KR20190105046A - 프린팅 및 건조용 설비 및 프린팅 및 건조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면(3)을 포함하는 부품(2)의 프린팅 및 건조용 설비(1)에 관한 것으로, 프린트 헤드(4')를 포함하는 프린팅 수단, 제어 유닛, 부품(1)을 지지하는데 적합하고 지지하도록 의도된 지지 장치(7)-지지 장치(7) 및 상기 프린트 헤드(4')는 서로에 대하여 상대적으로 이동함-, 방사원(9) 및 방출구를 포함하는 건조 수단(8)-상기 방출구 및 상기 지지 장치(7)는 서로에 대하여 상대적으로 이동함-, 상기 방사원(9) 및/또는 상기 방출구에 특정하게 연관된 빔 방향 조절 장치(11)를 포함한다.
Description
본 발명은 부품, 특히 자동차 실내용 외장 부품 및 내장 부품의 프린팅 및 건조 분야에 관한 것이며, 적어도 하나의 부품의 프린팅 및 건조용 설비, 및 적어도 하나의 부품을 프린팅하고 건조하는 방법을 목적으로 한다.
본 출원인의 공개공보 FR 3 033 506 A1에 이미, 하나 또는 다수의 잉크젯 유형의 프린트 헤드를 구비한 프린팅 수단 및 부품 지지 장치를 포함하는, 부품의 릴리프 프린팅 방법 및 설비가 공지되어 있다. 지지 장치 및 프린팅 수단은 제어식으로 서로에 대하여 이동할 수 있다. 그 외에, 건조 수단은 프린팅 수단에 의해 도포된 잉크를 건조하거나 크로스 링크하도록 준비될 수 있다. 그러나 건조 작업은 모든 유형의 부품에 대하여 최적화될 수는 없다는 단점이 있다.
공개 공보 WO 2015/177598 A1은 프린팅 축을 중심으로 프린팅 구역의 내부에서 회전 구동되면서 프린팅 구역을 횡단하는 복수의 기판 소자들의 외면 상에 프린팅을 실시할 수 있게 하는 층별 3차원 프린팅 시스템을 개시한다. 시스템은 프린트 헤드를 포함하고 프린팅 구역은 폐쇄 루프로 된 컨베이어 경로 - 해당 경로를 따라 대상물이 전진함 - 의 선분에 해당한다. 시스템은 또한 컨베이어 방향을 따라 국소화된 건조 유닛을 포함한다. 그러나 그러한 시스템에서는 프린팅 단계와 건조 단계가 차례로 두 단계 사이의 대기 시간 간격을 두고 진행되며, 이는 프린팅 리듬 속도를 지연시킨다는 단점을 제공한다.
공개 공보 FR 2 862 563 A1은 잉크젯 프린팅 어셈블리, 건조 장치, 프린팅 어셈블리와 건조 장치의 다수의 축을 따르는 이동 및 배향 수단, 및 수단의 제어 유닛을 포함하는 고정면 상의 3차원 프린팅 로봇을 개시한다. 그러한 프린팅 로봇은 고정되고 평평한 표면에만 적용되고 임의의 형태 및/또는 복잡한 형태 또는 곡률반경이 적은 형태를 갖는 부품에 대하여는 사용 가능하지 않다는 단점이 있다. 따라서 부품들의 기하학적 형태로 인하여, 특히 곡률 반경이 100mm 이하인 부품들에 대하여, 프린팅 시스템이 부품에 대하여 이동할 때 부품의 표면이 건조 수단으로부터 지나치게 이격될 수 있으므로, 균일한 건조가 보장될 수 없다. 나아가, 건조 장치는 부피가 크고, 거추장스러우며 복잡하다는 단점을 갖는다.
공개공보 US 2015/02311897 A1은 대상물의 만곡면의 프린팅 및 건조용 기기를 개시하는데, 기기는 프린팅 유닛, 건조 유닛 및 프린팅 유닛과 건조 유닛을 표면을 따라 작업 거리만큼 동시에 이동시키거나 대상물을 프린팅 유닛과 건조 유닛을 따라 작업 거리만큼 이동시킬 수 있게 하는 로봇과 같은 이동 유닛을 포함한다. 건조 유닛은 UV 램프를 포함하거나 UV LED 램프를 포함한다. 설비는 복잡한 형태를 갖는 부품들에 대하여 균일한 건조를 보장하지 않으며 건조 유닛에서 방사되는 빔이 프린팅 유닛 방향으로 확산하는 것을 방지하기 위한 보호판이 필요하다는 단점을 갖는다.
