KR102464241B1 - 멀티 3d 프린터 - Google Patents

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KR102464241B1 KR1020210076896A KR20210076896A KR102464241B1 KR 102464241 B1 KR102464241 B1 KR 102464241B1 KR 1020210076896 A KR1020210076896 A KR 1020210076896A KR 20210076896 A KR20210076896 A KR 20210076896A KR 102464241 B1 KR102464241 B1 KR 102464241B1
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Abstract

본 발명은 어퍼프레임(20)의 어퍼축홀(21) 및 언더프레임(30) 언더축홀(31)에 끼워진 중심축(S)이 스텝모터(M)에 의해 정역회전될 경우 중단원호판(40) 및 하단원호판(50)이 함께 정역 회전되면서 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n) 그리고 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)에 상하 각각 끼움 장착된 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 역시 정역 회전되어 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn)로부터 서로 다른 칼라 또는 서로 다른 물질로 된 피드스톡을 공급받아 입체물품(P)을 정밀하게 경사진 구조까지 완성할 수 있도록 한 멀티 3D 프린터에 곤한 발명이다.

Description

멀티 3D 프린터{MULTI 3D PRINTER}
본 발명은 멀티 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 어퍼프레임의 어퍼축홀 및 언더프레임 언더축홀에 끼워진 중심축이 스텝모터에 의해 정역회전될 경우 중단원호판 및 하단원호판이 함께 정역 회전되면서 제1중단고정홀 내지 제n중단고정홀 그리고 제1하단고정홀 내지 제n하단고정홀에 상하 각각 끼움 장착된 제1압출기 내지 제n압출기 역시 정역 회전되어 제1호퍼 내지 제n호퍼로부터 서로 다른 칼라 또는 서로 다른 물질로 된 피드스톡을 공급받아 입체물품을 정밀하게 이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조까지 완성할 수 있도록 한 멀티 3D 프린터에 관한 것이다.
일반적으로 멀티 3D 프린터는 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 플라스틱은 물론이거니와 고무, 금속 또는 세라믹 등의 소재를 활용하여 단시간에 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현할 수 있도록 하는 기구를 말한다.
도 1a는 선행기술문헌(대한민국 등록특허공보 제2195752호)에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터를 나타내는 사시도이다.
선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 압출기(1)와, 압출기(1)를 X축, Y축 및 Z축으로 이동시키기 위한 제1이동부(6), 제2이동부(7) 및 제3이동부(8) 그리고 베이스 플레이트(91) 및 메인 제어부(92)를 포함한다.
압출기(1)는 상측으로 투입되는 재료를 물리적으로 분쇄하고, 온도를 적절하게 가하여 노즐(15)을 통해 빌드 플랫폼(62)으로 토출시킬 수 있도록 하며, 제1이동부(6), 제2이동부(7) 및 제3이동부(8)에 의해, X축, Y축 또는 Z축으로 이동되고, 홀더(82)에 탈부착 가능하게 장착되며, 이때 메인제어부(92)는 압출기(1)에 전기적으로 연결되어 압출기(1)를 제어한다.
도 1b는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터의 압출기를 나타내는 사시도이고, 도 1c는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터의 압출기를 나타내는 단면도이고, 도 1d는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터에 적용된 스크류를 나타내는 측면도이다.
선행기술문헌에 적용된 압출기(1)는 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 프레임(10), 호퍼(11), 하우징(12), 스크류(13), 모터(14), 노즐(15), 하우징냉각부(161), 방열플레이트(162), 온도센서(171), 하우징가열부(172), 수동조절핸들(19) 및 보조제어부(C)를 포함한다.
프레임(10)은 홀더(82)에 고정되고, Z축 방향으로 길쭉한 형상을 가지며, 홀더(82)에 직접 접촉하는 메인프레임(101)과, 메인프레임(101)으로부터 수직하게 연장 형성되는 복수 개의 보조프레임(102,103,104)을 포함할 수 있다.
