KR20220089587A - 3D printing apparatus using selective electrochemical additive manufacturing with multi switching electrode module - Google Patents

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KR20220089587A
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Abstract

본 발명은 선택적 전기화학 전착을 이용한 3차원 프린팅 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 전기화학 전착에 의한 적층법(ECAM, ElectroChemical Additive Manufacturing)을 이용하여 기판에 금속원료를 선택적으로 적층시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional printing apparatus using selective electrochemical electrodeposition, and more particularly, to a three-dimensional (3D) printing apparatus capable of selectively stacking a metal raw material on a substrate by using an electrochemical additive manufacturing (ECAM, Electrochemical Additive Manufacturing) method. It relates to a printing device.

Description

다중 스위칭 전극모듈을 구비하는 선택적 전기화학 전착을 이용한 3차원 프린팅 장치 {3D printing apparatus using selective electrochemical additive manufacturing with multi switching electrode module}3D printing apparatus using selective electrochemical additive manufacturing with multi switching electrode module

본 발명은 선택적 전기화학 전착을 이용한 3차원 프린팅 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 전기화학 전착에 의한 적층법(ECAM, ElectroChemical Additive Manufacturing)을 이용하여 기판에 금속원료를 선택적으로 적층시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional printing apparatus using selective electrochemical electrodeposition, and more particularly, to a three-dimensional (3D) printing apparatus capable of selectively stacking a metal raw material on a substrate by using an electrochemical additive manufacturing (ECAM, Electrochemical Additive Manufacturing) method. It relates to a printing device.

3D 프린팅 기술은 3차원 설계 데이터를 기반으로 고분자 재료, 플라스틱 또는 금속분말 등의 소재를 적층하는 적층법(additive manufacturing)을 사용함으로써, 실물 모형, 프로토타입(proto type), 툴(tool) 및 부품 등을 형상화하는 기술이다.3D printing technology uses additive manufacturing to laminate materials such as polymer materials, plastics, or metal powders based on three-dimensional design data, so that physical models, prototypes, tools, and parts are used. It is a technique to shape the back.

3D 프린팅 방식으로는 사용되는 원료의 특성에 따라 액체 기반의 방식과 파우더 기반의 방식이 주로 사용되는데, 액체 기반의 방식은 액체 상태의 폴리머 합성수지를 이용하여 물체의 모양을 따라 한 층씩 적층한 후 적층된 구조물을 광경화시키는 과정을 거치는 방식이며, 파우더 기반 방식은 파우더 형태로 만들어진 금속 원료를 녹이거나 소결하는 과정을 거치는 방식이다.For 3D printing, a liquid-based method and a powder-based method are mainly used depending on the characteristics of the raw materials used. In the liquid-based method, a liquid polymer synthetic resin is used and laminated layer by layer according to the shape of the object. It is a method that undergoes a process of photocuring the structure, and the powder-based method is a method of melting or sintering metal raw materials made in powder form.

이중 원료로서 고분자 또는 플라스틱 등을 이용하는 3D 프린터는 액체 기반 방식으로 구현가능하여 널리 사용되고 있는 반면, 금속 원료의 경우에는 액체 기반 방식으로 구현이 어렵고 주로 파우더 기반 방식으로만 구현 가능하다는 점에서, 높은 소재가격, 복잡한 가공방법, 높은 소결 온도, 폭발 위험성 등의 이유로 플라스틱 원료를 이용한 3D 프틴터와 달리 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.A 3D printer using a polymer or plastic as a double raw material is widely used because it can be implemented in a liquid-based method, whereas in the case of a metal raw material, it is difficult to implement in a liquid-based method and mainly can be implemented in a powder-based method, so it is a high material Unlike 3D printers using plastic raw materials, they are not widely used due to reasons such as price, complicated processing methods, high sintering temperature, and explosion risk.

이러한 문제를 해결하기 위한 선행기술로서, 본 출원인이 출원하여 등록받은 한국등록특허 제10-1774383호(등록공고일: 2017. 8. 29), 한국등록특허 제10-1774387호(등록공고일: 2017. 8. 29) 및 한국등록특허 제10-1913171호(등록공고일" 2018. 10. 24)에는 "선택적 전기화학 전착을 이용한 3차원 프린팅 장치"가 개시된 바 있다.As prior art to solve this problem, Korean Patent No. 10-1774383 (registration announcement date: 2017. 8. 29), Korean Patent Registration No. 10-1774387 (registration announcement date: 2017. Aug. 29) and Korean Patent No. 10-1913171 (registration announcement date” Oct. 24, 2018) discloses “3D printing apparatus using selective electrochemical electrodeposition”.

그러나, 상기 선행기술들에 따른 3차원 프린팅 장치는 기본적으로 전기화학 방식을 이용하기 때문에 프린팅속도가 느리다는 문제가 있다.However, the three-dimensional printing apparatus according to the prior art has a problem in that the printing speed is slow because the electrochemical method is basically used.

본 발명은 기본적으로 종래의 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to basically solve the problems of the prior art.

본 발명의 일실시예를 통해서, 전기화학 전착에 의한 적층법(ECAM, ElectroChemical Additive Manufacturing)을 이용하여 기판에 금속원료를 선택적으로 적층시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치를 제공하고자 한다.According to an embodiment of the present invention, it is an object of the present invention to provide a 3D printing apparatus capable of selectively laminating a metal raw material on a substrate using an electrochemical additive manufacturing (ECAM) method.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용하여 프린팅 속도를 증대시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a three-dimensional printing apparatus capable of increasing a printing speed by using a multi-electrode module having a plurality of electrodes.

본 발명의 일실시예를 통해서, 전기화학 전착시 발생하는 기포를 제거하여 적층 품질을 향상시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a 3D printing apparatus capable of improving the lamination quality by removing air bubbles generated during electrochemical electrodeposition.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용한 멀티 적층이 가능한 3차원 프린팅 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a three-dimensional printing apparatus capable of multi-stacking using a multi-electrode module having a plurality of electrodes.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용한 멀티 적층시 균일한 적층이 가능한 3차원 프린팅 장치를 제공하고자 한다. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional printing apparatus capable of uniform lamination during multi-stacking using a multi-electrode module having a plurality of electrodes.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용하여 다양한 형태의 멀티 적층 또는 싱글 적층이 가능한 3차원 프린팅 장치를 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a 3D printing apparatus capable of multi-stacking or single-stacking of various types using a multi-electrode module provided with a plurality of electrodes.

