벽체 시공을 위해 진행방향으로 이송될 경우 시멘트와 접촉됨에 따라 발생하는 마찰저항을 줄이기 위해 일측 단부에 상기 노즐 방향을 향해 물을 분사하기 위한 물 분사 노즐이 구비될 수 있다.
또한, 상기 물 분사 노즐은, 상기 가이드 플레이트 단부의 곡면 부분에 형성되고, 수직방향으로 일정간격으로 배열된 복수 개의 미세홀 형성되어 물이 분무되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 미세홀에는, 분무되는 물의 방향을 조절하기 위한 토출설정부재가 더 구비되고, 상기 토출설정부재는, 상기 미세홀 내부에 배치되고, 물이 토출되는 토출홀이 관통된 구(球) 형상의 토출조절부; 및 상기 토출홀의 방향을 설정하기 위해 상기 토출조절부를 조절하기 위한 조절레버;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 물 분사 노즐은, 물이 토출되는 상기 복수 개의 미세홀의 홀 크기를 가변시키기 위한 홀 가변부가 구비되고, 상기 홀 가변부는, 상기 가이드 플레이트 내부에 내장되어 슬라이딩되고, 홀의 크기가 점차적으로 확장되는 가변홀이 형성된 가변홀 플레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 롤러부는, 상기 본체 내부에 설치되고, 회전력을 발생시키는 모터; 상기 모터의 축에 축결합되는 롤러축; 및 상기 롤러축상에 설치되는 롤러;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 롤러부는, 상기 롤러축이 상기 본체 하부상에서 수평으로 이동되도록 하는 슬라이딩부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 롤러축은, 수직방향으로 길이가 연장되도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 롤러축은, 일측을 기준으로 회동가능하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 롤러는, 표면에 기설정된 패턴 무늬가 음각 또는 약각으로 새겨지고, 상기 노즐에서 시멘트가 토출되어 벽체가 시공되는 과정에서 상기 롤러가 벽체 외측에 밀착되면서 회전하면 벽체 외측에 상기 기설정된 패턴 무늬가 반복적으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치는, 3D 프린터의 노즐에서 시멘트가 분사되어 벽체가 시공될 경우 노즐에서 시멘트가 분사되는 동시에 벽체 형성 부분을 다듬으면서 시공이 진행되도록 하여 각 층을 형성하는 경계부분에 요철이 형성되는 것을 방지하고 벽체의 표면이 평평하게 시공될 수 있어 3D 프린터 시공만으로 완성된 벽체에 별도의 마감재를 부착하지 않더라도 미관을 해치지 않아 노출 콘크리트 느낌을 살려 시공할 수 있고, 3D 프린팅된 이후 벽체에 마감재를 부착 시공할 경우 평평하고 고르르게 벽체 면이 형성됨에 따라 마감재를 견고하게 부착하여 내구성을 향상시키고 시공의 용이성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 저면 사시도.
도 2는 도 1의 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 정면도.
도 3은 도 1의 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 측면도.
도 4는 도 1의 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 저면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 토출설정부재 요부도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 홀 가변부 요부 단면도.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 저면 사시도.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명은 3D 프린터의 노즐에서 시멘트가 분사되어 벽체가 시공될 경우 노즐에서 시멘트가 분사되는 동시에 벽체 형성 부분을 다듬으면서 시공이 진행되도록 하여 각 층을 형성하는 경계부분에 요철이 형성되는 것을 방지하고 벽체의 표면이 평평하게 시공될 수 있는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 저면 사시도이고, 도 2는 도 1의 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 정면도이며, 도 3은 도 1의 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 측면도이고, 도 4는 도 1의 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 저면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치(10, 이하 '시멘트 분사 노즐 장치'라 함)는 크게 본체(100), 노즐(200), 가이드 플레이트(300) 및 롤러부(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 시멘트 분사 노즐 장치(10)는 건축용 3D 프린터(미도시)에서 시멘트가 토출되는 시멘트 분사 노즐 장치로서, 여기서 시멘트라 함은 시멘트, 콘크리트 등을 포함하는 벽체 시공 등의 건축 시공시 사용되는 몰탈 등의 구조재료를 의미하며, 여기에 경화제가 포함될 수도 있다.
