KR20190109647A - 다종 소재 적층용 3d 프린터 - Google Patents

다종 소재 적층용 3d 프린터 Download PDF

Info

Publication number
KR20190109647A
KR20190109647A KR1020180026495A KR20180026495A KR20190109647A KR 20190109647 A KR20190109647 A KR 20190109647A KR 1020180026495 A KR1020180026495 A KR 1020180026495A KR 20180026495 A KR20180026495 A KR 20180026495A KR 20190109647 A KR20190109647 A KR 20190109647A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
build
transmissive film
wiper
light
Prior art date
Application number
KR1020180026495A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102043809B1 (ko
Inventor
홍찬우
김석범
Original Assignee
(주)일루미네이드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)일루미네이드 filed Critical (주)일루미네이드
Priority to KR1020180026495A priority Critical patent/KR102043809B1/ko
Publication of KR20190109647A publication Critical patent/KR20190109647A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102043809B1 publication Critical patent/KR102043809B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/214—Doctor blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/357—Recycling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)

Abstract

본 발명은 다종 소재 적층용 3D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 물성을 가진 복수의 광경화성 레진을 신속하게 선택적으로 적층할 수 있는 다종 소재 적층용 3D 프린터에 관한 것이다. 본 발명은 상부에 광투과성 필름이 고정되는 베이스유닛; 상기 베이스유닛의 상부에 마련되며, 하부에 레진 경화물이 적층되고 상기 광투과성 필름의 이형력을 측정하도록 마련된 빌드유닛; 상기 광투과성 필름상에 광경화성 레진을 도포하고, 상기 광투과성 필름상에 도포된 광경화성 레진의 두께를 조절하는 도포유닛; 상기 베이스유닛의 하부에 위치하며, 상기 광투과성 필름상에 도포된 상기 광경화성 레진에 패터닝된 광을 조사하여 상기 레진 경화물을 형성하도록 마련된 광학유닛; 및 상기 빌드유닛에 적층되지 않고 상기 광투과성 필름상에 잔류한 광경화성 레진을 회수하는 회수유닛을 포함하는 다종 소재 적층용 3D 프린터를 제공한다.

Description

다종 소재 적층용 3D 프린터{3-DIMENSIONAL PRINTER FOR MULTI MATERIAL LAMINATION}
본 발명은 다종 소재 적층용 3D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 물성을 가진 복수의 광경화성 레진을 신속하게 선택적으로 적층할 수 있는 다종 소재 적층용 3D 프린터에 관한 것이다.
일반적으로 3D 프린터는 컴퓨터 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 실물의 입체 모양, 즉, 조형물을 그대로 찍어내는 장치를 의미하는 것으로서, 사용되는 원료의 종류에 따라 고체 필라멘트를 원료로 사용하는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식, 액체 원료를 사용하는 DLP(Digital Light Processing)방식, 파우더 형태의 원료를 사용하는 SLS(Selective Laser Sintering)방식 등으로 분류된다.
DLP 방식 3D 프린터의 경우, 미세 형상을 구현하는데 용이하여 최근에 널리 사용되고 있는데, 이러한 DLP방식 3D 프린터에 사용되는 액체의 원료는 자외선이나 가시광선에 의해 경화되는 물질인 광경화성 레진이 원료로 이용되고 있다.
또한, DLP 방식 3D 프린터는 기구적 구조에 따라 아래에서 윗쪽으로 출력물을 완성하는 상향식 방식과 위쪽에서 아래쪽으로 출력물을 완성하는 하향식 방식으로 구분된다.
이와 같은 DLP 방식 3D프린터는 단일의 레진 탱크를 가지며, 해당 레진 탱크 내에 수용된 레진만을 이용하여 성형함에 따라 복수의 상이한 레진을 이용한 다양한 3D 형상을 구현할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 광경화성 레진이 담긴 레진 탱크에 UV를 조사하여 레진 경화물을 형성할 경우, UV가 산란되면서 레진 탱크 내의 광경화성 레진의 물성이 변하여 최종 출력물의 품질이 고르지 못하게 되는 문제점이 있다.