제1보조프레임(102)은 모터(14)를 지지하고, 제2보조프레임(103)은 호퍼(11)의 상단을 지지하고, 제3보조프레임(104)은 호퍼(11)의 하단을 지지하며, 제2보조프레임(103) 및 제3보조프레임(104)은 호퍼(11)가 상하로 진동하는 것을 방지한다.
호퍼(11)는 상방으로 개구된 개구부를 구비하고, 사용자는 호퍼(11)의 개구부를 통해 3D 프린팅을 위한 각종 재료를 투입하며, 호퍼(11)는 내측으로 투입된 재료를 하측으로 토출시키기 위한 토출구를 포함하고, 하우징(12)은 호퍼(11)의 하측에 연통된다.
하우징(12)은 예를 들어 내부가 비어 있는 기둥 형상을 가질 수 있고, Z축 방향으로 길게 배치되며, 노즐(15)을 장착시키기 위한 하우징커플러(12a)를 포함한다.
스크류(13)는 하우징(12)의 내측에 구비되고, 하우징(12)의 내벽으로부터 이격되는 스크류바디(131)와, 스크류바디(131)로부터 외측으로 돌출 형성되는 스월돌기(132)를 구비하고, 스크류바디(131)가 회전하는 동안 스월돌기(132)는 하우징(12) 내측으로 투입된 재료들을 분쇄시킨다.
스크류(13)는 모터커플러(14a)에 의해 모터(14)에 결합되고, 노즐(15)은 하우징(12)의 하단부에 연결되고, 하우징냉각부(161)는 호퍼(11)의 하측 및 노즐(15)의 상측에 구비되고, 하우징(12)을 냉각시킬 수 있도록 한다.
본원 출원인은 선행기술문헌에 설명된 3D 프린터를 진보 개량하여 본 발명으로 제안하고자 한다.
대한민국 등록특허공보 제2195752호 대한민국 등록특허공보 제2179021호 대한민국 등록특허공보 제2186858호 대한민국 등록특허공보 제2045283호 대한민국 등록특허공보 제2043017호
본 발명의 목적은 어퍼프레임의 어퍼축홀 및 언더프레임 언더축홀에 끼워진 중심축이 스텝모터에 의해 정역회전될 경우 중단원호판 및 하단원호판이 함께 정역 회전되면서 제1중단고정홀 내지 제n중단고정홀 그리고 제1하단고정홀 내지 제n하단고정홀에 상하 각각 끼움 장착된 제1압출기 내지 제n압출기 역시 정역 회전되어 제1호퍼 내지 제n호퍼로부터 서로 다른 칼라 또는 서로 다른 물질로 된 피드스톡을 공급받아 입체물품을 정밀하게 이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조까지 완성할 수 있도록 한 멀티 3D 프린터를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 제1압출기 내지 제n압출기 중 어느 하나가 스텝모터의 정역회전에 의해 백보드로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 피드스톡을 융해시켜 토출시킬 수 있도록 하여 제1호퍼 내지 제n호퍼 속의 서로 다른 칼라 및 서로 다른 물질로 된 피드스톡의 토출 및 차단을 정확한 타이밍에 실현케 하여 다양한 색상 및 물질로 적층 및 채워진 입체물품을 보다 정밀하게 이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조까지 완성할 수 있도록 한 멀티 3D 프린터를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 어퍼프레임으로부터 하향 절곡되는 하향프레임에 마련되어 제1압출기 내지 제n압출기 중 어느 하나가 스텝모터의 정역회전에 의해 백보드로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 냉각풍을 불어주는 전방쿨링팬을 더 포함하여 제1압출기 내지 제n압출기 중 작동되는 어느 하나에 집중적으로 냉각풍을 불어주어 냉각 효율을 배가시킬 수 있도록 한 멀티 3D 프린터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
피드스톡을 융해시키면서 토출시켜 입체물품을 3D 프린팅하는 멀티 3D 프린터에 있어서,
백보드의 상하부로부터 전방으로 각각 펼쳐져 어퍼축홀 및 언더축홀을 각각 지닌 어퍼프레임 및 언더프레임과,
상기 어퍼축홀 및 언더축홀에 상하 끼워져 스텝모터에 의해 둔각의 범위 내에서 정역 회전되는 중심축과,
상기 중심축의 중단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1중단고정홀 내지 제n중단고정홀을 지닌 중단원호판 및 상기 중심축의 하단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1하단고정홀 내지 제n하단고정홀을 지닌 하단원호판과,