먼저, 본체(100)는 건축용 3D 프린터 일측에 설치되고 제조된 시멘트가 토출되는 위치에 배치되어 벽체 시공이 이루어지는 동작방향으로 이송되는 부분이다. 이때, 상기 본체(100) 내부에는 후술하는 모터(미도시) 등의 구동부품들이 내장될 수 있다. 한편, 상기 본체(100)는 벽체 시공을 위해 시멘트가 공급되는 방향을 따라 수평 또는 수직방향으로 진행방향을 행해 이송하게 된다.
다음으로, 노즐(200)은 상기 본체(100) 하단에 설치되고, 시멘트를 외부로 토출하기 위한 부분이다.
상기 노즐(200)은 건축용 3D 프린터 내에서 제조된 시멘트가 벽체 시공 위치로 토출되기 위한 것으로, 원형의 원기둥 형상의 외형을 가지고 수직으로 배치되며 하단에는 시멘트가 토출되기 위한 노즐홀(210)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 노즐(200)의 노즐홀(210)은 기본적으로 홀의 크기가 고정되어 정해진 구조로 이루어지지만, 도면에 도시하지는 않았지만 경우에 따라 홀의 크기가 가변될 수 있도록 이루어질 수도 있다. 즉, 벽체의 두께 등을 고려하여 노즐(200)을 통해 토출되는 시멘트의 용량을 조절하기 위해 노즐홀(210)이 선택적으로 가변될 수 있도록 이루어질 수도 있는 것이다.
다음으로, 가이드 플레이트(300)는 상기 본체(100) 하단의 상기 노즐(200) 양측에 수직되게 한 쌍이 설치되고, 각각의 양단은 곡면이 형성되도록 절곡되도록 형성되며, 상기 노즐(200)에서 토출되는 시멘트가 기설정된 벽체의 두께로 형성되도록 시멘트가 토출되어 적층된 후 분산되는 것을 제한하기 위한 부분이다.
상기 가이드 플레이트(300)는 기본적으로 판형 구조로 이루어지되, 크게 평평한 평면부(310)와 상기 평면부(310) 양측에 형성되고 곡면으로 이루어진 곡면부(320)를 포함할 수 있다.
상기 평면부(310)는 중앙에 후술하는 롤러(420)가 관통하기 위한 롤러홀(311)이 관통 형성될 수 있다.
상기 곡면부(320)는 상기 노즐(200) 외측 방향으로 단부가 절곡되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 가이드 플레이트(300)는 상기 노즐(200)을 중심으로 양측으로 배치되며, 후술하는 롤러부(400) 일측에 설치될 수 있다. 이에 대하여 롤러부(400)를 설명하면서 함께 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 상기 가이드 플레이트(300)는 판의 면적을 확장시키기 위해 수평 또는 수직방향으로 길이가 연장될 수 있다. 즉, 상기 가이드 플레이트(300)는 중첩된 이중구조로 슬라이딩 가능하도록 이루어져 일부는 고정되고 다른 일부는 고정된 부분으로부터 확장되어 전체 판 면적이 확장될 수 있다. 예를 들어, 상기 평면부(310) 부분이 양측의 곡면부(320) 방향의 수평방향으로 확장될 수도 있고, 상기 평면부(310)와 상기 곡면부(320)가 수직방향으로 길이가 확장될 수도 있다.
따라서, 상기 가이드 플레이트(300)가 중첩된 이중구조로서 수평 및 수직방향으로 확장될 수 있는 구조라면 그 구조 및 형상에 제한을 두지 않는다.
