KR20180128831A - 3D printer using induction heating - Google Patents

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KR20180128831A
KR20180128831A KR1020180044606A KR20180044606A KR20180128831A KR 20180128831 A KR20180128831 A KR 20180128831A KR 1020180044606 A KR1020180044606 A KR 1020180044606A KR 20180044606 A KR20180044606 A KR 20180044606A KR 20180128831 A KR20180128831 A KR 20180128831A
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induction heating
heating coil
substrate
printer
shield gas
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KR1020180044606A
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양용석
유인규
구본진
당현우
김경현
오지영
이규성
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한국전자통신연구원
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Abstract

A 3D printer using an induction heating method comprises: an injection unit; a first induction heating coil unit covering an upper portion of the injection unit; a second induction heating coil unit covering a lower portion of the injection unit; and a magnetic flux control unit arranged in the vicinity of the second induction heating coil unit, wherein the injection unit discharges materials, the second induction heating coil unit generates a magnetic field, and the magnetic flux control unit focusses the magnetic field.

Description

유도가열방식을 이용한 3D 프린터{3D printer using induction heating}[0001] The present invention relates to a 3D printer using induction heating,

본 발명은 유도가열방식을 이용하는 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도가열방식을 사용하여 금속 및/또는 기판을 가열하는 3D 프린터에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 3D printer using an induction heating method, and more particularly to a 3D printer for heating a metal and / or a substrate using an induction heating method.

최근에 자동차, 항공우주, 선박, 모바일 등 각종 운송 기기 및 IT 기기의 효율을 증대시킬 수 있는 경량금속 재료가 많이 사용되고 있다. 경량금속 재료는 배기가스에 의한 환경오염 및 지구온난화 억제를 위한 각종 규제도 만족시킬 수 있어 더욱 각광받고 있다.BACKGROUND ART [0002] Lightweight metal materials that can increase the efficiency of various transportation equipment and IT equipment such as automobiles, aerospace, ship, and mobile are widely used. Lightweight metal materials are becoming more popular because they can satisfy various regulations for environmental pollution caused by exhaust gas and global warming suppression.

경량금속 재료는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti) 또는 베릴륨(Be) 등이 될 수 있다. 경량금속 및 그 합금들은 밀도가 철강의 몇 분의 일 수준이므로, 비강도(단위무게당 강도)가 크게 요구되는 운송장비용 신재료로서 그 용도가 확장되고 있다. 특히 Al, Mg, Ti 등의 합금들은 지난 수년간에 자동차 부품 및 모바일 전자기기 부품용으로 그 수요가 급증하고 있다. 이들은 3D 프린팅을 통해 제품으로 만들어질 수 있다.The light metal material may be aluminum (Al), magnesium (Mg), titanium (Ti), beryllium (Be) or the like. Since light metals and their alloys are at a fraction of the density of steel, they are being used as a new material for transportation equipment that requires a high degree of strength (strength per unit weight). In particular, alloys such as Al, Mg, and Ti have been rapidly increasing in demand for automotive parts and mobile electronic components in the past several years. They can be made into products through 3D printing.

3D 프린팅 방법은 3D로 디자인된 정보를 입력 받아 3D 프린터로 입체적인 형상을 출력하는 것이다. 3D 프린팅은 얇은 층을 하나씩 쌓아가는 공정으로 진행되므로 적층 가공이라 불리기도 한다. 3D 프린터는 디지털로 된 도면을 이용해 비교적 간편하게 입체적인 물건을 만들어 낼 수 있다. 3D 프린팅을 이용하면 기존의 주조 및 가공 방법이나 절삭 기술로는 불가능하던 복잡한 형상이 생산될 수 있다.The 3D printing method is to input the information designed in 3D and output the three-dimensional shape to the 3D printer. 3D printing is sometimes referred to as lamination because the process proceeds by stacking thin layers one by one. 3D printers can easily create stereoscopic objects using digital drawings. 3D printing can produce complex shapes that were not possible with conventional casting and machining methods or cutting techniques.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3D 프린팅 도중에 재료가 산화가 발생하는 것을 방지할 수 있는 3D 프린터 및 이를 이용한 3D 프린팅 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a 3D printer capable of preventing oxidation of a material during 3D printing and a 3D printing method using the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 금속의 단층으로 균일하게 구현하기 위해서 하부 기판을 충분히 예열할 수 있는 유도가열방식을 이용한 3D 프린터 및 이를 이용한 3D 프린팅 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a 3D printer using an induction heating method capable of sufficiently preheating a lower substrate to uniformly realize a single layer of metal, and a 3D printing method using the 3D printer.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터는, 주입부; 상기 주입부의 상부를 감싸는 제1 유도 가열 코일부; 상기 주입부의 하부를 감싸는 제2 유도 가열 코일부; 및 상기 제2 유도 가열 코일부에 인접하게 배치되는 마그네틱 플럭스 컨트롤부를 포함하되, 상기 주입부는 재료를 토출하고, 상기 제2 유도 가열 코일부는 자기장을 생성하며, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부는 상기 자기장을 집속할 수 있다.The 3D printer using the induction heating method according to the present invention includes an injection unit; A first induction heating coil part surrounding an upper portion of the injection part; A second induction heating coil part surrounding a lower portion of the injection part; And a magnetic flux control portion disposed adjacent to the second induction heating coil portion, the injection portion discharging a material, the second induction heating coil portion generating a magnetic field, and the magnetic flux control portion focusing the magnetic field .

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 예시적인 실시 예에 따르면, 본 발명은 3D 프린팅에 있어 유도가열방식을 이용해 재료 또는 기판을 가열할 때, 자기장을 집속시켜 가열효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, when heating a material or a substrate by using an induction heating method in 3D printing, the present invention has an effect that the heating efficiency can be improved by focusing the magnetic field.

본 발명의 예시적인 실시 예에 따르면, 본 발명은 3D 프린팅 도중에 재료가 산화하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the present invention has the effect of preventing the material from oxidizing during 3D printing.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of 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 following description.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 나타낸 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 나타낸 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 나타낸 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 도 3의 a-a'을 따라 절단한 모습과 자기장을 나타낸 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 도 3의 b-b'을 따라 절단한 모습과 자기장을 나타낸 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 도 3의 a-a'을 따라 절단한 모습과 기판의 온도분포를 나타낸 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 도 3의 b-b'을 따라 절단한 모습과 기판의 온도분포를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 실시 예들에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 나타낸 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a 3D printer using an induction heating method according to embodiments of the present invention.
2 is a front sectional view showing a 3D printer using an induction heating method according to embodiments of the present invention.
3 is a plan view of a 3D printer using an induction heating system according to embodiments of the present invention.
4A is a sectional view of a 3D printer using an induction heating method according to embodiments of the present invention, taken along line a-a 'of FIG. 3, and a magnetic field.
FIG. 4B is a cross-sectional view of a 3D printer using an induction heating method according to embodiments of the present invention, taken along line b-b 'of FIG. 3, and a magnetic field.
FIG. 5A is a cross-sectional view of a 3D printer using an induction heating method according to embodiments of the present invention taken along line a-a 'of FIG. 3 and a temperature distribution of a substrate.
FIG. 5B is a cross-sectional view of a 3D printer using an induction heating system according to embodiments of the present invention, taken along line b-b 'of FIG. 3, and a temperature distribution of the substrate.
6 is a front sectional view showing a 3D printer using an induction heating method according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Like reference characters throughout the specification may refer to the same elements.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린터를 나타낸 정단면도이다.1 is a front sectional view showing a 3D printer according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 도 1의 D1 방향을 제1방향, D2 방향을 제2방향, D3 방향을 제3방향이라 칭할 수 있다.Hereinafter, the direction D1 in FIG. 1 may be referred to as a first direction, the direction D2 as a second direction, and the direction D3 as a third direction.

도 1을 참고하면, 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 3D 프린터는 재료(2)를 임시보관하고 토출하는 재료토출부(3)와, 상기 재료토출부(3)의 일부 또는 전부는 감싸는 제1 유도 가열 코일부(7)와, 상기 재료토출부(3)의 하측에 위치하는 제2 유도 가열 코일부(9')와, 상기 제1 및 제2 유도 가열 코일부(7, 9')의 일부 또는 전부를 감싸는 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5')를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 3D 프린터는 재료제공부(81), 쉴드가스제공부(82), 압력제공부(83), 제어부(84), 전원부(85) 및 온도측정부(86)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a 3D printer according to an exemplary embodiment of the present invention includes a material discharging portion 3 for temporarily storing and discharging a material 2, and a part or all of the material discharging portion 3 The first induction heating coil part 7 and the second induction heating coil part 9 'located below the material discharging part 3 and the first and second induction heating coil parts 7 and 9' And a magnetic flux control unit 5 'that surrounds a part or all of the magnetic flux control unit 5'. The 3D printer according to the exemplary embodiment of the present invention includes a material supplier 81, a shield gas supplier 82, a pressure providing unit 83, a control unit 84, a power source unit 85, 86).

상기 재료토출부(3)는 재료(2)를 수용하거나 기판(4)으로 토출할 수 있다. 재료토출부(3)는 쉴드가스(6)의 경로를 안내할 수도 있다. 실시 예에 따르면, 재료토출부(3)는 주입부(31)와 쉴드가스안내부(33)를 포함할 수 있다.The material discharging portion 3 can accommodate the material 2 or discharge it to the substrate 4. The material discharging portion 3 may guide the path of the shield gas 6. [ According to the embodiment, the material discharging portion 3 may include an injection portion 31 and a shield gas guiding portion 33.

상기 주입부(31)는 재료제공부(81)로부터 재료(2)를 제공받아 수용하며, 이를 기판(4)으로 토출할 수 있다. 실시 예에 따르면, 주입부(31)는 코일에 의하여 유도되는 자속의 경로가 지나갈 수 있다. 또한 주입부(31)는 몸체(311)와 노즐(313)을 포함할 수 있다.The injection unit 31 receives the material 2 from the material supply unit 81, receives the material 2, and discharges the material 2 to the substrate 4. According to the embodiment, the injection section 31 can pass the path of the magnetic flux induced by the coil. The injection unit 31 may include a body 311 and a nozzle 313.

상기 재료(2)는 고온에서 용융되는 경량금속소재인 Al 합금(예를 들면, Al-Cu계(2000계 합금으로 명명), Al-Mn계(3000계 합금으로 명명), Al-Si계(4000계 합금으로 명명), Al-Mg계(5000계 합금으로 명명), Al-Mg-Si계(6000계 합금으로 명명), Al-Zn-Mg계(7000계 합금으로 명명) 등), Mg 합금(예를 들면, Mg96/Al3/Zn1(AZ31로 명명), Mg93/Al6/Zn1(AZ61로 명명), Mg90/Al9/Zn1(AZ61로 명명) 등), Ti 합금(예를 들면, Ti-5Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-13-Nb-13Zr 등) 및/또는 Be 합금(예를 들면, Be-Cu합금(C17200, C17300으로 명명) 등)을 포함할 수 있다. 재료(2)는 필라멘트나 벌크 소재를 포함할 수 있다.The material (2) is a light-weight metal material which is melted at a high temperature, such as an Al alloy (for example, an Al-Cu alloy (named 2000 alloy), an Al-Mn alloy (named 3000 alloy) 4000 alloy), Al-Mg alloy (named 5000 alloy), Al-Mg-Si alloy (called 6000 alloy), Al-Zn-Mg alloy (named 7000 alloy) (For example, Mg96 / Al3 / Zn1 (named AZ31), Mg93 / Al6 / Zn1 (named AZ61), Mg90 / Al9 / Zn1 (For example, Be-Cu alloy (named C17200, C17300), etc.) and / or a Be alloy (for example, Ti-5Al-4V, Ti-6Al-7Nb and Ti-13-Nb-13Zr) Material (2) may comprise filament or bulk material.

