KR20220103441A - Extruder for 3d printer - Google Patents

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KR20220103441A
KR20220103441A KR1020210006053A KR20210006053A KR20220103441A KR 20220103441 A KR20220103441 A KR 20220103441A KR 1020210006053 A KR1020210006053 A KR 1020210006053A KR 20210006053 A KR20210006053 A KR 20210006053A KR 20220103441 A KR20220103441 A KR 20220103441A
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Abstract

The present invention relates to an extruder for a 3D printer in which a material (F), which is a mixture of a binder and the like with zirconia, aluminum oxide, or metal, is scraped and collected through an impeller (R) rotating in a hopper (P) with a screw (S) interlocked by a motor (M) and can be pushed into the screw (S) in a barrel (B) without interruption so that the phenomenon that the material (F) cannot be continuously input is completely eliminated to realize precise 3D printing as a three-dimensional article (A).

Description

3Ｄ 프린터용 압출기{EXTRUDER FOR 3D PRINTER}Extruder for 3D printer

본 발명은 3D 프린터용 압출기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터에 의해 연동되는 스크류와 함께 호퍼 속에서 회전되는 임펠러를 통해 소재를 긁어모으면서 배럴 속의 스크류로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여 소재의 지속적인 투입을 이루지 못하는 현상을 철저히 없애 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현케 할 수 있는 3D 프린터용 압출기에 관한 것이다.The present invention relates to an extruder for a 3D printer, and more particularly, by allowing the material to be scraped through an impeller rotated in a hopper together with a screw interlocked by a motor and pushed without interruption with a screw in a barrel, It is about an extruder for a 3D printer that can realize precise 3D printing into three-dimensional products by thoroughly eliminating the phenomenon of not being able to input.

일반적으로 3D 프린터는 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 플라스틱은 물론이거니와 고무, 금속 또는 세라믹 등의 소재를 활용하여 단시간에 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현할 수 있도록 하는 기구를 말한다.In general, a 3D printer refers to a device that enables precise 3D printing of three-dimensional objects in a short time by using materials such as rubber, metal, or ceramics as well as plastics based on a three-dimensional drawing made with a computer design program.

도 1a는 선행기술문헌(대한민국 등록특허공보 제2195752호)에 따른 호퍼 타입 3D 프린터를 나타내는 사시도이다.Figure 1a is a perspective view showing a hopper type 3D printer according to the prior art document (Republic of Korea Patent Publication No. 2195752).

선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 3D 프린터(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 압출기(1)와, 압출기(1)를 X축, Y축 및 Z축으로 이동시키기 위한 제1이동부(6), 제2이동부(7) 및 제3이동부(8) 그리고 베이스 플레이트(91) 및 메인 제어부(92)를 포함한다.The hopper type 3D printer 100 according to the prior art document is an extruder 1 and a first moving part 6 for moving the extruder 1 in the X-axis, Y-axis and Z-axis as shown in FIG. 1a. , a second moving unit 7 and a third moving unit 8 , and a base plate 91 and a main control unit 92 .

압출기(1)는 상측으로 투입되는 재료를 물리적으로 분쇄하고, 온도를 적절하게 가하여 노즐(15)을 통해 빌드 플랫폼(62)으로 토출시킬 수 있도록 하며, 제1이동부(6), 제2이동부(7) 및 제3이동부(8)에 의해, X축, Y축 또는 Z축으로 이동되고, 홀더(82)에 탈부착 가능하게 장착되며, 이때 메인제어부(92)는 압출기(1)에 전기적으로 연결되어 압출기(1)를 제어한다.The extruder 1 physically pulverizes the material input to the upper side, and appropriately applies a temperature to discharge it to the build platform 62 through the nozzle 15, and the first moving part 6, the second moving part By the part 7 and the third moving part 8, it is moved in the X-axis, Y-axis or Z-axis, and is detachably mounted on the holder 82, at this time the main control part 92 is connected to the extruder (1). Electrically connected to control the extruder (1).

도 1b는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기를 나타내는 사시도이고, 도 1c는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기를 나타내는 단면도이고, 도 1d는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 3D 프린터에 적용된 스크류를 나타내는 측면도이다.Figure 1b is a perspective view showing the extruder of the hopper type 3D printer according to the prior art document, Figure 1c is a cross-sectional view showing the extruder of the hopper type 3D printer according to the prior art document, Figure 1d is a hopper type 3D printer according to the prior art document It is a side view showing the screw applied to the

선행기술문헌에 적용된 압출기(1)는 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 프레임(10), 호퍼(11), 하우징(12), 스크류(13), 모터(14), 노즐(15), 하우징냉각부(161), 방열플레이트(162), 온도센서(171), 하우징가열부(172), 수동조절핸들(19) 및 보조제어부(C)를 포함한다.The extruder 1 applied to the prior art document is a frame 10, a hopper 11, a housing 12, a screw 13, a motor 14, a nozzle 15, It includes a housing cooling unit 161, a heat dissipation plate 162, a temperature sensor 171, a housing heating unit 172, a manual control handle 19 and an auxiliary control unit (C).

