KR102524245B1 - Light source module for additive manufacturing and apparatus for additive manufacturing comprising the same - Google Patents

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Abstract

고해상도를 유지하면서 고속, 저비용으로 대형 3D 출력물 제작이 가능한 3D프린터용 광원모듈 및 3D프린터가 제안된다. 본 3D프린터용 광원모듈은 3D프린터용 광원모듈은 광원; 광원과 광도파로 사이에 위치하여, 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자; 및 광원으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원에 대응하는 2이상의 광도파로;를 포함한다. A light source module for a 3D printer and a 3D printer capable of producing large 3D outputs at high speed and low cost while maintaining high resolution are proposed. The light source module for this 3D printer includes a light source; two or more optical switching elements positioned between the light source and the optical waveguide to turn on or off the propagation of light from the light source; and two or more optical waveguides corresponding to the light source to propagate the light emitted from the light source.

Description

3D프린터용 광원모듈 및 3D프린터{Light source module for additive manufacturing and apparatus for additive manufacturing comprising the same}Light source module for 3D printer and 3D printer {Light source module for additive manufacturing and apparatus for additive manufacturing comprising the same}

본 발명은 3D프린터용 광원모듈 및 3D프린터에 관한 것으로, 상세하게는 고해상도를 유지하면서 고속, 저비용으로 대형 3D 출력물 제작이 가능한 3D프린터용 광원모듈 및 3D프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a light source module and a 3D printer for a 3D printer, and more particularly, to a light source module and a 3D printer capable of producing large 3D outputs at high speed and low cost while maintaining high resolution.

산업, 생활 또는 의학 등 매우 다양한 분야에서 활용되고 있는 3D 프린터의 기본적인 원리는 얇은 2D 레이어를 쌓아서 3D 물체를 만드는 것이다. 광경화형 3D 프린팅 방식에는 SLA(StereoLithography Appartus)방식과 DLP(Digital Light Processing)방식이 있다. The basic principle of 3D printers, which are used in a wide variety of fields such as industry, life, and medicine, is to build 3D objects by stacking thin 2D layers. Photocurable 3D printing methods include the SLA (StereoLithography Appartus) method and the DLP (Digital Light Processing) method.

SLA 방식은 광경화성 수지를 경화시켜 적층하는 방식으로 광경화(빛을 받으면 굳는 것) 원리를 이용해 원재료(액체 수지)가 담긴 수조에 레이저를 투사한다. 수조에서는 레이저가 닿은 부분만 경화되고 적층되어 조형물이 완성된다. The SLA method is a method in which photocurable resin is cured and laminated, and a laser is projected onto a water tank containing raw materials (liquid resin) using the principle of photocuring (hardening when exposed to light). In the water bath, only the part touched by the laser is hardened and laminated to complete the sculpture.

3D 프린팅 기술의 발전에 따라, 점차 다양한 방식으로 출력속도를 빠르게 하는 시도가 있어왔으나, 여전히 출력물을 제작하는데 있어 시간이 오래 걸리는 단점이 해결되지 못해, 3D프린팅의 제조단가가 높아 3D프린팅의 대중화에 어려움을 겪고 있다. With the development of 3D printing technology, there have been attempts to increase the output speed in various ways, but the disadvantage of taking a long time to produce the output has not been solved, and the manufacturing cost of 3D printing is high, so it is necessary to popularize 3D printing. I'm having a hard time.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 고해상도를 유지하면서 고속, 저비용으로 대형 3D 출력물 제작이 가능한 3D프린터용 광원모듈 및 3D프린터를 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a light source module for a 3D printer and a 3D printer capable of producing large 3D outputs at high speed and low cost while maintaining high resolution.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈은 광원; 광원과 광도파로 사이에 위치하여, 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자; 및 광원으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원에 대응하는 2이상의 광도파로;를 포함한다. A light source module for a 3D printer according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a light source; two or more optical switching elements positioned between the light source and the optical waveguide to turn on or off the propagation of light from the light source; and two or more optical waveguides corresponding to the light source to propagate the light emitted from the light source.

