KR20230111627A - 건축용 3d 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3d 프린터 - Google Patents

건축용 3d 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3d 프린터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단일의 구동모터에 의해 회전샤프트의 회전과 쉐이킹부재의 상하이동이 동시에 구현 가능하고 콘트리트의 교반효율이 최대로 증대될 수 있도록 한 건축용 3D 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치는, 지지프레임과, 상기 지지프레임의 하측에 결합되고 상단에는 콘크리트가 투입되는 콘크리트투입구가 형성되고 하단에는 노즐구이 구비되는 믹서하우징과, 상기 지지프레임의 상부 일측에 구비되는 구동모터와, 상기 지지프레임의 상부에 수평배열되고 상기 구동모터에 의해 회전구동되는 복합구동축과, 상기 지지프레임에 수직배열되고 상기 복합구동축에 연동회전되며 하단에는 상기 믹서하우징 내의 콘크리트가 상기 노즐구를 통해 배출되도록 하는 배출스크류가 형성되는 회전샤프트와, 상기 지지프레임의 전방 측에 상하이동 가능하게 결합되고 하단은 믹서하우징 내로 연장되는 쉐이킹부재와, 상측에는 상기 복합구동축의 전방측에 일단이 고정되어 일체로 회전되는 회전링크가 구비되고 하측에는 상기 회전링크의 타단과 상기 쉐이킹부재에 상,하단이 각각 연결되어 상기 회전링크의 회전에 따라 상기 쉐이킹부재를 상하이동시키는 캠링크가 구비되는 상하이동수단을 포함한다.

