KR102540666B1

KR102540666B1 - 공급 장치

Info

Publication number: KR102540666B1
Application number: KR1020200133213A
Authority: KR
Inventors: 서석현; 안승준
Original assignee: 주식회사 인스텍
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2023-06-07
Also published as: KR20210049676A; KR20210049678A

Abstract

본 명세서에서 개시되는 기술은 진동 피더에 관한 것으로, 공급 장치(300)는 상기 파우더(10)가 보관된 보관부(310)와 상기 보관된 파우더(10)가 유입되어 머물 수 있도록 마련되되, 외부의 힘에 의해서 파우더(10)가 배출되도록 하는 공급 단속부(320) 및 상기 공급 단속부(320)를 이동시키되, 상부와 하부를 향하여 반복적으로 이동시키는 공급 구동부(330)를 포함할 수 있다.

Description

공급 장치{VIBRATING FEEDER}

본 명세서에서 개시되는 기술은 가루 공급 장치에 관한 것으로, 상세하게는 가루 등을 안정적으로 정량 공급할 수 있는 공급 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 개시되는 기술은 통상의 공급 장치 또는 진동피더(VIBRATING FEEDER)에 관한 것이다.

종래의 대한민국공개특허공보 제10-2006-0037974호(2006.05.03.자 공개, 'BTP 공정의 진동피더')에는 전후단에 유입구와 배출구가 형성되며 수평방향으로 길게 설치된 이송파이프와; 상기 이송파이프의 전후단에 각각 좌우로 한쌍씩 일체로 돌출형성된 다수개의 스프링브라켓과; 상기 스프링브라켓의 저면에 장착된 스프링과 상기 이송파이프의 양측면 중앙부에서 수직으로 돌출된 제1 및 제2브라켓과; 상기 제1 및 제2브라켓의 외측면 중앙부에 각각 장착된 진동모터와; 상기 진동모터의 작동을 제어하는 전자제어부를 포함하여 구성된 BTP 공정의 진동피더가 개시되어 있다.

종래의 대한민국공개특허공보 제10-2009-0103481호(2009.10.01.자 공개, '분체도료 코팅용 진동피더')에는 외부용기(11)와 내부용기(12)로 이루어지는 진동용기(10)와, 진동용기(10)에 연결된 진동발생기(8)와 피도물(1)이 용기의 중앙부로 낙하되어 투입되도록 진동용기(10)의 상부에 형성된 투입구(16)와, 내부용기(12)의 저면 둘레부에 형성된 유출공(22)과, 외부용기(11)와 내부용기(12) 사이에 배치되어 바닥에서 상부로 나선상으로 연장되는 통로부재(24)와, 상기 통로부재(24)의 상단에 연통되도록 외부용기(11)에 형성되는 배출공(23)을 포함하며, 상기 내부용기(12)의 중앙에는 낙하되는 피도물(1)이 부딪혀서 확산되도록 하는 원추면(31) 또는 만곡면(32)이 형성된 확산부재(30)가 구비된 것을 특징으로 하는 분체도료 코팅용 진동피더가 개시되어 있다.

