KR20180067264A - Block heating nozzle for three-dimensional printer and extruder of three-dimensional printer having the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a nozzle heating block for a three-dimensional printer, wherein the nozzle heating block for the three-dimensional printer according to the present invention comprises: a first nozzle heating block coupled to a nozzle so as to surround the nozzle at an injection port side of the nozzle and having a heater inserted therein; and a second nozzle heating block coupled to the nozzle to enclose the nozzle at a filament inlet of the nozzle and to be in surface contact with the first nozzle heating block and having the thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the first nozzle heating block. By minimizing a high-temperature portion of the nozzle, it is possible to reduce the force for pushing a filament into the nozzle, to easily control the extrusion of the filament, and to shorten the length required to push the filament to the nozzle, thereby increasing the reaction speed of the filament.

Description

3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기{Block heating nozzle for three-dimensional printer and extruder of three-dimensional printer having the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle heating block for a three-dimensional printer and an extruder for a three-

본 발명은 3차원 프린터에에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노즐의 고온 부분을 최소화시킴으로써, 필라멘트를 노즐에 밀어넣는데에 힘이 적게 들고, 필라멘트의 압출을 용이하게 조절할 수 있게 하고, 노즐의 분사구가 막히는 것을 방지하고, 노즐에 필라멘트를 밀어줘야 하는 길이가 짧아지게 하여 필라멘트의 반응속도를 증가시킬 수 있는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional printer, and more particularly, to a three-dimensional printer which minimizes the high temperature portion of the nozzle, thereby reducing the force required to push the filament into the nozzle and allowing the filament to be easily extruded, To a nozzle heating block for a three-dimensional printer which can prevent clogging and shorten a length required to push filaments in a nozzle to increase the reaction speed of the filament, and a three-dimensional printer extruder having the same.

최근 3차원의 물체를 성형할 수 있는 3D 프린터의 사용이 증대되고 있으며, 이러한 3D 프린터의 제품성형방식은 광경화성 재료에 레이저 광선을 주사하여 광주사된 부분을 물체로 성형하는 방식, 성형재료를 절삭하여 성형하는 방식, 열가소성 필라멘트를 용융하여 적층하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식 및 FFF(Fused Filament Fabrication)방식 등이 있다.In recent years, the use of 3D printers capable of forming three-dimensional objects has been increasing, and in the product molding method of such 3D printers, a method of molding a light-scraped portion into an object by injecting laser light into a photo- A FDM (Fused Deposition Modeling) method and a FFF (Fused Filament Fabrication) method in which thermoplastic filaments are melted and laminated.

이러한 방식 중에서 필라멘트를 용융하여 적층하는 방식의 3차원 프린터가 다른 방식의 3차원 프린터에 비해 생산 단가가 저렴하여 가정용, 공업용으로 대중화되고 있다. 3차원 프린터용 필라멘트는 열가소성 수지로 이루어지는데, 인체 및 환경에 무해한 PLA(Polylactic acid) 수지가 필라멘트소재로 각광받고 있다.Among such methods, a three-dimensional printer in which filaments are melted and laminated has been popularized for household and industrial use because the production cost is lower than that of other types of three-dimensional printers. The filament for a three-dimensional printer is made of a thermoplastic resin, and PLA (polylactic acid) resin harmless to the human body and the environment is attracting attention as a filament material.

상술한 바와 같은 FDM(Fused Deposition Modeling) 또는 FFF(Fused Filament Fabrication)방식은 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) 수지 또는 PLA 수지와 같은 열가소성 필라멘트를 노즐 히팅 블록(Heating Block)으로 안정적이면서 지속적으로 공급하기 위한 압출기(Extruder)가 구비되어 있다.The FDM (Fused Deposition Modeling) or FFF (Fused Filament Fabrication) method as described above is a method in which a thermoplastic filament such as an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin or a PLA resin is heated by a nozzle heating block And an extruder for stable and continuous supply of the extruder.

한국공개특허공보 제10-2015-0094414호에 종래의 3차원 프린터의 압출기의 일례가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0094414 discloses an example of a conventional three-dimensional printer extruder.

이하, 종래의 3차원 프린터의 압출기를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an extruder of a conventional three-dimensional printer will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 3차원 프린터의 압출기를 나타낸 측면도이다.1 is a side view showing an extruder of a conventional three-dimensional printer.

