KR20200129997A - 3d 성형물 세척장치 - Google Patents

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KR20200129997A
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Abstract

3D 성형물 세척장치가 개시된다. 본 발명의 3D 성형물 세척장치는, 분사홀이 마련된 본체; 본체에 마련되며 세척 대상물이 거치되는 거치대; 및 본체에 마련되며 분사홀을 통해 세척 대상물로 세척제를 분사하여 세척 대상물을 세척시키는 복수의 분사 노즐이 구비된 세척부를 포함하고, 거치대는 세척 대상물을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킴과 아울러 복수의 분사 노즐은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

Description

3D 성형물 세척장치{WASHING APPARATUS FOR THREE DIMENSIONAL PRODUCRT}
본 발명은, 세척장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 3D 성형물을 자동으로 세척할 수 있는 3D 성형물 세척장치에 관한 것이다.
3차원 입체 형상의 제품을 제작하기 위한 방식으로, 도면을 보고 수작업으로 제품을 제작하는 목업(Mock-up) 방식, 수치제어 공작기계에 의한 절삭가공 방식 등이 있다.
목업 방식은, 제조비용은 저렴하나 정교한 형상가공이 어렵고 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다.
또한 공작기계에 의한 절삭가공 방식은, 정밀한 제품을 제조할 수는 있으나, 제작비용이 많이 소요되고 가공할 수 있는 형상에 제약이 있다는 단점이 있다.
최근에는 3차원 모델링에 의한 3D 도면 데이터를 이용하여, 입체 형상의 제품을 프린팅 제작하는 3D 프린터가 널리 사용되고 있다.
3D 프린터는, 3차원의 3D 도면 데이터에 따라, 액체, 파우더 형태의 폴리머, 금속 등의 재료를 사용하여 입체 형상의 성형품을 제조한다.
3D 프린터를 이용하게 되면, 제작비용과 제조시간을 대폭 단축할 수 있고, 개인 맞춤형 제조가 가능하며, 복잡한 입체 형상도 간편하게 제조할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 실제 제품 제작시 손쉽게 형상을 수정할 수 있고, 제작비, 재료비, 인건비를 절감할 수 있는 장점이 있다.
위와 같은 장점을 지닌 3D 프린터는, 자동차, 항공, 건축, 의료, 가전, 완구 등 다양한 분야에 이용되고 있다.
전술한 3D 프린터는, 광경화성 수지에 레이저를 주사하여 주사된 부분이 경화되도록 하는 SLA(Stereo Lithography Apparatus)방식, 광경화성 수지가 저장된 저장조의 하부로 광을 조사하여 경화시키는 DLP(Digital Light Processing)방식, UV 광원과 LCD 패널을 이용하여 빌드 플레이트의 상부에 수지 성형품을 적층해 나가는 LCD 방식, 기능성 고분자 또는 금속분말을 사용하여 소결시키는 SLS(Selective Laser Sintering)방식, 용융 수지를 압출하여 조형하는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식, 고출력 레이저 빔으로 금속을 직접 성형하는 DMT(Laser-aid Direct Metal Tooling)방식, 기계접합 조형 방식인 LOM(Laminated Object Manufacturing)방식 등이 있다.
한편 3D 프린터에 의해 제작된 성형물은 일반적으로 표면에 잔류하는 수지를 제거하기 위해 세척 및 건조 공정을 거친다. 경우에 따라서는 미경화 부분의 경화가 완료되도록 추가적인 경화공정을 거치기도 한다.
이러한 후처리공정을 수행하기 위해서는 성형물을 조형판으로부터 이탈시킨 후 별도로 마련된 후처리 설비에서 작업자가 세척조, 건조실 및 후경화실을 이동시키며 수작업으로 작업을 한다.
이 경우 작업 효율이 떨어지고 세척 등의 작업 중에 성형물이 손상될 염려가 있으므로 이에 대한 개선책이 요구된다.
전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
한국공개특허공보 제2018-0010293호(이병극) 2018. 01. 30.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 3D 성형물을 자동으로 세척할 수 있는 3D 성형물 세척장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 분사홀이 마련된 본체; 상기 본체에 마련되며 세척 대상물이 거치되는 거치대; 및 상기 본체에 마련되며 상기 분사홀을 통해 상기 세척 대상물로 세척제를 분사하여 상기 세척 대상물을 세척시키는 복수의 분사 노즐이 구비된 세척부를 포함하고, 상기 거치대는 상기 세척 대상물을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킴과 아울러 상기 복수의 분사 노즐은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 3D 성형물 세척장치가 제공될 수 있다.
상기 세척부는, 상기 본체의 상측부에 마련되는 상부 지지판; 상기 본체의 하측부에 마련되는 하부 지지판; 양단부가 상기 상부 지지판과 상기 하부 지지판에 회전 결합되는 회전대; 상기 상부 지지판 및 상기 하부 지지판 중 적어도 하나에 마련되어 상기 회전대를 회전시키는 회전 모터; 및 상기 회전대에 결합되어 세척수 또는 에어를 상기 세척 대상물로 분사하는 상기 복수의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 본체에는 세척제가 저장되는 세척제 저장탱크가 마련되고, 상기 세척 대상물로 분사되는 세척제는 상기 세척제 저장탱크에 마련된 탱크홀을 통해 상기 세척제 저장탱크로 공급될 수 있다.
상기 거치부는, 상기 본체에 마련되는 세척 대상물 회전모터; 및 상기 본체의 내부에 배치되어 상기 세척 대상물을 거치하며 상기 세척 대상물 회전모터에 연결되어 회전되는 거치대를 포함할 수 있다.
상기 본체에 마련되어 상기 세척제 저장탱크에 저장된 세척제를 상기 복수의 분사 노즐로 공급하는 펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 펌프에 연결되도록 상기 본체에 마련되는 유량계를 더 포함할 수 있다.
상기 본체에 마련되어 상기 복수의 분사 노즐에서 분사되는 에어의 압력을 조절하는 레귤레이터; 및 상기 본체에 마련되어 상기 복수의 분사 노즐로 공급되는 에어를 개폐시키는 밸브 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 거치대와 복수의 분사 노즐이 구비된 세척부를 통해 세척 대상물을 자동으로 세척할 수 있어 작업 효율을 향상시킬 수 있고, 세척 작업 중에 성형물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한 세척 대상물을 세척 대상물 회전모터에 의해 회전시켜서 세척함과 아울러 복수의 분사 노즐을 회전시켜서 분사 각도를 조절할 수 있으므로 세척 영역을 넓혀서 세척 대상물을 세척할 수 있다.
나아가 본 실시 예는 세척 대상물의 세척후에 세척 대상물에 붙을 수 있는 잔류 수지를 제거하고 IPA를 포함하는 세척제를 건조시키기 위해 에어를 이용하여 세척하는 수작업을 세척제의 분사 세척 후 자동으로 에어 와시 기능을 할 수 있어 세척 작업을 자동으로 할 수 있다.
그리고 본 실시 예는 세척 대상물을 거치부로 고정시켜서 세척할 수 있으므로 세척 대상물을 안정적으로 세척할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 성형물 세척장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 배면 사시도이다.
도 3은 도 1의 내부 영역이 도시된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시 예의 사용 상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 실시 예는 3D 성형물 또는 레진 수조를 세척하는데 적용될 수 있고, 이외에 공지된 다른 세척물을 사용하는데에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 성형물 세척장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 배면 사시도이고, 도 3은 도 1의 내부 영역이 도시된 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 실시 예의 사용 상태도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 3D 성형물 세척장치(1)는, 본체(100)와, 본체(100)에 마련되며 세척 대상물(W)이 거치되는 거치대(220)와, 본체(100)에 마련되어 세척 대상물(W)로 세척제 또는 에어를 분사하는 세척부(300)를 구비한다.
본체(100)의 후방벽에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 분사홀(110)이 마련되고, 이 분사홀(110)은 세척부(300)에서 분사되는 세척제 또는 에어의 분사 통로로 제공될 수 있다.
본 실시 예에서 분사홀(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 높이 방향으로 마련될 수 있고, 본체(100)의 전체 높이의 50 내지 80% 높이로 마련될 수 있다.
본체(100)의 하측부에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 세척제 저장탱크(120)가 마련될 수 있다.
본 실시 예에서 세척제 저장탱크(120)의 상측부에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 탱크홀(121)이 마련되고, 세척 대상물(W)로 분사되는 액상의 세척제는 탱크홀(121)을 통해 세척제 저장탱크(120)의 내부로 유입될 수 있다.
본체(100)에는, 도 4에 도시된 펌프(130)와 유량계(140)와 레귤레이터(150)와 밸브 부재(160)가 마련될 수 있다.
펌프(130)는, 세척제 저장탱크(120)에 저장된 세척제를 복수의 분사 노즐(360)로 펌핑할 수 있다.
유량계(140)는, 세척제 저장탱크(120)와 복수의 분사 노즐(360)을 연결하는 라인에 마련되어 세척제의 유동 유무에 따라 세척제의 유무를 검출할 수 있다.
레귤레이터(150)는, 세척제 저장탱크(120)와 복수의 분사 노즐(360)을 연결하는 라인에 마련되어 복수의 분사 노즐(360)에서 세척 대상물(W)로 분사되는 에어의 압력을 조절할 수 있다.
밸브 부재(160)는, 솔레노이드 밸브를 포함하고, 세척제 저장탱크(120)와 복수의 분사 노즐(360)을 연결하는 라인에 마련되어 복수의 분사 노즐(360)에서 세척 대상물(W)로 분사되는 에어를 개폐할 수 있다.
본 실시 예에서 펌프(130)는 본체(100)의 내부에 마련될 수 있고, 유량계(140)와 레귤레이터(150)와 밸브 부재(160)는 본체(100)의 외부에 마련될 수 있다.
거치부(200)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(100)에 마련되어 세척 대상물(W)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 본 실시 예는 거치부(200)로 세척 대상물(W)을 고정시켜서 세척할 수 있으므로 세척 대상물(W)의 손상을 방지할 수 있고 세척 대상물(W)을 안정적으로 세척할 수 있다.
본 실시 예에서 거치부(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 외부 상측에 마련되는 세척 대상물 회전모터(210)와, 본체(100)의 내부에 배치되어 세척 대상물(W)을 거치하며 세척 대상물 회전모터(210)에 연결되어 회전되는 거치대(220)를 포함한다.
거치부(200)의 세척 대상물 회전모터(210)는, 전기로 작동될 수 있고, 거치대(220)를 시계 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
거치부(200)의 거치대(220)는, 세척 대상물 회전모터(210)에 축으로 연결될 수 있고, 세척 대상물(W)을 클램프 등으로 고정시킬 수 있다.
세척부(300)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 후방벽에 마련되어 본체(100)의 내부에 배치되는 세척 대상물(W)에 세척제 또는 에어를 분사하여 세척시키는 역할을 한다.
본 실시 예에서 세척부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 상측부에 마련되는 상부 지지판(310)과, 본체(100)의 하측부에 마련되는 하부 지지판(320)과, 양단부가 상부 지지판(310)과 하부 지지판(320)에 회전 결합되는 회전대(330)와, 상부 지지판(310)에 마련되어 회전대(330)를 회전시키는 회전 모터(340)와, 회전대(330)에 결합되는 노즐 브래킷(350)과, 회전대(330)에 결합되어 세척수 또는 에어를 세척 대상물(W)로 분사하는 상기 복수의 분사 노즐(360)을 포함한다.
세척부(300)의 상부 지지판(310)과 하부 지지판(320)은 본체(100)에 탈착 가능하게 볼트 결합될 수 있다.
세척부(300)의 회전대(330)는 상부 지지판(310)과 하부 지지판(320)에 베어링으로 결합되어 회전될 수도 있고, 상부 지지판(310)과 하부 지지판(320)에 마련된 홀과 미세 틈을 두고 결합되어 회전될 수도 있다.
세척부(300)의 회전 모터(340)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 지지판(310)에 결합될 수 있고, 브래킷을 통해 상부 지지판(310)에 탈착 결합될 수 있다.
세척부(300)의 노즐 브래킷(350)은, 회전대(330)에 탈착 가능하게 볼트 결합될 수 있고, 복수의 분사 노즐(360)에 대응되는 개수로 마련될 수 있다.
세척부(300)의 복수의 분사 노즐(360)은, 노즐 브래킷(350)에 탈착 가능하게 볼트 또는 끼워 맞춤 결합될 수 있고, 세척 대상물(W)로 IPA를 포함하는 세척제와 에어를 분사할 수 있다.
본 실시 예에서 복수의 분사 노즐(360)은 V형상으로 가공되어 세척 대상물(W)에 방사형 패턴으로 세척제를 분사할 수 있다.
또한 본 실시 예에서 복수의 분사 노즐(360)은 회전 모터(340)에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전되어 세척 대상물(W)의 세척 영역을 넓힐 수 있다.
본 실시 예는 복수의 분사 노즐(360)에서 세척제를 일정 시간 예를 들어 60초 동안 세척 대상물(W)로 분사한 후 에어를 일정 시간 예를 들어 30초 동안 분사할 수 있다. 그 다음으로 다시 세척제를 일정 시간 예를 들어 60초 동안 세척 대상물(W)로 분사한 후 에어를 일정 시간 예를 들어 60초 동안 분사하여 세척 대상물(W)의 세척을 마무리할 수 있다. 본 실시 예는 이와 같이 세척 대상물(W)로 세척제와 에어를 분사하는 작업을 자동으로 할 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 거치대와 복수의 분사 노즐이 구비된 세척부를 통해 세척 대상물을 자동으로 세척할 수 있어 작업 효율을 향상시킬 수 있고, 세척 작업 중에 성형물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한 세척 대상물을 세척 대상물 회전모터에 의해 회전시켜서 세척함과 아울러 복수의 분사 노즐을 회전시켜서 분사 각도를 조절할 수 있으므로 세척 영역을 넓혀서 세척 대상물을 세척할 수 있다.
나아가 본 실시 예는 세척 대상물의 세척후에 세척 대상물에 붙을 수 있는 잔류 수지를 제거하고 IPA를 포함하는 세척제를 건조시키기 위해 에어를 이용하여 세척하는 수작업을 세척제의 분사 세척 후 자동으로 에어 와시 기능을 할 수 있어 세척 작업을 자동으로 할 수 있다.
그리고 본 실시 예는 세척 대상물을 거치부로 고정시켜서 세척할 수 있으므로 세척 대상물을 안정적으로 세척할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 3D 성형물 세척장치
100 : 본체 110 : 분사홀
120 : 세척제 저장탱크 121 : 탱크홀
130 : 펌프 140 : 유량계
150 : 레귤레이터 160 : 밸브 부재
200 : 거치부 210 : 세척 대상물 회전모터
220 : 거치대 300 : 세척부
310 : 상부 지지판 320 : 하부 지지판
330 : 회전대 340 : 회전 모터
350 : 노즐 브래킷 360 : 분사 노즐
W : 세척 대상물

Claims (7)

  1. 분사홀이 마련된 본체;
    상기 본체에 마련되며 세척 대상물이 거치되는 거치대; 및
    상기 본체에 마련되며 상기 분사홀을 통해 상기 세척 대상물로 세척제를 분사하여 상기 세척 대상물을 세척시키는 복수의 분사 노즐이 구비된 세척부를 포함하고,
    상기 거치대는 상기 세척 대상물을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킴과 아울러 상기 복수의 분사 노즐은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 3D 성형물 세척장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척부는,
    상기 본체의 상측부에 마련되는 상부 지지판;
    상기 본체의 하측부에 마련되는 하부 지지판;
    양단부가 상기 상부 지지판과 상기 하부 지지판에 회전 결합되는 회전대;
    상기 상부 지지판 및 상기 하부 지지판 중 적어도 하나에 마련되어 상기 회전대를 회전시키는 회전 모터; 및
    상기 회전대에 결합되어 세척수 또는 에어를 상기 세척 대상물로 분사하는 상기 복수의 노즐을 포함하는 3D 성형물 세척장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에는 세척제가 저장되는 세척제 저장탱크가 마련되고,
    상기 세척 대상물로 분사되는 세척제는 상기 세척제 저장탱크에 마련된 탱크홀을 통해 상기 세척제 저장탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 3D 성형물 세척장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 거치부는,
    상기 본체에 마련되는 세척 대상물 회전모터; 및
    상기 본체의 내부에 배치되어 상기 세척 대상물을 거치하며 상기 세척 대상물 회전모터에 연결되어 회전되는 거치대를 포함하는 3D 성형물 세척장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 본체에 마련되어 상기 세척제 저장탱크에 저장된 세척제를 상기 복수의 분사 노즐로 공급하는 펌프를 더 포함하는 3D 성형물 세척장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 펌프에 연결되도록 상기 본체에 마련되는 유량계를 더 포함하는 3D 성형물 세척장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에 마련되어 상기 복수의 분사 노즐에서 분사되는 에어의 압력을 조절하는 레귤레이터; 및
    상기 본체에 마련되어 상기 복수의 분사 노즐로 공급되는 에어를 개폐시키는 밸브 부재를 더 포함하는 3D 성형물 세척장치.
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