그리고, 레진을 이용한 광경화성 3D 프린터에서는 레진이 경화됨에 따라 필름과 점착되어 이형하는 과정이 필요하다. 따라서, 출력물의 품질을 향상하기 위해서는 다양한 레진에 따라 해당 이형력을 조절해야하는 문제점이 있다.
따라서, 광경화성 레진의 이형력과 광 노출에 따른 최종 출력물의 품질 저하가 없고, 신속하게 다양한 종류의 광경화성 레진을 이용하여 레진 경화물을 형성할 수 있는 3D 프린터가 필요하다.
한국등록특허 제10-1593488호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 서로 다른 물성을 가진 복수의 광경화성 레진을 신속하게 선택적으로 적층할 수 있는 다종 소재 적층용 3D 프린터를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 상부에 광투과성 필름이 고정되는 베이스유닛; 상기 베이스유닛의 상부에 마련되며, 하부에 레진 경화물이 적층되고 상기 광투과성 필름의 이형력을 측정하도록 마련된 빌드유닛; 상기 광투과성 필름상에 광경화성 레진을 도포하고, 상기 광투과성 필름상에 도포된 광경화성 레진의 두께를 조절하는 도포유닛; 상기 베이스유닛의 하부에 위치하며, 상기 광투과성 필름상에 도포된 상기 광경화성 레진에 패터닝된 광을 조사하여 상기 레진 경화물을 형성하도록 마련된 광학유닛; 및 상기 빌드유닛에 적층되지 않고 상기 광투과성 필름상에 잔류한 광경화성 레진을 회수하는 회수유닛을 포함하는 다종 소재 적층용 3D 프린터를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스유닛은, 상면에 상기 광투과성 필름이 고정되는 플레이트부; 및 내측에 상기 플레이트부가 삽입되도록 마련된 기재부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기재부에는, 상기 회수유닛측을 제외한 측면에 복수의 결합홀이 형성되며, 상기 베이스유닛은, 상기 플레이트부를 둘러싸되, 상기 회수유닛측만 개방되도록 상기 결합홀에 결합되어 마련되는 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 빌드유닛은, 상기 광투과성 필름의 상부에 마련되어 상기 광투과성 필름과 광경화성 레진간의 이형력을 측정하도록 마련된 로드셀부; 상기 로드셀부의 하부에 결합되어 마련되며, 하부에 상기 레진 경화물이 적층되도록 마련된 빌드부; 및 상기 로드셀부와 결합되며, 상기 로드셀부를 승강시키도록 마련된 빌드구동부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도포부는, 서로 다른 종류의 광경화성 레진을 상기 광투과성 필름상에 도포하도록 마련된 복수의 레진도포노즐을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 빌드구동부는, 상기 빌드부와 결합되는 빌드구동본체; 및 상기 빌드구동본체와 결합되는 승강스테이지를 포함하며, 상기 빌드구동본체는 상기 승강스테이지를 따라 승강되도록 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도포유닛은, 몸체를 형성하는 도포본체부; 상기 도포본체부의 일측에 형성되어 상기 광투과성 필름상에 도포된 광경화성 레진의 두께를 균일하게 조절하는 블레이드부; 상기 도포본체부에 마련되어 상기 광투과성 필름에 상기 광경화성 레진을 도포하도록 마련된 도포부; 상기 도포본체부의 타측에 형성되며, 상기 빌드유닛에 적층되지 않고 상기 광투과성 필름상에 잔류한 광경화성 레진을 상기 회수유닛으로 이송하는 와이퍼부; 및 상기 광투과성 필름의 길이방향으로 연장되어 마련되며, 상기 도포본체부가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 마련되는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 와이퍼부는, 상기 광투과성 필름상에 밀착된 상태로 상기 광경화성 레진을 닦아내는 와이퍼; 상기 와이퍼가 결합되는 와이퍼블록; 및 상기 와이퍼블록과 상기 도포본체부에 양단이 각각 결합되어 상기 와이퍼블록을 승강시키는 와이퍼승강체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 와이퍼승강체는, 상기 광투과성 필름상에 잔류한 상기 광경화성 레진을 상기 회수유닛으로 회수할 때, 상기 와이퍼를 상기 광투과성 필름상에 밀착시키도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 블레이드부의 하단부에는 경사면이 형성되며, 상기 경사면은 상기 와이퍼부와 인접할수록 상기 광투과성 필름과 더욱 이격되도록 경사가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 광투과성 필름을 고정한 상태로 사용하기 때문에, 광투과성 필름이 이송되면서 구겨져 손상되는 문제를 방지하고, 사용되는 광투과성 필름이 적기 때문에 경제적이다.
