KR20160061003A - Extruder for 3-dimentional printer having anti-adhesion function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더에 관한 것으로서, 더 상세하게는 필라멘트의 가열시 발생되는 열손실을 최소화하고, 노즐 내부의 막힘을 방지할 수 있는 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
3D 프린터는 특정 재료를 2차원 프린터와 같이 출력하여 적층 함으로써 3차원의 입체물을 인쇄하는 장치이며, 목합 제작방식, CNC 밀링 등에 비하여 복잡한 형상의 입체물을 제작하기에 매우 용이하다.A 3D printer is a device for printing a three-dimensional solid object by outputting and laminating a specific material like a two-dimensional printer, and is very easy to produce a three-dimensional object having a complicated shape compared to a method of making a grain, CNC milling,
이러한 3D 프린터는 디지털화된 도면 정보를 바탕으로 제작하고자 하는 대상물을 간편하게 가공할 수 있기에 의학, 산업, 생활 등 다양한 분야에서 활발히 사용되고 있다.These 3D printers are actively used in various fields such as medicine, industry, and life because they can easily process objects to be produced based on digitalized drawing information.
3D 프린터는 제품 성형방식에 따라 다양하게 분류되지만 압출적층방식이 대중적으로 가장 많이 사용된다.3D printers are classified according to the product molding method, but the extrusion lamination method is most popularly used.
압출적층방식은 열가소성수지인 필라멘트를 이용하여 바닥부터 한층 한층 적층하는 방식이며, 다른 방식의 3D 프린터에 비하여 가격이 매우 저렴한 장점이 있다.The extrusion lamination method is a method in which a filament as a thermoplastic resin is used to further laminate from the bottom, which is advantageous in cost compared with other 3D printers.
이러한 압출적층방식의 3D 프린터는 권취되어 있는 필라멘트를 카트리지에 장착한 후 권출시 가열을 통해 필라멘트를 용융시켜 인쇄하며, 본 출원인은 이와 관련된 "3D 프린터의 익스트루더(등록번호 10-1441030)"를 이미 출원 및 등록한바 있다.The 3D printer of the extrusion lamination type uses the extruder (registration number 10-1441030) of the 3D printer, which relates to the related art, Have already been filed and registered.
하지만 종래의 "3D 프린터의 익스트루더"는, 용융상태의 필라멘트 및 이물질들이 노즐의 내벽에 부착된 상태로 응고되어 노즐이 빈번하게 막히며, 필라멘트를 용융시키기 위한 발열체의 작동시 발생된 열이 외부로 방산되기 때문에 필라멘트의 용융상태를 정밀하게 제어하기 어려운 문제점이 있었다.However, in the conventional "extruder of 3D printer ", filaments and foreign substances in a molten state are adhered to the inner wall of the nozzle so that the nozzles are frequently clogged and the heat generated during operation of the heating element for melting the filament There is a problem that it is difficult to precisely control the melting state of the filament.
본 발명의 실시예는, 필라멘트를 일정하게 공급 및 분사하고, 공급된 필라멘트의 가열시 열손실을 최소화하며, 노즐 내부의 막힘을 방지하여 노즐의 수명을 증가시킴과 동시에 유지관리를 용이하게 하는 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더를 제공하는데 그 목적이 있다.An embodiment of the present invention is an adhesive bonding method for supplying and spraying filaments uniformly, minimizing heat loss upon heating of supplied filaments, preventing clogging of the nozzles, increasing the life of the nozzles and facilitating maintenance The present invention provides an extruder for a 3D printer having a function of preventing a defective product.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더는, 필라멘트를 공급하는 재료공급부와, 상기 재료공급부로부터 공급된 상기 필라멘트를 가열하여 용융시키는 히터부 및 용융상태의 필라멘트를 분사하는 노즐을 포함하며, 상기 노즐의 내주면에는 이물질 및 용융상태의 필라멘트가 부착되는 것을 방지할 수 있도록 고내열성 및 비점착성을 갖는 접착방지부재가 코팅되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an extruder for a 3D printer having an anti-sticking function, comprising a material supply part for supplying a filament, a heater part for heating and melting the filament supplied from the material supply part, And a nozzle for spraying the filaments, wherein the inner circumferential surface of the nozzle is coated with an anti-adhesion member having high heat resistance and non-sticking property so as to prevent foreign matter and molten filaments from adhering to the inner circumferential surface of the nozzle.
고내열성 및 비점착성을 가지고, 상기 재료공급부와 히터부를 연통하며 구비되어 필라멘트가 이동되는 재료안내부재를 포함한다.And a material guiding member having high heat resistance and non-sticking property and communicating with the material supply portion and the heater portion and moving the filament.
상기 재료안내부재의 일단부 중 적어도 일부는 상기 노즐의 내주면에 삽입되는 것을 특징으로 한다.And at least a part of one end of the material guide member is inserted into the inner peripheral surface of the nozzle.
상기 노즐은 상기 히터부에 삽입되는 것을 특징으로 한다.And the nozzle is inserted into the heater portion.
고내열성 및 고단열성을 가지며 상기 히터부를 외부로부터 격리시키는 단열부재를 포함한다.And a heat insulating member having high heat resistance and high heat insulating property and isolating the heater portion from the outside.
상기 단열부재는, 상기 히터부가 내부에 삽입되는 제1단열부재와, 상기 제1단열부재와 결합되어 상기 히터부를 격리시키는 제2단열부재를 포함하며, 상기 노즐은 상기 히터부에 삽입되고, 상기 노즐의 끝단부 중 일부는 상기 제2단열부재를 관통하여 외부에 노출되는 것을 특징으로 한다.Wherein the heat insulating member includes a first heat insulating member into which the heater unit is inserted and a second heat insulating member coupled with the first heat insulating member to isolate the heater unit, And a part of the end of the nozzle passes through the second heat insulating member and is exposed to the outside.
상기 제1단열부재는 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone) 재질인 것을 특징으로 한다.And the first heat insulating member is a polyether ether ketone material.
상기 접착방지부재 및 제2단열부재 중 적어도 하나 이상은 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질인 것을 특징으로 한다.And at least one of the adhesion preventing member and the second heat insulating member is made of polytetrafluoroethylene.
상기 재료안내부재는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질인 것을 특징으로 한다.The material guide member is characterized by being made of polytetrafluoroethylene.
상기 재료공급부는 적어도 하나 이상의 필라멘트를 공급하되 복수 개일 경우에는 각각의 필라멘트를 독립적으로 공급하고, 상기 노즐은 적어도 하나 이상으로 구비되어 각각의 용융된 필라멘트를 분사하며, 상기 히터부에는 독립적으로 온도제어가 가능한 발열체가 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.Wherein the material supply unit supplies at least one filament and supplies the filaments independently when the plurality of filaments are provided, and the nozzles are provided at least one to spray respective melted filaments, And at least one heating element capable of heating at least one heating element.
본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.The present invention has the following various effects.
첫째, 본 발명은 고내열성 및 비점착성을 갖는 접착방지부재를 노즐의 내주면에 코팅함으로써 필라멘트 및 이물질에 의해 노즐이 막히는 현상을 방지한다.First, the present invention prevents the nozzle from being clogged by filaments and foreign matter by coating the inner circumferential surface of the nozzle with the anti-adhesion member having high heat resistance and non-stickiness.
둘째, 본 발명은 재료공급부와 노즐을 연통하는 고내열성 및 비점착성 재료안내부재를 구비함으로써 필라멘트에 의해 특정 부분이 막히는 현상을 방지한다.Second, the present invention has a high heat-resistant and non-sticky material guiding member that communicates with a material supplying portion and a nozzle, thereby preventing a specific portion from being clogged by the filament.
셋째, 본 발명은 히터부의 열손실을 최소화함으로써 필라멘트의 가열 상태를 일정하게 유지하고, 에너지를 절약할 수 있다.Thirdly, the present invention minimizes the heat loss of the heater unit, thereby keeping the heating state of the filament constant and saving energy.
넷째, 본 발명은 필라멘트를 하나 이상 독립적으로 공급하는 것이 가능하며, 발열체를 하나 이상 구비하여 독립적으로 온도를 제어함으로써 서로 다른 용융점을 갖는 필라멘트의 공급 및 분사가 용이하다.Fourthly, the present invention can supply one or more filaments independently, and it is easy to supply and spray filaments having different melting points by independently controlling the temperature by providing at least one heating element.
도 1은 본원발명에 따른 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더의 조립상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본원발명에 따른 도 1의 A-A' 방향을 절단한 정단면도이다.
도 3은 본원발명에 따른 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더의 분해상태를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)는 본원발명에 따른 노즐의 저면도, (b)는 노즐과 재료안내부재의 결합상태를 나타낸 사시도, (c)는 노즐과 재료안내부재의 결합상태를 나타낸 정단면도이다.
도 5는 본원발명에 따른 단열부재와 히터부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본원발명에 따른 제1단열부재의 하면 및 측면을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본원발명에 따른 바디를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본원발명에 따른 가압블럭을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing an assembled state of an extruder for a 3D printer having an anti-sticking function according to the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view taken along line AA 'of FIG. 1 according to the present invention.
3 is a view showing a decomposition state of an extruder for a 3D printer having an anti-sticking function according to the present invention.
FIG. 4 (a) is a bottom view of the nozzle according to the present invention, FIG. 4 (b) is a perspective view showing a state in which the nozzle and the material guide member are engaged with each other, and FIG.
5 is a perspective view showing a heat insulating member and a heater unit according to the present invention.
6 is a perspective view showing a bottom surface and a side surface of the first heat insulating member according to the present invention.
7 is a perspective view illustrating a body according to the present invention.
8 is a perspective view showing a press block according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하며, 배경기술 및 이미 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and the same reference numerals are given to the background art and the constituent elements of the constitution which have already been described.
이하에서 설명되는 본 발명의 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더에 관한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.The description of the extruder for 3D printer having the anti-sticking function of the present invention described below is a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments but can be implemented in various forms.
또한, 이하에서 설명되는 각 구성에 대한 형상 및 크기 등은 대표적인 실시예를 나타낸 것일 뿐 고정된 것이 아니며, 동일한 효과를 구현할 수 있다면 다양하게 변경 가능하다.In addition, the shape, size, and the like of each constitution described below are representative examples and are not fixed, and can be variously changed if the same effect can be realized.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더(1)는 재료공급부(100), 히터부(200) 및 노즐(400)을 포함한다.1 to 3, an
재료공급부(100)는 고체 상태의 필라멘트(F)를 후술하는 히터부(200)로 공급하기 위한 것으로, 설명의 이해를 돕기 위해 하단부에서 구체적으로 설명한다.The
히터부(200)는 재료공급부(100)로부터 공급된 필라멘트(F)를 가열하여 용융시키는 것으로, 필라멘트(F)를 빠른 속도로 용융시킬 수 있도록 약 260℃ 이상의 고열을 내는 별도의 발열체(210)가 내부에 삽입되며, 재료공급부(100)의 방식에 따라 발열체(210)의 수 및 제어방법이 달라질 수 있다.The heater unit 200 heats and melts the filament F supplied from the
즉, 복수 개의 필라멘트(F)를 독립적으로 공급하는 멀티 공급방식의 재료공급부(100)라면 독립적으로 온도제어가 가능한 발열체(210)를 히터부(200) 내부에 적어도 하나 이상 구비하여 각각의 필라멘트(F)별로 가열온도를 다르게 하는 것도 가능할 것이다.That is, in the multi-feed type
다만, 이때는 후술하는 노즐(400)과 재료안내부재(500) 역시 복수 개로 구비하여 각각의 필라멘트(F)가 혼합되거나 내벽에 응고되지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다.At this time, however, it is preferable that a plurality of the
도 4에 도시된 바와 같이, 노즐(400)은 히터부(200)를 통과하면서 용융된 필라멘트(F)가 외부로 분사되는 곳으로, 노즐(400)의 내부에는 필라멘트(F)가 통과되는 분사홀(420)이 형성된다.4, the
이러한 분사홀(420)은 용융된 필라멘트(F)뿐만 아니라 필라멘트(F)와 함께 유입된 이물질이 통과하게 되며, 히터부(200)의 작동정지시 급속히 응고되어 분사홀(420)의 내주면에 부착된다.The
이렇게 필라멘트(F), 이물질 등이 분사홀(420)의 내주면에 응고 및 부착되면 노즐(400)이 막히게 되며, 결국 노즐(400)을 통해 필라멘트(F)를 분사하는 것이 불가능해져 3D 프린터를 사용하지 못하게 된다.When the filaments F, foreign matter, etc. are solidified and adhered to the inner circumferential surface of the
따라서, 노즐(400)에 형성된 분사홀(420)의 내주면을 따라 비점착성을 갖는 접착방지부재(410)를 코팅하여 필라멘트(F), 이물질 등의 부착을 방지하는 것이 바람직하다.It is preferable to coat the adhesion
또한, 용융상태의 필라멘트(F)가 약 200℃~260℃의 온도를 가지기 때문에 분사홀(420)의 내주면에 코팅되는 접착방지부재(410) 역시 높은 내열성을 가져야 필라멘트(F)의 고온으로부터 손상되지 않고 안정적으로 코팅상태를 유지할 수 있을 것이다.Since the filament F in the melted state has a temperature of about 200 ° C to 260 ° C, the adhesion
본 발명의 일 실시예에서는 고내열성 및 비점착성을 가지는 재료로서 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)을 적용하였다.In one embodiment of the present invention, polytetrafluoroethylene (PTFE) is used as a material having high heat resistance and non-tackiness.
폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)은 내열성, 불연성 및 내약품성이 뛰어나고 약 325℃의 온도에서도 특성이 변하지 않기 때문에 히터부(200)에서 발생되는 고열에도 안정한 상태를 유지할 수 있으며, 약 0.25W/m.K의 매우 낮은 열 전도성을 가지기 때문에 단열성이 뛰어나다.Poly Tetra Fluoro Ethylene is excellent in heat resistance, nonflammability, and chemical resistance, and can maintain a stable state even in a high temperature generated in the
또한, 뛰어난 비점착성을 가지므로 분사홀(420)의 내주면을 따라 필라멘트(F)와 이물질이 부착되는 것을 효과적으로 방지하여 노즐(400)의 수명을 획기적으로 향상시킬 수 있다.Further, since the non-adhesive property is excellent, it is possible to effectively prevent the filaments F and the foreign matter from adhering along the inner circumferential surface of the
이뿐만 아니라, 마모계수가 작고 무독성이기 때문에 필라멘트(F)의 반복적인 분사시에도 코팅이 벗겨지지 않고 안정적인 상태를 유지한다.In addition, since the wear factor is small and non-toxic, the coating remains stable even when the filament (F) is repetitively sprayed.
상술한 히터부(200)에서 용융된 필라멘트(F)는 히터부(200)를 지나면서 다시 온도가 줄어들기 시작하며 특정 온도 이하로 떨어지면 응고가 시작된다. 따라서, 용융된 필라멘트(F)가 노즐(400)을 통해 외부로 분사될 때까지 용융상태를 유지할 수 있도록 노즐(400)을 히터부(200) 내부에 탈착 가능하게 삽입하는 것이 바람직하다.The temperature of the filament F melted in the
즉, 용융된 필라멘트(F)가 분사되는 노즐(400)을 히터부(200) 내에 위치시킴으로써 용융과 함께 분사될 수 있도록 하는 것이다.That is, the
본 발명의 실시예에서는 노즐(400)의 외주면에 나사산을 형성하고 노즐(400)이 삽입되는 히터부(200)의 내주면을 따라 대응되는 나사산을 형성함으로써 간편하게 손으로 회전시켜 탈착 가능하도록 하였다.
In the embodiment of the present invention, a screw thread is formed on the outer circumferential surface of the
한편, 상술한 재료공급부(100)로부터 공급되는 고체상태의 필라멘트(F)를 히터부(200) 까지 안내하기 위해 재료공급부(100)와 히터부(200)를 연통하며 구비되는 재료안내부재(500)를 더 포함하는 것이 바람직하다.A material guide member 500 (see FIG. 1) provided to communicate the
재료안내부재(500)를 통해 재료공급부(100)로부터 히터부(200)까지 이송된 필라멘트(F)는 고열에 의해 용융되며, 추후 히터부(200)의 작동정지시 응고되면서 재료안내부재(500)의 내벽에 부착되고, 필라멘트(F)와 함께 유입된 이물질 역시 재료안내부재(500)의 내벽을 따라 조금씩 쌓이게 된다.The filaments F transferred from the
따라서, 히터부(200)에서 발생되는 고열로부터 안정적인 상태를 유지하고, 필라멘트(F)와 이물질이 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있도록 재료안내부재(500)는 고내열성 및 비점착성 재료인 것이 바람직하다.Therefore, the
본 발명의 일 실시예에서는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)을 중공이 형성된 관 형태로 제작하여 재료안내부재(500)로 적용하였으며, 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)의 구체적인 설명은 상술한 바와 같다.In one embodiment of the present invention, the polytetrafluoroethylene is formed into a tube having a hollow shape and is applied to the
이러한 재료안내부재(500)를 통해 히터부(200)까지 이송된 필라멘트(F)는 용융되며, 용융상태의 필라멘트(F)는 상술한 노즐(400)을 통해 외부로 분사된다. 용융상태의 필라멘트(F)가 재료안내부재(500)의 외부로 인출되면 히터부(200) 내측 또는 히터부(200)와 노즐(400) 사이의 공간에 노출되어 내벽을 따라 응고 및 부착될 수 있다.The filament F transferred to the
따라서, 용융상태의 필라멘트(F) 노즐(400)까지 안정적으로 이송될 수 있도록 재료안내부재(500)의 일단부 중 적어도 일부는 노즐(400)의 내주면에 삽입되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that at least a part of one end of the
재료안내부재(500)는 필라멘트(F)가 이송될 수 있도록 필라멘트(F)의 직경과 대응되는 내경을 가지는 것이 바람직하며, 용융상태의 필라멘트(F)가 분사되는 분사홀(420)의 직경은 정밀한 인쇄결과를 얻기 위해 매우 작은 직경을 가지는 것이 바람직하다.The
즉, 노즐(400)의 내주면은 용융상태의 필라멘트(F)가 분사되는 분사홀(420)과, 재료안내부재(500)가 삽입되는 삽입홀(430)로 구분되는 것이 바람직하며, 이때 상술한 접착방지부재(410)는 분사홀(420)과 재료안내부재(500)가 접하는 부분부터 분사홀(420)의 끝단까지 코팅되는 것이 바람직할 것이다.
That is, the inner circumferential surface of the
한편, 히터부(200)가 공기중에 노출되어 있으면 발열체(210)에 의해 발생된 열이 공기중으로 방산(放散)되어 열손실이 커지기 때문에 히터부(200)의 온도를 일정하게 유지하기 어렵다.On the other hand, if the
이렇게 히터부(200)가 공기중에 노출되면 에너지가 낭비될 뿐만 아니라 필라멘트(F)를 일정하게 용융시키지 못하게 된다.When the
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 고내열성 및 고단열성을 갖는 단열부재(300)를 이용하여 히터부(200)를 외부로부터 격리시키고, 발열체(210)에서 발생된 열이 외부로 방산되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.Therefore, as shown in FIG. 5, the heat insulating member 300 having high heat resistance and high heat insulating property is used to isolate the
이러한 단열부재(300)는, 히터부(200)가 내부에 삽입되는 제1단열부재(310)와, 제1단열부재(310)와 체결부재(B)에 의해 결합되어 히터부(200)를 격리시키는 제2단열부재(320)를 포함한다.The heat insulating member 300 includes a first
이때, 상술한 바와 같이 히터부(200) 내부에 노즐(400)이 삽입되는 것이 바람직하며, 용융된 필라멘트(F)가 외부로 분사될 수 있도록 노즐(400)의 끝단부 중 일부는 제2단열부재(320)를 관통하여 외부에 노출되는 것이 바람직하다.At this time, as described above, it is preferable that the
히터부(200)는 제1단열부재(310) 내부에 삽입되어 체결부재(B)에 의해 고정되며, 제1단열부재(310)는 발열체(210)의 열이 외부로 방산되는 것을 방지함과 동시에 발열체(210)에서 발생되는 고열을 견딜 수 있어야 한다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상술한 재료안내부재(500)가 삽입될 공간과 히터부(200)가 삽입될 공간이 정밀하게 형성되어야 한다.The
