KR20160108879A

KR20160108879A - 3d 프린터용 훈증기 및 그 운용방법

Info

Publication number: KR20160108879A
Application number: KR1020150032223A
Authority: KR
Inventors: 박은영; 이길령; 박정현
Original assignee: 박은영; 박정현; 이길령
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2016-09-21

Abstract

본 발명은 적층형(FDM) 방식의 3D 프린터에 의해 만들어진 결과물의 표면을 아세톤 훈증 방식을 사용하여 매끄럽게 만들어 주기 위한 3D 프린터용 훈증기 및 그 운용방법에 관한 것으로, 가열장치부가 외부로부터 필요한 전원을 공급받아 열을 발생시키며; 훈증용기부가 내부에 훈증액을 담고 가열장치부의 상부에 설치되며, 가열장치부에서 발생시키는 열에 의해 가열되어 훈증액을 훈증시키며; 받침부가 훈증용기부의 내부에 설치되며, 훈증액의 훈증에 의해 표면 처리되기 위한 3D 프린터 결과물을 상부면에 올려놓고 지지하며; 덮개부가 훈증용기부의 내부에서 발생되는 훈증을 외부로 유출되지 않도록 훈증용기부를 덮어 밀폐시킨다.

Description

3D 프린터용 훈증기 및 그 운용방법 {Fumigation equipment for 3 dimension printer and operating method thereof}

본 발명의 기술 분야는 3D 프린터용 훈증기 및 그 운용방법에 관한 것으로, 특히 적층형(FDM) 방식의 3D 프린터에 의해 만들어진 결과물의 표면을 아세톤 훈증 방식을 사용하여 매끄럽게 만들어 주기 위한 3D 프린터용 훈증기 및 그 운용방법에 관한 것이다.

3D 프린팅은 디지털 설계 도면과 3D 프린터만 있으면 누구나 전 세계 어디서든 필요한 제품을 생산할 수 있고, 제조 공정의 획기적인 간소화를 통하여 제조업 패러다임 변화의 핵심으로 주목받고 있다. 3D 프린팅 자체는 이미 1980년대 말부터 생산 현장에서 시제품 제작에 주로 이용되어 왔지만, 최근 소재 기술의 발달로 플라스틱뿐만 아니라 유리, 금속 등으로까지 확대 적용되면서 제작 범위가 다양해졌다. 그리고 3D 프린팅 과정은, 컴퓨터에서 3D 디자인 프로그램 등을 이용해서 디자인한 후에 이를 정해진 데이터 양식으로 저장하고, 3D 프린터가 이러한 입체적인 디자인을 '미분'하듯이 얇은 가로 층으로 나누어 분석하고, 그런 다음에 디자인 파일에 그려진 형태대로 재료를 바닥부터 꼭대기까지 차곡차곡 쌓아올리게 되면 입체 모형이 완성된다. 즉, 하나의 모형을 한없이 잘게 썰어 가는 미분과, 이렇게 잘게 썰어진 조각을 합쳐 원래의 모형으로 환원시키는 적분의 원리를 모두 사용하고 있다.

3D 프린팅 방식으로는 공정 방식(고체, 액체, 파우더 기반)별로 분류할 수 있는데, 즉 FDM(고체기반, 수지압출기술), SLA(액체 기반 광경화수지조형기술), DLP(디지털광학기술), SLS(파우더 기반 쾌속조형기술) 등으로 분류할 수 있다. 또한, 3D 프린팅 기술은 사용하는 재료가 액체인지 고체인지 혹은 파우더인지, 또는 해당 재료를 가지고 어떤 방식으로 형상을 만드느냐에 따라 분류될 수도 있다.

FDM 방식의 경우, 열에 녹는 고체 플라스틱 등과 같은 재료를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가면서 쌓는 방식으로, 전후좌우 이동이 가능한 분사기에 재료를 삽입시켜 순간적으로 녹여, 분사기가 모형을 만드는 자리를 오가면서 조금씩 재료를 분사해 형체를 만든다.

SLA 방식의 경우, 빛에 반응하는 액체 형태의 광경화성 플라스틱이 들어있는 수조에 레이저를 쏘아 한 층씩 굳히는 방법으로, 조형판이 수조 안에서 아래로 내려가면서 조금씩 굳어진 재료가 쌓이게 되므로, 표면이 매끄럽고 복잡하거나 섬세한 형상을 만드는데 적합하지만, 재료 가격과 비용이 고가인 단점이 있다.

DLP 방식의 경우, 레이저나 강한 자외선에 반응하는 광경화 플라스틱을 판 위에 얇게 분사해 가면서 결과물을 얻는 방식으로, 분사된 액체가 분사기 양 옆에 달려 있는 자외선램프에 의해 즉시 굳게 되며 이렇게 굳은 층 위에 다시 원료를 분사해 가면서 쌓아올린다. 이러한 DLP 방식은 정밀도가 가장 높아 섬세한 표현까지 가능하지만, 시간이 오래 걸리고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 정밀도와 표면 마감, 제작 속도 면에서는 DLP 방식이 유리하지만, 재료 강도는 FDM 방식이 오히려 더 유리하다.

한국공개특허 제10-2014-0141406호(2014.12.10 공개)는 블록 적층방식의 3Ｄ 프린팅 시스템 및 3Ｄ 프린팅을 위한 설계 데이터 생성 방법에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 모형을 설계하고 설계된 모형의 설계 데이터를 생성하는 단말기 및 컴퓨터; 단말기 및 컴퓨터로부터 설계된 모형의 설계 데이터를 수신하여, 모형에 사용된 블록의 종류와 수에 따라 발생되는 비용을 정산하고 결제하는 운영서버; 단말기 및 컴퓨터 또는 운영서버로부터 모형의 설계 데이터를 수신받아 모형을 프린팅하는 3D 프린터; 및 단말기 및 컴퓨터와 운영서버 그리고 3D 프린터간의 데이터 전송을 담당하는 통신망을 포함하여, 일반인이 전문적인 3D 그래픽 기술이 없어도 사용할 수 있도록, 스마트폰과 같은 모바일 기기의 프로그램에서 블록을 불러들여 모형을 쉽게 조립할 수 있도록 한다.

한국등록특허 제10-1451794호(2014.10.10 등록)는 열가소성 필라멘트 소재를 용융 및 적층함으로써, 방출공의 크기와 용융채의 이송속도를 가변범위가 넓고, 여러 종류의 소재를 혼합하여 방사할 수 있는 복합 3D 프린터 및 그 제어방법에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 도입되는 하나 이상의 주제 필라멘트와 하나 이상의 부제 필라멘트를 개별적으로 예열 및 용융하여 혼합부로 공급하는 도입부와, 리드스크류 및 리드스크류와 기계적으로 연결된 가변모터로 구성되고, 리드스크류의 회전 운동에 의해 도입부로부터 공급되는 주제 필라멘트와 부제 필라멘트를 교반 및 혼합 용융하여 노즐부로 공급하는 혼합부와, 혼합부로부터 혼합 이송되는 필라멘트를 방출하여 3차원 성형물을 형성하는 노즐부로 구성된 캐리어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 특히, FDM 방식 3D 프린터의 경우에 비용이 상대적으로 저렴하고, 재료를 다양하게 투입할 수 있고, 만들어진 모형의 내구성이 강한 장점이 있는 반면에, 제작 속도도 오래 걸리며, 정밀도가 아주 높지 않으며, 재료 분사기의 굵기 때문에 표면에 층이 확연히 드러나고 완성된 제작물의 표면이 거칠기 때문에 표면을 다듬는 후처리 과정이 반드시 필요하다. 이에, 일반적인 훈증기를 사용하여 후처리를 수행할 수도 있는데, 현재까지는 3D 프린터용으로 표준화가 된 방법이 없어서 완성도 높은 결과물을 바랄 수 없으며, 또한 일반적인 훈증기를 사용한다고 할지라도, 기존의 훈증기의 경우에는 작은 용량으로 큰 결과물의 훈증을 수행할 수가 없을 뿐만 아니라, 제품 가격이 비싸다는 단점이 있다. 이에 따라, 부담 없는 가격과, 크기와 상관없이 훈증 가능한 용기를 개발할 필요가 있다고 할 것이다.

한국공개특허 제10-2014-0141406호 한국등록특허 제10-1451794호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위한 것으로, 적층형(FDM) 방식의 3D 프린터에 의해 만들어진 결과물의 표면을 아세톤 훈증 방식을 사용하여 매끄럽게 만들어 주기 위한 3D 프린터용 훈증기 및 그 운용방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하는 수단으로는, 본 발명의 한 특징에 따르면, 외부로부터 필요한 전원을 공급받아 열을 발생시키기 위한 가열장치부; 내부에 훈증액을 담고 상기 가열장치부의 상부에 설치되며, 상기 가열장치부에서 발생시키는 열에 의해 가열되어 훈증액을 훈증시키는 훈증용기부; 상기 훈증용기부의 내부에 설치되며, 훈증액의 훈증에 의해 표면 처리되기 위한 3D 프린터 결과물을 상부면에 올려놓고 지지하는 받침부; 및 상기 훈증용기부의 내부에서 발생되는 훈증을 외부로 유출되지 않도록 상기 훈증용기부를 덮어 밀폐시키는 덮개부를 포함하는 3D 프린터용 훈증기를 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 가열장치부는, 상기 훈증용기부의 하부에 설치되어, 최대 상승 온도를 기 설정된 한계온도까지만 올릴 수 있도록 온도조절을 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 가열장치부는, 상기 훈증용기부에 담겨 있는 훈증액을 훈증시키기 위해서, 외부로부터 공급되는 전원으로 전기 열판 내의 코일을 가열시켜 전기 열판의 온도를 한계온도까지 상승시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 훈증용기부는, 상기 덮개부에 의해 덮여지도록 상부가 개방된 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 훈증용기부는, 상기 가열장치부가 전기 열판의 온도를 상승시킴에 따라 가열되어 담겨 있던 아세톤을 훈증시켜 주며, 아세톤 훈증이 상기 받침부의 상부면에 올려놓은 3D 프린터 결과물의 표면 중 거친 면을 녹여 매끄러운 표면으로 처리하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 받침부는, 스테인리스를 이용하여 3D 프린터 결과물을 받쳐 주기 위해 형성된 받침틀인 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 훈증용기부는, 외측면에 형성되어, 상기 덮개부로 상기 훈증용기부의 상부를 덮을 때에 상기 덮개부와 체결되어 상기 덮개부를 고정시켜 주는 다수 개의 덮개체결부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 받침부는, 3D 프린터 결과물을 올려놓고 아세톤 훈증에 의해 녹은 제품을 탈착시켜 주기 위한 다수 개의 돌기를 상부면에 형성시킨 하판; 상기 하판의 하부에 형성시켜 상기 훈증용기부의 내부에 다수 개로 설치되어 상기 하판을 지지하는 다수 개의 지지대; 및 상기 하판과의 분리가 되어 탈착이 용이하도록 하기 위한 다수 개의 관통공을 형성시켜 상기 하판과 결합되는 상판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 돌기는, 상기 상판에 구비된 관통공의 깊이보다 더 높게 형성되며, 상기 관통공에 삽입되어 상기 상판의 상부면 위로 돌출되며, 돌출된 돌기 위에 3D 프린터 결과물을 올려놓는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 덮개부는, 하부 외측면에 형성되어, 상기 훈증용기부의 상부를 덮을 때에 상기 훈증용기부와 체결되어 상기 덮개부를 상기 훈증용기부에 고정시켜 주는 다수 개의 용기체결부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 덮개부는, 상부에 설치되어, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력을 미리 정해진 기준 압력 미만으로 조절하기 위한 압력조절부재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 압력조절부재는, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력이 기준 압력 이상 발생하게 되는 경우에, 패킹을 개방하여 아세톤 훈증을 외부로 배출시켜 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 압력조절부재는, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력이 설정해 둔 기준 압력 이상이 되면, 밸브를 개방하여 아세톤 훈증을 외부로 배출시켜 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절하는 안전밸브인 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 3D 프린터용 훈증기는, 상기 가열장치부의 온도를 감지하기 위한 온도센서부; 상기 덮개부의 내부 압력을 감지하기 위한 압력센서부; 상기 덮개부의 상부에 설치되어, 밸브를 개폐시켜 상기 덮개부의 내부 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브부; 및 상기 가열장치부의 한계온도를 미리 설정해 두며, 상기 온도센서부에서 감지한 온도와 한계온도를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 가열장치부에 공급되는 전원의 세기를 조절하여 상기 가열장치부의 온도를 조절하며, 상기 덮개부의 내부 기준 압력을 미리 설정해 두며, 상기 압력센서부에서 감지한 압력과 기준 압력을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 압력조절밸브부의 밸브 개폐를 제어하는 제어장치부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 제어장치부는, 상기 온도센서부에서 감지한 온도가 한계온도에 도달하면 상기 가열장치부에 공급되는 전원의 세기를 낮추며, 상기 온도센서부에서 감지한 온도가 한계온도 미만인 경우에 상기 가열장치부에 공급되는 전원의 세기를 높이거나 유지시켜 주는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 제어장치부는, 상기 압력센서부에서 감지한 압력이 기준 압력에 도달하면 밸브개방제어신호를 생성시켜 상기 압력조절밸브부로 전달하며, 상기 압력센서부에서 감지한 압력이 기준 압력 미만으로 떨어진 경우에 밸브폐쇄제어신호를 생성시켜 상기 압력조절밸브부로 전달하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 압력조절밸브부는, 상기 제어장치부로부터 전달되는 밸브개방제어신호에 따라 밸브를 개방시켜 아세톤 훈증을 외부로 배출하여 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절하며, 상기 제어장치부로부터 전달되는 밸브폐쇄제어신호에 따라 밸브를 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 본 발명의 다른 한 특징에 따르면, 외부로부터 필요한 전원을 공급받아 열을 발생시키기 위한 가열장치부의 온도를 온도센서부가 감지하는 단계; 제어장치부가 상기 온도센서부에서 감지한 온도와 미리 설정해 둔 한계온도를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 가열장치부에 공급되는 전원의 세기를 조절하여 상기 가열장치부의 온도를 조절하는 단계; 내부에 훈증액을 담고 상기 가열장치부의 상부에 설치되어 있는 훈증용기부의 내부에 설치되어 있는 받침부가, 훈증액의 훈증에 의해 표면 처리되기 위한 3D 프린터 결과물을 상부면에 올려놓고 지지하며, 덮개부가 상기 훈증용기부를 덮어 밀폐시킨 상태에서, 상기 훈증용기부가 상기 가열장치부에서 발생시키는 열에 의해 가열되어 훈증액을 훈증시키며, 압력센서부가 상기 덮개부의 내부 압력을 감지하는 단계; 및 상기 제어장치부가 상기 압력센서부에서 감지한 압력과 미리 설정해 둔 기준 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 덮개부의 상부에 설치되어 있는 압력조절밸브부의 밸브 개폐를 제어하여 상기 덮개부의 내부 압력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기의 운용방법을 제공한다.

