KR20200034027A - 3d 프린터 이종 재료 출력을 위한 노즐 배합 시스템 구조 및 방법 - Google Patents

3d 프린터 이종 재료 출력을 위한 노즐 배합 시스템 구조 및 방법 Download PDF

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Abstract

3D 프린터 이종 재료 출력을 위한 노즐 배합 시스템 구조 및 방법이 개시된다. FDM(Fused Deposition Mode)기반3D 프린터의 노즐 배합 시스템에 있어서, 서로 다른 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 일정 비율로 주입되도록 입력을 제어하는 입력 제어부, 상기 입력 제어부 하단에 위치하며, 상기 일정 비율로 주입되는 필라멘트를 혼합시키는 배합부, 혼합된 상기 필라멘트를 미리 지정된 희망 온도로 가열시키는 가열부, 및 가열된 상기 필라멘트를 노즐(nozzle)을 통해 배출하는 출력부를 포함할 수 있다.

Description

3D 프린터 이종 재료 출력을 위한 노즐 배합 시스템 구조 및 방법{THE STRUCTURE AND METHOD OF NOZZLE MIXING SYSTEM FOR 3D PRINTER DIFFERENT MATERIAL OUTPUT}
본 발명의 실시예들은 FDM(Fused Deposition Model) 3D 프린터의 컬러나 특정 혼합 물질을 생성되게 하는 노즐 및 그 구조에 관한 것이다.
3D 프린터는 다양한 방식으로 물질인 필라멘트를 녹여 제품을 성형하는데, 대표적으로 사용되는 방법은 FDM(Fused Deposition Model)방식으로서, 일정 두께로 제품을 잘라낸 모델을 필라멘트를 녹여 층층이 쌓아가는 방식이 비용 측면에서 우위를 가져가는 방식이 주로 사용된다.
FDM 방식의 3D 프린터의 주요 소재는 PLA(Ploy Lactic Acid)나 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)ㅜ 등과 같은 열가소성 소재를 녹여서 사용하는 것이 일반적이다. PLA 또는 ABS 재질에 특정 성질을 지니는 물질(material)을 섞어 전도성, 탄성 등과 같은 성질과 띄는 물체도 사용되고 있다. 이에 따라, 사용자의 맞춤형 물체에 더불어 산업용, 의료용으로 사용이 확대되고 있는 추세이다.
그러나, PLA 또는 ABS 재질 등의 필라멘트를 이용하여 3D 프린팅 시 치명적인 단점 중 하나는 일단 필라멘트를 만들어 놓으면 새로운 물질을 만들기에는 어려움이 존재한다. 또한, 사용자가 원하는 비율로 구성하여 적절하게 섞인 물질을 연속하여 인쇄하기 어려울 뿐만 아니라 원하는 색으로 인쇄하기 어렵다.
한국공개특허 제 10-2017-0085348호는 노즐 몸체, 복수의 노즐들, 혼합 유닛으로 구성된 3D 프린터용 노즐 유닛에 관한 것으로, 노즐 몸체에 삽입된 필라멘트들을 서로 혼합하여 외부로 분사하는 기술을 개시하고 있다.
본 발명은 필라멘트 재조를 배합하여 입체물을 적층하게 되는 3D 프린터에서 특정 구조를 취하는 노즐을 구성하여, 서로 다른 필라멘트들을 혼합하여 재료를 압출하면서 원하는 입체물을 제작하는 FDM 3D 프린터용 노즐 배합 기술에 관한 것이다.
FDM(Fused Deposition Mode)기반3D 프린터의 노즐 배합 시스템에 있어서, 서로 다른 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 일정 비율로 주입되도록 입력을 제어하는 입력 제어부, 상기 입력 제어부 하단에 위치하며, 상기 일정 비율로 주입되는 필라멘트를 혼합시키는 배합부, 혼합된 상기 필라멘트를 미리 지정된 희망 온도로 가열시키는 가열부, 및 가열된 상기 필라멘트를 노즐(nozzle)을 통해 배출하는 출력부를 포함할 수 있다.
