KR102576117B1

KR102576117B1 - 관절부가 구비된 3d 프린터 조형물 제조방법

Info

Publication number: KR102576117B1
Application number: KR1020210126716A
Authority: KR
Inventors: 윤종화
Original assignee: 윤종화
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2023-09-06
Also published as: KR20230043614A

Abstract

본 발명은 3D 프린터를 이용한 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 3D 프린터를 이용하여 관절부가 형성된 조형물을 제조하되, 3가지 종류의 관절부를 형성하고, 상기 3가지 종류의 관절부를 통해 조형물을 조립하여 제작이 간편하고 쉬워 제작 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 관절부를 통해 다양한 동작으로 심미감을 형성시키는 한편, 실용성을 부가한 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물에 관한 기술분야가 개시된다.

Description

관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법{Method for manufacturing a 3D printer sculpture having joints}

본 발명은 3D 프린터를 이용한 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 3D 프린터를 이용하여 관절부가 형성된 조형물을 제조하되, 3가지 종류의 관절부를 형성하고, 상기 3가지 종류의 관절부를 통해 조형물을 조립하여 제작이 간편하고 쉬워 제작 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 관절부를 통해 다양한 동작으로 심미감을 형성시키는 한편, 실용성을 부가한 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물에 관한 기술분야이다.

일반적으로, 종래에는 조형물을 제작하는데 있어, 제작 도면이 없는 경우 제작자의 육안이나 감각에 의존하여 제작할 수밖에 없었다. 이러한 방법은 오로지 제작자의 육감에만 의존해야하는 관계로 정확한 형상의 제작이 어렵거나 또는 불가능 하다는 문제점이 있다.

또한, 조형물은 합성수지 등의 수지로 만들어지거나 또는 대리석 등을 조각하여 만들어지고 있다. 이러한 인공 조형물 중 합성수지를 이용하여 만들어진 조형물의 경우 시간이 경과하면 빛에 의해 변질되어 쉽게 부서지는 단점이 있고, 대리석으로 만들어진 조형물의 경우 고가의 대리석을 이용함으로서, 자재비가 많이 소요될 뿐만 아니라 가공에 많은 시간이 소요되어 가격이 너무 비싸지는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방법으로 3D 프린팅으로 조형물을 제조하는 방법을 사용하고 있는 실정이며, 3D 프린팅을 이용하면 간단한 조형물 뿐만 아니라 복잡한 조형물까지 손쉽게 제작할 수 있는 특징이 있다.

이러한, 3D 프린팅이란 입체로 디자인된 설계도를 이용하여 플라스틱, 금속, 세라믹 등 각종 소재를 층층이 쌓아 제조하는 것을 말한다. 3D 프린터는 소재를 출력하는 방식에 따라 구분되는데, 분말로 된 소재를 레이저로 소결하는 SLS(Selective Laser Sintering) 방식, 빛으로 소재를 굳히는 SLA(Stereolithography) 방식, 플라스틱 필라멘트를 용융하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이 널리 사용되고 있다.도 1 은 FDM 방식의 3D 프린터를 나타낸 것이다. FDM 방식을 이용한 3D 프린터는 X-Y축으로 이동하는 이송 헤드와, 이 이송 헤드에 장착되는 압출기와, 베드를 포함하여 구성되고, 상기 압출기에는 필라멘트가 공급된다. FDM 방식은 필라멘트를 토출시켜 베드의 바닥에서부터 순차적으로 적층하면서 디자인된 형상을 조형한다.

상기와 같은 3D 프린팅 중 FDM 방식은 가장 쉽게 사용이 가능하고 크기가 작은 3D 프린터의 경우 적은 비용으로 부담없이 사용할 수 있어 대부분의 3D 프린팅으로 소형의 조형물을 제조할 때 사용되고 있다.

그러나, FDM 방식의 3D 프린팅의 경우 조형물을 제조할 때 한번에 하나의 조형물이 모두 연결된 상태로 제조되므로 관절부에 의해 동작 또는 다른 형상을 표현하는 조형물을 제조하기에는 어려움이 있어 다양한 심미감을 표현하면서도 실용성이 부가된 조형물의 3D 프린팅하는 제조방법이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-1762802호(2017.07.24.)

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 3D 프린터를 이용하여 관절부가 구비된 조형물을 제조하는 경우 단순히 각각의 부분을 출력한 후 조립하여 별도의 특성이 없는 조형물을 출력해야 하고, 한번에 조형물을 모두 출력하는 경우 많은 시간이 소요되는 문제가 발생하여;

이에 대한 해결점으로, 머리, 상부몸체, 팔, 손, 하부몸체, 다리, 발을 각각 별도로 모델링하고, 머리, 상부몸체 및 팔, 손, 하부몸체 및 다리, 발을 각각 3D 프린터를 이용하여 출력한 후 각각의 관절부를 조립하여 조형물을 제조하되, 3가지 종류의 관절부가 형성되도록 출력함으로써, 제작이 간편하고 쉬워 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 다양한 동작으로 다양한 심미감을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 실용성이 부가된 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물을 통하여 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 조형물의 머리, 상부몸체, 팔, 손, 하부몸체, 다리, 발을 모델링하는 제1단계와 모델링된 머리, 상부몸체, 팔, 손, 하부몸체, 다리, 발을 3D 프린터를 이용하여 출력하는 제2단계 및 프린터된 머리, 상부몸체, 팔, 손, 하부몸체, 다리, 발을 조립하여 조형물을 제조하는 제3단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법을 제시한다.