본 발명의 효과로는, 적층형(FDM) 방식의 3D 프린터에 의해 만들어진 결과물의 표면을 아세톤 훈증 방식을 사용하여 매끄럽게 만들어 주기 위한 3D 프린터용 훈증기 및 그 운용방법을 제공함으로써, 3D 프린터용으로 표준화하여 완성도 높은 결과물을 얻을 수 있으며, 크기와 상관없이 큰 결과물도 훈증할 수 있다는 것이다. 또한 본 발명에 의한 간단한 구조로 제품 가격도 저렴하여 부담 없는 제품 가격으로 경제적인 효과도 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 3D 프린터용 훈증기를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 훈증용기부 및 받침부를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 덮개부를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 3D 프린터용 훈증기를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 3D 프린터용 훈증기의 운용방법을 설명하는 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터용 훈증기 및 그 운용방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 3D 프린터용 훈증기를 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 3D 프린터용 훈증기(100)는, 가열장치부(110), 훈증용기부(120), 받침부(130), 덮개부(140)를 포함한다.

가열장치부(110)는, 훈증용기부(120)의 하부에 설치되며, 외부로부터 필요한 전원을 공급받아 열을 발생시켜 훈증용기부(120)를 가열해 준다.

일 실시 예에서, 가열장치부(110)는, 3D 프린터용 훈증기(100)의 맨 아래 하부에 예를 들어, 전기 열판 등으로 설치될 수 있으며, 또한 최대 상승 온도를 기 설정된 한계온도(예를 들어, 70℃)까지만 올릴 수 있도록 온도조절 제어를 수행함으로써, 훈증용기부(120)에 담겨 있는 훈증액(예를 들어, 아세톤 등)을 안전하게 가열(즉, 훈증)시킬 수 있도록 안전성을 확보할 수도 있다.

일 실시 예에서, 가열장치부(110)는, 훈증용기부(120)에 담겨 있는 훈증액의 훈증을 위해서, 외부로부터 공급되는 전원으로 전기 열판 내의 코일을 가열시켜 전기 열판의 온도를 70℃까지 상승시킬 수 있다.

훈증용기부(120)는, 상부가 덮개부(140)에 의해 덮여지도록 상부가 개방된 형태의 용기로서, 가열장치부(110)의 상부에 설치되며, 내부에 훈증액을 담고 있고 또한 받침부(130)가 설치되며, 가열장치부(110)에서 발생시키는 열에 의해 가열되어 훈증액을 훈증시켜 해당 훈증으로 받침부(130)의 상부면에 올려놓은 3D 프린터 결과물의 표면을 처리해 준다.

일 실시 예에서, 훈증용기부(120)는, 가열장치부(110)에 의해 발생되는 열에도 강하면서 담고 있는 훈증액(예를 들어, 아세톤 등)에도 강한 유리 재질로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 훈증용기부(120)는, 가열장치부(110)가 전기 열판의 온도를 상승시킴에 따라 가열되어 담겨 있던 아세톤을 훈증시켜 주며, 이에 해당 아세톤 훈증이 받침부(130)의 상부면에 올려놓은 3D 프린터 결과물의 표면 중 거친 면(돌출 부위)을 녹여 전체적으로 매끄러운 표면으로 처리해 줄 수 있다.

받침부(130)는, 훈증용기부(120)의 내부에 설치되며, 훈증액의 훈증에 의해 표면 처리되기 위한 3D 프린터 결과물을 상부면에 올려놓고 지지해 준다.

일 실시 예에서, 받침부(130)는, 예를 들어 스테인리스 등의 재질을 이용하여 3D 프린터 결과물을 받쳐 주기 위해 형성된 받침틀일 수 있다.

덮개부(140)는, 받침부(130)의 상부면에 올려놓은 3D 프린터 결과물의 표면을 골고루 전체적으로 처리하기 위해서, 훈증용기부(120)의 내부에서 발생되는 훈증을 외부로 유출되지 않도록 훈증용기부(120)를 덮어 밀폐시켜 준다.

일 실시 예에서, 덮개부(140)는, 훈증용기부(120)에서 발생되는 투명한 아세톤 훈증에 강한 유리 재질로 형성될 수 있으며, 또한 가열장치부(110)의 가열에 의해 아세톤 훈증이 발생되어 내부의 압력을 상승시키므로, 내부에 발생되는 압력에도 강한 유리 재질로 돔 형태로 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 3D 프린터용 훈증기(100)는, 가공 용기로서, 적층형(FDM) 방식의 3D 프린터에 대한 문제점 중 하나로 표면이 매우 거친 결과물을 보완하기 위해서, 간단한 구조로 형성시킨 아세톤 훈증 방식으로 결과물의 표면을 매끄럽게 만들어 주는데, 즉 가열장치부(110)로 훈증용기부(120)에 담겨져 있는 아세톤을 가열하여 증기(아세톤 훈증)를 만들어 받침부(130) 위에 위치한 3D 프린터 결과물 표면(예를 들어, ABS 소재 결과물의 표면)을 살짝 녹여서 매끄럽게 만들어 줌으로써, 3D 프린터용으로 표준화하여 완성도 높은 결과물을 얻을 수 있으며, 크기와 상관없이 큰 결과물도 훈증할 수 있으며, 또한 제품 가격도 저렴하여 부담 없는 제품 가격으로 경제적일 수 있다.

도 2는 도 1에 있는 훈증용기부 및 받침부를 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 훈증용기부(120)는 다수 개의 덮개체결부재(121)를 구비하며, 또한 받침부(130)는 다수 개의 지지대(131), 하판(132), 상판(133)을 구비한다.

덮개체결부재(121)는, 훈증용기부(120)의 외측면에 다수 개로 형성되어, 덮개부(140)로 훈증용기부(120)의 상부를 덮을 때에 덮개부(140)(도 3에 도시된 덮개부(140)의 용기체결부재(141))와 체결되어 덮개부(140)를 고정시켜 준다.

일 실시 예에서, 덮개체결부재(121)는, 돌기 형태로 형성되어 도 3에 도시된 덮개부(140)에 구비된 용기체결부재(141)의 걸림턱(또는, 홈)에 체결될 수 있다. 다르게는, 덮개체결부재(121)는, 걸림턱(또는, 홈)을 가지는 돌기 형태로 형성되어 도 3에 도시된 덮개부(140)에 구비된 용기체결부재(141)의 돌기가 해당 걸림턱(또는, 홈)에 체결될 수도 있다.

지지대(131)는, 하판(132)의 하부에 형성시켜 훈증용기부(120)의 내부에 다수 개로 설치되어 하판(132)을 지지해 준다.

하판(132)은, 하부에 지지대(131)가 설치되며, 아세톤 훈증에 의해 녹은 제품을 잘 탈착시켜 주기 위해서 상판(133)과의 분리가 되어 탈착이 용이하도록 다수 개의 돌기를 상부면에 형성시켜 상판(133)(상판(133)의 관통공)과 결합된다.

일 실시 예에서, 하판(132)에 구비된 돌기의 높이는 상판(133)에 구비된 관통공의 깊이보다 더 높게 형성되어, 상판(133)의 관통공에 삽입되며, 이에 상판(133)의 상부면 위로 돌출될 수 있으며, 이에 따라 돌출된 돌기 위에 훈증액의 훈증에 의해 표면 처리되기 위한 3D 프린터 결과물을 올려놓을 수 있다.

상판(133)은, 아세톤 훈증에 의해 녹은 제품을 잘 탈착시켜 주기 위해서 하판(132)과의 분리가 되어 탈착이 용이하도록 다수 개의 관통공을 형성시켜 하판(132)(하판(132)의 돌기)과 결합된다.

도 3은 도 1에 있는 덮개부를 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 덮개부(140)는, 다수 개의 용기체결부재(141), 압력조절부재(142)를 구비한다.

용기체결부재(141)는, 덮개부(140)의 하부 외측면에 다수 개로 형성되어, 덮개부(140)로 훈증용기부(120)의 상부를 덮을 때에 훈증용기부(120)(도 2에 도시된 훈증용기부(120)의 덮개체결부재(121))와 체결되어 덮개부(140)를 훈증용기부(120)에 고정시켜 준다.

일 실시 예에서, 용기체결부재(141)는, 걸림턱(또는, 홈)을 가지는 돌기 형태로 형성되어 도 2에 도시된 훈증용기부(120)에 구비된 덮개체결부재(121)의 돌기가 해당 걸림턱(또는, 홈)에 체결될 수 있다. 다르게는, 용기체결부재(141)는, 돌기 형태로 형성되어 도 2에 도시된 훈증용기부(120)에 구비된 덮개체결부재(121)의 걸림턱(또는, 홈)에 체결될 수도 있다.

압력조절부재(142)는, 덮개부(140)의 상부에 설치되어, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력을 미리 정해진 기준 압력 미만으로 조절해 준다.

일 실시 예에서, 압력조절부재(142)는, 폭발 방지 패킹으로서, 아세톤의 이상 가열로 인한 폭발 사고 방지를 위해서, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력이 기준 압력 이상 발생하게 되는 경우에 개방되어 패킹을 통해 아세톤 훈증을 외부로 배출시켜, 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절해 줄 수 있다.

일 실시 예에서, 압력조절부재(142)는, 안전밸브 등으로서, 기준 압력을 미리 설정해 두어, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력이 설정해 둔 기준 압력 이상이 되면 밸브를 개방시켜 아세톤 훈증을 외부로 배출해 줄 수 있으며, 또한 내부 압력이 기준 압력 미만으로 떨어지면 밸브를 다시 차단시켜 줄 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 3D 프린터용 훈증기를 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 3D 프린터용 훈증기(200)는, 가열장치부(210), 훈증용기부(220), 받침부(230), 덮개부(240), 온도센서부(250), 압력센서부(260), 제어장치부(270), 압력조절밸브부(280)를 포함한다. 여기서, 가열장치부(210), 훈증용기부(220), 받침부(230), 덮개부(240)는 도 1에 도시된 구성 요소와 유사하므로 편의상으로 그 설명을 생략한다.

온도센서부(250)는, 가열장치부(210)(또는, 훈증용기부(220), 받침부(230), 덮개부(240) 중 하나)에 설치되어, 가열장치부(210)(예를 들어, 열선 또는 전기 열판)(또는, 훈증용기부(220)의 내부)의 온도를 감지하고 해당 감지된 온도를 제어장치부(270)로 전달해 준다.

압력센서부(260)는, 덮개부(240)(또는, 훈증용기부(220), 받침부(230) 중 하나)에 설치되어, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 덮개부(240)의 내부 압력을 감지하고 해당 감지된 압력을 제어장치부(270)로 전달해 준다.

제어장치부(270)는, 가열장치부(210)의 한계온도(예를 들어, 70℃)를 미리 설정하여 내부 메모리에 저장해 두며, 온도센서부(250)로부터 전달되는 온도를 입력받아 내부 메모리에 저장해 둔 한계온도를 판독하며, 해당 입력받은 온도와 해당 판독한 한계온도를 서로 비교하며, 해당 비교 결과에 따라 가열장치부(210)에 공급되는 전원의 세기를 조절하여 가열장치부(210)의 온도를 조절해 주며, 또한 덮개부(240) 내부의 기준 압력을 미리 설정하여 내부 메모리에 저장해 두며, 압력센서부(260)로부터 전달되는 압력을 입력받아 내부 메모리에 저장해 둔 기준 압력을 판독하며, 해당 입력받은 압력과 해당 판독한 기준 압력을 서로 비교하며, 해당 비교 결과에 따라 압력조절밸브부(280)의 밸브 개폐 동작을 제어하여 덮개부(240)의 내부 압력이 내부 메모리로부터 판독한 기준 압력 미만으로 유지되도록 조절해 준다.

일 실시 예에서, 제어장치부(270)는, 온도센서부(250)로부터 입력받은 온도가 내부 메모리로부터 판독한 한계온도에 도달하면 가열장치부(210)에 공급되는 전원의 세기를 낮추어 줄 수 있으며, 반면에 온도센서부(250)로부터 입력받은 온도가 내부 메모리로부터 판독한 한계온도 미만인 경우에 가열장치부(210)에 공급되는 전원의 세기를 높이거나, 온도센서부(250)로부터 입력받은 온도가 내부 메모리로부터 판독한 한계온도에 도달할 때까지 가열장치부(110)에 공급되는 전원의 세기를 유지시켜 줄 수도 있다.

일 실시 예에서, 제어장치부(270)는, 압력센서부(260)로부터 입력받은 압력이 내부 메모리로부터 판독한 기준 압력에 도달하면 밸브개방제어신호를 생성시켜 압력조절밸브부(280)로 전달해 줄 수 있으며, 또한 압력센서부(260)로부터 입력받은 압력이 내부 메모리로부터 판독한 기준 압력 미만으로 떨어진 경우에 밸브폐쇄제어신호를 생성시켜 압력조절밸브부(280)로 전달해 줄 수도 있다.

압력조절밸브부(280)는, 덮개부(240)의 상부에 설치되어, 제어장치부(270)의 제어에 따라 밸브를 개폐시켜 덮개부(240)의 내부 압력을 조절한다.

일 실시 예에서, 압력조절밸브부(280)는, 제어장치부(270)로부터 전달되는 밸브개방제어신호에 따라 밸브를 개방시켜 아세톤 훈증을 외부로 배출하여 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절해 줄 수 있으며, 또한 제어장치부(270)로부터 전달되는 밸브폐쇄제어신호에 따라 밸브를 폐쇄시켜 줄 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 3D 프린터용 훈증기의 운용방법을 설명하는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 가열장치부(210)(또는, 훈증용기부(220), 받침부(230), 덮개부(240) 중 하나)에 설치되어 있는 온도센서부(250)에서는, 가열장치부(210)(예를 들어, 열선 또는 전기 열판)(또는, 훈증용기부(220)의 내부)의 온도를 감지하고 해당 감지된 온도를 제어장치부(270)로 전달해 주게 된다(S501).

상술한 단계 S501에서 감지한 가열장치부(210)의 온도를 제어장치부(270)로 전달하게 되면, 제어장치부(270)에서는 온도센서부(250)로부터 전달되는 온도를 입력받아 내부 메모리에 저장해 둔 한계온도를 판독하며(S502), 해당 입력받은 온도와 해당 판독한 한계온도를 서로 비교하며(S503), 해당 비교 결과에 따라 전원세기제어신호를 생성시켜 가열장치부(210)로 전달하게 된다.

상술한 S503에서 온도센서부(250)로부터 입력받은 온도가 내부 메모리로부터 판독한 한계온도에 도달하면, 제어장치부(270)는 전원세기다운제어신호를 생성시켜 가열장치부(210)로 전달하게 된다. 이에, 가열장치부(210)는 제어장치부(270)로부터 전달되는 전원세기다운제어신호에 따라 열선으로 공급되는 전원의 세기를 낮추어 주게 된다(S504).

상술한 S503에서 온도센서부(250)로부터 입력받은 온도가 내부 메모리로부터 판독한 한계온도 미만인 경우에, 제어장치부(270)는 전원세기업제어신호(또는, 전원세기유지제어신호)를 생성시켜 가열장치부(210)로 전달하게 된다. 이에, 가열장치부(210)는 제어장치부(270)로부터 전달되는 전원세기업제어신호(또는, 전원세기유지제어신호)에 따라 열선으로 공급되는 전원의 세기를 높이거나, 온도센서부(250)로부터 입력받은 온도가 내부 메모리로부터 판독한 한계온도에 도달할 때까지 가열장치부(110)에 공급되는 전원의 세기를 유지시켜 주게 된다(S505).

한편, 덮개부(240)(또는, 훈증용기부(220), 받침부(230) 중 하나)에 설치되어 있는 압력센서부(260)에서는, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 덮개부(240)의 내부 압력을 감지하고 해당 감지된 압력을 제어장치부(270)로 전달해 주게 된다(S506).

상술한 단계 S506에서 감지한 덮개부(240)의 내부 압력을 제어장치부(270)로 전달하게 되면, 제어장치부(270)에서는 압력센서부(260)로부터 전달되는 압력을 입력받아 내부 메모리에 저장해 둔 기준 압력을 판독하며(S507), 해당 입력받은 압력과 해당 판독한 기준 압력을 서로 비교하며(S508), 해당 비교 결과에 따라 밸브제어신호를 생성시켜 압력조절밸브부(280)로 전달하게 된다.

상술한 S508에서 압력센서부(260)로부터 입력받은 압력이 내부 메모리로부터 판독한 기준 압력에 도달하면, 제어장치부(270)는 밸브개방제어신호를 생성시켜 압력조절밸브부(280)로 전달하게 된다. 이에, 압력조절밸브부(280)는 제어장치부(270)로부터 전달되는 밸브개방제어신호에 따라 밸브를 개방시켜 아세톤 훈증을 외부로 배출하여 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절해 주게 된다(S509).

상술한 S508에서 압력센서부(260)로부터 입력받은 압력이 내부 메모리로부터 판독한 기준 압력 미만으로 떨어진 경우에, 제어장치부(270)는 밸브폐쇄제어신호를 생성시켜 압력조절밸브부(280)로 전달하게 된다. 이에, 압력조절밸브부(280)는 제어장치부(270)로부터 전달되는 밸브폐쇄제어신호에 따라 밸브를 폐쇄시켜 주게 된다(S510).

이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100, 200: 3D 프린터용 훈증기
110, 210: 가열장치부
121: 덮개체결부재
120, 220: 훈증용기부
130, 230: 받침부
131: 지지대
132: 하판
133: 상판
140, 240: 덮개부
141: 용기체결부재
142: 압력조절부재
250: 온도센서부
260: 압력센서부
270: 제어장치부
280: 압력조절밸브부

Claims

외부로부터 필요한 전원을 공급받아 열을 발생시키기 위한 가열장치부;
내부에 훈증액을 담고 상기 가열장치부의 상부에 설치되며, 상기 가열장치부에서 발생시키는 열에 의해 가열되어 훈증액을 훈증시키는 훈증용기부;
상기 훈증용기부의 내부에 설치되며, 훈증액의 훈증에 의해 표면 처리되기 위한 3D 프린터 결과물을 상부면에 올려놓고 지지하는 받침부; 및
상기 훈증용기부의 내부에서 발생되는 훈증을 외부로 유출되지 않도록 상기 훈증용기부를 덮어 밀폐시키는 덮개부를 포함하는 3D 프린터용 훈증기.
제1항에 있어서, 상기 훈증용기부는,
외측면에 형성되어, 상기 덮개부로 상기 훈증용기부의 상부를 덮을 때에 상기 덮개부와 체결되어 상기 덮개부를 고정시켜 주는 다수 개의 덮개체결부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
제1항에 있어서, 상기 받침부는,
3D 프린터 결과물을 올려놓고 아세톤 훈증에 의해 녹은 제품을 탈착시켜 주기 위한 다수 개의 돌기를 상부면에 형성시킨 하판;
상기 하판의 하부에 형성시켜 상기 훈증용기부의 내부에 다수 개로 설치되어 상기 하판을 지지하는 다수 개의 지지대; 및
상기 하판과의 분리가 되어 탈착이 용이하도록 하기 위한 다수 개의 관통공을 형성시켜 상기 하판과 결합되는 상판을 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
제3항에 있어서, 상기 돌기는,
상기 상판에 구비된 관통공의 깊이보다 더 높게 형성되며, 상기 관통공에 삽입되어 상기 상판의 상부면 위로 돌출되며, 돌출된 돌기 위에 3D 프린터 결과물을 올려놓는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
제1항에 있어서, 상기 덮개부는,
하부 외측면에 형성되어, 상기 훈증용기부의 상부를 덮을 때에 상기 훈증용기부와 체결되어 상기 덮개부를 상기 훈증용기부에 고정시켜 주는 다수 개의 용기체결부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
제5항에 있어서, 상기 덮개부는,
상부에 설치되어, 아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력을 미리 정해진 기준 압력 미만으로 조절하기 위한 압력조절부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
제6항에 있어서, 상기 압력조절부재는,
아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력이 기준 압력 이상 발생하게 되는 경우에, 패킹을 개방하여 아세톤 훈증을 외부로 배출시켜 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
제6항에 있어서, 상기 압력조절부재는,
아세톤 훈증에 의해 상승되는 내부 압력이 설정해 둔 기준 압력 이상이 되면, 밸브를 개방하여 아세톤 훈증을 외부로 배출시켜 내부 압력을 기준 압력 미만으로 조절하는 안전밸브인 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
제1항에 있어서,
상기 가열장치부의 온도를 감지하기 위한 온도센서부;
상기 덮개부의 내부 압력을 감지하기 위한 압력센서부;
상기 덮개부의 상부에 설치되어, 밸브를 개폐시켜 상기 덮개부의 내부 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브부; 및
상기 가열장치부의 한계온도를 미리 설정해 두며, 상기 온도센서부에서 감지한 온도와 한계온도를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 가열장치부에 공급되는 전원의 세기를 조절하여 상기 가열장치부의 온도를 조절하며, 상기 덮개부의 내부 기준 압력을 미리 설정해 두며, 상기 압력센서부에서 감지한 압력과 기준 압력을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 압력조절밸브부의 밸브 개폐를 제어하는 제어장치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기.
외부로부터 필요한 전원을 공급받아 열을 발생시키기 위한 가열장치부의 온도를 온도센서부가 감지하는 단계;
제어장치부가 상기 온도센서부에서 감지한 온도와 미리 설정해 둔 한계온도를 비교하여 비교 결과에 따라 상기 가열장치부에 공급되는 전원의 세기를 조절하여 상기 가열장치부의 온도를 조절하는 단계;
내부에 훈증액을 담고 상기 가열장치부의 상부에 설치되어 있는 훈증용기부의 내부에 설치되어 있는 받침부가, 훈증액의 훈증에 의해 표면 처리되기 위한 3D 프린터 결과물을 상부면에 올려놓고 지지하며, 덮개부가 상기 훈증용기부를 덮어 밀폐시킨 상태에서, 상기 훈증용기부가 상기 가열장치부에서 발생시키는 열에 의해 가열되어 훈증액을 훈증시키며, 압력센서부가 상기 덮개부의 내부 압력을 감지하는 단계; 및
상기 제어장치부가 상기 압력센서부에서 감지한 압력과 미리 설정해 둔 기준 압력을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 덮개부의 상부에 설치되어 있는 압력조절밸브부의 밸브 개폐를 제어하여 상기 덮개부의 내부 압력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 훈증기의 운용방법.