KR20190007637A - Apparatus for recycling 3D printer filament - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3D 프린터용 필라멘트 재생장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 비교적 경박단소한 구조를 기반으로 3D 프린터에서 폐기되는 필라멘트를 재활용 처리하는 3D 프린터용 필라멘트 재생장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filament regenerating apparatus for a 3D printer, and more particularly, to a filament regenerating apparatus for a 3D printer for recycling a filament discarded in a 3D printer on the basis of a relatively thin and compact structure.
국내 3D 프린터 기술이 점진적인 성장을 보이는 반면 이에 소요되는 필라멘트는 98% 이상 수입에 의존하고 있다. 근래에는 3D 프린터 필라멘트의 친환경성을 고려하여 옥수수 전분형태의 필라멘트, 커피 형태의 필라멘트, 나무 형태의 필라멘트 등이 등장하기도 한다. 한편, 3D 프린터 출력시 최종적인 출력물 이외에 서포트와 서포트가 제거된 부분도 깔끔하지 못하여 실패물 등이 산출된다. 이러한 폐기 대상 필라멘트의 재생도 친환경성을 높이는 방안으로 인식되고 있다.While the domestic 3D printer technology is showing gradual growth, the demand for filament is more than 98%. In recent years, corn starch-type filaments, coffee-type filaments, and wood-type filaments have appeared in consideration of the environmental friendliness of 3D printer filaments. On the other hand, in the 3D printer output, in addition to the final output, the parts where the support and the support are removed are not clean, so that a failure is calculated. Regeneration of such waste filament is also recognized as a method for enhancing environmental friendliness.
이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 공개특허공보 제2015-0096078호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1679322호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.As prior art documents which can be referred to in this connection, there are known Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0096078 (Prior Document 1) and Korean Patent Registration No. 1679322 (Prior Document 2).
선행문헌 1은 기 제작된 열가소성 제품을 수용하는 수용부, 제품이 융해되도록 수용부를 가열하는 가열부, 수용공간을 가압하여 융해된 제품을 배출구를 통해 압출시키는 가압부 및 가압부를 작동시키는 동력공급부;를 포함한다. 이에, 폐 제품을 수거 및 융해하여 다시 필라멘트로 재생하여 필라멘트의 소모비용을 최소화하는 효과를 기대한다.In the prior art 1, there are provided a receiving portion for accommodating the manufactured thermoplastic product, a heating portion for heating the receiving portion to melt the product, a pressing portion for pressing the receiving space to push the melted product through the outlet, and a power supply for operating the pressing portion. . Therefore, the waste product is collected and melted and regenerated as a filament, thereby minimizing the consumption cost of the filament.
선행문헌 2는 로딩부를 포함하는 폐플라스틱 원료공급유닛, PET 재질의 폐플라스틱 원료를 제공받아 파쇄하여 파쇄칩 형태로 구현하는 파쇄유닛, 용융하고 필라멘트로 압출하는 압출유닛, 압출유닛에서 제공되는 필라멘트를 권취하는 권취유닛을 포함한다. 이에, 폐플라스틱을 이용하여 재생을 하게 되는바, 친환경적인 기능을 구현하는 효과를 기대한다.The prior art document 2 discloses a waste plastic raw material supply unit including a loading part, a crushing unit for crushing and receiving a waste plastic raw material of PET material to form a crushed chip, an extruding unit for melting and extruding the filament, And includes a take-up winding unit. As a result, waste plastic is used for regeneration, and an effect of implementing an environmentally friendly function is expected.
그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 3D 프린터를 사용하는 중소규모 제조 현장에서 활용성을 높이는 측면에서 개선의 여지를 보이고 있다.However, according to the above-mentioned prior art documents, there is room for improvement in terms of improving the usability in small and medium sized manufacturing sites using 3D printers.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 비교적 경박단소한 구조를 기반으로 하면서 3D 프린터에서 폐기되는 필라멘트를 분류하여 각기 설정된 프로세스를 거쳐 재활용이 가능하도록 재생하는 3D 프린터용 필라멘트 재생장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide filament regenerating apparatus for a 3D printer, which regenerates filaments discarded in a 3D printer based on relatively small- Device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 3D 프린터에 사용후 폐기되는 필라멘트를 재생하는 장치에 있어서: 상기 필라멘트의 저장을 위한 공간을 구비하는 본체; 상기 본체 상에서 필라멘트를 분류하여 송급하는 송급수단; 상기 송급된 필라멘트를 파쇄, 용융, 압출, 권취하는 성형수단; 및 상기 송급수단과 성형수단을 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for regenerating filaments after being used in a 3D printer, the apparatus comprising: a body having a space for storing the filaments; Feeding means for classifying and feeding filaments on the main body; Molding means for crushing, melting, extruding, and winding the fed filament; And control means for controlling the feeding stage and the forming means.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 ABS를 비롯한 수지재 필라멘트 및 PLA를 비롯한 여타의 필라멘트를 구분하여 저장하도록 복수의 저장통을 구비하는 것을 특징으로 한다.In the detailed construction of the present invention, the main body is provided with a plurality of reservoirs for separately storing resin filaments including ABS, and other filaments including PLA.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 송급수단은 필라멘트의 조성과 색상을 검출하는 재질검출기, 필라멘트의 저장량을 검출하는 물량검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the detailed construction of the present invention, the feeding means is characterized by comprising a material detector for detecting the composition and color of the filament, and a water amount detector for detecting the stored amount of the filament.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 성형수단은 용융기, 압출기, 또는 그 사이에 필라멘트의 물성 변화를 유발하기 위한 물성조절기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the molding means is characterized by further comprising a physical property adjuster for causing a change in physical properties of the melter, the extruder, or the filaments therebetween.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 제어기의 조작부를 통한 선택에 따라 송급수단 및 성형수단의 각 공정을 단속적 또는 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.According to a detailed configuration of the present invention, the control means performs intermittent or continuous processes of the feeding means and the molding means in accordance with the selection through the operation portion of the controller.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 데스크탑 형태의 비교적 경박단소한 구조를 기반으로 하면서 3D 프린터에서 폐기되는 필라멘트를 분류하여 각기 설정된 프로세스를 거쳐 재생함에 따라 친환경성을 확보하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, filaments discarded in a 3D printer are classified based on a comparatively thin and simple structure of a desktop type, and are reproduced through a predetermined process, thereby securing eco-friendliness.
도 1은 본 발명에 따른 재생장치를 정면에서 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 재생장치를 평면에서 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 재생장치의 제어수단을 나타내는 블록도Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a configuration diagram showing a playback apparatus according to the present invention,
2 is a configuration diagram showing a playback apparatus according to the present invention in a plan view
3 is a block diagram showing the control means of the reproducing apparatus according to the present invention
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 3D 프린터에 사용후 폐기되는 필라멘트를 재생하는 장치에 관하여 제안한다.The present invention proposes an apparatus for regenerating a filament to be discarded after use in a 3D printer.
본 발명에 따른 본체(10)는 상기 필라멘트의 저장을 위한 공간을 구비하는 구조이다. 본체(10)는 데스크탑 형태를 지니도록 경박단소 구조로 형성되고, 저면에 이동을 위한 캐스터를 구비할 수도 있다. 도 1에서 제1투입구(11)와 제2투입구(12)에 각각 연결되는 제1저장통(13)과 제2저장통(14)을 예시한다. 복수의 투입구와 저장통은 다른 종류의 필라멘트를 재생하기 위함이다.The
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(10)는 ABS를 비롯한 수지재 필라멘트 및 PLA를 비롯한 여타의 필라멘트를 구분하여 저장하도록 복수의 저장통을 구비하는 것을 특징으로 한다. ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 필라멘트는 저렴하고 가공하기 쉬우며 내충격성과 내열성이 우수하여 가장 흔하게 사용된다. ABS를 비롯한 수지재 필라멘트는 상면의 제1투입구(11)를 통하여 제1저장통(13)에 수용된다. PLA(폴리락틱산; Poly Lactic Acid) 필라멘트는 옥수수나 감자의 전분에 수지액을 혼합하여 인체에 무해하고 친환경적이나 내열성과 난연성이 약하고 표면처리나 도색에 어려움이 수반된다. PLA 필라멘트는 제2투입구(12)를 통하여 제2저장통(14)에 수용된다. 기타 커피찌거기, 목재 등의 필라멘트는 제2저장통(14) 또는 별도의 저장통에 수용할 수 있다.As a detailed configuration of the present invention, the
한편, 가장 빈번하게 사용되는 제1투입구(11)는 본체(10)의 상면 중앙에 설치하고, 제2투입구(12)는 제1투입구(11)와 명확하게 구분되도록 본체(10)의 상면 변부에 설치한다. 상기 제1저장통(13)과 제2저장통(14)의 하측으로 각각의 개폐기(26)가 설치되고, 일측 저장통에 수용된 재생원료는 슈트(28)를 통하여 낙하되어 후속된 공정으로 투입된다.On the other hand, the
또한, 본 발명에 따르면 송급수단이 상기 본체(10) 상에서 필라멘트를 분류하여 송급한다. 송급수단에 의한 필라멘트의 분류는 재생 필라멘트의 물성과 품질에 영향을 준다. 데스크탑 형태의 본체(10) 상에서 송급수단은 수동적 분류를 기반으로 하면서 자동적 분류를 부가할 수 있다.Further, according to the present invention, the feeding means classifies and feeds filaments on the
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 송급수단은 필라멘트의 조성과 색상을 검출하는 재질검출기(21), 필라멘트의 저장량을 검출하는 물량검출기(22)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 재질검출기(21)는 적절한 파장 범위의 근적외선(NIR)을 사용하여 재질과 색상을 선별할 수 있다. 재질 분류는 비수지재 필라멘트를 구분하는 정도로 구현함이 실용적이고, 색상 분류는 혼합 용융이 가능한 삼원색(RGB) 정도로 구현함이 실용적이다. 물량검출기(22)는 저장통에 수용된 재생원료가 후속된 공정에 투입하기 충분한 양인지 검출하는 것으로서, 저장통의 저면에 설치되는 하중센서 또는 상측으로 설치되는 광센서로 구현 가능하다.In the detailed construction of the present invention, the feeding means includes a material detector (21) for detecting the composition and color of the filament, and a water amount detector (22) for detecting the stored amount of the filament. The
이때, 도 2에서 제1저장통(13)과 제2저장통(14)이 하나씩 배치됨을 예시하지만, 분류된 재생원료를 별도로 저장하기 위해 다수(예컨대 3개 이상)로 구분될 수 있다. 제1투입구(11) 및 양측의 저장통(13)(14) 사이에는 분류를 위한 대기공간이 형성된다.2, the
한편, 송급수단은 제1투입구(11)의 하측으로 재질검출기(21)와 함께 분류기(24)를 더 구비할 수도 있다. 분류기(24)는 제1투입구(11)로 잘못 투입된 비수지재 필라멘트를 제2저장통(14)으로 보내도록 구성된다. 물론 데스크탑 형태의 본체(10)와 연계한 구성의 간소화를 위해 분류가 곤란한 경우 경보를 출력하여 사용자에 의한 수동 분류를 유발할 수도 있다.The feeding means may further include a
또한, 본 발명에 따르면 성형수단이 상기 송급된 필라멘트를 파쇄, 용융, 압출, 권취를 수행한다. 도 1에서 파쇄기(31)가 저장통(13)(14)의 내부에 설치되는 것으로 나타내지만, 저장통(13)(14)과 이격되도록 슈트(28)의 내부에 설치하는 구성도 가능하다. 슈트(28)의 하측으로 히터를 지닌 용융기(32)가 설치되고, 용융기(32)의 하측으로 가압실린더를 지닌 압출기(35)가 설치되고, 가진기(25)의 일측으로 권취릴을 지지하는 권취기(37)가 설치된다. 권취릴은 본체(10)의 일측에 형성된 개구(17)를 통하여 인출이 가능하다. 물론 구성의 간소화를 위해 권취기(37)는 부분적으로 수동 작동을 요구할 수 있다.Further, according to the present invention, the shaping means crushes, melts, extrudes, and winds the fed filament. Although the
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 성형수단은 용융기(32), 압출기(35), 또는 그 사이에 필라멘트의 물성 변화를 유발하기 위한 물성조절기(33)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 물성조절기(33)는 재생원료로 필라멘트를 생성하는 과정에서 물성이 저하되는 것을 방지한다. ABS 필라멘트의 경우 증점제나 계면활성제를 혼합할 수 있고, PLA 필라멘트의 경우 융점이 낮은 저융점계열의 생분해성 수지를 혼합할 수 있다. 도 1에서 물성조절기(33)가 압출기(35)에 연결된 것으로 예시하나 그 상측으로 분산적으로 설치하는 구성도 가능하다.In the detailed construction of the present invention, the molding means is characterized by further comprising a physical property adjuster (33) for causing a change in physical properties of the filament between the melter (32), the extruder (35) The
한편, 압출기(35)와 권취기(37)의 사이에 냉각기(38)를 설치하여 필라멘트의 물성(강도)을 강화시킨다. 냉각기(38)는 공기(대기)를 강제로 송풍하는 방식이지만 열전소자 등을 부각하여 냉각 온도를 변동할 수 있다.On the other hand, a
또한, 본 발명에 따르면 제어수단이 상기 송급수단과 성형수단을 제어하는 구조이다. 제어수단은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 제어기(42)를 기반으로 한다. 제어기(42)의 입력인터페이스에는 재질검출기(21), 물량검출기(22), 조작부(44) 등이 연결된다. 제어기(42)의 출력인터페이스에는 분류기(24), 개폐기(26), 파쇄기(31), 용융기(32), 압출기(35), 권취기(37), 구동부(46), 표시부(48) 등이 연결된다.In addition, according to the present invention, the control means controls the feeding point and the forming means. The control means is based on a
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 제어기(42)의 조작부(44)를 통한 선택에 따라 송급수단 및 성형수단의 각 공정을 단속적 또는 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 한다. 조작부(44)는 제어기(42)에 의한 자동모드와 수동모드를 선택하는 입력키를 구비한다. 자동모드의 일예로서, 제1저장통(13)에 설정된 양의 재생원료가 수용되면 개폐기(26)를 개방하고, 용융과 압출을 거쳐 재생 필라멘트가 권취기(37)의 권취릴에 감기도록 한다. 수동모드의 경우 설정된 공정 단위로 사용자의 지시에 의하여 단속적으로 처리된다. 예컨대, 단속적인 공정에 의하면 파쇄한 재생원료를 용융, 압출하지 않고 배출할 수도 있다.The control means is characterized in intermittently or continuously performing the respective steps of the feeding means and the molding means in accordance with the selection through the
한편, 제어기(42)는 조작부(44)의 자동모드 또는 수동모드 선택에 의한 작동 전원을 구동부(46)를 통하여 인가하는 동시에 표시부(48)를 통하여 작동 상태를 디스플레이한다. 구동부(46)와 표시부(48)는 시청각적 방법으로 경보를 발생하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
10: 본체
11: 제1투입구
12: 제2투입구
13: 제1저장통
14: 제2저장통
17: 개구
21: 재질검출기
22: 물량검출기
24: 분류기
26: 개폐기
28: 슈트
31: 파쇄기
32: 용융기
33: 물성조절기
35: 압출기
37: 권취기
38: 냉각기
42: 제어기
44: 조작부
46: 구동부
48: 표시부10: main body 11: first inlet
12: second inlet port 13: first reservoir
14: second reservoir 17: opening
21: Material detector 22: Quantity detector
24: Classifier 26: Actuator
28: Chute 31: Crusher
32: Melting unit 33: Property controller
35: Extruder 37: Winder
38: cooler 42: controller
44: Operation part 46:
48:
Claims (5)
상기 필라멘트의 저장을 위한 공간을 구비하는 본체(10);
상기 본체(10) 상에서 필라멘트를 분류하여 송급하는 송급수단;
상기 송급된 필라멘트를 파쇄, 용융, 압출, 권취하는 성형수단; 및
상기 송급수단과 성형수단을 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트 재생장치.An apparatus for regenerating a filament to be discarded after use in a 3D printer, comprising:
A body 10 having a space for storing the filament;
Feeding means for classifying and feeding filaments on the main body 10;
Molding means for crushing, melting, extruding, and winding the fed filament; And
And control means for controlling the feeding and feeding means and the forming means.
상기 본체(10)는 ABS를 비롯한 수지재 필라멘트 및 PLA를 비롯한 여타의 필라멘트를 구분하여 저장하도록 복수의 저장통을 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트 재생장치.The method according to claim 1,
Wherein the main body (10) is provided with a plurality of reservoirs for separately storing resin filaments including ABS, and other filaments including PLA.
상기 송급수단은 필라멘트의 조성과 색상을 검출하는 재질검출기(21), 필라멘트의 저장량을 검출하는 물량검출기(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트 재생장치.The method according to claim 1,
Wherein the feeding means comprises a material detector (21) for detecting the composition and color of the filament, and a water amount detector (22) for detecting the amount of filament storage.
상기 성형수단은 용융기(32), 압출기(35), 또는 그 사이에 필라멘트의 물성 변화를 유발하기 위한 물성조절기(33)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트 재생장치.The method according to claim 1,
Wherein the forming means further comprises a physical property adjuster (33) for causing a change in the physical properties of the filament between the melter (32), the extruder (35) and the filament.
상기 제어수단은 제어기(42)의 조작부(44)를 통한 선택에 따라 송급수단 및 성형수단의 각 공정을 단속적 또는 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 필라멘트 재생장치.The method according to claim 1,
Wherein the control means intermittently or continuously performs the respective steps of the feeding means and the molding means according to the selection through the operation portion (44) of the controller (42).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170088862A KR20190007637A (en) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Apparatus for recycling 3D printer filament |
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KR20150096078A (en) | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 장영문 | Filament playback device for 3D printer |
KR101679322B1 (en) | 2016-05-03 | 2016-12-06 | 주식회사 이조 | Manufacturing device of filamant for 3d printer using waste plastics |
-
2017
- 2017-07-13 KR KR1020170088862A patent/KR20190007637A/en active IP Right Grant
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KR20150096078A (en) | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 장영문 | Filament playback device for 3D printer |
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