KR20220054524A - Extruder For 3D Printer And Multicolor 3D Printer With The Same - Google Patents
Extruder For 3D Printer And Multicolor 3D Printer With The Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220054524A KR20220054524A KR1020200138780A KR20200138780A KR20220054524A KR 20220054524 A KR20220054524 A KR 20220054524A KR 1020200138780 A KR1020200138780 A KR 1020200138780A KR 20200138780 A KR20200138780 A KR 20200138780A KR 20220054524 A KR20220054524 A KR 20220054524A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- filament
- guide bearing
- guide
- printer
- feeding gear
- Prior art date
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
- B29C64/336—Feeding of two or more materials
-
- 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
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
-
- 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
- B29C64/295—Heating elements
-
- 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
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- 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
Abstract
Description
본 발명은 3D 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필요 색상의 필라멘트는 선택하여 공급할 수 있어 멀티 컬러 제품을 간단하고 신속하게 성형할 수 있는 3D 프린터용 익스트루더 및 이를 구비하는 멀티 컬러 3D 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printer, and more particularly, to an extruder for a 3D printer capable of forming a multi-color product simply and quickly by selecting and supplying a filament of a required color, and a multi-color 3D printer having the same it's about
근래에 물체에 대한 3D 데이터를 이용하여 그 물건을 그대로 성형할 수 있는 3D 프린터의 사용이 증대되고 있다. 이러한 3D 프린터는 과거에는 대량생산 이전의 모델링이나 샘플 제작과 같은 용도로 활용되었으나, 최근에는 다품종 소량생산 제품을 중심으로 양산가능한 제품의 성형에도 사용될 수 있는 기술적 기반이 조성되고 있어서 앞으로 3D 프린터 시장은 확대일로에 있다.In recent years, the use of 3D printers that can mold the object as it is by using 3D data on the object is increasing. In the past, these 3D printers were used for purposes such as modeling and sample production before mass production, but recently, a technological foundation that can be used for molding mass-produced products is being established, mainly for small-scale, multi-variety products. is on the brink of expansion.
3D 프린터의 제품성형 방식은 크게 대상물체를 2차원의 평면형태로 성형한 것을 3차원으로 적층하면서 용융 부착하여 형태를 만들어가는 이른바 첨가형과, 재료덩어리를 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 3차원이송기구에 장착된 히터노즐에서 용융시켜서 배출함으로써 2차원 평면형태를 만들면서 이를 작업대 상에서 적층하여 물체를 3차원으로 성형하는 필라멘트 용융 적층 성형방법이 있다.The 3D printer's product molding method is the so-called additive type, in which a target object is molded into a two-dimensional flat shape and then melted and attached to form a shape by laminating it in three dimensions, and the cutting type, in which a mass of material is cut to form a shape. There is this. And, as an additive type, a wire or filament made of thermoplastic is supplied through a supply reel and a transfer roll, and the supplied filament is melted in a heater nozzle mounted on a three-dimensional transfer mechanism that is positioned in three XYZ directions relative to the workbench. There is a filament melt lamination molding method that forms a three-dimensional object by laminating it on a workbench while making a two-dimensional planar shape by discharging it.
그런데 이와 같이 필라멘트를 용융시켜 적층하는 종래 3D 프린터는 단일 색상의 필라멘트 재료로 물품을 성형하는 것은 가능하지만 복수의 멀티 컬러로 제품을 성형하기에는 부적합하였다. 이는 어떤 하나의 컬러의 필라멘트로 성형하다가 다른 색상의 필라멘트로 교체하려면 필라멘트 공급릴을 다른 색상의 필라멘트 공급릴로 교체한후에 이를 다시 히터노즐로 연결하거나 이송시켜야 하므로, 필라멘트의 교체에 따른 시간이 상당히 소요되고, 이러한 필라멘트의 교체에 따른 대기시간 동안 이미 성형된 용융부분이 경화되므로, 다른 색상의 필라멘트가 용융되어 부착되는 부위에 불연속적인 이음매가 형성되어, 이러한 이음매 부분에서 재료의 접착이 불량해져서 제품의 외관이나 일체성이 저하되거나 재료의 분리 또는 구조적 강도가 저하되는 문제점이 있었다.However, the conventional 3D printer that melts and laminates the filaments in this way is capable of molding an article using a filament material of a single color, but is not suitable for molding a product in a plurality of colors. In order to replace the filament supply reel with a filament supply reel of a different color after forming with a filament of one color and replacing it with a filament of a different color, it is necessary to connect or transfer the filament supply reel to the heater nozzle again. , since the already formed molten part is hardened during the waiting time according to the replacement of the filament, a discontinuous seam is formed in the area where the filaments of different colors are melted and attached, and the adhesion of the material at this seam is poor, so the appearance of the product However, there was a problem in that the integrity was lowered, the separation of the material or the structural strength was lowered.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 멀티 컬러 3D 프린터와 관련하여, 멀티 인쇄 헤드를 구비하여 멀티 컬러 제품의 성형을 가능케한 3D 프린터가 제시되었다. 대한민국 등록특허 제10-1346704호는 다수의 노즐을 구비하여 멀티 컬러 제품의 성형이 가능한 3D 프린터를 개시하고 있다.In relation to the conventional multi-color 3D printer for solving this problem, a 3D printer having a multi-print head enabling molding of multi-color products has been proposed. Republic of Korea Patent Registration No. 10-1346704 discloses a 3D printer having a plurality of nozzles capable of molding multi-color products.