광원은 UV 램프 또는 UV LED일 수 있다.The light source may be a UV lamp or a UV LED.

광도파로는 광섬유를 포함할 수 있다.The optical waveguide may include an optical fiber.

광스위칭 소자는 다채널 광스위치, 전기변색소자 및 액정/편광판 소자 중 어느 하나일 수 있다.The optical switching device may be any one of a multi-channel optical switch, an electrochromic device, and a liquid crystal/polarizer device.

광스위칭 소자의 개수는 광도파로 코어의 개수와 동일할 수 있다.The number of optical switching devices may be the same as the number of optical waveguide cores.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 광원, 광원과 광도파로 사이에 위치하여 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자 및 광원으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원에 대응하는 2이상의 광도파로를 포함하는 광원부; 및 광원부로부터 방출되는 광에 의해 경화되는 광경화물질을 포함하는 광경화부;를 포함하는 3D프린터가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a light source, two or more optical switching elements positioned between the light source and the optical waveguide to turn on or off the propagation of light from the light source, and two or more optical waveguides corresponding to the light source to allow light emitted from the light source to propagate A light source unit including a; There is provided a 3D printer comprising a; and a photocuring unit including a photocurable material cured by light emitted from the light source unit.

광원부는 광경화부의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다.The light source unit may be positioned above or below the photocuring unit.

광원부 및 광경화부는 상하방향 또는 좌우방향으로 이동가능할 수 있다.The light source unit and the photocuring unit may be movable in a vertical direction or a left-right direction.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 광원, 광원으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원에 대응하는 2이상의 광도파로 및 광원과 광도파로 사이에 위치하여 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자를 포함하는 광원모듈을 2이상 포함하는 광원부; 및 광원부로부터 방출되는 광에 의해 경화되는 광경화물질을 포함하는 광경화부;를 포함하는 3D프린터가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a light source, two or more optical waveguides corresponding to the light source so that light emitted from the light source proceeds, and two or more optical switching devices located between the light source and the optical waveguide to turn on or off the propagation of light from the light source. A light source unit including two or more light source modules including elements; There is provided a 3D printer comprising a; and a photocuring unit including a photocurable material cured by light emitted from the light source unit.

2이상의 광원모듈은 서로 측면에서 접촉하고, 광원모듈은 내부 광도파로 코어 사이의 피치와 타광원모듈의 최외곽 광도파로 코어와의 피치가 동일하도록 서로 접촉할 수 있다.Two or more light source modules may contact each other at side surfaces, and the light source modules may contact each other such that a pitch between the internal optical waveguide cores and a pitch between the outermost optical waveguide cores of other light source modules are the same.

2이상의 광원모듈은 서로 엇갈려 배치될 수 있다.Two or more light source modules may be alternately arranged.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 2이상의 광도파로를 포함하는 다채널 광도파로를 준비하는 단계; 다채널 광도파로에, 각각의 광도파로의 코어에 대응하도록 2이상의 광스위치 소자를 위치시키는 단계; 및 광스위치 소자로 광을 방사할 수 있도록 광원을 배치하는 단계;를 포함하는 3D프린터용 광원모듈 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, preparing a multi-channel optical waveguide including two or more optical waveguides; placing two or more optical switch elements on the multi-channel optical waveguide so as to correspond to the core of each optical waveguide; There is provided a method for manufacturing a light source module for a 3D printer including; and arranging a light source to emit light to an optical switch element.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상하좌우로 이동가능한 광원부에 의해 고속으로 대면적 출력물이 제작가능하고, 대면적 출력물의 경우에도 전면적에 걸쳐 정밀도를 균일하게 유지할 수 있어 출력물의 품질을 유지할 수 있는 효과가 있다. According to embodiments of the present invention, large-area outputs can be produced at high speed by a light source unit that can move up and down, left and right, and even in the case of large-area outputs, precision can be maintained uniformly over the entire area, so that the quality of the outputs can be maintained. It works.

