KR20180088964A - 3d 프린터 출력물의 자동 탈거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치에 관한 것으로서, 프레임, 프레임 상에서 X, Y, Z축으로 이동 가능한 프린터 헤드, 프린터 헤드를 구동하는 구동 기구, 출력물 소재를 용융 상태로 토출하며 프린터 헤드에 부착되는 노즐, 및 노즐로부터 출력물 소재가 토출되어 출력물을 형성하는 베드를 포함하는 3D 프린터에 장착되고, 베드에서 출력물이 탈거되는 방향으로 이동 가능하게 프레임에 결합되고 베드의 평면 상에서 이동하는 이송 바아; 이송 바아를 왕복 구동하는 바아 구동 수단; 및 베드로부터 이탈하는 출력물이 놓이며 출력물의 파손을 방지하도록 신축성을 갖는 소재로 형성되는 받침대를 포함하여 구성되는 것이다.

Description

3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치{AUTO DESORPTION DEVICE FOR OUTPUT OF A 3D PRINTER}

본 발명은 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 3D 프린터에서 출력되는 물품을 3D 프린터로부터 자동으로 탈거하여 주는 장치에 관한 것이다.

최근 3D 프린터에 관한 기술 수준이 급속도로 높아짐에 따라 그 활용 분야가 넓어지며 관련 시장이 급격히 확대되고 있다.

3D 프린터는 시작품의 생산에만 머물러 있었으나 최근에는 휴대폰 케이스, 자동차, 가전, 의료기기, 완구, 방위산업, 신발 산업 등을 포함한 다양한 산업 분야에서 널리 맞춤형 제품의 제조 등에 널리 이용되고 있다.

이러한 급속한 성장 속에 수많은 회사에서 3D프린터 개발을 진행하고 있으나 대부분의 기술은 3D 프린터의 출력 기술, 외형의 간소화, 대형화 등 개발자의 시각에서 개발이 진행되고 있다.

공개특허공보 제10-2016-0082294호(문헌 1)은 서포터 자동 제거 장치가 구비되는 3D 프린터에 관한 발명을 개시하는데, 이 문헌 1의 발명은 설치면에 지지되게 배치되는 프레임; 프레임에 설치되어, 서포터물질과 성형재료를 각각 토출하여 3D 출력 완성제품과 서포터를 형성시키는 노즐헤드; 노즐헤드를 x-y-z방향으로 이송시키는 노즐헤드이송기구; 상기 프레임 일측에 배치되며, 상측방향에는 용매가 공급되도록 용매공급튜브가 구비되고, 하측방향에는 상기 용매에 의하여 용해된 상기 서포터물질이 밖으로 배출되는 용매배출튜브가 구비되는 가변형수조; 상기 가변형수조를 상하방향으로 높이를 가변시키는 가변형수조가동기구; 및 상기 노즐헤드와 노즐헤드이송기구, 그리고 가변형수조가동기구를 제어하는 제어신호가 생성되는 제어부를 포함한다.

또한, 공개특허공보 제10-2014-0036285호(문헌 2)는 3D 프린터 액상소재용 카트리지 및 압출 장치에 관한 것으로서, 카트리지(3)를 장착한 압출장치(2)가 프레임(1)의 상부에 배치되어 X축 구동모터(4)에 의해 좌우방향으로 위치조절되며, 상기 압출장치(2)에 대하여 Y축으로 위치조절을 하는 Y축 모터를 탑재하여 전,후방으로 위치조절되는 한편, 프레임(1)의 하부에 배치되어 있는 Z축 구동모터(6)에 의해 상하로 위치조절되며 출력물을 안착시키는 작업대(5)를 포함한다.

문헌 1과 문헌 2의 발명과 같이, 최근에 3D 프린터에 대한 기술은 출력 품질을 포함한 다양한 기술이 개발되고 있지만, 상대적으로 사용자의 편의를 위한 기능 개선은 아직까지 불충분한 현실이다.

용융 퇴적 모델링(Fused Deposition Modeling, FDM) 방식의 3D 프린터는 출력할 물품의 소재를 필라멘트 형태로 구비하고 이를 용융시켜서 한층 한층 퇴적하여 물품의 형태를 구현하는 방식의 3D 프린터인데, 이러한 유형의 3D 프린터에서 주로 발생하는 가장 큰 문제점은 출력물의 결착 현상이다.

레벨링의 상태에 따라 출력물이 베드에서 떨어지는 현상이 빈번하게 나타나고 특히 큰 형태의 출력물을 출력하다가 도중에 떨어질 경우 시간적으로 상당한 손해를 끼치기도 한다.

공개특허공보 제10-2016-0082294호(문헌 1) 공개특허공보 제10-2014-0036285호(문헌 2)

본 발명은 전술한 3D 프린터의 출력상의 문제점을 고려하여 3D 프린터에서 출력이 완료된 후에 출력물을 자동으로 탈거하여 주는 장치를 제공하려는 것이다.

전술한 본 발명의 해결 과제는, 본 발명에 따른 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치는 프레임, 프레임 상에서 X, Y, Z축으로 이동 가능한 프린터 헤드, 프린터 헤드를 구동하는 구동 기구, 출력물 소재를 용융 상태로 토출하며 프린터 헤드에 부착되는 노즐, 및 노즐로부터 출력물 소재가 토출되어 출력물을 형성하는 베드를 포함하는 3D 프린터에 장착되는 것이다.

본 발명의 탈거 장치는 베드에서 출력물이 탈거되는 방향으로 이동 가능하게 프레임에 결합되고 베드의 평면 상에서 이동하는 이송 바아; 이송 바아를 왕복 구동하는 바아 구동 수단; 및 베드로부터 이탈하는 출력물이 놓이며 출력물의 파손을 방지하도록 탄력성을 갖는 소재로 형성되는 받침대를 포함하여 구성된다.

이러한 본 발명의 탈거 장치가 장착되는 3D 프린터는 노즐로부터 필라멘트가 용융된 수지가 토출되면서 응고되고 노즐이 부착된 프린터 헤드가 출력하고자 하는 출력물의 형상에 따라 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 이동함으로써 출력물을 형성하는 방식의 것이다.

본 발명의 자동 탈거 장치는 별도의 프레임이나 하우징에 장착되는 것이 아니고 3D 프린터의 프레임과 베드에 장착되어 작동한다.

3D 프린터가 작동하여 베드 상에서 출력물을 완성하면, 베드 상에서 일측에 배치되는 바아가 출력물이 배출되는 방향으로 이동한다. 완성 상태에서 베드 상에 놓이는 출력물은 바아에 의해 밀려서 베드의 외부로 이탈된다.

베드의 출구 밖에는 탄력성을 갖는 소재의 받침대가 구비되어, 바아에 의해 밀려나는 출력물은 받침대로 낙하하고, 받침대의 탄력성에 의해 파손되지 않고 받침대 위에 놓이게 되어 3D 프린터로부터 탈거된다.

이와 같이, 본 발명의 구성에 따르면, 3D 프린터에 의한 출력물의 출력이 완료되면 작업자가 출력물을 파지하여 베드로부터 탈거하지 않고 베드의 평면 상에서 이동하는 이송 바아에 의해 베드로부터 이탈하여 사람이 파지하기 좋은 위치로 제거되므로 출력물의 탈거가 자동으로 이루어지고, 베드에서 출력물을 사람이 직접 탈거하는 데 따른 손상이 방지된다.

특히, 본 발명의 자동 탈거 장치는 3D 프린터와 별개로 형성되지 않고 3D 프린터에 장착되며 특히 통상의 3D 프린터의 구성을 변경하는 일이 없이 3D 프린터의 프레임에 장착될 수 있으므로, 자동 탈거 장치의 설치를 위해 통상의 3D 프린터의 구조를 크게 변경하는 일이 없이 제조될 수 있고, 더욱이, 3D 프린터의 작동을 방해하는 일이 없이 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 부가적 특징에 따르면, 본 발명의 자동 탈거 장치에서 출력물이 탈거되는 방향은 3D 프린터의 X 방향 또는 Y 방향으로 되는 것이 바람직하다.

3D 프린터의 프레임은 프린터 헤드의 이동 방향에 맞추어 X축 방향과 Y축 방향으로 배치되는 소재들로 이루어지고, 본 발명의 자동 탈거 장치는 3D 프린터의 프레임과 베드 위에 설치되는 것이므로, 본 발명의 탈거 장치에서 이송 바아 역시 프레임의 소재들의 배치 방향, 즉 프린터 헤드의 평면 상에서의 이동 방향 중의 어느 한 방향으로 이동하는 것이 구성을 간단하게 해준다.

한편, 본 발명의 부가적 특징으로서, 3D 프린터의 프레임에는 출력물을 촬영하고 그 완성 상태를 모니터링하는 카메라가 부착되는 것인 바람직하다

본 발명의 자동 탈거 장치는 3D 프린터에 장착되어 3D 프린터의 제어 모듈에 의해 함께 제어되는 것이 바람직하고, 그와 같이 구성되는 경우에는 별도의 카메라가 필요 없을 수도 있으나, 자동 탈거 장치를 별도로 제어하는 경우에는 카메라에 의해 출력물을 완성 상태를 모니터링하고 출력물을 탈거하도록 본 발명의 탈거 장치의 이송 바아를 작동시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 탈거 장치가 배치되는 3D 프린터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 탈거 장치가 배치되는 3D 프린터에서 자동 탈거 장치가 작동하는 상태를 보여주는 사시도이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터의 출력물의 자동 탈거 장치의 구성과 작용을 설명한다.

도 1 및 도 2에는 본 실시예의 자동 탈거 장치가 설치되어 있는 3 D 프린터를 도시하고 있다.

본 실시예의 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치가 장착되어 있는 3D 프린터는, 프레임(1), 프레임 상에서 X, Y, Z축으로 이동 가능한 프린터 헤드(2), 프린터 헤드를 구동하는 구동 기구, 출력물 소재를 용융 상태로 토출하며 프린터 헤드에 부착되는 노즐, 및 노즐로부터 출력물 소재가 토출되어 출력물을 형성하는 베드(3) 및 베드를 프레임에 장착하여 주는 장착대(4)를 포함하여 구성되어 있다.

본 실시예의 탈거 장치는 베드에서 출력물이 탈거되는 방향으로 이동 가능하게 프레임(1)에 결합되고 베드(3)의 평면 상에서 이동하는 이송 바아(5)와 이송 바아를 왕복 구동하는 바아 구동 수단(미도시), 및 베드로부터 이탈하는 출력물이 놓이며 출력물의 파손을 방지하도록 탄력성을 갖는 소재로 형성되는 받침대(6)를 포함하여 구성되어 있다.

이러한 본 실시예의 탈거 장치가 장착되는 3D 프린터는 노즐로부터 필라멘트가 용융된 수지가 베드(3)에 토출되면서 응고되고 노즐이 부착된 프린터 헤드(2)가 출력하고자 하는 출력물의 형상에 따라 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 이동함으로써 출력물(6)을 형성한다.

본 실시예의 자동 탈거 장치는 3D 프린터의 프레임(1)과 베드(3)에 장착되어 작동하게 구성되어 있다다.

3D 프린터가 작동하여 베드(3) 상에서 출력물(6)을 완성하면, 베드 상에서 일측에 배치되는 이송 바아(5)가 출력물(6)이 배출되는 방향으로 이동한다. 완성 상태에서 베드(3) 상에 놓인 출력물(6)은 이송 바아(5)에 의해 밀려서 베드(3)의 외부로 이탈된다.

베드(3)의 출구 밖에는 탄력성을 갖는 소재의 받침대(7)가 구비되어 있어서, 이송 바아(5)에 의해 밀려나는 출력물(6)은 받침대(6)로 낙하하고, 받침대(6)의 탄력성에 의해 파손되지 않고 받침대(6) 위에 놓이게 되어 3D 프린터로부터 탈거된다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 3D 프린터에 의한 출력물의 출력이 완료되면 작업자가 출력물을 파지하여 베드로부터 탈거하지 않고 베드의 평면 상에서 이동하는 이송 바아에 의해 베드로부터 이탈하여 사람이 파지하기 좋은 위치로 제거되므로 출력물의 탈거가 자동으로 이루어지고, 베드에서 출력물을 사람이 직접 탈거하는 데 따른 손상이 방지된다.

이와 같이, 본 실시예의 탈거 장치는 3D 프린터와 별개로 형성되지 않고 3D 프린터에 장착되어 있어서 3D 프린터의 구성을 변경하는 일이 없이 3D 프린터의 프레임에 장착되어 있다.

한편, 본 실시예에서 이송 바아(5)에 의해 출력물이 탈거되는 방향은 3D 프린터의 X 방향이어서, 이송 바아의 구동 수단은 프레임(1)에 장착되어 프레임 소재의 방향을 따라 이송 바아를 구동하게 된다.

한편, 본 실시예에서 3D 프린터의 프레임(1)에는 출력물을 촬영하고 그 완성 상태를 모니터링하는 카메라(6)가 부착되어 있다.

본 실시에의 탈거 장치에서 이송 바아(5)의 이동을 제어하는 제어 모듈(미도시)는 3D 프린터의 제어 모듈과 별개로 마련되어 있어서, 카메라(8)가 출력물(6)을 촬영하고 그 영상을 제어 모듈에 전송하면 제어 모듈은 이 영상으로부터 출력물이 완성된 것을 확인하고 이송 바아(5)를 작동시킨다.

그러나, 이러한 본 실시예의 구성과 달리, 이송 바아(50의 작동을 제어하는 제어 모듈을 별도로 형성하지 않고 3D 프린터의 제어 모듈이 이송 바아(5)의 작동을 제어하도록 구성할 수도 있으며, 그와 같은 경우에는 카메라(8)을 설치하지 않고, 제어 모듈에서 출력물의 출력이 완료되면 이송 바아를 가동하여 출력물을 탈거할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치의 구성과 작동을 설명하였으며, 이는 본 발명의 하나의 구현예에 불과하고, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 아니하고, 특허청구범위에 기재한 범위에서 다양한 수정과 변형 및 구성 요소의 부가가 가능하다.

1: 프레임 2: 프린터 헤드
3: 베드 5: 이송 바아
8: 카메라

Claims (3)

1. 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치로서,
   프레임, 프레임 상에서 X, Y, Z축으로 이동 가능한 프린터 헤드, 프린터 헤드를 구동하는 구동 기구, 출력물 소재를 용융 상태로 토출하며 프린터 헤드에 부착되는 노즐, 및 노즐로부터 출력물 소재가 토출되어 출력물을 형성하는 베드를 포함하는 3D 프린터에 장착되고,
   베드에서 출력물이 탈거되는 방향으로 이동 가능하게 프레임에 결합되고 베드의 평면 상에서 이동하는 이송 바아;
   이송 바아를 왕복 구동하는 바아 구동 수단; 및
   베드로부터 이탈하는 출력물이 놓이며 출력물의 파손을 방지하도록 신축성을 갖는 소재로 형성되는 받침대
   를 포함하여 구성되는 것인, 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   출력물이 탈거되는 방향은 3D 프린터의 X 방향 또는 Y 방향인 것인, 3D 프린터 출력물의 자동 탈거 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   3D 프린터의 프레임에는 출력물을 촬영하고 그 완성 상태를 모니터링하는 카메라가 부착되는 것인 자동 탈거 장치.

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