KR20160114352A

KR20160114352A - 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160114352A
Application number: KR1020150040727A
Authority: KR
Inventors: 박병은
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2016-10-05
Also published as: KR101730705B1

Abstract

본 발명은 프린터 인쇄기법을 이용한 전자소자의 제작과정에서 인덕터의 재료와 단자의 재료가 개별적으로 공급되도록 구성하여 보다 신속하고 효율적으로 인덕터를 제작할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일례와 관련된 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치는, 프린팅 베드; 인덕터의 재료가 저장되는 제 1 재료 공급부; 단자의 재료가 저장되는 제 2 재료 공급부; 상기 제 1 재료 공급부로부터 상기 인덕터의 재료를 공급받아 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 인덕터를 제작하는 제 1 제작부; 상기 제 2 재료 공급부로부터 상기 단자의 재료를 공급받아 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 단자를 제작하는 제 2 제작부; 및 제어부;를 포함하되, 상기 제작된 단자는 상기 제작된 인덕터와 전기적으로 연결된다.

Description

프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING INDUCTOR USING 3D PRINTER}

본 발명은 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인덕터의 재료와 단자의 재료가 개별적으로 공급되도록 구성하여 보다 신속하고 효율적으로 인덕터를 제작할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

3차원 입체 형상을 가진 시제품을 제작하기 위해서는 도면에 의존하여 수작업에 의해 이루어지는 목합 제작 방식과 CNC 밀링에 의한 제작방법 등이 알려져 있다. 그러나, 목합 제작방식은 수작업에 의하므로 정교한 수치제어가 어렵고 많은 시간이 소요되며, CNC 밀링에 의한 제작방법은 정교한 수치제어가 가능하지만 공구간섭에 의하여 가공하기 어려운 형상이 많다.

따라서, 최근에는 제품의 디자이너 및 설계자가 CAD 나 CAM을 이용하여 3차원 모델링 데이터를 생성하고, 생성한 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상의 시제품을 제작하는 이른바 3차원 프린팅 방법이 등장하게 되었다.

3D 프린터(Three-Dimension Printer)는 3차원의 입체물을 만들어 낼 수 있는 프린터로서, 3D 프린팅의 기본적인 원리는 얇은 2D 레이어를 쌓아서 3D 물체를 만드는 것이다.

3D 프린터는 최근 첨단 산업을 비롯한 다양한 산업분야에서 활용되면서 관련 기술에 대한 관심이 크게 늘어나고 있다. 3D 프린터는 완구류, 패션, 엔터테인먼트 산업과 기술적 난이도가 높은 자동차, 항공·우주, 방위산업, 의료기 등 다양한 분야에서 제품 개발에 활용되고 있다. 3D 프린터 시장 규모는 일반 프린터에 비해 미미한 수준이나 최근 일반 소비자를 대상으로 한 1,000달러 이하의 저가 모델이 출시됨에 따라 3D 프린터 수요가 큰 폭으로 확대될 것으로 기대된다.

3D 프린터의 원리는 큰 덩어리를 조각하듯 깎는 방식의 절삭형과 층층히 쌓아올리는 방식의 적층형으로 나눌 수 있다. 요즘 이용되는 3D 프린터는 대부분 첨가식 가공 원리를 사용하는 적층형 프린트이다. 절삭형이 여분을 깎아내는 것이기 때문에 손실되는 재료가 있는 반면, 적층형은 여분 재료의 손실이 없다는 것이 큰 장점이다.

적층형의 3D 프린터는 대표적으로 FDM 방식(또는 FFF 방식)과 SLA 방식을 이용하고 있다. 이와 관련하여, 도 1a 및 도 1b는 일반적으로 이용되는 3D 프린터의 방식을 도식적으로 나타낸다.

도 1a를 참조하면, FDM(Fused Deposition Modeling) 방식은 노즐을 통하여 필라멘트 형태의 재료가 압출되며, 압출된 재료는 베드 상에서 적층됨으로써 원하는 객체를 제작할 수 있다. FDM 방식은 다른 방식에 비하여 장치의 구조와 프로그램이 간단하기 때문에 장비 가격과 유지·보수비용이 낮으며, 다양한 소재에 적용이 가능하고 단순한 구조로 대형화에 용이하다는 장점을 갖는다. 반면에, 세세한 표현이 어렵고 매끄러운 형상을 구현하는 데에 다소 제한이 있으며, 제작속도가 매우 느리다는 단점이 있다.

도 1b를 참조하면, SLA(Stereolithography) 방식은 수조에 수용된 레진에 레이저를 투사하여 경화시키는 방법으로 적층해 나가는 방식이다. SLA 방식은 출력물의 정밀도가 높으며 FDM 방식에 비하여 해상도가 매우 높은 제품을 제작할 수 있다는 장점이 있다. 반면에, 액체 상태의 레진을 사용하기 때문에 제작 후 세척과정이 필요하며, 제작과정에서 함께 제조되는 지지대를 제거하는 과정이 부가적으로 필요하게 된다는 단점이 있다.

한편, 이러한 3D 프린터는 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있으나, 특히 현실적으로 전자소자의 제작에는 그 활용이 미비하였다. 전자소자는 대량으로 생산되는 경우가 많으나 3D 프린터를 이용하여 효율적으로 제작하는 데에는 아직 어려움이 많이 따랐다.

이에 따라, 전자소자 제작에 최적화된 구조로 설계되는 프린터 인쇄기법을 이용한 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

US 5121329 A "Apparatus and method for creating three-dimensional objects"

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프린터 인쇄기법을 이용한 전자소자의 제작과정에서 인덕터의 재료와 단자의 재료가 개별적으로 공급되도록 구성하여 보다 신속하고 효율적으로 인덕터를 제작할 수 있는 장치 및 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 필요로 하는 인덕터의 사양에 따라 다양한 제품을 제작할 수 있으며, 전자소자의 제작에 이용될 수 있는 다양한 제어를 지원하는 인덕터를 제작할 수 있는 장치 및 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치는, 프린팅 베드; 인덕터의 재료가 저장되는 제 1 재료 공급부; 단자의 재료가 저장되는 제 2 재료 공급부; 상기 제 1 재료 공급부로부터 상기 인덕터의 재료를 공급받아 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 인덕터를 제작하는 제 1 제작부; 상기 제 2 재료 공급부로부터 상기 단자의 재료를 공급받아 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 단자를 제작하는 제 2 제작부; 및 제어부;를 포함하되, 상기 제작된 단자는 상기 제작된 인덕터와 전기적으로 연결된다.

또한, 사용자로부터 상기 인덕터와 관련된 입력인자를 입력받고, 상기 입력된 입력인자에 대응하는 출력신호를 발생시키는 사용자 입력부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 사용자 입력부와 연결되어 상기 사용자 입력부에서 발생된 상기 출력신호를 전송받고, 상기 전송받은 출력신호에 따라서 상기 제 1 제작부의 동작을 제어하는 제작부 제어 모듈;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 입력인자에는 제작하고자 하는 상기 인덕터의 사양이 포함되고, 상기 출력신호에 따라서 상기 제 1 제작부는 상기 입력인자에 포함된 상기 인덕터의 사양을 갖는 상기 인덕터를 제작하도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 단자의 재료는, 구리(Cu), 은(Silver), 카본 복합체, 전도성 전극, 투명 전극 및 인듐 주석 산화물(Induim Tin Oxide, ITO) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제 1 제작부는, 상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 1 헤드; 및 상기 제 1 재료 공급부에 저장된 상기 인덕터의 재료를 상기 제 1 헤드로 압출하는 제 1 압출부;를 더 포함하고, 상기 제 2 제작부는, 상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 2 헤드; 및 상기 제 2 재료 공급부에 저장된 상기 단자의 재료를 상기 제 2 헤드로 압출하는 제 2 압출부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 헤드는, 상기 제 1 헤드로 압송된 상기 인덕터의 재료를 기 설정된 제 1 온도범위로 가열시키는 제 1 히터; 및 상기 제 1 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 인덕터의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 1 분사구;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 헤드는, 상기 가열된 인덕터의 재료의 온도를 감지하는 제 1 온도 감지부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 히터에 의한 가열 정도를 제어하기 위한 제 1 히터 제어 모듈;을 더 포함하되, 상기 제 1 온도 감지부에 의하여 감지된 온도가 상기 제 1 온도범위를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 상기 제 1 히터 제어 모듈은 상기 가열된 인덕터의 재료의 온도가 상기 제 1 온도범위 내에 속하도록 상기 제 1 히터를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제 2 헤드는, 상기 제 2 헤드로 압송된 상기 단자의 재료를 기 설정된 제 2 온도범위로 가열시키는 제 2 히터; 및 상기 제 2 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 단자의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 2 분사구;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 헤드는, 상기 가열된 단자의 재료의 온도를 감지하는 제 2 온도 감지부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 2 히터에 의한 가열 정도를 제어하기 위한 제 2 히터 제어 모듈;을 더 포함하되, 상기 제 2 온도 감지부에 의하여 감지된 온도가 상기 제 2 온도범위를 벗어난 것으로 판단되는 경우, 상기 제 2 히터 제어 모듈은 상기 가열된 단자의 재료의 온도가 상기 제 2 온도범위 내에 속하도록 상기 제 2 히터를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 가열된 인덕터의 재료가 분사되는 위치를 조절하기 위하여 상기 제 1 압출부의 위치를 제어하는 제 1 압출부 제어 모듈; 및 상기 가열된 단자의 재료가 분사되는 위치를 조절하기 위하여 상기 제 2 압출부의 위치를 제어하는 제 2 압출부 제어 모듈;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가열된 인덕터의 재료가 분사되는 위치와 상기 가열된 단자의 재료가 분사되는 위치는 개별적으로 제어될 수 있다.

또한, 상기 제 1 압출부 제어 모듈은 상기 인덕터의 재료가 상기 제 1 헤드로 압출되는 속도를 제어하고, 상기 제 2 압출부 제어 모듈은 상기 단자의 재료가 상기 제 2 헤드로 압출되는 속도를 제어할 수 있다.

또한, 상기 인덕터의 재료가 상기 제 1 헤드로 압출되는 속도와 상기 단자의 재료가 상기 제 2 헤드로 압출되는 속도는 개별적으로 제어될 수 있다.

또한, 상기 제 1 제작부는, 상단은 상기 제 1 압출부와 연결되고, 하단은 제 1 헤드에 연결된 제 1 연결축;을 더 포함하고, 상기 제 2 제작부는, 상단은 상기 제 2 압출부와 연결되고, 하단은 제 2 헤드에 연결된 제 2 연결축;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제 1 분사구와 상기 프린팅 베드 사이의 이격거리를 조절하기 위하여 상기 제 1 연결축의 길이를 제어하는 제 1 연결축 제어 모듈; 및 상기 제 2 분사구와 상기 프린팅 베드 사이의 이격거리를 조절하기 위하여 상기 제 2 연결축의 길이를 제어하는 제 2 연결축 제어 모듈;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 연결축의 길이와 상기 제 2 연결축의 길이는 개별적으로 제어될 수 있다

또한, 상기 프린팅 베드의 하부에 설치되어 상기 프린팅 베드를 지지하는 리프팅 부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 프린팅 베드의 위치를 조절하기 위하여 상기 리프팅 부재의 높이를 조절하는 프린팅 베드 제어 모듈;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 리프팅 부재는, 상기 프린팅 베드의 일측을 지지하는 제 1 리프팅 부재; 및 상기 프린팅 베드의 타측을 지지하는 제 2 리프팅 부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 리프팅 부재는, 상기 제 1 리프팅 부재의 상부와 상기 프린팅 베드의 하면 사이에 개재되는 제 1 회동편; 및 상기 제 2 리프팅 부재의 상부와 상기 프린팅 베드의 하면 사이에 개재되는 제 2 회동편;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프린팅 베드 제어 모듈에 의하여 상기 제 1 리프팅 부재 및 상기 제 2 리프팅 부재 중 하나의 높이가 조절되고, 상기 높이 조절에 대응하여 상기 제 1 회동편 및 상기 제 2 회동편 중 적어도 하나가 소정의 각도로 회전되며, 상기 제 1 회동편 및 상기 제 2 회동편 중 적어도 하나의 회전에 따라 상기 프린팅 베드의 틸팅(tilting)이 가능하다.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법은, 제 1 재료 공급부에 저장된 인덕터의 재료가 제 1 제작부에 공급되고, 제 2 재료 공급부에 저장된 단자의 재료가 제 2 제작부에 공급되는 제 1 단계; 및 상기 제 1 제작부에 의하여 프린팅 베드의 상면에 상기 인덕터가 제작되고, 상기 제 2 제작부에 의하여 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 단자가 제작되는 제 2 단계;를 포함하되, 제어부는 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 중 적어도 하나의 단계를 제어하고, 상기 제작된 단자는 상기 제작된 인덕터와 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 제 1 단계 이전에, 상기 인덕터와 관련된 입력인자가 사용자 입력부에 입력되는 단계; 및 상기 사용자 입력부에서 상기 입력된 입력인자에 대응하는 출력신호가 발생되는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부에는, 상기 사용자 입력부와 연결되어 상기 사용자 입력부에서 발생된 상기 출력신호를 전송받고, 상기 전송받은 출력신호에 따라서 상기 제 1 제작부의 동작을 제어하는 제작부 제어 모듈이 구비될 수 있다.

또한, 상기 제 1 제작부에는, 상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 1 헤드 및 상기 제 1 재료 공급부에 저장된 상기 인덕터의 재료를 상기 제 1 헤드로 압출하는 제 1 압출부가 구비되고, 상기 제 2 제작부에는, 상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 2 헤드 및 상기 제 2 재료 공급부에 저장된 상기 단자의 재료를 상기 제 2 헤드로 압출하는 제 2 압출부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제 1 헤드는, 상기 제 1 헤드로 압송된 상기 인덕터의 재료를 기 설정된 제 1 온도범위로 가열시키는 제 1 히터 및 상기 제 1 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 인덕터의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 1 분사구가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제 2 헤드는, 상기 제 2 헤드로 압송된 상기 단자의 재료를 기 설정된 제 2 온도범위로 가열시키는 제 2 히터 및 상기 제 2 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 단자의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 2 분사구가 구비될 수 있다.

또한, 상기 프린팅 베드의 하부에는 상기 프린팅 베드를 지지하기 위한 리프팅 부재가 설치될 수 있다.

또한, 상기 제어부에는, 상기 프린팅 베드의 위치를 조절하기 위하여 상기 리프팅 부재의 높이를 제어하는 프린팅 베드 제어 모듈이 구비될 수 있다.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 인덕터는, 상술한 제작방법으로 제작될 수 있다.

한편, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들이 유형적으로 구현된 프로그램에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 상기 인덕터의 제작방법은, 제 1 재료 공급부에 저장된 인덕터의 재료가 제 1 제작부에 공급되고, 제 2 재료 공급부에 저장된 단자의 재료가 제 2 제작부에 공급되는 제 1 단계; 및 상기 제 1 제작부에 의하여 프린팅 베드의 상면에 상기 인덕터가 제작되고, 상기 제 2 제작부에 의하여 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 단자가 제작되는 제 2 단계;를 포함하되, 제어부는 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 중 적어도 하나의 단계를 제어하고, 상기 제작된 단자는 상기 제작된 인덕터와 전기적으로 연결된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프린터 인쇄기법을 이용한 전자소자의 제작과정에서 인덕터의 재료와 단자의 재료가 개별적으로 공급되도록 구성하여 보다 신속하고 효율적으로 인덕터를 제작할 수 있는 장치 및 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 필요로 하는 인덕터의 사양에 따라 다양한 제품을 제작할 수 있으며, 전자소자의 제작에 이용될 수 있는 다양한 제어를 지원하는 인덕터를 제작할 수 있는 장치 및 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1a 및 도 1b는 일반적으로 이용되는 3D 프린터의 방식을 도식적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따라 구현될 수 있는 3D 프린터의 일 실시례를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 3D 프린터의 블록 구성도의 일 실시례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 3D 프린터에 적용될 수 있는 헤드의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 3D 프린터에 적용될 수 있는 압출부의 일례를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 3D 프린터에 적용될 수 있는 리프팅 부재의 일례를 타낸다.
도 7은 본 발명에 따라 3D 프린터를 이용하여 인덕터를 제작하는 방법의 일 실시례를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 3D 프린터를 이용하여 제작되는 인덕터와 단자를 나타낸다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

최근 3D 프린팅 기술의 활용에 대한 관심이 높아지면서 3D 프린터의 보급이 점차 증가하고 있는 추세에 있다. 본 발명은 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방안을 제안하고자 한다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명이 제안하는 3D 프린터의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 구현될 수 있는 3D 프린터의 일 실시례를 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 3D 프린터의 블록 구성도의 일 실시례를 나타낸다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 인덕터 제작을 위한 3D 프린터(100)는 재료 공급부(10, 20), 프린팅 베드(30), 제작부, 제어부(110) 등을 포함할 수 있다.

단, 도 2 및 도 3에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 3D 프린터가 구현될 수도 있다. 또한, 도 2 및 도 3에 도시된 구성요소는 상호 의존적으로 연결되어 있으며, 각 구성요소가 도 2 및 도 3에 도시된 것과 달리 별도로 또는 통합하여 구현되는 것이 가능하다. 이하, 각 구성에 대하여 살펴본다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 3D 프린터(100)는 재료 공급부(10, 20)를 구비하고 있으며, 제 1 재료 공급부(10)에는 전자소자의 재료가 저장되고, 제 2 재료 공급부(20)에는 단자의 재료(22)가 저장된다. 제 1 재료 공급부(10)와 제 2 재료 공급부(20)에 저장된 전자소자의 재료와 단자의 재료(22)는 압출부(60, 70)에 의하여 헤드(40, 50)로 압출되며, 각각 전자소자와 단자의 제작에 이용된다.

본 발명에서 제작될 수 있는 전자소자에는, 저항, 가변저항, 인덕터, 커패시터, 다이오드, 정류 다이오드, 제너 다이오드, 쇼트키 다이오드, 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드, 레이저 다이오드, 트랜지스터, BJT, FET, MOSFET, JFET, 사이리스터, 연산 증폭기, CMOS, 진공관 등이 있다. 전자소자는 두 개 혹은 그 이상의 단자와 전기적으로 연결된다. 단자의 재료(22)에는 구리(Cu), 은(Silver), 카본 복합체, 전도성 전극, 투명 전극, 인듐 주석 산화물(Induim Tin Oxide, ITO) 등이 이용될 수 있다.

본 발명에서 제안하는 3D 프린터(100)는 상기 전자소자 중 특히 인덕터에 적용 가능하며, 인덕터의 양측에는 단자가 전기적으로 연결된다.

한편, 제작부는 인덕터를 제작하기 위한 제 1 제작부와 단자를 제작하기 위한 제 2 제작부로 구분된다. 도 2에 도시된 것과 같이, 하판(2)의 좌우측에는 하판(2)과 직교하는 제 1 측부(4)와 제 2 측부(6)가 설치되어 있으며, 제 1 측부(4)의 상부와 제 2 측부(6) 상부는 고정봉(8)에 의하여 연결되어 있다. 상기 제 1 측부(4)와 제 2 측부(6)는 Z축 방향의 이동성을 제공할 수 있다.

제 1 제작부와 제 2 제작부는 고정봉(8)에 설치되며, 프린팅 베드(30)의 상부에 프린팅 베드(30)와 이격되어 위치된다. 제 1 제작부와 제 2 제작부는 고정봉(8)을 따라 X축 방향으로 이동 가능하다.

인덕터를 제작하는 제 1 제작부는 제 1 헤드(40), 제 1 연결축(41), 제 1 압출부(60) 등으로 구성되고, 단자를 제작하는 제 2 제작부는 제 2 헤드(50), 제 2 연결축(51), 제 2 압출부(70) 등으로 구성된다. 제 1 제작부와 제 2 제작부는 대칭적인 형상으로 구성되며, 여기서는 설명의 편의를 위하여 제 1 제작부를 중심으로 구성을 살펴본다.

헤드의 구성을 구체적으로 살펴보기 위하여 도 4를 먼저 참조한다. 도 4는 본 발명의 3D 프린터에 적용될 수 있는 헤드의 일례를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 제 1 헤드(40)는 제 1 분사구(42), 제 1 히터(43), 제 1 온도 감지부(44) 등을 더 포함할 수 있다.

제 1 헤드(40)의 상부는 제 1 연결축(41)과 연결되어 있으며, 인덕터의 재료(12)가 제 1 연결축(41)에서 제 1 헤드(40)의 내부로 압송된다. 제 1 헤드(40)의 내부에는 제 1 히터(43)가 설치되어 있으며, 제 1 헤드(40)의 내부로 압송되는 인덕터의 재료(12)를 기 설정된 제 1 온도범위로 가열시킨다. 제 1 온도범위는 인덕터의 제작에 적절한 온도에 해당한다.

제 1 분사구(42)는 제 1 헤드(40)의 첨단에 형성된다. 제 1 히터(43)에 의하여 제 1 온도범위로 가열된 인덕터의 재료(12)는 제 1 분사구(42)를 통하여 프린팅 베드(30)의 상면으로 분사되며, 이렇게 분사된 인덕터의 재료(12)는 프린팅 베드(30)에 적층되면서 인덕터가 제작될 수 있다.

제 1 헤드(40)에는 제 1 히터(43)에 의하여 가열된 인덕터의 재료(12)의 온도를 감지할 수 있는 제 1 온도 감지부(44)가 더 설치될 수 있다. 제 1 온도 감지부(44)는 가열된 인덕터의 재료(12)의 온도를 감지하여 그에 대응하는 전기신호를 생성하게 되며, 제 1 온도 감지부(44)에서 생성된 전기신호는 제어부(110)의 히터 제어 모듈(114)로 전송된다. 히터 제어 모듈(114)에서는 상기 전기신호에 기반하여 인덕터의 재료(12)의 온도가 제 1 온도범위 내에 있는지 여부를 판단하며, 인덕터의 재료(12)의 온도가 제 1 온도범위를 벗어난 것으로 판단하면 제 1 히터(43)에 의한 가열 정도를 제어하여 인덕터의 재료(12)의 온도가 제 1 온도범위 내에 속하도록 조절할 수 있다.

마찬가지로 제 2 헤드(50)는 제 2 분사구, 제 2 히터, 제 2 온도 감지부 등을 더 포함할 수 있다.

단자의 재료(22)는 제 2 연결축(51)으로부터 제 2 헤드(50)의 내부로 압송되되, 제 2 헤드(50)에 설치된 제 2 히터는 제 2 헤드(50) 내부로 압송되는 단자의 재료(22)를 기 설정된 제 2 온도범위로 가열시킨다. 제 2 온도범위는 단자의 제작에 적절한 온도에 해당한다.

제 2 분사구는 제 2 헤드(50)의 첨단에 형성되며, 제 2 히터에 의하여 제 2 온도범위로 가열된 단자의 재료(22)는 제 2 분사구를 통하여 프린팅 베드(30)의 상면으로 분사된다.

제 2 온도 감지부는 가열된 단자의 재료(22)의 온도를 감지할 수 있다. 제 2 온도 감지부는 감지된 단자의 재료(22) 온도에 대응하는 전기신호를 생성하게 되며, 제 2 온도 감지부에서 생성된 전기신호는 제어부(110)의 히터 제어 모듈(114)로 전송된다. 히터 제어 모듈(114)에서는 상기 전기신호에 기반하여 단자의 재료(22)의 온도가 제 2 온도범위 내에 있는지 여부를 판단하며, 단자의 재료(22)의 온도가 제 2 온도범위를 벗어난 것으로 판단하면 제 2 히터에 의한 가열 정도를 제어하여 단자의 재료(22)의 온도가 제 2 온도범위 내에 속하도록 조절할 수 있다.

한편, 압출부(60, 70)는 인덕터의 재료(12)를 제 1 헤드(40)로 압출하는 제 1 압출부(60)와 단자의 재료(22)를 제 2 헤드(50)로 압출하는 제 2 압출부(70)를 포함한다. 제 1 재료 공급부(10)와 제 2 재료 공급부(20)에서 압출되는 인덕터의 재료(12)와 단자의 재료(22)는 제 1 측부(4)와 제 2 측부(6)에 설치된 가이드 부재(미도시)를 따라 이송되므로 얽히지 않고 반듯하게 이송될 수 있다.

압출부의 구성을 구체적으로 살펴보기 위하여 도 5를 참조한다. 도 5는 본 발명의 3D 프린터에 적용될 수 있는 압출부의 일례를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 제 1 압출부(60)의 상면으로 제 1 재료 공급부(10)에서 이송되는 인덕터의 재료(12)가 유입된다. 제 1 압출부(60)의 하면에는 제 1 연결축(41)이 설치되어 있으며, 제 1 압출부(60) 내부로 이송된 인덕터의 재료(12)는 제 1 연결축(41)으로 이동한다.

제 1 압출부(60)의 내부에는 제 1 롤러(61)와 제 1 기어(63)가 설치된다. 제 1 롤러(61)는 제 1 롤러축(62)을 중심으로 회동하며, 제 1 기어(63)는 제 1 기어축(64)을 중심으로 회동한다. 제 1 롤러(61)와 제 1 기어(63)는 별도의 동력 발생기(미도시)로부터 동력을 전달받아 회동할 수 있다.

도 5에서 제 1 롤러(61)는 반시계방향으로 회동하고, 제 1 기어(63)는 시계방향으로 회동하며, 제 1 롤러(61)와 제 1 기어(63)가 맞물려 회동되기 때문에 인덕터의 재료(12)가 하부 방향으로 압출될 수 있다.

제 1 기어(63)는 탄성복원력을 제공함으로써 인덕터의 재료(12)의 이송이 보다 원활하게 이루어지도록 구성될 수 있다. 즉, 제 1 기어축(64)에는 스프링이 연결되어 있으며, 제 1 기어축(64)에 연결된 스프링은 일정 간격으로 압축되거나 복원될 수 있어 제 1 기어(63)에 탄성복원력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제 1 기어(63)는 제 1 압출부(60)의 내부에 이송된 인덕터의 재료(12)를 가압하면서 원활한 이송을 유도할 수 있다.

제 1 롤러(61)의 외면에는 돌기가 형성되어 있으며, 상기 제 1 롤러(61) 외면에 형성된 돌기는 인덕터의 재료(12) 외면과 접촉하면서 큰 마찰력을 발생하여 하측 방향으로 원활하게 이송할 수 있게 된다. 만일 제 1 롤러(61)의 돌기가 마모되더라도 제 1 기어(63)는 탄성복원력을 발생하고 있기 때문에, 인덕터의 재료(12)의 안정적인 압출이 가능하게 된다.

마찬가지로, 제 2 압출부(70)의 상면으로는 제 2 재료 공급부(20)에서 이송되는 단자의 재료(22)가 유입되며, 제 2 압출부(70) 내부로 이송된 단자의 재료(22)는 제 2 연결축(51)으로 이동한다.

제 2 압출부(70)의 내부에는 제 2 롤러와 제 2 기어가 설치된다. 제 2 롤러는 제 2 롤러축을 중심으로 회동하며, 제 2 기어는 제 2 기어축을 중심으로 회동한다. 제 2 롤러와 제 2 기어는 반대 방향으로 회동하며, 이에 따라 단자의 재료(22)가 하부 방향으로 압출될 수 있다.

제 2 기어는 탄성복원력을 제공함으로써 단자의 재료(22)의 이송이 보다 원활하게 이루어지도록 구성될 수 있다. 즉, 제 2 기어축에는 스프링이 연결되어 있으며, 제 2 기어축에 연결된 스프링은 일정 간격으로 압축되거나 복원될 수 있어 제 2 기어에 탄성복원력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제 2 기어는 제 2 압출부의 내부에 이송된 단자의 재료(22)를 가압하면서 원활한 이송을 유도할 수 있다.

제 2 롤러의 외면에는 돌기가 형성되어 있으며, 상기 제 2 롤러 외면에 형성된 돌기는 단자의 재료(22) 외면과 접촉하면서 큰 마찰력을 발생하여 하측 방향으로 원활하게 이송할 수 있게 된다. 만일 제 2 롤러의 돌기가 마모되더라도 제 2 기어는 탄성복원력을 발생하고 있기 때문에, 단자의 재료(22)의 안정적인 압출이 가능하게 된다.

다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 3D 프린터(100)의 하판(2)에는 리프팅 부재(32, 34)에 의하여 지지되는 프린팅 베드(30)가 설치된다.

프린팅 베드(30)이 상면에는 제 1 헤드(40)의 제 1 분사구(42)에서 분사되는 인덕터의 재료(12)와 제 2 헤드(50)의 제 2 분사구에서 분사되는 단자의 재료(22)가 적층되며, 이렇게 제작된 인덕터와 단자가 전기적으로 연결되면 완성된 소자가 제작될 수 있다.

리프팅 부재(32, 34)는 높이 조절이 가능하도록 구성되며, 제어부(110)의 프린팅 베드 제어 모듈(120)에 의하여 높이가 제어될 수 있다. 리프팅 부재(32, 34)의 높이가 조절됨에 따라 프린팅 베드(30)의 위치가 제어되며, 프린팅 베드(30)와 헤드(40, 50) 사이의 간격이 변경될 수 있다.

리프팅 부재(32, 34)는 프린팅 베드(30)의 일측을 지지하는 제 1 리프팅 부재(32)와 프린팅 베드(30)의 타측을 지지하는 제 2 리프팅 부재(34)로 구성될 수 있다. 본 발명에 적용될 수 있는 제 1 리프팅 부재(32) 및 제 2 리프팅 부재(34) 중 적어도 하나는 복수가 될 수 있다.

이와 관련하여, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 3D 프린터에 적용될 수 있는 리프팅 부재의 일례를 타낸다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 것과 같이, 제 1 리프팅 부재(32)는 좌측에 배치되는 제 1 좌측 리프팅 부재(32a)와 우측에 배치되는 제 1 우측 리프팅 부재(32b)로 구성될 수 있다.

제 1 좌측 리프팅 부재(32a)와 프린팅 베드(30) 사이에는 소정의 각도로 회전할 수 있는 제 1 좌측 회동편(31a)이 설치되고, 제 1 우측 리프팅 부재(32b)와 프린팅 베드(30) 사이에는 소정의 각도로 회전할 수 있는 제 1 우측 회전편(31b)이 설치된다.

이에 따라, 본 발명에 구현되는 프린팅 베드(30)는 측방향 틸팅을 제공할 수 있다. 즉, 제 1 좌측 리프팅 부재(32a)와 제 1 우측 리프팅 부재(32b)는 개별적으로 높이가 조절될 수 있으며, 상기 제 1 좌측 리프팅 부재(32a)와 제 1 우측 리프팅 부재(32b)의 높이 차이를 이용하여 프린팅 베드(30)의 측방향 기울기를 형성할 수 있다.

제 1 좌측 리프팅 부재(32a)나 제 1 우측 리프팅 부재(32b)가 승강할 때, 제 1 좌측 회동편(31a)이나 제 1 우측 회동편(31b)이 일정 각도로 회전하면서 함께 기울어지도록 설계할 수 있다. 이렇게 설계되는 경우, 제 1 좌측 리프팅 부재(32a)와 제 1 우측 리프팅 부재(32b) 사이의 거리가 동일하게 유지될 수 있으므로, 측방향 틸팅의 제공이 가능하게 된다.

한편, 도 3을 참조하면, 제어부(110)는 통상적으로 본 발명의 3D 프린터(100)의 전반적인 동작을 제어하는 구성으로서, 제작부 제어 모듈(112), 히터 제어 모듈(114), 압출부 제어 모듈(116), 연결축 제어 모듈(118), 프린팅 베드 제어 모듈(120) 등을 더 포함할 수 있다.

제작부 제어 모듈(112)은 제 1 제작부에서 제작되는 인덕터를 결정하며 제 1 제작부의 동작을 제어한다.

예를 들어, 사용자 입력부(130)에 사용자가 원하는 인덕터의 종류나 사양이 입력되는 경우, 제작부 제어 모듈(112)은 사용자 입력부(130)에서 발생된 출력신호를 전송받고, 출력신호에 따른 인덕터가 제작될 수 있도록 제 1 제작부를 제어할 수 있다.

또한, 히터 제어 모듈(114)은 히터를 제어하는 구성으로서, 제 1 히터(43)의 가열 정도를 제어할 수 있는 제 1 히터 제어 모듈과 제 2 히터의 가열 정도를 제어할 수 있는 제 2 히터 제어 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 제 1 히터 제어 모듈과 제 2 히터 제어 모듈은 제 1 히터(43)와 제 2 히터를 개별적으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 제 1 히터 제어 모듈은 제 1 히터(43)에 의하여 가열된 인덕터의 재료(12)의 온도가 제 1 온도범위 내에 속하도록 제 1 히터(43)를 제어할 수 있으며, 제 2 히터 제어 모듈은 제 2 히터에 의하여 가열된 단자의 재료(22)의 온도가 제 2 온도범위 내에 속하도록 제 2 히터를 제어할 수 있다.

또한, 압출부 제어 모듈(116)은 압출부를 제어하는 구성으로서, 제 1 압출부(60)의 위치를 제어하는 제 1 압출부 제어 모듈과 제 2 압출부(70)의 위치를 제어하는 제 2 압출부 제어 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 제 1 압출부 제어 모듈과 제 2 압출부 제어 모듈은 제 1 압출부(60)와 제 2 압출부(70)를 개별적으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 제 1 압출부 제어 모듈은 제 1 압출부(60)의 X축 방향 이동을 제어하여 인덕터의 재료(12)가 분사되는 위치를 조절할 수 있다. 제 2 압출부 제어 모듈은 제 2 압출부(70)의 X축 방향 이동을 제어하여 단자의 재료(22)가 분사되는 위치를 조절할 수 있다.

제 1 압출부 제어 모듈은 인덕터의 전체적인 제작 과정을 고려하여 인덕터의 재료(12)가 압출되는 속도를 제어할 수 있으며, 이에 따라 제 1 분사구(42)에서 분사되는 인덕터의 재료(12)의 양이 조절될 수 있다. 제 2 압출부 제어 모듈은 단자의 전체적인 제작 과정을 고려하여 단자의 재료(22)가 압출되는 속도를 제어할 수 있으며, 이에 따라 제 2 분사구에서 분사되는 단자의 재료의 양이 조절될 수 있다.

또한, 연결축 제어 모듈(118)은 연결축을 제어하는 구성으로서, 제 1 연결축(41)의 길이를 제어하는 제 1 연결축 제어 모듈과 제 2 연결축(51)의 길이를 제어하는 제 2 연결축 제어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제 1 연결축 제어 모듈과 제 2 연결축 제어 모듈은 제 1 연결축(41)과 제 2 연결축(51)를 개별적으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 제 1 연결축 제어 모듈은 제 1 연결축(41)의 길이를 Y축 방향으로 제어함으로써 제 1 헤드(40)와 프린팅 베드(30) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 제 2 연결축 제어 모듈은 제 2 연결축(51)의 길이를 Y축 방향으로 제어함으로써 제 2 헤드(50)와 프린팅 베드(30) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

또한, 프린팅 베드 제어 모듈(120)은 리프팅 부재를 제어하는 구성으로서, 제 1 리프팅 부재(32)의 높이를 제어하는 제 1 프린팅 베드 제어 모듈과 제 2 리프팅 부재(34)의 높이를 제어하는 제 2 프린팅 베드 제어 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 제 1 프린팅 베드 제어 모듈과 제 2 프린팅 베드 제어 모듈은 제 1 리프팅 부재(32)와 제 2 리프팅 부재(34)를 개별적으로 제어할 수 있다. 제 1 리프팅 부재(32) 및 제 2 리프팅 부재(34) 중 적어도 하나는 복수로 구비될 수 있으며, 제 1 프린팅 베드 제어 모듈과 제 2 프린팅 베드 제어 모듈은 복수로 구비된 제 1 리프팅 부재(32)나 제 2 리프팅 부재(34) 모두를 개별적으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 프린팅 베드 제어 모듈(120)은 제 1 리프팅 부재(32)와 제 2 리프팅 부재(34)의 높이를 같게 유지하면서 Y축 방향으로 높이를 변경시킬 수 있다. 프린팅 베드 제어 모듈(120)은 제 1 리프팅 부재(32)와 제 2 리프팅 부재(34)를 다르게 변경하면서 프린팅 베드(30)의 측방향 틸팅을 제공할 수 있다.

한편, 사용자 입력부(130)는 사용자가 본 발명의 3D 프린터(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 본 발명에 따라 표시되는 컨텐트들 중 두 개 이상의 컨텐트를 지정하는 신호를 사용자로부터 수신할 수 있다. 그리고, 두 개 이상의 컨텐트를 지정하는 신호는, 터치입력을 통하여 수신되거나, 하드키 및 소프트 키입력을 통하여 수신될 수 있다. 사용자 입력부(130)는 상기 하나 또는 둘 이상의 컨텐트들을 선택하는 입력을 사용자로부터 수신할 수 있다. 또한, 사용자로부터 3D 프린터(100)에서 수행될 수 있는 기능과 관련된 아이콘을 생성하는 입력을 수신할 수 있다. 이러한 사용자 입력부(130)는 방향키, 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

인터페이스부(132)는 본 발명의 3D 프린터(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(132)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 3D 프린터(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 3D 프린터(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다.

예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트, 전원 포트 등이 인터페이스부(132)에 포함될 수 있다.

메모리(134)는 제어부(110)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리(134)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도도 함께 저장될 수 있다.

상기 메모리(134)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 본 발명은 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(134)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다

센싱부(136)는 본 발명의 3D 프린터(100)의 현 상태를 감지하여 3D 프린터(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 3D 프린터(100)의 동작 여부, 전원 공급부(140)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(132)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 또한, 상기 센싱부(136)는 근접 센서를 더 포함할 수 있으며, 근접 센서는 후술하는 터치 스크린과 관련되어 동작할 수 있다.

출력부(138)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로서, 3D 프린터(100)의 동작상태를 표시하여 사용자에게 이를 인식시킬 수 있으며, 상기 출력부(138)에는 디스플레이부, 음향 출력 모듈, 알람부 등을 포함할 수 있다.

디스플레이부는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등을 포함할 수 있다. 디스플레이부는 2개 이상 존재할 수 있으며, 디스플레이부와 터치 동작을 감지하는 센서(터치 센서)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(터치 스크린)에, 디스플레이부는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

음향 출력 모듈에는 리시버(Receiver), 스피커(Speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다. 음향 출력 모듈은 본 발명의 3D 프린터(100)에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력한다.

알람부는 기 설정된 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 알람부는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부나 음성 출력 모듈을 통해서도 출력될 수 있으므로, 이 경우 상기 디스플레이부 및 음성출력모듈은 알람부의 일종으로 분류될 수도 있다.

이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명이 제안하는 3D 프린터를 이용하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 7은 본 발명에 따라 3D 프린터를 이용하여 인덕터를 제작하는 방법의 일 실시례를 나타내는 순서도이다.

도 7을 참조하면, 먼저, 제작하고자 하는 인덕터와 관련된 입력인자가 사용자 입력부(130)를 통하여 입력된다(S10). 사용자 입력부(130)는 상기 S10 단계에서 입력된 입력인자에 대응하는 출력신호를 발생하며, 사용자 입력부(130)에서 발생된 출력신호는 제어부(110)의 제작부 제어 모듈(112)에 전송된다.

이어서, 재료 공급부(10, 20)에 저장된 재료가 제작부로 공급된다(S20). 즉, 제 1 재료 공급부(10)에 저장된 인덕터의 재료(12)는 제 1 제작부에 공급되고, 제 2 재료 공급부(20)에 저장된 단자의 재료(22)는 제 2 제작부에 공급된다.

제 1 재료 공급부(10)에 저장된 인덕터의 재료(12)는 제 1 측부(4)에 설치된 가이드 부재를 따라 제 1 압출부(60)로 이송된다. 제 1 압출부(60)에서는 제 1 롤러(61)와 제 1 기어(63)가 맞물려 회동면서 인덕터의 재료(12)를 제 1 압출부(60) 하부에 설치된 제 1 연결축(41)으로 압출한다. 제 1 연결축(41)으로 압출된 인덕터의 재료(12)는 제 1 헤드(40)로 이송된다. 제 1 헤드(40)에서는 제 1 히터(43)가 인덕터의 재료(12)를 제 1 온도범위로 가열시키며, 가열된 인덕터의 재료(12)는 제 1 분사구(42)를 통하여 분사된다.

마찬가지로, 제 2 재료 공급부(20)에 저장된 단자의 재료(22)는 제 2 측부(6)에 설치된 가이드 부재를 따라 제 2 압출부(70)로 이송된다. 제 2 압출부(70)에서는 제 2 롤러와 제 2 기어가 맞물려 회동면서 단자의 재료(22)를 제 2 압출부(60) 하부에 설치된 제 2 연결축(51)으로 압출한다. 제 2 연결축(51)으로 압출된 단자의 재료(22)는 제 2 헤드(50)로 이송된다. 제 2 헤드(50)에서는 제 2 히터가 단자의 재료(22)를 제 2 온도범위로 가열시키며, 가열된 단자의 재료(22)는 제 2 분사구를 통하여 분사된다.

이어서, 제작부는 공급받은 재료를 적층하는 방식으로 인덕터를 제작한다(S30). 즉, 제 1 제작부에 의하여 프린팅 베드(30)의 상면에 인덕터가 제작되고, 제 2 제작부에 의하여 프린팅 베드(30)의 상면에 상기 단자가 제작된다. 상기 제작된 인덕터와 단자는 전기적으로 연결된다.

제 1 분사구(42)로 분사되는 인덕터의 재료(12)는 프린팅 베드(30) 상면에 적층되면서 인덕터를 형성하며, 제 2 분사구로 분사되는 단자의 재료(22)는 프린팅 베드(30) 상면에 적층되면서 단자를 형성한다. 제작부 제어 모듈(112)은 제 1 제작부의 동작을 제어하여 인덕터가 입력된 사양에 맞게 제작되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분상방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

10: 제 1 재료 공급부
12: 인덕터의 재료
20: 제 2 재료 공급부
22: 단자의 재료
30: 프린팅 베드
32: 제 1 리프팅 부재
34: 제 2 리프팅 부재
40: 제 1 헤드
41: 제 1 연결축
42: 제 1 분사구
43: 제 1 히터
44: 제 1 온도 감지부
50: 제 2 헤드
51: 제 2 연결축
60: 제 1 압출부
61: 제 1 롤러
63: 제 1 기어
70: 제 2 압출부
100: 3D 프린터
110: 제어부
112: 제작부 제어 모듈
114: 히터 제어 모듈
116: 압출부 제어 모듈
118: 연결축 제어 모듈
120: 프린팅 베드 제어 모듈
130: 사용자 입력부

Claims

프린팅 베드;
인덕터의 재료가 저장되는 제 1 재료 공급부;
단자의 재료가 저장되는 제 2 재료 공급부;
상기 제 1 재료 공급부로부터 상기 인덕터의 재료를 공급받아 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 인덕터를 제작하는 제 1 제작부;
상기 제 2 재료 공급부로부터 상기 단자의 재료를 공급받아 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 단자를 제작하는 제 2 제작부; 및
제어부;를 포함하되,
상기 제작된 단자는 상기 제작된 인덕터와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 1항에 있어서,
사용자로부터 상기 인덕터와 관련된 입력인자를 입력받고, 상기 입력된 입력인자에 대응하는 출력신호를 발생시키는 사용자 입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자 입력부와 연결되어 상기 사용자 입력부에서 발생된 상기 출력신호를 전송받고, 상기 전송받은 출력신호에 따라서 상기 제 1 제작부의 동작을 제어하는 제작부 제어 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 3항에 있어서,
상기 입력인자에는 제작하고자 하는 상기 인덕터의 사양이 포함되고,
상기 출력신호에 따라서 상기 제 1 제작부는 상기 입력인자에 포함된 상기 인덕터의 사양을 갖는 상기 인덕터를 제작하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 단자의 재료는,
구리(Cu), 은(Silver), 카본 복합체, 전도성 전극, 투명 전극 및 인듐 주석 산화물(Induim Tin Oxide, ITO) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 제작부는,
상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 1 헤드; 및
상기 제 1 재료 공급부에 저장된 상기 인덕터의 재료를 상기 제 1 헤드로 압출하는 제 1 압출부;를 더 포함하고,
상기 제 2 제작부는,
상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 2 헤드; 및
상기 제 2 재료 공급부에 저장된 상기 단자의 재료를 상기 제 2 헤드로 압출하는 제 2 압출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 6항에 있어서,
상기 제 1 헤드는,
상기 제 1 헤드로 압송된 상기 인덕터의 재료를 기 설정된 제 1 온도범위로 가열시키는 제 1 히터; 및
상기 제 1 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 인덕터의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 1 분사구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 7항에 있어서,
상기 제 1 헤드는,
상기 가열된 인덕터의 재료의 온도를 감지하는 제 1 온도 감지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 히터에 의한 가열 정도를 제어하기 위한 제 1 히터 제어 모듈;을 더 포함하되,
상기 제 1 온도 감지부에 의하여 감지된 온도가 상기 제 1 온도범위를 벗어난 것으로 판단되는 경우,
상기 제 1 히터 제어 모듈은 상기 가열된 인덕터의 재료의 온도가 상기 제 1 온도범위 내에 속하도록 상기 제 1 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 7항에 있어서,
상기 제 2 헤드는,
상기 제 2 헤드로 압송된 상기 단자의 재료를 기 설정된 제 2 온도범위로 가열시키는 제 2 히터; 및
상기 제 2 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 단자의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 2 분사구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제 2 헤드는,
상기 가열된 단자의 재료의 온도를 감지하는 제 2 온도 감지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 2 히터에 의한 가열 정도를 제어하기 위한 제 2 히터 제어 모듈;을 더 포함하되,
상기 제 2 온도 감지부에 의하여 감지된 온도가 상기 제 2 온도범위를 벗어난 것으로 판단되는 경우,
상기 제 2 히터 제어 모듈은 상기 가열된 단자의 재료의 온도가 상기 제 2 온도범위 내에 속하도록 상기 제 2 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 가열된 인덕터의 재료가 분사되는 위치를 조절하기 위하여 상기 제 1 압출부의 위치를 제어하는 제 1 압출부 제어 모듈; 및
상기 가열된 단자의 재료가 분사되는 위치를 조절하기 위하여 상기 제 2 압출부의 위치를 제어하는 제 2 압출부 제어 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 13항에 있어서,
상기 가열된 인덕터의 재료가 분사되는 위치와 상기 가열된 단자의 재료가 분사되는 위치는 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 13항에 있어서,
상기 제 1 압출부 제어 모듈은 상기 인덕터의 재료가 상기 제 1 헤드로 압출되는 속도를 제어하고,
상기 제 2 압출부 제어 모듈은 상기 단자의 재료가 상기 제 2 헤드로 압출되는 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 15항에 있어서,
상기 인덕터의 재료가 상기 제 1 헤드로 압출되는 속도와 상기 단자의 재료가 상기 제 2 헤드로 압출되는 속도는 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제 1 제작부는,
상단은 상기 제 1 압출부와 연결되고, 하단은 제 1 헤드에 연결된 제 1 연결축;을 더 포함하고,
상기 제 2 제작부는,
상단은 상기 제 2 압출부와 연결되고, 하단은 제 2 헤드에 연결된 제 2 연결축;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 17항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 분사구와 상기 프린팅 베드 사이의 이격거리를 조절하기 위하여 상기 제 1 연결축의 길이를 제어하는 제 1 연결축 제어 모듈; 및
상기 제 2 분사구와 상기 프린팅 베드 사이의 이격거리를 조절하기 위하여 상기 제 2 연결축의 길이를 제어하는 제 2 연결축 제어 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 18항에 있어서,
상기 제 1 연결축의 길이와 상기 제 2 연결축의 길이는 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 프린팅 베드의 하부에 설치되어 상기 프린팅 베드를 지지하는 리프팅 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 20항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 프린팅 베드의 위치를 조절하기 위하여 상기 리프팅 부재의 높이를 조절하는 프린팅 베드 제어 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 21항에 있어서,
상기 리프팅 부재는,
상기 프린팅 베드의 일측을 지지하는 제 1 리프팅 부재; 및
상기 프린팅 베드의 타측을 지지하는 제 2 리프팅 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 22항에 있어서,
상기 리프팅 부재는,
상기 제 1 리프팅 부재의 상부와 상기 프린팅 베드의 하면 사이에 개재되는 제 1 회동편; 및
상기 제 2 리프팅 부재의 상부와 상기 프린팅 베드의 하면 사이에 개재되는 제 2 회동편;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 23항에 있어서,
상기 프린팅 베드 제어 모듈에 의하여 상기 제 1 리프팅 부재 및 상기 제 2 리프팅 부재 중 하나의 높이가 조절되고,
상기 높이 조절에 대응하여 상기 제 1 회동편 및 상기 제 2 회동편 중 적어도 하나가 소정의 각도로 회전되며,
상기 제 1 회동편 및 상기 제 2 회동편 중 적어도 하나의 회전에 따라 상기 프린팅 베드의 틸팅(tilting)이 가능한 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 장치.
제 1 재료 공급부에 저장된 인덕터의 재료가 제 1 제작부에 공급되고, 제 2 재료 공급부에 저장된 단자의 재료가 제 2 제작부에 공급되는 제 1 단계; 및
상기 제 1 제작부에 의하여 프린팅 베드의 상면에 상기 인덕터가 제작되고, 상기 제 2 제작부에 의하여 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 단자가 제작되는 제 2 단계;를 포함하되,
제어부는 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 중 적어도 하나의 단계를 제어하고,
상기 제작된 단자는 상기 제작된 인덕터와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 25항에 있어서,
상기 제 1 단계 이전에,
상기 인덕터와 관련된 입력인자가 사용자 입력부에 입력되는 단계; 및
상기 사용자 입력부에서 상기 입력된 입력인자에 대응하는 출력신호가 발생되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 26항에 있어서,
상기 제어부에는,
상기 사용자 입력부와 연결되어 상기 사용자 입력부에서 발생된 상기 출력신호를 전송받고, 상기 전송받은 출력신호에 따라서 상기 제 1 제작부의 동작을 제어하는 제작부 제어 모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 25항에 있어서,
상기 단자의 재료는,
구리(Cu), 은(Silver), 카본 복합체, 전도성 전극, 투명 전극 및 인듐 주석 산화물(Induim Tin Oxide, ITO) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 25항에 있어서,
상기 제 1 제작부에는,
상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 1 헤드 및 상기 제 1 재료 공급부에 저장된 상기 인덕터의 재료를 상기 제 1 헤드로 압출하는 제 1 압출부가 구비되고,
상기 제 2 제작부에는,
상기 프린팅 베드의 상부에 위치하도록 설치된 제 2 헤드 및 상기 제 2 재료 공급부에 저장된 상기 단자의 재료를 상기 제 2 헤드로 압출하는 제 2 압출부가 구비되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 29항에 있어서,
상기 제 1 헤드는,
상기 제 1 헤드로 압송된 상기 인덕터의 재료를 기 설정된 제 1 온도범위로 가열시키는 제 1 히터 및 상기 제 1 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 인덕터의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 1 분사구가 구비되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 30항에 있어서,
상기 제 2 헤드는,
상기 제 2 헤드로 압송된 상기 단자의 재료를 기 설정된 제 2 온도범위로 가열시키는 제 2 히터 및 상기 제 2 헤드의 첨단에 형성되고, 상기 가열된 단자의 재료를 상기 프린팅 베드의 상면을 향하여 분사하는 제 2 분사구가 구비되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 25항에 있어서,
상기 프린팅 베드의 하부에는 상기 프린팅 베드를 지지하기 위한 리프팅 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 32항에 있어서,
상기 제어부에는,
상기 프린팅 베드의 위치를 조절하기 위하여 상기 리프팅 부재의 높이를 제어하는 프린팅 베드 제어 모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는, 프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법.
제 25항에 의한 제작방법으로 제작되는 것을 특징으로 하는, 인덕터.
프린터 인쇄기법을 이용하여 인덕터를 제작하는 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들이 유형적으로 구현된 프로그램에 있어서,
상기 인덕터의 제작방법은,
제 1 재료 공급부에 저장된 인덕터의 재료가 제 1 제작부에 공급되고, 제 2 재료 공급부에 저장된 단자의 재료가 제 2 제작부에 공급되는 제 1 단계; 및
상기 제 1 제작부에 의하여 프린팅 베드의 상면에 상기 인덕터가 제작되고, 상기 제 2 제작부에 의하여 상기 프린팅 베드의 상면에 상기 단자가 제작되는 제 2 단계;를 포함하되,
제어부는 상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계 중 적어도 하나의 단계를 제어하고,
상기 제작된 단자는 상기 제작된 인덕터와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 프로그램.