아울러, 3D프린팅 시, 광원으로 LED소자를 사용할 수 있어 다른 광원과 비교하여 파장선택의 자유도가 크고 광출력도 자유롭게 제어할 수 있으므로 적용범위가 넓어지는 효과가 있다.In addition, since an LED element can be used as a light source during 3D printing, the degree of freedom in wavelength selection and light output can be freely controlled compared to other light sources, thereby broadening the application range.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 종단면도이고, 도 2는 A-A'의 횡단면도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 측단면도이고, 도 5 및 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 측단면도이며, 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터의 종단면도이고, 도 9는 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 종단면도이고, 도 11은 측단면도이며, 도 12는 횡단면도이다.
1 is a longitudinal cross-sectional view of a light source module for a 3D printer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A'.
3 and 4 are side cross-sectional views of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention, FIGS. 5 and 6 are side cross-sectional views of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention, and FIG. It is a side cross-sectional view of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention.
8 is a longitudinal cross-sectional view of a 3D printer according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a side cross-sectional view.
10 is a longitudinal cross-sectional view of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a side cross-sectional view, and FIG. 12 is a cross-sectional view.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the accompanying drawings, there may be components shown to have a specific pattern or have a predetermined thickness, but this is for convenience of description or distinction, so even if they have a specific pattern and predetermined thickness, the present invention is a feature of the illustrated component It is not limited to only

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 종단면도이고, 도 2는 A-A'의 횡단면도이다. 본 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈(100)은 광원(110); 광원(110)과 광도파로(130) 사이에 위치하여, 광원(110)으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자(120); 및 광원(110)으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원(110)에 대응하는 2이상의 광도파로(130);를 포함한다(도 1).1 is a longitudinal cross-sectional view of a light source module for a 3D printer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A'. The light source module 100 for a 3D printer according to this embodiment includes a light source 110; two or more optical switching elements 120 positioned between the light source 110 and the optical waveguide 130 to turn on or off the propagation of light from the light source 110; and two or more optical waveguides 130 corresponding to the light source 110 so that the light emitted from the light source 110 travels (FIG. 1).

3D프린터용 광원모듈(100)은 3D프린터에서 광을 조사하기 위한 모듈로서, 광원(110)을 포함한다. 광원(110)은 3D프린터에서 광경화될 폴리머의 파장의존성에 따라 선택되나, 예를 들어 UV 램프 또는 UV LED일 수 있다. The light source module 100 for a 3D printer is a module for irradiating light in a 3D printer, and includes a light source 110. The light source 110 is selected according to the wavelength dependence of the polymer to be photocured in the 3D printer, but may be, for example, a UV lamp or a UV LED.

광원(110)으로부터 방사되는 광은 광도파로(130)로 진입하여 외부로 방사된다. 광도파로(130)는 광원(110)에 대응하는 2이상의 광도파로(130);를 포함한다.Light emitted from the light source 110 enters the optical waveguide 130 and is emitted to the outside. The optical waveguide 130 includes two or more optical waveguides 130 corresponding to the light source 110 .

2이상의 광도파로(130)는 다채널 광도파로일 수 있는데, 다채널 광도파로는광도파로 코어(131)의 피치가 일정한 간격으로 배치되어 있는 형태로 구현된다(도 2). 다채널 광도파로는 광섬유 다발일 수 있다. The two or more optical waveguides 130 may be multi-channel optical waveguides, which are implemented in a form in which the pitches of optical waveguide cores 131 are arranged at regular intervals (FIG. 2). The multi-channel optical waveguide may be an optical fiber bundle.

