KR20160099125A - The apparatus of the printing head in a 3-D printer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3D(Dimensional) 프린터에서 인쇄 헤드의 장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 인쇄과정에서 인쇄 헤드의 막힘시 노즐 막힘을 제거 할 수 있으며, 인쇄 과정에서의 에러 발생시 복원하여 인쇄를 계속 진행할 수 있는 구조를 제공할 수 있는, 3D프린터에서 인쇄 헤드의 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for a printhead in a 3D (Dimensional) printer, and more particularly, to an apparatus for removing a clogging of a nozzle during clogging of a printhead in a printing process, The present invention relates to an apparatus of a printhead in a 3D printer capable of providing a structure.
3 D 프린터는 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 실물의 입체 모양 그대로 찍어내는 기계를 말하며, 어떤 제품 아이디어든 설계도만 있으면 플라스틱은 물론 고무·금속·세라믹 등 150여 개 소재로 한 시간에서 하루 안에 실물로 만들 수 있다는 특징을 가지게 된다. 그리고, 3 D 프린터의 개발 초기에 플라스틱에 국한됐던 소재는 나일론·금속 등으로 확장됐으며, 산업용 샘플을 찍어내는 데 불과했던 출력 부품도 시계·신발·휴대전화 케이스·자동차 부속품으로까지 발전하는 과정에 있는 실정이다.3 D printer is a machine that draws a real three-dimensional shape based on a three-dimensional drawing made by a computer design program. If you have any design ideas, you can use plastic materials as well as 150 materials such as rubber, metal, It can be made into a real thing in a day. In the early days of the development of the 3D printer, the material limited to plastics was extended to nylon, metal, etc., and the output parts, which were only used for taking industrial samples, were developed into watches, shoes, mobile phone cases and automobile accessories. In fact.
그리고, 그 방법으로는 커다란 원재료 덩어리를 칼날을 이용해서 조각하는 절삭형 방식이 존재하지만, 덩어리에서 깎아내는 작동 원리상 재료를 많이 소비하며, 컵이나 파이프 처럼 생긴 물체는 제작하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 가장 최근의 방법으로 많이 사용되는 방법은 적층형이 있다. 적층형은 말 그대로 매질을 층층이 쌓아 올려 조형하는 방식이다. 즉, 최근의 3D 프린터라면 적층형 방식을 말한다. 아울러, 적층형 방식은 재료에 따라 구별이 되기도 한다.In this method, there is a cutting type method of carving a large raw material mass using a blade, but it is disadvantageous in that it consumes a large amount of material in the working principle of chunk cutting, and it is difficult to produce an object like a cup or a pipe. In addition, the most frequently used method is the laminated type. The laminated type is a method of constructing a layer by stacking the medium. That is, in the case of a recent 3D printer, it refers to a stacking type method. In addition, the laminated type may be classified depending on the material.
그리고, ABS같은 플라스틱 재료를 녹여 노즐에서 분사하여 적층하는 방식, 얇게 분말재료를 필드에 깐 다음 레이저로 선택된 부분만 녹여 굳히기를 반복하여 제품을 만드는 방식, 및 얇게 분말재료를 필드에 깔고 레이저가 아닌 접착제를 분사하여 굳히는 방식 등이 존재하게 된다. 또한 근래에는 기술의 발달로 금속 3D 프린터로 만들어낸 로켓 엔진 부품의 연소 테스트가 성공된 사례도 보고되고 있는 실정이다.In addition, there is a method in which a plastic material such as ABS is melted and injected from a nozzle to laminate, a method in which a thin powder material is applied to a field, a laser is selectively melted and hardened to form a product, and a thin powder material is applied to a field, And a method of hardening by spraying an adhesive. Recently, combustion test of a rocket engine part made with a metal 3D printer has been reported as a result of the development of technology.
하지만, 아직까지는 제작상의 오류도 존재하고 개선할 부분이 많은 것은 사실이다. 즉 적층과정에서의 효율성을 높이기 위한 기술은 지속적으로 끊임없이 개발되어야 한다는 것이다.However, there are still some manufacturing errors and many improvements. That is, the technology for increasing the efficiency in the lamination process must be continuously and continuously developed.
예를들어, 제작 효율을 높이는 한 방법으로, 결합제를 아래 위치한 층으로 침투하도록 하여 층간 접착(interlayer bonding)을 생성하게 하고. 제1 단면 부분이 형성된 후, 이전 단계가 반복되어, 최종 목표물이 형성될 때까지 연속적인 단면을 형성하는 방법을 제시한 미국 특허 제6,375,874호 및 제6,416,850호 등이 있다.For example, one way to increase fabrication efficiency is to allow the binder to penetrate into the underlying layer to create interlayer bonding. U.S. Patent Nos. 6,375,874 and 6,416,850 disclose a method of forming a continuous cross-section until a final target is formed after the first cross-sectional portion is formed.
하지만, 때로는 먼지 등으로 결합제 재료를 분배하는 제트 노즐(jet nozzle)을 막을 수 있어, 결합제 재료가 분배되지 못하게 하거나 또는 결합제 재료가 부정확하게 분배되게 한다.However, it is sometimes possible to block jet nozzles that distribute the binder material to dust or the like, thereby preventing the binder material from being dispensed or causing the binder material to be dispensed incorrectly.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 특허 공개 제10-2009-0014395호 에서는 "3차원 프린터용 분말 처리 시스템이며, 복수의 분말 보유 리셉터클과, 복수의 분말 보유 리셉터클에 커플링되고 분말 보유 리셉터클들 사이에서 분말을 전달하는 진공 소스와, 복수의 분말 보유 리셉터클 및 진공 소스와 유동 소통하는 다중 포트 밸브와, 진공 소스와 복수의 분말 보유 리셉터클 사이에 배치된 여과 시스템을 포함하고, 진공 소스는 다중 포트 밸브를 통해 분말 보유 리셉터클들 사이에서 분말을 전달하는 분말 처리 시스템." 을 제공하여, 사용자의 개입을 최소화하면서 여러 소스로부터 분말 분배 장치로 분말을 전달하는 수단을 포함하여, 산개한 분말에 의한 3D 프린터와 주변 영역의 오염을 감소시키고, 동시에 재사용을 위한 분말의 재활용을 개선하는 수단을 제공한다.Therefore, in order to solve such a problem, Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0014395 discloses "a three-dimensional printer powder processing system comprising a plurality of powder holding receptacles, a plurality of powder holding receptacles coupled to the plurality of powder holding receptacles, A multi-port valve in flow communication with a plurality of powder holding receptacles and a vacuum source; and a filtration system disposed between the vacuum source and the plurality of powder retaining receptacles, wherein the vacuum source comprises a multi- A powder handling system for delivering powder between powder retaining receptacles through a valve. To reduce the contamination of the 3D printer and the surrounding area by the spread of powder, and at the same time to recycle the powder for reuse, including means for transferring the powder from multiple sources to the powder dispenser while minimizing user intervention Provide means to improve.