그러나, 이와 같은 종래 멀티 컬러 3D 프린터는 필라멘트 소재의 공급 및 이송을 위한 구동모터를 노즐 1 개당 각각 1 개씩 구비해야만 했다. 따라서, 노즐 개수를 다수 개로 구성하면 필요한 구동모터 역시 이에 비례하여 증가하고, 이에 따라 시스템이 무거워 출력 속도가 저하되고, 모터 사이즈의 영향으로 노즐과 노즐 사이의 이격거리가 커져 프린터의 소형화가 어려운 단점이 있었다.However, such a conventional multi-color 3D printer had to be provided with one drive motor for each nozzle for supplying and transferring the filament material. Therefore, if the number of nozzles is configured as multiple, the required driving motor also increases in proportion to this, and accordingly, the system is heavy and the output speed is lowered. there was
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수 개의 색상으로 제품을 성형하는 멀티 컬러 성형을 구현할 수 있으면서도 사용되는 구동모터의 개수와 노즐 간의 간격을 최소화할 수 있는 3D 프린터용 익스트루더 및 이를 구비하는 멀티 컬러 3D 프린터를 제공하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to realize multi-color molding for molding a product in a plurality of colors, while minimizing the number of driving motors used and the distance between nozzles. An extruder for a 3D printer and a multi-color 3D printer having the same are provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3D 프린터용 익스트루더는, 필라멘트가 유입되는 바디와; 상기 바디 내부에 축회전 가능하게 구비되어 필라멘트를 강제 이송하는 피딩 기어와; 상기 피딩 기어를 구동시키는 제 1 구동부와; 상기 바디 내부에 축회전 가능하게 구비되는 회전봉과; 상기 회전봉 상에 구비되고 상기 피딩 기어의 회전축과 평행한 회전축을 중심으로 자유 회전 가능한 가이드 베어링; 및 상기 회전봉의 축회전을 발생시키는 제2 구동부를 포함한다.An extruder for a 3D printer according to the present invention for achieving the above object includes: a body into which a filament is introduced; a feeding gear provided axially rotatably inside the body to forcibly feed the filament; a first driving unit for driving the feeding gear; a rotating rod rotatably provided inside the body; a guide bearing provided on the rotating rod and freely rotatable about a rotating axis parallel to the rotating axis of the feeding gear; and a second driving unit for generating shaft rotation of the rotating rod.
그리고, 상기 가이드 베어링은, 상기 회전봉의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치되는 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 가이드 베어링은 상호 상이한 방향을 지향하도록 구비된다.In addition, the guide bearings are provided in plural spaced apart from each other along the longitudinal direction of the rotary rod, and the plurality of guide bearings are provided to face different directions from each other.
이에 의해, 상기 복수 개의 가이드 베어링은, 상기 제2 구동부에 의한 상기 회전봉의 축회전 정도에 따라, 상기 복수 개의 가이드 베어링 중에서 선택적으로 상기 복수 개의 필라멘트 중 어느 하나에 접촉되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.Thereby, the plurality of guide bearings are configured to selectively contact any one of the plurality of filaments among the plurality of guide bearings according to the degree of axial rotation of the rotary rod by the second driving unit.
본 발명에 따른 3D 프린터용 익스트루더에 의하면, 다양한 색상의 필라멘트를 원활하고 신속하게 선택적으로 공급할 수 있어 보다 향상된 성능의 멀티 컬러 성형을 구현할 수 있으면서도, 사용되는 구동모터의 개수와 노즐간의 간격을 최소화할 수 있어 장치의 소형화에 유리하고, 출력 속도 저하 요인을 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to the extruder for a 3D printer according to the present invention, filaments of various colors can be supplied smoothly and quickly, so that multi-color molding with improved performance can be realized, and the number of driving motors used and the spacing between nozzles can be reduced. It can be minimized, which is advantageous for downsizing the device, and has the effect of minimizing the factor of lowering the output speed.
또한, 노즐과 히트블록을 포함한 노즐부의 핫-엔드(Hot-End)와 쿨-엔드(Cool-End)를 통합시켜 1 바디 형태의 멀티 노즐부를 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that a single-body type multi-nozzle unit can be implemented by integrating the hot-end and cool-end of the nozzle unit including the nozzle and the heat block.
도 1은 본 발명에 따른 3D 프린터의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 3D 프린터의 내부 구조를 보여주는 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 회전봉 및 가이드 베어링의 사시도.
도 4는 도 3의 측면도.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 3D 프린터용 익스트루더의 선택적 필라멘트 공급 동작을 나타낸 동작 상태도.1 is a perspective view of a 3D printer according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the internal structure of the 3D printer according to the present invention.
3 is a perspective view of a rotating rod and a guide bearing according to the present invention.
Fig. 4 is a side view of Fig. 3;
5 to 8 are operational state diagrams showing a selective filament supply operation of the extruder for a 3D printer according to the present invention.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 본 명세서에서, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 영역, 판 등의 부분이 다른부분 "상에 또는 상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에 또는 상부에" 접촉하여 있거나 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In addition, in this specification, "on or on top of" means to be located above or below the target part, and does not necessarily mean to be located above the direction of gravity. Also, when a part of a region, plate, etc. is said to be "on or on" another part, it means that another part is in contact with or spaced "on or on" another part, as well as another part in between. Including cases where there is
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할것이다.In addition, in this specification, when a component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular Unless otherwise stated, it should be understood that they may be connected or connected through another element in the middle.
또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Also, in this specification, terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments, advantages and features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 익스트루더는 3D 프린터에 구비되어 필라멘트를 압출 방식으로 공급하는 구성으로서, 특히 본 발명의 익스트루더는 필요 색상에 따라 선택적 동작하도록 구성되는 가이드 베어링 구조에 의해 다수 개의 색상으로 제품을 성형하는 멀티 컬러 성형을 간단하고 신속하게 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.The extruder according to the present invention is provided in a 3D printer to supply filaments in an extrusion method. In particular, the extruder of the present invention is a product in multiple colors by a guide bearing structure configured to selectively operate according to a required color. It is characterized in that it can be implemented simply and quickly by multi-color molding for molding.