프레임(10)은 홀더(82)에 고정되고, Z축 방향으로 길쭉한 형상을 가지며, 홀더(82)에 직접 접촉하는 메인프레임(101)과, 메인프레임(101)으로부터 수직하게 연장 형성되는 복수 개의 보조프레임(102,103,104)을 포함할 수 있다.The frame 10 is fixed to the holder 82 , has an elongated shape in the Z-axis direction, and includes a main frame 101 in direct contact with the holder 82 , and a plurality of vertically extending from the main frame 101 . It may include auxiliary frames 102 , 103 , and 104 .

제1보조프레임(102)은 모터(14)를 지지하고, 제2보조프레임(103)은 호퍼(11)의 상단을 지지하고, 제3보조프레임(104)은 호퍼(11)의 하단을 지지하며, 제2보조프레임(103) 및 제3보조프레임(104)은 호퍼(11)가 상하로 진동하는 것을 방지한다.The first auxiliary frame 102 supports the motor 14 , the second auxiliary frame 103 supports the upper end of the hopper 11 , and the third auxiliary frame 104 supports the lower end of the hopper 11 . And, the second auxiliary frame 103 and the third auxiliary frame 104 prevent the hopper 11 from vibrating up and down.

호퍼(11)는 상방으로 개구된 개구부를 구비하고, 사용자는 호퍼(11)의 개구부를 통해 3D 프린팅을 위한 각종 재료를 투입하며, 호퍼(11)는 내측으로 투입된 재료를 하측으로 토출시키기 위한 토출구를 포함하고, 하우징(12)은 호퍼(11)의 하측에 연통된다.The hopper 11 has an opening opened upward, the user inputs various materials for 3D printing through the opening of the hopper 11, and the hopper 11 is a discharge port for discharging the material input to the lower side. Including, the housing 12 communicates with the lower side of the hopper 11 .

하우징(12)은 예를 들어 내부가 비어 있는 기둥 형상을 가질 수 있고, Z축 방향으로 길게 배치되며, 노즐(15)을 장착시키기 위한 하우징커플러(12a)를 포함한다.The housing 12 may have, for example, a columnar shape with an empty interior, is disposed long in the Z-axis direction, and includes a housing coupler 12a for mounting the nozzle 15 .

스크류(13)는 하우징(12)의 내측에 구비되고, 하우징(12)의 내벽으로부터 이격되는 스크류바디(131)와, 스크류바디(131)로부터 외측으로 돌출 형성되는 스월돌기(132)를 구비하고, 스크류바디(131)가 회전하는 동안 스월돌기(132)는 하우징(12) 내측으로 투입된 재료들을 분쇄시킨다.The screw 13 is provided on the inside of the housing 12 and has a screw body 131 spaced apart from the inner wall of the housing 12, and a swirl protrusion 132 protruding outward from the screw body 131, , while the screw body 131 rotates, the swirl protrusion 132 crushes the materials introduced into the housing 12 .

스크류(13)는 모터커플러(14a)에 의해 모터(14)에 결합되고, 노즐(15)은 하우징(12)의 하단부에 연결되고, 하우징냉각부(161)는 호퍼(11)의 하측 및 노즐(15)의 상측에 구비되고, 하우징(12)을 냉각시킬 수 있도록 한다.The screw 13 is coupled to the motor 14 by a motor coupler 14a, the nozzle 15 is connected to the lower end of the housing 12, and the housing cooling unit 161 is connected to the lower side of the hopper 11 and the nozzle. It is provided on the upper side of (15), so that the housing (12) can be cooled.

본원 출원인은 선행기술문헌에 설명된 압출기(1)를 진보 개량하여 본 발명으로 제안하고자 한다. The applicant of the present application intends to propose as the present invention by progressively improving the extruder (1) described in the prior art literature.

대한민국 등록특허공보 제2195752호Republic of Korea Patent Publication No. 2195752

본 발명의 목적은 모터에 의해 연동되는 스크류와 함께 호퍼 속에서 회전되는 임펠러를 통해 소재를 긁어모으면서 배럴 속의 스크류로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여 소재의 지속적인 투입을 이루지 못하는 현상을 철저히 없애 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현케 한 3D 프린터용 압출기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to thoroughly eliminate the phenomenon of not achieving continuous input of material by making it possible to push the material without interruption with the screw in the barrel while scraping the material through the impeller rotated in the hopper together with the screw interlocked by the motor. It is to provide an extruder for 3D printer that realizes precise 3D printing.

본 발명의 목적은 호퍼 속의 스크류에 임펠러를 장착시켜 공급통으로부터 공급된 소재를 긁어모으면서 배럴 속의 스크류로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여 노즐을 통한 소재의 끊김없는 토출로서 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현토록 한 3D 프린터용 압출기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to install an impeller on a screw in a hopper so that the material supplied from the supply can be scraped and pushed without interruption with the screw in the barrel, so that the material is discharged through the nozzle without interruption. It is to provide an extruder for 3D printer that realizes this.

본 발명의 목적은 임펠러의 상단부의 축홀에 스크류를 끼워 접착 또는 키고정시켜 고정력을 보장하고, 상단부로부터 하향의 방사상으로 나선형날개를 구비시켜 외향 오픈된 나선형홀을 마련하면서 공급통으로부터 공급된 소재를 긁어 나선형홀을 통해 배럴 속의 스크류로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여, 노즐을 통한 소재의 끊김없는 토출로서 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현할 수 있도록 한 3D 프린터용 압출기를 제공함에 있다.The object of the present invention is to secure the fixing force by inserting a screw into the shaft hole of the upper end of the impeller and fixing the key, and to provide a spiral hole that is opened outward by providing a spiral blade in a downward direction from the upper end. It is to provide an extruder for a 3D printer that enables precise 3D printing of three-dimensional objects by seamless ejection of material through a nozzle by scraping and pushing the screw in the barrel through the spiral hole without interruption.

본 발명의 목적은 스크류에 면접촉되는 이너통에 의한 스크류와의 고정력을 극대화시키는 한편 샌드위치공간을 통해 배럴 속의 스크류로의 소재의 중단없는 투입을 가능케 한 3D 프린터용 압출기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an extruder for a 3D printer that maximizes the fixing force with the screw by the inner cylinder that is in surface contact with the screw while allowing the uninterrupted input of material into the screw in the barrel through the sandwich space.

본 발명의 목적은 샌드위치공간에 대향한 상광하협의 유도홈을 배럴에 마련하여 소재의 더욱 원활한 투입을 가능케 한 3D 프린터용 압출기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an extruder for a 3D printer that enables smoother input of materials by providing an upper and lower narrow guide groove in a barrel opposite to a sandwich space.

본 발명의 목적은 호퍼의 타측통로에서 쿨링팬으로 소재에 직접 냉풍을 불어줄 수 있도록 하여 히터에 의한 열영향을 철저히 극복토록 함으로써 소재의 더욱 원활한 스크류로의 투입을 보장할 수 있는 3D 프린터용 압출기를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to blow cold air directly to the material with a cooling fan from the other side passage of the hopper to thoroughly overcome the thermal effect of the heater, thereby ensuring a smoother input of the material into the screw. is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

모터에 축결합되어 배럴 속에서 회전되는 스크류와, 공급통으로부터 공급된 소재를 상기 배럴 속의 상기 스크류로 안내하는 호퍼와, 상기 스크류의 회전에 의해 상기 배럴 속에서 하향되는 소재를 히터로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐을 포함하는 3D 프린터용 압출기에 있어서,A screw shaft-coupled to the motor and rotated in the barrel, a hopper guiding the material supplied from the supply barrel to the screw in the barrel, and discharging while melting the material downward in the barrel by the rotation of the screw with a heater In the extruder for a 3D printer including a nozzle to

상기 호퍼 속의 상기 스크류에 장착되어 상기 공급통으로부터 공급된 소재를 긁어모으면서 상기 배럴 속의 상기 스크류로 중단없이 밀어 넣는 임펠러를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.It is a basic feature in its technical configuration that it includes an impeller mounted on the screw in the hopper and pushing without interruption to the screw in the barrel while scraping the material supplied from the supply barrel.

본 발명은 모터에 의해 연동되는 스크류와 함께 호퍼 속에서 회전되는 임펠러를 통해 소재를 긁어모으면서 배럴 속의 스크류로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여 소재의 지속적인 투입을 이루지 못하는 현상을 철저히 없애 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현케 할 수 있는 효과가 있다.The present invention thoroughly eliminates the phenomenon that the continuous input of the material cannot be achieved by scraping the material through the impeller rotating in the hopper together with the screw interlocked by the motor and pushing the material without interruption with the screw in the barrel. It has the effect of realizing precise 3D printing.

