KR102451864B1 - 분리형 빌드룸을 구비한 3d프린터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터는, 내부에 성형품을 적층 성형하기 위한 성형공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 분말 및 이송가스를 공급하는 공급유닛과, 상기 챔버 하측에 착탈 가능하게 형성되며, 챔버의 내부와 연통하는 적층공간이 형성된 빌드룸과, 상기 빌드룸을 지지하여 승강하는 승강장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터{3D printer with separate build room}

본 발명은 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에 관한 것으로, 금속분말을 적층하면서 성형품이 성형되는 빌드룸이 분리형으로 이루어져 선택적으로 착탈 가능함으로써 빌드룸을 통째로 분리한 상태에서 성형품의 분리 작업이 가능하고, 또 다른 빌드룸을 3D프린터에 장착하여 시간 지연없이 성형이 가능하도록 하여 생산성이 향상될 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에 관한 것이다.

본 발명은 분리형 빌드룸으로 인해 대형의 성형품 성형이 가능한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에 관한 것이다.

본 발명은 분리형 빌드룸을 승강하기 위한 빌드룸승강유닛과, 출력판조립체를 승강하기 위한 출력판승강유닛을 별개로 구성하여 정밀 제어함으로써 안전성 및 치수정밀도가 향상될 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에 관한 것이다.

본 발명은 빌드룸클램프와 출력판클램프를 구비하여 견고하게 구속할 수 있고, 클램프의 작동 여부를 감지하는 감지유닛을 구비하여 미체결을 방지할 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에 관한 것이다.

본 발명은 빌드룸의 적층공간을 형성하는 벽체와 베이스가 분리될 수 있도록 구성하여 성형품 외측에 쌓여있는 잉여분말을 빠르게 분리할 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에 관한 것이다.

종래에는 3차원 성형품을 제조하기 위해 주조나 단조 등의 전통적인 가공방법을 사용해왔다. 또한 이와 같은 제조방법을 이용할 때 제품의 품질을 유지하기 위해서는 전문적인 지식을 가진 작업자가 수행해야 했다.

최근에는 3차원 성형품을 가공하기 위한 장치로 3D 프린터가 사용되고 있으며, 비전문가도 손쉽게 3차원의 성형품을 제작할 수 있다는 이점 때문에 점차 전통적인 가공방법을 대체하고 있다.

즉, 3D 프린터는 활자나 그림을 인쇄하듯이 입력된 2차원 도면을 바탕으로 실제 입체 모양을 그대로 제작하는 장비이며, 3D 프린팅 기술은 자동차, 의료, 예술, 교육분야로 확대되고 있고, 다양한 모형을 만들기 위한 용도로 광범위하게 사용하고 있다.

3D 프린터의 원리는 절삭형과 적층형으로 나눌 수 있으며, 실제 적용되고 있는 3D 프린터의 대부분은 재료 손실이 없는 적층형에 해당된다.

적층형 3D 프린터는 레이저를 투사하여 경화시키는 방법을 통해 적층해 가는 방식으로 인쇄물이 완성되도록 한 것으로, 예컨대 대한민국 등록특허 제10-2113761호에는 도 1과 같이 교번배출되는 파우더 및 레이저를 이용하여 대형 크기의 금속 재질로 된 조형물을 빠르게 제조할 수 있도록 한 3D프린터용 파우더 공급장치가 개시되어 있다.

그리고 대한민국 공개특허 제10-2020-0084954호에는 도 2와 같이 분말저장공간 내부에 비산노즐을 구비하여 분말의 응집을 방지하고, 다수의 분말저장공간을 구비하여 교번하면서 분말을 공급하도록 함으로써 분말의 적층을 보다 신속하게 수행할 수 있도록 한 3D프린터용 분말 공급시스템이 개시되어 있다.

