KR102626301B1 - 침전 입자를 포함하는 sla 3d 프린터 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시 예들에 따르면, 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터는, 수지를 수용하기 위한 중공을 갖는 수지 담지부; 상기 수지 담지부의 상방에 위치하고, 제 1 방향으로 왕복 운동하고, 상기 수지 담지부의 내측으로 수지를 배출하는 리코터; 상기 수지 담지부를 따라 연직 방향으로 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼; 상기 수지 담지부의 내측에서 부유하고, 중력에 의해 상기 수지 담지부의 바닥면을 향해 이동하는 복수 개의 침전 입자; 상기 수지 담지부의 내측에 마련되고, 상기 복수 개의 침전 입자를 포집하고, 상기 빌드 플랫폼을 바라보는 표면이 상기 수지 담지부의 바닥면을 향한 방향으로 오목한 형상을 갖는 포집 플레이트 바디와, 상기 포집 플레이트 바디에 관통 형성되는 포집 홀을 포함하는 포집 플레이트; 및 상기 포집 플레이트에 연결되고, 상기 포집 플레이트에 의해 포집된 상기 복수 개의 침전 입자를 상기 빌드 플랫폼의 상측 영역으로 가이드하는 입자 가이드를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터에 관한 것이다.
SLA 방식은 출력 소재로써 광경화성 수지(photopolymer)를 사용한다. 광경화성 수지는 평소에 물과 같은 액체 상태지만, 레이저 등 특수한 빛에 닿으면 경화되는 성질을 가진 플라스틱의 일종이다. 즉, SLA 방식은 광경화성 수지를 경화시켜 가면서 형상을 조형하는 방식이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
본 발명의 목적은 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터를 제공하는 것이다.
구체적으로, SLA 3D 프린터로 제조하는 제조물의 강성을 높이기 위해, 실리카와 같은 침전 입자를 광경화성 수지에 섞어서 제조하는 방안을 고려할 수 있다. 이 때, 침전 입자는 중력에 의해 시간에 따라 가라앉게 되며, 시간이 지날수록 침전 입자가 빌드 플랫폼 아래로 대부분 이동하게 되어, 시간이 지날수록 출력물의 물성이 변화할 수 있다. SLA 방식의 3D 프린터의 경우, 수지 표면의 소재를 경화하는 방식을 채용하므로, 침전에 따른 물성 변화에 취약하다.
침전 입자를 다시 상부 표면으로 끌어올릴 필요가 있다. SLA 방식의 3D 프린터의 경우, 출력 도중에 침전 입자를 끌어올리기 위한 시간을 할애하기에는 제한 사항이 있다. 먼저, 시간이 지날수록 아래 레이어가 수축하므로 박리현상 및 출력품질 저하가 발생할 수 있다. 다음으로, 침전 입자가 유동하는 동안 출력물이 흔들려 박리현상 및 출력품질 저하가 발생할 수 있다. 마지막으로, 출력 시간이 증가하여, 출력품질이 저하될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터는, 수지를 수용하기 위한 중공을 갖는 수지 담지부; 상기 수지 담지부의 상방에 위치하고, 제 1 방향으로 왕복 운동하고, 상기 수지 담지부의 내측으로 수지를 배출하는 리코터; 상기 수지 담지부를 따라 연직 방향으로 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼; 상기 수지 담지부의 내측에서 부유하고, 중력에 의해 상기 수지 담지부의 바닥면을 향해 이동하는 복수 개의 침전 입자; 상기 수지 담지부의 내측에 마련되고, 상기 복수 개의 침전 입자를 포집하고, 상기 빌드 플랫폼을 바라보는 표면이 상기 수지 담지부의 바닥면을 향한 방향으로 오목한 형상을 갖는 포집 플레이트 바디와, 상기 포집 플레이트 바디에 관통 형성되는 포집 홀을 포함하는 포집 플레이트; 및 상기 포집 플레이트에 연결되고, 상기 포집 플레이트에 의해 포집된 상기 복수 개의 침전 입자를 상기 빌드 플랫폼의 상측 영역으로 가이드하는 입자 가이드를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 입자 가이드는, 제 1 단이 상기 포집 플레이트에 연결되고 제 2 단이 상기 빌드 플랫폼의 상측 영역으로 개구되는 가이드 호스; 및 상기 가이드 호스에 연결되고, 상기 가이드 호스의 내측을 유동하는 상기 침전 입자 및 수지에 동력을 인가하는 펌프를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 가이드 호스의 상기 제 2 단으로부터 토출되는 상기 침전 입자 및 수지의 토출 방향은, 상기 제 1 방향에 교차하는 방향일 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 가이드 호스는 복수 개로 구비되고, 복수 개의 가이드 호스 중 적어도 일부의 가이드 호스는 서로 반대 방향으로 상기 침전 입자 및 수지를 토출할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 3D 프린터는, 상기 포집 플레이트를 지지하는 지지 플레이트; 및 상기 지지 플레이트를 상기 수지 담지부의 바닥면으로부터 이격시키는 이격 파트를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터는, 수지 담지부의 하부에 침전 입자를 포집할 수 있는 포집 기구를 마련하고, 펌프로 다시 수지 담지부의 최상단으로 침전 입자를 끌어올려 순환하는 구조를 구현할 수 있다.