본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 전해액을 수용하는 터브(tub); 상기 터브에 수용된 전해액에 침지된 상태로 놓여지는 기판; 전극홀더와, 상기 전극홀더에 소정간격으로 배열되어 고정되는 복수의 전극을 구비하는 다중전극모듈; 상기 다중전극모듈의 움직임을 조절하는 구동부; 상기 기판과 상기 복수의 전극에 전원을 인가하기 위한 전원공급부; 및 상기 구동부와 상기 전원공급부를 제어하여 상기 기판 상에 상기 전해액에 포함된 금속이온을 선택적으로 전착시켜 적층하는 제어부;를 포함하고, 상기 전원공급부는, 전원부; 상기 전원부를 상기 기판에 연결하는 기판연결부; 상기 전원부를 상기 복수의 전극에 연결하기 위한 메인연결부; 상기 메인연결부와 상기 복수의 전극 각각을 연결하는 서브연결부; 및 상기 서브연결부에 구비되어 상기 메인연결부와 상기 전극을 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부;를 포함할 수 있다. A 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a tub for accommodating an electrolyte; a substrate placed in a state of being immersed in the electrolyte solution accommodated in the tub; a multi-electrode module having an electrode holder and a plurality of electrodes arranged and fixed to the electrode holder at predetermined intervals; a driving unit for controlling the movement of the multi-electrode module; a power supply unit for applying power to the substrate and the plurality of electrodes; and a control unit for selectively electrodepositing and stacking metal ions included in the electrolyte on the substrate by controlling the driving unit and the power supply unit, wherein the power supply unit includes: a power supply unit; a substrate connection unit connecting the power supply unit to the substrate; a main connection part for connecting the power supply part to the plurality of electrodes; a sub-connection unit connecting the main connection unit and each of the plurality of electrodes; and a first switching unit provided in the sub-connection unit to selectively connect the main connection unit and the electrode.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 복수의 전극은 밑면의 크기가 다른 전극을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.In addition, in the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the plurality of electrodes may include at least one electrode having different sizes of the bottom surfaces.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 복수의 전극 중 적어도 어느 하나는 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극으로 이루어지고, 상기 어느 하나의 전극을 상기 메인연결부에 연결하는 서브연결부에는 상기 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극 중 어느 하나를 상기 메인연결부에 연결하는 제2 스위칭부가 구비될 수 있다. In addition, in the three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, at least one of the plurality of electrodes is made of a plurality of electrodes having different sizes of the bottom surface, and the one electrode is connected to the main connection part. The sub-connection unit may include a second switching unit connecting any one of the plurality of electrodes having different sizes of the bottom surface to the main connection unit.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 복수의 전극은 상기 전극홀더를 관통하되, 상기 복수의 전극의 밑면은 상기 전극홀더의 밑면과 수평을 이룰 수 있다. In addition, in the three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the plurality of electrodes may pass through the electrode holder, and bottom surfaces of the plurality of electrodes may be parallel to the bottom surface of the electrode holder.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 3차원 프린팅 장치는 전해액이 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 터브로 공급하기 위한 전해액 공급부를 더 포함하고, 상기 전극홀더에는 상기 전해액 공급부에서 공급되는 전해액이 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통해 유입된 전해액이 상기 기판으로 분출되는 분출구와, 상기 유입구와 상기 분출구를 연결하는 분출유로가 구비되고, 상기 분출유로는 상기 유입구를 통해 유입된 전해액이 상기 분출구를 통해 분출시 상기 복수의 전극이 구비된 영역 방향으로 분출되도록 경사질 수 있다. In addition, the three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the three-dimensional printing apparatus further comprises a storage unit in which the electrolyte is stored, and an electrolyte supply unit for supplying the electrolyte stored in the storage unit to the tub, The electrode holder is provided with an inlet through which the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit is introduced, an outlet through which the electrolyte introduced through the inlet is ejected to the substrate, and a spout passage connecting the inlet and the outlet, and the ejection channel is provided. may be inclined such that, when the electrolyte introduced through the inlet is ejected through the outlet, the electrolyte is ejected in the direction of the region in which the plurality of electrodes are provided.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 3차원 프린팅 장치는 전해액이 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 터브로 공급하기 위한 전해액 공급부를 더 포함하고, 상기 전극홀더에는 상기 전해액 공급부에서 공급되는 전해액이 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통해 유입된 전해액이 상기 기판으로 분출되도록 상기 전극홀더의 밑면에 형성되되 상기 복수의 전극 사이에 형성되는 분출구와, 상기 유입구와 상기 분출구를 연결하는 분출유로가 구비될 수 있다. In addition, the three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the three-dimensional printing apparatus further comprises a storage unit in which the electrolyte is stored, and an electrolyte supply unit for supplying the electrolyte stored in the storage unit to the tub, The electrode holder has an inlet through which the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit is introduced; A jet passage connecting the inlet and the jet port may be provided.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 서브연결부는 상기 복수의 전극 각각이 병렬 배치되도록 구비될 수 있다. In addition, in the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the sub-connection unit may be provided such that each of the plurality of electrodes is arranged in parallel.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 서브연결부에는 저항소자가 구비될 수 있다. In addition, in the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, a resistance element may be provided in the sub-connection part.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 전해액을 수용하는 터브(tub); 상기 터브에 수용된 전해액에 침지된 상태로 놓여지는 기판; 전극홀더와, 상기 전극홀더에 소정간격으로 배열되어 고정되는 복수의 전극을 구비하는 복수의 다중전극모듈; 상기 다중전극모듈의 움직임을 조절하는 구동부; 상기 기판과 상기 복수의 전극에 전원을 인가하기 위한 전원공급부; 및 상기 구동부와 상기 전원공급부를 제어하여 상기 기판 상에 상기 전해액에 포함된 금속이온을 선택적으로 전착시켜 적층하는 제어부;를 포함하고, 상기 전원공급부는, 전원부; 상기 전원부를 상기 기판에 연결하는 기판연결부; 상기 전원부를 상기 복수의 전극에 연결하기 위한 메인연결부; 상기 메인연결부와 상기 복수의 다중전극모듈 각각을 연결하는 제1 서브연결부; 및 상기 제1 서브연결부와 상기 복수의 전극 각각을 연결하는 제2 서브연결부;를 포함할 수 있다. In addition, the three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, a tub (tub) for accommodating the electrolyte; a substrate placed in a state of being immersed in the electrolyte solution accommodated in the tub; a plurality of multi-electrode modules having an electrode holder and a plurality of electrodes arranged and fixed to the electrode holder at predetermined intervals; a driving unit for controlling the movement of the multi-electrode module; a power supply unit for applying power to the substrate and the plurality of electrodes; and a control unit for selectively electrodepositing and stacking metal ions included in the electrolyte on the substrate by controlling the driving unit and the power supply unit, wherein the power supply unit includes: a power supply unit; a substrate connection unit connecting the power supply unit to the substrate; a main connection part for connecting the power supply part to the plurality of electrodes; a first sub-connection unit connecting the main connection unit and each of the plurality of multi-electrode modules; and a second sub-connection unit connecting the first sub-connection unit and each of the plurality of electrodes.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 제1 서브연결부는 상기 복수의 다중전극모듈 각각이 병렬 배치되도록 구비되고, 상기 제2 서브연결부는 상기 복수의 전극 각각이 병렬 배치되도록 구비될 수 있다. In addition, in the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the first sub-connection unit is provided such that each of the plurality of multi-electrode modules is arranged in parallel, and the second sub-connection unit is arranged such that each of the plurality of electrodes is arranged in parallel. It can be provided as much as possible.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 제1 서브연결부에는 상기 메인연결부와 상기 다중전극모듈을 선택적으로 연결하는 제3 스위칭부가 구비될 수 있다. In addition, in the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, a third switching unit for selectively connecting the main connection unit and the multi-electrode module to the first sub-connection unit may be provided.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 제2 서브연결부에는 상기 제1 서브연결부와 상기 전극을 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부가 구비될 수 있다. In addition, in the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, the second sub-connection unit may include a first switching unit selectively connecting the first sub-connection unit and the electrode.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 제2 서브연결부에는 저항소자가 구비될 수 있다. In addition, in the 3D printing apparatus according to an embodiment of the present invention, a resistance element may be provided in the second sub-connection part.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치는, 상기 복수의 전극 중 적어도 어느 하나는 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극으로 이루어지고, 상기 어느 하나의 전극을 상기 제1 서브연결부에 연결하는 제2 서브연결부에는 상기 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극 중 어느 하나를 상기 제1 서브연결부에 연결하는 제2 스위칭부가 구비될 수 있다.In addition, in the three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, at least one of the plurality of electrodes is formed of a plurality of electrodes having different bottom sizes, and the one electrode is connected to the first sub-connection part. A second switching unit for connecting any one of the plurality of electrodes having different sizes of the bottom surface to the first sub-connection unit may be provided in the second sub-connection unit to be connected.

본 발명의 일실시예를 통해서, 전기화학 전착에 의한 적층법을 이용하여 기판에 금속원료를 선택적으로 적층시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a 3D printing apparatus capable of selectively laminating a metal raw material on a substrate using a lamination method by electrochemical electrodeposition.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용하여 프린팅 속도를 증대시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치를 제공할 수 있다.Through one embodiment of the present invention, it is possible to provide a three-dimensional printing apparatus capable of increasing the printing speed by using a multi-electrode module provided with a plurality of electrodes.

본 발명의 일실시예를 통해서, 전기화학 전착시 발생하는 기포를 제거하여 적층 품질을 향상시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a 3D printing apparatus capable of improving the lamination quality by removing air bubbles generated during electrochemical electrodeposition.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용한 멀티 적층이 가능한 3차원 프린팅 장치를 제공할 수 있다.Through one embodiment of the present invention, it is possible to provide a three-dimensional printing apparatus capable of multi-stacking using a multi-electrode module provided with a plurality of electrodes.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용한 멀티 적층시 균일한 적층이 가능한 3차원 프린팅 장치를 제공할 수 있다. Through one embodiment of the present invention, it is possible to provide a 3D printing apparatus capable of uniform lamination during multi-stacking using a multi-electrode module having a plurality of electrodes.

본 발명의 일실시예를 통해서, 복수의 전극이 구비된 다중전극모듈을 이용하여 다양한 형태의 멀티 적층 또는 싱글 적층이 가능한 3차원 프린팅 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a three-dimensional printing apparatus capable of multi-stacking or single-stacking of various types using a multi-electrode module provided with a plurality of electrodes.

본 발명에 따른 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위와 상세한 설명의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects according to the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description of the claims and detailed description. will be able

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2는 기판과 전극에 전원이 인가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 3은 다중전극모듈의 상면을 나타내는 도면이고,
도 4는 다중전극모듈의 밑면을 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중전극모듈의 개략적인 단면도이고,
도 6은 도 5에 따른 다중전극모듈의 상면을 나타내는 도면이고,
도 7은 도 5에 따른 다중전극모듈의 밑면을 나타내는 도면이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전원공급부를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 9는 도 8에 따른 전원공급부의 효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급부를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a diagram schematically showing a state in which power is applied to a substrate and an electrode;
3 is a view showing an upper surface of the multi-electrode module;
4 is a view showing the bottom of the multi-electrode module,
5 is a schematic cross-sectional view of a multi-electrode module according to another embodiment of the present invention;
6 is a view showing an upper surface of the multi-electrode module according to FIG. 5;
7 is a view showing a bottom surface of the multi-electrode module according to FIG. 5;
8 is a view schematically showing a power supply unit according to another embodiment of the present invention,
9 is a view for explaining the effect of the power supply unit according to FIG. 8,
10 is a diagram schematically showing a power supply according to another embodiment of the present invention,
11 is a diagram schematically illustrating an electrode according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예를 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략한다.Hereinafter, an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있으나, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지 않고, 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe the components, but the components are not limited to the above terms and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.When a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(over)", "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(over)", "상(on)" 및 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.In the drawings, the thickness or size of each layer (film), region, pattern, or structure may be changed for clarity and convenience of description, and thus does not fully reflect the actual size. In the description of the embodiments, each layer (film), region, pattern or structure is “over”, “on” or “below” the substrate, each layer (film), region, pad or pattern. In the case of being described as being formed on "under," "over," "on," and "under" refer to "directly" or "indirectly through another layer." )" includes all that are formed.

또한, "~상에"라 함은 대상 부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, "on" means to be positioned above or below the target member, and does not necessarily mean to be positioned above the target member based on the direction of gravity.

본 명세서에서 '상부', '하부', '상면', '밑면', '상방', '하방' 등과 같은 상대적인 용어는 도면에 도시된 방향을 기준으로 구성들간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 발명은 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.In this specification, relative terms such as 'upper', 'lower', 'top', 'bottom', 'up', 'down', etc. may be used to describe the relationship between components based on the direction shown in the drawings, and , the present invention is not limited by such terms.

각 실시예는 독립적으로 실시되거나 함께 실시될 수 있으며, 발명의 목적에 부합하게 일부 구성요소는 제외될 수 있다. Each embodiment may be implemented independently or together, and some components may be excluded in accordance with the purpose of the invention.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 기판과 전극에 전원이 인가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 다중전극모듈의 상면을 나타내는 도면이고, 도 4는 다중전극모듈의 밑면을 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing a state in which power is applied to a substrate and an electrode, and FIG. 3 is an upper surface of a multi-electrode module 4 is a view showing the bottom surface of the multi-electrode module.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치(10)는 전해액(11)을 수용하는 터브(tub)(20), 상기 터브(20)에 수용된 전해액(11)에 침지된 상태로 놓여지는 기판(12), 전극홀더(31)와 상기 전극홀더(31)에 소정간격으로 배열되어 고정되는 복수의 전극(32)을 구비하는 다중전극모듈(30), 상기 다중전극모듈(30)의 움직임을 조절하는 구동부(13), 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)에 전원을 인가하기 위한 전원공급부(50) 및 상기 구동부(13)와 상기 전원공급부(50)를 제어하여 상기 기판(12) 상에 상기 전해액(11)에 포함된 금속이온을 선택적으로 전착시켜 적층하는 제어부(14)를 포함할 수 있다. 1 to 4 , the 3D printing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a tub 20 accommodating an electrolyte 11 , and an electrolyte 11 accommodated in the tub 20 . A multi-electrode module 30 having a substrate 12 placed in a state immersed in ), an electrode holder 31, and a plurality of electrodes 32 arranged at predetermined intervals and fixed to the electrode holder 31, the A driving unit 13 for controlling the movement of the multi-electrode module 30, a power supply unit 50 for applying power to the substrate 12 and the plurality of electrodes 32, and the driving unit 13 and the power supply unit A control unit 14 for selectively electrodepositing and stacking metal ions included in the electrolyte 11 on the substrate 12 by controlling 50 may be included.

상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)은 서로 마주한 상태로 소정간격 이격되어 상기 터브(20)에 수용된 전해액(11)에 침지될 수 있다.The substrate 12 and the bottom surfaces 33 of the plurality of electrodes 32 may be immersed in the electrolyte 11 accommodated in the tub 20 while being spaced apart from each other by a predetermined distance while facing each other.

예를 들어, 상기 기판(12)은 상기 터브(20) 내에 구비되는 지지대(21)에 놓여진 상태에서 상기 터브(20)에 수용된 전해액(11)에 침지될 수 있으며, 상기 복수의 전극(32)은 상기 구동부(13)의 동작에 의한 상기 다중전극모듈(30)의 움직임에 의해 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)이 상기 터브(20)에 수용된 전해액(11)에 침지되어 상기 기판(12)과 소정간격 이격된 상태로 마주할 수 있다.For example, the substrate 12 may be immersed in the electrolyte 11 accommodated in the tub 20 while placed on the support 21 provided in the tub 20 , and the plurality of electrodes 32 . The bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 is immersed in the electrolyte 11 accommodated in the tub 20 by the movement of the multi-electrode module 30 by the operation of the driving unit 13, so that the substrate (12) and may face each other in a spaced apart state.

그리고, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)이 소정간격 이격되어 마주한 상태로 상기 터브(20)에 수용된 전해액(11)에 침지된 상태에서, 상기 제어부(14)는 상기 전원공급부(50)를 제어하여 상기 복수의 전극(32)을 (+), 상기 기판(12)을 (-)로 하여 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)에 전원을 인가하면, 상기 기판(12) 상에는 상기 전극(32)의 밑면(33)이 마주하는 영역(17)에 상기 전해액(11)에 포함된 금속이온이 전착(electrochemical deposition)됨에 따라 적층될 수 있다.And, in a state in which the substrate 12 and the bottom surfaces 33 of the plurality of electrodes 32 are immersed in the electrolyte 11 accommodated in the tub 20 in a state in which they face each other at a predetermined distance, the control unit 14 controls the power supply unit 50 to apply power to the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 using the plurality of electrodes 32 as (+) and the substrate 12 as (-) Then, metal ions included in the electrolyte 11 may be electrochemically deposited on the region 17 where the bottom surface 33 of the electrode 32 faces on the substrate 12 by electrochemical deposition.

따라서, 상기 제어부(14)는 상기 구동부(13)와 상기 전원공급부(50)를 제어하여 상기 기판(12) 상에 상기 전해액(11)에 포함된 금속이온을 선택적으로 전착시켜 적층할 수 있다.Accordingly, the control unit 14 may control the driving unit 13 and the power supply unit 50 to selectively electrodeposit and laminate the metal ions included in the electrolyte 11 on the substrate 12 .

상기 구동부(13)는 상기 다중전극모듈(30)의 움직임을 조절하기 위한 구성으로서, 상기 다중전극모듈(30)을 수평, 수직방향으로 구동가능하도록 구비될 수 있다. The driving unit 13 is configured to control the movement of the multi-electrode module 30 , and may be provided to drive the multi-electrode module 30 in horizontal and vertical directions.

예를 들어, 상기 구동부(13)는 상기 다중전극모듈(30)을 수평이동시켜 상기 기판(12) 상에 적층되는 위치를 선택할 수 있도록 하며, 소정높이 적층 후 예를 들어, 기 설정된 1 레이어 적층이 완료 후에는 상기 다중전극모듈(30)을 수직방향으로 대략 상기 1 레이어 적층된 높이만큼 이동시켜 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33) 사이의 간격을 조절할 수 있다.For example, the driving unit 13 moves the multi-electrode module 30 horizontally so that a position to be stacked on the substrate 12 can be selected, and after stacking at a predetermined height, for example, a preset one-layer stacking After this is completed, the distance between the substrate 12 and the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 can be adjusted by moving the multi-electrode module 30 in the vertical direction by approximately the height of the one-layer stacking. .

즉, 상기 구동부(13)는 상기 다중전극모듈(30)을 구동하여 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 갭을 포함하는 3차원 변위를 조절할 수 있다.That is, the driving unit 13 may drive the multi-electrode module 30 to adjust the three-dimensional displacement including the gap between the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 .

상기 전원공급부(50)는 상기 복수의 전극(32)에 동시에 전원을 인가할 수 있도록 구비될 수 있다.The power supply unit 50 may be provided to simultaneously apply power to the plurality of electrodes 32 .

상세히, 상기 전원공급부(50)는 전원부(51), 상기 전원부(51)를 상기 기판(12)에 연결하는 기판연결부(52), 상기 전원부(51)를 상기 복수의 전극(32)에 연결하기 위한 메인연결부(53), 상기 메인연결부(53)와 상기 복수의 전극(32) 각각을 연결하는 서브연결부(54)를 포함할 수 있다.In detail, the power supply unit 50 includes a power supply unit 51 , a substrate connection unit 52 connecting the power unit 51 to the substrate 12 , and connecting the power supply unit 51 to the plurality of electrodes 32 . It may include a main connection part 53 for the purpose, and a sub connection part 54 connecting each of the main connection part 53 and the plurality of electrodes 32 .

여기서, 상기 서브연결부(54)는 상기 복수의 전극(32) 각각을 병렬 배치되도록 구비될 수 있다.Here, the sub-connection part 54 may be provided to arrange each of the plurality of electrodes 32 in parallel.

따라서, 상기 전원공급부(50)에 의해 전원이 인가되는 경우에, 상기 복수의 전극(32)은 동시에 전원이 인가될 수 있으며, 그러면 도 2에서 보이는 바와 같이, 상기 복수의 전극(32) 각각에서 동시에 멀티 적층이 가능해질 수 있으며, 그에 따라 전체 프린팅 속도를 증대시킬 수 있다.Therefore, when power is applied by the power supply unit 50, power can be applied to the plurality of electrodes 32 at the same time, and then, as shown in FIG. 2, at each of the plurality of electrodes 32 Simultaneous multi-stacking may be possible, thereby increasing the overall printing speed.

상기 다중전극모듈(30)은 상기 복수의 전극(32)을 고정하기 위한 구성으로서, 상기 복수의 전극(32)이 소정간격으로 배열되어 고정되는 전극홀더(31)를 포함할 수 있다.The multi-electrode module 30 is configured to fix the plurality of electrodes 32 , and may include an electrode holder 31 in which the plurality of electrodes 32 are arranged at predetermined intervals and fixed thereto.

또한, 상기 복수의 전극(32)은 상기 전극홀더(31)를 관통한 상태로 고정될 수 있으며, 이때 상기 관통된 복수의 전극(32)의 밑면(33)은 상기 전극홀더(31)의 밑면(34)과 수평을 이루도록 구비될 수 있다.In addition, the plurality of electrodes 32 may be fixed in a state penetrating the electrode holder 31 , wherein the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 penetrated is the bottom surface of the electrode holder 31 . (34) and may be provided to be horizontal.

상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)에 전원이 인가되어 전기화학 전착이 발생하는 경우에는 기포가 생성되는데, 이러한 기포는 안정적인 전기화학 전착을 방해하여 적층 품질을 저해하는 원인이 되기 때문에, 적층 품질을 향상시키기 위해서는 상기 생성되는 기포가 원활하게 제거되도록 할 필요가 있다.When power is applied to the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 to cause electrochemical electrodeposition, bubbles are generated, and these bubbles interfere with stable electrochemical deposition and deteriorate the stacking quality. , it is necessary to smoothly remove the generated air bubbles in order to improve the stacking quality.

그러나, 상기 관통된 복수의 전극(32)의 밑면(33)이 상기 전극홀더(31)의 밑면(34)보다 안쪽으로 들어가 소정의 공간이 형성되거나 상기 전극홀더(31)의 밑면(34)보다 돌출되면, 상기 생성되는 기포는 상기 공간에 머물게 되거나 상기 돌출된 전극(32) 부위에 달라붙게 되면서 상기 생성되는 기포가 원활하게 제거될 수 없다.However, the bottom surface 33 of the plurality of penetrated electrodes 32 enters inward than the bottom surface 34 of the electrode holder 31 to form a predetermined space or more than the bottom surface 34 of the electrode holder 31 . When protruding, the generated bubbles stay in the space or stick to the protruding electrode 32, so that the generated bubbles cannot be smoothly removed.

따라서, 적층 품질을 향상시키기 위해서는 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)이 상기 전극홀더(31)의 밑면(34)과 수평을 이루도록 함이 바람직하다.Therefore, in order to improve the stacking quality, it is preferable that the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 be parallel to the bottom surface 34 of the electrode holder 31 .

상기 전극홀더(31)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 다중전극모듈(30)은 상기 플라스틱 재질의 전극홀더(31)를 상온보다 높은 온도의 물에 담가 연성을 확보한 후 상기 복수의 전극(32)을 소정간격으로 상기 연성이 확보된 전극홀더(31)에 압입 관통시킴으로써 제조될 수 있다.The electrode holder 31 may be made of a plastic material, and the multi-electrode module 30 includes the plurality of electrodes ( 32) can be manufactured by press-fitting through the electrode holder 31 having the ductility secured at predetermined intervals.

이때, 상기 전극홀더(31)의 밑면(34) 전체를 연마하여 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 전극홀더(31)의 밑면(34)이 수평을 이루도록 할 수 있다. At this time, the entire bottom surface 34 of the electrode holder 31 may be polished so that the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 and the bottom surface 34 of the electrode holder 31 are horizontal.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치(10)는 상기 생성되는 기포를 원활하게 제거할 수 있도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the 3D printing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention may be configured to smoothly remove the generated air bubbles.

이를 위해, 상기 3차원 프린팅 장치(10)는 전해액(11)이 저장되는 저장부(15)와, 상기 저장부(15)에 저장된 전해액(11)을 상기 터브(20)로 공급하기 위한 전해액 공급부(16)를 포함할 수 있다.To this end, the 3D printing apparatus 10 includes a storage unit 15 in which the electrolyte 11 is stored, and an electrolyte supply unit for supplying the electrolyte 11 stored in the storage unit 15 to the tub 20 . (16) may be included.

상기 전해액 공급부(16)는 소정의 펌프가 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 높이차를 이용하여 상기 저장부(15)에 저장된 전해액(11)이 상기 터브(20)로 공급되도록 구비될 수도 있다.A predetermined pump may be used as the electrolyte supply unit 16 . However, the present invention is not limited thereto, and the electrolyte 11 stored in the storage unit 15 may be supplied to the tub 20 by using a height difference.

상기 전극홀더(31)에는 상기 전해액 공급부(16)에서 공급되는 전해액이 유입되는 유입구(35)와, 상기 유입구(35)를 통해 유입된 전해액이 상기 기판(12)으로 분출되는 분출구(36)와, 상기 유입구(35)와 상기 분출구(36)를 연결하는 분출유로(37)가 구비될 수 있다.The electrode holder 31 has an inlet 35 through which the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit 16 is introduced, and an outlet 36 through which the electrolyte introduced through the inlet 35 is ejected to the substrate 12, and , a jet passage 37 connecting the inlet 35 and the jet port 36 may be provided.

도 2에서 보이는 바와 같이, 상기 분출유로(37)는 상기 유입구(35)를 통해 유입된 전해액이 상기 분출구(36)를 통해 분출시 상기 복수의 전극(32)이 구비된 영역 방향으로 분출되도록 경사질 수 있다.As shown in FIG. 2 , the ejection flow path 37 is inclined so that when the electrolyte introduced through the inlet 35 is ejected through the outlet 36 , it is ejected in the direction of the region in which the plurality of electrodes 32 are provided. can get

그러면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)에 전원이 인가되어 전기화학 전착이 발생하는 경우에 생성되는 기포는 원활하게 제거될 수 있다.Then, when power is applied to the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 and electrochemical electrodeposition occurs, bubbles generated can be smoothly removed.

또한, 도 4에서 보이는 바와 같이, 상기 분출구(36)는 상기 전극홀더(31)의 밑면(34)에 형성되되 상기 복수의 전극(32)이 구비된 영역의 가장자리 일측에 길게 형성될 수 있다. 그러면, 상기 생성되는 기포는 더욱 원활하게 제거될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4 , the jet port 36 is formed on the bottom surface 34 of the electrode holder 31 and may be formed to be elongated at one edge of the region in which the plurality of electrodes 32 are provided. Then, the generated air bubbles can be more smoothly removed.

상기 유입구(35)는 상기 전극홀더(31)의 상면에 형성될 수 있으며, 상기 유입구(35)에는 상기 전해액 공급부(16)에서 공급되는 전해액을 소정압력으로 분출하는 노즐(39)이 결합될 수 있으며, 상기 전극홀더(31)의 상면에는 상기 구동부(13)에 고정되기 위한 결합부(38)가 형성될 수 있다. The inlet 35 may be formed on the upper surface of the electrode holder 31, and a nozzle 39 for ejecting the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit 16 at a predetermined pressure may be coupled to the inlet 35. and a coupling part 38 to be fixed to the driving part 13 may be formed on the upper surface of the electrode holder 31 .

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치(10)는 상기 터브(20)를 수용하는 보조터브(22)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the 3D printing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention may include an auxiliary tub 22 accommodating the tub 20 .

또한, 상기 보조터브(22)에는 상기 터브(20)에서 넘쳐 흐르는 전해액을 상기 저장부(15)로 배출시키기 위한 배출부(23)가 구비될 수 있다. In addition, the auxiliary tub 22 may be provided with a discharge unit 23 for discharging the electrolyte overflowing from the tub 20 to the storage unit 15 .

그러면, 상기 터브(20)에서 넘쳐 흐르는 전해액은 상기 보조터브(22)에 수용된 후 상기 배출부(23)를 통해 상기 저장부(15)로 배출될 수 있다.Then, the electrolyte overflowing from the tub 20 may be discharged to the storage unit 15 through the discharge unit 23 after being accommodated in the auxiliary tub 22 .

따라서, 상기 전해액 공급부(16)가 소정의 펌프로 사용되는 경우에, 상기 전해액(11)은 상기 전해액 공급부(16)와 상기 배출부(23)에 의해 상기 터브(20)와 상기 저장부(15)를 순환할 수 있다.Therefore, when the electrolyte supply unit 16 is used as a predetermined pump, the electrolyte 11 is supplied to the tub 20 and the storage unit 15 by the electrolyte supply unit 16 and the discharge unit 23 . ) can be cycled.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중전극모듈의 개략적인 단면도이고, 도 6은 도 5에 따른 다중전극모듈의 상면을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 5에 따른 다중전극모듈의 밑면을 나타내는 도면이다.5 is a schematic cross-sectional view of a multi-electrode module according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view showing an upper surface of the multi-electrode module according to FIG. 5, and FIG. 7 is a bottom view of the multi-electrode module according to FIG. It is a drawing showing

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 따른 다중전극모듈(30)의 전극홀더(40)에는 상기 전해액 공급부(16)에서 공급되는 전해액이 유입되는 유입구(45)와, 상기 유입구(45)를 통해 유입된 전해액이 상기 기판(12)으로 분출되도록 상기 전극홀더(40)의 밑면(42)에 형성되되 상기 복수의 전극(32) 사이에 형성되는 분출구(70)와, 상기 유입구(45)와 상기 분출구(70)를 연결하는 분출유로(60)가 구비될 수 있다.5 to 7, the electrode holder 40 of the multi-electrode module 30 according to the present embodiment has an inlet 45 through which the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit 16 is introduced, and the inlet 45 ) formed on the bottom surface 42 of the electrode holder 40 to eject the electrolyte introduced through the substrate 12, the ejection port 70 formed between the plurality of electrodes 32, and the inlet port 45 ) and a jetting passage 60 connecting the jetting port 70 may be provided.

이와 같이, 상기 분출구(70)가 상기 복수의 전극(32) 사이에 구비되면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)에 전원이 인가되어 전기화학 전착이 발생하는 경우에 생성되는 기포는 보다 효과적으로 제거될 수 있다.In this way, when the jet port 70 is provided between the plurality of electrodes 32 , power is applied to the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 to generate bubbles when electrochemical electrodeposition occurs. can be removed more effectively.

상기 유입구(45)에는 상기 전해액 공급부(16)에서 공급되는 전해액을 소정압력으로 분출하는 노즐(39)이 결합될 수 있다.A nozzle 39 for ejecting the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit 16 at a predetermined pressure may be coupled to the inlet 45 .

또한, 상기 분출구(70)는 상기 복수의 전극(32)이 구비된 영역의 중심부에 형성되는 메인분출구(74)를 포함할 수 있다.In addition, the outlet 70 may include a main outlet 74 formed in the center of the region in which the plurality of electrodes 32 are provided.

예를 들어, 상기 분출구(70)가 한개 구비되는 경우에 상기 분출구(70)는 상기 메인분출구(74)로 이루어질 수 있으며, 상기 분출구(70)가 상기 복수의 전극(32) 사이 사이에 복수개 구비되는 경우에 상기 분출구(70)는 상기 메인분출구(74)와 상기 메인분출구(74) 주위에 형성되는 주변분출구(77)를 포함할 수 있다.For example, in a case in which one air outlet 70 is provided, the air outlet 70 may be formed of the main air outlet 74 , and a plurality of air outlets 70 are provided between the plurality of electrodes 32 . In this case, the outlet 70 may include the main outlet 74 and a peripheral outlet 77 formed around the main outlet 74 .

이와 같이, 상기 분출구(70)가 상기 메인분출구(74)를 포함하면, 상기 생성되는 기포는 보다 효과적으로 제거될 수 있다.As such, when the air outlet 70 includes the main air outlet 74, the generated air bubbles can be more effectively removed.

또한, 상기 메인분출구(74)에 연결되는 메인유입구(46)는 상기 전극홀더(40)의 상면(44)에 형성되되 상기 복수의 전극(32)이 구비된 영역의 중심부에 형성되고, 상기 주변분출구(77)에 연결되는 주변유입구(47)은 상기 전극홀더(40)의 측면(43)에 형성될 수 있다. In addition, the main inlet 46 connected to the main outlet 74 is formed on the upper surface 44 of the electrode holder 40 and is formed in the center of the region in which the plurality of electrodes 32 are provided, and the periphery The peripheral inlet 47 connected to the outlet 77 may be formed on the side surface 43 of the electrode holder 40 .

그러면, 상기 메인유입구(46)와 상기 주변유입구(47) 각각에 노즐(39)을 쉽게 결합할 수 있다. 상기 전극홀더(40)의 상면(44)에는 상기 복수의 전극(32) 각각에 연결되는 서브연결부(54)가 구비되어야 하기 때문에, 상기 메인유입구(46)와 상기 주변유입구(47) 모두를 상면에 형성하는 경우에는 상기 메인유입구(46)와 상기 주변유입구(47) 각각에 노즐(39)을 결합시키기가 쉽지 않기 때문이다.Then, the nozzle 39 can be easily coupled to each of the main inlet 46 and the peripheral inlet 47 . Since the sub-connection part 54 connected to each of the plurality of electrodes 32 must be provided on the upper surface 44 of the electrode holder 40, both the main inlet 46 and the peripheral inlet 47 are connected to the upper surface This is because it is not easy to couple the nozzle 39 to each of the main inlet 46 and the peripheral inlet 47 when formed in the .

이때, 상기 메인분출구(74)와 상기 메인유입구(46)를 연결하는 메인분출유로(61)는 수직하게 형성되고, 상기 주변분출구(77)와 상기 주변유입구(47)를 연결하는 주변분출유로(62)는 상기 주변유입구(47)에 연결되는 수평유로(64)와, 상기 수평유로(64)와 상기 주변분출구(77)를 연결하는 수직유로(63)를 포함할 수 있다.At this time, the main outlet passage 61 connecting the main outlet 74 and the main inlet 46 is formed vertically, and a peripheral outlet passage connecting the peripheral outlet 77 and the peripheral inlet 47 ( 62 ) may include a horizontal flow path 64 connected to the peripheral inlet 47 , and a vertical flow path 63 connecting the horizontal flow path 64 and the peripheral outlet 77 .

그러면, 상기 메인유입구(46)로 유입되어 상기 메인분출구(74)를 통해 분출되는 전해액과, 상기 주변유입구(47)로 유입되어 상기 주변분출구(77)를 통해 분출되는 전해액은 모두 상기 복수의 전극(32) 사이 사이로 수직분사될 수 있어서, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)에 전원이 인가되어 전기화학 전착이 발생하는 경우에 생성되는 기포는 보다 효과적으로 제거될 수 있다.Then, the electrolyte flowing into the main inlet 46 and ejected through the main outlet 74 and the electrolyte flowing into the peripheral inlet 47 and ejected through the peripheral outlet 77 are all the plurality of electrodes Since it can be vertically sprayed between 32 , bubbles generated when power is applied to the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 to cause electrochemical electrodeposition can be more effectively removed.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전원공급부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8에 따른 전원공급부의 효과를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram schematically showing a power supply unit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of the power supply unit according to FIG. 8 .

도 8을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전원공급부(50)는 상기 서브연결부(54)에 구비되는(provided) 저항소자(57)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8 , the power supply unit 50 according to the present embodiment may include a resistance element 57 provided in the sub-connection unit 54 .

그러면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 멀티 적층이 안정적으로 행해질 수 있다.Then, when power is simultaneously applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 , multi-stacking by each of the plurality of electrodes 32 may be performed stably.

상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32)에 전원을 인가하는 방법으로는 동일한 전압을 가하는 정전압방식 또는 동일한 전류를 가하는 정전류방식이 사용될 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 간격에 존재하는 전해액이 저항으로 작용하게 된다.As a method of applying power to the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 , a constant voltage method for applying the same voltage or a constant current method for applying the same current may be used. In this case, the bottom surface of the plurality of electrodes 32 . The electrolyte present in the gap between (33) and the substrate (12) acts as a resistance.

이때, 상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 멀티 적층이 안정적으로 행해지기 위해서는 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 상기 복수의 전극(32) 각각에 가해지는 전류값 또는 전압값의 차이가 소정범위 이내이어야 한다.At this time, in order to perform multi-stacking by each of the plurality of electrodes 32 stably, when power is applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 at the same time, the plurality of electrodes 32 The difference between the current value or the voltage value applied to each must be within a predetermined range.

그러나, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에는 상기 복수의 전극(32) 중 어느 하나의 전극에 전류가 집중되는 현상이 발생할 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 멀티 적층이 안정적으로 행해질 수 없다.However, when power is applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 at the same time, a phenomenon in which current is concentrated on any one of the plurality of electrodes 32 may occur, in this case, the Multi-stacking by each of the plurality of electrodes 32 cannot be performed stably.

또한, 상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 멀티 적층이 균일하게 이루어지도록 하기 위해서는, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 상기 복수의 전극(32) 각각에 가해지는 전류값 또는 전압값이 동일하여야 하며, 이를 위해서는 상기 복수의 전극(32) 각각의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 간격이 동일하여야 한다.In addition, in order to make the multi-stacking by each of the plurality of electrodes 32 uniform, when power is applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 at the same time, the plurality of electrodes ( 32) The current value or voltage value applied to each must be the same, and for this purpose, the distance between the bottom surface 33 of each of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 must be the same.

그러나, 도 9에서 보이는 바와 같이, 상기 다중전극모듈(30)이 소정각도 기울어지게 되면, 상기 복수의 전극(32) 각각의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 간격(d1,d2)은 달라지게 되고, 그러면 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 상기 복수의 전극(32) 각각에 가해지는 전류값 또는 전압값은 상기 간격(d1,d2)의 차이(Δd)로 인한 저항값 편차만큼 달라지게 된다.However, as shown in FIG. 9 , when the multi-electrode module 30 is inclined at a predetermined angle, the spacing d 1 , d between the bottom surface 33 of each of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 . 2 ) is different, then when power is applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 at the same time, the current value or voltage value applied to each of the plurality of electrodes 32 is the interval (d 1 , d 2 ) is changed as much as the resistance value deviation due to the difference (Δd).

그리고, 상기 복수의 전극(32) 각각의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 간격(d1,d2)이 달라지게 되는 경우는, 상기 다중전극모듈(30)이 기울어지는 경우뿐만 아니라 상기 다중전극모듈(30) 제조상의 오차, 외부 충격, 이물질 등의 다양한 원인으로 인해 발생할 수 있다.In addition, when the spacing d 1 , d 2 between the bottom surface 33 of each of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 is changed, the multi-electrode module 30 is inclined as well as Rather, it may occur due to various causes such as manufacturing errors of the multi-electrode module 30, external shocks, and foreign substances.

본 실시 예에 따른 전원공급부(50)와 같이, 상기 서브연결부(54)에 저항소자(57)를 구비하면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 상기 복수의 전극(32) 중 어느 하나의 전극에 전류가 집중되는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 상기 복수의 전극(32) 각각의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 간격(d1,d2)의 차이(Δd)로 인한 저항값 편차에 따라 상기 복수의 전극(32) 각각에 가해지는 전류값 또는 전압값에 차이가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.When the resistance element 57 is provided in the sub-connection unit 54 as in the power supply unit 50 according to the present embodiment, when power is applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 at the same time In this case, it is possible to prevent a phenomenon in which current is concentrated on any one of the plurality of electrodes 32 , and further, between the bottom surface 33 of each of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 . It is possible to reduce the occurrence of a difference in the current value or the voltage value applied to each of the plurality of electrodes 32 according to the resistance value deviation due to the difference Δd in the intervals d 1 , d 2 .

이때, 상기 저항소자(57)의 저항값은 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 저항값보다 큰 값을 가질 수 있다.In this case, the resistance value of the resistance element 57 may be greater than the resistance value between the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 .

특히, 상기 저항소자(57)의 저항값은 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 저항값 차이에 의해 발생하는 상기 복수의 전극(32) 각각에 가해지는 전류값 또는 전압값의 차이를 무시할 수 있을 정도로 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 저항값보다 큰 값을 가질 수 있다.In particular, the resistance value of the resistance element 57 is applied to each of the plurality of electrodes 32 generated by a difference in resistance between the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 . It may have a value greater than the resistance value between the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 to the extent that the difference in the current value or the voltage value is negligible.

예를 들어, 상기 저항소자(57)의 저항값은 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 저항값의 5 ~ 15배 범위의 값을 가질 수 있으며, 또는 상기 복수의 전극(32)의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 저항값은 50 ~ 200Ω 범위의 값을 가지고, 상기 저항소자(57)의 저항값은 250 ~ 3,000Ω 범위의 값을 가질 수 있다. For example, the resistance value of the resistance element 57 may have a value in the range of 5 to 15 times the resistance value between the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12, or The resistance value between the bottom surface 33 of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 has a value in the range of 50 ~ 200Ω, and the resistance value of the resistance element 57 has a value in the range of 250 ~ 3,000Ω can have

그러면, 상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 멀티 적층시 균일한 적층이 가능해질 수 있다.Then, when multi-stacking by each of the plurality of electrodes 32, uniform lamination may be possible.

또는, 상기 저항소자(57)의 저항값은 상기 복수의 전극(32) 각각의 밑면(33)과 상기 기판(12) 사이의 간격(d1,d2) 차이(Δd)로 인한 저항값 편차보다 큰 값을 가질 수 있다. Alternatively, the resistance value of the resistance element 57 is a resistance value deviation due to a difference (Δd) between the bottom surface 33 of each of the plurality of electrodes 32 and the substrate 12 (d 1 , d 2 ) It can have a larger value.

예를 들어, 상기 저항소자(57)의 저항값은 상기 저항값 편차의 5 ~ 15배 범위의 값을 가질 수 있으며, 또는 상기 저항값 편차는 20 ~ 90Ω 범위의 값을 가지고, 상기 저항소자(57)의 저항값은 100 ~ 1,350Ω 범위의 값을 가질 수 있다. For example, the resistance value of the resistance element 57 may have a value in the range of 5 to 15 times the deviation of the resistance value, or the deviation in the resistance value has a value in the range of 20 to 90 Ω, and the resistance element ( 57) may have a value in the range of 100 to 1,350 Ω.

그러면, 상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 멀티 적층시 균일한 적층이 가능해질 수 있다.Then, when multi-stacking by each of the plurality of electrodes 32, uniform lamination may be possible.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원공급부를 개략적으로 나타내는 도면이다.10 is a diagram schematically showing a power supply unit according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 전원공급부(50)는 상기 서브연결부(54)에 구비되어 상기 메인연결부(53)와 상기 전극(32)을 선택적으로 연결하는 는 제1 스위칭부(58)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the power supply unit 50 according to the present embodiment is provided in the sub connection unit 54 to selectively connect the main connection unit 53 and the electrode 32 to the first switching unit 58 . ) may be included.

이때, 상기 제1 스위칭부(58)의 on/off는 상기 제어부(14)에 의해 제어될 수 있다.In this case, the on/off of the first switching unit 58 may be controlled by the control unit 14 .

그러면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 멀티 적층이 선택적으로 행해지도록할 수 있다.Then, when power is simultaneously applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 , multi-stacking by each of the plurality of electrodes 32 may be selectively performed.

예를 들어, 상기 제1 스위칭부(58)의 조절에 따라 상기 소정간격으로 배열된 복수의 전극(32) 중 어느 하나의 열 또는 행을 이루는 전극(32)들에 의한 멀티 적층이 행해지도록 할 수도 있으며, 상기 복수의 전극(32)들 중 서로 인접하지 않은 전극(32)들에 의한 멀티 적층이 행해지도록 할 수도 있으며, 또는 상기 복수의 전극(32) 중 어느 하나의 전극에만 싱글 적층이 행해지도록 할 수도 있다.For example, according to the control of the first switching unit 58, multi-stacking by the electrodes 32 forming any one column or row of the plurality of electrodes 32 arranged at a predetermined interval is performed. Alternatively, multi-stacking may be performed by non-adjacent electrodes 32 among the plurality of electrodes 32, or single stacking may be performed on only one of the plurality of electrodes 32. you can also make it

또한, 상기 복수의 전극(32)은 밑면(33)의 크기가 다른 전극을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.In addition, the plurality of electrodes 32 may include at least one electrode having different sizes of the bottom surface 33 .

상기 복수의 전극(32) 각각에 의한 적층은 상기 기판(12) 상의 상기 전극(32)의 밑면(33)에 마주하는 영역(17)에 형성되기 때문에, 상기 영역(17)은 상기 전극(32)의 밑면(33) 크기에 따라 달라질 수 있다.Since the lamination by each of the plurality of electrodes 32 is formed in a region 17 facing the bottom surface 33 of the electrode 32 on the substrate 12 , the region 17 is the electrode 32 . ) may vary depending on the size of the bottom surface (33).

따라서, 상기 복수의 전극(32)이 밑면(33)의 크기가 다른 전극을 적어도 하나 이상 포함하면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 다양한 형태의 멀티 적층이 행해지도록 할 수 있다.Therefore, when the plurality of electrodes 32 includes at least one electrode having different sizes of the bottom surface 33 , when power is simultaneously applied to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 , various It is possible to allow multi-stacking of the form to be performed.

예를 들어, 상기 배열된 복수의 전극(32)들 중 어느 하나의 열에는 밑면(33)의 크기가 작은 전극(32)을 배열하고, 인접한 다른 열에는 밑면(33)의 크기가 큰 전극(32)을 배열하고, 위와 같은 배열이 번갈아 반복적으로 배열되도록 한 후, 상기 제1 스위칭부(58)의 조절에 따라 상기 밑면(33)의 크기가 큰 전극(32)들에 의한 멀티 적층이 행해지도록 할 수도 있으며, 상기 밑면(33)의 크기가 작은 전극(32)들에 의한 멀티 적층이 행해지도록 할 수도 있으며, 또는 상기 밑면(33)의 크기가 큰 전극(32)들에 의한 멀티 적층과 상기 밑면(33)의 크기가 작은 전극(32)들에 의한 멀티 적층이 동시에 행해지도록 할 수도 있다.For example, an electrode 32 having a small size of the bottom surface 33 is arranged in one column of the plurality of electrodes 32 arranged above, and an electrode having a large size of the bottom surface 33 is arranged in another adjacent column ( 32), and after the above arrangement is alternately and repeatedly arranged, multi-stacking is performed by the electrodes 32 having the large size of the bottom surface 33 according to the control of the first switching unit 58. In addition, multi-stacking by electrodes 32 having a small size on the bottom surface 33 may be performed, or multi-stacking by electrodes 32 having a large size on the bottom surface 33 and Multi-stacking by the electrodes 32 having a small size on the bottom surface 33 may be performed at the same time.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극을 개략적으로 나타내는 도면이다.11 is a diagram schematically illustrating an electrode according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 상기 복수의 전극(32)들 중 적어도 어느 하나는 밑면(33)의 크기가 서로 다른 복수의 전극(321,323)으로 이루어질 수 있으며, 상기 서브연결부(54)에는 상기 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극(321,323) 중 어느 하나를 상기 메인연결부(53)에 연결하는 제2 스위칭부(59)가 구비될 수 있다. Referring to FIG. 11 , at least one of the plurality of electrodes 32 may include a plurality of electrodes 321 and 323 having different sizes of the bottom surface 33 , and the sub-connection unit 54 has the size of the bottom surface. A second switching unit 59 for connecting any one of the plurality of electrodes 321 and 323 having different s to the main connection unit 53 may be provided.

이때, 상기 제2 스위칭부(59)의 on/off는 상기 제어부(14)에 의해 제어될 수 있다.In this case, the on/off of the second switching unit 59 may be controlled by the control unit 14 .

그러면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 전극(32) 각각에 동시에 전원을 인가하여 멀티 적층하는 경우에, 상기 제2 스위칭부(59)의 조절에 따라 상기 복수의 전극(32) 각각에 의해 형성되는 적층의 크기를 다르게 할 수 있다.Then, in the case of multi-stacking by applying power to each of the substrate 12 and the plurality of electrodes 32 at the same time, according to the control of the second switching unit 59, each of the plurality of electrodes 32 The size of the stack to be formed may be different.

예를 들어, 상기 제2 스위칭부(59)의 조절에 따라 상기 복수의 전극(32) 중 일부는 상기 밑면(33)의 크기가 서로 다른 복수의 전극(321,323) 중 크기가 큰 전극(321)에 의해 적층이 행해지도록 하고, 다른 일부는 상기 밑면(33)의 크기가 서로 다른 복수의 전극(321,323) 중 크기가 작은 전극(323)에 의해 적층이 행해지도록 할 수 있다.For example, according to the control of the second switching unit 59, some of the plurality of electrodes 32 have a larger size among the plurality of electrodes 321 and 323 having different sizes of the bottom surface 33 of the electrode 321. The stacking may be performed by , and the other portion may be stacked by the electrode 323 having a smaller size among the plurality of electrodes 321 and 323 having different sizes of the bottom surface 33 .

따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 전극(32)에 의하면, 보다 다양한 형태의 멀티 적층이 가능해질 수 있다. Therefore, according to the electrode 32 according to an embodiment of the present invention, more various types of multi-stacking may be possible.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.12 is a diagram schematically showing a 3D printing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 실시 예에 따른 3차원 프린팅 장치(10)는 복수의 다중전극모듈(30)과, 상기 복수의 다중전극모듈(30)으로 전원을 공급하기 위한 전원공급부(80)를 포함할 수 있다.12 , the 3D printing apparatus 10 according to the present embodiment includes a plurality of multi-electrode modules 30 and a power supply unit 80 for supplying power to the plurality of multi-electrode modules 30 . may include

상기 다중전극모듈(30)과 기타 다른 구성에 대한 상세한 설명은 상기 실시예들에서의 상세한 설명을 원용한다.Detailed descriptions of the multi-electrode module 30 and other configurations refer to the detailed descriptions in the above embodiments.

상기 전원공급부(80)는 상기 복수의 다중전극모듈(30) 각각에 동시에 전원을 인가할 수 있도록 구비될 수 있다.The power supply unit 80 may be provided to simultaneously apply power to each of the plurality of multi-electrode modules 30 .

상세히, 상기 전원공급부(80)는 전원부(51), 상기 전원부(51)를 상기 기판(12)에 연결하는 기판연결부(52), 상기 전원부(51)를 상기 복수의 전극(32)에 연결하기 위한 메인연결부(53), 상기 메인연결부(53)와 상기 복수의 다중전극모듈(30) 각각을 연결하는 제1 서브연결부(83), 상기 제1 서브연결부(83)와 상기 복수의 전극(32) 각각을 연결하는 제2 서브연결부(85)를 포함할 수 있다.In detail, the power supply unit 80 includes a power supply unit 51 , a substrate connection unit 52 connecting the power supply unit 51 to the substrate 12 , and connecting the power supply unit 51 to the plurality of electrodes 32 . a main connection part 53 for ) may include a second sub-connection portion 85 for connecting each.

여기서, 상기 제1 서브연결부(83)는 상기 복수의 다중전극모듈(30) 각각이 병렬 배치되도록 구비되고, 상기 제2 서브연결부(85)는 상기 복수의 전극(32) 각각이 병렬 배치되도록 구비될 수 있다.Here, the first sub-connection unit 83 is provided such that each of the plurality of multi-electrode modules 30 is arranged in parallel, and the second sub-connection unit 85 is provided such that each of the plurality of electrodes 32 is arranged in parallel. can be

또한, 상기 전원공급부(80)는 상기 제1 서브연결부(83)에 구비되어 상기 메인연결부(53)와 상기 다중전극모듈(30)을 선택적으로 연결하는 제3 스위칭부(87)를 포함할 수 있다. In addition, the power supply unit 80 may include a third switching unit 87 provided in the first sub-connection unit 83 to selectively connect the main connection unit 53 and the multi-electrode module 30 to each other. have.

이때, 상기 제3 스위칭부(87)의 on/off는 상기 제어부(14)에 의해 제어될 수 있다.In this case, the on/off of the third switching unit 87 may be controlled by the control unit 14 .

그러면, 상기 기판(12)과 상기 복수의 다중전극모듈(30) 각각에 동시에 전원을 인가하는 경우에, 상기 복수의 다중전극모듈(30) 각각에 의한 멀티 적층이 선택적으로 행해지도록 할 수 있다.Then, when power is applied to each of the substrate 12 and the plurality of multi-electrode modules 30 at the same time, multi-stacking by each of the plurality of multi-electrode modules 30 may be selectively performed.

이때, 상기 제2 서브연결부(85)에는 상기 제1 서브연결부(83)와 상기 전극(32)을 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부(58)와 저항소자(57)가 구비될 수 있으며, 상기 복수의 전극(32)들 중 적어도 어느 하나는 밑면(33)의 크기가 서로 다른 복수의 전극(321,323)으로 이루어지고, 상기 어느 하나의 전극(32)을 상기 제1 서브연결부(83)에 연결하는 제2 서브연결부(85)에는 상기 밑면(33)의 크기가 서로 다른 복수의 전극(321,323) 중 어느 하나를 상기 제1 서브연결부(83)에 연결하는 제2 스위칭부(59)가 구비될 수 있다. 상기 제1 스위칭부(58), 상기 저항소자(57) 및 상기 제2 스위칭부(59)에 대한 상세한 설명은 상기 실시예들에서의 상세한 설명을 원용한다.In this case, the second sub-connection unit 85 may include a first switching unit 58 and a resistance element 57 for selectively connecting the first sub-connection unit 83 and the electrode 32 to each other. At least one of the plurality of electrodes 32 includes a plurality of electrodes 321 and 323 having different sizes of the bottom surface 33 , and the one electrode 32 is connected to the first sub-connection unit 83 . A second switching unit 59 for connecting any one of the plurality of electrodes 321 and 323 having different sizes of the bottom surface 33 to the first sub connection unit 83 may be provided in the second sub connection unit 85 to can Detailed descriptions of the first switching unit 58 , the resistance element 57 , and the second switching unit 59 refer to the detailed descriptions in the above embodiments.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전기화학 전착에 의한 적층법을 이용하여 기판에 금속원료를 선택적으로 적층시킬 수 있는 3차원 프린팅 장치에 관한 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.As described above, the present invention relates to a 3D printing apparatus capable of selectively laminating a metal raw material on a substrate using a lamination method by electrochemical electrodeposition, and its embodiment may be changed into various forms. . Therefore, the present invention is not limited by the embodiments disclosed herein, and all forms that can be changed by a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will also fall within the scope of the present invention.

10 : 3차원 프린팅 장치 11 : 전해액
12 : 기판 20 : 터브
30 : 다중전극모듈 31,40 : 전극홀더
32 : 복수의 전극 50, 80 : 전원공급부
57 : 저항소자 58 : 제1 스위칭부
59 : 제2 스위칭부 87 : 제3 스위칭부10: 3D printing device 11: electrolyte
12: substrate 20: tub
30: multi-electrode module 31, 40: electrode holder
32: a plurality of electrodes 50, 80: power supply
57: resistance element 58: first switching unit
59: second switching unit 87: third switching unit

Claims (14)

전해액을 수용하는 터브(tub);
상기 터브에 수용된 전해액에 침지된 상태로 놓여지는 기판;
전극홀더와, 상기 전극홀더에 소정간격으로 배열되어 고정되는 복수의 전극을 구비하는 다중전극모듈;
상기 다중전극모듈의 움직임을 조절하는 구동부;
상기 기판과 상기 복수의 전극에 전원을 인가하기 위한 전원공급부; 및
상기 구동부와 상기 전원공급부를 제어하여 상기 기판 상에 상기 전해액에 포함된 금속이온을 선택적으로 전착시켜 적층하는 제어부;를 포함하고,
상기 전원공급부는,
전원부;
상기 전원부를 상기 기판에 연결하는 기판연결부;
상기 전원부를 상기 복수의 전극에 연결하기 위한 메인연결부;
상기 메인연결부와 상기 복수의 전극 각각을 연결하는 서브연결부; 및
상기 서브연결부에 구비되어 상기 메인연결부와 상기 전극을 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.a tub for accommodating the electrolyte;
a substrate placed in a state of being immersed in the electrolyte solution accommodated in the tub;
a multi-electrode module including an electrode holder and a plurality of electrodes arranged and fixed to the electrode holder at predetermined intervals;
a driving unit for controlling the movement of the multi-electrode module;
a power supply unit for applying power to the substrate and the plurality of electrodes; and
a control unit for selectively electrodepositing and stacking metal ions included in the electrolyte on the substrate by controlling the driving unit and the power supply unit;
The power supply unit,
power supply;
a substrate connection unit connecting the power supply unit to the substrate;
a main connection part for connecting the power supply part to the plurality of electrodes;
a sub-connection unit connecting the main connection unit and each of the plurality of electrodes; and
3D printing apparatus comprising a; a first switching unit provided in the sub-connection unit to selectively connect the main connection unit and the electrode. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극은 밑면의 크기가 다른 전극을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.The method of claim 1,
The plurality of electrodes is a three-dimensional printing apparatus, characterized in that it comprises at least one electrode having a different size of the bottom surface. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극 중 적어도 어느 하나는 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극으로 이루어지고, 상기 어느 하나의 전극을 상기 메인연결부에 연결하는 서브연결부에는 상기 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극 중 어느 하나를 상기 메인연결부에 연결하는 제2 스위칭부가 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.The method of claim 1,
At least one of the plurality of electrodes includes a plurality of electrodes having different bottom sizes, and a sub-connection portion connecting the one electrode to the main connection portion includes any one of a plurality of electrodes having different bottom sizes. 3D printing apparatus, characterized in that provided with a second switching unit for connecting the to the main connection. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극은 상기 전극홀더를 관통하되, 상기 복수의 전극의 밑면은 상기 전극홀더의 밑면과 수평을 이루는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.The method of claim 1,
The plurality of electrodes pass through the electrode holder, the three-dimensional printing apparatus, characterized in that the bottom surface of the plurality of electrodes is parallel to the bottom surface of the electrode holder. 제 1 항에 있어서,
상기 3차원 프린팅 장치는 전해액이 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 터브로 공급하기 위한 전해액 공급부를 더 포함하고,
상기 전극홀더에는 상기 전해액 공급부에서 공급되는 전해액이 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통해 유입된 전해액이 상기 기판으로 분출되는 분출구와, 상기 유입구와 상기 분출구를 연결하는 분출유로가 구비되고,
상기 분출유로는 상기 유입구를 통해 유입된 전해액이 상기 분출구를 통해 분출시 상기 복수의 전극이 구비된 영역 방향으로 분출되도록 경사지는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.The method of claim 1,
The three-dimensional printing apparatus further includes a storage unit in which the electrolyte is stored, and an electrolyte supply unit for supplying the electrolyte stored in the storage unit to the tub,
The electrode holder is provided with an inlet through which the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit is introduced, an outlet through which the electrolyte introduced through the inlet is ejected to the substrate, and a spout passage connecting the inlet and the outlet,
3D printing apparatus, characterized in that the ejection passage is inclined so that the electrolyte introduced through the inlet is ejected in the direction of the region provided with the plurality of electrodes when ejected through the ejection port. 제 1 항에 있어서,
상기 3차원 프린팅 장치는 전해액이 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 전해액을 상기 터브로 공급하기 위한 전해액 공급부를 더 포함하고,
상기 전극홀더에는 상기 전해액 공급부에서 공급되는 전해액이 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통해 유입된 전해액이 상기 기판으로 분출되도록 상기 전극홀더의 밑면에 형성되되 상기 복수의 전극 사이에 형성되는 분출구와, 상기 유입구와 상기 분출구를 연결하는 분출유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.The method of claim 1,
The three-dimensional printing apparatus further includes a storage unit in which the electrolyte is stored, and an electrolyte supply unit for supplying the electrolyte stored in the storage unit to the tub,
The electrode holder has an inlet through which the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit is introduced; 3D printing apparatus, characterized in that provided with a jet passage connecting the inlet and the jet port. 제 1 항에 있어서,
상기 서브연결부는 상기 복수의 전극 각각이 병렬 배치되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치The method of claim 1,
The three-dimensional printing apparatus, characterized in that the sub-connection unit is provided such that each of the plurality of electrodes are arranged in parallel. 제 7 항에 있어서,
상기 서브연결부에는 저항소자가 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.8. The method of claim 7,
3D printing apparatus, characterized in that the sub-connection portion is provided with a resistance element. 전해액을 수용하는 터브(tub);
상기 터브에 수용된 전해액에 침지된 상태로 놓여지는 기판;
전극홀더와, 상기 전극홀더에 소정간격으로 배열되어 고정되는 복수의 전극을 구비하는 복수의 다중전극모듈;
상기 다중전극모듈의 움직임을 조절하는 구동부;
상기 기판과 상기 복수의 전극에 전원을 인가하기 위한 전원공급부; 및
상기 구동부와 상기 전원공급부를 제어하여 상기 기판 상에 상기 전해액에 포함된 금속이온을 선택적으로 전착시켜 적층하는 제어부;를 포함하고,
상기 전원공급부는,
전원부;
상기 전원부를 상기 기판에 연결하는 기판연결부;
상기 전원부를 상기 복수의 전극에 연결하기 위한 메인연결부;
상기 메인연결부와 상기 복수의 다중전극모듈 각각을 연결하는 제1 서브연결부; 및
상기 제1 서브연결부와 상기 복수의 전극 각각을 연결하는 제2 서브연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.a tub for accommodating the electrolyte;
a substrate placed in a state of being immersed in the electrolyte solution accommodated in the tub;
a plurality of multi-electrode modules having an electrode holder and a plurality of electrodes arranged and fixed to the electrode holder at predetermined intervals;
a driving unit for controlling the movement of the multi-electrode module;
a power supply unit for applying power to the substrate and the plurality of electrodes; and
a control unit for selectively electrodepositing and stacking metal ions included in the electrolyte on the substrate by controlling the driving unit and the power supply unit;
The power supply unit,
power supply;
a substrate connection unit connecting the power supply unit to the substrate;
a main connection unit for connecting the power supply unit to the plurality of electrodes;
a first sub-connection unit connecting the main connection unit and each of the plurality of multi-electrode modules; and
and a second sub-connection unit connecting the first sub-connection unit and each of the plurality of electrodes. 제 9 항에 있어서,
상기 제1 서브연결부는 상기 복수의 다중전극모듈 각각이 병렬 배치되도록 구비되고, 상기 제2 서브연결부는 상기 복수의 전극 각각이 병렬 배치되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.10. The method of claim 9,
The first sub-connection unit is provided such that each of the plurality of multi-electrode modules is arranged in parallel, and the second sub-connection unit is provided such that each of the plurality of electrodes is arranged in parallel. 제 10 항에 있어서,
상기 제1 서브연결부에는 상기 메인연결부와 상기 다중전극모듈을 선택적으로 연결하는 제3 스위칭부가 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.11. The method of claim 10,
3D printing apparatus, characterized in that the first sub-connection portion is provided with a third switching portion for selectively connecting the main connection portion and the multi-electrode module. 제 11 항에 있어서,
상기 제2 서브연결부에는 상기 제1 서브연결부와 상기 전극을 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부가 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.12. The method of claim 11,
3D printing apparatus, characterized in that the second sub-connection portion is provided with a first switching portion for selectively connecting the first sub-connection portion and the electrode. 제 11 항에 있어서,
상기 제2 서브연결부에는 저항소자가 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.12. The method of claim 11,
3D printing apparatus, characterized in that the second sub-connection portion is provided with a resistance element. 제 11 항에 있어서,
상기 복수의 전극 중 적어도 어느 하나는 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극으로 이루어지고, 상기 어느 하나의 전극을 상기 제1 서브연결부에 연결하는 제2 서브연결부에는 상기 밑면의 크기가 서로 다른 복수의 전극 중 어느 하나를 상기 제1 서브연결부에 연결하는 제2 스위칭부가 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 프린팅 장치.
12. The method of claim 11,
At least one of the plurality of electrodes includes a plurality of electrodes having different bottom sizes, and a second sub-connection unit connecting the one electrode to the first sub-connection unit includes a plurality of bottom surfaces having different sizes. 3D printing apparatus, characterized in that the second switching unit for connecting any one of the electrodes to the first sub-connection unit is provided.
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