종래의 대한민국공개특허공보 제10-2016-0124710호(2016.10.28.자 공개, '진동 피더용 트로프 장치')에는 대공급 및 소공급용 진동 피더와 상기 대공급 및 소공급용 진동 피더 앞에 설치된 대공급용 진동 피더에 의해 공급받은 원료를 전방으로 이동시켜서 계량부에 투입하기 위한 진동 피더용 트로프 장치에 있어서, 하면이 상기 대공급 및 소공급용 진동 피더의 상면에 안착되는 제1 바닥부와 하단이 상기 제1 바닥부의 좌측단과 결합하여 세워지는 제1 좌측면벽과 하단이 상기 제1 바닥부의 우측단과 결합하여 세워지는 제1 우측면벽과 하단이 상기 제1 바닥부의 후단과 결합하여 세워지는 제1 후면벽을 포함하여 구성되고 상기 제1 바닥부와 상기 제1 좌측면벽과 상기 제1 우측면벽과 상기 제1 후면벽으로 둘러싸인 내부 공간을 가지며 전면 및 상면이 개구된 공급부와, 상기 제1 바닥부의 전단부와 결합하여 앞쪽 방향으로 뻗는 대공급 및 소공급용 트로프로서 상기 대공급 및 소공급용 트로프는 후단부가 상기 공급부의 전단부와 결합하고 전방으로 가면서 좌측 가장자리 및 우측 가장자리가 좌우 중심에 점점 가까워짐으로써 좌우 폭이 좁아지는 폭수축부와 후단부가 상기 폭수축부의 전단부와 결합하여 전방으로 뻗되 좌우 폭이 일정하게 유지되는 소공급 이송부로 구성되는 대공급 및 소공급용 트로프 및 상기 대공급 및 소공급용 트로프의 아래에 위치하는 대공급용 트로프로서 하면이 상기 대공급용 진동 피더의 상면에 안착되는 제2 바닥부와 하단이 상기 제2 바닥부의 좌측단과 결합하여 세워지는 제2 좌측면벽과 하단이 상기 제2 바닥부의 우측단과 결합하여 세워지는 제2 우측면벽과 하단이 상기 제2 바닥부의 후단과 결합하여 세워지는 제2 후면벽을 포함하여 구성되고 상기 제2 바닥부와 상기 제2 좌측면벽과 상기 제2 우측면벽과 상기 제2 후면벽으로 둘러싸인 내부 공간을 가지며 전면 및 상면이 개구되어 상기 폭수축부의 좌측 가장자리 및 우측 가장자리로부터 흘러 내려오는 원료를 공급받아 제2 바닥부의 전면 가장자리를 통해 원료를 계량부로 배출시키는 대공급용 트로프를 포함하여 구성되며, 상기 소공급 이송부의 앞쪽 끝단이 상기 제2 바닥부의 앞쪽 끝단보다 앞에 위치하도록 구성된 기술이 개시되어 있다.

종래의 대한민국공개특허공보 제10-2016-0124710호(2016.10.28.자 공개, '진동 피더용 트로프 장치')와 같이 3D프린터 등의 성형장치에 사용되는 진동 피더는 대상물 공급장치를 통해서 공급받은 공급 대상물(파우더 등)을 진동으로 외부로 이동시켜서 공급 대상물이 고르게 펼쳐지도록 하여, 이동 대상물의 이동 속도에 따라서 외부로 배출되는 양이 일정하도록 하는 기술이다.

이러한 종래의 진동 피더는 공급 대상물의 정량 배출을 위해서 공급 대상물이 고르게 펼쳐질 수 있는 충분한 이동 거리를 필요로 한다. 즉, 공급 대상물의 정량을 위해서는 진동에 의해서 충분히 이동된 이후에 정량이 배출되는 것으로, 특정 정량이 배출되기 위한 준비과정 또는 준비시간이 필요한 문제점이 있다.

이에 본 명세서에서 개시하는 기술은 특정 정량이 배출되기 위한 준비과정 또는 준비시간이 필요하지 않는 공급 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

일 실시 예에서, 공급 장치가 개시(disclosure)된다

파우더(10)를 공급하는 공급 장치에 있어서, 파우더(10)가 보관된 보관부(310)와 상기 보관된 파우더(10)가 유입되어 머물 수 있도록 마련되되, 외부의 힘에 의해서 파우더(10)가 배출되도록 하는 공급 단속부(320) 및 상기 공급 단속부(320)에 힘을 제공하는 공급 구동부(330)를 포함할 수 있다.

상기 공급 구동부(330)는 상기 공급 단속부(320)가 왕복 이동되는 과정에서의 이동 속도를 증가시키고 다시 감소시키는 제어주기(20)를 포함할 수 있다.

상기 제어주기(20)는 상기 공급 단속부(320)가 왕복 이동되는 과정의 전체 거리 중에서 소정의 거리를 제외 또는 추가한 만큼 이동되도록 하는 것을 포함할 수 있다.

상기 공급 구동부(330)는 모터(331)와 상기 모터(331)의 회전력으로 상기 왕복 이동시키는 크랭크(332) 및 상기 공급 단속부(320)가 왕복 이동되는 과정에서의 상기 모터(331)의 동작 속도를 증가시키고 다시 감소시키는 제어주기(20)를 제어하는 모터 제어부(333)를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 공급 장치는 제어주기(20)에 의해서 배출된 파우더(10)의 양을 통해서 가루 배출부(100)로 공급하는 파우더(10)의 정량을 미세하게 조절할 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 공급 장치는 모터 제어부(333)에 의해서 공급 단속부(320)가 하부에서 상부로, 다시 상부에서 하부로 이동하는 과정의 속도에 변화를 가함으로써 불규칙한 관성을 제공한다. 불규칙한 관성에 의해서 파우더(10)의 유체화를 억제할 수 있다.