도 1은 본 발명에 따른 3D 프린터의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 3D 프린터의 내부 구조를 보여주는 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 회전봉 및 가이드 베어링의 사시도이고, 도 4는 도 3의 측면도이다.1 is a perspective view of a 3D printer according to the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing an internal structure of the 3D printer according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view of a rotating rod and a guide bearing according to the present invention, FIG. 4 is FIG. 3 is a side view of
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 익스트루더는 바디(90), 피딩 기어(10), 제1 구동부(20), 회전봉(30), 가이드 베어링(40), 및 제2 구동부(50)를 포함한다.1 to 4 , the extruder according to the present invention has a
본 발명의 바디(90)는 피딩 기어(10), 제1 구동부(20), 제2 구동부(50), 회전봉(30)과 같은 구성이 장착되는 프레임으로서, 필라멘트 스풀로부터 권취되는 필라멘트(60)는 바디(90) 상에 형성된 안내관(91)을 통해 바디(90)내부로 유입된다.The
본 발명의 피딩 기어(10)는 바디(90)에 구비되어 바디(90) 내부로 유입되는 필라멘트(60)를 일 방향으로 강제 이송하는 구성이다. 여기서, 필라멘트(60)가 이송되는 상기 '일 방향'이란 후술할 히트 블록(70)과 노즐(80)측을 의미한다.The
피딩 기어(10)는 필라멘트(60)가 강제 이송되는 방향에 직교하는 방향으로 회전축을 갖도록 구성되어, 상기 회전축을 중심으로 축회전 가능하게 구성된다.The
그리고 피딩 기어(10)는 필라멘트(60)에 접촉된 상태에서 축회전 구동하며 필라멘트(60)를 압출 방식으로 공급하도록 구성된다. 구체적으로, 피딩 기어(10)는 다수 개의 가이드 베어링(40) 중에서 선택된 어느 하나의 가이드 베어링이 필라멘트(60)에 접촉하여 해당 필라멘트를 피딩 기어(10) 측으로 가압할 때 증가되는 마찰력에 의해 해당 필라멘트를 일 방향으로 밀어 내리도록 구성된다.And the
일 실시예에 따르면 피딩 기어(10)는 원통형으로 구성될 수 있고, 바람직하게는 피딩 기어(10)의 외면에는 필라멘트(60)와의 마찰력을 높일 수 있도록 다수 개의 돌기가 형성될 수 있다. 그리고, 필라멘트(60)를 강제 이송하기 위한 피딩 기어(10)의 축회전 동작은 후술할 제1 구동부(20)에 의해 그 구동이 발생 및 제어된다.According to an embodiment, the
본 발명의 제1 구동부(20)는 바디(90)의 일측(도 1의 경우 바디(90)의 우측면)에 장착되어 피딩 기어(10)를 축회전시키는 구성부로서, 외부전원을 인가받아 이를 구동력으로 변환하여 피딩 기어(10)를 축회전시킨다.The
일 실시예에 따르면, 제1 구동부(20)는 전동 모터 및 상기 전동 모터에 연결된 동력축을 포함하고, 상기 경우 동력축은 바디(90)를 관통하여 바디(90) 내측으로 일단부가 돌출되게 구비된다.According to an embodiment, the
그리고, 피딩 기어(10)는 제1 구동부(20)의 동력축의 일단부에 연결되어 상기 동력축을 매개로 전동 모터로부터 회전력을 전달받아 축회전함으로써 필라멘트(60) 압출 이송하게 된다.Then, the
한편, 바디(90)에는 피딩 기어(10)의 회전축에 대하여 직교하는 방향으로 안내관(91)이 더 구비될 수 있다. 상기 안내관(91)은 바디(90) 상부를 관통하여 바디(90) 내부와 연통되는 중공을 갖는 관체로 구성되어, 상기 내부중공을 통해 필라멘트(60)가 유입되어 바디(90) 내 정위치로 제공될 수 있도록 안내한다. 여기서, 상기 '바디(90) 내 정위치'란 각 필라멘트(60a 내지 60d)가 각 가이드 베어링(40a 내지 40d)의 후방에 위치하는 것을 의미한다.Meanwhile, the
본 발명의 회전봉(30)은 피딩 기어(10) 전방에 간격을 두고 배치되어 제2 구동부(50)에 의해 축회전 동작이 발생되고 이의 구동이 제어된다.The
바람직한 실시예에 따르면, 회전봉(30)은 피딩 기어(10)의 회전축과 평행한 방향으로 장축을 갖는 봉 형상으로 구성되어, 피딩 기어(10)의 회전축과 평행한 회전축을 중심으로 축회전 가능하게 바디(90) 내부에 구비된다.According to a preferred embodiment, the
그리고, 회전봉(30)의 외면 상에는 가이드 베어링(40)이 회전봉(30) 상에 장착될 수 있도록 판체 형상의 지지대(31)가 회전봉(30)의 수직 상부 방향으로 돌출되게 형성되어 있고, 상기 지지대(31) 상부에는 가이드 베어링(40)을 지지대(31) 측에 회전 가능하게 장착시키는 샤프트(32)가 결합되어 있다.And, on the outer surface of the
본 발명의 제2 구동부(50)는 바디(90)의 또 다른 일측(도 1의 경우 바디(90)의 좌측면)에 장착되어 회전봉(30)을 축회전시키는 구성부로서, 외부전원을 인가받아 이를 구동력으로 변환하여 회전봉(30)을 축회전시킨다.The
일 실시예에 따르면, 제2 구동부(50)는 전동 모터 및 상기 전동 모터에 연결된 동력축을 포함하고, 상기 경우 동력축은 바디(90)를 관통하여 바디(90) 내측으로 일단부가 돌출되게 구비된다.According to an embodiment, the
그리고, 회전봉(30)은 제2 구동부(50)의 동력축의 일단부에 연결되어 상기 동력축을 매개로 전동 모터로부터 회전력을 전달받아 축회전함으로써 가이드 베어링(40) 선택 동작을 실현하게 된다.Then, the
여기서, 상기 '가이드 베어링(40) 선택 동작'이란 컬러 제품의 성형 과정 중 각 적층 단계에 필요한 컬러를 선택하기 위한 동작으로서, 회전봉(30)은 현 적층 단계에 필요한 색상의 필라멘트가 압출 이송될 수 있도록 해당 색상의 필라멘트의 이송을 담당하는 가이드 베어링(40)을 회전 이동시켜 해당 필라멘트에 접촉하도록 위치시키는 동작을 의미한다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.Here, the 'guide bearing 40 selection operation' is an operation for selecting a color required for each lamination step during the molding process of a colored product. It means an operation of positioning the guide bearing 40 in charge of transporting the filament of the corresponding color so as to be in contact with the filament by rotationally moving it. A more detailed description thereof will be given later.
