KR20200052396A - Multiple temperature control device for 3d printer cartridge and nozzle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for controlling temperatures of a cartridge and a nozzle used in a 3D printer, and more particularly, to a multiple temperature control device for a 3D printer cartridge and a nozzle, which includes: a cartridge into which a raw material for a 3D printer for manufacturing a three-dimensional molded article is accommodated; a nozzle coupled to the bottom of the cartridge and having a discharge hole for discharging the raw material to the outside so that the three-dimensional molded article is formed; and a temperature control unit provided at the outside of the cartridge and nozzle to adjust a temperature to maintain an optimum melting state of the raw material to smoothly mold the raw material discharged through the nozzle, wherein the temperature control unit includes a heating mechanism provided on the outside of the cartridge to heat the raw material accommodated in the cartridge; and a cooling mechanism provided at the outside of the nozzle to cool an internal raw material of the nozzle, and wherein the raw materials accommodated in the cartridge and the nozzle are discharged while maintaining the optimum melting state by the heating and cooling mechanisms provided at the outside of the cartridge and nozzle, so that the three-dimensional molded article is smoothly molded.

Description

3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치{MULTIPLE TEMPERATURE CONTROL DEVICE FOR 3D PRINTER CARTRIDGE AND NOZZLE}Cartridge and nozzle for 3D printer multi-temperature control device {MULTIPLE TEMPERATURE CONTROL DEVICE FOR 3D PRINTER CARTRIDGE AND NOZZLE}

본 발명은 3D프린터에 사용되는 카트리지 및 노즐의 온도를 제어하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 카트리지 및 노즐의 바깥쪽에 구비되는 가열수단 및 냉각수단에 의해 카트리지 및 노즐의 내부에 수용되는 원료가 최적 용융상태를 유지하여 배출됨으로써, 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있도록 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling the temperature of a cartridge and a nozzle used in a 3D printer, and more specifically, a raw material accommodated inside the cartridge and the nozzle by a heating means and a cooling means provided outside the cartridge and the nozzle. It relates to a cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer that allows the three-dimensional molding to be smoothly formed by being discharged while maintaining the optimum melting state.

3D 프린터는 입력된 설계도에 따라 3차원 입체적 형상을 찍어내는 기계로서, 본래는 기업에서 시제품을 생산하기 위해 개발되었다.A 3D printer is a machine that shoots a three-dimensional three-dimensional shape according to an input design, and was originally developed to produce prototypes in a company.

그러나 최근에는 플라스틱 소재에 국한되었던 초기 단계에서 발전하여 나일론과 금속 소재, 식품 등 그 범위가 확장되었고, 산업용 시제품뿐만 아니라 다양한 분야에서 상용화 단계에 진입하였다.However, in recent years, it has been developed in the initial stage, which was limited to plastic materials, and its scope has been expanded, such as nylon, metal materials, and food, and has entered commercialization stages in various fields as well as industrial prototypes.

일반적으로, 3D 프린터의 소재를 출력하는 방식은, 열가소성 플라스틱류를 압출하여 적층하는 방식, 액체 상태의 '광경화성 수지'가 담긴 수조(Vat) 안에 레이저 빔을 투사하고 수조 안에 있는 조형물이 한층(Layer) 씩 만들어질 때마다 수조가 층 두께만큼 하강하고 다시 레이저를 주사하여 입체 구조물을 형성하는 방식, 액체 상태의 '광경화성 수지(빛을 받으면 경화되는 수지)'에 조형하고자 하는 모양의 빛을 투사하면서 수지를 층층이 굳혀 입체 구조물을 형성하는 방식, 잉크젯 프린터 원리를 이용하여 프린터 헤드의 노즐에서 액체 상태의 컬러 잉크와 경화물질(바인더)를 분말 원료에 압출하여 입체 구조물을 형성하는 방식 등 다양한 방식이 있다.In general, the method of outputting the material of a 3D printer is a method of extruding and stacking thermoplastics, projecting a laser beam into a liquid-containing 'photo-curable resin' in a water tank (Vat), and the sculpture in the water tank is more Layer) Each time the water tank is lowered by the thickness of the layer and the laser is scanned again to form a three-dimensional structure, the light of the shape to be molded in the liquid 'photocurable resin (resin cured when light is received)' Various methods, such as a method of forming a three-dimensional structure by solidifying the layer of resin while projecting, and extruding a liquid color ink and a hardening material (binder) in a powder raw material from the nozzle of the printer head using the inkjet printer principle to form a three-dimensional structure There is this.

이 가운데 열가소성 플라스틱류를 압출하여 적층하는 방식은 하나의 동일한 액화 원료(플라스틱, 왁스, 금속, 식재료 등)을 지정(목표)된 범위에 적층시켜 입체 구조물을 완성시킨다.Among them, the method of extruding and stacking thermoplastics stacks one and the same liquefied raw material (plastic, wax, metal, food material, etc.) in a designated (target) range to complete a three-dimensional structure.

