KR20180103471A - 3D printing apparatus using selective electrochemical deposition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선택적 전기화학 전착을 이용한 3D 프린팅 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 전해액을 소정압력으로 분출시키는 노즐을 이용하여 기판에 금속원료를 선택적으로 전착시킴으로써, 기판에 적층되는 금속제품의 3D 프린팅 속도를 증대시킬 수 있는 3D 프린팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printing apparatus using selective electrochemical electrodeposition, and more particularly, to a 3D printing apparatus using selective electrochemical electrodeposition, in which a metal material is selectively electrodeposited on a substrate using a nozzle for ejecting an electrolyte at a predetermined pressure, The present invention relates to a 3D printing apparatus capable of increasing the size of a 3D printing apparatus.
3D 프린팅 기술은 3차원 설계 데이터를 기반으로 고분자 재료, 플라스틱 또는 금속분말 등의 소재를 적층하는 적층 제조법(additive manufacturing)을 사용함으로써, 실물 모형, 프로토타입(proto type), 툴(tool) 및 부품 등을 형상화하는 기술이다.The 3D printing technology is based on three-dimensional design data, and can be applied to a real model, a prototype, a tool, and a part by using an additive manufacturing method in which a material such as a polymer material, a plastic or a metal powder is laminated And so on.
3D 프린팅 방식으로는 사용되는 원료의 특성에 따라 액체 기반의 방식과 파우더 기반의 방식이 주로 사용되는데, 액체 기반의 방식은 액체 상태의 폴리머 합성수지를 이용하여 물체의 모양을 따라 한 층씩 적층한 후 적층된 구조물을 광경화시키는 과정을 거치는 방식이며, 파우더 기반 방식은 파우더 형태로 만들어진 금속 원료를 녹이거나 소결하는 과정을 거치는 방식이다.In the 3D printing method, a liquid-based method and a powder-based method are mainly used depending on the characteristics of a raw material to be used. In the liquid-based method, one layer is laminated by using a liquid polymer synthetic resin, And the powder-based method is a method of melting or sintering a metal raw material in powder form.
이중 원료로서 고분자 또는 플라스틱 등을 이용하는 3D 프린터는 액체 기반 방식으로 구현가능하여 널리 사용되고 있는 반면, 금속 원료의 경우에는 액체 기반 방식으로 구현이 어렵고 주로 파우더 기반 방식으로만 구현 가능하다는 점에서, 높은 소재가격, 복잡한 가공방법, 높은 소결 온도, 폭발 위험성 등의 이유로 플라스틱 원료를 이용한 3D 프틴터와 달리 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.3D printers using polymers or plastics as the raw materials are widely used because they can be implemented in a liquid-based manner, while metal materials are difficult to implement in a liquid-based manner and can be implemented mainly in a powder-based manner, Unlike a 3D plasticizer using plastic raw materials for reasons such as cost, complex processing method, high sintering temperature, and explosion risk, it is not widely used.
이러한 문제를 해결하기 위한 선행기술로서, 한국공개특허공보 제10-2015-0098947호에는 "전기 도금 방식을 이용한 3D 프린팅 장치 및 방법"이 개시된 바 있다.As a prior art for solving such a problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0098947 discloses a " 3D printing apparatus and method using an electroplating method ".
상기 선행기술에 따른 3D 프린팅 장치는 금속용액을 배출하는 프린팅 펜과 기판 사이에 금속용액의 메니스커스(meniscus)가 형성된 경우에 상기 메니스커스 내부로 전압을 인가함으로써, 메니스커스 내부의 금속이온을 기판상에 도금시키는 방식이다. The 3D printing apparatus according to the prior art applies a voltage to the inside of the meniscus when a meniscus of a metal solution is formed between the printing pen for discharging the metal solution and the substrate, Ions are plated on the substrate.
위와 같은 방식으로 이루어지는 선행기술에 따른 3D 프린팅 장치는, 종래 금속원료의 경우 주로 이용되던 파우더 기반 방식과 달리 금속재료를 소결하기 위한 고온 인가 과정이 필요하지 않다는 장점을 제공한다. The 3D printing apparatus according to the prior art provides an advantage that a high-temperature application process for sintering a metal material is not required unlike the powder-based method, which is conventionally used in the case of metal raw materials.
그러나 상기 선행기술에 따른 3D 프린팅 장치는 프린팅 펜과 기판 사이에 메니스커스가 형성된 상태에서만 기판에 도금이 이루어지는 방식이기 때문에, 비교적 큰 형상을 가지는 벌크 스케일(bulk scale)의 금속제품을 위한 3D 프린팅에는 적합하지 않다는 문제가 있다.However, in the 3D printing apparatus according to the prior art, since the substrate is plated only in the state in which the meniscus is formed between the printing pen and the substrate, the 3D printing for the bulk scale metal product having a relatively large shape There is a problem in that it is not suitable.
즉, 메니스커스는 표면장력에 기인한 모세관 현상에 의해서 상승 또는 하강한 관내의 액면 현상을 말하는 것으로, 메니스커스 내부로 공급되는 금속이온의 공급속도는 확산에 의해서만 이루어지기 때문에, 상기 선행기술과 같이 메니스커스가 형성된 상태에서만 기판에 도금이 이루어지게 되면, 기판에 적층되는 금속제품의 3D 프린팅 속도 또한 금속이온의 확산속도에 의존할 수밖에 없으며, 따라서 상기 선행기술에 따른 3D 프린팅 장치는 프린팅 속도가 매우 느려서 비교적 큰 형상을 가지는 벌크 스케일(bulk scale)의 금속제품을 위한 3D 프린팅에는 적합하지 않다. That is, the meniscus refers to the liquid surface phenomenon in the tube which is raised or lowered by the capillary phenomenon due to the surface tension. Since the supply rate of the metal ions supplied into the meniscus is made only by the diffusion, If the substrate is plated only in the state where the meniscus is formed, the 3D printing speed of the metal product stacked on the substrate also depends on the diffusion speed of the metal ions. Therefore, in the 3D printing apparatus according to the prior art, Is so slow that it is not suitable for 3D printing for bulk scale metal products having relatively large shapes.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속재료를 소결하기 위한 고온 인가 과정이 필요하지 않으면서도, 기판에 적층되는 금속제품의 3D 프린팅 속도를 증대시킬 수 있는 3D 프린팅 장치를 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a 3D printing apparatus capable of increasing the 3D printing speed of a metal product stacked on a substrate without requiring a high temperature application process for sintering a metal material.
