KR20180016867A - Digital light processing type 3d printer - Google Patents

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KR20180016867A
KR20180016867A KR1020160100813A KR20160100813A KR20180016867A KR 20180016867 A KR20180016867 A KR 20180016867A KR 1020160100813 A KR1020160100813 A KR 1020160100813A KR 20160100813 A KR20160100813 A KR 20160100813A KR 20180016867 A KR20180016867 A KR 20180016867A
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Abstract

The present invention relates to a digital light processing type 3D printer comprising: a basic frame in which a photocurable resin is filled, which is supported by an elastic body and which reduces external vibration; a lifting assembly provided in the basic frame and lifted from a water storage tank to the upper and lower direction; a light irradiation assembly irradiating light of respectively different outputs according to parts of an object on the lower side of the water storage tank; and a control unit controlling light irradiation of the light irradiation assembly.

Description

광경화 수지적층방식의 3차원 프린터{DIGITAL LIGHT PROCESSING TYPE 3D PRINTER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a three-

본 발명은 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광조사 방식을 변경하여 프린터 속도를 개선한 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional printer of a photocurable resin lamination system, and more particularly to a three-dimensional printer of a photocurable resin lamination system which improves a printer speed by changing a light irradiation system.

개인 맞춤형 생산시대와 더불어 다양한 사업영역에서 3D 프린팅 기술은 차세대 정밀가공 기술로 각광받고 있다. 3D 프린팅 기술은 물체에 대한 3D 데이터를 이용하여 3차원으로 성형하는 기술로서 용도 및 적층방법에 따라 다양한 방식의 3D 프린터가 개발되고 있다.In addition to the personalized production era, 3D printing technology is attracting attention as a next-generation precision processing technology in various business areas. 3D printing technology is a technology for forming three-dimensional (3D) data by using 3D data of objects, and various types of 3D printers are being developed depending on applications and lamination methods.

3D 프린터는 크게 필라멘트 용융 적층 성형방법(FDM, Fused Deposition Modeling)과 광경화 수지 적층성형방법(DLP, Digital Light Processing)으로 구분된다.3D printers are largely classified into filament melt-fusing (FDM) and photocurable resin lamination (DLP).

FDM 방식은 대상물체를 2차원의 판형 시트로 성형하여 3차원으로 적층해나가는 방식으로서, 그 중에서도 열가소송 플라스틱(ABS, PLA)으로 된 와이어 또는 필라멘트를 히터 노즐로 용융시켜 작업대에 판형 시트를 반복적으로 적층하여 3차원 방식으로 성형한다.In the FDM method, a target object is formed into a two-dimensional plate-like sheet and laminated in three dimensions. Among them, a wire or filament made of a thermoplastic resin (ABS, PLA) is melted with a heater nozzle, And is formed in a three-dimensional manner.

그러나, FDM 방식은 구조가 단순하여 제조단가가 저렴하고 빠른 적층이 가능한 장점이 있지만, 노즐 직경의 크기에 따라 성형 상태가 제한되고 거친 표면으로 인해 마감성이 나쁜 단점이 있다.However, the FDM method is advantageous in that it is simple in structure and low in manufacturing cost and can be rapidly stacked, but has a disadvantage in that the molding condition is limited according to the nozzle diameter and the finish is poor due to the rough surface.

이에 비해, DLP 방식은 광을 비추면 경화되는 광경화성 수지를 이용하여 수조에 광경화성 수지를 채우고 광을 조사하여 광이 조사된 부분의 수지가 작업대에 광의 모양대로 굳어 2차원 판형 시트가 생성되면 이를 반복해서 적층하여 3차원 제품을 성형하는 방식이다.In contrast, in the DLP method, a photocurable resin is filled in a water tank using a photocurable resin that is cured when the light is shined, and the resin is irradiated with light to harden the resin in the light- And this is repeatedly laminated to form a three-dimensional product.

그런데, DLP 방식은 매우 얇은 두께의 판형 시트를 형성할 수 있어 표면이 매우 미려하고 정밀도 높으나, 제작이 곤란하고 부품이 비싸 고가인 단점이 있다.However, the DLP method can form a very thin plate-like sheet, so that its surface is very beautiful and high in accuracy, but it is difficult to manufacture, and parts are expensive and expensive.

특히, 광경화 시간이 소요되기 때문에, FDM 방식에 비해 제작 속도가 느리고, 광경화 과정에서 광경화성 수지의 일부가 적층되지 못하고 불순물로 존재하여 수지액을 부유하다가 제작 중인 대상제품에 들러붙어 제품에 하자를 발생시키는 문제점이 있다.Particularly, since the photo-curing time is required, the production rate is slower than that of the FDM method, and a part of the photo-curing resin can not be laminated in the photo-curing process, and the resin liquid is floating as impurities, There is a problem of generating defects.

한국등록특허 제10-1504419호Korean Patent No. 10-1504419

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 DLP 방식 프린터에서 광조사 방식을 변경하여 제작 속도를 증가시키고 제품의 불량율을 낮추는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to increase the manufacturing speed and lower the defect rate of the product by changing the light irradiation method in the DLP type printer.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터는 광경화 수지 적층성형방법(DLP, Digital Light Processing)으로 구성되는 3차원 프린터에 있어서, 광경화 수지가 담겨지는 저장 수조가 구비되는 기본 프레임; 상기 기본 프레임에 구비되고, 상기 저장 수조로부터 상하방향으로 승강가능하도록 하여 대상체를 적층시키는 리프팅 어셈블리; 상기 기본 프레임에 구비되고, 상기 저장 수조 하방에서 광을 조사하는 광조사 어셈블리;및 상기 광조사 어셈블리의 광조사를 제어하는 제어유닛을 포함하는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional printer comprising a photocurable resin lamination method (DLP, Digital Light Processing) A basic frame provided with a storage tank containing a resin; A lifting assembly provided in the basic frame and capable of being lifted and lowered in the vertical direction from the storage tank to stack the object; A light irradiation assembly provided in the basic frame and irradiating light below the storage tank; and a control unit for controlling light irradiation of the light irradiation assembly.

본 발명의 기본 프레임은 상기 저장 수조를 탄성력에 의해 지지하도록 구성되는 것이 바람직하다.The basic frame of the present invention is preferably configured to support the storage tank by an elastic force.

본 발명의 기본 프레임은 지지 프레임과, 상기 저장 수조가 연결되고, 탄성부재에 의해 상기 지지 프레임의 상면에 지지되는 수조 거치프레임을 포함하는 것이 바람직하다.The basic frame of the present invention preferably includes a support frame, and a water tank mounting frame connected to the storage tank and supported on the upper surface of the support frame by an elastic member.

본 발명의 수조 거치프레임은 상기 저장 수조와 선택적으로 착탈되도록 연결되는 것이 바람직하다.It is preferable that the water tank mounting frame of the present invention is selectively connected to and disconnected from the storage tank.

본 발명의 광조사 어셈블리는 광을 조사하기 위한 프로젝터를 포함하고, 상기 프로젝터는 발광다이오드의 배열 및 출력을 변경하여 대상체의 부분별로 다른 출력의 광을 조사하도록 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the light irradiation assembly of the present invention includes a projector for irradiating light, and the projector is configured to change the arrangement and the output of the light emitting diode to irradiate light of different output for each part of the object.

본 발명의 프로젝터는 대상체를 형성하기 위한 단위면적의 테두리에 대응되는 부분에만 고출력의 광을 조사하고, 단위면적의 테두리 내부는 저출력의 광을 조사하도록 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the projector of the present invention is configured to irradiate light of high output to only the portion corresponding to the rim of the unit area for forming the object and to emit light of low output within the rim of the unit area.

이와 같은 본 발명에 의한 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터에 의하면, 발광다이오드의 배열 및 출력이 각각 다르게 구성된 광원에 의해 광을 대상체에 조사함으로써 불순물의 발생을 방지하고 경화속도를 단축시키며 소비 전력을 절감할 수 있는 이점이 있다.According to the three-dimensional printer of the laminated type of the photocurable resin according to the present invention, light is irradiated to a target by a light source whose arrangement and output are different from each other, thereby preventing generation of impurities, shortening the curing speed, Can be saved.

그리고, 저장 수조가 탄성체에 의해 지지됨으로써 외력에 의한 진동을 저감하여 불량품 발생을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.Further, since the water storage tank is supported by the elastic body, there is an advantage that vibration caused by external force can be reduced, and generation of defective products can be reduced.

도 1은 본 발명에 의한 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터의 바람직한 실시예를 보인 사시도.
도 2는 도 1에서 보호커버 및 기본 프레임 외벽을 제거한 상태의 분해사시도.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 2의 우측면도.
도 5는 도 2의 좌측면도.
도 6a는 종래기술에 의한 광경화 상태를 도시한 부분 단면도.
도 6b는 본 발명에 의한 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터의 광경화 상태를 도시한 부분 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터의 광원을 보인 구성도.
도 8은 본 발명에 의한 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터의 광조사 어셈블리를 보인 구성도.1 is a perspective view showing a preferred embodiment of a three-dimensional printer of a photocurable resin lamination system according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the protective cover and the basic frame outer wall removed in FIG. 1; FIG.
Figure 3 is a front view of Figure 2;
Fig. 4 is a right side view of Fig. 2; Fig.
5 is a left side view of FIG. 2;
FIG. 6A is a partial cross-sectional view showing a photo-cured state according to the prior art. FIG.
6B is a partial cross-sectional view showing the photocured state of the three-dimensional printer of the photocurable resin lamination system according to the present invention.
7 is a view showing a light source of a three-dimensional printer of a photocurable resin lamination method according to the present invention.
FIG. 8 is a view showing a light irradiation assembly of a three-dimensional printer of a photocurable resin lamination method according to the present invention. FIG.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 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.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

"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.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

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.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 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.It is to be understood that the singular " include " or "have" are to be construed as including the stated feature, number, step, operation, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In each step, the identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of explanation, the identification code does not describe the order of each step, Unless otherwise stated, it may occur differently from the stated order. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한, 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The present invention can be embodied as computer-readable code on a computer-readable recording medium, and the computer-readable recording medium includes any type of recording device that stores data that can be read by a computer system . Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner.

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 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present application.

도 1 내지 도 6에는 본 발명에 의한 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터에 대한 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 본 발명의 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터는 대상체(P)의 입체 형상에 대응하는 설계도면 데이터를 컴퓨터(도시되지 않음)에 저장하고, 컴퓨터가 제어부로 출력신호를 인가하면 제어부가 설계 도면 데이터를 해석하여 3차원 형상이 프린터 되도록 할 수 있다.1 to 6 show a preferred embodiment of a three-dimensional printer of a photocurable resin lamination type according to the present invention. The photocurable resin lamination type three-dimensional printer of the present invention stores design drawing data corresponding to the three-dimensional shape of the object P in a computer (not shown), and when the computer applies an output signal to the control unit, The data can be interpreted so that the three-dimensional shape is printed.

본 발명의 설명에 있어서, DLP 방식의 3차원 프린터에 구비되는 일반적인 구성에 대해서는 설명을 생략한다.In the description of the present invention, description of the general configuration of the DLP type three-dimensional printer will be omitted.

본 발명의 광경화 수지적층방식의 3차원 프린터는 보호 케이스에 의해 보호되는 기본 프레임(100)과; 상기 기본 프레임(100) 내부에 구비되어 광경화 수지가 담겨지는 저장 수조(200)와; 상기 기본 프레임(100)에 구비되어 저장 수조(200) 내의 광경화 수지에 의해 대상체(P)를 적층시키도록 일정높이로 리프팅하는 리프팅 어셈블리(300)와; 상기 저장 수조(200) 하부에 구비되어 광경화를 위한 광을 조사하는 광조사 어셈블리(400)와; 상기 광조사 어셈블리(400)의 광조사를 제어하는 제어유닛(500)을 포함한다.The three-dimensional printer of the photocurable resin lamination type of the present invention comprises: a basic frame (100) protected by a protective case; A storage tank 200 provided in the base frame 100 and containing a photocurable resin; A lifting assembly 300 installed on the base frame 100 and lifting the object P to a predetermined height so as to stack the object P with a photocurable resin in the storage tank 200; A light irradiation assembly 400 provided under the storage tank 200 for irradiating light for photocuring; And a control unit 500 for controlling the light irradiation of the light irradiation assembly 400.

기본 프레임(100)은 대략 장방형의 케이스이고, 기본 프레임(100)의 상면에는 저장 수조(200)와 리프팅 어셈블리(300)의 일부가 노출되어 있다. 기본 프레임(100)의 상부 공간은 보호 케이스(110)에 의해 덮혀진다. 기본 프레임(100)의 정면에는 프린터 장치를 제어하기 위한 디스플레이부(101) 및 다수개의 작동부(102)가 구비된다.The base frame 100 is a case having a substantially rectangular shape and a part of the storage tank 200 and a part of the lifting assembly 300 are exposed on the upper surface of the base frame 100. The upper space of the basic frame 100 is covered by the protective case 110. On the front surface of the basic frame 100, a display unit 101 for controlling the printer apparatus and a plurality of operation units 102 are provided.

도 2에는 기본 프레임(100)의 외면과 보호 케이스(110)가 제거된 상태가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 기본 프레임(100)의 내부에는 저장 수조(200)를 지지하기 위한 지지 프레임(120)이 구비된다. 지지 프레임(120)은 저장 수조(200)의 하면에 대응되도록 개방창이 형성된 판형 프레임(121)이 4의 지지다리(122)에 의해 지지되도록 구성될 수 있다.FIG. 2 shows a state in which the outer surface of the basic frame 100 and the protective case 110 are removed. As shown in the figure, a support frame 120 for supporting the storage tank 200 is provided inside the base frame 100. The support frame 120 may be configured to be supported by the support legs 122 of the plate frame 121 having the open windows corresponding to the lower surface of the storage tank 200.

상기 판형 프레임(121)의 상면에는 저장 수조(200)를 거치하기 위한 수조 거치프레임(130)이 연결된다. 상기 수조 거치프레임(130)은 저장 수조(200)를 착탈식으로 거치하도록 구성된 것으로서, 저장 수조(200)의 하면에 대응하여 개방창이 형성되는 하부 프레임(131)과, 상기 하부 프레임(131)의 각 모서리에 연결되는 연결기둥(132)과, 상기 연결기둥(132)의 상단면에서 볼트(B)에 의해 결합되고 상면이 일부 개방되는 상부 프레임(133)을 포함한다.On the upper surface of the plate-shaped frame 121, a water tank mounting frame 130 for mounting the storage tank 200 is connected. The water tank mounting frame 130 is configured to mount the storage water tank 200 in a detachable manner and includes a lower frame 131 having an opening window corresponding to a lower surface of the water storage tank 200, And an upper frame 133 coupled to the upper surface of the connecting column 132 by bolts B and having an upper surface partially opened.

따라서, 상부 프레임(133)에 고정된 볼트(B)를 해제하여 수조 거치프레임(130) 내에 저장 수조(200)를 안착시키고 다시 볼트(B)를 체결함으로써 저장 수조(200)를 수조 거치프레임(130) 내에 선택적으로 거치시킬 수 있다.Therefore, the bolts B fixed to the upper frame 133 are released, the storage water tank 200 is placed in the water tank mounting frame 130, and the bolts B are fastened again to connect the storage water tank 200 to the water tank mounting frame 130, respectively.

그리고, 수조 거치프레임(130)은 스프링과 같은 탄성부재(140)에 의해 판형 프레임(121) 상면에 지지된다. 즉, 수조 거치 프레임(130) 내부에 저장 수조(200)를 선택적으로 탈착시켜 고정시킬 수 있고, 수조 거치 프레임(130) 자체가 스프링과 같은 탄성부재(140)에 의해 판형 프레임(121) 상면에 탄성적으로 지지될 수 있다.The water tank mounting frame 130 is supported on the upper surface of the plate-shaped frame 121 by an elastic member 140 such as a spring. That is, the storage tank 200 can be selectively detached and fixed in the water tank mounting frame 130, and the water tank mounting frame 130 itself can be fixed to the upper surface of the plate frame 121 by the elastic member 140 such as a spring And can be elastically supported.

수조 거치 프레임(130)이 탄성부재(140)에 의해 지지되는 구조는 프린터 외부에서 가해지는 외력에 의해 발생하는 진동을 저감시키고 저장 수조(200)가 흔들리는 것을 최소화하기 위한 것이다.The structure in which the water tank mounting frame 130 is supported by the elastic member 140 is for minimizing vibration of the water storage tank 200 and reducing vibrations caused by an external force externally applied to the printer.

기본 프레임(100)의 후면에는 대상체(P)를 일정높이로 리프팅하는 리프팅 어셈블리(300)가 연결된다. 리프팅 어셈블리(300)는 대상체(P)가 적층되기 위한 적층 스테이지(310)와, 상기 적층 스테이지(310)를 고정하기 위한 연결 암(320)과, 연결 암(320)을 상하방향으로 이동시키기 위한 리프팅 타워(330)를 포함한다. 대상체(P)가 적층되는 적층 스테이지(310)는 리프팅 타워(330)를 따라 상하방향으로 이동하면서 대상체(P)를 적층시킨다.On the rear surface of the base frame 100, a lifting assembly 300 lifting the object P to a predetermined height is connected. The lifting assembly 300 includes a stacking stage 310 for stacking the objects P, a connecting arm 320 for fixing the stacking stage 310, and a connecting arm 320 for vertically moving the connecting arm 320. [ And a lifting tower 330. The stacking stage 310 in which the objects P are stacked moves up and down along the lifting tower 330 to stack the objects P.

저장 수조(200) 하방에는 저장 수조(200) 방향으로 광을 조사하는 광조사 어셈블리(400)가 구비된다. 광조사 어셈블리(400)는 광을 조사하기 위한 프로젝터(410)와 미러(420)를 포함할 수 있다.A light irradiation assembly 400 for irradiating light toward the storage water tank 200 is provided below the storage water tank 200. The light irradiation assembly 400 may include a projector 410 and a mirror 420 for irradiating light.

도 6a와 도 6b에는 종래기술에 의한 저장 수조(200) 내의 광수지 경화 상태와 본 발명에 의한 저장 수조(200) 내의 광수지 경화 상태가 도시되어 있다. 6A and 6B show the state of the resin curing state in the storage tank 200 according to the prior art and the state of the resin curing state in the storage tank 200 according to the present invention.

도 6a에 도시된 바와 같이, 적층 스테이지(310)와 저장 수조(200) 사이에 위치하는 수지는 광에 의해 경화되는데, 초기 상태에서 광 조사시 수지에 점진적인 광변성에 의해 조직화가 되는 과정에서 일부 조직이 수지용액 내로 이탈될 수 있다.6A, the resin located between the stacking stage 310 and the storage water tank 200 is cured by light. In the initial state, in the process of organizing by the progressive photo-denaturation to the resin during light irradiation, The tissue may be released into the resin solution.

이러한 수지 용액 내의 일부 조직은 수지 용액 내의 불순물로 작용하여 수지 용액 상태를 나쁘게 하거나 수지 용액 내에서 대상체(P)에 들러붙어 불량품을 발생시키는 원인이 되기도 한다.Some of the tissues in the resin solution may act as impurities in the resin solution to deteriorate the resin solution state or may adhere to the object P in the resin solution to generate defective products.

이를 방지하기 위해서는 자외선 에너지의 양자외선 조사량(단위 면적당 조사 받는 자외선 에너지의 양)을 증가시켜 경화속도를 증가시킬 수 있으나, 양자외선 조사량을 증가시키기 위해서는 출력이 높아야 하므로 많은 전력을 사용해야 한다.In order to prevent this, the curing rate can be increased by increasing the quantity of ultraviolet radiation of ultraviolet energy (the quantity of ultraviolet energy irradiated per unit area), but in order to increase the quantity of ultraviolet radiation, high power must be used.

따라서, 본 발명에서는 프로젝터(410)의 발광다이오드의 배열 및 출력을 변경하여 대상체(P)를 형성하기 위한 단위면적(P')의 테두리에 대응되는 부분에만 고출력의 광을 조사하고, 단위면적(P')의 테두리 내부는 저출력의 광을 조사함으로써 불순물의 발생량을 저감시키고 경화속도도 단축시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, by arranging and outputting light emitting diodes of the projector 410, it is possible to irradiate light of high output only to a portion corresponding to the rim of the unit area P 'for forming the target object P, P ') is irradiated with light of a low output power, the amount of impurities generated can be reduced and the curing speed can be shortened.

먼저, 도 7에는 프로젝터(410)의 광원(411)의 일부가 도시되어 있다. 광원(411)의 기판(412)에는 다수개의 발광다이오드(413)가 구비되는데, 발광다이오드(413)의 배열 및 종류를 다양하게 하여 구성할 수 있다.First, a part of the light source 411 of the projector 410 is shown in Fig. The substrate 412 of the light source 411 is provided with a plurality of light emitting diodes 413. The light emitting diodes 413 may be arranged in various ways.

제1 실시예로서, 기판(412)에 구비되는 발광다이오드(413) 중 일부를 자외선 발광 다이오드(413a)로 구성하고 일부를 가시광선 발광다이오드(413b)로 구성하되, 서로 교번하여 배치되도록 할 수 있다. 제1 실시예는 도 8에 도시된 바와 같이 서로 다른 종류의 발광 다이오드(413)를 배치하여 대상체(P)의 단위면적(P') 중 테두리에 해당하는 부분에는 자외선 발광 다이오드(413a)를 조사하고, 나머지 부분에는 가시광선 발광다이오드(413b)를 조사하도록 하기 위한 것이다.In the first embodiment, a part of the light emitting diodes 413 provided in the substrate 412 is constituted by an ultraviolet light emitting diode 413a and a part thereof is constituted by a visible light emitting diode 413b, have. 8, the light emitting diodes 413 of different kinds are arranged so that ultraviolet light emitting diodes 413a are irradiated to portions corresponding to the rim of the unit area P 'of the object P And the visible light emitting diode 413b is irradiated to the remaining portion.

제2 실시예는 기판(412)에 구비되는 발광다이오드(413)의 출력을 각각 개별적으로 제어할 수 있도록 구성하는 것이다. 발광다이오드(413)의 출력을 각각 제어함으로써 대상체(P)의 단위면적(P') 중 테두리에 해당하는 부분에는 고출력의 자외선 발광 다이오드를 조사하고, 나머지 부분에는 저출력의 자외선 발광다이오드를 조사하도록 하기 위한 것이다.In the second embodiment, the outputs of the light emitting diodes 413 provided on the substrate 412 are individually controllable. The output of the light emitting diode 413 is controlled to irradiate a portion of the unit area P 'corresponding to the rim of the target object P with a high output ultraviolet light emitting diode and irradiate the remaining portion with a low output ultraviolet light emitting diode .

자외선 발광다이오드(413)의 자외선 스펙트럼 범위는 대략 250nm ~ 400nm를 사용하는데, 365nm ~ 385nm의 강한 단일 스펙트럼이 나오는 범위의 경우 경화속도가 수배 빠르기 때문에 고출력의 자외선 발광 다이오드는 365nm ~ 385nm의 범위를 사용하고, 저출력 자외선 발광 다이오드는 254nm ~ 365nm의 범위를 사용할 수 있다.The ultraviolet light spectrum of the ultraviolet light emitting diode 413 is in the range of about 250 nm to 400 nm. Since the hardening range is from 365 nm to 385 nm, the ultraviolet light emitting diode has a high output power ranging from 365 nm to 385 nm And a low output ultraviolet light emitting diode can be used in a range of 254 nm to 365 nm.

상기와 같이 대상체(P)의 단위면적(P') 중 테두리에 해당하는 부분에만 고출력의 광을 조사하면, 도 6b에 도시된 바와 같이 수지용액과 경화중인 수지 용액의 경계면의 경화속도만 선택적으로 증가시킴으로써 불순물의 발생을 방지할 수 있다.6B, only the curing speed of the interface between the resin solution and the curing resin solution is selectively applied to only the portion corresponding to the rim of the unit area P 'of the target body P as described above, It is possible to prevent the generation of impurities.

그리고, 대상체(P)의 단위면적(P') 중 테두리에 해당하는 부분만 경화시키고 나머지 부분은 순차적으로 경화시킴과 동시에 다시 대상체(P)의 단위면적(P') 중 테두리에 해당하는 부분만 적층하여 경화시키는 방식을 이용하여 경화시킴으로써, 경화속도를 감소시켜 제작속도를 단축시킬 수 있다.Then, only the portion corresponding to the rim of the unit area P 'of the target object P is cured and the remaining portions are cured sequentially, and at the same time, only the portion corresponding to the rim of the unit area P' By laminating and curing using a method of curing, the curing rate can be reduced and the production speed can be shortened.

또한, 대상체(P)의 단위면적(P') 중 테두리에 해당하는 부분만 경화시키면, 대상체(P)의 단위면적(P') 중 테두리의 내측 부분은 상대적으로 저출력 광을 이용하여 경화시킬 수 있기 때문에 소비 전력을 절감할 수 있다.If only the portion corresponding to the rim of the unit area P 'of the object P is cured, the inner portion of the rim of the unit area P' of the object P can be hardened using the relatively low output light The power consumption can be reduced.

광원(411)의 발광다이오드(413)의 배열방법은 제1 실시예 및 제2 실시예에 한정되지 않고 다양한 방법으로 구성될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the method of arranging the light emitting diodes 413 of the light source 411 is not limited to the first and second embodiments and can be configured in various ways.

본 발명의 3차원 프린터에 구비되는 제어유닛(500)은 상기에서 설명한 발광다이오드(143)의 출력 및 발광상태를 제어할 수 있다.The control unit 500 included in the three-dimensional printer of the present invention can control the output and light emission state of the light emitting diode 143 described above.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100: 기본 프레임 110 : 보호 케이스
120 : 지지 프레임 130 : 수조 거치 프레임
140 : 탄성부재 200 : 저장 수조
300 : 리프팅 어셈블리 310 : 적층 스테이지
320 : 연결 암 330 : 리프팅 타워
400 : 광조사 어셈블리 410 : 프로젝터
420 : 미러100: basic frame 110: protective case
120: support frame 130: water tank mounting frame
140: elastic member 200: storage tank
300: lifting assembly 310: stacking stage
320: connecting arm 330: lifting tower
400: light irradiation assembly 410: projector
420: mirror

Claims (6)

광경화 수지 적층성형방법(DLP, Digital Light Processing)으로 구성되는 3차원 프린터에 있어서,
광경화 수지가 담겨지는 저장 수조가 구비되는 기본 프레임;
상기 기본 프레임에 구비되고, 상기 저장 수조로부터 상하방향으로 승강가능하도록 하여 대상체를 적층시키는 리프팅 어셈블리;
상기 기본 프레임에 구비되고, 상기 저장 수조 하방에서 광을 조사하는 광조사 어셈블리;및
상기 광조사 어셈블리의 광조사를 제어하는 제어유닛을 포함하는
광경화 수지적층방식의 3차원 프린터.
In a three-dimensional printer composed of a light-curing resin lamination molding method (DLP, Digital Light Processing)
A basic frame provided with a storage tank in which a photocurable resin is contained;
A lifting assembly provided in the basic frame and capable of being lifted and lowered in the vertical direction from the storage tank to stack the object;
A light irradiation assembly provided in the basic frame and irradiating light below the storage tank;
And a control unit for controlling the light irradiation of the light irradiation assembly
Three-dimensional printer with photocurable resin lamination method.
제1항에 있어서,
상기 기본 프레임은
상기 저장 수조를 탄성력에 의해 지지하도록 구성되는
광경화 수지적층방식의 3차원 프린터.
The method according to claim 1,
The basic frame
And configured to support the storage tank by an elastic force
Three-dimensional printer with photocurable resin lamination method.
제2항에 있어서,
상기 기본 프레임은
지지 프레임과,
상기 저장 수조가 연결되고, 탄성부재에 의해 상기 지지 프레임의 상면에 지지되는 수조 거치프레임을 포함하는
광경화 수지적층방식의 3차원 프린터.
3. The method of claim 2,
The basic frame
A support frame,
And a water tank mounting frame connected to the storage tank and supported by the elastic member on the upper surface of the support frame,
Three-dimensional printer with photocurable resin lamination method.
제3항에 있어서,
상기 수조 거치프레임은
상기 저장 수조와 선택적으로 착탈되도록 연결되는
광경화 수지적층방식의 3차원 프린터.
The method of claim 3,
The water tank mounting frame
And selectively connected to and disconnected from the storage tank
Three-dimensional printer with photocurable resin lamination method.
제1항에 있어서,
상기 광조사 어셈블리는
광을 조사하기 위한 프로젝터를 포함하고,
상기 프로젝터는
발광다이오드의 배열 및 출력을 변경하여 대상체의 부분별로 다른 출력의 광을 조사하도록 구성되는
광경화 수지적층방식의 3차원 프린터.
The method according to claim 1,
The light irradiation assembly
And a projector for irradiating light,
The projector
The arrangement and output of the light emitting diodes are changed to irradiate light of different output for each part of the object
Three-dimensional printer with photocurable resin lamination method.
제5항에 있어서,
상기 프로젝터는
대상체를 형성하기 위한 단위면적의 테두리에 대응되는 부분에만 고출력의 광을 조사하고, 단위면적의 테두리 내부는 저출력의 광을 조사하도록 구성되는
광경화 수지적층방식의 3차원 프린터.6. The method of claim 5,
The projector
A light output unit configured to irradiate light having a high output power only to a portion corresponding to a rim of a unit area for forming a target object and irradiate light having a low output power within a rim of the unit area
Three-dimensional printer with photocurable resin lamination method.
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