도 1은 본 명세서에서 개시한 공급 장치의 전체를 대략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 명세서에서 개시하는 공급 단속부의 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 명세서에서 개시하는 공급 구동부를 도시한 도면이다.
도 4는 모터 제어부의 다른 일례에 따른 시간 대비 공급 단속부의 위치관계를 도시한 그래프이다.

이하, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 도면의 유사한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 나타낸다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다. 당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막), 영역 및 형상을 명확하게 표현하기 위하여 구성요소의 폭, 길이, 두께 또는 형상 등은 과장되어 표현될 수도 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소에 "배치"라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 배치되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소에 "연결"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 연결되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소에 "형성"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 형성되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소에 "결합"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 결합하는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다." 또는 "가지다." 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미가 있는 것으로 해석될 수 없다.

공급 장치(300)는 가루 배출부(100)에 파우더(10)를 공급하도록 마련된다. 공급 장치(300)는 크게 파우더(10)가 보관된 보관부(310)와 공급 단속부(320) 및 공급 구동부(330)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조한 일례로, 보관부(310)는 파우더(10)가 보관된 통상의 함으로 마련될 수 있다. 보관부(310)는 공급 단속부(320)와 연결되어 파우더(10)가 공급 단속부(320)로 자연스럽게 유입되도록 마련된다. 보관부(310)와 공급 단속부(320)의 연결은 통상의 호스로 마련될 수 있다.

도 2를 참조한 일례로, 공급 단속부(320)는 보관된 파우더(10)가 유입되어 머물 수 있도록 마련될 수 있다. 공급 단속부(320)는 외부의 힘에 의해서 파우더(10)가 배출되도록 마련될 수 있다. 공급 단속부(320)는 파우더(10)가 유입되어 배출되는 통로를 포함하되, 통로의 방향이 적어도 2회 이상 변경된 것을 포함한다. 좀 더 상세히 설명하면, 공급 단속부(320)는 크게 유입 통로(321)와 단속 통로(322) 및 공급 통로(323)을 포함할 수 있다.

유입 통로(321)는 상부에서 하부를 향하여 마련될 수 있다. 유입 통로(321)는 보관부(310)에서 자연스럽게 유입된 파우더(10)가 유입 통로(321)로 채워지게 된다.

단속 통로(322)는 유입 통로(321)의 하부와 연결되되, 횡 방향 상부로 기울어진 통로로 마련될 수 있다. 즉, 단속 통로(322)는 유입 통로(321)와 함께 'ㄴ'자 형태로 형성되되, 횡 방향의 끝 단이 상부로 올라간 형태로 마련되는 것이다. 단속 통로(322)는 유입 통로(321)로 유입된 파우더(10)가 정체할 수 있도록 끝 단이 상부 방향으로 경사가 형성된 것이다.

한편, 단속 통로(322)는 중앙 부분이 유입 통로(321)와 연결되되, 횡 방향의 양 끝이 상부로 기울어지게 마련될 수 있다. 즉, 단속 통로(322)의 다면이 'V'자 모양이 되도록 마련되는 것이다. 단속 통로(322)는 파우더(10)가 보관부(310)로부터 공급 단속부(320)에 공급된 이후 자연적으로 정체될 수 있는 폐쇄 모델을 형성한다.

한편, 단속 통로(322)는 외력이 없을 경우에 파우더(10) 입자들이 반데르발스 힘 또는 입자간의 마찰 또는 입자와 공급 통로(323) 사이의 마찰 등으로 파우더(10) 입자들이 응집되어 공급 통로(323) 내에서 정체될 수 있는 단면적으로 마련될 수도 있다.

공급 통로(323)는 단속 통로(322)와 연결되어 하부를 향하는 통로로 마련될 수 있다. 공급 통로(323)는 단속 통로(322)를 통과한 파우더(10)의 자연적인 낙하이동을 유도한다. 공급 통로(323)는 외력이 없을 경우에 파우더(10) 입자들이 반데르발스 힘 또는 입자간의 마찰 또는 입자와 공급 통로(323) 사이의 마찰 등으로 파우더(10) 입자들이 응집되어 공급 통로(323) 내에서 정체될 수 있는 단면적으로 마련된다.