그러나 도 1 및 도 2에 개시된 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

즉 적층형 3D프린터는 제조된 조형물이 분말 내부에 묻혀있는 상태가 되며, 분말로부터 조형물을 분리하는 작업이 필요하게 되며, 분말을 제거하는 작업은 많은 시간과 노력이 요구되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 등록특허 제10-2204574호에는 도 3과 같이 다용도공간(140)에 사용자의 손을 수용하는 글러브와, 다용도공간 내부에 기체를 분사하는 기체분사기(220)와, 기체 분사로 인해 비산하는 금속분말을 흡입하여 포집하는 분말회수유닛(230)과, 투시창을 포함하여 구성되는 후처리장치(200)를 구비한 3D 적층프린터가 개시되어 있다.

그러나 도 3의 종래기술은 다용도공간 내부에 쌓인 분말을 보다 빠르게 제거할 수 있는 장점은 있으나, 다용도공간에서 분말을 모두 제거해야만 3차원 성형품을 꺼낼 수 있는 구조이므로 생산성을 극히 향상시키는데는 어려움이 있다.

또한 대한민국 등록특허 제10-1761598호에는 도 4와 같이 원료가 수용되는 트레이를 분리 및 조립 가능하게 한 DPL방식 3D프린터의 분리형 원료 트레이가 개시되어 있다.

그러나 도 4의 종래기술은 대형의 형상물을 성형하는 3D프린터에는 적용이 불가하며, 광 경화성 액상 원료를 경화시켜 형상물을 출력하는 장치로서, 금속 분말을 적층하여 성형하는 3D프린터에는 적용이 불가한 문제점이 있다.

또한

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속분말을 적층하면서 성형품이 성형되는 빌드룸이 분리형으로 이루어져 선택적으로 착탈 가능함으로써 빌드룸을 통째로 분리한 상태에서 성형품의 분리 작업이 가능하고, 또 다른 빌드룸을 3D프린터에 장착하여 시간 지연없이 성형이 가능하도록 하여 생산성이 향상될 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 분리형 빌드룸으로 인해 대형의 성형품 성형이 가능한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 분리형 빌드룸을 승강하기 위한 빌드룸승강유닛과, 출력판조립체를 승강하기 위한 출력판승강유닛을 별개로 구성하여 정밀 제어함으로써 안전성 및 치수정밀도가 향상될 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 빌드룸클램프와 출력판클램프를 구비하여 견고하게 구속할 수 있고, 클램프의 작동 여부를 감지하는 감지유닛을 구비하여 미체결을 방지할 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 빌드룸의 적층공간을 형성하는 벽체와 베이스가 분리될 수 있도록 구성하여 성형품 외측에 쌓여있는 잉여분말을 빠르게 분리할 수 있도록 한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터는, 내부에 성형품을 적층 성형하기 위한 성형공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 분말 및 이송가스를 공급하는 공급유닛과, 상기 챔버 하측에 착탈 가능하게 형성되며, 챔버의 내부와 연통하는 적층공간이 형성된 빌드룸과, 상기 빌드룸을 지지하여 승강하는 승강장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 빌드룸은, 상기 챔버 하측에 결합시 성형공간 및 적층공간을 외부와 단절시키는 것을 특징으로 한다.

상기 빌드룸은, 상방향으로 개구된 적층공간을 형성하는 벽체와, 상기 벽체의 하부를 지지하며 내부가 천공된 베이스와, 상기 베이스에 의해 상향 지지되며 상기 벽체 내부에서 승강 가능하게 구성되어 성형체의 적층을 가능하게 하는 출력판조립체를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 벽체와 베이스 일측에는, 상기 베이스로부터 벽체를 선택적을 분리할 수 있도록 한 잠금장치가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 벽체와 출력판조립체 일측에는, 분말 및 가스의 외부 누설을 차단하는 씰러가 구비됨을 특징으로 한다.

상기 승강장치는, 상기 빌드룸을 승강하기 위한 빌드룸승강유닛과, 상기 출력판조립체를 승강하기 위한 출력판승강유닛을 포함하여 구성되며, 상기 빌드룸승강유닛과 출력판승강유닛 일측에는, 상기 베이스와 출력판조립체의 안착위치를 안내함과 동시에 선택적으로 구속하는 구속유닛이 구비됨을 특징으로 한다.