또한, 본 발명의 상기 제1단계는 상기 상부몸체의 상부에 상기 머리의 하부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하고, 상기 상부몸체의 상부 양측에 팔의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하며, 상기 팔의 하부에 상기 손의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하고, 상기 상부몸체의 하부에 상기 하부몸체의 상부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하며, 상기 하부몸체의 양측에 상기 다리의 상부 일측이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하고, 상기 다리의 하부에 상기 발이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제1단계는 상기 상부몸체에 팔이 조립된 상태로 모델링하고, 상기 하부몸체에 다리가 조립된 상태로 모델링하며, 상기 제2단계는 상기 상부몸체와 팔 및 상기 하부몸체와 다리를 한번에 출력하여 상기 상부몸체와 팔의 사이와 상기 하부몸체와 다리 사이에 적어도 하나의 연결부가 형성되고, 상기 연결부는 출력이 완료된 후 부러져 상기 상부몸체와 팔의 사이 또는 상기 하부몸체의 다리 사이에 팁으로 잔존하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 팔은 상기 제2단계에서 하부면이 베드의 바닥에서부터 순차적으로 적층하면서 형성될 수 있도록 구부러져 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 머리는 하부에 연장형성되는 목을 포함하여 구성되고, 상기 목은 외주면 하부 양측에 돌출형성되는 제1끼움돌기를 포함하여 구성되며, 상기 상부몸체는 상부면에 상기 목이 내입될 수 있도록 형성되는 제1내입홈과 상기 제1내입홈의 내주면 전방과 후방에 각각 상기 제1끼움돌기와 대응되도록 상부말단으로부터 하부방향으로 형성되는 제1인입홈 및 상기 제1내입홈의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제1인입홈과 연통되도록 상기 제1인입홈의 하부에 형성되는 제1회전홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 팔은 하부면에 형성되는 제3내입홈을 포함하여 구성되고, 상기 손은 상부에 돌출형성되되, 상부말단에 상기 제3내입홈과 대응되는 구형상의 제6끼움돌기가 형성되는 제1조립돌기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 하부몸체는 상부면에 돌출형성되는 제2조립돌기를 포함하여 구성되고, 상기 제2조립돌기는 외주면 상부 전방과 후방에 각각 돌출형성되는 제2끼움돌기를 포함하여 구성되며, 상기 상부몸체는 하부면에 상기 제2조립돌기가 내입될 수 있도록 형성되는 제2내입홈과 상기 제2내입홈의 내주면 양측에 상기 제2끼움돌기와 대응되도록 하부말단으로부터 상부방향으로 형성되는 제2인입홈 및 상기 제2내입홈의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제2인입홈과 연통되도록 상기 제2인입홈의 상부에 형성되는 제2회전홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 다리는 하부말단에 구형상으로 형성되는 제3끼움돌기를 포함하여 구성되고, 상기 발은 상부면에 상기 제3끼움돌기와 대응되도록 형성되는 제3내입홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 머리는 상부면에 형성되는 보관홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 상부몸체는 내부에 형성되는 중공을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 상부몸체는 상부 양측에 상기 팔의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제4내입홈을 포함하여 구성되고, 상기 제4내입홈은 내측면에 형성되는 적어도 하나의 제1팁홈을 포함하여 구성되며, 상기 팔은 상부말단에 구형상으로 형성되는 제4끼움돌기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 하부몸체는 양측에 상기 다리의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제5내입홈을 포함하여 구성되고, 상기 제5내입홈은 내측면에 형성되는 적어도 하나의 제2팁홈을 포함하여 구성되며, 상기 다리는 상부말단에 구형상으로 형성되는 제5끼움돌기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 손은 하부에 형성되되, 하부와 전후방이 개방되도록 형성되는 끼움홈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 3D 프린터 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물은 3가지 종류의 관절부가 형성될 수 있도록 함으로써, 다양한 동작을 표현할 수 있어 출력된 조형물을 통해 다양한 심미감을 형성 즉, 표현할 수 있는 효과와, 조형물의 머리, 상부몸체 및 팔, 손, 하부몸체 및 다리, 발을 각각 3D 프린터를 이용하여 출력한 후 관절부를 조립하여 조형물을 제조함으로서, 제작이 간편하고 쉬워 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과 및 머리에 보관홈을 형성하여 다양한 물건을 보관 또는 다른 심미감을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 손에 끼움홈을 형성하여 펜 또는 연필과 같은 필기구를 보관 또는 다양한 물건을 보관 가능하도록 함으로써, 또 다른 심미감을 형성할 수 있도록 하여 다양한 심미감 및 실용성이 향상된 조형물을 제조할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조형물 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조형물 제조방법으로 제조된 조형물을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 머리를 나타낸 사시도(a) 및 저면도(b).
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 상부몸체와 팔을 나타낸 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 상부몸체와 팔을 나타낸 사시도(a) 및 저면도(b).
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 손을 나타낸 사시도(a) 및 저면도(b).
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 하부몸체와 다리를 나타낸 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 하부몸체와 다리를 나타낸 사시도(a) 및 저면도(b).
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 발을 나타낸 사시도.
도 10 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 조형물의 조립 전을 나타낸 분해 사시도.
도 11은 도 2의 "A-A"선 단면도.
도 12는 도 2의 "B-B"선 단면도.
도 13은 도 2의 "C-C"선 단면도.
도 14는 도 2의 "D-D"선 단면도.