한편, 상기 가이드 플레이트(300)에는 상기 본체(100)가 벽체 시공을 위해 진행방향으로 이송될 경우 시멘트와 접촉됨에 따라 발생하는 마찰저항을 줄이기 위해 일측 단부에 상기 노즐(200) 방향을 향해 물을 분사하기 위한 물 분사 노즐(330)이 구비될 수 있다.
상기 물 분사 노즐(330)은 상기 가이드 플레이트(300) 단부의 곡면부(320) 부분에 형성되고, 수직방향으로 일정간격으로 배열된 복수 개의 미세홀(331) 형성되어 물이 분무되도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 물 분사 노즐(330)은 상기 가이드 플레이트(300)에 있어 일측의 곡면부(320)에 형성되거나 또는 일측 및 타측의 곡면부(320) 전체에 형성될 수도 있다.
즉, 상기 미세홀(331)을 통해 분무 형태의 물이 분사되면 상기 노즐(200)을 통해 시멘트가 토출되어 벽체 시공이 이루어지면 시멘트와 상기 가이드 플레이트(300)가 밀착되어 마찰저항이 생기거나 시멘트의 점성에 의해 시멘트가 가이드 플레이트(300)에 묻어나는 등의 문제를 해결할 수 있게 된다.
여기서 상기 물 분사 노즐(330)은 기본적으로 상기 가이드 플레이트(300) 내부에 물이 공급되어 이송하는 통로(미도시)가 마련되고, 상기 통로로 물을 공급하는 물공급수단(미도시)은 본체(100) 내부에 구성되거나 또는 건축용 3D 프린터의 구성중에 설치되어 공급될 수 있다.
다음으로, 롤러부(400)는 상기 본체(100) 하단에 수직되게 축결합되고, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트(300) 외측으로 각각 배치되되, 측면 일부는 상기 가이드 플레이트(300) 내측으로 관통되며, 상기 노즐(200)을 통해 토출되는 시멘트가 벽체로 시공되는 과정에서 벽체의 양측면을 다듬어 벽체의 표면이 평평하게 시공되도록 하기 위한 부분이다.
상기 롤러부(400)는 크게 모터(미도시), 롤러축(410) 및 롤러(420)를 포함할 수 있다.
상기 롤러부(400)에 있어 상기 모터는 상기 본체(100) 내부에 설치되고, 회전력을 발생시키는 것으로, 일반적인 공지된 모터와 동일한 구조로 이루어진다.
상기 롤러축(410)은 상기 모터의 축에 축결합되는 부분으로, 상기 모터의 축은 상기 본체(100) 내부에 내장되고, 상기 롤러축(410)은 상기 본체(100) 외부로 노출되도록 설치되어 모터의 회전에 의해 회전하게 된다.
이때, 상기 롤러축(410)은 모터의 축과 직결되어 회전하되, 하나의 축으로서 노출된 상태로 회전되거나 또는 모터의 축과 직결되는 축과 축 외부를 감싸는 파이프가 별도로 구성되어 노출된 상태에서는 모터의 축에 의해 롤러축(41)이 회전되는 것을 육안으로 확인하지 못하도록 이루어질 수도 있다. 이 경우, 모터의 축과 직결되는 축은 모터의 축과 함께 회전하고, 축 외부를 감싸는 부분은 회전하지 않고 고정된 상태가 될 수 있다.
상기 롤러(420)는 상기 롤러축(410)상에 축결합되는 부분으로, 롤러(420)의 일측은 상기 가이드 플레이트(300)의 롤러홀(311)을 통해 관통하도록 설치될 수 있다.
이때, 상기 롤러(420)는 기본적으로 상기 롤러축(410)과 연결되어 연된된 상태로 회전하거나 상기 롤러축(410)과 축결합되되 롤러축(410)의 회전과 무관하게 자유롭게 회전하도록 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 롤러(420)는 상기 롤러축(410)과 연결되도록 설치되되, 롤러(420)의 일부분은 고정된 부분으로 구성되고, 중심부분은 회전되도록 구성될 수도 있다. 즉, 상기 롤러(420)의 상단 또는 상단 및 하단은 롤러축(410)에 설치되지만 고정되게 설치되고, 상기 롤러(420)의 중심부분은 상단 및 하단 사이에서 자유롭게 회전가능하도록 축결합될 수 있다.