하지만, 상기 기술은 노즐이 막히거나 에러가 발생되었을 때 인쇄된 제품의 폐기처분 없이 복귀하여 인쇄를 계속 진행할 수 있도록 하는 구체적인 수단을 제공하는 것은 아니다. 따라서, 노즐 막힘을 제거하여 문제를 해결하고, 에러 발생이 되었음에도 복귀(Recovery)하여 인쇄를 계속 진행할 수 있는 인쇄 헤드의 구조나 인쇄 방법 등의 개발이 절실한 실정이다.However, the above-described technique does not provide a specific means for allowing the printing to be continued without returning to the disposal of the printed product when the nozzle is clogged or an error occurs. Accordingly, it is inevitable to develop a structure and a printing method of a print head that can solve the problem by eliminating the nozzle clogging, recover the ink even when an error occurs, and continue printing.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 노즐이 막히거나 에러가 발생되었을 때 인쇄된 제품의 폐기처분 없이 복귀하여 인쇄를 계속 진행할 수 있도록 하는 인쇄 헤드의 구조 및 인쇄 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the related art, and it is an object of the present invention to provide a structure and a printing method of a print head capable of returning without discarding a printed product when a nozzle is clogged or an error occurs, The purpose is to provide.
상기한 목적은, 노즐로서 인쇄 소재를 분사하는 인쇄헤드, 인쇄헤드의 움직임과 분사를 제어하는 구동부 및 제어부를 포함하는 3D 프린터에서, 상기 인쇄헤드 내에 소재를 최종적으로 분사하는 노즐이 더 포함되고, 수지로 제조된 필라멘트를 노즐 위에서 삽입하고 히터로 상기 삽입된 필라멘트를 용융하여 용융된 수지를 상기 노즐로 분사하여 인쇄하고, 상기 제어부에서 노즐 막힘이 감지되면, "노즐 막힘 감지 → 필라멘트 삽입 중지 → 역회전에 의한 필라멘트 제거" 의 단계와 "철심이 노즐에 삽입 가능한 위치로 이동판 이동 → 가이드 휠(45) 회전 → 철심 삽입 " 혹은 " 가이드 휠 회전(46) → 철심(61) "V"자 관(47)에 삽입 → 철심(61) 노즐(44)에 삽입" 의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 "V"자 관(47)은 입구가 되는 관은 2 곳이고 출구과 되는 관은 1 곳인 형상을 가지므로서 달성된다.The above object is further achieved by a 3D printer including a print head for jetting a print material as a nozzle, a drive unit for controlling movement and injection of the print head, and a control unit, further comprising a nozzle for ultimately jetting a material in the print head, A filament made of a resin is inserted on a nozzle, the inserted filament is melted by a heater, and the melted resin is sprayed onto the nozzle and printed. When the nozzle clogging is detected by the controller, The
또한 본원 발명의 또 다른 실시예로서, 노즐로서 인쇄 소재를 분사하는 인쇄헤드, 인쇄헤드의 움직임과 분사를 제어하는 구동부 및 제어부를 포함하는 3D 프린터에서, 상기 인쇄 헤드 내에 소재를 최종적으로 분사하는 노즐이 더 포함되고, 수지로 제조된 필라멘트를 노즐 위에서 삽입하고 히터로 상기 삽입된 필라멘트를 용융하여 용융된 수지를 상기 노즐로 분사하여 인쇄하고, 제 1 노즐부와 제 2 노즐부와 구비되고, 상기 제 1 노즐부에도 노즐(44), 압출기 기어(41) 및 압출기 U-grooce 가이드 휠(42) 있으며, 상기 제 2 노즐부에도 노즐(44'), 압출기 기어(41') 및 압출기 U-grooce 가이드 휠(42')이 구비되고, 제 1 노즐부와 제 2 노즐부의 차이점은 노즐의 직경의 차이이며, "프로그램에 설계된 값에 의하여 제품의 외벽 두께 및 구조의 두께 파악 → 제 2 노즐 혹은 제 N 노즐 중에서 하나 선택 → 선택된 노즐 구동" 의 단계가 상기 제어부에 의하여 수행된다.In another embodiment of the present invention, there is provided a 3D printer including a print head for ejecting a print material as a nozzle, a drive unit for controlling movement and injection of the print head, and a control unit, And a first nozzle unit and a second nozzle unit, wherein the first nozzle unit and the second nozzle unit are formed by inserting a filament made of resin onto a nozzle, melting the inserted filament by a heater, and spraying and printing the molten resin with the nozzle, The first nozzle unit also has a
그리고, 제 1 노즐부와 제 2 노즐부 모두에 노즐 막힘을 제거하기 위하여 노즐에 삽입되는 철심(61)과 상기 철심을 이동 시키는 가이드 휠(45)(46)이 더 구비된다.In addition, both the first nozzle portion and the second nozzle portion are further provided with an
또한, 상기 제어부에서는 에러가 발생되게 되면, 에러가 발생된 위치의 좌표를 인식하게 되고, 노즐 막힘을 제거하는 과정이 필요하게 되면 노즐 막힘 제거 과정이 수행되고, 에러가 발생된 좌표로 노즐을 다시 위치 시킨 후에 인쇄를 재 시작하게 되는 기능을 수행하게 된다,When an error occurs, the control unit recognizes the coordinates of the position where the error occurs. If it is necessary to remove the nozzle clogging, the nozzle clogging process is performed. If the error is generated, The printing is restarted after positioning,
아울러, 에러 발생후 복귀(Recovery) 과정은 실시간 제어 방식 적용으로 전체 공정이 수행 가능하도록 수정하고, 장비의 제어부(20)의 특정 Register에 순차적으로 좌표(x,y,z)를 기록하고 2차적으로 Register에 저장된 좌표 값으로 모터를 제어하여 복귀(Recovery)를 진행하게 된다.In addition, the recovery process after the error is corrected by applying a real-time control method so that the entire process can be performed, the coordinates (x, y, z) are sequentially recorded in a specific register of the
한편, 작업 테이블이 위에 다공성 테이블이 구비되고, 상기 다공성 테이블은 작업 테이블과 고정 수단으로 고정된다.On the other hand, a work table is provided with a porous table thereon, and the porous table is fixed by a work table and a fixing means.
이상에서 설명한 바와 같이, 3D 프린터에서 인쇄 헤드의 장치 및 인쇄 방법에서는, 인쇄 중에 노즐이 막히게 되면 노즐 막힘을 제거하여 인쇄를 계속 수행할 수 있고, 또한 인쇄 종료후에 노즐이 막히게 될 경우라도 노즐을 폐기하지 않고 계속 사용할 수가 있게 되며, 인쇄 과정에서 에러가 발생되더라도 복귀하여 인쇄를 계속 진행할 수가 있게 된다.As described above, in the apparatus and the printing method of the print head in the 3D printer, if the nozzle is clogged during printing, the clogging of the nozzle can be eliminated and printing can be continued, and even if the nozzle is clogged after the printing is finished, So that even if an error occurs in the printing process, the printing can be continued.
도 1은 본 발명의 알고리즘 방법이 적용된 3D의 구성도를 나타낸 실시예의 도면이다.
도 2는 소재가 투입되고 분출되는 과정을 나타내는 실시예의 도면이다.
도 3은 노즐 막힘을 해결하는 방법을 나타내는 실시예의 도면이다.