본 발명은 상기 개시한 공지된 솔루션들의 주요 단점들을 해소하고 그것들의 주요 한계점들을 극복할 수 있게 하는 균일하고 최적화되고 신속한 건조를 보장하는 솔루션 제공을 목적으로 한다.
그러한 목적으로, 본 발명은 적어도 하나의 프린팅할 표면을 갖는 적어도 하나의 부품을 프린팅 및 건조하는 설비를 목적으로 하며, 상기 설비는 적어도:
- 상기 부품 상에 프린팅된 표면을 형성하기 위한, 바람직하게는 잉크젯 유형의, 적어도 하나의 프린트 헤드를 포함하는 프린팅 수단,
- 그 위에 적어도 상기 적어도 하나의 프린트 헤드가 장착되어 있는 적어도 하나의 받침대 또는 베이스,
- 제어 유닛,
- 부품을 지지하기에 적합하고 부품을 지지하도록 고안된 지지 장치 - 지지 장치 및 상기 적어도 하나의 프린트 헤드는 서로에 대하여 상대적 이동식임 -,
- 적어도 하나의 방사원 및 적어도 하나의 방사 빔이 발산되어 나오는 적어도 하나의 방출구를 포함하는 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단 - 상기 적어도 하나의 방출구와 상기 지지 장치는 서로에 대하여 상대적으로 이동식임 -,
- 부품(들)의 지지 장치와, 한편으로는, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드, 및/또는, 다른 한편으로는, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단의 상기 적어도 하나의 방출구 사이의 상대적 이동부로서, 바람직하게는 제어 유닛에 의해 조정되는, 상대적 이동부를
포함하고,
설비는 상기 적어도 하나의 방사원 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구에 특정하게 연결된 빔 방향 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
설비이다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 프린팅할 표면을 포함하는 적어도 하나의 부품을 프린팅 및 건조하는 방법을 목적으로 하며, 방법은 전술한 설비를 실시하고, 방법은 적어도 차례로:
- 프린팅 단계로서, 액상 물질이 프린팅 수단의 프린트 헤드에 의해 부품의 프린팅할 표면 상에 도포되고 부품은 프린팅된 표면을 형성하기 위하여 프린트 헤드 전방에서 지지 장치에 의해 제어 방식으로 이동되는, 프린팅 단계, 및,
- 경우에 따라 소정의 시간 간격이 흐른 후, 건조 단계로서, 도포된 액상 물질을 건조하기 위하여 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단에 의해 방출된 방사 빔이 도포된 액상 물질에 도달하고, 부품은 지지 장치에 의해 이동되고, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단의 방출구와 부품의 프린팅된 표면 사이의 소정의 거리는, 바람직하게는 10 mm 내지 50 mm로 유지되고, 빔은 방사원 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구에 특정하게 연결된 빔 방향 조절 수단에 의해 배향되는, 건조 단계를
포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 첨부된 개략도들을 참조하여 비한정적 예시로서 개시되고 상술된 다수의 바람직한 실시예에 관한 이하 상세한 설명에 의하여 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1a는 제1 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 1b는 부품이 이동하는 동안의 도 1a의 설비의 부분 개략도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 설비의 부분 상세 개략도이다.
도 1d는 도 1b에 도시된 설비의 상세 개략도이다.
도 2a는 제2 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 2b는 부품이 이동하는 동안 및 웨이브가이드의 배향 후의 도 2a의 설비의 부분 개략도이다.
도 2c는 웨이브 가이드의 배향 후의 도 2a에 도시된 설비의 부분 개략도이다.
도 2d는 부품이 이동하는 동안의 도 2c에 도시된 설비의 상세 개략도이다.
도 3a는 제3 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 3b는 부품이 이동하는 동안의 도 3a의 설비의 부분 개략도이다.
도 3c는 전향기를 구비한 웨이브가이드를 갖는, 제3 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 4a는 제4 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 4b는 부품이 이동하는 동안의 도 4a의 설비의 부분 개략도이다.
도 5a는 복수의 광섬유를 포함하는 웨이브가이드의 측면도이다.
도 5b는 전향기가 없는 빔의 형태를 도시한다.
도 5c는 전향기가 있는 빔의 형태를 도시한다.
도 1b는 부품이 이동하는 동안의 도 1a의 설비의 부분 개략도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 설비의 부분 상세 개략도이다.
도 1d는 도 1b에 도시된 설비의 상세 개략도이다.
도 2a는 제2 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 2b는 부품이 이동하는 동안 및 웨이브가이드의 배향 후의 도 2a의 설비의 부분 개략도이다.