상기 베이스와 출력판조립체의 하부 일측에는, 상기 구속유닛에 삽입되어 빌드룸의 안착 위치를 결정하며, 하부로 갈수록 좁은 횡단면적을 가지면서 중앙부에 오목부를 구비하여 구속유닛에 의해 구속될 수 있도록 한 구속돌기가 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에서는 금속분말을 적층하면서 성형품이 성형되는 빌드룸이 분리형으로 이루어져 선택적으로 착탈 가능함으로써 빌드룸을 통째로 분리한 상태에서 성형품의 분리 작업이 가능하다.

따라서 성형품을 분리하는데 소요되는 시간을 절약할 수 있게 되며, 또 다른 빌드룸을 3D프린터에 장착하여 시간 지연없이 성형이 가능하므로 생산성이 향상될 수 있다.

그리고 분리형 빌드룸으로 인해 대형의 성형품 성형이 가능한 이점이 있다.

또한 분리형 빌드룸을 승강하기 위한 빌드룸승강유닛과, 출력판조립체를 승강하기 위한 출력판승강유닛을 별개로 구성하여 정밀 제어함으로써 3D프린터의 운용 안전성 및 성형품의 치수정밀도 향상을 기대할 수 있다.

또한, 빌드룸클램프와 출력판클램프를 구비하여 견고하게 구속할 수 있고, 클램프의 작동 여부를 감지하는 감지유닛을 구비하여 미체결을 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 빌드룸의 적층공간을 형성하는 벽체와 베이스가 분리될 수 있도록 구성하여 성형품 외측에 쌓여있는 잉여분말을 보다 신속하게 분리할 수 있는 이점이 있다.

도 1 은 대한민국 등록특허 제10-2113761호에 개시된 3D프린터용 파우더 공급장치의 구조를 보인 단면도.
도 2 는 대한민국 공개특허 제10-2020-0084954호에 개시된 3D프린터용 분말 공급시스템의 내부 구조를 보인 종단면도.
도 3 은 대한민국 공개특허 제10-2020-0075155호에 개시된 후처리장치를 구비한 3D 적층프린터의 구조를 보인 단면도.
도 4 는 대한민국 등록특허 제10-1761598호에 개시된 DPL방식 3D프린터의 분리형 원료 트레이를 나타낸 사용상태도.
도 5 는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터의 전면 외관을 보인 실물 사진.
도 6 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 분리형빌드룸이 설치된 모습을 보인 측면 실물 사진.
도 7 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 요부 구성인 빌드룸의 외관을 나타낸 상면 사시도.
도 8 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 요부 구성인 빌드룸의 외관을 나타낸 저면 사시도.
도 9 는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 요부 구성인 빌드룸에서 벽체를 제거한 외관을 나타낸 상면 사시도.
도 10 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 일 구성인 승강장치의 전체 구성을 보인 사시도.
도 11 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 일 구성인 승강장치의 전체 구성을 보인 정면 단면도.
도 12 는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 빌드룸과 빌드룸승강유닛의 결합 구조를 보인 도 11의 "A"부 확대도.
도 13 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 빌드룸이 빌드룸승강유닛에 안착된 모습을 보인 확대도.
도 14 는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 빌드룸이 빌드룸승강유닛에 구속된 모습을 보인 확대도.
도 15 는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 빌드룸이 빌드룸승강유닛에 의해 상승하여 성형공간과 연통하는 모습을 보인 단면도.
도 16 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 출력판조립체와 출력판승강유닛이 결합된 모습을 보인 단면도.
도 17 은 본 발명에 의한 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에서 출력판조립체가 성형공간 바닥면까지 상승한 모습을 보인 단면도.

이하 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)의 구성을 설명한다.

도 5에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)의 전면 외관을 보인 실물 사진이 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 분리형 빌드룸(100)이 설치된 모습을 보인 측면 실물 사진이 도시되어 있다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면과 같이 본 발명에 의한 3D프린터(10)는 챔버(20) 내부로 분말을 공급하면서 레이저를 조사하여 적층 방식으로 성형품을 성형하기 위한 장치로서, 내부에 성형품을 적층 성형하기 위한 성형공간(22)이 형성된 챔버(20)와, 상기 챔버(20) 내부로 분말 및 이송가스를 공급하는 공급유닛(30)과, 상기 챔버(20) 하측에 착탈 가능하게 형성되며, 챔버(20)의 내부와 연통하는 적층공간(도 7의 도면부호 102 참조)이 형성된 빌드룸(100)과, 상기 빌드룸(100)을 지지하여 승강하는 승강장치(300)를 포함하여 구성된다.

상기 챔버(20) 내부에는 분말에 레이저를 조사하는 레이저조사기가 설치되어 잇으며, 바닥부에는 분말이 고른 두께로 적층될 수 있도록 왕복 운동하는 분말공급기가 설치되어 있다.

그리고 상기 성형공간(22) 내부 바닥 중앙부는 천공되어 있어 상부가 개구된 빌드룸(100)과 연통하도록 결합되며, 상기 빌드룸(100)이 성형공간(22)과 연통하게 되면, 빌드룸(100) 내부의 적층공간(102)과 성형공간(22)은 서로 연통하되, 외부와는 단절된 상태를 유지할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도 7 내지 도 9를 참조하여 상기 빌드룸(100)의 세부 구성을 설명한다.

도 7에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 요부 구성인 빌드룸(100)의 외관을 나타낸 상면 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 요부 구성인 빌드룸(100)의 외관을 나타낸 저면 사시도가 도시되어 있으며, 도 9에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 요부 구성인 빌드룸(100)에서 벽체(120)를 제거한 외관을 나타낸 상면 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 빌드룸(100)은 중앙이 천공된 사각관 형태를 가지며, 내부에는 적층공간(102)이 형성되어 있다. 그리고 상기 적층공간(102)은 출력판조립체(160)의 승강으로 인해 성형품의 적층 성형이 가능하며, 상기 성형공간(22)은 잠금장치(110)의 잠금을 해지함으로써 개방될 수 있다.

즉 상기 빌드룸(100)은 상방향으로 개구된 적층공간(102)을 형성하는 벽체(120)와, 상기 벽체(120)의 하부를 지지하며 내부가 천공된 베이스(140)와, 상기 베이스(140)에 의해 상향 지지되며 상기 벽체(120) 내부에서 승강 가능하게 구성되어 성형체의 적층을 가능하게 하는 출력판조립체(160)를 포함하여 구성된다.

상기 벽체(120)는 잠금장치(110)에 의해 사각관 형태를 유지하면서 베이스(140)에 견고하게 결합되어 있으며, 잠금장치(110)의 잠금을 해지하게 되면, 도 9와 같이 베이스(140)로부터 분리되어 성형체 외측의 잉여분말을 빠르게 제거할 수 있게 됨으로써 성형체의 취출을 용이하게 할 수 있게 된다.

상기 벽체(120)의 상단부에는 챔버(20)의 저면과 접촉시에 성형공간(22)과 적층공간(102)이 외부와 단절된 상태가 될 수 있도록 하고, 분말 및 가스의 외부 누설을 차단하는 벽체씰러(122)가 설치된다.

상기 벽체씰러(122)는 탄성력을 갖는 소재로 이루어져 폐루프 형상을 가지며, 상기 벽체(120)의 상단 중앙부에 삽입된 상태로 외측으로 돌출됨으로써 상기 챔버(20)의 저면과 접촉시 탄성복원력을 발휘하여 누설을 차단하도록 작용하게 된다.

상기 베이스(140)는 소정의 두께를 가지는 판재 중앙을 천공한 형태를 갖는 것으로, 하부는 일정 높이만큼 함몰되어 지게차 등을 이용한 빌드룸(100) 이송시 사용되는 이송용홈(142)이 다수 구비되어 있다.

그리고 상기 베이스(140) 내측에는 출력판조립체(160)가 설치된다. 상기 출력판조립체(160)는 베이스(140) 하측으로 낙하하지 않도록 설계되며, 외관 크기는 상기 적층공간(102)의 내부 횡단면 형상과 동일하다.

따라서 상기 출력판조립체(160)는 벽체(120) 내부에서 승강 가능하며, 벽체(120)의 상단에 위치시에 성형품의 성형이 시작되고, 점차 하강하여 성형품의 적층을 가능하게 한다.

상기 베이스(140)의 하면과 베이스(140)의 하면에는 구속돌기(150)가 돌출 형성된다. 상기 구속돌기(150)는 아래에서 설명하게 될 승강장치(300) 일측에 삽입 후 구속됨으로써 이탈을 방지하고, 승강장치(300)의 동작 제어시 유격을 갖지 않은 상태로 정밀 제어가 가능하도록 하는 구성이다.

즉 상기 구속돌기(150)는 중앙부가 잘록하게 형성되어 오목부(152)를 구비하며, 상기 구속돌기(150) 자체는 승강장치(300)에 대한 빌드룸(100)의 안착위치를 안내하게 되고, 오목부(152)는 승강장치(300)에 대하여 이탈되지 않도록 구속력이 작용하는 부분이다.

따라서 상기 구속돌기(150)는 오목부(152) 하부가 아래로 갈수록 좁은 횡단면적을 갖도록 구성되어 구속유닛(380)에 삽입시에 신속하게 진행될 수 있도록 돕게 된다.

한편, 상기 출력판조립체(160)는 도 9와 같이 다수의 층을 적층한 형태를 가지며, 출력판씰러(162)를 포함하도록 구성된다.

상기 출력판씰러(162)는 출력판조립체(160)가 벽체(120) 내부에서 승강할 때 출력판조립체(160)와 벽체(120)의 벽면 사이의 유격을 제거하여 분말 및 이송가스의 누설이 차단되도록 하는 구성이다.

이를 위해 상기 출력판씰러(162)는 탄성력을 갖는 소재로 형성됨이 바람직하며, 폐루프의 링 형태로 이루어져 출력판조립체(160)의 외면에 끼워지는 형태도 가능하고, 고무판 형태로 구성하여 적층 조립될 수도 있음은 자명하다.

이하 첨부된 도 10 및 도 11을 참조하여 상기 승강장치(300)의 세부 구성을 설명한다.

도 10에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 일 구성인 승강장치(300)의 전체 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 일 구성인 승강장치(300)의 전체 구성을 보인 정면 단면도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 승강장치(300)는 빌드룸(100)과 출력판조립체(160)를 독립적으로 승강할 수 있도록 구성된 것으로, 상기 빌드룸(100)을 승강하기 위한 빌드룸승강유닛(320)과, 상기 출력판조립체(160)를 승강하기 위한 출력판승강유닛(340)을 포함하여 구성된다.

상기 빌드룸승강유닛(320)과 출력판승강유닛(340)은 개별적으로 신축 제어가 가능한 힘발생기(350)를 구비하고 있으며, 상기 힘발생기(350)에서 발생한 힘으로 신축하는 신축유닛(360)과 연동하여 빌드룸(100) 또는 출력판조립체(160)를 승강시킬 수 있게 된다.

상기 힘발생기(350)는 유압 또는 공압을 이용하고, 신축유닛(360)은 실린더가 적용될 수도 있으며, 상기 힘발생기(350)에 전기모터를 적용하고, 신축유닛(360)은 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 정밀 제어가 가능한 볼스크류(ball screw)를 채택할 수도 있다.

상기 빌드룸승강유닛(320)에는 직진가이드(370)가 설치된다. 상기 직진가이드(370)는 빌드룸(100)을 승강할 때 떨림이 발생하지 않도록 안정감을 주기 위한 것으로서, 전/후에 각각 하나씩 구비된다.

한편, 상기 빌드룸승강유닛(320)과 출력판승강유닛(340)의 상면에는 구속유닛(380)이 다수 구비된다. 상기 구속유닛(380)은 베이스(140)와 출력판조립체(160)의 안착위치를 안내함과 동시에 선택적으로 구속하는 구성이다.

이하 상기 구속유닛(380)의 구성 및 작용을 첨부된 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

도 12에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 빌드룸(100)과 빌드룸승강유닛(320)의 결합 구조를 보인 도 11의 "A"부 확대도가 도시되어 있고, 도 13에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 빌드룸(100)이 빌드룸승강유닛(320)에 안착된 모습을 보인 확대도가 도시되어 있으며, 도 14에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 빌드룸(100)이 빌드룸승강유닛(320)에 구속된 모습을 보인 확대도가 도시되어 있다.