또한, 본 발명은 도포유닛이 일방향으로 이동하면서 광투과성 필름상에 도포된 광경화성 레진을 균일한 두께를 갖도록 제어하고, 타방향으로 이동하면서 광경화가 이루어지지 않은 잔류 광경화성 레진을 깨끗하게 제거함으로써, 광투과성 필름의 재사용이 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 차단부가 마련되어, 도포유닛이 광투과성 필름상의 광경화성 레진을 이동시킬 때, 광경화성 레진이 베이스유닛의 외측으로 넘치는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 로드셀부를 구비하여 광투과성 필름에 점착된 레진 경화물에 작용하는 이형력을 측정하고 빌드구동부의 이송속도를 조절하여 이형력을 낮게 유지 할 수 있다.
또한, 본 발명은 회수유닛을 구비하여 레진 경화물 형성에 사용되지 않은 광투과성 필름 상에 잔류한 광경화성 레진을 회수하고 재사용하도록 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 외부를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 내부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 케이스유닛을 제거한 상부 사시도이다.
도 5 및 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 베이스유닛, 도포유닛, 빌드유닛을 확대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 도포유닛을 확대한 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 외부를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 내부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 케이스유닛을 제거한 상부 사시도이다.
도 5 및 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 베이스유닛, 도포유닛, 빌드유닛을 확대한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다종 소재 적층용 3D 프린터의 도포유닛을 확대한 사시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 것처럼, 다종 소재 적층용 3D 프린터(1000)는 광투과성 필름(1100)이 고정되는 베이스유닛(1200), 빌드유닛(1300), 도포유닛(1400), 광학유닛(1500), 회수유닛(1600) 및 케이스유닛(1700)을 포함한다.
상기 베이스유닛(1200)은 상부에 상기 광투과성 필름(1100)이 고정되며, 플레이트부(1210), 기재부(1220) 및 차단부(1230)를 포함한다.
상기 플레이트부(1210)는 상면에 상기 광투과성 필름(1100)이 고정되도록 마련된다. 그리고, 상기 플레이트부(1210)는 상기 광학유닛(1500)으로부터 조사된 광이 상기 광투과성 필름(1100)상에 도포된 광경화성 레진에 도달할 수 있도록 투명한 소재로 마련될 수 있다.
보다 상세하게는 상기 플레이트부(1210)는 유리, PMMA, PDMS, h-PDMS, 테프론, PET, PS, PP 중 어느 하나일 수 있으나, 상기 광경화성 레진을 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 기재부(1220)는 내측에 상기 플레이트부(1210)가 삽입되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 기재부(1220)의는 내측에는 상기 플레이트부(1210)가 삽입될 수 있는 홈이 형성될 수 있고, 상기 플레이트부(1210)는 상기 기재부(1220)의 내측에 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
그리고, 상기 플레이트부(1210)는 상기 기재부(1220)와 상면의 높이가 동일하거나 상기 기재부(1220)에 비해 높도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 기재부(1220)에는, 상기 회수유닛(1600)측을 제외한 측면에 복수의 결합홀(1221)이 형성될 수 있다.
상기 차단부(1230)는 상기 플레이트부(1210)를 둘러싸되, 상기 회수유닛(1600)측만 개방되도록 상기 결합홀(1221)에 결합되어 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 차단부(1230)는 상기 플레이트부(1210)를 둘러싼 벽체 형태일 수 있으며, 이처럼 마련된 상기 차단부(1230)는 상기 도포유닛(1400)에 의해 상기 광경화성 레진이 이송될 때, 상기 광경화성 레진이 상기 플레이트부(1210) 및 상기 기재부(1220)로부터 이탈하는 것을 방지하고, 사용이 완료된 광경화성 레진을 상기 회수유닛(1600)으로 모두 회수하도록 보조할 수 있다.