본 발명은 3D 프린터를 이용한 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 3D 프린터를 이용하여 관절부가 형성된 조형물을 제조하되, 3가지 종류의 관절부 즉, 사방으로 회전가능하고 함께 출력되는 볼타입 관절부와 사방으로 회전가능하고 별도로 출력되어 결합되는 볼타입 관절부 및 수평회전 가능한 회전 관절부를 형성하고, 상기 3가지 종류의 관절부를 통해 조형물을 조립하여 제작이 간편하고 쉬워 제작 즉, 출력 시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 관절부를 통해 다양한 동작을 형성시켜 다양한 심미감을 형성시키는 한편, 머리(10)와 손(40)에 보관이 가능한 홈을 형성하여 실용성을 부가한 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 조형물에 관한 기술이다.

상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 조형물의 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 모델링하는 제1단계(S10);와 모델링된 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 3D 프린터를 이용하여 출력하는 제2단계(S20); 및 프린터된 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 조립하여 조형물을 제조하는 제3단계(S30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제1단계(S10)는 상기 상부몸체(20)의 상부에 상기 머리(10)의 하부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하고, 상기 상부몸체(20)의 상부 양측에 팔(30)의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하며, 상기 팔(30)의 하부에 상기 손(40)의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하고, 상기 상부몸체(20)의 하부에 상기 하부몸체(50)의 상부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하며, 상기 하부몸체(50)의 양측에 상기 다리(60)의 상부 일측이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하고, 상기 다리(60)의 하부에 상기 발(70)이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제1단계(S10)는 상기 상부몸체(20)에 팔(30)이 조립된 상태로 모델링하고, 상기 하부몸체(50)에 다리(60)가 조립된 상태로 모델링하며, 상기 제2단계(S20)는 상기 상부몸체(20)와 팔(30) 및 상기 하부몸체(50)와 다리(60)를 한번에 출력하여 상기 상부몸체(20)와 팔(30)의 사이와 상기 하부몸체(50)와 다리(60) 사이에 적어도 하나의 연결부(80)가 형성되고, 상기 연결부(80)는 출력이 완료된 후 부러져 상기 상부몸체(20)와 팔(30)의 사이 또는 상기 하부몸체(50)의 다리(60) 사이에 팁으로 잔존하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 팔(30)은 상기 제2단계(S20)에서 하부면이 베드의 바닥에서부터 순차적으로 적층하면서 형성될 수 있도록 구부러져 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 머리(10)는 하부에 연장형성되는 목(12);을 포함하여 구성되고, 상기 목(12)은 외주면 하부 양측에 돌출형성되는 제1끼움돌기(12a);를 포함하여 구성되며, 상기 상부몸체(20)는 상부면에 상기 목(12)이 내입될 수 있도록 형성되는 제1내입홈(21);과 상기 제1내입홈(21)의 내주면 전방과 후방에 각각 상기 제1끼움돌기(12a)와 대응되도록 상부말단으로부터 하부방향으로 형성되는 제1인입홈(22); 및 상기 제1내입홈(21)의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제1인입홈(22)과 연통되도록 상기 제1인입홈(22)의 하부에 형성되는 제1회전홈(23);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 팔(30)은 하부면에 형성되는 제3내입홈(32);을 포함하여 구성되고, 상기 손(40)은 상부에 돌출형성되되, 상부말단에 상기 제3내입홈(32)과 대응되는 구형상의 제6끼움돌기(42a)가 형성되는 제1조립돌기(42);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 하부몸체(50)는 상부면에 돌출형성되는 제2조립돌기(52);를 포함하여 구성되고, 상기 제2조립돌기(52)는 외주면 상부 전방과 후방에 각각 돌출형성되는 제2끼움돌기(52a);를 포함하여 구성되며, 상기 상부몸체(20)는 하부면에 상기 제2조립돌기(52)가 내입될 수 있도록 형성되는 제2내입홈(24);과 상기 제2내입홈(24)의 내주면 양측에 상기 제2끼움돌기(52a)와 대응되도록 하부말단으로부터 상부방향으로 형성되는 제2인입홈(25); 및 상기 제2내입홈(24)의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제2인입홈(25)과 연통되도록 상기 제2인입홈(25)의 상부에 형성되는 제2회전홈(26);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 다리(60)는 하부말단에 구형상으로 형성되는 제3끼움돌기(62);를 포함하여 구성되고, 상기 발(70)은 상부면에 상기 제3끼움돌기(62)와 대응되도록 형성되는 제4내입홈(72);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 머리(10)는 상부면에 형성되는 보관홈(14);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 상부몸체(20)는 내부에 형성되는 중공;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 상부몸체(20)는 상부 양측에 상기 팔(30)의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제5내입홈(27);을 포함하여 구성되고, 상기 제5내입홈(27)은 내측면에 형성되는 적어도 하나의 제1팁홈(27a);을 포함하여 구성되며, 상기 팔(30)은 상부말단에 구형상으로 형성되는 제4끼움돌기(34);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 하부몸체(50)는 양측에 상기 다리(60)의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제6내입홈(54);을 포함하여 구성되고, 상기 제6내입홈(54)은 내측면에 형성되는 적어도 하나의 제2팁홈(54a);을 포함하여 구성되며, 상기 다리(60)는 상부말단에 구형상으로 형성되는 제5끼움돌기(64);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 손(40)은 하부에 형성되되, 하부와 전후방이 개방되도록 형성되는 끼움홈(44);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 14를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 3D 프린터를 이용한 3D 프린팅 방법 중 플라스틱 필라멘트를 용융하는 FDM 방식으로 조형물을 제조하는 방법과 이를 이용하여 제조된 조형물에 관한 기술이다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제1단계(S10)는

조형물의 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 모델링하는 것으로서, 모델링 프로그램을 이용하여 조형물 각각의 부위 즉, 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 모델링한다.

이때, 본 발명의 제1단계(S10)는 상기 상부몸체(20)의 상부에 상기 머리(10)의 하부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 하는데, 이는 이후에 상기 머리(10)의 외주연에 얼굴 등과 같은 문자, 도형, 그림 등을 인쇄함으로써, 상기 머리(10)가 상기 상부몸체(20)의 상부에서 수평방향으로 회전되어 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 제1단계(S10)는 상기 상부몸체(20)의 상부 양측에 팔(30)의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 팔(30)이 사방으로 회전되도록 하여 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 제1단계(S10)는 상기 팔(30)의 하부에 상기 손(40)의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 손(40)이 사방으로 회전되도록 하여 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 하기 위함이다.

이때, 본 발명에서는 상기 팔(30)의 하부에 상기 손(40)의 상부가 볼타입으로 조립되어도 수평방향으로만 회전되도록 도시되어 있지만 사방으로 회전가능하게 결합될 수 있는 볼타입으로 조립될 수 있음은 자명할 것이다.

또한, 본 발명의 제1단계(S10)는 상기 상부몸체(20)의 하부에 상기 하부몸체(50)의 상부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 머리(10)와 같이, 상기 하부몸체(50) 또는 상부몸체(20)가 수평방향으로 회전되어 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 제1단계(S10)는 상기 하부몸체(50)의 양측에 상기 다리(60)의 상부 일측이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 팔(30)과 같이, 상기 다리(60)가 사방으로 회전되도록 하여 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 제1단계(S10)는 상기 다리(60)의 하부에 상기 발(70)이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 손(40)과 마찬가지로 상기 발(70)이 사방으로 회전되도록 하여 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 하기 위함이다.

이때, 본 발명에서는 상기 손(40)과 마찬가지로, 상기 발(70) 또한 상기 다리(60)의 하부에서 본 발명의 조형물을 안정적으로 세울 수 있도록 수평방향으로만 회전되도록 도시되어 있지만 사방으로 회전가능하게 결합될 수 있는 볼타입으로 조립될 수 있음은 자명할 것이다.

아울러, 본 발명의 제1단계(S10)는 상기 상부몸체(20)에 팔(30)이 조립된 상태로 모델링하고, 상기 하부몸체(50)에 다리(60)가 조립된 상태로 모델링하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 상부몸체(20)에 팔(30)이 볼타입으로 조립되고, 상기 하부몸체(50)에 다리(60)가 볼타입으로 조립된 상태로 이후에 자세히 설명될 제2단계(S20)에서 상기 상부몸체(20)와 팔(30) 및 상기 하부몸체(50)와 다리(60)가 함께 출력되도록 함으로써, 상기 팔(30) 또는 다리(60)가 상기 상부몸체(20) 또는 상기 하부몸체(50)로부터 분리되지 않고 안정적이고 견고하게 볼타입의 관절부를 형성할 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 연관하여, 상기 머리(10)는 하부에 연장형성되는 목(12)을 포함하여 구성되고, 상기 목(12)은 외주연 하부 양측에 돌출형성되는 제1끼움돌기(12a)를 포함하여 구성되며, 상기 상부몸체(20)는 상부면에 상기 목(12)이 내입될 수 있도록 형성되는 제1내입홈)과 상기 제1내입홈(21)의 내주면 전방과 후방에 각각 상기 제1끼움돌기(12a)와 대응되도록 상부말단으로부터 하부방향으로 형성되는 제1인입홈(22) 및 상기 제1내입홈(21)의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제1인입홈(22)과 연통되도록 상기 제1인입홈(22)의 하부에 형성되는 제1회전홈(23)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 머리(10)는 상기 상부몸체(20)의 상부면에 형성된 제1내입홈(21)에 상기 목(12)의 하부가 결합되되, 상기 목(12)의 외주면 하부 양측에 돌출형성된 제1끼움돌기(12a)가 상기 상부몸체(20)의 제1인입홈(22)을 따라 하부방향으로 이동된 후 상기 제1회전홈(23)을 따라 이동되도록 함으로써, 상기 상부몸체(20)의 상부에서 수평방향으로 회전가능하게 결합된다.

상기 머리(10)와 상부몸체(20)의 관절부는 출력후 즉, 이후에 자세히 설명될 제3단계(S30)에서 조립된 후 수평방향으로 회전되는 관절부로서, 이후에 외주면에 얼굴 등과 같은 문자, 그림, 도형 등이 인쇄된 경우 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 한다.

이때, 상기 머리(10)는 상부면에 형성되는 보관홈(14)을 포함하여 구성되는데, 상기 보관홈(14)은 사용자가 지우개, 클립 등 다양한 물건을 보관할 수 있도록 하여 실용성을 증대시키는 효과를 실현케 한다.

부가하여, 본 발명에서 상기 보관홈(14)은 상기 머리(10)와 목(12)을 관통하여 홀의 형태로 형성되지만 상기 머리(10)의 목(12)이 상기 상부몸체(20)의 제1내입홈(21)에 결합되면 상부몸체(20)의 제1내입홈(21)의 하부면에 의해 홈의 형 태로 형성되어 물건을 보관할 수 있게 된다.

또한, 상기 보관홈(14)은 머리(10)의 중량을 줄임과 동시에 3D 프린터의 필라멘트의 사용을 줄여 출력 시간 및 비용을 절감할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

아울러, 상기 상부몸체(20)는 내부에 형성되는 중공(미표시)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는데, 상기 중공은 상기 머리(10)의 보관홈(14)과 같이, 상기 상부몸체(20)의 중량을 줄임과 동시에 3D 프린터의 필라멘트의 사용을 줄여 출력 시간 및 비용을 절감할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

상기와 연관하여, 상기 상부몸체(20)는 상부 양측에 상기 팔(30)의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제5내입홈(27)을 포함하여 구성되고, 상기 팔(30)은 상부에 상기 제5내입홈(27)과 대응되되, 상기 제5내입홈(27)에 내입되어 사방으로 회전 가능하도록 결합될 수 있도록 볼 형태로 형성되는 제4끼움돌기(34)를 포함하여 구성되며, 이후에 자세히 설명될 제2단계(S20)에서 상기 팔(30)의 제4끼움돌기(34)가 상기 제5내입홈(27)에 결합된 상태로 출력된다.

이때, 상기 제5내입홈(27)은 내측면에 형성되는 적어도 하나의 제1팁홈(27a)을 포함하여 구성되는데, 상기 제1팁홈(27a)은 이후에 자세히 설명될 제2단계(S20)에서 상기 상부몸체(20)와 팔(30)이 결합된 상태로 출력될 때 형성되는 연결부(80)가 출력이 완료된 후 상기 상부몸체(20)와 팔(30)로부터 파단되어 팁의 형태로 보관될 수 있도록 함으로써, 상기 팔(30)이 상기 상부몸체(20)에 보다 원활하게 회전가능하게 결합된 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 제1팁홈(27a)은 팁 형태의 연결부(80)가 보관되도록 함과 동시에 복수 개가 형성되어 상기 제4끼움돌기(34)와 제5내입홈(27) 간의 마찰력을 줄여 상기 팔(30)의 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다. 상기 상부몸체(20)와 팔(30)의 관절부는 제2단계(S20)에서 조립된 상태로 출력된 후 사방으로 회전되는 관절부이다.

상기와 연관하여, 상기 팔(30)은 하부면에 형성되는 제3내입홈(32)을 포함하여 구성되고, 상기 손(40)은 상부에 돌출형성되되, 상부말단에 상기 제3내입홈(32)과 대응되는 구형상의 제6끼움돌기(42a)가 형성되는 제1조립돌기(42)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 손(40)은 상기 제1조립돌기(42)의 제6끼움돌기(42a)가 상기 팔(30)의 제3내입홈(32)에 끼움결합되어 상기 팔(30)의 하부에서 회전가능하게 결합되고, 이에 따라 상기 손(40)의 회전에 의해 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 한다.

이때, 상기 손(40)은 하부에 형성되되, 하부와 전후방이 개방되도록 형성되는 끼움홈(44)을 포함하여 구성되고, 상기 끼움홈(44)은 사용자가 연필, 볼펜 등과 같은 필기구 등 다양한 물건을 끼워 보관할 수 있도록 하여 실용성 및 심미감을 증대시키는 효과를 실현케 한다. 상기 팔(30)과 손(40)의 관절부는 출력후 즉, 이후에 자세히 설명될 제3단계(S30)에서 조립된 후 수평방향으로 회전되는 관절부이다.

상기와 연관하여, 상기 하부몸체(50)는 상부면에 돌출형성되는 제2조립돌기(52)를 포함하여 구성되고, 상기 제2조립돌기(52)는 외주면 상부 전방과 후방에 각각 돌출형성되는 제2끼움돌기(52a)를 포함하여 구성되며, 상기 상부몸체(20)Sms 하부면에 상기 제2조립돌기(가 내입될 수 있도록 형성되는 제2내입홈(24)과 상기 제2내입홈(24)의 내주면 양측에 상기 제2끼움돌기(52a)와 대응되도록 하부말단으로부터 상부방향으로 형성되는 제2인입홈(25) 및 상기 제2내입홈(24)의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제2인입홈(25)과 연통되도록 상기 제2인입홈(25)의 상부에 형성되는 제2회전홈(26)을 포함하여 구성되느 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 하부몸체(50)는 상기 상부몸체(20)의 하부면에 형성되는 제2내입홈(24)에 상기 제2조립돌기(52)의 상부가 결합되되, 상기 제2조립돌기(52)의 외주면 상부 양측에 돌출형성되는 제2끼움돌기(52a)가 상기 상부몸체(20)의 제2인입홈(25)을 따라 상부방향으로 이동된 후 상기 제2회전홈(26)을 따라 이동되도록 함으로써, 상기 상부몸체(20)의 하부에서 수평방향으로 회전가능하게 결합된다. 상기 하부몸체(50)와 상부몸체(20)의 관절부는 출력후 즉, 이후에 자세히 설명될 제3단계(S30)에서 조립된 후 수평방향으로 회전되는 관절부이다.

상기와 연관하여, 상기 하부몸체(50)는 양측에 상기 다리(60)의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제6내입홈(54)을 포함하여 구성되고, 상기 다리(60)는 상부말단에 구형상으로 형성되는 제5끼움돌기(64)를 포함하여 구성되며, 이후에 자세히 설명될 제2단계9S20)에서 상기 다리(60)의 제5끼움돌기(64)가 상기 제6내입홈(54)에 결합된 상태로 출력된다.

이때, 상기 제6내입홈(54)은 내측면에 형성되는 적오도 하나의 제2팁홈(54a)을 포함하여 구성되는데, 상기 제2팁홈(54a)은 이후에 자세히 설명될 제2단계(S20)에서 상기 하부몸체(50)와 다리(60)가 결합된 상태로 출력될 때 형성되는 연결부(80)가 출력이 완료된 후 상기 하부몸체(50)와 다리(60)로부터 파단되어 팁의 형태로 보관될 수 있도록 함으로써, 상기 다리(60)가 상기 하부몸체(50)에 보다 원활하게 회전가능하게 결합된 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 제2팁홈(54a)은 제1팁홈(27a)과 마찬가지로 팁 형태의 연결부(80)가 보관되도록 함과 동시에 복수 개가 형성되어 상기 제5끼움돌기(64)와 제6내입홈(54) 간의 마찰력을 줄여 상기 팔(30)의 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다. 상기 하부몸체(50)와 다리(60)의 관절부는 제2단계(S20)에서 조립된 상태로 출력된 후 사방으로 회전되는 관절부이다.

상기와 연관하여, 상기 다리(60)는 하부말단에 구형상으로 형성되는 제3끼움돌기(62)를 포함하여 구성되고, 상기 발(70)은 상부면에 상기 제3끼움돌기(62)와 대응되도록 형성되는 제4내입홈(72)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 발(70)은 상기 다리(60)의 제3끼움돌기(62)가 상기 제4내입홈(72)에 끼움결합되어 상기 다리(60)의 하부에서 회전가능하게 결합되고, 이는 상기 발(70)을 수평방향을 회전시켜 다양한 심미감을 표현할 수 있도록 한다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제2단계(S20)는

앞서 설명된 제1단계(S10)의 모델링된 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 3D 프린터를 이용하여 출력하는 것으로서, FDM 방식의 3D 프린터를 이용하여 조형물의 각각의 부위 즉, 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 출력한다.

이때, 본 발명의 제2단계(S20)는 앞서 설명된 바와 같이, 상기 상부몸체(20)와 팔(30) 및 상기 하부몸체(50)와 다리(60)를 각각 한번에 출력하는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 상부몸체(20)와 팔(30) 및 상기 하부몸체(50)와 다리(60)의 관절부가 보다 견고하게 결합된 상태를 유지하며 보다 자유롭게 사방으로 회전가능하게 결합될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

아울러, 본 발명의 제2단계(S20)는 상기 상부몸체(20)와 팔(30) 및 상기 하부몸체(50)와 다리(60)를 각각 한번에 출력함에 따라 상기 상부몸체(20)와 팔(30)의 사이와 상기 하부몸체(50)와 다리(60) 사이에 적어도 하나의 연결부(80)가 형성되는데, 상기 연결부(80)는 FDM 방식의 3D 프린터의 특성상 한번에 출력이 되기 위해 형성되어야 함은 자명할 것이고, 상기 연결부(80)는 상기 상부몸체(20)의 제5내입홈(27)에 상기 팔(30)의 제4끼움돌기(34) 또는 상기 하부몸체(50)의 제6내입홈(54)에 상기 다리(60)의 제5끼움돌기(64)가 결합된 상태로 출력되기 위해 최소의 두께 및 길이로 형성된다.

아울러, 상기 연결부(80)는 출력이 완료된 후 상기 팔(30) 또는 다리(60)를 회전시키는 경우 상기 상부몸체(20)와 팔(30)의 사이 즉, 제5내입홈(27) 또는 상기 하부몸체(50)의 다리(60) 사이 즉, 제6내입홈(54)에 팁의 형태로 잔존하게 되는데, 상기 팁 형태의 연결부(80)는 앞서 설명된 제1팁홈(27a) 또는 제2팁홈(54a)으로 이동되어 보관되거나 상기 제5내입홈(27) 또는 제6내입홈(54)의 외부로 배출되어 제거될 수 있다.

아울러, 본 발명의 제2단계(S20)에서 상기 팔(30)은 하부면이 베드의 바닥에서부터 순차적으로 적층하면서 형성될 수 있도록 구부러져 형성되는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 상부몸체(20)의 출력시 상기 팔(30) 또한 베드에 의해 지지될 수 있도록 하여 연결부(80)의 형성을 최소화함과 동시에 출력물이 보다 안정적으로 출력될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 팔(30)은 상기와 같이 하부면에 베드의 바닥에서부터 순차적으로 적층하면서 형성될 수 있도록 자연스럽게 구부러져 형성됨에 따라 자연스러운 팔 동작과 같은 형상으로 심미감을 향상시키는 효과를 실현케 한다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제3단계(S30)는

앞서 설명된 제2단계(S20)에서 프린터된 즉, 출력된 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 조립하여 조형물을 제조하는 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 팔(30)이 결합된 상태로 출력된 상부몸체(20)의 상부에 머리(10)를 결합하고, 상기 머리(10)가 결합된 상부몸체(20)의 하부에 상기 다리(60)가 결합된 상태로 출력된 하부몸체(50)의 상부를 결합하며, 상기 팔(30)의 하부와 다리(60)의 하부에 각각 손(40)과 발(70)을 결합하여 조형물을 완성한다.

이때, 본 발명의 제3단계(S30)는 각각의 출력물을 조립함에 있어 순서에 구애받지 않고 조립될 수 있음은 자명할 것이고, 조립된 후 사용자의 기호에 맞게 머리(10), 팔(30), 손(40), 다리(60), 발(70)이 회전되어 심미감을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 머리(10)에 형성된 보관홈(14)과 손(40)에 형성된 끼움홈(44)을 통해 다양한 물건을 보관할 수 있어 실용성을 향상시킬 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 조립되어 제조되어지는 조형물 각각의 구성을 구분하여 출력할 뿐만 아니라 3가지 방식의 관절부를 통해 조립된 조립된 조형물을 이용하여 심미감을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 물건을 보관할 수 있어 실용성이 부가되는 효과 및 제작이 간편하고 쉬우며 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10 : 머리 12 : 목
12a : 제1끼움돌기 14 : 보관홈
20 : 상부몸체 21 : 제1내입홈
22 : 제1인입홈 23 : 제1회전홈
24 : 제2내입홈 25 : 제2인입홈
26 : 제2회전홈 27 : 제5내입홈
27a : 제1팁홈 30 : 팔
32 : 제3내입홈 34 : 제4끼움돌기
40 : 손 42 : 제1조립돌기
42a : 제6끼움돌기 44 : 끼움홈
50 : 하부몸체 52 : 제2조립돌기
52a : 제2끼움돌기 54 : 제6내입홈
54a : 제2팁홈 60 : 다리
62 : 제3끼움돌기 64 : 제5끼움돌기
70 : 발 72 : 제4내입홈
80 : 연결부

Claims

조형물의 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 모델링하는 제1단계(S10);와
모델링된 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 3D 프린터를 이용하여 출력하는 제2단계(S20); 및
프린터된 머리(10), 상부몸체(20), 팔(30), 손(40), 하부몸체(50), 다리(60), 발(70)을 조립하여 조형물을 제조하는 제3단계(S30);를 포함하여 구성되고,
상기 제1단계(S10)는
상기 상부몸체(20)의 상부에 상기 머리(10)의 하부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하고,
상기 상부몸체(20)의 상부 양측에 팔(30)의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하며,
상기 팔(30)의 하부에 상기 손(40)의 상부가 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하고,
상기 상부몸체(20)의 하부에 상기 하부몸체(50)의 상부가 수평방향으로 회전가능하게 조립될 수 있도록 모델링하며,
상기 하부몸체(50)의 양측에 상기 다리(60)의 상부 일측이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하고,
상기 다리(60)의 하부에 상기 발(70)이 볼타입으로 조립될 수 있도록 모델링하는 것을 특징으로 하며,
상기 제1단계(S10)는
상기 상부몸체(20)에 팔(30)이 조립된 상태로 모델링하고, 상기 하부몸체(50)에 다리(60)가 조립된 상태로 모델링하며,
상기 제2단계(S20)는
상기 상부몸체(20)와 팔(30) 및 상기 하부몸체(50)와 다리(60)를 한번에 출력하여 상기 상부몸체(20)와 팔(30)의 사이와 상기 하부몸체(50)와 다리(60) 사이에 적어도 하나의 연결부(80)가 형성되고,
상기 연결부(80)는
출력이 완료된 후 부러져 상기 상부몸체(20)와 팔(30)의 사이 또는 상기 하부몸체(50)의 다리(60) 사이에 팁으로 잔존하는 것을 특징으로 하며,
상기 머리(10)는
하부에 연장형성되는 목(12);을 포함하여 구성되고,
상기 목(12)은
외주면 하부 양측에 돌출형성되는 제1끼움돌기(12a);를 포함하여 구성되며,
상기 상부몸체(20)는
상부면에 상기 목(12)이 내입될 수 있도록 형성되는 제1내입홈(21);과
상기 제1내입홈(21)의 내주면 전방과 후방에 각각 상기 제1끼움돌기(12a)와 대응되도록 상부말단으로부터 하부방향으로 형성되는 제1인입홈(22); 및
상기 제1내입홈(21)의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제1인입홈(22)과 연통되도록 상기 제1인입홈(22)의 하부에 형성되는 제1회전홈(23);을 포함하여 구성되고,
상기 하부몸체(50)는
상부면에 돌출형성되는 제2조립돌기(52);를 포함하여 구성되고,
상기 제2조립돌기(52)는
외주면 상부 전방과 후방에 각각 돌출형성되는 제2끼움돌기(52a);를 포함하여 구성되며,
상기 상부몸체(20)는
하부면에 상기 제2조립돌기(52)가 내입될 수 있도록 형성되는 제2내입홈(24);과
상기 제2내입홈(24)의 내주면 양측에 상기 제2끼움돌기(52a)와 대응되도록 하부말단으로부터 상부방향으로 형성되는 제2인입홈(25); 및
상기 제2내입홈(24)의 내주면에 환형으로 형성되되, 상기 제2인입홈(25)과 연통되도록 상기 제2인입홈(25)의 상부에 형성되는 제2회전홈(26);을 포함하여 구성되고,
상기 다리(60)는
하부말단에 구형상으로 형성되는 제3끼움돌기(62);를 포함하여 구성되고,
상기 발(70)은
상부면에 상기 제3끼움돌기(62)와 대응되도록 형성되는 제4내입홈(72);을 포함하여 구성되며,
상기 상부몸체(20)는
상부 양측에 상기 팔(30)의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제5내입홈(27);을 포함하여 구성되고,
상기 제5내입홈(27)은
내측면에 형성되는 적어도 하나의 제1팁홈(27a);을 포함하여 구성되며,
상기 팔(30)은
상부말단에 구형상으로 형성되는 제4끼움돌기(34);를 포함하여 구성되고,
상기 하부몸체(50)는
양측에 상기 다리(60)의 상부가 내입된 상태로 결합되는 제6내입홈(54);을 포함하여 구성되고,
상기 제6내입홈(54)은
내측면에 형성되는 적어도 하나의 제2팁홈(54a);을 포함하여 구성되며,
상기 다리(60)는
상부말단에 구 형성으로 형성되는 제5끼움돌기(64);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법.
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제1항에 있어서,
상기 팔(30)은
상기 제2단계(S20)에서 하부면이 베드의 바닥에서부터 순차적으로 적층하면서 형성될 수 있도록 구부러져 형성되는 것을 특징으로 하는 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 팔(30)은
하부면에 형성되는 제3내입홈(32);을 포함하여 구성되고,
상기 손(40)은
상부에 돌출형성되되, 상부말단에 상기 제3내입홈(32)과 대응되는 구형상의 제6끼움돌기(42a)가 형성되는 제1조립돌기(42);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법.
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제1항에 있어서,
상기 머리(10)는
상부면에 형성되는 보관홈(14);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관절부가 구비된 3D 프린터 조형물 제조방법.
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