일 실시 예에 따른 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터는, 수지 담지부 내부에 수용되어 있는 수지 전체를 교반하는 방식을 채용하지 않고, 하단부의 일부 수지 및 침전 입자를 호스를 통해 상측 영역으로 옮기는 방식을 채용함으로써, 출력물이 흔들리는 문제를 줄이거나 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따른 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터는, 출력물의 출력 도중에 침전 입자의 순환을 구현할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 리코터가 수평 방향으로 이동하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 빌드 플랫폼이 상하 방향으로 이동하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 에에 따른 SLA 3D 프린트를 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 단면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 수지 담지부 및 포집 플레이트를 도시하는 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 단면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 수지 담지부 및 포집 플레이트를 도시하는 평면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 리코터가 수평 방향으로 이동하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 빌드 플랫폼이 상하 방향으로 이동하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 에에 따른 SLA 3D 프린트를 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 단면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 수지 담지부 및 포집 플레이트를 도시하는 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 단면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 수지 담지부 및 포집 플레이트를 도시하는 평면도이다.
실시 예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시 예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시 예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성 요소와, 공동적인 기능을 포함하는 구성 요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시 예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트(1)는 광경화성 수지(이하, "수지"라고 함)에 레이저 빔을 조사사여 수지를 경화시키는 방식으로 원하는 출력물을 제작할 수 있다. SLA 3D 프린트(1)는 메인 프레임(11), 수지 담지부(12), 빌드 플랫폼(13), 광학부(14), 리코터(15), 수지 공급부(16), 빌드 플랫폼 구동부(17), 리코터 구동부(18) 및 수위 센서(19)를 포함할 수 있다.
메인 프레임(11)은 SLA 3D 프린트(1)의 부품들, 예를 들어, 수지 담지부(12), 광학부(14), 수지 공급부(16), 빌드 플랫폼 구동부(17), 리코터 구동부(18) 및 수위 센서(19)를 지지할 수 있다. 메인 프레임(11)에는 외면을 따라 자외선 차단 코팅 필름(미도시)이 구비될 수 있고, 자외선 차단 코팅 필름은 외부로부터의 자외선을 차단함으로써, 수지의 손상을 방지할 수 있다.
수지 담지부(12)는 수지를 담지할 수 있다. 수지 담지부(12)는 내부에 중공을 갖는 형상일 수 있다. 예를 들어, 수지 담지부(12)는 상방이 개구되도록 메인 프레임(11)의 내측에 구비된 기둥 형상일 수 있다. 예를 들어, 수지 담지부(12)는 사각 기둥 형상일 수 있다. 수지 담지부(12)는 메인 프레임(11)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 사용자는 수지 담지부(12)에 담지된 수지가 일정량 이하로 줄어들었을 경우, 수지 담지부(12)를 메인 프레임(11)으로부터 분리시킨 뒤 수지를 보충할 수 있다.
