KR20190059099A - A three dimensional printer with ultrasonic transducer inserted into working plate - Google Patents

A three dimensional printer with ultrasonic transducer inserted into working plate Download PDF

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KR20190059099A
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Abstract

The present invention relates to a three-dimensional printer with an ultrasonic vibrator inserted into a working plate for preventing defective output of outputs during manufacture of three-dimensional outputs and, more specifically, to a three-dimensional printer with an ultrasonic vibrator inserted into a working plate, which comprises: a water tank; a light source part; and a working plate, wherein the working plate further comprises an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic vibration.

Description

워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터{A THREE DIMENSIONAL PRINTER WITH ULTRASONIC TRANSDUCER INSERTED INTO WORKING PLATE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a 3D printer in which an ultrasonic transducer is inserted into a working plate,

본 발명은 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3D 출력물 제조를 위한 소재의 액상 광경화성 수지의 균일 분포와, 3D 출력물의 쉬운 분리 및 더러워진 수조의 세척이 가능하도록 하는 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printer in which an ultrasonic transducer is inserted into a working plate, and more specifically, to a uniform distribution of a liquid photocurable resin of a material for producing a 3D output, an easy separation of a 3D output, and a cleaning of a soiled tank To a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate.

일반적으로 프린터는 프린트 대상물에 문자, 도안 등을 인쇄하는 장치를 의미하며, 컴퓨터에 연결하여 지면에 인쇄하는 프린트 장치는 업무용, 가정용으로 널리 사용되고 있다. 이러한 프린터는 프린트 대상물이 되는 종이 혹은 시트재를 소정의 방향으로 이동하며, 미세 잉크를 통해 2차원 인쇄를 하는 것이었으나, 최근에는 3차원 형상을 형상화할 수 있는 3D 프린터가 등장하였다.
2. Description of the Related Art Generally, a printer is a device that prints characters and drawings on a print object. A printing device that is connected to a computer and prints on the ground is widely used for business and home use. Such printers move paper or sheet material as a printing object in a predetermined direction and perform two-dimensional printing through fine ink. Recently, a 3D printer capable of shaping a three-dimensional shape has appeared.

특히, 21세기 첨단기술의 총아로 손꼽히는 3D 프린터는 컴퓨터 설계 프로그램으로 만든 3차원 데이터를 바탕으로 실물의 입체 모양 그대로 성형품을 제작할 수 있도록 하는 장치이다. 이러한 3D 프린터는 열에 녹는 고체 플라스틱 소재를 실타래처럼 뽑아 이것을 조금씩 녹여가며 쌓는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식을 비롯하여, 광경화성 수지에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되는 원리를 이용한 SLA(StereoLithography Apparatus) 방식, SLA 방식에서 광경화성 수지 대신에 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하며, 레이저 광선을 주사하여 고결시켜 성형하는 원리를 이용한 SLS(Slective Laser Sintering) 방식, 광경화성 수지가 저장된 저장조의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되는 원리를 이용한 DLP(Digital Light Processing) 방식 등이 널리 사용되고 있다. 이 중에서 SLA 방식 및 DLP 방식의 3D 프린터는 모두 광경화성 수지를 이용하며, 광경화성 수지를 저장하면서 광이 투과되는 투명 수조가 이용되고 있다.
Especially, 3D printer, which is considered as the leader of advanced technology in the 21st century, is a device that can produce molded objects in the shape of real objects based on 3D data created by computer design program. These 3D printers use FDM (Fused Deposition Modeling) method which extracts heat-absorbing solid plastic material like a thread, and fuses it with little by little, and also uses StereoLithography Apparatus ) System, SLA (Functional Polymer or Metal Powder) is used instead of photo-curable resin, SLS (Spherical Laser Sintering) method using the principle of forming by curing by laser beam scanning, And a DLP (Digital Light Processing) method using a principle that is partially cured by irradiating the light source. Among these SLP type and DLP type 3D printers, a photo-curable resin is used, and a transparent water tank in which light is transmitted while a photocurable resin is stored is used.