상기 중단원호판의 제1중단고정홀 내지 제n중단고정홀 그리고 상기 하단원호판의 제1하단고정홀 내지 제n하단고정홀에 상하 각각 끼움 장착되어 제1호퍼 내지 제n호퍼로부터 각각 공급된 상기 피드스톡을 선택적으로 융해시키면서 토출시키는 제1압출기 내지 제n압출기를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 어퍼프레임의 어퍼축홀 및 언더프레임 언더축홀에 끼워진 중심축이 스텝모터에 의해 정역회전될 경우 중단원호판 및 하단원호판이 함께 정역 회전되면서 제1중단고정홀 내지 제n중단고정홀 그리고 제1하단고정홀 내지 제n하단고정홀에 상하 각각 끼움 장착된 제1압출기 내지 제n압출기 역시 정역 회전되어 제1호퍼 내지 제n호퍼로부터 서로 다른 칼라 또는 서로 다른 물질로 된 피드스톡을 공급받아 입체물품을 정밀하게 이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조까지 완성할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 제1압출기 내지 제n압출기 중 어느 하나가 스텝모터의 정역회전에 의해 백보드로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 피드스톡을 융해시켜 토출시킬 수 있도록 하여 제1호퍼 내지 제n호퍼 속의 서로 다른 칼라 및 서로 다른 물질로 된 피드스톡의 토출 및 차단을 정확한 타이밍에 실현케 하여 다양한 색상 및 물질로 적층 및 채워진 입체물품을 보다 정밀하게 이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조까지 완성할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 어퍼프레임으로부터 하향 절곡되는 하향프레임에 마련되어 제1압출기 내지 제n압출기 중 어느 하나가 스텝모터의 정역회전에 의해 백보드로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 냉각풍을 불어주는 전방쿨링팬을 더 포함하여 제1압출기 내지 제n압출기 중 작동되는 어느 하나에 집중적으로 냉각풍을 불어주어 냉각 효율을 배가시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 피드스톡이 토출되어 입체물품으로 적층 및 쌓이는 순간 신속하게 냉각시켜 경화될 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 제1압출기 내지 제n압출기 중 어느 하나가 스텝모터의 정역회전에 의해 백보드로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 가장 낮은 높이에서 피드스톡을 융해시켜 토출시킬 수 있도록 하여 스텝모터에 의해 제1압출기 내지 제n압출기가 원호이동할 때 입체물품으로의 원치않는 접촉을 미연에 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1b는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터의 압출기를 나타내는 사시도.
도 1c는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터의 압출기를 나타내는 단면도.
도 1d는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 멀티 3D 프린터에 적용된 스크류를 나타내는 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터로 제작된 입체물품을 나타내는 사진.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터를 다양한 각도에서 나타내는 사시도.
도 4a는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터를 배면에서 바라본 사시도.
도 4b는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터를 나타내는 측면도.
본 발명에 따른 멀티 3D 프린터의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터로 제작된 입체물품(P)을 나타내는 사진이다.