이때, 상기 가이드 플레이트(300)는 상기 롤러(420)의 고정된 부분에 고정되도록 설치될 수 있다. 상기 롤러(420)의 회전되는 부분은 상기 가이드 플레이트(300)의 롤러홀(311)을 관통하게 되는 부분으로, 상기 롤러홀(311) 내에서 자유롭게 회전이 가능하게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 토출설정부재 요부도이다.
도 5를 참조하면, 상기 물 분사 노즐(330)의 상기 미세홀(331)에는 분무되는 물의 방향을 조절하기 위한 토출설정부재(340)가 더 구비될 수 있다.
상기 토출설정부재(340)는 상기 미세홀(331) 내부에 배치되고, 물이 토출되는 토출홀(342)이 관통된 구(球) 형상의 토출조절부(341) 및 상기 토출홀(341)의 방향을 설정하기 위해 상기 토출조절부(341)를 조절하기 위한 조절레버(343)를 포함할 수 있다.
즉, 사용자가 상기 조절레버(343)를 조절하면 레버홀(344) 내에서 조절레버(343)가 조절될 수 있고, 이에 따라 토출조절부(341)가 회동하면서 토출홀(342)의 토출 방향이 가변될 수 있게 된다. 따라서, 사용자가 상기 토출설정부재(340)를 조절하여 물이 분사되는 방향을 선택적으로 설정할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 홀 가변부 요부 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 물 분사 노즐(330)은 물이 토출되는 상기 복수 개의 미세홀(331)의 홀 크기를 가변시키기 위한 홀 가변부(350)가 구비될 수 있다.
상기 홀 가변부(350)는 상기 가이드 플레이트(300) 내부에 내장되어 슬라이딩되고, 홀의 크기가 점차적으로 확장되는 가변홀(352)이 형성된 가변홀 플레이트(351)를 포함할 수 있다.
상기 가변홀 플레이트(351)는 상기 가이드 플레이트(300) 내부에 내장되되, 평평한 판형 구조로서 상기 물 분사 노즐(330)의 미세홀(331) 부근에 위치되어, 상기 미세홀(331)을 통해 토출되는 물의 양을 조절하기 위한 것으로, 상기 가변홀(352)은 홀의 크기가 점차적으로 확장되도록 타공되어 가변홀 플레이트(351)가 슬라이딩 되면서 미세홀(331)을 통해 토출되는 물의 양을 가변적으로 조절할 수 있게 된다. 즉, 상기 가변홀(352)은 홀의 크기가 작은 제1홀(353)부터 홀의 크기가 큰 제2홀(354)이 연결된 상태로 점차적으로 확장된 구조로 이루어질 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치의 저면 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 롤러축(410)은 수직방향으로 길이가 연장되도록 이루어질 수 있다. 즉, 상기 롤러축(410)은 별도의 승하강수단(미도시)에 의해 동작하여 롤러축(410)의 길이가 수직방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 상기 노즐(200)을 통해 토출되는 시멘트의 양 또는 벽체 하나의 층 높이에 대응하여 상기 가이드 플레이트(300)의 위치를 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 롤러축(410)은 일측을 기준으로 회동가능하도록 이루어질 수 있다. 즉, 상기 롤러축(410)에는 설정 방향으로 회동가능하도록 회동축(411)에 의해 구분되도록 구성될 수 있어, 벽체의 구조 및 형상에 대응하여 상기 가이드 플레이트(300)의 각도를 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 롤러부(400)는 상기 롤러축(410)이 상기 본체(100) 하부상에서 수평으로 이동되도록 하는 슬라이딩부(430)를 더 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩부(430)는 상기 롤러축(410)이 좌우로 수평이동 하도록 하는 것으로, 상기 본체(100) 하부에는 상기 롤러축(410)이 정해진 경로를 따라 수평이동하도록 하기 위해 슬라이딩홈(431)이 형성되고, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 본체(100) 내부에는 상기 롤러축(410)의 수평이동을 가능케 하는 별도의 구동수단(미도시)이 설치될 수 있다. 이때, 상기 구동수단은 통상의 공지된 기술로서 모터축에 벨트가 설치되어 모터의 회전에 의해 벨트가 구동되고 벨트에 상기 롤러축(410) 일측이 고정되어 모터가 회전하면 벨트상에서 롤러축(410)이 수평이동을 할 수 있게 된다. 하지만 상기 구동수단은 이에 제한되지 않으며 수평이동을 가능케 하는 수단이면 제한되지 않고 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 롤러(420)는 표면에 기설정된 패턴 무늬(421)가 음각 또는 약각으로 새겨지고, 상기 노즐(200)에서 시멘트가 토출되어 벽체가 시공되는 과정에서 상기 롤러(420)가 벽체 외측에 밀착되면서 회전하면 벽체 외측에 상기 기설정된 패턴 무늬(421)가 반복적으로 형성될 수 있다.
즉, 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치(10)에 의해 시멘트가 토출되어 벽체가 완성되는 과정에서 벽체의 양측 표면상에 특정 무늬를 새겨 넣을 수 있어 별도의 공정을 거치지 않더라도 심미감을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 기설정된 패턴 무늬(421)는 특정 이미지를 가지는 다양한 모양이 형성될 수 있고, 예를 들어, 나무의 결 모양으로 새겨진 형태로 이루어질 경우, 벽체 시공이 되면서 벽체의 표면이 나무의 결 모양이 새겨질 수 있어, 나무의 느낌을 살릴 수 있게 된다.
이처럼 상기 롤러(420)에 다양한 모양의 기설정된 패턴 무늬(421)를 새겨넣음으로써 별도의 공정을 거치지 않더라도 벽체의 마감 공정이 이루어질 수 있게 된다.
이러한 상기 본 발명의 기술적 사상에 의한 다양한 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치(10)는 3D 프린터의 노즐에서 시멘트가 분사되어 벽체가 시공될 경우 노즐에서 시멘트가 분사되는 동시에 벽체 형성 부분을 다듬으면서 시공이 진행되도록 하여 각 층을 형성하는 경계부분에 요철이 형성되는 것을 방지하고 벽체의 표면이 평평하게 시공될 수 있어 3D 프린터 시공만으로 완성된 벽체에 별도의 마감재를 부착하지 않더라도 미관을 해치지 않아 노출 콘크리트 느낌을 살려 시공할 수 있고, 3D 프린팅된 이후 벽체에 마감재를 부착 시공할 경우 평평하고 고르르게 벽체 면이 형성됨에 따라 마감재를 견고하게 부착하여 내구성을 향상시키고 시공의 용이성을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 시멘트 분사 노즐 장치 100: 본체
200: 노즐 210: 노즐홀
300: 가이드 플레이트 310: 평면부
311: 롤러홀 320: 곡면부
330: 물 분사 노즐 331: 미세홀
340: 토출설정부재 341: 토출조절부
342: 토출홀 343: 조절레버
344: 레버홀 350: 홀 가변부
351: 가변홀 플레이트 352: 가변홀
353: 제1홀 353: 제2홀
400: 롤러부 410: 롤러축
411: 회동축 420: 롤러
421: 패턴 무늬 430: 슬라이딩부
431: 슬라이딩홈

Claims (11)

  1. 건축용 3D 프린터에서 시멘트가 토출되는 시멘트 분사 노즐 장치에 있어서,
    상기 건축용 3D 프린터 일측에 설치되어 벽체 시공이 이루어지는 동작방향으로 이송되는 본체;
    상기 본체 하단에 설치되고, 시멘트를 외부로 토출하기 위한 노즐;
    상기 본체 하단의 상기 노즐 양측에 수직되게 한 쌍이 설치되고, 각각의 양단은 곡면이 형성되도록 절곡되도록 형성되며, 상기 노즐에서 토출되는 시멘트가 기설정된 벽체의 두께로 형성되도록 시멘트가 토출되어 적층된 후 분산되는 것을 제한하고, 상기 시멘트와 접촉됨에 따라 발생하는 마찰저항을 줄이기 위해 일측 단부에 상기 노즐 방향을 향해 물을 분사하기 위한 물 분사 노즐이 구비된 가이드 플레이트와,
    상기 본체 하단에 수직되게 축결합되고, 상기 한 쌍의 가이드 플레이트 외측으로 각각 배치되되, 측면 일부는 상기 가이드 플레이트 내측으로 관통되며, 상기 노즐을 통해 토출되는 시멘트가 벽체로 시공되는 과정에서 벽체의 양측면을 다듬어 벽체의 표면이 평평하게 시공되도록 하기 위한 롤러를 포함하는 롤러부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트는,
    수평 또는 수직방향으로 길이가 연장되는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 물 분사 노즐은,
    상기 가이드 플레이트 단부의 곡면 부분에 형성되고, 수직방향으로 일정간격으로 배열된 복수 개의 미세홀 형성되어 물이 분무되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 미세홀에는,
    분무되는 물의 방향을 조절하기 위한 토출설정부재가 더 구비되고,
    상기 토출설정부재는,
    상기 미세홀 내부에 배치되고, 물이 토출되는 토출홀이 관통된 구(球) 형상의 토출조절부; 및
    상기 토출홀의 방향을 설정하기 위해 상기 토출조절부를 조절하기 위한 조절레버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 물 분사 노즐은,
    물이 토출되는 상기 복수 개의 미세홀의 홀 크기를 가변시키기 위한 홀 가변부가 구비되고,
    상기 홀 가변부는,
    상기 가이드 플레이트 내부에 내장되어 슬라이딩되고, 홀의 크기가 점차적으로 확장되는 가변홀이 형성된 가변홀 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 롤러부는,
    상기 본체 내부에 설치되고, 회전력을 발생시키는 모터;
    상기 모터의 축에 축결합되는 롤러축; 및
    상기 롤러축상에 설치되는 롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 롤러부는,
    상기 롤러축이 상기 본체 하부상에서 수평으로 이동되도록 하는 슬라이딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 롤러축은,
    수직방향으로 길이가 연장되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 롤러축은,
    일측을 기준으로 회동가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 롤러는,
    표면에 기설정된 패턴 무늬가 음각 또는 약각으로 새겨지고, 상기 노즐에서 시멘트가 토출되어 벽체가 시공되는 과정에서 상기 롤러가 벽체 외측에 밀착되면서 회전하면 벽체 외측에 상기 기설정된 패턴 무늬가 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 시멘트 분사 노즐 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018069661A (ja) 2016-11-02 2018-05-10 株式会社大林組 構造物形成方法及び構造物形成システム
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WO2020057788A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-26 Mobbot Sa Concrete structure manufacturing apparatus and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100569822B1 (ko) * 2004-06-01 2006-04-11 현대제철 주식회사 압연재의 이송 가이드장치
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018069661A (ja) 2016-11-02 2018-05-10 株式会社大林組 構造物形成方法及び構造物形成システム
CN108247056A (zh) 2018-03-03 2018-07-06 吉林大学 一种对送粉式激光增材制造制件同步改性的方法
WO2020057788A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-26 Mobbot Sa Concrete structure manufacturing apparatus and method
KR101974398B1 (ko) 2018-11-16 2019-05-02 (주)세기산업 콘크리트 구조물 제조장치 및 그 노즐

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