KR20200092494A - 멀티컬러 3d프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3d프린터 - Google Patents

멀티컬러 3d프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3d프린터 Download PDF

Info

Publication number
KR20200092494A
KR20200092494A KR1020190003850A KR20190003850A KR20200092494A KR 20200092494 A KR20200092494 A KR 20200092494A KR 1020190003850 A KR1020190003850 A KR 1020190003850A KR 20190003850 A KR20190003850 A KR 20190003850A KR 20200092494 A KR20200092494 A KR 20200092494A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartridge
holder
printer
groove
color
Prior art date
Application number
KR1020190003850A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102158928B1 (ko
Inventor
나영민
이현석
장현수
석익현
박종규
Original Assignee
창원대학교 산학협력단
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 창원대학교 산학협력단 filed Critical 창원대학교 산학협력단
Priority to KR1020190003850A priority Critical patent/KR102158928B1/ko
Publication of KR20200092494A publication Critical patent/KR20200092494A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102158928B1 publication Critical patent/KR102158928B1/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
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/321—Feeding
    • 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
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • 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
    • 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
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

본 발명은 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멀티컬러 3D프린터의 툴 체인지시 용이하고 효율적으로 장착할 수 있으면서, 고정성과 안정성을 확보할 수 있어 출력물의 다양성과 품질을 향상시킬 수 있도록 한 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 3D 프린팅 소재를 수용하는 카트리지; 상기 카트리지가 탈착가능하게 장착되는 홀더; 및, 상기 카트리지와 홀더 간에 구비되어 카트리지와 홀더 간이 탈착가능하도록 구성되는 툴체인지 장착수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터{CHANGE TOOL INSTALL STRUCTURE FOR MULTI-COLOR 3D PRINTER AND MULTI-COLOR 3D PRINTER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멀티컬러 3D프린터의 툴 체인지시 용이하고 효율적으로 장착할 수 있으면서, 고정성과 안정성을 확보할 수 있어 출력물의 다양성과 품질을 향상시킬 수 있도록 한 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터에 관한 것이다.
일반적으로, 3차원의 입체형상을 가진 시제품(Prototype)을 제작하기 위해서는 설계도면에 의존하여 일일이 수작업에 의해 이루어지는 목업(mock-up, 實物模型) 제작방식과 컴퓨터 제어를 통한 CNC(computer numerical control) 밀링에 의한 제작방식 등이 있다.
이와 같은 목업의 제작방식은, 수작업에 의하므로 정교한 수치제어가 어렵고, 설계도면과 정확하게 일치하지 않을 뿐만 아니라 상당히 많은 시간이 소요되는 단점이 있으며, CNC 밀링에 의한 제작방식은 정교한 수치제어가 가능하지만 공구간섭에 의하여 가공하기 어려운 형상이 많다는 단점이 있었다.
상기 단점으로 인해, 최근에는 제품의 디자이너 및 설계자가 컴퓨터에서 만들어낸 3차원 모델링을 직접 이용하여 3차원 입체형상의 시제품을 제작할 수 있는 3차원 프린터 방식이 등장하게 되었다. 3D 프린터의 제품성형 방식은 크게 대상물체를 2차원의 평면 형태로 성형한 것을 3차원으로 적층하면서 용융 부착하여 형태를 만들어가는 이른바 첨가형과, 재료 덩어리를 조각하듯이 절삭해서 형태를 만들어가는 절삭형이 있다.
그리고, 첨가형의 일종으로 열가소성 플라스틱으로 된 와이어 또는 필라멘트를 공급릴과 이송롤을 통해 공급하고 공급된 필라멘트를 작업대에 대하여 상대적으로 XYZ 세 방향으로 위치조절되는 3차원 이송기구에 장착된 히터노즐에서 용융시켜서 배출함으로써 2차원 평면 형태를 만들면서 이를 작업대 상에서 적층하여 물체를 3차원으로 성형하는 필라멘트 용융 적층 성형방법이 있다.