종래의 SLA 방식 또는 DLP 방식의 3D 프린터는, 수조에 담긴 광경화성 수지의 분포가 균일하게 분포되지 않은 경우, 3D 출력물에 색상 편차와, 기포, 및 크랙 등의 출력 불량을 발생시키게 되고, 더러워진 수조의 세척에 있어서도 작업자가 직접 클리닝 하는 방식으로 사용상의 불편함이 따르는 문제가 있었다. 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0038101호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.In the conventional SLA type or DLP type 3D printer, when the distribution of the photo-cured resin contained in the water tank is not uniformly distributed, color output, defects such as bubbles and cracks are generated in the 3D output, There is a problem in that the operator is inconvenienced in the method of directly cleaning. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0038101 is disclosed in the prior art document.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 액상 광경화성 수지를 저장하는 수조와, 액상 광경화성 수지를 경화시키기 위한 광원부, 및 수조에 저장된 액상 광경화성 수지의 경화를 통해 형성되는 3D 출력물을 지지하는 워킹 플레이트를 포함하는 3D 프린터를 구성하되, 워킹 플레이트에 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 진동자를 더 포함하여 구성함으로써, 워킹 플레이트에 구비되는 초음파 진동자의 초음파 진동을 통한 액상 광경화성 수지가 균일하게 분포되고, 그에 따른 3D 출력물의 제조 시에 출력물의 색상 편차, 기포, 및 크랙의 출력 불량이 방지될 수 있도록 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the previously proposed methods. The present invention relates to a liquid photocurable resin, a water tank for curing the liquid photocurable resin, and a liquid photocurable resin And a working plate for supporting the 3D output formed through the curing. The ultrasonic vibrator of the present invention further includes an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic vibration on the working plate, A 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate is provided so as to prevent the color deviation, bubble, and crack output of the output product from being uniformly distributed through the liquid photocurable resin The purpose of that is to do.

또한, 본 발명은, 기존에 더러워진 수조를 사람이 직접 클리닝하는 불편한 방법에서, 워킹 플레이트에 삽입된 초음파 진동자의 구동으로 발생하는 초음파의 음압 효과와 캐비테이션 효과로 수조를 세척함으로써, 수조의 자동 클리닝은 물론, 3D 프린터의 편리한 유지관리가 가능하도록 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
Further, in the present invention, in an inconvenient method of manually cleaning a soiled water tank, the automatic cleaning of the water tank is performed by washing the water tank with the negative pressure effect of the ultrasonic waves generated by the driving of the ultrasonic vibrator inserted into the working plate and the cavitation effect It is another object of the present invention to provide a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate, which enables easy maintenance of a 3D printer.

뿐만 아니라, 본 발명은, 워킹 플레이트에서 3D 출력물을 분리시킬 때, 스크래퍼를 사용하여 분리하는 기존 방식에서 추가로 진동을 발생시켜 적은 힘으로도 3D 출력물을 쉽게 분리시킬 수 있도록 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is based on the discovery that, in separating 3D output from a working plate, additional vibrations are generated in a conventional manner of separation using a scraper so that the 3D output can be easily separated even with a small force, Another object of the present invention is to provide a 3D printer in which a vibrator is inserted.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터는,According to an aspect of the present invention, there is provided a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate,

워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터로서,A 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate,

3D 출력물 제조를 위한 소재의 액상 광경화성 수지를 저장하는 수조;A water tank for storing the liquid photocurable resin of the material for 3D output production;

상기 수조에 저장된 액상 광경화성 수지를 경화시키기 위한 광원을 조사하는 광원부; 및A light source for irradiating a light source for curing the liquid photocurable resin stored in the water tank; And

상기 광원부의 조사되는 광원을 통해 상기 수조에 저장된 액상 광경화성 수지가 경화되면서 형성되는 3D 출력물을 지지하기 위한 워킹 플레이트를 포함하되,And a working plate for supporting a 3D output formed by curing the liquid photocurable resin stored in the water tank through a light source irradiated by the light source unit,

상기 워킹 플레이트는,The working plate

초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 진동자를 더 포함하여 구성하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
And further comprises an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic vibration.

바람직하게는, 상기 수조는,Preferably, the water tank comprises:

상부 개방형의 육면체형 또는 원통형의 구조로 구성될 수 있다.
It may be configured as a top open-type hexahedral or cylindrical structure.