일측면에 따르면, 상기 배합부는, 웜 기어(Worm Gear) 및 밀링 커터(Milling Cutter) 중 어느 하나를 이용하여 상기 서로 다른 복수개의 필라멘트를 상기 일정 비율로 절단할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 웜 기어 및 밀링 커터는, 상기 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 대응하는 필라멘트를 절단하도록 히팅 블록(Heating Block) 내에 위치할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 서로 다른 복수개의 필라멘트는, 서로 다른 색상의 필라멘트를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 서로 다른 복수개의 필라멘트는, 서로 다른 성질의 필라멘트를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 필라멘트가 기주입된 상기 노즐을 대상으로 훈증을 위한 물질을 삽입시키는 훈증 삽입부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 훈증을 위한 물질은, 물 및 아세톤(Acetone) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 입력 제어부는, 필라멘트의 혼합비율을 변경하기 위해, 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 필라멘트의 주입 속도를 조절하여 주입시킬 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 입력 제어부는, 상기 복수개의 필라멘트(filament)가 서로 다른 비율로 주입되도록 입력을 제어할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 입력 제어부는, 상기 복수개의 필라멘트 중 적어도 하나 이상의 필라멘트를 배합 시 사용자에 의해 선택된 색상이 되는 비율로 주입되도록 상기 복수개의 필라멘트의 입력을 제어할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 배합부는, 웜 기어(Worm Gear)를 기반으로 상기 선택된 색상이 되는 비율로 주입된 적어도 하나 이상의 필라멘트를 녹이고, 녹은 필라멘트를 혼합하여 상기 선택된 색상을 생성할 수 있다.
FDM(Fused Deposition Mode)기반3D 프린터의 노즐 배합 제어 방법에 있어서, 서로 다른 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 일정 비율로 주입되도록 입력을 제어하는 단계, 상기 입력 제어부 하단에 위치하며, 상기 일정 비율로 주입되는 필라멘트를 혼합시키는 단계, 혼합된 상기 필라멘트를 미리 지정된 희망 온도로 가열시키는 단계, 및 가열된 상기 필라멘트를 노즐(nozzle)을 통해 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
일측면에 따르면, 필라멘트가 기주입된 상기 노즐을 대상으로 훈증을 위한 물질을 삽입시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본원발명은, 필라멘트 재조를 배합하여 입체물을 적층하게 되는 3D 프린터에서 특정 구조를 취하는 노즐을 구성하여, 서로 다른 필라멘트들을 혼합하여 재료를 압출하면서 원하는 입체물을 제작할 수 있다.
또한, 밀링 커터 또는 웜 기어를 사용하여 서로 다른 성질을 갖는 필라멘트들을 일정 비율로 혼합하여 다양한 색상 및 물질로 입체물을 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 3D 프린터의 노즐 배합 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 3D 프린터의 노즐 배합 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 3D 프린터용 노즐 유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 히팅 블록 내에 포함된 밀링 커터의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 히팅 블록 내에 포함된 웜 기어의 구조를 도시한 도면이다.
본 실시예들은 3D 프린터로 인쇄하고자 하는 특정 물체(object)를 인쇄하기 위해 이용되는 재료(material), 즉, 필라멘트(filament)와 관련하여, 색상, 물성 등 서로 다른 성질을 갖는 복수의 필라멘트들을 일정 비율로 혼합 배합하여 노즐을 통해 출력하여 원하는 입체물을 제작하는 기술에 관한 것으로, 특히, FDM 방식의 3D 프린터에서 복수개의 필라멘트(filament)들이 히팅 블록(heating block)으로 주입되는 속도를 조절하여 복수개의 필라멘트들의 혼합 비율을 제어하는 기술에 관한 것이다.
