KR20190100540A - 세척 모듈을 포함하는 3d 프린팅 장치 및 3d 프린팅 방법 - Google Patents

세척 모듈을 포함하는 3d 프린팅 장치 및 3d 프린팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법에 관한 것이고, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 3D 구조체의 재료를 공급하는 재료 공급부; 상기 재료 공급부를 통하여 공급된 재료의 두께를 제어하는 두께 제어부;상기 두께 제어부를 통하여 두께가 제어된 재료를 기설정된 형상으로 경화하는 3D 프린팅 모듈; 및 상기 3D 프린팅 모듈에 의해 경화된 3D 프린팅 구조체를 세척하는 세척 모듈을 포함하고, 상기 세척 모듈은 세척 유체를 공급하는 세척 유체 공급부, 상기 세척 유체를 배출하는 세척 유체 배출부, 및 세척이 수행되는 세척 챔버를 포함한다.

Description

세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법{3D PRINTING APPARATUS COMPRISING CLEANSING MODULE AND 3D PRINTING METHOD}
본 발명은 세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법에 관한 것이고, 상세하게는 3D 프린팅 구조체 형성 중 또는 형성 후에 3D 프린팅 구조체를 세척할 수 있는 세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법에 관한 것이다.
3D 프린터는 기업에서 물건을 제품화하기 전에 시제품을 만들기 위한 용도로 개발되었다. 1980년대 초에 미국의 3D 시스템즈 사에서 플라스틱 액체를 굳혀 입체 물품을 만들어내는 프린터가 처음으로 개발된 3D 프린터로 알려졌다. 플라스틱 소재에 국한되었던 초기 단계에서 발전하여 나일론과 금속 소재로 범위가 확장되었고, 산업용 시제품뿐만 아니라 여러 방면에서 상용화 단계로 진입하였다.
3D 프린팅 단계는 크게 모델링(modeling), 프린팅(printing), 피니싱(finishing)으로 이루어진다. 모델링은 3D 도면을 제작하는 단계로, 3D CAD(computer aided design)나 3D 모델링 프로그램 또는 3D 스캐너 등을 이용하여 제작하는 것이다. 프린팅은 모델링 과정에서 제작된 3D 도면을 이용하여 물체를 만드는 단계로, 적층가공법 등으로 작업을 진행하는 것이다. 이때 소요시간은 제작물의 크기와 복잡도에 따라 다르다. 피니싱은 산출된 제작물에 대해 보완 작업을 하는 단계로, 색을 칠하거나 표면을 연마하거나 부분 제작물을 조립하는 등의 작업을 의미한다.
한편, 2차원 구조체를 한 층씩 적층하여 3차원 구조체를 만드는 3D 프린팅 기법은 파우더(고분자 및 금속 등의 가루)나 액상 또는 화이어 형태의 소재를 층(레이어)으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들어내는 방식이다. 레이어가 얇을수록 정밀한 형상을 얻을 수 있다. 더욱 상세한 분류는 하기에서 설명하도록 한다.
재료 압출(Material Extrusion)은 주로 필라멘트 형태의 열가소성 물질을 노즐안에서 녹여내고 원하는 형태를 만드는데 필요한 부분에 녹인 물질을 밀어내어 굳히면서 밑에서부터 쌓아올리는 방법을 의미한다. 해당 방식은 다양한 소재를 비교적 용이하게 적용할 수 있다는 장점이 있으나 표면이 거칠고 제작 속도가 다른 방식에 비해 느리다는 문제점이 있다.
광중합(Vat photopolymerization) 방식은 광경화성 액체 수지가 담긴 수조에 레이저 혹은 UV빔을 투사하여 광원이 닿는 부분을 경화시켜 쌓는 방식을 의미한다. 해당 방식은 정밀도가 높아 표면이 매끄럽고 정교하지만 제작 단가가 다른 방식의 프린터에 비해 비싸다는 단점이 있다.
분말적층용융(Powder bed fusion) 방식은 레이저 소결법(Selective Laser Sintering, SLS)방식으로 대표되며 대량의 작은 분말형태의 플라스틱, 금속, 유리 덩어리를 레이저로 녹인뒤 응고시키며 층을 쌓아 입체적으로 조형하는 방식이다. SLS은 속도가 빠르고 사용하는 재료가 광범위하기 때문에 재료의 한계성을 갖는 3D 프린터의 단점을 보완하는 큰 장점이 있다. 다만, 분말 덩어리의 크기에 따라 제품의 생산 가능 크기가 제한된다는 점과 가격이 다른 방식에 비해 매우 비싸다는 단점이 있다.
접착제 분사(Binder jetting) 방식은 분말형태의 재료에 풀과 같은 접착제 역할을 하는 바인더용액을 뿌려 분말을 결합시키는 방식을 의미한다.
재료 분사(Material jetting) 방식은 잉크젯 프린터와 같은 방식으로 잉크형태의 재료를 직접 뿌려 2차원 구조를 만든 뒤 그것을 반복적으로 쌓아올려 3차원 형상을 제조하고 UV빔 등에 의해 경화시키는 방식을 의미한다.
시트 라미네이션(Sheet lamination) 방식은 종이 혹은 필름형상으로 제조된 소재를 한층씩 쌓고 레이저 혹은 커터로 형상을 제조한 후 다시 같은 공정을 반복하여 3차원 형상을 제조하는 방식을 의미한다.