본 발명에 따른 3D프린터용 광원모듈(100)은 광원(110)과 광도파로(130) 사이에 위치하여, 광원(110)으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자(120)를 포함한다.The light source module 100 for a 3D printer according to the present invention is located between a light source 110 and an optical waveguide 130, and includes two or more optical switching elements 120 for turning on or off the propagation of light from the light source 110. include

광스위칭 소자(120)는 광원(110)의 광을 광도파로 코어(131)에 입사시키거나 광의 입사를 차단할 수 있도록 스위칭한다. 광스위칭 소자(120)는 광도파로 코어(131)와 매칭되어야 하므로, 광스위칭 소자(120)의 개수는 광도파로 코어(131)의 개수와 동일할 수 있다.The optical switching device 120 switches light from the light source 110 to be incident to the optical waveguide core 131 or to block the incident light. Since the optical switching device 120 must match the optical waveguide core 131, the number of optical switching devices 120 may be the same as the number of optical waveguide cores 131.

광스위칭 소자(120)는 다채널 광스위치, 전기변색소자, 액정 및 편광판으로 구성된 소자와 같이 광의 진행방향을 차단하거나 우회시켜 광이 광도파로(130)로 진행하는 것을 제어할 수 있는 소자이다. The optical switching device 120 is a device capable of controlling the propagation of light to the optical waveguide 130 by blocking or diverting the traveling direction of light, such as a multi-channel optical switch, an electrochromic device, a device composed of a liquid crystal and a polarizer.

도 3 및 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 측단면도이고, 도 5 및 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 측단면도이며, 도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 측단면도이다. 3 and 4 are side cross-sectional views of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention, FIGS. 5 and 6 are side cross-sectional views of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention, and FIG. It is a side cross-sectional view of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention.

광스위칭 소자(120)는 다채널 광스위치, 전기변색소자 및 액정/편광판 소자 중 어느 하나일 수 있는데, 도 3에서는 미러(121)를 이용한 광스위치가 적용된다.광스위치에 전압을 인가하면, 도 3에서와 같이 미러(121)는 광을 통과시키거나, 도 4와 같이 광을 차단시킬 수 있다. 미러(121)는 광도파로 코어(131)와 동일한 개수로 구비되어야 한다. The optical switching device 120 may be any one of a multi-channel optical switch, an electrochromic device, and a liquid crystal/polarizer device. In FIG. 3, an optical switch using a mirror 121 is applied. When a voltage is applied to the optical switch, As shown in FIG. 3 , the mirror 121 may transmit light or block light as shown in FIG. 4 . The mirrors 121 should be provided in the same number as the optical waveguide core 131 .

도 5에서는 광스위칭 소자(120)가 전기변색소자(122)를 포함한다. 광원(110) 및 광도파로(130) 사이에 전기변색소자(122)로 광스위칭 소자(120)를 구비하면, 전압의 인가에 따라 전기변색소자(122)의 색깔이 도 5 또는 도 6과 같이 변하게 되어 광이 광도파로(130)에 입사 또는 차단되는 것을 제어할 수 있다. 전기변색소자(122)는 광도파로 코어(131)와 동일한 개수로 구비되어야 한다. In FIG. 5 , the light switching device 120 includes the electrochromic device 122 . If the light switching element 120 is provided as the electrochromic element 122 between the light source 110 and the optical waveguide 130, the color of the electrochromic element 122 changes according to the application of voltage as shown in FIG. 5 or 6. By being changed, it is possible to control whether light is incident to or blocked from the optical waveguide 130 . The electrochromic element 122 should be provided in the same number as the optical waveguide core 131 .

도 7에서는 광스위칭 소자(120)가 액정(123)/편광판(124) 소자를 포함한다. 광원(110) 및 광도파로(130) 사이에 액정(123)/편광판(124) 소자로 광스위칭 소자(120)를 구비하면, 전압의 인가에 따라 액정(123)/편광판(124) 소자에서 광의 편광을 조절해서 광이 광도파로(130)에 입사 또는 차단되는 것을 제어할 수 있다. 액정(123)/편광판(124) 소자는 광도파로 코어(131)와 동일한 개수로 구비되어야 한다. In FIG. 7 , the light switching device 120 includes a liquid crystal 123/polarizer 124 device. If the optical switching element 120 is provided between the light source 110 and the optical waveguide 130 as the liquid crystal 123/polarizer 124 element, the liquid crystal 123/polarizer 124 element changes light according to the application of voltage. It is possible to control whether light is incident to or blocked from the optical waveguide 130 by adjusting the polarization. The liquid crystal 123/polarizer 124 elements should be provided in the same number as the optical waveguide core 131 .