본 실시예들에서, 3D 프린터의 재료(material)는 가는 실 형태의 필라멘트가 이용되는 경우를 예로 들어 설명하나, 이는 실시예에 해당되며, 필라멘트 이외에 다양한 형태의 3D 프린팅 원료가 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 3D 프린터의 노즐 배합 제어 방법을 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 3D 프린터의 노즐 배합 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참고하면, 3D 프린터의 노즐 배합 시스템(200)은 입력 제어부(210), 배합부(220), 가열부(230), 출력부(240) 및 훈증 삽입부(250)를 포함할 수 있다. 도 1의 각 단계들(110 내지 150 단계)은 도 2의 3D 프린터의 노즐 배합 시스템(200)의 구성 요소인 입력 제어부(210), 배합부(220), 가열부(230), 출력부(240) 및 훈증 삽입부(250)에 의해 수행될 수 있다.
3D 프린터의 인쇄 영역으로 인쇄 재료(material)인 필라멘트가 주입되어 인쇄하고자 하는 물체(object)의 3D 프린팅(즉, 인쇄)가 수행될 수 있다. 예컨대, FDM 방식으로 3D 프린팅 시 재료인 가는 실 형태의 필라멘트가 감겨져 있는 재료 공급 장치에서 필라멘트가 풀리면서 녹아 노즐(nozzle)을 통하여 인쇄 영역으로 공급되면서, 인쇄하고자 하는 물체가 인쇄될 수 있다. 이때, 노즐 속에서 녹은 필라멘트는 인쇄 영역인 히팅베드(heating bed) 위로 층층이 적층하면서 상기 인쇄하고자 하는 물체의 인쇄를 완료할 수 있다. 이처럼 3D 프린팅을 위해 필라멘트가 히팅 블록(Heating Block)으로 주입되어 노즐(nozzle)을 통해 히팅 베드로 출력될 수 있다. 이때, 필라멘트는 원하는 입체 물질을 제작하기 위해 여러개가 동시에 주입될 수 있으며, 색상, 물성이 서로 다른 여러개의 필라멘트들이 주입될 수 있다.
110 단계에서, 입력 제어부(210)는 서로 다른 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 일정 비율로 주입되도록 입력을 제어할 수 있다.
일례로, 입력 제어부(210)는 필라멘트 별로 미리 지정된 일정 비율로 각 필라멘트가 히팅 블록(Heating Block)으로 주입되도록 각 필라멘트의 주입 속도를 조절하여 주입시킬 수 있다. 예컨대, 3개의 필라멘트가 이용되고, 필라멘트의 혼합 비율이 1:1:1로 동일한 경우, 각 필라멘트가 동일한 속도로 주입되도록 입력을 제어할 수 있다.
다른 예로, 3개의 필라멘트의 혼합 비율이 1:2:3, 2:1:1 등과 같이 서로 다른 경우, 입력 제어부(210)는 혼합 비율에 기초하여 각 필라멘트가 히팅 블록(Heating Block)으로 주입되는 속도를 모터(motor)를 이용하여 제어할 수 있다. 즉, 입력 제어부(210)는 서로 다른 비율로 각 필라멘트가 히팅 블록으로 주입되도록 입력을 제어할 수도 있다.
