KR20150108532A

KR20150108532A - 3d 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치

Info

Publication number: KR20150108532A
Application number: KR1020140031427A
Authority: KR
Inventors: 이병극
Original assignee: 이병극
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-09-30

Abstract

본 발명은 3D 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치에 관한 것으로, 하우징과; 상기 하우징의 상면에 마련되며, 상기 3D 프린터의 투명한 바닥판에 접촉하여 이미지광을 조사하는 이미지광조사부와; 조형대상 이미지데이터를 제공하는 외부기기가 연결되는 커넥터와; 상기 이미지데이터에 기초하여 상기 이미지광조사부가 상기 이미지광을 조사하도록 제어하는 광조사제어부를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 3D 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치는 별도의 광학시스템이 필요하지 않으며, 부피를 감소시키는 효과를 제공한다.

Description

3D 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치{3D PRINTER AND DEVICE TO ILLUMINATES IMAGE EXPOSED DIRECTLY}

본 발명은 3D 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치에 관한 것이다.

수지층을 적층하여 조형물을 성형하는 3D 프린터는 빛의 노출을 통해 경화되는 광경화성 액체 수지를 이용하여 원하는 조형물을 성형한다. 3D 프린터는 빛의 노출을 통해 경화되는 액체형태의 광경화 수지가 담기는 바닥이 투명한 수지조와 이 수지조의 내부에서 바닥판에 대해 승강이동가능한 조형판을 갖는다. 수지조 바닥판의 하부에는 이미지광을 조사하는 광조사장치가 설치되어 있으며, 광조사장치는 광경화성 액체 수지를 경화시키는 파장을 갖는 빛을 조사한다. 조형판은 초기 단계에서 바닥판에 대해 단위 성형층의 두께만큼 이격되어 있고, 바닥판을 통해 이미지광이 조형판을 향해 투사되면 그 틈새 내의 수지가 경화되어 단위 성형층을 형성한다. 이어서 조형판을 단위 성형층 두께만큼 상승시킨 후 후속의 이미지광을 투사하여 경화시킨다. 이러한 조형판의 상승 이동과 광조사 경화 과정이 반복됨으로써 원하는 입체적인 조형물이 성형된다.

이와 같은 종래의 3D 프린터는 종래에는 렌즈 등의 별도의 광학 시스템이 필요하였으며, 광조사부와 수지조가 이격되어 있어 3D 프린팅 장치의 전체적인 부피가 컸다.

따라서 본 발명의 목적은 별도의 광학시스템이 필요하지 않으며, 3D 프린팅장치의 부피를 감소시킬 수 있는 3D 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적은, 하우징과; 상기 하우징의 상면에 마련되며, 상기 3D 프린터의 투명한 바닥판에 접촉하여 이미지광을 조사하는 이미지광조사부와; 조형대상 이미지데이터를 제공하는 외부기기가 연결되는 커넥터와; 상기 이미지데이터에 기초하여 상기 이미지광조사부가 상기 이미지광을 조사하도록 제어하는 광조사제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터 직접노광용 이미지광 조사장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 이미지광의 파장 범위는 200 내지 430nm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 이미지광의 파장 범위는 365 내지 405nm이다.

또한, 평면데이터를 3D 형상의 상기 이미지데이터로 변환시키는 이미지변환부 및 변환된 상기 이미지데이터를 사용자가 확인할 수 있는 이미지확인부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 목적은, 광경화성 액체수지가 담기며, 투명한 바닥판을 갖는 수지조와; 상기 수지조의 상기 바닥판에 접촉하여 이미지광을 조사하는 이미지광조사부와; 조형대상 이미지데이터를 제공하는 외부기기가 연결되는 커넥터와; 상기 이미지데이터에 기초하여 상기 이미지광조사부가 상기 이미지광을 조사하도록 제어하는 광조사제어부와; 상기 바닥판과 평행한 하부면을 가지며 상기 수지조 내에 설치되어 설치되는 조형판과, 상기 조형판을 점진적으로 승강구동시키는 조형판구동부를 갖는 조형판유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치에 의해서도 달성된다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 3D 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치는 별도의 광학시스템이 필요하지 않으며, 부피를 감소시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본발명의 실시예에 따른 3D 프린팅 장치의 단면도이고,
도 2는 이미지광 조사장치의 사시도이고,
도 3은 3D 프린팅 장치의 신호가 전달되는 과정을 나타낸 도면이다.

이하 도면을 참고하여 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치 및 직접 노광 이미지광 조사장치를 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 3D 프린팅 장치는 조형물을 조형하는 광경화성 액체수지(1)가 담긴 수지조(20)가 설치되며, 수지조는 투명한 바닥판(21)을 갖는다.

수지조(20)의 바닥판(21)에는 이미지광 조사장치(10)가 바닥판(21)에 밀접하게 지지되어 있다. 이는 외부의 빛이 수지조(20) 하부로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 수지조(20) 하부에는 또한 이미지광 조사장치(10)를 지지하기 위해 장치지지부(22)가 설치되어 있다.

이미지광 조사장치의 둘레에는 새도우 박스(23)가 설치되어 있다. 새도우 박스(23)는 이미지광 조사장치(10)를 통해 조사되는 이미지광이 수지조(20)가 아닌 외부로 조사되는 것을 방지하며, 또한 외부의 빛에 의해 이미지광 조사장치(10)의 이미지광에 영향이 미치는 것을 방지한다.

수지조(20) 내에는 수지조(20)의 바닥판(21)과 평행한 하부면을 갖는 조형판(30)이 설치되어 있으며, 조형판(30)이 수직방향으로 구동되도록 조형판구동부(31)가 조형판에 설치되어 있다. 조형판(30)은 액체수지(1)가 단위성형층으로 경화될 때 조형물(2)을 지지하는 역할을 한다. 이미지광을 조사할 때마다 조형판구동부(31)를 이용하여 조형판(30)을 구동시켜 단위성형층을 적층시킨다.

조형판구동부(31)는 이미지광 조사장치(10)를 제어하는 광조사제어부(12)와 서로 연동되도록 메인제어부(40)를 통해 제어된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 이미지광 조사장치(10)는 수지조(20)의 하부에 설치되도록 하우징(11)을 포함하며, 하우징(10)의 상면에는 이미지광조사부(12)가 마련되어 있다.

이미지광조사부(12)는 일반 디스플레이 액정으로 조형물(2) 형상의 이미지광을 수지조(20)를 향해 조사하는 역할을 한다. 여기서 이미지광조사부(12)는 UV, IR, 가시광, LED 등과 같은 모든 광원이 사용될 수 있다. 이때 이미지광의 파장 범위는 200 내지 430nm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 파장의 범위는 자외선 영역에 해당하는 365 내지 405nm이다. 만약 가시광선 영역의 파장을 사용하여 빛을 조사할 경우 외부 가시광선을 완전히 차단하는 것이 바람직하다.

이미지광조사부(12)가 이미지광을 조사하기 위해 이미지광조사부(12)와 연결된 광조사제어부(14)는 커넥터(13)를 통해 휴대폰이나 타블렛 PC 등과 같은 입출력 장치인 외부기기(3)로부터 조형대상 이미지데이터를 받는다.

커넥터(13)를 통해 광조사제어부(14)로 수령된 조형대상 이미지데이터는 3D 데이터 혹은 평면 데이터이다. 일반 3D 데이터일 경우 광광조사제어부(14)를 조작하는 조작부(15)의 조작버튼(15a)을 사용자가 조작하여 광조사제어부(14)와 연결된 이미지변환부(16)로 전송한다. 이미지변환부(16)로 전송된 일반 3D 데이터는 이미지광 조사장치(10)에 맞는 출력가능한 3D 데이터로 변환시킨다. 또한 평면 데이터일 경우 역시 이미지변환부(16)로 전송되어 평면 데이터를 모아 출력가능한 3D 형상으로 변환시킨다.

이미지변환부(16)를 통해 이미지광 조사장치(10)에 맞는 3D 이미지데이터는 광조사제어부(14)와 연결된 임시저장부(17)에 저장되며, 사용자가 조형물(2)을 제작하기 전에 확인할 수 있도록 임시저장부(17)에 저장된 3D 데이터를 이미지확인부(18)를 통해 모니터링할 수 있다.

이미지확인부(18)를 통해 사용자가 이미지데이터를 확인한 후에 3D 형상의 이미지데이터에 기초하여 이미지광조사부(12)가 이미지광을 조사하도록 사용자는 조작부(15)를 통해 광조사제어부(14)를 조작하여 이미지광조사부(12)를 제어한다.

이미지광조사부(12)와 조형판(30)이 연동되도록 광조사제어부(12)와 조형판구동부(31)는 메인제어부(40)를 통해 서로 연결되어 있으며, 메인제어부(40)의 신호를 광조사제어부(14)가 받도록 이미지광 조사장치(10)는 메인제어부(40)와 연결가능한 연결단자(19)를 포함한다. 연결단자(17)는 이미지확인부(18)와 결합할 수도 있다.

이미지광조사부(12)는 종래의 3D 프린팅 장치의 광조사부와는 달리 대면적을 가진 평면 디스플레이 장치이다. 이를 이용하여 이미지광을 조사할 경우 별도의 렌즈 등의 광학 시스템이 필요하지 않으며, 수지조(20)의 바닥판(21)에 밀착 접촉해 있기 때문에 3D 프린팅 장치의 부피를 줄일 수 있다.

1: 액체수지 2: 조형물
3: 외부기기 10: 이미지광 조사장치
11: 하우징 12: 이미지광조사부
13: 커넥터 14: 광조사제어부
15: 조작부 15a: 조작버튼
16: 이미지변환부 17: 임시저장부
18: 이미지확인부 19: 연결단자
20: 수지조 21: 바닥판
22: 장치지지부 23: 새도우 박스
30: 조형판 31: 조형판구동부
40: 메인제어부

Claims

직접노광용 이미지광 조사장치에 있어서,
하우징과;
상기 하우징의 상면에 마련되며, 상기 3D 프린터의 투명한 바닥판에 접촉하여 이미지광을 조사하는 이미지광조사부와;
조형대상 이미지데이터를 제공하는 외부기기가 연결되는 커넥터와;
상기 이미지데이터에 기초하여 상기 이미지광조사부가 상기 이미지광을 조사하도록 제어하는 광조사제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직접노광용 이미지광 조사장치.
제 1항에 있어서,
상기 이미지광의 파장 범위는 200 내지 430nm인 것을 특징으로 하는 직접노광용 이미지광 조사장치.
제 2항에 있어서,
상기 이미지광의 파장 범위는 365 내지 405nm인 것을 특징으로 하는 직접노광용 이미지광 조사장치.
제 1항에 있어서,
평면데이터를 3D 형상의 상기 이미지데이터로 변환시키는 이미지변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직접노광용 이미지광 조사장치.
제 4항에 있어서,
변환된 상기 이미지데이터를 사용자가 확인할 수 있는 이미지확인부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직접노광용 이미지광 조사장치.
3D 프린팅 장치에 있어서,
광경화성 액체수지가 담기며, 투명한 바닥판을 갖는 수지조와;
상기 수지조의 상기 바닥판에 접촉하여 이미지광을 조사하는 이미지광조사부와;
조형대상 이미지데이터를 제공하는 외부기기가 연결되는 커넥터와;
상기 이미지데이터에 기초하여 상기 이미지광조사부가 상기 이미지광을 조사하도록 제어하는 광조사제어부와;
상기 바닥판과 평행한 하부면을 가지며 상기 수지조 내에 설치되어 설치되는 조형판과, 상기 조형판을 점진적으로 승강구동시키는 조형판구동부를 갖는 조형판유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.