도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터의 종단면도이고, 도 9는 측단면도이다. 본 실시예에 따른 3D프린터(1000)는 광원(110), 광원(110)과 광도파로(130) 사이에 위치하여 광원(110)으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자(120) 및 광원(110)으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원(110)에 대응하는 2이상의 광도파로(130)를 포함하는 광원부(100); 및 광원부(100)로부터 방출되는 광에 의해 경화되는 광경화물질(210)을 포함하는 광경화부(200);를 포함한다. 광원부(100)에 대하여는 이상 도 1 내지 7을 참조하여 3D프린터용 광원모듈(100)에 대하여 설명한 내용과 동일한 내용의 설명은 생략한다. 8 is a longitudinal cross-sectional view of a 3D printer according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a side cross-sectional view. The 3D printer 1000 according to the present embodiment includes a light source 110 and two or more optical switching elements 120 positioned between the light source 110 and the optical waveguide 130 to turn on or off the propagation of light from the light source 110. ) and a light source unit 100 including two or more optical waveguides 130 corresponding to the light source 110 so that the light emitted from the light source 110 travels; and a photo-curing unit 200 including a photo-curing material 210 that is cured by light emitted from the light source unit 100 . With respect to the light source unit 100, descriptions of the same contents as those described for the light source module 100 for a 3D printer with reference to FIGS. 1 to 7 will be omitted.

광경화부(200)는 광원부(100)의 광도파로(130)를 통해 진행하는 광에 의해 경화되는 광경화물질(210)이 채워지는 용기(220) 및 용기(220)를 이동시킬 수 있는 스테이지(230)를 포함한다. 광경화물질(210)은 광조사로 인한 폴리머수지를 포함할 수 있는데, 광경화물질(210)은 폴리머수지 이외에 금속파우더, 모래, 세라믹과 같은 도체 또는 부도체 파우더를 포함할 수 있다. The photocuring unit 200 includes a container 220 filled with a photocurable material 210 cured by light traveling through the optical waveguide 130 of the light source unit 100 and a stage capable of moving the container 220 ( 230). The photocurable material 210 may include a polymer resin resulting from light irradiation. In addition to the polymer resin, the photocurable material 210 may include a conductive or non-conductive powder such as metal powder, sand, or ceramic.

도 8에서, 광원부(100)는 광경화부(200)의 상부에 위치하는 것으로 도시되었으나, 광원부(100)는 광경화부(200)의 하부에 위치할 수도 있다. 광원부(100) 및 광경화부(200)는 상하방향 또는 좌우방향으로 이동가능하다. In FIG. 8 , the light source unit 100 is illustrated as being positioned above the light curing unit 200 , but the light source unit 100 may be located below the light curing unit 200 . The light source unit 100 and the photocuring unit 200 are movable in a vertical direction or a left-right direction.