한편, 공급 통로(323)는 'V'자 모양의 단속 통로(322)의 양 끝에 각각 연결되어 하부에서 합쳐지는 형태로 마련될 수 있다. 즉, 공급 통로(323)은 'V'자 모양이 되도록 마련된 것이다.

한편, 공급 단속부(320)의 파우더(10)가 배출되는 단속 통로(322) 및 공급 통로(323)는 파우더(10)의 입자 형태, 입자 크기, 재료 특성에 따라 크기, 단면의 크기 또는 형태 또는 경로의 방향을 선택적으로 채용할 수 있다.

공급 단속부(320)는 파우더(10)가 보관부(310)에서 공급된 이후 배출되는 경로에서 폐쇄 모델을 형성하게 되고 공급 구동부(330)로부터의 외부 힘이 없는 경우에는 파우더(10)의 흐름이 발생하지 않도록 한다. 폐쇄 모델이란 파우더(10)의 입자들이 이동할 수 있는 경로 또는 통로의 크기, 단면의 형태 또는 경로의 방향을 변화시켜 입자 간 또는 파우더(10)의 입자와 통로 간의 마찰 및 파우더(10) 입자들 간의 응력 등의 다양한 요인으로 공급 단속부(320) 내에서 파우더(10)의 흐름이 발생하지 않도록 한다. 도면에 개시된 단속 통로(322)는 파우더(10) 입자들이 이동할 수 이 있는 경로의 방향을 변형한 일례이고, 공급 통로(323)는 입자들이 이동할 수 이 있는 경로의 방향 및 통로의 크기를 변형한 일례이다. 즉, 공급 단속부(320)는 외부의 힘이 작용할 때에만 가루가 배출되도록 하는 것이다.

상기 일례에 개시된 공급 단속부(320)는 공급부(310)에서 유입된 파우더(10)가 단속부(320)에 정체한다. 좀 더 상세히 설명하면, 파우더(10)는 유입 통로(321)와 단속 통로(322)에 정체한다. 정체하는 파우더(10)는 외부의 힘이 작용되어야만 공급 통로(323)로 유입될 수 있는 구조인 것이다. 구체적으로는 미세입자인 파우더(10)는 유입 통로(321)와 단속 통로(322)에 꽉 찬 상태로써 외부의 힘이 없을 경우에는 정체되지만 외부의 힘에 의해서 입자간 간격이 벌어지면 입자간 마찰 또는 응력이 저하되어 유체와 같이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흘러내리는 유체화 현상이 발생한다. 이때의 파우더(10)는 외부의 힘이 없어지더라도 유체화 현상에 의해서 소량이 흘러내리는 잔류흐름이 발생한다.

도 3을 참조한 일례로, 공급 구동부(330)는 공급 단속부(320)를 이동시키되, 상부와 하부를 향하여 반복적으로 이동시키도록 마련될 수 있다. 공급 단속부(320)는 파우더(10)의 정체된 현상을 와해하여 공급 단속부(320) 내에서 파우더(10)가 이동될 수 있도록 한다. 좀 더 상세하게 설명하면, 공급 구동부(330)은 크게 통상의 모터(331)와 통상의 크랭크(332) 및 모터 제어부(333)를 포함할 수 있다.

모터(331)는 펄스 제어가 가능한 통상의 서보모터로 마련될 수 있다.

크랭크(332)는 모터(331)의 회전력으로 공급 단속부(320)를 상부와 하부로 반복 이동시키도록 마련될 수 있다.

모터(331)와 크랭크(332) 구조를 실시할 경우, 모터(331)는 회전운동을 하게 되고 크랭크(332)에 연결된 공급 단속부(320)는 직선운동을 하게 된다. 이렇게 되면 모터(331)가 정속 운전을 할 경우에도 크랭크(332)에 연결된 공급 단속부(320)는 지속하여 운동방향과 운동 속도가 바뀌게 된다.

도3 및 도 4를 참조한 모터 제어부(333)는 모터(331)의 샤프트가 회전하는 각(360°)을 특정 각으로 구분하여 별도의 속도록 회전되도록 마련된다. 모터 제어부(333)는 공급 단속부(320)가 왕복 이동되는 과정에서의 상기 모터(331)의 동작 속도를 1회 증가시키고 다시 1회 감소시키는 제어주기(20)를 포함 할 수 있다. 왕복 이동은 공급 단속부(320)가 하부에서 상부로 이동된 후, 다시 하부로 또는 상부에서 하부로 이동된 후, 다시 상부로 이동되는 것을 의미한다.

즉, 모터 제어부(333)는 공급 단속부(320)가 하단에서 상단으로, 다시 하단으로 이동하는 한번의 이동 중에 속도를 증가시키는 구간과 다시 원래의 속도로 감소시키는 구간을 구현하는 것이다.

한편, 모터 제어부(333)는 크랭크(332)와 샤프트 사이에 기어로 연동되도록 함으로써 샤프트의 회전 수 제어로 대체할 수도 있다. 상기에서 설명한 속도 제어의 횟수는 다양하게 변경할 수도 있다.

상기 일례에 따른 공급 구동부(330)는 파우더(10)가 정체된 공급 단속부(320)를 상부와 하부로 이동시켜 관성을 생성시킨다. 공급 구동부(330)에 의해서 공급 단속부(320)가 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로의 이동 방향이 역전될 때에 정체 중인 파우더(10)가 급격한 운동이 발생하여 공급 단속부(320)의 단속 통로(322)에 정체하여 뭉친다. 그후 뭉친 파우더(10)가 흩어지면서 단속 통로(322)를 넘어 공급 통로(323)로 이동된다. 더욱이 모터 제어부(333)에 의해서 공급 단속부(320)가 하부에서 상부로, 다시 상부에서 하부로 이동하는 과정의 속도에 변화를 가함으로써 불규칙한 관성을 제공한다. 불규칙한 관성에 의해서 뭉친 파우더(10)의 흩어지는 현상이 증대되어 규칙적인 관성에 의한 파우더(10)의 적응을 억제할 수 있다. 파우더(10)의 적응은 규칙적인 외부의 힘에 영향을 받는 파우더(10)가 그 규칙에 적응되어 파우더(10)가 흩어지지 않는 현상(폐쇄모델) 또는 파우더(10)의 유체화 현상을 의미한다. 본 명세서에서 개시하는 기술의 파우더(10)의 적응은 파우더(10)의 유체화 현상에 착안한한 것이다.

모터(331)는 회전운동을 하게 되고 크랭크(332)에 연결된 공급 단속부(320)는 직선 운동을 하게 된다. 이렇게 되면 모터(331)가 정속 운전을 할 경우에도 크랭크(332)에 연결된 공급 단속부(320)는 지속하여 운동방향과 운동 속도가 바뀌게 된다. 이러한 상황에서 위와 같이 모터(331)의 회전 운동을 평균속도가 다른 여러 개의 구간으로 나누어 동작하게 되면 공급 단속부(320)에는 지속적인 가속도의 변화가 주어지게 된다. 이러한 가속도의 변화는 파우더(10)의 흐름을 계속 만들게 되고 평균속도보다 느려지는 구간에서는 파우더의 운동성이 줄어들었다가 평균 속도가 높은 구간에서는 다시 운동성이 높아져서 배출된다. 공급 단속부(320)의 운동이 지속적인 가속도와 가속도의 변화에 의해 움직일 경우 시간당 가루의 공급량이 안정적이게 된다.

한편, 모터 제어부(333)의 제어주기(20)는 도 9에서처럼 공급 단속부(320)가 왕복 이동되는 과정의 전체 거리 중에서 소정의 거리를 제외한 거리만큼 공급 단속부(320)가 이동되도록 설정할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 제어주기(20)는 공급 단속부(320)가 왕복 이동되는 전체거리의 70%~99%의 거리만큼만 이동되도록 하는 것이다. 일례로, 공급 단속부(320)가 상부로 이동할 수 있는 거리가 5mm이고 다시 하부로 이동되는 거리가 5mm 총 1cm의 거리라면, 모터 제어부(333)는 7mm~9.9mm만큼 공급 단속부(320)를 제어주기(20)에 따라서 이동시킬 수 있다. 즉, 공급 단속부(320)는 하부에서 상부로 이동한 후, 다시 하부로 이동하되 2mm~4.9mm이동되고, 다시 새로운 제어주기(20)에 따라서 2mm~4.9mm 지점에서 다시 이동이 시작되는 것이다. 이러한 모터 제어부(333)는 공급 단속부(320)의 이동을 더욱 불규칙하게 함으로써, 파우더(10)의 흩어짐을 지속시킬 수 있고, 파우더(10)의 유체화 현상을 억제할 수 있다.