본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 도금조(plating bath); 전해액(electrolyte)이 저장되는 저장부(reservoir); 상기 도금조 내부에 위치하는 기판(substrate); 단부에 구비된 노즐(nozzle)을 통해 소정 압력으로 상기 기판에 상기 전해액을 분출(jet)하는 노즐어셈블리(nozzle assembly); 상기 저장부에 저장된 전해액을 소정 압력으로 상기 노즐어셈블리로 공급하는 제1펌프; 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 도금조 내부로 공급하는 제2펌프; 상기 노즐을 통해 분출된 전해액과, 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조로 공급된 전해액을 상기 저장부로 배출시키는 배출부; 상기 노즐을 통해 분출되는 전해액과 접점을 갖는 제1전극, 상기 기판을 제2전극으로 하여, 상기 노즐을 통해 분출되는 전해액에 전압 또는 전류를 인가함으로써, 상기 분출되는 전해액의 분출면에 대응하는 상기 기판 영역에 전착영역을 형성하는 전원공급부; 3D 프린팅하고자 하는 금속제품의 3D 프린팅 데이터가 입력되는 입력부; 상기 노즐어셈블리를 이동시켜 상기 전해액이 분출되는 노즐의 위치를 변경하는 구동부; 및 상기 입력부에서 입력된 3D 프린팅 데이터에 따라 상기 구동부와 상기 전원공급부를 제어하여 상기 기판에 전착되는 상기 전착영역을 선택적으로 적층시키는 제어부;를 포함할 수 있다. A 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plating bath; A reservoir for storing an electrolyte; A substrate positioned within the plating bath; A nozzle assembly for jetting the electrolyte onto the substrate at a predetermined pressure through a nozzle provided at an end of the nozzle assembly; A first pump for supplying the electrolyte stored in the storage unit to the nozzle assembly at a predetermined pressure; A second pump for supplying the electrolytic solution stored in the storage unit into the plating tank; A discharging unit for discharging the electrolytic solution sprayed through the nozzle and the electrolytic solution supplied to the plating tank by the second pump to the storage unit; A first electrode having a contact with an electrolyte sprayed through the nozzle; and a second electrode having a contact with the electrolyte, wherein a voltage or current is applied to the electrolyte sprayed through the nozzle, A power supply part forming an electrodeposition area in a substrate area; An input unit for inputting 3D printing data of a metal product to be 3D-printed; A driving unit for moving the nozzle assembly to change a position of a nozzle through which the electrolyte is ejected; And a control unit for controlling the driving unit and the power supply unit according to the 3D printing data input from the input unit to selectively stack the electrodeposition area to be electrodeposited on the substrate.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 도금조 내측에는 상기 도금조 외벽의 상단보다 소정높이 낮은 높이로 형성되어 상기 도금조에 채워지는 전해액이 오버플로우(overflow) 되는 격벽이 구비되고, 상기 배출부는, 상기 도금조 하부에 구비되어 상기 노즐을 통해 분출된 전해액과 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조 내부로 공급된 전해액이 배출되는 제1배출구와, 상기 격벽 위로 오버플로우된 전해액이 흐르는 오버플로우 유로와, 상기 제1배출구로 배출된 전해액과 상기 오버플로우 유로로 유입된 전해액을 상기 저장부로 배출하는 제2배출구를 포함할 수 있다. In the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, a partition wall is formed on the inner side of the plating vessel at a height lower than the upper end of the outer wall of the plating vessel by a predetermined height to overflow the electrolyte filled in the plating vessel. The discharge unit includes a first discharge port provided under the plating tank and through which the electrolyte is ejected through the nozzle and an electrolyte solution supplied into the plating tank by the second pump is discharged, And a second discharge port for discharging the electrolytic solution discharged to the first discharge port and the electrolytic solution flowing into the overflow channel to the storage section.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 격벽은 상기 외벽의 내측에 상기 외벽과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며, 상기 공간의 단면은 원형 또는 타원형의 형상으로 이루어질 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a 3D printing apparatus, wherein the partition wall forms a separate space inside the outer wall with a predetermined distance from the outer wall, wherein the space has a circular or oval shape Lt; / RTI >
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 제2펌프에서 공급되는 전해액이 상기 도금조 내부로 유입되는 유입구가 상기 도금조 밑면에 구비될 수 있다. In the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, an inlet through which the electrolyte supplied from the second pump flows into the plating vessel may be provided on the bottom surface of the plating vessel.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 유입구의 끝단에는 상기 유입구를 통해 상기 도금조 내부로 유입되는 전해액을 분산시키는 분산기가 구비될 수 있다. In addition, the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention may be provided with a disperser at an end of the inlet to disperse an electrolyte flowing into the plating vessel through the inlet.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 도금조 내부에 채워진 전해액의 수위를 감지하는 수위감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 수위감지부의 감지에 따라 상기 제2펌프를 제어하여 상기 도금조 내부의 전해액 수위를 조절할 수 있다. In addition, the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a water level sensing unit for sensing a level of the electrolyte filled in the plating tank, and the control unit controls the second pump according to the sensing of the water level sensing unit. So that the level of the electrolytic solution in the plating bath can be adjusted.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 제어부는 상기 도금조 내부의 전해액 수위가 상기 노즐의 끝단부보다 소정높이 더 높은 상태를 유지하도록 상기 제2펌프를 제어할 수 있다.In the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the controller may control the second pump so that the level of the electrolyte in the plating vessel is higher than the end of the nozzle by a predetermined height.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 수위감지부는 상기 노즐어셈블리 또는 상기 노즐의 외측에 상기 노즐의 끝단부보다 소정높이 더 높은 위치에 구비되어 상기 도금조에 채워진 전해액을 감지하는 센서를 포함할 수 있다. In the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the level sensing unit may be disposed outside the nozzle assembly or the nozzle at a position higher than the end of the nozzle by a predetermined height to sense the electrolyte filled in the plating tank Sensor.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조 내부에 채워진 전해액의 수위를 조절하는 수위조절부를 더 포함할 수 있다. In addition, the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a water level adjusting unit for adjusting a water level of the electrolytic solution filled in the plating tank by the second pump.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 수위조절부는 상기 도금조 외벽의 내측에 상기 외벽과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며 높이 조절이 가능한 벨로우즈(bellowse) 형태의 격벽을 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a 3D printing apparatus, wherein the water level adjusting unit forms a separate space in a state of being spaced apart from the outer wall by a predetermined distance on the inner side of the outer wall of the plating tank and has a bellow shape As shown in FIG.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 수위조절부는 상기 도금조 외벽의 내측에 상기 외벽과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며 수직방향으로 길게 형성된 개구부를 가지는 격벽과, 상기 개구부에 높이조절이 가능하도록 구비되는 게이트 부재를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a 3D printing apparatus, wherein the water level adjusting unit forms a separate space inside the outer wall of the plating vessel at a predetermined distance from the outer wall, And a gate member that is adjustable in height in the opening.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는, 상기 저장부와 상기 노즐어셈블리 사이에 구비되어 상기 제1펌프에 의해 상기 노즐어셈블리로 공급되는 전해액의 온도를 조절하는 제1 온도조절부와, 상기 저장부와 상기 도금조 사이에 구비되어 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조 내부로 공급되는 전해액의 온도를 조절하는 제2온도조절부를 더 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a 3D printing apparatus comprising: a first temperature regulating unit provided between the storage unit and the nozzle assembly for controlling a temperature of an electrolyte supplied to the nozzle assembly by the first pump; And a second temperature adjusting unit provided between the storage unit and the plating bath to adjust the temperature of the electrolyte supplied into the plating bath by the second pump.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시 예에 따른 선택적 전기화학 전착을 이용한 3D 프린팅 장치는, 전해액을 소정압력으로 분출시키는 노즐을 이용하여 기판에 금속 원료를 선택적으로 전착시킴으로써, 금속재료를 소결하기 위한 고온 인가 과정이 필요하지 않으면서도 기판에 적층되는 금속제품의 3D 프린팅 속도를 증대시킬 수 있다.The 3D printing apparatus using selective electrochemical electrodeposition according to an embodiment of the present invention having the above-described structure selectively deposits a metal raw material on a substrate using a nozzle for ejecting an electrolyte at a predetermined pressure, It is possible to increase the 3D printing speed of the metal product stacked on the substrate without requiring a high-temperature application process.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 선택적 전기화학 전착을 이용한 3D 프린팅 장치는, 기 형성된 전착층이 전해액에 침지된 상태를 유지할 수 있어서, 상기 기 전착층의 표면이 공기 중에 노출되어 발생하는 산화에 의한 부식과, 노즐을 통해 분출된 전해액의 흐름에 의해 용해(dissolution)되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the 3D printing apparatus using selective electrochemical electrodeposition according to an embodiment of the present invention can maintain a state in which the pre-formed electrodeposited layer is immersed in an electrolyte, so that the surface of the electrodeposited layer is exposed to air It is possible to prevent dissolution by the flow of the electrolytic solution ejected through the nozzle.
본 발명에 따른 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위와 상세한 설명의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects according to the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims and the detailed description It will be possible.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도 이고,
도 3은 도 1에 따른 3D 프린팅 장치의 개략적인 구성도이고,
도 4는 도 2에서 전착영역이 소정높이 이상으로 적층된 상태를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 도금조의 개략적인 단면도이고,
도 7은 도 6에 따른 도금조의 개략적인 평면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 개략적인 구성도이고,
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 수위감지부를 설명하기 위한 도면이고,
도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 수위조절부를 설명하기 위한 도면이고,
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수위조절부를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a schematic view of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is an enlarged view of a portion 'A' in FIG. 1,
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the 3D printing apparatus according to FIG. 1,
FIG. 4 is a view showing a state where the electrodeposition area is stacked at a predetermined height or more in FIG. 2,
5 is a schematic view of a 3D printing apparatus according to another embodiment of the present invention,
6 is a schematic cross-sectional view of a plating bath according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a schematic plan view of the plating bath according to FIG. 6,
8 is a schematic configuration diagram of a 3D printing apparatus according to another embodiment of the present invention,
9 is a view for explaining a water level sensing unit according to an embodiment of the present invention,
10 and 11 are views for explaining a water level adjusting unit according to an embodiment of the present invention,
12 to 14 are views for explaining a water level adjusting unit according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
또한, 첨부 도면에서, 두께 및 크기는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이며, 따라서 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 두께에 의해 제한되지 않는다. Also, in the accompanying drawings, thickness and size are exaggerated for the sake of clarity of the description, and thus the present invention is not limited by the relative size or thickness shown in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도 이고, 도 3은 도 1에 따른 3D 프린팅 장치의 개략적인 구성도이다. FIG. 1 is a schematic view of a 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a 3D printing apparatus according to FIG. to be.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 도금조(plating bath)(100), 도금조(100) 내부에 위치하는 기판(20), 기판(20)을 지지하는 지지부(25), 단부에 노즐(34)이 구비된 노즐어셈블리(30), 전원공급부(40), 제어부(50), 입력부(52), 구동부(54), 전해액(12)을 저장하는 저장부(reservoir)(60), 제1펌프(70), 도금조(100) 하부에 구비되는 배출구(101)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 3, a
노즐어셈블리(30)는 단부에 구비된 노즐(34)을 통해 소정의 압력으로 기판(20)으로 전해액(12)을 분출(jet)한다. The
이와 같이, 전해액(12)이 노즐(34)을 통해 소정 압력으로 분출하게 되면, 기판(20)으로 향하는 전해액(12)은 대략 직진성을 가지게 된다.Thus, when the
그러면, 도 2에서 보이는 바와 같이, 노즐(34)을 통해 분출된 전해액(12)의 분출면이 기판(20)에 닿게 되는 영역(14)은 대략 노즐(34)의 끝단부(37) 크기에 대응하는 크기를 가질 수 있다.2, the
전원공급부(40)는 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)과 접점을 갖는 제1전극(42), 기판(20)을 제2전극(43)으로 하여, 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)에 전압 또는 전류를 인가한다.The
그러면, 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)에 포함된 금속이온은 전해액(12)의 분출면이 기판(20)에 닿게 되는 영역(14)에만 선택적으로 전착(deposition)이 이루어질 수 있게 된다.The metal ions contained in the
즉, 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 전원공급부(40)에 의해 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 분출면이 기판(20)에 닿는 영역(14)에만 전착이 이루어지는 전착영역(14)을 형성할 수 있다.That is, in the
여기서, 상기 전착영역(14)은 3D 프린팅을 위한 단위 전착영역일 수 있으며, 상기 단위 전착영역(14)의 면적은 노즐(34)의 끝단부(37) 단면의 크기 또는 노즐(34)의 끝단부(37)와 기판(20) 사이의 간격에 의해 결정될 수 있다.The area of the
예를 들어, 노즐(34)의 끝단부(37) 단면의 크기가 클수록 상기 단위 전착영역(14)의 면적은 넓어질 수 있다. 노즐(34)의 끝단부(37) 단면의 크기가 크면, 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 분출면의 크기가 커지기 때문이다. For example, the larger the size of the cross section of the
또한, 노즐(34) 끝단부(37) 단면의 크기가 동일한 경우에는 노즐(34)의 끝단부(37)와 기판(20) 사이의 간격이 클수록 상기 단위 전착영역(14)의 면적은 넓어질 수 있다. 상기 간격이 크면, 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)은 기판(20) 도달시까지 퍼지게 되면서, 기판(20)에 닿게 되는 상기 전해액(12)의 분출면은 노즐(34) 끝단부(37) 단면의 크기보다 커질 수 있기 때문이다.The area of the
입력부(52)는 3D 프린팅하고자 하는 금속제품의 3D 프린팅 데이터가 입력되는 구성으로, 상기 3D 프린팅 데이터는 상기 단위 전착영역(14)으로 금속제품을 3D 프린팅할 수 있는 노즐(34)의 평면상 경로(path)데이터를 포함할 수 있다.The
구동부(54)는 전해액(12)이 분출되는 노즐(34)의 위치가 변경되도록 노즐어셈블리(30)를 이동시키는 구성이다.The
예를 들어, 구동부(54)는 노즐(34)이 입력부(52)에서 입력된 평면상 경로데이터를 따라 움직일 수 있도록 노즐어셈블리(30)의 평면상 위치를 이동시킬 수 있으며, 또한 전착영역(14)의 적층 높이가 높아짐에 따라 노즐(34)의 높이가 높아질 수 있도록 노즐어셈블리(30)를 수직이동 시킬 수 있다. For example, the
제어부(50)는 입력부(52)에서 입력된 3D 프린팅 데이터에 따라 전원공급부(40)와 구동부(54)를 제어하여 기판(20)에 전착되는 전착영역(14)을 선택적으로 적층시키는 구성이다.The
예를들어, 제어부(50)는 노즐(34)이 입력부(52)에서 입력된 평면상 경로데이터를 따라 이동할 수 있도록 구동부(54)를 구동하여 노즐어셈블리(30)의 평면상 위치를 제어할 수 있으며, 또한 기판(20)에 전착되는 전착영역(14)이 선택적으로 형성될 수 있도록 전원공급부(40)를 제어할 수 있으며, 또한 전착영역(14)의 적층 높이가 높아짐에 따라 노즐(34)의 높이가 높아질 수 있도록 구동부(54)를 구동하여 노즐어셈블리(30)의 높이를 제어할 수 있다.For example, the
제1펌프(70)는 저장부(60)에 저장된 전해액(12)을 소정의 압력으로 노즐어셈블리(30)로 공급하는 구성으로, 제1펌프(70)에 의해 소정압력으로 노즐어셈블리(30)로 공급된 전해액(12)은 단부에 구비된 노즐(34)을 통해 소정의 압력으로 기판(20)으로 대략 직진성을 가지며 분출될 수 있다. 그리고 노즐(34)을 통해 분출된 전해액(12)은 기판(20)에 선택적으로 전착되어 전착영역(14)을 형성한 이후 도금조(100) 하부에 구비된 배출구(101)를 통해 배출되어 저장부(60)로 다시 저장될 수 있다.The
즉, 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 노즐(34)을 통해 소정압력으로 분출되는 전해액(12)의 금속이온이 기판(20)에 선택적으로 전착되어 전착영역(14)을 형성하며, 전해액(12)의 금속이온 농도가 기 설정된 금속이온 임계치(하한치)에 도달할 때까지 계속해서 전해액(12)을 순환시키도록 구성될 수 있다.That is, in the
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 압력을 감지하는 압력센서(74)를 더 포함하고, 제어부(50)는 압력센서(74)의 감지 결과에 따라 제1펌프(70)를 제어하여 상기 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 압력을 조절할 수 있다.The
예를들어, 입력부(52)를 통해 입력된 3D 프린팅 데이터는 전해액(12)의 분출압력범위 정보를 포함할 수 있으며, 제어부(50)는 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 분출압력이 상기 3D 프린팅 데이터에 포함된 분출압력범위를 유지할 수 있도록 압력센서(74)의 감지결과로부터 제1펌프(70)를 제어할 수 있다.For example, the 3D printing data input through the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)에 의하면, 전해액(12)이 소정압력으로 계속해서 분출되면서 기판(20)상에 금속원료가 선택적으로 전착됨에 따라 금속제품의 3D 프린팅이 이루어지기 때문에, 메니스커스(meniscus)가 형성된 경우에만 도금이 이루어지는 선행기술(한국공개특허공보 제10-2015-0098947호)과 비교하여 기판(20)에 적층되는 금속제품의 3D 프린팅 속도를 현저히 증대시킬 수 있으며, 그에 따라 본 발명에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 비교적 큰 형상을 가지는 벌크 스케일(bulk scale)의 금속제품을 위한 3D 프린팅에도 적용될 수 있다.As described above, according to the
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)와 같이, 노즐(34)을 통해 소정압력으로 분출되는 전해액(12)이 기판(20)과 닿는 영역 즉, 전착영역(14)에만 선택적으로 전착되는 방식에 의한 3D 프린팅에서는, 상기 전착영역(14)에서 이루어지는 전착이 균일한 두께와 면적으로 정밀하게 이루어지도록 하는 것이, 형성하고자 하는 금속제품의 3D 프린팅의 품질을 결정하는 중요한 요소가 된다.In the
즉, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)에 있어서, 금속제품의 3D 프린팅 품질 향상을 위해서는 전착영역(14)이 균일한 두께와 면적으로 정밀하게 이루어지도록 할 필요가 있으며, 이를 위해서는 노즐(34)을 통해 소정압력으로 분출되는 전해액(12)의 금속이온 농도, 압력, 온도, 노즐(34)의 끝단부(37)와 기판(20) 사이의 간격 등을 3D 프린팅하고자 하는 금속제품의 3D 형상, 기판(20)에 전착되는 소재의 조직, 기계적 성질, 조성 등과 같은 목표특성, 전해액의 종류 등에 따라 정밀하게 조절할 필요가 있다.That is, in the
특히, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)에서와 같이, 제1펌프(70)에 의해 전해액(12)을 순환시키는 구성에서는, 순환되는 전해액(12)의 온도가 쉽게 변할 수 있기 때문에, 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 온도를 그 전해액(12)의 종류에 따라 전착이 원활하게 발생할 수 있는 온도 범위로 조절할 필요가 있다.Particularly, in the configuration in which the
이를 위해, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 저장부(60)와 노즐어셈블리(30) 사이에 구비되어 제1펌프(70)에 의해 노즐어셈블리(30)로 공급되는 전해액(12)의 온도를 조절하는 제1온도조절부(80)를 더 포함할 수 있다. The
제1온도조절부(80)는 전해액(12)이 순환되는 이동통로인 배관(17)의 소정부위를 둘러싸도록 구비되어 상기 배관(17)으로 이동되는 전해액(12)을 가열 또는 냉각할 수 있는 열전장치(thermoelectric device)로 구성될 수 있다.The first
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 배관(17)을 통해 순환하는 전해액(12)의 온도를 감지하는 온도센서(83)를 더 포함할 수 있다.The
이때, 제어부(50)는 온도센서(83)의 감지 결과에 따라 제1온도조절부(80)를 제어하여 노즐(34)을 통해 기판(20)으로 분출되는 전해액(12)의 온도를 조절할 수 있다. The
예를들어, 입력부(52)를 통해 입력된 3D 프린팅 데이터는 전해액(12)의 종류에 따라 전착이 원활하게 발생할 수 있는 전해액(12)의 온도범위 정보를 포함할 수 있으며, 제어부(50)는 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 온도가 상기 3D 프린팅 데이터에 포함된 온도범위를 유지할 수 있도록 온도센서(83)의 감지결과로부터 제1온도조절부(80)를 제어할 수 있다. For example, the 3D printing data input through the
상기 전해액(12)의 종류에 따른 온도범위 정보는, 니켈합금 전해액의 경우에는 대략 35 ~ 55°일 수 있으며, 구리합금 전해액의 경우에는 대략 0 ~ 25°일 수 있다.The temperature range information according to the type of the
온도센서(83)는 제1온도조절부(80)에 의해 가열 또는 냉각된 전해액(12)의 온도를 측정할 수 있도록 제1온도조절부(80)의 출구 측에 위치할 수도 있으며(도 1 참조), 또는 노즐(34)을 통해 분출하는 전해액(12)의 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 노즐(34) 단부에 위치할 수도 있으며, 본 발명은 그에 한정하지 않는다.The
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 저장부(60)에 저장된 전해액(12)의 온도를 가열하여 일정한 온도를 유지시키는 히터(heater)(64)를 더 포함할 수 있다.The
상기 히터(64)에 의해 저장부(60)에 저장된 전해액(12)의 온도를 일정하게 유지시키면, 제1온도조절부(80)에서의 전해액(12)의 온도 조절이 보다 쉽게 이루어질 수 있다.The temperature of the
도 4는 도 2에서 전착영역이 소정높이 이상으로 적층된 상태를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a state in which the electrodeposition region is stacked at a predetermined height or more in FIG.