바람직하게는, 상기 광원부는,Preferably, the light source unit includes:

상기 액상 광경화성 수지가 저장된 상기 수조의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되도록 하는 DLP(Digital Light Processing) 방식의 광원을 사용할 수 있다.
A DLP (Digital Light Processing) type light source for irradiating light to a lower portion of the water tank in which the liquid photocurable resin is stored and partially curing the light can be used.

바람직하게는, 상기 광원부는,Preferably, the light source unit includes:

상기 수조에 저장된 액상 광경화성 수지에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되도록 하는 SLA(StereoLithography Apparatus) 방식의 레이저 광원을 사용할 수 있다.
A SLA (Stereolithography Apparatus) type laser light source for scanning the liquid photocurable resin stored in the water tank with the laser light so that the scanned portion is cured can be used.

바람직하게는, 상기 3D 프린터는,Preferably, the 3D printer includes:

상기 수조에 담긴 상기 액상 광경화성 수지를 광원을 이용하여 액층 광중합(Vat Photopolymerization)법의 적층(Additive Manufacturing) 방식으로 3D 출력물을 출력하되,The liquid photocurable resin contained in the water tank is output to a 3D output using a light source in an additive manufacturing method of a liquid photopolymerization (Vat Photopolymerization) method,

상기 초음파 진동자를 구비하는 상기 워킹 플레이트를 상향식(Bottom-Up) 또는 하향식(Top-Down)으로 작동되도록 구성할 수 있다.
The working plate including the ultrasonic vibrator may be configured to be operated in a bottom-up or top-down manner.

더욱 바람직하게는, 상기 3D 프린터는,More preferably, the 3D printer includes:

3D 출력물의 색상 편차, 기포, 크랙의 출력 불량이 방지될 수 있도록 초음파 진동자가 구비된 상기 워킹 플레이트를 액상 광경화성 수지가 담긴 수조에 하강시킨 후, 액상 광경화성 수지가 담긴 수조에 상기 초음파 진동자의 구동으로 초음파 진동을 발생시켜 상기 수조내의 액상 광경화성 수지가 균일하게 분포되도록 할 수 있다.
The working plate provided with the ultrasonic vibrator is lowered to a water tank containing the liquid photocurable resin so that the color deviation of the 3D output, bubbles and cracks in the output of the ultrasonic vibrator can be prevented, and then the ultrasonic vibrator It is possible to generate ultrasonic vibrations by driving to uniformly distribute the liquid photo-curable resin in the water tank.

더욱 더 바람직하게는, 상기 3D 프린터는,Still more preferably, the 3D printer includes:

3D 출력물의 출력 완료 이후, 상기 워킹 플레이트에 구비되는 상기 초음파 진동자의 구동을 통한 초음파 진동으로 상기 워킹 플레이트에 부착된 3D 출력물을 분리시킬 수 있다.
After completion of the output of the 3D output, the 3D output attached to the working plate can be separated by the ultrasonic vibration through the driving of the ultrasonic vibrator provided on the working plate.

더욱 더 바람직하게는, 상기 3D 프린터는,Still more preferably, the 3D printer includes:

3D 출력물의 출력 완료 이후, 더러워진 상기 수조의 액상 광경화성 수지가 제거되고 수조에 세척액이 공급된 상태에서, 상기 초음파 진동자가 구비된 상기 워킹 플레이트를 하강시킨 후, 상기 초음파 진동자를 구동시킴에 따라 발생되는 초음파 진동으로 수조가 세척되도록 할 수 있다.After completion of outputting the 3D output, the liquid photo-curable resin in the soaked tank is removed and the cleaning plate is supplied to the water tank. Then, after the working plate having the ultrasonic vibrator is lowered, the ultrasonic vibrator is driven So that the water tank can be cleaned by ultrasonic vibration.

