KR20160150144A - The nozzle device for 3d printer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a double coaxial nozzle device for 3D printers, having a structure capable of controlling the amount of a material being discharged through a nozzle and modifying the thickness of the material being discharged. According to the present invention, the double coaxial nozzle device comprises: a nozzle block (100) which has a feed chamber (110) formed therein and receives a material from one side thereof; a main nozzle (210) which is joined to a lower part of the nozzle block (100) and communicates with the feed chamber (110) to thereby discharge the material to the outside; and a precision nozzle (220) which is disposed coaxially with the main nozzle (210) in a flow path of the main nozzle (210), has a discharge opening with a smaller diameter than that of a discharge opening of the main nozzle (210), and communicates with the feed chamber (110) to thereby discharge the material to the outside. Accordingly, since the diameter of the discharge opening of the nozzle can be modified while the material is being discharged, the present invention allows three-dimensional structures to be shaped in a single continuous operation, and can thus reduce the shaping time while producing the structure of high quality.

Description

3D 프린터용 동축 이중 노즐장치{THE NOZZLE DEVICE FOR 3D PRINTER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a coaxial double nozzle device for a 3D printer,

본 발명은 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노즐을 통한 재료의 방출량을 조절함과 더불어 방출되는 재료의 굵기를 변경할 수 있는 구조의 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coaxial double nozzle device for a 3D printer, and more particularly, to a coaxial double nozzle device for a 3D printer having a structure capable of controlling the amount of discharged material through a nozzle and changing the thickness of a discharged material .

일반적으로, 3D 프린터는 프린터와 연계된 컴퓨터 등으로부터의 제어신호를 기초로 프린터가 연속적으로 계층의 재료를 분사하면서 3차원의 입체물을 만들어 내는 장치로서, 3차원 도면 데이터를 기초로 액체나 분말 등의 재료를 노즐을 통해 분사하면서 연속적인 층을 생성하고 융합함에 따라 입체물을 제작하게 된다. Generally, a 3D printer is a device that produces a three-dimensional solid object while a printer continuously sprays material of a layer on the basis of a control signal from a computer or the like associated with a printer. The 3D printer generates liquid, powder And the solid material is injected through the nozzle to form a continuous layer and fuse together to produce a solid body.

이러한 3D 프린터에서 중요한 점은 정밀도 및 조형속도의 향상에 대한 것인데, 정밀도를 높이기 위해서는 노즐의 방출구 직경이 좁아하나 속도를 빠르게 하기 위해서는 노즐의 방출구 직경이 넓어야 하는 상반된 관계가 있었다. An important point in such a 3D printer is the improvement in accuracy and molding speed. In order to increase the precision, there is a contradiction in that the discharge port diameter of the nozzle is narrow, but the discharge port diameter of the nozzle is wide in order to speed up the speed.

이와 관련하여, 등록특허공보 제1430582호에는 다양한 방출구 크기를 가지는 복수의 노즐이 회전형으로 구비된 3D 프린터가 개시되어 있다. In this connection, Japanese Patent Publication No. 1430582 discloses a 3D printer in which a plurality of nozzles having various discharge port sizes are provided in a rotation type.

그리고, 등록특허공보 제1451794호에는 메인노즐 내에 노즐의 개도를 조절하는 리드스크류가 구비되어 재료의 방출량이 조절되며, 메인노즐 방출구 측에는 상대적으로 좁은 직경의 방출구를 가지는 서브노즐을 착탈할 수 있도록 구성된 3D 프린터가 개시되어 있다. Japanese Laid-Open Patent Application No. 1451794 discloses a method of controlling a discharge amount of a material by providing a lead screw for controlling opening of a nozzle in a main nozzle and a sub nozzle having a discharging opening of a relatively small diameter on the main nozzle discharge port side A 3D printer is disclosed.

그러나, 전술된 종래 기술들은 노즐의 방출구 직경을 변경하기 위해서 노즐을 다른 노즐로 회전 이동시켜 위치를 변경하거나, 노즐의 일단에 별도의 서브노즐을 착탈하여야 함에 따라, 노즐 교체에 따른 시간이 소요되는 문제점이 있었다. However, in the above-described conventional techniques, in order to change the discharge port diameter of the nozzle, the nozzle is rotated and moved to another nozzle to change its position, or a separate sub nozzle is attached / detached to one end of the nozzle, .

또한, 노즐의 교체로 인하여 조형 작업이 여러 번에 거쳐 이루어지게 되므로, 조형물이 매끄럽게 연결되지 못하고 품질이 저하되는 문제점이 있었다. Further, since the molding operation is performed several times due to the replacement of the nozzles, the molding can not be smoothly connected and the quality is deteriorated.

대한민국 등록특허공보 제1430582호Korean Patent Registration No. 1430582 대한민국 등록특허공보 제1451794호Korean Patent Registration No. 1451794

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노즐을 통한 재료의 방출량을 조절함과 더불어 방출되는 재료의 굵기를 변경할 수 있는 구조로 이루어져, 노즐의 교체 없이 한 번의 연속된 작업에 의해 입체물 조형이 가능한 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an ink jet recording head having a structure capable of controlling a discharge amount of a material through a nozzle and changing a thickness of a discharged material, The present invention provides a coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer capable of forming a three-dimensional object by a continuous operation of the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치는, 내부에 공급실이 형성되며, 일측으로부터 재료를 공급받는 노즐블록; 상기 노즐블록의 하부에 결합되며, 상기 공급실과 연통되어 재료를 외부로 방출하는 메인노즐; 그리고, 상기 메인노즐과 동축을 이루어 상기 메인노즐의 유로 내에 배치되며, 상기 메인노즐의 방출구 보다 상대적으로 작은 직경의 방출구를 가지고, 상기 공급실과 연통되어 재료를 외부로 방출하는 정밀노즐;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer, comprising: a nozzle block having a supply chamber formed therein and supplied with a material from one side; A main nozzle coupled to a lower portion of the nozzle block and communicating with the supply chamber to discharge the material to the outside; And a precision nozzle which is coaxial with the main nozzle and is disposed in the flow path of the main nozzle and has a discharge port having a diameter relatively smaller than the discharge port of the main nozzle and communicates with the supply chamber to discharge the material to the outside, And a control unit.

그리고, 상기 정밀노즐의 일측과 결합되어, 상기 정밀노즐을 승강 시키는 구동수단이 더 구비됨을 특징으로 한다. The apparatus may further include driving means coupled to one side of the precision nozzle to move the precision nozzle upward and downward.

여기서, 상기 메인노즐은, 상기 공급실과 연통되어 재료를 하측으로 안내하는 메인안내구간과, 상기 메인안내구간의 하부로 연장되며 종단의 메인방출구까지 내경 및 외경이 점차 줄어들게 형성된 메인방출구간을 포함하여 이루어지고; 상기 정밀노즐은, 상기 공급실과 연통되어 재료를 하측으로 안내하는 정밀안내구간과, 상기 정밀안내구간이 하부로 연장되며 종단의 정밀방출구까지 내경 및 외경이 점차 줄어들게 형성된 정밀방출구간을 포함하여 이루어지며; 상기 정밀노즐은, 하강시에 상기 정밀방출구간이 상기 메인방출구간 내로 삽입되면서 상기 메인방출구간의 개도를 좁히며, 최종적으로는 상기 정밀방출구간의 외면이 상기 메인방출구간의 내면에 접합으로써 상기 메인방출구를 폐쇄 함;을 특징으로 한다. The main nozzle includes a main discharge section communicating with the supply chamber and guiding the material downward, and a main discharge section extending downward from the main discharge section and having an inner diameter and an outer diameter gradually reduced to a main discharge port at a terminating end ≪ / RTI > The precision nozzle includes a precise guide section that communicates with the supply chamber and guides the material downward, and a precise discharge section that extends downward to the precise guide section and has an inner diameter and an outer diameter gradually reduced to a precise discharge port at the end ; Wherein the precision nozzle narrows the opening of the main discharge section while the precision discharge section is inserted into the main discharge section and finally the outer surface of the precision discharge section is bonded to the inner surface of the main discharge section, And closes the main discharge port.

그리고, 상기 구동수단은, 상기 노즐블록의 상단에 결합되며, 상하로 통공이 형성된 실린더; 상기 실린더의 통공을 따라 승강 가능하게 구비되며, 하단에 상기 정밀노즐이 결합되는 로드; 상기 로드의 일단에 연결되어 상기 로드를 승강시키는 작동부재; 그리고, 상기 실린더의 하면에 구비되며, 상기 실린더의 통공과 로드 사이의 틈을 밀폐하는 밀폐부재;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. The driving unit may include: a cylinder coupled to an upper end of the nozzle block, the cylinder having upper and lower through holes; A rod that is vertically movable along the through-hole of the cylinder, and the precision nozzle is coupled to a lower end of the rod; An actuating member connected to one end of the rod to lift the rod; And a sealing member provided on the lower surface of the cylinder and sealing the gap between the through hole of the cylinder and the rod.

또한, 상기 노즐블록의 일측에는, 상기 노즐블록 내로 공급되는 재료를 가열하기 위한 히터가 구비됨을 특징으로 한다. In addition, a heater for heating a material supplied into the nozzle block is provided on one side of the nozzle block.

본 발명에 따른 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to the present invention has the following effects.

본 발명에서는 메인노즐과 정밀노즐이 내,외로 배치된 이중 구조를 이룬다. 여기서, 상기 정밀노즐의 방출구는 상기 메인노즐의 방출구 보다 상대적으로 작은 직경으로 형성된다. In the present invention, the main nozzle and the precision nozzle form a double structure in which they are arranged inward and outward. Here, the discharge port of the precision nozzle is formed to have a diameter that is relatively smaller than the discharge port of the main nozzle.

그리고, 상기 정밀노즐은 상기 메인노즐 내에서 승강되며, 하강 시에는 상기 메인노즐의 방출구를 폐쇄하게 된다. The precision nozzle is lifted in the main nozzle, and when the nozzle is lowered, the discharge port of the main nozzle is closed.

특히, 상기 정밀노즐을 통해 상기 메인노즐의 개도를 조절할 수도 있어, 재료의 방출량을 조절할 수 있음과 더불어 두 가지의 노즐을 제공함으로써 재료의 방출 굵기를 변경할 수 있다. In particular, the opening degree of the main nozzle can be adjusted through the precise nozzle, so that the emission amount of the material can be controlled and the emission thickness of the material can be changed by providing two nozzles.

따라서, 채움 작업이나 비교적 정밀도가 요구되지 않는 형상의 조형시에 메인노즐을 통해 재료를 방출하고, 정밀도가 요구되는 형상의 조형시에 상기 정밀노즐을 통해 재료를 방출함으로써 조형 시간을 최대한 단축할 수 있는 효과가 있다. Therefore, it is possible to discharge the material through the main nozzle during the filling operation or the molding in which the relative accuracy is not required, and to release the material through the precise nozzle when molding the shape requiring precision, There is an effect.

또한, 재료가 방출되고 있는 중에 노즐의 방출구 직경을 변경할 수 있어, 한 번의 연속된 작업으로 입체물 조형이 가능해 조형 시간의 단축은 물론 고품질의 조형물을 얻을 수 있는 효과가 있다. In addition, the diameters of the discharge ports of the nozzles can be changed while the material is being discharged, and three-dimensional objects can be formed in a single continuous operation, thereby achieving not only a reduction in molding time but also a high quality molding.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치의 구성을 나타낸 정단면도.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 노즐장치가 3D 프린터에 장착된 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치에서 정밀노즐이 하강한 상태를 나타낸 도면. 1 is a front sectional view showing a configuration of a coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is an enlarged view of a portion A in Fig. 1; Fig.
3 is a view schematically showing a state in which a nozzle device according to an embodiment of the present invention is mounted on a 3D printer.
4 is a view illustrating a state in which a precision nozzle is lowered in a coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 의한 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치의 구성이 정단면도로 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1의 A부분을 확대한 모습이 도시되어 있다. FIG. 1 is a front sectional view of a coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치는, 노즐블록(100), 메인노즐(210) 및 정밀노즐(220)을 포함하여 구성된다. As shown in these drawings, the coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to the present invention comprises a nozzle block 100, a main nozzle 210, and a precision nozzle 220.

노즐블록(100)은 일측으로부터 재료를 공급받는 부분으로, 내부에 공급실(110)이 형성된다. 상기 공급실(110)은 상기 노즐블록(100)의 상하로 개방된 형상으로 이루어진다. The nozzle block 100 is a portion to which a material is supplied from one side, and a supply chamber 110 is formed therein. The supply chamber 110 has a shape that is opened upward and downward from the nozzle block 100.

그리고, 상기 노즐블록(100)의 하부에는 메인노즐(210)이 결합된다. A main nozzle 210 is coupled to a lower portion of the nozzle block 100.

상기 메인노즐(210)은 상기 공급실(110)과 연통되어 재료가 외부로 방출되도록 안내하는 역할을 한다. The main nozzle 210 communicates with the supply chamber 110 to guide the material to the outside.

상기 메인노즐(210)은, 상기 노즐블록(100)에 결합되는 메인안내구간(212)과, 상기 메인안내구간(212)의 하부로 연장되는 메인방출구간(214)을 포함하여 이루어진다. The main nozzle 210 includes a main guide section 212 coupled to the nozzle block 100 and a main discharge section 214 extending below the main guide section 212.

상기 메인안내구간(212)은 상기 공급실(110)과 연결되는 구간으로, 상하 일직선으로 연장된 유로를 가진다. The main guiding section 212 is connected to the supply chamber 110 and has a channel extending in a straight line.

그리고, 상기 메인방출구간(214)은 상기 메인안내구간(212)의 하부로 연장되며, 내경 및 외경이 점차 줄어드는 원추 형상으로 이루어진다. 여기서, 상기 메인방출구간(214)의 종단에는 메인방출구(216)가 형성되어 있다. The main discharge section 214 extends to a lower portion of the main guide section 212 and has a conical shape in which an inner diameter and an outer diameter gradually decrease. Here, a main discharge port 216 is formed at the end of the main discharge section 214.

그리고, 메인노즐(210)의 유로 내에는 정밀노즐(220)이 구비된다. A precision nozzle 220 is provided in the flow path of the main nozzle 210.

상기 정밀노즐(220)은 상기 공급실(110)과 연통되며, 상기 메인노즐(210)과 더불어 재료가 외부로 방출되도록 안내하는 역할을 한다. The precision nozzle 220 communicates with the supply chamber 110 and guides the material to be discharged to the outside together with the main nozzle 210.

여기서, 상기 정밀노즐(220)은 상기 메인노즐(210)과 동축을 이루어 배치된다. 즉, 정밀노즐(220)과 상기 메인노즐(210)이 각각 내,외로 배치되어 이중 노즐 구조를 이룬다. Here, the precision nozzle 220 is disposed coaxially with the main nozzle 210. That is, the precision nozzle 220 and the main nozzle 210 are disposed inside and outside, respectively, to form a double nozzle structure.

그리고, 상기 정밀노즐(220)은 외경이 상기 정밀노즐(220)의 내경보다 작게 형성된다. 따라서, 상기 정밀노즐(220)의 외면과 상기 메인노즐(210)의 내면 사이에 이격된 공간이 형성된다. The precision nozzle 220 has an outer diameter smaller than an inner diameter of the precision nozzle 220. Therefore, a space is formed between the outer surface of the precise nozzle 220 and the inner surface of the main nozzle 210.

구체적으로 상기 정밀노즐(220)은, 상기 공급실과 연통되어 재료를 하측으로 안내하는 정밀안내구간(222)과, 상기 정밀안내구간(222)이 하부로 연장되는 정밀방출구간(224)을 포함하여 이루어진다. The precision nozzle 220 includes a precision guide section 222 for guiding the material downward in communication with the supply chamber and a precision discharge section 224 for extending the precision guide section 222 downward .

상기 정밀안내구간(222)은 상하 일직선으로 연장된 유로를 가진다. The precision guiding section 222 has a flow path extending up and down.

그리고, 상기 정밀방출구간(224)은 상기 정밀안내구간(222)의 하부로 연장되며, 내경 및 외경이 점차 줄어드는 원추 형상으로 이루어진다. 여기서, 상기 정밀방출구간(224)의 종단에는 정밀방출구(226)가 형성되어 있다. The precision discharge section 224 extends to the lower portion of the precision guiding section 222 and has a conical shape in which the inner diameter and the outer diameter gradually decrease. A precision discharge port 226 is formed at the end of the precise discharge section 224.

상기 정밀노즐(220)의 정밀방출구(226)는 상기 메인노즐(210)의 메인방출구(216)보다 상대적으로 작은 직경으로 형성된다. 따라서, 상기 메인노즐(210) 보다 재료의 굵기를 가늘게 방출할 수 있다. The precision discharge port 226 of the precision nozzle 220 is formed to have a relatively smaller diameter than the main discharge port 216 of the main nozzle 210. Therefore, the thickness of the material can be finer than that of the main nozzle 210.

그리고, 상기 정밀노즐(220)은 상단이 후술할 로드(320)와 연결되므로 상단이 밀폐된다. 이에 상기 정밀노즐(220)의 측면에 유입홀(218)이 형성된다. Since the upper end of the precision nozzle 220 is connected to the rod 320 to be described later, the upper end of the precision nozzle 220 is sealed. An inlet hole 218 is formed in the side surface of the precision nozzle 220.

상기 유입홀(218)은 상기 공급실(110)과 상기 정밀안내구간(222)의 유로를 연통시키는 역할을 한다. 즉, 공급실(110) 내의 재료는 상기 유입홀(218)을 통해 상기 정밀노즐(220)의 유로로 유입되어, 상기 정밀방출구(226)를 통해 외부로 방출된다. The inlet hole 218 communicates the flow path between the supply chamber 110 and the precision guiding section 222. That is, the material in the supply chamber 110 flows into the flow path of the precise nozzle 220 through the inlet hole 218, and is discharged to the outside through the precise outlet 226.

한편, 상기 노즐블록(100)의 상부에는 구동수단(300)이 구비된다. On the other hand, a driving unit 300 is provided on the nozzle block 100.

상기 구동수단(300)은 상기 정밀노즐(220)의 일측과 결합되어, 상기 정밀노즐(220)을 승강시키는 역할을 한다. The driving unit 300 is coupled to one side of the precision nozzle 220 to elevate the precision nozzle 220.

구체적으로 상기 구동수단(300)은, 실린더(310), 로드(320), 작동부재(330) 및 밀폐부재(340)를 포함하여 이루어진다. Specifically, the driving unit 300 includes a cylinder 310, a rod 320, an actuating member 330, and a sealing member 340.

상기 실린더(310)는 상기 노즐블록(100)의 상단에 결합되며, 상하로 관통된 통공이 형성되어 있다. The cylinder 310 is coupled to an upper end of the nozzle block 100, and a through hole is formed through the nozzle block 100.

또한, 상기 실린더(310)의 통공 일측에는 상기 공급실(110)와 연통되는 공급로(312)가 형성되어 있다. 상기 공급로(312)는 재료가 상기 공급실(110) 내로 공급되도록 안내하는 역할을 한다. A supply path 312 communicating with the supply chamber 110 is formed at one side of the through-hole of the cylinder 310. The supply path 312 serves to guide the material to be supplied into the supply chamber 110.

상기 로드(320)는 상기 실린더(310)의 통공 내에 승강 가능하게 삽입된 상태로 설치된다. 상기 로드(320)의 하단은 상기 정밀노즐(220)의 상단과 연결된다. 따라서, 상기 로드(320)의 승강에 따라 상기 정밀노즐(220)이 승강된다. The rod 320 is installed so as to be able to move up and down in the through hole of the cylinder 310. The lower end of the rod 320 is connected to the upper end of the precision nozzle 220. Accordingly, the precision nozzle 220 is moved up and down according to the ascending and descending of the rod 320.

상기 작동부재(330)는 상기 로드(320)의 일단에 연결되며, 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 로드(320)를 승강시키는 동력을 제공한다. 상기 작동부재(330)는 상기 로드(320)와 스크류 결합된 모터, 상기 로드(320)와 축 결합된 솔레노이드 장치 등이 될 수 있다. The actuating member 330 is connected to one end of the rod 320 and provides power for moving the rod 320 in accordance with a control signal input from the outside. The actuating member 330 may be a screw-coupled motor with the rod 320, a solenoid device axially coupled with the rod 320, and the like.

상기 밀폐부재(340)는 상기 실린더(310)의 통공과 로드(320) 사이의 틈을 밀폐하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 밀폐부재(340)는 일단 상기 실린더(310)의 하면에 결합되고, 타단이 상기 로드(320) 또는 정밀노즐(220)의 외면에 결합된다. The sealing member 340 seals a gap between the through hole of the cylinder 310 and the rod 320. The sealing member 340 is coupled to the lower surface of the cylinder 310 and the other end is coupled to the outer surface of the rod 320 or the precision nozzle 220.

여기서, 상기 밀폐부재(340)는 탄성막으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 밀폐부재(340)는 상기 로드(320) 및 정밀노즐(220)이 하강함에 따라 늘어났다가, 상기 로드(320) 및 정밀노즐(220)이 상승하면 원상 복귀된다. Here, the sealing member 340 may be formed of an elastic membrane. Accordingly, the sealing member 340 is extended as the rod 320 and the precision nozzle 220 are lowered, and is returned to the original state when the rod 320 and the precision nozzle 220 are lifted.

한편, 상기 노즐블록(100)의 일측에는 히터(400)가 구비된다. Meanwhile, a heater 400 is provided on one side of the nozzle block 100.

상기 히터(400)는 상기 노즐블록(100)에 열을 전달하여, 상기 노즐블록(100) 내로 공급되는 재료를 가열하는 역할을 한다. 따라서, 상기 재료는 상기 노즐블록(100)의 공급실(110)내에 용융된 상태로 존재하게 된다. The heater 400 transfers heat to the nozzle block 100 and heats the material supplied into the nozzle block 100. Accordingly, the material is present in a molten state in the supply chamber 110 of the nozzle block 100.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the operation of the coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the operation of the coaxial double nozzle apparatus for a 3D printer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 노즐장치가 3D 프린터에 장착된 상태가 개략적으로 도시되어 있다. FIG. 3 schematically shows a state in which a nozzle device according to an embodiment of the present invention is mounted on a 3D printer.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐장치는 3D 프린터(10)의 이동암(12)에 결합되어 X, Y, Z 축 등으로 이동되며, 입체 조형물의 제작을 위해 노즐로 재료가 공급됨과 동시에 입력된 데이터에 따라 이동암(12)이 동작하면서 노즐이 이동된다. 그리고, 노즐로부터 방출되는 재료가 회전테이블(16) 상부에 적층되면서 입체 조형물이 형성된다. 3, the nozzle device according to the present invention is coupled to the movable arm 12 of the 3D printer 10 and is moved in the X, Y, Z-axis, etc., and supplies materials to the nozzles At the same time, the movable arm 12 is operated according to the input data, and the nozzle is moved. Then, a material to be discharged from the nozzle is stacked on the rotary table 16 to form a three-dimensional molding.

3D 프린터의 작동이 시작되면, 재료저장수단(14)에 저장된 재료가 노즐블록(100)의 공급실(110) 내로 공급된다. 본 실시예에서 상기 재료는 필라멘트로 한다. When the operation of the 3D printer is started, the material stored in the material storage means 14 is supplied into the supply chamber 110 of the nozzle block 100. In this embodiment, the material is a filament.

상기 필라멘트는 상기 구동수단(300)의 상부에 구비된 재료인입부재(500)를 통해 인입된다. 상기 재료인입부재(500)는 실린더(320)의 공급로(312)와 연통된다. 따라서, 상기 필라멘트는 상기 공급로(312)를 따라 상기 공급실(110) 내로 공급된다. The filament is inserted through a material pulling member (500) provided on the upper portion of the driving means (300). The material pulling member 500 is in communication with the supply path 312 of the cylinder 320. Therefore, the filament is supplied into the supply chamber 110 along the supply path 312.

상기 공급실(110)로 공급되는 필라멘트는 상기 노즐블록(100)을 가열하는 히터(400)에 의해 용융되고, 메인노즐(210) 및 정밀노즐(220)을 통해 외부로 방출된다. The filaments supplied to the supply chamber 110 are melted by the heater 400 heating the nozzle block 100 and discharged to the outside through the main nozzle 210 and the precision nozzle 220.

먼저, 입체 조형물의 외형을 이루는 표면부분이나 변화가 많은 복잡한 구조를 형성할 때에는 높은 정밀도가 요구되므로, 정밀노즐(220)을 사용한다. First, since a high precision is required when forming a complex structure having a large surface area or a large change in the outer shape of a stereoscopic molding, the precision nozzle 220 is used.

이를 위해 구동수단(300)에 신호를 보내 로드(320)를 하측으로 이동시키면, 상기 로드(320)의 하강에 따라 상기 정밀노즐(220)이 하강한다. To this end, when the rod 320 is moved downward by sending a signal to the driving means 300, the precision nozzle 220 is lowered as the rod 320 descends.

도 4에는 정밀노즐이 하강한 상태가 도시되어 있다. FIG. 4 shows a state in which the precision nozzle is lowered.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 정밀노즐(220)이 하강하면, 상기 정밀노즐(220)의 하단부, 즉 정밀방출구간(224)이 메인노즐(210)의 메인방출구(216) 측으로 이동한다. 이때, 상기 로드(320)가 완전히 하강하면, 상기 정밀방출구간(224)의 외면이 상기 메인방출구(216)의 내면에 접하게 된다. 이에따라, 상기 정밀노즐(220)이 상기 메인방출구(216)를 차폐하게 된다. 4, when the precision nozzle 220 is lowered, the lower end of the precision nozzle 220, that is, the precise ejection section 224, moves toward the main discharge port 216 side of the main nozzle 210 . At this time, when the rod 320 is completely lowered, the outer surface of the precision discharge section 224 is in contact with the inner surface of the main discharge port 216. Accordingly, the precision nozzle 220 shields the main discharge port 216.

따라서, 상기 용융된 필라멘트가 상기 정밀노즐(220)의 정밀방출구(226)를 통해 가늘게 배출된다. Accordingly, the molten filament is finely discharged through the precise discharge port 226 of the precision nozzle 220.

그리고, 비교적 형상의 변화가 적은 부분을 형성할 때에나 입체 조형물의 내구성을 위해 내부 채우기 작업을 진행할 때에는 빠른 작업이 진행될 수 있도록, 메인노즐(210)을 사용한다. The main nozzle 210 is used to form a portion having a relatively small change in shape or to allow a rapid operation to proceed when the inner filling operation is performed for durability of a stereoscopic molding.

이를 위해 구동수단(300)에 신호를 보내 로드(320)를 상측으로 이동시키면, 상기 로드(320)의 상승에 따라 상기 정밀노즐(220)이 상승한다. To this end, when the rod 320 is moved upward by sending a signal to the driving means 300, the precision nozzle 220 rises as the rod 320 rises.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 정밀노즐(220)이 상승하면, 상기 정밀방출구간(224)이 상기 메인방출구(216)의 상부로 이격된다. 이에따라, 상기 메인방출구(216)가 개방된다. 2, when the precision nozzle 220 is lifted, the precise discharge section 224 is spaced apart from the upper portion of the main discharge port 216. As shown in FIG. Thus, the main discharge port 216 is opened.

이때, 상기 용융된 필라멘트는 상기 정밀노즐(220) 및 상기 메인노즐(210)의 유로를 따라 하측으로 유동되며, 최종적으로 상기 메인방출구(216)를 통해 상기 정밀방출구(226)를 통한 방출 굵기보다 더 굵게 배출된다. At this time, the melted filament flows downward along the flow path of the precision nozzle 220 and the main nozzle 210, and is finally discharged through the main discharge port 216 through the precise discharge port 226 It is discharged thicker than the thickness.

또한, 상기 정밀방출구간(224)은 원추형으로 이루어졌기 때문에, 상기 정밀노즐(220)이 상승할 수록 상기 메인방출구(216)의 개도가 넓어진다. 따라서, 상기 정밀노즐(220)의 위치를 조절함에 따라 상기 메인방출구(216)를 통해 방출되는 용융 필라멘트의 방출량을 조절할 수 있다. Also, since the precise discharge section 224 is formed in a conical shape, the opening of the main discharge port 216 increases as the precision nozzle 220 rises. Accordingly, the discharge amount of the molten filament discharged through the main discharge port 216 can be adjusted by adjusting the position of the precision nozzle 220.

다시말해, 정밀한 작업이 요구되는 경우에는 상기 정밀노즐(220)을 하강시켜 메인방출구(216)를 차단한 상태에서 정밀방출구(226)를 통해 재료를 방출함으로써 소량의 재료가 가늘게 배출되어 정밀한 형상의 제작이 이루어진다. In other words, when a precise operation is required, the precision nozzle 220 is lowered to discharge the material through the precise outlet 226 in a state where the main discharge port 216 is shut off, so that a small amount of material is finely discharged, The shape is made.

그리고, 정밀도가 필요없는 부분에서는 상기 정밀노즐(220)을 상승시켜 메인방출구(216)를 통해 재료를 방출함으로써 다량의 재료가 굵게 배출되어 빠른 제작이 이루어진다. In the portion where precision is not required, the precise nozzle 220 is lifted and the material is discharged through the main discharge port 216, so that a large amount of material is discharged in a thick manner, and the rapid production is performed.

따라서, 입체 조형물의 정밀도 및 품질을 향상시키면서도 작업시간을 효율적으로 단축시킬 수 있다. Therefore, it is possible to efficiently shorten the working time while improving the precision and quality of the stereolithography.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is capable of many modifications and variations within the scope of the appended claims. It is self-evident.

100 : 노즐블록
110 : 공급실
210 : 메인노즐
212 : 메인안내구간
214 : 메인방출구간
216 : 메인방출구
218 : 유입홀
220 : 정밀노즐
222 : 정밀안내구간
224 : 정밀방출구간
226 : 정밀방출구
300 : 구동수단
310 : 실린더
312 : 공급로
320 : 로드
330 : 작동부재
340 : 밀폐부재
400 : 히터
500 : 재료인입부재
10 : 3D 프린터
12 : 이동암
14 : 재료저장수단
16 : 회전테이블100: nozzle block
110: Supply Room
210: main nozzle
212: main guide section
214: main emission section
216: main discharge port
218: Inflow hole
220: Precision nozzle
222: Precision guide section
224: Precision emission section
226: Precision discharge port
300: driving means
310: cylinder
312: supply path
320: Load
330: operating member
340: sealing member
400: heater
500: material pulling member
10: 3D Printers
12:
14: Material storage means
16: Rotating table

Claims (5)

내부에 공급실(110)이 형성되며, 일측으로부터 재료를 공급받는 노즐블록(100);
상기 노즐블록(100)의 하부에 결합되며, 상기 공급실(110)과 연통되어 재료를 외부로 방출하는 메인노즐(210); 그리고,
상기 메인노즐(210)과 동축을 이루어 상기 메인노즐(210)의 유로 내에 배치되며, 상기 메인노즐(210)의 방출구 보다 상대적으로 작은 직경의 방출구를 가지고, 상기 공급실(110)과 연통되어 재료를 외부로 방출하는 정밀노즐(220);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치. A nozzle block 100 having a supply chamber 110 formed therein and supplied with a material from one side thereof;
A main nozzle 210 coupled to a lower portion of the nozzle block 100 and communicating with the supply chamber 110 to discharge the material to the outside; And,
The main nozzle 210 has a discharge port that is coaxial with the main nozzle 210 and is disposed in the flow path of the main nozzle 210 and has a diameter that is relatively smaller than the discharge port of the main nozzle 210, And a precision nozzle (220) for discharging the material to the outside. 제 1 항에 있어서,
상기 정밀노즐(220)의 일측과 결합되어, 상기 정밀노즐(220)을 승강 시키는 구동수단(300)이 더 구비됨;을 특징으로 하는 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치. The method according to claim 1,
And a drive means (300) coupled to one side of the precision nozzle (220) for moving the precision nozzle (220) up and down. 제 2 항에 있어서,
상기 메인노즐(210)은,
상기 공급실(110)과 연통되어 재료를 하측으로 안내하는 메인안내구간(212)과, 상기 메인안내구간(212)의 하부로 연장되며 종단의 메인방출구(216)까지 내경 및 외경이 점차 줄어들게 형성된 메인방출구간(214)을 포함하여 이루어지고;
상기 정밀노즐(220)은,
상기 공급실과 연통되어 재료를 하측으로 안내하는 정밀안내구간(222)과, 상기 정밀안내구간(222)이 하부로 연장되며 종단의 정밀방출구(226)까지 내경 및 외경이 점차 줄어들게 형성된 정밀방출구간(224)을 포함하여 이루어지며;
상기 정밀노즐(220)은,
하강시에 상기 정밀방출구간(224)이 상기 메인방출구간(214) 내로 삽입되면서 상기 메인방출구간(214)의 개도를 좁히며, 최종적으로는 상기 정밀방출구간(224)의 외면이 상기 메인방출구간(214)의 내면에 접합으로써 상기 메인방출구(216)를 폐쇄 함;을 특징으로 하는 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치. 3. The method of claim 2,
The main nozzle 210,
A main guide section 212 communicating with the supply chamber 110 to guide the material downward and an inner diameter and an outer diameter gradually decreasing to the main discharge port 216 extending to the lower portion of the main guide section 212 A main emission section (214);
The precision nozzle (220)
A precise guide section 222 which communicates with the supply chamber to guide the material downward, a precision discharge section which is formed such that the precision guide section 222 extends downward and the inner diameter and the outer diameter are gradually reduced to the precision discharge port 226 at the end, (224);
The precision nozzle (220)
The precision discharge section 224 is inserted into the main discharge section 214 to narrow the opening of the main discharge section 214 and finally the outer surface of the precision discharge section 224 flows into the main discharge section 214. [ And the main discharge port (216) is closed by being joined to the inner surface of the section (214). 제 3 항에 있어서,
상기 구동수단(300)은,
상기 노즐블록(100)의 상단에 결합되며, 상하로 통공이 형성된 실린더(310);
상기 실린더(310)의 통공을 따라 승강 가능하게 구비되며, 하단에 상기 정밀노즐(220)이 결합되는 로드(320);
상기 로드(320)의 일단에 연결되어 상기 로드(320)를 승강시키는 작동부재(330); 그리고,
상기 실린더(310)의 하면에 구비되며, 상기 실린더(310)의 통공과 로드(320) 사이의 틈을 밀폐하는 밀폐부재(340);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치. The method of claim 3,
The driving means (300)
A cylinder 310 coupled to an upper end of the nozzle block 100 and having upper and lower through holes;
A rod 320 which is movable up and down along the through hole of the cylinder 310 and to which the precision nozzle 220 is coupled at a lower end thereof;
An operation member 330 connected to one end of the rod 320 to move the rod 320 up and down; And,
And a sealing member (340) provided on a lower surface of the cylinder (310) for sealing the gap between the through hole of the cylinder (310) and the rod (320) . 제 4 항에 있어서,
상기 노즐블록(100)의 일측에는,
상기 노즐블록(100) 내로 공급되는 재료를 가열하기 위한 히터(400)가 구비됨;을 특징으로 하는 3D 프린터용 동축 이중 노즐장치. 5. The method of claim 4,
On one side of the nozzle block 100,
And a heater (400) for heating the material supplied into the nozzle block (100).
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