KR20180128117A - Automatic grinding powder feeder system using mesh structure and negative pressure for 3d printer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an automatic powder pulverizing and feeding apparatus using a mesh structure and negative pressure of a 3D printer. The automatic powder pulverizing and feeding apparatus according to the present invention includes: a powder storing unit for storing metal powder materials; a forming unit for stacking the metal powder materials and forming output by irradiating high power laser to the metal powder materials received from the powder storing unit; and a powder supply unit connected between the powder storing unit and the forming unit to supply the metal powder materials stored in the powder storing unit to the forming unit. The powder supply unit includes: a mesh structure mounted such that the metal powder materials collide and are pulverized; and a negative pressure providing means for forming negative pressure inside the powder supply unit to pulverize the metal powder materials supplied to the forming unit.

Description

3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치{Automatic grinding powder feeder system using mesh structure and negative pressure for 3d printer}[0001] The present invention relates to a mesh-type structure of a 3D printer and an automatic grinding powder feeder system using negative pressure,

본 발명은 3D 프린터에 관한 것으로서, 특히 출력물이 출력되는 조형부에 금속분말 소재를 공급하는 3D 프린터의 분말 공급 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 3D printer, and more particularly, to a powder supply device for a 3D printer that supplies a metal powder material to a shaping part for outputting an output.

일반적으로 3D 프린터는 CAD와 같은 설계 프로그램을 사용하여 디자인 하고, 설계 데이터를 바탕으로 3차원 구조물을 만드는 기계이다. Generally, a 3D printer is a machine that designs using a design program such as CAD, and creates a three-dimensional structure based on the design data.

3D 프린터 관련 기술과 서비스의 규모는 매년 증가추세이며 3D프린터가 각광받는 이유는 의료와 산업, 항공 등 다양한 분야에서 응용되고 있으며 복잡한 구조물도 3D 프린터의 사용으로 간단하게 제조 가능하기 때문이다. 3D printer-related technologies and services are increasing in size every year, and the reason why 3D printers are popular is that they are applied in various fields such as medical, industrial, and aviation, and complex structures can be manufactured simply by using 3D printers.

3D 프린터 중에서 DED(Direct Energy Deposition) 및 PBF(Powder Bed Fusion) 방식은 분말을 기반형으로 하는 3D 프린터 방식이며, 분말 소재는 가스 아토마이저 방식 등으로 급랭하여 구형화된 분말을 대부분 사용한다. DED/PBF 방식은 고출력 레이저를 조사하여 수십 ㎛의 분말소재가 순간적으로 소결(Sintering) 또는 용융(Melting)되는 과정을 반복하여 적층하는 방식으로 3D 모델을 프린팅 하게 된다. Among 3D printers, Direct Energy Deposition (DED) and Powder Bed Fusion (PBF) methods are based on powder-based 3D printers. Powder materials are quenched by gas atomization method to use mostly spherical powder. In the DED / PBF method, a 3D model is printed by irradiating a high-power laser to repeatedly sinter or melt the powder material of several tens of 탆 instantaneously.

이러한 DED/PBF 방식의 3D프린터는 원료인 금속분말소재를 저장하는 분말 저장부, 고출력 레이저를 조사하여 소재를 적층하고 출력물을 조형하는 조형부, 분말 저장부에 저장되어 있는 분말소재를 조형부에 공급해주는 분말 공급부로 이루어진다.Such a DED / PBF type 3D printer includes a powder storage part for storing metal powder material as a raw material, a shaping part for laminating the material by irradiating a high power laser to form an output product, and a powder part for supplying powdered material stored in the powder storage part to the shaping part And a powder supply unit.

그러나, 상기와 같은 DED/PBF 방식의 3D 프린터는 수십 ㎛의 분말소재를 사용하므로 분말이 고르게 분포되면서 공급되어야 하지만, 분말 저장부에서 분말이 오랜 시간동안 저장되어 있으면 온도 및 습도 등에 의해 분말간의 응집력이 발생하고, 이로 인해 분말끼리 엉키거나 뭉쳐지는 현상이 나타나 프린팅 작업이 원활하게 진행되지 못하고, 이에 따라 출력물의 조형성 및 기기의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.However, since the DED / PBF type 3D printer as described above uses a powder material of several tens of micrometers, the powder must be supplied while being evenly distributed. However, if the powder is stored for a long time in the powder storage part, The powder tends to be entangled or agglomerated. As a result, the printing operation can not proceed smoothly, resulting in poor formability of the output product and reliability of the device.

이상 설명한 배경기술의 내용은 이 건 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The contents of the background art described above are technical information that the inventor of the present application holds for the derivation of the present invention or acquired in the derivation process of the present invention and is a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention I can not.