상기 빌드유닛(1300)은 상기 베이스유닛(1200)의 상부에 마련되며, 상기 광투과성 필름(1100)상에 광경화성 레진을 도포하고, 하부에 레진 경화물이 적층되도록 마련되며, 포스트부(1310), 로드셀부(1320), 빌드부(1330) 및 빌드구동부(1340)를 포함한다.
상기 포스트부(1310)는 상기 빌드부(1330) 및 상기 빌드구동부(1340) 사이에 마련되며, 제1 포스트(1311) 및 제2 포스트(1312)를 포함한다.
상기 로드셀부(1320)는 상기 광투과성 필름(1100)의 상부에 마련되어 상기 광투과성 필름(1100)과 광경화성 레진간의 이형력을 측정하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 로드셀부(1320)는 상기 빌드부(1330)와 상기 빌드구동부(1340) 사이에서 클램핑되는 상기 포스트부(1310)에 의해 상기 빌드부(1330)에 작용하는 힘을 측정할 수 있다.
상기 빌드부(1330)는 상기 로드셀부(1320)의 하부에 결합되어 마련되며, 하부에 상기 레진 경화물이 적층되도록 마련될 수 있다.
상기 빌드부(1330)의 하면에는, 상기 광투과성 필름(1100)상에 도포된 광경화성 레진이 경화되어 형성된 레진 경화물이 적층되어 3차원물체를 형성하게 될 수 있다.
상기 빌드구동부(1340)는 상기 로드셀부(1320)와 결합되며, 상기 로드셀부(1320)를 승강시키도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 빌드구동부(1340)는 빌드구동본체(1341), 빌드고정체(1342) 및 승강스테이지(1343)를 포함한다.
상기 빌드구동본체(1341)는 상기 빌드부(1330)와 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 빌드구동본체(1341)는 상기 빌드부(1330)와 상기 승강스테이지 사이에 결합될 수 있으며, 상기 빌드구동본체(1341)는 상기 빌드부(1330)의 상부에 결합될 수 있다.
상기 빌드고정체(1342)는 상기 빌드구동본체(1341)에 회전 가능하도록 결합될 수 있고, 상기 빌드부(1330)와 고정 결합될 수 있다. 빌드부(1330)빌드부(1330)빌드부(1330)
상기 승강스테이지(1343)는 상기 빌드구동본체(1341)와 결합되어 마련되며, 상기 빌드구동본체(1341)는 상기 승강스테이지(1343)의 길이 방향을 따라 승강되도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 승강스테이지(1343)는, 상기 광학유닛(1500)에 의해 광경화성 레진에 패터닝된 광이 조사될 때, 상기 빌드부(1330)가 상기 광경화성 레진에 접하도록 상기 빌드부(1330)를 하강시킬 수 있다. 그리고, 상기 승강스테이지(1343)는, 상기 도포유닛(1400)이 상기 광경화성 레진을 상기 광투과성 필름(1100)으로부터 박리시켜 회수할 때에는 상기 빌드부(1330)를 상승시켜 상기 빌드부(1330)와 상기 도포유닛(1400) 사이에 충돌이 발생하지 않도록 할 수 있다.
상기 도포유닛(1400)은 상기 광투과성 필름(1100)상에 도포된 광경화성 레진의 두께를 조절할 수 있으며, 도포본체부(1410), 도포부(1420), 블레이드부(1430), 와이퍼부(1440) 및 가이드부(1450)를 포함한다.
상기 도포본체부(1410)는 상기 도포유닛(1400)의 몸체를 형성할 수 있다.
상기 도포부(1420)는 도포본체부(1410)에 마련되어 상기 광투과성 필름(1100)에 광경화성 레진을 도포하도록 마련될 수 있다.
상기 도포부(1420)는, 서로 다른 종류의 광경화성 레진을 상기 광투과성 필름(1100)상에 도포하도록 마련된 복수의 레진도포노즐을 가질 수 있다.
일실시예에서는 도 6에 도시된 것처럼, 상기 도포부(1420)가 제1 레진도포노즐(1421) 및 제2 레진도포노즐(1422)을 갖는 것으로 도시하였으나, 상기 레진도포노즐은 도시된 2개로 한정되지 않으며, 하나 이상으로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 제1 레진도포노즐(1421) 및 상기 제2 레진도포노즐(1422)은 서로 다른 종류의 광경화성 레진을 도포하도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 제1 레진도포노즐(1421) 및 상기 제2 레진도포노즐(1422)은 독립적으로 구동되며, 상기 광투과성 필름(1100)상에 한 종류의 광경화성 레진만 도포되도록 할 수도 있고, 동시에 상기 레진도포노즐의 수만큼의 광경화성 레진이 도포되도록 할 수도 있다.
또한, 상기 도포부(1420)는 도포펌프(1423) 및 도포탱크(1424)를 포함하며, 상기 도포탱크(1424)에는 광경화성 레진이 저장되고, 상기 도포펌프(1423)는 상기 도포탱크(1424)에 저장된 광경화성 레진을 상기 레진도포노즐에 공급하도록 마련될 수 있다.
상기 블레이드부(1430)는 상기 도포본체부(1410)의 일측에 형성되어 상기 광투과성 필름(1100)상에 도포된 광경화성 레진의 두께를 균일하게 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 블레이드부(1430)의 하단부에는 경사면이 형성되며, 상기 경사면은 상기 와이퍼부(1440)와 인접할수록 상기 광투과성 필름(1100)과 더욱 이격되도록 경사가 형성될 수 있다.
이처럼 경사면이 형성된 상기 블레이드부(1430)는 상기 도포본체부(1430)가 상기 광투과성 필름(1100)상에 도포한 광경화성 레진의 두께를 균일하게 하도록 한 이후에, 상기 와이퍼부(1440)가 상기 광투과성 필름(1100)상에 잔류한 광경화성 레진을 닦아내도록 할 수 있다.
그리고, 상기 블레이드부(1430)는 높이 조절이 가능하도록 마련될 수 있다. 즉, 상기 블레이드부(1430)는 상기 광경화성 레진을 더욱 두껍게 하기 원할 경우, 높이가 상승될 수 있고, 상기 광경화성 레진을 더욱 얇게 하기 원할 경우, 높이가 하강되도록 마련될 수 있다.
상기 와이퍼부(1440)는 상기 도포본체부(1410)의 타측에 형성되며, 상기 빌드유닛(1300)에 적층되지 않고 상기 광투과성 필름(1100)상에 잔류한 광경화성 레진을 상기 회수유닛(1600)으로 이송하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 와이퍼부(1440)는 와이퍼(1441), 와이퍼블록(1442) 및 와이퍼승강체(1443)를 포함한다.
상기 와이퍼(1441)는 상기 광투과성 필름(1100)상에 밀착된 상태로 슬라이딩되어 상기 광경화성 레진을 닦아내도록 마련될 수 있다. 여기서, 상기 와이퍼(1441)는 실리콘, 고무 등의 재질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 와이퍼블록(1442)은 상기 와이퍼(1441)와 결합될 수 있으며, 보다 상세하게는, 상기 와이퍼(1441)의 상부에 결합될 수 있다.
상기 와이퍼승강체(1443)는 상기 와이퍼블록(1442)과 상기 도포본체부(1410)에 양단이 각각 결합되어 상기 와이퍼블록(1442)을 승강시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 와이퍼승강체(1443)는, 상기 블레이드부(1430)가 상기 광경화성 레진의 두께를 균일하게 할 때에는 상기 와이퍼(1441)와 상기 광경화성 레진 사이가 이격되도록 상기 와이퍼(1441)를 상승시킬 수 있다. 그리고, 상기 와이퍼 승강체(1443)는 상기 광투과성 필름(1100)상에 잔류한 상기 광경화성 레진을 상기 회수유닛(1600)으로 회수할 때, 상기 와이퍼(1441)를 상기 광투과성 필름(1100)상에 밀착시키도록 마련될 수 있다.
상기 가이드부(1450)는 상기 광투과성 필름(1100)의 길이방향으로 연장되어 마련되며, 상기 도포본체부(1410)가 상기 가이드부(1450)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 가이드부(1450)는, 상기 도포본체부(1410)가 일방향으로 이동할 때, 상기 블레이드부(1430)에 의해 상기 광투과성 필름(1100)상의 광경화성 레진의 두께가 균일해지도록 하고, 상기 도포본체부(1410)가 타방향으로 이동할 때, 상기 와이퍼부(1440)에 의해 상기 광투과성 필름(1100)상에 잔류한 광경화성 레진이 회수되도록 할 수 있다.