빌드 플랫폼(13)은 수지 담지부(12)를 따라 연직 방향으로 슬라이딩 가능하다. 빌드 플랫폼(13)은 경화되는 수지를 지지할 수 있다. 빌드 플랫폼(13)은 수지 담지부(12)에 담지된 수지 표면으로부터 일정 거리 하강된 상태에서 정지될 수 있다. 그 다음, 수지 경화 작업이 진행될 수 있다. 해당 층의 수지 경화 작업이 완료된 다음, 빌드 플랫폼(13)은 다시 일정 거리 하강하고, 빌드 플랫폼(13)이 수지 표면으로부터 일정 거리 하강된 상태임이 확인될 경우, 수지 경화 작업이 진행될 수 있다. 출력물은 이러한 단계의 반복 수행으로 제작된다.
빌드 플랫폼(13)은, 도 4에서와 같이, 격자 형상을 가질 수 있다. 빌드 플랫폼(13)이 하강함에 따라, 격자 사이로 수지가 유입될 수 있다. 빌드 플랫폼(13)의 격자의 크기는 사용자가 제작하고자 하는 출력물의 크기에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 작은 크기의 출력물을 제작하고자 할 경우, 상대적으로 작은 크기의 격자를 갖는 빌드 플랫폼(13)이 사용될 수 있고, 상대적으로 큰 크기의 출력물을 제작하고자 할 경우, 상대적으로 큰 크기의 격자를 갖는 빌드 플랫폼(13)이 사용될 수 있고.
광학부(14)는 메인 프레임(11)의 상측에 구비되어, 빌드 플랫폼(13)으로 레이저 빔을 조사할 수 있다. 광학부(14)는 광원(미도시), 복수 개의 릴레이 렌즈(미도시) 및 콜리메이터(collimator, 미도시)를 포함할 수 있다. 광학부(14)는 빌드 플랫폼(13)으로 조사되는 레이저 빔의 직경을 조절할 수 있다. 예를 들어, 출력물의 외관, 즉 출력물의 경계와 같이 미세 작업이 요구되는 부분을 제작하는 동안, 광학부(14)는 레이저 빔의 직경을 작게 조절하여 정밀 작업을 수행할 수 있다. 한편, 상대적으로 정밀도를 요구하지 않는 출력물의 내부 부분을 작업하는 동안, 광학부(14)는 레이저 빔의 직경을 크게 조절하여 신속하게 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔의 직경은 약 0.2~0.8mm 사이의 범위에서 변할 수 있다.
광학부(14)는 복수 개가 광학 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학부(14)는 메인 프레임(11)의 상측에 나란히 구비되는 제 1 광학 모듈(14a) 및 제 2 광학 모듈(14b)을 포함할 수 있다. 제 1 광학 모듈(14a) 및 제 2 광학 모듈(14b) 각각은 광원, 복수 개의 릴레이 렌즈 및 콜리메이터를 포함할 수 있다. 광학부(14)의 광학 모듈의 개수에 비례해서 출력물의 제작 속도는 빨라질 수 있다.
리코터(15)는 메인 프레임(11)을 따라 수평 방향으로 슬라이딩하면서, 빌드 플랫폼(13) 위로 수지를 배출할 수 있다. 리코터(15)는 빌드 플랫폼(13) 상에 수지가 평평하게 올려질 수 있도록 보조할 수 있다. 예를 들어, 빌드 플랫폼(13)이 수지 담지부(12)를 따라 하강할 때, 수지 담지부(12)에 저장된 수지의 표면 장력 및 점도에 의해 빌드 플랫폼(13) 상에 빈 공간이 발생할 수 있다. 리코터(15)는 상기 빈 공간에 수지를 배출시킬 수 있다.
수지 공급부(16)는 수지 담지부(12)로부터 공급받은 수지를 리코터(15)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 수지 담지부(12)의 아래쪽에는 수지 공급부(16)로 수지를 공급하기 위한 펌프(미도시)가 구비될 수 있다. 수지는 수지 담지부(12)로부터 수지 공급부(16)까지 제 1 호스(h1)를 따라 이동할 수 있다. 또한, 수지는 수지 공급부(16)로부터 리코터(15)까지 제 2 호스(h2)를 따라 이동할 수 있다.
수지 공급부(16)는 리코터(15)로 지속적으로 수지를 공급해 줄 수 있으므로, 리코터(15)는 수지 담지부(12)와 이격되어 슬라이딩 할 수 있다. 예를 들어, 리코터(15)는 수지 담지부(12)로부터 약 20~30cm 이격된 상태를 유지하며, 수평 방향으로 슬라이딩할 수 있다. 또한, 리코터(15)는 약 0.7~1.2m/s의 빠른 속도로 슬라이딩 가능하다.
빌드 플랫폼 구동부(17)는 메인 프레임(11)에 연결되고, 빌드 플랫폼(13)을 연직 방향으로 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2에서와 같이, 빌드 플랫폼 구동부(17)는 빌드 플랫폼(13)을 지지하는 지지 프레임(171)과, 지지 프레임(171)의 이동을 가이드 하는 플랫폼 가이드(172)와, 지지 프레임(171) 및/또는 플랫폼 가이드(172)에 동력을 전달하는 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 프레임(171) 및 플랫폼 가이드(172)는 볼 스크류 방식으로 구동될 수 있다. 빌드 플랫폼 구동부(17)는 빌드 플랫폼(13)을 안정적으로 지지하기 위해, 길이 방향으로 복수 개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 2는 2개의 빌드 플랫폼 구동부(17)가 구비된 SLA 3D 프린트를 개략적으로 도시한다.
리코터 구동부(18)는 메인 프레임(11)에 연결되고, 리코터(15)를 수평 방향으로 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3에서와 같이, 리코터 구동부(18)는 리코터를 지지하는 리코터 홀더(181)와, 리코터 홀더(181)의 이동을 가이드 하는 리코터 가이드(182)와, 리코터 홀더(181) 및/또는 리코터 가이드(182)에 동력을 전달하는 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 리코터 홀더(181) 및 리코터 가이드(182)는 볼 스크류 방식으로 구동될 수 있다.
리코터(15)는 메인 프레임(11)에 직접적으로 연결되지 않고, 리코터 구동부(18)에 연결되므로, 리코터(15)가 이동할 때 발생하여 수지 담지부(12) 및 광학부(14)로 전달되는 진동의 크기가 감소할 수 있다.
수위 센서(19)는 빌드 플랫폼(13) 상에 수지의 수위 상태를 감지할 수 있다. 예를 들어, 수위 센서(19)는 빌드 플랫폼(13)에 수지가 평평하게 올려져 있는지 여부, 빌드 플랫폼(13) 상에 올려진 수지의 두께 등을 감지할 수 있다. 수위 센서(19)에서 측정된 수지의 평평도에 기초하여, 빌드 플랫폼 구동부(17)는 빌드 플랫폼(13)의 구동 여부를 결정할 수 있다. 마찬가지로, 리코터 구동부(18)는 리코터(15)의 구동 여부를 결정할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 단면도이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 수지 담지부 및 포집 플레이트를 도시하는 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터(이하, 3D 프린터라고 함)는 수지 담지부(22) 내에서 부유하는 복수 개의 침전 입자(P)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 수지 담지부(22) 내에는 수지가 수용되어 있고, 복수 개의 침전 입자(P)는 수지에 녹지 않는 성질을 갖고, 수지에 부유될 수 있다. 3D 프린터는, 수지 담지부(22)의 하부에 침전 입자를 포집할 수 있는 포집 기구를 마련하고, 펌프를 통해서 다시 수지 담지부(22)의 최상단으로 침전 입자를 끌어올려 순환하는 구조를 구현할 수 있다. 3D 프린터는, 수지 담지부(22) 내부에 수용되어 있는 수지 전체를 교반하는 방식을 채용하지 않고, 하단부의 일부 수지 및 침전 입자를 호스를 통해 상측 영역으로 옮기는 방식을 채용함으로써, 출력물이 흔들리는 문제를 줄이거나 방지할 수 있다. 3D 프린터는, 출력물의 출력 도중에 침전 입자의 순환을 구현할 수 있다.
일 실시 예에서, 3D 프린터는, 수지를 수용하기 위한 중공을 갖는 수지 담지부(22)와, 수지 담지부(22) 내부에 수용되어 있는 수지와, 수지 담지부(22)를 따라 연직 방향으로 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼(23)과, 수지 담지부(22)의 내측에서 부유하고 중력에 의해 수지 담지부(22)의 바닥면(B)을 향해 이동하는 복수 개의 침전 입자(P)와, 수지 담지부(22)의 내측에 마련되고 복수 개의 침전 입자(P)를 포집하는 포집 플레이트(24)와, 수지 담지부(22)의 상방에 위치하는 리코터(25)와, 포집 플레이트(24)를 지지하는 지지 플레이트(26)와, 지지 플레이트(26)를 수지 담지부(22)의 바닥면으로부터 이격시키는 이격 파트(27)와, 포집 플레이트(24)에 연결되고 포집 플레이트(24)에 의해 포집된 복수 개의 침전 입자(P)를 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역으로 가이들하는 입자 가이드(29)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 빌드 플랫폼(23)은 수지 담지부(22)를 따라 연직 방향으로 슬라이딩 가능하다. 예를 들어, 빌드 플랫폼(23)은 z축 방향으로 슬라이딩 가능하다. 예를 들어, 3D 프린팅이 진행되는 동안, 빌드 플랫폼(23)은 점차 -z 방향으로 슬라이딩할 수 있고, 출력물의 높이는 점차 높아질 수 있다. 빌드 플랫폼(23)은, 도 4에서 사시도로 도시된 빌드 플랫폼(13, 도 4 참조)과 같이, 격자 형태를 가질 수 있다. 빌드 플랫폼(23)에 마련되어 있는 구멍을 통해 수지 및 침전 입자들을 자유롭게 유동할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수 개의 침전 입자(P)는 수지 담지부(22)의 내측에서 부유할 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 침전 입자(P)는 수지 담지부(22)의 내측에 수용되어 있는 수지 속에서 유동할 수 있다. 복수 개의 침전 입자(P)는 수지에 녹지 않을 수 있다. 복수 개의 침전 입자(P)는 3D 프린팅 출력물의 강성을 높일 수 있다. 복수 개의 침전 입자(P)는 예를 들어, 실리카일 수 있다. 복수 개의 침전 입자(P0는 중력에 의해 수지 담지부(22)의 바닥면(B)을 향해 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 포집 플레이트(24)는, 포집 플레이트 바디(241) 및 적어도 하나의 포집 홀(242)을 포함할 수 있다. 포집 플레이트 바디(241)는, 수지 담지부(22)의 내측에 마련되고, 복수 개의 침전 입자(P)를 포집하고, 빌드 플랫폼(23)을 바라보는 표면이 수지 담지부(22)의 바닥면(B)을 향한 방향으로 오목한 형상을 가질 수 있다. 포집 홀(242)은 포집 플레이트 바디(241)에 관통 형성될 수 있다. 포집 홀(242)은 중력 방향에 나란한 방향으로, 다시 말하면 z축 방향으로 포집 플레이트 바디(241)에 관통 형성될 수 있다. 포집 홀(242)은 복수 개로 마련될 수 있다. 복수 개의 포집 홀(242)은 복수 개의 열과 복수 개의 행을 이룰 수 있다. 도면 상에는, 복수 개의 포집 홀(242)이 2 X 4, 총 8개인 것으로 도시되나, 그 개수는 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다.
일 실시 예에서, 포집 플레이트 바디(241)의 상면은, 빌드 플랫폼(23)을 마주할 수 있다. 포집 플레이트 바디(241)의 상면은 -z 방향으로 오목한 형상을 가질 수 있다. 다시 말하면, 포집 플레이트 바디(241)의 상면은 함몰 형성되는 오목한 홈을 갖는 형상을 가질 수 있다. 이와 같은 형상에 따르면, 포집 플레이트 바디(241)의 상면에 도달한 복수 개의 침전 입자(P)는 중력에 의해 가장 아래쪽으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 포집 홀(242)은 포집 플레이트 바디(241)의 상면 중 빌드 플랫폼(23)으로부터 가장 멀리 이격된 위치에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 포집 홀(242)은 포집 플레이트 바디(241)의 상면 중 수지 담지부(22)의 바닥면(B)에 가장 가까운 위치에 형성될 수 있다. 이와 같은 형상에 따르면, 포집 플레이트(24)에서 가장 아래로 이동한 침전 입자(P)는 입자 가이드(29)로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 리코터(25)는 수지 담지부(22)의 상방에 위치하고, 제 1 방향으로 왕복 운동하고, 수지 담지부(22)의 내측으로 수지를 배출할 수 있다. 예를 들어, 리코터(25)는 x축 방향에 나란한 방향으로 왕복 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 지지 플레이트(26)는 포집 플레이트(24)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 포집 플레이트(24)는 곡면 형상을 가질 수 있다. 지지 플레이트(26)는 포집 플레이트(24)가 의도하지 않게 움직이는 것을 방지하기 위해, 포집 플레이트(24)를 고정할 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트(26)는 포집 플레이트(24)의 적어도 일부를 수용하기 위한 홀을 구비할 수 있다.
일 실시 예에서, 이격 파트(27)는 지지 플레이트(26)를 수지 담지부(22)의 바닥면(B)으로부터 이격시킬 수 있다. 예를 들어, 이격 파트(27)는 수지 담지부(22) 및 지지 플레이트(26)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 이격 파트(27)는 강성한 로드일 수 있다. 다른 예로, 이격 파트(27)는 내부에 공기를 포함하고 있는 튜브일 수도 있다. 예를 들어, 이격 파트(27)는 높이 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, 이격 파트(27)는 서로 상대적인 이동이 가능한 2개의 로드와, 상기 2개의 로드의 상대적인 움직임을 구현하는 모터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 입자 가이드(29)는, 포집 플레이트(24)에 연결되고, 포집 플레이트(24)에 의해 포집된 복수 개의 침전 입자(P)를 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역으로 가이드할 수 있다. 입자 가이드(29)는, 가이드 호스(291) 및 펌프(292)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 가이드 호스(291)는, 제 1 단이 포집 플레이트(24)에 연결되고 제 2 단이 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역으로 개구될 수 있다. 복수 개의 침전 입자(P)는 제 1 단을 통해 가이드 호스(291) 내부로 진입하고, 제 2 단을 통해 수지 담지부(22)의 내측이자, 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역으로 토출될 수 있다.
일 실시 예에서, 펌프(292)는, 가이드 호스(291)에 연결되고, 가이드 호스(291)의 내측을 유동하는 침전 입자(P) 및 수지에 동력을 인가할 수 있다. 펌프(292)로부터 인가되는 동력에 의해, 침전 입자(P) 및 수지는 중력에 역행하여 +z 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 복수 개의 침전 입자(P)는 입자 가이드(29)에 의해 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역으로 안내되므로, 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역은 복수 개의 침전 입자(P)의 농도가 상태로 유지될 수 있다.
일 실시 예에서, 가이드 호스(291)의 제 2 단, 다시 말하면, 가이드 호스(291) 중 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역으로 개구된 단부로부터 토출되는 침전 입자(P) 및 수지의 토출 방향은, 리코터(25)의 진행 방향에 교차할 수 있다. 예를 들어, 가이드 호스(291)로부터 토출되는 침전 입자(P) 및 수지의 토출 방향은 y축 방향이고, 리코터(25)의 진행 방향은 x축 방향일 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 리코터(25)의 진행 방향과 침전 입자(P) 및 수지의 토출 방향이 서로 교차하게 되므로, 침전 입자(P)가 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역에서 보다 효과적으로 골고루 퍼질 수 있다.
일 실시 예에서, 입자 가이드(29)는 복수 개로 마련될 수 있다. 예를 들어, 가이드 호스(291)는 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개의 가이드 호스(291) 중 일부 가이드 호스(291)는 침전 입자(P) 및 수지를 토출하는 방향이 서로 반대일 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 가이드 호스(291)로부터 침전 입자(P) 및 수지는 +y 방향으로 토출되고, 다른 하나의 가이드 호스(291)로부터 침전 입자(P) 및 수지는 -y 방향으로 토출될 수 있다.
일 실시 예에서, 수지 담지부(22)는 가이드 호스(291)를 수용하기 위한 복수 개의 홀을 구비할 수 있다. 예를 들어, 수지 담지부(22)의 하측에는 가이드 호스(291)의 일측을 수용하기 위한 홀이 구비되고, 수지 담지부(22)의 측부에는 가이드 호스(291)의 타측을 수용하기 위한 홀이 구비될 수 있다. 홀의 주변에는 수지의 누설을 방지하기 위한 시일(미도시)이 마련될 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 가이드 호스(291)는 대부분 수지 담지부(12)의 외측에 마련될 수 있으며, 수지 담지부(12)의 내측 공간을 거의 차지하지 않을 수 있다. 다른 예로, 수지 담지부(22)에는 가이드 호스(291)를 수용하기 위한 홀이 구비되지 않고, 가이드 호스(291)는 수지 담지부(22)의 내측 영역에 위치할 수도 있음을 밝혀 둔다.
도 7은 일 실시 예에 따른 SLA 3D 프린트의 단면도이고, 도 8은 일 실시 예에 따른 수지 담지부 및 포집 플레이트를 도시하는 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 3D 프린터는, 수지를 수용하기 위한 중공을 갖는 수지 담지부(22)와, 수지 담지부(22) 내부에 수용되어 있는 수지와, 수지 담지부(22)를 따라 연직 방향으로 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼(23)과, 수지 담지부(22)의 내측에서 부유하고 중력에 의해 수지 담지부(22)의 바닥면(B)을 향해 이동하는 복수 개의 침전 입자(P)와, 수지 담지부(22)의 내측에 마련되고 복수 개의 침전 입자(P)를 포집하는 포집 플레이트(34)와, 수지 담지부(22)의 상방에 위치하는 리코터(25)와, 포집 플레이트(34)를 지지하는 지지 플레이트(36)와, 지지 플레이트(36)를 수지 담지부(22)의 바닥면으로부터 이격시키는 이격 파트(37)와, 포집 플레이트(34)에 연결되고 포집 플레이트(24)에 의해 포집된 복수 개의 침전 입자(P)를 빌드 플랫폼(23)의 상측 영역으로 가이들하는 입자 가이드(29)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 포집 플레이트(34)는 복수 개로 마련될 수 있다. 예를 들어, 포집 플레이트(34)는 총 6개로 구비될 수 있다. 각각의 포집 플레이트(34)는 각각 서로 다른 가이드 호스(291)에 연결될 수 있다. 포집 플레이트(34)의 개수는 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
Claims (5)
- 수지를 수용하기 위한 중공을 갖는 수지 담지부;
상기 수지 담지부의 상방에 위치하고, 제 1 방향으로 왕복 운동하고, 상기 수지 담지부의 내측으로 수지를 배출하는 리코터;
상기 수지 담지부를 따라 연직 방향으로 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼;
상기 수지 담지부의 내측에서 부유하고, 중력에 의해 상기 수지 담지부의 바닥면을 향해 이동하는 복수 개의 침전 입자;
상기 수지 담지부의 내측에 마련되고, 상기 복수 개의 침전 입자를 포집하고, 상기 빌드 플랫폼을 바라보는 표면이 상기 수지 담지부의 바닥면을 향한 방향으로 오목한 형상을 갖는 포집 플레이트 바디와, 상기 포집 플레이트 바디에 관통 형성되는 포집 홀을 포함하는 포집 플레이트;
상기 포집 플레이트에 연결되고, 상기 포집 플레이트에 의해 포집된 상기 복수 개의 침전 입자를 상기 빌드 플랫폼의 상측 영역으로 가이드하는 입자 가이드;
상기 포집 플레이트를 지지하는 지지 플레이트; 및
상기 지지 플레이트를 상기 수지 담지부의 바닥면으로부터 이격시키는 이격 파트를 포함하고,
상기 포집 홀은 상기 포집 플레이트 바디의 상면 중 상기 수지 담지부의 바닥면에 가장 가까운 위치에 형성되고,
상기 입자 가이드는,
제 1 단이 상기 포집 플레이트에 연결되고 제 2 단이 상기 빌드 플랫폼의 상측 영역으로 개구되는 가이드 호스; 및
상기 가이드 호스에 연결되고, 상기 가이드 호스의 내측을 유동하는 상기 침전 입자 및 수지에 동력을 인가하는 펌프를 포함하고,
상기 포집 플레이트, 가이드 호스 및 펌프는 복수 개로 마련되고,
복수 개의 포집 플레이트 중 일부는 제 1 방향으로 배치되고, 다른 일부는 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 배치되고,
상기 복수 개의 포집 플레이트 각각은 서로 다른 가이드 호스에 연결되는, 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 가이드 호스의 상기 제 2 단으로부터 토출되는 상기 침전 입자 및 수지의 토출 방향은, 상기 제 1 방향에 교차하는 방향인, 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수 개의 가이드 호스 중 적어도 일부의 가이드 호스는 서로 반대 방향으로 상기 침전 입자 및 수지를 토출하는, 침전 입자를 포함하는 SLA 3D 프린터. - 삭제
- 삭제
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