도 4에서 보이는 바와 같이, 전착영역(14)이 소정높이로 적층된 경우에는 노즐(34) 끝단부(37)의 높이가 전착영역(14)의 적층 높이만큼 높아질 수 있다. 4, when the
예를 들어, 제어부(50)는 전착영역(14)이 적층됨에 따라 구동부(54)를 구동하여 노즐어셈블리(30)를 수직이동시킬 수 있다. 그러면, 노즐(34) 끝단부(37)의 높이는 전착영역(14)의 적층 높이만큼 높아질 수 있으며, 그에 따라 전착영역(14)의 상단면(15)과 노즐(34) 끝단부(37)의 간격은 일정하게 유지될 수 있다. For example, the
한편, 도 4에서 보이는 바와 같이, 본 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는, 기 전착층(17)의 표면이 공기 중에 노출됨에 따라 산화에 의해 부식되거나, 전착영역(14)으로 분출되어 흐르는 전해액(12)에 접촉되어 용해(dissolution)되는 문제가 있다.4, in the
이하 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 본 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는 상기 실시 예에서의 문제점 즉, 상기 기 전착층(17)의 표면이 공기 중에 노출되어 산화에 의해 부식되거나, 전해액(12) 흐름에 의해 용해(dissolution)되는 문제점을 방지하기 위한 것으로서, 이하에서는 상기 문제점을 해결하기 위한 구성에 대해서만 상세히 설명하기로 하며, 기타 다른 구성에 대한 상세한 설명과 도면부호는 상기 실시 예에서의 상세한 설명과 도면부호를 원용한다.Hereinafter, a 3D printing apparatus according to another embodiment of the present invention will be described in detail. However, the 3D printing apparatus according to the present embodiment has a problem in that the surface of the
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 5 is a schematic view of a 3D printing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 도금조(100) 내부를 전해액(12)으로 채우기 위한 제2펌프(72)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
즉, 본 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 상기 실시 예와 비교하여, 저장부(60)에 저장된 전해액(12)을 노즐어셈블리(30)로 공급하기 위한 제1펌프(70)와 별도로 저장부(60)에 저장된 전해액(12)을 도금조(100) 내부로 공급하기 위한 제2펌프(72)를 더 포함할 수 있다.That is, the
또한, 본 실시 예에 따른 배출부(110)는 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)과, 제2펌프(72)에 의해 도금조(100) 내부로 공급된 전해액(12)을 저장부(60)로 배출시킨다.The discharging
따라서, 본 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)에 있어서, 도금조(100)에 채워지는 전해액(12)의 수위는, 제1펌프(70)에 의해 노즐어셈블리(30)로 공급되어 노즐(34)을 통해 소정압력으로 분출되는 전해액(12)의 공급량과, 제2펌프(70)에 의해 도금조(100)로 공급되는 전해액의 공급량과, 배출부(110)를 통해 배출되는 전해액 배출량에 의해 결정될 수 있다.Therefore, in the
이때, 도금조(100) 내부는 제2펌프(72)에 의해 쉽게 전해액(12)으로 채워질 수 있으며, 도금조(100) 내부가 전해액(12)으로 채워진 상태에서 3D 프린팅이 이루어지면, 기 형성된 전착층(17)은 전해액(12)에 침지될 수 있기 때문에, 상기 기 전착층(17)이 공기 중에 노출됨에 따라 발생하는 산화에 의한 표면 부식을 방지할 수 있다.In this case, the interior of the
또한, 도금조(100) 내부가 전해액(12)으로 채워진 상태에서 전착영역(14) 형성을 위한 전류 또는 전압을 인가하게 되면, 도금조(100)에 채워진 전해액(12)에는 미세한 전류가 흐르게 되기 때문에, 전착영역(14)으로 분출되어 기 전착층(17)으로 흐르는 전해액(12)에 의한 상기 기 전착층(17) 표면의 용해(dissolution) 현상도 방지할 수 있게 된다.When a current or voltage for forming the
또한, 본 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 저장부(60)와 도금조(100) 사이에 구비되어 제2펌프(72)에 의해 상기 도금조(100) 내부로 공급되는 전해액의 온도를 조절하는 제2온도조절부(85)를 더 포함할 수 있다. The
그러면, 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)의 온도뿐만 아니라 도금조(100)에 채워지는 전해액(12)의 온도도 제어할 수 있게 되며, 그에 따라 보다 원활하고 정밀한 전해액 온도 조절이 가능해 질 수 있다. Thus, not only the temperature of the
제2온도조절부(85)의 구체적인 구성은 제1온도조절부(85)의 구성과 동일한 구성을 가질 수 있으며, 따라서 이에 대한 상세한 설명은 상기 실시 예에서의 제1온도조절부(85)에 대한 상세한 설명을 원용한다. The detailed configuration of the
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 도금조의 개략적인 단면도이고, 도 7은 도 6에 따른 도금조의 개략적인 평면도이다.FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a plating bath according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a schematic plan view of a plating bath according to FIG.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 따른 도금조(100)에는 제2펌프(72)에서 공급되는 전해액이 도금조(100) 내부로 유입되는 유입구(104)가 구비될 수 있다.6 and 7, the
상기 유입구(104)는 도금조(100)의 측면에 구비될 수도 있지만, 본 실시 예에서와 같이, 도금조(100) 밑면에 구비됨이 바람직하다. 이는 상기 유입구(104)로 유입되는 전해액에 의해 도금조(100) 내부에 불필요한 전해액(12) 흐름이 발생하는 것을 최소화하기 위한 것이다.The
전해액(12)이 채워진 도금조(100) 내부에는 노즐(34)을 통해 소정압력으로 분출되는 전해액(12)이 존재하며, 상기 분출되는 전해액(12)에는 전착영역(14) 형성을 위한 전류 또는 전압이 가해지며, 또한 가해진 전류 또는 전압에 의해 도금조(100)에 내부에 채워진 전해액(12)에는 미세한 전류가 흐르는 상태가 되는데, 이러한 상태에서 유입구(104)로 유입되는 전해액으로 인하여 도금조(100) 내부에 불필요한 전해액(12) 흐름이 발생하게 되면, 균일한 전착영역(14) 형성에 악영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 전기화학적 반응이 발생하여 원하지 않는 영역에 불필요한 전착이 이루어질 수 있어서 바람직하지 않다.An
또한, 상기 유입구(104)의 끝단에는 유입구(104)를 통해 도금조(100) 내부로 유입되는 전해액을 분산시키는 분산기(107)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 분산기(107)는 끝단에 다수의 작은 홀을 가지는 샤워 헤드(shower head) 형태로 이루어질 수 있다.A
이와 같이, 유입구(104)의 끝단에 분산기(107)가 구비되면, 유입구(104)를 통해 도금조(100)로 유입되는 전해액은 분산되어 흩어지게 되면서, 상기 유입구(104)로 유입되는 전해액에 의한 도금조(100) 내부에서의 불필요한 전해액(12) 흐름을 더욱 최소화시킬 수 있다. When the
한편, 본 실시 예에 따른 도금조(100)의 내측에는 외벽(102)보다 소정높이만큼 낮은 높이를 가지는 격벽(120)이 구비될 수 있다.Meanwhile, a
또한, 본 실시 예에 따른 배출부(110)는 도금조(100) 하부에 구비되어 노즐(34)을 통해 분출된 전해액(12)과 제2펌프(72)에 의해 도금조(100) 내부로 공급된 전해액(12)이 배출되는 제1배출구(112)와, 격벽(120) 위로 오버플로우된 전해액이 흐르는 오버플로우 유로(114)와, 제1배출구(112)로 배출된 전해액과 오버플로우 유로(114)로 유입된 전해액을 저장부(60)로 배출하는 제2배출구(115)를 포함할 수 있다. The discharging
상기 격벽(120)과 상기 배출부(110)의 구성은 제2펌프(72)에 의한 전해액 공급으로 도금조(100) 내부에 채워지는 전해액(12)이 외벽(102) 외부로 오버플로우 되는 것을 방지하기 위한 것이다.The
또한, 도 7에서 보이는 바와 같이, 상기 격벽(120)은 외벽(102)의 내측에 상기 외벽(102)과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간(125)을 형성하며, 상기 공간의 단면은 원형 또는 타원형으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 공간(125)은 노즐(34)을 통해 분출되는 전해액(12)과 제2펌프(72)에 의해 공급되는 전해액이 채워지는 공간이다.7, the
이와 같이, 격벽(120)에 의해 형성된 공간(125)의 단면이 원형 또는 타원형의 형상을 가지면, 격벽(120) 위로 오버플로우 되는 전해액 흐름으로 인한 상기 공간(125) 내부에서의 불필요한 전해액(12) 흐름 발생을 최소화시킬 수 있다. If the end face of the
즉, 유입구(104)로 유입되는 전해액 흐름이 상기 공간(125) 내부에서의 불필요한 전해액(12) 흐름을 발생시키는 것과 마찬가지로, 격벽(120) 위로 오버플로우 되는 전해액 흐름 또한 상기 공간(125) 내부에서의 불필요한 전해액(12) 흐름을 발생시킬 수 있는데, 도 7에서 보이는 바와 같이, 격벽(120)에 의해 형성된 공간(125)의 단면이 원형 또는 타원형의 형상을 가지면, 위와 같은 불필요한 전해액(12) 흐름을 최소화시킬 수 있다. That is to say that the electrolyte flow that overflows the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 개략적인 구성도이다.8 is a schematic block diagram of a 3D printing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(10)는 도금조(100) 내부에 채워진 전해액(12)의 수위를 감지하는 수위감지부(130)와, 도금조(100) 내부에 채워지는 전해액(12)의 수위를 조절하는 수위조절부(140)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the
이때, 제어부(50)는 수위감지부(130)의 감지에 따라 제2펌프(72) 또는 수위조절부(140)를 제어하여 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위를 조절할 수 있다. At this time, the
또한, 제어부(50)는 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위가 노즐(34)의 끝단부(37)보다 소정높이 더 높은 상태를 유지하도록 제2펌프(72) 또는 수위조절부(140)를 제어할 수 있다. The
도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위가 노즐(34)의 끝단부(37)보다 낮으면, 노즐(34)의 끝단부(37)로부터 분출되는 전해액(12)이 상기 수위 표면에 의해 방해를 받게 되므로 바람직하지 않다. 반대로, 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위가 너무 높으면, 노즐어셈블리(30)의 많은 부분이 전해액(12)에 침지됨에 따라 부식에 의한 노즐어셈블리(30)의 내구성에 문제가 발생할 수 있으며, 또한 도금조(100) 내부를 채우기 위한 전해액이 많이 필요하게 되므로 바람직하지 않다. When the level of the
또한, 본 실시 예에 따른 노즐(34)은 전착영역(14)이 적층됨에 따라 노즐(34) 끝단부(37)의 높이가 점점 높아지므로, 제어부(50)는 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위가 상기 노즐(34) 끝단부(37)의 높이가 높아짐에 따라 점점 높아지도록 수위감지부(130)의 감지에 따라 제2펌프(72) 또는 수위조절부(140)를 제어할 수 있다. The height of the
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 수위감지부를 설명하기 위한 도면이다. 9 is a view for explaining a water level sensing unit according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 수위감지부(130)는 노즐어셈블리(30) 또는 노즐(34)의 외측에 상기 노즐(34)의 끝단부(37)보다 소정높이 더 높은 위치에 구비되어 전해액을 감지하는 센서(134)를 포함할 수 있다. 9, the water
이와 같이, 상기 전해액 감지 센서(134)가 노즐어셈블리(30) 또는 노즐(34)의외측에 노즐(34)의 끝단부(37)보다 소정높이 더 높은 위치에 구비되면, 제어부(50)는 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위가 상기 노즐(34)의 끝단부(37)보다 소정높이 더 높은 상태를 유지하도록 상기 센서(134)의 감지에 따라 제2펌프(72) 또는 수위조절부(140)를 제어할 수 있다. If the
예를 들어, 제어부(50)는 센서(134)에 의해 전해액이 감지된 경우에는 제2펌프(72)의 작동을 중지시키고, 상기 전해액의 감지가 해제된 경우에는 다시 제2펌프(72)를 작동시킴으로써, 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위가 상기 노즐(34)의 끝단부(37)보다 소정높이 더 높은 상태를 유지하도록 제2펌프(72)를 제어할 수 있다.For example, when the electrolyte is detected by the
특히, 상기 센서(134)가 노즐어셈블리(30) 또는 노즐(34)의 외측에 구비되기 때문에, 전착영역(14)이 적층됨에 따라 구동부(54)에 의해 노즐(34) 끝단부(37)의 높이가 높아지더라도, 제어부(50)는 상기 센서(134)의 감지에 따라 제2펌프(72) 또는 수위조절부(140)를 제어함으로써, 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위가 상기 높아진 노즐(34) 끝단부(37)보다 소정높이 더 높은 상태를 유지하도록 조절할 수 있다. Particularly, since the
다른 실시 예로, 상기 수위감지부(130)는 도금조(100) 내부에 채워지는 전해액(12) 수위를 직접 촬영하여 감지하는 카메라를 포함할 수도 있다. In another embodiment, the water
도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 수위조절부를 설명하기 위한 도면이다. 10 and 11 are views for explaining a water level adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 따른 수위조절부(140)는 도금조(100) 외벽(102)의 내측에 상기 외벽(102)과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며, 높이 조절이 가능한 벨로우즈(bellowse) 형태의 격벽(142)을 포함할 수 있다. 10 and 11, the water
그러면, 도 10에서 보이는 바와 같이, 격벽(142)의 높이를 조절함에 따라, 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위를 조절할 수 있다.Then, as shown in FIG. 10, the water level of the
그리고 상기 벨로우즈 형태의 격벽(142) 위로 오버플로우 된 전해액은 배출부(110)의 오버플로우 유로(114)와 제2배출구(115)를 통해 저장부(60)로 배출될 수 있다. The electrolytic solution overflowed onto the bellows-shaped
이때, 상기 격벽(142)에 의해 형성된 공간의 단면은 원형 또는 타원형으로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 상기 격벽(142)에 의해 형성된 공간의 단면이 원형 또는 타원형의 형상을 가지면, 상기 격벽(142) 위로 오버플로우 되는 전해액 흐름으로 인한 상기 공간 내부에서의 불필요한 전해액(12) 흐름 발생을 최소화시킬 수 있다. In this case, the cross section of the space formed by the
또한, 상기 수위조절부(140)는 상기 벨로우즈 형태의 격벽(142)의 높이를 조절하는 높이조절장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. The water
그러면, 도 11에서 보이는 바와 같이, 제어부(50)는 상기 센서(124)와 같은 수위감지부(120)의 감지에 따라 상기 높이조절장치를 제어하여 상기 벨로우즈 형태의 격벽(142)의 높이를 조절함으로써, 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위를 노즐(34)의 끝단부(37)보다 소정높이 높은 상태를 유지할 수 있다. 11, the
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수위조절부를 설명하기 위한 도면이다. 12 to 14 are views for explaining a water level adjusting unit according to another embodiment of the present invention.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 실시 예에 따른 수위조절부(140)는 도금조(100) 외벽(102)의 내측에 상기 외벽(102)과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며, 수직방향으로 길게 형성된 개구부(145)를 가지는 격벽(143)과, 상기 개구부(145)에 높이조절이 가능하도록 구비되는 게이트 부재(147)를 포함할 수 있다. 12 to 14, the water