우선 도 12와 같이 상기 구속유닛(380)은 출력판조립체(160) 및 베이스(140)에 다수 구비된 구속돌기(150)를 수용하면서 선택적으로 구속하는 구성으로서, 출력판조립체(160)에 구비된 구속돌기(150)와 베이스(140)에 구비된 구속돌기(150)는 유사한 형상을 가지고 있고, 동일한 구속 방식을 적용하였으므로, 베이스(140)에 구비된 구속돌기(150)를 구속하는 구속유닛(380)을 예로 들어 설명한다.

상기 구속유닛(380)은 베이스(140) 하면에서 하측 방향으로 돌출되게 고정된 구속돌기(150)를 수용하도록 돌기수용홈(382)이 구비된다. 상기 돌기수용홈(382)은 구속돌기(150)를 간섭없이 수용할 수 있도록 하기 위해 상기 구속돌기(150)의 외경보다 큰 내경을 갖도록 함몰 형성된다.

상기 돌기수용홈(382) 외측에는 형합구속구(384)가 구비된다. 상기 형합구속구(384)는 돌기수용홈(382)의 외측에 단부가 위치하다가 돌기수용홈(382) 방향으로 모이도록 직선운동하여 오목부(152)에 단부가 삽입됨으로써 베이스(140)의 상방향 이탈을 방지하는 기능을 수행한다.

따라서 상기 형합구속구(384)는 내측 단부가 오목부(152)와 유사한 형상을 갖도록 구성되어 넓은 접촉면적을 가지고 오목부(152)와 접촉할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

그리고 상기 형합구속구(384)는 유압이나 공압 등의 힘을 제공받아 직선 왕복 운동하며, 압력의 크기 변화에 따라 형합구속구(384)가 구속돌기(150)를 구속하고 있는지 여부를 확인할 수 있도록 함이 바라직하며, 이러한 구속 상태는 전술한 컨트롤러(40)에서 육안 확인 가능하도록 구성됨이 바람직하다.

또한 상기 돌기수용홈(382)의 상부는 하부보다 큰 넓이를 갖도록 개구되어 있고, 상기 구속돌기(150)의 하부는 하단부로 갈수록 횡단면적이 좁아지게 형성되어 있어서, 지게차 등을 사용하여 빌드룸(100)을 안착하고자 할 때 정밀하게 운전하지 않아도 쉽게 안착시킬 수 있도록 작용하게 된다.

상기 돌기수용홈(382) 내부에 구속돌기(150)가 삽입되면 도 13과 같은 상태가 되며, 이후 상기 다수 형합구속구(384)는 서로 근접하는 방향으로 직선 운동하여 도 14와 같이 상기 오목부(152)에 단부가 삽입되어 형합함으로써 빌드룸(100)의 상방향 들썩임 및 전/후 및 좌/우 방향 유격을 제한할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도 11 및 도 15 내지 도 17을 참조하여 상기 빌드룸(100)을 3D프린터(10)에 설치하는 과정을 설명한다.

도 15에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 빌드룸(100)이 빌드룸승강유닛(320)에 의해 상승하여 성형공간(22)과 연통하는 모습을 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 16에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 출력판조립체(160)와 출력판승강유닛(340)이 결합된 모습을 보인 단면도가 도시되어 있으며, 도 17에는 본 발명에 의한 분리형 빌드룸(100)을 구비한 3D프린터(10)에서 출력판조립체(160)가 성형공간(22) 바닥면까지 상승한 모습을 보인 단면도가 도시되어 있다.

우선 도 11과 같이 내부가 비어있는 빌드룸(100)을 지게차 등을 이용하여 들어올린 후 상기 빌드룸승강유닛(320) 상측에 얹어 안착시키게 된다.

이때 상기 구속돌기(150)는 돌기수용홈(382)에 삽입되며, 이후 상기 형합구속구(384)를 움직여 오목부(152)에 삽입함으로써 베이스(140)의 움직임을 제한하게 된다.