따라서, 본 발명의 실시예에서는 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone ; PEEK) 재질을 이용하여 제1단열부재(310)를 제조하였다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the first
폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone)은 약 0.25W/m.K의 매우 낮은 열 전도성을 가지며, 녹는점이 약 343℃이기 때문에 발열체(210)에서 발생되는 고열에도 안정한 상태를 유지한다.The polyether ether ketone has a very low thermal conductivity of about 0.25 W / m.K. Since the melting point is about 343 DEG C, the polyether ether ketone maintains a stable state even in the high temperature generated in the
또한, 강도가 높아 소정의 크기를 갖는 고체상태일 때 딱딱한 상태를 유지하기 때문에 재료안내부재(500)와 히터부(200)가 삽입될 공간을 형성하기에 매우 용이하다.In addition, since the material has a high strength and maintains a rigid state in a solid state having a predetermined size, it is very easy to form a space in which the
상술한 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)의 경우 소정의 크기를 갖는 고체상태일 때 말랑말랑한 특성을 가지기 때문에 재료안내부재(500)와 히터부(200)가 삽입될 공간을 정밀하게 형성하는 것이 매우 어려우며, 재료안내부재(500)와 히터부(200)가 삽입된 뒤에도 외력에 의해 쉽게 형상이 변하기 때문에(원래의 상태로 돌아옴) 제1단열부재(310)에 적용하기에는 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone)이 더 바람직할 것이다.
In the case of the polytetrafluoroethylene as described above, since the material has a flimsy characteristic in a solid state having a predetermined size, the space in which the
한편, 제1단열부재(310)와 결합되는 제2단열부재(320) 역시 발열체(210)에서 발생되는 고열에 노출되었을 때 안정한 상태를 유지할 수 있어야 하며, 단열효과가 뛰어나야 한다.Meanwhile, the second
또한, 3D 프린팅 시 발생되는 진동과 움직임으로 인해 노즐(400)의 분사홀(420)을 통해 분사되는 용융상태의 필라멘트(F)가 제2단열부재(320)와 접촉되는 경우가 발생하며, 이렇게 접촉된 필라멘트(F) 응고되면서 제2단열부재(320)에 부착되어 제거가 어렵게 된다.In addition, the molten filament F injected through the
따라서, 제2단열부재(320)는 고내열성, 고단열성뿐만 아니라 비점착성을 가지는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)을 이용하여 제2단열부재(320)를 제조하였다.Therefore, it is preferable that the second
제2단열부재(320)의 경우 제1단열부재(310)와 다르게 정밀한 가공을 요구하지 않기 때문에 높은 강도를 가지지는 않아도 되며, 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene)의 경우 이러한 특성을 만족한다.
Since the second
재료공급부(100)는, 열가소성수지인 필라멘트(F)를 상술한 히터부(200)로 공급하는 것으로, 본 발명의 실시예에서는 두 개의 필라멘트(F)를 각각 공급할 수 있도록 하였으며, 상술한 단열부재(300), 히터부(200), 노즐(400), 재료안내부재(500) 또한 이와 대응되도록 구성 및 설명하였다.The
또한, 본 발명의 실시예에서는 일반적인 재료공급부(100)가 아닌 필라멘트(F)의 강제 이송시 필라멘트(F)를 이송시키는 힘을 항상 일정하게 유지할 수 있는 재료공급부(100)를 적용하였다.In addition, in the embodiment of the present invention, a
이러한 재료공급부(100)는, 각각 회전동력을 발생시키는 한 쌍의 동력발생기(110)와, 한 쌍의 동력발생기(110) 일측과 결합하여 지지하는 바디(120)와, 카트리지에서 인출되는 2개의 필라멘트(F)를 각각 바디(120) 내부로 안내하는 한 쌍의 안내관(130)과, 바디(120) 내부를 경유하는 필라멘트(F)를 동력발생기(110)와 연동하여 강제 이송시키는 기어드라이브(140)와, 필라멘트(F)와 기어드라이브(140)의 마찰력을 증가시키는 탄성가압수단(150)을 포함한다.The
한 쌍의 동력발생기(110)는 익스트루더(1)의 상부에 위치하며, 외부로부터 전원을 인가받아 회전동력을 발생시키며, 발생된 회전동력을 이용하여 기어드라이브(140)를 회전시킨다.The pair of the
한 쌍의 동력발생기(110)의 전면부는 바디(120)와 결합되어 고정되며, 각각의 동력발생기(110)의 동력축(111)에는 기어드라이브(140)가 결합된다.The front portion of the pair of
도 7에 도시된 바와 같이, 바디(120)의 중심부에는 전면과 후면을 관통하는 제1중공(121)이 형성되며, 바디(120)의 양측면에는 중심부의 제1중공(121)과 연통되고 후술하는 회전체(170)의 일부가 삽입되는 제2중공(122)이 형성된다.7, a first hollow 121 passing through the front and rear surfaces is formed in the center of the
이러한 바디(120)의 상부 양측에는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질의 안내관(130)이 각각 관통 구비되어 필라멘트(F)가 이동하게 되며, 바디(120)의 양측면에는 한 쌍의 안내관(130)을 통해 이송된 필라멘트(F)가 히터부(200) 측으로 이동될 수 있도록 소정의 길이를 갖는 안내홈(123)이 각각 형성된다.A
바디(120)의 양측에 형성된 안내홈(123)은 한 쌍의 재료안내부재(500)와 각각 연통되며, 중심부에 형성된 제1중공(121)에는 한 쌍의 기어드라이브(140)가 위치하게 된다.The
기어드라이브(140)의 외면에는 필라멘트(F)와의 마찰력을 향상시켜 강제 이송시킬 수 있도록 돌기가 형성되며, 바디(120)의 양측에는 탄성가압수단(150)이 결합된다.Protrusions are formed on the outer surface of the
이러한 탄성가압수단(150)은 가압블럭(160), 회전체(170), 회전축(180), 탄성부재(190) 및 이탈방지부재(191)를 포함한다.The elastic
가압블럭(160)은 체결부재(B)를 매개로 안내홈(123)이 형성된 바디(120)의 양측면에 결합되며, 도 8에 도시된 바와 같이, 가압블럭(160)의 중심부에는 양측면을 관통하는 제3중공(161)이 형성되어 기어드라이브(140)와 평행한 회전 중심을 기준으로 자유 회전하는 회전체(170)가 삽입된다.The
가압블럭(160)의 전면과 후면에는 소정의 길이와 폭을 가지고 중심부의 제3중공(161)과 연통되는 제4중공(162)이 각각 형성되며, 회전체(170)의 회전 중심이 되는 회전축(180)이 삽입된다.A fourth hollow 162 communicating with the third hollow 161 having a predetermined length and width and having a central portion is formed on the front surface and the rear surface of the
가압블럭(160)의 일측면에는 한 쌍의 제4중공(162)과 각각 연통되는 한 쌍의 제5중공(163)이 형성되며, 각각의 제5중공(163)에는 탄성부재(190)가 삽입된다.A pair of
이러한 구성에 의해 한 쌍의 탄성부재(190)가 회전축(180)의 양단부를 탄성 가압하게 회전축(180)을 제4중공(162) 내에서 기어드라이브(140) 방향으로 이동시키며, 회전체(170)는 탄성부재(190)에 의해 기어드라이브(140) 방향으로 지속적으로 가압된다.With this configuration, the pair of
즉, 필라멘트(F)와 접촉되는 회전체(170)의 표면이 마모되어도 탄성부재(190)에 의해 기어드라이브(140) 측으로 가압 되기 때문에 항상 일정한 힘으로 필라멘트(F)를 강제 이송시키는 것이 가능하다.That is, even if the surface of the
상술한 제5중공(163)에는 탄성부재(190)의 움직임을 제한하는 이탈방지부재(191)가 삽입되며, 이러한 탄성가압수단(150)은 바디(120)의 양측면에 각각 결합되어 독립적으로 작동된다.A
1 : 익스트루더
100 : 재료공급부
200 : 히터부
300 : 단열부재
400 : 노즐
410 : 접착방지부재
500 : 재료안내부재
1: Extruder 100: Material supply part
200: heater part 300: heat insulating member
400: nozzle 410: adhesion preventing member
500: material guide member
Claims (10)
상기 재료공급부로부터 공급된 상기 필라멘트를 가열하여 용융시키는 히터부; 및
용융상태의 필라멘트를 분사하는 노즐을 포함하며,
상기 노즐의 내주면에는 이물질 및 용융상태의 필라멘트가 부착되는 것을 방지할 수 있도록 고내열성 및 비점착성을 갖는 접착방지부재가 코팅되는 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
A material supply unit for supplying filaments;
A heater unit for heating and melting the filament supplied from the material supply unit; And
And a nozzle for spraying the molten filament,
Characterized in that an anti-adhesion member having high heat resistance and non-stickiness is coated on the inner circumferential surface of the nozzle so as to prevent foreign matter and molten filaments from adhering to the inner circumferential surface of the nozzle.
고내열성 및 비점착성을 가지고, 상기 재료공급부와 히터부를 연통하며 구비되어 필라멘트가 이동되는 재료안내부재를 포함하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
The method according to claim 1,
An extruder for a 3D printer having an anti-sticking function, comprising a material guide member having a high heat resistance and a non-stick property and communicating with the material supply unit and the heater unit and moving the filament.
상기 재료안내부재의 일단부 중 적어도 일부는 상기 노즐의 내주면에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
3. The method of claim 2,
Characterized in that at least a part of one end of the material guide member is inserted into the inner circumferential surface of the nozzle.
상기 노즐은 상기 히터부에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
The method according to claim 1,
Wherein the nozzle is inserted into the heater unit. 3. An extruder for a 3D printer having an anti-sticking function.
고내열성 및 고단열성을 가지며 상기 히터부를 외부로부터 격리시키는 단열부재를 포함하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
The method according to claim 1,
And a heat insulating member having high heat resistance and high heat insulating property and isolating the heater portion from the outside.
상기 단열부재는,
상기 히터부가 내부에 삽입되는 제1단열부재; 및
상기 제1단열부재와 결합되어 상기 히터부를 격리시키는 제2단열부재를 포함하며,
상기 노즐은 상기 히터부에 삽입되고, 상기 노즐의 끝단부 중 일부는 상기 제2단열부재를 관통하여 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
6. The method of claim 5,
The heat insulating member
A first heat insulating member into which the heater unit is inserted; And
And a second heat insulating member coupled with the first heat insulating member to isolate the heater unit,
Wherein the nozzle is inserted into the heater portion and a part of the end portion of the nozzle passes through the second heat insulating member and is exposed to the outside.
상기 제1단열부재는 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone) 재질인 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
The method according to claim 6,
Wherein the first heat insulating member is made of polyether ether ketone. 2. The extruder for 3D printer according to claim 1, wherein the first heat insulating member is made of polyether ether ketone.
상기 접착방지부재 및 제2단열부재 중 적어도 하나 이상은 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질인 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
The method according to claim 6,
Wherein at least one of the adhesion preventing member and the second heat insulating member is made of polytetrafluoroethylene (PTFE).
상기 재료안내부재는 폴리테트라 플루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 재질인 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.
3. The method of claim 2,
Wherein the material guide member is made of polytetrafluoroethylene. 3. The extruder for a 3D printer as claimed in claim 1, wherein the material guide member is made of polytetrafluoroethylene.
상기 재료공급부는 적어도 하나 이상의 필라멘트를 공급하되 복수 개일 경우에는 각각의 필라멘트를 독립적으로 공급하고, 상기 노즐은 적어도 하나 이상으로 구비되어 각각의 용융된 필라멘트를 분사하며,
상기 히터부에는 독립적으로 온도제어가 가능한 발열체가 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는, 접착방지기능을 갖는 3D 프린터용 익스트루더.The method according to claim 1,
Wherein the material supply unit supplies at least one filament and supplies the filaments independently when the plurality of filaments are provided, the nozzles being provided at least one or more nozzles to jet each melted filament,
Wherein the heater unit is provided with at least one heating element capable of independently controlling the temperature.
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