상기 광학유닛(1500)은 상기 베이스유닛(1200)의 하부에 위치하며, 상기 광투과성 필름(1100)상에 도포된 상기 광경화성 레진에 패터닝된 광을 조사하여 상기 레진 경화물을 형성하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 광학유닛(1500)은 레진 경화물의 각 층에 형성할 패턴으로 광을 조사할 수 있으며, 상기 빌드부(1330)가 하강하여 상기 광경화성 레진에 접한 상태에서 광을 조사하도록 마련될 수 있다.
상기 광학유닛(1500)은 UV광학계를 이용한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 회수유닛(1600)은 상기 빌드유닛(1300)에 적층되지 않고 상기 광투과성 필름(1100)상에 잔류한 광경화성 레진을 회수하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 회수유닛(1600)은 상기 와이퍼부(1440)에 의해 회수되는 상기 광경화성 레진을 수용할 수 있도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 회수유닛(1600)은 하나로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 복수개로 마련될 수도 있다.
일 예로, 상기 회수유닛(1600)은 상기 도포부(1310)의 레진도포노즐의 개수와 대응되게 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 복수의 상기 회수유닛(1600)은 각각 한 종류의 광경화성 레진을 수용하도록 마련됨으로써, 여러 종류의 광경화성 레진이 혼합되는 것을 방지하고, 광경화성 레진의 재사용이 가능하도록 할 수 있다.
상기 케이스유닛(1700)은 상기 다종소재 적층용 3D 프린터(1000)의 외형을 형성하며, 광경화성 레진이 최적의 상태를 유지하도록 하기 위해 항온 항습 등의 기능을 가질 수 있다.
이하, 다종소재 적층용 3D 프린터(1000)의 작동 과정을 설명하도록 한다.
먼저, 도포부(1420)가 상기 광투과성 필름(1100)에 한 종류 이상의 광경화성 레진을 도포한다.
다음, 상기 도포유닛(1400)의 블레이드부(1430)의 높이가 적층할 레진 경화물의 두께와 대응되도록 승강된다.
다음, 상기 블레이드부(1430)가 일방향으로 이동하면서 도포된 상기 광경화성 레진의 두께를 균일하게 한다.
다음, 상기 빌드유닛(1300)의 상기 빌드부(1330)를 하강시켜 상기 빌드부(1330)와 상기 광경화성 레진이 접하도록 한다.
다음, 상기 광학유닛(1500)이 상기 베이스유닛(1200)에 위치한 상기 광투과성 필름(1100)을 향해 적층할 레진 경화물의 형상에 대응되는 패터닝된 광을 조사할 수 있다. 이때, 광경화성 레진은 경화되면서 상기 빌드부(1330)에 적층될 수 있다..
다음, 상기 빌드부(1330)를 상승시키고킨다. 이때, 상기 로드셀부(1320)를 통해 측정된 이형력에 따라 상승 속도를 조절해 상기 레진 경화물에 작용하는 이형력을 감소시킨다.,
다음, 상기 와이퍼부(1440)가 상기 광투과성 필름(1100)의 상면과 밀착되도록 조절한 후에, 상기 도포본체부(1410)를 타방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 광투과성 필름(1100) 상에 잔류한 광경화성 레진은 모두 상기 와이퍼(1441)에 의해 상기 광투과성 필름(1100)으로부터 박리되어 상기 회수유닛(1600)으로 이송될 수 있다.