FFF(Fused Filament Fabrication) 또는 FDM(Fused Deposition Modeling)로 불리는 이러한 기술 방식에서는 롤러의 회전에 의해 필라멘트 상태의 열가소성 원료가 노즐로 공급되고, 노즐 가열부에 의해 원료가 녹아 압출된다.In this technique called FFF (Fused Filament Fabrication) or FDM (Fused Deposition Modeling), the thermoplastic raw material in a filament state is supplied to the nozzle by the rotation of the roller, and the raw material is melted and extruded by the nozzle heating unit.

또한, 원료가 식재료인 경우 원료가 수용된 카트리지를 통해 노즐로 원료가 공급되고 배출되어 입체 구조물을 형성하게 된다.In addition, when the raw material is a food material, the raw material is supplied and discharged through a cartridge containing the raw material and discharged to form a three-dimensional structure.

그러나 노즐 가열부의 열은 원료 공급부 및 생성된 출력물에 전달되어 노즐에서 배출되는 원료의 양이 일정하지 않게 되거나 원료가 퍼져 목표한 입체 구조물을 형성시키기가 어려우며, 또한, 출력물의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.However, the heat of the nozzle heating unit is transferred to the raw material supply unit and the generated output, so that the amount of raw material discharged from the nozzle is not constant, or it is difficult for the raw material to spread to form a targeted three-dimensional structure. there was.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌1은 필라멘트 용융 압출형 삼차원 프린터의 노즐부 냉각 장치에 있어서, 필라멘트를 용융하여 압출하는 노즐부; 상기 노즐에 상기 필라멘트를 공급하는 원료 공급부; 및 상기 노즐부 및 상기 원료 공급부에 냉각 기류를 공급하는 냉각 기류 공급부를 포함하는 삼차원 프린터의 노즐부 냉각 장치를 제공했다.In order to solve this conventional problem, Patent Document 1 is a nozzle unit cooling device for a filament melt extrusion type three-dimensional printer, comprising: a nozzle unit for melting and extruding a filament; A raw material supply unit supplying the filament to the nozzle; And a cooling air supply unit supplying a cooling air stream to the nozzle unit and the raw material supply unit.

그러나, 상기 특허문헌1은 냉각 기류를 발생시켜 가열된 상태의 원료를 냉각시키는 것으로, 노즐을 통해 배출되는 원료가 입체 구조물을 원활히 형성하기 위한 적정 온도까지 냉각되는 시간이 오래 걸리며, 급속 냉각을 하기 위해 냉각 기류를 강하게 할 경우, 가열되어 액체 상태로 배출되는 원료가 강한 냉각 기류의 영향으로 정확한 위치로 안착되지 못하며, 냉각 기류에 의해 3D프린터의 내부의 온도에 전체적으로 영향을 미쳐 원료의 원활한 공급을 위해 가열하는 카트리지의 온도 역시 낮아지게 되어 카트리지를 가열하기 위한 전력의 소모가 증가하는 문제점이 있다.However, the patent document 1 is to cool the raw material in a heated state by generating a cooling air stream, and it takes a long time for the raw material discharged through the nozzle to cool to an appropriate temperature to smoothly form a three-dimensional structure, and to perform rapid cooling. If the cooling airflow is strong, the raw material that is heated and discharged in a liquid state cannot be settled into the correct position due to the strong cooling airflow, and the cooling airflow affects the temperature inside the 3D printer to provide a smooth supply of raw materials. There is also a problem that the temperature of the cartridge to be heated is also lowered, which increases the consumption of power for heating the cartridge.

KR 10-2015-0139216 AKR 10-2015-0139216 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 카트리지를 가열하는 가열수단과 노즐을 냉각하는 냉각수단을 각각 구비하여 개별적으로 조절함으로써, 카트리지의 내부에 수용되는 원료가 원활히 노즐을 통과할 수 있고, 노즐에서 배출된 원료를 신속하게 응결시켜 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있으며, 그에 따라 뛰어난 품질의 입체 성형물을 제작할 수 있고, 가열수단과 냉각수단이 서로 영향을 끼치지 않아 각각의 가열수단과 냉각수단을 운용하는 전력의 소모를 효율적으로 할 수 있는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치를 제공하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention is equipped with a heating means for heating the cartridge and a cooling means for cooling the nozzle, respectively, so that the raw materials accommodated in the cartridge can smoothly pass through the nozzle, and the nozzle Three-dimensional moldings can be smoothly formed by quickly condensing the discharged raw materials, and thus three-dimensional moldings of excellent quality can be produced, and each heating means and cooling means are operated because the heating means and the cooling means do not affect each other. It is an object of the present invention to provide a cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer that can efficiently consume power.

또한, 카트리지와 노즐의 온도를 실시간으로 측정하여 3D프린터 본체의 제어부로 신호를 전송하는 온도센서를 구비함으로써, 실시간으로 변화되는 온도에 맞춰 가열장치 및 냉각장치를 자동적으로 조절할 수 있는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, by providing a temperature sensor that measures the temperature of the cartridge and the nozzle in real time and transmits a signal to the control unit of the 3D printer body, a cartridge for a 3D printer that can automatically adjust the heating and cooling devices to the temperature changing in real time And another object to provide a nozzle multiple temperature control device.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 삼차원 입체 성형물을 제조하는 3D프린터용 원료가 내부에 수용되는 카트리지; 상기 카트리지의 하단에 결합되며, 입체 성형물이 형성될 수 있도록 상기 원료를 외부로 배출시키는 배출공을 갖는 노즐; 및 상기 카트리지 및 노즐의 바깥쪽에 구비되어 상기 노즐을 통해 배출되는 원료의 원활한 성형을 위해 원료의 최적 용융상태를 유지할 수 있도록 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하고, 상기 온도 조절부는 상기 카트리지의 바깥쪽에 구비되어 상기 카트리지에 수용된 원료를 가열하는 가열수단; 및 상기 노즐의 바깥쪽에 구비되어 상기 노즐의 내부 원료를 냉각시키는 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a cartridge for receiving a 3D printer raw material for manufacturing a three-dimensional molded article therein; It is coupled to the bottom of the cartridge, a nozzle having a discharge hole for discharging the raw material to the outside so that a three-dimensional molding can be formed; And a temperature control unit provided on the outside of the cartridge and the nozzle to adjust the temperature to maintain an optimum melting state of the raw material for smooth molding of the raw material discharged through the nozzle, wherein the temperature control unit is provided on the outside of the cartridge. Heating means provided to heat the raw material accommodated in the cartridge; And it is provided on the outside of the nozzle provides a cartridge for a 3D printer and a nozzle multiple temperature control device comprising a cooling means for cooling the internal raw material of the nozzle.

이때, 상기 카트리지와 상기 노즐은 일체형으로 구성될 수 있는 것을 특징으로 한다.At this time, the cartridge and the nozzle is characterized in that it can be configured in one piece.

또한, 상기 노즐의 단부에는 원료의 배출을 세밀하게 하여 정밀한 입체 성형물을 제조할 수 있도록 토출관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the end of the nozzle is characterized in that it further comprises a discharge pipe to produce a precise three-dimensional molding by finely discharging the raw material.

이때, 상기 가열수단은 상기 카트리지의 외부를 감싸며, 상기 카트리지의 상/하부의 온도를 각각 개별적으로 가열할 수 있도록 상부가열수단 및 하부가열수단으로 분할된 것을 특징으로 한다.In this case, the heating means surrounds the outside of the cartridge and is characterized in that it is divided into upper heating means and lower heating means so as to individually heat the upper and lower temperatures of the cartridge.

또한, 상기 하부가열수단은 상기 카트리지에 수용된 원료가 노즐을 원활히 통과할 수 있도록 상기 카트리지에서 상기 노즐까지 연장 되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower heating means is characterized in that extending from the cartridge to the nozzle so that the raw material accommodated in the cartridge can pass smoothly through the nozzle.

그리고 상기 냉각수단은 상기 카트리지의 하단에 결합되는 노즐의 연결부의 둘레를 감싸며, 배출되는 상기 원료가 토출 시 신속한 응결로 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있도록 상기 원료를 순간적으로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling means surrounds the circumference of the connecting portion of the nozzle coupled to the lower end of the cartridge, and is characterized in that the raw material is cooled instantaneously so that the three-dimensional molding can be smoothly formed by rapid condensation when the discharged material is discharged.

또한, 상기 냉각수단은 상기 노즐의 배출공에서 연장되는 토출관의 둘레를 감싸며, 배출되는 상기 원료가 토출 시 신속한 응결로 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있도록 상기 원료를 순간적으로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling means surrounds the circumference of the discharge pipe extending from the discharge hole of the nozzle, and it is characterized in that the raw material is cooled instantaneously so that the three-dimensional molding can be smoothly formed by rapid condensation when the discharged material is discharged. .

그리고 상기 온도 조절부에는 3D프린터의 제어부를 통해 상기 카트리지 및 노즐에 적절한 온도를 제어할 수 있도록 상기 카트리지 및 노즐의 온도를 측정하여 상기 제어부에 신호를 제공하는 복수의 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature control unit further includes a plurality of temperature sensors that measure a temperature of the cartridge and the nozzle to provide a signal to the control unit so as to control an appropriate temperature for the cartridge and the nozzle through the control unit of the 3D printer. Is done.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 카트리지 내부의 원료가 최적 용융상태를 유지하여 노즐로 원활하게 공급될 수 있으며, 노즐을 통해 배출되는 원료를 신속히 응결시켜 정확하고 정교한 입체 성형물을 형성할 수 있고, 소비되는 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.By providing the present invention configured as described above, the raw material inside the cartridge can be supplied smoothly to the nozzle by maintaining an optimum melting state, and the raw material discharged through the nozzle is quickly condensed to form an accurate and precise three-dimensional molding. , Has the effect of using the power consumed efficiently.

또한, 실시간으로 변화하는 온도를 측정하고 사용자가 일일이 조절할 필요가 없이 자동적으로 가열수단 및 냉각수단을 조절할 수 있으며, 그에 따라 작업의 능률을 향상시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.In addition, it is possible to measure the temperature changing in real time and the user can automatically adjust the heating means and the cooling means without having to adjust them individually, and accordingly, there is another effect that can improve the efficiency of the work.

도1은 실시 예에 따른 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치를 나타내는 단면도.
도2는 실시 예에 따른 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치의 가열수단을 나타내는 예시도.
도3은 실시 예에 따른 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치의 가열수단을 나타내는 예시도.
도4는 실시 예에 따른 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치의 냉각수단을 나타내는 예시도.
도5는 실시 예에 따른 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치의 냉각수단을 나타내는 예시도.1 is a cross-sectional view showing a cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer according to an embodiment.
Figure 2 is an exemplary view showing a heating means of a 3D printer cartridge and nozzle multi-temperature control device according to the embodiment.
Figure 3 is an exemplary view showing a heating means of the cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer according to the embodiment.
Figure 4 is an exemplary view showing the cooling means of the cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer according to the embodiment.
Figure 5 is an exemplary view showing the cooling means of the cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer according to the embodiment.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that a person having ordinary knowledge belonging to the same technical field can easily implement the present invention.

본 발명의 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치는 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이, 카트리지(100)와 노즐(200), 그리고 온도 조절부(300)로 구성될 수 있다.The cartridge and nozzle multiple temperature control device for a 3D printer of the present invention may be composed of a cartridge 100, a nozzle 200, and a temperature control unit 300, as shown in FIGS. 1 to 5.

이때, 상기 카트리지(100)는 삼차원 입체 성형물을 제조하는 3D프린터에 사용되는 원료(P)가 내부에 수용될 수 있도록 하는 것으로, 특히 식재료를 원료(P)로 사용하는 경우 많이 사용된다.At this time, the cartridge 100 is used so that the raw material (P) used in the 3D printer for manufacturing a three-dimensional three-dimensional molded article can be accommodated therein, and is particularly used when the food material is used as the raw material (P).

또한, 상기 노즐(200)은 상기 카트리지(100)의 하단에 결합될 수 있으며, 상기 카트리지(100)에 수용된 원료(P)가 상기 노즐(200)로 주입되고, 상기 노즐(200)로 주입된 상기 원료(P)가 외부로 배출되어 입체 성형물이 형성될 수 있도록 배출공(210)이 형성될 수 있다.In addition, the nozzle 200 may be coupled to the bottom of the cartridge 100, the raw material (P) accommodated in the cartridge 100 is injected into the nozzle 200, injected into the nozzle 200 The discharge hole 210 may be formed so that the raw material (P) is discharged to the outside to form a three-dimensional molding.

이때, 상기 카트리지(100)와 노즐(200)은 끼움 홈에 의한 결합 또는 나사산에 의한 결합 등 다양한 방법 중 어느 하나를 선택하여 결합할 수 있으며, 상기 카트리지(100)와 노즐(200)의 연결부(220)에는 상기 원료(P)가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 커버부재(미도시)가 더 포함 될 수 있다.At this time, the cartridge 100 and the nozzle 200 may be combined by selecting any one of a variety of methods such as coupling by a fitting groove or coupling by a thread, and the connecting portion of the cartridge 100 and the nozzle 200 ( 220) may further include a cover member (not shown) for preventing the raw material (P) from leaking to the outside.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 카트리지(100)와 상기 노즐(200)은 분할되어 결합되는 방식 외에도 일체형으로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the cartridge 100 and the nozzle 200 may be integrally configured in addition to the divided and combined manner.

이는, 상기 카트리지(100)와 노즐(200)이 일체화 됨으로써, 상기 카트리지(100)에 상기 노즐(200)을 결합시킴으로 생기는 연결부(220)의 틈새로 원료(P)가 누출되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위함이다.This, the cartridge 100 and the nozzle 200 is integrated, it is possible to prevent the raw material (P) from leaking through the gap of the connecting portion 220 formed by coupling the nozzle 200 to the cartridge 100 To make it possible.

또한, 상기 배출공(210)은 상기 노즐(200)의 어느 한 부분에 홀의 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 상기 노즐(200)의 단부에 원료(P)의 배출을 세밀하게 하여 정밀한 입체 성형물을 제조할 수 있도록 토출관(230)을 더 포함하도록 함으로써, 원료(P)가 목표하는 위치에 정확하게 배출될 수 있도록 할 수 있다.In addition, the discharge hole 210 may be formed in the form of a hole in any part of the nozzle 200, but is not limited to this, by finely discharging the raw material P at the end of the nozzle 200 By further including the discharge pipe 230 so as to manufacture a precise three-dimensional molding, it is possible to accurately discharge the raw material P to a target position.

그리고 이러한 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 바깥쪽에 구비되어 상기 노즐(200)을 통해 배출되는 상기 원료(P)의 원활한 성형을 위해 상기 원료(P)의 최적 용융상태를 유지할 수 있도록 온도를 조절하는 온도 조절부(300)를 포함할 수 있다.And such that the cartridge 100 and the nozzle 200 is provided outside the temperature to maintain the optimum melting state of the raw material (P) for smooth molding of the raw material (P) discharged through the nozzle 200 It may include a temperature control unit 300 for controlling the.

이때, 상기 온도 조절부(300)는 가열수단(310) 및 냉각수단(320)을 포함할 수 있다.At this time, the temperature control unit 300 may include a heating means 310 and a cooling means 320.

또한, 상기 온도 조절부(300)는 도2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 외부를 감싸는 원형 또는 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 외관에 대응되는 판형상으로 될 수 있으며, 코일 형상으로 이루어져 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 외부를 감쌀 수도 있다.In addition, the temperature control unit 300, as shown in Figures 2 to 5, the cartridge 100 and the nozzle (200) to surround the outside or to the outer appearance of the cartridge 100 and the nozzle 200 It may be in the form of a corresponding plate, and may be formed in a coil shape to cover the outside of the cartridge 100 and the nozzle 200.

그리고 길이 방향으로 된 바 형상(미도시)으로 이루어져 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 외부의 일측에 밀착되거나 일정 간격 이격 되어 구비됨으로써, 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 내부에 수용되는 원료(P)가 최적 용융상태를 유지할 수 있도록 가열 및 냉각을 할 수 있다.And it is made of a bar shape (not shown) in the longitudinal direction is provided in close contact with or spaced apart at a predetermined interval on the outside of the cartridge 100 and the nozzle 200, the inside of the cartridge 100 and the nozzle 200 Heating and cooling may be performed so that the received raw material P can maintain an optimum melting state.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가열수단(310)은 상기 카트리지(100)의 바깥쪽에 구비되어, 상기 카트리지(100)에 수용된 원료(P)를 가열하는 역할을 수행할 수 있는 것으로, 상기 카트리지(100)의 외부를 감싸며, 상기 카트리지(100)를 보다 효율적으로 가열할 수 있도록 상/하로 분할되어 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heating means 310 is provided on the outside of the cartridge 100, it can serve to heat the raw material (P) accommodated in the cartridge 100, the It wraps the outside of the cartridge 100, it can be configured to be divided up / down to heat the cartridge 100 more efficiently.

즉, 상기 가열수단(310)은 상부가열수단(311) 및 하부가열수단(312)으로 분할되어 상기 카트리지(100)의 외부를 감싸도록 구비되며, 상기 카트리지(100)의 상/하부의 온도를 각각 개별적으로 가열할 수 있도록 하는 것으로, 상기 카트리지(100)의 내부에 수용된 원료(P)가 가득 차있거나 많이 남아있는 경우에는 상기 상부가열수단(311) 및 하부가열수단(312)을 동시에 작동시킬 수 있으며, 상기 카트리지(100)의 내부에 수용되는 원료(P)가 사용됨에 따라, 줄어든 상기 원료(P)의 양만큼 상기 카트리지(100)의 필요 가열 면적 역시 줄어들게 됐을 경우에는 상기 하부가열수단(312)만을 작동시켜 소비 전력을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 것이다.That is, the heating means 310 is divided into an upper heating means 311 and a lower heating means 312 to be provided to surround the outside of the cartridge 100, and the temperature of the upper and lower parts of the cartridge 100 is determined. By allowing each to be heated individually, when the raw material (P) accommodated inside the cartridge 100 is full or remains large, the upper heating means 311 and the lower heating means 312 are operated at the same time. When the raw material P accommodated inside the cartridge 100 is used, when the required heating area of the cartridge 100 is also reduced by the reduced amount of the raw material P, the lower heating means ( 312) to operate so that power consumption can be used efficiently.

또한, 상기 하부가열수단(312)은 상기 카트리지(100)와 노즐(200)의 연결부(220) 내벽에 상기 원료(P)가 달라붙어 응고되는 것을 방지하기 위해 상기 카트리지(100)에서 노즐(200)까지 연장되어 구비될 수 있으며, 그로 인해 상기 카트리지(100)에 수용된 원료(P)가 상기 노즐(200)로 원활히 주입되어 통과할 수 있도록 할 수 있다.In addition, the lower heating means 312 to prevent the raw material (P) from sticking to the inner wall of the connection part 220 of the cartridge 100 and the nozzle 200 to solidify, the nozzle 200 in the nozzle 100 ) Can be provided, thereby allowing the raw material P accommodated in the cartridge 100 to be smoothly injected and passed through the nozzle 200.

그리고 상기 냉각수단(320)은 상기 노즐(200)의 바깥쪽에 구비되어 상기 노즐(200)의 내부 원료(P)를 냉각시키는 역할을 수행하는 것으로, 상기 노즐(200)을 통해 배출되는 상기 원료(P)가 토출 시 신속한 응결로 인해 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있도록 할 수 있다.And the cooling means 320 is provided on the outside of the nozzle 200 to serve to cool the internal raw material (P) of the nozzle 200, the raw material discharged through the nozzle 200 ( When P) is discharged, a three-dimensional molding can be smoothly formed due to rapid condensation.

종래의 3D프린터에서 원료(P)를 가열하여 배출하게 되는 경우, 입체 성형물을 형성하기 위해 목표된 위치에 정확히 배출된다 하더라도, 원료(P)의 용융 상태에 따라 배출된 상기 원료(P)가 퍼지게 되어, 정확하고 정밀한 형태의 입체 성형물을 형성하기에 많은 어려움이 있었다.When the raw material (P) is discharged by heating in a conventional 3D printer, even if it is discharged at a target position to form a three-dimensional molding, the raw material (P) discharged according to the melting state of the raw material (P) is spread Therefore, there have been many difficulties in forming a three-dimensional molded article in an accurate and precise shape.

이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 노즐(200)의 바깥쪽에 구비된 상기 냉각수단(320)을 통해 배출되는 상기 원료(P)를 순간적으로 냉각시켜 줌으로써, 상기 카트리지(100)에서 노즐(200)까지 상기 원료(P)가 공급되는 것을 원활히 함과 동시에 배출된 상기 원료(P)가 퍼지지 않고 정밀하게 입체 성형물을 형성시키는 것을 가능하게 하는 것이다.In order to solve this problem, by cooling the raw material P discharged through the cooling means 320 provided outside the nozzle 200, the cartridge 100 to the nozzle 200 is the It is possible to smoothly supply the raw material (P) and to simultaneously form a three-dimensional molded product without discharging the raw material (P).

이때, 상기 냉각수단(320)은 상기 가열수단(310)과 마찬가지로 상기 노즐(200)의 외관에 대응하여 상기 노즐(200)을 감쌀 수 있는 판형상으로 이루어질 수 있으며, 코일 형식으로 상기 노즐(200)의 외부를 감싸도록 구비되거나, 상기 노즐(200)의 경사에 맞게 길이 방향을 갖는 바 형상(미도시)으로 구비될 수도 있다.At this time, the cooling means 320 may be formed in a plate shape that can wrap the nozzle 200 in correspondence to the appearance of the nozzle 200, like the heating means 310, and the nozzle 200 in a coil form ), Or may be provided in a bar shape (not shown) having a longitudinal direction to match the inclination of the nozzle 200.

또한, 상기 카트리지(100)의 하단에 결합되는 상기 노즐(200)의 연결부(220)의 둘레를 감싸도록 구비될 수도 있으며, 상기 노즐(200)의 배출공(210)에서 연장되는 토출관(230)의 둘레를 감싸도록 구비되거나, 상기 노즐(200)의 하단에 형성되는 배출공(210)에 인접하여 구비되도록 함으로써, 배출되는 상기 원료(P)가 토출 시 신속한 응결로 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있도록 상기 원료(P)를 순간적으로 냉각시키는 것이 가능하다.In addition, it may be provided to surround the circumference of the connecting portion 220 of the nozzle 200 coupled to the lower end of the cartridge 100, the discharge pipe 230 extending from the discharge hole 210 of the nozzle 200 ) Is provided to surround the periphery, or by being provided adjacent to the discharge hole 210 formed at the bottom of the nozzle 200, the discharged raw material P is quickly condensed upon discharge to form a three-dimensional molding smoothly It is possible to cool the raw material (P) instantaneously.

이때, 상기 냉각수단(320)이 상기 토출관(230)의 둘레에 밀착되거나 일정 간격 이격되어 구비될 수 있으며, 상기 냉각수단(320)이 이탈되지 않고 지지 고정될 수 있도록 도5에 도시된 바와 같이, 상기 가열수단(310)의 하단과 상기 냉각수단(320)의 상단을 서로 연결하는 하나 이상의 지지바가 더 형성될 수 있다.At this time, the cooling means 320 may be provided in close contact with the circumference of the discharge pipe 230 or spaced apart at regular intervals, as shown in FIG. 5 so that the cooling means 320 can be fixed without being separated. Similarly, one or more support bars connecting the lower end of the heating means 310 and the upper end of the cooling means 320 may be further formed.

또한, 상기 냉각수단(320)의 하단부는 상기 노즐(200)의 일부가 외부로 돌출될 수 있도록 홀이 형성되거나, 코일의 길이를 조절할 수 있으며, 그에 따라, 상기 노즐(200)의 배출공(210) 또는 토출관(230)에서 상기 원료(P)가 상기 냉각수단(320)에 접하지 않고 원활히 배출 되는 것이 가능하다.In addition, the lower end of the cooling means 320 may be formed with a hole so that a portion of the nozzle 200 protrudes to the outside, or the length of the coil can be adjusted, and accordingly, the discharge hole of the nozzle 200 ( 210) or the discharge pipe 230, the raw material (P) can be smoothly discharged without coming into contact with the cooling means (320).

또한, 상기 온도 조절부(300)에는 온도센서(330)를 더 포함할 수 있다.In addition, the temperature control unit 300 may further include a temperature sensor 330.

상기 온도센서(330)는 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 온도를 실시간으로 측정하고, 사용 되어지는 상기 원료(P)의 최적 용융상태를 유지하기 위해 상기 가열수단(310) 및 냉각수단(320)을 조절 할 수 있는 신호를 제공하는 역할을 수행할 수 있다.The temperature sensor 330 measures the temperature of the cartridge 100 and the nozzle 200 in real time, and the heating means 310 and cooling means to maintain the optimum melting state of the raw material P being used. It may serve to provide a signal to adjust the (320).

즉, 상기 가열수단(310) 및 냉각수단(320)에 각각 구비되어 실시간으로 변화하는 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)의 온도를 측정하게 되고, 측정된 온도의 정보를 3D프린터의 제어부(미도시)에 전송하여 미리 입력해 둔 상기 원료(P)에 맞는 최적의 온도와 비교하여 상기 가열수단(310) 및 냉각수단(320)의 온도를 적절하게 조절하고 제어할 수 있게 됨으로써, 사용자가 일일이 상기 가열수단(310) 및 냉각수단(320)을 체크하고 조절할 필요 없이 자동으로 상기 카트리지(100) 및 노즐(200)이 적절한 온도를 유지할 수 있어 상기 원료(P)의 최적 용융상태를 유지시켜 주는 것이 가능한 것이다.That is, the heating means 310 and the cooling means 320 are respectively provided to measure the temperature of the cartridge 100 and the nozzle 200 changing in real time, and the information of the measured temperature is the control unit of the 3D printer ( Transmitted to a not shown), and the user can appropriately adjust and control the temperature of the heating means 310 and the cooling means 320 in comparison with the optimum temperature for the raw material P previously input, thereby allowing the user to Without having to check and adjust the heating means 310 and the cooling means 320 individually, the cartridge 100 and the nozzle 200 can automatically maintain an appropriate temperature, thereby maintaining an optimal melting state of the raw material P. It is possible to give.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 카트리지(100) 내부의 원료(P)가 최적 용융상태를 유지하여 노즐(200)로 원활하게 공급될 수 있으며, 상기 노즐(200)을 통해 배출되는 상기 원료(P)를 신속히 응결시켜 정확하고 정교한 입체 성형물을 형성할 수 있고, 소비되는 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.By providing the present invention configured as described above, the raw material P inside the cartridge 100 can be smoothly supplied to the nozzle 200 by maintaining an optimum melting state, and the raw material discharged through the nozzle 200 (P) can be quickly condensed to form an accurate and precise three-dimensional molded article, and there is an effect of efficiently using power consumed.

또한, 실시간으로 변화하는 온도를 측정하고 사용자가 일일이 조절할 필요가 없이 자동적으로 가열수단(310) 및 냉각수단(320)을 조절할 수 있으며, 그에 따라 작업의 능률을 향상시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.In addition, it is possible to measure the temperature changing in real time and automatically adjust the heating means 310 and the cooling means 320 without the user having to adjust them individually, and accordingly, there is another effect that can improve the efficiency of work. .

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims described above should not be construed as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately uses the concept of terms to describe his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the drawings and examples described in this specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention, and does not represent all of the technical spirit of the present invention, and can be replaced at the time of this application. It should be understood that there may be various equivalents and variations.

100 : 카트리지
200 : 노즐
210 : 배출공
220 : 연결부
230 : 토출관
300 : 온도 조절부
310 : 가열수단
311 : 상부가열수단
312 : 하부가열수단
320 : 냉각수단
330 : 온도센서
P : 원료100: cartridge
200: nozzle
210: vent hole
220: connection
230: discharge pipe
300: temperature control unit
310: heating means
311: upper heating means
312: lower heating means
320: cooling means
330: temperature sensor
P: Raw material

Claims (8)

삼차원 입체 성형물을 제조하는 3D프린터용 원료가 내부에 수용되는 카트리지;
상기 카트리지의 하단에 결합되며, 입체 성형물이 형성될 수 있도록 상기 원료를 외부로 배출시키는 배출공을 갖는 노즐; 및
상기 카트리지 및 노즐의 바깥쪽에 구비되어 상기 노즐을 통해 배출되는 원료의 원활한 성형을 위해 원료의 최적 용융상태를 유지할 수 있도록 온도를 조절하는 온도 조절부를 포함하고,
상기 온도 조절부는,
상기 카트리지의 바깥쪽에 구비되어 상기 카트리지에 수용된 원료를 가열하는 가열수단; 및
상기 노즐의 바깥쪽에 구비되어 상기 노즐의 내부 원료를 냉각시키는 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
A cartridge in which a raw material for a 3D printer for manufacturing a three-dimensional molded article is accommodated;
It is coupled to the bottom of the cartridge, a nozzle having a discharge hole for discharging the raw material to the outside so that a three-dimensional molding can be formed; And
It is provided on the outside of the cartridge and the nozzle includes a temperature control unit for adjusting the temperature to maintain the optimum melting state of the raw material for smooth molding of the raw material discharged through the nozzle,
The temperature control unit,
Heating means provided on the outside of the cartridge for heating the raw material accommodated in the cartridge; And
3D printer cartridge and nozzle multiple temperature control device, characterized in that it comprises a cooling means provided on the outside of the nozzle to cool the internal raw material of the nozzle.
제1항에 있어서,
상기 카트리지와 상기 노즐은 일체형으로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
According to claim 1,
The cartridge and the nozzle 3D printer cartridge and nozzle multiple temperature control device, characterized in that can be configured in one piece.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 노즐의 단부에는,
원료의 배출을 세밀하게 하여 정밀한 입체 성형물을 제조할 수 있도록 토출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
The method according to claim 1 or 2,
At the end of the nozzle,
A cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer, further comprising a discharge pipe so as to produce a precise three-dimensional molded product by finely discharging raw materials.
제1항에 있어서,
상기 가열수단은,
상기 카트리지의 외부를 감싸며, 상기 카트리지의 상/하부의 온도를 각각 개별적으로 가열할 수 있도록 상부가열수단 및 하부가열수단으로 분할된 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
According to claim 1,
The heating means,
A cartridge and nozzle multi-temperature control device for a 3D printer, characterized by being divided into an upper heating means and a lower heating means so as to surround the outside of the cartridge and to individually heat the upper and lower temperatures of the cartridge.
제4항에 있어서,
상기 하부가열수단은,
상기 카트리지에 수용된 원료가 노즐을 원활히 통과할 수 있도록 상기 카트리지에서 상기 노즐까지 연장 되는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
The method of claim 4,
The lower heating means,
A cartridge and a nozzle multi-temperature control device for a 3D printer, characterized in that the raw material accommodated in the cartridge extends from the cartridge to the nozzle so that the nozzle can pass smoothly.
제1항에 있어서,
상기 냉각수단은,
상기 카트리지의 하단에 결합되는 노즐의 연결부의 둘레를 감싸며, 배출되는 상기 원료가 토출 시 신속한 응결로 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있도록 상기 원료를 순간적으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
According to claim 1,
The cooling means,
A cartridge and a nozzle for a 3D printer, which surrounds the periphery of a connection portion of a nozzle coupled to the lower end of the cartridge and cools the raw material instantaneously so that a three-dimensional molded product can be smoothly formed by rapid condensation when the discharged raw material is discharged. Multiple temperature control devices.
제1항에 있어서,
상기 냉각수단은,
상기 노즐의 배출공에서 연장되는 토출관의 둘레를 감싸며, 배출되는 상기 원료가 토출 시 신속한 응결로 입체 성형물이 원활히 형성될 수 있도록 상기 원료를 순간적으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
According to claim 1,
The cooling means,
A cartridge and a nozzle for a 3D printer, which surrounds the circumference of a discharge pipe extending from a discharge hole of the nozzle and cools the raw material instantaneously so that a three-dimensional molded product can be smoothly formed by rapid condensation when the discharged raw material is discharged. Multiple temperature control devices.
제1항에 있어서,
상기 온도 조절부에는,
3D프린터의 제어부를 통해 상기 카트리지 및 노즐에 적절한 온도를 제어할 수 있도록 상기 카트리지 및 노즐의 온도를 측정하여 상기 제어부에 신호를 제공하는 복수의 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D프린터용 카트리지 및 노즐 다중 온도 제어 장치.
According to claim 1,
The temperature control unit,
A cartridge for a 3D printer, further comprising a plurality of temperature sensors that measure the temperature of the cartridge and the nozzle to provide a signal to the control unit so as to control an appropriate temperature for the cartridge and the nozzle through the control unit of the 3D printer. And nozzle multiple temperature control device.
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