KR20220014478A - Raw material extrusion device for 3d printer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3D 프린터용 원료 압출 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 내부의 밀봉압력을 조절하여 스크류의 회전에 따라 발생하는 역류에 의한 프린팅원료의 손실을 방지하면서 프린팅원료의 이송을 원활하게 하여 정밀한 토출이 가능하도록 할 수 있는 3D 프린터용 원료 압출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a raw material extrusion device for a 3D printer, and more specifically, by controlling the internal sealing pressure to prevent the loss of the printing raw material due to the reverse flow generated by the rotation of the screw, and to facilitate the transfer of the printing raw material and to accurately discharge the printing material It relates to a raw material extrusion device for a 3D printer that can make this possible.
일반적으로, 3D 프린터는 특정 소프트웨어에 의해서 작성된 3차원 설계도에 기초해서 연속적인 계층의 물질을 분사해서 3차원 물체를 제조하는 장치로, 개발 초기에는 주로 시제품의 제작에 사용되었으나, 최근에는 선박, 자동차, 건축, 의료, 식품 등 산업의 전분야에서 널리 이용되고 있고, 또한 소비자가 자기만의 스타일과 디자인으로 물건을 맞춤 생산하기 위한 용도로도 이용이 확대되고 있다. 사용되는 원료의 종류에 따라 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling) 방식, DLP(Digital Light Processing) 방식, SLS(Selective Laser Sintering) 방식 등으로 분류될 수 있다. 여기에서, FFF 및 FDM 방식에서는 고체 필라멘트를 원료로 사용하고, DLP 방식에서는 액체의 원료를 사용하며, SLS 방식에서는 파우더 형태의 원료를 사용할 수 있다.In general, a 3D printer is a device for manufacturing a three-dimensional object by spraying a continuous layer of material based on a three-dimensional design created by a specific software. It is widely used in all fields of industry, such as architecture, medicine, food, etc., and is also being used for the purpose of custom-producing products with their own style and design. Depending on the type of raw material used, it may be classified into a Fused Filament Fabrication (FFF), a Fused Deposition Modeling (FDM) method, a Digital Light Processing (DLP) method, and a Selective Laser Sintering (SLS) method. Here, in the FFF and FDM methods, a solid filament may be used as a raw material, in the DLP method, a liquid raw material may be used, and in the SLS method, a raw material in a powder form may be used.
한편, 직접 주사(DW, Direct Writing) 기법은 유체에 직접 압력을 가하여 노즐을 통해 토출하면서 노즐의 위치를 이송시스템을 통해 직접 제어하여 원하는 형상의 패턴을 성형할 수 있다.On the other hand, the direct injection (DW, Direct Writing) technique can form a pattern of a desired shape by directly controlling the position of the nozzle through the transport system while directly applying pressure to the fluid and discharging it through the nozzle.
종래에는 원료를 롤러의 회전에 의해 원료가 노즐로 공급되어 압출될 수 있다. 하지만, 롤러의 회전에 의해 원료가 원료주입구로 역류하거나 롤러의 상단부로 역류하여 원료의 손실이 발생할 수 있었다.Conventionally, the raw material may be extruded by being supplied to the nozzle by the rotation of the roller. However, due to the rotation of the roller, the raw material may flow backwards into the raw material inlet or into the upper end of the roller, resulting in loss of raw material.
즉, 프린팅용 원료의 손실이 발생하고, 프린팅원료가 소진되거나 도중에 끊어져서 원료공급에 차질이 생겨 정밀한 제품을 만들 수 없게 되는 문제가 발생하게 될 수 있다.That is, the loss of printing raw material may occur, and the printing raw material may be exhausted or cut off in the middle, resulting in a problem in the supply of raw materials, which may cause a problem in that it is impossible to make a precise product.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3D 프린터용 원료 압출 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus for extruding a raw material for a 3D printer.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터용 원료 압출 장치는, 3D 프린팅하기 위한 프린팅원료를 공급하는 원료공급부; 내부에 수용공간이 마련된 압출몸체부와, 상기 수용공간에 구비되며 내부에 충진된 상기 프린팅원료를 회전하여 압축하는 압출스크류와, 상기 압출스크류에 의해 압축된 상기 프린팅원료 토출하는 토출부를 포함하는 압출이송부; 및 상기 프린팅원료의 농도에 대응하여 상기 수용공간의 밀봉압력을 조절하고, 상기 압출스크류와 상기 압출몸체부 사이에 배치되며, 상기 압출스크류를 감싸서 형성되는 압출조절부;를 포함할 수 있다.A raw material extrusion apparatus for a 3D printer according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems, a raw material supply unit for supplying a printing raw material for 3D printing; Extrusion comprising an extrusion body having a receiving space therein, an extrusion screw provided in the receiving space to rotate and compress the printing material filled therein, and a discharge unit for discharging the printing material compressed by the extrusion screw transfer unit; and an extrusion control unit that adjusts the sealing pressure of the receiving space in response to the concentration of the printing material, is disposed between the extrusion screw and the extrusion body, and surrounds the extrusion screw.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 원료공급부는, 상기 압출스크류의 하단부의 회전수단에 대응하여 상기 회전수단의 회전시 최대외경과 소정간격으로 이격되어 소정의 내경을 갖도록 원통형으로 형성된 상기 압출몸체부의 토출이송부의 내부를 관통하여 배치되며, 상기 압출스크류의 진행방향에 대응하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the raw material supply unit, the extruded body formed in a cylindrical shape to have a predetermined inner diameter spaced apart from the maximum outer diameter and a predetermined interval when the rotation means is rotated corresponding to the rotation means of the lower end of the extrusion screw It is disposed through the inside of the discharge transfer unit, and may be formed to be inclined downward to correspond to the traveling direction of the extrusion screw.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압출조절부는, 일측면의 적어도 일부분이 상기 압출스크류의 상기 회전수단이 구비되지 않는 상단부의 외측면에 고정되고, 타측면의 적어도 일부분이 상기 압출몸체부의 외측면에 고정되며, 하면이 상기 토출이송부의 상면에 고정되어 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the extrusion control unit, at least a portion of one side is fixed to the outer surface of the upper end of the extrusion screw that is not provided with the rotating means, and at least a portion of the other side is outside the extrusion body It is fixed to the side, and the lower surface may be fixedly disposed on the upper surface of the discharge transfer unit.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압출조절부는, 상기 압출몸체부의 내측면에 회전결합되어 상하이동가능한 밀봉압력조절부; 상기 밀봉압력조절부의 상하이동에 대응하여 길이방향으로 탄성력을 갖는 탄성부재; 상기 밀봉압력조절부와 상기 탄성부재 사이에 배치되며, 상기 밀봉압력조절부의 회전에 대응하여 회전하는 상기 회전부; 및 상기 탄성부재의 하면에 구비되어 상기 프린팅원료의 이동경로를 차단하는 밀봉부;를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the extrusion control unit, the sealing pressure control unit is rotationally coupled to the inner surface of the extrusion body portion movable vertically; an elastic member having an elastic force in the longitudinal direction corresponding to the vertical movement of the sealing pressure adjusting unit; the rotating unit disposed between the sealing pressure adjusting unit and the elastic member and rotating in response to the rotation of the sealing pressure adjusting unit; and a sealing part provided on the lower surface of the elastic member to block the movement path of the printing material.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉부는, 상면이 상기 탄성부재의 하면에 고정결합되고, 적어도 일측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면에 고정결합되며, 타측면이 상기 압출몸체부의 내측면과 소정간격으로 이격되어 배치되는 제1 고정수단; 상기 제1 고정수단의 하면에 고정결합되고, 양측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면과 상기 압출몸체부의 내측면 사이에서 소정간격으로 이격되어 배치되는 제1 밀봉수단; 하면이 상기 토출이송부의 상면에 고정결합되고, 적어도 일측면이 상기 압출몸체부의 내측면에 고정결합되고, 타측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면과 소정간격으로 이격되어 배치되는 제2 고정수단; 및 상기 제2 고정수단의 상면에 고정결합되고, 양측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면과 상기 압출몸체부의 내측면 사이에서 소정간격으로 이격되어 배치되는 제2 밀봉수단;을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sealing portion, the upper surface is fixedly coupled to the lower surface of the elastic member, at least one side is fixedly coupled to the outer surface of the upper end of the extrusion screw, the other side is inside the extruded body portion a first fixing means arranged to be spaced apart from the side surface at a predetermined interval; a first sealing means fixedly coupled to a lower surface of the first fixing means and disposed with both sides of which are spaced apart from each other at a predetermined interval between the outer surface of the upper end of the extrusion screw and the inner surface of the extrusion body; The lower surface is fixedly coupled to the upper surface of the discharge transfer unit, at least one side is fixedly coupled to the inner surface of the extrusion body, and the other side is spaced apart from the outer surface of the upper end of the extrusion screw by a predetermined distance. method; and a second sealing means fixedly coupled to the upper surface of the second fixing means and disposed with both side surfaces spaced apart from each other at a predetermined interval between the outer surface of the upper end of the extrusion screw and the inner surface of the extrusion body.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 밀봉수단은 서로 동일하거나 상이한 재질로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 고정수단은 서로 동일하거나 상이한 재질로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first and second sealing means may be made of the same or different materials, and the first and second fixing means may be made of the same or different materials.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압출스크류 회전 시, 상기 밀봉압력조절부가 회전하여 하측으로 이동하는 경우, 상기 밀봉압력조절부의 압력에 의해 상기 탄성부재가 하측으로 압축되고, 상기 탄성부재의 압력에 의해 상기 제1 및 제2 고정수단과 상기 제1 및 제2 밀봉수단이 하측방향으로 압축될 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the extrusion screw rotates, when the sealing pressure control unit rotates and moves downward, the elastic member is compressed downward by the pressure of the sealing pressure control unit, and the pressure of the elastic member Thus, the first and second fixing means and the first and second sealing means may be compressed in the downward direction.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 밀봉압력조절부에 의해 상기 탄성부재의 압축이 고정된 경우, 상기 제1 밀봉수단 및 상기 제1 고정수단은 상기 압출스크류의 회전방향에 대응하여 회전하고, 상기 제2 밀봉수단 및 상기 제2 밀봉수단은 상기 압출스크류의 회전방향에 대응하여 회전하지 않고 고정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the compression of the elastic member is fixed by the sealing pressure adjusting unit, the first sealing means and the first fixing means rotate in response to the rotation direction of the extrusion screw, The second sealing means and the second sealing means may be fixed without rotating in response to the rotation direction of the extrusion screw.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전부는 상기 밀봉압력조절부와 고정결합되는 제1 회전부재와 상기 탄성부재와 고정결합되는 제2 회전부재와 상기 제1 및 제2 회전부재 사이에 배치되어 축방향으로 상기 회전부를 지지하는 회전연결링을 포함하고, 상기 제2 회전부재 및 상기 탄성부재는 상기 압출스크류의 회전방향에 대응하여 회전할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the rotating part is disposed between the first and second rotating members and a first rotating member fixedly coupled to the sealing pressure adjusting unit, a second rotating member fixedly coupled to the elastic member, and a rotation connection ring supporting the rotation unit in an axial direction, wherein the second rotation member and the elastic member may rotate in response to the rotation direction of the extrusion screw.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 원료공급부는, 원통 홀로 구성되며, 상기 프린팅원료가 주입되는 주입구에 결합부재가 결합되는 나사선결합부;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the raw material supply unit, composed of a cylindrical hole, the printing raw material is injected into the injection hole, the coupling member is coupled to the screw thread coupling portion; may further include.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 3D 프린터용 원료 압출 장치에 압출조절부를 구비함으로써, 3D 프린터용 원료 압출 장치의 내부의 밀봉압력을 균일하게 조절하여 스크류의 회전에 따라 발생하는 역류를 차단하여 프린팅원료의 손실을 방지할 수 있다.According to the present invention, by providing an extrusion control unit in the raw material extrusion device for a 3D printer, the sealing pressure inside the raw material extrusion device for a 3D printer is uniformly adjusted to block the reverse flow generated by the rotation of the screw, thereby reducing the loss of the printing raw material. can be prevented
본 발명에 따르면, 3D 프린터용 원료 압출 장치에 압출조절부를 구비함으로써, 압출조절부에 의해 3D 프린터용 원료 압출 장치의 내부에 균일한 힘을 전달하여 프린팅원료의 이송을 원활하게 하여 정밀한 토출이 가능하게 하여 정밀한 제품을 제작할 수 있다.According to the present invention, by providing an extrusion control unit in the raw material extrusion device for a 3D printer, a uniform force is transmitted to the inside of the raw material extrusion device for a 3D printer by the extrusion control unit, thereby smoothing the transfer of the printing material and precise ejection This makes it possible to manufacture precise products.
본 발명에 따르면, 3D 프린터용 원료 압출 장치에 압출조절부를 구비함으로써, 압출조절부에 의해 프린팅원료의 농도에 대응하여 3D 프린터용 원료 압출 장치의 내부의 밀봉압력을 조절하여 프린팅원료의 이송을 원활하게 하여 정밀한 토출이 가능하게 하여 정밀한 제품을 제작할 수 있다.According to the present invention, by providing an extrusion control unit in the raw material extrusion device for a 3D printer, the sealing pressure inside the raw material extrusion device for a 3D printer is adjusted according to the concentration of the printing material by the extrusion control unit to facilitate the transfer of the printing material This enables precise dispensing to produce precise products.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터용 원료 압출 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 압출조절부의 일부 절개 개략 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 원료공급부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 3D 프린터용 원료 압출 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an apparatus for extruding a raw material for a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway schematic perspective view of the extrusion control unit shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a view for explaining the raw material supply unit shown in FIG. 1 .
4 and 5 are views for explaining the operation of the raw material extrusion apparatus for a 3D printer.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully understand the scope of the present invention to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터용 원료 압출 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 압출조절부의 일부 절개 개략 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 원료공급부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 및 도 5는 3D 프린터용 원료 압출 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an apparatus for extruding a raw material for a 3D printer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially cutaway schematic perspective view of the extrusion control unit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is the raw material shown in FIG. It is a view for explaining the supply unit, and Figures 4 and 5 are views for explaining the operation of the raw material extrusion device for a 3D printer.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 3D 프린터용 원료 압출 장치(1)는 3D 프린팅하기 위한 프린팅원료를 공급하는 원료공급부(10), 원료공급부(10)를 통해 공급받은 프린팅원료를 압출스크류(24)에 의해 압출하여 토출하는 압출이송부(20) 및 프린팅원료의 농도에 대응하여 수용공간의 밀봉압력을 조절하는 압출조절부(30)를 포함할 수 있다. 이때, 3D 프린터용 원료 압출 장치(1)는 회전동력을 발생하는 구동모터를 구비할 수 있다.1 and 2, the raw
실시예에 따라, 3D 프린터용 원료 압출 장치(1)는 3D 프린터용 원료 압출 장치의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.According to an embodiment, the raw
원료공급부(10)는 3D 프린팅하기 위한 프린팅원료를 공급하는 호퍼로써, 본 실시예에서, 액체원료 예를 들어, 세라믹 페이스트와 같은 점성유체소재를 포함하는 것으로 개시하였지만 이에 한정하지 않는다.The raw
원료공급부(10)는 배출구(12) 및 주입구(14)를 포함하며 원통 홀로 구성될 수 있다.The raw
배출구(12)는 압출이송부(20)의 압출몸체부(22)의 내부를 관통하여 압출이송부(20)의 수용공간에 프린팅원료를 공급할 수 있다. 이때, 원료공급부(10)는 압출스크류(24)의 진행방향에 대응하여 하향 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 배출구(12)는 압출몸체부(22)의 내측면의 수직면 즉, 공급홀(220)과 하향 경사지게 맞닿도록 형성될 수 있다.The
주입구(14)는 외부로부터 프린팅원료를 주입받을 수 있다.The
실시예에 따라, 주입구(14)는 결합부재(16)가 결합되는 나사선결합부(140)를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
예를 들어, 도 3을 참고하면, 원터치형 튜브의 결합부재(16)가 나사선결합부(140)와 나사선방식으로 결합될 수 있다.For example, referring to FIG. 3 , the
이와 같은 구성의 원료공급부(10)는 토출부(26) 측으로 하향경사지게 형성됨으로써, 프린팅원료의 이송 흐름이 압출스크류(24)의 회전에 대응하여 원활하게 토출되도록 할 수 있다.The raw
압출이송부(20)는 내부에 수용공간이 마련된 압출몸체부(22)와, 수용공간에 구비되며 내부에 충진된 프린팅원료를 회전하여 압축하는 압출스크류(24)와, 압출스크류(24)에 의해 압축된 프린팅원료 토출하는 토출부(26)를 포함할 수 있다.The
압출몸체부(22)는 공급홀(220), 토출이송부(222) 및 내측회전결합부(224)를 포함할 수 있다.The
공급홀(220)은 원료공급부(10)의 배출구(12)에 의해 형성된 홀로써, 원료공급부(10)의 배출구(12)에 대응하여 형성될 수 있다.The
토출이송부(222)는 내부 수용공간에 있어서, 압출스크류(24)의 회전수단(240)에 대응하여 회전수단(240)으로부터 소정간격 이격되어 원통형으로 형성될 수 있다. 즉, 토출이송부(222)는 회전수단(240)의 회전시 최대외경과 소정간격 이격되어 소정의 내경을 갖는 원통형으로 형성될 수 있다.In the inner accommodation space, the
본 실시예에서, 토출이송부(222)는 원료공급부(10)의 형성 위치에 대응하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 공급홀(220)은 토출이송부(222)의 내측면에 형성될 수 있다.내측회전결합부(224)는 압출몸체부(22)의 내측면(226)의 상측면에 형성될 수 있다. 즉, 내측회전결합부(224)는 후술되는 밀봉압력조절부(32)에 대응하여 형성될 수 있다. 이때, 내측회전결합부(224)의 회전결합깊이에 따라 수용공간의 밀봉압력이 조절될 수 있다.In the present embodiment, the
압출스크류(24)는 단일 스크류 또는 두개 이상의 스크류로 이루어진 회전수단(240)을 포함할 수 있다.The
회전수단(240)은 토출이송부(222)에 대응하여 형성될 수 있다.The rotating means 240 may be formed to correspond to the
이와 같은 구성의 압출이송부(20)는 원료공급부(10)를 통해 공급받은 프린팅원료를 압출스크류(24)에 의해 압출하여 토출할 수 있다.The
압출조절부(30)는 밀봉압력조절부(32), 회전부(34), 탄성부재(36) 및 밀봉부(38)를 포함할 수 있다.The
밀봉압력조절부(32)는 압출몸체부(22)의 내측면(226)에 회전결합되는 외측회전결합부(320)를 포함할 수 있다. 즉, 밀봉압력조절부(32)는 압출몸체부(22)의 내측회전결합부(224)와 외측회전결합부(320)가 회전결합되어 상하로 용이하게 이동할 수 있다.The sealing
회전부(34)는 밀봉압력조절부(32)와 탄성부재(36) 사이에 배치되며, 밀봉압력조절부(32)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.The rotating
여기서, 회전부(34)는 밀봉압력조절부(32)의 하면에 고정결합되는 제1 회전링(340)과, 탄성부재(36)의 상면에 고정결합되는 제2 회전링(344)과, 제1 회전링(340) 및 제2 회전링(344) 사이에 배치되는 회전연결링(342)을 포함할 수 있다. 이때, 회전연결링(342)에 의해 밀봉압력조절부(32)의 회전시 마찰을 최소화할 수 있다.Here, the
한편, 밀봉압력조절부(32)의 상하 이동한 경우, 회전에 따라 회전부(34)가 회전하지만, 밀봉압력조절부(32)가 고정된 상태에서 압출스크류(24)의 회전하는 경우에는 밀봉압력조절부(32) 및 제1 회전링(340)은 압출스크류(24)의 회전방향에 대응하여 회전하지 않을 수 있다.On the other hand, when the sealing
이와 같은 구조의 회전부(34)에 의해 밀봉압력조절부(32)와 탄성부재(36) 사이에서 발생하는 마찰을 최소화하고, 밀봉부(38)에 균일한 힘이 전달될 수 있다.Friction generated between the sealing
탄성부재(36)는 밀봉압력조절부(32)의 상하이동에 대응하여 길이방향으로 탄성력을 갖는 부재로써, 본실시예에서 압축스프링으로 개시하였지만, 이에 한정하지 않는다.The
여기서, 탄성부재(36)는 내측회전결합부(224)의 일부분이 중첩되어 배치될 수 있다.Here, the
밀봉부(38)는 압출스크류(24)의 상단부(242)의 외측면과 압출몸체부(22)의 내측면(226) 사이에 구비되어 프린팅원료의 이동경로를 차단할 수 있다. 여기서, 밀봉부(38)는 내측회전결합부(224)와 중첩되어 배치되지 않을 수 있다.The sealing
구체적으로, 밀봉부(38)는 제1 고정수단(380), 제1 밀봉수단(382), 제2 밀봉수단(384) 및 제2 고정수단(386)을 포함할 수 있다.Specifically, the sealing
제1 고정수단(380)은 상면이 탄성부재(36)의 하면에 고정결합되고, 적어도 일측면이 압출스크류(24)의 회전수단(240)이 구비되지 않는 상단부(242)의 외측면에 고정결합되며, 타측면이 압출몸체부(22)의 내측면(226)과 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 고정수단(380)은 압출스크류(24)의 회전수단(240)이 구비되지 않는 상단부(242)의 외측면에 고정결합됨으로써, 압출스크류(24)의 회전방향에 대응하여 회전될 수 있다. 즉, 밀봉압력조절부(32)의 고정유무에 상관없이 압출스크류(24)의 회전방향에 대응하여 회전될 수 있다.The first fixing means 380 has an upper surface fixedly coupled to the lower surface of the
이와 같은 제1 고정수단(380)은 유연한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 고무재질과 같은 밀봉성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 고정수단(380)은 제1 밀봉수단(382)을 고정 및 지지할 수 있다.This first fixing means 380 may be made of a flexible material. For example, it may be made of a material having excellent sealing properties, such as a rubber material. In addition, the first fixing means 380 may fix and support the first sealing means 382 .
제1 밀봉수단(382)은 제1 고정수단(380)의 하면에 고정결합되고, 양측면이 압출스크류(24)의 상단부(242)의 외측면과 압출몸체부(22)의 내측면(226) 사이에서 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 밀봉수단(382)은 제1 고정수단(380)의 하면에 고정결합됨으로써, 제1 고정수단(380)의 회전방향에 대응하여 회전할 수 있다.The first sealing means 382 is fixedly coupled to the lower surface of the first fixing means 380, both sides of which are the outer surface of the
이와 같은 제1 밀봉수단(382)은 마찰 및 마모에 강한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 고운 연마표면을 갖고 있어서 밀봉력이 우수하면서 마모에 잘 견디는 소재로써, 후술하는 제2 밀봉수단(384)과 함께 알루미나세라믹과 카본 세트 또는 테프론(PTFE)과 세라믹(알루미나 등) 세트 등으로 이루어진 복수의 세트 중 적어도 하나의 세트로 구성될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.The first sealing means 382 may be made of a material resistant to friction and abrasion. For example, as a material that has a fine abrasive surface and thus has excellent sealing power and resists abrasion well, alumina ceramic and carbon set or Teflon (PTFE) and ceramic (alumina, etc.) set together with a second sealing means 384 to be described later It may consist of at least one set among a plurality of sets consisting of, but is not limited thereto.
제2 밀봉수단(384)은 제2 고정수단(386)의 상면에 고정되고, 양측면이 압출스크류(24)의 상단부(242)의 외측면과 압출몸체부(22)의 내측면(226) 사이에서 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제2 밀봉수단(384)은 토출이송부(222)의 상면에 고정결합됨으로써, 압출스크류(24)의 회전방향에 대응하여 회전되지 않고 고정될 수 있다.The second sealing means 384 is fixed to the upper surface of the second fixing means 386 , and both sides are between the outer surface of the
이와 같은 제2 밀봉수단(384)은 제1 밀봉수단(382)과 마찰 및 마모에 강한 동일한 재질로 구성될 수 있지만 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 고운 연마표면을 갖고 있어서 밀봉력이 우수하면서 마모에 잘 견디는 소재로써, 알루미나세라믹과 카본 세트 또는 테프론(PTFE)과 세라믹(알루미나 등) 세트 등으로 이루어진 복수의 세트 중 적어도 하나의 세트로 구성될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.This second sealing means 384 may be made of the same material as the first sealing means 382 and resistant to friction and abrasion, but is not limited thereto. For example, at least one set of a plurality of sets consisting of alumina ceramic and carbon set or Teflon (PTFE) and ceramic (alumina, etc.) It may consist of, but is not limited thereto.
제2 고정수단(386)은 하면이 토출이송부(222)의 상면에 고정결합되고, 적어도 일측면이 압출몸체부(22)의 내측면(226)에 고정결합되고, 타측면이 압출스크류(24)의 상단부(242)와 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제2 고정수단(386)은 압출몸체부(22)의 내측면(226)에 고정결합됨으로써, 압출스크류(24)의 회전방향에 대응하여 회전되지 않고 고정될 수 있다.The second fixing means 386 has a lower surface fixedly coupled to the upper surface of the
이와 같은 제2 고정수단(386)은 제1 고정수단(380)와 동일한 유연한 재질로 구성될 수 있지만 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 고무재질과 같은 밀봉성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 고정수단(386)은 제2 밀봉수단(384)을 고정 및 지지할 수 있다.This second fixing means 386 may be made of the same flexible material as the first fixing means 380, but is not limited thereto. For example, it may be made of a material having excellent sealing properties, such as a rubber material. In addition, the second fixing means 386 may fix and support the second sealing means 384 .
이와 같은 구성의 압출조절부(30)는 압출이송부(20)에 의해 압축된 프린팅원료를 프린팅원료의 농도에 대응하여 수용공간의 밀봉압력을 조절할 수 있다.The
예를 들어, 프린팅원료의 농도가 높은 경우, 프린팅원료가 원활하게 이송되어 정밀한 토출이 이루어지도록 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉압력조절부(32)를 회전시켜 압출몸체부(22)의 내측회전결합부(224)와 외측회전결합부(320)가 회전결합되어 하부로 이동하고, 밀봉압력조절부(32)의 하부 이동에 의해 탄성부재(36)가 하측으로 압축되고, 탄성부재(36)의 압축에 의해 제1 고정수단(380)에 고정된 제1 밀봉수단(382)과 제2 고정수단(386)에 고정된 제2 밀봉수단(384)이 서로 맞닿을 수 있다. 이에 따라, 프린팅원료가 상부로 이탈하는 이동경로를 차단하고, 수용공간의 밀봉압력을 균일하게 조절할 수 있다. 이때, 제1 밀봉수단(382)과 제2 밀봉수단(384)에 탄성부재(36)의 압축에 의해 강한 누름이 발생하여 제1 밀봉수단(382)과 제2 밀봉수단(384) 사이에 틈이 형성되지 않음으로써, 더욱 밀봉력이 강해져서 프린팅원료가 상부로 이탈하는 이동경로를 차단할 수 있다.For example, when the concentration of the printing raw material is high, as shown in FIG. 4 , the sealing
이와 달리, 프린팅원료의 농도가 낮은 경우, 프린팅원료가 원활하게 이송되어 정밀한 토출이 이루어지도록 도 5에 도시된 바와 같이, 밀봉압력조절부(32)를 상부에 고정시키고, 압출스크류(24)의 회전방향에 대응하여 제2 회전링, 탄성부재(36), 제1 고정수단(380) 및 제1 밀봉수단(382)이 회전할 수 있다. 이때, 압출몸체부(22)의 내측면(226)에 고정된 제2 밀봉수단(384) 및 제2 고정수단(386)은 회전하지 않을 수 있다. 이때, 제1 밀봉수단(382)과 제2 밀봉수단(384)에 탄성부재(36)의 압축에 의해 약한 누름이 발생하여 제1 밀봉수단(382)과 제2 밀봉수단(384) 사이에 틈이 형성되지 않을 수 있다.On the other hand, when the concentration of the printing raw material is low, as shown in FIG. 5 , the sealing
제어부는 사용자의 수동 동작 또는 제어신호에 의해 3D 프린터용 원료 압출 장치(1)를 작동시켜 3D 프린터용 원료 압출 장치(1)의 구동을 제어할 수 있다.The control unit may operate the raw
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터용 원료 압출 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the raw material extrusion apparatus for a 3D printer according to an embodiment of the present invention having such a structure is as follows.
3D 프린터용 원료 압출 장치(1)는 원료공급부(10)로부터 공급된 프린팅원료가 압출스크류(24)의 회전에 압축되고, 압출조절부(30)에 의해 프린팅원료의 농도에 대응하여 수용공간의 밀봉압력을 조절하여 토출부(26)를 통해 프린팅원료의 이송을 원활하게 하여 정밀한 토출이 가능하여 3D 프린팅할 수 있다.In the raw
앞서 살펴본 바와 같이, 농도가 높은 경우 밀봉압력조절부(32)를 회전시켜 하부로 이동하여 탄성부재(36)의 압축을 강하게 하여 제1 밀봉수단(382)과 제2 밀봉수단(384)의 누름을 강하게 하여 프린팅원료가 상부로 이탈하는 이동경로를 차단하고, 수용공간의 밀봉압력을 균일하게 조절할 수 있다.As described above, when the concentration is high, the first sealing means 382 and the second sealing means 384 are pressed by rotating the sealing
또한, 농도가 낮은 경우 밀봉압력조절부(32)를 회전시켜 상부로 이동하여 탄성부재(36)의 압축을 약하게 하여 제1 밀봉수단(382)과 제2 밀봉수단(384)의 누름을 약하게 하여 프린팅원료가 상부로 이탈하는 이동경로를 차단하고, 수용공간의 밀봉압력을 균일하게 조절할 수 있다.In addition, when the concentration is low, the sealing
그리고, 밀봉압력조절부(32)와 탄성부재(36) 사이에 위치하는 회전부(34)에 의해 밀봉압력조절부(32)와 탄성부재(36) 사이에서 발생하는 마찰을 최소화하고, 밀봉부(38)에 균일한 힘이 전달될 수 있다.In addition, friction generated between the sealing
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in relation to an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, as a software module executed by hardware, or by a combination thereof. A software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or this It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains know that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
1 : 3D 프린터용 원료 압출 장치
10 : 원료공급부
20 : 압출이송부
30 : 압출조절부1: Raw material extrusion device for 3D printer
10: raw material supply unit 20: extrusion transfer unit
30: extrusion control unit
Claims (10)
내부에 수용공간이 마련된 압출몸체부와, 상기 수용공간에 구비되며 내부에 충진된 상기 프린팅원료를 회전하여 압축하는 압출스크류와, 상기 압출스크류에 의해 압축된 상기 프린팅원료 토출하는 토출부를 포함하는 압출이송부; 및
상기 프린팅원료의 농도에 대응하여 상기 수용공간의 밀봉압력을 조절하고, 상기 압출스크류와 상기 압출몸체부 사이에 배치되며, 상기 압출스크류를 감싸서 형성되는 압출조절부;를 포함하는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.a raw material supply unit for supplying printing raw materials for 3D printing;
Extrusion comprising an extrusion body having a receiving space therein, an extrusion screw provided in the receiving space to rotate and compress the printing material filled therein, and a discharge unit for discharging the printing material compressed by the extrusion screw transfer unit; and
A raw material for a 3D printer comprising; an extrusion control unit that adjusts the sealing pressure of the receiving space in response to the concentration of the printing material, is disposed between the extrusion screw and the extrusion body, and is formed by surrounding the extrusion screw extrusion device.
상기 원료공급부는,
상기 압출스크류의 하단부의 회전수단에 대응하여 상기 회전수단의 회전시 최대외경과 소정간격으로 이격되어 소정의 내경을 갖도록 원통형으로 형성된 상기 압출몸체부의 토출이송부의 내부를 관통하여 배치되며, 상기 압출스크류의 진행방향에 대응하여 하향 경사지게 형성되는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.According to claim 1,
The raw material supply unit,
In response to the rotation means of the lower end of the extrusion screw, when the rotation means is rotated, it is spaced apart from the maximum outer diameter by a predetermined interval and is disposed through the inside of the discharge transfer part of the extrusion body formed in a cylindrical shape to have a predetermined inner diameter, the extrusion A raw material extrusion device for a 3D printer, which is inclined downward to correspond to the direction of the screw.
상기 압출조절부는,
일측면의 적어도 일부분이 상기 압출스크류의 상기 회전수단이 구비되지 않는 상단부의 외측면에 고정되고, 타측면의 적어도 일부분이 상기 압출몸체부의 외측면에 고정되며, 하면이 상기 토출이송부의 상면에 고정되어 배치되는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.3. The method of claim 2,
The extrusion control unit,
At least a portion of one side is fixed to the outer surface of the upper end of the extrusion screw that is not provided with the rotating means, and at least a portion of the other side is fixed to the outer surface of the extrusion body, and the lower surface is on the upper surface of the discharge transfer unit. A raw material extrusion device for a 3D printer, which is fixedly arranged.
상기 압출조절부는,
상기 압출몸체부의 내측면에 회전결합되어 상하이동가능한 밀봉압력조절부;
상기 밀봉압력조절부의 상하이동에 대응하여 길이방향으로 탄성력을 갖는 탄성부재;
상기 밀봉압력조절부와 상기 탄성부재 사이에 배치되며, 상기 밀봉압력조절부의 회전에 대응하여 회전하는 상기 회전부; 및
상기 탄성부재의 하면에 구비되어 상기 프린팅원료의 이동경로를 차단하는 밀봉부;를 포함하는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.4. The method of claim 3,
The extrusion control unit,
a sealing pressure adjusting unit which is rotationally coupled to the inner surface of the extruded body and is movable up and down;
an elastic member having an elastic force in the longitudinal direction corresponding to the vertical movement of the sealing pressure adjusting unit;
the rotating unit disposed between the sealing pressure adjusting unit and the elastic member and rotating in response to the rotation of the sealing pressure adjusting unit; and
A material extrusion device for a 3D printer, including a; is provided on the lower surface of the elastic member to block the movement path of the printing material.
상기 밀봉부는,
상면이 상기 탄성부재의 하면에 고정결합되고, 적어도 일측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면에 고정결합되며, 타측면이 상기 압출몸체부의 내측면과 소정간격으로 이격되어 배치되는 제1 고정수단;
상기 제1 고정수단의 하면에 고정결합되고, 양측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면과 상기 압출몸체부의 내측면 사이에서 소정간격으로 이격되어 배치되는 제1 밀봉수단;
하면이 상기 토출이송부의 상면에 고정결합되고, 적어도 일측면이 상기 압출몸체부의 내측면에 고정결합되고, 타측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면과 소정간격으로 이격되어 배치되는 제2 고정수단; 및
상기 제2 고정수단의 상면에 고정결합되고, 양측면이 상기 압출스크류의 상단부의 외측면과 상기 압출몸체부의 내측면 사이에서 소정간격으로 이격되어 배치되는 제2 밀봉수단;을 포함하는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.5. The method of claim 4,
The sealing part,
The upper surface is fixedly coupled to the lower surface of the elastic member, at least one side is fixedly coupled to the outer surface of the upper end of the extrusion screw, and the other side is a first fixing means arranged to be spaced apart from the inner surface of the extruded body by a predetermined distance ;
a first sealing means fixedly coupled to a lower surface of the first fixing means and disposed with both sides of which are spaced apart from each other at a predetermined interval between the outer surface of the upper end of the extrusion screw and the inner surface of the extrusion body;
The lower surface is fixedly coupled to the upper surface of the discharge transfer unit, at least one side is fixedly coupled to the inner surface of the extrusion body, and the other side is spaced apart from the outer surface of the upper end of the extrusion screw by a predetermined distance. method; and
A second sealing means fixedly coupled to the upper surface of the second fixing means, both sides of which are spaced apart from each other at a predetermined interval between the outer surface of the upper end of the extrusion screw and the inner surface of the extruded body; Raw material extrusion equipment.
상기 제1 및 제2 밀봉수단은 서로 동일하거나 상이한 재질로 이루어지고,
상기 제1 및 제2 고정수단은 서로 동일하거나 상이한 재질로 이루어지는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.6. The method of claim 5,
The first and second sealing means are made of the same or different materials from each other,
The first and second fixing means are made of the same or different materials from each other, a raw material extrusion device for a 3D printer.
상기 압출스크류 회전 시, 상기 밀봉압력조절부가 회전하여 하측으로 이동하는 경우, 상기 밀봉압력조절부의 압력에 의해 상기 탄성부재가 하측으로 압축되고, 상기 탄성부재의 압력에 의해 상기 제1 및 제2 고정수단과 상기 제1 및 제2 밀봉수단이 하측방향으로 압축되는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.6. The method of claim 5,
When the extrusion screw rotates, when the sealing pressure control unit rotates and moves downward, the elastic member is compressed downward by the pressure of the sealing pressure control unit, and the first and second fixing units are fixed by the pressure of the elastic member means and the first and second sealing means are compressed in the downward direction, the raw material extrusion apparatus for a 3D printer.
상기 밀봉압력조절부에 의해 상기 탄성부재의 압축이 고정된 경우,
상기 제1 밀봉수단 및 상기 제1 고정수단은 상기 압출스크류의 회전방향에 대응하여 회전하고,
상기 제2 밀봉수단 및 상기 제2 밀봉수단은 상기 압출스크류의 회전방향에 대응하여 회전하지 않고 고정되는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.6. The method of claim 5,
When the compression of the elastic member is fixed by the sealing pressure adjusting unit,
The first sealing means and the first fixing means rotate in response to the rotation direction of the extrusion screw,
The second sealing means and the second sealing means are fixed without rotating in response to the rotational direction of the extrusion screw, a raw material extrusion device for a 3D printer.
상기 회전부는 상기 밀봉압력조절부와 고정결합되는 제1 회전부재와 상기 탄성부재와 고정결합되는 제2 회전부재와 상기 제1 및 제2 회전부재 사이에 배치되어 축방향으로 상기 회전부를 지지하는 회전연결링을 포함하고,
상기 제2 회전부재 및 상기 탄성부재는 상기 압출스크류의 회전방향에 대응하여 회전하는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.9. The method of claim 8,
The rotating part is disposed between a first rotating member fixedly coupled to the sealing pressure adjusting unit, a second rotating member fixedly coupled to the elastic member, and the first and second rotating members to rotate to support the rotating unit in an axial direction. including a connecting ring;
The second rotating member and the elastic member rotate in response to the rotation direction of the extrusion screw, a raw material extrusion device for a 3D printer.
상기 원료공급부는,
원통 홀로 구성되며, 상기 프린팅원료가 주입되는 주입구에 결합부재가 결합되는 나사선결합부;를 더 포함하는, 3D 프린터용 원료 압출 장치.According to claim 1,
The raw material supply unit,
Consisting of a cylindrical hole, a screw thread coupling part to which a coupling member is coupled to the injection hole into which the printing material is injected; further comprising, a raw material extrusion device for a 3D printer.
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right |