이처럼 상기 회수유닛(1600)으로 회수된 상기 광경화성 레진은 소정의 가공을 통해 다시 상기 도포부(1310)로 제공되어 재사용될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 다종 소재 적층용 3D 프린터
1100: 광투과성 필름 1200: 베이스유닛
1210: 플레이트부 1220: 기재부
1221: 결합홀 1230: 차단부
1300: 빌드유닛 1310: 포스트부
1311: 제1 로드셀 1312: 제2 포스트
1320: 로드셀부 1330: 빌드부
1340: 빌드구동부 1341: 빌드구동본체
1342: 빌드고정체 1343: 승강스테이지
1400: 도포유닛 1410: 도포본체부
1420: 도포부 1421: 제1 레진도포노즐
1422: 제2 레진도포노즐 1423: 도포펌프
1424: 도포탱크 1430: 블레이드부
1440: 와이퍼부 1441: 와이퍼
1442: 와이퍼블록 1443: 와이퍼승강체
1450: 가이드부 1500: 광학유닛
1600: 회수유닛 1700: 케이스유닛

Claims (10)

  1. 상부에 광투과성 필름이 고정되는 베이스유닛;
    상기 베이스유닛의 상부에 마련되며, 하부에 레진 경화물이 적층되고, 상기 광투과성 필름의 이형력을 측정하도록 마련된 빌드유닛;
    상기 광투과성 필름상에 광경화성 레진을 도포하고, 상기 광투과성 필름상에 도포된 광경화성 레진의 두께를 조절하는 도포유닛;
    상기 베이스유닛의 하부에 위치하며, 상기 광투과성 필름상에 도포된 상기 광경화성 레진에 패터닝된 광을 조사하여 상기 레진 경화물을 형성하도록 마련된 광학유닛; 및
    상기 빌드유닛에 적층되지 않고 상기 광투과성 필름상에 잔류한 광경화성 레진을 회수하는 회수유닛을 포함하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스유닛은,
    상면에 상기 광투과성 필름이 고정되는 플레이트부; 및
    내측에 상기 플레이트부가 삽입되도록 마련된 기재부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기재부에는, 상기 회수유닛측을 제외한 측면에 복수의 결합홀이 형성되며,
    상기 베이스유닛은,
    상기 플레이트부를 둘러싸되, 상기 회수유닛측만 개방되도록 상기 결합홀에 결합되어 마련되는 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 빌드유닛은,
    상기 광투과성 필름의 상부에 마련되어 상기 광투과성 필름과 광경화성 레진간의 이형력을 측정하도록 마련된 로드셀부;
    상기 로드셀부의 하부에 결합되어 마련되며, 하부에 상기 레진 경화물이 적층되도록 마련된 빌드부; 및
    상기 로드셀부와 결합되며, 상기 로드셀부를 승강시키도록 마련된 빌드구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 빌드구동부는,
    상기 빌드부와 결합되는 빌드구동본체; 및
    상기 빌드구동본체와 결합되는 승강스테이지를 포함하며,
    상기 빌드구동본체는 상기 승강스테이지를 따라 승강되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포유닛은,
    몸체를 형성하는 도포본체부;
    상기 도포본체부의 일측에 형성되어 상기 광투과성 필름상에 도포된 광경화성 레진의 두께를 균일하게 조절하는 블레이드부;
    상기 도포본체부에 마련되어 상기 광투과성 필름에 상기 광경화성 레진을 도포하도록 마련된 도포부;
    상기 도포본체부의 타측에 형성되며, 상기 빌드유닛에 적층되지 않고 상기 광투과성 필름상에 잔류한 광경화성 레진을 상기 회수유닛으로 이송하는 와이퍼부; 및
    상기 광투과성 필름의 길이방향으로 연장되어 마련되며, 상기 도포본체부가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 마련되는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도포부는,
    서로 다른 종류의 광경화성 레진을 상기 광투과성 필름상에 도포하도록 마련된 복수의 레진도포노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 와이퍼부는,
    상기 광투과성 필름상에 밀착된 상태로 상기 광경화성 레진을 닦아내는 와이퍼;
    상기 와이퍼가 결합되는 와이퍼블록; 및
    상기 와이퍼블록과 상기 도포본체부에 양단이 각각 결합되어 상기 와이퍼블록을 승강시키는 와이퍼승강체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 와이퍼승강체는,
    상기 광투과성 필름상에 잔류한 상기 광경화성 레진을 상기 회수유닛으로 회수할 때, 상기 와이퍼를 상기 광투과성 필름상에 밀착시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 블레이드부의 하단부에는 경사면이 형성되며,
    상기 경사면은 상기 와이퍼부와 인접할수록 상기 광투과성 필름과 더욱 이격되도록 경사가 형성된 것을 특징으로 하는 다종 소재 적층용 3D 프린터.