그러면, 도 12에서 보이는 바와 같이, 게이트 부재(147)의 높이를 조절함에 따라, 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위를 조절할 수 있다.Then, as shown in FIG. 12, the height of the
그리고 상기 게이트 부재(147) 위로 오버플로우 된 전해액은 배출부(110)의 오버플로우 유로(114)와 제2배출구(115)를 통해 저장부(60)로 배출될 수 있다. The electrolytic solution overflowed onto the
이때, 상기 격벽(143)에 의해 형성된 공간의 단면은 원형 또는 타원형으로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 상기 격벽(143)에 의해 형성된 공간의 단면이 원형 또는 타원형의 형상을 가지면, 상기 격벽(143) 위로 오버플로우 되는 전해액 흐름으로 인한 상기 공간 내부에서의 불필요한 전해액(12) 흐름 발생을 최소화시킬 수 있다. In this case, the cross section of the space defined by the
또한, 상기 수위조절부(140)는 상기 게이트 부재(147)의 높이를 조절하는 높이조절장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. The water
그러면, 도 14에서 보이는 바와 같이, 제어부(50)는 상기 센서(124)와 같은 수위감지부(120)의 감지에 따라 상기 높이조절장치를 제어하여 상기 게이트 부재(147)의 높이를 조절함으로써, 도금조(100) 내부의 전해액(12) 수위를 노즐(34)의 끝단부(37)보다 소정높이 높은 상태를 유지할 수 있다. 14, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전해액을 소정압력으로 분출시키는 노즐을 이용하여 기판에 금속원료를 선택적으로 전착시킴으로써, 기판에 적층되는 금속제품의 3D 프린팅 속도를 증대시킬 수 있는 3D 프린팅 장치에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.As described above, the present invention relates to a 3D printing apparatus capable of increasing the 3D printing speed of a metal product stacked on a substrate by selectively depositing a metal material on a substrate using a nozzle for ejecting an electrolyte at a predetermined pressure It is to be understood that the embodiments may be embodied in various forms. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and all changes which can be made by those skilled in the art are also within the scope of the present invention.
10 : 3D 프린팅 장치
12 : 전해액
14 : 전착영역
20 : 기판
30 : 노즐어셈블리
34 : 노즐
40 : 전원공급부
42 : 제1전극
43 : 제2전극
50 : 제어부
52 : 입력부
54 : 구동부
60 : 저장부
70 : 제1펌프
72 : 제2펌프
74 : 압력센서
80 : 제1온도조절부
83 : 온도센서
85 : 제2온도조절부
100 : 도금조
102: 외벽
104 : 유입구
107 : 분산기
110 : 배출부
112 : 제1배출구
114 : 오버플로우 유로
115 : 제2배출구
120 : 격벽
130 : 수위감지부
134 : 센서
140 : 수위조절부10: 3D printing device 12: electrolyte
14: electrodeposition region 20: substrate
30: nozzle assembly 34: nozzle
40: power supply unit 42: first electrode
43: second electrode 50:
52: input unit 54:
60: storage part 70: first pump
72: second pump 74: pressure sensor
80: first temperature regulator 83: temperature sensor
85: second temperature regulator
100: plating tank 102: outer wall
104: inlet 107: disperser
110: discharging part 112: first discharging port
114: overflow channel 115: second outlet
120: partition wall 130:
134: sensor 140:
Claims (12)
전해액(electrolyte)이 저장되는 저장부(reservoir);
상기 도금조 내부에 위치하는 기판(substrate);
단부에 구비된 노즐(nozzle)을 통해 소정 압력으로 상기 기판에 상기 전해액을 분출(jet)하는 노즐어셈블리(nozzle assembly);
상기 저장부에 저장된 전해액을 소정 압력으로 상기 노즐어셈블리로 공급하는 제1펌프;
상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 도금조 내부로 공급하는 제2펌프;
상기 노즐을 통해 분출된 전해액과, 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조로 공급된 전해액을 상기 저장부로 배출시키는 배출부;
상기 노즐을 통해 분출되는 전해액과 접점을 갖는 제1전극, 상기 기판을 제2전극으로 하여, 상기 노즐을 통해 분출되는 전해액에 전압 또는 전류를 인가함으로써, 상기 분출되는 전해액의 분출면에 대응하는 상기 기판 영역에 전착영역을 형성하는 전원공급부;
3D 프린팅하고자 하는 금속제품의 3D 프린팅 데이터가 입력되는 입력부;
상기 노즐어셈블리를 이동시켜 상기 전해액이 분출되는 노즐의 위치를 변경하는 구동부; 및
상기 입력부에서 입력된 3D 프린팅 데이터에 따라 상기 구동부와 상기 전원공급부를 제어하여 상기 기판에 전착되는 상기 전착영역을 선택적으로 적층시키는 제어부;를 포함하는 3D 프린팅 장치.A plating bath;
A reservoir for storing an electrolyte;
A substrate positioned within the plating bath;
A nozzle assembly for jetting the electrolyte onto the substrate at a predetermined pressure through a nozzle provided at an end of the nozzle assembly;
A first pump for supplying the electrolyte stored in the storage unit to the nozzle assembly at a predetermined pressure;
A second pump for supplying the electrolytic solution stored in the storage unit into the plating tank;
A discharging unit for discharging the electrolytic solution sprayed through the nozzle and the electrolytic solution supplied to the plating tank by the second pump to the storage unit;
A first electrode having a contact with an electrolyte sprayed through the nozzle; and a second electrode having a contact with the electrolyte, wherein a voltage or current is applied to the electrolyte sprayed through the nozzle, A power supply part forming an electrodeposition area in a substrate area;
An input unit for inputting 3D printing data of a metal product to be 3D-printed;
A driving unit for moving the nozzle assembly to change a position of a nozzle through which the electrolyte is ejected; And
And a control unit controlling the driving unit and the power supply unit according to the 3D printing data input from the input unit to selectively stack the electrodeposition area to be electrodeposited on the substrate.
상기 도금조 내측에는 상기 도금조 외벽의 상단보다 소정높이만큼 낮은 높이로 형성되어 상기 도금조에 채워지는 전해액이 오버플로우(overflow) 되는 격벽이 구비되고,
상기 배출부는,
상기 도금조 하부에 구비되어 상기 노즐을 통해 분출된 전해액과 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조 내부로 공급된 전해액이 배출되는 제1배출구와,
상기 격벽 위로 오버플로우된 전해액이 흐르는 오버플로우 유로와,
상기 제1배출구로 배출된 전해액과 상기 오버플로우 유로로 유입된 전해액을 상기 저장부로 배출하는 제2배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plating vessel is provided at its inner side with a partition wall which is formed at a height lower than the upper end of the outer wall of the plating vessel by a predetermined height to overflow the electrolyte filled in the plating vessel,
The discharge portion
A first discharge port provided below the plating vessel and through which the electrolyte is ejected through the nozzle and the electrolyte supplied into the plating vessel by the second pump,
An overflow passage through which the electrolytic solution overflows over the partition,
And a second outlet for discharging the electrolytic solution discharged to the first discharge port and the electrolytic solution flowing into the overflow channel to the storage part.
상기 격벽은 상기 외벽 내측에 상기 외벽과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며, 상기 공간의 단면은 원형 또는 타원형의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the partition wall forms a separate space inside the outer wall with a predetermined distance from the outer wall, and the space has a circular or elliptical shape in cross section.
상기 제2펌프에서 공급되는 전해액이 상기 도금조 내부로 유입되는 유입구가 상기 도금조 밑면에 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.The method according to claim 1,
And an inlet port through which the electrolyte supplied from the second pump flows into the plating vessel is provided on the bottom surface of the plating vessel.
상기 유입구의 끝단에는 상기 유입구를 통해 상기 도금조 내부로 유입되는 전해액을 분산시키는 분산기가 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.5. The method of claim 4,
And a disperser for dispersing an electrolyte flowing into the plating vessel through the inlet is provided at an end of the inlet.
상기 3D 프린팅 장치는 상기 도금조 내부에 채워진 전해액의 수위를 감지하는 수위감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 수위감지부의 감지에 따라 상기 제2펌프를 제어하여 상기 도금조 내부의 전해액 수위를 조절하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.The method according to claim 1,
The 3D printing apparatus may further include a water level sensing unit for sensing a water level of the electrolyte filled in the plating tank,
Wherein the controller controls the level of the electrolyte in the plating tank by controlling the second pump according to the detection of the level sensing unit.
상기 제어부는 상기 도금조 내부의 전해액 수위가 상기 노즐의 끝단부보다 소정높이 더 높은 상태를 유지하도록 상기 제2펌프를 제어하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.The method according to claim 6,
Wherein the control unit controls the second pump so that the level of the electrolytic solution in the plating tank is higher than the end of the nozzle by a predetermined height.
상기 수위감지부는 상기 노즐어셈블리 또는 상기 노즐의 외측에 상기 노즐의 끝단부보다 소정높이 더 높은 위치에 구비되어 상기 도금조에 채워진 전해액을 감지하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the level sensing unit includes a sensor disposed at an outer side of the nozzle assembly or the nozzle at a predetermined height higher than an end of the nozzle to sense the electrolyte filled in the plating tank.
상기 3D 프린팅 장치는 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조 내부에 채워진 전해액의 수위를 조절하는 수위조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.The method according to claim 1,
Wherein the 3D printing apparatus further comprises a water level adjusting unit for adjusting a water level of the electrolytic solution filled in the plating tank by the second pump.
상기 수위조절부는 상기 도금조 외벽의 내측에 상기 외벽과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며 높이 조절이 가능한 벨로우즈(bellowse) 형태의 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the water level adjusting part includes a bellow-shaped partition wall which is formed on the inside of the outer wall of the plating vessel so as to be spaced apart from the outer wall by a predetermined distance and is adjustable in height.
상기 수위조절부는 상기 도금조 외벽의 내측에 상기 외벽과 소정거리 이격된 상태로 별도의 공간을 형성하며 수직방향으로 길게 형성된 개구부를 가지는 격벽과, 상기 개구부에 높이조절이 가능하도록 구비되는 게이트 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the water level adjusting part includes a partition wall having an opening formed in a vertical direction and forming a separate space inside the outer surface of the plating vessel so as to be spaced apart from the outer wall by a predetermined distance and a gate member provided to adjust the height of the opening, Wherein the 3D printing device is a 3D printing device.
상기 3D 프린팅 장치는 상기 저장부와 상기 노즐어셈블리 사이에 구비되어 상기 제1펌프에 의해 상기 노즐어셈블리로 공급되는 전해액의 온도를 조절하는 제1 온도조절부와, 상기 저장부와 상기 도금조 사이에 구비되어 상기 제2펌프에 의해 상기 도금조 내부로 공급되는 전해액의 온도를 조절하는 제2온도조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린팅 장치.
The method according to claim 1,
The 3D printing apparatus includes a first temperature regulating unit provided between the storage unit and the nozzle assembly for regulating the temperature of the electrolyte supplied to the nozzle assembly by the first pump, And a second temperature controller for controlling the temperature of the electrolyte supplied to the plating vessel by the second pump.
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KR101390391B1 (en) * | 2012-05-21 | 2014-05-27 | 엔젯 주식회사 | Apparatus for printing on 3-dimensional surface using electrohydrodynamic force |
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KR101593219B1 (en) * | 2014-02-21 | 2016-02-11 | 한국전기연구원 | 3d printing apparatus and method using electroplating |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110230078A (en) * | 2019-06-17 | 2019-09-13 | 南京航空航天大学 | The micro- increasing material manufacturing method of constrained electric field dynamic regulation electrochemistry |
KR102382806B1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-04-08 | (주)애니캐스팅 | 3D printing apparatus performing gap control using pulse peak for selective electrochemical additive manufacturing |
KR102392199B1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-04-28 | (주)애니캐스팅 | method for controlling 3D printing apparatus using selective electrochemical additive manufacturing |
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