본 발명에 따른 멀티 3D 프린터는 예를 들어 세라믹 및 바인더의 혼합물로 된 펠렛(Pellet; 알갱이) 형태의 피드스톡을 융해시키면서 토출시켜 입체물품(P)을 3D 프린팅할 수 있도록 하는데, 본원출원인이 특허받은 대한민국 등록특허공보 제2179021호, 대한민국 등록특허공보 제2186858호, 대한민국 등록특허공보 제2045283호 및 대한민국 등록특허공보 제2043017호와 같은 3D 프린터일 경우 압출기 속에서 필라멘트의 잔여물이 존재하게 되어 다양한 칼라 및 다양한 물질로 된 입체물품(P)을 정밀하게 제작하기가 쉽지 않은 문제점(이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조의 3D 프린팅은 정밀하게 구현할 수 없는 문제점)을 안고 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터를 다양한 각도에서 나타내는 사시도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터를 배면에서 바라본 사시도이며, 도 4b는 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터를 나타내는 측면도이다.
본 발명에 따른 멀티 3D 프린터는 도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn)에 서로 다른 칼라 또는 서로 다른 물질로 된 피드스톡을 채워 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)에 각각 공급될 수 있도록 하여 실시간으로 정확한 타이밍에 피드스톡을 선택하면서 토출케 하여, 즉 3D 프린팅하여 서로 다른 칼라 및 서로 다른 물질로 적층 및 채워진 입체물품(P)을 정밀하게 이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조까지 완성할 수 있도록 한 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터는 백보드(D)의 상하부로부터 전방으로 각각 펼쳐져 어퍼축홀(21) 및 언더축홀(31)을 각각 지닌 어퍼프레임(20) 및 언더프레임(30)과, 어퍼축홀(21) 및 언더축홀(31)에 상하 끼워져 스텝모터(M)에 의해 둔각의 범위 내에서 정역 회전되는 중심축(S)과, 중심축(S)의 중단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n)을 지닌 중단원호판(40) 및 중심축(S)의 하단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)을 지닌 하단원호판(50)과, 중단원호판(40)의 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n) 그리고 하단원호판(50)의 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)에 상하 각각 끼움 장착되어 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn)로부터 각각 공급된 피드스톡을 선택적으로 융해시키면서 토출시키는 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)를 포함한다.
이때, 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)는 자체 내장된 스크류 및 히터를 통해 피드스톡을 하강 및 융해시키면서 노즐(Z)을 통해 예를 들어 Z축로 이동되는 베드로 토출시킬 수 있도록, 즉 3D 프린팅시킬 수 있도록 하는 것이다.
백보드(D)는 입체물품(P)을 형성하기 위한 미 도시의 베드를 지닌 함체의 탑레일에 장착되어 예를 들어 X축 또는 Y축으로 이동될 수 있고, 어퍼프레임(20)의 어퍼축홀(21) 및 언더프레임(30) 언더축홀(31)에 끼워진 중심축(S)이 스텝모터(M)에 의해 정역회전될 경우 중단원호판(40) 및 하단원호판(50)이 함께 정역 회전되면서 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n) 그리고 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)에 상하 각각 끼움 장착된 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 역시 정역 회전되어 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn)로부터 서로 다른 칼라 또는 서로 다른 물질로 된 피드스톡을 공급받아 도 2에 도시된 바와 같은 입체물품(P)을 정밀하게 이종 이상의 복합소재를 이용하여 다층 및 경사구조까지 완성할 수 있도록 한다.
바람직하게, 본 발명에 따라 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 피드스톡을 융해시켜 토출시킬 수 있도록 하여 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn) 속의 서로 다른 칼라 및 서로 다른 물질로 된 피드스톡의 토출 및 차단을 정확한 타이밍에 실현케 하여 다양한 색상 및 물질로 경사지게 적층 및 채워진 입체물품(P)을 보다 정밀하게 완성할 수 있도록 한다.