도 2c는 웨이브 가이드의 배향 후의 도 2a에 도시된 설비의 부분 개략도이다.
도 2d는 부품이 이동하는 동안의 도 2c에 도시된 설비의 상세 개략도이다.
도 3a는 제3 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 3b는 부품이 이동하는 동안의 도 3a의 설비의 부분 개략도이다.
도 3c는 전향기를 구비한 웨이브가이드를 갖는, 제3 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 4a는 제4 실시예에서 본 발명에 따른 설비의 개략도이다.
도 4b는 부품이 이동하는 동안의 도 4a의 설비의 부분 개략도이다.
도 5a는 복수의 광섬유를 포함하는 웨이브가이드의 측면도이다.
도 5b는 전향기가 없는 빔의 형태를 도시한다.
도 5c는 전향기가 있는 빔의 형태를 도시한다.
적어도 하나의 프린팅할 표면(3)을 포함하는 적어도 하나의 부품(2)의 프린팅 및 건조용 설비(1)는 적어도:
- 상기 부품(2) 상에 적어도 하나의 액상 물질을 도포하고 프린팅된 표면(3)을 형성하기 위한, 바람직하게는 잉크젯 유형의, 적어도 하나의 프린트 헤드(4')를 포함하는 프린팅 수단(4), 및
- 상부에 적어도 상기 적어도 하나의 프린트 헤드(4')가 장착되어 있는 적어도 하나의 받침대(5) 또는 베이스, 및
- 제어 유닛(6), 및
- 부품(2)을 지지하기에 적합하고 부품을 지지하게 되어 있는 지지 장치(7) - 지지 장치(7) 및 상기 적어도 하나의 프린트 헤드(4')는 서로에 대하여 상대적으로 이동함 -, 및
- 적어도 하나의 방사원(9) 및 적어도 하나의 방사 빔(11)이 발산되어 나오는 적어도 하나의 방출구를 포함하는 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8) - 상기 적어도 하나의 방출구와 상기 지지 장치(7)는 서로에 대해 상대적으로 이동함-, 및
- 부품(들)(2)의 지지 장치(7)와, 한편으로는, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드(4'), 및/또는 다른 한편으로는, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)의 상기 적어도 하나의 방출구 사이의 상대적 이동부로서, 바람직하게는 제어 유닛(6)에 의해 조정되는, 상대적 이동부를
포함한다.
상대적 이동부는 대안으로서 자동제어에 의해, 또는 영구 왕복운동에 의해 조정될 수 있다.
액상 물질은 잉크, 예를 들어 잉크젯 프린터용 잉크 또는 그러한 프린터에 의해 적용될 수 있는 유색 또는 유색이 아닌, 경우에 따라 투명한 물질일 수 있다. 잉크는 UV 잉크일 수 있다.
본 발명에 따라, 설비(1)는 상기 적어도 하나의 방사원(9) 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구에 특정하게 연결된 빔(11) 방향 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 방사원(9) 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구에 특정하게 연결된 빔(11) 방향 조절 수단이라 함은 빔(11) 방향 조절 수단이 방사원(9) 및/또는 상기 방출구의 배향에만 오로지 작용함을 의미한다. 그러한 빔(11) 방향 조절 수단은 프린팅 수단(4) 및 특히 프린트 헤드(4')의 배향에는 작용하지 않는다.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 방사원(9) 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구의 배향은 프린팅 수단(4) 및 특히 프린트 헤드(4')의 배향과는 독립적이다.
유리하게는, 빔(11) 방향 조절 수단은 빔(11)이 방금 프린팅된 표면(3)에 지속적으로 도달하도록 빔(11)이 배향될 수 있게 한다. 그 결과 프린팅 후 물질의 균일한 건조가 이루어진다. 실제로, 프린트 헤드(4')에 의해 부품(2)의 표면(3) 상에 도포된 액상 물질은 도포후 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)에 의해 제어되면서 직접적이고 균일하게 건조될 수 있다. 유리하게는, 액상 물질이 액적 형태로 도포될 때, 그러한 구성은 액적 품질을 통제할 수 있게 한다. 따라서 액상 물질 액적들이 중력에 의해 유동하거나 슬라이딩하는 것을 방지한다. 프린팅 후 부품(2)의 표면(3) 상에 도포된 액상 물질의 균일한 건조도 또한 부품(2)의 형태와 무관하게 보장될 수 있다. 특히 그러한 구성은 일반적으로 거의 평평하거나 큰 곡률 반경, 즉 곡률 반경이 100mm를 초과하는 외양을 갖는 부품(2) 뿐만 아니라 임의의 형태 및/또는 복잡한 형태 또는 작은 곡률 반경, 즉 100mm 미만의 곡률반경을 갖는 형태, 또는 원형의 부품도 건조할 수 있게 한다.
바람직하게는, 지지 장치(7)는, 바람직하게는 로봇식 다축 구조를 가짐으로써, 고정식일 수 있는 상기 프린트 헤드(4') 및/또는 방사원(9) 및/또는 방출구에 대하여 제어 유닛(6)의 제어하에 이동할 수 있다.
따라서, 프린트 헤드(4')는 방사원(9) 및/또는 방출구에 대하여 고정될 수 있고 부품(2)은 그 자체로 이동식일 수 있는 지지 장치(7)에 의해 프린트 헤드 전방에서 이동할 수 있다.
사용되는 지지 장치(7)는 6개의 회전축을 포함하는 로봇 아암으로 구성될 수 있다.
유리하게는, 로봇 아암은 상기 적어도 하나의 프린트 헤드(4') 및/또는 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)의 상기 적어도 하나의 방출구 전방에서 부품(2)을 이동할 수 있게 한다.
회전축들 및 로봇 아암의 이동은 고정되어 있지 않으며 완전히 자유롭다. 그 결과 부품(2)의 기하구조에 따른 로봇 아암의 이동에 많은 자유가 부여된다.
도면들에 도시된 바와 같이, 프린트 헤드(4') 및 방사원(9)은 동일한 받침대(5) 상에 배치될 수 있을 것이다.
프린트 헤드(4')는 바람직하게는 모든 도면들에 도시된 바와 같이 받침대(5) 상에 고정될 수 있을 것이다. 한편, 방사원(9)은 받침대(5) 상에 고정될 수 있거나 (도 1a ~ 도 3b) 받침대(5)에 대하여 배향 가능하도록(도 4a ~ 도 4b) 장착될 수 있다.
바람직하게는, 방사원(9)은 파장이, 바람직하게는 대부분이, 자외선 영역에 있는 상기 적어도 하나의 빔(11)을 발생하는 광 방사원일 수 있다. 예를 들어, 광 방사원(9)은 자외선 램프 또는 하나 또는 다수의 LED 램프일 수 있고, LED 램프들은 콤팩트하고 내구성이 있다는 장점들이 있다.
본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시예에 따르면, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 적어도 하나의 웨이브가이드 입구(13) 및 적어도 하나의 웨이브가이드 출구(14)를 포함하는 적어도 하나의 옵티컬 웨이브가이드(12, 12')를 포함할 수 있고, 상기 웨이브가이드 입구(13)는 방사원 출구(15)와 결합될 수 있고, 상기 웨이브가이드 출구(14) 또는 웨이브가이드 출구(14) 상에 장착된 전향기(10, 10') 또는 상기 웨이브가이드 출구(14) 또는 전향기(11) 하류의 빔(11)은 상기 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)의 방출구를 형성하고, 방출구와 프린트 헤드(4') 사이의 사전 조절된 거리는 바람직하게는 30mm 내지 100mm 일 수 있다(도 1a ~ 도 3b).
이 구성은, 유리하게는, 한편으로는, 방사원(9)이 일반적으로 부피가 크다는 단점이 있으므로, 프린트 헤드(4')로부터 방사원(9)을 이격할 수 있게 하고, 빔(11)의 광선을 프린트 헤드(4')와 근접하도록 유도하기 위하여, 방출구를 프린트 헤드(4')와 근접하게 할 수 있다.
제1 실시예에서, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 단일 웨이브가이드(12)를 포함할 수 있고 빔(11) 방향 조절 수단은 특정하게 방출구에 연결된 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 소정의 각도(19)를 따라 배향 가능한 회전축(18)을 포함할 수 있다(도 1a ~ 도 1c).
이 구성에서, 부품(2)의 표면(3)은 지속적으로 방출구와 대향한다. 그러한 구성은 프린트 헤드(4') 근방의 번잡함을 최대한 감소시킬 수 있게 하고, 방출구를 프린트 헤드(4')에 최대한 근접하게 할 수 있게 하고, 10mm 내지 30mm일 수 있는, 방금 프린트된 표면(3)과 단일 방출구 사이의 거리(d)를 최소한으로 유지시킬 수 있게 하는 장점이 있다. 그 결과 부품(2)의 표면(3) 상에 도포된 액상 물질의 건조는 부품(2)과 최대한 근접하여 실행되고 프린트 헤드(4')에 의한 액상 물질의 도포후 직접적으로, 나아가 즉시 실행된다. 실제로, 이 구성에서, 건조의 품질 및 균일성에 영향을 끼치도록 부품(2)의 표면(3)이 방출구와 지나치게 이격되거나 방출구와 대향하지 않는 것을 방지할 수 있다.
제1 실시예에서, 웨이브가이드 출구(14) 또는 전향기(10)는 방출구를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 각도(19)는 0도 내지 45도일 수 있다. 각도(19)는 빔(11)이 거의 수평일 때 0도에 해당한다.
제1 실시예에 따르면, 방출구는 웨이브가이드 출구(14) 상에 장착된 전향기(10)에 의해 형성될 수 있다(도 1a ~ 도 1d). 그 외에, 방출구는 유리하게는 이동식일 수 있고, 특히, 예를 들어 전향기(10)가 회전축(18) 상에 장착될 때, 회전 이동식일 수 있다.
그러나 실시예는 비한정적이다. 전향기(10)는 더욱 높은 건조 효율성을 위하여 정확한 영역 또는 구역으로 빔을 집중시킬 수 있게 한다(도 5b, 도 5c). 바람직하게는, 전향기(10)는 원통형 또는 직사각형일 수 있다.
제2 실시예에서, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 복수의 웨이브가이드(12, 12')를 포함할 수 있고, 빔(11) 방향 조절 수단은 방출구들과 특정하게 연관되고 소정의 각도(19)를 따라 사전 배향된 복수의 회전 축을 포함한다(도 2a, 도 2b).
유리하게는, 방금 프린팅된 표면(3)은 지속적으로 방출구들과 대향한다. 방사원(9)은 차례로 사용될 수 있다. 이 구성의 장점은 조정의 단순성에 있는데, 이는 부품(2)의 역학에 따른 제어 유닛의 어떤 프로그래밍도 필요하지 않기 때문이다.
제2 실시예에서, 웨이브가이드 출구(14) 또는 전향기(10, 10')는 방출구를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 각도(19)는 30도 내지 60도이다.
제2 실시예에 따르면, 방출구들은 각각의 웨이브가이드 출구(14) 상에 장착된 각각의 전향기(10, 10')에 의해 형성될 수 있다(도 2a ~ 도 2d). 그 외에, 방출구들은 유리하게는 이동식일 수 있고, 특히, 예를 들어 전향기(10, 10')가 그들 각각의 회전축(18) 상에 장착될 때, 회전 이동식일 수 있다.
제3 실시예에서, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 단일 웨이브가이드(12)를 포함할 수 있으며 빔(11) 방향 조절 수단은 소정의 각도(19)를 따라 방사 빔(11)을 배향하기 위하여 웨이브가이드(14) 출구 하류에 또는 웨이브가이드(14) 출구 다음에 배치될 수 있는 빔(11) 편향 수단(16)을 포함할 수 있다(도 3a, 도 3c). 유리하게는, 이 구성은 웨이브가이드(12)도 방사원(9)도 이동시키지 않고, 방금 프린팅된 건조되어야 하는 표면(3)에 지속적으로 빔(11)이 도달하도록 빔을 배향할 수 있게 한다.
바람직하게는, 편향 수단(16)만 이동식일 수 있고 웨이브가이드 출구(14)는 고정될 수 있다.
그 경우, 편향 수단(16)은 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 회전 축(18) 상에 회전 이동식으로 장착될 수 있다. 따라서 편향 수단(16)의 배향은 제어 유닛(6)에 의해 자동화되고 조정될 수 있다. 제3 실시예에서, 편향 수단 및 회전축(18)은 방사원(9) 상에 장착될 수 있다.
바람직하게는, 편향 수단(16)은 적어도 하나의 프리즘(도시되지 않음) 또는 적어도 하나의 거울(도 3a, 도 3b) 또는 적어도 하나의 반-반사 소자(도시되지 않음) 중에서 선택될 수 있다.
편향 수단(16)이 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 거울로 구성되었을 때, 웨이브가이드 출구(14)는 거울의 반사면과 대향하여 배치될 수 있고 웨이브가이드 출구(14)에서 발산되는 빔(11)은 부품(2)의 표면(3) 방향으로 거울에 의해 반사될 수 있다. 그 경우, 방출구는 웨이브가이드 출구(14) 하류에 위치한 빔(11)에 의해 거울 상에서 반사하기 전에 형성된다. 그 경우, 방출구는 제1 및 제2 실시예의 경우에서와 같이 물리적 요소의 위치와 부합하지는 않는다.
전향기(10)는 그 외에 웨이브가이드 출구(14) 상에 장착될 수 있다(도 3c).
편향 수단(16)이 대안적으로 프리즘을 포함하는 경우, 프리즘은 프리즘이 부품(2)의 표면(3)과 대향하도록 웨이브가이드 출구(14) 위치에 배치된다. 그 경우, 방출구는 웨이브가이드 출구(14)에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시예에 따르면, 웨이브가이드(12, 12')는 적어도 하나의 광섬유(17)를 포함할 수 있다.
광섬유(17)의 사용은 빔(11)을 용이하게 가이드 할 수 있게 한다. 그 외에, 광섬유(17)는 부피가 크지 않고 콤팩트하다는 장점이 있는데, 이로써 복잡한 형태를 가질 수 있는 부품(2)에 최대한 근접하도록 빔(11)의 방향을 유도할 수 있게 한다. 광섬유(17)는 또한 방향성 있는 빔(11)을 제공하여 방출구와 부품(2)의 표면 사이를 수직으로 유지하도록 보장할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따르면, 방사원(9)은 빔(11) 방향 조절 수단을 통하여 받침대(5)에 대하여 회전 이동식으로 장착될 수 있고, 상기 빔(11) 방향 조절 수단은 프린팅된 표면(3)에 대한 방사원(9)의 빔(11) 방향을 변경하기 위하여 제어 유닛(6)에 의해 조정될 수 있다(도 4a, 도 4b).
이 구성에서, 빔(11) 방향 조절 수단은 특정하게 방사원(9)에 연결된다. 유리하게는 이 배치는 부피가 크다는 단점을 갖는 프린트 헤드(4')로부터 방사원(9)을 이격시킬 수 있게 하고, 방금 프린팅된 건조되어야 하는 표면(3)에 빔이 도달되도록 하기 위하여 방사원(9)에서 발산되는 빔(11)을 배향할 수 있게 하고, 방사원(9) 만을 이동시킬 수 있게 한다. 따라서 방사원(9)은 프린트 헤드(4')와 독립적으로 배향될 수 있다.
그 경우, 빔(11) 방향 조절 수단은 제어 유닛(6)에 의해 제어되는 보조 모터에 의해 조정되는 소정의 각도(19)를 따라 배향 가능한 적어도 하나의 회전 축(18)을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 각도(19)는 0도 내지 45도일 수 있다. 각도(19)는 빔(11)이 거의 수평일 때 0도에 해당한다(도 4a). 따라서 방사원(9)의 배향은 제어 유닛(6)에 의해 자동화되고 조정될 수 있다.
제4 실시예에 따르면, 방사원(9)은 받침대(5) 상에 고정될 수 있고 회전축(18)을 이용하여 받침대(5)에 대하여 배향될 수 있다(도 4a, 도4b).
본 발명의 제1, 제2, 제3 및 제4 실시예에 따르면, 방사원(9)은 특히 방사원(9)의 방출력을 조절하기 위하여 제어 유닛(6)에 의해 조정될 수 있다.
따라서, 거리(d)가 감소하면(도 1a, 도 2a, 도 3a, 도 4a) 방사원(9)의 출력이 감소할 수 있고, 거리가 증가하면(도 1b, 도 2b, 도 3b, 도 4b) 방사원(9)의 출력이 증가할 수 있다.
예를 들어 거리(d) = 10mm에 대하여 방사원의 출력은 5 Watt/cm2일 수 있고, 거리(d) = 20mm에 대하여 방사원의 출력은 8 Watt/cm2일 수 있으며, 거리(d) = 30mm에 대하여 방사원의 출력은 10 Watt/cm2일 수 있다.
제4 실시예에 따르면, 이 구성은 유리하게는 방출구를 형성하는 방사원 출구(15)와 부품(2)의 표면(3) 사이의 거리(d)에 따라 방사원(9)의 출력을 조절할 수 있게 한다. 실제로, 제4 실시예에 따르면, 거리(d)는 부품(2)이 이동하는 동안, 바람직하게는 10mm 내지 50mm에서, 변동될 수 있다. 따라서 거리가 감소하면(도 4a) 방사원(9)의 출력을 감소할 수 있고, 거리가 증가하면(도 4b) 방사원(9)의 출력을 증가할 수 있다.
본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시예에 따르면, 제어 유닛(6)은 부품(2)의 프린팅된 표면(3)과 방출구 사이의 사전 조절된, 바람직하게는 10mm 내지 30mm의, 거리(d)를 유지하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 프린팅할 표면(3)을 포함하는 적어도 하나의 부품(1)을 프린팅 및 건조하는 방법은, 전술한 바와 같은 설비를 실시하는 것을 특징으로 하고, 방법은 적어도 차례로:
- 프린팅 단계로서, 액상 물질이 프린팅 수단(4)의 프린트 헤드(4')에 의해 부품(2)의 프린팅할 표면(3) 상에 도포되고 부품(2)은 프린팅된 표면(3)을 형성하기 위하여 프린트 헤드(4') 전방에서 지지 장치(7)에 의해 제어 방식으로 이동되는, 프린팅 단계, 및,
- 경우에 따라 소정의 시간 간격이 흐른 후, 건조 단계로서, 도포된 액상 물질을 건조하기 위하여 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)에 의해 방출된 방사 빔(11)이 도포된 액상 물질에 도달하고, 부품(2)은 지지 장치(7)에 의해 이동되고, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)의 방출구와 부품(2)의 프린팅된 표면(3) 사이의 거리(d)는, 바람직하게는 10 mm 내지 50 mm로, 유지되고, 빔(11)은 방사원(9) 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구에 특정하게 연결된 빔(11) 방향 조절 수단에 의해 배향되는, 건조 단계를
포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하도록, 시간 간격은 0.0625초 내지 0.125초일 수 있다.
바람직하게는, 건조 단계에서, 빔(11) 방향 조절 수단을 형성하는 회전축(18) 상에 장착된 적어도 하나의 방출구는, 예를 들어 0도 내지 45도로, 사전 설정되고 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 각도(19)를 따라 배향될 수 있다.
바람직하게는, 건조 단계에서, 빔(11) 방향 조절 수단을 형성하는 회전축(18) 상에 장착된 편향 수단(16)은 사전 설정되고 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 각도(19)를 따라 배향될 수 있다.
건조 단계에서, 방사원(9)의 출력은 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)의 방출구와 부품(2)의 프린팅할 표면(3) 사이의 거리(d)에 따라 제어 유닛(6)에 의해 조절될 수 있다.
물론, 본 발명은 첨부된 도면들에 상술되고 도시된 실시예들에 한정되지 않는다. 변형예들이, 특히 다양한 요소들의 구성 관점에서 또는 대응 기술로 대체함으로써, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않고 가능하다.
Claims (18)
- 적어도 하나의 프린팅할 표면(3)을 포함하는 적어도 하나의 부품(2)의 프린팅 및 건조용 설비(1)이며,
상기 설비(1)는 적어도:
- 상기 부품(2) 상에 적어도 하나의 액상 물질을 도포하고 프린팅된 표면(3)을 형성하기 위한, 바람직하게는 잉크젯 유형의, 적어도 하나의 프린트 헤드(4')를 포함하는, 프린팅 수단(4),
- 그 위에 최소한 상기 적어도 하나의 프린트 헤드(4')가 장착되어 있는, 적어도 하나의 받침대(5) 또는 베이스,
- 제어 유닛(6),
- 부품(2)을 지지하기에 적합하고 부품을 지지하게 되어 있는 지지 장치(7) - 지지 장치(7) 및 상기 적어도 하나의 프린트 헤드(4')는 서로에 대하여 상대적으로 이동함 -,
- 적어도 하나의 방사원(9) 및 적어도 하나의 방사 빔(11)이 발산되어 나오는 적어도 하나의 방출구를 포함하는 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8) -상기 적어도 하나의 방출구와 상기 지지 장치(7)는 서로에 대하여 상대적으로 이동함 -,
- 부품(들)(2)의 지지 장치(7)와, 한편으로는, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드(4'), 및/또는, 다른 한편으로는, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)의 상기 적어도 하나의 방출구 사이의 상대적 이동부로서, 바람직하게는 제어 유닛(6)에 의해 조정되는, 상대적 이동부를 포함하는, 설비에 있어서,
상기 설비(1)는 상기 적어도 하나의 방사원(9) 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구에 특정하게 연결된 빔(11) 방향 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 설비(1). - 제1항에 있어서, 지지 장치(7)는 고정된 상기 프린트 헤드(4') 및/또는 방출구에 대하여 제어 유닛(6)의 제어하에 이동하고, 바람직하게는 로봇식 다축 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 방사원(9)은, 바람직하게는 주로, 자외선 영역의 파장을 가지는 상기 적어도 하나의 빔(11)을 발생하는 광 방사원인 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 적어도 하나의 웨이브가이드 입구(13) 및 적어도 하나의 웨이브가이드 출구(14)를 포함하는 적어도 하나의 옵티컬 웨이브가이드(12)를 포함하고, 상기 웨이브가이드 입구(13)는 방사원 출구(15)에 결합되고, 상기 웨이브가이드 출구(14) 또는 상기 웨이브가이드 출구(14) 상에 장착된 전향기(10, 10') 또는 상기 웨이브가이드 출구(14) 또는 전향기(11) 하류의 빔(11)은 건조 및/또는 크로스링킹 수단(8)의 상기 방출구를 형성하고, 방출구와 프린트 헤드(4') 사이의 사전 조절된 거리는 바람직하게는 30mm 내지 100mm인 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제4항에 있어서, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 단일 웨이브가이드(12)를 포함하고, 빔(11) 방향 조절 수단은 방출구에 특정적으로 연결된 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 소정의 각도(19)를 따라 배향 가능한 회전축(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제4항에 있어서, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 복수의 웨이브가이드(12, 12')를 포함하고, 빔(11) 방향 조절 수단은 방출구에 특정적으로 연관된 각도(19)를 따라 사전 배향된 복수의 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제4항에 있어서, 건조 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)은 단일 웨이브가이드(12)를 포함하고, 빔(11) 방향 조절 수단은 방사 빔(11)을 소정의 각도(19)를 따라 배향하기 위하여 웨이브가이드 출구(14)의 하류 또는 웨이브가이드 출구 다음에 배치되는 빔(11) 편향 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제7항에 있어서, 편향 수단(16)은 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 회전축(18) 상에 회전 이동식으로 장착되는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 편향 수단(16)은 적어도 하나의 프리즘 또는 적어도 하나의 거울 또는 적어도 하나의 반-반사 소자 중에서 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 웨이브가이드(12, 12')는 적어도 하나의 광섬유(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 방사원(9)은 빔(11) 방향 조절 수단을 통하여 받침대(5)에 대하여 회전 이동식으로 장착되고, 상기 빔(11) 방향 조절 수단은 프린팅된 표면(3)에 대하여 방사원(9)의 빔(11) 방향을 변경하기 위하여 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제11항에 있어서, 빔(11) 방향 조절 수단은 제어 유닛(6)에 의해 제어되는 보조 모터에 의해 조정되는 소정의 각도(19)를 따라 배향 가능한 적어도 하나의 회전축(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 방사원(9)은 특히 방사원(9)의 방사 출력을 조절하기 위하여 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 제1항 내지 제10항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 유닛(6)은 부품(2)의 프린팅된 표면(3)과 방출구 사이의 사전 조절된, 바람직하게는 10mm 내지 30mm의, 거리(d)를 유지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 설비.
- 적어도 하나의 프린팅할 표면(3)을 포함하는 적어도 하나의 부품(1)을 프린팅 및 건조하는 방법에 있어서,
방법은 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 설비를 실시하고,
방법은 적어도 차례로:
- 프린팅 단계로서, 액상 물질이 프린팅 수단(4)의 프린트 헤드(4')에 의해 부품(2)의 프린팅할 표면(3) 상에 도포되고 부품(2)은 프린팅된 표면(3)을 형성하기 위하여 프린트 헤드(4') 전방에서 지지 장치(7)에 의해 제어 방식으로 이동되는, 프린팅 단계 및,
- 경우에 따라 소정의 시간 간격이 경과된 후, 건조 단계로서, 도포된 액상 물질을 건조하기 위하여 건조 수단 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)에 의해 방출된 방사 빔(11)이 도포된 액상 물질에 도달하고, 부품(2)은 지지 장치(7)에 의해 이동되고, 건조 및/또는 크로스링킹 수단(8)의 방출구와 부품(2)의 프린팅된 표면(3) 사이의 사전 조절된 거리(d)는, 바람직하게는 10mm 내지 50mm로, 유지되고, 빔(11)은 방사원(9) 및/또는 상기 적어도 하나의 방출구에 특정적으로 연결된 빔(11) 방향 조절 수단에 의해 배향되는, 건조 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제15항에 있어서, 건조 단계에서, 빔(11) 방향 조절 수단을 형성하는 회전축(18) 상에 장착된 적어도 하나의 방출구는 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 소정의 각도(19)를 따라 배향되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제15항에 있어서, 건조 단계에서, 회전축(18) 상에 장착되고 빔(11) 방향 조절 수단을 형성하는 편향 수단(16)은 제어 유닛(6)에 의해 조정되는 소정의 각도(19)를 따라 배향되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 단계에서, 방사원(9)의 방사 출력은 건조 수단 및/또는 제어식 크로스링킹 수단(8)의 방출구와 부품(2)의 프린팅된 표면(3) 사이의 거리(d)에 따라 제어 유닛(6)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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