광원부(100) 및 광경화부(200)의 용기(220)는 축(미도시)의 이동으로 이동가능하다. 광원부(100)는 좌우로 이동하면서 원하는 패턴에 따라 광스위칭 소자(120)가 광도파로(130)로 진행하는 광을 온/오프시켜(도 10) 광경화물질(210)에 원하는 패턴의 층을 형성한다. 하나의 층의 패턴이 완성되면, 광경화물질(210) 한층이 형성되고, 다시 광원부(100)가 좌우로 이동하면서 원하는 패턴의 층을 형성한다. 패턴층이 적층되는 동작이 반복적으로 이루어져 3D 출력물을 얻는다. The container 220 of the light source unit 100 and the photocuring unit 200 is movable by movement of an axis (not shown). The light source unit 100 turns on/off the light traveling to the optical waveguide 130 by the optical switching device 120 according to a desired pattern while moving left and right (FIG. 10) to form a layer of a desired pattern on the photocurable material 210. form When the pattern of one layer is completed, one layer of the photocurable material 210 is formed, and the light source unit 100 moves left and right again to form a layer of a desired pattern. An operation in which the pattern layers are stacked is repeatedly performed to obtain a 3D output object.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 광원, 광원으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원에 대응하는 2이상의 광도파로 및 광원과 광도파로 사이에 위치하여 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시키는 2이상의 광스위칭 소자를 포함하는 광원모듈을 2이상 포함하는 광원부; 및 광원부로부터 방출되는 광에 의해 경화되는 광경화물질을 포함하는 광경화부;를 포함하는 3D프린터가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a light source, two or more optical waveguides corresponding to the light source so that light emitted from the light source proceeds, and two or more optical switching devices located between the light source and the optical waveguide to turn on or off the propagation of light from the light source. A light source unit including two or more light source modules including elements; There is provided a 3D printer comprising a; and a photocuring unit including a photocurable material cured by light emitted from the light source unit.

본 실시예의 3D프린터는 광원모듈을 2이상 포함한다. 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 3D프린터용 광원모듈의 종단면도이고, 도 11은 측단면도이며, 도 12는 횡단면도이다. The 3D printer of this embodiment includes two or more light source modules. 10 is a longitudinal cross-sectional view of a light source module for a 3D printer according to another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a side cross-sectional view, and FIG. 12 is a cross-sectional view.

도 10을 참조하면, 제1광원모듈(101) 및 제2광원모듈(102)은 서로 측면에서 접촉한다. 양 광원모듈이 접촉할 때, 제1광원모듈(101) 및 제2광원모듈(102)의 최외곽의 광도파로 코어 사이의 피치가 제1광원모듈(101) 내부의 광도파로 코어사이의 피치 또는 제2광원모듈(102) 내부의 광도파로 코어사이의 피치 중 적어도 하나와 동일하도록 접촉시킬 수 있다. 적색원 안의 제1광원모듈(101) 및 제2광원모듈(102)의 광도파로 코어 사이의 피치는 각 광원모듈 내부 광도파로 코어 사이의 피치와 동일하도록 서로 접촉시킬 수 있다. Referring to FIG. 10 , the first light source module 101 and the second light source module 102 contact each other from side surfaces. When both light source modules are in contact, the pitch between the outermost optical waveguide cores of the first light source module 101 and the second light source module 102 is the pitch between the optical waveguide cores inside the first light source module 101 or At least one of the pitches between optical waveguide cores inside the second light source module 102 may be brought into contact with each other. The pitch between the optical waveguide cores of the first light source module 101 and the second light source module 102 in the red circle may contact each other such that the pitch between the optical waveguide cores inside each light source module is the same.

광원모듈의 크기가 크면 클수록 3D프린터는 고속 적층이 가능하다. 따라서, 광원모듈의 크기를 크게하면서 고해상도를 유지하기 위하여 광도파로의 피치를 일치시키는 것이 바람직하다. 이러한 광도파로의 피치일치를 위하여, 제1광원모듈(101) 및 제2광원모듈(102)은 평행하지 않게 배치될 수 있다(도 11). 도 12를 참조하면, 제1광원모듈(101), 제2광원모듈(102), 제3광원모듈(103), 제4광원모듈(104) 및 광도파로(130)은 서로 지그재그 형태, 즉, 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. The larger the size of the light source module, the higher the 3D printer can perform high-speed lamination. Therefore, it is desirable to match the pitches of optical waveguides in order to maintain high resolution while enlarging the size of the light source module. In order to match the pitch of the optical waveguides, the first light source module 101 and the second light source module 102 may be disposed not in parallel (FIG. 11). Referring to FIG. 12, the first light source module 101, the second light source module 102, the third light source module 103, the fourth light source module 104, and the optical waveguide 130 have a zigzag shape, that is, They may be arranged to stagger each other.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 2이상의 광도파로를 포함하는 다채널 광도파로를 준비하는 단계; 다채널 광도파로에, 각각의 광도파로의 코어에 대응하도록 2이상의 광스위치 소자를 위치시키는 단계; 및 광스위치 소자로 광을 방사할 수 있도록 광원을 배치하는 단계;를 포함하는 3D프린터용 광원모듈 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, preparing a multi-channel optical waveguide including two or more optical waveguides; placing two or more optical switch elements on the multi-channel optical waveguide so as to correspond to the core of each optical waveguide; There is provided a method for manufacturing a light source module for a 3D printer including; and arranging a light source to emit light to an optical switch element.