이때, 스텝모터(M)는 백보드(D)에 장착되어 벨트(B)를 통해 중심축(S)을 정역회전시킬 수 있도록 하여 스텝모터(M)의 무게를 백보드(D)에 의존케 함으로써 백보드(D)로부터 전방으로 펼쳐진 어퍼프레임(20) 및 언더프레임(30)의 하중을 상대적으로 줄일 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터는 어퍼프레임(20)으로부터 하향 절곡되는 하향프레임(22)에 마련되어 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 냉각풍을 불어주는 전방쿨링팬(C1)을 더 포함하여 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 작동되는 어느 하나에 집중적으로 냉각풍을 불어주어 냉각 효율을 배가시킬 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명에 따른 멀티 3D 프린터는 언더프레임(30)에 마련되어 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치되면서 피드스톡을 토출시킬 경우 냉각풍을 불어주는 하방쿨링팬(C2)을 더 포함하여 피드스톡이 토출되어 입체물품(P)으로 적층 및 쌓이는 순간 신속하게 냉각시켜 경화될 수 있도록 한다.
다른 한편으로, 중심축(S)은 도 4b에 도시된 바와 같이 전방으로 0∼45°[0°일 경우 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)의 원호운동이 가능하여 무방하고 45°일 경우 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)의 전방으로의 쏠림에 의한 하중을 백보드(D)에서 최대한 버틸 수 있어 바람직하다]의 기울기로 마련되어 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 가장 낮은 높이에서 피드스톡을 융해시켜 토출시킬 수 있도록 하여 스텝모터(M)에 의해 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)가 원호이동할 때 입체물품(P)으로의 원치않는 접촉을 미연에 방지할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 플라스틱은 물론이거니와 고무, 금속 또는 세라믹 등의 소재를 활용하여 단시간에 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현할 수 있도록 하는 산업분야에 이용 가능하다.
P : 입체물품 D : 백보드
20 : 어퍼프레임 21 : 어퍼축홀
22 : 하향프레임 30 : 언더프레임
31 : 언더축홀 M : 스텝모터
B : 벨트 S : 중심축
40 : 중단원호판 41 : 제1중단고정홀
4n : 제n중단고정홀 50 : 하단원호판
51 : 제1하단고정홀 5n : 제n하단고정홀
H1 : 제1호퍼 Hn : 제n호퍼
E1 : 제1압출기 En : 제n압출기
Z : 노즐 C1 : 전방쿨링팬
C2 : 하방쿨링팬

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 피드스톡을 융해시키면서 토출시켜 입체물품(P)을 3D 프린팅하는 멀티 3D 프린터에 있어서,
    백보드(D)의 상하부로부터 전방으로 각각 펼쳐져 어퍼축홀(21) 및 언더축홀(31)을 각각 지닌 어퍼프레임(20) 및 언더프레임(30)과,
    상기 어퍼축홀(21) 및 언더축홀(31)에 상하 끼워져 스텝모터(M)에 의해 둔각의 범위 내에서 정역 회전되는 중심축(S)과,
    상기 중심축(S)의 중단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n)을 지닌 중단원호판(40) 및 상기 중심축(S)의 하단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)을 지닌 하단원호판(50)과,
    상기 중단원호판(40)의 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n) 그리고 상기 하단원호판(50)의 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)에 상하 각각 끼움 장착되어 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn)로부터 각각 공급된 상기 피드스톡을 선택적으로 융해시키면서 토출시키는 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)를 포함하고,
    상기 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 상기 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 상기 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 상기 피드스톡을 융해시켜 토출시키며,
    상기 스텝모터(M)는 상기 백보드(D)에 장착되어 벨트(B)를 통해 상기 중심축(S)을 정역회전시키고,
    상기 중심축(S)은 전방으로 0∼45°의 기울기로 마련되어 상기 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 상기 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 상기 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 가장 낮은 높이에서 상기 피드스톡을 융해시켜 토출시킬 수 있도록 하고,
    상기 어퍼프레임(20)으로부터 하향 절곡되는 하향프레임(22)에 마련되어 상기 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 상기 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 상기 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 냉각풍을 불어주는 전방쿨링팬(C1)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 3D 프린터.