한국 등록특허 1646773호(2016.08.02)Korea Patent No. 1646773 (2016.08.02) 일본 등록특허 5757961호(2015.6.12)Japanese Patent No. 5757961 (June 5, 2015)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금속분말 공급관에 음압을 제공함과 아울러 메쉬를 구비하여 응집된 분말을 분쇄하도록 구성함으로써 균일한 분말 공급으로 소재 공급의 효율성을 향상시키고 출력물의 품질 향상에 기여할 수 있는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치를 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a metal powder feed pipe with a negative pressure and a mesh to crush agglomerated powder, The present invention provides a mesh-type structure of a 3D printer capable of contributing to the improvement of productivity and a powder automatic grinding and feeding apparatus using negative pressure.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치는, 금속분말 소재를 저장하는 분말 저장부와, 상기 분말 저장부로부터 공급받은 금속분말 소재에 고출력 레이저를 조사하여 금속분말 소재를 적층하고 출력물을 조형하는 조형부와, 상기 분말 저장부와 상기 조형부 사이에 연결되어 분말 저장부에 저장되어 있는 금속분말 소재를 조형부에 공급하는 분말 공급부를 포함하고; 상기 분말 공급부는, 금속분말 소재가 충돌하여 분쇄되도록 설치되는 메쉬 구조체와, 상기 조형부로 공급되는 금속분말 소재를 분쇄하도록 분말 공급부 내에 음압을 형성하는 음압 제공 수단을 포함한 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a mesh-type structure of a 3D printer and a powder automatic grinding and supply apparatus using negative pressure, comprising: a powder storage part for storing a metal powder material; And a powder supply unit connected between the powder storage unit and the shaping unit to supply a metal powder material stored in the powder storage unit to the shaping unit; The powder supply unit includes a mesh structure that is installed to collide and crush the metal powder material and a negative pressure providing unit that forms a negative pressure in the powder supply unit to crush the metal powder material supplied to the shaping unit.

상기 분말 공급부는 상기 분말 저장부와 조형부 사이에 연결되어 금속분말 소재가 이동하는 분말 공급관을 포함하고, 상기 메쉬 구조체는 상기 분말 공급관에 다수의 메쉬가 서로 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.Preferably, the powder supply part includes a powder supply pipe connected between the powder storage part and the shaping part to move the metal powder material, and the mesh structure is provided with a plurality of meshes spaced from each other in the powder supply pipe.

상기 메쉬 구조체는, 다수의 메쉬가 동일하게 형성되되, 앞쪽 메쉬에 대하여 뒤쪽 메쉬가 원주 방향으로 일정 각도 회전된 상태로 배치될 수 있다.The mesh structure may have a plurality of meshes formed in the same manner, and the rear meshes may be disposed with respect to the front meshes while being rotated at a predetermined angle in the circumferential direction.

또한, 상기 메쉬 구조체는, 다수의 메쉬 중 적어도 일부의 메쉬는 상기 금속분말 소재의 진행 방향에 대하여 직교되게 배치되거나 일정 각도 경사지게 배치되게 구성되는 것도 가능하다.In addition, the mesh structure may be configured such that at least a part of meshes of the plurality of meshes are arranged orthogonally to the traveling direction of the metal powder material or are inclined at a certain angle.

상기 분말 공급부는, 상기 분말 저장부와 조형부 사이에 연결되어 금속분말 소재가 이동하는 분말 공급관과, 상기 분말 공급관 끝단에 연결되어 금속분말 소재가 모이는 호퍼를 포함하고, 상기 음압 제공 수단은 상기 호퍼에 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.Wherein the powder supply unit includes a powder supply pipe connected between the powder storage unit and the shaping unit to move the metal powder material and a hopper connected to the powder supply pipe end to collect the metal powder material, It is preferable that they are connected and configured.

상기 음압 제공 수단은, 상기 호퍼에 연결되는 음압 제공관과, 상기 음압 제공관 상에 구비되어 음압을 형성하는 음압 형성기구를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The sound pressure providing means may include a negative pressure providing pipe connected to the hopper and a negative pressure forming mechanism provided on the negative pressure providing pipe to form a negative pressure.

상기 음압 형성기구는 상기 분말 저장부 쪽에 구성되고, 상기 음압 제공관은 상기 분말 공급관의 외측에 이중관 형태로 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.The negative pressure forming mechanism may be formed on the powder storage portion side and the negative pressure providing tube may be connected to the outside of the powder supply pipe in the form of a double pipe.

한편, 상기 분말 공급관의 내측에는 적어도 일부분에 금속분말 소재를 분쇄하도록 다수의 돌기들이 구비되는 것이 바람직하다.In the meantime, it is preferable that a plurality of protrusions are provided on at least a part of the inside of the powder supply pipe so as to crush the metal powder material.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: In addition to the principal task solutions as described above, various task solutions according to the present invention will be further illustrated and described.