본 발명은 호퍼 속의 스크류에 임펠러를 장착시켜 공급통으로부터 공급된 소재를 긁어모으면서 배럴 속의 스크류로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여 노즐을 통한 소재의 끊김없는 토출로서 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현토록 하는 효과가 있다.The present invention realizes precise 3D printing as a three-dimensional article as a seamless discharge of material through a nozzle by mounting an impeller on the screw in the hopper to scrape the material supplied from the supply barrel and push it in with the screw in the barrel without interruption. It has the effect of making

본 발명은 임펠러의 상단부의 축홀에 스크류를 끼워 접착 또는 키고정시켜 고정력을 보장하고, 상단부로부터 하향의 방사상으로 나선형날개를 구비시켜 외향 오픈된 나선형홀을 마련하면서 공급통으로부터 공급된 소재를 긁어 나선형홀을 통해 배럴 속의 스크류로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여, 노즐을 통한 소재의 끊김없는 토출로서 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention secures the fixing power by inserting a screw into the shaft hole of the upper end of the impeller and securing the fixing force, and provides a spiral hole that is open outward by providing a spiral blade in a radial direction downward from the upper end while scraping the material supplied from the supply barrel By allowing the screw in the barrel to be pushed through the hole without interruption, it has the effect of realizing precise 3D printing as a three-dimensional object through the seamless discharge of the material through the nozzle.

본 발명은 스크류에 면접촉되는 이너통에 의한 스크류와의 고정력을 극대화시키는 한편 샌드위치공간을 통해 배럴 속의 스크류로의 소재의 중단없는 투입을 가능케 하는 효과가 있다.The present invention has the effect of maximizing the fixing force with the screw by the inner cylinder which is in surface contact with the screw while enabling the uninterrupted input of the material into the screw in the barrel through the sandwich space.

본 발명은 샌드위치공간에 대향한 상광하협의 유도홈을 배럴에 마련하여 소재의 더욱 원활한 투입을 가능케 하는 효과가 있다.The present invention has an effect of enabling smoother input of material by providing an upper and lower narrow guide groove in the barrel opposite to the sandwich space.

본 발명은 호퍼의 타측통로에서 쿨링팬으로 소재에 직접 냉풍을 불어줄 수 있도록 하여 히터에 의한 열영향을 철저히 극복토록 함으로써 소재의 더욱 원활한 스크류로의 투입을 보장할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention has the effect of ensuring a smoother input of the material into the screw by thoroughly overcoming the heat effect of the heater by blowing cold air directly to the material with the cooling fan from the other side passage of the hopper.

도 1a는 선행기술문헌(대한민국 등록특허공보 제2195752호)에 따른 호퍼 타입 3D 프린터를 나타내는 사시도.
도 1b는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기를 나타내는 사시도.
도 1c는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 3D 프린터의 압출기를 나타내는 단면도.
도 1d는 선행기술문헌에 따른 호퍼 타입 3D 프린터에 적용된 스크류를 나타내는 측면도.
도 2는 본 발명이 적용되기 전의 3D 프린터용 압출기에 대한 문제점을 나타내기 위한 종단면을 포함한 동작도.
도 3a는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기를 나타내는 호퍼를 포함한 구조도.
도 3b는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기를 나타내는 호퍼 및 쿨링팬을 를 포함한 구조도.
도 4a는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기에 적용된 스크류, 배럴 및 임펠러를 나타내는 사진.
도 4b는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기에 적용된 임펠러를 다양하게 설계한 사진.Figure 1a is a perspective view showing a hopper type 3D printer according to the prior art literature (Republic of Korea Patent Publication No. 2195752).
Figure 1b is a perspective view showing the extruder of the hopper type 3D printer according to the prior art document.
Figure 1c is a cross-sectional view showing the extruder of the hopper type 3D printer according to the prior art document.
Figure 1d is a side view showing a screw applied to the hopper type 3D printer according to the prior art document.
Figure 2 is an operation diagram including a longitudinal section for showing a problem for the extruder for a 3D printer before the present invention is applied.
Figure 3a is a structural diagram including a hopper showing an extruder for a 3D printer according to the present invention.
Figure 3b is a structural diagram including a hopper and a cooling fan showing an extruder for a 3D printer according to the present invention.
Figure 4a is a photograph showing the screw, barrel and impeller applied to the extruder for a 3D printer according to the present invention.
Figure 4b is a photograph of various designs of the impeller applied to the extruder for a 3D printer according to the present invention.

본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.A preferred embodiment of the extruder for a 3D printer according to the present invention will be described with reference to the drawings, and as such an embodiment, a plurality of extruders may exist, and the object, features and advantages of the present invention will be better understood through these embodiments be able to

도 2는 본 발명이 적용되기 전의 3D 프린터용 압출기에 대한 문제점을 나타내기 위한 종단면을 포함한 동작도이다.Figure 2 is an operation diagram including a longitudinal section for showing a problem with the extruder for a 3D printer before the present invention is applied.

본 발명이 적용되기 전의 3D 프린터용 압출기는 도 2에 도시된 바와 같이 모터(M)에 축결합되어 배럴(B) 속에서 회전되는 스크류(S)와, 소재(F)를 배럴(B) 속의 스크류(S)로 안내하는 호퍼(P)와, 스크류(S)의 회전에 의해 배럴(B) 속에서 하향되는 소재(F)를 히터(H)로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐(N)을 포함한다.The extruder for a 3D printer before the present invention is applied is a screw (S) which is shaft-coupled to the motor (M) and rotates in the barrel (B) as shown in FIG. 2, and the material (F) into the barrel (B) Includes a hopper (P) that guides the screw (S), and a nozzle (N) that discharges the material (F) that goes down in the barrel (B) by the rotation of the screw (S) while melting with the heater (H) do.

이때, 소재(F)는 플라스틱, 고무, 금속 또는 세라믹 등과 같이 다양한 종류가 있을 수 있고, 이러한 소재(F)는 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이 호퍼(P)를 통해 배럴(B) 속의 스크류(S)로 중단없이 투입될 수 있어야 하는데, 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 모터(M)에 의한 스크류(S)의 회전에도 불구하고 소재(F)의 지속적인 투입을 이루지 못하고 호퍼(P) 속 빈공간(K)으로 인한 입체물품(A)으로의 정밀한 3D 프린팅을 구현치 못하는 문제점을 초래하고 있다[소재(F)의 패킹(Packing)화 또는 뭉침 현상으로 인하여 호퍼(P) 속에 소재(F)가 정상적으로 출력되지 못하고 빈 공간(K)이 형성됨].At this time, the material (F) may be of various types such as plastic, rubber, metal, or ceramic, and such material (F) is a barrel (B) through a hopper (P) as shown in (A) of FIG. It should be able to be fed without interruption with the screw S in it, but as shown in (B) of FIG. Due to the empty space (K) in the hopper (P), there is a problem in that precise 3D printing cannot be realized into the three-dimensional article (A) [due to the packing or aggregation of the material (F), the hopper (P) ), the material (F) is not output normally, and an empty space (K) is formed].

도 3a는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기를 나타내는 호퍼(P)를 포함한 구조도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기를 나타내는 호퍼(P) 및 쿨링팬(C)을 를 포함한 구조도이다.3A is a structural diagram including a hopper (P) showing an extruder for a 3D printer according to the present invention, and FIG. 3B is a structural diagram including a hopper (P) and a cooling fan (C) showing the extruder for a 3D printer according to the present invention. .

본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기는 모터(M)에 축결합되어 배럴(B) 속에서 회전되는 스크류(S)와, 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 배럴(B) 속의 스크류(S)로 안내하는 호퍼(P)와, 스크류(S)의 회전에 의해 배럴(B) 속에서 하향되는 소재(F)를 히터(H)로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐(N)을 포함하고, 나아가 호퍼(P) 속의 스크류(S)에 장착되어 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 긁어모으면서 배럴(B) 속의 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣는 임펠러(R)를 핵심 구성으로 포함한다.The extruder for 3D printer according to the present invention is a screw (S) which is shaft-coupled to the motor (M) and rotates in the barrel (B), and the material (F) supplied from the supply tube (T) is inserted into the barrel (B). A hopper (P) guiding to (S), and a nozzle (N) for discharging while melting the material (F) downward in the barrel (B) by the rotation of the screw (S) with a heater (H) Furthermore, the core is the impeller (R) that is mounted on the screw (S) in the hopper (P) and pushes it without interruption into the screw (S) in the barrel (B) while collecting the material (F) supplied from the supply barrel (T). included in the composition.

공급통(T)에서 공급되는 소재(F)는 플라스틱, 고무, 금속 또는 세라믹 등과 같이 다양한 종류가 있을 수 있고, 예를 들어 세라믹의 일종인 지르코니아일 경우 바인더와 혼합된 상태로 공급될 수 있으며, 모터(M)에 의해 연동되는 스크류(S)와 함께 호퍼(P) 속에서 회전되는 임펠러(R)를 통해 바인더 및 지르코니아로 된 소재(F)를 긁어모으면서 배럴(B) 속의 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 모터(M)에 의한 스크류(S)의 회전에도 불구하고 소재(F)의 지속적인 투입을 이루지 못하는 현상을 철저히 없애 입체물품(A)으로의 보다 정밀한 3D 프린팅을 실현케 한 것이다.The material F supplied from the supply tube T may be of various types such as plastic, rubber, metal or ceramic, for example, in the case of zirconia, which is a type of ceramic, it may be supplied in a mixed state with a binder, The screw (S) in the barrel (B) while scraping the material (F) made of binder and zirconia through the impeller (R) rotated in the hopper (P) together with the screw (S) interlocked by the motor (M) As shown in (B) of FIG. 2, the phenomenon that the continuous input of the material (F) cannot be achieved despite the rotation of the screw (S) by the motor (M) is thoroughly eliminated so that the three-dimensional article can be pushed in without interruption. (A) It is the realization of more precise 3D printing.

공급통(T)으로부터 공급되는 소재(F)는 3D 프린팅되는 입체물품(A)에 합치되는 조건으로 2종 또는 그 이상의 조성물로 혼합된 상태이고, 예를 들어 세라믹으로 된 소재(F)일 경우 지르코니아 및 바인더의 함량 조건으로 이미 혼합된 상태이며, 이러한 소재(F)는 앞서 도 2의 (B)에서 확인한 바와 같이 모터(M)에 의한 스크류(S)의 회전에도 불구하고 소재(F)의 지속적인 투입을 이루지 못하고 호퍼(P) 속 빈 공간(K)의 발생으로 인한 입체물품(A)으로의 정밀한 3D 프린팅을 구현치 못하는 치명적인 문제점을 초래할 수밖에 없는데, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 다름 아닌 호퍼(P) 속의 스크류(S)에 임펠러(R)를 장착시켜 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 긁어모으면서 배럴(B) 속의 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여, 노즐(N)을 통한 소재(F)의 끊김없는 토출로서 입체물품(A)으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현토록 한 것이다.The material (F) supplied from the supply tube (T) is in a state of being mixed with two or more compositions under conditions consistent with the 3D printed three-dimensional article (A), for example, in the case of a ceramic material (F) It is already mixed under the condition of the content of zirconia and binder, and this material (F) is the material (F) despite the rotation of the screw (S) by the motor (M) as confirmed in (B) of FIG. 2 above. It is inevitably caused a fatal problem of not being able to achieve continuous input and not realizing precise 3D printing into a three-dimensional article (A) due to the occurrence of an empty space (K) in the hopper (P). By mounting the impeller (R) on the screw (S) in the hopper (P) instead of the hopper (P), the material (F) supplied from the supply barrel (T) is collected and pushed into the screw (S) in the barrel (B) without interruption. Thus, the precise 3D printing of the three-dimensional article (A) is realized as a seamless discharge of the material (F) through the nozzle (N).

도 4a는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기에 적용된 스크류(S), 배럴(B) 및 임펠러(R)를 나타내는 사진이고, 도 4b는 본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기에 적용된 임펠러(R)를 다양하게 설계한 사진이다.Figure 4a is a photograph showing the screw (S), the barrel (B) and the impeller (R) applied to the extruder for a 3D printer according to the present invention, Figure 4b is an impeller (R) applied to the extruder for a 3D printer according to the present invention It's a different design.

본 발명에 따른 3D 프린터용 압출기에 적용된 임펠러(R)는 도 3a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이 스크류(S)에 끼워져 고정되는 축홀(R2)을 지닌 상단부(R1)와, 상단부(R1)로부터 하향의 방사상으로 오픈된 나선형홀(R4)을 마련하면서 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 긁어 나선형홀(R4)을 통해 배럴(B) 속의 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣는 나선형날개(R3)를 구비한다.The impeller (R) applied to the extruder for a 3D printer according to the present invention is an upper end (R1) having a shaft hole (R2) fixed to the screw (S) as shown in FIGS. 3a to 4b, and from the upper end (R1) Spiral to scrape the material (F) supplied from the supply tube (T) while preparing the downward radially open spiral hole (R4) and push it without interruption into the screw (S) in the barrel (B) through the spiral hole (R4) A wing (R3) is provided.

임펠러(R)의 상단부(R1)의 축홀(R2)에 스크류(S)를 끼워 접착 또는 키고정시켜 고정력을 보장하고, 상단부(R1)로부터 하향의 방사상으로 나선형날개(R3)를 구비시켜 외향 오픈된 나선형홀(R4)을 마련하면서 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 긁어 나선형홀(R4)을 통해 배럴(B) 속의 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣을 수 있도록 하여, 노즐(N)을 통한 소재(F)의 끊김없는 토출로서 입체물품(A)으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현할 수 있도록 하는 것이다.The screw (S) is inserted into the shaft hole (R2) of the upper end (R1) of the impeller (R) to ensure the fixing force by bonding or keying, and the spiral blade (R3) is provided in a radial direction downward from the upper end (R1) to open outward. While preparing the spiral hole (R4), the material (F) supplied from the supply barrel (T) is scraped so that it can be pushed into the screw (S) in the barrel (B) through the spiral hole (R4) without interruption, so that the nozzle ( It is to realize precise 3D printing of a three-dimensional article (A) as a seamless discharge of the material (F) through N).

이때, 임펠러(R)는 축홀(R2)로부터 하향 연장되어 스크류(S)에 면접촉 끼워져 고정됨과 동시에 나선형날개(R3)에 의해 긁어모여진 소재(F)를 나선형홀(R4)을 통해 받아들여 배럴(B) 속의 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣도록 하는 샌드위치공간(R6)을 마련하는 이너통(R5)을 더 포함하여, 스크류(S)에 면접촉되는 이너통(R5)에 의한 스크류(S)와의 고정력을 극대화시키는 한편 샌드위치공간(R6)을 통해 배럴(B) 속의 스크류(S)로의 소재(F)의 중단없는 투입을 가능케 하여 더욱 바람직하게 된다.At this time, the impeller (R) extends downward from the shaft hole (R2) and is fixed by being fitted with a surface contact to the screw (S), and at the same time, the material (F) scraped by the spiral blade (R3) is received through the spiral hole (R4) and the barrel (B) A screw by the inner cylinder (R5) that is in surface contact with the screw (S), further including an inner cylinder (R5) that provides a sandwich space (R6) to be pushed in without interruption with the screw (S) in (B) While maximizing the fixing force with S), it is more preferable because it enables the uninterrupted input of the material F into the screw S in the barrel B through the sandwich space R6.

한편, 배럴(B)은 샌드위치공간(R6)에 대향하여 상광하협의 유도홈(B1)을 가지도록 하여 소재(F)의 더욱 원활한 투입을 가능케 한다.On the other hand, the barrel (B) has a guide groove (B1) of the upper and lower narrows facing the sandwich space (R6) to enable a smoother input of the material (F).

다른 한편으로, 호퍼(P)는 공급통(T)에 연통되는 일측통로(P1)와, 일측통로(P1)의 맞은편에 오픈된 타측통로(P2)를 구비하고, 호퍼(P)의 타측통로(P2)에 장착되어 일측통로(P1)로 공급되는 소재(F)에 냉풍을 직접 불어주는 쿨링팬(C)을 더 포함하여, 히터(H)를 통해 융해되어야 하는 소재(F)가 호퍼(P) 내부에서 열영향을 받아 물러지면서 스크류(S)로의 투입을 원활치 않도록 하는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 한다.On the other hand, the hopper (P) is provided with one passage (P1) communicating with the supply tube (T), and the other passage (P2) open on the opposite side of the one passage (P1), the other side of the hopper (P) Further including a cooling fan (C) that is mounted on the passage (P2) and blows cold air directly to the material (F) supplied to the one passage (P1), the material (F) to be melted through the heater (H) is a hopper (P) It is possible to prevent in advance the phenomenon that the input into the screw (S) is not smooth as it is weakened by heat from the inside.

즉, 호퍼(P)의 타측통로(P2)에서 쿨링팬(C)으로 소재(F)에 직접 냉풍을 불어줄 수 있도록 하여 히터(H)에 의한 열영향을 철저히 극복토록 함으로써 소재(F)의 더욱 원활한 스크류(S)로의 투입을 보장할 수 있도록 하는 것이다.That is, the cooling fan (C) from the other side passage (P2) of the hopper (P) can blow cold air directly to the material (F) to thoroughly overcome the thermal effect of the heater (H). This is to ensure a smoother insertion into the screw (S).

본 발명은 컴퓨터 디자인 프로그램으로 만든 3차원 도면을 바탕으로 플라스틱은 물론이거니와 고무, 금속 또는 세라믹 등의 소재를 활용하여 단시간에 입체물품으로의 정밀한 3D 프린팅을 실현할 수 있도록 하는 산업분야에 이용 가능하다.The present invention can be used in industrial fields that enable precise 3D printing of three-dimensional objects in a short time by utilizing materials such as rubber, metal or ceramics as well as plastics based on a three-dimensional drawing made by a computer design program.

A : 입체물품 M : 모터
T : 공급통 F : 소재
B : 배럴 B1 : 유도홈
S : 스크류 P : 호퍼
P1 : 일측통로 P2 : 타측통로
H : 히터 N : 노즐
R : 임펠러 R1 : 상단부
R2 : 축홀 R3 : 나선형날개
R4 : 나선형홀 R5 : 이너통
R6 : 샌드위치공간 C : 쿨링팬A : Three-dimensional article M : Motor
T : Supply bin F : Material
B : Barrel B1 : Guide groove
S : Screw P : Hopper
P1: one side passage P2: the other side passage
H : Heater N : Nozzle
R : Impeller R1 : Upper part
R2: shaft hole R3: spiral blade
R4 : Spiral hole R5 : Inner cylinder
R6: Sandwich space C: Cooling fan

Claims (5)

모터(M)에 축결합되어 배럴(B) 속에서 회전되는 스크류(S)와, 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 상기 배럴(B) 속의 상기 스크류(S)로 안내하는 호퍼(P)와, 상기 스크류(S)의 회전에 의해 상기 배럴(B) 속에서 하향되는 소재(F)를 히터(H)로 융해시키면서 토출토록 하는 노즐(N)을 포함하는 3D 프린터용 압출기에 있어서,
상기 호퍼(P) 속의 상기 스크류(S)에 장착되어 상기 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 긁어모으면서 상기 배럴(B) 속의 상기 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣는 임펠러(R)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 압출기.A hopper for guiding the screw (S) shaft-coupled to the motor (M) and rotated in the barrel (B), and the material (F) supplied from the supply tube (T) to the screw (S) in the barrel (B) (P) and the 3D printer extruder including a nozzle (N) for discharging while melting the material (F) downward in the barrel (B) by the rotation of the screw (S) with a heater (H) in,
Impeller (R) mounted on the screw (S) in the hopper (P) and pushed without interruption into the screw (S) in the barrel (B) while scraping the material (F) supplied from the supply tube (T) ) Extruder for 3D printer, characterized in that it comprises. 제1항에 있어서,
상기 임펠러(R)는
상기 스크류(S)에 끼워져 고정되는 축홀(R2)을 지닌 상단부(R1)와,
상기 상단부(R1)로부터 하향의 방사상으로 오픈된 나선형홀(R4)을 마련하면서 상기 공급통(T)으로부터 공급된 소재(F)를 긁어 상기 나선형홀(R4)을 통해 상기 배럴(B) 속의 상기 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣는 나선형날개(R3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 압출기.According to claim 1,
The impeller (R) is
An upper end portion (R1) having a shaft hole (R2) fitted and fixed to the screw (S);
While providing a radially open spiral hole R4 downward from the upper end portion R1, scraping the material F supplied from the supply tube T, through the spiral hole R4, into the barrel B. An extruder for a 3D printer, characterized in that it has a spiral blade (R3) that is pushed without interruption with a screw (S). 제2항에 있어서,
상기 임펠러(R)는 상기 축홀(R2)로부터 하향 연장되어 상기 스크류(S)에 면접촉 끼워져 고정됨과 동시에 상기 나선형날개(R3)에 의해 긁어모여진 소재(F)를 상기 나선형홀(R4)을 통해 받아들여 상기 배럴(B) 속의 상기 스크류(S)로 중단없이 밀어 넣도록 하는 샌드위치공간(R6)을 마련하는 이너통(R5)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 압출기.3. The method of claim 2,
The impeller (R) extends downward from the shaft hole (R2) and is fixed to the screw (S) by surface contact, and at the same time, the material (F) scraped by the spiral blade (R3) is passed through the spiral hole (R4). 3D printer extruder, characterized in that it further comprises an inner cylinder (R5) for providing a sandwich space (R6) to be accepted and pushed into the screw (S) in the barrel (B) without interruption. 제3항에 있어서,
상기 배럴(B)은 상기 샌드위치공간(R6)에 대향하여 상광하협의 유도홈(B1)을 가지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 압출기.4. The method of claim 3,
The barrel (B) is an extruder for a 3D printer, characterized in that it has a guide groove (B1) of the upper and lower narrows facing the sandwich space (R6). 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 호퍼(P)는 상기 공급통(T)에 연통되는 일측통로(P1)와, 상기 일측통로(P1)의 맞은편에 오픈된 타측통로(P2)를 구비하고,
상기 타측통로(P2)에 장착되어 상기 일측통로(P1)로 공급되는 소재(F)에 냉풍을 직접 불어주는 쿨링팬(C)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 압출기.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The hopper (P) has one side passage (P1) communicating with the supply tube (T), and the other side passage (P2) open on the opposite side of the one side passage (P1),
3D printer extruder, characterized in that it further comprises a cooling fan (C) mounted on the other side passage (P2) to blow cold air directly to the material (F) supplied to the one side passage (P1).
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