본 발명의 가이드 베어링(40)은 회전봉(30) 상에 구비되고 피딩 기어(10)의 회전축과 평행한 회전축을 중심으로 자유 회전 가능하게 구성된다.The guide bearing 40 of the present invention is provided on the rotating
가이드 베어링(40)은 필라멘트(60)를 가압하여 필라멘트(60)와 피딩 기어(10) 간의 마찰력을 증대시켜 해당 필라멘트가 원활하게 히트 블록(70) 측으로 이송될 수 있도록 기능한다.The guide bearing 40 presses the
구체적으로, 전술한 가이드 베어링 선택 동작에 따라 특정 가이드 베어링(40)이 필라멘트(60)에 접촉하기 위하여 피딩 기어(10) 전방으로 위치 이동하게 되면, 해당 가이드 베어링(40)은 해당 필라멘트에 접촉하며 이를 가압하도록 구성된다.Specifically, when the specific guide bearing 40 moves forward in the
따라서, 가이드 베어링(40)이 해당 필라멘트에 접촉하며 피딩 기어(10) 전방에 위치하였을 때를 기준으로, 가이드 베어링(40)과 피딩 기어(10) 간의 이격 거리는 필라멘트(60)의 외경보다 작도록 구성된다.Therefore, based on when the guide bearing 40 is in contact with the corresponding filament and positioned in front of the
이러한 가이드 베어링(40)은 복수 개로 구비되고, 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 수평 및 수직 방향으로 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 한다.The
구체적으로, 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 회전봉(30)의 장축 길이 방향 즉, 회전축 방향을 따라 상호 이격 배치되고, 상기 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 상호 상이한 방향을 지향하도록 구비되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d) 간의 이격 거리는 모두 동일하게 구성된다.Specifically, the plurality of
예컨대, 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d) 중 제1 가이드 베어링(40a)이 제1 방향을 지향하는 돌출 구조로 회전봉(30) 상에 구비되면, 제2 가이드 베어링(40b)은 회전봉(30)의 길이 방향으로 제1 가이드 베어링(40a)으로부터 소정 간격 이격된 위치에서 제1 방향으로부터 소정 각도로 회전한 위치에서 제1 방향과 상이한 제2 방향을 지향하는 돌출 구조로 구비될 수 있다.For example, when the first guide bearing 40a among the plurality of
결국, 제1 가이드 베어링(40a)과 인접하는 제2 가이드 베어링(40b)은 수평 방향(회전봉(30)의 길이방향)으로는 상호 소정 거리만큼 이격 배치되고, 수직 방향으로는 상호 소정 회전각도만큼 이격된 위치에 배치된다. 마찬가지로, 제2 가이드 베어링(40b)과 인접하는 제3 가이드 베어링(40c), 제3 가이드 베어링(40c)과 인접하는 제4 가이드 베어링(40d) 역시 수평 및 수직 방향으로 상호 이격 배치됨으로써 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 상호 상이한 위치에 상이한 방향을 지향하도록 구성된다.As a result, the first guide bearing 40a and the adjacent second guide bearing 40b are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the horizontal direction (the longitudinal direction of the rotary rod 30), and by a predetermined rotation angle in the vertical direction. placed in a spaced apart location. Similarly, the third guide bearing 40c adjacent to the second guide bearing 40b, and the fourth guide bearing 40d adjacent to the third guide bearing 40c are also horizontally and vertically spaced apart from each other so that a plurality of guides The
바람직한 실시예에 따르면, 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 도 3과 같이 회전봉(30) 상에 돌출되게 형성된 다수 개의 지지대(31)에 샤프트(32)를 통해 각각 장착되는데, 상기 경우 다수 개의 지지대(31)는 수평 방향(회전봉(30)의 길이방향)으로는 동일한 간격으로 상호 이격 배치되고, 수직 방향으로는 상호 소정 회전각도 만큼 이격된 위치에 배치되며, 이렇게 구성되는 지지대(31) 각각에 가이드 베어링이 장착됨으로써, 다수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)이 전술한 수평 및 수직 방향으로 상호 이격 배치된 구조를 취할 수 있게 된다.According to a preferred embodiment, the plurality of
바람직한 실시예에 따르면, 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 제1 가이드 베어링(40a), 제2 가이드 베어링(40b), 제3 가이드 베어링(40c),..., 제N 가이드 베어링(40n)으로 구비되고, 상기 제1 가이드 베어링(40a), 제2 가이드 베어링(40b), 제3 가이드 베어링(40c),..., 제N 가이드 베어링(40n)은 순차적으로 다음의 조건식 1 만큼의 회전각 차이를 갖으며 상호 상이한 방향을 지향하도록 구성된다.According to a preferred embodiment, the plurality of
<조건식 1><Condition 1>
회전각 차이 = 360°/ N (여기서, N: 가이드 베어링의 개수)Rotation angle difference = 360°/ N (where N: number of guide bearings)
예컨대, 가이드 베어링이 제1 가이드 베어링(40a) 내지 제4 가이드 베어링 (40d) 4개로 구성된다고 가정하자.For example, it is assumed that the guide bearing is composed of four
상기 경우, 회전각 차이는 90°(360°/4)이고, 이에 따라 제1 가이드 베어링(40a)이 0°위치에 형성되면, 제2가이드 베어링(40b)은 이보다 상기 회전각 차이(즉, 90°)만큼 회전한 90°위치에 형성되고, 제3 가이드 베어링(40c)은 제2 가이드 베어링(40b)보다 상기 회전각 차이(즉, 90°)만큼 회전한 180°위치에 형성되고, 제4 가이드 베어링(40d)은 제3 가이드 베어링(40c)보다 상기 회전각 차이(즉, 90°)만큼 회전한 270°위치에 형성된다.In this case, the rotation angle difference is 90° (360°/4), and accordingly, when the first guide bearing 40a is formed at the 0° position, the second guide bearing 40b is greater than the rotation angle difference (that is, It is formed at a position of 90° rotated by 90°), and the third guide bearing 40c is formed at a position of 180° rotated by the difference in rotation angle (ie, 90°) than the second guide bearing 40b, 4 The
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 가이드 베어링 내지 제N 가이드 베어링은 회전봉(30) 상에서 나선형 구조를 이루며 구비된다.Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the first guide bearing to the N-th guide bearing are provided in a spiral structure on the rotating
전술한 바와 같은 가이드 베어링 구조에 의해, 본 발명의 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 제2 구동부(50)에 의한 회전봉(30)의 축회전 정도에 따라, 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d) 중에서 선택적으로 복수 개의 필라멘트 (60a 내지 60d)중 어느 하나에 접촉되도록 구성된다.Due to the guide bearing structure as described above, the plurality of
이를 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 익스트루더는 회전봉(30) 상에 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지40d)이 상호 수평 및 수직 방향으로 이격 배치되는데, 이렇게 구비되는 복수 개의 가이드 베어링(40a 내지 40d)은 회전봉(30)의 회전각 조절에 의해 현 적층 단계에서 필요한 가이드 베어링이 선택되게 된다.More specifically, in the extruder of the present invention, a plurality of
여기서, 상기 '현 적층 단계에서 필요한 가이드 베어링'에 대해 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 3D 프린터는 다양한 색상의 필라멘트(60)가 다수 개로 도입되고, 이러한 다수의 필라멘트(60)는 피딩 기어(10)와 가이드 베어링(40) 회전축의 직교 방향으로 배열 및 이송되며 용융 사출된다.Here, the 'guide bearing required in the current lamination step' will be described as follows. In the 3D printer of the present invention, a plurality of
이와 같이, 다수 개로 배열되는 필라멘트(60)는 이의 이동을 담당하는 가이드 베어링이 각각 매칭되어 있어, 예컨대 현재 성형 중인 컬러 제품의 현 적층 단계에서 붉은색의 필라멘트가 필요하다고 가정하면, 붉은색 필라멘트의 이송을 담당하는 가이드 베이링('제1 가이드 베어링'이라 칭함)이 해당 필라멘트로 접근하여 접촉됨으로써 피딩 기어와 함께 붉은색 필라멘트를 강제 이송시키게 되고, 결국 다수 개의 가이드 베어링 중 제1 가이드 베어링이 현 적층 단계에서 필요한 가이드 베어링에 해당하게 된다.In this way, a plurality of
그리고, 이와 같이 현 적층 단계에서 필요한 가이드 베어링의 선택 즉, 제1 가이드 베어링이 붉은색 필라멘트에 접근하여 접촉되는 동작은 회전봉(30)의 회전 동작 및 그 회전각의 조절을 통해 달성된다.And, in this way, the selection of the guide bearing required in the current lamination step, that is, the operation in which the first guide bearing approaches and comes into contact with the red filament is achieved through the rotational operation of the
결국, 회전봉(30)의 축회전 제어에 의해 다수 개의 필라멘트(60) 중 목적하는 색상의 필라멘트(60)에 접촉되는 가이드 베어링이 결정되는 것이다.As a result, the guide bearing in contact with the
그리고, 가이드 베어링 선택을 위한 회전봉(30)의 회전각 조절 즉 축회전 제어는 전술한 제2 구동부(50)에 의해 수행된다.And, the rotation angle adjustment of the
본 발명의 익스트루더는 가이드 베어링(40)이 필라멘트(60)에 접촉하거나, 접촉 중인 필라멘트(60)로부터 이탈시 상기 가이드 베어링의 탄성 동작을 발생시키는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.The extruder of the present invention may further include an elastic member for generating an elastic operation of the guide bearing 40 when the guide bearing 40 comes into contact with the
일 실시예에 따르면, 탄성부재는 가이드 베어링(40)과 연동되는 코일 스프링으로 구성할 수 있으며, 상기 경우 가이드 베어링(40)이 필라멘트(60)에 접촉하게 되면 코일 스프링은 탄성 압축되고, 이에 의해 가이드 베어링(40) 역시 필라멘트(60) 측 반대방향으로 탄성 후퇴하는 동작이 발생된다.According to one embodiment, the elastic member may be composed of a coil spring interlocking with the guide bearing 40, in this case, when the guide bearing 40 comes into contact with the
결국, 탄성부재는 가이드 베어링(40)에는 필라멘트(60) 측으로 향하는 탄성복원력을 제공하여 가이드 베이링과 필라멘트(60) 간의 긴밀한 접촉 상태를 보장하고, 이에 따라 필라멘트(60)의 원활한 이송을 위한 마찰력 증대를 실현하며, 동시에 필라멘트(60)와의 접촉 과정에서 탄성 후퇴 동작을 유발하여 가이드 베이링이 필라멘트(60)에 접촉시 무리한 외력이 가해져 필라멘트(60)가 마모 내지 손상되는 경우를 방지할 수 있게 된다. 그리고, 가이드베어링(40)이 탄성을 갖고 필라멘트(60)에 접촉되는 바, 필라멘트(60)의 굵기에 상관없이 일정한 공급이 가능하게 된다.As a result, the elastic member provides an elastic restoring force toward the
이하에서는, 도 1 내지 도 8을 참조하여 멀티 컬러 성형을 위한 선택적 필라멘트 이송 동작에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a selective filament transfer operation for multi-color molding will be described with reference to FIGS. 1 to 8 .
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 3D 프린터용 익스트루더의 선택적 필라멘트 공급 동작을 나타낸 동작 상태도이다.5 to 8 are operational state diagrams showing the selective filament supply operation of the extruder for a 3D printer according to the present invention.
먼저, 도 5와 같이 본 발명의 멀티 컬러 3D 프린터의 바디(90) 내부에 노란색 필라멘트, 파란색 필라멘트, 회색 필라멘트, 붉은색 필라멘트가 도입되어 있다고 가정하자.First, suppose that a yellow filament, a blue filament, a gray filament, and a red filament are introduced into the
그리고, 제품 성형을 위한 적층 과정에서 노란색(60a) -> 파란색(60b) -> 회색(60c) -> 붉은색(60d) 필라멘트의 사출이 순차적으로 필요한 경우를 가정하자.And, suppose that injection of yellow (60a) -> blue (60b) -> gray (60c) -> red (60d) filaments are sequentially required in the lamination process for product molding.
(1) 노란색 필라멘트(60a)의 사출(1) Injection of the yellow filament (60a)
먼저, 노란색 필라멘트(60a)의 사출을 위해서는 노란색 필라멘트(60a)의 선택적 공급이 필요하게 된다. 상기 경우 제2 구동부(50)의 제어를 통해 회전봉(30)을 소정 각도만큼 축회전시켜 노란색 필라멘트(60a)의 이송을 담당하는 제1 가이드 베어링(40a)이 도 5와 같이 피딩 기어(10) 전방에 위치하도록 회전 이동시킨다. 상기 제어에 의해 제1 가이드 베어링(40a)이 피딩 기어(10) 전방으로 위치 이동하게 되면, 제1 가이드 베어링(40a)은 노란색 필라멘트(60a)에 접촉하며 이를 가압하게 되고, 상기 가압에 따른 마찰력에 의해 피딩 기어(10)와 함께 노란색 필라멘트 (60a)를 히트 블록(70) 측으로 강제 이송시킬 수 있게 되며, 이에 따라 노란색 필라멘트 용융액을 외부로 사출할 수 있게 된다.First, for the injection of the yellow filament (60a), it is necessary to selectively supply the yellow filament (60a). In this case, the first guide bearing 40a in charge of the transfer of the
(2) 파란색 필라멘트(60b)의 사출(2) injection of the blue filament (60b)
노란색 필라멘트(60a)의 사출이 이루어진 상태에서, 연이어 파락색 필라멘트 (60b)의 사출이 필요한 경우, 노락색 필라멘트(60a) 대신 파란색 필라멘트(60b)의 선택적 공급이 필요하게 된다. 상기 경우 제2 구동부(50)의 제어를 통해 회전봉(30)을 90° 만큼 축회전시키면, 도 6과 같이 노란색 필라멘트(60a)를 가압하고 있던 제1 가이드 베어링(40a)은 90° 회전 이동하여 노란색 필라멘트(60a)로부터 멀어져 가압 상태가 해제되고, 대신 제2 가이드 베어링(40b)이 90°회전 이동하여 피딩 기어(10) 전방에 위치하게 된다.In the state in which the
이에 의해, 제2 가이드 베어링(40b)은 파란색 필라멘트(60b)에 접촉하며 이를 가압하게 되고, 상기 가압에 따른 마찰력에 의해 피딩 기어(10)와 함께 파란색 필라멘트(60b)를 히트 블록(70) 측으로 강제 이송시킬 수 있게 되며, 이에 따라 파란색 필라멘트 용융액을 외부로 사출할 수 있게 된다.Thereby, the second guide bearing 40b comes into contact with the
(3) 회색 필라멘트(60c)의 사출(3) Injection of the gray filament (60c)
파란색 필라멘트(60b)의 사출이 이루어진 상태에서, 연이어 회색 필라멘트 (60c)의 사출이 필요한 경우, 파란색 필라멘트(60b) 대신 회색 필라멘트(60c)의 선택적 공급이 필요하게 된다. 상기 경우 제2 구동부(50)의 제어를 통해 회전봉(30)을 90° 만큼 축회전시키면, 도 7 과 같이 파란색 필라멘트(60b)를 가압하고 있던 제2 가이드베어링(40b)은 90°회전 이동하여 파란색 필라멘트(60b)로부터 멀어져 가압 상태가 해제되고, 대신 제3 가이드베어링(40c)이 90°회전 이동하여 피딩 기어(10) 전방에 위치하게 된다.In a state in which injection of the
이에 의해, 제3 가이드 베어링(40c)은 회색 필라멘트에 접촉하며 이를 가압하게 되고, 상기 가압에 따른 마찰력에 의해 피딩 기어(10)와 함께 회색 필라멘트 (60c)를 히트 블록(70) 측으로 강제 이송시킬 수 있게 되며, 이에 따라 회색 필라멘트 용융액을 외부로 사출할 수 있게 된다.Thereby, the third guide bearing 40c comes into contact with the gray filament and presses it, and the
(4) 붉은색 필라멘트(60d)의 사출(4) Injection of the red filament (60d)
회색 필라멘트(60c)의 사출이 이루어진 상태에서, 연이어 붉색 필라멘트 (60d)의 사출이 필요한 경우, 전술한바와 동일한 원리로 회전봉(30)을 90° 만큼 축회전시키면 제3 가이드 베어링(40c)의 가압 상태는 해제되고, 대신 제4 가이드 베어링(40d)이 붉은색 필라멘트(60d)에 접촉하며 이를 가압하게 되고, 이에 의해 붉은색 필라멘트(60d)가 강제 이송되어 용융 사출될 수 있게 된다.When the injection of the
결국, 본 발명에 따른 멀티 컬러 3D 프린터는 제2 구동부(50)에 의한 회전봉(30)의 회전각 조절을 통해 가이드 베어링 선택 동작이 이루어지고, 이에 의해 다양한 색상의 필라멘트를 개별적으로 그리고 선택적으로 공급할 수 있게 된다.As a result, in the multi-color 3D printer according to the present invention, the guide bearing selection operation is made through the adjustment of the rotation angle of the
전술한 구성을 갖는 본 발명의 익스트루더는 필라멘트(Filament), 필라멘트 스풀(Filament Spool), 히트 블록(Heat Block)(70), 노즐(Nozzle)(80), 및 노즐(80)에서 사출되는 용융 필라멘트가 적층되며 제품 성형이 이루어지는 제품성형 플레이트와 함께 3D 프린터를 구성하여 컬러 제품을 성형할 수 있게 된다.The extruder of the present invention having the above-described configuration is a filament, a filament spool, a
필라멘트는 3D 프린터의 원료를 길게 뽑아 실처럼 형성한 것이다. 3D 프린터의 원료는 대표적으로 ABS, PLA와 같은 열가소성 소재가 사용될 수 있다. 그리고, 필라멘트는 다양한 색상의 다수 개로 구비된다.Filament is formed like a thread by pulling the raw material of a 3D printer long. As a raw material for a 3D printer, a thermoplastic material such as ABS or PLA may be used. And, the filament is provided with a plurality of pieces of various colors.
필라멘트 스풀은 필라멘트가 권취되는 원통상의 릴(reel)을 포함한다. 익스트루더가 작동을 개시하면 필라멘트 스풀에 감겨있는 필라멘트가 권출되며 압출 이송되어 히트 블록(70)과 노즐(80)을 거쳐 용융 사출된다.The filament spool includes a cylindrical reel on which the filament is wound. When the extruder starts to operate, the filament wound on the filament spool is unwound, extruded, and melt-injected through the
히트 블록(70)은 안내관(91)을 통해 바디(90) 내부로 유입된 후 피딩 기어(10)와 가이드 베어링에 의해 하측 방향으로 이송되는 고체 필라멘트를 가열하여 유동화된 상태로 만들기 위한 가열기이다.The
히트 블록(70)은 고체 필라멘트를 용융하여 액상화할 수 있는 형태라면 특별히 한정하지 않고 다양하게 적용 가능하다. 예컨대 코일 형태의 히터가 사용될 수 있다.The
노즐(80)은 히트 블록(70)에 의해 용융된 필라멘트를 익스트루더 외부로 사출하기 위한 구성이다. 따라서 노즐(80)은 히트 블록(70) 내부와 연통하며 히트 블록(70) 하측에 구비되거나, 또는 히트 블록(70)이 노즐(80)의 상부를 감싸는 구조로 형성하여 히트 블록(70)과 노즐(80)이 일체화 내지 통합된 형태로 구성할 수도 있다.The nozzle 80 is configured to inject the filament melted by the
특히, 본 발명의 노즐(80)은 복수 개로 구비되는데, 각각의 노즐(80)은 각 필라멘트의 이송 방향에 대응하는 위치에 구비된다. 따라서, 각 노즐(80)은 수직 방향으로는 안내관(91) 및 필라멘트(40) 와 일직선 상에 배열된 구조를 갖고, 복수 개의 노즐(80a 내지 80d))은 수평 방향으로 회전봉(30)의 장축 길이 방향을 따라 배열된 구조를 갖는다.In particular, the nozzle 80 of the present invention is provided in plurality, each nozzle 80 is provided at a position corresponding to the transport direction of each filament. Accordingly, each nozzle 80 has a structure arranged in a straight line with the
또한, 각 노즐(80)의 중심 간의 이격 거리는 각 가이드 베어링의 중심 간의 이격 거리와 동일하도록 구성되고, 각 노즐(80)의 수직 상부에 가이드 베어링이 각각 위치하도록 구성된다.In addition, the spacing distance between the centers of each nozzle 80 is configured to be the same as the spacing distance between the centers of each guide bearing, and the guide bearings are positioned vertically above each nozzle 80 .
