KR20160112482A

KR20160112482A - 3d 프린터

Info

Publication number: KR20160112482A
Application number: KR1020150038278A
Authority: KR
Inventors: 김형석; 최규진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-09-28
Also published as: EP3271144A1; US20180056589A1; WO2016148341A1; EP3271144B1; EP3271144A4

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터는, 3D 조형물 조형을 위한 조형 소재를 수용하는 소재 케이싱, 조형 소재를 경화시킬 수 있게 조형 소재를 향해 빛을 공급하는 광원 유닛, 광원 유닛을 통해 경화된 조형 소재가 안착되며, 소재 케이싱 내로 이동 가능하게 구비되는 스테이지, 스테이지에 연결되며, 스테이지의 이동을 위한 구동력을 제공하는 스테이지 구동부 및 광원 유닛 및 스테이지 구동부의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하며, 광원 유닛은, 조형 소재를 향해 빛을 면조사하는 엘이디 어셈블리로 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

3D 프린터{3D PRINTER}

본 발명은 3D 프린터에 관한 것이다.

3D 프린터는 입력한 설계도를 바탕으로 활자나 그림 등의 2차원이 아닌 3차원의 입체 물품을 만드는 장치를 말한다. 이러한 3D 프린터는 대량 생산 이전의 모델링이나 샘플 제작 등의 일부 산업용에서 시작하여 최근 들어서는 가정용, 교육용 또는 의료용 등 그 적용범위가 점차적으로 확대되고 있다.

3D 프린터는 작동 방식에 따라, SLA(Stereolithography) 방식, 잉크젯 방식 및 DLP(Digital Light Processing) 방식 등으로 나눌 수 있다. 여기서, DLP 방식은 프로젝터와 같은 방식으로 빛을 점조사하여 조형 소재를 고형화시키는 방식을 말한다.

종래 DLP 방식에 따른 3D 프린터는 한국 특허공개공보 제10-2013-0038101호에 개시된다. 공보에 개시된 것과 같은 3D 프린터는 DLP 프로젝터와 같은 방식으로 DMD 소자를 사용하여 빛을 반사하여 광 경화 소재인 조형 소재를 경화시킨다.

그러나, 종래 DLP 방식에 따른 3D 프린터의 경우, 별도의 렌즈, 미러 등을 요구되는 바, 제품 부피 및 무게 등이 증가하여 빌드 사이즈에 제약이 있는 문제가 있다.

또한, 종래 방식에서는 해상도 및 픽셀 사이즈에 따라 경계 표면이 조형화되거나 또는 제품 구동시의 발열로 인한 조형물이나 제품 손상이 야기되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 문제점들을 해결할 수 있는 3D 프린터를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터는, 3D 조형물 조형을 위한 조형 소재를 수용하는 소재 케이싱; 상기 조형 소재를 경화시킬 수 있게 상기 조형 소재를 향해 빛을 공급하는 광원 유닛; 상기 광원 유닛을 통해 경화된 조형 소재가 안착되며, 상기 소재 케이싱 내로 이동 가능하게 구비되는 스테이지; 상기 스테이지에 연결되며, 상기 스테이지의 이동을 위한 구동력을 제공하는 스테이지 구동부; 및 상기 광원 유닛 및 상기 스테이지 구동부의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛;을 포함하며, 상기 광원 유닛은, 상기 조형 소재를 향해 빛을 면조사하는 엘이디 어셈블리로 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터를 제공한다.

상기 광원 유닛은, 상기 소재 케이싱의 저면 측에서 리니어 이동 가능하게 구비될 수 있다.

상기 광원 유닛은, 상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 엘이디 보드; 및 상기 엘이디 보드에 구비되며, 복수 개의 엘이디로 이루어지는 엘이디 어레이;를 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 엘이디 어레이의 광량을 제어할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 각각의 엘이디의 광량을 독립적으로 제어할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 상기 엘이디 어레이의 온도를 제어할 수 있다.

상기 제어 유닛은, 각각의 엘이디의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.

상기 복수 개의 엘이디는, 적어도 둘 이상의 파장 대역을 갖는 엘이디들로 이루어질 수 있다.

상기 복수 개의 엘이디는, 자외선 발광 다이오드(UltraViolet Light Emitting Diode)일 수 있다.

상기 광원 유닛은, 상기 소재 케이싱 내의 조형 소재의 저면에 대응되는 면적을 가질 수 있다.

