KR20200092483A - Hopper type 3d printer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a hopper type 3D printer providing easy attachment/detachment to facilitate maintenance. According to one embodiment of the present invention, the hopper type 3D printer comprises: a base plate; a build platform capable of sliding in a first direction along the base plate; a holder disposed on the upper side of the build platform and capable of moving in a second direction perpendicular to the first direction and a third direction perpendicular to the first direction and the second direction; and an extruder installed in the holder. The extruder comprises: a frame fixed to the holder; a hopper having an opening part opened to an upper side, fixed to the frame, and having a shape gradually widened toward the upper side; a housing connected to the lower side of the hopper and communicating with the hopper; a screw disposed inside the housing and capable of rotating with respect to a rotary shaft parallel to the central axis of the housing; a motor rotating the screw; and a nozzle connected to the lower end part of the housing.

Description

호퍼 타입 3D 프린터{HOPPER TYPE 3D PRINTER}Hopper type 3D printer{HOPPER TYPE 3D PRINTER}

아래의 설명은 호퍼 타입 3D 프린터에 관한 것이다.The description below relates to a hopper type 3D printer.

기존 3D 프린터는 장치 사이즈가 대형으로 제작되기 때문에 가정집, 사무실 또는 부엌 등에서 사용하기 어려웠다. 또한, 기존 3D 프린터의 경우, 사용되는 소재 자체가 제한적이며, 기기 사양에 맞는 규격화된 소재만을 사용하는 것이 권장되어 왔다.Conventional 3D printers are difficult to use in homes, offices, or kitchens due to the large device size. In addition, in the case of the existing 3D printer, the material itself is limited, and it has been recommended to use only standardized materials that meet device specifications.

일 실시 예에 따른 목적은, 스크류 타입 압출기를 모듈 형태로 개발하여, 탈부착이 용이하여 쉽게 유지 보수가 가능한 호퍼 타입 3D 프린터를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a hopper type 3D printer that is easily detachable by developing a screw type extruder in a module form, and is easily detachable.

또한, 일 실시 예의 목적은, 다양한 재료, 특히 혼합 재료를 사용하여 3D 프린팅이 가능한 호퍼 타입 3D 프린터를 제공하는 것이다.In addition, an object of one embodiment is to provide a hopper type 3D printer capable of 3D printing using various materials, particularly mixed materials.

일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터는, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트를 따라 제 1 방향으로 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼; 상기 빌드 플랫폼의 위쪽에 마련되고, 상기 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향과, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 각각 수직한 제 3 방향으로 이동 가능한 홀더; 및 상기 홀더에 장착되는 압출기를 포함하고, 상기 압출기는, 상기 홀더에 고정되는 프레임; 상방으로 개구된 개구부를 구비하고, 상기 프레임에 고정되고, 상방으로 갈수록 넓어지는 형상을 갖는 호퍼; 상기 호퍼의 하측에 연결되고, 상기 호퍼와 연통하는 하우징; 상기 하우징의 내측에 구비되고, 상기 하우징의 중심축과 나란한 회전 축을 중심으로 회전 가능한 스크류; 상기 스크류를 회전시키는 모터; 및 상기 하우징의 하단부에 연결되는 노즐을 포함할 수 있다.A hopper type 3D printer according to an embodiment includes a base plate; A build platform slidable in a first direction along the base plate; A holder provided above the build platform and movable in a second direction perpendicular to the first direction and a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, respectively; And an extruder mounted to the holder, the extruder comprising: a frame fixed to the holder; A hopper having an opening opened upwardly, fixed to the frame, and having a shape that widens toward upward; A housing connected to a lower side of the hopper and communicating with the hopper; A screw provided inside the housing and rotatable about a rotation axis parallel to the central axis of the housing; A motor for rotating the screw; And it may include a nozzle connected to the lower end of the housing.

상기 압출기는, 상기 호퍼의 하측에 구비되고, 상기 노즐의 상측에 구비되고, 상기 하우징을 냉각시키는 하우징 냉각부; 상기 하우징의 외표면으로부터 외측으로 연장 형성되는 방열 플레이트; 상기 하우징의 외표면에 부착되어, 상기 하우징의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 하우징 냉각부의 하측에 구비되고, 상기 하우징을 가열시키는 하우징 가열부를 더 포함할 수 있다.The extruder is provided on the lower side of the hopper, provided on the upper side of the nozzle, a housing cooling unit for cooling the housing; A heat radiation plate extending outwardly from the outer surface of the housing; A temperature sensor attached to the outer surface of the housing to measure the temperature of the housing; And a housing heating unit provided below the housing cooling unit and heating the housing.

상기 빌드 플랫폼은, 상기 노즐의 하측에 구비되는 빌드 플레이트; 및 상기 빌드 플레이트를 냉각시키기 위한 플레이트 냉각부를 포함할 수 있다.The build platform includes a build plate provided below the nozzle; And a plate cooling unit for cooling the build plate.

상기 하우징 냉각부는, 상기 하우징의 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 상기 하우징을 향해 공기를 유동시키고, 상기 방열 플레이트는, 상기 하우징의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비될 수 있다.The housing cooling unit may flow air toward the housing in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing, and a plurality of the heat radiation plates may be provided along the longitudinal direction of the housing.

상기 압출기는, 상기 스크류를 수동으로 회전시키기 위한 수동 조절 핸들을 더 포함할 수 있다.The extruder may further include a manual adjustment handle for manually rotating the screw.

일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터는, 스크류 타입 압출기를 모듈 형태로 개발하여, 탈부착이 용이하여 쉽게 유지 보수가 가능하므로, 제품 소형화를 통해 가정집, 사무실 또는 부엌 등에서 간편하게 사용 가능하다.The hopper type 3D printer according to an embodiment is developed as a screw type extruder in a module form, and is easily detachable for easy maintenance, so it can be easily used in a home, office, or kitchen through product miniaturization.

또한, 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터는, 다양한 재료, 특히 혼합 재료를 사용하여 3D 프린팅이 가능하다.In addition, the hopper type 3D printer according to an embodiment is capable of 3D printing using various materials, particularly mixed materials.

또한, 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터는 사용자가 원하는 정량의 식품 제조를 구현할 수 있으므로, 음식물 쓰레기 및 소재 절감이 가능하다.In addition, the hopper type 3D printer according to an embodiment may implement food production in a quantity desired by a user, thereby reducing food waste and material.

또한, 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터는 냉각부 및/또는 가열부를 통해 고점도 형태의 재료뿐만 아니라 글루텐, 초콜릿 등과 같이 상온 고체이고, 가열하여 용융시키는 재료 또한 사용 가능하다.In addition, the hopper type 3D printer according to an embodiment is not only a high-viscosity material through a cooling unit and/or a heating unit, but also a solid at room temperature such as gluten and chocolate, and a material to be melted by heating is also usable.

또한, 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터는 플레이트 냉각부를 통해, 빌드 플레이트 상에 배치되는 제작물을 안정적으로 유지시킬 수 있다.In addition, the hopper type 3D printer according to an embodiment may stably maintain a product disposed on a build plate through a plate cooling unit.

또한, 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터는 In addition, the hopper type 3D printer according to an embodiment

또한, 호퍼 타입 3D 프린터는 소모품을 사용하지 않으므로 경제적이다.In addition, the hopper type 3D printer is economical because it does not use consumables.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기의 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 스크류의 측면도이다.The following drawings attached to the present specification illustrate one preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention. It should not be construed as limited.
1 is a perspective view of a hopper type 3D printer according to an embodiment.
2 is a perspective view of an extruder of a hopper type 3D printer according to one embodiment.
3 is a cross-sectional view of an extruder of a hopper type 3D printer according to one embodiment.
4 is a side view of a screw according to an embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with understanding of the embodiment, the detailed description is omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), and the like can be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Components included in any one embodiment and components including common functions will be described using the same name in other embodiments. Unless there is an objection to the contrary, the description described in any one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapped range.

도 1은 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 사시도이다.1 is a perspective view of a hopper type 3D printer according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 호퍼 타입 3D 프린터(100)는 압출기(1)와, 압출기(1)를 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축으로 이동시키기 위한 제 1 이동부(6), 제 2 이동부(7) 및 제 3 이동부(8)와, 베이스 플레이트(91)와, 메인 제어부(92)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the hopper type 3D printer 100 includes an extruder 1 and a first moving unit 6 and a second moving unit for moving the extruder 1 in X-axis, Y-axis and Z-axis orthogonal to each other. It may include a moving part 7 and a third moving part 8, a base plate 91, and a main control part 92.

압출기(1)는 상측으로 투입되는 재료를 물리적으로 분쇄하고, 온도를 적절하게 가하여 노즐을 통해 하측으로 토출시킬 수 있다. 압출기(1)는 제 1 내지 제 3 이동부(6, 7, 8)에 의해, X축, Y축 또는 Z축으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 압출기(1)는 X축 또는 Y축으로 이동하여, 토출되는 재료의 낙하 위치를 조절할 수 있다. 또한, 압출기(1)는 Z축으로 이동하여, 빌드 플랫폼까지의 거리를 조절할 수 있다.The extruder 1 may physically crush the material input to the upper side and discharge it downward through a nozzle by appropriately applying a temperature. The extruder 1 can be moved in the X-axis, Y-axis or Z-axis by the first to third moving parts 6, 7, 8. For example, the extruder 1 may move in the X-axis or Y-axis to adjust the falling position of the ejected material. In addition, the extruder 1 can move in the Z-axis to adjust the distance to the build platform.

제 1 이동부(6)는 X축 방향으로 길게 마련되는 제 1 가이드(61)와, 제 1 가이드(61)를 따라 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼(62)을 포함할 수 있다. 빌드 플랫폼(62)은 베이스 플레이트(91)를 따라 제 1 방향(X축 방향)으로 슬라이딩 가능하다. 제 1 이동부(6)는 선형 가이드일 수 있다. 예를 들어, 제 1 가이드(61)는 베이스 플레이트(91)에 평행할 수 있다. 제 1 이동부(6)는 빌드 플랫폼(62)을 이동시키는 동력을 생성하는 구동원(미도시)을 구비할 수 있다. 빌드 플랫폼(62)은 제 1 가이드(61)에 접촉한 상태로 슬라이딩 가능한 빌드 베이스(621)와, 압출기(1)의 노즐으로부터 토출되는 재료를 지지하기 위한 빌드 플레이트(622)를 포함할 수 있다. 빌드 플랫폼(62)은 빌드 플레이트(622)의 하면에 부착되어 빌드 플레이트(622)를 냉각시키기 위한 플레이트 냉각부(63)를 더 포함할 수 있다(도 2 참조).The first moving part 6 may include a first guide 61 provided long in the X-axis direction, and a build platform 62 that is slidable along the first guide 61. The build platform 62 is slidable in the first direction (X-axis direction) along the base plate 91. The first moving part 6 may be a linear guide. For example, the first guide 61 may be parallel to the base plate 91. The first moving part 6 may be provided with a driving source (not shown) that generates power for moving the build platform 62. The build platform 62 may include a slidable build base 621 in contact with the first guide 61 and a build plate 622 for supporting material discharged from the nozzle of the extruder 1. . The build platform 62 may be attached to the lower surface of the build plate 622 and further include a plate cooling unit 63 for cooling the build plate 622 (see FIG. 2 ).

제 2 이동부(7)는 Y축 방향으로 길게 마련되는 제 2 가이드(71)와, 제 2 가이드(71)를 따라 슬라이딩 가능한 슬라이더(72)를 포함할 수 있다. 제 2 이동부(7)는 선형 가이드일 수 있다. 예를 들어, 제 2 가이드(71)는 베이스 플레이트(91)에 직교할 수 있다. 제 2 가이드(71) 및 슬라이더(72)는 제 1 이동부(6)를 기준으로 대칭되게 한 쌍으로 구비될 수 있다. 제 2 이동부(7)는 제 3 이동부(8)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 제 2 이동부(7)는 제 3 이동부(8)의 양단을 지지할 수 있다. 제 2 이동부(7)는 슬라이더(72)를 이동시키는 동력을 생성하는 구동원(미도시)을 구비할 수 있다.The second moving part 7 may include a second guide 71 provided long in the Y-axis direction and a slider 72 slidable along the second guide 71. The second moving part 7 may be a linear guide. For example, the second guide 71 may be orthogonal to the base plate 91. The second guide 71 and the slider 72 may be provided in a pair symmetrically with respect to the first moving part 6. The second moving part 7 may move the third moving part 8 in the Y-axis direction. The second moving part 7 can support both ends of the third moving part 8. The second moving part 7 may include a driving source (not shown) that generates power to move the slider 72.

제 3 이동부(8)는 Z축 방향으로 길게 마련되는 제 3 가이드(81)와, 제 3 가이드(81)를 따라 슬라이딩 가능한 홀더(82)를 포함할 수 있다. 제 3 이동부(8)는 선형 가이드일 수 있다. 예를 들어, 제 3 가이드(81)는 베이스 플레이트(91)에 평행할 수 있다. 홀더(82)는 압출기(1)를 지지할 수 있다. 압출기(1)는 홀더(82)에 탈부착 가능하게 장착될 수 있다. 제 3 이동부(8)는 홀더(82)를 이동시키는 동력을 생성하는 구동원(미도시)을 구비할 수 있다. 홀더(82)는 빌드 플랫폼(62)의 위쪽에 마련되고, 상기 제 1 방향(X축 방향)에 대해 수직한 제 2 방향(Y축 방향)과, 제 1 방향(X축 방향) 및 제 2 방향(Y)축 방향에 각각 수직한 제 3 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하다.The third moving part 8 may include a third guide 81 provided long in the Z-axis direction and a holder 82 slidable along the third guide 81. The third moving part 8 may be a linear guide. For example, the third guide 81 can be parallel to the base plate 91. The holder 82 can support the extruder 1. The extruder 1 may be detachably mounted to the holder 82. The third moving part 8 may be provided with a driving source (not shown) that generates power to move the holder 82. The holder 82 is provided above the build platform 62, the second direction (Y-axis direction) and the first direction (X-axis direction) and the second direction perpendicular to the first direction (X-axis direction) It is movable in the third direction (Z-axis direction) perpendicular to the direction of the direction (Y) axis.

베이스 플레이트(91)는 제 1 내지 제 3 이동부(6, 7, 8) 및 메인 제어부(92)를 지지할 수 있다. 제 1 내지 제 3 이동부(6, 7, 8) 및 메인 제어부(92) 각각은 베이스 플레이트(91)에 탈부착 가능하다. 사용자는 베이스 플레이트(91)의 하면을 지지하는 방식으로, 호퍼 타입 3D 프린터(100)를 쉽게 이동시킬 수 있다.The base plate 91 may support the first to third moving parts 6, 7 and 8 and the main control part 92. Each of the first to third moving parts 6, 7, 8 and the main control part 92 is detachably attached to the base plate 91. The user can easily move the hopper type 3D printer 100 by supporting the lower surface of the base plate 91.

메인 제어부(92)는 압출기(1)에 전기적으로 연결되어 압출기(1)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(92)는 압출기(1)에 구비되는 스크류의 회전 속도, 하우징 냉각부의 냉각 온도 또는 하우징 가열부의 가열 온도 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(92)는 압출기(1)에 기계적으로 연결되거나, 무선 연결될 수 있다.The main control unit 92 is electrically connected to the extruder 1 to control the extruder 1. For example, the main control unit 92 may control the rotational speed of the screw provided in the extruder 1, the cooling temperature of the housing cooling unit, or the heating temperature of the housing heating unit. For example, the main control unit 92 may be mechanically connected to the extruder 1 or wirelessly connected.

도 2는 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기의 단면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 스크류의 측면도이다.2 is a perspective view of an extruder of a hopper type 3D printer according to an embodiment, FIG. 3 is a cross-sectional view of an extruder of a hopper type 3D printer according to an embodiment, and FIG. 4 is a side view of a screw according to an embodiment.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 압출기(1)는 프레임(10), 호퍼(11), 하우징(12), 스크류(13), 모터(14), 노즐(15), 하우징 냉각부(161), 복수 개의 방열 플레이트(162), 온도 센서(171), 하우징 가열부(172), 수동 조절 핸들(19) 및 보조 제어부(C)를 포함할 수 있다.2 to 4, the extruder 1 is a frame 10, a hopper 11, a housing 12, a screw 13, a motor 14, a nozzle 15, a housing cooling unit 161 , It may include a plurality of heat dissipation plate 162, temperature sensor 171, housing heating unit 172, a manual adjustment handle 19 and the auxiliary control unit (C).

프레임(10)은 홀더에 고정될 수 있다. 예를 들어, 프레임(10)은 나사와 같은 고정 부재를 통해 홀더에 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 프레임(10)은 Z축 방향으로 길쭉한 형상을 가질 수 있다. 프레임(10)은 홀더에 직접 접촉하는 메인 프레임(101)과, 메인 프레임(101)으로부터 수직하게 연장 형성되는 복수 개의 보조 프레임(102, 103, 104)을 포함할 수 있다.The frame 10 can be fixed to the holder. For example, the frame 10 may be detachably mounted to the holder through a fixing member such as a screw. The frame 10 may have an elongated shape in the Z-axis direction. The frame 10 may include a main frame 101 directly contacting the holder, and a plurality of auxiliary frames 102, 103, and 104 extending vertically from the main frame 101.

제 1 보조 프레임(102)은 모터(14)를 지지할 수 있다. 제 2 보조 프레임(103)은 호퍼(11)의 상단을 지지하고, 제 3 보조 프레임(104)은 호퍼(11)의 하단을 지지할 수 있다. 제 2 및 제 3 보조 프레임(103, 104)는 호퍼(11)가 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있다.The first auxiliary frame 102 can support the motor 14. The second auxiliary frame 103 supports the upper end of the hopper 11, and the third auxiliary frame 104 supports the lower end of the hopper 11. The second and third auxiliary frames 103 and 104 can prevent the hopper 11 from vibrating up and down.

호퍼(11)는 상방으로 개구된 개구부를 구비할 수 있다. 사용자는 호퍼(11)의 개구부를 통해 3D 프린팅을 위한 각종 재료를 투입할 수 있다. 예를 들어, 재료는 고점도 형태의 재료뿐만 아니라 글루텐, 초콜릿 등과 같이 상온 고체이고, 가열하여 용융시키는 재료를 포함할 수 있다. 호퍼(11)의 개구부는 스크류(13)를 기준으로, 메인 프레임(101)의 반대편에 구비될 수 있다. 개구부는 스크류(13) 및 메인 프레임(101)에 의해 가려지지 않을 수 있다. 호퍼(11)는 프레임(10)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 호퍼(11)는 프레임(10)에 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 사용자는 호퍼(11)를 분리하여 호퍼(11) 내측을 용이하게 세척할 수 있다. 호퍼(11)는 상방으로 갈수록 넓어지는 형상을 가질 수 있으므로, 사용자는 재료를 용이하게 호퍼(11) 내측으로 투입시킬 수 있다. 호퍼(11)는 내측으로 투입된 재료를 하측으로 토출시키기 위한 토출구를 포함할 수 있다. 호퍼(11)에는 다양한 재료들이 혼합하여 투입될 수도 있다.The hopper 11 may have an opening opened upward. The user can input various materials for 3D printing through the opening of the hopper 11. For example, the material may include a material having a high-viscosity type as well as a solid at room temperature, such as gluten and chocolate, and melting by heating. The opening of the hopper 11 may be provided on the opposite side of the main frame 101 based on the screw 13. The opening may not be obscured by the screw 13 and the main frame 101. The hopper 11 can be fixed to the frame 10. For example, the hopper 11 may be detachably mounted to the frame 10. The user can easily wash the inside of the hopper 11 by separating the hopper 11. The hopper 11 may have a shape that increases as it goes upward, so the user can easily put the material into the hopper 11. The hopper 11 may include a discharge port for discharging the material injected inward downward. Various materials may be mixed into the hopper 11 and mixed.

하우징(12)은 호퍼(11)의 하측에 연결되고, 호퍼(11)와 연통할 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)은 호퍼(11)의 토출구와 연통하는 개구부를 포함할 수 있다. 하우징(12)은 예를 들어 내부가 비어 있는 기둥 형상을 가질 수 있다. 하우징(12)은 Z축 방향으로 길게 배치될 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)의 중심 축은 Z축 방향으로 형성될 수 있다.The housing 12 is connected to the lower side of the hopper 11 and can communicate with the hopper 11. For example, the housing 12 may include an opening communicating with the discharge port of the hopper 11. The housing 12 may have, for example, a pillar shape with an empty interior. The housing 12 may be arranged long in the Z-axis direction. For example, the central axis of the housing 12 may be formed in the Z-axis direction.

하우징(12)은 노즐(15)을 장착시키기 위한 하우징 커플러(12a)를 포함할 수 있다. 하우징 커플러(12a)의 상단부는 상대적으로 직경이 넓은 형상을 갖고, 하우징 커플러(12a)의 하단부는 상대적으로 직경이 작은 형상을 갖는다. 노즐(15)은 하우징 커플러(12a)의 하단부에 나사 결합할 수 있다. 예를 들어, 노즐(15)의 상단부의 내측은, 하우징 커플러(12a)의 하단부의 외측과 서로 맞물리는 나사 형상을 가질 수 있다.The housing 12 may include a housing coupler 12a for mounting the nozzle 15. The upper end portion of the housing coupler 12a has a relatively large diameter shape, and the lower end portion of the housing coupler 12a has a relatively small diameter shape. The nozzle 15 may be screwed to the lower end of the housing coupler 12a. For example, the inside of the upper end of the nozzle 15 may have a screw shape that meshes with the outside of the lower end of the housing coupler 12a.

스크류(13)는 하우징(12)의 내측에 구비될 수 있다. 스크류(13)는 하우징(12)의 중심 축과 나란한 회전 축을 중심으로 회전 가능하다. 스크류(13)는 하우징(12)의 내벽으로부터 이격되는 스크류 바디(131)와, 스크류 바디(131)로부터 외측으로 돌출 형성되는 스월 돌기(132)와, 스크류 바디(131)의 상단에 연결되는 제 1 스크류 헤드(133)와, 제 1 스크류 헤드(133)의 상단에 연결되고 제 1 스크류 헤드(133)와 단차를 형성하는 제 2 스크류 헤드(134)와, 제 2 스크류 헤드(134)의 상단에 연결되고 제 2 스크류 헤드(134)와 단차를 형성하는 제 3 스크류 헤드(135)를 포함할 수 있다.The screw 13 may be provided inside the housing 12. The screw 13 is rotatable about a rotation axis parallel to the central axis of the housing 12. The screw 13 is made of a screw body 131 spaced from the inner wall of the housing 12, a swirl protrusion 132 protruding outwardly from the screw body 131, and a screw body 131 connected to the upper end of the screw body 131. The first screw head 133, the second screw head 134 connected to the top of the first screw head 133 and forming a step with the first screw head 133, and the top of the second screw head 134 It is connected to the second screw head 134 and may include a third screw head 135 forming a step.

스월 돌기(132)는 스크류 바디(131)의 길이 방향 및 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 스크류 바디(131)가 회전하는 동안, 스월 돌기(132)는 하우징(12) 내측으로 투입된 재료들을 분쇄시킬 수 있다. 예를 들어, 스월 돌기(132)의 외측 단부는 하우징(12)의 내벽과 맞닿아 있을 수 있다.The swirl protrusion 132 may be formed along the longitudinal and circumferential directions of the screw body 131. While the screw body 131 rotates, the swirl protrusion 132 may crush the materials introduced into the housing 12. For example, the outer end of the swirl protrusion 132 may be in contact with the inner wall of the housing 12.

제 1 스크류 헤드(133) 및 제 2 스크류 헤드(134) 사이의 단차에는 제 2 보조 프레임(103)이 구비될 수 있다. 다시 말하면, 제 1 스크류 헤드(133)의 상면은 제 2 보조 프레임(103)에 의해 지지될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 스크류(13)가 회전하는 동안, 스크류(13)는 제 2 보조 프레임(103)에 의해 지지되므로, 상방으로 이동할 수 없다.A second auxiliary frame 103 may be provided at a step between the first screw head 133 and the second screw head 134. In other words, the upper surface of the first screw head 133 may be supported by the second auxiliary frame 103. According to this structure, while the screw 13 is rotating, the screw 13 is supported by the second auxiliary frame 103, and therefore cannot be moved upward.

제 2 스크류 헤드(134) 및 제 3 스크류 헤드(135) 사이의 단차에는 모터 커플러(14a)가 구비될 수 있다. 모터 커플러(14a)는 모터(14)의 구동 축과 스크류(13)를 연결하는 부재이다. 제 2 스크류 헤드(134)의 상면은 모터 커플러(14a)에 의해 지지될 수 있다.A motor coupler 14a may be provided in the step between the second screw head 134 and the third screw head 135. The motor coupler 14a is a member connecting the drive shaft of the motor 14 and the screw 13. The upper surface of the second screw head 134 may be supported by the motor coupler 14a.

모터(14)는 스크류(13)를 회전시킬 수 있다. 모터(14)는 구동 축을 스크류(13)에 연결시키는 모터 커플러(14a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모터 커플러(14a)의 상단부는 모터(14)의 구동 축에 고정되고, 하단부는 스크류(13)의 상단부에 고정될 수 있다.The motor 14 can rotate the screw 13. The motor 14 may include a motor coupler 14a connecting the drive shaft to the screw 13. For example, the upper end of the motor coupler 14a is fixed to the drive shaft of the motor 14, and the lower end can be fixed to the upper end of the screw 13.

노즐(15)은 하우징(12)의 하단부에 연결될 수 있다. 노즐(15)은 하우징 커플러(12a)의 하단부에 장착될 수 있다. 노즐(15)은 호퍼 타입 3D 프린터에서 사용하는 재료가 변경될 경우, 하우징(12)으로부터 분리되어, 세척 또는 교환될 수 있다.The nozzle 15 may be connected to the lower end of the housing 12. The nozzle 15 may be mounted on the lower end of the housing coupler 12a. The nozzle 15 can be separated from the housing 12 and cleaned or exchanged when the material used in the hopper type 3D printer is changed.

하우징 냉각부(161)는 호퍼(11)의 하측에 구비되고, 노즐(15)의 상측에 구비되고, 하우징(12)을 냉각시킬 수 있다. 하우징 냉각부(161)는 예를 들어 하우징(12)의 중심축에 교차하는 방향으로 공기를 유동시키는 공냉 쿨러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징 냉각부(161)는 하우징(12)의 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 하우징(12)을 향해 공기를 유동시킬 수 있다. 하우징 냉각부(161)는 스크류(13)에 회전에 의해 발생하는 열을 냉각시킴으로써, 재료가 온도에 의해 변질되는 것을 방지할 수 있다. 하우징 냉각부(161)는 재료에 따라 냉각 온도가 변화할 수 있다. 예를 들어, 초콜릿과 같이 액화되어야 하는 재료의 경우, 하우징 냉각부(161)의 냉각 온도는 상대적으로 높게 설정될 수 있다.The housing cooling unit 161 is provided on the lower side of the hopper 11, is provided on the upper side of the nozzle 15, it is possible to cool the housing 12. The housing cooling unit 161 may include, for example, an air cooling cooler that flows air in a direction intersecting the central axis of the housing 12. For example, the housing cooling unit 161 may flow air toward the housing 12 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing 12. The housing cooling unit 161 can prevent the material from being deteriorated by temperature by cooling the heat generated by rotation of the screw 13. The cooling temperature of the housing cooling unit 161 may vary depending on the material. For example, in the case of a material to be liquefied, such as chocolate, the cooling temperature of the housing cooling unit 161 may be set relatively high.

복수 개의 방열 플레이트(162)는 하우징(12)의 외표면으로부터 외측으로 연장 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 방열 플레이트(162) 각각은 하우징(12)에 의해 중심이 관통된 원판 형상을 가질 수 있다. 복수 개의 방열 플레이트(162)는 하우징(12)의 표면적을 비약적으로 증가시킬 수 있다. 복수 개의 방열 플레이트(162) 각각의 적어도 일부는 하우징(12) 및 하우징 냉각부(161) 사이에 위치하고, 다른 일부는 하우징(12)을 기준으로 하우징 냉각부(161)의 반대편에 위치할 수 있다. 이와 같은 구조에 의해, 복수 개의 방열 플레이트(162)는 하우징 냉각부(161)의 냉각 효율을 높일 수 있다. 복수 개의 방열 플레이트(162)는 하우징(12)의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비될 수 있다.The plurality of heat radiation plates 162 may be formed to extend outwardly from the outer surface of the housing 12. For example, each of the plurality of heat dissipation plates 162 may have a disc shape whose center is penetrated by the housing 12. The plurality of heat radiation plates 162 may dramatically increase the surface area of the housing 12. At least a portion of each of the plurality of heat dissipation plates 162 may be located between the housing 12 and the housing cooling unit 161, and the other portion may be located on the opposite side of the housing cooling unit 161 based on the housing 12. . By such a structure, the plurality of heat dissipation plates 162 can increase the cooling efficiency of the housing cooling unit 161. A plurality of heat radiation plates 162 may be provided along the longitudinal direction of the housing 12.

온도 센서(171)는 하우징(12)의 외표면에 부착되어, 하우징(12)의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서(171)는 측정된 온도 정보를 보조 제어부(C)로 전송할 수 있다.The temperature sensor 171 is attached to the outer surface of the housing 12 to measure the temperature of the housing 12. The temperature sensor 171 may transmit the measured temperature information to the auxiliary control unit C.

하우징 가열부(172)는 하우징(12)을 가열시킬 수 있다. 하우징 가열부(172)는 하우징(12)의 하측에 구비될 수 있다. 하우징 가열부(172)는 사용되는 재료에 따라 가열 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 융점이 높은 상온 고체인 재료의 경우 하우징 가열부(172)는 상대적으로 높은 온도로 하우징(12)을 가열하여 재료를 액체 상태로 만들 수 있으며, 융점이 낮은 상온 고체인 재료의 경우 하우징 가열부(172)는 상대적으로 낮은 온도로 하우징(12)을 가열하여 재료를 액체 상태로 만들 수 있다. 또한, 점도가 높은 액체 상태의 재료를 사용할 경우, 하우징 가열부(172)는 하우징(12)을 적절하게 가열하여 재료의 점도를 낮출 수 있다.The housing heating unit 172 may heat the housing 12. The housing heating unit 172 may be provided under the housing 12. The housing heating unit 172 may adjust the heating temperature according to the material used. For example, in the case of a material at room temperature solid with a high melting point, the housing heating unit 172 may heat the housing 12 at a relatively high temperature to make the material in a liquid state, and for a material at room temperature solid with a low melting point The housing heating unit 172 may heat the housing 12 to a relatively low temperature to make the material liquid. In addition, when a liquid material having a high viscosity is used, the housing heating unit 172 may appropriately heat the housing 12 to lower the viscosity of the material.

수동 조절 핸들(19)은 모터(14)의 상단에 연결될 수 있다. 사용자는 수동 조절 핸들(19)을 회전시켜 스크류(13)를 수동으로 회전시킬 수 있다. 사용자는 수동 조절 핸들(19)을 회전시켜 사용해봄으로써, 사용하려는 재료가 호퍼 타입 3D 프린터에 정상적으로 사용될 수 있는지 여부를 사전 체크할 수 있다.The manual adjustment handle 19 can be connected to the top of the motor 14. The user can rotate the screw 13 manually by rotating the manual adjustment handle 19. The user can pre-check whether the material to be used can be normally used in a hopper type 3D printer by rotating and using the manual adjustment handle 19.

보조 제어부(C)는 메인 제어부(92, 도 1 참조)로부터 전송된 신호에 기초하여 모터(14), 하우징 냉각부(161) 및 하우징 가열부(172)를 제어할 수 있다. 보조 제어부(C)는 온도 센서(171)로부터 측정된 온도 정보를 메인 제어부(92)로 전송할 수 있다.The auxiliary control unit C may control the motor 14, the housing cooling unit 161, and the housing heating unit 172 based on the signal transmitted from the main control unit 92 (see FIG. 1 ). The auxiliary control unit C may transmit the temperature information measured from the temperature sensor 171 to the main control unit 92.

압출기(1)의 하측에는 빌드 플레이트(622) 및 플레이트 냉각부(63)가 구비될 수 있다. 빌드 플레이트(622)는 노즐(15)로부터 토출되는 재료를 지지할 수 있다. 플레이트 냉각부(63)는 빌드 플레이트(622)를 냉각시킬 수 있다. 플레이트 냉각부(63)는 예를 들어, 빌드 플레이트(622)의 하측에 구비될 수 있다.A build plate 622 and a plate cooling unit 63 may be provided under the extruder 1. The build plate 622 can support the material discharged from the nozzle 15. The plate cooling unit 63 may cool the build plate 622. The plate cooling part 63 may be provided below the build plate 622, for example.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 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 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited drawings as described above, a person skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and/or components such as the structure, device, etc. described may be combined or combined in a different form from the described method, or may be applied to other components or equivalents. Even if replaced or substituted by, appropriate results can be achieved.

Claims (5)

베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트를 따라 제 1 방향으로 슬라이딩 가능한 빌드 플랫폼;
상기 빌드 플랫폼의 위쪽에 마련되고, 상기 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향과, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 각각 수직한 제 3 방향으로 이동 가능한 홀더; 및
상기 홀더에 장착되는 압출기를 포함하고,
상기 압출기는,
상기 홀더에 고정되는 프레임;
상방으로 개구된 개구부를 구비하고, 상기 프레임에 고정되고, 상방으로 갈수록 넓어지는 형상을 갖는 호퍼;
상기 호퍼의 하측에 연결되고, 상기 호퍼와 연통하는 하우징;
상기 하우징의 내측에 구비되고, 상기 하우징의 중심축과 나란한 회전 축을 중심으로 회전 가능한 스크류;
상기 스크류를 회전시키는 모터; 및
상기 하우징의 하단부에 연결되는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 호퍼 타입 3D 프린터.
Base plate;
A build platform slidable in a first direction along the base plate;
A holder provided above the build platform and movable in a second direction perpendicular to the first direction and a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, respectively; And
It includes an extruder mounted to the holder,
The extruder,
A frame fixed to the holder;
A hopper having an opening opened upward, fixed to the frame, and having a shape that widens toward upward;
A housing connected to a lower side of the hopper and communicating with the hopper;
A screw provided inside the housing and rotatable about a rotation axis parallel to the central axis of the housing;
A motor for rotating the screw; And
A hopper type 3D printer comprising a nozzle connected to the lower end of the housing.
제 1 항에 있어서,
상기 압출기는,
상기 호퍼의 하측에 구비되고, 상기 노즐의 상측에 구비되고, 상기 하우징을 냉각시키는 하우징 냉각부;
상기 하우징의 외표면으로부터 외측으로 연장 형성되는 방열 플레이트;
상기 하우징의 외표면에 부착되어, 상기 하우징의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
상기 하우징 냉각부의 하측에 구비되고, 상기 하우징을 가열시키는 하우징 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호퍼 타입 3D 프린터.
According to claim 1,
The extruder,
A housing cooling unit provided on the lower side of the hopper, provided on the upper side of the nozzle, and cooling the housing;
A heat radiation plate extending outwardly from the outer surface of the housing;
A temperature sensor attached to the outer surface of the housing to measure the temperature of the housing; And
A hopper type 3D printer, which is provided under the housing cooling unit and further includes a housing heating unit that heats the housing.
제 2 항에 있어서,
상기 빌드 플랫폼은,
상기 노즐의 하측에 구비되는 빌드 플레이트; 및
상기 빌드 플레이트를 냉각시키기 위한 플레이트 냉각부를 포함하는 호퍼 타입 3D 프린터.
According to claim 2,
The build platform,
A build plate provided below the nozzle; And
A hopper type 3D printer including a plate cooling unit for cooling the build plate.
제 3 항에 있어서,
상기 하우징 냉각부는, 상기 하우징의 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 상기 하우징을 향해 공기를 유동시키고,
상기 방열 플레이트는, 상기 하우징의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비되는 호퍼 타입 3D 프린터.
The method of claim 3,
The housing cooling unit flows air toward the housing in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing,
The heat dissipation plate, a hopper type 3D printer is provided with a plurality of along the longitudinal direction of the housing.
제 1 항에 있어서,
상기 압출기는,
상기 스크류를 수동으로 회전시키기 위한 수동 조절 핸들을 더 포함하는 호퍼 타입 3D 프린터.According to claim 1,
The extruder,
A hopper type 3D printer further comprising a manual adjustment handle for manually rotating the screw.
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EP4136987A1 (en) * 2021-08-18 2023-02-22 Revo Foods GmbH 3d print head with screw extruder
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