보다 구체적으로, 종래 3D 프린터는 필라멘트(filament)를 공급하는 익스트루더(extruder), 필라멘트를 용융시켜 분사하는 핫엔드 노즐 등으로 구성되어, 익스트루더를 통해 공급된 필라멘트가 핫엔드 노즐의 히터에 의해 용융되어 분사되고, 핫엔드 노즐이 3축 방향으로 이동하면서 필라멘트 박막을 적층하는 방식으로 3차원 물품을 만들어낸다.
그런데, 종래의 이런 필라멘트를 용융시켜 적층하는 3D 프린터는 종래에 단일의 색상으로 성형하는 것은 가능하지만 다양한 색상의 제품을 성형하기에는 어려움이 발생하였다.
다시 말해, 색상을 교체하여 성형하려면 필라멘트 공급릴을 다른 색상의 필라멘트 공급릴로 교체한 후에 이를 다시 히터노즐로 연결하여야 하기 때문에 필라멘트의 교체에 따른 시간이 상당히 소요되고, 이러한 필라멘트의 교체에 따른 대기시간 동안 이미 성형된 용융부분이 경화되므로, 이어지는 부위에 불연속적인 이음매가 형성되어 제품의 외관이나 일체성이 저하되거나 재료의 분리 또는 구조적 강도가 저하되는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 대한민국 공개특허공보 10-2016-0024452(2016.03.07. 공개)에 개시된 바와 같이, 복수 개의 노즐을 구비한 3D프린터가 고안되었다. 이러한 3D 프린터는 익스트루더 모듈에 다수의 노즐이 연속 배열되고, 각각의 노즐이 개별적으로 제어된다. 그러나 이러한 3D 프린터의 경우에는, 여러 개의 필라멘트를 배치해야 하므로 차지하는 공간이 커져서 공간적 제약을 받게 되고, 이로 인해 장비 소형화가 어렵다. 또한, 노즐 간의 위치를 보정해야 할 필요가 있어서 출력속도가 저하되는 문제가 발생한다.
한편, 종래 문제점을 해결하기 일환으로, 3D프린팅 방식 중 멀티컬러 3D프린팅이 있는데 이러한 멀티컬러 3D프린팅을 위해 사용되는 방식 중 하나는 툴 체인지 방식이 있다.
이러한 툴 체인지를 이용한 3D프린팅에서 중요한 점은 툴 체인지를 위한 카트리지와 홀더 사이의 이격을 최소화하고, 동일한 결합 위치를 유지하는데 있다.
그러나 종래 툴 체인지 방식은 대부분 수직 또는 수평 결합 방식으로, 결합부 사이의 이격이 넓어지게 되면, 압출 품질이 하락하는 문제점이 있고, 카트리지와 홀더 간의 결합 관계에서의 차이를 최소화할 수 있는 정밀한 모터 제어가 요구되는데, 이는 결국 기본 구성품 가격의 상승을 초래하며, 탈착시 사용되는 전자석 또는 솔레노이드 릴레이까지 구비되어야 하기 때문에 압출부의 무게가 상승하여 출력물의 품질에 영향을 줄 수 있게 된다.
또한, 종래 툴 체인지 방식에서 탈부착 형식은 모터 제어시 발생할 수 있는 모터 노이즈 및 오차로 인해 교체에 실패할시, 출력물 자체가 불량이 되므로 이러한 오차를 극복할 수 있는 설계가 요구되는 실정이다.
(문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1610897호(등록일자 : 2016.04.04.) (문헌 2) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0107769호(공개일자 : 2016.09.19.) (문헌 3) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0024452호(공개일자 : 2016.03.07.)
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 멀티컬러 3D프린터의 툴 체인지시 용이하고 효율적으로 장착할 수 있으면서, 고정성과 안정성을 확보할 수 있어, 출력물의 불량을 방지할 수 있도록 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다양한 소재를 보다 용이하게 활용할 수 있어, 출력물의 다양성을 증대시키고, 출력물의 품질을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 3D 프린팅 소재를 수용하는 카트리지; 상기 카트리지가 탈착가능하게 장착되는 홀더; 및, 상기 카트리지와 홀더 간에 구비되어 카트리지와 홀더 간이 탈착가능하도록 구성되는 툴체인지 장착수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카트리지는 다각형의 기둥 또는 원형의 기둥 형태로 형성되고, 상기 홀더는 상기 카트리지가 수용되는 수용부를 갖는 측벽을 포함하는 장방형으로 형성되며, 상기 툴체인지 장착수단은 상기 카트리지가 상기 홀더에 대하여 수평방향으로 이동한 다음, 하방향으로 이동하여 장착 고정되도록 구성된다.
더하여, 상기 카트리지는 원형 또는 다각형의 링 형태로 형성되고, 상기 홀더는 상기 카트리지에 상응하게 형성되어 상기 링 형태의 카트리지가 외측에 장착되게 형성되며, 상기 툴체인지 장착수단은 상기 카트리지가 상기 홀더에 대하여 수직 상방향으로 이동한 다음, 그 이동된 단부에서 장착 고정되도록 구성된다.
또한, 상기 카트리지는, 원형 또는 다각형의 단면 형태로 형성되는 3D프린팅소재 수용바디 블록과, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 상단부에서 일체로 직교되게 연장되는 안착블록, 및 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 하단에 구비되어 3D프린팅 소재가 배출되는 노즐구를 포함하고, 상기 홀더는, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록이 수용되는 수용부를 갖도록 평행하는 양측벽, 및 상기 양측벽의 일단부에서 양측벽과 일체로 형성되고 일단 상면이 하방으로 소정 깊이 들어가 상기 카트리지의 장착시 상기 안착블록이 안착되는 연결벽을 포함하며, 상기 툴체인지 장착수단은, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 양측면 각각의 소정 위치에 형성되는 장착구, 및 상기 홀더의 양측벽 내면에 형성되어 상기 장착구가 삽입 장착되는 장착홈을 포함한다.
더하여, 상기 장착구는, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 양측면 각각에서 돌출되는 판상 원형 돌기로 이루어지고, 상기 장착홈은, 상기 홀더의 양측벽의 전단에서 횡방향 내측으로 소정 길이 형성되는 슬라이딩이동홈, 및 상기 슬라이딩이동홈의 내측 단에서 하방으로 연장되는 안착홈을 포함하며, 상기 슬라이딩이동홈의 전단부에서 하부홈라인은, 외측을 향하여 라운드진 곡면으로 확장된 형태로 형성된다.
또한, 상기 슬라이딩이동홈은, 수평방향으로 형성되거나 내측으로 갈수록 하향 경사지게 형성된다.
더하여, 상기 카트리지는, 원형 또는 다각형의 링형 바디로 이루어지고, 상기 홀더는, 상기 카트리지의 링형 바디에 상응하는 단면 형태를 갖고 그 링형 바디가 외측에 장착되는 기둥 형태로 형성되며, 상기 툴체인지 장착수단은, 상기 카트리지의 링형 바디의 상면에 일정 간격을 갖고 돌출 형성되는 복수의 돌출편과, 상기 돌출편의 내측에 형성되는 장착구 및 상기 돌출편과 상응하는 위치에 상기 홀더의 외면에 형성되는 장착홈을 포함한다.
또한, 상기 장착구는, 상기 돌출편의 내측에서 돌출되는 판상 원형 돌기로 이루어지며, 상기 장착홈은, 상기 홀더의 외면 하단에서 종방향으로 소정 길이 형성되는 슬라이딩이동홈과, 상기 슬라이딩이동홈의 연장 단에 일체로 형성되며 상기 슬라이딩이동홈의 깊이보다 내측으로 더 함몰 형성되어 상기 장착구가 장착 고정되는 고정홈을 포함한다.
더하여, 상기 슬라이딩이동홈은, 하단부에서의 양측의 홈 라인이 하측을 향하여 라운드진 곡면으로 확장된 형태로 형성되며, 상기 고정홈은, 상기 장착구에 상응하는 형태로 형성된다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터는, 멀티컬러 3D프린터의 툴 체인지를 용이하고 효율적으로 실행할 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 카트리지와 홀더 간의 고정성과 안정성을 확보할 수 있어 출력물의 불량을 방지할 수 있음은 물론이거니와, 보다 다양한 소재를 용이하게 활용할 수 있어 출력물의 다양성을 증대시키고, 다양한 분야에 활용할 수 있어 범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이와 함께, 다양한 소재의 이용과 안정성을 확보하여 출력물의 품질을 향상시킬 수 있는 등의 여러 효과 달성으로, 관련산업의 발전 및 활성화에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 갖는 카트리지와 홀더 간의 장착 과정을 나타내는 결합과정도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 갖는 카트리지와 홀더 간의 장착과정을 나타내는 결합과정도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 갖는 카트리지와 홀더 간의 장착 과정을 나타내는 결합과정도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 갖는 카트리지와 홀더 간의 장착과정을 나타내는 결합과정도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조는, 3D 프린팅 소재를 수용하는 카트리지(100); 상기 카트리지(100)가 수평방향으로 탈착가능하게 장착되며, 프린팅 이송기구에 고정되는 홀더(200)와, 상기 카트리지(100)와 홀더(200) 간에 구비되어 카트리지(100)와 홀더(200) 간이 탈착가능하도록 구성되는 툴체인지 장착수단을 포함한다.
카트리지(100)는, 장방형 형태의 바디를 갖는 케이스로서, 내부에 3D 프린팅 소재가 수용된다. 여기서, 장방형 카트리지는 도면에 나타낸 바와 같이 장방형 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 후술하는 툴체인지 장착수단의 일 구성요소가 구성될 수 있는 형태라면 다각기둥 형태 또는 원형기둥 형태로도 형성될 수 있다.
이러한 카트리지(100)는, 다수 개가 구성될 수 있는데, 각각의 카트리지(100)에는 서로 다른 물성을 지닌 소재가 수용된다. 그 소재는 3D 프린터에 사용되는 소재로서, 특히 색상을 달리하는 멀티컬러 3D 프린터에 사용 가능한 소재일 수 있으며, 그 소재가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카트리지(100)는, 도면에 나타낸 예시와 같이, 장방형의 3D프린팅소재 수용바디 블록(110), 및 상기 소재 수용바디 블록(110)의 상단부에서 일체로 직교되게 연장되는 안착블록(120)을 포함하는 L자형 형태로 형성되고, 그 일단(하단)에 노즐구(130)가 형성되어, 그 부분을 통해 3D 프린팅 소재가 외부로 배출되게 되도록 이루어진다.
이러한 카트리지(100)는, 아래에서 자세히 설명될 툴체인지 장착수단을 통해 홀더(200)에 장착 고정된다.
다음으로, 상기 홀더(200)는 아래 설명될 툴체인지 장착수단을 통해 상기 카트리지(100)가 수평 교환식으로 장착 고정될 수 있는 형태라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
일 실시형태로, 상기 홀더(200)는 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 카트리지(100)의 3D프린팅소재 수용바디 블록(110)가 수용 장착되는 수용부(211)를 갖도록 평행하는 양측벽(210), 및 상기 양측벽(210)의 일단부에서 양측벽(210)과 일체로 형성되고 일단 상면이 하방으로 소정 깊이 들어가 상기 카트리지(100)의 장착시 상기 안착블록(120)이 안착되는 연결벽(220)을 포함하는 단면 "ㄷ"자 형태로 형성된다.
다음으로, 툴체인지 장착수단은, 상기 카트리지(100)의 3D프린팅소재 수용바디 블록(110)의 양측면 각각의 소정 위치에 형성되는 장착구(310), 및 상기 홀더(200)의 양측벽(210) 내면에 형성되어 상기 장착구(310)가 삽입 장착되는 장착홈(320)을 포함한다.
상기 장착구(310)는, 3D프린팅소재 수용바디 블록(110)의 양측면 각각에서 돌출되는 돌기로 형성된다. 예를 들면, 상기 장착구(310)는 판상 원형 돌기로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 장착홈(320)은, 상기 홀더(200)의 양측벽(210) 내면에 형성되어 상기 장착구(310)가 슬라이딩이동하면서 결합될 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 장착홈(320)은 양측벽(210)의 전단에서 폭방향(횡방향) 내측으로 소정 길이 형성되는 슬라이딩이동홈(321), 및 상기 슬라이딩이동홈(321)의 내측 단(후측 단)에서 하방으로 연장되는 안착홈(322)을 포함한다.
상기 슬라이딩이동홈(321)의 전단부에서, 하부홈라인(321a)은 외측을 향하여 라운드진 곡면으로 확장된 형태로 형성된다.
그리고, 상기 안착홈(322)의 하측 안착부는, 상기 장착구(310)에 상응하는 형태로 형성된다.
이러한 장착홈(320)의 슬라이딩이동홈(321)과 안착홈(322)은, 베지어 곡선(bezier curve)으로 설계되어 형성되게 된다.
이러한 일 실시예에서 상기 슬라이딩이동홈(321)은 도면에 수평방향으로 형성되는 경우를 나타내고 있으나, 전단부 측이 후단부 측보다 상측에 형성되어 전단 상방 및 후단 하방으로 인입단으로부터 그 종단까지 하향 경사지게 형성될 수도 있다.
상기한 일 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조는 수평식 교환 툴, 즉 수평 교환식 카트리지와 홀더에 적용되게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하는바, 아래 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조의 설명에서, 앞서 설명한 일 실시예와 동일한 구성요소는 동일부호를 부여하며, 그에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 3D 프린팅 소재를 수용하며 소정 형태의 링 형태로 형성되는 카트리지(100)와, 상기 카트리지(100)가 외측에서 상하방향으로 탈착가능하게 장착되며, 프린팅 이송기구에 고정되는 홀더(200)와, 상기 카트리지(100)와 홀더(200) 간에 구비되어 카트리지(100)와 홀더(200) 간이 탈착가능하도록 구성되는 툴체인지 장착수단을 포함한다.
카트리지(100)는, 링 형태의 바디를 갖는 케이스로서, 내부에 3D 프린팅 소재가 수용된다. 여기서, 링 형태의 카트리지는 도면에 나타낸 바와 같이 삼각형의 링 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 후술하는 툴체인지 장착수단의 일 구성요소가 구성될 수 있는 형태라면 사각형을 포함한 다각형의 링 형태 또는 원형 링 형태로도 형성될 수 있다.
이러한 카트리지(100)는, 다수 개가 구성될 수 있는데, 각각의 카트리지(100)에는 서로 다른 물성을 지닌 소재가 수용된다. 그 소재는 3D 프린터에 사용되는 소재로서, 특히 색상을 달리하는 멀티컬러 3D 프린터에 사용 가능한 소재일 수 있으며, 그 소재가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카트리지(100)는, 링형 바디(150)로 이루어지며 그 일면(하면)에 노즐구가 형성되어, 그 부분을 통해 3D 프린팅 소재가 외부로 배출되게 되도록 이루어진다. 여기서, 링형 바디(110)는 앞서 설명한 바와 같이 삼각형, 사각형 등 다각형의 링 형태 및 원형 링 형태를 포함하는 의미이다.
이러한 카트리지(100)는, 아래에서 자세히 설명될 툴체인지 장착수단을 통해 홀더(200)에 장착 고정된다.
다음으로, 상기 홀더(200)는 아래 설명될 툴체인지 장착수단을 통해 상기 카트리지(100)가 수직 교환식으로 장착 고정될 수 있는 형태라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
일 실시형태로, 상기 홀더(200)는 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 카트리지(100)의 링형 바디(150)에 상응하는 단면 형태를 갖고 그 링형 바디(150)가 외측에 장착되는 기둥 형태로 형성된다.
다시 말해, 상기 홀더(200)는, 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 카트리지(100)가 삼각형의 링형 바디(150)로 이루어지는 삼각 기둥 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 홀더(200)의 링형 바디(150)가 사각형의 링형 바디인 경우, 상기 홀더(200)는 사각 기둥 형태로 이루어질 수 있으며, 원형 링형 바디인 경우 원형 기둥 형태로 이루어질 수 있다.
다음으로, 툴체인지 장착수단은, 상기 카트리지(100)의 링형 바디(150)의 상면에 일정 간격을 갖고 돌출 형성되는 복수의 돌출편(330)과, 상기 돌출편(330)의 내측에 형성되는 장착구(310) 및 상기 돌출편(330)과 상응하게 상기 홀더(200)의 외면에 형성되는 장착홈(320)을 포함한다.
상기 돌출편(330)은, 상기 카트리지(100)를 형성하는 링형 바디(150)의 상단에서 상방향으로 소정 길이 돌출 형성된다. 예를 들면, 상기 카트리지(100)가 도면에 나타낸 바와 같이 삼각형의 링형 바디(150)로 이루어지는 경우, 상기 돌출편(330)은 삼각형의 링형 바디(150)를 형성하는 각 단위 바디 블록 각각에서 돌출되는 3개의 돌출편으로 이루어질 수 있다.
이러한 돌출편은, 탄성적으로 변형 가능하게 형성되며, 카트리지(100)가 홀더(200)로의 장착시 외측으로 변형된 상태에서(즉, 외측으로 약간 벌어진 상태에서) 슬라이딩이동하면서 장착되게 된다.
그리고, 상기 장착구(310)는 상기 돌출편(330)의 내측에서 돌출되는 돌기로 형성된다. 예를 들면, 상기 장착구(310)는 판상 원형 돌기로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 장착홈(320)은 상기 홀더(200)의 외면에 형성되어 상기 장착구(310)가 슬라이딩이동하면서 결합될 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 장착홈(320)은 홀더(200)의 외면 하단에서 길이방향(종방향)으로 소정 길이 형성되는 슬라이딩이동홈(321)과, 상기 슬라이딩이동홈(321)의 연장 단(상측 단)에 일체로 형성되며 상기 슬라이딩이동홈(321)의 깊이보다 내측으로 더 함몰 형성된 고정홈(323)을 포함한다.
상기 슬라이딩이동홈(321)의 하단부에서의 양측홈라인(321b)은, 하측을 향하여 라운드진 곡면으로 확장된 형태로 형성된다.
그리고, 상기 고정홈(323)은 상기 장착구(310)에 상응하는 형태로 형성되게 된다.
이러한 장착홈(320)의 슬라이딩이동홈(321)과 고정홈(323)은, 베지어 곡선(bezier curve)으로 설계되어 형성되게 된다.
전술한 다른 실시예에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조는 수직식 교환 툴, 즉 수평 교환식 카트리지와 홀더에 적용되게 된다.
정리하여, 본 발명에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3D프린터에 의하면, 멀티컬러 3D프린터의 툴 체인지를 용이하고 효율적으로 실행할 수 있으며, 카트리지와 홀더 간의 고정성과 안정성을 확보할 수 있어 출력물의 불량을 방지하는 효과를 거둘 수 있다.
이와 함께, 본 발명은 보다 다양한 소재를 용이하게 활용할 수 있어 출력물의 다양성을 증대시키고, 다양한 분야에 활용할 수 있어 범용성을 확보할 수 있으며, 다양한 소재의 이용과 안정성을 확보하여 출력물의 품질을 향상시키는 효과를 거둘 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 카트리지, 110 : 3D프린팅소재 수용바디 블록
120 : 안착블록, 130 : 노즐구
150 : 링형 바디, 200 : 홀더
210 : 양측벽, 211 : 수용부
220 : 연결벽, 310 : 장착구
320 : 장착홈, 321 : 슬라이딩이동홈
321a : 하부홈라인, 321b : 양측홈라인
322 : 안착홈, 323 : 고정홈
330 : 돌출편

Claims (10)

  1. 3D 프린팅 소재를 수용하는 카트리지;
    상기 카트리지가 탈착가능하게 장착되는 홀더; 및,
    상기 카트리지와 홀더 간에 구비되어 카트리지와 홀더 간이 탈착가능하도록 구성되는 툴체인지 장착수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 다각형의 기둥 또는 원형의 기둥 형태로 형성되고,
    상기 홀더는 상기 카트리지가 수용되는 수용부를 갖는 측벽을 포함하는 장방형으로 형성되며,
    상기 툴체인지 장착수단은 상기 카트리지가 상기 홀더에 대하여 수평방향으로 이동한 다음, 하방향으로 이동하여 장착 고정되도록 구성됨을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는 원형 또는 다각형의 링 형태로 형성되고,
    상기 홀더는 상기 카트리지에 상응하게 형성되어 상기 링 형태의 카트리지가 외측에 장착되게 형성되며,
    상기 툴체인지 장착수단은 상기 카트리지가 상기 홀더에 대하여 수직 상방향으로 이동한 다음, 그 이동된 단부에서 장착 고정되도록 구성됨을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는, 원형 또는 다각형의 단면 형태로 형성되는 3D프린팅소재 수용바디 블록과, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 상단부에서 일체로 직교되게 연장되는 안착블록, 및 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 하단에 구비되어 3D프린팅 소재가 배출되는 노즐구를 포함하고,
    상기 홀더는, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록이 수용되는 수용부를 갖도록 평행하는 양측벽, 및 상기 양측벽의 일단부에서 양측벽과 일체로 형성되고 일단 상면이 하방으로 소정 깊이 들어가 상기 카트리지의 장착시 상기 안착블록이 안착되는 연결벽을 포함하며,
    상기 툴체인지 장착수단은, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 양측면 각각의 소정 위치에 형성되는 장착구, 및 상기 홀더의 양측벽 내면에 형성되어 상기 장착구가 삽입 장착되는 장착홈을 포함함을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 장착구는, 상기 3D프린팅소재 수용바디 블록의 양측면 각각에서 돌출되는 판상 원형 돌기로 이루어지고,
    상기 장착홈은, 상기 홀더의 양측벽의 전단에서 횡방향 내측으로 소정 길이 형성되는 슬라이딩이동홈, 및 상기 슬라이딩이동홈의 내측 단에서 하방으로 연장되는 안착홈을 포함하며,
    상기 슬라이딩이동홈의 전단부에서 하부홈라인은, 외측을 향하여 라운드진 곡면으로 확장된 형태로 형성됨을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬라이딩이동홈은, 수평방향으로 형성되거나 내측으로 갈수록 하향 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는, 원형 또는 다각형의 링형 바디로 이루어지고,
    상기 홀더는, 상기 카트리지의 링형 바디에 상응하는 단면 형태를 갖고 그 링형 바디가 외측에 장착되는 기둥 형태로 형성되며,
    상기 툴체인지 장착수단은, 상기 카트리지의 링형 바디의 상면에 일정 간격을 갖고 돌출 형성되는 복수의 돌출편과, 상기 돌출편의 내측에 형성되는 장착구 및 상기 돌출편과 상응하는 위치에 상기 홀더의 외면에 형성되는 장착홈을 포함함을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장착구는, 상기 돌출편의 내측에서 돌출되는 판상 원형 돌기로 이루어지며,
    상기 장착홈은, 상기 홀더의 외면 하단에서 종방향으로 소정 길이 형성되는 슬라이딩이동홈과, 상기 슬라이딩이동홈의 연장 단에 일체로 형성되며 상기 슬라이딩이동홈의 깊이보다 내측으로 더 함몰 형성되어 상기 장착구가 장착 고정되는 고정홈을 포함함을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 슬라이딩이동홈은, 하단부에서의 양측의 홈 라인이 하측을 향하여 라운드진 곡면으로 확장된 형태로 형성되며,
    상기 고정홈은, 상기 장착구에 상응하는 형태로 형성됨을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9중 어느 한 항에 따른 멀티컬러 3D프린터용 교환 툴 장착구조를 포함함을 특징으로 하는 멀티컬러 3D프린터.
KR1020190003850A 2019-01-11 2019-01-11 멀티컬러 3d프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3d프린터 KR102158928B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190003850A KR102158928B1 (ko) 2019-01-11 2019-01-11 멀티컬러 3d프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3d프린터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190003850A KR102158928B1 (ko) 2019-01-11 2019-01-11 멀티컬러 3d프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3d프린터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200092494A true KR20200092494A (ko) 2020-08-04
KR102158928B1 KR102158928B1 (ko) 2020-09-22

Family

ID=72048669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190003850A KR102158928B1 (ko) 2019-01-11 2019-01-11 멀티컬러 3d프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3d프린터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102158928B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980001289U (ko) * 1996-06-30 1998-03-30 잉크젯 프린터의 잉크카트리지 로킹구조
KR19990010915U (ko) * 1997-08-30 1999-03-25 윤종용 잉크젯 프린터의 잉크카트리지 결합장치
US20140339720A1 (en) * 2002-11-12 2014-11-20 Stratasys Ltd. System and method for printing a three-dimensional object
KR20160024452A (ko) 2014-08-26 2016-03-07 차기룡 직경이 다른 복수 개의 노즐을 구비한 3d 프린터
KR101610897B1 (ko) 2014-04-02 2016-04-08 (주) 허브인소프트 다양한 색상이 구현되는 3차원 프린터
KR20160107769A (ko) 2015-03-05 2016-09-19 전남대학교산학협력단 3d 프린터용 교환형 압출장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980001289U (ko) * 1996-06-30 1998-03-30 잉크젯 프린터의 잉크카트리지 로킹구조
KR19990010915U (ko) * 1997-08-30 1999-03-25 윤종용 잉크젯 프린터의 잉크카트리지 결합장치
US20140339720A1 (en) * 2002-11-12 2014-11-20 Stratasys Ltd. System and method for printing a three-dimensional object
KR101610897B1 (ko) 2014-04-02 2016-04-08 (주) 허브인소프트 다양한 색상이 구현되는 3차원 프린터
KR20160024452A (ko) 2014-08-26 2016-03-07 차기룡 직경이 다른 복수 개의 노즐을 구비한 3d 프린터
KR20160107769A (ko) 2015-03-05 2016-09-19 전남대학교산학협력단 3d 프린터용 교환형 압출장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102158928B1 (ko) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104690967B (zh) 三维打印机和三维打印方法
KR101610897B1 (ko) 다양한 색상이 구현되는 3차원 프린터
KR102010900B1 (ko) 3d 프린터의 보정 방법
WO2017132767A1 (en) High-precision manufacturing machine
ES2741835T3 (es) Aparato de impresión tridimensional y procedimiento de coloreado por inyección de tinta del mismo
JP4153915B2 (ja) インクカートリッジ
CN104999669B (zh) 三维打印喷头、三维打印机和打印方法
CN106239909A (zh) 一种3d打印系统
CN104162956A (zh) 用于注塑模具的模具嵌件
US10710376B2 (en) Inkjet position adjustment method and three-dimensional printing equipment
DE202013000268U1 (de) Patrone und Druckmaterialzuführsystem
US20210138600A1 (en) Assembly apparatus
KR20200092494A (ko) 멀티컬러 3d프린터용 교환 툴 장착구조 및 이를 구비한 멀티컬러 3d프린터
US11383540B2 (en) Printing apparatus
KR20180001340A (ko) 개별적으로 움직이는 복수의 익스트루더 유닛을 구비한 3ｄ 프린터 및 이를 사용한 3ｄ 프린팅 방법
JP2017094529A (ja) 三次元造形装置
JP7482422B2 (ja) 印刷装置
US9738099B2 (en) Printhead assembly datuming
CA2941749C (en) Lattice panel structure and method
IT201900003493A1 (it) Mano di presa
KR20170021181A (ko) 프로파일용 연결구 및 이를 이용한 3d(입체조형) 프린터
KR102613136B1 (ko) 점토를 주 재료로 하는 3d 프린터용 디스펜서 클램핑 시스템
CN106457836A (zh) 液体容纳体、液体消耗装置以及电连接体
JP6938062B1 (ja) 立体造形物色入れシステム、立体造形物色入れ方法、及び保持治具
JP7482421B2 (ja) 印刷装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant