KR20170089149A - 3d 프린터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 프린터 방식으로 입체프린터를 하도록 프린터를 하기 위한 소재를 공급하는 소재공급기와 상하로 이동하는 Z축 이동구조를 개선하여 사용이 편리하도록 한 3D 프린터 장치에 관한 것으로, X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터에 있어서,
테이블이 X축과 Y축으로만 이동하도록 하고, 테이블 상측에서 노즐어셈블리가 Z축 방향으로만 이동이 가능하게 구성 하거나, 노즐어셈블리가 X축과 Y축방향으로만 이동하도록 하고, 노즐어셈블리 아래측에서 테이블이 Z축 방향으로만 승강하도록 하여, 상기 테이블이 승강하는 테이블바디 하측에 승강스크류가 하강하도록 구성한 보호파이프를 몸체 하단에 지지토록 구성하고, 테이블바디 하측의 공간을 다수의 프레임으로 구획하여 다수의 부품수납서랍을 구성한 것과; 상기 노즐어셈블리는, 노즐바디에 유니버셜조인트로 결합하거나, 평면상 X축선과 Y축선상의 사이 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 힌지 결합하여, 노즐의 분출방향이 45°선상인 대각선 방향으로 양방향이나 사방으로 가변토록 유도하는 방향유도수단을 일방향 또는 서로 직교하도록 하여 노즐의 움직임이 정밀하도록 구성한 것과; 상기 소재공급기는, 소재를 감는 드럼을 한 쌍의 트러스트베어링으로 축착하고 트러스트베어링의 일 측을 브레이크판으로 압압하도록 하여, 조절볼트의 조임으로 브레이크판이 트러스트베어링을 압압하여 베어링의 마찰력을 조절함으로써 드럼의 회전을 제어하도록 하여 사용이 편리하도록 3D 프린터 장치를 구성하여서, 소재의 공급이 일정한 속도로 원활하게 이루어지도록 하여 작업이 순조롭고, 노즐이나 테이블이 Z축으로 이동하는 공간을 확보하는데 편리하면서 공간 활용이 유리하도록 하여 사용에 편리한 신규한 효과를 갖는 것이다.

Description

3D 프린터 장치{3D printer device}

본 발명은 3차원 프린터 방식으로 입체프린트를 하도록 하는 3D 프린터 장치에 관한 것으로, 상세하게는 프린터를 하기 위한 소재를 공급하는 소재공급기와 상하로 이동하는 Z축 이동구조를 개선하여 사용이 편리하도록 한 3D 프린터 장치에 관한 것이다.

최근 어떤 물건을 직접 제작하는 입체프린터를 개발하여 3D 프린터라고 명명하고, 이를 이용하여 소량으로 수요 되는 물품은 직접 제작하고 양산을 위한 시제품을 만들어 실사용시 상품에 어떤 문제점이 있는지 알아보는데 사용하는 등 그 실 수요가 가히 폭발적이라 할 수 있다.

이러한 3D 프린터는 캐드나 솔리드웍스 등 같은 3차원 실현이 가능한 도면을 운용하는 소프트웨어를 통해 모델링 된 3차원 형상을 복수의 얇은 단면 층으로 분할한 슬라이스 데이터로 변경한 후에 이를 사용하여 판형 시트를 조형하고, 이를 적층하여 조형물을 완성한다.

이렇게 판 형태의 시트를 쾌속조형 하는 방식으로 석고나 나일론 등의 가루를 사용하는 파우더를 소재로 이용한 쾌속조형 방식이나, 광 경화성 플라스틱을 녹인 액체(레진)를 사용하는 플라스틱 액체를 소재로 이용한 쾌속조형 방식, 플라스틱을 실처럼 자아낸 고체를 소재로 이용한 조형 방식 등이 있다.

상기한 조형방식을 완성하기 위해서는 소재를 균일하게 조성하여 감은 다음, 이를 풀어서 사용하는 방식을 선택하고 있는바, 이때 감긴 소재를 일정하게 풀어주는 것이 상당히 중요한 역할을 하고 있다.

그리고 3D 프린터에서 3차원 입체프린트를 완성하기 위해서는 소재를 입체로 뿌려주기 위하여 소재가 조형되는 테이블과 소재를 뿌려주는 노즐 사이에 X축과 Y축, Z축으로 입체 동작이 이루어지도록 하는 구조가 필수적이다.

상기한 입체 동작을 이루기 위한 방식으로는 대부분이 테이블은 정지한 상태에서 노즐이 X,Y,Z축으로 이동하는 방식을 구현하고 있으나 이는 노즐을 탑재하는 장치가 복잡하고 많은 중량이 부가되어 동작의 원활함과 신속성에 문제가 발생되었다.

여기서 발전한 것으로 테이블이 X,Y축으로 이동하고 노즐은 Z축으로 이동하도록 하거나, 노즐이 X,Y축으로 이동하고 테이블이 Z축으로 이동하도록 한 구성을 개발하고 있는바, 지금까지 개발된 선행기술 특허문헌을 살펴보면 다음과 같다.

특허출원 제10-2013-0135068호(2013.11.07)는 3차원 프린터 조형기술 유형 중 액체기반 광조형방식은 광이 닿으면 딱딱하게 굳는 광 경화성 수지가 담긴 수조에 광을 조사하여, 광이 조사된 광 경화성 수지는 광의 모양에 따라 굳어 얇은 판형 시트가 생성되면 이를 적층하는 방식으로, 광을 조사할 때 점이나 단면 형태가 아닌 라인 형태로 조사하여, 종래보다 속도와 해상도 및 정밀도를 개선한 3차원 라인 스캔 조형장치 및 이를 이용한 조형방법에 관한 것으로서, 상기 3차원 라인 스캔 조형장치 및 이를 이용한 조형방법은, 광을 조사할 때 라인 형태로 조사하기 때문에 SLA방식이 광경화성 수지 표면에 광을 조사할 때 점 형태로 조사되어 조형되는 속도가 느려 조형물을 완성하는데 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있었는데, 이를 해결하여 조형되는 속도를 빠르게 개선한다는 효과가 있고, DLP방식이 광 경화성 수지 표면에 광을 조사할 때 단면 형태로 조사되어 조형되는 속도는 빠르나 조형물의 크기가 클수록 해상도와 정밀도가 낮아진다는 문제점이 있었는데, 이를 해결하여 해상도가 좋아 큰 조형물도 정밀하게 표현가능하며 곡선도 훨씬 매끄럽게 표현가능하다는 효과가 있다. 특허출원 제10-2014-0006121호(2014.01.17)는, FFF(Fused Filament Fabrication)방식 3차원 프린터의 압출기를 멀티 공급기와 회전형 멀티 노즐로 구성하여 다양한 재료의 사용, 다양한 색의 구현, 노즐의 직경을 변경하는 것이 용이한 멀티 공급기와 회전형 멀티 노즐로 구성된 압출기로 이루어진 3차원 프린터 장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 하나의 모터로 적어도 2개로 구성된 멀티 공급기와 적어도 2개로 구성된 회전형 멀티 노즐을 구동함으로써, 경제적으로 제작비용 및 구동비용을 절감할 수 있다는 효과와, 공급기가 적어도 2개로 구성되어 적어도 2개의 재료 및 적어도 2개의 색상을 각각 공급함으로써, 필라멘트를 공급할 때 적어도 2가지 재질의 필라멘트를 공급하는 것이 가능하므로, 조형물과 지지대의 재료를 다르게 하여 조형을 완성함으로써 지지대의 제거를 용이하게 할 수 있다는 효과와, 적어도 2가지 색상의 필라멘트를 공급하는 것이 가능하므로, 조형물의 다양한 색을 구현할 수 있다는 효과가 있다. 특허출원 제10-2014-0042419호(2014.04.09)는, 스테이지 또는 용접토치가 X축, Y축, Z축으로 이동하여 스테이지 상에 융해된 와이어 형태의 금속 재료를 적층함으로써 3차원 물체를 성형하는 아크용접을 이용한 3D 프린터로, 3차원 물체의 적층 성형시 스테이지를 둘러싸는 공간이 진공으로 형성되어 금속 재질의 3차원 물체가 스테이지 상에 적층됨에 따라 0.8mm의 정밀도로 원하는 제품을 구현할 수 있다. 특허출원 제10-2014-0064573호(2014.05.28)는, 스캐폴드 지지체 제조용 하이브리드 바이오 프린터 장치는 중공의 프레임 내에서 X-Y-Z축 방향으로 이동하는 제1 노즐 어셈블리; 상기 제1 노즐 어셈블리에 연결된 상태에서 상기 제1 노즐 어셈블리의 Z축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 제1 수직이동모듈; 상기 제1 수직이동모듈의 X축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 제1 가로이동모듈; 및 상기 제1 가로이동모듈의 Y축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 제1 세로이동모듈을 포함하고, 상기 제1 노즐 어셈블리는 노즐 바디, 상기 노즐 바디의 일측에 장착되는 3D 스캐폴드 노즐, 및 상기 3D 스캐폴드 노즐과 소정 각도를 유지한 채 배치되는 셀 노즐을 포함하며, 상기 3D 스캐폴드 노즐과 셀 노즐을 통해 상기 프레임 내부에 배치된 베이스 상으로 공급되는 스캐폴드 고분자 및 셀을 통해 고분자 나노 파이버 복합체를 제조한다. 특허출원 제10-2014-0141474호 (2014.10.20)는 삼차원 프린터에 관한 것으로서, 광 경화성 수지가 저장되는 수지 저장부; 상기 수지 저장부로부터 공급되는 광 경화성 수지가 도포되며, 상, 하로 이동 가능하게 마련되어 경화된 수지가 적층될 수 있도록 지지하는 빌드 플레이트; 상기 빌드 플레이트의 상부에 배치되며, 상기 빌드 플레이트 상에 조형 패턴에 따른 광을 조사하는 광 제공수단; 및 상기 수지 저장부와 빌드 플레이트와 광 제공수단의 동작을 제어하는 제어유닛; 을 포함하며, 상기 광 제공수단은 레이저 광원을 구비하는 프로젝터로 마련되는 것으로서, 조형물을 형성하는 광 경화성 수지를 레이저 광원을 통해 경화시킴으로써 효율적이고 신속한 조형물 인쇄가 구현될 수 있고, 광 경화성 수지의 두께를 일정하게 유지하여 효율적인 광경화가 구현되며, 광 경화성 수지의 온도를 일정하게 유지시켜 인쇄 품질의 향상을 도모하고, 광 경화성 수지의 교반을 통해 안료의 침전을 방지하여 균일한 색상의 조형물을 인쇄할 수 있으며, 광 경화성 수지의 회수 및 순환을 구현하여 인쇄물 제작의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.

본 발명은 지금까지 개발된 3D 프린터에 있어서, 소재의 공급이 원활하게 이루어지지 못함을 개선하여 소재가 일정하게 공급되도록 함에 그 첫째 목적이 있으며, 다음으로 테이블이 Y축으로 이동하고 노즐은 X,Z축으로 이동하도록 하거나, 노즐이 X,Y축으로 이동하고 테이블이 Z축으로 이동하며 조형하는 방식을 구현함에 있어서, Z축 이동공간을 최대한 활용하도록 하여서 설치공간 확보와 사용에 편리하도록 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터에 있어서,

테이블이 X축과 Y축으로만 이동하도록 하고, 테이블 상측에서 노즐어셈블리가 Z축 방향으로만 이동이 가능하게 구성하거나, 노즐어셈블리가 X축과 Y축 방향으로만 이동하도록 하고, 노즐어셈블리 아래측에서 테이블이 Z축 방향으로만 승강하도록 하여, 상기 테이블이 승강하는 테이블바디 하측에 승강스크류가 하강하도록 구성한 보호파이프를 몸체 하단에 지지토록 구성하고, 테이블 하측의 공간을 부품수납서랍을 구성한 것과; 상기 노즐어셈블리는, 노즐어셈블리장착부에 유니버셜조인트로 결합하거나, 평면상 X축선과 Y축선 상의 사이 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 힌지 결합하여, 노즐의 분출방향이 45°선상인 대각선 방향으로 양방향이나 사방으로 가변토록 유도하는 방향유도수단을 일방향 또는 서로 직교하도록 하여 노즐의 움직임이 정밀하도록 구성한 것과; 상기 소재공급기는, 소재를 감는 드럼을 한 쌍의 트러스트베어링으로 축착하고 트러스트베어링의 일 측을 브레이크판으로 압압하도록 하여, 조절볼트의 조임으로 브레이크판이 트러스트베어링을 압압하여 베어링의 마찰력을 조절함으로써 드럼의 회전을 제어하도록 하여 사용이 편리하도록 3D 프린터 장치를 구성한다.

상기한 본 발명은, 소재를 공급하는 소재공급기에 트러스트베어링의 마찰력을 이용하여 소재의 공급이 일정한 속도로 원활하게 이루어지도록 하여 작업이 순조롭고, 노즐이나 테이블이 Z축으로 이동하는 공간을 확보하는데 편리하면서 공간 활용이 유리하도록 하여 사용에 편리한 신규한 효과를 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 노즐이 Z축으로만 이동하는 구성상태 예시도.
도 2는 본 발명의 노즐이 X,Y축으로만 이동하는 구성상태 예시도.
도 3은 본 발명의 요부인 소재공급기의 구성상태 예시도.
도 4는 본 발명 노즐의 45°선상인 대각선 방향으로 직선 동작 상태도.
도 5는 본 발명 노즐의 45°선상인 대각선 방향으로 사방 동작 상태도.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터에 있어서,

몸체(10) 내 하측에서 테이블(20)을 X축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 가로이동모듈(11)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 통상의 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)과, Y축 방향으로 이동을 가능하게 하는 세로이동모듈(12)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 통상의 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)로 구성하여 테이블(20)이 X축과 Y축으로만 이동하도록 한 것과;

상기 몸체(10)의 일 측에 노즐어셈블리장착부(13)가 Z축 방향으로 수직 이동하도록 승강스크류(15)(구동모터를 이용하는 통상의 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)가 설치되는 노즐바디(14)를 구성한 것과;

상기 노즐바디(14)의 노즐어셈블리장착부(13)에 장착되어 테이블(20) 상측에서 Z축 방향으로 이동하는 노즐어셈블리(30)와;

상기 노즐어셈블리(30)에 소재(71)를 공급하는 소재공급기(60)를 노즐바디(14)의 어느 한 곳에 설치하여 인쇄할 소재(71)를 감은 드럼(70)을 거치하도록 한 것을 포함하여 3D 프린터 장치를 구성한다.

본 발명의 다른 실시 구조로서는, X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터에 있어서,

몸체(10) 내 상측에 X축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 가로이동모듈(11)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)과, Y축 방향으로 이동을 가능하게 하는 세로이동모듈(12)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)에 의하여 이동하도록 노즐어셈블리장착부(13)를 구성하고 노즐어셈블리(30)를 설치하여 X축과 Y축방 향으로만 이동하도록 한 것과;

상기 몸체(10)에 별도로 소재걸이기둥(19)을 설치하여서 인쇄할 소재(71)를 감은 드럼(70)을 거치하여 노즐어셈블리(30)에 소재(71)를 공급하는 소재공급기(60)와;

상기 노즐어셈블리(30) 아래측에 Z축 방향으로 이동이 가능하게 하는 승강스크류(26)(구동모터를 이용하는 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)를 중앙 하단에 테이블(20)과;

상기 테이블(20) 하측에 승강스크류(26)를 보호하는 보호파이프(27)를 구성한 것과;

상기 테이블(20) 하측의 공간에 부품수납서랍(19)을 구성한 것을 포함하여 3D 프린터 장치를 완성한다.

여기서 상기 노즐어셈블리(30)는, 유니버셜조인트(40)나, 평면상 X축선과 Y축선상의 사이 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 힌지(45)를 구성하여, 노즐의 분출방향이 45°선상인 대각선 방향으로 양방향이나 사방으로 가변토록 유도하는 방향유도수단을 구성한다.

상기 소재공급기(60)는, 소재(71)를 감는 드럼(70)을 장착하는 드럼홀더(61)를 고정축(17)에 한 쌍의 트러스트베어링(62)으로 축착하고, 내측 트러스트베어링(62)을 스프링(67)에 탄지시키고 바깥측 트러스트베어링(62)을 브레이크판(65)으로 압압하도록 하여, 조절볼트(66)의 조임으로 브레이크판(65)이 트러스트베어링(62)을 압압하여 베어링의 마찰력을 조절함으로써 드럼홀더(61)의 회전을 제어하도록 구성한다.

그리고 상기 방향유도수단은, 소재(71)를 녹여주는 소재용융부(32)와 녹은 소재(71)를 테이블(20)에 뿌려주는 노즐(31)로 구성하는 노즐어셈블리(30)를, 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 상기 노즐어셈블리장착부(13)에 힌지(45) 결합하거나, 유니버셜조인트(40)로 결합하고, 노즐어셈블리장착부(13)에 유도모터(50)를 1개 내지 2개를 장착하고 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 유도모터(50)를 기준으로 노즐어셈블리장착부(13)의 양측 또는 사방에 가이드롤러(55)를 구성하여, 와이어(56)를 상기 유도모터(50)의 구동축(51)에 감아서 가이드롤러(55)에 안내되도록 하여, 와이어(56) 끝단이 상기 노즐어셈블리(30)의 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 서로 대향지도록 결합하여서, 유도모터(50)의 구동으로 노즐어셈블리(30)가 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 틸팅하면서 노즐(31)의 분출방향을 가변하도록 구성한다.

상기한 본 발명의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터를 구성하기 위하여 먼저 몸체(10)를 구성한다.

이와 같이 구성한 몸체(10) 내 하측에 X축과 Y축으로만 이동하는 테이블(20)을 구성한다.

이때, 테이블(20) X축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 가로이동모듈(11)과, Y축 방향으로 이동을 가능하게 하는 세로이동모듈(12)은, 지금까지 개발되어 3D프린터에서 통상적으로 널리 사용하는 엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 구성을 그대로 이용하면 된다.

그리고 상기 몸체(10)의 일측에 노즐어셈블리장착부(13)가 Z축 방향으로 수직 이동하도록 승강스크류(15)가 구성되는 노즐바디(14)를 구성하는데 이때의 승강 스크류(15)는 구동모터를 이용하여 통상의 3D프린터에서 널리 사용하는 구성을 그대로 이용하면 되는 것이다.

프린터를 하기 위한 노즐어셈블리(30)가 상기 노즐바디(14)의 노즐어셈블리장착부(13)에 장착되어 테이블(20) 상측에서 Z축 방향으로 이동하도록 구성하며, 노즐어셈블리(30)에 소재(71)를 공급하는 소재공급기(60)를 노즐바디(14)의 어느 한 곳에 설치하여 인쇄할 소재(71)를 감은 드럼(70)을 거치하도록 3D 프린터 장치를 구성한다.

본 발명의 다른 실시 구조로서는, X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터를 구성하기 위하여 먼저 몸체(10)를 구성한다.

몸체(10) 내 상측에 X축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 가로이동모듈(11)과, Y축 방향으로 이동을 가능하게 하는 세로이동모듈(12)에 의하여 이동하도록 노즐어셈블리장착부(13)를 구성하여 노즐어셈블리(30)를 설치하여서 X축과 Y축방향으로만 이동하도록 구성한다.

상기 몸체(10)에 별도로 소재걸이기둥(19)을 설치하여서 인쇄할 소재(71)를 감은 드럼(70)을 거치하여 노즐어셈블리(30)에 소재(71)를 공급하도록 소재공급기(60)를 구성하고, 상기 노즐어셈블리(30) 아래측에 Z축 방향으로 이동이 가능하게 하는 승강스크류(26)에 의하여 승강하는 테이블(20)을 구성한다.

상기 테이블(20) 하측에는 승강스크류(26)를 보호하는 보호파이프(27)를 몸체(10) 구성하고, 그 주변 공간을 부품수납서랍(19)을 구성하여 3D 프린터 장치를 완성한다.

여기서 상기 노즐어셈블리(30)는, 유니버셜조인트(40)나, 평면상 X축선과 Y축선상의 사이 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 힌지(45) 를 구성하여, 노즐의 분출방향이 45°선상인 대각선 방향으로 양방향이나 사방으로 가변토록 유도하는 방향유도수단을 구성한다.

이와 같이 구성함은 노즐의 분출방향을 보다 입체적으로 동작시켜서 소재가 분출하느 방향의 사각지대를 없게 하여 정밀도를 높이기 위함이다

상기 소재공급기(60)는, 소재(71)를 감는 드럼(70)을 장착하는 드럼홀더(61)를 고정축(17)에 한 쌍의 트러스트베어링(62)으로 축착하고, 내측 트러스트베어링(62)을 스프링(67)에 탄지시키고 바깥측 트러스트베어링(62)을 브레이크판(65)으로 압압하도록 하여, 조절볼트(66)의 조임으로 브레이크판(65)이 트러스트베어링(62)을 압압하여 베어링의 마찰력을 조절함으로써 드럼홀더(61)의 회전을 제어하도록 구성하여 소재가 적정하게 풀려서 공급이 원활하독록 하기 위함이다.

그리고 상기 방향유도수단은, 소재(71)를 녹여주는 소재용융부(32)와 녹은 소재(71)를 테이블(20)에 뿌려주는 노즐(31)로 구성하는 노즐어셈블리(30)를, 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 상기 노즐어셈블리장착부(13)에 힌지(45) 결합하거나, 유니버셜조인트(40)로 결합하고, 노즐어셈블리장착부(13)에 유도모터(50)를 1개 내지 2개를 장착하고 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 유도모터(50)의 양측 또는 사방에 가이드롤러(55)를 구성하여, 와이어(56)를 상기 유도모터(50)의 구동축(51)에 감아서 가이드롤러(55)에 안내되도록 하여, 와이어(56) 끝단이 상기 노즐어셈블리(30)의 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 서로 대향지도록 결합하여서, 유도모터(50)의 구동으로 노즐어셈블리(30)가 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 틸팅하면서 노즐(31)의 분출방향을 가변하도록 구성하면, 정역모터로 구성되는 유도모터(50)가 정방향과 역방향으로 회동하면서 와이어(56)의 일측을 풀어줌과 동시에 감아주면서 노즐(31)의 분출방향을 가변하게 된다.

상기한 본 발명은 산업의 발전으로 3D 프린터 작업이 차지하는 범위가 점점 확대되고 있는바 산업상 이용가능성이 대단하다 할 것이다.

10: 몸체 11: 가로이동모듈 12: 세로이동모듈
13: 노즐어셈블리장착부 14: 노즐바디 15: 승강스크류
16: 소재걸이기둥 17: 고정축 19: 부품수납서랍
20: 테이블 26: 승강스크류 27: 보호파이프
30: 노즐어셈블리 31: 노즐 32: 소재용융부
40: 유니버셜조인트 45: 힌지 50: 유도모터
51: 구동축 55: 가이드롤러 56: 와이어
60: 소재공급기 61: 드럼홀더 62: 트러스트베어링
65: 브레이크판 66: 조절볼트 70: 드럼
71: 소재

Claims (4)

1. X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터에 있어서,
   몸체(10) 내 하측에서 테이블(20)을 X축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 가로이동모듈(11)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 통상의 3D 프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)과, Y축 방향으로 이동을 가능하게 하는 세로이동모듈(12)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 통상의 3D 프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)로 구성하여 테이블(20)이 X축과 Y축으로만 이동하도록 한 것과;
   상기 몸체(10)의 일 측에 노즐어셈블리장착부(13)가 Z축 방향으로 수직 이동하도록 승강스크류(15)(구동모터를 이용하는 통상의 3D 프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)가 설치되는 노즐바디(14)를 구성한 것과;
   상기 노즐바디(14)의 노즐어셈블리장착부(13)에 장착되어 테이블(20) 상측에서 Z축 방향으로 이동하는 노즐어셈블리(30)와;
   상기 노즐어셈블리(30)에 소재(71)를 공급하는 소재공급기(60)를 노즐바디(14)의 어느 한 곳에 설치하여 인쇄할 소재(71)를 감은 드럼(70)을 거치하도록 한 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 3D 프린터 장치.
2. X,Y,Z축으로 이동하는 입체동작으로 프린터를 완성하는 3D 프린터에 있어서,
   몸체(10) 내 상측에 X축 방향으로의 이동을 가능하게 하는 가로이동모듈(11)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)과, Y축 방향으로 이동을 가능하게 하는 세로이동모듈(12)(엘엠가이드와 구동모터를 이용하는 3D프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)에 의하여 이동하도록 노즐어셈블리장착부(13)를 구성하고 노즐어셈블리(30)를 설치하여 X축과 Y축 방향으로만 이동하도록 한 것과;
   상기 몸체(10)에 별도로 소재걸이기둥(19)을 설치하여서 인쇄할 소재(71)를 감은 드럼(70)을 거치하여 노즐어셈블리(30)에 소재(71)를 공급하는 소재공급기(60)와;
   상기 노즐어셈블리(30) 아래측에 Z축 방향으로 이동이 가능하게 하는 승강스크류(26)(구동모터를 이용하는 3D 프린터에서 통상적으로 사용하는 구성이므로 구체적으로 도시하지 않음)를 중앙 하단에 테이블(20)과;
   상기 테이블(20) 하측에 승강스크류(26)를 보호하는 보호파이프(27)를 구성한 것과;
   상기 테이블(20) 하측의 공간에 부품수납서랍(19)을 구성한 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 3D 프린터 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 노즐어셈블리(30)는, 유니버셜조인트(40)나, 평면상 X축선과 Y축선상의 사이 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 힌지(45)를 구성하여, 노즐의 분출방향이 45°선상인 대각선 방향으로 양방향이나 사방으로 가변토록 유도하는 방향유도수단을 구성한 것과;
   상기 소재공급기(60)는, 소재(71)를 감는 드럼(70)을 장착하는 드럼홀더(61)를 고정축(17)에 한 쌍의 트러스트베어링(62)으로 축착하고, 내측 트러스트베어링(62)을 스프링(67)에 탄지시키고 바깥측 트러스트베어링(62)을 브레이크판(65)으로 압압하도록 하여, 조절볼트(66)의 조임으로 브레이크판(65)이 트러스트베어링(62)을 압압하여 베어링의 마찰력을 조절함으로써 드럼홀더(61)의 회전을 제어하도록 구성한 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 3D 프린터 장치.
4. 제3항에 있어서,
   소재(71)를 녹여주는 소재용융부(32)와 녹은 소재(71)를 테이블(20)에 뿌려주는 노즐(31)로 구성하는 노즐어셈블리(30)를, 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 회동하도록 상기 노즐어셈블리장착부(13)에 힌지(45) 결합하거나, 유니버셜조인트(40)로 결합하고, 노즐어셈블리장착부(13)에 유도모터(50)를 1개 내지 2개를 장착하고 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 유도모터(50)를 기준으로 노즐어셈블리장착부(13)의 양측 또는 사방에 가이드롤러(55)를 구성하여, 와이어(56)를 상기 유도모터(50)의 구동축(51)에 감아서 가이드롤러(55)에 안내되도록 하여, 와이어(56) 끝단이 상기 노즐어셈블리(30)의 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 서로 대향지도록 결합하여서, 유도모터(50)의 구동으로 노즐어셈블리(30)가 평면상 X축선과 Y축선상의 사이인 45°선상인 대각선 방향으로 틸팅하면서 노즐(31)의 분출방향을 가변하도록 구성함을 특징으로 하는 3D 프린터 장치.

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