이후 상기 힘발생기(350)를 동작시켜 신축유닛(360)의 길이를 신장시킴으로써 도 15와 같이 빌드룸(100)의 상단부를 챔버(20)의 저면과 접촉시키게 된다. 그리고 상기 벽체씰러(122)는 챔버(20)의 저면과 접촉하면서 탄성복원력을 발생하여 분말 및 이송가스의 누설을 차단하게 되며, 상기 적층공간(102)과 성형공간(22)은 연통하게 된다.

이때 상기 출력판조립체(160)(160)는 하중에 의해 하측 방향으로 내려와 상기 베이스(140)에 의해 낙하하지 않고 지지된 상태이다.

이후 상기 출력판승강유닛(340)을 동작하여 도 16과 같이 출력판조립체(160)와 접촉시키게 되며, 상기 출력판조립체(160)의 하면에 구비된 구속돌기(150)는 출력판승강유닛(340)의 상면에 구비된 구속유닛(380)에 삽입 및 구속된다.

그런 다음 상기 출력판승강유닛(340)의 길이를 더 신장시키게 되면, 도 17과 같이 상기 출력판조립체(160)의 상면은 성형공간(22)의 바닥면을 형성하여 성형품의 적층 성형이 가능하게 된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

10. 3D프린터 20. 챔버
22. 성형공간 30. 공급유닛
40. 컨트롤러 100. 빌드룸
102. 적층공간 110. 잠금장치
120. 벽체 122. 벽체씰러
140. 베이스 142. 이송용홈
150. 구속돌기 152. 오목부
160. 출력판조립체 162. 출력판씰러
300. 승강장치 320. 빌드룸승강유닛
340. 출력판승강유닛 350. 힘발생기
360. 신축유닛 370. 직진가이드
380. 구속유닛 382. 돌기수용홈
384. 형합구속구

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 내부에 성형품을 적층 성형하기 위한 성형공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 분말 및 이송가스를 공급하는 공급유닛과, 상기 챔버 하측에 착탈 가능하게 형성되고, 챔버 내부와 연통하는 적층공간이 형성된 빌드룸과, 상기 빌드룸을 지지하여 승강하는 승강장치를 포함하는 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터에 있어서,
   상기 빌드룸은,
   상방향으로 개구된 적층공간을 형성하는 벽체와,
   상기 벽체의 하부를 지지하며 내부가 천공된 베이스와,
   상기 베이스에 의해 상향 지지되며 상기 벽체 내부에서 승강 가능하게 구성되어 성형체의 적층을 가능하게 하는 출력판조립체와,
   상기 벽체와 베이스 일측에서, 벽체가 베이스 및 출력판조립체로부터 선택적으로 분리될 수 있도록 한 잠금장치를 포함하여 구성되고,
   상기 벽체의 상단부에는, 챔버의 저면과 접촉시에 성형공간과 적층공간을 외부와 단절하여 분말 및 가스의 외부 누설을 차단하는 벽체씰러가 구비되며,
   상기 출력판조립체 일측에는, 벽체 내부와 출력판조립체 사이의 유격을 제거하여 분말 및 이송가스의 누설을 차단하는 출력판씰러가 구비되어,
   상기 빌드룸이 상기 챔버 하측에 결합시 성형공간 및 적층공간은 외부와 단절됨을 특징으로 하는 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 승강장치는,
   상기 빌드룸을 승강하기 위한 빌드룸승강유닛과,
   상기 출력판조립체를 승강하기 위한 출력판승강유닛을 포함하여 구성되며,
   상기 빌드룸승강유닛과 출력판승강유닛 일측에는,
   상기 베이스와 출력판조립체의 안착위치를 안내함과 동시에 선택적으로 구속하는 구속유닛이 구비됨을 특징으로 하는 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 베이스와 출력판조립체의 하부 일측에는,
   상기 구속유닛에 삽입되어 빌드룸의 안착 위치를 결정하며, 하부로 갈수록 좁은 횡단면적을 가지면서 중앙부에 오목부를 구비하여 구속유닛에 의해 구속될 수 있도록 한 구속돌기가 구비됨을 특징으로 하는 분리형 빌드룸을 구비한 3D프린터.

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