한편, 한번의 제어주기(20)가 끝난 후, 다시 시작하는 새로운 제어주기(20)의 이동 방향은 역방향이 될 수도 있다. 제어주기(20)의 시작 방향을 불규칙하게 설정할 수 도 있다.

한편, 제어주기(20)는 공급 단속부(320)가 왕복 이동되는 전체거리의 1%~30%의 거리만큼만 더 이동되도록 설정될 수도 있고, 제어주기(20) 이후에 소정의 시간 동안 등속 주행하고 그 이후에 제어주기(20)가 시작될 수 있도록 할 수도 있다.

한편, 공급 구동부(330)에 의한 공급 단속부(320)가 회전될 경우 각속도, 직선 이동될 경우 선속도가 항상 일정하지 않고 시간에 따라 변화하는 특성을 가진다. 이를 몇 가지의 평균 속도에 따른 범위로 나눌 수 있는데, 이러한 범위들의 시간 폭에 따라 제어주기(20)를 설정할 수 있다. 각 평균 속도의 차이에 의해 공급 단속부(320)에 외력을 가하게 된다. 또한 각 구간별로 평균 속도를 조절함으로 전체 시간당 가루 공급량을 조절할 수 있다. 이러한 속도의 변화 없이 구동을 하는 경우 파우더 공급부는 반복적인 운동을 하게 되고 파우더 공급부에 가루가 정체되어 있는 폐쇄모델이 생기는 순간이 발생하지 않게 된다. 그렇게 되면 파우더는 공급부의 영향을 받지 않고 지속적으로 흐르는 상황이 되고 정확한 가루 공급의 양이 제어되지 않게 된다. 따라서 평균 속도의 차이가 발생하는 구간을 만들어 가루가 순간적으로 공급부에 정체되는 시간을 만들게 된다.

한편, 모터(331)의 평균 속도가 다른 여러 개의 구간으로 나누어 동작하게 되면 파우더(10)에게 지속적인 가속도의 변화를 제공한다. 이러한 가속도의 변화는 공급 단속부(320) 내의 파우더(10)의 유체화 현상을 억제하여 파우더(10)의 잔류 흐름을 방지함으로써 파우더(10)가 균일하게 계속적으로 이동할 수 있도록 만들고 모터(331)의 평균 속도가 느려지면 파우더(10)의 운동성이 줄어들었다가 평균 속도가 높아지면 다시 파우더(10)의 원활한 이동이 가능하게 된다. 이는 파우더(10)에 제공되는 운동의 힘이 불규칙하도록 함으로써, 파우더(10) 입자들이 동일한 운동에 적응하여 반데르발스 힘에 의해서 정체 또는 뭉침이 발생하는 현상을 억제하면서 파우더(10)의 유체화 현상을 억제한다. 결국 동일한 공급 구동부(330)의 운동이 지속적인 가속도와 가속도의 변화에 의해 움직일 경우 파우더(10)의 잔류흐름이 억제되어 시간당 파우더(10)의 공급량이 안정적이게 된다.

한편, 공급 구동부(330)는 통상의 피에조미터의 왕복 이동되는 과정에서의 동작 범위 및 속도를 증가시키고 감소시키는 운동주기를 제어하는 피에조미터 제어부를 사용하여 구현할 수 있다.

상기 설명된 공급 장치(300)는 제어주기(20)를 통해서 배출된 파우더(10)의 양을 통해서 가루 배출부(100)로 공급하는 파우더(10)의 정량을 미세하게 조절할 수 있다. 공급 장치(300)는 공급 단속부(320)에 의해서 횡 방향의 외부 충격 또는 흔들림에서 파우더(10)가 잘못 배출되는 문제를 억제할 수 있다.

상기 설명된 공급 장치(300)는 공급 단속부(320)로 유입되는 파우더(10)의 양과 상관없이 공급 구동부(330)의 제어에 의해서만 파우더(10)의 배출량을 조절할 수 있다. 즉, 보관부(310)에 보관된 파우더(10)의 양 또는 보관부(310)의 고장이 발생하더라도 정량의 파우더(10)를 배출할 수 있는 효과가 있다.

상기에서 설명된 공급 장치(300)의 공급 단속부(320)의 작동관계를 좀 더 설명하면, 공급 구동부(330)로부터의 힘이 없는 경우에는 파우더(10)가 정체되어 흐름이 발생하지 않는다. 이후 파우더(10)의 공급이 필요할 때 공급 구동부(330)가 동작하여 정체된 파우더(10)를 와해시켜 파우더(10)의 흐름을 발생시킨다.

공급 구동부(330)는 공간상에서 x, y, z축으로 움직일 수도 있고 yaw, roll, pitch 축으로 회전하는 운동 또한 할 수 있다. 모든 운동은 공급 단속부(320)에 저장되어 있는 파우더(10)의 정체를 깨고 파우더(10)가 이동할 수 있도록 한다. 진동 모터 및 피에조를 사용한 진동 발생장치 또한 파우더(10)의 정체를 와해하여 이동할 수 있도록 한다.

즉, 파우더(10)는 공급 단속부(320)에 포함됨 유입 통로(321)와 단속 통로(322) 및 공급 통로(323)의 면적과 공급 구동부(330)의 운동 속도 및 반복운동 변위에 따라 배출되는 양이 조절되는 것이다.

상기에서 설명된 공급 장치(300)는 공급 단속부(320)에 위치하는 파우더(10)의 일정 양을 공급 구동부(330)에 의해서 배출되도록 하는 장치로써, 공급 단속부(320)에 포함된 유입 통로(321)와 단속 통로(322) 및 공급 통로(323)의 형태와 크기에 따라 시간당 공급량의 정밀도 및 정확도가 달라지게 된다. 또한 파우더(10)가 공급 단속부(320)로부터 배출되는 경로가 매우 짧기 때문에 반응속도가 빠른 효과가 있다. 이는 얼마나 빠르게 원하는 시간당 공급량으로 맞출 수 있는지를 반응속도라 할 때, 본 명세서에서 개시하는 공급 장치는 공급 구동부(330)의 운동 속도 및 가속도 등에 영향을 받기 때문에 반응속도가 빠르게 된다. 이는 시간당 공급량의 변화가 필요할 때 원하는 파우더(10) 양을 배출할 수 있다.

한편, 제어주기(20)는 1주기 운동이 될 수도 있고 시간의 단위로 주기가 나누어 질 수도 있다. 이때 1주기에 공급되는 파우더(10)의 양은 공급 단속부(320)의 통로 단면 형상에 의해 정해지게 되며 이는 공급 장치(300)의 정밀도에 영향을 주게 된다. 공급 단속부(320)의 통로 단면의 크기가 작아질 경우 1주기에 공급되는 양이 적어짐에 따라 정밀도는 커지지만 공급 구동부(330)에서 줄 수 있는 운동치의 한계로 시간당 최대 공급량은 적어지게 된다. 이와 반대로 공급 단속부(320)의 통로 단면의 크기가 커질 경우 시간당 공급하는 양의 정밀도는 작아지겠지만 시간당 공급할 수 있는 최대의 공급량은 커지게 된다.

공급 장치(300)는 공급 단속부(320)에 채워진 파우더(10)의 일정 퍼센트를 외부 공급 통로(323)에 의해 배출되도록 하는 장치이므로 공급 단속부(320)의 내부 형태에 따라 시간당 공급량의 정밀도 및 정확도가 달라진다. 또한, 파우더(10)가 공급 단속부(320)에서 배출되는 시간이 매우 짧기 때문에 타 방식의 공급장치에 비해 반응속도가 빨라지게 된다.

이는 시간당 파우더(10)의 공급량을 조절할 때 사용자가 내린 지령에 따라 얼마나 빠르게 원하는 시간당 공급량으로 맞출 수 있는지를 반응속도라 할 때 본 명세서에서 개시하는 기술은 공급 장치(300)에 위치하는 파우더(10) 양은 매 주기별, 매 상황별로 크게 변하지 않는 상태에서 공급 구동부(330)의 운동 속도 및 가속도 등에 영향을 받기 때문에 반응속도가 빠르게 된다. 이는 본 파우더(10)가 사용되는 과정에서 시간당 공급량의 변화가 필요할 때 요긴하게 사용된다.