본 발명에서 제안하고 있는 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터에 따르면, 액상 광경화성 수지를 저장하는 수조와, 액상 광경화성 수지를 경화시키기 위한 광원부, 및 수조에 저장된 액상 광경화성 수지의 경화를 통해 형성되는 3D 출력물을 지지하는 워킹 플레이트를 포함하는 3D 프린터를 구성하되, 워킹 플레이트에 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 진동자를 더 포함하여 구성함으로써, 워킹 플레이트에 구비되는 초음파 진동자의 초음파 진동을 통한 액상 광경화성 수지가 균일하게 분포되고, 그에 따른 3D 출력물의 제조 시에 출력물의 색상 편차, 기포, 및 크랙의 출력 불량이 방지될 수 있도록 할 수 있다.
According to the 3D printer in which the ultrasonic vibrator is inserted into the working plate proposed in the present invention, the liquid photo-curable resin is stored in the water tank, the light source unit for curing the liquid photo-curable resin, and the curing of the liquid photo- And a working plate for supporting a 3D output formed on the working plate, wherein the working plate further comprises an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic vibration on the working plate, It is possible to prevent the color deviation, the bubble, and the crack output of the output product from being generated when the photocurable resin is uniformly distributed and accordingly the 3D output is produced.

또한, 본 발명에 따르면, 기존에 더러워진 수조를 사람이 직접 클리닝하는 불편한 방법에서, 워킹 플레이트에 삽입된 초음파 진동자의 구동으로 발생하는 초음파의 음압 효과와 캐비테이션 효과로 수조를 세척함으로써, 수조의 자동 클리닝은 물론, 3D 프린터의 편리한 유지관리가 가능하도록 할 수 있다.
In addition, according to the present invention, in an inconvenient method of directly cleaning a soiled water tank by a person, the water tank is cleaned by the sound pressure effect of the ultrasonic waves generated by the driving of the ultrasonic vibrator inserted into the working plate and the cavitation effect, As well as enabling convenient maintenance of the 3D printer.

뿐만 아니라, 본 발명은, 워킹 플레이트에서 3D 출력물을 분리시킬 때, 스크래퍼를 사용하여 분리하는 기존 방식에서 추가로 진동을 발생시켜 적은 힘으로도 3D 출력물을 쉽게 분리시킬 수 있도록 할 수 있다.In addition, the present invention can further isolate the 3D output with less force by separating the 3D output from the working plate by generating additional vibration in the conventional method of separating using the scraper.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터의 다른 일례의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터에서, 3D 출력물을 분리하는 과정의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터의 SLA 방식의 일례 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 이용한 소재 공급의 동작 흐름을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 이용한 3D 출력물 제거의 동작 흐름을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 이용한 수조 세척의 동작 흐름을 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention. Fig.
2 is a view showing a configuration of another example of a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of separating a 3D output in a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an exemplary configuration of an SLA system of a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an operation flow of supplying a material using a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of 3D output removal using a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention. FIG.
7 is a flowchart illustrating an operation of washing a water tank using a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터의 다른 일례의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터에서, 3D 출력물을 분리하는 과정의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터의 SLA 방식의 일례 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 이용한 소재 공급의 동작 흐름을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 이용한 3D 출력물 제거의 동작 흐름을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터를 이용한 수조 세척의 동작 흐름을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터(100)는, 수조(110), 광원부(120), 및 워킹 플레이트(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a process of separating a 3D output in a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a view showing an example of the SLA system of a 3D printer in which an ultrasonic transducer is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of an ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view showing an operation flow of supplying a material using an inserted 3D printer. FIG. 6 is a view showing an operation flow of a 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention. A a view showing an operational flow of removing 3D output using, Figure 7 is a diagram illustrating an operation flow of the cleaning tank with the 3D printer is an ultrasonic transducer inserted into the working plate, in accordance with an embodiment of the present invention. 1 to 4, a 3D printer 100 in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate according to an embodiment of the present invention includes a water tub 110, a light source 120, and a working plate 130 ). ≪ / RTI >

수조(110)는, 3D 출력물 제조를 위한 소재의 액상 광경화성 수지(111)를 저장하는 용기의 구성이다. 이러한 수조(110)는 상부 개방형의 육면체형 또는 원통형의 구조로 구성될 수 있다. 여기서, 수조(110)는 투명한 내열성 폴리올레핀계 수지로 구성됨이 바람직하나, 이에 제한을 두지는 않으며, 투명 소재의 아크릴, PC, 유리 등으로 구성될 수도 있다.
The water tank 110 is a structure of a container for storing a liquid photocurable resin 111 as a raw material for 3D output production. The water tank 110 may have a top-opening hexahedral shape or a cylindrical shape. Here, the water tray 110 is preferably composed of a transparent heat-resistant polyolefin resin, but is not limited thereto, and may be made of transparent material acrylic, PC, glass, or the like.

광원부(120)는, 수조(110)에 저장된 액상 광경화성 수지(111)를 경화시키기 위한 광원을 조사하는 광원의 구성이다. 이러한 광원부(120)는 액상 광경화성 수지(111)가 저장된 수조(110)의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되도록 하는 DLP(Digital Light Processing) 방식의 광원을 사용할 수 있다. 또한, 광원부(120)는 수조(110)에 저장된 액상 광경화성 수지(111)에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되도록 하는 SLA(StereoLithography Apparatus) 방식의 레이저 광원을 사용할 수도 있다. 여기서, 광원부(120)는 3D 프린터를 구성하는 데 필요한 널리 알려진 구성에 해당하므로 불필요한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
The light source unit 120 is a structure of a light source that irradiates a light source for curing the liquid photocurable resin 111 stored in the water tub 110. [ The light source unit 120 may use a DLP (Digital Light Processing) type light source that irradiates light to a lower portion of the water tank 110 in which the liquid photocurable resin 111 is stored and partially cures the light. Also, the light source unit 120 may use a SLA (Stereo Lithography Apparatus) type laser light source that scans the liquid photocurable resin 111 stored in the water tank 110 to scan the laser light to cure the scanned portion. Here, since the light source unit 120 corresponds to a well-known configuration necessary for constructing the 3D printer, an unnecessary detail description will be omitted.

또한, 광원부(120)는 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 3D 프린터(100)가 상향식(Bottom-Up)으로 구성되는 경우, 수조(110)의 하부에 배치 구성되고, 3D 프린터(100)가 하향식(Top-Down)으로 구성되는 경우, 수조(110)의 상부에 배치 구성될 수 있다.
1 and 2, the light source unit 120 is disposed at a lower portion of the water tub 110 when the 3D printer 100 is configured as a bottom-up type, and the 3D printer 100 100 may be arranged on the top of the water tub 110 in the case of a top-down configuration.

워킹 플레이트(130)는, 광원부(120)의 조사되는 광원을 통해 수조(110)에 저장된 액상 광경화성 수지(111)가 경화되면서 형성되는 3D 출력물을 지지하기 위한 구성이다. 이러한 워킹 플레이트(130)는 액상 광경화성 수지의 균일 분포와, 3D 출력물의 분리와, 더러워진 수조(100)의 세척 시에 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 진동자(131)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 초음파 진동자(131)를 구비한 워킹 플레이트(130)를 가진 3D 프린터(100)는 수조(110)에 담긴 액상 광경화성 수지(111)를 광원부(120)의 광원을 이용하여 액층 광중합(Vat Photopolymerization)법의 적층(Additive Manufacturing) 방식으로 3D 출력물을 출력할 수 있다. 이때, 초음파 진동자(131)를 구비하는 워킹 플레이트(130)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상향식(Bottom-Up)으로 구성되거나, 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 하향식(Top-Down)으로 작동되도록 구성될 수 있다.
The working plate 130 is a structure for supporting a 3D output formed by curing the liquid photocurable resin 111 stored in the water tub 110 through the light source irradiated by the light source unit 120. The working plate 130 may further include an ultrasonic oscillator 131 for generating a uniform distribution of the liquid photo-curing resin, separating the 3D output, and generating ultrasonic vibration when cleaning the soiled water tank 100 . The 3D printer 100 having the working plate 130 provided with the ultrasonic transducer 131 converts the liquid photocurable resin 111 contained in the water tub 110 into a liquid layer photopolymerization Vat The 3D output can be output by the additive manufacturing method of the photopolymerization method. At this time, the working plate 130 having the ultrasonic transducer 131 may be configured as a bottom-up type as shown in FIG. 1, or may be a top-down type as shown in FIG. 2 Can be configured to operate.

또한, 초음파 진동자(131)를 구비한 워킹 플레이트(130)를 구성하는 3D 프린터(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 3D 출력물의 색상 편차, 기포, 크랙의 출력 불량이 방지될 수 있도록 초음파 진동자(131)가 구비된 워킹 플레이트(130)를 액상 광경화성 수지(111)가 담긴 수조(110)에 하강시킨 후, 액상 광경화성 수지(111)가 담긴 수조(110)에 초음파 진동자(131)의 구동으로 초음파 진동을 발생시켜 수조(110)내의 액상 광경화성 수지가 균일하게 분포되도록 할 수 있다.
5, the 3D printer 100 constituting the working plate 130 provided with the ultrasonic transducer 131 may be provided with an ultrasonic transducer (not shown) for preventing the color deviation, bubble, The working plate 130 provided with the vibrator 131 is lowered to the water tank 110 containing the liquid photo-curable resin 111 and then the ultrasonic vibrator 131 is attached to the water tank 110 containing the liquid photo- The liquid photocurable resin in the water tank 110 can be uniformly distributed.

또한, 초음파 진동자(131)를 구비한 워킹 플레이트(130)를 구성하는 3D 프린터(100)는 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 3D 출력물의 출력 완료 이후, 워킹 플레이트(130)에 구비되는 초음파 진동자(131)의 구동을 통한 초음파 진동으로 워킹 플레이트(130)에 부착된 3D 출력물을 분리시킬 수 있다. 여기서, 3D 출력물의 분리는, 기존의 스크래퍼(132)에 추가로 진동을 발생시키는 방식으로 적용되거나, 또는 스크래퍼(132)를 완전히 배제한 상태에서 초음파 진동자(131)의 진동만으로 3D 출력물의 분리가 가능하도록 할 수도 있다. 이때, 초음파 진동자(131)는 3D 출력물의 분리가 완료될 때 까지 반복하여 초음파 진동을 발생시킬 수 있도록 한다.
3 and 6, the 3D printer 100 constituting the working plate 130 provided with the ultrasonic transducer 131 may be provided with a plurality of working plates 130 provided on the working plate 130 The 3D output attached to the working plate 130 can be separated by the ultrasonic vibration through the driving of the ultrasonic transducer 131. Here, the separation of the 3D output can be performed by a method of generating vibration in addition to the conventional scrapers 132, or a 3D output can be separated only by the vibration of the ultrasonic transducer 131 in a state in which the scrapers 132 are completely excluded . At this time, the ultrasonic transducer 131 repeats ultrasonic vibration until the separation of the 3D output is completed.

또한, 초음파 진동자(131)를 구비한 워킹 플레이트(130)를 구성하는 3D 프린터(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 3D 출력물의 출력 완료 이후, 더러워진 수조(110)의 액상 광경화성 수지(111)가 제거되고 수조(110)에 세척액이 공급된 상태에서, 초음파 진동자(131)가 구비된 워킹 플레이트(130)를 하강시킨 후, 초음파 진동자(131)를 구동시킴에 따라 발생되는 초음파 진동으로 수조(110)가 세척되도록 할 수 있다. 즉, 기존에 더러워진 수조(110)를 사람이 직접 클리닝하는 방법에서, 워킹 플레이트(130)에 구비되는 초음파 진동자(131)를 이용하여 자동으로 클리닝함에 따라 3D 프린터의 유지관리를 더욱 편리하게 세척 관리할 수 있게 된다.
7, the 3D printer 100 constituting the working plate 130 provided with the ultrasonic transducer 131 is configured so that after the completion of the outputting of the 3D output, the liquid photo-curing resin of the soiled water tub 110 The ultrasonic vibrator 131 is moved downward after the moving plate 111 is removed and the washing liquid is supplied to the water tub 110 and then the ultrasonic vibration generated by driving the ultrasonic vibrator 131 So that the water tray 110 can be cleaned. That is, in the conventional method of directly cleaning the soiled water tank 110 by the person, the ultrasonic vibrator 131 provided on the working plate 130 is used to automatically clean the water tank 110, .

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터는, 액상 광경화성 수지를 저장하는 수조와, 액상 광경화성 수지를 경화시키기 위한 광원부, 및 수조에 저장된 액상 광경화성 수지의 경화를 통해 형성되는 3D 출력물을 지지하는 워킹 플레이트를 포함하는 3D 프린터를 구성하되, 워킹 플레이트에 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 진동자를 더 포함하여 구성함으로써, 워킹 플레이트에 구비되는 초음파 진동자의 초음파 진동을 통한 액상 광경화성 수지가 균일하게 분포되고, 그에 따른 3D 출력물의 제조 시에 출력물의 색상 편차, 기포, 및 크랙의 출력 불량이 방지될 수 있도록 할 수 있게 된다. 또한, 기존에 더러워진 수조를 사람이 직접 클리닝하는 불편한 방법에서, 워킹 플레이트에 삽입된 초음파 진동자의 구동으로 발생하는 초음파의 음압 효과와 캐비테이션 효과로 수조를 세척함으로써, 수조의 자동 클리닝은 물론, 3D 프린터의 편리한 유지관리가 가능하도록 할 수 있게 된다. 또한, 워킹 플레이트에서 3D 출력물을 분리시킬 때, 스크래퍼를 사용하여 분리하는 기존 방식에서 추가로 진동을 발생시켜 적은 힘으로도 3D 출력물을 쉽게 분리시킬 수 있도록 할 수 있게 된다.
As described above, the 3D printer in which the ultrasonic vibrator is inserted into the working plate according to an embodiment of the present invention includes a water tank for storing the liquid photo-curable resin, a light source for curing the liquid photo- A 3D printer including a working plate for supporting a 3D output formed through curing of a photo-curing resin, and further comprising an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic vibration on a working plate, The liquid photocurable resin is uniformly distributed through the ultrasonic vibrations of the printed paper, and thus the color deviation, bubble, and crack output of the output product can be prevented during the production of the 3D output. In addition, in an inconvenient method of manually cleaning a soiled water tank, the water tank is cleaned by the sound pressure effect of the ultrasonic waves generated by driving the ultrasonic vibrator inserted into the working plate and the cavitation effect, So that it is possible to perform convenient maintenance. In addition, when separating the 3D output from the working plate, vibration can be further generated in the conventional method of separating using the scraper, so that the 3D output can be easily separated even with a small force.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics of the invention.

100: 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터
110: 수조
111: 액상 광경화성 수지
120: 광원부
130: 워킹 플레이트
131: 초음파 진동자
132: 스크래퍼100: 3D printer according to an embodiment of the present invention
110: aquarium
111: Liquid photo curable resin
120: Light source
130: Working plate
131: Ultrasonic vibrator
132: scraper

Claims (8)

워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터(100)로서,
3D 출력물 제조를 위한 소재의 액상 광경화성 수지(111)를 저장하는 수조(110);
상기 수조(110)에 저장된 액상 광경화성 수지(111)를 경화시키기 위한 광원을 조사하는 광원부(120); 및
상기 광원부(120)의 조사되는 광원을 통해 상기 수조(110)에 저장된 액상 광경화성 수지(111)가 경화되면서 형성되는 3D 출력물을 지지하기 위한 워킹 플레이트(130)를 포함하되,
상기 워킹 플레이트(130)는,
초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 진동자(131)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.
A 3D printer (100) having an ultrasonic vibrator inserted into a working plate,
A water tank 110 for storing a liquid photocurable resin 111 of a material for 3D output production;
A light source 120 for irradiating a light source for curing the liquid photocurable resin 111 stored in the water tank 110; And
And a working plate (130) for supporting a 3D output formed by curing the liquid photocurable resin (111) stored in the water tank (110) through a light source irradiated by the light source unit (120)
The working plate (130)
A 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate, characterized by further comprising an ultrasonic transducer (131) for generating ultrasonic vibration.
제1항에 있어서, 상기 수조(110)는,
상부 개방형의 육면체형 또는 원통형의 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.
The water treatment system according to claim 1, wherein the water tank (110)
A 3D printer in which an ultrasonic vibrator is inserted into a working plate, characterized in that it is constituted by a hexahedral or cylindrical structure of an open top.
제1항에 있어서, 상기 광원부(120)는,
상기 액상 광경화성 수지(111)가 저장된 상기 수조(110)의 하부로 광을 조사하여 부분적으로 경화되도록 하는 DLP(Digital Light Processing) 방식의 광원을 사용하는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.
The light source unit according to claim 1,
Wherein a light source of DLP (Digital Light Processing) method is used which irradiates light to the lower part of the water tank (110) storing the liquid photocurable resin (111) and partially cures the ultrasonic vibrator An embedded 3D printer.
제1항에 있어서, 상기 광원부(120)는,
상기 수조(110)에 저장된 액상 광경화성 수지(111)에 레이저 광을 주사하여 주사된 부분이 경화되도록 하는 SLA(StereoLithography Apparatus) 방식의 레이저 광원을 사용하는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.
The light source unit according to claim 1,
Characterized in that an SLA (Stereo Lithography Apparatus) type laser light source is used which scans the liquid photocurable resin (111) stored in the water tank (110) by laser light to cure the scanned portion, wherein the ultrasonic vibrator An embedded 3D printer.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3D 프린터(100)는,
상기 수조(110)에 담긴 상기 액상 광경화성 수지(111)를 광원을 이용하여 액층 광중합(Vat Photopolymerization)법의 적층(Additive Manufacturing) 방식으로 3D 출력물을 출력하되,
상기 초음파 진동자(131)를 구비하는 상기 워킹 플레이트(130)를 상향식(Bottom-Up) 또는 하향식(Top-Down)으로 작동되도록 구성하는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.
5. The 3D printer (100) according to any one of claims 1 to 4,
The liquid photocurable resin 111 contained in the water tank 110 is output to a 3D output using a light source in an additive manufacturing method of a liquid photopolymerization (Vat Photopolymerization) method,
The 3D printer in which the ultrasonic vibrator is inserted into the working plate, characterized in that the working plate (130) including the ultrasonic vibrator (131) is configured to be operated in a bottom-up or top-down manner.
제5항에 있어서, 상기 3D 프린터(100)는,
3D 출력물의 색상 편차, 기포, 크랙의 출력 불량이 방지될 수 있도록 초음파 진동자(131)가 구비된 상기 워킹 플레이트(130)를 액상 광경화성 수지(111)가 담긴 수조(110)에 하강시킨 후, 액상 광경화성 수지(111)가 담긴 수조(110)에 상기 초음파 진동자(131)의 구동으로 초음파 진동을 발생시켜 상기 수조(110)내의 액상 광경화성 수지가 균일하게 분포되도록 하는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.
6. The 3D printer (100) according to claim 5, wherein the 3D printer (100)
The working plate 130 provided with the ultrasonic transducer 131 is lowered in the water tank 110 containing the liquid photocurable resin 111 so that the color deviation, bubble and crack output of the 3D output can be prevented, Characterized in that ultrasonic vibration is generated in the water tank (110) containing the liquid photocurable resin (111) by driving the ultrasonic vibrator (131) to uniformly distribute the liquid photocurable resin in the water tank (110) A 3D printer with an ultrasonic transducer inserted into the plate.
제6항에 있어서, 상기 3D 프린터(100)는,
3D 출력물의 출력 완료 이후, 상기 워킹 플레이트(130)에 구비되는 상기 초음파 진동자(131)의 구동을 통한 초음파 진동으로 상기 워킹 플레이트(130)에 부착된 3D 출력물을 분리시키는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.
7. The 3D printer (100) according to claim 6, wherein the 3D printer (100)
And separates the 3D output attached to the working plate (130) by ultrasonic vibration through driving of the ultrasonic transducer (131) provided on the working plate (130) after completion of outputting the 3D output. A 3D printer in which an ultrasonic transducer is inserted.
제6항에 있어서, 상기 3D 프린터(100)는,
3D 출력물의 출력 완료 이후, 더러워진 상기 수조(110)의 액상 광경화성 수지(111)가 제거되고 수조(110)에 세척액이 공급된 상태에서, 상기 초음파 진동자(131)가 구비된 상기 워킹 플레이트(130)를 하강시킨 후, 상기 초음파 진동자(131)를 구동시킴에 따라 발생되는 초음파 진동으로 수조(110)가 세척되도록 하는 것을 특징으로 하는, 워킹 플레이트에 초음파 진동자가 삽입된 3D 프린터.7. The 3D printer (100) according to claim 6, wherein the 3D printer (100)
The liquid photocurable resin 111 of the soiled tub 110 is removed and the washing liquid is supplied to the tub 110 after the output of the 3D output is completed, And then the ultrasonic vibrator is inserted into the working plate so that the ultrasonic vibrator is washed by the ultrasonic vibration generated by driving the ultrasonic vibrator.
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