상기 몸체(311)는 재료제공부(81)로부터 제공받은 재료(2)를 수용할 수 있다. 재료(2)는 몸체(311) 안에서 유도가열에 의해 용융될 수 있다. 예를 들어, 몸체(311)는 원통 형태를 가질 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 재료(2)를 수용할 수 있는 중공 형태의 다른 실시 예도 가능하다.The body 311 may receive the material 2 supplied from the material supplier 81. The material (2) can be melted by induction heating in the body (311). For example, the body 311 may have a cylindrical shape. However, the present invention is not limited thereto, and another embodiment of a hollow shape capable of accommodating the material 2 is also possible.

상기 노즐(313)은 몸체(311)의 하단에 위치할 수 있다. 상기 노즐(313)은 제1방향(D1)의 반대방향으로 갈수록 작아질 수 있다. 상기 노즐(313)은 몸체(311)의 내부 공간과 연통될 수 있다. 몸체(311)로부터 제공된 용융된 재료(2)는 노즐(313)을 통해 기판(4) 위에 토출될 수 있다.The nozzle 313 may be positioned at the lower end of the body 311. The nozzle 313 may be smaller in the direction opposite to the first direction D1. The nozzle 313 can communicate with the inner space of the body 311. The molten material 2 provided from the body 311 can be discharged onto the substrate 4 through the nozzle 313. [

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 노즐(313)은 멀티노즐 형태로 제공될 수 있다. 즉, 노즐(313)은 복수 개로 제공될 수 있다. 멀티노즐은 용융점이 유사한 두 금속을 토출할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 멀티노즐은 Al 합금 (650~700℃℃)과 Mg 합금 (650~680℃℃)을 토출할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, Al 합금의 토출양은 점차 줄어들 수 있고, Mg 합금의 토출양은 점차 늘어날 수 있다. 이에 따라, 소재의 조성이 완만하게 바뀌는 경사재료(gradient material)가 제공될 수 있다. 멀티노즐을 이용할 경우, 하나의 3D프린팅 공정으로 복합소재 부품을 만드는 것이 가능할 수 있다. 상기 노즐(313)은 재료(2)를 균일하게 토출, 적층할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the nozzle 313 may be provided in the form of a multi-nozzle. That is, the plurality of nozzles 313 may be provided. Multi-nozzles can discharge two metals with similar melting points. According to an exemplary embodiment, the multi-nozzle may discharge Al alloy (650 to 700 ° C) and Mg alloy (650 to 680 ° C). According to the exemplary embodiment, the discharge amount of the Al alloy may gradually decrease, and the discharge amount of the Mg alloy may gradually increase. Thereby, a gradient material in which the composition of the material is changed smoothly can be provided. When using a multi-nozzle, it may be possible to make a composite part with a single 3D printing process. The nozzle 313 can uniformly discharge and laminate the material 2.

상기 쉴드가스안내부(33)는 쉴드가스제공부(82)로부터 쉴드가스(6)를 제공받아 기판(4) 쪽으로 쉴드가스(6)를 배출할 수 있다. 쉴드가스안내부(33)는 상기 몸체(311)를 감싸는 안내몸체(331)와, 노즐(313)을 감싸는 가스노즐(333)을 포함할 수 있다.The shield gas guide portion 33 may receive the shield gas 6 from the shield gas supplier 82 and discharge the shield gas 6 toward the substrate 4. The shield gas guide 33 may include a guide body 331 surrounding the body 311 and a gas nozzle 333 surrounding the nozzle 313.

상기 안내몸체(331)는 몸체(311)를 감싸는 중공 형태를 가질 수 있다. 쉴드가스(6)는 쉴드가스제공부(82)로부터 제공되어 안내몸체(331)를 지날 수 있다.The guide body 331 may have a hollow shape surrounding the body 311. The shield gas 6 may be provided from the shield gas supplier 82 and may pass through the guide body 331.

상기 가스노즐(333)은 안내몸체(331)의 밑에서 연장되며 노즐(313)을 감싸는 중공 형태를 가질 수 있다. 쉴드가스(6)는 안내몸체(331)로부터 제공되어 가스노즐(333)을 지날 수 있다. 가스노즐(333)을 지난 쉴드가스(6)는 기판(4) 위로 배출될 수 있다.The gas nozzle 333 may have a hollow shape extending below the guide body 331 and surrounding the nozzle 313. The shield gas 6 may be provided from the guide body 331 and may pass through the gas nozzle 333. The shield gas 6 passing through the gas nozzle 333 can be discharged onto the substrate 4.

상기 쉴드가스(6)는 산화를 방지하기 위한 불활성 가스일 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 쉴드가스(6)는 아르곤(Ar) 기체일 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 쉴드가스(6)는 불활성 가스에 소량의 수소(1~5%)를 포함한 포밍 가스(forming gas)일 수 있다. 재료(2)는 기판(4) 위에서 산화되지 않은 상태로 적층될 수 있다. 상기 쉴드가스(6)는 재료(2)가 3D 프린팅 도중에 산화되는 것을 막을 수 있다.The shield gas 6 may be an inert gas for preventing oxidation. According to an exemplary embodiment, the shield gas 6 may be argon (Ar) gas. According to another exemplary embodiment, the shield gas 6 may be a forming gas containing a small amount of hydrogen (1-5%) in an inert gas. The material 2 may be laminated on the substrate 4 in an unoxidized state. The shield gas 6 may prevent the material 2 from being oxidized during 3D printing.

상기 제1 유도 가열 코일부(7)는 주입부(31)를 감싸는 코일 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 유도 가열 코일부(7)는 전원부(85)로부터 전류를 인가 받을 수 있다. 전류는 제1 유도 가열 코일부(7)를 지나면서 자기장을 발생시킬 수 있다. 자기장은 재료토출부(3) 및 재료(2)에 유도전류를 발생시킬 수 있다. 유도전류에 의해 재료토출부(3) 내부의 재료(2)는 가열될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 재료토출부(3) 및 재료(2)는 상온 ~ 800℃℃ 온도(Ti 합금이나 Be합금을 위해서는 각각 최고 온도 1750℃℃, 1350℃℃)로 가열될 수 있다. 이에 따라, 재료토출부(3) 내부의 재료(2)는 용융될 수 있다.The first induction heating coil part 7 may have a coil shape surrounding the injection part 31. The first induction heating coil part 7 can receive a current from the power source part 85. The current can pass through the first induction heating coil part 7 to generate a magnetic field. The magnetic field can induce an induced current in the material discharging portion 3 and the material 2. The material 2 inside the material discharging portion 3 can be heated by the induction current. According to the exemplary embodiment, the material discharging portion 3 and the material 2 can be heated at a temperature of from room temperature to 800 DEG C (maximum temperature 1750 DEG C, 1350 DEG C respectively for a Ti alloy or a Be alloy). Accordingly, the material 2 inside the material discharging portion 3 can be melted.

상기 제2 유도 가열 코일부(9')는 상기 노즐(313)의 하단을 감쌀 수 있다. 상기 제2 유도 가열 코일부(9')는 제2방향(D2)으로 복수 개가 제공될 수 있다. 상기 제2 유도 가열 코일부(9')는 전원부(85)로부터 전류를 인가 받을 수 있다. 제2 유도 가열 코일부(9')를 흐르는 전류는 자기장을 발생시킬 수 있다. 상기 자기장은 기판(4) 내에 유도전류를 발생시킬 수 있다. 기판(4)의 온도는 토출된 재료(2')의 융점 또는 그 이상으로 높아질 수 있다. 상기 제2 유도 가열 코일부(9')는 기판(4)을 가열하여, 토출된 재료(2')와 기판(4)을 결합시킬 수 있다. 기판(4)의 온도는 토출된 재료(2')의 융점 온도 이상일 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 토출된 재료(2')는 금속으로 구성되고, 토출된 재료(2')와 기판(4) 사이에서 금속-금속간 접착력이 발생할 수 있다. 재료(2')와 기판(4)은 결합될 수 있다.The second induction heating coil part 9 'may cover the lower end of the nozzle 313. The plurality of second induction heating coil portions 9 'may be provided in the second direction D2. The second induction heating coil part 9 'can receive a current from the power source part 85. [ The current flowing through the second induction heating coil part 9 'can generate a magnetic field. The magnetic field can induce an induced current in the substrate 4. The temperature of the substrate 4 can be raised to the melting point or higher of the discharged material 2 '. The second induction heating coil part 9 'can heat the substrate 4 to couple the discharged material 2' and the substrate 4. [ The temperature of the substrate 4 may be equal to or higher than the melting point temperature of the discharged material 2 '. According to an exemplary embodiment, the discharged material 2 'is made of metal, and a metal-metal adhesion force may occur between the discharged material 2' and the substrate 4. [ The material 2 'and the substrate 4 can be combined.

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 재료토출부(3)는 제1방향(D1), 제1방향(D1)의 반대방향, 제2방향(D2), 제2방향(D2)의 반대방향, 제3방향(D3) 및/또는 제3방향(D3)의 반대방향으로 이동될 수 있다.According to the exemplary embodiment, the material discharging portion 3 is formed in the first direction D1, the direction opposite to the first direction D1, the second direction D2, the direction opposite to the second direction D2, Can be moved in the opposite direction of the three directions (D3) and / or the third direction (D3).

상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5')는 자속을 집중시킬 수 있다. 실시 예에 따르면, 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5')는 상기 제2 유도 가열 코일부(9')를 ““ㄷ””자 형태로 감쌀 수 있다. 제2 유도 가열 코일부(9')에 의해 발생한 자기장은 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5') 내에 집속될 수 있다. 기판(4) 및/또는 기판(4) 위에 적층된 재료(2') 내에는 자기장이 집속될 수 있다. 기판(4) 및/또는 기판(4) 위에 적층된 재료(2')의 온도는 재료(2)의 융점 이상으로 높아질 수 있다.The magnetic flux control unit 5 'can concentrate the magnetic flux. According to the embodiment, the magnetic flux control unit 5 'may wrap the second induction heating coil part 9' in a "" "shape. The magnetic field generated by the second induction heating coil part 9 'can be focused in the magnetic flux control part 5'. A magnetic field can be focused within the substrate 4 and / or the material 2 'deposited on the substrate 4. The temperature of the material 2 'deposited on the substrate 4 and / or the substrate 4 can be raised above the melting point of the material 2.

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5')는 상표명 Fluxtrol®®로 시판되고 있는 금속-플라스틱 혼합물질을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5')는 자속을 집중시킬 수 있는 다른 재료를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the magnetic flux control section 5 'may comprise a metal-plastic mixed material marketed under the trade name Fluxtrol®. According to another exemplary embodiment, the magnetic flux control unit 5 'may include other materials capable of concentrating magnetic flux.

상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5')는 상측에 쉴드가스배출구(513')를 포함할 수 있다. 상기 쉴드가스배출구(513')는 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5') 내부로 유입된 쉴드가스(6)를 배출할 수 있다.The magnetic flux control unit 5 'may include a shield gas outlet 513' on the upper side. The shield gas outlet 513 'may discharge the shield gas 6 introduced into the magnetic flux control unit 5'.

상기 재료제공부(81)는 재료(2)를 필라멘트, 와이어 형태 또는 granula와 같은 벌크 형태로 제공할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 재료제공부(81)는 상기 몸체(311)에 재료(2)를 공급할 수 있다.The material supplier 81 may provide the material 2 in the form of a filament, a wire, or a bulk such as a granula. However, the present invention is not limited thereto. The material supplier (81) can supply the material (2) to the body (311).

상기 쉴드가스제공부(82)는 안내몸체(331)에 쉴드가스(6)를 제공할 수 있다. 쉴드가스(6)는 안내몸체(331) 및 가스노즐(333)을 따라 이동하여, 기판(4) 상에 제공될 수 있다. 상기 쉴드가스제공부(82)는 주입부(31) 내에 쉴드가스(6)를 제공할 수 있다. 이에 따라, 용융된 재료(2)의 산화가 방지될 수 있다.The shield gas supplier 82 may provide the shield gas 6 to the guide body 331. The shield gas 6 may be provided on the substrate 4 by moving along the guide body 331 and the gas nozzle 333. The shield gas providing unit 82 may provide a shield gas 6 in the injection unit 31. Thus, oxidation of the molten material 2 can be prevented.

상기 압력제공부(83)는 용융된 재료(2)에 압력을 인가하여 기판(4) 위에 재료(2)를 토출할 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 압력제공부(83)는 공압방식, 스크류방식 또는 마이크로펌프방식을 사용할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다.The pressure providing portion 83 can apply pressure to the molten material 2 to discharge the material 2 onto the substrate 4. [ According to the exemplary embodiment, the pressure providing unit 83 may be a pneumatic type, a screw type, or a micropump type. However, the present invention is not limited thereto.

상기 제어부(84)는 재료제공부(81), 압력제공부(83), 온도측정부(86), 쉴드가스제공부(82), 전원부(85) 및/또는 기판(4)과 연결될 수 있다. 제어부(84)는 이들로부터 신호를 전달 받아 정보를 수집하거나, 신호를 전달 하여 명령을 할 수 있다.The control unit 84 may be connected to the material supplier 81, the pressure providing unit 83, the temperature measuring unit 86, the shield gas supplier 82, the power source unit 85, and / or the substrate 4 . The control unit 84 can receive signals from them, collect information, or transmit signals to perform commands.

상기 전원부(85)는 제어부(84)로부터 온도 프로파일을 입력 받아, 제1 및 제2 유도 가열 코일부(7, 9)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 전원부(85)는 제1 및 제2 유도 가열 코일부(7, 9)에 전압과 전류를 인가(turn-on 상태)할 수 있다.The power supply unit 85 receives the temperature profile from the control unit 84 and can supply power to the first and second induction heating coil units 7 and 9. [ The power supply unit 85 may apply a voltage and a current to the first and second induction heating coil units 7 and 9 (turn-on state).

상기 온도측정부(86)는 재료토출부(3)와 그 안에 수용된 재료(2)의 온도를 측정하여 제어부(84)에 피드백(feedback)할 수 있다. 제어부(84)는 재료(2)의 온도를 파악하여 전원부(85)에 명령신호를 전달할 수 있다.The temperature measuring unit 86 may measure the temperature of the material discharging unit 3 and the material 2 accommodated therein and feed back the measured temperature to the controller 84. The control unit 84 can grasp the temperature of the material 2 and transmit the command signal to the power supply unit 85. [

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 3D 프린터는 디스펜서(dispenser) 또는 익스트루더(extruder) 형태의 장치를 사용할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the 3D printer may use a dispenser or an extruder type device.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 프린터를 나타낸 정단면도이다. 도 3은 도 2의 실시 예에 따른 3D 프린터를 나타낸 평면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.2 is a front sectional view showing a 3D printer according to another embodiment of the present invention. 3 is a plan view of a 3D printer according to the embodiment of FIG. For brevity of description, substantially the same contents as those described with reference to Fig. 1 may not be described.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 3D 프린터는 도 1의 3D 프린터와 유사하나, 제2 유도 가열 코일부(9)와 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)의 구성에 차이를 가질 수 있다.2 and 3, the 3D printer according to the exemplary embodiments of the present invention is similar to the 3D printer of FIG. 1, except that the configuration of the second induction heating coil part 9 and the magnetic flux control part 5 You can have a difference.

예시적인 실시 예에 따른 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 상기 노즐(313)의 하부를 중심으로 형성된 띠 형태를 가질 수 있다. 상기 띠는 D2-D3 평면 상에 위치할 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 재료토출부(3)를 가운데 두고 제2방향(D2) 및 제2방향(D2)의 반대방향으로 각각 전개될 수 있다. 두 개의 제2 유도 가열 코일부(9)는 연결되지 아니할 수 있다. 혹은 두 개의 제2 유도 가열 코일부(9)는 연결될 수 있다.The second induction heating coil part 9 according to the exemplary embodiment may have a band shape formed around the lower part of the nozzle 313. The band may be located on the D2-D3 plane. According to another exemplary embodiment, the second induction heating coil part 9 can be deployed in the opposite direction to the second direction D2 and the second direction D2, centering the material discharge part 3 . The two second induction heating coil portions 9 may not be connected. Or the two second induction heating coil parts 9 can be connected.

예시적인 실시 예에 따른 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 가운데 빈 공간(91)이 형성된 중공 형태를 가질 수 있다. 상기 빈 공간(91)에 냉각수가 위치할 수 있다. 상기 냉각수는 빈 공간(91)을 흐르며 제2 유도 가열 코일부(9)의 온도를 낮출 수 있다.The second induction heating coil part 9 according to the exemplary embodiment may have a hollow shape in which a middle empty space 91 is formed. Cooling water may be located in the empty space 91. The cooling water flows through the empty space 91 and the temperature of the second induction heating coil part 9 can be lowered.

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 사각단면을 가질 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 원형단면을 가질 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 다른 형태의 단면을 가질 수 있다.According to an exemplary embodiment, the second induction heating coil part 9 may have a rectangular cross-section. According to another exemplary embodiment, the second induction heating coil part 9 may have a circular cross-section. According to another exemplary embodiment, the second induction heating coil part 9 may have another type of cross-section.

상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 전원부(85, 도 1 참고)에 연결될 수 있다. 제2 유도 가열 코일부(9)에 전류가 흐를 수 있다. 제2 유도 가열 코일부(9) 주변에 자기장이 형성될 수 있다. 상기 자기장은 기판(4) 또는 기판(4) 위에 적층된 재료(2')를 통과할 수 있다. 상기 기판(4) 또는 재료(2')에 유도전류가 형성될 수 있다. 상기 기판(4) 또는 재료(2')는 가열될 수 있다. 상기 기판(4) 또는 기판(4) 위의 재료(2')는 충분히 가열되어 기판(4)과 재료(2') 사이의 접착성이 향상될 수 있다.The second induction heating coil part 9 may be connected to the power supply part 85 (see FIG. 1). A current can flow through the second induction heating coil part 9. A magnetic field can be formed around the second induction heating coil part 9. The magnetic field may pass through the substrate 4 or the material 2 'deposited on the substrate 4. An induction current may be formed in the substrate 4 or the material 2 '. The substrate 4 or the material 2 'may be heated. The material 2 'on the substrate 4 or the substrate 4 can be sufficiently heated to improve the adhesion between the substrate 4 and the material 2'.

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 기판(4)과 일정한 간격을 유지하도록 위치할 수 있다. 다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 각 지점마다 기판(4)과 다른 간격을 유지하도록 위치할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4a 내지 도 5b를 참고하여 후술하도록 한다.According to an exemplary embodiment, the second induction heating coil part 9 may be positioned so as to be spaced apart from the substrate 4 by a certain distance. According to another exemplary embodiment, the second induction heating coil part 9 may be positioned to maintain a different spacing from the substrate 4 at each point. A detailed description thereof will be described later with reference to Figs. 4A to 5B.

상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 상기 제2 유도 가열 코일부(9)의 일부 또는 전부를 감쌀 수 있다. 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 제2 유도 가열 코일부(9)를 흐르는 전류에 의해 발생한 자기장을 집속시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 원리는 도 4a 및 도 4b를 참고하여 후술하도록 한다.The magnetic flux control unit 5 may cover part or all of the second induction heating coil part 9. The magnetic flux control unit 5 can focus the magnetic field generated by the current flowing through the second induction heating coil part 9. The detailed principle will be described later with reference to Figs. 4A and 4B.

예시적인 실시 예에 따른 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 노즐(313)에 가까워질수록 기판(4)과 가까워지도록 제2방향(D2) 및 제2방향(D2)의 반대방향으로 경사질 수 있다.The magnetic flux control unit 5 according to the exemplary embodiment may be inclined in a direction opposite to the second direction D2 and the second direction D2 so that the magnetic flux control unit 5 approaches the substrate 31 as it approaches the nozzle 313 .

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 제2방향(D2)을 기준으로 각 지점마다 다른 비율로 제2 유도 가열 코일부(9)를 감쌀 수 있다. 예를 들어, 노즐(313)에 가까울수록 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 제2 유도 가열 코일부(9)를 더 많이 감쌀 수 있다. 이에 대한 자세한 구성과 원리는 도 4a 내지 도 5b를 참고하여 후술하도록 한다.According to the exemplary embodiment, the magnetic flux control unit 5 can cover the second induction heating coil part 9 at different ratios with respect to the second direction D2. For example, the closer to the nozzle 313, the more magnetic flux control part 5 can wrap the second induction heating coil part 9 more. The detailed structure and principle of this will be described later with reference to Figs. 4A to 5B.

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 쉴드가스(6)가 지나가는 쉴드가스경로(51)를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the magnetic flux control unit 5 may include a shield gas path 51 through which the shield gas 6 passes.

상기 쉴드가스경로(51)는 쉴드가스배관(511)과 쉴드가스배출구(513)를 포함할 수 있다.The shield gas path 51 may include a shield gas pipe 511 and a shield gas outlet 513.

상기 쉴드가스배관(511)은 상기 쉴드가스안내부(33)의 가스노즐(333)과 연통되어 쉴드가스(6)가 지나가는 경로를 제공할 수 있다. 상기 쉴드가스배관(511)은 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)의 전개방향(도 2 및 도 3의 경우에는 제2방향(D2) 및/또는 제2방향(D2)의 반대방향)을 따라 전개될 수 있다.The shield gas pipe 511 may communicate with the gas nozzle 333 of the shield gas guide portion 33 to provide a path through which the shield gas 6 passes. The shield gas pipe 511 is expanded along the expansion direction of the magnetic flux control unit 5 (in the direction opposite to the second direction D2 and / or the second direction D2 in FIGS. 2 and 3) .

상기 쉴드가스배출구(513)는 상기 쉴드가스배관(511)에서 제1방향(D1)의 반대방향으로 연장된 구멍일 수 있다. 상기 쉴드가스배출구(513)는 쉴드가스(6)를 기판(4) 쪽으로 배출할 수 있다.The shield gas outlet 513 may be a hole extending in the shield gas pipe 511 in a direction opposite to the first direction D1. The shield gas outlet 513 can discharge the shield gas 6 toward the substrate 4. [

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 쉴드가스배출구(513)는 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)의 전개방향(도 2 및 도 3의 경우에는 제2방향(D2) 및/또는 제2방향(D2)의 반대방향)을 따라 복수 개가 구비될 수 있다. 복수 개의 쉴드가스배출구(513)들은 노즐(313)에서 멀어질수록 기판(4)으로부터 많이 이격되어 있을 수 있다. 노즐(313)에서 멀수록 쉴드가스배출구(513)를 빠져나온 쉴드가스(6)가 기판(4)에 직접 도달하는 양은 줄어들 수 있다.According to the exemplary embodiment, the shield gas outlet 513 is disposed in a direction of expansion of the magnetic flux control unit 5 (in the second direction D2 and / or the second direction D2 in FIGS. 2 and 3) The opposite direction). The plurality of shield gas outlets 513 may be spaced apart from the substrate 4 as the distance from the nozzle 313 increases. As the distance from the nozzle 313 increases, the amount of the shield gas 6 exiting the shield gas outlet 513 directly reaching the substrate 4 can be reduced.

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 쉴드가스경로(51)는 제3방향(D3) 및 제3방향(D3)의 반대방향으로 3 개가 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment, three shield gas paths 51 may be provided in the third direction D3 and in the opposite direction to the third direction D3. However, the present invention is not limited thereto.

상기 3D 프린터는 기판(4) 위에서 제2방향(D2)으로 이동할 수 있다. 상기 제2 유도 가열 코일부(9)는 재료토출부(3)가 이동할 방향(도 3의 경우에는 제2방향(D2))에 위치한 기판(4)을 미리 예열할 수 있다. 상기 기판(4)은 충분히 가열되어 기판(4)과 재료(2') 사이의 접착성이 향상될 수 있다.The 3D printer can move on the substrate 4 in the second direction D2. The second induction heating coil part 9 can preheat the substrate 4 located in the direction in which the material discharging part 3 moves (the second direction D2 in the case of FIG. 3). The substrate 4 is sufficiently heated so that the adhesion between the substrate 4 and the material 2 'can be improved.

도 4a는 도 2의 실시 예에 따른 3D 프린터를 도 3의 a-a'을 절단한 모습과 자기장을 나타낸 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용을 설명되지 않을 수 있다.4A is a cross-sectional view of a 3D printer according to the embodiment of FIG. 2, taken along line a-a 'of FIG. 3 and showing a magnetic field. For brevity of description, substantially the same contents as those described with reference to Figs. 2 and 3 may not be described.

상기 노즐(313)과 비교적 가까운 지점을 나타낸 도 4a를 참고하면, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 제2 유도 가열 코일부(9)를 상대적으로 많이 감쌀 수 있다. 예시적으로, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 제2 유도 가열 코일부(9)의 3 면을 감쌀 수 있다.Referring to FIG. 4A, which shows a point relatively close to the nozzle 313, the magnetic flux control unit 5 can relatively cover the second induction heating coil part 9 relatively. Illustratively, the magnetic flux control section 5 may wrap the three sides of the second induction heating coil section 9.

예시적인 실시 예에 따르면, 자기장(M)은 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5) 내에 집속될 수 있다. 자기장(M)은 기판(4) 내에 집속될 수 있다. 상기 기판(4)에는 많은 양의 유도전류가 발생한 수 있다. 상기 기판(4)은 높은 온도로 가열될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the magnetic field M may be focused in the magnetic flux control section 5. [ The magnetic field M can be focused in the substrate 4. [ A large amount of induced current may be generated in the substrate 4. [ The substrate 4 can be heated to a high temperature.

도 4b는 도 2의 실시 예에 따른 3D 프린터를 도 3의 b-b'을 절단한 모습과 자기장을 나타낸 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.FIG. 4B is a cross-sectional view of the 3D printer according to the embodiment of FIG. 2, taken along line b-b 'of FIG. 3 and showing the magnetic field. For brevity of description, substantially the same contents as those described with reference to Figs. 2 and 3 may not be described.

상기 노즐(313)과 비교적 먼 지점을 나타낸 도 4b를 참고하면, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 제2 유도 가열 코일부(9)를 상대적으로 조금 감쌀 수 있다. 예시적으로, 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5)는 제2 유도 가열 코일부(9)의 1 면을 감쌀 수 있다.Referring to FIG. 4B, which shows a point relatively far from the nozzle 313, the magnetic flux control unit 5 may cover the second induction heating coil part 9 relatively slightly. Illustratively, the magnetic flux control part 5 may cover one side of the second induction heating coil part 9.

예시적인 실시 예에 따르면, 자기장(M')은 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5) 및 기판(4) 내에 도 4a를 참조하여 설명된 자기장(도 4의 M)보다 적게 집속될 수 있다. 상기 기판(4)에는 적은 양의 유도전류가 발생할 수 있다. 상기 기판(4)은 상대적으로 낮은 온도를 가질 수 있다.According to an exemplary embodiment, the magnetic field M 'can be focused into the magnetic flux control portion 5 and the substrate 4 below the magnetic field (M in Figure 4) described with reference to Figure 4a. A small amount of induced current may be generated in the substrate 4. The substrate 4 may have a relatively low temperature.

도 5a는 도 2의 실시 예에 따른 3D 프린터를 도 3의 a-a'을 따라 절단한 모습과 기판의 온도분포에 대한 전산모사 결과를 나타낸 단면도이다.FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a 3D printer according to the embodiment of FIG. 2 cut along the line a-a 'of FIG. 3 and a result of a computer simulation of a temperature distribution of the substrate.

도 5a를 참고하면, 상기 기판(4)은 고온으로 가열될 수 있다. 고온으로 가열된 영역(H)은 깊고 넓게 분포될 수 있다. 고온으로 가열된 영역(H)에 토출된 재료(2)는 기판(4)과 일체로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5A, the substrate 4 can be heated to a high temperature. The region H heated to a high temperature can be distributed deeply and widely. The material 2 discharged in the region H heated to a high temperature can be formed integrally with the substrate 4. [

도 5b는 도 2의 실시 예에 따른 유도가열방식을 이용한 3D 프린터를 도 3의 b-b'을 따라 절단한 모습과 기판의 온도분포에 대한 전산모사 결과를 나타낸 단면도이다.FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a 3D printer using the induction heating method according to the embodiment of FIG. 2, taken along line bb 'of FIG. 3, and a result of computer simulation on the temperature distribution of the substrate.

도 5b를 참고하면, 상기 기판(4)의 온도는 비교적 낮을 수 있다. 고온으로 가열된 영역(H')은 비교적 얇고 좁을 수 있다.Referring to FIG. 5B, the temperature of the substrate 4 may be relatively low. The region H 'heated to a high temperature may be relatively thin and narrow.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 3D 프린터를 도시한 정단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.6 is a front sectional view showing a 3D printer according to another embodiment of the present invention. For brevity of description, substantially the same contents as those described with reference to Fig. 1 may not be described.

도 6을 참고하면, 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 3D 프린터는 도 1의 3D 프린터와 유사하나, 제1 유도 가열 코일부(7)와 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5'')의 구성에 차이를 가질 수 있다.Referring to FIG. 6, the 3D printer according to the exemplary embodiments of the present invention is similar to the 3D printer of FIG. 1 except that the difference between the configuration of the first induction heating coil part 7 and the magnetic flux control part 5 "Lt; / RTI >

상기 제1 유도 가열 코일부(7)는 독립적으로 위치된 복수 개의 코일들을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 코일들은 각각 전원부(85, 도 1 참고)에 연결되어 독립적으로 전류를 인가받을 수 있다.The first induction heating coil part 7 may comprise a plurality of coils located independently. The plurality of coils may be respectively connected to a power supply unit 85 (see FIG. 1) and independently supplied with current.

상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5'')는 제1 및 제2 유도 가열 코일부(7, 9'')를 모두 감쌀 수 있다. 상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부(5'')는 제1 및 제2 유도 가열 코일부(7, 9'')를 흐르는 전류에 의해 발생한 자기장을 집속시킬 수 있다.The magnetic flux control unit 5 '' may cover all of the first and second induction heating coil units 7 and 9 ''. The magnetic flux control unit 5 '' can focus the magnetic field generated by the current flowing through the first and second induction heating coil units 7 and 9 ''.

상기 3D프린터는 Ti 합금(1400~1660℃℃), Be 합금(1100~1285℃℃)을 용융 및 토출시킬 수 있다.The 3D printer may melt and discharge a Ti alloy (1400 to 1660 ° C) and a Be alloy (1100 to 1285 ° C).

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 3D 프린터는 앞서 제안한 경량금속뿐 만 아니라, 공융(eutectic) 성질을 갖는 Ga-Sn 계, Ga-In-Sn 계, Pb-Sn 계, Pb-Sn-Ag 계, Ga-In계, In-Sn계, In-Ag계, Sn-In-Ag계 등의 금속계와 나노 ~ 마이크론 사이즈의 Cu, Ag, Au, Al, Pt 등의 금속의 혼합된 금속으로 이루어진 혼합 금속을 사용할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the 3D printer includes not only the light metal as described above, but also a Ga-Sn system, a Ga-In-Sn system, a Pb-Sn system, a Pb- A mixed metal consisting of a mixed metal of a metal such as Ga-In, In-Sn, In-Ag or Sn-In-Ag and a metal of nano to micron size such as Cu, Ag, Au, Can be used.

다른 예시적인 실시 예에 따르면, 상기 3D 프린터는 금(Au), 제1 금속(제1 금속은 주석(Sn), 규소(Si), 게르마늄(Ge), 및 안티모니(Sb) 등), 및 제2 금속(갈륨(Ga), 인듐(In), 게르마늄(Ge), 및 비스무트(Bi) 등)을 포함하는 얼로이(alloy); 및 금속 입자 및 금속 산화물 입자 중 적어도 하나가 혼합된 귀금속 얼로이 소재를 사용할 수 있다.According to another exemplary embodiment, the 3D printer includes gold (Au), a first metal (the first metal is tin (Sn), silicon (Si), germanium (Ge), and antimony (Sb) An alloy comprising a second metal (such as gallium (Ga), indium (In), germanium (Ge), and bismuth (Bi)); And a precious metal alloy material in which at least one of metal particles and metal oxide particles are mixed can be used.

예시적인 실시 예에 따르면, 상기 3D 프린터는 기존의 재료압출방식 장치(Material Extrusion)가 갖는 단점을 극복할 수 있다. 상기 3D 프린터는 필라멘트나 벌크 소재의 젯팅(jetting) 형태를 조절할 수 있다.According to the exemplary embodiment, the 3D printer can overcome the disadvantages of existing material extrusion apparatuses. The 3D printer can control the jetting form of the filament or bulk material.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 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 실시 예에는 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, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.

2: 재료
3: 재료토출부
31: 주입부
311: 몸체 313: 노즐
33: 쉴드가스안내부
331: 안내몸체 333: 가스노즐
4: 기판
5: 마그네틱 플럭스 컨트롤부
51: 쉴드가스경로
511: 쉴드가스배관
513: 쉴드가스배출구
6: 쉴드가스
7: 제1 유도 가열 코일부
9: 제2 유도 가열 코일부
81: 재료제공부
82: 쉴드가스제공부
83: 압력제공부
84: 제어부
85: 전원부
86: 온도측정부2: Material
3: Material discharge portion
31:
311: Body 313: Nozzle
33: shield gas guide
331: guide body 333: gas nozzle
4: substrate
5: Magnetic flux control part
51: shield gas path
511: shield gas piping
513: Shield gas outlet
6: Shield gas
7: First induction heating coil part
9: Second induction heating coil part
81: Material preparation
82: shield gas supply
83: Pressure relief
84:
85:
86: Temperature measuring unit

Claims (1)

주입부;
상기 주입부의 상부를 감싸는 제1 유도 가열 코일부;
상기 주입부의 하부를 감싸는 제2 유도 가열 코일부; 및
상기 제2 유도 가열 코일부에 인접하게 배치되는 마그네틱 플럭스 컨트롤부를 포함하되,
상기 주입부는 재료를 토출하고,
상기 제2 유도 가열 코일부는 자기장을 생성하며,
상기 마그네틱 플럭스 컨트롤부는 상기 자기장을 집속하는 유도가열방식을 이용한 3D 프린터.An injection section;
A first induction heating coil part surrounding an upper portion of the injection part;
A second induction heating coil part surrounding a lower portion of the injection part; And
And a magnetic flux control unit disposed adjacent to the second induction heating coil unit,
The injection unit discharges the material,
The second induction heating coil portion generates a magnetic field,
Wherein the magnetic flux control unit is an induction heating method in which the magnetic field is concentrated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230020778A (en) 2021-08-04 2023-02-13 박우영 Method and apparatus for real time mixing and heating of metal powder

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230020778A (en) 2021-08-04 2023-02-13 박우영 Method and apparatus for real time mixing and heating of metal powder

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