또한, 직접 에너지 증착(directed energy deposition, DED)방식은 주로 금속에 적용되며 분말이나 와이어 상의 소재를 고출력 레이저 빔 표면에 직접 그리고 동시에 분사하여 소재를 녹여 3차원 형태로 쌓아올리는 방식을 의미한다.
한국공개특허공보 제10-2017-0010290호
본 발명은 간단한 구성으로, 높은 정밀도를 갖는 3D 프린팅 구조체를 제조할 수 있는 세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 3D 프린팅 구조체의 층간 프린팅 재료의 혼합을 방지할 수 있는 세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 3D 구조체의 재료를 공급하는 재료 공급부; 상기 재료 공급부를 통하여 공급된 재료의 두께를 제어하는 두께 제어부;상기 두께 제어부를 통하여 두께가 제어된 재료를 기설정된 형상으로 경화하는 3D 프린팅 모듈; 및 상기 3D 프린팅 모듈에 의해 경화된 3D 프린팅 구조체를 세척하는 세척 모듈을 포함하고, 상기 세척 모듈은 세척 유체를 공급하는 세척 유체 공급부, 상기 세척 유체를 배출하는 세척 유체 배출부, 및 세척이 수행되는 세척 챔버를 포함한다.
또한, 상기 세척 유체 공급부는 세척 유체 컨트롤러, 세척 유체 공급라인, 및 세척 노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척 노즐은 소정의 분사 직경을 갖는 적어도 하나의 제1 분사구 및 상기 제1 분사구보다 작은 분사 직경을 갖는 적어도 하나의 제2 분사구를 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척 노즐은 미세 분무 노즐일 수 있다.
또한, 상기 세척 모듈은 건조 유체를 공급하는 건조 유체 공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척 모듈의 일 측에 이웃하여 배치되고, 상기 3D 프린팅 구조체를 건조시키는 건조 모듈을 더 포함하고, 상기 건조 모듈은 건조 유체를 공급하는 건조 유체 공급부, 건조 유체를 배출하는 건조 유체 배출부 및 건조가 수행되는 건조 챔버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 건조 유체 공급부는 건조 유체 컨트롤러, 건조 유체 공급라인, 및 건조 노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척 모듈은 상기 세척 노즐을 제1방향 또는 제2방향으로 이동시키는 세척 노즐 구동 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척 공급부는 세척 유체로 기체 또는 액체를 공급할 수 있다.
또한, 상기 세척 유체가 액체인 경우, 상기 세척 유체는 물, 유기 용매, 및 혼합 용매 중 적어도 하나일 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 방법은 적어도 하나의 재료를 공급하는 단계; 상기 공급된 재료를 3D 구조체로 출력하는 단계; 및 상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계를 포함하고, 상기 세척하는 단계는 세척 유체를 이용하여 침지법, 분무법 및 분사법 중 적어도 하나의 방법에 의해 수행된다.
또한, 상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계에서, 상기 세척 유체는 기체 또는 액체일 수 있다.
또한, 상기 세척 유체가 액체인 경우, 상기 세척 유체는 물, 유기 용매, 및 혼합 용매 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계 수행 후에 상기 3D 구조체를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법은 세척 모듈을 통해 경화된 단층을 제외한 프린팅 재료를 세척 또는 건조시킨 후 추가적인 경화 과정을 포함함으로써, 상접한 단층 간 또는 한층 내 상이한 프린팅 재료의 혼합을 방지하고, 프린팅 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치 및 3D 프린팅 방법은 정교한 형상의 3D 프린팅 구조체를 제조하고 다종 혹은 이종소재를 동시에 프린팅 가능하게 하여 다양한 기술분야에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 상부 조감도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 세척 모듈의 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 세척 모듈의 측면도를 도시한 것이다.
도 5는 세척 유체 공급부의 세척 노즐 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈의 사시도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈의 측면도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈의 사시도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 10은 3D 구조체의 세척조건 및 세척 용매에 따른 세척효과를 나타낸 것이다.
도 11은 3D 구조체의 초음파 세척조건 및 세척 용매에 따른 세척효과를 나타낸 것이다.
도 12는 3D 구조체의 분무 세척조건 및 세척 용매에 따른 세척효과를 나타낸 것이다.
도 13은 3D 구조체의 분무 세척조건 및 세척 용매에 따른 세척효과를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
세척 모듈을 포함하는 3D 프린팅 장치
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치(1000)의 상부 조감도이다.
도 1을 참조하면, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치(1000)는 3D 구조체의 재료를 공급하는 재료 공급부(1200); 상기 재료 공급부를 통하여 공급된 재료의 두께를 제어하는 두께 제어부(1300); 상기 두께 제어부를 통하여 두께가 제어된 재료를 기설정된 형상으로 경화하는 3D 프린팅 모듈(1400); 및 상기 3D 프린팅 모듈에 의해 경화된 3D 프린팅 구조체를 세척하는 세척 모듈(1500)을 포함하고, 상기 세척 모듈은 세척 유체를 공급하는 세척 유체 공급부, 상기 세척 유체를 배출하는 세척 유체 배출부, 및 세척이 수행되는 세척 챔버를 포함한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 적층식 프린팅 장치이며, 상층에서 하층으로 단층이 적층되는 방식일 수 있다. 즉, 3D 프린팅 장치는 프린팅 재료의 일층이 형성되고 일층의 하단면에 상접하는 타층이 적층되는 하향식 방식(top-down)이 적용되는 프린팅 장치일 수 있다. 3D 프린팅 장치는 주입되는 프린팅 재료 및 프린팅 되어 형성되는 다층 3D 구조체에 따라 의학적, 공학적 등과 같은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 특히, 다양한 분야에서 이종 소재 프리팅이 필요한 경우에 한 층을 이종의 다종 소재로 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 상기의 적층식 프린팅 장치에 제한되지 않고, 재료 압출(Material Extrusion) 3D 프린팅 장치, 광중합(Vat photopolymerization) 3D 프린팅 장치, 분말적층용융(Powder bed fusion) 3D 프린팅 장치, 접착제 분사(Binder jetting) 3D 프린팅 장치, 재료 분사(Material jetting) 3D 프린팅 장치, 시트 라미네이션(Sheet lamination) 3D 프린팅 장치, 및 직접 에너지 증착(directed energy deposition, DED) 3D 프린팅 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 재료 공급부는 적어도 일 종의 단일 재료를 공급할 수 있다. 상기 재료 공급부에 공급되는 재료는 금속, 금속 합금, 세라믹, 또는 원소 탄소의 동소체를 포함할 수도 있다. 원소 탄소의 동소체는 비정질 탄소, 그라파이트, 그래핀, 다이아몬드 또는 풀러렌을 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 재료 공급부로부터 공급된 재료를 이송하는 재료 이송부를 더 포함할 수 있고, 상기 재료 이송부에 의해 상기 재료 공급부로부터 공급된 재료를 이송하는 경우 라인 방식으로 재료가 공급될 수 있고, 라인이 권취되는 적어도 하나 이상의 롤 부재, 롤 부재를 구동시키는 모터, 및 롤 부재의 높이를 조절하는 높이 조절 부재를 포함할 수 있다.
상기 재료 공급부는 혼합용 스크류가 장착된 실린지 타입, 혼합용 교반기가 장착된 압출용기 타입 및 재료를 면 도포하는 슬러리 공급판 타입 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 실린지 타입의 재료 공급부는 프린팅 재료를 내부에 수용하는 실린더; 실린더 내부에 장착되는 혼합용 스크류; 프린팅 재료를 라인 상에 압출하는 압출 주사기; 및 압출 주사기의 상하 운동을 유도하는 유압 모터를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 측면도이다. 도 2를 참조하면, 재료 이송부(1100)는 롤 부재(1110), 모터(1120), 높이 조절 부재(1130)를 포함할 수 있다.
상기 재료 이송부는 적어도 한 개 이상의 필름을 공급할 수 있다.
또한, 본 실시 예에서, 재료 이송부는 복수의 라인을 포함할 수 있다. 즉, 재료 이송부는 도 1과 같이 2개의 상이한 라인이 포함되어 필름을 공급할 수 있다. 상이한 라인으로 제공되는 재료 이송부는 3D 프린팅 모듈이 이동하여 경화-세척/건조-경화-세척 건조의 단계를 연속적으로 수행하도록 유도할 수 있다. 특히, 3D 프린팅 모듈이 회전형으로 제공되는 경우 반복적인 회전으로 인하여 경화 - 세척/건조 - 경화 - 세척/건조의 각 단계를 연속적으로 수행하도록 유도할 수 있다. 사용자는 재료 이송부의 라인을 가/감하여 회전형 3D 프린팅 모듈의 회전반경을 변경할 수 있다. 또한, 단일 재료 이송부가 제공되는 경우 3D 프린팅 모듈의 회전각을 감소하여 프린팅 장치의 부피를 축소시킬 수 있다.
한편, 재료 이송부는 단일 라인에서 다종의 필름을 공급할 수 있다. 각각의 재료 이송부는 8a, 8b, 8c와 같이 다양한 종류의 필름을 공급할 수 있다. 사용자는 기설정된 형상에 따라 다종의 필름을 선택적으로 공급할 수 있다.
본 실시 예에서, 롤 부재는 권취된 라인을 평평하게 유지하면서, 사용된 필름을 회수할 수 있다. 이때, 높이 조절 부재는 필름이 회수되는 높이를 조절할 수 있다. 롤 부재는 하나 이상이 구비될 수 있으며, 복수의 롤 부재가 구비되는 경우 각각의 롤 부재의 반경은 상이할 수 있다.
모터는 롤 부재를 구동시킬 수 있다.
본 실시 예에서, 모터 롤 부재와 직/간접적으로 연결되어 롤 부재의 회전 운동을 유도할 수 있다. 모터는 롤 부재의 회전 속도를 조절할 수 있다. 모터는 구비된 롤 부재와 동일하게 구비되거나, 단수의 모터가 단수의 롤 부재에 연결되어 롤 부재를 구동시킬 수 있다.
높이 조절 부재는 롤 부재의 높이를 조절할 수 있다.
본 실시 예에서, 높이 조절 부재는 필름이 회수되는 높이와 롤 부재의 일면이 상접할 수 있도록 높이를 조절할 수 있다. 높이 조절 부재는 재료 이송부의 설계 형태에 따라 롤 부재 또는 모터의 높이를 조절할 수 있다.
상기 3D 프린팅 모듈은 상기 재료 공급부 또는 재료 이송부에 의해 공급된 3D 프린팅 재료를 기설정된 형상으로 경화하여 3D 프린팅 구조체를 형성할 수 있다.
상기 3D 프린팅 모듈은 회전 이동형, 수평 이동형 및 수직 이동형 중 적어도 하나를 포함하는 방식으로 제공될 수 있으며, 상기 재료 공급부 및 재료 이송부가 제공되는 형태에 따라 재료를 순차적으로 경화시키기 위한 모든 이동방식이 적용될 수 있다. 한편, 회전형으로 제공되는 3D 프린팅 모듈은 지정된 각도로 회전할 수 있다. 후술하는 과정에서는 일 실시 예로 회전형 3D 프린팅 모듈이 일부 기재된다. 다만, 회전형 3D 프린팅 모듈의 회전이동을 제외한 내용은 상이한 이동방식이 적용된 3D 프린팅 모듈에서도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 회전형 3D 프린팅 모듈이 회전하는 각도는 구비된 재료 이송부의 라인 수에 따라 변경될 수 있다. 단수의 재료 이송부가 제공되는 경우, 회전형 3D 프린팅 모듈의 회전 반경은 재료 이송부와 세척 모듈 사이에 형성된 각도로 설정되어 해당 각도내에서 회전할 수 있다. 또한, 복수의 재료 이송부 및 세척 모듈이 제공되는 경우, 회전형 3D 프린팅 모듈의 회전 반경 및 회전 및 이동방향은 다양한 방식으로 설정될 수 있다.
한편, 상기 회전형 3D 프린팅 모듈은 제1 프린팅 재료가 경화된 단층의 일부가 부착된 상태로 수평방향으로 회전하여 제2 프린팅 재료가 충진된 라인의 필름과 평행한 위치에 제1 프린팅 재료가 경화된 단층의 일부를 위치시켜 경화시킴으로써 상이한 성분으로 구성된 단층을 형성할 수 있다.
회전형 3D 프린팅 모듈은 재료 이송부의 일 라인 상의 프린팅 재료를 경화하여 단층의 일부를 형성하고, 재료 이송부의 타 라인으로 단층의 일부가 부착된 상태로 수평방향으로 회전하여 재료 이송부의 타 라인 상의 프린팅 재료가 단층의 일부와 동일 평면 상에서 상접하여 경화함으로써 상이한 성분으로 구성되는 단층을 형성할 수 있다.
본 실시 예에서, 재료 공급부는 제1 라인(1100a)에 포함된 단일 필름을 충진할 수 있다. 충진된 필름은 3D 프린팅 모듈에 의해 경화될 수 있다. 해당 실시 예에서 우선 충진된 프린팅 재료는 제1 프린팅 재료(A)로 정의한다. 제1 프린팅 재료(A)가 경화된 단층은 회전형 3D 프린팅 모듈에 부착되어 수평회전을 통해 타 라인(1100b)으로 이동할 수 있다. 경화된 제1 프린팅 재료(A)는 타 라인(1100b)에서 제2 프린팅 재료(B)가 충진된 필름으로 침지될 수 있다. 제1 및 제2 프린팅 재료의 구분은 순서를 구분하기 위함이며, 동일한 재료이거나 상이한 재료일 수 있다. 3D 프린팅 모듈은 제1 프린팅 재료(A)가 침지된 제2 프린팅 재료(B)를 경화시킬 수 있다. 이를 통해, 회전형 3D 프린팅 모듈은 상이한 재료로 구성되고 동일한 평면에서 상접하는 단층을 형성할 수 있다.
3D 프린팅 모듈은 재료 이송부의 일 라인 상의 프린팅 재료를 경화하여 단층을 형성하고, 재료 이송부의 타 라인으로 단층이 부착된 상태로 이동하여 재료 이송부의 타 라인 상의 프린팅 재료가 단층과 서로 다른 평면상에서 상접하여 경화함으로써 단일 성분으로 구성된 단층을 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 3D 프린팅 모듈(1400)은 광 조사 유닛(1410); 상기 프린팅 재료가 공급된 라인이 안치되는 기판(1420); 상기 라인 상의 프린팅 재료가 부착되는 빌드 플레이트(1430); 내부에 상기 광 조사 유닛, 기판, 빌드 플레이트를 저장하고, 상기 재료 이송부와 평행한 방향으로 이동할 수 있는 프린팅 챔버(1440); 및 상기 프린팅 챔버의 공기를 제거하는 진공 펌프(1450)를 포함할 수 있다.
상기 광 조사 유닛(1410)은 레이저, 적외선(IR), 전자기 빔, 레이저 빔, 전자 빔, 플라즈마 빔, 또는 마이크로파 빔 중 적어도 하나를 포함하는 에너지원을 공급할 수 있다.
상기 광 조사 유닛(1410)은 일 예로 상기 3D 프린팅 모듈의 하부에 위치하여 상부 방향으로 광을 조사할 수 있다. 광 조사 유닛은 3D 프린팅 모듈과 동시에 이동할 수 있다. 광 조사 유닛은 기판으로 광을 조사할 수 있다. 광 조사 유닛에서 조사되는 광은 기판을 투과하여 필름으로 조사될 수 있다. 광 조사 유닛은 프린팅 재료의 경화에 필요한 다양한 종류의 광을 조사할 수 있다. 광 조사 유닛에서 조사된 광은 필름의 크기, 형상에 따라 굴절 또는 산란되어 조사될 수 있다. 광 조사 유닛은 파장, 세기 등의 조건이 설정되어 광을 조사할 수 있다.
상기 기판(1420)은 상기 광 조사 유닛으로부터 조사된 광을 투과시키기 위해 투명한 소재로 제공될 수 있고, 또한, 상하로 구동되어 상기 기판의 상면에 안치된 상기 프린팅 재료의 높이를 조절할 수 있다.
상기 프린팅 챔버(1440)는 내부에 광 조사 유닛, 기판, 빌드 플레이트를 저장하고, 재료 이송부와 평행하게 이동할 수 있다.
본 실시 예에서, 프린팅 챔버는 광 조사 유닛, 기판 및 빌드 플레이트를 저장하는 용기로 이해될 수 있다. 프린팅 챔버는 진행되는 프린팅 공정에 따라 이동할 수 있다. 프린팅 챔버는 구조체의 품질을 향상시키기 위해 내부를 진공 상태로 유지하거나 압력을 낮추기 위한 추가 구성이 요구될 수 있다.
진공 펌프(1450)는 프린팅 챔버 내부의 기체를 제거할 수 있다.
본 실시 예에서, 진공 펌프는 프린팅 챔버의 내부에 마련되거나 외부에 연결될 수 있다. 진공 펌프는 프린팅 되어 형성되는 3D 구조체의 품질을 높이기 위한 구성요소로 이해될 수 있다. 특히, 진공 펌프는 프린팅 챔버 내부에 위치한 기판에 필름 및 프린팅 재료가 부착되기 위한 최적의 조건을 제공하기 위해 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 대한민국 특허출원번호 제10-2017-0092991호 기재된 내용 중 본 발명과 관련된 모든 내용을 포함한다.
일 예로, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 적어도 두 개 이상의 라인을 포함하는 재료 이송부; 상기 재료 이송부의 각 라인 상에 적어도 일 종의 프린팅 재료를 공급하는 재료 공급부; 상기 재료 공급부를 통하여 공급된 재료의 두께를 제어하는 두께 제어부; 및 상기 두께 제어부를 통하여 두께가 제어된 재료를 기설정된 형상으로 경화하고, 일 라인상의 재료를 경화한 후, 타 라인으로 이동하여 상기 타 라인 상의 재료를 경화하는 3D 프린팅 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 일 예로, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 상기 프린팅 재료의 일층이 형성되고 상기 일층의 하단면에 상접하는 타층이 적층되는 하향식 방식(top-down)이 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 일 예로, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 상기 재료 이송부는, 상기 라인이 권취되는 적어도 하나 이상의 롤 부재; 상기 롤 부재를 구동시키는 모터; 및 상기 롤 부재의 높이를 조절하는 높이 조절 부재를 포함할 수 있다.
또한, 일 예로, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치의 상기 프린팅 모듈은, 상기 재료 이송부의 일 라인 상의 상기 프린팅 재료를 경화하여 단층의 일부를 형성하고, 상기 재료 이송부의 타 라인으로 상기 단층의 일부가 부착된 상태로 이동하여 상기 재료 이송부의 타 라인상의 프린팅 재료가 상기 단층의 일부와 동일 평면 상에서 상접하여 경화함으로써 상이한 성분으로 구성되는 단층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 일 예로, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치의 상기 3D 프린팅 모듈은, 상기 재료 이송부의 일 라인 상의 상기 프린팅 재료를 경화하여 단층을 형성하고, 상기 재료 이송부의 타 라인으로 상기 단층이 부착된 상태로 이동하여 상기 재료 이송부의 타 라인 상의 프린팅 재료가 상기 단층과 서로 다른 평면상에서 상접하여 경화함으로써 단일 성분으로 구성된 단층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는 제1 세척 모듈 및 제1 건조 모듈을 포함할 수 있고, 또는 제1 세척 모듈, 제2 세척 모듈 및 제1 건조 모듈을 포함할 수 있다. 상기 세척 모듈 및 건조 모듈은 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치가 사용되는 환경에 따라 특정 개수에 제한되지 않고 다양한 구성으로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 세척 모듈의 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 세척 모듈의 측면도를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 세척 모듈(1500)은 상기 세척 모듈은 세척 유체를 공급하는 세척 유체 공급부(1520), 상기 구조체의 세척을 수행한 세척 유체를 배출하는 세척 유체 배출부(1530), 및 상기 구조체의 세척이 수행되는 세척 챔버(1510)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 세척 유체 공급부는 상기 세척 챔버의 일 측면 및 이에 대향되는 다른 측면에 배치될 수 있고, 3D 프린팅 구조체를 측면에서 세척할 수 있다. 또한, 상기 세척 유체 공급부는 세척 방향이 조절될 수 있는 노즐과 같은 형태로 제공될 수 있다.
상기 세척 유체 공급부는 세척 유체 컨트롤러(1523), 세척 유체 공급라인(1522), 및 세척 노즐(1521)을 포함할 수 있다. 상기 세척 유체 공급부는 액체 상태 또는 기체 상태의 세척 유체를 공급할 수 있고, 상기 세척 유체가 액체인 경우, 상기 세척 유체는 물, 유기 용매, 및 혼합 용매 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 세척 유체는 사용되는 3D 프린팅 구조체의 소재에 따라 상기 3D 프린팅 구조체의 부식 또는 손상을 주지 않는 유체라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
또한, 상기 세척 유체 컨트롤러는 상기 세척 유체를 소정의 온도로 가열 및 냉각할 수 있는 가열 및 냉각수단을 더 포함할 수 있다.
도 5는 세척 유체 공급부의 세척 노즐 확대도이다.
도 5를 참조하면, 상기 세척 유체 공급부의 세척 노즐(1521)은 상기 세척 공급부 컨트롤러와 유체적으로 연결되고, 상기 세척 노즐은 소정의 분사 직경을 갖는 적어도 하나의 제1 분사구 및 상기 제1 분사구보다 작은 분사 직경을 갖는 적어도 하나의 제2 분사구를 포함할 수 있다.
상기 세척 노즐은 미세 분무 노즐일 수 있다. 상기 세척 노즐은 미세하게 유체를 분무하여 3D 구조체의 물리적인 손상 없이 세척을 수행할 수 있다.
상기 세척 유체 공급부는 100mbar 내지 10bar의 압력으로 세척 유체를 공급할 수 있다. 상기 세척 유체의 압력으로 상기 3D 프린팅 구조체의 경화되지 않은 3D 프린팅 재료를 세척할 수 있고, 상기 3D 프린팅 구조체가 적층식 방식으로 형성되는 경우 원하지 않는 이종 재료의 혼합을 방지할 수 있다.
상기 세척 유체 배출부는 상기 3D 프린팅 구조체를 세척한 세척 유체를 배출할 수 있고, 음압을 인가할 수 있는 진공 펌프와 같은 흡입수단과 연결되어 세척 유체를 배출할 수 있다.
상기 세척 챔버는 상기 3D 프린팅 구조체의 세척이 수행되는 세척 챔버의 내부 공간과 상기 세척 챔버의 외부 공간을 분리시키는 세척 챔버 덮개를 더 포함할 수 있다. 상기 세척 챔버 덮개는 세척 유체가 3D 프린팅 장치의 내부로 유입되어 장치의 오작동이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 상기 세척 챔버와 3D 프린팅 장치가 유체적으로 분리되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 상기 세척 모듈의 일 측에 이웃하여 배치되고, 상기 3D 프린팅 구조체를 건조시키는 건조 모듈을 더 포함하고, 상기 건조 모듈은 건조 유체를 공급하는 건조 유체 공급부, 건조 유체를 배출하는 건조 유체 배출부 및 건조가 수행되는 건조 챔버를 포함할 수 있다.
상기 건조 유체 공급부는 건조 유체 컨트롤러, 건조 유체 공급라인, 및 건조 노즐을 포함할 수 있다. 상기 건조 유체 컨트롤러는 상기 건조 유체를 소정의 온도로 가열 및 냉각할 수 있는 가열 수단 및 냉각 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 건조 유체는 상기 3D 구조체를 손상시키지 않는 기체라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
본 실시 예에서, 세척 모듈은 회전형 3D 프린팅 모듈 내부에서 경화된 프린팅 재료를 세척 또는 건조할 수 있다. 상기 세척 모듈이 구비됨으로써 단층과 단층을 상접시키는 소요시간이 감소할 수 있다. 상기 세척 모듈은 필요에 따라 단수 또는 복수로 제공될 수 있다. 상기 세척 모듈을 통해 공급 라인간에 이종 소재를 공급할 경우 소재가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 과정에서 이종의 3D 프린팅 재료를 이용하여 3D 프린팅 구조체를 형성하는 경우, 제1 프린팅 재료는 경화된 이후 세척 모듈로 이동하여 세척 및 건조될 수 있으며, 해당과정은 제1 프린팅 재료 와 제2 프린팅 재료 가 동일한 단층을 형성하는 과정에서 혼합되는 것을 방지하기 위한 과정으로 이해될 수 있다. 또한, 해당과정을 통해 제1 프린팅 재료 중 경화되지 않은 재료를 세척함으로써 제2 프린팅 재료 가 경화되기 위한 영역을 제공할 수 있으며, 이를 통해 기설정된 특성에 따라 상이한 재료를 포함하는 단층을 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈의 사시도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈의 측면도를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는 세척 챔버 내에 배치된 건조 유체 공급부(1540)를 더 포함할 수 있고, 이를 통해 하나의 챔버에서 세척 및 건조를 동시에 수행할 수 있다. 상기 건조 유체 공급부는 건조 유체 컨트롤러(1543), 건조 유체 공급라인(1542), 및 건조 노즐(1541)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 건조 유체 컨트롤러는 상기 건조 유체를 소정의 온도로 가열 및 냉각할 수 있는 가열 및 냉각수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는 상기 세척 모듈의 일측에 배치되고, 건조 유체 공급부, 건조 유체 배출 부 및 건조 챔버를 포함하는 건조 모듈을 포함할 수 있다. 이를 통해, 세척 및 건조를 별도의 분리된 공간에서 수행할 수 있는 3D 프린팅 장치를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈의 사시도를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈은 세척 노즐을 제1방향 또는 제2방향으로 이동시키는세척 노즐 구동 모듈을 더 포함할 수 있고, 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치의 다른 세척 모듈은 상기 건조 노즐을 제1방향 또는 제2방향으로 이동시키는 건조 노즐 구동 모듈을 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 3D 구조체의 형상에 적합하게 세척 유체 및 건조 유체를 공급하여 상기 3D 구조체를 효과적으로 세척 및 건조시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 장치는 회수 모듈을 더 포함할 수 있고, 상기 회수 모듈은 재료 이송부에 공급되어 회전형 3D 프린팅 모듈에서 사용되지 않은 프린팅 재료를 회수할 수 있다. 회수 모듈은 재료 이송부상에 공급되어 사용되지 않은 프린팅 재료를 분리하여 회수할 수 있으며, 회수한 프린팅 재료를 재료 공급부로 재공급 할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 장치는 최초 주입된 프린팅 재료를 반복적으로 사용할 수 있다. 이를 통해, 3D 프린팅 장치는 프린팅 재료의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 재료 공급부, 재료 이송부, 두께 제어부, 3D 프린팅 모듈 및 세척 모듈 중 적어도 하나를 이송시키는 이송수단을 더 포함할 수 있다. 상기 이송수단은 재료 공급부, 재료 이송부, 두께 제어부, 3D 프린팅 모듈 및 세척 모듈과 작동적으로 연결되어, 재료 공급부, 재료 이송부, 두께 제어부, 3D 프린팅 모듈 및 세척 모듈을 소정의 위치로 이동시키고 위치를 제어할 수 있다. 상기 이송 수단은 특별히 제한되지 않고, 선형 또는 유선형으로 위치를 제어하는 매니퓰레이터(manipulator)일 수 있다.
3D 프린팅 방법
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 프린팅 방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 방법은 적어도 하나의 재료를 공급하는 단계; 상기 공급된 재료를 3D 구조체로 출력하는 단계; 및 상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계를 포함하고, 상기 세척하는 단계는 세척 유체를 이용하여 침지법, 분무법 및 분사법 중 적어도 하나의 방법에 의해 수행된다.
먼저, 적어도 하나의 재료를 공급하는 단계를 설명한다.
상기 재료는 적어도 하나의 단일 재료를 공급할 수 있다. 상기 재료 공급부에 공급되는 재료는 원소 금속, 금속 합금, 세라믹, 또는 원소 탄소의 동소체를 포함할 수도 있다. 원소 탄소의 동소체는 비정질 탄소, 그라파이트, 그래핀, 다이아몬드 또는 풀러렌을 포함할 수도 있다.
적어도 하나의 재료를 공급하는 단계는 일종 이상의 3D 프린팅 재료가 구비된 재료 공급부를 통해 다양한 타입 중 적어도 어느 한 타입의 재료를 3D 프린팅 장치의 재료 이송부에 공급할 수 있다. 또한, 상기 공급된 재료는 롤 부재 또는 레벨링 부재를 이용하여 기설정된 두께로 조절될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 3D 프린팅 방법은 적어도 하나의 재료를 공급하는 단계 수행 후에 상기 공급된 재료를 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 공급된 재료를 3D 구조체로 출력하는 단계를 설명한다.
상기 공급된 재료를 3D 구조체로 출력하는 단계는 앞선 단계에서 두께가 조절된 프린팅 재료가 3D 프린팅 모듈의 기판에 배치된 후 경화될 수 있고, 두께가 제어된 프린팅 재료가 3D 프린팅 모듈의 빌드 플레이트 상에 하면에 상접하게 부착될 수 있다. 상기 공급된 재료를 3D 구조체로 출력하는 단계는 3D 프린팅 모듈로 공급된 3D 프린팅 재료가 상기 빌드플레이트 상에 배치되고, 에너지원이 조사되어 경화될 수 있다.
상기 3D 프린팅 구조체가 복수의 층상 구조로 형성되는 경우, 앞선 재료를 공급하는 단계는 적어도 하나의 재료를 공급하는 단계 및 상기 공급된 재료를 3D 구조체로 출력하는 단계는 반복되어 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계를 설명한다.
앞선 단계에서 3D 구조체가 소정의 형상으로 형성된 후, 필요에 따라 3D 프린팅 모듈은 세척 모듈로 이동할 수 있다. 3D 프린팅 모듈은 필름에 충진된 프린팅 재료의 적어도 일부 영역을 경화할 수 있고 이를 통해 상이한 성분으로 구성된 단층을 형성할 수 있다. 또한, 3D 프린팅 모듈은 필름에 충진된 프린팅 재료의 전체를 경화할 수 있고 이를 통해 단일한 성분으로 구성된 단층을 형성할 수 있다.
상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계는 세척 유체를 이용하여 침지법, 분무법 및 분사법 중 적어도 하나의 방법에 의해 수행될 수 있다. 또한, 상기 세척 유체는 물, 유기용매, 및 혼합용매 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계 수행 후에 상기 3D 구조체를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조하는 단계는 소정의 온도로 냉각 및 가열된 건조 유체에 의해 수행될 수 있다.
도 10은 3D 구조체의 세척조건 및 세척 용매에 따른 세척효과를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 소정의 미세한 모 크기를 갖는 브러쉬를 이용하여 1차 세척 후 에탄올, 에탄올/물 혼합 용매(70:30), IPA 및 아세톤을 용매로 하여 2차 세척을 수행하였고, 브러쉬의 사용으로 미반응된 슬러리와 완전히 경화되지 않은 그린바디가 함께 씻겨나옴으로 인해, 표면에 파손이나 요철이 생기는 것을 확인하였다. 또한, 세척용매로 에탄올, 에탄올/물 혼합 용매(70:30), IPA 및 아세톤을 사용하였을 때는 점성이 제일 높은 IPA를 용매로 사용할 때 결함없이 매끄러운 표면이 유지되면서 세척이되는 것을 확인하였다.
도 11은 3D 구조체의 초음파 세척조건 및 세척 용매에 따른 세척효과를 나타낸 것이다. 도 11의 초음파 세척기에 IPA를 3D 구조체가 침지될 정도로 충분히 채운 후 초음파 조건을 달리하면서, 초음파의 강도 및 시간에 따라 3D 구조체에 가해지는 힘이 다르므로 진폭과 시간을 제어하여 그 영향을 평가하였습니다.
도 11을 참조하면, 높은 진폭에서 짧은 시간 진행하는 것이 3D 구조체에 영향없이 세척이 잘 진행되는 것을 확인하였으나, 최적의 조건에서도 3D 구조체 레이어간 벌어짐 현상과 표면거칠기에 영향을 미치는 것이 확인되었으며, 이를 통해 초음파 세척은 3D 구조체의 세척에 바람직하지 않음을 확인하였다.
도 12는 3D 구조체의 분무 세척조건 및 세척 용매에 따른 세척효과를 나타낸 것이다. 도 12에서 상기 3D 구조체에 물리적인 외력을 최소화하기 위해 미스트 형태로 세척 용매를 미세 분무 가능한 분무 장치를 이용하여 세척을 수행하였고, 세척 용매로는 IPA, 에탄올, IPA/물 혼합 용액, PGEMA/IPA 혼합 용액(50:50)을 사용하였다.
도 12를 참조하면, 분무 장치를 이용한 미세 분무 조건에서도 IPA를 세척용매로 사용하였을 때 3D 구조체에 미치는 영향이 가작 적은 것을 알 수 있다.
도 13은 세척모듈에 의한 3D 구조체의 세척 전 및 세척 후의 세척효과를 나타낸 것이다. 도 13은 앞서 설명한 도 5의 분무 가능한 세척 노즐을 사용하여 3D 구조체의 세척을 수행한 것이다.
도 13을 참조하면, 3D 구조체의 표면에 미반응된 슬러리만을 깨끗하게 제거하는 것을 알 수 있고, 경화되지 않은 그린바디의 손실은 확인되지 않았다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1000: 3D 프린팅 장치
1100: 재료 이송부
1100a: 제1 라인
1100b: 제2 라인
1110: 롤 부재
1120: 모터
1130: 높이 조절 부재
1200: 재료 공급부
1300: 두께 제어부
1400: 3D 프린팅 모듈
1410: 광 조사 유닛
1420: 기판
1430: 빌드 플레이트
1431: 오목형 빌드 플레이트
1432: 볼록형 빌드 플레이트
1440: 프린팅 챔버
1450: 진공 펌프
1500: 세척 모듈
1510: 세척 챔버
1520: 세척 유체 공급부
1521: 세척 노즐
1522: 세척 유체 공급라인
1523: 세척 유체 컨트롤러
1530: 세척 유체 배출부
1540: 건조 유체 공급부
1541: 건조 노즐
1542: 건조 유체 공급라인
1543: 건조 유체 컨트롤러
1600: 회수 모듈
8, 8a, 8b, 8c: 필름
A, B: 프린팅 재료

Claims (15)

  1. 3D 구조체의 재료를 공급하는 재료 공급부;
    상기 재료 공급부를 통하여 공급된 재료의 두께를 제어하는 두께 제어부;
    상기 두께 제어부를 통하여 두께가 제어된 재료를 기설정된 형상으로 경화하는 3D 프린팅 모듈; 및
    상기 3D 프린팅 모듈에 의해 경화된 3D 프린팅 구조체를 세척하는 세척 모듈을 포함하고,
    상기 세척 모듈은 세척 유체를 공급하는 세척 유체 공급부, 상기 세척 유체를 배출하는 세척 유체 배출부, 및 세척이 수행되는 세척 챔버를 포함하는 3D 프린팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세척 유체 공급부는 세척 유체 컨트롤러, 세척 유체 공급라인, 및 세척 노즐을 포함하는 3D 프린팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세척 노즐은 소정의 분사 직경을 갖는 적어도 하나의 제1 분사구 및 상기 제1 분사구보다 작은 분사 직경을 갖는 적어도 하나의 제2 분사구를 포함하는 3D 프린팅 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 세척 노즐은 미세 분무 노즐인 3D 프린팅 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세척 모듈은 건조 유체를 공급하는 건조 유체 공급부를 더 포함하는 3D 프린팅 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세척 모듈의 일 측에 이웃하여 배치되고, 상기 3D 프린팅 구조체를 건조시키는 건조 모듈을 더 포함하는 3D 프린팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 건조 모듈은 건조 유체를 공급하는 건조 유체 공급부, 건조 유체를 배출하는 건조 유체 배출부 및 건조가 수행되는 건조 챔버를 포함하는 3D 프린팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 건조 유체 공급부는 건조 유체 컨트롤러, 건조 유체 공급라인, 및 건조 노즐을 포함하는 3D 프린팅 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 세척 모듈은 상기 세척 노즐을 제1방향 또는 제2방향으로 이동시키는 세척 노즐 구동 모듈을 더 포함하는 3D 프린팅 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세척 유체 공급부는 세척 유체로 기체 또는 액체를 공급하는 3D 프린팅 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 세척 유체가 액체인 경우, 상기 세척 유체는 물, 유기 용매, 및 혼합 용매 중 적어도 하나인 3D 프린팅 장치.
  12. 적어도 하나의 재료를 공급하는 단계;
    상기 공급된 재료를 3D 구조체로 출력하는 단계; 및
    상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계;를 포함하고,
    상기 세척하는 단계는 세척 유체를 이용하여 침지법, 분무법 및 분사법 중 적어도 하나의 방법에 의해 수행되는 3D 프린팅 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계에서, 상기 세척 유체는 기체 또는 액체인 3D 프린팅 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 세척 유체가 액체인 경우, 상기 세척 유체는 물, 유기 용매, 및 혼합 용매 중 적어도 하나인 3D 프린팅 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 출력된 3D 구조체를 세척하는 단계 수행 후에 상기 3D 구조체를 건조하는 단계를 더 포함하는 3D 프린팅 방법.
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