상기 광원 유닛의 적어도 하나의 모서리는, 상기 조형 소재의 저면의 적어도 하나의 모서리에 대응되는 크기를 가질 수 있다.

상기 광원 유닛은, 상기 조형 소재의 저면과 평행하게 배치될 수 있다.

상기 조형 소재는, 광 경화성 액체 수지 조성물일 수 있다.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 소형화 및 경량화를 가능하게 하며 빌드 사이즈에 제약이 없는 3D 프린터를 제공할 수 있다.

아울러, 본 실시예들에 따라, 발열을 최소화하면서 조형물이나 제품 손상을 막고, 저전력, 저소음을 구현할 수 있는 3D 프린터를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예들에 따라, 개별 엘이디의 독립적 제어를 통해 균일한 3D 조형물을 구현할 수 있는 3D 프린터를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 3D 프린터의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 3D 프린터의 광원 유닛의 다양한 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 1의 3D 프린터의 광원 유닛의 광량에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1의 3D 프린터의 광원 유닛의 온도 제어에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 내지 도 19는 도 1의 3D 프린터를 모바일 디바이스로 제어하는 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 3D 프린터의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 3D 프린터(1)는, 소재 케이싱(10), 스테이지(20), 스테이지 구동부(30), 제어 유닛(50), 디스플레이부(60), 수위감지센서(70), 버퍼부(80), 통신부(90) 및 광원 유닛(100)을 포함한다.

소재 케이싱(10)은 3D 조형물 조형을 위한 조형 소재(S)를 수용한다. 여기서, 조형 소재(S)는 광 경화성 액체 수지 조성물일 수 있다. 조형 소재(S)에는 3D 조형시 원하는 품질 등을 고려하여 다양한 광 경화성 액체 수지 조성물이 이용될 수 있다.

스테이지(20)는 소재 케이싱(10)의 상측에 배치되며, 후술하는 광원 유닛(100)에 의해 경화된 조형 소재(S)가 안착된다. 이러한 스테이지(20)는 조형 소재(S)의 안착을 위해 소재 케이싱(10) 내로 이동 가능하게 구비된다. 스테이지(20)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

스테이지 구동부(30)는 스테이지(20)에 연결되며, 스테이지(20)의 이동을 위한 구동력을 제공한다. 이러한 스테이지 구동부(30)는 스테이지(20)의 3축 이동을 위한 구동력을 제공할 수 있으며, 후술하는 제어 유닛(50)과 전기적으로 연결된다. 스테이지 구동부(30)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

제어 유닛(50)은 스테이지 구동부(30) 및 후술하는 광원 유닛(100)의 동작 및 3D 프린터(1)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 구성요소이다. 이러한 제어 유닛(50)은 스테이지 구동부(30)의 3축 이동 및 광원 유닛(100)의 온(on)/오프(off) 동작을 제어할 수 있다.

그리고, 제어 유닛(50)은 광원 유닛(100)의 광량 및 온도, 구체적으로, 후술하는 엘이디 어레이(120)의 광량 및 온도를 제어할 수 할 수 있다. 이때, 제어 유닛(50)은 후술하는 엘이디 어레이(120)의 각각의 엘이디의 광량 및 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.

제어 유닛(50)은 RAM(51), ROM(52), 메인 CPU(53), GPU(54) 및 버스(55) 등을 포함할 수 있다. RAM(51), ROM(52), 메인 CPU(53) 및 GPU(54) 등은 버스(55) 등을 통해 서로 연결될 수 있다. 이 밖에, 각종 인터페이스가 더 포함될 수도 있으나, 이에 대한 도시 및 설명은 생략한다.

메인 CPU(53)는 O/S를 이용하여 부팅을 수행한다. ROM(52)에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴 온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 메인 CPU(53)는 ROM(52)에 저장된 명령어에 따라 O/S를 RAM(51)에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 메인 CPU(53)는 각종 프로그램을 RAM(51)에 복사하고, RAM(51)에 복사된 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.

GPU(54)는 메인 CPU(53)의 제어에 따라 바탕화면이나 아이콘 표시 화면, 락 화면 및 기타 트랜지션 화면을 생성할 수 있다. GPU(54)는 저장된 화면 데이터에 기초하여, 각 화면 내의 객체들의 좌표값, 형태, 크기, 컬러 등과 같은 속성값을 연산한다. GPU(54)는 연산한 속성값에 기초하여 상술한 다양한 화면을 생성할 수 있다. 생성된 화면 데이터는 버퍼부(80)에 저장된다. 버퍼부(80)에 저장된 화면 데이터는 후술하는 디스플레이부(60)에 의해 디스플레이될 수 있다.

디스플레이부(60)는 제어 유닛(50)과 전기적으로 연결되며, 3D 프린터(1)에서 이루어지는 다양한 동작 등을 사용자에게 시각적으로 디스플레이한다. 이러한 디스플레이부(60)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

수위감지센서(70)는 제어 유닛(50)과 전기적으로 연결되며, 소재 케이싱(10) 내의 조형 소재의 수위를 감지한다. 이러한 수위감지센서(70)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

버퍼부(80)는 디스플레이부(60)에서 디스플레이되는 화면 데이터를 저장하기 위한 구성요소이다. 이를 위해, 버퍼부(80)에는 디스플레이부(60)에서 디스플레이될 수 있는 다양한 화면 데이터를 저장할 수 있다.

통신부(90)는 다양한 유형의 통신 방식에 따라 다양한 유형의 외부 기기와 통신을 수행하기 위한 구성요소이다. 이러한 통신부(90)는, 와이파이 칩(91), 블루투스 칩(92), NFC 칩(93) 및 무선 통신 칩(94)을 포함할 수 있다.

와이파이 칩(91), 블루투스 칩(92) 및 NFC 칩(93)은, 각각, WiFi 방식, 블루투스 방식 및 NFC 방식으로 통신을 수행한다. 무선 통신 칩(94)은 IEEE, 지그비, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 및 LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다. 통신부(90)는 전술한 다양한 칩들 중 적어도 하나 이상 또는 그 밖의 통신 규격에 따른 칩을 구비하며, 이를 이용하여 외부의 서버나 후술하는 모바일 디바이스 등과 같은 기타 장치들과 통신을 수행할 수 있다.

광원 유닛(100)은 소재 케이싱(10)의 일측, 본 실시예에서는 소재 케이싱(10)의 하측에 마련되며, 3D 조형물 조형을 위해 조형 소재(S)를 경화시킬 수 있게 조형 소재(S)를 향해 빛을 공급한다. 이러한 광원 유닛(100)은 앞서 살펴 본 바와 같이 제어 유닛(50)과 전기적으로 연결된다.

광원 유닛(100)은 소재 케이싱(10)의 하측에 고정되어 구비되거나 또는 이동 가능하게 구비될 수 있다. 이때, 광원 유닛(100)은 조형 소재(S)의 저면과 평행하게 배치되도록 구비될 수 있다. 또한, 광원 유닛(100)은 소재 케이싱(10) 내의 조형 소재(S)의 저면에 대응하는 면적을 갖도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 광원 유닛(100)은 조형 소재(S)로의 빛 공급시, 조형 소재(S)로 좀 더 균일하게 빛을 공급할 수 있다.

한편, 아울러, 광원 유닛(100)이 이동 가능하게 구비될 경우, 광원 유닛(100)은 소재 케이싱(10)의 저면 측에서 리니어 이동 가능하게 구비될 수 있다. 여기서, 리니어 이동은 소재 케이싱(10) 내의 조형 소재(S)의 저면과 평행한 방향으로의 이동일 수 있다.

그리고, 광원 유닛(100)은 이동 가능하게 구비될 경우, 광원 유닛(100)의 적어도 하나의 모서리는 수조 케이싱(10) 내의 조형 소재(S)의 저면의 적어도 하나의 모서리에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 예로써, 수조 케이싱(10) 내의 조형 소재(S)의 저면이 정사각형 형상이라면, 광원 유닛(100)은 조형 소재(S)의 두 변과 같은 크기의 두 변을 갖고, 그보다 작은 두 변을 갖는 직사각형 형상일 수 있다. 이 경우, 광원 유닛(100)의 리니어 이동은 상대적으로 작은 변의 길이 방향을 따라 이루어질 수 있다.

본 실시예에서, 광원 유닛(100)은 조형 소재(S)를 향해 빛을 면조사하는 엘이디 어셈블리로 구비된다. 즉, 본 실시예에서 광원 유닛(100)은 조형 소재(S)를 향해 점조사가 아닌 면조사 방식으로 균일하게 빛을 제공할 수 있다.

이러한 광원 유닛(100)은 엘이디 보드(110) 및 엘이디 어레이(120)를 포함한다.

엘이디 보드(110)는 제어 유닛(50)과 전기적으로 연결된다. 이러한 엘이디 보드(110)는 수조 케이싱(10)과 이격 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 엘이디 보드(110)는 수조 케이싱(10)의 하측과 소정 거리 이격 배치된다.

엘이디 어레이(120)는 엘이디 보드(110)에 구비되며, 복수 개의 엘이디로 이루어진다. 본 실시예에서, 복수 개의 엘이디는 자외선 발광 다이오드(UltraViolet Light Emitting Diode)로 구비될 수 있다. 그리고, 이러한 복수 개의 엘이디는 적어도 둘 이상의 파장 대역을 갖는 엘이디들로 이루어질 수 있다. 즉, 서로 다른 파장 대역을 갖는 복수 개의 엘이디들로 구성될 수 있다.

이하에서는, 본 실시예에 따른 광원 유닛(100)에 대해 좀 더 자세히 살펴 본다.

도 3 내지 도 5는 도 1의 3D 프린터의 광원 유닛의 다양한 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 고정형에 따른 광원 유닛(100A)을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 광원 유닛(100A)은 앞선 엘이디 보드(110A) 및 엘이디 어레이(120A)를 포함한다. 엘이디 보드(110A)는 앞선 수조 케이싱(10, 도 1 참조)의 면적 또는 수조 케이싱(10) 내의 조형 소재(S, 도 1 참조)의 저면에 대응되는 면적을 갖도록 구비된다. 그리고, 엘이디 어레이(120A)의 각각의 엘이디들은 앞선 제어 유닛(50)을 통해 독립적으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 3D 조형물 형상에 따라, 대응되는 엘이디들만을 개별적으로 제어하여 빛을 공급할 수 있다. 즉, 하나의 레이어에서 하나의 픽셀별 엘이디 제어를 동시에 가능할 수 있어 보다 빠른 3D 조형물의 조형이 이루어질 수 있다.

도 4는 이동형에 따른 광원 유닛(100B)을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 광원 유닛(100B)은 엘이디 보드(110B) 및 엘이디 어레이(120B)를 포함한다. 엘이디 보드(110B)의 장변은 앞선 수조 케이싱(10) 또는 수조 케이싱(10)의 조형 소재(S)와 대응되는 장변을 갖는다. 엘이디 보드(110B)의 단변은 앞선 수조 케이싱(10) 또는 수조 케이싱(10)의 조형 소재(S)보다 작은 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 엘이디 보드(110B)는 단변의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구비될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 광원 유닛(100B)은 앞선 광원 유닛(100A)보다 작은 크기를 가지며, 보다 적은 엘이디만을 필요로 한다.

본 실시예에 따른 광원 유닛(100B)의 해상도는 이동에 따른 교차 수준에 따라 집적도를 높이는 것으로 높일 수 있다. 본 실시예의 경우, 개별 엘이디의 온(on)/오프(off) 제어 및 광량 제어를 통해, 조형 소재의 경화 시간 및 광원 유닛(100B)의 이동 시간을 고려한 누적(Integral) 광량을 이용하여 3D 조형물을 구현할 수 있다.

도 5는 다른 파장 대역의 엘이디들을 조합한 이동형에 따른 광원 유닛(100C)을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 광원 유닛(100C)의 엘이디 보드(110C) 및 엘이디 어레이(120C)는 앞선 광원 유닛(100B)의 엘이디 보드(110B) 및 엘이디 어레이(120B)와 유사하다.

본 실시예의 경우, 엘이디 어레이(120B)에 구비된 복수의 엘이디들(122C, 126C)은 서로 다른 파장 대역을 갖는 제1 엘이디 그룹(122C) 및 제2 엘이디 그룹(126C)로 이루어진다.

제1 엘이디 그룹(122C) 및 제2 엘이디 그룹(126C)은 서로 다른 광개시제(Photoinitiator) 흡수 피크를 갖는다. 이에 따라, 본 실시예에서는 픽셀 단위별 발광 파장대역에 따라 이형 구조물 조형을 구현할 수 있다.

도 6 내지 도 8은 도 1의 3D 프린터의 광원 유닛의 광량에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에서는 광원 유닛(100, 도 1 참조)의 광량을 제어하여 3D 조형물(S, 도 1 참조)의 그레이 스케일(Gray Scale)을 다양하게 구현할 수 있다. 즉, 도면들에 도시된 바와 같이, 광원 유닛(100)의 광량의 세기를 조절하여 원하는 3D 조형물(S)의 그레이 스케일을 구현할 수 있다. 이때, 제어 유닛(50, 도 1 참조)는 각각의 엘이디의 광량 제어를 통해 그레이 스케일의 범위를 더 다양하게 확보할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 3D 조형물(S) 조형시, 매끄러운 경계 표면 조형이 가능하며, 조형 속도의 변경도 가능할 수 있다.

도 9는 도 1의 3D 프린터의 광원 유닛의 온도 제어에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 앞서 살펴 본 바와 같이, 제어 유닛(50, 도 1 참조)는 광원 유닛(100, 도 1 참조)의 온도, 더 구체적으로, 광원 유닛(100)의 각각의 엘이디의 온도 또한 제어할 수 있다.

이를 반영한 본 실시예에 따른 3D 프린터(1, 도 1 참조)의 동작을 살펴 보면, 먼저, 3D 프린터(1)는 3D 조형물 조형시 전원을 온(on) 시킨 후 우선적으로 3D 프린팅을 대기한다(S10). 이후, 3D 프린터(1)는 선택된 조형 소재에 의한 광량 특성을 검토한다(S20).

이후, 3D 프린터(1)는 조형 소재의 광량 특성에 대응되는 광원 유닛(100, 도 1 참조)의 온도를 취득한다(S30). 만약, 광원 유닛의 온도가 과 온도일 경우, 3D 프린터(1)는 광원 유닛을 냉각시키고(S50), 과 온도가 아닐 경우 광원 유닛(100)의 동작을 제어한다(S70).

광원 유닛을 냉각시키면, 이후, 3D 프린터(1)는 이에 대한 에러의 해결 여부를 검토한다(S60). 에러가 해결되었으면, 3D 프린터(1)는 광원 유닛의 동작을 제어하며(S70), 해결되지 않는 에러라고 판단되면, 3D 프린터(1)의 동작을 종료시킨다.

3D 프린터(1)는 광원 유닛의 동작을 제어하여 이미지 출력이 완료되면(S80), 추가 이미지 출력 여부를 검토한다(S90). 이미지 출력이 완료되지 않으면(S80), 3D 프린터는 다시 광원 유닛의 온도를 취득하며(S30), 앞선 플로우로 돌아간다.

3D 프린터(1)는 추가 이미지 출력이 필요하면(S90), 다시 선택된 조형 소재에 의한 광량 특성을 검토하는(S20) 앞선 플로우로 돌아간다. 3D 프린터는 추가 이미지 출력이 요구되지 않으면, 광원 유닛을 냉각시키고(S100) 프린팅을 종료한다.

이처럼, 본 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 광원 유닛(100)의 온도를 제어하여 3D 프린터(1)의 동작시 발생하는 발열을 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 3D 조형물의 조형시 조형물의 변형을 방지하며, 또한, 발열에 따른 3D 프린터(1)의 손상을 방지할 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 3D 프린터(1)는, 엘이디 보드(110) 및 엘이디 어레이(120)로 이루어진 광원 유닛(100)을 통해 광원 유닛(100)의 소형화 및 경량화를 이룰 수 있어, 빌드 사이즈에 제약을 받지 않는 3D 프린터(1)를 제공할 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 광원 유닛(100)의 온도 제어를 통해 발열을 최소화하면서 조형물이나 제품 손상을 막고, 저전력, 저소음을 구현할 수 있는 3D 프린터(1)를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 개별 엘이디의 독립적 제어를 통해 균일한 3D 조형물을 구현할 수 있는 3D 프린터(1)를 제공할 수 있다.

도 10 내지 도 19는 도 1의 3D 프린터를 모바일 디바이스로 제어하는 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는, 모바일 디바이스(200) 조작을 통해 3D 프린터(1, 도 1 참조)의 동작을 제어하는 다양한 실시예들을 살펴 본다.