도 1의 실시예의 경우 4 개의 노즐(80a 내지 80d)로 구성하였다. 상기 경우, 제1 노즐(80a)은 제1 필라멘트(60a)의 이송 방향의 하측에 위치하고, 제2 노즐(80b)은 제2 필라멘트(60b)의 이송 방향의 하측에 위치하고, 제 3 노즐(80c)은 제3 필라멘트(60c)의 이송 방향의 하측에 위치하며, 제4 노즐(80d)은 제4 필라멘트 (60d)의 이송방향의 하측에 위치하도록 구성된다.In the case of the embodiment of Figure 1, it was composed of four nozzles (80a to 80d). In this case, the
전술한 바와 같은 익스트루더의 구성에 의해, 본 발명의 3D 프린터는 다양한 색상의 필라멘트를 선택적으로 공급할 수 있어 멀티 컬러 성형을 구현할 수 있으면서도, 사용되는 구동모터의 개수와 노즐 간의 간격을 최소화할 수 있어 장치의 소형화에 유리하고, 출력 속도 저하 요인을 최소화할 수 있게 되었다.By the configuration of the extruder as described above, the 3D printer of the present invention can selectively supply filaments of various colors to implement multi-color molding, while minimizing the number of driving motors used and the spacing between nozzles. Therefore, it is advantageous for the miniaturization of the device, and it is possible to minimize the factor of lowering the output speed.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, but such terms are only for clearly describing the present invention, and the embodiments and described terms of the present invention are the spirit and scope of the following claims. It is obvious that various changes and changes can be made without departing from it. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be considered to fall within the scope of the claims of the present invention.
10 : 피딩 기어 20 : 제1 구동부
30 : 회전봉 31 : 지지대
40 : 가이드 베어링 50 : 제2 구동부
60 : 필라멘트 70 : 히트 블록
80 : 노즐 90 : 바디
91 : 안내관10: feeding gear 20: first driving unit
30: rotating rod 31: support
40: guide bearing 50: second driving unit
60: filament 70: heat block
80: nozzle 90: body
91: information officer
Claims (7)
축회전 가능하게 구비되어 필라멘트를 강제 이송하는 피딩 기어; 상기 피딩 기어를 구동시키는 제1 구동부; 축회전 가능하게 구비되는 회전봉; 상기 회전봉 상에 구비되고 상기 피딩 기어의 회전축과 평행한 회전축을 중심으로 자유 회전 가능한 가이드 베어링; 및 상기 회전봉의 축회전을 발생시키는 제2 구동부;를 포함하고, 상기 가이드 베어링은, 상기 회전봉의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치되는 복수 개로 구비되고, 상기 복수 개의 가이드 베어링은 상호 상이한 방향을 지향하도록 구비되어, 상기 복수 개의 가이드 베어링은, 상기 제2 구동부에 의한 상기 회전봉의 축회전 정도에 따라, 상기 복수 개의 가이드 베어링 중에서 선택적으로 상기 복수 개의 필라멘트 중 어느 하나에 접촉되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 익스트루더.
As an extruder provided in a 3D printer,
a feeding gear provided to be axially rotatable to forcibly feed the filament; a first driving unit for driving the feeding gear; a rotating rod provided to be axially rotatable; a guide bearing provided on the rotary rod and freely rotatable about a rotary shaft parallel to the rotary shaft of the feeding gear; and a second driving unit for generating axial rotation of the rotating rod, wherein the guide bearings are provided in plural spaced apart from each other along the longitudinal direction of the rotating rod, and the plurality of guide bearings are oriented in different directions. is provided, wherein the plurality of guide bearings are configured to selectively contact any one of the plurality of filaments from among the plurality of guide bearings according to the degree of axial rotation of the rotary rod by the second driving unit Extruder for printer.
상기 복수 개의 가이드 베어링은 제1 가이드 베어링, 제2 가이드 베어링, 제3 가이드 베어링, 제N 가이드베어링으로 구비되고, 상기 제1 가이드 베어링, 제2 가이드 베어링, 제3 가이드 베어링, 제N 가이드 베어링은 순차적으로 다음의 조건식 1만큼의 회전각 차이를 갖으며 상호 상이한 방향을 지향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 익스트루더.
<조건식 1>
회전각 차이 = 360°/ N
여기서, N: 가이드 베어링의 개수
According to claim 1,
The plurality of guide bearings are provided as a first guide bearing, a second guide bearing, a third guide bearing, and an N-th guide bearing, and the first guide bearing, the second guide bearing, the third guide bearing, and the N-th guide bearing are Extruder for 3D printer, characterized in that it sequentially has a rotation angle difference as much as the following conditional expression 1 and is configured to face different directions.
<Condition 1>
Rotation angle difference = 360°/ N
where N: number of guide bearings
상기 회전봉은 상기 피딩 기어의 회전축과 평행한 방향으로 장축을 갖도록 구성되고, 상기 피딩 기어의 회전축과 평행한 회전축을 중심으로 축회전 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 익스트루더.
According to claim 1,
The rotating rod is configured to have a long axis in a direction parallel to the rotational axis of the feeding gear, and the extruder for a 3D printer, characterized in that it is rotatably provided about a rotational axis parallel to the rotational axis of the feeding gear.
상기 회전봉 상에 돌출되게 구비되는 지지대; 및 상기 지지대에 장착되어 상기 가이드 베어링의 회전 중심이 되는 샤프트를 포함하고, 상기 가이드 베어링은 상기 샤프트에 자유 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 익스트루더.
According to claim 1,
a support provided to protrude on the rotating rod; and a shaft mounted on the support and serving as a center of rotation of the guide bearing, wherein the guide bearing is freely rotatably mounted on the shaft.
상기 가이드 베어링이 상기 필라멘트에 접촉하거나, 접촉 중인 필라멘트로부터 이탈시 상기 가이드 베어링의 탄성 동작을 발생시키는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 익스트루더.
According to claim 1,
The extruder for a 3D printer further comprising an elastic member for generating an elastic operation of the guide bearing when the guide bearing is in contact with the filament or is separated from the filament in contact.
A 3D printer capable of multi-color molding by selectively supplying a plurality of filaments, comprising: an extruder selectively transporting the plurality of filaments; a heat block that heats the filament selected by the extruder and transferred to a fluidized state; and a plurality of nozzles for injecting the filament fluidized by the heat block, wherein the extruder includes: a feeding gear provided to be axially rotatable and forcibly transporting the filament; a first driving unit for driving the feeding gear; a rotating rod provided to be axially rotatable; a guide bearing provided on the rotary rod and freely rotatable about a rotary shaft parallel to the rotary shaft of the feeding gear; and a second driving unit for generating an axial rotation of the rotating rod, wherein the guide bearings are provided with a plurality of spaced apart from each other along the longitudinal direction of the rotating rod, and the plurality of guide bearings are oriented in different directions. is provided, wherein the plurality of guide bearings are configured to selectively contact any one of the plurality of filaments from among the plurality of guide bearings according to the degree of axial rotation of the rotary rod by the second driving unit Color 3D printer.
상기 각 노즐의 중심 간의 이격 거리는 상기 각 가이드 베어링의 중심 간의 이격 거리와 동일하도록 구성되고, 상기 각 노즐의 수직 상부에 상기 가이드 베어링이 각각 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 3D프린터.7. The method of claim 6,
The distance between the centers of the nozzles is configured to be the same as the distance between the centers of the guide bearings, and the guide bearings are positioned vertically above the nozzles, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200138780A KR20220054524A (en) | 2020-10-24 | 2020-10-24 | Extruder For 3D Printer And Multicolor 3D Printer With The Same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200138780A KR20220054524A (en) | 2020-10-24 | 2020-10-24 | Extruder For 3D Printer And Multicolor 3D Printer With The Same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220054524A true KR20220054524A (en) | 2022-05-03 |
Family
ID=81590946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200138780A KR20220054524A (en) | 2020-10-24 | 2020-10-24 | Extruder For 3D Printer And Multicolor 3D Printer With The Same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20220054524A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115091757A (en) * | 2022-06-21 | 2022-09-23 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 3D prints automatic switch material device and 3D printer |
KR20240006231A (en) | 2022-07-06 | 2024-01-15 | 이민우 | Multi color extruder for 3d printer |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101346704B1 (en) | 2013-10-18 | 2013-12-31 | 이재식 | 3-dimensional printer being capable of forming muiti-color products |
KR101441030B1 (en) | 2014-05-02 | 2014-09-18 | 주식회사 대건테크 | Extruder for 3-dimentional printer |
-
2020
- 2020-10-24 KR KR1020200138780A patent/KR20220054524A/en unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101346704B1 (en) | 2013-10-18 | 2013-12-31 | 이재식 | 3-dimensional printer being capable of forming muiti-color products |
KR101441030B1 (en) | 2014-05-02 | 2014-09-18 | 주식회사 대건테크 | Extruder for 3-dimentional printer |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115091757A (en) * | 2022-06-21 | 2022-09-23 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 3D prints automatic switch material device and 3D printer |
CN115091757B (en) * | 2022-06-21 | 2024-01-05 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | Automatic material switching device for 3D printing and 3D printer |
KR20240006231A (en) | 2022-07-06 | 2024-01-15 | 이민우 | Multi color extruder for 3d printer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20170056836A (en) | Extruder for 3d printer and multicolor 3d printer with the same | |
KR101938958B1 (en) | Multi-axis three dimensional printer having exchangeable extruder-integrated printer head | |
KR20220054524A (en) | Extruder For 3D Printer And Multicolor 3D Printer With The Same | |
KR101956525B1 (en) | Multi-axis three dimensional printer having exchangeable extruder-integrated printer head | |
US11207813B2 (en) | Single extruder configuration that enables multi-color extrusions in three-dimensional object printers | |
KR20150126120A (en) | The material feeding device and method for 3d printer | |
KR101346704B1 (en) | 3-dimensional printer being capable of forming muiti-color products | |
JP7053430B2 (en) | Systems and methods for adjusting the speed of a multi-nozzle extruder during additive manufacturing relative to the angle orientation of the extruder. | |
KR101575061B1 (en) | Apparatus for changing nozzle of 3D printer | |
KR101679194B1 (en) | Multi color 3d printer | |
KR20160107769A (en) | Exchangeable extruder for three dimensional printer | |
KR101719245B1 (en) | The material feeding device and method for 3d printer | |
CN101384415B (en) | Injection mold device having shearing flow making part | |
KR101796890B1 (en) | Exchangeable extruder for three dimensional printer | |
KR20160124554A (en) | Multi-axis three dimensional printer having exchangeable extruder-integrated printer head | |
US11383417B2 (en) | Filament heaters configured to facilitate thermal treatment of filaments for extruder heads in three-dimensional object printers | |
KR20170093431A (en) | 3D printer for multi-Extruder | |
JP6250128B1 (en) | Injection molding machine | |
KR101665531B1 (en) | Extruder for 3d-printer and 3d-printer comprising the same | |
KR101849592B1 (en) | Three dimensional printer material with replacable nozzles | |
KR102322967B1 (en) | Incineration system | |
JP6527539B2 (en) | Three-dimensional printing method and three-dimensional printing apparatus | |
KR20160125614A (en) | Temperature adjustment apparatus of 3D printer extruder | |
KR102334633B1 (en) | 3D printer device for diagonal printouts | |
KR20240006231A (en) | Multi color extruder for 3d printer |