또 다른 예로, 입력 제어부(210)는, 복수개의 필라멘트 중 적어도 하나 이상의 필라멘트를 배합 시 사용자에 의해 선택된 색상이 되는 비율로 주입되도록 복수개의 필라멘트의 입력을 제어할 수 있다. 즉, 3개의 필라멘트가 이용되는 경우, 색의 3원색(예컨대, 노란색, 파란색, 빨간색)을 어떠한 비율로 조합하는지에 따라 원하는 색상이 만들어질 수 있다. 이에 따라, 3개의 필라멘트 중 적어도 하나 이상의 필라멘트를 배합하여 원하는 색상의 필라멘트가 생성될 수 있다. 이처럼, 원하는 필라멘트의 생성을 위해, 입력 제어부(210)는 히팅블록의 외부면에 위치하는 디스플레이를 통해 사용자로부터 원하는 색상을 선택입력받을 수 있다. 그리고, 선택된 색상에 해당하는 비율로 복수개의 필라멘트들 중 적어도 하나가 주입되도록 입력을 제어할 수 있다. 여기서, 선택된 색상을 배합을 통해 생성하기 위한 3개의 필라멘트 별 비율은 색상 별로 미리 정의될 수 있다. 예컨대, 검정색이 선택된 경우, 빨간, 파란, 노란색의 필라멘트를 1:1:1로 모두 배합하기 위해 입력이 제어될 수 있고, 보라색이 선택된 경우, 입력 제어부(210)는 빨간색과 파란색의 필라멘트를 배합하기 위해 빨간색 필라멘트와 파란색 필라멘트가 미리 지정된 보라색에 해당하는 비율로 주입되도록 제어할 수 있다. 이때, 3원색의 조합을 통해 흰색은 생성하기 어려우므로, 흰색의 필라멘트가 별도로 이용될 수도 있다. 즉, 4개의 필라멘트가 이용될 수 있다.
이때, 복수개의 필라멘트들은 PLA, ABS 등과 같이 물성이 서로 다른 필라멘트를 나타낼 수도 있고, 색상이 서로 다른 필라멘트를 나타낼 수도 있고, 색상 및 물성이 서로 다른 필라멘트를 나타낼 수도 있다.
120 단계에서, 배합부(220)는 입력 제어부(210)의 하단에 위치하여 히팅 블록 내에 포함되도록 구성되어, 일정 비율로 주입되는 필라멘트들을 혼합시킬 수 있다.
일례로, 배합부(220)는 웜 기어(Worm Gear), 및 밀링 커터(Milling) 중 어느 하나를 이용하여 서로 다른 복수개의 필라멘트를 일정 비율로 절단할 수 있다. 웜 기어 및 밀링 커터는 히팅 블록 내에 위치하여 히팅 블록으로 주입되는 복수개의 필라멘트를 절단(cutting)할 수 있다. 이때, 복수개의 필라멘트를 절단하기 위해 필라멘트의 개수에 대응하는 웜 기어 및 밀링 커터가 히팅 블록 내에 포함될 수 있다. 예컨대, 최대 3개의 필라멘트가 입력 가능한 경우, 최대 개수인 3개의 웜 기어 또는 3개의 밀링 커터가 히팅 블록 내에 포함될 수 있다.
130 단계에서, 가열부(230)는 히팅 블록 내에 구성되며, 혼합된 필라멘트를 미리 지정된 희망 온도로 가열시킬 수 있다.
일례로, 디스플레이를 통해 사용자에 의해 선택된 색상에 해당하는 비율로 필라멘트들이 입력되어 배합부(220)에서 절단되면, 가열부(230)는 절단되어 혼합된 필라멘트를 희망 온도로 가열하여 녹임으로써, 사용자에 의해 선택된 색상을 생성할 수 있다. 예컨대, 파란색, 노란색, 빨간색의 필라멘트를 대상으로 보라색을 생성하기 위해 일정 비율로 주입되어 절단된 파란색과 빨간색의 필라멘트를 녹일 수 있다. 그러면, 배합부(220)는 녹은 빨간색과 파란색의 필라멘트를 섞어서 보라색을 생성할 수 있으며, 이때, 가열부(230)는 배합부(220)에서 원하는 색상(즉, 보라색)이 생성될 때까지 히팅블록이 희망 온도를 유지하도록 가열을 지속할 수 있다.
다른 예로, 배합부(220)에서 웜기어를 사용하는 경우, 웜기어에서 상기 선택된 색상에 해당하는 비율로 주입된 필라멘트(예컨대, 빨간색과 파란색 필라멘트)를 녹여서 혼합할 수 있다. 그러면, 혼합을 통해 원하는 색상(즉, 선택된 색상인 보라색)이 생성될 수 있으며, 가열부(230)는 생성된 상기 선택된 색상의 필라멘트가 녹은 상태를 유지하며 출력부(240)로 통과할 수 있도록 희망 온도로 가열을 할 수 있다.
140 단계에서, 출력부(240)는 가열된 필라멘트를 노즐(nozzle)을 통해 인쇄 영역인 히팅베드(heating bed) 위로 배출할 수 있다. 예컨대, 희망 온도로 가열된 필라멘트(즉, 원하는 혼합 비율로 가열된 필라멘트)가 히팅베드로 배출되어 층층이 적층하면서 인쇄하고자 하는 3차원 물체의 인쇄가 완료될 수 있다.
이때, 3D 프린팅을 최초 시에는 노즐이 깨끗한 상태이나, 필라멘트가 노즐을 통과한 이후, 즉, 한 번 이상 3D 프린팅이 수행된 이후에는 노즐에 잔여 필라멘트가 존재하거나 또는 이전 필라멘트의 색상이나 물질이 남아 있어 새로운 입체물을 제작할 때 영향을 줄 수 있다. 이에 따라, 이전 3D 프린팅 시 노즐에 남아 있는 필라멘트의 잔여물이 제거될 수록 제작이 완료된 입체물의 품질이 향상될 수 있다.
150 단계에서, 훈증 삽입부(250)는 필라멘트가 기주입된 노즐을 대상으로 훈증을 위한 물질을 삽입시킬 수 있다.
예컨대, 훈증 삽입부(250)는 3D 프린팅 시작 직전, 3D 프린팅이 완료된 이후, 또는 프린팅 시작전과 완료된 이후 모두에 물, 아세톤(acetone) 등의 물질을 노즐로 투입하여 노즐을 통과하도록 할 수 있다. 그러면, 이전 3D 프린팅에서 사용된 PLA 등과 같이 노즐에 남아 있는 필라멘트 잔여물이 훈증을 통해 녹아 노즐을 통과해 배출되거나, 노즐 내에서 제거됨으로써, 노즐 내부가 깨끗한 상태가 될 수 있다. 결국, 새로운 입체물은 깨끗한 노즐을 통과해 원하는 혼합 비율로 혼합된 필라멘트에 기초하여 제작되어, 완성된 새로운 입체물의 품질이 향상되어, 인공 뼈, 조직 등과 같이 의학적인 용도로 이용가능해질 수 있다. 예컨대, 훈증을 기반으로 노즐의 상태를 깨끗하게 유지함으로써, 3D 프린팅이 스캐폴드 단백질(scaffold protein) 등을 기반으로 인공 뼈 및 조직 등의 입체물을 제작하기 위해 이용될 수 있다.
이때, 필라멘트가 주입되는 속도를 조절하여 원하는 색을 출력하거나, 원하는 강도의 입체물이 제작되도록 동적으로 배율(즉, 혼합 비율)을 조절할 수도 있다.
이외에, 3D 프린팅이 수행되는 중간에 혼합 비율을 변경하고자 하는 경우, 예컨대, 20번의 적층을 통해 원하는 입체물이 완료되어야 하는데, 10번째 레이어(layer), 또는 3번째와 7번째 레이어(layer) 등과 같이 3D 프린팅 중에 혼합 비율을 변경하고자 하는 경우, 주입 속도의 설정값을 조정함으로써, 입력 제어부(210)에서 각 필라멘트가 입력되는 주입 속도를 변경하여 변경된 비율로 히팅 블록 내로 입력되도록 제어할 수 있다. 즉, 프린팅 시작 전에 설정된 필라멘트들의 혼합 비율을 프린팅 중에 동적으로 조절함으로써, 한 번의 인쇄만으로 동적 혼합이 가능하여, 결국, 불연속적인 구조가 형성되지 않고, 다양한 강도와 색상으로 3D 프린팅된 입체물이 제작되도록 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 3D 프린터용 노즐 유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 3에서, 310은 다중 필라멘트가 주입되는 노즐 유닛의 측면도를 나타내고, 320은 기어 동력부가 연결되는 노즐 유닛의 측면도를 나타낼 수 있다.
310을 참고하면, 청록계열(cyan, 즉, 파란색)의 필라멘트, 자홍색(magenta, 즉, 빨간색) 계열의 필라멘트, 및 노란색(yellow) 계열의 필라멘트 등과 같이 서로 다른 색상의 필라멘트들이 히팅 블록(312)으로 주입될 수 있다. 이처럼, 청록계열(cyan)의 필라멘트, 자홍색(magenta) 계열의 필라멘트, 및 노란색(yellow) 계열의 필라멘트를 혼합하는 경우, 모든 색의 표현이 가능할 수 있다. 즉, 모든 색상의 입체물을 제작 가능하도록 지원할 수 있다.
이때, 각 필라멘트는 입력 제어부(313)를 통해 히팅 블록(312)으로 주입될 수 있다. 예컨대, 필라멘트(311) 각각은 주입 속도에 기초하여 모터(motor) 등으로 구성된 동력부에서 제공되는 동력을 기반으로 밀어주는 힘에 따라 히팅 블록(312) 내부로 주입될 수 있다.
320을 참고하면, 히팅 블록(321) 내에 각 필라멘트를 절단하기 위한 웜 기어 또는 밀링 커터(322)가 위치할 수 있다. 일정 비율(예컨대, 1:2:3, 1:2:2, 또는 1:1:1 등)로 각 필라멘트가 입력 제어부(323)를 통해 히팅 블록(321) 내부로 밀어 주입되면, 웜 기어 또는 밀링 커터(322)는 주입되는 해당 필라멘트를 절단할 수 있다. 이때, 상기 일정 비율에 해당하는 필라멘트 별 주입 속도에 따라 히팅 블록(321) 내로 주입되므로(즉, 동일 비율인 경우 동일 길이의 필라멘트, 서로 다른 비율인 경우 서로 다른 길이로 필라멘트가 주입되므로), 웜 기어 또는 밀링 커터(322)는 상기 일정 비율로 각 필라멘트를 절단할 수 있다. 이처럼, 일정 비율로 절단된 각 필라멘트는 섞여서 원하는 혼합 비율로 배합될 수 있다.
그러면, 히팅 블록(321) 내에 위치하는 가열부는 히팅 블록(321)을 미리 지정된 희망 온도가 되도록 가열시킬 수 있다. 그러면, 히팅 블록(321)이 희망 온도로 가열됨에 따라 상기 일정 비율로 절단된 각 필라멘트가 혼합되어, 결국, 설정된 혼합 비율로 배합될 수 있다. 여기서, 희망 온도는 히팅 블록(321)이 각 필라멘트들이 혼합되도록 녹일 수 있는 온도를 나타내는 것으로서, 필라멘트의 종류에 따라 다른 온도로 미리 지정될 수 있으며, 사용자 또는 관리자 등에 의해 설정될 수 있다. 예컨대, 히팅 블록(321)의 외부면에 히팅 블록(321) 내부의 온도 및 희망 온도를 표시하는 디스플레이가 위치할 수 있으며, 희망 온도 설정을 위한 상하 버튼이 위치할 수 있다.
이처럼, 원하는 혼합 비율로 배합된 필라멘트는 노즐(324)을 통해 인쇄 영역으로 배출되어, 인쇄물을 제작할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 히팅 블록 내에 포함된 밀링 커터의 구조를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 히팅 블록 내에 포함된 웜 기어의 구조를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 밀링 커터(410, 510) 및 웜 기어(610)는 히팅 블록 내에 위치하여 일정 비율로 주입되는 필라멘트 각각을 절단할 수 있다.
밀링 커터(410, 510)는 정면 커터, 평면 커터, 셸 엔드 밀, 엔드밀, 홈커터, 측면 커터 등을 포함하며, 모터(motor)를 기반으로 동력이 공급되면 회전하면서 필라멘트를 절단할 수 있다.
웜 기어(610)는 나선형 웜과 나선형 웜에 맞물려지는 웜 휠로 구성되며, 나선형의 웜이 회전하면서 주입되는 필라멘트를 절단할 수 있다.
사용자가 3차원 입체물 제작을 위해 복수개의 서로 다른 필라멘트를 입력 제어부에 장착하면, 입력 제어부를 통해 주입 속도에 따라 히팅 블록으로 주입될 수 있다. 그러면, 밀링 커터(410)는 일정 비율로 주입되는 필라멘트들을 절단하여 혼합시킬 수 있고, 웜 기어는 일정 비율로 주입되는 필라멘트들을 녹여서 혼합되도록 할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. FDM(Fused Deposition Mode)기반3D 프린터의 노즐 배합 시스템에 있어서,
    서로 다른 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 일정 비율로 주입되도록 입력을 제어하는 입력 제어부;
    상기 입력 제어부 하단에 위치하며, 상기 일정 비율로 주입되는 필라멘트를 혼합시키는 배합부;
    혼합된 상기 필라멘트를 미리 지정된 희망 온도로 가열시키는 가열부; 및
    가열된 상기 필라멘트를 노즐(nozzle)을 통해 배출하는 출력부
    를 포함하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배합부는,
    웜 기어(Worm Gear) 및 밀링 커터(Milling Cutter) 중 어느 하나를 이용하여 상기 서로 다른 복수개의 필라멘트를 상기 일정 비율로 절단하는 것
    을 특징으로 하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웜 기어 및 밀링 커터는, 상기 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 대응하는 필라멘트를 절단하도록 히팅 블록(Heating Block) 내에 위치하는 것
    을 특징으로 하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서로 다른 복수개의 필라멘트는, 서로 다른 색상의 필라멘트를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서로 다른 복수개의 필라멘트는, 서로 다른 성질의 필라멘트를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    필라멘트가 기주입된 상기 노즐을 대상으로 훈증을 위한 물질을 삽입시키는 훈증 삽입부
    를 더 포함하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 입력 제어부는,
    필라멘트의 혼합비율을 변경하기 위해, 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 필라멘트의 주입 속도를 조절하여 주입시키는 것
    을 특징으로 하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 입력 제어부는,
    상기 복수개의 필라멘트 중 적어도 하나 이상의 필라멘트를 배합 시 사용자에 의해 선택된 색상이 되는 비율로 주입되도록 상기 복수개의 필라멘트의 입력을 제어하는 것
    을 특징으로 하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배합부는,
    웜 기어(Worm Gear)를 기반으로 상기 선택된 색상이 되는 비율로 주입된 적어도 하나 이상의 필라멘트를 녹이고, 녹은 필라멘트를 혼합하여 상기 선택된 색상을 생성하는 것
    을 특징으로 하는 3D 프린터의 노즐 배합 시스템.
  10. FDM(Fused Deposition Mode)기반3D 프린터의 노즐 배합 제어 방법에 있어서,
    서로 다른 복수개의 필라멘트(filament)를 대상으로 일정 비율로 주입되도록 입력을 제어하는 단계;
    상기 입력 제어부 하단에 위치하며, 상기 일정 비율로 주입되는 필라멘트를 혼합시키는 단계;
    혼합된 상기 필라멘트를 미리 지정된 희망 온도로 가열시키는 단계; 및
    가열된 상기 필라멘트를 노즐(nozzle)을 통해 배출하는 단계
    를 포함하는 3D 프린터의 노즐 배합 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    필라멘트가 기주입된 상기 노즐을 대상으로 훈증을 위한 물질을 삽입시키는 단계
    를 더 포함하는 3D 프린터의 노즐 배합 제어 방법.
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