도 1을 참조하면, 종래의 3차원 프린터의 압출기(1)는 필라멘트(F)를 용융시키는 히터와 용융된 필라멘트(F)를 외부로 분사하는 노즐(N)을 구비한 노즐 히팅 블록(B), 노즐 히팅 블록(B)의 상부에 고정 배치되고 ABS 또는 PLA와 같은 열가소성 소재로 이루어진 필라멘트(F)가 감긴 필라멘트 스풀로부터 공급되는 필라멘트(F)가 노즐 히팅 블록(B)으로 진입될 수 있게 하는 제1 통과 구멍(11)이 마련된 베이스(10), 베이스(10)의 상부에 결합되는 제1 드라이브(20), 제1 드라이브(20)에 회전 가능하게 결합되는 구동 롤러(40), 제1 드라이브(20)에 결합되어 구동 롤러(40)를 회전시키는 구동 모터(30), 제1 드라이브(20)에 일측이 회전 가능하게 결합되는 제2 드라이브(50) 및 제2 드라이브(50)에 회전 가능하게 결합되는 보조 롤러(60)를 포함한다. 이러한 종래의 3차원 압출기(1)는 필라멘트(F)를 노즐(N)에 공급하면서 노즐(N)에 공급된 필라멘트(F)를 노즐 히팅 블록(B)으로 용융시켜 용융된 필라멘트(F)가 노즐(N)에서 분사되게 한다.1, a conventional three-dimensional printer extruder 1 includes a nozzle heating block B having a heater for melting the filament F and a nozzle N for spraying the melted filament F to the outside, A filament F fixedly disposed on the nozzle heating block B and fed from a filament spool wound with a filament F made of a thermoplastic material such as ABS or PLA is allowed to enter the nozzle heating block B A base 10 provided with a first passage hole 11, a first drive 20 coupled to the top of the base 10, a drive roller 40 rotatably coupled to the first drive 20, A drive motor 30 coupled to the drive 20 to rotate the drive roller 40, a second drive 50 having one side rotatably coupled to the first drive 20, And an auxiliary roller (60) which is connected as far as possible. The conventional three-dimensional extruder 1 melts the filament F supplied to the nozzle N into the nozzle heating block B while supplying the filament F to the nozzle N so that the melted filament F To be jetted from the nozzle (N).

한편, 일반적인 3차원 프린터의 압출기의 경우, 필라멘트를 가열된 노즐에 밀어넣으면 필라멘트가 가열팽창되어 필라멘트와 노즐의 내벽의 마찰이 증가되어 필라멘트를 노즐에 밀어넣는데에 힘이 많이 들고, 필라멘트의 압출을 세밀하게 조절하기 어렵운 문제점이 있다. 그리고 용융된 필라멘트가 많으면 많을수록 용융된 필라멘트가 노즐의 분사구에서 분사되게 하기 위해서는 필라멘트를 밀어줘야 하는 길이가 늘어나 필라멘트의 반응속도가 감소하는 문제점이 있다. 나아가서, 노즐이 막히는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 노즐의 고온 부분의 길이가 최소화되어야 한다.On the other hand, in the case of a general three-dimensional printer extruder, when a filament is pushed into a heated nozzle, the filament is heated and expanded to increase the friction between the filament and the inner wall of the nozzle to force the filament into the nozzle. There is a problem that is difficult to fine-tune. The greater the number of melted filaments, the longer the length of the filaments to be injected in order to inject the melted filaments from the injection port of the nozzle, thereby reducing the reaction rate of the filaments. Furthermore, there is a problem that the nozzle is clogged. In order to solve such a problem, the length of the high temperature portion of the nozzle must be minimized.

그런데 한국공개특허공보 제10-2015-0094414호에 개시된 종래의 3D 프린터의 압출기(1)의 노즐(N)은 고온 부분의 길이가 최소화시킬 수 있는 구조가 없는 문제점이 있다.However, the nozzle N of the extruder 1 of the conventional 3D printer disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0094414 has a problem that there is no structure capable of minimizing the length of the high temperature portion.

한국공개특허공보 제10-2015-0094414호(공개일: 2015.08.19.)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0094414 (published on Aug. 19, 2015).

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 노즐의 고온 부분을 최소화시킴으로써, 필라멘트를 노즐에 밀어넣는데에 힘이 적게 들고, 필라멘트의 압출을 용이하게 조절할 수 있게 하고, 노즐에 필라멘트를 밀어줘야 하는 길이가 짧아지게 하여 필라멘트의 반응속도를 증가시킬 수 있고, 노즐이 막히는 것을 방지할 수 있는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기를 제공하는 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 minimize the high temperature portion of the nozzle, thereby reducing the force for pushing the filament into the nozzle and easily controlling the extrusion of the filament A nozzle heating block for a three-dimensional printer capable of increasing the reaction speed of the filament by shortening the length of the filament to be pushed to the nozzle, and preventing the nozzle from being clogged, and an extruder of the three- will be.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록은 노즐의 분사구 쪽에서 상기 노즐을 감싸도록 상기 노즐에 결합되고 내부에 히터가 삽입되어 결합된 제1 노즐 히팅 블록; 및 상기 노즐의 필라멘트 유입구 쪽에서 상기 노즐을 감싸도록 상기 노즐에 결합되면서 상기 제1 노즐 히팅 블록에 면접촉되게 결합되고, 상기 제1 노즐 히팅 블록의 열전도도보다 낮은 열전도도를 가진 제2 노즐 히팅 블록을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a nozzle heating block for a three-dimensional printer, comprising: a first nozzle coupled to the nozzle to surround the nozzle at a nozzle opening of the nozzle, Nozzle heating block; And a second nozzle heating block having a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the first nozzle heating block, the second nozzle heating block being coupled to the nozzle to enclose the nozzle at the filament inlet of the nozzle, .

여기서, 상기 제1 노즐 히팅 블록은 구리 또는 알루미늄으로 이루어지고, 상기 제2 노즐 히팅 블록은 타이타늄 또는 스테인레스스틸로 이루어질 수 있다.Here, the first nozzle heating block may be made of copper or aluminum, and the second nozzle heating block may be made of titanium or stainless steel.

또한, 상기 제1 및 제2 노즐 히팅 블록은 상기 노즐에 승강 가능하게 결합될 수 있다.The first and second nozzle heating blocks may be movably coupled to the nozzle.

다른 측면에서, 본 발명에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록을 구비한 3차원 프린터의 압출기는 필라멘트가 통과하는 필라멘트 통과 구멍이 형성된 베이스; 상기 베이스의 하부에 결합되고 노즐을 감싸도록 상기 노즐에 결합되는 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록; 및 상기 베이스의 상부에 결합되어 상기 노즐에 필라멘트응 밀어넣는 필라멘트 공급부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional printer extruder having a nozzle heating block for a three-dimensional printer, comprising: a base having a filament passage hole through which a filament passes; The nozzle heating block for a three-dimensional printer according to any one of claims 1 to 3, which is coupled to a lower portion of the base and is coupled to the nozzle so as to surround the nozzle. And a filament supply unit coupled to an upper portion of the base to push the filament into the nozzle.

본 발명에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기에 의하면, 노즐의 고온 부분을 최소화됨으로써, 필라멘트를 노즐에 밀어넣는데에 힘이 적게 들고, 필라멘트의 압출을 용이하게 조절할 수 있게 되고, 노즐에 필라멘트를 밀어줘야 하는 길이가 짧아지게 되어 필라멘트의 반응속도가 증가된다. 나아가서, 노즐의 제2 노즐 히팅 블록 쪽에서는 필라멘트가 용융되지 않게 됨으로써, 노즐이 용융된 필라멘트에 의해 막히는 것이 방지된다.According to the nozzle heating block for a three-dimensional printer and the three-dimensional printer extruder having the nozzle heating block for a three-dimensional printer according to the present invention, since the high temperature portion of the nozzle is minimized, the force for pushing the filament into the nozzle is reduced and the extrusion of the filament is easily controlled The length required to push the filament to the nozzle is shortened, and the reaction speed of the filament is increased. Further, the filament is not melted at the second nozzle heating block side of the nozzle, so that the nozzle is prevented from being clogged by the melted filament.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 종래의 3차원 프린터의 압출기를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록을 구비한 3차원 프린터의 압출기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록의 제1 노즐 히팅 블록의 열전도도 실험결과를 나타낸 데이터이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록의 제2 노즐 히팅 블록의 열전도도 실험결과를 나타낸 데이터이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기의 작용 및 효과를 설명하기 위한 도면이다.1 is a side view showing an extruder of a conventional three-dimensional printer.
2 is a view showing an extruder of a three-dimensional printer having a nozzle heating block for a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing experimental results of thermal conductivity of a first nozzle heating block of a nozzle heating block for a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing experimental results of thermal conductivity of a second nozzle heating block of a nozzle heating block for a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the operation and effects of a nozzle heating block for a three-dimensional printer and an extruder for a three-dimensional printer having the same according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기를 도면을 참조하여 설명하기로 하되, 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록를 구비한 3차원 프린터의 압출기를 위주로 설명하기로 한다.Hereinafter, a nozzle heating block for a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention and an extruder for a three-dimensional printer having the nozzle heating block will be described with reference to the drawings. In an extruder of a three-dimensional printer having a nozzle heating block for a three- Will be mainly described.

도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록을 구비한 3차원 프린터의 압출기를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an extruder of a three-dimensional printer having a nozzle heating block for a three-dimensional printer according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록을 구비한 3차원 프린터의 압출기(100)는 필라멘트(F1)가 통과하는 필라멘트 통과 구멍(111)이 형성된 베이스(110), 베이스(110)의 하부에 결합되고 내부에 히터(h)가 결합되며 노즐(N1)을 감싸는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200) 및 베이스(110)의 상부에 결합되어 노즐(N1)에 필라멘트(F1)을 밀어넣는 필라멘트 공급부(120)를 포함할 수 있다.2, an extruder 100 for a three-dimensional printer having a nozzle heating block for a three-dimensional printer according to an exemplary embodiment of the present invention includes a base 110 having a filament passage hole 111 through which a filament F1 passes, A nozzle heating block 200 for a three-dimensional printer coupled to a lower portion of the base 110 and coupled to a heater h therein and surrounding the nozzle N1, And a filament feeding part 120 for feeding the filament F1 into the filament feeding part 120.

필라멘트 공급부(120)는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200)의 상부에 결합되고 ABS 또는 PLA와 같은 열가소성 소재로 이루어진 필라멘트(F1)가 감기는 도면에 도시되지 않은 필라멘트 스풀, 베이스(110)의 상부에 결합되는 제1 드라이브(121), 제1 드라이브(121)에 회전 가능하게 결합되는 구동 롤러(122), 제1 드라이브(121)에 결합되어 구동 롤러(122)를 회전시키는 구동 모터(123), 제1 드라이브(121)에 일측이 회전 가능하게 결합되는 제2 드라이브(124) 및 제1 드라이브(121)에 회전 가능하게 결합되는 보조 롤러(125)를 포함할 수 있다. 이러한 필라멘트 공급부(120)의 세부적인 구성에 대한 설명은 한국공개특허공보 제10-2015-0094414호에서 이미 개시되어 있으므로 생략하기로 한다. The filament supply unit 120 includes a filament spool which is coupled to an upper portion of the nozzle heating block 200 for a three-dimensional printer and is not shown in the figure, in which a filament F1 made of a thermoplastic material such as ABS or PLA is wound, A drive roller 122 coupled to the first drive 121 and a drive motor 123 coupled to the first drive 121 to rotate the drive roller 122. The first drive 121, A second drive 124 rotatably coupled to the first drive 121 and an auxiliary roller 125 rotatably coupled to the first drive 121. A detailed description of the configuration of the filament supply unit 120 is already disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0094414.

3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200)은 노즐(N1)의 분사구(N1-1) 쪽에서 노즐(N1)을 감싸도록 노즐(N1)에 결합되고, 내부에 히터(h)가 삽입되어 결합된 제1 노즐 히팅 블록(210) 및 노즐(N1)의 필라멘트 유입구(N1-2) 쪽에서 노즐(N1)을 감싸도록 노즐(N1)에 결합되면서 제1 노즐 히팅 블록(210)에 면접촉되게 결합되고, 제1 노즐 히팅 블록(210)의 열전도도보다 낮은 열전도도를 가진 제2 노즐 히팅 블록(220)을 포함할 수 있다.The nozzle heating block 200 for a three-dimensional printer is connected to the nozzle N1 so as to surround the nozzle N1 from the nozzle opening N1-1 of the nozzle N1, 1 nozzle heating block 210 and the filament inlet N1-2 of the nozzle N1 to be connected to the nozzle N1 so as to enclose the nozzle N1 and to be in surface contact with the first nozzle heating block 210, And a second nozzle heating block 220 having a lower thermal conductivity than the thermal conductivity of the first nozzle heating block 210.

여기서, 제1 노즐 히팅 블록(210)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다. 제2 노즐 히팅 블록(220)은 타이타늄(Ti) 또는 스테인레스스틸(Stainless steel)로 이루어질 수 있다. 본 발명의 발명자는 제2 노즐 히팅 블록(220)이 타이타늄으로 이루어지고 제1 노즐 히팅 블록(210)이 구리(Cu)로 이루어진 경우, 제2 노즐 히팅 블록(220)으로 전달되는 열의 열전도도는 ASTM E1461(Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method) 규격에 따라 실험한 결과, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 62.519W/(m*K)인 것을 확인할 수 있었다. 그리고 제2 노즐 히팅 블록(220)이 타이타늄(Ti)으로 이루어지고 제1 노즐 히팅 블록(210)이 알루미늄(Al)으로 이루어진 경우, 제2 노즐 히팅 블록(220)으로 전달되는 열의 열전도도는 ASTM E1461(Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method) 규격에 따라 실험한 결과, 도 4에서 도시되는 바와 같이, 49.259W/(m*K)인 것을 확인할 수 있었다.Here, the first nozzle heating block 210 may be made of copper (Cu) or aluminum (Al). The second nozzle heating block 220 may be made of titanium (Ti) or stainless steel. The inventor of the present invention has found that when the second nozzle heating block 220 is made of titanium and the first nozzle heating block 210 is made of copper, the thermal conductivity of the heat transmitted to the second nozzle heating block 220 is As a result of an experiment according to ASTM E1461 (Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method) standard, it was confirmed that 62.519 W / (m * K) as shown in FIG. When the second nozzle heating block 220 is made of titanium and the first nozzle heating block 210 is made of aluminum, the thermal conductivity of the heat transferred to the second nozzle heating block 220 is ASTM As shown in FIG. 4, it was confirmed that the test result was 49.259 W / (m * K) according to E1461 (Standard Test Method for Thermal Diffusivity by the Flash Method).

제1 및 제2 노즐 히팅 블록(210,220)은 노즐(N1)에 승강 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 노즐 히팅 블록(210,220) 각각에는 암나사가 형성되고, 노즐(N1)의 외면에는 제1 및 제2 노즐 히팅 블록(210,220) 각각에 형성되는 암나사에 나사결합되는 수나사가 형성될 수 있다. 이에 따라, 노즐(N1)의 고온 부분의 길이를 조절할 수 있게 된다.The first and second nozzle heating blocks 210 and 220 may be vertically coupled to the nozzle N1. That is, the first and second nozzle heating blocks 210 and 220 are each provided with a female screw, and on the outer surface of the nozzle N1, a male screw is screwed to the female screw formed on each of the first and second nozzle heating blocks 210 and 220 . Thus, the length of the high temperature portion of the nozzle N1 can be adjusted.

3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200)은 제1 및 제2 노즐 히팅 블록(210,220)를 관통하거나 제1 및 제2 노즐 히팅 블록(210,220)들 사이에 삽입되어 온도를 감지하는 온도 감지 센서(HS)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 노즐 히팅 블록(210,220)의 온도를 정밀하게 제어할 수 있게 된다.The nozzle heating block 200 for a three-dimensional printer includes a temperature sensing sensor HS for sensing the temperature by passing through the first and second nozzle heating blocks 210 and 220 or inserted between the first and second nozzle heating blocks 210 and 220, ). Accordingly, the temperature of the first and second nozzle heating blocks 210 and 220 can be precisely controlled.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기의 작용 및 효과를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, operations and effects of a nozzle heating block for a three-dimensional printer and a three-dimensional printer having the nozzle heating block according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록 및 이를 구비한 3차원 프린터의 압출기의 작용 및 효과를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the operation and effects of a nozzle heating block for a three-dimensional printer and an extruder for a three-dimensional printer having the same according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제1 및 제2 노즐 히팅 블록(210,220)을 하강시킨 상태에서 필라멘트 공급부(120)가 노즐(N1)에 필라멘트(F1)를 밀어넣으면서 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200)이 히터(h)에 의해 노즐(N1)이 가열되면, 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200)의 히터(h)에서 발생한 열(H)이 제2 히팅 블록(220) 쪽보다 제1 노즐 히팅 블록(210)으로 더 많이 이동하게 되어 노즐(N1)의 고온 부분의 길이(D)가 최소화된다.5, when the filament supply part 120 pushes the filament F1 into the nozzle N1 while the first and second nozzle heating blocks 210 and 220 are lowered, the nozzle heating block 200 for a three- When the nozzle H1 is heated by the heater h, the heat H generated in the heater h of the nozzle heater block 200 for a three-dimensional printer is supplied to the first nozzle heating The block 210 is further moved to minimize the length D of the hot portion of the nozzle N1.

따라서 필라멘트(F1)를 노즐(N1)에 밀어넣는데에 힘이 적게 들고, 필라멘트(F1)의 압출을 용이하게 조절할 수 있게 되고, 노즐(N1)의 분사구(N1-1)가 막히는 것이 방지되고, 노즐(N1-1)에 필라멘트(F1)를 밀어줘야 하는 길이가 짧아져 필라멘트(F1)의 반응속도가 증가하게 된다.Therefore, the force for pushing the filament F1 to the nozzle N1 is small, the extrusion of the filament F1 can be easily controlled, the injection port N1-1 of the nozzle N1 is prevented from being clogged, The length required to push the filament F1 to the nozzle N1-1 is shortened and the reaction speed of the filament F1 increases.

또한, 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200)의 히터(h)에서 발생한 열(H)은 제2 히팅 블록(220) 쪽으로 적게 이동하게 됨으로써, 필라멘트(F1)가 노즐(N1)의 제2 노즐 히팅 블록(220) 쪽에서는 용융되지 않게 된다. 이에 따라, 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록(200)의 히터(h)가 정지된 경우에도 노즐(N1)이 용융된 필라멘트(F1)의 응고에 의해 막히는 것이 방지된다.The heat H generated in the heater h of the nozzle heating block 200 for a three-dimensional printer moves to the second heating block 220 to a small extent so that the filament F1 is moved to the second nozzle of the nozzle N1, And is not melted at the heating block 220 side. Accordingly, even when the heater h of the nozzle heating block 200 for a three-dimensional printer is stopped, the nozzle N1 is prevented from being clogged by the solidification of the melted filament F1.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100: 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록을 구비한 3차원 프린터의 압출기
110: 베이스
120: 필라멘트 공급부
200: 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록
210: 제1 노즐 히팅 블록
220: 제2 노즐 히팅 블록100: Extruder of a three-dimensional printer equipped with a nozzle heating block for a three-dimensional printer
110: Base
120: filament supply part
200: nozzle heating block for 3D printer
210: first nozzle heating block
220: second nozzle heating block

Claims (4)

노즐의 분사구 쪽에서 상기 노즐을 감싸도록 상기 노즐에 결합되고 내부에 히터가 삽입되어 결합된 제1 노즐 히팅 블록; 및
상기 노즐의 필라멘트 유입구 쪽에서 상기 노즐을 감싸도록 상기 노즐에 결합되면서 상기 제1 노즐 히팅 블록에 면접촉되게 결합되고, 상기 제1 노즐 히팅 블록의 열전도도보다 낮은 열전도도를 가진 제2 노즐 히팅 블록을 포함하는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록.A first nozzle heating block coupled to the nozzle so as to surround the nozzle at an injection port side of the nozzle and having a heater inserted therein; And
A second nozzle heating block having a lower thermal conductivity than that of the first nozzle heating block while being coupled to the nozzle so as to enclose the nozzle at the filament inlet of the nozzle and in surface contact with the first nozzle heating block, A nozzle heating block for a three-dimensional printer comprising: 제1항에 있어서,
상기 제1 노즐 히팅 블록은 구리 또는 알루미늄으로 이루어지고, 상기 제2 노즐 히팅 블록은 타이타늄 또는 스테인레스스틸로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록.The method according to claim 1,
Wherein the first nozzle heating block is made of copper or aluminum and the second nozzle heating block is made of titanium or stainless steel. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 노즐 히팅 블록은 상기 노즐에 승강 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록.The method according to claim 1,
Wherein the first and second nozzle heating blocks are vertically coupled to the nozzle. 필라멘트가 통과하는 필라멘트 통과 구멍이 형성된 베이스;
상기 베이스의 하부에 결합되고 노즐을 감싸도록 상기 노즐에 결합되는 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 따른 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록; 및
상기 베이스의 상부에 결합되어 상기 노즐에 필라멘트을 밀어넣는 필라멘트 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린터용 노즐 히팅 블록을 구비한 3차원 프린터의 압출기.
A base having a filament passage hole through which the filament passes;
The nozzle heating block for a three-dimensional printer according to any one of claims 1 to 3, which is coupled to a lower portion of the base and is coupled to the nozzle so as to surround the nozzle. And
And a filament supply unit coupled to an upper portion of the base to push the filament into the nozzle. The three-dimensional printer extruder according to claim 1,
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