도 4내지 도 6은 철심이 노즐에 삽입되는 방법을 나타내는 실시예의 도면이다.
도 7과 도 8은 복귀(Recovery)를 실시하는 방법을 나타낸 실시예의 도면이다.
도 9는 복귀 과정을 수행하는 흐름도를 나타내는 실시예의 도면이다.
도 10은 효과적인 3D 인쇄를 위한 실시예의 도면이다.
도 11과 도 12는 소재의 접착력이 부족하여 제품이 작업 테이블과 이격되는 문제를 해결하는 실시예의 방법이다.1 is a diagram of an embodiment showing a 3D configuration diagram to which an algorithm method of the present invention is applied.
Fig. 2 is a view showing an embodiment showing a process in which a material is injected and ejected.
3 is a diagram of an embodiment illustrating a method for solving nozzle clogging.
Figs. 4 to 6 are views showing embodiments in which the iron core is inserted into the nozzle. Fig.
FIGS. 7 and 8 are views of embodiments showing a method of performing recovery.
9 is a diagram of an embodiment showing a flow chart for performing a return process.
Figure 10 is an illustration of an embodiment for effective 3D printing.
Figs. 11 and 12 show the method of the embodiment which solves the problem that the product is separated from the work table due to insufficient adhesion of the work.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
즉, 이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다.In other words, the following merely illustrates the principles of the present invention. Thus, those skilled in the art will be able to devise various apparatuses which, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.It is also to be understood that the detailed description, as well as the principles, aspects and embodiments of the invention, as well as specific embodiments thereof, are intended to cover structural and functional equivalents thereof.
아울러, 본 발명의 설명에 통상의 기술이 적용될 때에는 통상의 기술에 대한 상세 설명을 생략할 수 있다.In addition, when the conventional technology is applied to the description of the present invention, the detailed description of common technology can be omitted.
한편, 가장 최근의 방법으로 많이 사용되는 3 D 프린터의 제작 방법은 적층형으로, 적층형은 말 그대로 매질을 층층이 쌓아 올려 조형하는 방식이다. 그리고, 적층형 방식은 재료에 따라 구별이 되기도 한다.On the other hand, a method of manufacturing a 3 D printer widely used as a most recent method is a lamination type, and a lamination type is a method of literally forming a layer by stacking a medium. And, the laminated type may be distinguished according to the material.
ABS같은 플라스틱 재료를 녹여 노즐에서 분사하여 적층하는 방식, 얇게 분말재료를 필드에 깐 다음 레이저로 선택된 부분만 녹여 굳히기를 반복하여 제품을 만드는 방식, 및 얇게 분말재료를 필드에 깔고 레이저가 아닌 접착제를 분사하여 굳히는 방식 등이 존재하게 된다. 또한 근래에는 기술의 발달로 금속 3D 프린터로 만들어낸 로켓 엔진 부품의 연소 테스트가 성공된 사례도 보고되고 있는 실정이다.ABS is a method of spraying plastic materials from nozzles and laminating them, a method of thinning the powder material in the field, a method of making the product by repeatedly melting the selected portion with the laser, and a method of laying the thin powder material on the field, There is a way of spraying and solidifying. Recently, combustion test of a rocket engine part made with a metal 3D printer has been reported as a result of the development of technology.
본 발명의 3D 프린터는 재료를 처리하는 장치와, 3D 인쇄에 사용되는 재료를 자동으로 제공하고, 필요에 따라 재료를 분출하는 인쇄 헤드를 포함하며, 상기 인쇄 헤드의 이동을 제어하는 구동 제어부와, 인쇄 헤드 내에서 재료의 분출을 제어하는 분출 제어부를 포함한다, 아울러, 프로그램된 데이터에 의하여 구동 제어기와 분출 제어기를 제어하는 종합 제어부도 포함되며, 상기 구동 제어기와 분출 제어기 내에는 모터 등이 포함될 수가 있다.A 3D printer according to the present invention includes a device for processing a material, a drive control section for controlling the movement of the print head, a print head for automatically supplying a material used for 3D printing and ejecting a material as necessary, And an ejection control unit for controlling the ejection of the material in the print head. In addition, a general control unit for controlling the drive controller and the ejection controller by the programmed data is also included, and the drive controller and the ejection controller may include a motor have.
이때, 필요에 따라서는 인쇄 재료의 이동과 정지를 제어하는 밸브도 더 포함될 수 있다.At this time, if necessary, a valve for controlling the movement and stop of the printing material may be further included.
도 1은 본 발명의 알고리즘 방법이 적용된 3D의 구성도를 나타낸 실시예의 도면이다.1 is a diagram of an embodiment showing a 3D configuration diagram to which an algorithm method of the present invention is applied.
즉, 도 1은 적층형 방식의 3 D 프린터의 구성을 나타낸 도면으로, 본원 발명의 알고리즘이 적용되는 3D 프린터이다. 즉, 노즐 혹은 인쇄 헤드로서 인쇄 소재를 분사하는 분사장치(혹은 인쇄헤드)(40)(후술하는 본원 발명에서는 노즐(44)와 히팅 박스(43)을 포함하는 구조), 분사장치의 분사와 움직임을 제어하는 구동부(30)(후술하는 본원 발명에서는 모터(41d)와 노즐 구동부(44b)가 포함된다.)의, 인쇄를 통하여 3 D 형상이 만들어지는 작업 테이블(50), 상기 구동부를 작업 경로의 알고리즘대로 제어하거나 경로 알고리즘 등이 저장되어 있는 종합 제어부(20) 및 인터페이스부(10)로 구성된다. 그리고, 상기 인터페이스부(10)는 디스플레이, 입력부 및 출력부 경우에 따라서는 유무선 통신이 가능한 통신부 등이 모두 포함된 기기이다.That is, FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a 3 D printer in a stacked type, which is a 3D printer to which the algorithm of the present invention is applied. That is, a jetting device (or a printing head) 40 (a structure including a
이때, 본원 발명에서 상기 구도부(30)는 압출기 기어(41)와 압출기 U-grooce 가이드 휠(42)를 의미할 수 있으며, 상기 압출기 기어(41)및 압출기 U-grooce 가이드 휠을 회전시키는 모터(모터는 본원 발명에서는 도시 편의상 별도의 도시를 생략하였으나, 회전동력을 얻는 통상의 일반적인 동력원을 의미한다.)등도 포함됨은 당연하다.In the present invention, the
도 2는 소재가 투입되고 분출되는 과정을 나타내는 실시예의 도면이다.Fig. 2 is a view showing an embodiment showing a process in which a material is injected and ejected.
도면에서 도시된 바와 같이 필라멘트(60)(수지를 철사 형태로 만든 재)형 소재를 압출기 기어(41)와 압출기 U-grooce 가이드 휠(42)이 서로 작용하여, 히팅 블록(43)과 노즐(44)이 구비된 곳으로 이동시키게 된다. 그러면 히팅 블록(43)내에 구비된 히터에 의하여 상기 필라멘트(60)는 녹게 되고, 녹은 상태의 필라멘트는 액상 수지(ABS 수지 혹은 일반적인 수지)형태로 노즐을 통하여 분사(60')되게 된다.The
본원 발명의 도 2에서는 별도 도시를 생략하였지만, 이때, 녹은 상태의 재료 분출하기 위해서는 가압 펌프를 사용할 수도 있고, 스크류 모터를 사용할 수도 있으며, 혹은 기어펌프도 사용 가능하다. 그리고 이러한 분출 방법은 통상의 분출 방법을 사용할 수 있고, 통상의 분출 방법은 본원 발명에 적용 가능하다.Although not shown in FIG. 2 of the present invention, a pressurizing pump, a screw motor, or a gear pump can be used to eject molten material. As such a blowing method, a normal blowing method can be used, and a normal blowing method is applicable to the present invention.
아울러, 상기 압출기 기어(41)와 압출기 U-grooce 가이드 휠(42)은 철사 형상의 소재를 이동시킬 수 있는 역할을 하는 것으로서, 소재를 이동시킬 수 있는 역할을 한다면, 본원발명에 적용되는 기술 수단이 압출기 기어(41)와 압출기 U-grooce 가이드 휠(42)에 한정되지는 않는다.In addition, the
한편, 상기 인쇄 헤드 내에 소재를 최종적으로 분사하는 노즐이 더 포함되고, 수지로 제조된 필라멘트를 노즐 위에서 삽입하고 히터로 상기 삽입된 필라멘트를 용융하여 용융된 수지를 상기 노즐로 분사하여 인쇄하게 된다.A nozzle for finally spraying a material in the print head is further included. A filament made of resin is inserted over the nozzle, the inserted filament is melted, and the molten resin is injected by the nozzle to be printed.
- 실시예 1 -- Example 1 -
도 3은 노즐 막힘을 해결하는 방법을 나타내는 실시예의 도면이다.3 is a diagram of an embodiment illustrating a method for solving nozzle clogging.
즉, 3D 프린터를 사용하여 진행하는 인쇄 작업중에 노즐이 막히게 되는 경우, 막힌 노즐의 막힌 부분을 제거하는 방법을 나타낸 도면이다. 인쇄 작업중에 노즐이 막히게 되면 압출기 기어(41)와 압출기 U-grooce 가이드 휠(42)의 회전 방향을 반대로 하는 역회전을 실시하여, 필라멘트(60) 노즐(44)에서 분리하게 된다.That is, the present invention is a method of removing a clogged portion of a clogged nozzle when the clogged nozzle becomes clogged during a printing operation using a 3D printer. When the nozzle is clogged during the printing operation, the rotation of the
그리고 이러한 분리하는 과정은 종합 제어부(20)의 제어에 의하여 이루어지게 된다.The separation process is performed by the control of the
"노즐 막힘 감지 → 필라멘트 삽입 중지 → 역회전에 의한 필라멘트 제거" 의 과정이 제어부의 제어에 의하여 이루어진다는 것이며, "노즐 막힘 감지" 는 미리 정해진 알고리즘에 의하여 감지하는 것이고, 이러한 감지 방법의 실시예는 본원 발명에서 후술하게 된다.Quot; nozzle clogging ", " nozzle clogging detection ", " filament insertion stop ", " filament removal by reverse rotation ", is performed under the control of the control unit. Which will be described later in the present invention.
그리고, "필라멘트 삽입 중지" 는 압출기 기어(41) 등에 동력을 제공하는 모터의 구동을 정지시키는 것이며, "역회전에 의한 필라멘트 제거" 는 동력을 제공하는 모터의 회전을 반대로 하는 것이다. 그리고 이러한 제어 방법의 알고리즘은 메모리부를 사용하고 상기 메모리부에 저장되도록 할 수 있다.The "filament insertion stop" is to stop the driving of the motor that supplies power to the
한편, "역회전에 의한 필라멘트 제거" 의 단계가 수행되면, 철사 모양의 철심(61)을 노즐에 삽입하도록 하므로서 노즐 막힘의 원인을 완전히 제거하게 된다.On the other hand, when the step of "removal of the filament by reverse rotation" is performed, the wire-
즉, 수지로 제조된 필라멘트를 노즐 위에서 삽입하고 히터로 상기 삽입된 필라멘트를 용융하여 용융된 수지를 상기 노즐로 분사하여 인쇄하고, 상기 노즐이 막힐 경우 상기 필라멘트를 제거하고, 철심을 노즐에 삽입하게 되는 것이다.That is, a filament made of a resin is inserted on a nozzle, the inserted filament is melted by a heater, and the melted resin is injected and printed by the nozzle, and when the nozzle is clogged, the filament is removed and the iron core is inserted into the nozzle .
도 4내지 도 6은 철심이 노즐에 삽입되는 방법을 나타내는 실시예의 도면이다.Figs. 4 to 6 are views showing embodiments in which the iron core is inserted into the nozzle. Fig.
도 4와 도 5는 철심(61) 노즐의 하부쪽에서 삽입하는 실시예의 방법이다, 도 4에서처럼, 철심(61)이 노즐의 하부쪽에서 삽입되면 노즐(44)의 위쪽으로 나오게 되므로서 노즐 내에 막혀 있는 수지가 제거되는 것이며, 이때 히팅 블록(43) 내의 히터를 가열하므로서 막힘 제거 과정을 더 효과적으로 수행할 수가 있다.4 and 5 show the method of the embodiment in which the
이때, 히터에 전원을 공급하는 양을 제어하면서 히터(본원 발명에서 별도 도시는 생략되었지만, 열을 가하는 히터를 의미하며 공급되는 전원의 양을 조절하므로서 온도의 조절도 가능한 통상의 히터를 의미한다.)를 가열하는 과정도 제어부(20)가 수행하게 된다.In this case, a heater (which is omitted in the present invention, but refers to a heater that applies heat, while controlling the amount of power to be supplied to the heater, means a conventional heater capable of controlling the temperature by adjusting the amount of power supplied thereto. ) Is also performed by the
정해진 알고리즘에 의하여 "노즐 막힘" 을 제어부에서 감지하게 되면, 히터에 공급되는 전류량을 증가시켜 결과적으로 히터가 더 가열되고, 노즐의 온도도 올라가게 된다. 그리고, 이러한 히터에 공급되는 전류량 조절의 과정은 상기 제어부(20)에서 메모리부에 저장된 정해진 알고리즘의 방법에 의하여 수행된다는 것이다.When the controller detects the "nozzle clogging" by a predetermined algorithm, the amount of current supplied to the heater is increased, resulting in further heating of the heater, and the temperature of the nozzle is also increased. The process of controlling the amount of current supplied to the heater is performed by the
이때, 철심은 탄력도를 가지는 금속 소재로 만들어지며, 형상은 철사 모양의 형상이다.At this time, the iron core is made of a metal material having elasticity, and the shape is a wire-like shape.
도 5에서 도시된 바와 같이 노즐(44) 하부쪽에 작업 테이블(50)과는 별도의 위치에 이동판(48)과 삽입관(49)이 구비되고, 상기 삽입관(49)을 통하여 노즐의 아래쪽에서 철심(61)이 삽입될 수 있는 방법을 나타낸 실시예의 방법이다.5, a moving
노즐이 막히게 되면, 노즐(44) 혹은 작업 테이블(50) 위치가 변경되거나 최초의 위치(리셋)에 위치되도록 하고, 이동판(48)이 이동하여 철심(61)이 노즐에 삽입 가능한 위치에 오게 된다. 즉 다음과 같은 단계를 거치게 된다.When the nozzle is clogged, the position of the
"노즐 막힘 감지 → 필레멘트 제거 → 노즐 혹은 작업 테이블(50) 이동 → 철심이 노즐에 삽입 가능한 위치로 이동판 이동 → 가이드 휠(45) 회전 → 철심 삽입 ""Detecting clogging of nozzle → Remove filament → Move nozzle or work table (50) → Move iron plate to a position where it can be inserted into nozzle → Rotate guide wheel (45) → Insert iron core"
여기서 필라멘트 제거라고 하는 것은 앞의 실시예에서 설명된 바와 같이 역회전에 의하여 필라멘트를 노즐에서 제거하는 것이며, 가이드 휠(45) 회전이라는 것은 철심이 노즐에 삽입될 수 있도록 도 5에 도시된 가이드 휠(45)의 회전하는 것이다.The filament removal is to remove the filament from the nozzle by reverse rotation as described in the previous embodiment, and the rotation of the
또한, 이동판(48)의 이동은 모터(48a)의 동력이 축(48c)으로 전달되고, 방향 변경 박스(48d)에 의하여 좌우 이동 혹은 상하 이동이 정해지고, 다시 축(48b)을 통하여 동력이 이동판(48)까지 전달되는 과정을 거치게 된다. 이때, 이러한 좌우 이동과 상하 이동의 방법은 도 5의 실시예 이외에도 통상의 이동 방법을 사용하여 본원 발명에 적용하면 될 것이다.The power of the
아울러, 도 5에 도시된 실시 과정은 메모리부에 저장된 알고리즘에 의하여 제어부(20)에 의하여 수행되게 된다.5 is performed by the
도 6은 노즐 위쪽에서 철심(61)이 삽입되는 방법을 나타내는 실시예의 도면이다, 도 6에 도시된 바와 같이 "V"자 관(47)을 사용하게 된다. " V"자 형태의 관(47)은 입구가 되는 관은 2 곳이고 출구과 되는 관은 1 곳인 형상을 가진 관이다. 따라서, "V"자 관(47)을 통하여 입구쪽에서는 필라멘트(60)와 철심(61)이 모두 삽입 가능하고, 출구쪽에서는 필라멘트(60)와 철심(61) 두 개중에 하나만 배출될 수가 있다.Fig. 6 is a view of an embodiment showing how the
따라서, 철심(61)이 "V"자 관(47)에 삽입되기 위해서는 필라멘트(60)가 제거되어야 하고, 필라멘트(60)가 삽입되기 위해서는 철심(61)이 제거되어야 한다.Therefore, in order for the
그리고 도 6의 방법에 의하여 노즐 막힘이 해결되는 과정은 다음과 같다.The process of solving the nozzle clogging by the method of FIG. 6 is as follows.
"노즐막함 감지 → 압출기 기어(41)와 압출기 U-grooce 가이드 휠(42) 역회전 → 필라멘트(60) "V"자 관(47)에서 제거 → 가이드 휠 회전(46) → 철심(61) "V"자 관(47)에 삽입 → 철심(61) 노즐(44)에 삽입""Detecting the nozzle block → reverse rotation of the
또한, 상기 실시 과정은 메모리부에 저장된 알고리즘에 의하여 제어부(20)에 의하여 수행되게 된다.In addition, the above-described process is performed by the
- 실시예 2 -- Example 2 -
도 7과 도 8은 복귀(Recovery)를 실시하는 방법을 나타낸 실시예의 도면이다.FIGS. 7 and 8 are views of embodiments showing a method of performing recovery.
3D 프린터를 사용하여 인쇄를 하는 과정에서 에러가 발생되는 경우가 존재하며, 에러가 발생되면 그때까지 인쇄되어 만들어진 중간 제픔을 폐기할 수 밖에 없다.There is a case where an error occurs in the process of printing using a 3D printer. If an error occurs, it is forced to discard the intermediate product that has been printed until then.
일반적으로 인쇄 과정에서 에러가 발생되는 원인으로는 프로그램 수행 과정에서의 에러와 소재의 막힘이 있다. 프로그램에서의 에러는 컴퓨터 프로그램 실행 과정에서의 에러이며, 소재의 막힘은 노즐이나 히팅 박스 내에 소재가 막힌다는 것을 의미한다.Generally, an error in the printing process is caused by an error in the program execution process and clogging of the material. An error in the program is an error in the execution of the computer program, and clogging of the material means that the material is clogged in the nozzle or heating box.
결국 상기의 원인에 의하여 인쇄가 순간 정지되게 되면, 그 때까지 인쇄된 중간 제품을 폐기하지 않고, 노즐을 에러가 발생된 위치에 다시 위치하도록 하므로서 인쇄의 과정을 계속 수행할 수 있다.As a result, if the printing is stopped instantaneously due to the above-mentioned cause, the printing process can be continued by allowing the nozzle to be located at the position where the error occurs without discarding the printed intermediate product.
도 7 은 모터의 속도를 감지하기 위한 블록도를 나타낸 도면이다. 압출기 기어(41)와 압출기 U-grooce 가이드 휠(42)은 회전축(41a)과 연결되고, 모터(41d)의 동력은 전달축(41c)을 통하여 동력 분배기(41b)를 통하여 회전축(41a)에 연결된다. 여기서 동력 분배기(41b)는 하나의 동력원으로 두 개의 동력을 구동시키기 위한 분배기이다. 한편, 하나의 모터로 기어와 횔을 구동하기 위한 방법은 통상의 방법을 사용하여 적용될 수 있다.7 is a block diagram for sensing the speed of the motor. The
이때, 모터에 인코더(41e)를 장착하여 모터의 속도나 회전수를 감지할 수가 있으며, 상기 인코더(41e)는 제어부(20)와 연결되고 제어부는 인코더에 의하여 감지된 모터의 속도나 회전수가 정상상태인가 혹은 비정상 상태인가를 판단할 수가 있다.At this time, the
모터의 속도나 회전수를 감지하여, 회전수나 속도가 정해진 회전수나 속도가 아닐 경우를 에러 상태로 판단하고, 에러 상태의 위치 좌표를 인식하게 된다. 그리고 상기 인식된 좌표 지점으로 노즐을 위치시킨 다음 인쇄의 과정을 다시 수행하게 된다.The speed or the rotation speed of the motor is sensed, and when the rotation speed or speed is not the predetermined rotation speed or speed, it is determined as an error state, and the position coordinates of the error state are recognized. Then, the nozzle is positioned at the recognized coordinate point, and then the printing process is performed again.
그리고 이러 알고리즘의 과정은 메모리부에 저장된 알고리즘에 의하여 제어부가 수행한다.The process of this algorithm is performed by the control unit by the algorithm stored in the memory unit.
도 8은 노즐의 상태를 감지하여 에러 상태를 판단하기 위한 방법을 나타낸 도면이다. 노즐(44)에 센서(44a)를 부착하고 노즐에서의 소재의 흐름을 감지하여 정상상태와 비 정상상태를 판단할 수 있다. 그리고 상기 센서(44a)는 제어부와 연결된다.8 is a diagram illustrating a method for detecting an error state by sensing a state of a nozzle. A sensor 44a may be attached to the
도 9는 복귀 과정을 수행하는 흐름도를 나타내는 실시예의 도면이다.9 is a diagram of an embodiment showing a flow chart for performing a return process.
3 D 인쇄가 시작되면, 노즐(44)은 이동하고 필라멘트(60)의 구동이 수행되게 된다. 이때, 필라멘트 구동은 스텝 모터를 사용하고 3 축(x, y, z) 제어를 하게 된다.When the 3 D printing is started, the
그리고, 필라멘트를 이동시키는 압출기 기어(41)의 속도는 히터의 온도와 관계가 되도록 제어하게 된다.(S 100 - S 102)The speed of the
상기의 방법에 의하여 에러가 발생되게 되면, 에러가 발생된 위치의 좌표를 인식하게 된다,(S 104 - S 106) 그리고, 노즐 막힘을 제거하는 과정이 필요하게 되면 노즐 막힘 제거 과정이 수행된다.(S 108)When an error is generated by the above method, the coordinates of the position where the error occurs are recognized (S 104 -S 106). When the process of removing the nozzle clogging is required, the process of removing the nozzle clogging is performed. (S 108)
에러가 발생된 좌표로 노즐을 다시 위치 시킨 후에 인쇄를 재 시작하게 된다, (S 110) 한편, 에러 발생후 복귀(Recovery) 과정은 실시간 제어 방식(Real-Time Control System) 적용으로 전체 공정이 수행 가능하도록 수정한다. 그리고, 장비의 제어부(20)의 특정 Register에 순차적으로 좌표(x,y,z)를 기록하고 2차적으로 Register에 저장된 좌표 값으로 모터를 제어하여 복귀(Recovery)를 진행하게 된다.(S 110). In the meantime, the recovery process after the occurrence of the error is performed by the real-time control system (the whole process is performed) by performing the real-time control system To make it possible. The coordinates (x, y, z) are sequentially recorded in a specific register of the
예를들어 에러가 발생된 좌표의 위치가 (23,44,55) 이면, 인쇄를 에러가 발생된 위치 (23,44,55)에서 다시 시작하게 된다.For example, if the position of the errored coordinate is (23, 44, 55), printing will start again at the position where the error occurred (23, 44, 55).
그리고, 인쇄 진행 및 인쇄가 완성되게 된다.(S 112)Then, printing progress and printing are completed (S 112)
또한, 104 단계에서 에러가 발생되지 않았다면 인쇄는 계속 진행되고 인쇄가 완성되게 된다. 그리고 인쇄의 모든 과정은 종료된다.(S 114)If an error has not occurred in
한편, 모터의 회전 속도 등은 좌표 값에 의하여 정해진다, 즉 좌표 값에 따라 회전 속도가 달라지게 될 수 있다, 따라서, 해당 좌표 값에 해당되는 모터의 속도는 미리 정해지며, 정해진 속도와 다른 속도가 감지되면 에러로 감지하게 된다는 것이다.On the other hand, the rotation speed of the motor is determined by the coordinate value, that is, the rotation speed may vary depending on the coordinate value. Therefore, the speed of the motor corresponding to the coordinate value is predetermined, It is detected as an error.
- 실시예 3 -- Example 3 -
도 10은 효과적인 3D 인쇄를 위한 실시예의 도면이다.Figure 10 is an illustration of an embodiment for effective 3D printing.
인쇄되어 제작되는 제품의 외벽 혹은 제품 구조의 두께는 제품의 설계 구조에 따라 다르기도 하지만, 동일한 제품 내에서도 제품의 외벽 혹은 구조 내의 두께는 서로 다를 수 밖에 없게 된다.The thickness of the outer wall or the product structure of the printed product may vary depending on the design structure of the product, but the thickness of the outer wall or structure of the product must be different even in the same product.
따라서, 상기의 두께가 서로 다름에도 분사되는 노즐의 직경을 일관되게 동일한 것으로 하게 된다면 비 효율적인 인쇄가 될 수 밖에 없게 된다. 그러므로 노즐 직경이 서로 다른 인쇄헤드를 적어도 2 개 이상(경우에 따라서는 5개까지)준비하고, 두께에 따라 그에 맞는 노즐이 선택되어 인쇄가 진행될 수도 있다,Therefore, if the diameter of the injected nozzles is consistently the same even if the thicknesses are different from each other, it becomes inefficient to print. Therefore, at least two or more (possibly up to five) print heads having different nozzle diameters may be prepared, and nozzles corresponding thereto may be selected according to the thickness,
도 10의 도면에서 보면, 제 1 노즐부에도 노즐(44), 압출기 기어(41) 및 압출기 U-grooce 가이드 휠(42) 있으며, 제 2 노즐부에도 노즐(44'), 압출기 기어(41') 및 압출기 U-grooce 가이드 휠(42')이 구비된다.10, a
그리고 도 10의 도면에서는 생략되었지만, 제 1 노즐부와 제 2 노즐부 모두에 철심(61)과 가이드 휠(45)(46)이 더 구비될 수도 있다. 그러나, 모터(41d)나 노즐 구동부(44b)는 제 1 노즐부와 제 2 노즐부에 포함될 수도 있고 그렇지 않는 구조로 만들어 질 수도 있다.Although not shown in FIG. 10, both the first nozzle portion and the second nozzle portion may further include an
그리고, 제 1 노즐부와 제 2 노즐부의 차이점은 노즐의 직경의 차이이다. 즉, 제품 외벽의 두께나 구조의 두께가 두꺼우면 직경이 큰 노즐이 선택되고, 제품 외벽의 두께나 구조의 두께가 얇우면 직경이 작은 노즐이 선택된다. 그리고, 이러한 방법은 메모리부에 저장된 알고리즘에 의하여 제어부(20)의 제어로 수행된다. 즉, 제어부가 제 1 노즐부의 모터(41d)와 노즐 구동부(44b)를 선택하여 구동하면 제 1 노즐부가 구동되고, 제어부가 제 2 노즐부의 모터(41d')와 노즐 구동부(44b')를 선택하여 구동하면 제 2 노즐부가 구동되는 것이다.The difference between the first nozzle portion and the second nozzle portion is a difference in diameter of the nozzle. That is, if the thickness of the outer wall of the product or the thickness of the structure is large, the nozzle having a large diameter is selected, and if the thickness of the outer wall of the product or the thickness of the structure is small, the nozzle having a small diameter is selected. This method is performed under the control of the
그리고, 이 과정은 아래와 같은 선택 과정을 거치게 된다.Then, this process goes through the following selection process.
"프로그램에 설계된 값에 의하여 제품의 외벽 두께 및 구조의 두께 파악 → 제 2 노즐 혹은 제 N 노즐 중에서 하나 선택 → 선택된 노즐 구동""Determine the thickness of the outer wall of the product and the thickness of the structure by the designed value in the program → choose one of the second nozzle or the Nth nozzle → drive the selected nozzle"
그리고, 프로그램에 설계된 값에 의하여 제품의 외벽 두께 및 구조의 두께 파악할 때, 좌표 값도 함께 파악할 수가 있다. 즉, 동일 제품을 인새하면서도 두께에 따라 노즐을 달리 선택할 수 있기 때문이다.When the thickness of the outer wall of the product and the thickness of the structure are determined according to the values designed in the program, the coordinate values can be grasped together. In other words, the nozzle can be selected differently depending on the thickness of the same product.
예를들어, 좌표가 (1.0, 1.0 ,1.0) 에서 (1.0, 1.0 ,1.5) 까지는 상기 벽의 두께가 5 mm 이고, 좌표가 (2.0, 1.0 ,1.0) 에서 (1.0, 1.0 ,1.5) 까지는 상기 벽의 두께가 12 mm 일 때,For example, if the thickness of the wall is 5 mm and the coordinates are (2.0, 1.0, 1.0) to (1.0, 1.0, 1.5) from the coordinates (1.0, 1.0, 1.0) When the thickness of the wall is 12 mm,
좌표가 (1.0, 1.0 ,1.0) 에서 (1.0, 1.0 ,1.5) 까지는 직경 0.8 mm 짜리의 노즐을 사용하고, 좌표가 (2.0, 1.0 ,1.0) 에서 (1.0, 1.0 ,1.5) 까지는 직경 1.0 mm 의 노즐을 사용하게 된다.A nozzle with a diameter of 0.8 mm was used from the coordinates (1.0, 1.0, 1.0) to (1.0, 1.0, 1.5) and a nozzle having a diameter of 1.0 mm The nozzle is used.
이때, 제 1 노즐이 직경 0.8 mm 짜리의 노즐이라면, 좌표가 (1.0, 1.0 ,1.0) 에서 (1.0, 1.0 ,1.5) 까지는 제 1 노즐이 사용되고, 좌표가 (2.0, 1.0 ,1.0) 에서 (1.0, 1.0 ,1.5) 까지는 제 2 노즐이 사용될 수가 있다는 것이다.In this case, if the first nozzle is a nozzle having a diameter of 0.8 mm, the first nozzle is used from (1.0, 1.0, 1.0) to (1.0, 1.0, 1.5) , 1.0, 1.5), the second nozzle can be used.
- 실시예 4 -Example 4 -
도 11과 도 12는 소재의 접착력이 부족하여 제품이 작업 테이블과 이격되는 문제를 해결하는 실시예의 방법이다.Figs. 11 and 12 show the method of the embodiment which solves the problem that the product is separated from the work table due to insufficient adhesion of the work.
도 11은 실제 작업 테이블(혹은 빌드 프레이트(Build Plate)상에 소재가 이격되는 모습을 보이는 실제의 사진이다. 도 11처럼 제품이 작업 테이블(50)과 이격되면, 불량이 발생되므로 이러한 문제는 해결되어야 한다.11 is an actual photograph showing the material being separated on the actual work table (or the build plate). When the product is separated from the work table 50 as shown in FIG. 11, .
보통 상기의 이격 불량이 발생되는 원인으로는, "빌드 플레이트와 소재 접착력 부족. 용융된 소재가 경화 진행 중 발생하는 열 수축. 빌드 플레이트 설정 온도 미흡, 기타 주의 환경(온도, 습도 등) 영향" 이 될 수 있지만, 이러한 문제는 본질적 해결이 안되므로 다른 방법으로 해결 방법을 찾아야 한다.Usually, the cause of the above-mentioned separation defect is as follows: "Insufficient adhesion between the build plate and the material, heat shrinkage during the curing process of the molten material, insufficient build plate temperature, and other environmental influences (temperature, humidity, etc.) However, since this problem is not inherently solved, there are other ways to find a solution.
도 12은 이격 불량 문제를 해결하기 위한 실시예의 도면이다. 즉, 자업 테이블(50) 상단에 다공성 플레이트(51)를 장착하고, 상기 다공성 플레이트(51) 위에서 3 D 인쇄 작업을 실시한다.12 is a view of an embodiment for solving the problem of spacing failure. That is, a
그렇게 되면, 다공성 플레이트(51)의 기공(다공성 플레이트 내의 작은 공간) 내에 소재(녹은 상태의 수지)가 스며 들어 3 D 인쇄 결과물인 소재가 다공성 플레이트와 달라 붙게 되며, 따라서 제품의 이격 현상을 방지할 수 있게 된다.Then, the material (molten resin) seeps into the pores of the porous plate 51 (small space in the porous plate), and the resultant material of the 3 D printing sticks to the porous plate, .
그리고, 상기 다공성 플레이트(51)와 작업 테이블(50)을 고정할 필요가 있으므로 나사 등의 고정 수단(52)으로 다공성 플레이트와 작업 테이블을 고정하게 된다. 이때, 도 12의 본원 발명에서는 작업 테이블과 다공성 플레이트 간의 고정 방법을 홈을 사용하여 나사 형태로 고정하는 방법을 제시했지만, 실질적으로는 다공성 플레이트를 작업 테이블과 고정하는 통상의 일반적인 방법도 본원 발명에 적용될 수 있다.Since it is necessary to fix the
10 : 인터페이스부 20 : 종합 제어부
30 : 구동부 40 : 인쇄헤드(분사장치)
41 : 압출기 기어 42 : 압출기 U-grooce 가이드 휠
43 : 카트리지 히터 44 : 노즐
45 : 가이드 휠 46 : 가이드 휠
47 : V 자 관 48 ; 이동판
49 : 삽입관 50 : 작업테이블
60 : 소재 (필라멘트) 61 : 철심
51 : 다공성 플레이트 52 : 결합 수단10: interface unit 20: general control unit
30: driving part 40: print head (ejecting device)
41: extruder gear 42: extruder U-grooce guide wheel
43: Cartridge heater 44: Nozzle
45: Guide wheel 46: Guide wheel
47: V-shaped
49: insertion tube 50: work table
60: Material (filament) 61: iron core
51: porous plate 52: engaging means
Claims (6)
상기 인쇄 헤드 내에 소재를 최종적으로 분사하는 노즐이 더 포함되고,
수지로 제조된 필라멘트를 노즐 위에서 삽입하고 히터로 상기 삽입된 필라멘트를 용융하여 용융된 수지를 상기 노즐로 분사하여 인쇄하고,
상기 제어부에서 노즐 막힘이 감지되면, "노즐 막힘 감지 → 필라멘트 삽입 중지 → 역회전에 의한 필라멘트 제거" 의 단계와
"철심이 노즐에 삽입 가능한 위치로 이동판 이동 → 가이드 휠(45) 회전 → 철심 삽입 " 혹은 " 가이드 휠 회전(46) → 철심(61) "V"자 관(47)에 삽입 → 철심(61) 노즐(44)에 삽입" 의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 "V"자 관(47)은 입구가 되는 관은 2 곳이고 출구과 되는 관은 1 곳인 형상을 가진 관인 것을 특징으로 하는 3D 프린터에서 인쇄 헤드의 장치.In a 3D printer including a print head that ejects a print material as a nozzle, a drive unit that controls movement and ejection of the print head, and a control unit,
Further comprising a nozzle for ultimately ejecting a material in the print head,
A filament made of a resin is inserted over the nozzle, the inserted filament is melted by a heater, the molten resin is injected by the nozzle and printed,
If the nozzle clogging is detected by the control unit, the steps of "nozzle clogging detection → filament insertion stop → filament removal by reverse rotation"
"Move the moving plate to the position where the iron core can be inserted into the nozzle → Rotate the guide wheel 45 → Insert the iron core" or "Rotate the guide wheel 46 → Insert the iron core 61 into the" V "magnetic pipe 47 → Insert the iron core 61 ) ≪ / RTI > into the nozzle 44,
Wherein the "V" tube (47) is a tube having a shape in which two tubes serve as an inlet and one tube serves as an outlet.