  5. 피드스톡을 융해시키면서 토출시켜 입체물품(P)을 3D 프린팅하는 멀티 3D 프린터에 있어서,
    백보드(D)의 상하부로부터 전방으로 각각 펼쳐져 어퍼축홀(21) 및 언더축홀(31)을 각각 지닌 어퍼프레임(20) 및 언더프레임(30)과,
    상기 어퍼축홀(21) 및 언더축홀(31)에 상하 끼워져 스텝모터(M)에 의해 둔각의 범위 내에서 정역 회전되는 중심축(S)과,
    상기 중심축(S)의 중단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n)을 지닌 중단원호판(40) 및 상기 중심축(S)의 하단에 고정되면서 전방으로 펼쳐져 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)을 지닌 하단원호판(50)과,
    상기 중단원호판(40)의 제1중단고정홀(41) 내지 제n중단고정홀(4n) 그리고 상기 하단원호판(50)의 제1하단고정홀(51) 내지 제n하단고정홀(5n)에 상하 각각 끼움 장착되어 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn)로부터 각각 공급된 상기 피드스톡을 선택적으로 융해시키면서 토출시키는 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En)를 포함하고,
    상기 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 상기 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 상기 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 상기 피드스톡을 융해시켜 토출시키며,
    상기 스텝모터(M)는 상기 백보드(D)에 장착되어 벨트(B)를 통해 상기 중심축(S)을 정역회전시키고,
    상기 중심축(S)은 전방으로 0∼45°의 기울기로 마련되어 상기 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 상기 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 상기 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치될 경우 가장 낮은 높이에서 상기 피드스톡을 융해시켜 토출시킬 수 있도록 하고,
    상기 언더프레임(30)에 마련되어 상기 제1압출기(E1) 내지 제n압출기(En) 중 어느 하나가 상기 스텝모터(M)의 정역회전에 의해 상기 백보드(D)로부터 대향되는 전방에 정위치되면서 상기 피드스톡을 토출시킬 경우 냉각풍을 불어주는 하방쿨링팬(C2)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 3D 프린터.
  6. 삭제
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 피드스톡은 상기 제1호퍼(H1) 내지 제n호퍼(Hn)에 서로 다른 칼라 또는 서로 다른 물질로 채워져 공급되는 것을 특징으로 하는 멀티 3D 프린터.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016068410A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 合同会社Genkei 3dプリンタ用射出ヘッド
KR102043017B1 (ko) 2018-05-01 2019-11-11 김주용 3d 프린터
KR102045283B1 (ko) 2019-05-08 2019-11-15 김주용 3d 프린터용 센터카트리지모듈
KR20200036080A (ko) * 2018-09-18 2020-04-07 (주)지이엠플랫폼 3d 프린터용 노즐 어셈블리
KR102179021B1 (ko) 2019-01-02 2020-11-16 김주용 3d 프린터
KR102186858B1 (ko) 2019-09-25 2020-12-04 김주용 3d 프린터 및 3d 프린터용 센터카트리지모듈
KR102195752B1 (ko) 2019-01-09 2020-12-29 (주)링크솔루션 호퍼 타입 3d 프린터

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016068410A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 合同会社Genkei 3dプリンタ用射出ヘッド
KR102043017B1 (ko) 2018-05-01 2019-11-11 김주용 3d 프린터
KR20200036080A (ko) * 2018-09-18 2020-04-07 (주)지이엠플랫폼 3d 프린터용 노즐 어셈블리
KR102179021B1 (ko) 2019-01-02 2020-11-16 김주용 3d 프린터
KR102195752B1 (ko) 2019-01-09 2020-12-29 (주)링크솔루션 호퍼 타입 3d 프린터
KR102045283B1 (ko) 2019-05-08 2019-11-15 김주용 3d 프린터용 센터카트리지모듈
KR102186858B1 (ko) 2019-09-25 2020-12-04 김주용 3d 프린터 및 3d 프린터용 센터카트리지모듈

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