KR20160003948U - Effector and three dimensional printer - Google Patents

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KR20160003948U
KR20160003948U KR2020150002969U KR20150002969U KR20160003948U KR 20160003948 U KR20160003948 U KR 20160003948U KR 2020150002969 U KR2020150002969 U KR 2020150002969U KR 20150002969 U KR20150002969 U KR 20150002969U KR 20160003948 U KR20160003948 U KR 20160003948U
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KR
South Korea
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effector
nozzle
heat block
heat
plate
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Application number
KR2020150002969U
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Korean (ko)
Inventor
김진범
고산
Original Assignee
(주)에이팀벤처스
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    • B29C67/0085
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Abstract

간단하고 정확하게 오토캘리브레이션 동작을 수행할 수 있는 이펙터와 이를 포함하는 3차원 프린터가 제공된다. 상기 이펙터는 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트의 하부에 배치된 제2 플레이트; 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되고, 필라멘트를 전달하는 콜드 챔버; 및 상기 제2 플레이트의 하부에 배치되고, 상기 콜드 챔버와 연결된 멜팅 챔버를 내부에 포함하여, 상기 필라멘트를 용융 및 토출하는 노즐부를 포함하되, 상기 노즐부는 히트 블록과, 상기 히트 블록에 설치되고 상기 필라멘트를 용융하기 위한 발열부와, 상기 히트 블록에 설치되고, 상기 용융된 필라멘트가 토출되는 노즐과, 상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한 신호가 인가되는 전선을 포함한다.An effector capable of performing a simple and accurate auto-calibration operation and a three-dimensional printer including the same are provided. The effector comprising: a first plate; A second plate disposed below the first plate; A cold chamber disposed between the first plate and the second plate, the cold chamber transmitting a filament; And a nozzle unit disposed at a lower portion of the second plate and including a melting chamber connected to the cold chamber for melting and discharging the filament, wherein the nozzle unit includes a heat block, A nozzle for discharging the melted filament, and at least one of the heat block, the heating portion, and the nozzle, the heating block being electrically connected to the heat block, And a wire to which a signal is applied.

Description

이펙터 및 이를 포함하는 3차원 프린터{Effector and three dimensional printer}Effector and three-dimensional printer including the same [0002] Effector and three dimensional printer [

본 고안은 이펙터 및 이를 포함하는 3차원 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to an effector and a three-dimensional printer including the same.

3차원 프린팅 또는 가산형 프로세스(additive process)는 3차원 데이터(예를 들어, CAD(computer-aided design) 모델)로부터, 3차원 아이템(3D object)를 형성한다. 3차원 프린팅은 물질층을 연속적으로 적층하면서 아이템을 형성한다는 점에서, 커팅 또는 드릴링과 같은 감산형 프로세스(subtractive process)와 다르다.A three-dimensional printing or additive process forms a three-dimensional item (3D object) from three-dimensional data (e.g., a computer-aided design (CAD) model). 3D printing differs from a subtractive process such as cutting or drilling in that it forms items while continuously stacking the material layers.

3차원 프린팅은 FDM(Fused deposition modeling), EBF3(Electron Beam Freeform Fabrication), DMLS(Direct metal laser sintering), SLS(Selective laser sintering), LOM(Laminated object manufacturing), SLA(Stereolithography) 등 여러가지 방식이 있다. 이러한 3차원 프린팅은 프로토타이핑(prototyping), 건축, 산업 디자인, 자동차, 항공, 엔지니어링, 교육, 보석, 패션 등 상당히 많은 분야에서 사용될 수 있다. Three-dimensional printing can be performed by various methods such as FDM (Fused Deposition Modeling), EBF 3 (Direct Metal Laser Sintering), DMLS (Selective Laser Sintering), LOM (Laminated Object Manufacturing), SLA have. Such 3D printing can be used in a great many fields such as prototyping, architecture, industrial design, automobile, aviation, engineering, education, jewelry, and fashion.

미국공개특허 US2012/0219698 (2012년 8월 30일 공개)U.S. Published Patent Application No. US2012 / 0219698 (published on August 30, 2012)

본 고안이 해결하려는 과제는, 간단하고 정확하게 오토 캘리브레이션(auto calibration) 동작을 수행할 수 있는 이펙터를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide an effector capable of performing an auto calibration operation simply and accurately.

본 고안이 해결하려는 과제는, 간단하고 정확하게 오토 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있는 3차원 프린터를 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide a three-dimensional printer capable of performing an auto-calibration operation simply and accurately.

본 고안이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned tasks, and other tasks not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 이펙터의 일 면(aspect)은 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트의 하부에 배치된 제2 플레이트; 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되고, 필라멘트를 전달하는 콜드 챔버; 및 상기 제2 플레이트의 하부에 배치되고, 상기 콜드 챔버와 연결된 멜팅 챔버를 내부에 포함하여, 상기 필라멘트를 용융 및 토출하는 노즐부를 포함하되, 상기 노즐부는 히트 블록과, 상기 히트 블록에 설치되고 상기 필라멘트를 용융하기 위한 발열부와, 상기 히트 블록에 설치되고, 상기 용융된 필라멘트가 토출되는 노즐과, 상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한 신호가 인가되는 전선을 포함한다.An aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is an effect plate comprising: a first plate; A second plate disposed below the first plate; A cold chamber disposed between the first plate and the second plate, the cold chamber transmitting a filament; And a nozzle unit disposed at a lower portion of the second plate and including a melting chamber connected to the cold chamber for melting and discharging the filament, wherein the nozzle unit includes a heat block, A nozzle for discharging the melted filament, and at least one of the heat block, the heating portion, and the nozzle, the heating block being electrically connected to the heat block, And a wire to which a signal is applied.

또는, 상기 노즐부는 상기 히트 블록에 설치되어, 상기 히트 블록의 온도를 측정하는 열센서를 더 포함하고, 상기 전선은 상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 및 상기 열센서 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한 신호가 인가될 수 있다.Alternatively, the nozzle unit may further include a heat sensor installed in the heat block and measuring a temperature of the heat block, wherein the electric wire is electrically connected to at least one of the heat block, the heat generating unit, the nozzle, And a signal for an auto-calibration operation can be applied.

여기서, 상기 신호는 정전압일 수 있다. Here, the signal may be a constant voltage.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 이펙터의 다른 면(aspect)은 히트 블록; 상기 히트 블록에 설치되고, 3차원 프린팅을 위한 필라멘트를 용융하기 위한 발열부; 상기 히트 블록에 설치되고, 상기 용융된 필라멘트가 토출되는 노즐; 상기 히트 블록에 설치되어, 상기 히트 블록의 온도를 측정하는 열센서; 및 상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 및 상기 열센서 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한 신호가 인가될 수 있다.Another aspect of the present invention for solving the above problems is a heat block; A heating unit installed in the heat block for melting filaments for three-dimensional printing; A nozzle installed in the heat block and discharging the molten filament; A heat sensor installed in the heat block for measuring a temperature of the heat block; And at least one of the heat block, the heating unit, the nozzle, and the thermal sensor, and a signal for an auto-calibration operation may be applied.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 3차원 프린터의 일 면(aspect)은 제1 전압이 인가되는 지지대; 및 상기 지지대 상에 3차원 아이템을 형성하는 이펙터; 및 상기 이펙터를 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 이펙터는 히트 블록과, 상기 히트 블록에 설치되고, 3차원 프린팅을 위한 필라멘트를 용융하기 위한 발열부와, 상기 히트 블록에 설치되고, 상기 용융된 필라멘트가 토출되는 노즐과, 상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한, 상기 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가되는 전선을 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 이펙터를 상기 지지대의 다수 위치에 직접 접촉시킴으로써, 상기 지지대와 상기 이펙터 사이의 위치 관계를 결정한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional printer comprising: a support to which a first voltage is applied; And an effector for forming a three-dimensional item on the support; And a controller for controlling the effector, wherein the effector includes a heat block, a heating unit installed in the heat block, for heating the filament for three-dimensional printing, and a heating unit installed in the heat block, And a wire to which a second voltage different from the first voltage is applied for an auto-calibration operation, the wire being electrically connected to at least one of the heat block, the heating unit, and the nozzle, Determines the positional relationship between the support and the effector by directly contacting the effector to a plurality of locations on the support.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 3차원 프린터의 다른 면(aspect)은 제1 전압이 인가되는 지지대; 및 상기 지지대 상에 3차원 아이템을 형성하는 이펙터; 및 상기 이펙터를 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 이펙터는 3차원 프린팅을 위해 용융된 필라멘트를 토출하는 노즐과, 상기 노즐과 전기적으로 접속되는 도전체와, 상기 도전체에 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한, 상기 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가되는 전선을 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 이펙터를 상기 지지대의 다수 위치에 직접 접촉시킴으로써, 상기 지지대와 상기 이펙터 사이의 위치 관계를 결정한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional printer comprising: a support to which a first voltage is applied; And an effector for forming a three-dimensional item on the support; And a controller for controlling the effector, wherein the effector comprises: a nozzle for discharging the molten filament for three-dimensional printing; a conductor electrically connected to the nozzle; and a controller electrically connected to the conductor, And an electric wire to which a second voltage different from the first voltage is applied for operation, the controller directing the effector to a plurality of positions of the support to determine a positional relationship between the support and the effector.

본 고안의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.

본 고안의 이펙터 및 3차원 프린터는, 간단하고 정확하게 오토 캘리브레이션(auto calibration) 동작을 수행할 수 있다.The effect of the present invention and the three-dimensional printer can perform an auto calibration operation simply and accurately.

도 1은 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2, 도 3, 도 5 내지 도 9, 도 11은 각각 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터의 사시도, 좌측면도, 정면도, 우측면도, 배면도, 평면도, 저면도, 분해사시도이다.
도 4는 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 아이솔레이터, 인슐레이터 및 노즐이 결합된 형태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터가 로드와 결합된 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 11의 노즐부를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 오토 캘리브레이션 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 오토 캘리브레이션 동작에서, 지지대 위에서 이펙터가 접촉하는 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 도 19는 각각 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터의 사시도, 정면도이다.
1 is a conceptual diagram for explaining a three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention.
FIGS. 2, 3, 5 to 9 and 11 are a perspective view, a left side view, a front view, a right side view, a rear view, a plan view, a bottom view, and an exploded perspective view, respectively, of an effector according to some embodiments of the present invention.
4 is a diagram for explaining an effect of an effector according to some embodiments of the present invention.
10 is a cross-sectional view for explaining a form in which an isolator, an insulator, and a nozzle are combined.
12 is a view for explaining a form in which an effector according to some embodiments of the present invention is combined with a rod.
13 is a view showing the nozzle unit of Fig. 11 in more detail.
Figs. 14 and 15 are diagrams for explaining the auto-calibration operation. Fig.
Figs. 16 and 17 are views for explaining a portion where the effector comes into contact with the support frame in the auto-calibration operation. Fig.
18 and 19 are a perspective view and a front view, respectively, of a three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully inform the owner of the category of design, and the design is only defined by the scope of the claim. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. One element is referred to as being "connected to " or" coupled to "another element, either directly connected or coupled to another element, One case. On the other hand, when one element is referred to as being "directly connected to" or "directly coupled to " another element, it does not intervene another element in the middle. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. "And / or" include each and every combination of one or more of the mentioned items.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 고안의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. It is, of course, also possible that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense that is commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

도 1은 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터는, 컨트롤러(20), 지지대(140), 이펙터(effector)(10), 노즐(192), 소오스 제공부(30) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention includes a controller 20, a support 140, an effector 10, a nozzle 192, a source providing unit 30, .

지지대(140)는 3차원 아이템(191)을 형성하기 위한 공간이다. 지지대(140)는 고정될 수도 있고, 컨트롤러(20)의 제어에 따라서 이동 또는 회전할 수도 있다. 또한, 지지대(140)는 3차원 아이템(191)을 안정적으로 고정하기 위해서, 3차원 아이템(191)을 지지대(140)에 가볍게 접착시킬 수 있다. 또는, 지지대(140)에는 열을 가해질 수도 있다(즉, 히트 베드(heat bed) 역할). The support member 140 is a space for forming the three-dimensional item 191. The support base 140 may be fixed or may be moved or rotated under the control of the controller 20. [ In addition, the support table 140 may gently adhere the three-dimensional item 191 to the support 140 to stably secure the three-dimensional item 191. Alternatively, heat may be applied to the support 140 (i.e., serve as a heat bed).

소오스 제공부(30)는 노즐(192)에 소오스 물질을 제공할 수 있다. 예를 들어, 소오스 물질은 필라멘트(filament) 형상일 수 있다. 또는, 소오스 물질은 펠릿(pellet), 분말(powder), 액체 플라스틱 형상일 수도 있으며, 특정한 형태로 한정되는 것은 아니다. 소오스 물질이 필라멘트 형상일 경우, 소오스 제공부(30)는 필라멘트가 감겨진 홀더(holder) 형태일 수 있다. The source supply 30 may supply a source material to the nozzle 192. For example, the source material may be in the form of a filament. Alternatively, the source material may be in the form of a pellet, a powder, or a liquid plastic, and is not limited to a specific form. When the source material has a filament shape, the source providing portion 30 may be in the form of a holder in which filaments are wound.

소오스(즉, 필라멘트)는 튜브(31)를 통해서 이펙터(10)에 전달된다.The source (i.e., the filament) is transferred to the effector 10 through the tube 31.

이펙터(10)는 전달된 필라멘트를 용융하여, 노즐(192)을 통해서 용융된 필라멘트를 지지대(140) 상에 토출한다. The effector 10 melts the transferred filament and discharges the melted filament through the nozzle 192 onto the support base 140.

컨트롤러(20)는 지지대(140), 소오스 제공부(30), 이펙터(10) 등을 제어할 수 있다.The controller 20 can control the support 140, the source providing unit 30, the effector 10, and the like.

또한, 컨트롤러(20)는 프린트할 3차원 아이템(191)과 관련된 소오스 데이터, 즉, 3차원 데이터를 처리할 수 있다. 3차원 데이터를 다수의 2차원 데이터(즉, 레이어(layer)를 만들기 위한 데이터)로 슬라이싱할 수 있다. 여기서, 3차원 데이터는 (x, y, z) 좌표값을 포함하고, 2차원 데이터는 z값이 없는 (x, y) 좌표값을 의미한다. 여기서, z값이 일정한 값으로 고정되기 때문에, 2차원 데이터는 z값을 포함하지 않는다. Further, the controller 20 can process the source data related to the three-dimensional item 191 to be printed, that is, three-dimensional data. The three-dimensional data can be sliced into a plurality of two-dimensional data (i.e., data for creating a layer). Here, the three-dimensional data includes (x, y, z) coordinate values, and the two-dimensional data refers to (x, y) coordinate values having no z value. Here, since the z value is fixed to a constant value, the two-dimensional data does not include the z value.

소오스 데이터는 사용자가 3차원 프린터에 직접 입력한 것일 수 있고, 네트워크를 통해서 연결된 서버(server), 단말기(terminal)(예를 들어, 개인용 컴퓨터, 노트북, 다른 3차원 프린터 등)에 저장된 데이터일 수도 있다. The source data may be directly input by the user to the three-dimensional printer, or may be data stored in a server, a terminal (for example, a personal computer, a notebook, another three-dimensional printer, etc.) have.

이펙터(10)(즉, 노즐(192))가 동작하는 방식은 특정한 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이펙터(10)가 포인트 A에서 포인트 B로 움직이고자 할 때, 리니어 구동 방식(linear operating method)에 따라서 이펙터(10)가 x축을 따라서 직선으로 움직이거나, y축을 따라서 직선으로 움직일 수 있다. The manner in which the effector 10 (i.e., the nozzle 192) operates is not limited to a specific method. For example, when the effector 10 wishes to move from point A to point B, the effector 10 may move linearly along the x axis or linearly along the y axis according to a linear operating method have.

또는, 이펙터(10)는 델타 구동 방식(delta operating method)에 따라서 구동할 수 있다. 델타 구동 방식은 예를 들어, 이펙터(10)가 3개(또는 3쌍)의 축에 3개(또는 3쌍)의 로드(rod)(또는, 델타암(delta arm))을 통해서 각각 연결된다. 이펙터(10)는 3개(또는 3쌍)의 로드의 움직임에 따라서 x축, y축, 대각선 방향 등으로 자유롭게 움직일 수 있다. Alternatively, the effector 10 may be driven according to a delta operating method. The delta driving scheme is, for example, such that the effector 10 is connected via three (or three) pairs of rods (or delta arms) to three (or three) pairs of axes, respectively . The effector 10 can freely move in the x-axis, the y-axis, the diagonal direction, etc. according to the movement of three (or three) pairs of rods.

또한, 포인트 A와 포인트 B 사이의 거리가 x축 방향으로 d라고 가정할 때, 리니어 구동 방식에서 이펙터(10)가 x축 방향으로 3t시간 동안 d만큼 움직인다. 하지만, 델타 구동 방식에서 이펙터(10)는 예를 들어, t시간 동안 d만큼 움직일 수 있다. 3개의 로드가 조금만 움직여도, 이펙터(10)는 많이 움직일 수 있기 때문이다. Assuming that the distance between point A and point B is d in the x-axis direction, the effector 10 moves in the x-axis direction by d for 3 hours in the linear drive system. However, in the delta driving mode, the effector 10 can move by d for, for example, t hours. This is because the effector 10 can move a lot even if three loads move a little.

이하에서, 도 2 내지 도 11을 이용하여 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터를 설명하도록 한다. 도 2, 도 3, 도 5 내지 도 9, 도 11은 각각 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터의 사시도, 좌측면도, 정면도, 우측면도, 배면도, 평면도, 저면도, 분해사시도이다. 도 4는 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 아이솔레이터, 인슐레이터 및 노즐이 결합된 형태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 12는 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터가 로드와 결합된 형태를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, an effector according to some embodiments of the present invention will be described with reference to Figs. 2 to 11. Fig. FIGS. 2, 3, 5 to 9 and 11 are a perspective view, a left side view, a front view, a right side view, a rear view, a plan view, a bottom view, and an exploded perspective view, respectively, of an effector according to some embodiments of the present invention. 4 is a diagram for explaining an effect of an effector according to some embodiments of the present invention. 10 is a cross-sectional view for explaining a form in which an isolator, an insulator, and a nozzle are combined. 12 is a view for explaining a form in which an effector according to some embodiments of the present invention is combined with a rod.

우선, 도 2, 도 3, 도 5 내지 도 9, 도 11을 참조하면, 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터(10)는 제1 플레이트(plate)(110), 제2 플레이트(120), 히트 싱크(130), 히트 블록 커버(heat block cover)(198), 팬(fan)(140), 아이솔레이터(isolator)(150) 인슐레이터(insulator)(160), 스프링(170), 히트 블록(heat block)(190), 발열원(194), 열센서(196), 자석(105) 등을 포함한다. Referring to FIGS. 2, 3, 5, 9, and 11, an effector 10 according to some embodiments of the present invention includes a first plate 110, a second plate 120, A heat sink 130, a heat block cover 198, a fan 140, an isolator 150, an insulator 160, a spring 170, a heat block block 190, a heat source 194, a heat sensor 196, a magnet 105, and the like.

제1 플레이트(110)의 상면에는, 다수의 자석(105)이 설치될 수 있는 다수의 리세스(recess)가 형성된다. 각 자석(105)은 도 2 및 도 11에 도시된 것과 같이, 내부에 홈이 있을 수 있다. 즉, 예를 들어, 각 자석(105)은 도넛 형태일 수 있다. 이러한 자석(105)의 홈에는 로드(rod)(도 12의 265 참조)(구체적으로는, 로드(265)에 연결된 볼(ball) 형태의 탭(도 12의 265a))이 안착될 수 있다. 별도의 체결구조 없이, 탭(265a)이 자석(105)과 결합함으로써, 이펙터(10)와 로드(265)가 쉽게 결합할 수 있다. 이러한 자석 결합 구조는, 탈부착이 쉽고, 유격으로 인한 흔들림이 없다. On the upper surface of the first plate 110, a plurality of recesses in which a plurality of magnets 105 can be installed are formed. Each magnet 105 may have a groove in its interior, as shown in Figs. 2 and 11. That is, for example, each magnet 105 may be in the form of a donut. A rod (see 265 in Fig. 12) (specifically, a ball-shaped tab (265a in Fig. 12) connected to the rod 265) can be seated in the groove of the magnet 105. Without the separate fastening structure, the tab 265a engages with the magnet 105, so that the effector 10 and the rod 265 can be easily engaged. Such a magnet coupling structure is easy to attach and detach, and has no shaking due to clearance.

또한, 도면에서는 예시적으로 6개의 자석(105)이 부착되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 3개 또는 9개의 자석(105)이 부착될 수도 있다.In the drawings, six magnets 105 are illustrated as being attached, but the present invention is not limited thereto. For example, three or nine magnets 105 may be attached.

제1 플레이트(110)는 금속(예를 들어, 은, 구리, 알루미늄)을 포함할 수 있다. The first plate 110 may comprise a metal (e.g., silver, copper, aluminum).

제2 플레이트(120)는 제1 플레이트(110)의 하부에 위치한다. 제2 플레이트(120) 역시 금속(예를 들어, 은, 구리, 알루미늄)을 포함할 수 있다. 제2 플레이트(120)은 열전도율이 높은 금속을 포함함으로써, 제2 플레이트(120) 하부에 설치되는 노즐부(즉, 히트 블록(190), 노즐(192), 발열원(194), 열센서(196) 등)에서 발생되는 열이 위쪽으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 발생된 열을 히트 싱크(130)쪽으로 전달하여, 열을 빠르게 빼낼 수 있다. The second plate 120 is positioned below the first plate 110. The second plate 120 may also include a metal (e.g., silver, copper, aluminum). The second plate 120 includes a metal having a high thermal conductivity so that a nozzle portion provided under the second plate 120 (i.e., a heat block 190, a nozzle 192, a heat source 194, a heat sensor 196 ) Can be prevented from being transmitted to the upper side. The generated heat is transmitted to the heat sink 130, and the heat can be quickly removed.

제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에는, 아이솔레이터(150) 및 인슐레이터(160)를 설치된다. 아이솔레이터(150)는 인슐레이터(160)보다 제2 플레이트(120)에 가깝게 배치되고, 인슐레이터(160)는 아이솔레이터(150)보다 제1 플레이트(110)에 가깝게 배치될 수 있다.An isolator 150 and an insulator 160 are installed between the first plate 110 and the second plate 120. The isolator 150 may be disposed closer to the second plate 120 than the insulator 160 and the insulator 160 may be disposed closer to the first plate 110 than the isolator 150.

아이솔레이터(150)는 노즐(192)에 접촉되어 배치될 수 있다. 노즐부(190, 192, 194, 196)에서 발생한 열이 상단으로 전달되는 것을 최소화하기 위해, 상대적으로 전도율이 낮은 SUS(Steel Use Stainless) 소재를 사용할 수 있다. The isolator 150 may be disposed in contact with the nozzle 192. SUS (Steel Use Stainless) materials having a relatively low conductivity may be used to minimize the transfer of heat generated from the nozzle units 190, 192, 194, and 196 to the top.

또한, 인슐레이터(160)는 소오스 제공부(30)(예를 들어, 필라멘트 홀더)로부터 전달된 필라멘트가 들어가는 부분이다. 따라서, 필라멘트가 부드럽게 들어갈 수 있도록, 아이솔레이터(150)에 비해서 상대적으로 부드러운 재질로 이루어질 수 있다. 인슐레이터(160)는 마찰계수가 적고, 열에 강한 플라스틱(예를 들어, PTFE 테프론)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Further, the insulator 160 is a portion into which the filament transferred from the source providing portion 30 (for example, a filament holder) enters. Accordingly, the filament may be made of a relatively soft material as compared with the isolator 150 so that the filament can smoothly enter. The insulator 160 may use plastic (e.g., PTFE Teflon) having a low coefficient of friction and heat resistance, but is not limited thereto.

인슐레이터(160)의 상단에는 스프링(170)이 끼워져 있다. 따라서, 스프링(170)이 인슐레이터(160)를 밀어주기 때문에, 인슐레이터(160)와 아이솔레이터(150)가 제2 플레이트(120)에 밀착될 수 있다. A spring 170 is fitted in the upper end of the insulator 160. Therefore, since the spring 170 pushes the insulator 160, the insulator 160 and the isolator 150 can be brought into close contact with the second plate 120.

히트 싱크(130)는 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치된다. 전술한 것과 같이, 히트 싱크(130)는 제2 플레이트(120)로부터 전달된 열을 빼내는 역할을 한다. 또한, 팬(140)과 제1 플레이트(110)는 히트 싱크(130)와 결합되기 때문에, 히트 싱크(130)는 팬(140)과 제1 플레이트(110)를 고정시키는 역할도 한다. 또한, 팬(140)은 히트 싱크(130)와 바로 마주보도록 설치된다. "바로 마주본다"는 의미는, 팬(140)과 히트 싱크(130) 사이에 다른 구성요소가 배치되지 않고, 직접 접촉한다는 의미이다.The heat sink 130 is installed between the first plate 110 and the second plate 120. As described above, the heat sink 130 serves to extract the heat transferred from the second plate 120. Also, since the fan 140 and the first plate 110 are coupled to the heat sink 130, the heat sink 130 also functions to fix the fan 140 and the first plate 110 together. In addition, the fan 140 is installed to face the heat sink 130 directly. "Immediately facing" means that no other components are disposed between the fan 140 and the heat sink 130 but directly contacted.

한편, 제2 플레이트(120)의 하부에는 노즐부(190, 192, 194, 196)가 설치된다.On the other hand, nozzle portions 190, 192, 194, and 196 are provided below the second plate 120.

히트 블록(190)은 열을 발생시키는 노즐(192), 발열원(194), 열센서(196) 등을 설치하기 위한 블록이다. 예를 들어, 히트 블록(190)은 황동과 같이, 주조가 쉬운 금속으로 만들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 발열원(194)은 예를 들어, 히트 카트리지일 수 있고, 열센서(196)는 히트 블록(190)의 온도를 측정할 수 있다. 노즐부(190, 192, 194, 196)의 보다 구체적인 설명은 도 13을 이용하여 후술한다. The heat block 190 is a block for installing a nozzle 192 for generating heat, a heat source 194, a heat sensor 196, and the like. For example, the heat block 190 may be made of metal that is easy to cast, such as brass, but is not limited thereto. The heat source 194 may be, for example, a heat cartridge, and the heat sensor 196 may measure the temperature of the heat block 190. A more detailed description of the nozzle units 190, 192, 194, and 196 will be described later with reference to Fig.

인슐레이터(160), 아이솔레이터(150)를 통해서 전달된 필라멘트는, 발열원(194)에 의해 생성된 열에 의해서 노즐(192) 내에서 용융된다. The filament transferred through the insulator 160 and the isolator 150 is melted in the nozzle 192 by the heat generated by the heat source 194.

노즐(192)은 용융된 필라멘트를 토출하기 위한 부품으로, 발열원(194)의 열을 빠르게 전달하기 위해, 최대한 짧게 설계되는 것이 좋다. 이와 같이 짧게 설계되면, 예열 시간을 최소한으로 줄일 수 있다.The nozzle 192 is a part for discharging the molten filament and is designed to be as short as possible in order to quickly transfer the heat of the heat source 194. Such a short design can reduce the preheating time to a minimum.

한편, 히트 블록 커버(198)는 제2 플레이트(120)의 하부에 배치되고, 노즐부(190, 192, 194, 196)를 커버한다. 도시된 것과 같이, 히트 블록 커버(198)는 노즐(192)의 몸체는 커버하고, 노즐(192)의 팁(193)은 노출한다.On the other hand, the heat block cover 198 is disposed below the second plate 120 and covers the nozzle portions 190, 192, 194, and 196. As shown, the heat block cover 198 covers the body of the nozzle 192 and exposes the tip 193 of the nozzle 192.

히트 블록 커버(198)는 팬(140)의 바람으로부터, 노즐부(190, 192, 194, 196)의 손상을 막을 수 있다. 뿐만 아니라, 바람을 출력물(또는 3차원 아이템(191))로 우회시키는 구조로 설계될 수 있다. 구체적으로, 히트 블록 커버(198)는 다수의 측벽을 포함하고, 다수의 측벽 중 적어도 하나는 경사면(도 3의 198a)을 가지고 있다. 경사면(198a)는 팬(140)과 마주보는 위치에 배치된다. 경사면(198a)은 팬(140)에서 생성된 바람을 노즐(192)의 팁(193)으로 가이드하게 된다.The heat block cover 198 can prevent damage to the nozzle portions 190, 192, 194, and 196 from the wind of the fan 140. [ In addition, it can be designed as a structure that bypasses wind to output (or three-dimensional item 191). Specifically, the heat block cover 198 includes a plurality of side walls, and at least one of the plurality of side walls has an inclined surface (198a in Fig. 3). The inclined surface 198a is disposed at a position facing the fan 140. [ The inclined surface 198a guides the wind generated in the fan 140 to the tip 193 of the nozzle 192. [

여기에서, 도 4를 참조하면, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 사이 영역(C1)은 저온 영역이고, 제2 플레이트(120), 히트 블록 커버(198), 프런트 커버(180)에 의해 둘러 쌓인 영역(H)은 고온 영역이고, 노즐(192)의 팁(193)에 근접한 영역(C2)는 저온 영역일 수 있다. 즉, 영역(C1, C2)는 영역(H)에 비해 저온일 수 있다. 4, a region C1 between the first plate 110 and the second plate 120 is a low temperature region and the second plate 120, the heat block cover 198, the front cover The region H surrounded by the tip 192 of the nozzle 192 is a high temperature region and the region C2 close to the tip 193 of the nozzle 192 may be a low temperature region. That is, the regions C1 and C2 may be lower in temperature than the region H. [

도 10을 참조하면, 인슐레이터(160) 내에는 콜드 챔버(cold chamber)(160a)가 형성되고, 노즐(192) 내에는 멜팅 챔버(melting chamber)(192a)가 형성된다. 콜드 챔버(160a)와 멜팅 챔버(192a)는 서로 연결되어 있다. 소오스 제공부(30)에서 제공되는 필라멘트는 튜브(31)를 통해서 이펙터(10)로 전달된다. 이러한 필라멘트는 인슐레이터(160)의 콜드 챔버(160a)를 거쳐서, 노즐(192)의 멜팅 챔버(192a)에 다다른다. 멜팅 챔버(192a)는 발열원(194)에 의한 열로 인해서 고온 상태이다. 따라서, 필라멘트는 멜팅 챔버(192a)에서 용융되고, 용융된 필라멘트는 노즐(192)의 팁(193)으로 토출된다. 즉, 지지대(도 1의 140)위에서 용융된 필라멘트는 적층된다. 적층된 필라멘트가 무너지지 않고 형태를 유지하기 위해서, 적층된 필라멘트는 빠르게 식혀져야 한다. 따라서, 노즐(192)의 팁(193) 주위는 온도가 낮아야 한다. Referring to FIG. 10, a cold chamber 160a is formed in the insulator 160, and a melting chamber 192a is formed in the nozzle 192. The cold chamber 160a and the melting chamber 192a are connected to each other. The filament provided in the source supply 30 is transferred to the effector 10 through the tube 31. These filaments pass through the cold chamber 160a of the insulator 160 and reach the melting chamber 192a of the nozzle 192. The melting chamber 192a is at a high temperature due to the heat generated by the heat source 194. Thus, the filament is melted in the melting chamber 192a, and the molten filament is discharged to the tip 193 of the nozzle 192. That is, melted filaments are stacked on the support (140 in Fig. 1). To keep the laminated filaments from collapsing and maintaining their shape, the laminated filaments must quickly cool. Therefore, the temperature around the tip 193 of the nozzle 192 should be low.

또한, 콜드 챔버(160a)의 온도가 낮아야 하는 이유는 다음과 같다. 콜드 챔버(160a)의 온도가 높으면, 멜팅 챔버(192a)에 다다르기 전에 필라멘트는 녹게 된다. 이와 같이 되면, 소오스 제공부(30)가 필라멘트를 계속 밀더라도, 필라멘트가 앞으로(즉, 멜팅 챔버(192a) 쪽으로) 잘 나아가지 않는다. 즉, 멜팅 챔버(192a)에 다다르기 전까지의 영역(예를 들어, 도 4의 영역(C1))은 최대한 온도가 낮고, 멜팅 챔버(192a)(즉, 도 4의 영역(H))는 온도가 높고, 노즐(192)의 팁(193) 주위(즉, 도 4의 영역(C2))는 다시 온도가 낮아야 한다. The reason why the temperature of the cold chamber 160a should be low is as follows. If the temperature of the cold chamber 160a is high, the filament melts before reaching the melting chamber 192a. As a result, even if the source supply 30 continuously pushes the filament, the filament does not move forward (i.e., toward the melting chamber 192a). That is, the region (for example, the region C1 in FIG. 4) before reaching the melting chamber 192a is at the lowest possible temperature and the melting chamber 192a And the temperature around the tip 193 of the nozzle 192 (i.e., the area C2 in Fig. 4) must be low again.

여기서, 도 3, 도 4, 도 10을 다시 참조하면, 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 이펙터에서, 팬(140)의 일부(R1)는 콜드 챔버(160a)와 오버랩되고, 다른 일부(R2)는 히트 블록 커버(198)와 오버랩되도록 부착될 수 있다. 히트 블록 커버(198)의 다수의 측벽 중에서 팬(140)과 마주보는 측벽은, 경사면이다. 3, 4, and 10, in the effector according to some embodiments of the present invention, a portion R1 of the fan 140 overlaps the cold chamber 160a, The heat block cover 198 may be attached to the heat block cover 198 so as to overlap with the heat block cover 198. [ Of the plurality of side walls of the heat block cover 198, the side wall facing the fan 140 is an inclined surface.

이와 같이 구성됨으로써, 하나의 팬(140)으로 콜드 챔버(160a)의 냉각과, 노즐(192)의 팁(193)의 주위의 냉각을 동시에 할 수 있다. 팬(140)에서 생성된 바람(W1)은 히트 싱크(130)를 통과하여 영역(C1)에 제공되고, 바람(W2)는 경사면(198a)을 따라서 영역(C2)에 제공된다. 즉, 히트 블록 커버(198)의 경사면(198a)은, 팬(140)에서 생성된 바람을 노즐(192)의 팁(193)으로 가이드할 수 있다. 따라서, 영역(C1, C2)은 낮은 온도를 유지할 수 있다. With this configuration, the cooling of the cold chamber 160a and the cooling of the periphery of the tip 193 of the nozzle 192 by the single fan 140 can be performed at the same time. The wind W1 generated in the fan 140 is provided to the area C1 through the heat sink 130 and the wind W2 is provided to the area C2 along the slope surface 198a. That is, the inclined surface 198a of the heat block cover 198 can guide the wind generated in the fan 140 to the tip 193 of the nozzle 192. [ Thus, the regions C1 and C2 can maintain a low temperature.

하나의 팬(140)으로 콜드 챔버(160a)의 냉각과, 노즐(192)의 팁(193)의 주위의 냉각을 동시에 하게 되면, 이펙터(10)의 무게와 부피를 줄일 수 있다. 이펙터(10)의 무게가 줄면, 이펙터(10)를 고정하는 자석(105) 및 로드(265)의 부하를 줄일 수 있어, 3차원 프린터의 사용수명이 증가될 수 있다. 이펙터(10)의 부피가 줄면, 한정된 공간 내에서 이펙터(10)가 구석구석 움직일 수 있기 때문에, 3차원 프린터의 부피를 줄이는 데 용이하다. 뿐만 아니라, 사용되는 팬(140)의 개수를 줄일 수 있기 때문에, 3차원 프린터의 가격도 낮출 수 있다. The cooling of the cold chamber 160a by the single fan 140 and the cooling of the tip 193 of the nozzle 192 are performed at the same time so that the weight and the volume of the effector 10 can be reduced. When the weight of the effector 10 is reduced, the load of the magnet 105 and the rod 265 for fixing the effector 10 can be reduced, and the service life of the three-dimensional printer can be increased. When the volume of the effector 10 is reduced, the effector 10 can be moved in the corner in a limited space, so that it is easy to reduce the volume of the three-dimensional printer. In addition, since the number of the fans 140 to be used can be reduced, the cost of the three-dimensional printer can be reduced.

한편, 팬(140)이 히트 블록 커버와 오버랩되는 정도는 설계에 따라 달라질 수 있다. 그런데, 경사면(198a)을 통해서 충분히 팁(193)의 주위로 바람을 보낼 수 있는 경우, 팬의 절반 미만이 상기 히트 블록 커버와 오버랩될 수 있다. On the other hand, the extent to which the fan 140 overlaps with the heat block cover may vary depending on the design. However, if it is possible to send air around the tip 193 sufficiently through the inclined surface 198a, less than half of the fan can overlap with the heat block cover.

또한, 제2 플레이트(120)는 열전도율이 높은 금속으로 형성되어 있기 때문에, 노즐부(190, 192, 194, 196)에서 발생된 열이, 제2 플레이트(120)를 따라서 히트 싱크(130)로 쉽게 전달된다. 여기서, 팬(140)은 히트 싱크(130)와 바로 마주보도록 배치될 수 있다. 이러한 구성을 가지고 있기 때문에, 히트 싱크(130)로 전달된 열은, 팬(140)에 의해서 더 쉽게 식혀질 수 있다. Since the second plate 120 is formed of a metal having a high thermal conductivity, the heat generated by the nozzle units 190, 192, 194, and 196 is transferred to the heat sink 130 along the second plate 120 It is easily communicated. Here, the fan 140 may be arranged to face the heat sink 130 directly. Having such a configuration, the heat transferred to the heat sink 130 can be cooled more easily by the fan 140.

뿐만 아니라, 콜드 챔버(160a)와 멜팅 챔버(192a)가 바로 붙어 있는 구조이기 때문에, 열이 멜팅 챔버(192a)를 통해서 콜드 챔버(160a)로 전달될 수 있다. 하지만, 열전도를 막기 위해서, 아이솔레이터(150)가 인슐레이터(160)와 제2 플레이트(120) 사이에 설치되어 있다. 따라서, 영역(C1)은 낮은 온도를 유지할 수 있다. In addition, since the cold chamber 160a and the melting chamber 192a are directly attached to each other, the heat can be transferred to the cold chamber 160a through the melting chamber 192a. However, in order to prevent heat conduction, an isolator 150 is provided between the insulator 160 and the second plate 120. Thus, the region C1 can maintain a low temperature.

도 13은 도 11의 노즐부를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.13 is a view showing the nozzle unit of Fig. 11 in more detail.

도 13을 참조하면, 히트 블록(190)은 노즐(192), 발열원(194), 센서(196)를 장착하기 위한 다수의 홀(190a, 190b, 190c)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the heat block 190 may include a plurality of holes 190a, 190b, and 190c for mounting the nozzle 192, the heat source 194, and the sensor 196. FIG.

제1 홀(190a)은 히트 블록(190)의 상측에서 하측으로 관통하는 홀로써, 노즐(192)이 장착될 수 있다. 제2 홀(190b)은 히트 블록(190)의 측면에 형성된 홀로써, 발열원(194)가 장착될 수 있다. 제3 홀(190c)은 히트 블록(190)의 측면에 형성된 홀로써, 센서(196)가 장착될 수 있다.The first hole 190a is a hole penetrating from the upper side to the lower side of the heat block 190, and the nozzle 192 can be mounted. The second hole 190b may be a hole formed in a side surface of the heat block 190, and a heat source 194 may be mounted. The third hole 190c may be a hole formed in a side surface of the heat block 190, and the sensor 196 may be mounted.

전선(199)은 오토 캘리브레이션(auto calibration) 동작을 위한 신호가 인가되는 전선이다. 상기 신호는 예를 들어, 정전압일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 정전류, 교류 전압, 교류 전류 등일 수도 있다. The electric wire 199 is a wire to which a signal for an auto-calibration operation is applied. The signal may be, for example, a constant voltage, but is not limited thereto. For example, it may be a constant current, an alternating voltage, an alternating current, or the like.

오토 캘리브레이션 동작은, 이펙터(10)가 지지대(140) 상에 3차원 아이템을 프린팅하기 전에, 지지대(140)와 이펙터(10)의 위치관계를 파악하는 동작이다. 예를 들어, 지지대(140)가 살짝 기울어져 있는 상태에서 프린팅을 시작하면, 노즐(192)이 지지대(140)에 걸려서 프린팅이 되지 않을 수도 있다.The auto-calibration operation is an operation for grasping the positional relationship between the supporter 140 and the effector 10 before the effector 10 prints the three-dimensional item on the supporter 140. For example, when printing is started with the support table 140 slightly tilted, the nozzle 192 may be caught by the support 140 and may not be printed.

따라서, 프린팅 동작을 수행하기 전에, 지지대(140)와 이펙터(10)의 위치관계(예를 들어, 지지대(140)의 위치/형상 등)를 파악하여, 프린팅을 위한 데이터값을 보정한다. 보정된 데이터값을 기초로 프린팅을 하면 전술한 문제가 발생하지 않을 수 있다.Therefore, before performing the printing operation, the positional relationship (e.g., the position / shape of the support 140) between the support 140 and the effector 10 is determined and the data value for printing is corrected. If the printing is performed based on the corrected data value, the above-described problem may not occur.

한편, 도 13에서, 전선(199)이 센서(196)에 전기적으로 접속되어 있다. 히트 블록(190), 노즐(192)이 모두 도전체이기 때문에, 전선(199)에 인가된 전압이 노즐(192)에도 전달된다. On the other hand, in Fig. 13, the electric wire 199 is electrically connected to the sensor 196. Fig. Since the heat block 190 and the nozzle 192 are both conductors, the voltage applied to the electric wire 199 is also transferred to the nozzle 192. [

노즐(192)에 전압이 전달될 수 만 있으면, 이펙터(10)의 어떤 부분에 전선(199)이 접속되어도 무방하다. 예를 들어, 히트 블록(190) 또는 발열원(194)에 접속되어도 되고, 노즐(192)에 직접 전선(199)이 접속되어도 무방하다.The electric wire 199 may be connected to a certain portion of the effector 10 as long as a voltage can be transmitted to the nozzle 192. For example, it may be connected to the heat block 190 or the heat source 194, or the electric wire 199 may be directly connected to the nozzle 192.

또한, 전술한 것과 같이, 이펙터(10)의 구성요소 대부분이 도전체로 만들어질 수 있다. 따라서, 도전체로 만들어진 부분에 전선(199)이 접속되어도, 노즐(192)에 전압이 전달될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 이펙터(10)의 구성요소인, 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 프런트 커버(180) 등에도 도전체(은, 구리, 알루미늄 등)가 사용된다. 아이솔레이터(150)도 SUS가 사용된다. 따라서, 제1 플레이트(110), 제2 플레이트(120), 프런트 커버(180), 아이솔레이터(150) 중 어느 하나에 전선(199)이 접속되어도, 노즐(192)에 전압이 전달될 수 있다. Also, as described above, most of the components of the effector 10 can be made of a conductor. Therefore, even when the electric wire 199 is connected to the portion made of the conductor, the voltage can be transmitted to the nozzle 192. [ Concretely, a conductor (silver, copper, aluminum, or the like) is also used for the first plate 110, the second plate 120, the front cover 180 and the like, which are components of the effector 10, for example. SUS is also used for the isolator 150. Accordingly, even when the electric wire 199 is connected to either the first plate 110, the second plate 120, the front cover 180, or the isolator 150, the voltage can be transmitted to the nozzle 192.

오토 캘리브레이션 동작에 대해서 도 14 내지 도 17을 이용하여 후술한다. 도 14 및 도 15는 오토 캘리브레이션 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 16 및 도 17은 오토 캘리브레이션 동작에서, 지지대 위에서 이펙터가 접촉하는 부분을 설명하기 위한 도면이다. The auto-calibration operation will be described later with reference to FIG. 14 to FIG. Figs. 14 and 15 are diagrams for explaining the auto-calibration operation. Fig. Figs. 16 and 17 are views for explaining a portion where the effector comes into contact with the support frame in the auto-calibration operation. Fig.

본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터는, 별도의 스위칭 장치를 이용하여 오토 캘리브레이션 동작을 수행하지 않고, 상기 전선(199)이 설치된 노즐(192)을 이용하여 오토 캘리브레이션 동작을 수행할 수 있다.The three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention may perform the auto-calibration operation using the nozzle 192 in which the electric wire 199 is installed, without performing the auto-calibration operation using a separate switching device .

구체적으로, 전선(199)에 제1 전압이 인가되고, 지지대(140)에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가될 수 있다. 이하에서, 제1 전압이 5V이고, 제2 전압이 접지 전압이라고 가정한다. Specifically, a first voltage may be applied to the wire 199, and a second voltage different from the first voltage may be applied to the support 140. Hereinafter, it is assumed that the first voltage is 5V and the second voltage is the ground voltage.

도 14에 도시된 것과 같이, 지지대(140)와 이펙터(10)(즉, 노즐(192))가 이격되어 있을 때, 컨트롤러(20)는 이펙터(10)에 인가되는 전압이 5V라고 인식한다.14, when the pedestal 140 and the effector 10 (i.e., the nozzle 192) are spaced apart, the controller 20 recognizes that the voltage applied to the effector 10 is 5V.

그런데, 도 15에 도시된 것과 같이, 지지대(140)와 이펙터(10)(즉, 노즐(192))가 접촉하면, 이펙터(10)에는 5V가 인가되고 지지대(140)에는 0V가 인가되어 있기 때문에 전류(I)가 생성된다. 컨트롤러(20)는 이펙터(10)에 인가되는 전압이 5V가 아닌 0V로 인식한다. 즉, 컨트롤러(20)는 전압 변화를 체크할 수 있다. 15, when the support table 140 and the effector 10 (i.e., the nozzle 192) are in contact with each other, 5 V is applied to the effector 10 and 0 V is applied to the support table 140 The current I is generated. The controller 20 recognizes that the voltage applied to the effector 10 is 0V instead of 5V. That is, the controller 20 can check the voltage change.

컨트롤러(20)는 이펙터(10)를 시작점에서 얼만큼 내렸을 때, 전압 변화가 일어나는지 체크할 수 있다. 예를 들어, 시작점이 z=180 이라면, 기본 세팅은 z=0일 때 전압 변화가 일어나도록 할 수 있다. 지지대(140)의 위치/형상에 따라서, 이펙터(10)가 덜 내려갔을 때(예를 들어, z=+8) 전압 변화가 일어날 수 있고, 이펙터(10)가 더 내려갔을 때(예를 들어, z=-8) 전압 변화가 일어날 수 있다. 이와 같은 방식으로, 컨트롤러(20)는 별도의 스위칭 장치를 이용하지 않고, 이펙터(10)만을 이용하여 지지대(140)의 위치/형상을 파악할 수 있다.The controller 20 can check whether the voltage change occurs when the effector 10 is lowered from the starting point. For example, if the starting point is z = 180, then the default setting is to cause a voltage change to occur when z = 0. Depending on the position / shape of the support 140, a voltage change may occur when the effector 10 is lowered (e. G., Z = + 8), and when the effector 10 is further lowered , z = -8) voltage change can occur. In this way, the controller 20 can grasp the position / shape of the support table 140 using only the effector 10 without using a separate switching device.

예를 들어, 도 16에 도시된 것과 같이, 이펙터(10)(노즐(192))로 지지대(140) 위의 3군데(P1, P2, P3)를 직접 접촉할 수 있다. 또는, 도 17에 도시된 것과 같이, 이펙터(10)(노즐(192))로 지지대(140) 위의 4군데(P1, P2, P3, P4)를 직접 접촉할 수 있다. 접촉 위치 및 횟수는 많을수록, 더 자세하게 지지대(140)의 위치/형상을 파악할 수 있다. 하지만, 이러한 위치나 횟수는, 설계에 따라 달라질 수 있다.For example, as shown in FIG. 16, three points P1, P2, and P3 on the support 140 can be directly contacted by the effector 10 (nozzle 192). Alternatively, as shown in Fig. 17, four points P1, P2, P3, and P4 on the supporter 140 can be directly contacted with the effector 10 (nozzle 192). As the contact position and the number of contact are larger, the position / shape of the support member 140 can be grasped in more detail. However, this position and frequency may vary depending on the design.

도 16을 참조하면, 예를 들어, P1 위치에서 z=0이고, P2 위치에서 z=+8, P3 위치에서 z=-8 로 측정될 수 있다. 각 위치에서의 z값을 반영하여, 프린팅을 위한 데이터 값을 수정/반영한다. 수정된 데이터값을 이용하여 3차원 프린팅을 시작한다.Referring to FIG. 16, z = 0 at the P1 position, z = + 8 at the P2 position, and z = -8 at the P3 position, for example. Reflects the z value at each position, and corrects / reflects the data value for printing. 3D printing is started using the modified data values.

이하에서, 도 18 및 도 19를 참고하여, 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터를 설명한다. 도 18 및 도 19는 각각 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터의 사시도, 정면도이다. 도 18 및 도 19에 도시된 3차원 프린터는, 도 1을 이용하여 설명한 3차원 프린터의 예시적인 구현예이다. Hereinafter, with reference to Figs. 18 and 19, a three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention will be described. 18 and 19 are a perspective view and a front view, respectively, of a three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention. The three-dimensional printer shown in Figs. 18 and 19 is an exemplary implementation of the three-dimensional printer described with reference to Fig.

도 18 및 도 19를 참조하면, 본 고안의 몇몇 실시예에 따른 3차원 프린터는 예를 들어, 델타 구동 방식(delta operating method)을 채용할 수 있다. Referring to Figs. 18 and 19, a three-dimensional printer according to some embodiments of the present invention may employ, for example, a delta operating method.

하부 프레임(101)의 상부에는, 지지대(140)가 배치되어 있다. 이펙터(10)는 델타 구동 방식에 따라 지지대(140) 상을 움직이면서, 지지대(140) 위에 3차원 아이템을 생산한다. 하부 프레임(101)과 상부 프레임(102) 사이에 3개(또는 3쌍)의 축(260)이 배치된다. 3쌍의 축(260)은 이펙터(10)의 주변에 배치된다. 3쌍의 로드(265)는 각각 대응되는 3쌍의 축(260)을 따라서 움직일 수 있다. 이펙터(10)는 3쌍의 로드(265)의 움직임에 따라서 x축, y축, 대각선 방향 등으로 자유롭게 움직일 수 있다. 로드(265)는 3쌍의 축(260) 사이에 배치된 벨트(belt)(261)에 의해서 움직일 수 있다. 벨트는 예를 들어, 스텝모터와 같은 모터로 구동될 수 있다.On the upper portion of the lower frame 101, a support base 140 is disposed. The effector 10 produces a three-dimensional item on the support 140 while moving on the support 140 according to the delta driving scheme. Three (or three) pairs of shafts 260 are disposed between the lower frame 101 and the upper frame 102. Three pairs of shafts 260 are disposed around the effector 10. The three pairs of rods 265 can move along three pairs of corresponding shafts 260, respectively. The effector 10 can freely move in the x-axis, the y-axis, the diagonal direction or the like in accordance with the movement of the three pairs of rods 265. The rod 265 can be moved by a belt 261 disposed between the three pairs of shafts 260. The belt may be driven by a motor such as, for example, a stepper motor.

상부 프레임(102)의 중앙에는, 입력부(210)가 배치될 수 있다. 입력부(210)는 평면 디스플레이 형태일 수 있다. 입력부(210)는 예를 들어, 터치 패널, 푸시 버튼, 롤(roll)형태의 버튼 등일 수 있고, 이에 한정되지 않는다. At the center of the upper frame 102, an input unit 210 may be disposed. The input 210 may be in the form of a flat display. The input unit 210 may be, for example, a touch panel, a push button, a roll type button, or the like, but is not limited thereto.

상부 프레임(102)의 상부에는 커버(103)가 배치된다. 커버(103)를 열어서, 3차원 프린터의 내부를 수리할 수 있다. A cover 103 is disposed on the upper portion of the upper frame 102. The cover 103 can be opened to repair the interior of the three-dimensional printer.

도면에 표시하지 않았으나, 소오스 제공부(필라멘트 홀더)는 3차원 프린터의 뒷면에 배치될 수 있다.Although not shown in the drawing, the source supply (filament holder) can be disposed on the back surface of the three-dimensional printer.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

110: 제1 플레이트 120: 제2 플레이트
130: 히트 싱크 140: 팬
150: 아이솔레이터 160: 인슐레이터
170: 스프링 190: 히트 블록
194: 발열원 196: 열센서
198: 히트 블록 커버
110: first plate 120: second plate
130: Heat sink 140: Fan
150: Isolator 160: Insulator
170: spring 190: heat block
194: heat source 196: heat sensor
198: Heat block cover

Claims (7)

제1 플레이트;
상기 제1 플레이트의 하부에 배치된 제2 플레이트;
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되고, 필라멘트를 전달하는 콜드 챔버; 및
상기 제2 플레이트의 하부에 배치되고, 상기 콜드 챔버와 연결된 멜팅 챔버를 내부에 포함하여, 상기 필라멘트를 용융 및 토출하는 노즐부를 포함하되, 상기 노즐부는
히트 블록과,
상기 히트 블록에 설치되고 상기 필라멘트를 용융하기 위한 발열부와,
상기 히트 블록에 설치되고, 상기 용융된 필라멘트가 토출되는 노즐과,
상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한 신호가 인가되는 전선을 포함하는 이펙터.
A first plate;
A second plate disposed below the first plate;
A cold chamber disposed between the first plate and the second plate, the cold chamber transmitting a filament; And
And a nozzle unit disposed at a lower portion of the second plate and containing a meltering chamber connected to the cold chamber to melt and discharge the filament,
A heat block,
A heat generating unit installed in the heat block for melting the filament,
A nozzle disposed in the heat block, through which the molten filament is discharged,
And an electric wire electrically connected to at least one of the heat block, the heat generating unit, and the nozzle, to which a signal for an auto-calibration operation is applied.
제 1항에 있어서, 상기 노즐부는
상기 히트 블록에 설치되어, 상기 히트 블록의 온도를 측정하는 열센서를 더 포함하고,
상기 전선은 상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 및 상기 열센서 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한 신호가 인가되는 이펙터.
The ink jet recording head according to claim 1,
Further comprising a heat sensor installed in the heat block for measuring a temperature of the heat block,
Wherein the electric wire is electrically connected to at least one of the heat block, the heat generating portion, the nozzle and the heat sensor, and a signal for an auto-calibration operation is applied.
제 1항에 있어서, 상기 신호는 정전압인 이펙터.The effector of claim 1, wherein the signal is a constant voltage. 히트 블록;
상기 히트 블록에 설치되고, 3차원 프린팅을 위한 필라멘트를 용융하기 위한 발열부;
상기 히트 블록에 설치되고, 상기 용융된 필라멘트가 토출되는 노즐;
상기 히트 블록에 설치되어, 상기 히트 블록의 온도를 측정하는 열센서; 및
상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 및 상기 열센서 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한 신호가 인가되는 이펙터.
Heat block;
A heating unit installed in the heat block for melting filaments for three-dimensional printing;
A nozzle installed in the heat block and discharging the molten filament;
A heat sensor installed in the heat block for measuring a temperature of the heat block; And
Wherein the signal for the auto-calibration operation is electrically connected to at least one of the heat block, the heat generating portion, the nozzle, and the heat sensor.
제 1항 내지 제4 항 중 어느 하나의 이펙터를 포함하는 3차원 프린터.A three-dimensional printer comprising an effector as claimed in any one of claims 1 to 4. 제1 전압이 인가되는 지지대; 및
상기 지지대 상에 3차원 아이템을 형성하는 이펙터; 및
상기 이펙터를 제어하는 컨트롤러를 포함하되,
상기 이펙터는
히트 블록과,
상기 히트 블록에 설치되고, 3차원 프린팅을 위한 필라멘트를 용융하기 위한 발열부와,
상기 히트 블록에 설치되고, 상기 용융된 필라멘트가 토출되는 노즐과,
상기 히트 블록, 상기 발열부, 상기 노즐 중 적어도 하나와 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한, 상기 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가되는 전선을 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 이펙터를 상기 지지대의 다수 위치에 직접 접촉시킴으로써, 상기 지지대와 상기 이펙터 사이의 위치 관계를 결정하는 3차원 프린터.
A support to which a first voltage is applied; And
An effector for forming a three-dimensional item on the support; And
And a controller for controlling the effector,
The effector
A heat block,
A heat generating unit installed in the heat block for melting the filament for three-dimensional printing,
A nozzle disposed in the heat block, through which the molten filament is discharged,
And an electric wire electrically connected to at least one of the heat block, the heat generating portion, and the nozzle and being applied with a second voltage different from the first voltage for an auto-calibration operation,
Wherein the controller determines a positional relationship between the support and the effector by directly contacting the effector to a plurality of positions of the support.
제1 전압이 인가되는 지지대; 및
상기 지지대 상에 3차원 아이템을 형성하는 이펙터; 및
상기 이펙터를 제어하는 컨트롤러를 포함하되,
상기 이펙터는
3차원 프린팅을 위해 용융된 필라멘트를 토출하는 노즐과,
상기 노즐과 전기적으로 접속되는 도전체와,
상기 도전체에 전기적으로 접속되고, 오토 캘리브레이션 동작을 위한, 상기 제1 전압과 다른 제2 전압이 인가되는 전선을 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 이펙터를 상기 지지대의 다수 위치에 직접 접촉시킴으로써, 상기 지지대와 상기 이펙터 사이의 위치 관계를 결정하는 3차원 프린터.
A support to which a first voltage is applied; And
An effector for forming a three-dimensional item on the support; And
And a controller for controlling the effector,
The effector
A nozzle for discharging the molten filament for three-dimensional printing,
A conductor electrically connected to the nozzle,
And an electric wire electrically connected to the conductor and to which a second voltage different from the first voltage is applied for an auto-calibration operation,
Wherein the controller determines a positional relationship between the support and the effector by directly contacting the effector to a plurality of positions of the support.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20120219698A1 (en) 2010-08-13 2012-08-30 Robert Steingart Fabrication of Non-Homogeneous Articles Via Additive Manufacturing Using Three-Dimensional Voxel-Based Models

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