상기 인쇄 헤드 내에 소재를 최종적으로 분사하는 노즐이 더 포함되고,
수지로 제조된 필라멘트를 노즐 위에서 삽입하고 히터로 상기 삽입된 필라멘트를 용융하여 용융된 수지를 상기 노즐로 분사하여 인쇄하고,
제 1 노즐부와 제 2 노즐부와 구비되고, 상기 제 1 노즐부에도 노즐(44), 압출기 기어(41) 및 압출기 U-grooce 가이드 휠(42) 있으며, 상기 제 2 노즐부에도 노즐(44'), 압출기 기어(41') 및 압출기 U-grooce 가이드 휠(42')이 구비되고,
제 1 노즐부와 제 2 노즐부의 차이점은 노즐의 직경의 차이이며,
"프로그램에 설계된 값에 의하여 제품의 외벽 두께 및 구조의 두께 파악 → 제 2 노즐 혹은 제 N 노즐 중에서 하나 선택 → 선택된 노즐 구동" 의 단계가 상기 제어부에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터에서 인쇄 헤드의 장치.In a 3D printer including a print head that ejects a print material as a nozzle, a drive unit that controls movement and ejection of the print head, and a control unit,
Further comprising a nozzle for ultimately ejecting a material in the print head,
A filament made of a resin is inserted over the nozzle, the inserted filament is melted by a heater, the molten resin is injected by the nozzle and printed,
Grooved guide wheel 42 and a nozzle 44, an extruder gear 41 and an extruder U-grooce guide wheel 42 are also provided in the first nozzle portion, and the nozzle 44 ', An extruder gear 41' and an extruder U-grooce guide wheel 42 '
The difference between the first nozzle portion and the second nozzle portion is the difference in diameter of the nozzle,
The step of selecting one of the second nozzle or the N < th > nozzle to drive the selected nozzle is performed by the control unit. Of the device.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108044929A (en) * | 2018-02-05 | 2018-05-18 | 华北理工大学 | 3D printer material lack warning device |
CN108527841A (en) * | 2018-02-26 | 2018-09-14 | 南昌大学 | A kind of method that multi-modal biological printing system and biological printing system prepare biomimetic scaffolds |
CN109080153A (en) * | 2018-09-25 | 2018-12-25 | 珠海赛纳打印科技股份有限公司 | The continuous Method of printing of three-dimension object, equipment and computer readable storage medium |
CN109318486A (en) * | 2018-11-30 | 2019-02-12 | 重庆大学 | A kind of fusion sediment type 3D printer spray head blockage detector and detection method |
US10919221B2 (en) | 2017-10-03 | 2021-02-16 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method for an additive manufacturing print head |
CN112373026A (en) * | 2020-10-26 | 2021-02-19 | 华东数字医学工程研究院 | Reducing pipe printing nozzle and reducing pipe printing method |
US11559937B2 (en) | 2016-08-30 | 2023-01-24 | Lummus Novolen Technology Gmbh | Polypropylene for additive manufacturing (3D printing) |
US11654630B2 (en) | 2017-10-03 | 2023-05-23 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method of operating an additive manufacturing nozzle |
CN116373297A (en) * | 2023-03-10 | 2023-07-04 | 哈尔滨合展科技发展有限公司 | 3D printing nozzle feeding structure with color cross prevention function and application method thereof |
WO2023216420A1 (en) * | 2022-05-13 | 2023-11-16 | 南京航空航天大学 | Nozzle-replaceable print head for continuous fiber printing, and printing method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090014395A (en) | 2006-05-26 | 2009-02-10 | 제트 코포레이션 | Apparatus and methods for handling materials in a 3-d printer |
-
2015
- 2015-02-11 KR KR1020150020588A patent/KR20160099125A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090014395A (en) | 2006-05-26 | 2009-02-10 | 제트 코포레이션 | Apparatus and methods for handling materials in a 3-d printer |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11559937B2 (en) | 2016-08-30 | 2023-01-24 | Lummus Novolen Technology Gmbh | Polypropylene for additive manufacturing (3D printing) |
US10919221B2 (en) | 2017-10-03 | 2021-02-16 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method for an additive manufacturing print head |
US10919223B2 (en) | 2017-10-03 | 2021-02-16 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method for an additive manufacturing print head |
US11865778B2 (en) | 2017-10-03 | 2024-01-09 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method for an additive manufacturing print head |
US11420385B2 (en) | 2017-10-03 | 2022-08-23 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method for an additive manufacturing print head |
US11654630B2 (en) | 2017-10-03 | 2023-05-23 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method of operating an additive manufacturing nozzle |
CN108044929B (en) * | 2018-02-05 | 2023-06-30 | 华北理工大学 | 3D printer broken material alarm device |
CN108044929A (en) * | 2018-02-05 | 2018-05-18 | 华北理工大学 | 3D printer material lack warning device |
CN108527841A (en) * | 2018-02-26 | 2018-09-14 | 南昌大学 | A kind of method that multi-modal biological printing system and biological printing system prepare biomimetic scaffolds |
CN109080153A (en) * | 2018-09-25 | 2018-12-25 | 珠海赛纳打印科技股份有限公司 | The continuous Method of printing of three-dimension object, equipment and computer readable storage medium |
CN109318486A (en) * | 2018-11-30 | 2019-02-12 | 重庆大学 | A kind of fusion sediment type 3D printer spray head blockage detector and detection method |
CN112373026B (en) * | 2020-10-26 | 2022-09-16 | 华东数字医学工程研究院 | Reducing pipe printing nozzle and reducing pipe printing method |
CN112373026A (en) * | 2020-10-26 | 2021-02-19 | 华东数字医学工程研究院 | Reducing pipe printing nozzle and reducing pipe printing method |
WO2023216420A1 (en) * | 2022-05-13 | 2023-11-16 | 南京航空航天大学 | Nozzle-replaceable print head for continuous fiber printing, and printing method |
CN116373297A (en) * | 2023-03-10 | 2023-07-04 | 哈尔滨合展科技发展有限公司 | 3D printing nozzle feeding structure with color cross prevention function and application method thereof |
CN116373297B (en) * | 2023-03-10 | 2024-04-05 | 何海燕 | 3D printing nozzle feeding structure with color cross prevention function and application method thereof |
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