전술한 실시예들에서 광원모듈은 1차원 배열형태로 구현되었으나, 이와 달리 2차원 배열형태로 구현될 수 있다. 이 경우에는 좌우이동없이 상하이동만으로도 3D 출력물을 제작할 수 있다. 광도파로가 2차원 배열의 형태를 가질 경우 광스위치 소자도 2차원 배열 형태로 구성되어야 한다. In the above-described embodiments, the light source module is implemented in a one-dimensional array form, but may be implemented in a two-dimensional array form. In this case, a 3D output can be produced only by moving up and down without moving left and right. When the optical waveguide has the form of a two-dimensional array, the optical switch device must also be configured in the form of a two-dimensional array.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention can be variously modified and changed by the like, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

100: 3D프린터용 광원모듈
110: 광원
120: 광스위칭 소자
130: 광도파로
131: 광도파로 코어
200: 광경화부
210: 광경화물질
220: 용기
230: 스테이지
100: light source module for 3D printer
110: light source
120: light switching element
130: optical waveguide
131: optical waveguide core
200: light curing unit
210: photocurable material
220: Courage
230: stage

Claims (12)

광원;
광원과 광도파로 사이에 위치하여, 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시켜, 광원의 광을 광도파로 코어에 입사시키거나 광의 입사를 차단할 수 있는 2이상의 광스위칭 소자; 및
광원으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원에 대응하는 2이상의 광도파로;를 포함하는 3D프린터용 광원모듈로서,
광스위칭 소자의 개수는 광도파로 코어의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 3D프린터용 광원모듈.
light source;
two or more optical switching elements positioned between the light source and the optical waveguide and capable of turning on or off the propagation of light from the light source to allow light from the light source to enter the core of the optical waveguide or to block the incidence of light; and
A light source module for a 3D printer including two or more optical waveguides corresponding to the light source so that the light emitted from the light source proceeds,
A light source module for a 3D printer, characterized in that the number of optical switching elements is equal to the number of optical waveguide cores.
청구항 1에 있어서,
광원은 UV 램프 또는 UV LED인 것을 특징으로 하는 3D프린터용 광원모듈.
The method of claim 1,
A light source module for a 3D printer, characterized in that the light source is a UV lamp or a UV LED.
청구항 1에 있어서,
광도파로는 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 광원모듈.
The method of claim 1,
A light source module for a 3D printer, characterized in that the optical waveguide includes an optical fiber.
청구항 1에 있어서,
광스위칭 소자는 다채널 광스위치, 전기변색소자 및 액정/편광판 소자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 3D프린터용 광원모듈.
The method of claim 1,
The optical switching device is a light source module for a 3D printer, characterized in that any one of a multi-channel optical switch, an electrochromic device and a liquid crystal / polarizer device.
삭제delete 광원, 광원과 광도파로 사이에 위치하여 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시켜, 광원의 광을 광도파로 코어에 입사시키거나 광의 입사를 차단할 수 있는 2이상의 광스위칭 소자 및 광원으로부터 방사된 광이 진행하도록 광원에 대응하는 2이상의 광도파로를 포함하는 광원부; 및
광원부로부터 방출되는 광에 의해 경화되는 광경화물질을 포함하는 광경화부;를 포함하는 3D프린터로서,
광스위칭 소자의 개수는 광도파로 코어의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 3D프린터.
A light source, two or more optical switching elements positioned between the light source and the optical waveguide to turn on or off the propagation of light from the light source to allow the light from the light source to enter the core of the optical waveguide or to block the incidence of light, and the light emitted from the light source a light source unit including two or more optical waveguides corresponding to the light source so as to propagate; and
A 3D printer comprising a; photocuring unit including a photocurable material cured by light emitted from the light source unit,
3D printer, characterized in that the number of optical switching elements is equal to the number of optical waveguide cores.
청구항 6에 있어서,
광원부는 광경화부의 상부 또는 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 3D프린터.
The method of claim 6,
3D printer, characterized in that the light source unit is located above or below the photocuring unit.
청구항 6에 있어서,
광원부 및 광경화부는 상하방향 또는 좌우방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 3D프린터.
The method of claim 6,
A 3D printer, characterized in that the light source unit and the light curing unit are movable in the vertical direction or the left and right directions.
광원, 광원과 광도파로 사이에 위치하여 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시켜, 광원의 광을 광도파로 코어에 입사시키거나 광의 입사를 차단할 수 있는 2이상의 광스위칭 소자를 포함하는 광원모듈을 2이상 포함하는 광원부; 및
광원부로부터 방출되는 광에 의해 경화되는 광경화물질을 포함하는 광경화부;를 포함하는 3D프린터로서,
광스위칭 소자의 개수는 광도파로 코어의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 3D프린터.
A light source module including a light source and two or more optical switching elements positioned between the light source and the optical waveguide to turn on or off the propagation of light from the light source to allow light from the light source to enter the core of the optical waveguide or to block the incidence of light. A light source unit comprising the above; and
A 3D printer comprising a; photocuring unit including a photocurable material cured by light emitted from the light source unit,
3D printer, characterized in that the number of optical switching elements is equal to the number of optical waveguide cores.
청구항 9에 있어서,
2이상의 광원모듈은 서로 측면에서 접촉하고,
광원모듈은 내부 광도파로 코어 사이의 피치와 타광원모듈의 최외곽 광도파로 코어와의 피치가 동일하도록 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 3D프린터.
The method of claim 9,
Two or more light source modules are in contact with each other from the side,
The light source module is a 3D printer, characterized in that in contact with each other so that the pitch between the inner optical waveguide core and the outermost optical waveguide core of the other light source module are the same.
청구항 9에 있어서,
2이상의 광원모듈은 서로 엇갈려 배치되는 것을 특징으로 하는 3D프린터.
The method of claim 9,
Two or more light source modules are 3D printers, characterized in that arranged alternately.
2이상의 광도파로를 포함하는 다채널 광도파로를 준비하는 단계;
다채널 광도파로에, 각각의 광도파로의 코어에 대응하도록, 광원과 광도파로 사이에 위치하여 광원으로부터의 광의 진행을 온 또는 오프시켜, 광원의 광을 광도파로 코어에 입사시키거나 광의 입사를 차단할 수 있는 2이상의 광스위치 소자를 광도파로의 코어와 같은 개수로 위치시키는 단계; 및
광스위치 소자로 광을 방사할 수 있도록 광원을 배치하는 단계;를 포함하는 3D프린터용 광원모듈 제조방법.
preparing a multi-channel optical waveguide including two or more optical waveguides;
In the multi-channel optical waveguide, it is located between the light source and the optical waveguide to correspond to the core of each optical waveguide and turns on or off the propagation of light from the light source to make the light from the light source incident to the optical waveguide core or block the incident light. arranging two or more optical switch elements that can be positioned in the same number as the number of cores of the optical waveguide; and
A method for manufacturing a light source module for a 3D printer comprising the steps of arranging a light source to emit light to an optical switch device.
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