KR1020180026495A 2018-03-06 2018-03-06 다종 소재 적층용 3d 프린터 KR102043809B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180026495A KR102043809B1 (ko) 2018-03-06 2018-03-06 다종 소재 적층용 3d 프린터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180026495A KR102043809B1 (ko) 2018-03-06 2018-03-06 다종 소재 적층용 3d 프린터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190109647A true KR20190109647A (ko) 2019-09-26
KR102043809B1 KR102043809B1 (ko) 2019-11-12

Family

ID=68067888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180026495A KR102043809B1 (ko) 2018-03-06 2018-03-06 다종 소재 적층용 3d 프린터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102043809B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102215698B1 (ko) 2019-10-23 2021-02-18 (주)유브이솔루션즈 3d 프린터 시료의 표면 경화 장치 및 경화 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101593488B1 (ko) 2015-07-15 2016-02-12 주식회사 지앤아이솔루션 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법
JP5989106B2 (ja) * 2011-06-15 2016-09-07 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． 基材ベース積層造形法および装置
KR20160112496A (ko) * 2015-03-19 2016-09-28 엘지전자 주식회사 3차원 인쇄 장치
KR20170010290A (ko) * 2015-07-16 2017-01-26 한국기계연구원 세라믹 3차원 프린팅 장치 및 3차원 프린팅 방법
KR101753207B1 (ko) * 2016-06-13 2017-07-03 (주)아이투스 인터내셔날 빌드 플레이트 고정식 삼차원 프린터

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5989106B2 (ja) * 2011-06-15 2016-09-07 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． 基材ベース積層造形法および装置
KR20160112496A (ko) * 2015-03-19 2016-09-28 엘지전자 주식회사 3차원 인쇄 장치
KR101593488B1 (ko) 2015-07-15 2016-02-12 주식회사 지앤아이솔루션 3차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치 및 방법
KR20170010290A (ko) * 2015-07-16 2017-01-26 한국기계연구원 세라믹 3차원 프린팅 장치 및 3차원 프린팅 방법
KR101753207B1 (ko) * 2016-06-13 2017-07-03 (주)아이투스 인터내셔날 빌드 플레이트 고정식 삼차원 프린터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102215698B1 (ko) 2019-10-23 2021-02-18 (주)유브이솔루션즈 3d 프린터 시료의 표면 경화 장치 및 경화 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102043809B1 (ko) 2019-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3094478B1 (en) Additive manufacturing system for manufacturing a three dimensional object
KR101926578B1 (ko) 다종 소재용 3d 프린터
KR101155684B1 (ko) 고속 적층식 광조형 장치
KR101407050B1 (ko) 가변형 수조 적층방식을 이용한 3차원 프린터 및 이를 이용한 조형방법
JP4226067B2 (ja) 造形方法、レンズの製造方法、及び造形装置
KR102231664B1 (ko) 임프린트 리소그래피 공정들에서 광학 층들을 구성하는 방법
TWI687301B (zh) 壓印方法及壓印裝置
CN104175580B (zh) 转印设备及导光膜片的制造方法
JP6774178B2 (ja) 基板を処理する装置、及び物品の製造方法
KR20190027695A (ko) 광경화 입체 프린터
NL2015330B1 (en) A method of fabricating an array of optical lens elements
JP2022527768A (ja) 精密光路を備えた大面積三次元プリンタ
KR102043809B1 (ko) 다종 소재 적층용 3d 프린터
CN109521642A (zh) 压印装置和制造显示面板的方法
US10754078B2 (en) Light source, a shaping system using the light source and an article manufacturing method
CN108957611B (zh) 一种光栅片的制造方法、光栅片及显示设备
KR102547578B1 (ko) 임프린트 필드의 에지를 구배 선량으로 조명하기 위한 시스템 및 방법
KR101851709B1 (ko) 삼차원 프린터의 속도를 향상시키는 장치
KR101385976B1 (ko) 나노-마이크로 복합 패턴 형성을 위한 몰드의 제조 방법
CN105093822A (zh) 压印装置及物品制造方法
CN111247623A (zh) 压印装置和物品制造方法
JP6671010B2 (ja) インプリント方法およびインプリント装置
KR102006451B1 (ko) 광 유도 현상을 이용한 3차원 구조물의 제조 장치 및 방법
CN110383168B (zh) 在压印光刻工艺中配置光学层
KR102515653B1 (ko) 3d프린터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant