KR102445729B1 - Reconfigurable print bed for 3D printers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3D(3차원) 프린터에서 작업 대상물을 지지하는 베드, 해당 베드가 구비된 3D 프린터, 해당 베드의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bed for supporting a work object in a 3D (three-dimensional) printer, a 3D printer equipped with the bed, and a method for controlling the bed.
기존의 3D 프린팅에서 서포터의 조형을 위해 추가적인 제작 시간이 소모되고 있다.In the existing 3D printing, additional production time is consumed for the modeling of the supporter.
두개골 함몰 사고와 같이 시급을 요하는 경우, 임플란트의 서포터 조형에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 기술이 필요하다. 또한, 파우더 소재를 사용하는 3D 프린팅에서 분말 베드를 채우기 위해 많은 양의 소재가 필요하며, 이 중에서 조형물의 제작을 위해 실제로 사용되는 소재의 양은 많지 않다. 따라서 폐기되는 파우더를 감소시켜 소재 사용의 효율성을 높일 수 있는 기술이 필요하다.In the case of an urgent need, such as a skull depression, a technology that can reduce the time required to shape the supporter of the implant is required. In addition, in 3D printing using a powder material, a large amount of material is required to fill the powder bed, and among these, the amount of material actually used for the production of a sculpture is not large. Therefore, there is a need for a technology that can increase the efficiency of material use by reducing wasted powder.
한국공개특허공보 제2018-0052225호에는 3D 프린팅이 이루어지는 가공챔버를 다수개로 분할하여, 3D 프린팅 가공품의 크기에 따라 가공챔버의 내부 체적 크기를 조절하는 기술이 나타나 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 2018-0052225 discloses a technique for dividing a processing chamber in which 3D printing is performed into a plurality of pieces, and controlling the internal volume size of the processing chamber according to the size of a 3D printed product.
본 발명은 조형물을 형성하는 시간이 단축되고, 조형물의 성형에 소모되는 재료의 양을 절감할 수 있는 프린트 베드 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a print bed and a method for controlling the same, which can reduce the time for forming a sculpture and reduce the amount of material consumed for molding the object.
본 발명의 프린트 베드는 3차원 프린팅되는 조형물에 대면하게 형성된 베이스부; 상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고, 상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동할 수 있다.The print bed of the present invention includes a base formed to face the three-dimensionally printed object; and a plurality of sub-beds movably formed with respect to the base part, wherein the sub-beds may move to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base part by a set distance.
본 발명의 프린트 베드는 3차원 프린팅되는 조형물에 대면 배치되는 조형판;을 포함하고, 상기 조형물에 대면되는 상기 조형판의 일면에는 개별적으로 상하 운동하는 복수의 서브 베드가 마련되며, 상기 서브 베드는 상기 상하 운동을 통해 상기 조형물에 대해 돌출되거나 함몰되고, 각 서브 베드의 돌출 또는 함몰에 의해 상기 조형물의 일면에 결합되는 형태를 갖는 상기 조형판이 형성될 수 있다.The print bed of the present invention includes a molding plate disposed to face a three-dimensionally printed object, and a plurality of sub-beds that individually move up and down are provided on one surface of the molding plate facing the sculpture, and the sub-bed comprises: The molding plate having a shape that protrudes or is depressed with respect to the sculpture through the vertical movement and is coupled to one surface of the sculpture by the protrusion or depression of each sub-bed may be formed.
본 발명의 제어 방법은 조형물의 형상 데이터를 획득하는 단계; 조형물을 지지하는 서포터의 개수 또는 상기 조형물의 재료에 해당하는 파우더의 소비량 중 적어도 하나를 기초로 상기 조형물의 자세를 결정하는 단계; 상기 조형물의 자세에 따라 복수의 서브 베드를 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 설정 위치까지 이동시키는 단계; 상기 조형물의 1개 레이어가 프린팅될 때마다, 상기 설정 위치까지 이동한 상기 서브 베드를 상기 1개 레이어의 두께만큼 하강시키는 단계;를 포함할 수 있다.The control method of the present invention includes: acquiring shape data of a sculpture; determining the posture of the sculpture based on at least one of the number of supporters supporting the sculpture or the consumption of powder corresponding to the material of the sculpture; moving a plurality of sub-beds to a set position close to the sculpture by a set distance according to the posture of the sculpture; Each time one layer of the sculpture is printed, lowering the sub-bed, which has moved to the set position, by the thickness of the one layer; may include.
본 발명에서 제안하는 3D 프린터용 가변 프린트 베드는 개별적으로 상하 운동이 가능한 복수의 서브(sub) 조형판 모듈로 구성된다. 서브 조형판 모듈에 해당하는 서브 베드를 조절하면, 조형물의 형태에 맞춘 조형판이 제공될 수 있다.The variable print bed for a 3D printer proposed by the present invention is composed of a plurality of sub (sub) molding plate modules that can individually move up and down. By adjusting the sub-bed corresponding to the sub-modeling plate module, a molding plate tailored to the shape of the object may be provided.
조형물의 형태에 맞춘 조형판 상에 조형물을 프린팅하면, 조형물의 완성 시간이 단축되고 조형물의 성형에 소모되는 재료의 양이 절감될 수 있다.If the object is printed on the molding plate that matches the shape of the object, the completion time of the object can be shortened and the amount of material consumed for molding the object can be reduced.
본 발명의 프린트 베드는 기존 판 형상의 조형판과 비교하여, 적어도 일부가 기존 조형판의 위치로부터 조형물의 밑면에 밀착되게 상승 또는 돌출된 모습을 취할 수 있다. 이때, 기존 조형판으로부터 상승 또는 돌출된 부피만큼 재료의 소모량이 절감될 수 있다. 또는, 기존 조형판으로부터 상승 또는 돌출된 길이만큼 서포터의 길이가 단축될 수 있다. 서포터의 길이가 단축된다는 것은 서포터의 형성에 소요되는 시간이 단축되는 동시에 서포터의 형성에 소모되는 재료의 양이 절감되는 것을 의미할 수 있다.Compared with the existing plate-shaped molding plate of the present invention, at least a part of the print bed may be raised or protruded from the position of the existing molding plate in close contact with the bottom surface of the object. In this case, the amount of material consumption can be reduced by the volume raised or protruded from the existing molding plate. Alternatively, the length of the supporter may be shortened by the length rising or protruding from the existing molding plate. Reducing the length of the supporter may mean that the time required to form the supporter is reduced and the amount of material consumed for forming the supporter is reduced.
종국적으로, 본 발명의 프린트 베드를 이용하면, 적은 양의 재료를 이용하면서 조형물을 신속하게 3D 프린팅할 수 있다.Finally, using the print bed of the present invention, it is possible to quickly 3D print a sculpture while using a small amount of material.
본 발명의 프린트 베드는 서로 독립적으로 움직이는 복수의 서브 베드를 포함할 수 있다. 복수의 서브 베드는 조형물에 맞춰 각자의 설정 위치에 도달한 이후 프린팅 공정 중 재료의 적층 두께만큼 하강하는 공정에서 서로에 대해 고정된 상태에서 함께 하강해야 한다. 본 발명의 프린트 베드는 해당 조건을 만족하는 환경을 제시할 수 있다.The print bed of the present invention may include a plurality of sub-beds that move independently of each other. The plurality of sub-beds must be lowered together while being fixed to each other in the process of descending as much as the stacking thickness of the material during the printing process after reaching their respective set positions in accordance with the sculpture. The print bed of the present invention may present an environment that satisfies the corresponding condition.
또한, 본 발명의 프린트 베드는 단일의 프린트 베드를 복수의 서브 베드로 쪼개는 과정에서 발생되는 각 서브 베드 간의 틈을 폐쇄시키는 방안도 함께 제공할 수 있다.In addition, the print bed of the present invention can also provide a method of closing a gap between each sub-bed generated in the process of splitting a single print bed into a plurality of sub-beds.
또한, 본 발명의 프린트 베드는 조형물의 3차원 형상 데이터가 입력되면, 서포터의 개수와 소모 재료량을 고려해서 최적의 조형물 자세를 추출할 수 있다. 해당 조형물의 자세는 서브 베드의 이동 위치에 영향을 받을 수 있으며, 본 발명의 프린트 베드는 조형물의 자세와 서브 베드 간의 관계를 이용해서 서포터의 개수 또는 재료 소모량이 최소가 되는 조형물의 자세를 추출할 수 있다.In addition, when the three-dimensional shape data of the sculpture is input to the print bed of the present invention, the optimal posture of the sculpture can be extracted in consideration of the number of supporters and the amount of consumed materials. The posture of the sculpture may be affected by the movement position of the sub bed, and the print bed of the present invention uses the relationship between the posture of the sculpture and the sub bed to extract the posture of the sculpture that minimizes the number of supporters or material consumption. can
해당 자세로 조형물을 프린팅하면, 서포터의 생성에 소모되는 부가 시간이 최소화되거나 조형물의 생성에 소모되는 재료량이 최소화될 수 있다.If the sculpture is printed in the corresponding posture, the additional time consumed for the creation of the supporter can be minimized or the amount of material consumed for the creation of the sculpture can be minimized.
본 발명의 프린트 베드를 이용하면, 긴급을 요하는 임플란트의 3D 성형 시간이 대폭 단축될 수 있다.By using the print bed of the present invention, the 3D molding time of implants that require urgency can be significantly reduced.
도 1은 본 발명의 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.
도 2는 비교 실시예의 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 서브 베드를 나타낸 개략도이다.
도 4는 시프트부를 나타낸 개략도이다.
도 5는 자세부의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.
도 8은 제1 실시예의 액추에이터를 나타낸 개략도이다.
도 9는 제2 실시예의 액추에이터를 나타낸 개략도이다.
도 10은 제3 실시예의 액추에이터를 나타낸 개략도이다.
도 11은 조형물이 3D 프린팅되는 챔버 내부의 가스 분위기를 나타낸 개략도이다.
도 12는 일 실시예의 제1 실링부를 나타낸 개략도이다.
도 13은 다른 실시예의 제2 실링부를 나타낸 개략도이다.
도 14는 프린트 베드의 자동 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a schematic diagram showing a print bed of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a print bed of a comparative example.
3 is a schematic diagram showing a sub-bed of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a shift unit.
5 is a schematic diagram showing the operation of the posture unit.
6 is a schematic diagram showing another print bed of the present invention.
7 is a schematic diagram showing another print bed of the present invention.
Fig. 8 is a schematic diagram showing the actuator of the first embodiment.
9 is a schematic diagram showing an actuator of the second embodiment.
Fig. 10 is a schematic diagram showing an actuator of the third embodiment.
11 is a schematic diagram showing the gas atmosphere inside the chamber in which the sculpture is 3D printed.
12 is a schematic view showing a first sealing portion of an embodiment.
13 is a schematic view showing a second sealing portion of another embodiment.
14 is a flowchart illustrating an automatic control method of a print bed.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, duplicate descriptions of the same components will be omitted.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when a component is referred to as 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components in the middle It should be understood that there may be On the other hand, in the present specification, when it is mentioned that a certain element is 'directly connected' or 'directly connected' to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.In addition, the terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also in this specification, the singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, terms such as 'include' or 'have' are only intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and one or more It should be understood that the existence or addition of other features, numbers, steps, acts, components, parts, or combinations thereof, is not precluded in advance.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of a plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Also, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a print bed of the present invention.
도 1에 도시된 프린트 베드는 베이스부(110), 복수의 서브 베드(130), 프린팅부(10)를 포함할 수 있다.The print bed shown in FIG. 1 may include a
베이스부(110)는 3차원 프린팅되는 조형물(30)에 대면하게 형성될 수 있다. 베이스부(110)는 지면에 지지되고, 복수의 서브 베드(130)를 지지할 수 있다. 베이스부(110)는 조형물(30)이 수용되는 챔버 자체, 챔버의 바닥면, 측벽면, 천장 등을 포함하거나, 챔버 내부의 바닥에 설치되는 별도의 받침대, 방열판 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 1에 도시된 베이스부(110)는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식의 3D(3차원) 프린터에서 조형물(30)을 지지하는 바닥면을 포함할 수 있다. 이 밖에도 SLA(Stereolithography) 방식, FDM(Fused Deposition Modeling) 방식 등 다양한 방식에도 본 발명의 프린트 베드가 적용될 수 있다.The
PBF 방식은 롤러(20)를 이용해 파우더 베드(50)에 금속 분말(플라스틱 분말 등) 재료(90)를 아주 얇은 레이어로 수평으로 평평히 깔고 고출력의 산업용 레이저(laser)나 전자빔(Electron Beam)을 조형하고자 하는 모델에 선택적(selectice)으로 조사하여 소결(sintering)시키거나 용융시켜 적층(Additive Manufacturing)하는 기술이다.In the PBF method, a metal powder (plastic powder, etc.)
금속 분말 재료(90)에 해당하는 파우더의 가격이 고가이므로, PBF 방식에서는 파우더를 공급하는 공급 수단(70), 사용하고 남은 파우더를 회수하는 회수 수단(80)의 중요성이 높다. 파우더의 관리 문제가 존재하기는 하지만, PBF 방식은 다른 프린팅 방식과 비교하여 입력된 형상 데이터의 외면 형상을 거의 그대로 추종하는 매우 우수한 품질의 조형물(30)을 획득할 수 있는 장점이 있다.Since the price of the powder corresponding to the
복수의 서브 베드(130)(sub bed)는 베이스부(110)에 대해 이동 가능하게 형성될 수 있다. 일 예로, 물리적인 동력을 제공하는 모터, 유압 실린더(133), 공압 실린더(133), 유압 펌프, 공압 펌프 등의 액추에이터(139)가 마련될 수 있다. 액추에이터(139)는 베이스부(110)에 고정 설치될 수 있다. 액추에이터(139)에 의해 움직이는 피스톤 로드(132), 기어, 암(arm) 등의 단부에 조형물(30)에 대면되는 서브 베드(130)가 마련될 수 있다. 예를 들어 피스톤 로드(132)에 연결된 기둥 형상의 기둥부(131)가 마련될 때, 서브 베드(130)는 기둥부(131)의 단부에 마련될 수 있다. 복수의 서브 베드(130)가 밀착 배치된 상태에서 특정 서브 베드의 기둥부(131)는 다른 서브 베드의 기둥부(131)에 의해 이동 방향이 가이드될 수 있다.The plurality of
결국, 서브 베드(130)는 베이스부(110)에 고정 설치된 액추에이터(139)를 기반으로 움직이거나, 베이스부(110)에 고정 설치되고 액추에이터(139)의 동력을 서브 베드(130)에 전달하는 기어 등의 링크부를 기반으로 움직일 수 있다.As a result, the sub-bed 130 moves based on the
서브 베드(130)는 베이스부(110) 상에 프린트될 조형물(30)에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치 p로 이동할 수 있다. 일 예로, 서브 베드(130)는 프린트될 조형물(30)이 결정되면, 초기 위치 p0로부터 조형물(30)에 가까워지는 방향으로 이동할 수 있다. 설정 위치 p는 서브 베드(130)의 운동 범위 내에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 서브 베드(130)가 중력 방향을 따라 직선 운동 가능하게 형성된 경우, 설정 위치 p는 서브 베드(130)의 직선 운동 경로 상의 한 점으로 설정될 수 있다.The sub-bed 130 may move to a set position p corresponding to a position close to the
조형물(30)을 향해 이동하던 서브 베드(130)는 조형물(30)의 일면으로부터 설정 거리만큼 이격된 설정 위치 p에 도달하면, 움직임을 멈추고 설정 위치 p에서 정지될 수 있다.When the sub-bed 130 moving toward the
프린팅부(10)는 설정 위치 p까지 이동한 서브 베드(130)가 설정 위치 p에 정지된 상태에서 서브 베드(130) 상에 조형물(30)을 프린팅할 수 있다. 프린팅부(10)는 합성 수지 또는 금속의 재료(90)를 가공하는 레이저 빔(Laser Beam)을 생성하는 레이저 생성기(11), 레이저 생성기(11)에서 발사된 레이저 빔의 경로를 조절하는 조절기(13)를 포함할 수 있다. 조절기(13)는 갈바노 스캐너, 편향 렌즈 등을 포함할 수 있다.The
복수의 서브 베드(130)는 중력 방향 상으로 베이스부(110)를 받치는 지지판의 역할을 수행할 수 있다. 조형물(30)을 프린팅하는 프린팅부(10)는 지지판에 해당하는 서브 베드(130) 상에 곧바로 조형물(30)을 프린팅하는 대신 서브 베드(130)와 조형물(30)을 연결하는 서포터(40)를 먼저 프린팅할 수 있다. 프린팅부(10)는 서포터(40)가 완성되면 조형물(30)을 향해 연장된 서포터(40)의 말단에 조형물(30)을 프린팅할 수 있다.The plurality of
중력 방향으로 작용하는 조형물(30)의 자중을 견디기 위해 서포터(40)는 보통 중력 방향을 따라 연장되는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 서포터(40)는 조형물(30)의 프린팅이 완료된 후 조형물(30)로부터 제거되어야 하는 요소일 수 있다. 서포터(40)에 소모되는 재료(90)의 양을 줄이기 위해 서포터(40)는 얇은 막대 형상으로 형성될 수 있다. 직경이 작은 서포터(40)를 이용해 서포터(40)보다 보통 수백배 이상의 직경, 두께, 폭을 갖는 조형물(30)을 지지하기 위해 서포터(40)는 복수로 형성될 수 있다. 작업이 완료된 조형물(30) 및 서브 베드(130)로부터 서포터(40)를 쉽게 제거할 수 있도록, 서포터(40)의 양단부는 서포터(40)의 몸체(43)보다 가느다란 복수의 필라멘트(41)로 분기되어 조형물(30) 또는 서브 베드(130)에 연결될 수 있다.In order to withstand the weight of the
서포터(40)는 조형물(30)과 동일한 방식으로 프린팅부(10)에 의해 형성될 수 있다. 조형물(30)의 완성 후에 제거될 조형물(30)에 많은 프린팅 시간이 할애되면, 조형물(30)의 전체 프린팅 시간이 증가될 수 있다. 또한, 조형물(30)로 인해 낭비되는 재료(90)의 양이 증가될 수 있다.The
예를 들어, 도 1에서 서브 베드(130)가 초기 위치 p0에 위치한 상태에서 중력 방향을 따라 연장되는 서포터(40)를 형성한다면, 도 1에서 초기 위치 p0로부터 설정 위치 p까지의 거리 이상의 길이를 갖는 서포터(40)가 형성되어야 한다. 이러한 현상은 재료(90) 소모량적인 측면뿐만 아니라 프린팅 시간 측면에서도 매우 불리하다.For example, if the sub-bed 130 in FIG. 1 forms the
본 발명의 프린트 베드에 따르면, 초기 위치 p0의 서브 베드(130)는 조형물(30)에 가까운 설정 위치 p로 이동하고, 조형물(30)에 대해 설정 위치 p(조형물(30)에 대한 상대 위치에 해당)에 고정된 상태를 유지할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 해당 서브 베드(130) 상에 형성된 서포터(40)의 길이는 초기 위치 p0로부터 설정 위치 p까지의 거리만큼 단축될 수 있다.According to the print bed of the present invention, the
또한, 파우더를 재료(90)로 사용하는 PBF 방식의 경우, 초기 위치 p0로부터 설정 위치 p까지 쌓아올려야 하는 파우더의 양이 절약될 수 있다. 이는 파우더의 도포 시간 절감, 파우더의 미회수량의 감소에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.In addition, in the case of the PBF method using the powder as the
프린팅부(10)는 서브 베드(130)가 초기 위치 p0로부터 설정 위치 p까지 이동하면, 조형물(30)에 대면되는 서브 베드(130)의 일면으로부터 조형물(30)을 향해 연장되는 막대 형상의 서포터(40)를 형성할 수 있다. 프린팅부(10)는 초기 위치 p0로부터 조형물(30)까지 연장되는 길이보다 짧은 길이를 갖는 서포터(40) 상에 조형물(30)을 프린팅할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 초기 위치 p0로부터 설정 위치 p까지 서브 베드(130)가 이동한 거리만큼 길이가 단축된 서포터(40)가 프린팅부(10)에 의해 생성될 수 있다. 길이가 짧아진 서포터(40)의 형성은 곧 서포터(40)를 프린팅하는데 소요되는 더미 시간이 줄어드는 것을 의미하는 동시에 서포터(40)의 형성에 소모되는 재료(90)의 양이 절감되는 것을 의미할 수 있다.When the sub-bed 130 moves from the initial position p0 to the set position p, the
도 2는 비교 실시예의 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram showing a print bed of a comparative example.
도 2의 비교 실시예는 서브 베드(130)가 배제되고 단일의 메인 베드(190)를 포함할 수 있다.The comparative embodiment of FIG. 2 may include a single
메인 베드(190)는 다양한 형상의 조형물(30)을 지지하기 위해 조형물(30)에 대면되는 일면이 평평한 판 형상으로 형성될 수 있다. 메인 베드(190)는 조형물(30)을 향해 승강 가능하게 형성될 수 있다.The
메인 베드(190)를 바닥으로 하고 베이스부(110)를 측벽으로 하는 파우더 공간이 형성되고, 해당 파우더 공간에 파우더가 적층되고 조형물(30)이 프린팅될 수 있다. 조형물(30)의 레이어가 프린팅될 때마다 메인 베드(190)는 하강하고, 메인 베드(190)가 하강한만큼 파우더 공간이 증가할 수 있다. 롤러(20) 등을 이용해 증가된 파우더 공간에 파우더를 채우고 새롭게 채워진 파우더가 형성한 레이어가 다시 프린팅부(10)에 의해 프린팅될 수 있다.A powder space having the
초기에 어떠한 형상의 조형물(30)이 프린팅되더라도 메인 베드(190)는 서브 베드(130)와 비교하여 항상 초기 위치 p0에 배치된 상태에 해당될 수 있다. 따라서, 메인 베드(190) 상에 형성된 서포터(40)의 길이는 모두 초기 위치 p0로부터 조형물(30)까지 연장되는 길이를 가질 수 있다.Even if the
서포터(40)의 길이가 길어지면, 서포터(40)를 형성하는데 많은 시간이 소요되고, 서포터(40)에 많은 재료(90)가 할당될 수 있다. 또한, 서포터(40)의 길이가 길어지면 구조적으로 취약해지기 때문에, 길이가 짧을 때와 비교해서 보다 많은 개수의 서포터(40)가 필요하다. 결국, 비교 실시예에 따르면, 본 발명의 프린트 베드와 비교하여 서포터(40)의 생성에 시간적 물적 자원이 막대하게 낭비될 수 있다.When the length of the
다시 도 1로 돌아가서, 각 서브 베드(130)는 서로 중첩되지 않게 조형물(30)의 밑부분 중에서 서로 다른 부분을 향해 이동할 수 있다.Returning to FIG. 1 again, each sub-bed 130 may move toward different parts of the lower part of the
각 서브 베드(130)가 타겟으로 하는 설정 위치 p는 지면에 수평한 방향 및 지면에 수직한 방향 상으로 서로 독립적으로 형성될 수 있다.The setting positions p targeted by each sub-bed 130 may be formed independently of each other in a direction horizontal to the ground and a direction perpendicular to the ground.
특정 설정 위치는 특정 서브 베드에 대면되는 조형물(30)의 밑부분 위치에 따라 결정될 수 있다. 다시 말해, 특정 설정 위치는 특정 서브 베드가 지지할 조형물(30) 일부분의 좌표를 기준으로 결정될 수 있다. 설정 위치는 서브 베드(130)가 조형물(30)에 접촉하지 않는 범위 내에서 조형물(30) 일부분의 좌표로부터 설정 거리 내에서 선정될 수 있다.The specific setting position may be determined according to the position of the bottom of the
프린트 베드에는 서브 베드(130)를 제어하는 제어부(170)가 추가로 마련될 수 있다.A
제어부(170)는 조형물(30)의 형상 데이터가 입력되면, 형상 데이터에 맞춰 각 서브 베드(130)가 이동 타겟으로 하는 설정 위치를 각각 설정할 수 있다.When the shape data of the
제어부(170)는 프린팅부(10)의 프린팅 과정에 맞춰 특정 서브 베드를 특정 설정 위치로 이동시킬 수 있다.The
특정 서브 베드가 일단 특정 설정 위치로 이동하면, 제어부(170)는 프린팅부(10)가 단위 높이만큼 조형물(30)의 형성 공정을 완료할 때마다 단위 높이만큼 특정 서브 베드를 하강시킬 수 있다. 단위 높이는 레이어의 두께 또는 높이와 동일할 수 있다. 3D 프린트는 조형물(30)을 설정 두께의 층(레이어) 단위로 프린팅할 수 있다. 일단 특정 레이어를 형성하면 프린팅부(10)는 다음 레이어를 프린팅하기 위해 레이어의 높이 또는 두께만큼 상승할 수 있다. 또는, 프린팅부(10)는 동일 높이에 머무르고, 조형물(30)을 지지하는 받침대, 예를 들어 서브 베드(130)가 레이어의 높이 또는 두께만큼 하강할 수 있다.Once the specific sub-bed moves to a specific setting position, the
일 예로, 프린팅부(10)는 파우더(powder)가 적층된 파우더층에 레이저를 조사하는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식으로 조형물(30)을 프린팅할 수 있다. 이때, 서브 베드(130)는 파우더를 사이에 두고 프린팅부(10)와 대면하게 배치될 수 있다. 제어부(170)는 프린팅부(10)가 파우더층에 대한 레이저 조사 공정을 완료할 때마다, 파우더층의 두께만큼 특정 서브 베드를 하강시킬 수 있다. 레이저 조사가 완료된 파우더층은 특정 서브 베드와 함께 파우더층의 두께만큼 하강할 수 있다.For example, the
도 3은 본 발명의 서브 베드(130)를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing the sub-bed 130 of the present invention.
평면상으로 설정 형상의 영역이 복수의 분할 영역으로 분할될 때, 서브 베드(130)는 각 분할 영역마다 마련될 수 있다.When the area of the set shape in plan view is divided into a plurality of divided areas, the sub-bed 130 may be provided for each divided area.
서브 베드(130)의 평면 형상은 분할 영역과 동일하게 형성될 수 있다. 일 예로, 도 3에서 분할 영역의 평면 형상은 정사각형일 수 있으며, 이에 맞춰 서브 베드(130)의 평면 형상 역시 정사각형일 수 있다.The sub-bed 130 may have the same planar shape as the divided area. For example, the planar shape of the divided area in FIG. 3 may be a square, and accordingly, the planar shape of the sub-bed 130 may also be a square.
평면상으로 복수의 서브 베드(130)가 조형물(30)의 투영 범위 t를 침범하거나 걸치도록, 조형물(30)에 대한 서브 베드(130)의 배치 위치가 결정될 수 있다.The arrangement position of the sub-bed 130 with respect to the
조형물(30)의 투영 범위 t를 침범하게 형성된 복수의 서브 베드(130)는 서로 다른 설정 위치를 향해 이동할 수 있다. 서로 다른 설정 위치를 향해 이동한 복수의 서브 베드(130)는 각자의 설정 위치에서 조형물(30)의 서로 다른 부위에 대면 배치될 수 있다. 이때, 복수의 서브 베드(130)는 서로에 대해 상대적으로 움직이거나, 서로에 대해 독립적으로 움직일 수 있다.The plurality of
서로 직교하는 3개의 축 x, y, z가 형성하는 3차원 공간이 정의될 수 있다. 이때, 도 3에는 9개의 서브 베드(130)가 x축 방향(가로 방향)으로 3줄씩 배치되고, y축 방향(세로 방향)으로 3줄씩 배치되고 있다. xy 평면상으로 좌측 상단쪽에 배치된 4개의 서브 베드(130)가 조형물(30)에 형성된 홈에 대응하여 돌출될 수 있다. z축은 중력 방향과 평행할 수 있다.A three-dimensional space formed by three axes x, y, and z orthogonal to each other may be defined. At this time, in FIG. 3 , the nine
본 발명의 서브 베드(130)는 최대한 많은 개수가 조형물(30)의 투영 범위 t에 속하도록 배치되는 것이 좋다.It is preferable that the maximum number of
투영 범위 t에 속하는 서브 베드(130)의 개수는 흡사 디스플레이에서 설정 크기의 화면을 형성하고 해상도를 결정하는 픽셀의 개수와 유사할 수 있다. 투영 범위 t에 속하는 서브 베드(130)의 개수가 증가한다는 것은 각 서브 베드(130)가 보다 더 조형물(30)에 가깝게 접근할 수 있는 기하학적 성질을 갖는다는 것을 의미할 수 있다. 이에 따라 서포터(40)의 길이가 짧아지거나 소모되는 파우더의 양이 줄어들 수 있다.The number of
도 4는 시프트부(160)를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating the
PBF 방식에서 조형물(30)의 성형에 사용되는 파우더의 양을 절감하기 위해 시프트부(160)가 프린트 베드에 마련될 수 있다.In order to reduce the amount of powder used for molding the
시프트부(160)는 베이스부(110) 상에 프린팅되는 조형물(30)의 측면에 대면하게 형성될 수 있다.The
시프트부(160)는 조형물(30)의 측면을 향해 이동하며, 조형물(30)에 맞춰 조형물(30)이 수용되는 수용 공간을 조형물(30)의 측면 방향으로 감소시킬 수 있다.The
일 예로, 조형물(30)의 측벽을 갖는 챔버에 수용되거나 홈 형상의 베이스부(110)의 공간에 가라앉을 때, 시프트부(160)는 챔버의 측벽과 조형물(30)의 사이에 배치되거나, 베이스부(110)의 측벽과 조형물(30)의 사이에 배치될 수 있다. 시프트부(160)는 챔버 또는 베이스부(110)의 외부로부터 삽입되거나 챔버의 측벽 또는 베이스부(110)의 측벽으로부터 조형물(30)의 측면을 향해 돌출될 수 있다.For example, when accommodated in a chamber having a sidewall of the
챔버와 조형물(30)의 사이 또는 베이스부(110)와 조형물(30)의 사이는 본래 파우더로 채워지는 공간에 해당될 수 있다. 해당 공간에 시프트가 삽입되면, 시프트부(160)의 부피만큼 파우더가 절감될 수 있다.Between the chamber and the
다른 예로, 서브 베드(130)가 시프트부(160)의 기능을 대신할 수 있다.As another example, the sub-bed 130 may replace the function of the
복수의 서브 베드(130) 중 특정 서브 베드는 조형물(30)의 측면에 대면되는 위치에 배치될 수 있다.A specific sub-bed among the plurality of
복수의 서브 베드(130) 중 다른 서브 베드는 조형물(30)의 밑면에 대면되는 위치에 배치될 수 있다.Another sub-bed of the plurality of
조형물(30)의 측면에 대면 배치된 특정 서브 베드는 조형물(30)이 프린팅되는 과정에서 조형물(30)의 밑면에 대면 배치된 다른 서브 베드의 하강(프린팅부(10)의 프린팅 두께에 맞춰 하강)에 상관없이 정지된 상태를 유지할 수 있다.A specific sub-bed disposed to face the side of the
도 5의 (a)에는 조형물(30)과 베이스부(110)의 측벽 사이에 일부 서브 베드(130)가 배치되고 있다. 조형물(30)과 베이스부(110)의 측벽 사이에 배치된 서브 베드(130)는 시프트부(160)와 유사하게 베이스부(110)에 채워지는 파우더의 양을 줄일 수 있다.In (a) of FIG. 5 , some
한편, 조형물(30)의 형상 데이터가 입력되면, 베이스부(110) 상에 배치될 조형물(30)의 자세를 결정하는 자세부(150)가 프린트 베드에 마련될 수 있다.On the other hand, when the shape data of the
도 5는 자세부(150)의 동작을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating the operation of the
자세부(150)는 복수의 서브 베드(130)와 조형물(30) 사이에 형성될 서포터(40)의 전체 개수를 산정할 수 있다.The
자세부(150)는 서포터(40)의 전체 개수가 최소가 되는 조형물(30)의 자세를 프린팅 자세로 결정할 수 있다. 설정 위치 p는 조형물(30)의 자세에 따라 달라지며, 자세부(150)는 프린팅 자세에 따라 설정 위치 p를 결정할 수 있다.The
서포터(40)는 조형물(30)의 밑면을 지지할 수 있다. 따라서, 서포터(40)의 개수를 줄이기 위해서는 조형물(30)의 밑면 면적이 최대한 적은 것이 좋다.The
일 예로, 도 5는 조형물(30)에 해당하는 두개골 임플란트를 프린팅하기 위해 두개골 형상의 조형물(30)을 나타내는 형상 데이터가 자세부(150)에 입력될 수 있다. 자세부(150)는 형상 데이터가 나타내는 조형물(30)을 서브 베드(130) 상에서 모의적으로 회전시킬 수 있다. 자세부(150)는 조형물(30)이 설정 각도만큼 회전될 때마다 조형물(30)의 밑면 면적을 산출할 수 있다. 자세부(150)는 밑면 면적이 최소가 되는 똑바로 서 있는 자세 도 5의 (a), (c)를 프린팅 자세로 결정할 수 있다.For example, in FIG. 5 , shape data representing the skull-shaped
자세부(150)는 프린팅 자세를 기준으로 각 서브 베드(130)에 대면되는 조형물(30)의 밑면 각각의 위치를 추출할 수 있다. 자세부(150)는 추출된 위치로부터 설정 거리의 범위 내에서 설정 위치 p를 결정할 수 있다. The
한편, 파우더(powder)가 적층된 파우더층에 레이저를 조사하는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식에서 자세부(150)는 모의적으로 조형물(30)이 완성된 상태에서 조형물(30)의 외면을 둘러싼 파우더의 총량을 산출할 수 있다.On the other hand, in the PBF (Powder Bed Fusion) method of irradiating a laser to the powder layer on which the powder is stacked, the
자세부(150)는 산출된 파우더의 총량이 최소가 되는 조형물(30)의 자세를 후보 자세로 결정할 수 있다.The
설정 위치 p는 조형물(30)의 자세에 따라 달라지며, 자세부(150)는 후보 자세에 따라 설정 위치를 결정할 수 있다.The setting position p varies depending on the posture of the
파우더의 총량은 설정 위치 p에 배치된 서브 베드(130)에 따라 달라질 수 있다. 자세부(150)는 설정 위치 p에 배치된 서브 베드(130)에 따라 파우더의 총량을 보정할 수 있다.The total amount of powder may vary depending on the sub-bed 130 disposed at the set position p. The
자세부(150)는 가상 공간에서 조형물(30)의 자세를 변화시키면서 보정된 파우더의 총량을 산출할 수 있다.The
자세부(150)는 복수의 조형물(30)의 자세 중 보정된 파우더의 총량이 가장 작은 자세를 최종 프린트 자세로 결정할 수 있다.The
조형물(30)에 외접하는 가상의 직육면체를 가정할 때, 해당 직육면체는 조형물(30)과 함께 회전할 수 있다. 따라서, 해당 직육면체에 파우더를 채우는 경우 조형물(30)의 자세에 상관없이 파우더의 양은 동일할 수 있다. 하지만, 본 발명의 서브 베드(130)로 인해 바닥에 대면되는 직육면체의 일면은 서브 베드(130)가 뚫고 들어와서 직육면체의 내부에 배치되고 직육면체에 채워지는 파우더의 양을 절감시킬 수 있다. 자세부(150)는 설정 위치 p에 배치된 서브 베드(130)를 고려해서 조형물(30)이 담긴 가상의 직육면체에 채워지는 파우더의 양을 계산할 수 있다. 자세부(150)는 계산된 파우더의 양이 최소가 되는 자세(배치 위치, x축에 대한 각도, y축에 대한 각도, z축에 대한 각도 등을 포함)를 프린트 자세로 결정할 수 있다. 가상의 직육면체는 이해를 돕기 위해 설정한 것으로, 조형물(30)을 성형하기 위해 마련된 챔버 등 공간의 모습은 다양한 폐곡면의 형상을 가질 수 있다.Assuming a virtual cuboid circumscribed in the
서로 독립적으로 움직이는 복수의 서브 베드(130)가 마련된 경우, 2가지 사안이 문제될 수 있다.When a plurality of
첫번째는 각자의 설정 위치 p로 이동한 서브 베드(130)는 이후 프린팅 공정에서 주변의 다른 서브 베드에 대해 움직임이 고정된 정지 상태를 유지해야 한다. 프린팅부(10)에 의해 1개 레이어에 대한 가공 공정이 완료되면, 다음 레이어의 적층을 위해 복수의 서브 베드(130)는 함께 레이어의 두께만큼 하강할 수 있다(이하, 레이어 하강으로 정의함). 이때, 각 서브 베드(130)를 독립적으로 움직이는 기어의 백래시(backlash), 공차 등으로 인해, 복수의 서브 베드(130)가 서로 상대 이동하면 현실적인 프린팅 작업이 곤란할 수 있다.First, the sub-bed 130 that has moved to its respective set position p must maintain a stationary state in which movement is fixed with respect to other sub-beds in the vicinity in the subsequent printing process. When the processing process for one layer is completed by the
일 예로, 레이어 하강시 어떤 서브 베드(130)는 0.21mm 하강하고, 다른 서브 베드는 0.20mm 하강하면, 0.01mm의 공차로 인해 조형물(30)은 초기 설계값과 다른 형상이 되거나 크랙 등의 오류가 발생될 수 있다. 따라서, 레이어 하강시 조형물(30)을 지지하는 복수의 서브 베드(130)는 모두 동일한 거리만큼 하강할 필요가 있다.For example, when a
두번째는 단일의 메인 베드(190) 대신 복수의 서브 베드(130)가 마련된 환경으로 인해 발생된 각 서브 베드(130) 사이의 틈이 밀폐되어야 한다.Second, a gap between each sub-bed 130 generated due to an environment in which a plurality of
왜냐하면, 각 서브 베드(130) 사이의 틈을 통해 재료(90)에 해당하는 파우더가 누설될 수 있기 때문이다. 또는, 해당 틈을 통해 프린팅 분위기를 형성하는 각종 가스가 외부로 누설될 수 있기 때문이다.This is because the powder corresponding to the
먼저, 레이어 하강에 관한 대처 방안을 살펴본다.First, let's look at the countermeasures for layer descent.
재료(90)를 적층해가면서 조형물(30)을 형성하는 프린팅부(10)가 마련될 때, 해당 재료(90)의 적층 방향을 따라 베이스부(110)에 대해 움직이는 메인 베드(190)가 프린트 베드에 추가로 마련될 수 있다.When the
이때, 메인 베드(190)는 베이스부(110)에 이동 가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 서브 베드(130)는 메인 베드(190)에 이동 가능하게 설치될 수 있다.In this case, the
서브 베드(130)는 메인 베드(190)에 대해 이동하면서 설정 위치 p에 도달할 수 있다.The sub-bed 130 may reach the set position p while moving with respect to the
설정 위치에 도달한 서브 베드(130)는 메인 베드(190)에 대해 움직임이 정지된 고정 상태를 유지할 수 있다.The sub-bed 130 that has reached the set position may maintain a fixed state in which the movement is stopped with respect to the
메인 베드(190)는 프린팅부(10)가 재료(90)를 단위 높이만큼 적층할 때마다 고정 상태를 유지하는 서브 베드(130)와 함께 적층 방향에 평행한 방향을 따라 단위 높이만큼 이동할 수 있다.The
본 실시예에 따르면, 메인 베드(190) 상에 마련된 복수의 서브 베드(130)가 오차 없이 함께 움직일 수 있다.According to the present embodiment, the plurality of
도 6은 본 발명의 다른 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing another print bed of the present invention.
조형물(30)에 대면되는 베이스부(110)의 일면 또는 메인 베드(190)의 일면은 복수의 분할 영역으로 분할될 수 있다. 이때, 서브 베드(130)는 분할 영역마다 마련되고, 베이스부(110)에 대해 중력 방향을 따라 승강 가능하게 형성될 수 있다. 이 경우, 각 서브 베드(130)에 대해 설정된 설정 위치 p는 각 서브 베드(130)의 중심으로부터 중력 방향을 따라 연장되는 가상 직선 상에 형성될 수 있다.One surface of the
일 예로, 조형물(30)에 대면되는 베이스부(110)의 일면에는 베이스부(110)에 대해 중력 방향을 따라 승강 가능하게 형성된 메인 베드(190)가 마련될 수 있다.For example, on one surface of the
서브 베드(130)는 메인 베드(190) 상에 형성된 통공에 관통 설치될 수 있다.The sub-bed 130 may be installed through a hole formed on the
복수의 서브 베드(130)는 메인 베드(190)의 통공을 통해 중력 방향을 따라 서로 독립적으로 승강 가능하게 형성될 수 있다.The plurality of
도 7은 본 발명의 또 다른 프린트 베드를 나타낸 개략도이다.7 is a schematic diagram showing another print bed of the present invention.
베이스부(110)에 대해 이동 가능하게 형성된 메인 베드(190)에는 메인 베드(190)를 기준으로 회전 운동하는 관절부(135)가 마련될 수 있다. 관절부(135)는 메인 베드(190)를 기준으로 회전 운동하면서 서브 베드(130)를 움직일 수 있다. 일 예로, 관절부(135)는 공압, 유압, 모터 등에 의해 움직이는 다관절 병렬 구조 메니퓰레이터, 로봇 암 등을 포함할 수 있다.The
도 6의 서브 베드(130) 또는 도 7의 서브 베드(130)는 메인 베드(190)가 특정 위치에 배치된 상태에서 설정 위치 p를 향해 움직일 수 있다. 설정 위치 p에 도달한 서브 베드(130)는 메인 베드(190)에 대해 정지할 수 있다. 복수의 서브 베드(130)가 모두 정지한 상태에서 메인 베드(190)는 조형물(30)을 형성하는 재료(90)의 적층 방향 또는 그 반대 방향을 따라 적층 높이만큼 이동할 수 있다.The sub-bed 130 of FIG. 6 or the sub-bed 130 of FIG. 7 may move toward the set position p with the
프린트 베드 또는 서브 베드(130)에는 베이스부(110)에 대해 서브 베드(130)를 움직이는 액추에이터(139)가 마련될 수 있다. 액추에이터(139)는 공압 실린더(133), 유압 실린더(133), 모터, 유압 펌프, 공압 펌프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.An
도 8은 제1 실시예의 액추에이터(139)를 나타낸 개략도이다.8 is a schematic diagram showing an
액추에이터(139)는 각 서브 베드(130)마다 마련될 수 있다. 만약, 메인 보드가 추가로 마련된다면, 메인 보드를 위한 액추에이터(139)가 추가될 수 있다.The
도 8의 액추에이터(139)는 각 서브 베드(130)마다 마련된 모터를 포함할 수 있다. 모터의 축에는 스크류(138)가 서브 베드(130)의 이동 방향을 따라 연장되고 수나사가 형성된 스크류(138)가 연결될 수 있다.The
서브 베드(130)는 스크류(138)가 삽입되는 통 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 스크류(138)에 대면되는 서브 베드(130)의 일측 단부에는 스크류(138)의 수나사에 맞물리는 암나사(136)가 형성될 수 있다. 서브 베드(130)는 스크류(138)를 축으로 하는 회전 자유도가 제한되게 형성될 수 있다. 해당 구성에 따르면, 모터의 회전으로 인해 스크류(138)가 회전하면 서브 베드(130)는 스크류(138)의 연장 방향을 따라 이동할 수 있다. 서브 베드(130)는 모터 또는 스크류(138)의 회전 방향에 따라 조형물(30)에 가까워지는 정방향 또는 조형물(30)로부터 멀어지는 역방향으로 이동할 수 있다.The sub-bed 130 may be formed in a cylindrical shape into which the
단일의 액추에이터(139)를 이용해 복수의 서브 베드(130)를 대상으로 하는 위치 제어가 수행될 수 있다. 일 예로, 서브 베드(130)를 움직이는 동력, 예를 들어 유압, 공압, 회전력 등을 제공하는 액추에이터(139)와 함께 액추에이터(139)의 동력을 서브 베드(130)에 전달하는 링크부가 마련될 수 있다. 링크부는 각종 기어, 유체가 흐르는 관, 유체의 흐름을 조절하는 밸브 등을 포함할 수 있다. 서브 베드(130)에 링크부를 연결시키거나 서브 베드(130)에 대한 링크부의 연결을 해제시키는 클러치(143), 클러치(143)를 제어하는 제어부(170)가 마련될 수 있다.Position control targeting a plurality of
제어부(170)는 링크부 및 클러치(143)를 이용해 단일의 액추에이터(139)의 동력을 복수의 서브 베드(130)에 설정량만큼 전달할 수 있다. 이때의 설정량은 서브 베드(130)가 각자의 설정 위치 p에 도달하는데 필요한 동력을 포함할 수 있다.The
도 9는 제2 실시예의 액추에이터(139)를 나타낸 개략도이다.9 is a schematic diagram showing an
복수의 서브 베드(130)가 연결된 복수의 실린더(133)에 단일의 유압 펌프가 공통적으로 연결될 수 있다. 유압 펌프에 연결된 유로는 복수의 실린더(133)를 향해 분기될 수 있다. 이때, 각 실린더(133)를 대상으로 분기된 유로에는 제어부(170)에 의해 제어되는 밸브, 서브 베드(130)의 말단 위치를 센싱하는 센싱부가 마련될 수 있다. 본 명세서에서 밸브는 일종의 클러치(143)에 해당될 수 있다.A single hydraulic pump may be commonly connected to the plurality of
서브 베드(130)를 움직이는 액추에이터(139)에 해당하는 펌프에서 제공되는 유체로 인해 복수의 서브 베드(130)는 조형물(30)을 향해 이동할 수 있다. 조형물(30)을 향해 이동하는 서브 베드(130)의 말단 위치는 센싱부에 의해 실시간으로 모니터링될 수 있다. 특정 서브 베드의 말단 위치가 자기의 설정 위치 p에 도달한 것이 센싱부에 의해 감지되면, 제어부(170)는 해당 특정 서브 베드에 연결된 밸브를 폐쇄할 수 있다. 밸브의 폐쇄로 더 이상의 유체를 공급받지 못한 해당 특정 서브 베드는 설정 위치 p에 정지할 수 있다. 한편, 특정 서브 베드의 정지에 상관없이 자신의 설정 위치 p에 도달하지 못한 다른 서브 베드는 개방된 밸브를 거쳐 유입되는 유체로 인해 조형물(30)을 향해 지속적으로 접근할 수 있다.Due to the fluid provided from the pump corresponding to the
도 10은 제3 실시예의 액추에이터(139)를 나타낸 개략도이다.10 is a schematic diagram showing an
모터축에 연결된 제1 기어(141)는 스크류(138)를 갖는 서브 베드(130)의 개수에 맞춰 형성될 수 있다.The
각 서브 베드(130)에 대면하게 배치된 제1 기어(141)는 서브 베드(130)로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다.The
클러치(143)는 제1 기어(141)와 스크류(138)를 연결하는 연결 기어를 포함할 수 있다.The clutch 143 may include a connecting gear connecting the
클러치(143)는 제1 기어(141)와 스크류(138) 사이의 빈 공간에 끼워지거나 해당 빈 공간으로부터 이탈 가능하게 형성될 수 있다. 이때, 클러치(143)가 빈 공간에 끼워지는 제1 동작 모드, 클러치(143)가 빈 공간으로부터 이탈되는 제2 동작 모드는 제어부(170)에 의해 결정될 수 있다. 서브 베드(130)가 설정 위치 p에 도달한 여부를 센싱하는 센싱부가 마련될 수 있다. 센싱부의 센싱 결과는 제어부(170)로 전달될 수 있다.The clutch 143 may be fitted in an empty space between the
센싱 결과 서브 베드(130)가 설정 위치 p에 미도달한 것으로 파악되면, 제어부(170)는 제1 기어(141)와 스크류(138) 사이의 빈 공간에 클러치(143)를 끼워 넣을 수 있다. 센싱 결과 서브 베드(130)가 설정 위치 p에 도달한 것으로 파악되면, 제어부(170)는 제1 기어(141)와 스크류(138) 사이에 끼워진 클러치(143)를 빼낼 수 있다.If it is determined that the sub-bed 130 has not reached the set position p as a result of the sensing, the
서브 베드(130)의 이동을 제어하는 제어부(170)는 센싱부에 의해 센싱된 서브 베드(130)의 말단 위치가 설정 위치 p를 추종하도록 액추에이터(139)를 피드백 제어할 수 있다.The
한편, 서브 베드(130)의 자중과 조형물(30)의 일부 하중을 물리적으로 보상해주는 중력 보상 파트가 추가로 마련될 수 있다. 중력 보상 파트는 중력에 반대되는 방향으로 서브 베드(130)를 끌어올리는 힘을 제공할 수 있다. 중력 보상 파트는 중력 방향의 반대 방향으로 서브 베드(130)를 끌어올리거나 밀어올리는 무게추, 탄성 수단 등을 포함할 수 있다. 중력 보상 파트에 의하면, 액추에이터(139)가 움직여야 하는 부하가 경감될 수 있다.Meanwhile, a gravity compensating part for physically compensating for the self-weight of the sub-bed 130 and a partial load of the
각 서브 베드(130) 사이에 형성된 틈에 대한 대처 방안을 살펴본다.A countermeasure for the gap formed between each sub-bed 130 will be described.
도 11은 조형물(30)이 3D 프린팅되는 챔버 내부의 가스 분위기를 나타낸 개략도이다. 도 12는 일 실시예의 제1 실링부(117)를 나타낸 개략도이다. 도 13은 다른 실시예의 제2 실링부(118)를 나타낸 개략도이다.11 is a schematic view showing a gas atmosphere inside the chamber in which the
베이스부(110)가 설비된 챔버를 채운 가스 또는 조형물(30)의 재료(90)에 대해 복수의 서브 베드(130) 사이의 제1 틈을 폐쇄하는 제1 실링부(117), 서브 베드(130)와 챔버 사이의 제2 틈을 폐쇄하는 제2 실링부(118), 베이스부(110)와 외부의 관부 사이에 형성된 제3 틈을 폐쇄하는 제3 실링부(119) 중 적어도 하나가 프린트 베드에 마련될 수 있다.A
베이스부(110)는 챔버의 일부분을 형성할 수 있다. The base 110 may form a part of the chamber.
제1 실링부(117)가 없고 제3 실링부(119)가 마련된다면, 도 11의 제1 분위기 a처럼 베이스부(110)의 밑둥까지 가스가 채워질 수 있다. 이 경우, 가스 소모량이 증가하거나 파우더의 미회수량이 증가될 수 있다.If there is no first sealing
제1 실링부(117)와 제2 실링부(118)가 마련되면, 도 11의 제2 분위기 b처럼 서브 베드(130)윗부분으로 국한된 공간에만 가스가 채워질 수 있다. 이 경우, 가스 소모량이 감소하고 파우더의 미회수량이 감소될 수 있다.When the
제1 틈을 폐쇄하는 제1 실링부(117)는 서브 베드(130)의 측면을 덮는 중공 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 실링부(117)의 단면은 도 12와 같이 서브 베드(130)의 일측면을 덮는 판 형상과 같을 수 있다.The
다른 예로, 제1 틈을 폐쇄하는 제1 실링부(117)는 도 13과 같이 서브 베드(130)의 측면에 설치된 오링(O-ring)을 포함할 수 있다.As another example, the
제2 틈을 폐쇄하는 제2 실링부(118)는 서브 베드(130)에 대면되는 베이스부(110) 또는 챔버의 내측벽을 따라 설치되는 커다란 오링을 포함할 수 있다.The
제3 틈을 폐쇄하는 제3 실링부(119)는 챔버 또는 베이스부(110)에 형성된 가스 출입구와 관부 사이를 막는 개스킷(gasket) 등을 포함할 수 있다.The
이상에서 살펴본, 프린트 베드는 3차원 프린팅되는 조형물(30)에 대면 배치되는 조형판을 포함할 수 있다. 조형물(30)에 대면되는 조형판의 일면에는 개별적으로 상하 운동하는 복수의 서브 베드(130)가 마련될 수 있다. 서브 베드(130)는 상하 운동을 통해 조형물(30)에 대해 돌출되거나 함몰될 수 있다. 각 서브 베드(130)의 돌출 또는 함몰에 의해 조형물(30)의 일면에 결합되는 형태를 갖는 조형판이 형성될 수 있다.As described above, the print bed may include a molding plate disposed to face the three-dimensionally printed
3차원 프린팅되는 조형물(30)에 대면 배치되는 메인 베드(190)가 추가로 마련된 경우, 복수의 서브 베드(130)는 메인 베드(190)에 이동 가능하게 형성될 수 있다. 서브 베드(130)는 메인 베드(190)를 지지점으로 하여 전달되는 제1 에너지를 통해 조형물(30)을 향해 이동할 수 있다. 메인 베드(190)는 지면에 지지되는 베이스부(110)를 지지점으로 하여 전달되고 제1 에너지와 구분되는 제2 에너지를 이용하여 조형물(30)을 향하는 방향 또는 그 반대 방향으로 이동할 수 있다. 서로 별개의 제1 에너지와 제2 에너지를 이용하면, 복수의 서브 베드(130)가 각자의 설정 위치에 도달한 이후, 복수의 서브 베드(130) 전체가 오차 없이 정확하게 레이어 하강될 수 있다.When the
도 14는 프린트 베드의 자동 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating an automatic control method of a print bed.
도 14에 도시된 제어 방법은 도 1의 프린트 베드에 의해 수행될 수 있다.The control method shown in FIG. 14 may be performed by the print bed of FIG. 1 .
프린트 베드의 제어 방법은 획득 단계(S 510), 결정 단계(S 520), 이동 단계(S 530), 하강 단계(S 540)를 포함할 수 있다.The method of controlling the print bed may include an acquiring step (S 510), a determining step (S 520), a moving step (S 530), and a descending step (S 540).
획득 단계(S 510)는 조형물(30)의 형상 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 일 예로, 자세부(150) 또는 제어부(170)는 STL 파일 포맷을 갖는 조형물(30)의 3차원 형상 데이터를 입수할 수 있다.The acquiring step ( S510 ) may include acquiring the shape data of the
결정 단계(S 520)는 조형물(30)을 지지하는 서포터(40)의 개수 또는 조형물(30)의 재료(90)에 해당하는 파우더의 소비량 중 적어도 하나를 기초로 조형물(30)의 자세를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 결정 단계(S 520)는 자세부(150)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 자세부(150)는 조형판 구동을 포함한 경로를 결정할 수 있다(Gcode 등 경로 함수 생성). 이때의 경로 결정 과정에서 설정 위치가 결정되고, 설정 위치에 도달하는 서브 베드(130)의 경로가 결정될 수 있다.The determining step (S520) determines the posture of the
이동 단계(S 530)는 조형물(30)의 자세에 따라 복수의 서브 베드(130)를 조형물(30)에 설정 거리만큼 근접한 설정 위치까지 이동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이동 단계(S 530)는 제어부(170) 및 액추에이터(139)에 의해 수행될 수 있다.The moving step ( S530 ) may include moving the plurality of
하강 단계(S 540)는 조형물(30)의 1개 레이어를 프린팅할 때마다, 설정 위치까지 이동한 서브 베드(130)를 1개 레이어의 두께만큼 하강시키는 단계를 포함할 수 있다. 하강 단계(S 540)는 제어부(170) 및 액추에이터(139)에 의해 수행될 수 있다. 메인 베드(190)가 추가된 경우, 제어부(170) 및 액추에이터(139)는 메인 베드(190) 상에서 움직이는 서브 베드(130)의 움직임을 정지시킨 상태에서 메인 베드(190)만을 승강시킬 수 있다.The lowering step ( S540 ) may include lowering the sub-bed 130 that has moved to the set position by the thickness of one layer whenever one layer of the
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of the invention.
10...프린팅부 11...레이저 생성기
13...조절기 20...롤러
30...조형물 40...서포터
41...필라멘트 43...몸체
50...파우더 베드 70...공급 수단
80...회수 수단 90...재료
110...베이스부 117...제1 실링부
118...제2 실링부 119...제3 실링부
130...서브 베드 131...기둥부
132...피스톤 로드 133...실린더
134...피스톤 135...관절부
136...암나사 138...스크류
139...액추에이터 141...제1 기어
143...클러치 150...자세부
160...시프트부 170...제어부
190...메인 베드10...Printing
13...
30...
41...
50...
80...Means of
110...
118...
130...
132...
134...
136...
139...actuator 141...first gear
143...
160...
190...Main bed
Claims (23)
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
각 서브 베드는 상기 조형물의 밑부분 중에서 서로 다른 부분을 향해 이동하고,
각 서브 베드가 타겟으로 하는 설정 위치는 지면에 수평한 방향 및 지면에 수직한 방향 상으로 서로 독립적으로 형성되며,
특정 설정 위치는 특정 서브 베드에 대면되는 상기 조형물의 밑부분 위치에 따라 결정되는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
Each sub-bed moves toward a different part of the bottom of the sculpture,
The setting positions targeted by each sub-bed are formed independently of each other in a direction horizontal to the ground and a direction perpendicular to the ground,
The specific setting position of the print bed is determined according to the position of the bottom of the sculpture facing the specific sub bed.
상기 조형물을 프린팅하는 프린팅부가 마련되고,
상기 프린팅부는 상기 설정 위치까지 이동한 상기 서브 베드가 상기 설정 위치에 정지된 상태에서 상기 서브 베드 상에 상기 조형물을 프린팅하는 프린트 베드.
According to claim 1,
A printing unit for printing the sculpture is provided,
The printing unit prints the sculpture on the sub-bed in a state in which the sub-bed, which has moved to the set position, is stopped at the set position.
상기 조형물을 프린팅하는 프린팅부가 마련되고,
상기 프린팅부는 상기 서브 베드가 초기 위치로부터 상기 설정 위치까지 이동하면, 상기 조형물에 대면되는 상기 서브 베드의 일면으로부터 상기 조형물을 향해 연장되는 막대 형상의 서포터를 형성하며,
상기 프린팅부는 상기 초기 위치로부터 상기 조형물까지 연장되는 길이보다 짧은 길이를 갖는 상기 서포터 상에 상기 조형물을 프린팅하는 프린트 베드.
According to claim 1,
A printing unit for printing the sculpture is provided,
When the sub-bed moves from the initial position to the set position, the printing unit forms a rod-shaped supporter extending toward the sculpture from one side of the sub-bed facing the sculpture,
The printing unit prints the sculpture on the supporter having a shorter length than the length extending from the initial position to the sculpture.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 조형물을 프린팅하는 프린팅부, 상기 서브 베드를 제어하는 제어부가 마련되고,
상기 제어부는 상기 조형물의 형상 데이터가 입력되면, 상기 형상 데이터에 맞춰 각 서브 베드가 이동 타겟으로 하는 상기 설정 위치를 각각 설정하고,
상기 제어부는 상기 프린팅부의 프린팅 과정에 맞춰 특정 서브 베드를 특정 설정 위치로 이동시키며,
상기 특정 서브 베드가 일단 상기 특정 설정 위치로 이동하면, 상기 제어부는 상기 프린팅부가 단위 높이만큼 상기 조형물의 형성 공정을 완료할 때마다, 상기 단위 높이만큼 상기 특정 서브 베드를 하강시키는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
A printing unit for printing the sculpture and a control unit for controlling the sub-bed are provided,
When the shape data of the sculpture is input, the control unit sets each of the setting positions as a movement target of each sub bed according to the shape data,
The control unit moves a specific sub-bed to a specific setting position in accordance with the printing process of the printing unit,
Once the specific sub-bed moves to the specific setting position, the control unit lowers the specific sub-bed by the unit height whenever the printing unit completes the forming process of the sculpture by the unit height.
파우더(powder)가 적층된 파우더층에 레이저를 조사하는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식으로 상기 조형물을 프린팅하는 프린팅부, 상기 서브 베드를 제어하는 제어부가 마련되고,
상기 서브 베드는 상기 파우더를 사이에 두고 상기 프린팅부와 대면하게 배치되며,
상기 제어부는 상기 프린팅부가 상기 파우더층에 대한 레이저 조사 공정을 완료할 때마다, 상기 파우더층의 두께만큼 특정 서브 베드를 하강시키고,
레이저 조사가 완료된 파우더층은 상기 특정 서브 베드와 함께 상기 파우더층의 두께만큼 하강하는 프린트 베드.
According to claim 1,
A printing unit for printing the sculpture in a PBF (Powder Bed Fusion) method of irradiating a laser to the powder layer on which the powder is laminated, and a control unit for controlling the sub-bed are provided,
The sub-bed is disposed to face the printing unit with the powder interposed therebetween,
The control unit lowers a specific sub-bed by the thickness of the powder layer whenever the printing unit completes the laser irradiation process for the powder layer,
A print bed in which the laser-irradiated powder layer descends by the thickness of the powder layer together with the specific sub-bed.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
평면상으로 설정 형상의 영역이 복수의 분할 영역으로 분할될 때,
상기 서브 베드는 각 분할 영역마다 마련되고,
상기 서브 베드의 평면 형상은 상기 분할 영역과 동일하게 형성되며,
평면상으로 복수의 상기 서브 베드가 상기 조형물의 투영 범위를 침범하거나 걸치도록, 상기 조형물에 대한 상기 서브 베드의 배치 위치가 결정되고,
상기 조형물의 투영 범위를 침범하게 형성된 복수의 상기 서브 베드는 서로 다른 설정 위치를 향해 이동하고, 각자의 설정 위치에서 상기 조형물의 서로 다른 부위에 대면 배치되는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
When the area of the set shape is divided into a plurality of division areas on a planar view,
The sub-bed is provided for each divided area,
The sub-bed has the same planar shape as the divided area,
The arrangement position of the sub-beds with respect to the sculpture is determined so that the plurality of sub-beds in a plan view invade or span the projection range of the sculpture,
A plurality of the sub-beds formed to encroach on the projection range of the sculpture move toward different setting positions, and are arranged to face different parts of the sculpture at their respective setting positions.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 조형물의 형상 데이터가 입력되면, 상기 베이스부 상에 배치될 상기 조형물의 자세를 결정하는 자세부가 마련되고,
상기 자세부는 복수의 상기 서브 베드와 상기 조형물 사이에 형성될 서포터의 전체 개수를 산정하며
상기 자세부는 상기 서포터의 전체 개수가 최소가 되는 상기 조형물의 자세를 프린팅 자세로 결정하고,
상기 설정 위치는 상기 조형물의 자세에 따라 달라지며, 상기 자세부는 상기 프린팅 자세에 따라 상기 설정 위치를 결정하는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
When the shape data of the sculpture is input, a posture unit for determining the posture of the sculpture to be disposed on the base is provided,
The posture part calculates the total number of supporters to be formed between the plurality of sub-beds and the sculpture,
The posture unit determines the posture of the sculpture in which the total number of the supporters is the minimum as the printing posture,
The setting position varies depending on the posture of the sculpture, and the posture unit determines the setting position according to the printing posture of the print bed.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 조형물의 형상 데이터가 입력되면, 상기 베이스부 상에 배치될 상기 조형물의 자세를 결정하는 자세부가 마련되고,
파우더(powder)가 적층된 파우더층에 레이저를 조사하는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식에서 상기 자세부는, 모의적으로 상기 조형물이 완성된 상태에서 상기 조형물의 외면을 둘러싼 상기 파우더의 총량을 산출하며,
상기 자세부는 상기 파우더의 총량이 최소가 되는 상기 조형물의 자세를 후보 자세로 결정하고,
상기 설정 위치는 상기 조형물의 자세에 따라 달라지며, 상기 자세부는 상기 후보 자세에 따라 상기 설정 위치를 결정하는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
When the shape data of the sculpture is input, a posture unit for determining the posture of the sculpture to be disposed on the base is provided,
In the PBF (Powder Bed Fusion) method of irradiating a laser to the powder layer on which the powder is laminated, the posture part calculates the total amount of the powder surrounding the outer surface of the sculpture in a state where the sculpture is simulated,
The posture unit determines the posture of the sculpture in which the total amount of the powder is the minimum as a candidate posture,
The setting position varies according to the posture of the sculpture, and the posture unit determines the setting position according to the candidate posture.
상기 파우더의 총량은 상기 설정 위치에 배치된 상기 서브 베드에 따라 달라지고, 상기 자세부는 상기 설정 위치에 배치된 상기 서브 베드에 따라 상기 파우더의 총량을 보정하며,
상기 자세부는 가상 공간에서 상기 조형물의 자세를 변화시키면서 보정된 파우더의 총량을 산출하고,
상기 자세부는 복수의 상기 조형물의 자세 중 보정된 파우더의 총량이 가장 작은 자세를 최종 프린트 자세로 결정하는 프린트 베드.
10. The method of claim 9,
The total amount of powder varies depending on the sub-bed disposed at the set position, and the posture unit corrects the total amount of powder according to the sub-bed disposed at the set position,
The posture unit calculates the total amount of powder corrected while changing the posture of the sculpture in the virtual space,
The posture unit determines the final print posture as the posture with the smallest amount of the corrected powder among the postures of the plurality of sculptures.
상기 베이스부 상에 프린팅되는 상기 조형물의 측면에 대면하게 형성된 시프트부가 마련되고,
상기 시프트부는 상기 조형물의 측면을 향해 이동하며, 상기 조형물에 맞춰 상기 조형물이 수용되는 수용 공간을 상기 조형물의 측면 방향으로 감소시키는 프린트 베드.
According to claim 1,
A shift part formed to face the side of the sculpture printed on the base part is provided,
The shift unit moves toward the side of the sculpture, and the print bed reduces the receiving space in which the sculpture is accommodated in accordance with the sculpture in the lateral direction of the sculpture.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
복수의 상기 서브 베드 중 특정 서브 베드는 상기 조형물의 측면에 대면되는 위치에 배치되고,
복수의 상기 서브 베드 중 다른 서브 베드는 상기 조형물의 밑면에 대면되는 위치에 배치되며,
상기 조형물의 측면에 대면 배치된 상기 특정 서브 베드는 상기 조형물이 프린팅되는 과정에서 상기 조형물의 밑면에 대면 배치된 상기 다른 서브 베드의 하강에 상관없이 정지된 상태를 유지하는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
A specific sub-bed among the plurality of sub-beds is disposed at a position facing the side of the sculpture,
Another sub-bed among the plurality of sub-beds is disposed at a position facing the bottom of the sculpture,
The specific sub-bed disposed to face the side of the sculpture maintains a stationary state regardless of the descent of the other sub-beds disposed facing the bottom of the sculpture in the process of printing the sculpture.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
재료를 적층해가면서 상기 조형물을 형성하는 프린팅부가 마련되고,
상기 재료의 적층 방향을 따라 상기 베이스부에 대해 움직이는 메인 베드가 마련되며,
상기 서브 베드는 상기 메인 베드에 이동 가능하게 설치되고,
상기 서브 베드는 상기 메인 베드에 대해 이동하면서 상기 설정 위치에 도달하며,
상기 설정 위치에 도달한 상기 서브 베드는 상기 메인 베드에 대해 움직임이 정지된 고정 상태를 유지하고,
상기 메인 베드는 상기 프린팅부가 상기 재료를 단위 높이만큼 적층할 때마다 상기 고정 상태를 유지하는 상기 서브 베드와 함께 상기 적층 방향에 평행한 방향을 따라 상기 단위 높이만큼 이동하는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
A printing unit for forming the sculpture is provided while laminating the material,
A main bed moving with respect to the base portion is provided along the stacking direction of the material,
The sub-bed is movably installed on the main bed,
The sub-bed reaches the set position while moving relative to the main bed,
The sub-bed that has reached the set position maintains a fixed state in which movement is stopped with respect to the main bed,
The main bed is a print bed that moves by the unit height in a direction parallel to the stacking direction together with the sub-bed maintaining the fixed state whenever the printing unit stacks the material by the unit height.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 조형물에 대면되는 상기 베이스부의 일면 또는 메인 베드의 일면은 복수의 분할 영역으로 분할되고,
상기 서브 베드는 상기 분할 영역마다 마련되고 상기 베이스부에 대해 중력 방향을 따라 승강 가능하게 형성된 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
One side of the base part or one side of the main bed facing the sculpture is divided into a plurality of divided areas,
The sub-bed is provided for each of the divided areas, and the print bed is formed to be movable up and down in a direction of gravity with respect to the base part.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 조형물에 대면되는 상기 베이스부의 일면에는 상기 베이스부에 대해 중력 방향을 따라 승강 가능하게 형성된 메인 베드가 마련되고,
상기 서브 베드는 상기 메인 베드 상에 형성된 통공에 관통 설치되며,
복수의 상기 서브 베드는 상기 통공을 통해 상기 중력 방향을 따라 서로 독립적으로 승강 가능하게 형성된 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
On one surface of the base part facing the sculpture, a main bed formed so as to be liftable along the direction of gravity with respect to the base part is provided,
The sub-bed is installed through a through hole formed on the main bed,
A plurality of the sub-beds are formed to be lifted independently of each other in the direction of gravity through the through-holes.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 조형물에 대면되는 상기 베이스부의 일면에는 상기 베이스부에 대해 중력 방향을 따라 승강 가능하게 형성된 메인 베드가 마련되고,
상기 메인 베드에는 상기 메인 베드를 기준으로 회전 운동하면서 상기 서브 베드를 움직이는 관절부가 마련된 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
On one surface of the base part facing the sculpture, a main bed formed so as to be liftable along the direction of gravity with respect to the base part is provided,
A print bed provided with an articulating part for moving the sub-bed while rotating with respect to the main bed.
상기 베이스부에 대해 상기 서브 베드를 움직이는 액추에이터가 마련되고,
상기 액추에이터는 공압 실린더, 유압 실린더, 모터 중 적어도 하나를 포함하는 프린트 베드.
According to claim 1,
An actuator for moving the sub-bed with respect to the base is provided,
The actuator is a print bed including at least one of a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, and a motor.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 서브 베드를 움직이는 동력을 제공하는 액추에이터, 상기 액추에이터의 동력을 상기 서브 베드에 전달하는 링크부, 상기 서브 베드에 상기 링크부를 연결시키거나 상기 연결을 해제시키는 클러치, 상기 클러치를 제어하는 제어부가 마련되고,
상기 제어부는 상기 링크부 및 상기 클러치를 이용해 단일의 상기 액추에이터의 동력을 복수의 상기 서브 베드에 설정량만큼 전달하며,
상기 설정량은 복수의 상기 서브 베드가 각자의 설정 위치에 도달하는데 필요한 동력을 포함하는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
An actuator for providing power to move the sub-bed, a link part for transmitting the power of the actuator to the sub-bed, a clutch for connecting or disconnecting the link part to the sub-bed, and a controller for controlling the clutch are provided become,
The control unit transmits the power of the single actuator to the plurality of sub-beds by a set amount using the link unit and the clutch,
The set amount includes a power required for the plurality of sub-beds to reach their respective set positions.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 서브 베드를 움직이는 액추에이터, 상기 서브 베드의 말단 위치를 센싱하는 센싱부, 상기 서브 베드의 이동을 제어하는 제어부가 마련되고,
상기 제어부는 상기 센싱부에 의해 센싱된 상기 말단 위치가 상기 설정 위치를 추종하도록 상기 액추에이터를 피드백 제어하는 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
An actuator for moving the sub-bed, a sensing unit for sensing an end position of the sub-bed, and a control unit for controlling movement of the sub-bed are provided;
The control unit feedback-controls the actuator so that the end position sensed by the sensing unit follows the set position.
상기 베이스부에 대해 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 베이스부 상에 프린트될 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 위치에 해당하는 설정 위치로 이동하고,
상기 베이스부가 설비된 챔버를 채운 가스 또는 상기 조형물의 재료에 대해 복수의 상기 서브 베드 사이의 제1 틈을 폐쇄하는 제1 실링부, 상기 서브 베드와 상기 챔버 사이의 제2 틈을 폐쇄하는 제2 실링부, 상기 챔버와 외부의 관부 사이에 형성된 제3 틈을 폐쇄하는 제3 실링부 중 적어도 하나가 마련된 프린트 베드.
a base portion formed to face the three-dimensionally printed object;
Includes; a plurality of sub-beds formed to be movable with respect to the base portion;
The sub-bed moves to a set position corresponding to a position close to the sculpture to be printed on the base by a set distance,
A first sealing part for closing the first gap between the plurality of sub-beds with respect to the gas filling the chamber in which the base part is installed or the material of the sculpture, a second sealing part for closing the second gap between the sub-bed and the chamber A print bed provided with at least one of a sealing unit and a third sealing unit closing a third gap formed between the chamber and an external pipe.
상기 조형물에 대면되는 상기 조형판의 일면에는 개별적으로 상하 운동하는 복수의 서브 베드가 마련되며,
상기 서브 베드는 상기 상하 운동을 통해 상기 조형물에 대해 돌출되거나 함몰되고,
각 서브 베드의 돌출 또는 함몰에 의해 상기 조형물의 일면에 결합되는 형태를 갖는 상기 조형판이 형성되고,
각 서브 베드는 상기 조형물의 밑부분 중에서 서로 다른 부분을 향해 이동하고,
각 서브 베드가 타겟으로 하는 설정 위치는 지면에 수평한 방향 및 지면에 수직한 방향 상으로 서로 독립적으로 형성되며,
특정 설정 위치는 특정 서브 베드에 대면되는 상기 조형물의 밑부분 위치에 따라 결정되는 프린트 베드.
Including; a molding plate disposed to face the three-dimensionally printed object;
A plurality of sub-beds that individually move up and down are provided on one surface of the molding plate facing the sculpture,
The sub-bed protrudes or sinks with respect to the sculpture through the up-and-down movement,
The molding plate having a shape coupled to one surface of the sculpture is formed by protrusion or depression of each sub-bed,
Each sub-bed moves toward a different part of the bottom of the sculpture,
The setting positions targeted by each sub-bed are formed independently of each other in a direction horizontal to the ground and a direction perpendicular to the ground,
The specific setting position of the print bed is determined according to the position of the bottom of the sculpture facing the specific sub bed.
상기 메인 베드에 이동 가능하게 형성된 복수의 서브 베드;를 포함하고,
상기 서브 베드는 상기 메인 베드를 지지점으로 하여 전달되는 제1 에너지를 통해 상기 조형물을 향해 이동하며,
상기 메인 베드는 지면에 지지되는 베이스부를 지지점으로 하여 전달되고 상기 제1 에너지와 구분되는 제2 에너지를 이용하여 상기 조형물을 향하는 방향 또는 그 반대 방향으로 이동하고,
각 서브 베드는 상기 조형물의 밑부분 중에서 서로 다른 부분을 향해 이동하고,
각 서브 베드가 타겟으로 하는 설정 위치는 지면에 수평한 방향 및 지면에 수직한 방향 상으로 서로 독립적으로 형성되며,
특정 설정 위치는 특정 서브 베드에 대면되는 상기 조형물의 밑부분 위치에 따라 결정되는 프린트 베드.
a main bed disposed to face the three-dimensionally printed sculpture;
Including; a plurality of sub-beds movably formed on the main bed;
The sub-bed moves toward the sculpture through the first energy transferred using the main bed as a support point,
The main bed is transferred using the base part supported on the ground as a supporting point and moves in the direction toward the sculpture or in the opposite direction by using the second energy that is differentiated from the first energy,
Each sub-bed moves toward a different part of the bottom of the sculpture,
The setting positions targeted by each sub-bed are formed independently of each other in a direction horizontal to the ground and a direction perpendicular to the ground,
The specific setting position of the print bed is determined according to the position of the bottom of the sculpture facing the specific sub bed.
조형물의 형상 데이터를 획득하는 단계;
조형물을 지지하는 서포터의 개수 또는 상기 조형물의 재료에 해당하는 파우더의 소비량 중 적어도 하나를 기초로 상기 조형물의 자세를 결정하는 단계;
상기 조형물의 자세에 따라 복수의 서브 베드를 상기 조형물에 설정 거리만큼 근접한 설정 위치까지 이동시키는 단계;
상기 조형물의 1개 레이어가 프린팅될 때마다, 상기 설정 위치까지 이동한 상기 서브 베드를 상기 1개 레이어의 두께만큼 하강시키는 단계;
를 포함하는 제어 방법.In the automatic control method of the print bed,
acquiring shape data of the sculpture;
determining the posture of the sculpture based on at least one of the number of supporters supporting the sculpture or the consumption of powder corresponding to the material of the sculpture;
moving a plurality of sub-beds to a set position close to the sculpture by a set distance according to the posture of the sculpture;
Each time one layer of the sculpture is printed, lowering the sub-bed, which has moved to the set position, by the thickness of the one layer;
A control method comprising a.
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KR1020210051477A KR102445729B1 (en) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | Reconfigurable print bed for 3D printers |
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KR1020210051477A KR102445729B1 (en) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | Reconfigurable print bed for 3D printers |
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KR102445729B1 true KR102445729B1 (en) | 2022-09-21 |
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