본 발명에 따른 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치는, 분말 공급관에 음압을 형성시켜 분말 공급관을 통해 이동하는 금속 분말을 분쇄할 수 있도록 구성되기 때문에 보다 균일한 분말 공급이 가능하게 되어 분말 공급의 효율성이 향상됨은 물론 출력되는 조형물의 품질 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.The mesh-type structure of the 3D printer and the automatic powder mill using the negative pressure according to the present invention are configured to form a negative pressure in the powder feed pipe to crush the metal powder moving through the powder feed pipe, So that the efficiency of powder supply is improved and the quality of the produced molding is improved.

또한, 본 발명은 분말 공급관 내에 메쉬 구조체가 설치되기 때문에 금속 분말의 충돌 및 마찰 등을 통해 금속분말 소재의 분쇄 효과를 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.Further, since the mesh structure is installed in the powder supply pipe, the present invention has an effect of further increasing the grinding effect of the metal powder material through collision and friction of the metal powder.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치를 포함하는 3D 프린터가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치가 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치가 도시된 주요부 상세도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치가 도시된 주요부 상세도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치가 도시된 주요부 상세도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치에서 메쉬 배치 구조를 보인 여러 실시예의 도면들이다.
1 is a perspective view illustrating a 3D printer including a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed view of a main portion of a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a detailed view of a main part showing a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a detailed view of a main portion showing a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to a third embodiment of the present invention.
6 and 7 are views of various embodiments showing a mesh arrangement structure in a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to a third embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치가 도시된 도면으로서, 도 1은 3D 프린터 전체 사시도, 도 2는 분말 자동 분쇄 공급 장치의 구성도, 도 3은 주요부 상세도이다.FIG. 1 is a perspective view of an entire 3D printer, FIG. 2 is a schematic view of a powder automatic grinding and feeding apparatus, and FIG. 2 is a perspective view of a powder automatic grinding and feeding apparatus according to a first embodiment of the present invention. 3 is a detailed view of the main part.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치를 포함하는 3D 프린터는, 금속분말 소재를 저장하는 분말 저장부(10)와, 이 분말 저장부(10)로부터 공급받은 금속분말 소재를 일정량 저장한 후에 고출력 레이저를 조사하여 금속분말 소재를 적층하고 출력물을 조형하는 조형부(40)와, 분말 저장부(10)와 조형부(40) 사이에 연결되어 분말 저장부(10)에 저장되어 있는 금속분말 소재를 조형부(40)로 공급하는 분말 공급부(20)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a 3D printer including a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to a first embodiment of the present invention includes a powder storage unit 10 for storing a metal powder material, a powder storage unit 10 A shaping unit 40 for storing a predetermined amount of the metal powder material supplied from the powder storage unit 10 and the shaping unit 40 to form an output product by laminating the metal powder material by irradiating a high power laser, And a powder supply part (20) for supplying the metal powder material stored in the powder part (10) to the shaping part (40).

여기서, 분말 저장부(10)는 출력물을 조형할 금속분말 소재를 저장할 수 있도록 통형 구조로 형성되는 것이 바람직하며, 도 1에 예시된 바와 같이 조형부(40) 쪽과 별도로 구성되어 조형부(40)를 구성하는 부분과 나란히 설치되는 구조로 구성될 수 있다.The powder storing unit 10 is preferably formed in a cylindrical shape so as to store a metal powder material to be manufactured, and is formed separately from the molding unit 40 as illustrated in FIG. 1 to form the molding unit 40 And may be configured to be installed side by side with the constituent parts.

조형부(40)는 금속분말 소재를 이용하여 출력물이 조형되는 부분으로서, 공지의 DED 방식, PBF 방식 등을 이용하도록 구성할 수 있다. 다만 조형부(40)가 구성되는 구조물에는 레이저를 생성하여 조사하는 구성 부분을 비롯하여 출력물을 조형하기 위한 각종 구조물 및 제어 콘트롤러 등이 함께 구성되는 것이 바람직하다.The shaping unit 40 can be configured to use a known DED system, PBF system, or the like as a portion where the output material is formed using a metal powder material. However, it is preferable that the structure constituting the shaping unit 40 is composed of a constituent part for generating and irradiating a laser, various structures for shaping the output, and a control controller.

분말 공급부(20)는 앞서 설명한 바와 같이 분말 저장부(10)에 저장되어 있는 금속분말 소재를 조형부(40)로 공급하기 위한 구성 부분으로서, 도 2를 참조하면, 분말 저장부(10)와 조형부(40) 사이에 연결되어 금속분말 소재가 이동하는 분말 공급관(22)과, 이 분말 공급관(22) 끝단 쪽에 연결되어 금속분말 소재를 일시적으로 저장하는 호퍼(26)와, 조형부(40)로 공급되는 금속분말 소재를 분쇄하도록 분말 공급관(22) 내에 음압을 제공하도록 이루어진 음압 제공 수단(30) 등으로 구성되는 것이 바람직하다.2, the powder supply unit 20 includes a powder storage unit 10 and a shaping unit 40. The powder supply unit 20 includes a powder storage unit 10 and a shaping unit 40. The powder supply unit 20 is a part for supplying the metal powder material stored in the powder storage unit 10 to the shaping unit 40, A hopper 26 connected to the end of the powder supply pipe 22 for temporarily storing the metal powder material and connected to the shaping unit 40 to supply the metal powder to the shaping unit 40; And a negative pressure providing means 30 configured to provide a negative pressure within the powder feed pipe 22 to crush the metal powder material to be crushed.

이러한 분말 공급부(20)는 분말 저장부(10)에 저장된 분말이 분말 공급관(22)을 통해 공급될 수 있도록 구성되는 바, 분말 공급관(22)으로 분말을 이송시키는 동력은 분말 이송장치(미도시)에 의해 이루어진다. 분말 이송장치는 통상의 벤튜리(venturi) 원리를 이용하여 분말 저장부(10)에 저장된 분말을 분말 공급관(22) 쪽으로 강제 이송하도록 구성할 수 있다. 이러한 분말 이송장치는 분말 저장부(10) 안쪽에 설치되는 것이 바람직하다. 이외에도 에어 펌프 등을 이용하여 분말 공급관(22) 쪽으로 흡입력을 발생시키는 공지의 흡입력 발생기구를 이용하여 분말을 이송하도록 구성하는 것도 가능하다.The powder supply unit 20 is configured such that the powder stored in the powder storage unit 10 can be supplied through the powder supply pipe 22. The power for transferring the powder to the powder supply pipe 22 is supplied to the powder transfer unit ). The powder transfer apparatus can be configured to forcibly transfer the powder stored in the powder storage section 10 to the powder feed pipe 22 by using a conventional venturi principle. The powder transfer device is preferably installed inside the powder storage part 10. It is also possible to use a known suction power generating mechanism for generating a suction force toward the powder supply pipe 22 by using an air pump or the like to transfer the powder.

분말 공급부(20)의 주요 구성 부분을 설명한다.The main constituent parts of the powder supply part 20 will be described.

먼저, 분말 공급관(22)은 분말 저장부(10) 내에 구비된 분말 이송장치에서 조형부(40)의 상부에 구비된 호퍼(26)까지 연결된다.First, the powder feed pipe 22 is connected to the hopper 26 provided in the upper part of the shaping part 40 in the powder feeder provided in the powder storage part 10.

다음, 호퍼(26)는 일정 공간을 갖는 통형 구조로 이루어지고, 조형부(40) 상측에 설치되어 분말 이송장치에서 공급된 분말을 일시 저장한 상태에서 조형부(40)에 구비된 리코터(recoater) 쪽으로 분말을 제공할 수 있도록 구성될 수 있다.Next, the hopper 26 is formed of a cylindrical structure having a predetermined space. The hopper 26 is provided on the upper side of the shaping portion 40, and recoater provided in the shaping portion 40 in a state where the powder supplied from the powder- Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

다음, 음압 제공 수단(30)은 상기 조형부(40)에 연결되는 상기 분말 공급관(22)의 끝단부 쪽인 호퍼(26)에 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.Next, the sound pressure providing means 30 is connected to the hopper 26, which is the end side of the powder supply pipe 22 connected to the shaping portion 40.

이러한 음압 제공 수단(30)은, 호퍼(26)에 연결되는 음압 제공관(32)과, 이 음압 제공관(32) 상에 구비되어 음압을 형성하는 음압 형성기구(38)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.The negative pressure providing means 30 includes a negative pressure providing pipe 32 connected to the hopper 26 and a negative pressure forming mechanism 38 provided on the negative pressure providing pipe 32 to form a negative pressure Lt; / RTI >

여기서, 음압 제공관(32)은 음압 형성기구(38)가 분말 저장부(10) 쪽에 구성될 때, 분말 공급관(22)의 외측에 이중관 형태로 연결되는 것이 바람직하다. It is preferable that the negative pressure providing pipe 32 is connected to the outside of the powder supply pipe 22 in the form of a double pipe when the negative pressure forming mechanism 38 is formed on the side of the powder storage part 10.

즉, 조형부(40) 쪽 구조물이 복잡하고, 음압을 제공하는 과정에서 분진 등이 발생할 수 있으므로 음압 형성기구(38)는 분말 저장부(10) 쪽에 구성되는 것이 바람직하다. 이때 음압 제공관(32)은 분말 공급관(22)과 별도의 라인으로 구성하는 것도 가능하나, 전체 구성의 단순화를 위해서는 이중관 형태로 구성하여, 내측에 분말 공급관(22)을 구성하고, 외측에 음압 제공관(32)을 구성하는 것이 바람직하다. That is, since the structure of the molding part 40 is complicated and dust may be generated during the process of providing the negative pressure, the negative pressure forming mechanism 38 is preferably formed on the powder storage part 10 side. In this case, the negative pressure providing pipe 32 may be formed as a separate line from the powder supply pipe 22. However, for the sake of simplification of the entire structure, the negative pressure providing pipe 32 is formed in a double pipe shape, the powder supply pipe 22 is formed inside, It is preferable to construct the supply pipe 32.

또한, 이러한 이중관 구조는 분말 공급관(22)의 외부에 음압 제공관(32)이 구성됨으로 음압 제공관(32)을 통해 분말 공급관(22)과 외부와의 열교환을 줄이는 단열 효과를 기대할 수 있고, 이로 인해 외부 온도가 분말 공급관(22)을 통해 공급되는 금속 분말에 미치는 영향을 최소화할 수도 있다.In addition, since the negative pressure providing pipe 32 is formed outside the powder supplying pipe 22, the double pipe structure can be expected to have a heat insulating effect for reducing the heat exchange between the powder supplying pipe 22 and the outside through the negative pressure providing pipe 32, This may minimize the effect of the external temperature on the metal powder supplied through the powder feed pipe 22. [

한편, 도 2를 참고하면, 음압 제공관(32)을 통해 분말 공급관(22) 쪽에 음압을 형성할 때 금속분말 소재가 유입되는 것을 최소화할 수 있도록 분말 공급관(22)의 끝단부(23)는 상기 호퍼(26) 내측으로 일정 길이만큼 길게 연결되고, 음압 제공관(32)의 입구(34)는 상기 분말 공급관(22)의 끝단부(23)와 이격된 위치에서 시작되도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 분말 공급관(22)은 상기 호퍼(26)의 상측에서 하측으로 수직 방향으로 일정 길이만큼 길게 연결되어 끝단부(23)가 호퍼(26)의 중간 부분까지 연결되고, 음압 제공관(32)은 분말 공급관(22)의 끝단부(26)에서 떨어진 위치인 호퍼(26)의 상단부 쪽에서 연결되게 구성할 수 있는 것이다.2, the end portion 23 of the powder supply pipe 22 is formed so as to minimize the inflow of the metal powder material when the negative pressure is formed on the side of the powder supply pipe 22 through the negative pressure providing pipe 32 And the inlet 34 of the negative pressure providing pipe 32 is started at a position spaced apart from the end 23 of the powder supply pipe 22 . That is, the powder supply pipe 22 is connected to the hopper 26 by a predetermined length in the vertical direction from the upper side to the lower side so that the end portion 23 is connected to the middle portion of the hopper 26, The upper end of the hopper 26, which is a position away from the end 26 of the powder feed pipe 22, can be connected.

음압 형성기구(38)는 음압 제공관(32)에 대기압보다 낮은 음압을 형성할 수 있도록 공기를 빨아들이는 블로워 등으로 구성할 수 있다. 그리고, 음압 형성기구(38)는 연결관(36)을 통해 음압 제공관(32)과 연결되게 구성될 수 있다.The negative pressure forming mechanism 38 may be constituted by a blower for sucking air so as to form a negative pressure lower than the atmospheric pressure in the negative pressure providing pipe 32. The sound pressure forming mechanism 38 may be connected to the sound pressure providing pipe 32 through the connecting pipe 36.

이제, 음압을 이용하여 분말 공급관(22)을 통해 공급되는 금속분말 소재의 분쇄 원리 및 작용을 설명한다.Now, the crushing principle and action of the metal powder material supplied through the powder feed pipe 22 by using the negative pressure will be described.

본 발명의 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치는, 도 3을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 이중관 구조에서 내측의 분말 공급관(22)을 통해 금속분말 소재를 공급하고, 외측의 음압 제공관(32)을 통해 금속분말의 진행 방향과 반대 방향으로 음압을 제공하면서 분말 공급관(22)을 통해 호퍼(26) 쪽으로 공급되는 분말을 자동 분쇄하도록 구성되는 것이다.As shown in FIG. 3, the automatic powder mill using the negative pressure according to the present invention is characterized in that the metal powder material is supplied through the inner powder feed pipe 22 in the double pipe structure, The powder supplied to the hopper 26 through the powder feed pipe 22 is automatically pulverized while providing a negative pressure in a direction opposite to the advancing direction of the metal powder.

음압은 대기압보다 낮은 기압을 의미하고 양압과 음압을 이용하여 분말을 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 음압 제공 수단(30)에 의해 분말 공급관(22)에 음압이 제공되면, 분말 공급관(22) 내에 형성되는 압력차에 의해, 분말 저장부(10)에서 엉켜져 있었던 금속분말들이 음압의 작용으로 어느 정도 파쇄되면서 호퍼(26) 및 조형부(40) 내로 공급된다. The negative pressure means a pressure lower than the atmospheric pressure, and the positive and negative pressure can be used to move the powder in a desired direction. When the negative pressure is supplied to the powder supply pipe 22 by the negative pressure providing means 30, the metal powder entangled in the powder storage portion 10 by the pressure difference formed in the powder supply pipe 22, And is supplied into the hopper 26 and the shaping portion 40 while being shredded.

즉, 분말 저장부(10) 내에 저장되어 있는 금속분말 소재는 미미한 수분 등에 의해서도 서로 뭉치는 현상이 발생하게 되는데, 이렇게 뭉쳐진 금속분말 소재가 조형부(40)에 공급되면, 조형물 출력 과정에서 조형 정밀도가 떨어지는 등 조형물의 성형 품질이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 분말 공급관(22)을 통해 금속분말 소재가 진행하면서 음압 제공 수단(30)에 의해 형성되는 압력차 즉, 약한 음압을 이용하여 빨아들임으로써 응집되어 있던 분말 소재가 풀어지도록 유도하게 된다. 결국, 음압의 작용으로 일부 응집된 금속분말 소재가 풀어지면서 유동도가 좋아지고, 균일한 분말 공급이 가능해져 3D 출력물의 성형 품질 향상에 기여할 수 있게 되는 것이다.That is, the metal powder material stored in the powder storage part 10 is aggregated together with minute moisture, etc. When the metal powder material thus formed is supplied to the shaping part 40, The molding quality of the molding can be lowered. Accordingly, in the present invention, the metal powder material advances through the powder feed pipe 22 and sucks the powder material using the pressure difference formed by the negative pressure providing means 30, that is, the weak negative pressure, do. As a result, due to the action of the negative pressure, some cohesive metal powder material is loosened and flowability is improved, uniform powder can be supplied, and the quality of the 3D output can be improved.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치가 도시된 주요부 상세도이다.FIG. 4 is a detailed view of a main part showing a powder automatic grinding and supplying apparatus using negative pressure according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치는 분말 공급부(20A)가 앞서 설명한 제 1 실시예의 음압을 이용하는 구성에 분말 공급관(22) 내에 돌기형 구조체를 구비하여 충돌 및 마찰 등을 통해 금속분말 소재를 분쇄할 수 있도록 구성된다.The automatic powder feed apparatus using the negative pressure according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the powder feed section 20A has the protruding structure in the powder feed pipe 22 in the structure using the negative pressure of the first embodiment described above, So as to grind the metal powder material.

돌기형 구조체는 도 4에 도시된 바와 같이 분말 공급관(22)의 내측에 형성된 다수의 돌기(24)들로 구성된다. The protruding structure is composed of a plurality of protrusions 24 formed inside the powder supply pipe 22 as shown in Fig.

이때 돌기(24)들은 분쇄 효율이 높아지도록 금속분말 소재 이동 방향과 반대 방향으로 돌출되는 것이 바람직하며, 분말 공급관(22)의 내측면에서 원뿔형 구조로 돌출될 수 있다. 돌기(24)의 형상 및 돌출 높이 등은 실시 조건에 따라 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.At this time, the protrusions 24 preferably protrude in a direction opposite to the moving direction of the metal powder material so as to increase the crushing efficiency, and may protrude in a conical shape from the inner side of the powder supply pipe 22. It goes without saying that the shape and the protrusion height of the protrusion 24 can be variously changed in accordance with the operating conditions.

이와 같은 돌기형 구조체는 분말 공급관(22)의 일부 영역에만 형성하는 것도 가능하고 전 영역에 형성하는 것도 가능하다.Such a protruding structure may be formed only in a part of the powder supply pipe 22, or may be formed in the entire area.

돌기형 구조체를 제외한 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치의 구성은 앞서 설명한 제 1 실시예의 구성과 동일하게 구성할 수 있으므로 이에 대한 도면 예시 및 반복 설명은 생략한다.The structure of the powder automatic grinding and feeding apparatus using negative pressure except for the protruding structure can be the same as that of the first embodiment described above, so that the illustration and the repeated description thereof will be omitted.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치가 도시된 도면들로서, 도 5는 분말 자동 분쇄 공급 장치의 주요부 상세도이고, 도 6 및 도 7은 다양한 메쉬 배치 구조를 보인 여러 실시예의 도면들이다.5 to 7 are views showing a powder automatic grinding and feeding apparatus using negative pressure according to a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a detailed view of main parts of a powder automatic grinding and feeding apparatus, FIGS. 6 and 7 show various Are views of various embodiments showing a mesh arrangement structure.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치는 분말 공급부(20B)가 앞서 설명한 제 1 실시예의 음압을 이용하는 구성에 분말 공급관(22) 내에 메쉬형 구조체를 구비하여 충돌 및 마찰 등을 통해 금속분말 소재를 분쇄할 수 있도록 구성된다.The automatic powder feed apparatus using negative pressure according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the powder feed section 20B has a mesh-like structure in the powder feed pipe 22 in the structure using the negative pressure of the first embodiment described above, So as to grind the metal powder material.

도 5를 참조하면, 분말 공급관(22) 내에 다수 메쉬(25)들을 이격된 상태로 연속적으로 배치하여 금속분말 소재가 통과할 때 부딪히면서 엉켜있던 분말이 자동으로 분쇄될 수 있도록 구성되는 것이다.Referring to FIG. 5, the plurality of meshes 25 are continuously arranged in the powder supply pipe 22 so that the powder that is tangled when the metal powder material passes through can be automatically pulverized.

분말 공급관(22) 내에 메쉬(25)들을 배열 방법은 도 5에서와 같이 다수의 메쉬(25)를 금속분말 진행 방향에 대하여 직교하는 방향으로 설치할 수 있다. 이때 메쉬(25)의 방향은 일정 각도씩 메쉬의 원주 방향으로 회전시켜 구성할 수 있다. 즉, 메쉬(25)들을 모두 동일한 규격(동일 mesh)으로 구성할 경우에 앞에서부터 일정 각도, 예를 들면 30ㅀ씩 회전시키는 구성으로 배치하는 것이다.As shown in FIG. 5, the plurality of meshes 25 may be arranged in a direction orthogonal to the direction in which the metal powder flows, in the method of arranging the meshes 25 in the powder supply pipe 22. At this time, the direction of the mesh 25 can be configured to rotate in the circumferential direction of the mesh by a certain angle. That is, when all of the meshes 25 are formed to have the same size (same mesh), they are arranged to rotate at a predetermined angle, for example, 30 앞 from the beginning.

분말 공급관(22)이 1m 라고 하면, 분말 공급관(22) 내에 배치되는 메쉬(25)들을 30ㅀ씩 회전시키면서 배치할 경우에, 약 12.5cm 내외 마다 총 8개 내외의 메쉬(25)형 구조체의 설치가 가능하게 된다.In the case where the powder supply pipe 22 is 1 m, when the mesh 25 arranged in the powder supply pipe 22 is rotated while being rotated by 30 degrees, a total of 8 mesh / 25- .

이와 같이 메쉬(25)들을 분말 공급관(22) 내에 배치할 경우에 음압에 의해 파쇄돼지 못한 덩어리 금속분말 소재들이 메쉬(25)와 충돌하면서 자동으로 분쇄된다. 또한, 메쉬(25)들을 원주 방향으로 일정 각도씩 회전시켜 배치하게 되면, 앞쪽 메쉬(25)를 통과하면서 분쇄되지 못한 덩어리 금속 분말이 다음 메쉬(25)에 부딪히면서 분쇄될 가능성을 높이게 되므로 응집된 금속 분말을 보다 효과적으로 분쇄할 수 있게 된다.When the meshes 25 are disposed in the powder feed pipe 22, the lump metal powder materials that are not crushed by the negative pressure collide with the mesh 25 and are automatically crushed. In addition, if the meshes 25 are rotated by a certain angle in the circumferential direction, the possibility that the lump metal powder that has not been crushed while passing through the front mesh 25 collides with the next mesh 25 is crushed, The powder can be more effectively pulverized.

한편, 도 6 및 도 7은 다른 형태의 메쉬 배치 구조를 보인 평단면도들로서, 메쉬(25)들을 분말 공급 방향에 대하여 직교하게 설치하거나 일정 각도 경사지게 배치하는 구성을 보여준다. 따라서, 메쉬(25)들을 분말 공급 방향에 대하여 직교하는 방향, 좌측 방향 및 우측 방향으로 경사지게 설치하여 배치함으로써 응집되어 있는 금속 분말들이 메쉬들을 통과하면서 분쇄되게 되어 궁극적으로 금속 분말의 분쇄 효과를 높일 수 있게 된다.6 and 7 are sectional views showing another embodiment of the mesh arrangement structure, in which the meshes 25 are arranged orthogonally to the powder supply direction or are arranged at an angle with a certain angle. Therefore, by arranging the meshes 25 obliquely in the direction orthogonal to the powder supply direction, the left direction, and the right direction, the cohesive metal powders are crushed while passing through the meshes, and ultimately the crushing effect of the metal powder is enhanced .

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be implemented independently of each other, and can be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

10 : 분말 저장부 20, 20A, 20B : 분말 공급부
22 : 분말 공급관 24 : 돌기
25 : 메쉬 26 : 호퍼
30 : 음압 제공 수단 32 : 음압 제공관
38 : 음압 형성기구 40 : 조형부
10: Powder storage part 20, 20A, 20B: Powder supply part
22: Powder supply pipe 24:
25: mesh 26: hopper
30: Sound pressure providing means 32: Sound pressure providing pipe
38: sound pressure forming mechanism 40:

Claims (8)

금속분말 소재를 저장하는 분말 저장부와, 상기 분말 저장부로부터 공급받은 금속분말 소재에 고출력 레이저를 조사하여 금속분말 소재를 적층하고 출력물을 조형하는 조형부와, 상기 분말 저장부와 상기 조형부 사이에 연결되어 분말 저장부에 저장되어 있는 금속분말 소재를 조형부에 공급하는 분말 공급부를 포함하고;
상기 분말 공급부는, 금속분말 소재가 충돌하여 분쇄되도록 설치되는 메쉬 구조체와, 상기 조형부로 공급되는 금속분말 소재를 분쇄하도록 분말 공급부 내에 음압을 형성하는 음압 제공 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
A shaping section for shaping an output product by laminating a metal powder material by irradiating a high-power laser to the metal powder material supplied from the powder storage section, and a connection section for connecting the powder storage section and the shaping section And a powder supply part for supplying the metal powder material stored in the powder storage part to the shaping part;
Wherein the powder supply unit includes a mesh structure provided so as to collide and crush the metal powder material and a negative pressure providing means for forming a negative pressure in the powder supply unit to crush the metal powder material supplied to the shaping unit. Type structure and powder automatic grinding feeder using negative pressure.
청구항 1에 있어서,
상기 분말 공급부는 상기 분말 저장부와 조형부 사이에 연결되어 금속분말 소재가 이동하는 분말 공급관을 포함하고,
상기 메쉬 구조체는 상기 분말 공급관에 다수의 메쉬가 서로 이격되어 설치된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the powder supply part includes a powder supply pipe connected between the powder storage part and the shaping part to move the metal powder material,
Wherein the mesh structure is provided with a plurality of meshes spaced apart from each other in the powder supply pipe, and a mesh type structure of the 3D printer and a powder automatic grinding / supply apparatus using negative pressure.
청구항 2에 있어서,
상기 메쉬 구조체는, 다수의 메쉬가 동일하게 형성되되, 앞쪽 메쉬에 대하여 뒤쪽 메쉬가 원주 방향으로 일정 각도 회전된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
The method of claim 2,
Wherein the mesh structure is formed in the same manner as a plurality of meshes, and the rear mesh is disposed in a state of being rotated in the circumferential direction at a predetermined angle with respect to the front mesh. The mesh structure of the 3D printer, Device.
청구항 2에 있어서,
상기 메쉬 구조체는, 다수의 메쉬 중 적어도 일부의 메쉬는 상기 금속분말 소재의 진행 방향에 대하여 직교되게 배치되거나 일정 각도 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
The method of claim 2,
Wherein at least a part of the meshes of the plurality of meshes are arranged orthogonally with respect to a traveling direction of the metal powder material or are arranged at an angle with a predetermined angle. The mesh structure of the 3D printer, Device.
청구항 1에 있어서,
상기 분말 공급부는, 상기 분말 저장부와 조형부 사이에 연결되어 금속분말 소재가 이동하는 분말 공급관과, 상기 분말 공급관 끝단에 연결되어 금속분말 소재가 모이는 호퍼를 포함하고,
상기 음압 제공 수단은 상기 호퍼에 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the powder supply part includes a powder supply pipe connected between the powder storage part and the shaping part to move the metal powder material and a hopper connected to the end of the powder supply pipe to collect the metal powder material,
And the negative pressure providing means is connected to the hopper. The mesh type structure of the 3D printer and the automatic powder grinding / supply apparatus using the negative pressure.
청구항 5에 있어서,
상기 음압 제공 수단은, 상기 호퍼에 연결되는 음압 제공관과, 상기 음압 제공관 상에 구비되어 음압을 형성하는 음압 형성기구를 포함한 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
The method of claim 5,
Wherein the negative pressure providing means includes a negative pressure providing pipe connected to the hopper and a negative pressure forming mechanism provided on the negative pressure providing pipe to form a negative pressure. Supply device.
청구항 6에 있어서,
상기 음압 형성기구는 상기 분말 저장부 쪽에 구성되고,
상기 음압 제공관은 상기 분말 공급관의 외측에 이중관 형태로 연결된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
The method of claim 6,
Wherein the negative pressure forming mechanism is disposed on the powder storage portion side,
Wherein the negative pressure providing pipe is connected to the outside of the powder supply pipe in the form of a double pipe.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분말 공급부의 내측에는 적어도 일부분에 금속분말 소재를 분쇄하도록 다수의 돌기들이 구비된 것을 특징으로 하는 3D 프린터의 메쉬형 구조체와 음압을 이용한 분말 자동 분쇄 공급 장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
And a plurality of protrusions are provided on at least a part of the inside of the powder supply part so as to crush the metal powder material.
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