KR102625965B1 - 3d printer including individual controllable storage - Google Patents
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Abstract
개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터는, 원재료로부터 3D 출력물을 생산하는 출력장치; 상기 출력장치의 하측에 마련되어 상기 3D 출력물이 안착되는 플레이트; 상기 플레이트에 안착된 상기 3D 출력물의 생산이 완료되는 경우 상기 플레이트를 기 정해진 이송경로에 따라 이송시키는 플레이트 이송장치; 및 복수 개의 보관함으로 이루어지며, 상기 복수 개의 보관함 중 하나에 상기 3D 출력물 및 상기 플레이트가 함께 인입되는 플레이트 보관장치를 포함하며, 상기 3D 출력물은, 상기 원재료가 달라질 때마다 서로 다른 플레이트에 안착되어 상기 플레이트 이송장치에 의해 서로 다른 각 보관함에 순차적으로 인입되며, 상기 각 보관함은, 상기 원재료에 따라 서로 다른 보관환경으로 개별 제어된다. A 3D printer is provided that includes storage boxes that can be individually controlled. A 3D printer according to an embodiment of the present invention includes an output device that produces a 3D output from raw materials; A plate provided below the output device on which the 3D output is placed; a plate transfer device that transfers the plate along a predetermined transfer path when production of the 3D printed object mounted on the plate is completed; And a plate storage device consisting of a plurality of storage boxes, wherein the 3D output and the plate are inserted together into one of the plurality of storage boxes, wherein the 3D output is placed on different plates each time the raw material is changed. They are sequentially introduced into different storage bins by a plate transfer device, and each storage bin is individually controlled to have different storage environments depending on the raw materials.
Description
본 발명의 실시예들은 작업자가 없는 상황에서도 제품의 오염 방지 및 생산 효율을 향상시킬 수 있는 3D 프린터에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a 3D printer that can prevent product contamination and improve production efficiency even in the absence of an operator.
최근, 3D 프린터를 이용한 다양한 3차원 형상의 출력물 제작이 늘어남에 따라 3D 프린터에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 일반적으로, 3D 프린터는 고온으로 재료를 녹인 후 압출 노즐을 통해 일정 압력으로 압출해가면서 적층하는 방식으로 3D 출력물을 제작한다. 이후, 3D 출력물은 작업자에 의해 운반되어 외부에 노출된 보관함에 보관된다. Recently, as the production of various three-dimensional printed objects using 3D printers increases, the demand for 3D printers is gradually increasing. Generally, 3D printers produce 3D prints by melting materials at high temperature and then extruding them at a certain pressure through an extrusion nozzle and layering them. Afterwards, the 3D output is transported by the worker and stored in a storage box exposed to the outside.
그러나, 이 경우 3D 출력물이 외부에 그대로 노출됨에 따라 세균 및 부유물로 인한 오염이 발생될 수 있으며, 이로 인한 제품의 불량률이 증가할 수 있다. 특히, 인체 삽입형 4등급 의료기기가 3D 출력물로서 생산되는 경우 이러한 세균 및 부유물로 인한 오염 발생 및 불량률 증대 현상이 더욱 심화될 수 있다.However, in this case, as the 3D printed product is exposed to the outside, contamination due to bacteria and suspended matter may occur, which may increase the defect rate of the product. In particular, when class 4 medical devices implantable into the human body are produced as 3D prints, the occurrence of contamination and increased defect rates due to bacteria and floating substances may further intensify.
종래에는 이러한 오염 발생 및 불량률 증대 현상을 최소화하기 위해 항온항습기를 24시간 가동하거나, 작업자가 교대 근무함으로써 제품의 보관환경을 일일이 관리하거나 세균 및 부유물의 접근을 차단하기 위한 제품에 차단막을 씌우는 등의 노력이 있었다. 그러나, 이러한 종래의 노력들은 많은 인력과 시간이 소요되는 문제점이 있으며, 원재료가 상이한 서로 다른 인체 삽입형 4등급 의료기기의 다양한 보관환경(또는 보관조건)을 일일이 맞출 수 없는 한계가 있다.Conventionally, in order to minimize the occurrence of such contamination and increase in the defect rate, methods such as operating a
본 발명의 실시예들은 3D 출력물의 이송 및 보관 과정을 자동화함과 동시에 3D 출력물의 원재료에 따라 각 보관함의 보관환경이 서로 다르게 개별 제어될 수 있도록 함으로써 제품의 오염 방지 및 생산 효율을 향상시키기 위한 것이다.Embodiments of the present invention are intended to prevent product contamination and improve production efficiency by automating the transport and storage process of 3D printed products and at the same time allowing the storage environment of each storage box to be individually controlled differently depending on the raw materials of the 3D printed products. .
예시적인 실시예에 따르면, 원재료로부터 3D 출력물을 생산하는 출력장치; 상기 출력장치의 하측에 마련되어 상기 3D 출력물이 안착되는 플레이트; 상기 플레이트에 안착된 상기 3D 출력물의 생산이 완료되는 경우 상기 플레이트를 기 정해진 이송경로에 따라 이송시키는 플레이트 이송장치; 및 복수 개의 보관함으로 이루어지며, 상기 복수 개의 보관함 중 하나에 상기 3D 출력물 및 상기 플레이트가 함께 인입되는 플레이트 보관장치를 포함하며, 상기 3D 출력물은, 상기 원재료가 달라질 때마다 서로 다른 플레이트에 안착되어 상기 플레이트 이송장치에 의해 서로 다른 각 보관함에 순차적으로 인입되며, 상기 각 보관함은, 상기 원재료에 따라 서로 다른 보관환경으로 개별 제어되는, 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터가 제공된다. According to an exemplary embodiment, an output device for producing a 3D output from raw materials; A plate provided below the output device on which the 3D output is placed; a plate transfer device that transfers the plate along a predetermined transfer path when production of the 3D printed object mounted on the plate is completed; And a plate storage device consisting of a plurality of storage boxes, wherein the 3D output and the plate are inserted together into one of the plurality of storage boxes, wherein the 3D output is placed on different plates each time the raw material is changed. A 3D printer is provided that includes individually controllable storage boxes, which are sequentially loaded into different storage boxes by a plate transfer device, and each storage box is individually controlled to have different storage environments depending on the raw materials.
상기 각 보관함은, 상기 플레이트가 안착되는 안착부; 상기 안착부의 하부에 부착되어 상기 플레이트를 냉각시키거나 가열시키는 열전 소자; 및 상기 각 보관함의 적어도 일측에서 상기 3D 출력물을 향해 자외선을 조사하는 자외선 조사램프를 포함하며, 상기 원재료에 따라 상기 열전 소자에 의한 상기 각 보관함의 보관온도가 서로 다르게 개별 제어되고, 상기 원재료에 따라 상기 자외선 조사램프에 의한 자외선 조사시간이 서로 다르게 개별 제어될 수 있다. Each of the storage boxes includes a seating portion on which the plate is mounted; a thermoelectric element attached to the lower portion of the seating portion to cool or heat the plate; and an ultraviolet irradiation lamp that irradiates ultraviolet rays toward the 3D output from at least one side of each storage box, wherein the storage temperature of each storage box is individually controlled differently by the thermoelectric element depending on the raw material, and the storage temperature of each storage box is controlled differently depending on the raw material. The ultraviolet ray irradiation time by the ultraviolet ray irradiation lamp can be individually controlled differently.
상기 플레이트 보관장치의 양측면에는, 상기 플레이트 보관장치의 내부공기를 순환 및 청정시키기 위한 팬(fan)이 마련될 수 있다. Fans may be provided on both sides of the plate storage device to circulate and purify the air inside the plate storage device.
상기 각 보관함 및 상기 각 보관함에 인입되는 플레이트는, 상기 원재료에 따라 자동으로 라벨링(labeling)되며, 상기 라벨링에 따라 상기 각 보관함에 각 플레이트가 순차적으로 인입될 수 있다. Each of the storage boxes and the plates introduced into each storage box are automatically labeled according to the raw materials, and each plate can be sequentially introduced into each storage box according to the labeling.
상기 라벨링에 따라 상기 각 보관함에 각 플레이트가 모두 인입되는 경우 상기 플레이트 보관장치의 도어가 자동으로 닫히도록 구성될 수 있다. The door of the plate storage device may be configured to automatically close when all plates are inserted into each storage box according to the labeling.
상기 플레이트 이송장치는, 바디 프레임; 상기 바디 프레임의 상부에 마련되어 상기 플레이트의 하면을 지지하는 지지부; 상기 지지부를 X축 방향으로 이송시키기 위한 제1 이송부; 상기 제1 이송부와 수직한 방향으로 마련되어 상기 바디 프레임을 Y축 방향으로 이송시키기 위한 제2 이송부; 및 상기 제1 이송부 및 상기 제2 이송부와 수직한 방향으로 마련되어 상기 바디 프레임을 Z축 방향으로 이송시키기 위한 제3 이송부를 포함할 수 있다. The plate transfer device includes a body frame; a support portion provided on an upper portion of the body frame to support a lower surface of the plate; a first transfer unit for transferring the support unit in the X-axis direction; a second transfer unit provided in a direction perpendicular to the first transfer unit to transfer the body frame in the Y-axis direction; and a third transfer unit provided in a direction perpendicular to the first transfer unit and the second transfer unit to transfer the body frame in the Z-axis direction.
상기 플레이트 이송장치는, 상기 지지부의 후단에 마련되어 소정 크기의 판 형상으로 이루어지는 안착 플레이트; 상기 안착 플레이트에 설치되어 상기 지지부에 안착된 상기 플레이트 상의 3D 출력물을 촬영함으로써 상기 3D 출력물의 불량 여부를 판별하는 검사장비; 및 상기 안착 플레이트에 설치되며, 상기 검사장비에 의해 상기 3D 출력물이 불량인 것으로 판단되는 경우 상기 3D 출력물을 상기 플레이트로부터 제거하는 제거장비를 더 포함할 수 있다. The plate transfer device includes a seating plate provided at the rear end of the support unit and having a plate shape of a predetermined size; Inspection equipment installed on the seating plate to determine whether the 3D output is defective by photographing the 3D output on the plate mounted on the support portion; And it is installed on the seating plate, and may further include a removal device that removes the 3D output from the plate when the 3D output is determined to be defective by the inspection equipment.
상기 제거장비는, 상기 플레이트 상에서 전진 또는 후진하면서 상기 플레이트 상의 상기 3D 출력물을 스크래핑(scraping)하는 스크래퍼(scraper); 소정 크기의 공간을 구비하도록 상기 안착 플레이트에 마련되어 상기 스크래퍼에 의해 제거되는 상기 3D 출력물을 보관하는 불량품 처리함; 및 상기 불량품 처리함에 결합되어 상기 스크래퍼의 전진 또는 후진을 제어하는 스크래퍼 제어기를 포함할 수 있다. The removal equipment includes a scraper that scrapes the 3D output on the plate while moving forward or backward on the plate; A defect processing box provided on the seating plate to have a space of a predetermined size to store the 3D output to be removed by the scraper; And it may include a scraper controller that is coupled to the defective product processing box and controls forward or backward movement of the scraper.
상기 검사장비에 의해 상기 3D 출력물이 상기 플레이트로부터 완전히 제거된 것으로 판단되는 경우, 상기 플레이트 이송장치에 의해 상기 플레이트가 상기 출력장치의 하측으로 이동하고, 상기 3D 출력물이 재생산되어 상기 플레이트에 안착되는 경우 재생산된 상기 3D 출력물 및 상기 플레이트가 상기 플레이트 이송장치에 의해 상기 복수 개의 보관함 중 하나에 인입될 수 있다. When the inspection equipment determines that the 3D output has been completely removed from the plate, the plate is moved to the lower side of the output device by the plate transfer device, and the 3D output is reproduced and placed on the plate. The reproduced 3D output and the plate may be introduced into one of the plurality of storage boxes by the plate transfer device.
본 발명의 실시예들에 따르면, 3D 프린터를 통해 출력되는 각 3D 출력물이 서로 다른 플레이트에 안착되어 서로 다른 각 보관함에 순차적으로 인입되고, 각 보관함이 3D 출력물의 원재료에 따라 서로 다른 보관환경으로 개별 제어될 수 있도록 함으로써, 제품의 오염 방지 및 생산 효율을 향상시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, each 3D print output through a 3D printer is placed on a different plate and sequentially introduced into each different storage box, and each storage box is individually stored in a different storage environment according to the raw material of the 3D print product. By being able to control it, it is possible to prevent product contamination and improve production efficiency.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 3D 출력물의 이송 과정에서 검사장비에 의해 3D 출력물의 불량 여부를 실시간으로 판별하고, 불량이 발생된 3D 출력물을 바로 폐기한 후 3D 출력물을 재생산할 수 있도록 함으로써, 3D 출력물의 불량률을 최소화함과 동시에 3D 출력물의 불량 발생으로 인한 지연(delay)를 최소화할 수 있다. In addition, according to embodiments of the present invention, defects in the 3D output can be determined in real time by inspection equipment during the transport of the 3D output, and the defective 3D output can be immediately discarded and then reproduced. By doing so, it is possible to minimize the defect rate of 3D printed products and at the same time minimize the delay due to defects in 3D printed products.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 출력장치에 의한 3D 출력물의 생산과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 이송장치의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 이송장치에 의해 3D 출력물이 안착된 플레이트가 이송되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장비에 의해 플레이트에 안착된 3D 출력물의 불량 여부를 판별하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장비에 의해 플레이트에 안착된 3D 출력물의 불량 여부를 판별하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장비에 의해 플레이트에 안착된 3D 출력물의 불량 여부를 판별하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 출력물과 플레이트가 플레이트 보관장치의 각 보관함에 순차적으로 인입되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 출력물과 플레이트가 보관함에 인입된 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 보관장치의 도어가 닫힌 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 보관장치의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 보관장치의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 통해 각 보관함의 보관환경이 개별 제어되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다.Figure 1 is a perspective view of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a side view of a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the production process of a 3D output by an output device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing the detailed configuration of a plate transfer device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing a process in which a plate on which a 3D output is seated is transferred by a plate transfer device according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the process of determining whether a 3D print placed on a plate is defective using inspection equipment according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing the process of determining whether a 3D print mounted on a plate is defective using inspection equipment according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram showing the process of determining whether a 3D print placed on a plate is defective using inspection equipment according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram showing the process in which 3D prints and plates are sequentially introduced into each storage box of the plate storage device according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a diagram showing a state in which a 3D print and a plate are introduced into a storage box according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a view showing a closed state of the door of the plate storage device according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram showing the detailed configuration of a plate storage device according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a diagram showing the detailed configuration of a plate storage device according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a flowchart illustrating a process in which the storage environment of each storage box is individually controlled through a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
16 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The detailed description below is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terminology used in the detailed description is merely for describing embodiments of the present invention and should in no way be limiting. Unless explicitly stated otherwise, singular forms include plural meanings. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and one or more than those described. It should not be construed to exclude the existence or possibility of any other characteristic, number, step, operation, element, or part or combination thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터(100)의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터(100)의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터(100)의 측면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터(100)는 출력장치(110), 플레이트(120), 플레이트 이송장치(130), 메인 제어부(140) 및 플레이트 보관장치(200)를 포함한다. FIG. 1 is a perspective view of a
본 실시예들에 있어서, 3D 프린터(100)는 3D 출력물을 생성하여 배출하는 장치이다. 3D 프린터(100)는 예를 들어, FDM(Fused Deposition Modeling) 방식으로 3D 출력물을 생산할 수 있다. 여기서, 3D 출력물은 예를 들어, 인공 광대뼈, 두개골 성형재료, 인공무릎관절 등과 같은 인체 삽입형 4등급 의료기기일 수 있다. 다만, 3D 출력물의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 3D 출력물은 예를 들어, 3차원 형상의 액세서리, 장난감, 조형물 등이 될 수도 있다.In these embodiments, the
출력장치(110)는 원재료로부터 3D 출력물을 생산하는 장치이다. 여기서, 원재료는 3D 출력물을 생산하는 데 사용되는 열가소성 소재로서, 예를 들어 PCL(Polycaprolactone), PDO(Polydioxanone), PLLA (Polylactic acid) 등이 될 수 있다. 후술할 바와 같이, 이러한 원재료는 용융점이 서로 상이하며, 이에 따라 3D 출력물의 보관환경 또한 원재료에 따라 상이해진다.The
이러한 출력장치(110)는 예를 들어, 원재료를 용융시키고, 압출 노즐을 통해 3D 출력물을 생산하는 압출기(extruder)일 수 있다. 출력장치(110)는 원재료의 종류에 따라 기 설정된 용융온도로 원재료를 용융시킨 후 압출 노즐을 통해 3D 출력물을 생산할 수 있다. 상기 용융온도는 후술할 메인 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다.For example, this
플레이트(120)는 출력장치(110)의 하측에 마련되어 상기 3D 출력물이 안착되는 부분이다. 플레이트(120)는 3D 출력물이 안착될 수 있도록 소정 크기의 판 형상으로 이루어질 수 있다. 후술할 바와 같이, 플레이트(120)는 플레이트 이송장치(130)에 의해 이송되어 플레이트 보관장치(200)의 여러 보관함 중 하나에 인입될 수 있다. The
플레이트 이송장치(130)는 플레이트(120)에 안착된 3D 출력물의 생산이 완료되는 경우 플레이트(120)를 기 정해진 이송경로에 따라 이송시킨다. 후술할 바와 같이, 플레이트 이송장치(130)는 X, Y, Z 증분 좌표계를 사용하여 X축, Y축 및 Z축 방향으로 각각 이동할 수 있으며, 메인 제어부(140)에 의해 제어되어 원하는 방향으로 이동할 수 있다. 플레이트 이송장치(130)는 3D 출력물이 안착된 플레이트(120)를 들어올린 후 기 정해진 이송경로에 따라 이송시킬 수 있다. 구체적으로, 플레이트 이송장치(130)는 출력장치(110)의 하측에 위치한 플레이트(120)를 플레이트 보관장치(200)로 이송시켜 보관함에 인입할 수 있다. The
메인 제어부(140)는 3D 프린터(100)의 각 구성과 전기적으로 연결되어 상기 각 구성의 동작을 제어한다. 먼저, 메인 제어부(140)는 출력장치(110)의 동작을 제어할 수 있다. 메인 제어부(140)는 출력장치(110)에서의 원재료 용융온도, 출력장치(110)의 이동, 출력장치(100) 내 압출 노즐의 동작 등을 제어할 수 있다. 또한, 메인 제어부(140)는 플레이트 이송장치(130)의 이송경로, 움직임 및 플레이트 보관장치(200) 내 각 보관함의 보관환경을 제어할 수 있다. 이를 위해, 각 보관함 및 각 보관함에 인입되는 플레이트는 원재료에 따라 자동으로 라벨링(labeling)될 수 있다. 즉, 작업자 또는 관리자에 의해 3D 출력물의 종류와 원재료에 대한 정보가 입력되는 경우, 메인 제어부(140)는 상기 원재료에 따라 각 보관함 및 각 보관함에 인입되는 플레이트를 자동으로 라벨링할 수 있다. 이러한 각 보관함 및 각 보관함에 인입되는 플레이트의 라벨링 예시는 아래 표 1과 같이 표현될 수 있다.The
메인 제어부(140)는 상기 라벨링 결과, 즉 라벨에 따라 플레이트 이송장치(130)의 경로 및 움직임을 제어하고, 플레이트 보관장치(200) 내 각 보관함의 보관환경을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(140)는 Plate # 1이 Storage # 1에 인입되도록 플레이트 이송장치(130)를 제어하고, Plate # 2가 Storage # 2에 인입되도록 플레이트 이송장치(130)를 제어할 수 있다. 또한, 메인 제어부(140)는 Storage # 1과 Storage # 2의 보관환경을 서로 다르게 개별 제어할 수 있다. The
플레이트 보관장치(200)는 복수 개의 보관함으로 이루어지며, 복수 개의 보관함 중 하나에 3D 출력물 및 플레이트(120)가 함께 인입된다. 플레이트 보관장치(200)는 예를 들어, 4개의 보관함으로 이루어질 수 있으며, 3D 출력물이 생산될 때마다 상기 3D 출력물이 안착된 플레이트(120)가 상기 4개의 보관함 중 하나에 순차적으로 인입될 수 있다. 플레이트 보관장치(200) 내 각 보관함은 서로 다른 보관환경을 가질 수 있도록 물리적으로 구분되어 있을 수 있다. The
본 실시예들에 있어서, 3D 출력물은 원재료가 달라질 때마다 서로 다른 플레이트(120)에 안착되어 플레이트 이송장치(130)에 의해 서로 다른 각 보관함에 순차적으로 인입되며, 각 보관함은 상기 원재료에 따라 서로 다른 보관환경으로 개별 제어될 수 있다. 이하에서는, 도 4 내지 도 14를 참조하여 앞서 설명한 3D 프린터(100)의 각 구성들 및 이들의 동작에 대해 좀더 자세히 살펴보기로 한다.In these embodiments, the 3D output is placed on a
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 출력장치(110)에 의한 3D 출력물의 생산과정을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the production process of a 3D output by the
도 4를 참조하면, 출력장치(110)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 X축, Y축, Z축 상에서 각각 이동할 수 있다. 이를 위해, 출력장치(110)는 제1 이송부(110a), 제2 이송부(110b) 및 제3 이송부(110c)와 각각 연동하여 움직일 수 있다.Referring to FIG. 4, the
제1 이송부(110a)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 출력장치(110)를 X축 상에서 이송시킨다. The
제2 이송부(110b)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 출력장치(110)를 Y축 상에서 이송시킨다. The
제3 이송부(110c)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 출력장치(110)를 Z축 상에서 이송시킨다. The
제1 이송부(110a) 및 제2 이송부(110b)는 예를 들어, 볼 스크류(ball screw)를 이용하여 출력장치(110)의 이송을 가이드하며, 제3 이송부(110c)는 예를 들어, 리드 스크류(lead screw) 및 스텝 모터를 이용하여 출력장치(110)의 이송을 가이드할 수 있다. 메인 제어부(140)는 3D 출력물의 형상에 따라 제1 이송부(110a), 제2 이송부(110b) 및 제3 이송부(110c)의 구동을 제어할 수 있으며, 이에 따라 출력장치(110)에서 3D 출력물을 생산될 수 있다.The
이때, 출력장치(110)는 원재료를 용융시키기 위한 히터(heater), 히터의 온도를 감지 및 제어하기 위한 온도센서, 용융 상태의 원재료를 압출시키기 위한 압출 노즐 등을 구비할 수 있다. 또한, 출력장치(110)의 일측에는 압출 노즐과 플레이트(120) 간의 거리를 측정하기 위한 높이 센서(120)가 마련될 수 있다. 높이 센서(120)는 압출 노즐과 플레이트(120) 간의 거리를 측정하고, 이에 기반하여 압출 노즐과 플레이트(120) 간의 충돌을 방지함과 동시에 3D 출력물의 평탄도를 제어할 수 있다. At this time, the
출력장치(110)는 제1 이송부(110a), 제2 이송부(110b) 및 제3 이송부(110c)의 구동에 따라 X축, Y축 및 Z축 상에서 이동하면서 압출 노즐을 통해 플레이트(120) 상에 3D 출력물을 생산할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 이송장치(130)의 상세 구성을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 이송장치(130)에 의해 3D 출력물이 안착된 플레이트(120)가 이송되는 과정을 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing the detailed configuration of the
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 이송장치(130)는 바디 프레임(131), 지지부(132), 제1 이송부(133), 제2 이송부(134), 제3 이송부(135), 안착 플레이트(136), 검사장비(137) 및 제거장비(138)을 포함할 수 있다.Referring to Figure 5, the
바디 프레임(131)은 플레이트 이송장치(130)의 몸체를 이루는 부분이다. 후술할 바와 같이, 바디 프레임(131)의 상부에는 지지부(132)가 마련될 수 있다.The
지지부(132)는 바디 프레임(131)의 상부에 마련되어 플레이트(120)의 하면을 지지한다. 지지부(132)는 플레이트(120)의 하면을 지지할 수 있도록 한 쌍의 바(bar) 형상으로 이루어질 수 있다. 지지부(132)는 플레이트(120)의 하측으로 삽입된 후 플레이트(120)의 하면을 지지하면서 플레이트(120)를 들어올릴 수 있다. 한 쌍의 지지부(132)는 후술할 안착 플레이트(136)의 끝단에서 소정 간격을 두고 연장 형성될 수 있다.The
제1 이송부(133)는 지지부(132)를 X축 방향으로 이송시킨다. 이를 위해, 제1 이송부(133)는 지지부(132)의 이송을 위한 이송벨트를 구비할 수 있다. 안착 플레이트(136)의 하부에는 제1 이송부(133)에 체결되기 위한 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있으며, 상기 돌출부가 제1 이송부(133)를 따라 전진 또는 후진 이동함으로써 지지부(132)가 X축 방향으로 이송될 수 있다. The
제2 이송부(134)는 제1 이송부(133)와 수직한 방향으로 마련되어 바디 프레임(131)을 Y축 방향으로 이송시킨다. 제2 이송부(134)는 바디 프레임(131)의 하측에 마련될 수 있으며, 바디 프레임(131)의 이송을 위한 이송벨트를 구비할 수 있다. 바디 프레임(131)의 하부에는 제2 이송부(134)에 체결되기 위한 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있으며, 상기 돌출부가 제2 이송부(134)를 따라 좌우로 이동함으로써 바디 프레임(131)이 Y축 방향으로 이송될 수 있다.The
제3 이송부(135)는 제1 이송부(133) 및 제2 이송부(134)와 수직한 방향으로 마련되어 바디 프레임(131)을 Z축 방향으로 이송시킨다. 제3 이송부(135)는 바디 프레임(131)과 연결될 수 있으며, 리드 스크류 및 스텝 모터를 이용하여 바디 프레임(131)의 이송을 가이드할 수 있다.The
도 6을 참조하면, 플레이트 이송장치(130)는 제3 이송부(135)를 통해 바디 프레임(131)을 Z축 상측 방향으로 이송시킨 후 제1 이송부(133)를 통해 지지부(132)를 X축 방향으로 전진시켜 지지부(132)가 플레이트(120)의 하측에 위치하도록 할 수 있다. 또한, 플레이트 이송장치(130)는 지지부(132)가 플레이트(120)의 하측에 위치한 상태에서 제3 이송부(135)를 통해 바디 프레임(131)을 Z축 상측 방향으로 이송시켜 지지부(132) 상에 플레이트(120)가 안착되도록 할 수 있다. 이때, 플레이트 이송장치(130)는 제2 이송부(134)를 통해 바디 프레임(131)의 Y축 방향에서의 위치를 조절할 수 있으며, 플레이트(120)가 지지부(132)에 안착되는 경우 제1 이송부(133)를 통해 지지부(132)를 X축 방향으로 후진시켜 플레이트(120)의 이송을 개시할 수 있다. Referring to FIG. 6, the
플레이트 이송장치(130)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 플레이트(120)를 정해진 이송경로로 이송시킬 수 있으며, 이 과정에서 검사장비(137)에 의해 3D 출력물의 불량 여부가 실시간으로 판별될 수 있다. The
도 5에 도시된 바와 같이, 지지부(132)의 후단에는 소정 크기의 판 형상으로 이루어지는 안착 플레이트(136)가 마련될 수 있다. 후술할 바와 같이, 검사장비(137)는 안착 플레이트(136)에 마련되어 3D 출력물의 불량 여부를 판별할 수 있다.As shown in FIG. 5, a
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장비(137)에 의해 플레이트(120)에 안착된 3D 출력물(1)의 불량 여부를 판별하는 과정을 나타낸 도면이다.Figures 7 to 9 are diagrams showing the process of determining whether the
도 7을 참조하면, 검사장비(137)는 안착 플레이트(136)에 마련되어 지지부(132)에 안착된 플레이트(120) 상의 3D 출력물(1)을 촬영함으로써 3D 출력물(1)의 불량 여부를 판별한다. 검사장비(137)는 딥러닝 모델을 이용하여 3D 출력물(1)의 불량 여부를 판별하는 비전 검사기(Vision Inspector)로서, 3D 출력물(1)의 형상을 기 저장된 정상 이미지와 비교하여 3D 출력물(1)의 불량 여부를 판별할 수 있다. 검사장비(137)는 플레이트(120) 상의 3D 출력물(1)을 촬영하기 위해 플레이트(120)를 향햐도록 설치될 수 있으며, 3D 출력물(1)이 안착된 플레이트(120)가 지지부(132) 상에 위치하는 경우 촬영을 개시할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
만약, 검사장비(137)에 의해 3D 출력물(1)이 정상인 것으로 판별되는 경우, 플레이트 이송장치(130)는 3D 출력물(1)이 안착된 플레이트(120)를 플레이트 보관장치(200) 측으로 이송시킬 수 있다. If the
만약, 검사장비(137)에 의해 3D 출력물(1)이 불량인 것으로 판별되는 경우, 안착 플레이트(136)에 마련된 제거장비(138)가 3D 출력물(1)을 플레이트(120)로부터 제거할 수 있다.If the
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제거장비(138)는 스크래퍼(138a), 불량품 처리함(138b) 및 스크래퍼 제어기(138c)로 이루어질 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, the
스크래퍼(138a)는 안착 플레이트(136)에 마련되되 플레이트(120) 상에서 전진 또는 후진하면서 플레이트(120) 상의 3D 출력물(1)을 스크래핑(scraping)한다. 스크래퍼(138a)는 제1 부재(138-1), 제2 부재(138-2) 및 제3 부재(138-3)로 이루어질 수 있다.The
제1 부재(138-1)는 플레이트(120)와 수직하게 배치되면서 일단이 플레이트(120)의 상면에 접촉되도록 마련될 수 있다. The first member 138-1 may be arranged perpendicular to the
제2 부재(138-2)는 제1 부재(138-2)의 타단과 수직하게 배치되도록 형성될 수 있다.The second member 138-2 may be formed to be arranged perpendicular to the other end of the first member 138-2.
제3 부재(138-3)는 제2 부재(138-2)와 연결되면서 플레이트(120)와 수직하게 배치되되 일단이 플레이트(120)의 상면과 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있다. 즉, 제3 부재(138-3)는 제1 부재(138-1)와 평행하게 배치되되 일단이 플레이트(120)의 상면에 접촉되지 않으면서 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있다. The third member 138-3 may be connected to the second member 138-2 and disposed perpendicular to the
제1 부재(138-1)는 플레이트(120)의 상면에 접촉될 수 있으며, 스크래퍼 제어기(138c)의 제어에 의해 스크래퍼(138a)가 후진함에 따라 플레이트(120) 상의 3D 출력물(1)을 스크래핑할 수 있다. 3D 출력물(1)은 이와 같은 제1 부재(138-1)의 스크래핑 동작에 따라 플레이트(120)로부터 제거되어 불량품 처리함(138b)으로 인입될 수 있다. 이러한 3D 출력물(1)의 제거 및 인입을 위해 제3 부재(138-3)의 일단과 플레이트(120)의 상면이 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있다. The first member 138-1 may be in contact with the upper surface of the
불량품 처리함(138b)은 안착 플레이트(136)에 마련되어 스크래퍼(138a)에 의해 제거되는 3D 출력물(1)을 보관한다. 불량품 처리함(138b)은 예를 들어, 전면과 상면이 개방된 직육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 스크래퍼(138a)는 전진 또는 후진 동작을 수행하면서 불량품 처리함(138b)의 전면과 상면을 개폐시킬 수 있다. 즉, 스크래퍼(138a)의 제1 부재(138-1)는 플레이트(120) 상의 3D 출력물(1)을 스크래핑하는 역할을 수행함과 동시에 불량품 처리함(138b)의 전면으로서의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 스크래퍼(138a)의 제2 부재(138-2)는 제1 부재(138-1)와 제3 부재(138-3)를 상호 연결시키는 연결부로서의 역할을 수행함과 동시에 불량품 처리함(138b)의 상면으로서의 역할을 수행할 수 있다. 스크래퍼(138a)는 스크래퍼 제어기(138c)의 제어에 따라 전진 또는 후진할 수 있으며, 스크래퍼(138a)가 전진하는 경우 불량품 처리함(138b)의 전면 및 상면이 개방되고 스크래퍼(138a)가 후진하는 경우 불량품 처리함(138b)의 전면 및 상면이 폐쇄될 수 있다. 도 8은 스크래퍼(138a)가 전진함에 따라 불량품 처리함(138b)의 전면 및 상면이 개방된 상태를 나타내며, 도 9는 스크래퍼(138a)가 후진함에 따라 불량품 처리함(138b)의 전면 및 상면이 폐쇄된 상태를 나타낸다.The defective
스크래퍼 제어기(138c)는 불량품 처리함(138b)에 결합되어 스크래퍼(138a)의 전진 또는 후진을 제어한다. 스크래퍼 제어기(138c)는 내부에 회전모터를 구비할 수 있으며, 상기 회전모터의 동작에 따라 스크래퍼(138a)의 전진 또는 후진을 제어할 수 있다. The
이와 같이, 제거장비(138)는 스크래퍼(138a) 및 스크래퍼 제어기(138c)를 통해 불량이 발생된 것으로 판별된 3D 출력물(1)을 플레이트(120)로부터 제거한 후 불량품 처리함(138b)에 인입시켜 보관할 수 있다. 검사장비(137)는 이러한 제거장비(138)의 3D 출력물(1) 제거가 수행되는 동안 촬영을 계속할 수 있으며, 3D 출력물(1)이 플레이트(120)로부터 완전히 제거된 것으로 판단되는 경우 제거완료 메시지를 메인 제어부(140)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 플레이트 이송장치(130)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 3D 출력물(1)이 제거된 플레이트(120)를 다시 출력장치(110)의 하측으로 이송시킬 수 있다. 출력장치(110)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 불량이 발생되어 폐기된 3D 출력물(1)을 재생산하여 플레이트(120)에 안착시키며, 재생산된 3D 출력물(1) 및 플레이트(120)는 플레이트 이송장치(120)에 의해 다시 이송된다. 재생산된 3D 출력물(1)은 검사장비(137)에 의해 다시 검사되며, 검사 결과 정상인 것으로 판단되는 경우 플레이트 이송장치(130)에 의해 이송되어 플레이트 보관장치(200) 내 보관함에 인입될 수 있다. In this way, the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 출력물(1)과 플레이트(120)가 플레이트 보관장치(200)의 각 보관함에 순차적으로 인입되는 과정을 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 출력물(1)과 플레이트(120)가 보관함에 인입된 상태를 나타낸 도면이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 보관장치(200)의 도어(250)가 닫힌 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트 보관장치(200)의 상세 구성을 나타낸 도면이다.Figure 10 is a diagram showing the process in which the
상술한 바와 같이, 플레이트 보관장치(200)는 복수 개의 보관함으로 이루어지며, 상기 복수 개의 보관함 중 하나에 3D 출력물(1) 및 플레이트(120)가 함께 인입될 수 있다. 이때, 3D 출력물(1)은 원재료가 달라질 때마다 서로 다른 플레이트(120)에 안착되어 플레이트 이송장치(130)에 의해 서로 다른 각 보관함에 순차적으로 인입될 수 있다. 또한, 각 보관함은 상기 원재료에 따라 서로 다른 보관환경으로 개별 제어될 수 있다.As described above, the
본 실시예들에 있어서, 보관환경은 예를 들어, 열전 소자(220)에 의한 보관함의 보관온도, 보관함 내 자외선 조사램프(230)에 의한 자외선 조사시간 등이 될 수 있다.In the present embodiments, the storage environment may be, for example, the storage temperature of the storage box by the
도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 플레이트 보관장치(200)는 안착부(210), 열전 소자(220) 및 자외선 조사램프(230)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 10 to 14 , the
안착부(210)는 플레이트(120)가 안착되는 부분이다. 안착부(210)는 소정 크기의 판 형상으로 이루어질 수 있다.The
열전 소자(220)는 안착부(210)의 하부에 부착되어 플레이트(120)를 냉각시키거나 가열시킨다. 열전 소자(220)는 예를 들어, 펠티어(Peltier) 효과에 의해 열을 전달시킬 수 있다. 열전 소자(220)는 메인 제어부(140)와 연결될 수 있으며, 메인 제어부(140)의 제어에 따라 플레이트(120)를 냉각시키거나 가열시킬 수 있다.The
자외선 조사램프(230)는 각 보관함의 적어도 일측에서 3D 출력물(1)을 향해 자외선을 조사한다. 자외선 조사램프(230)는 예를 들어, 각 보관함의 양측면에 마련되어 3D 출력물(1)을 향해 자외선을 조사할 수 있다. 자외선 조사램프(230)는 메인 제어부(140)와 연결될 수 있으며, 메인 제어부(140)의 제어에 따라 자외선을 조사할 수 있다. 자외선 조사램프(230)는 3D 출력물(1)의 살균 및 경화를 위해 메인 제어부(140)의 제어에 따라 자외선을 조사할 수 있다.The
이때, 열전 소자(220) 및 자외선 조사램프(230)는 각 보관함에서 서로 다르게 개별 제어될 수 있다. 즉, 각 보관함의 열전 소자(220)는 3D 출력물(1)의 원재료에 따라 그 온도가 서로 다르게 개별 제어되고, 각 보관함의 자외선 조사램프(230)는 3D 출력물(1)의 원재료에 따라 그 조사시간이 서로 다르게 개별 제어될 수 있다. At this time, the
일 예시로서, 원재료에 따른 각 보관함의 보관환경은 아래 표 2와 같이 개별 제어될 수 있다. As an example, the storage environment of each storage box according to raw material can be individually controlled as shown in Table 2 below.
인체 삽입형 4등급 의료기기에 주로 사용되는 원재료인 PCL-1, PCL-2, PCL-3, PCL-4의 경우 용융점이 각각 상이하며, 그 특성 또한 상이하여 보관온도가 매우 중요하다. PCL-1, PCL-2, PCL-3, PCL-4로 각각 생산된 3D 출력물(1)의 경우 그 용융점 및 특성에 맞게 서로 다른 보관온도에서 보관될 필요가 있으며, 이에 따라 각 보관함의 열전 소자(220)는 3D 출력물(1)의 원재료에 따라 그 온도가 서로 다르게 개별 제어될 수 있다. 또한, 서로 다른 원재료로 생산된 각 3D 출력물(1)은 서로 다른 두께(예를 들어, 0.15mm, 1.0mm 등)를 가지며, 두께가 상이한 각 3D 출력물(1)에 자외선을 동일한 조사시간으로 조사할 경우 두께가 얇은 제품의 특성이 변질될 수 있다. 즉, PCL-1, PCL-2, PCL-3, PCL-4로 각각 생산된 3D 출력물(1)의 경우 두께가 얇을수록 자외선을 상대적으로 더 짧게 조사할 필요가 있으며, 이에 따라 각 보관함의 자외선 조사램프(230)는 3D 출력물(1)의 원재료에 따라 그 조사시간이 서로 다르게 개별 제어될 수 있다. PCL-1, PCL-2, PCL-3, and PCL-4, which are raw materials mainly used in class 4 medical devices implanted in the body, have different melting points and different properties, so storage temperature is very important. In the case of 3D prints (1) produced respectively as PCL-1, PCL-2, PCL-3, and PCL-4, they need to be stored at different storage temperatures according to their melting points and characteristics, and accordingly, thermoelectric elements in each storage box (220) The temperature may be individually controlled differently depending on the raw material of the 3D output (1). In addition, each 3D print (1) produced from different raw materials has a different thickness (e.g., 0.15 mm, 1.0 mm, etc.), and ultraviolet rays are irradiated to each 3D print (1) with different thicknesses at the same irradiation time. If this is done, the characteristics of thin products may deteriorate. In other words, in the case of 3D prints (1) produced by PCL-1, PCL-2, PCL-3, and PCL-4, respectively, the thinner the thickness, the shorter the need to irradiate ultraviolet rays, and accordingly, the ultraviolet rays in each storage box need to be irradiated relatively shorter. The
이러한 각 보관함의 열전 소자(220) 및 자외선 조사램프(230)는 메인 제어부(140)에서 자동 라벨링되는 라벨에 따라 자동으로 그 동작이 제어될 수 있다. 또한, 메인 제어부(140)는 각 보관함에서의 3D 출력물(1)의 보관이 진행되는 동안 각 보관함의 열전 소자(220) 및 자외선 조사램프(230)의 동작을 실시간으로 모니터링 및 기록하며, 보관 이후 작업자 또는 관리자로부터 각 보관함에서의 보관품질에 대한 피드백을 입력 받을 수 있다. 만약, 작업자 또는 관리자로부터 특정 보관함에서의 보관품질에 대한 개선 피드백(예를 들어, 보관온도의 증감 또는 자외선 조사시간의 증감)을 입력 받는 경우, 메인 제어부(140)는 이러한 개선 피드백을 반영하여 해당 원재료에서의 보관환경을 수정할 수 있다. 예를 들어, PCL-1로 생산된 3D 출력물(1)의 보관온도를 -20℃로 유지하였으나 작업자로부터 보관온도의 2℃ 증가에 대한 개선 피드백을 설정된 횟수 이상 입력 받는 경우, 메인 제어부(140)는 이러한 개선 피드백을 반영하여 PCL-1로 생산된 3D 출력물(1)의 보관온도가 -18℃로 유지될 수 있도록 해당 보관함의 열전 소자(220)를 제어할 수 있다. 또한, 각 보관함에는 3D 출력물(1)의 불량 여부를 감지하기 위한 검사장비(미도시)가 마련될 수 있으며, 메인 제어부(140)는 상기 검사장비로부터 3D 출력물(1)의 불량 여부에 대한 검사결과를 수신할 수 있다. 메인 제어부(140)는 3D 출력물(1)의 불량 여부에 대한 검사결과와 설정된 딥러닝 모델을 이용하여 3D 출력물(1)의 최적 보관온도 또는 최적 자외선 조사시간을 자동으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 출력물(1)이 정상적으로 생산되었으나 잘못된 보관환경으로 인해 불량이 발생된 경우, 메인 제어부(140)는 불량 패턴, 불량 위치 등을 포함하는 검사 결과와 기 학습된 학습 데이터를 기반으로 3D 출력물(1)의 불량이 발생되지 않는 최적 보관온도와 최적 자외선 조사시간을 자동으로 결정할 수 있다. 상기 딥러닝 모델은 생산 및 보관되는 3D 출력물(1)의 개수가 많아질수록 더욱 고도화될 수 있으며, 이에 따라 보관 과정에서의 3D 출력물(1)의 불량률응 최소화할 수 있다.The operation of the
또한, 도 10 내지 도 14를 참조하면, 플레이트 보관장치(200)의 양측면에는 플레이트 보관장치(200)의 내부공기를 순환 및 청정시키기 위한 팬(240, fan)이 마련될 수 있다. 팬(240)은 예를 들어, 내부에 헤파필터(Hepa Filter)를 구비할 수 있으며, 상기 헤파필터를 이용하여 플레이트 보관장치(200)의 내부공기를 순환 및 청정시킬 수 있다. Additionally, referring to FIGS. 10 to 14 ,
또한, 도 12를 참조하면, 플레이트 보관장치(200)의 각 보관함에 각 플레이트(120)가 모두 인입되는 경우, 플레이트 보관장치(200)의 도어(250)가 자동으로 닫히도록 구성될 수 있다. 도어(250)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 제어될 수 있다. 구체적으로, 도어(250)는 플레이트 보관장치(200)의 각 보관함에 플레이트(120)가 인입되는 과정에서 개방되며, 플레이트 보관장치(200)의 각 보관함에 각 플레이트(120)가 모두 인입됨에 따라 폐쇄될 수 있다. Additionally, referring to FIG. 12 , when all of the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터(100)를 통해 각 보관함의 보관환경이 개별 제어되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.FIG. 15 is a flowchart illustrating a process in which the storage environment of each storage box is individually controlled through the
S102 단계에서, 3D 프린터(100)의 메인 제어부(140)를 통해 원재료 정보가 입력된다. 여기서, 원재료는 예를 들어, PCL, PDO, PLLA 등이 될 수 있다. 이때, 메인 제어부(140)를 통해 상기 원재료 정보와 함께 생산하고자 하는 3D 출력물에 대한 정보가 함께 입력될 수 있다. 이러한 원재료 정보 및 3D 출력물에 대한 정보는 복수 개 일 수 있으며, 예를 들어 G-코드로 입력될 수 있다.In step S102, raw material information is input through the
S104 단계에서, 3D 프린터(100)의 메인 제어부(140)는 입력된 원재료 정보에 따라 플레이트(120) 및 플레이트 보관장치(200) 내 보관함에 대한 자동 라벨링을 수행한다. 상술한 바와 같이, 작업자 또는 관리자에 의해 3D 출력물의 종류와 원재료에 대한 정보가 입력되는 경우, 메인 제어부(140)는 상기 원재료에 따라 각 보관함 및 각 보관함에 인입되는 플레이트(120)를 자동으로 라벨링할 수 있다.In step S104, the
S106 단계에서, 3D 프린터(100)의 출력장치(110)는 원재료로부터 3D 출력물을 생산한다. 출력장치(110)는 예를 들어, 원재료를 용융시키고, 압출 노즐을 통해 3D 출력물을 생산할 수 있다.In step S106, the
S108 단계에서, 3D 프린터(100)의 플레이트 이송장치(120)는 플레이트(120)에 안착된 3D 출력물의 생산이 완료되는 경우 플레이트(120)를 기 정해진 이송경로에 따라 이송시킨다.In step S108, the
S110 단계 및 S112 단계에서, 3D 프린터(100)의 검사장비(137)는 플레이트(120)의 이송 과정에서 3D 출력물의 불량 여부를 판별한다. 검사장비(137)는 예를 들어, 딥러닝 모델을 이용하여 3D 출력물의 불량 여부를 판별하는 비전 검사기로서, 3D 출력물의 형상을 기 저장된 정상 이미지와 비교하여 3D 출력물의 불량 여부를 판별할 수 있다.In steps S110 and S112, the
S114 단계에서, 3D 프린터(100)의 제거장비(138)는 S112 단계에서 3D 출력물의 불량이 발생된 것으로 판별되는 경우 3D 출력물을 폐기한다. 구체적으로, 제거장비(138)는 스크래퍼(138a) 및 스크래퍼 제어기(138c)를 통해 불량이 발생된 것으로 판별된 3D 출력물을 플레이트(120)로부터 제거한 후 불량품 처리함(138b)에 인입시켜 보관할 수 있다. 이후, 플레이트 이송장치(130)는 메인 제어부(140)의 제어에 따라 3D 출력물이 제거된 플레이트(120)를 다시 출력장치(110)의 하측으로 이송시킬 수 있으며, S106 단계 내지 S112 단계가 반복 수행된다. In step S114, the
S116 단계에서, 3D 프린터(100)의 플레이트 이송장치(130)는 S112 단계에서 3D 출력물의 불량이 발생되지 않은 것으로 판별되는 경우 플레이트(120)를 플레이트 보관장치(200) 내 보관함으로 이송한다. 플레이트 보관장치(200)는 복수 개의 보관함으로 이루어지며, 3D 출력물이 생산될 때마다 상기 3D 출력물이 안착된 플레이트(120)가 상기 복수 개의 보관함 중 하나에 순차적으로 인입될 수 있다. 이후, 각 보관함에 각 플레이트(120)가 모두 인입되는 경우 플레이트 보관장치(200)의 도어(250)가 닫힐 수 있다. In step S116, the
S118 단계에서, 3D 프린터(100)의 열전 소자(220) 및 자외선 조사램프(230)는 3D 출력물의 원재료에 따라 각 보관함별로 서로 다르게 개별 제어된다. 즉, 상기 원재료에 따라 열전 소자(220)에 의한 각 보관함의 보관온도가 서로 다르게 개별 제어되고, 상기 원재료에 따라 자외선 조사램프(230)에 의한 자외선 조사시간이 서로 다르게 개별 제어될 수 있다. In step S118, the
도 16은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술되지 않은 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.16 is a block diagram illustrating and illustrating a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments. In the illustrated embodiment, each component may have different functions and capabilities in addition to those described below, and may include additional components in addition to those not described below.
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 3D 프린터(100), 또는 3D 프린터(100)의 메인 제어부(140)에 포함되는 하나 이상의 컴포넌트일 수 있다.The illustrated
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.Computer-
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail above through representative embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications to the above-described embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. You will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims described later but also by equivalents to the claims.
1 : 3D 출력물
100 : 3D 프린터
110 : 출력장치
110a : 제1 이송부
110b : 제2 이송부
110c : 제3 이송부
112 : 높이센서
120 : 플레이트
130 : 플레이트 이송장치
131 : 바디 프레임
132 : 지지부
133 : 제1 이송부
134 : 제2 이송부
135 : 제3 이송부
136 : 안착 플레이트
137 : 검사장비
138 : 제거장비
138a : 스크래퍼
138b : 불량품 처리함
138c : 스크래퍼 제어기
140 : 메인 제어부
200 : 플레이트 보관장치
210 : 안착부
220 : 열전 소자
230 : 자외선 조사램프
240 : 팬
250 : 도어1: 3D printout
100: 3D printer
110: output device
110a: first transfer unit
110b: second transfer unit
110c: Third transfer unit
112: Height sensor
120: plate
130: Plate transfer device
131: body frame
132: support part
133: first transfer unit
134: second transfer unit
135: Third transfer unit
136: Seating plate
137: Inspection equipment
138: Removal equipment
138a: scraper
138b: Disposal of defective products
138c: scraper controller
140: main control unit
200: Plate storage device
210: Seating part
220: thermoelectric element
230: Ultraviolet irradiation lamp
240: fan
250: door
Claims (9)
상기 출력장치의 하측에 마련되어 상기 3D 출력물이 안착되는 플레이트;
상기 플레이트에 안착된 상기 3D 출력물의 생산이 완료되는 경우 상기 플레이트를 기 정해진 이송경로에 따라 이송시키는 플레이트 이송장치; 및
복수 개의 보관함으로 이루어지며, 상기 복수 개의 보관함 중 하나에 상기 3D 출력물 및 상기 플레이트가 함께 인입되는 플레이트 보관장치를 포함하며,
상기 3D 출력물은, 상기 원재료가 달라질 때마다 서로 다른 플레이트에 안착되어 상기 플레이트 이송장치에 의해 서로 다른 각 보관함에 순차적으로 인입되며,
상기 각 보관함은, 상기 원재료에 따라 서로 다른 보관환경으로 개별 제어되며,
상기 플레이트 이송장치는,
바디 프레임;
상기 바디 프레임의 상부에 마련되어 상기 플레이트의 하면을 지지하는 지지부;
상기 지지부의 후단에 마련되어 소정 크기의 판 형상으로 이루어지는 안착 플레이트;
상기 안착 플레이트에 설치되어 상기 3D 출력물의 이송 과정에서 상기 지지부에 안착된 상기 플레이트 상의 3D 출력물을 촬영함으로써 상기 3D 출력물의 불량 여부를 실시간으로 판별하는 검사장비; 및
상기 안착 플레이트에 설치되며, 상기 검사장비에 의해 상기 3D 출력물이 불량인 것으로 판단되는 경우 상기 3D 출력물을 상기 플레이트로부터 제거하는 제거장비를 포함하고,
상기 제거장비는,
상기 플레이트 상에서 전진 또는 후진하면서 상기 플레이트 상의 상기 3D 출력물을 스크래핑(scraping)하는 스크래퍼(scraper);
소정 크기의 공간을 구비하도록 상기 안착 플레이트에 마련되어 상기 스크래퍼에 의해 제거되는 상기 3D 출력물을 보관하는 불량품 처리함; 및
상기 불량품 처리함에 결합되어 상기 스크래퍼의 전진 또는 후진을 제어하는 스크래퍼 제어기를 포함하며,
상기 스크래퍼는,
상기 플레이트와 수직하게 배치되면서 일단이 상기 플레이트의 상면에 접촉되도록 마련되는 제1 부재;
상기 제1 부재의 타단과 수직하게 배치되도록 형성되는 제2 부재; 및
상기 제2 부재와 연결되면서 상기 플레이트와 수직하게 배치되되 일단이 상기 플레이트의 상면과 소정 간격 이격되도록 형성되는 제3 부재를 포함하고,
상기 불량품 처리함은, 전면과 상면이 개방된 직육면체 형상으로 이루어지고,
상기 스크래퍼는, 전진 또는 후진 동작을 수행하면서 상기 불량품 처리함의 전면과 상면을 개폐시키며,
상기 검사장비에 의해 상기 3D 출력물이 상기 플레이트로부터 완전히 제거된 것으로 판단되는 경우, 상기 플레이트 이송장치에 의해 상기 플레이트가 상기 출력장치의 하측으로 이동하고, 상기 3D 출력물이 재생산되어 상기 플레이트에 안착되는 경우 재생산된 상기 3D 출력물 및 상기 플레이트가 상기 플레이트 이송장치에 의해 상기 복수 개의 보관함 중 하나에 인입되는, 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터.
An output device that produces 3D output from raw materials;
A plate provided below the output device on which the 3D output is placed;
a plate transfer device that transfers the plate along a predetermined transfer path when production of the 3D printed object mounted on the plate is completed; and
It consists of a plurality of storage boxes, and includes a plate storage device in which the 3D output and the plate are inserted together into one of the plurality of storage boxes,
The 3D output is placed on a different plate each time the raw material is changed and sequentially introduced into each different storage box by the plate transfer device,
Each storage box is individually controlled to have a different storage environment depending on the raw materials,
The plate transfer device,
body frame;
a support portion provided on an upper portion of the body frame to support a lower surface of the plate;
a seating plate provided at the rear end of the support portion and having a plate shape of a predetermined size;
Inspection equipment installed on the seating plate to determine in real time whether the 3D print is defective by photographing the 3D print on the plate seated on the support portion during the transfer process of the 3D print; and
It is installed on the seating plate and includes a removal device that removes the 3D output from the plate when the 3D output is determined to be defective by the inspection equipment,
The removal equipment is,
A scraper that scrapes the 3D output on the plate while moving forward or backward on the plate;
A defect processing box provided on the seating plate to have a space of a predetermined size to store the 3D output to be removed by the scraper; and
It includes a scraper controller that is coupled to the defective product processing box and controls forward or backward movement of the scraper,
The scraper is,
a first member disposed perpendicular to the plate and having one end in contact with the upper surface of the plate;
a second member disposed perpendicular to the other end of the first member; and
It includes a third member connected to the second member and disposed perpendicular to the plate, with one end spaced apart from the upper surface of the plate by a predetermined distance,
The defective product disposal box has a rectangular parallelepiped shape with the front and top surfaces open,
The scraper opens and closes the front and top surfaces of the defective product disposal bin while performing a forward or backward motion,
When the inspection equipment determines that the 3D output has been completely removed from the plate, the plate is moved to the lower side of the output device by the plate transfer device, and the 3D output is reproduced and placed on the plate. A 3D printer comprising an individually controllable storage box in which the reproduced 3D output and the plate are introduced into one of the plurality of storage boxes by the plate transfer device.
상기 각 보관함은,
상기 플레이트가 안착되는 안착부;
상기 안착부의 하부에 부착되어 상기 플레이트를 냉각시키거나 가열시키는 열전 소자; 및
상기 각 보관함의 적어도 일측에서 상기 3D 출력물을 향해 자외선을 조사하는 자외선 조사램프를 포함하며,
상기 원재료에 따라 상기 열전 소자에 의한 상기 각 보관함의 보관온도가 서로 다르게 개별 제어되고, 상기 원재료에 따라 상기 자외선 조사램프에 의한 자외선 조사시간이 서로 다르게 개별 제어되는, 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터.
In claim 1,
Each of the above storage boxes is,
A seating portion on which the plate is seated;
a thermoelectric element attached to the lower portion of the seating portion to cool or heat the plate; and
It includes an ultraviolet irradiation lamp that irradiates ultraviolet rays toward the 3D output from at least one side of each storage box,
The storage temperature of each storage box by the thermoelectric element is individually controlled differently depending on the raw materials, and the ultraviolet irradiation time by the ultraviolet irradiation lamp is individually controlled differently depending on the raw materials, including individually controllable storage boxes. 3D printer.
상기 플레이트 보관장치의 양측면에는, 상기 플레이트 보관장치의 내부공기를 순환 및 청정시키기 위한 팬(fan)이 마련되는, 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터.
In claim 1,
A 3D printer including an individually controllable storage box, where fans are provided on both sides of the plate storage device to circulate and purify the internal air of the plate storage device.
상기 각 보관함 및 상기 각 보관함에 인입되는 플레이트는, 상기 원재료에 따라 자동으로 라벨링(labeling)되며,
상기 라벨링에 따라 상기 각 보관함에 각 플레이트가 순차적으로 인입되는, 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터.
In claim 1,
Each of the storage bins and the plates entering each storage bin are automatically labeled according to the raw materials,
A 3D printer including individually controllable storage boxes in which each plate is sequentially introduced into each storage box according to the labeling.
상기 라벨링에 따라 상기 각 보관함에 각 플레이트가 모두 인입되는 경우 상기 플레이트 보관장치의 도어가 자동으로 닫히도록 구성되는, 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터.
In claim 4,
A 3D printer comprising an individually controllable storage box configured to automatically close the door of the plate storage device when all plates are entered into each storage box according to the labeling.
상기 플레이트 이송장치는,
상기 지지부를 X축 방향으로 이송시키기 위한 제1 이송부;
상기 제1 이송부와 수직한 방향으로 마련되어 상기 바디 프레임을 Y축 방향으로 이송시키기 위한 제2 이송부; 및
상기 제1 이송부 및 상기 제2 이송부와 수직한 방향으로 마련되어 상기 바디 프레임을 Z축 방향으로 이송시키기 위한 제3 이송부를 더 포함하는, 개별 제어가 가능한 보관함을 포함하는 3D 프린터.In claim 1,
The plate transfer device,
a first transfer unit for transferring the support unit in the X-axis direction;
a second transfer unit provided in a direction perpendicular to the first transfer unit to transfer the body frame in the Y-axis direction; and
A 3D printer comprising an individually controllable storage box, further comprising a third transfer unit provided in a direction perpendicular to the first transfer unit and the second transfer unit to transfer the body frame in the Z-axis direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020230125305A KR102625965B1 (en) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 3d printer including individual controllable storage |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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KR102625965B1 true KR102625965B1 (en) | 2024-01-17 |
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ID=89713396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020230125305A KR102625965B1 (en) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 3d printer including individual controllable storage |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR102625965B1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2023
- 2023-09-20 KR KR1020230125305A patent/KR102625965B1/en active IP Right Grant
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