도 10을 참조하면, 먼저, 본 실시예에 따른 3D 프린터(1, 도 1 참조)는 모바일 디바이스(200)와 무선 통신 가능하게 연결될 수 있다. 아울러, 모바일 디바이스(200)는 3D 프린터(1)의 동작을 제어할 수 있는 다양한 어플리케이션을 구비할 수 있다. 사용자는 이러한 다양한 어플리케이션 조작을 통해 3D 프린터(1)의 다양한 동작을 제어할 수 있다. 사용자는 모바일 디바이스(200)에서 다양한 조형 소재들 중에서 원하는 3D 조형물을 조형할 수 있는 조형 소재를 선택할 수 있다.

도 11을 참조하면, 사용자는 모바일 디바이스(200)에서 원하는 3D 조형물의 형상이나 모양을 선택할 수 있다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 사용자는 모바일 디바이스(200)에서 선택된 3D 조형물의 질감을 조절하여 표면 거칠기 설정을 변경할 수 있다. 도 14를 참조하면, 모바일 디바이스(200)는 사용자의 질감 조절에 따라 만들 수 있는 3D 조형물의 수량을 제공할 수 있다. 도 15를 참조하면, 모바일 디바이스(200)는 현재 조형 소재의 양으로는 만들 수 없는 3D 조형물의 개수를 선택하면 경고 팝업을 사용자에게 제공할 수 있다. 도 16을 참조하면, 모바일 디바이스(200)는 3D 조형물의 조형시 진행 과정을 사용자에게 제공할 수 있다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 사용자는 모바일 디바이스(200)에서 다양한 광원들 중에서 원하는 광원을 선택할 수 있다. 도 19를 참조하면, 모바일 디바이스(200)는 선택된 광원에 대한 설명 페이지를 사용자에게 제공할 수 있다.

이처럼, 본 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 모바일 디바이스(200)와 무선 연결되어 모바일 디바이스(200) 조작을 통해서도 3D 프린터(1)의 동작을 다양하게 제어할 수 있다. 앞서 설명한 실시예들은 예로써 제공된 것인 바, 앞선 실시예 이외의 3D 프린터(1)에서 이루어질 수 있는 다양한 인터페이스들을 모바일 디바이스(200)의 어플리케이션 등으로 제공할 수 있음은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 3D 프린터 10: 소재 케이싱
20: 스테이지 30: 스테이지 구동부
50: 제어 유닛 60: 디스플레이부
70: 수위감지센서 80: 버퍼부
90: 통신부 100: 광원 유닛
110: 엘이디 보드 120: 엘이디 어레이

Claims

3D 프린터에 있어서,
3D 조형물 조형을 위한 조형 소재를 수용하는 소재 케이싱;
상기 조형 소재를 경화시킬 수 있게 상기 조형 소재를 향해 빛을 공급하는 광원 유닛;
상기 광원 유닛을 통해 경화된 조형 소재가 안착되며, 상기 소재 케이싱 내로 이동 가능하게 구비되는 스테이지;
상기 스테이지에 연결되며, 상기 스테이지의 이동을 위한 구동력을 제공하는 스테이지 구동부; 및
상기 광원 유닛 및 상기 스테이지 구동부의 동작을 제어하기 위한 제어 유닛;을 포함하며,
상기 광원 유닛은,
상기 조형 소재를 향해 빛을 면조사하는 엘이디 어셈블리로 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제1항에 있어서,
상기 광원 유닛은,
상기 소재 케이싱의 저면 측에서 리니어 이동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제1항에 있어서,
상기 광원 유닛은,
상기 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 엘이디 보드; 및
상기 엘이디 보드에 구비되며, 복수 개의 엘이디로 이루어지는 엘이디 어레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제3항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 엘이디 어레이의 광량을 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제4항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
각각의 엘이디의 광량을 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제3항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 엘이디 어레이의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제6항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
각각의 엘이디의 온도를 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제3항에 있어서,
상기 복수 개의 엘이디는,
적어도 둘 이상의 파장 대역을 갖는 엘이디들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제3항에 있어서,
상기 복수 개의 엘이디는,
자외선 발광 다이오드(UltraViolet Light Emitting Diode)인 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제1항에 있어서,
상기 광원 유닛은,
상기 소재 케이싱 내의 조형 소재의 저면에 대응되는 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제2항에 있어서,
상기 광원 유닛의 적어도 하나의 모서리는,
상기 조형 소재의 저면의 적어도 하나의 모서리에 대응되는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제1항에 있어서,
상기 광원 유닛은,
상기 조형 소재의 저면과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
제1항에 있어서,
상기 조형 소재는,
광 경화성 액체 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 3D 프린터.