동일한 공급 구동부(330)의 움직임에서도 보관부(310)와 공급 단속부(320) 사이의 공기압 차이에 따라 배출되는 파우더(10)의 양은 변동될 수 있다.

파우더(10)가 이동하는 경로의 필수적인 조건으로 외력이 없을 경우 공급된 파우더(10)가 공급 통로(323)으로 흐르지 않는 상태가 되어야 한다. 파우더(10)의 이동 경로는 이러한 조건을 만족하도록 형상 및 크기가 결정되어야 한다. 일반적으로 공급된 파우더(10)는 흐를 수 없지만 공기 등의 흐름성이 좋은 유체는 쉽게 흐를 수 있는 상태가 된다. 극단적으로 크기가 작아질 경우 공기 등의 경우도 반데르발스힘에 의해 흐를 수 없는 상태가 될 수도 있다.

공급 급단속부(320)의 단속 통로(322)의 형상은 유입 통로(321)로 공급된 파우더(10)가 공급 통로(323)까지 흐르지 못하는 형상을 기본으로 한다. 이때 유입 통로(321)과 단속 통로(322) 및 공급 통로(323)는 기타 구조 및 장치에 의해 분리되지 않는 공간으로 마련될 수도 있다.

한편, 본 명세서에서 개시하는 공급 장치(300)는 단속 통로(322)와 공급 통로(323)의 방향을 자유롭게 변형할 수 있고, 이때 단속 통로(322)와 공급 통로(323)의 방향에 따라서 공급 구동부(330)를 통한 공급 단속부(320)의 이동방향을 변경하여 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

상기로부터, 본 개시의 다양한 실시 예들이 예시를 위해 기술되었으며, 아울러 본 개시의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능한 다양한 변형 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 개시되고 있는 상기 다양한 실시 예들은 본 개시된 사상을 한정하기 위한 것이 아니며, 진정한 사상 및 범주는 하기의 청구항으로부터 제시될 것이다.

1 : 성형 대상물
10 : 파우더
20 : 제어주기
300 : 공급 장치
310 : 보관부
320 : 공급 단속부
321 : 유입 통로
322 : 단속 통로
323 : 공급 통로
330 : 공급 구동부
331 : 모터
332 : 크랭크
333 : 모터 제어부

Claims

파우더를 공급하는 공급 장치에 있어서,
상기 파우더가 보관된 보관부;
상기 보관된 파우더가 유입되어 머물 수 있도록 마련되되, 외부의 힘에 의해서 파우더가 배출되도록 하는 공급 단속부; 및
상기 공급 단속부에 힘을 제공하는 공급 구동부;를 포함하고,
상기 공급 구동부는 상기 공급 단속부를 이동시키되, 상기 공급 단속부가 왕복 이동되는 과정에서의 이동 속도를 증가시키고 다시 감소시켜 불규칙한 관성을 제공하는 제어주기를 포함하되,
상기 공급 단속부는
상기 보관부에서 상기 파우더가 유입되는 유입 통로;
상기 유입 통로와 연결되되, 상기 파우더가 정체할 수 있도록 상부를 향하여 경사진 단속 통로; 및
상기 단속 통로와 연결되되, 하부를 향하도록 마련되어 상기 파우더의 자연적인 낙하이동을 유도하는 공급 통로; 를 포함하고,
상기 공급 구동부에 의한 상기 공급 단속부의 불규칙한 관성으로 상기 파우더가 상기 단속 통로에서 정체된 현상을 와해하는 것을 포함하는 공급장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어주기는 상기 공급 단속부가 왕복 이동되는 과정의 전체 거리 중에서 소정의 거리를 제외 또는 추가한 만큼 이동되도록 하는 것을 포함하는 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급 구동부는
모터;
상기 모터의 회전력으로 상기 공급 단속부를 왕복 이동시키는 크랭크; 및
상기 공급 단속부가 왕복 이동되는 과정에서의 상기 모터의 동작 속도를 증가시키고 다시 감소시키는 제어주기를 제어하는 모터 제어부를 포함하는 공급 장치.