Description

건축용 3D 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터{NOZZLE APPARATUS OF 3D PRINTER FOR CONSTRUCTION AND 3D PRINTER FOR CONSTRUCTION INCLUDING THE SAME}
본 발명은 건축용 3D 프린터의 노즐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 점성 특성을 가지는 콘크리트가 원활하고 안정적으로 공급되도록 하는 건축용 3D 프린터의 노즐장치에 관한 것이다.
일반적으로 철근콘크리트 구조물은 높은 압축강도를 가져 각종 건축물의 벽체, 슬래브 등의 구조물로 널리 시공되고 있다.
이러한 철근콘크리트 구조물은 일반적으로 기초물 상에 철근을 배열하여 설치하고 상기 설치된 철근을 둘러싸는 거푸집(형틀)을 조성하여 그 사이에 콘크리트를 타설한 후 콘크리트가 양생되면 다시 형틀을 제거하는 공정을 거쳐 시공되었다.
그러나 이러한 종래의 철근콘크리트 구조물의 시공방법의 경우에는 거푸집을 설치해야만 하고 콘크리트가 양생된 후에는 다시 거푸집을 일일이 해체해야 하기 때문에 작업이 번거로울 뿐만 아니라 공정이 복잡하여 인력과 시간이 많이 소요디는 문제점이 있었다.
한편, 최근에는 프린팅을 통해 3차원 형상의 제품을 성형하는 3D 프린팅 제조기술이 각광받고 있는데, 이러한 3D 프린팅은 플라스틱 재료를 사출하거나 적층, 응고시켜 3D 형태의 제품을 제작하는 기술을 말한다.
3D 프린팅은 전통적인 재료 가공 기술에 비해 속도, 가격, 사용 편리성 등 다양한 측면에서 우위를 나타내면서 소비자가 자기만의 스타일과 디자인으로 특정 형상을 맞춤 생산하기 위한 용도로 확대되고 있다. 이러한 3D 프린팅의 확산 추세에 따라 3D 프린팅을 이용하여 콘크리트 구조물을 제조하려는 시도가 이루어지면서 건축용 3D 프린터까지 개발되고 있다.
이러한 건축용 3D 프린터의 일 예로, 대한민국 특허공개 제10-2016-0068564호(2016.06.15. 공개)에는 재료가 저장되는 호퍼부, 상기 호퍼부로부터 재료를 공급받아 이를 출력하여 입체물을 형성하는 노즐부, 및 상기 노즐부를 이동시키기 위한 이동부를 포함하고, 상기 호퍼부는 물이 저장되는 물호퍼와, 시멘트가 저장되는 시멘트호퍼, 모래가 저장되는 모래호퍼를 포함하고, 상기 노즐부는 재료를 혼합하여 콘크리트 구조물을 형성하는 구조이고, 상기 노즐부는 재료가 수용되는 노즐과, 노즐에 설치되어 내부에 재료를 반죽하는 혼합기, 및 상기 노즐에 설치되어 재료를 출력하는 노즐팁을 포함하는 3차원 프린팅 장치가 개시된다.
또한 대한민국 특허공고 제10-1526827호(2015.06.15. 공고)에는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 이동 가능하게 설치되는 이동부와, 상기 이동부의 일측에 설치되며 프린트 원료를 토출하는 압출헤드와, 상기 이동부의 타측에 설치되며 분말 금속을 분사하는 분사노즐과, 상기 압출헤드에 상기 프린트 원료로서 콘크리트 혼합물을 공급하는 제 1 원료 공급부와, 상기 분사노즐에 상기 분말 금속을 공급하는 제 2 원료 공급부와, 상기 압출헤드에 상기 프린트 원료로서 합성수지를 공급하는 제 3 원료 공급부를 포함하는 3D 프린팅 장치가 개시된다.
한편 건축용 3D 프린터는 높은 점성 특성을 가지는 콘크리트가 원활하고 안정적으로 공급되도록 하는 노즐장치를 포함한다.
이러한 건축용 3D 프린터의 노즐장치의 일 예로, 대한민국 특허등록 제10-2035311호(2019.10.22. 공고)에는 장치 지지 바디; 상기 장치 지지 바디의 일측에 구비되고, 일측에 콘크리트가 투입되는 투입구를 갖는 통 형상의 수용체로 형성되는 재료수용부; 상기 재료수용부와 일체로 형성되며, 일단부는 상기 재료수용부와 연통되는 통 형상으로 형성되고, 타단부는 재료 노즐구가 형성되는 재료공급노즐부; 상기 재료공급노즐부에 구비되어 콘크리트를 상기 재료 노즐구 측으로 이송시키기 위해, 상기 재료공급노즐부의 중심축 상에 회전가능하게 지지 배치되는 회전샤프트와, 상기 회전샤프트에 구비되는 스크류 플라이트 및 상기 회전샤프트를 회전 구동시키기 위한 구동모터를 구비하는 재료이송수단; 및 상기 재료수용부에 구비되어 내부에 수용된 콘크리트를 교반시키면서 상기 재료공급노즐부 측으로 공급시키기 위해, 상기 회전샤프트가 상기 재료수용부의 중심축 상으로 연장되어 구비되는 회전샤프트 연장부와, 상기 회전샤프트 연장부에 구비되어 상기 재료수용부 내의 콘크리트를 교반 이송시키기 위한 쉐이킹부재(shaking member) 및 상기 쉐이킹부재를 구동시키기 위한 구동수단을 구비하는 교반압송수단을 포함하는 건축용 3D 프린터의 콘크리트 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터가 개시된다.
그러나 종래의 건축용 3D 프린터의 노즐장치의 경우에는 회전샤프트를 회전 구동시키기 위한 구동모터 뿐만 아니라 쉐이킹부재를 구동시키기 위한 구동수단이 별도 구비됨에 따라 전체 구조가 복잡한 문제점이 있었다.
또한 종래의 건축용 3D 프린터의 노즐장치의 경우에는 회전샤프트에 구비된 스크류 플라이트에만 의존하는 교반이 이루어짐에 따라 노즐장치 내에서 콘크리트의 교반이 제대로 이루어질 수 없는 문제점도 있었다.
1. 대한민국 실용신안등록 제20-04455320호(2009.08.06. 공고) 2. 대한민국 특허공개 제10-2016-0001956호(2016.01.07. 공개) 3. 대한민국 특허등록 제10-2035311호(2019.10.22. 공고)
따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 단일의 구동모터에 의해 회전샤프트의 회전과 쉐이킹부재의 상하이동이 동시에 구현 가능한 건축용 3D 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터를 제공하는 과제를 기초로 한다.
또한 본 발명은 콘트리트의 교반효율이 최대로 증대될 수 있도록 한 건축용 3D 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터를 제공하는 과제를 기초로 한다.
전술한 본 발명의 과제는, 지지프레임과, 상기 지지프레임의 하측에 결합되고 상단에는 콘크리트가 투입되는 콘크리트투입구가 형성되고 하단에는 노즐구이 구비되는 믹서하우징과, 상기 지지프레임의 상부 일측에 구비되는 구동모터와, 상기 지지프레임의 상부에 수평배열되고 상기 구동모터에 의해 회전구동되는 복합구동축과, 상기 지지프레임에 수직배열되고 상기 복합구동축에 연동회전되며 하단에는 상기 믹서하우징 내의 콘크리트가 상기 노즐구를 통해 배출되도록 하는 배출스크류가 형성되는 회전샤프트와, 상기 지지프레임의 전방 측에 상하이동 가능하게 결합되고 하단은 믹서하우징 내로 연장되는 쉐이킹부재와, 상측에는 상기 복합구동축의 전방측에 일단이 고정되어 일체로 회전되는 회전링크가 구비되고 하측에는 상기 회전링크의 타단과 상기 쉐이킹부재에 상,하단이 각각 연결되어 상기 회전링크의 회전에 따라 상기 쉐이킹부재를 상하이동시키는 캠링크가 구비되는 상하이동수단을 포함하는 건축용 3D 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 지지프레임의 하측에는 상기 믹서하우징이 결합되는 제 1 브래킷이 구비되고, 상기 지지프레임의 상부 일측에는 상기 구동모터가 결합되는 제 2 브래킷이 구비되며, 상기 지지프레임의 상부에는 상기 복합구동축을 회전 가능하게 지지하는 수평회전지지구가 구비되고, 상기 지지프레임의 내부에는 상기 회전샤프트를 회전가능하게 지지하는 수직회전지지구가 구비되며, 상기 지지프레임의 전방에는 상기 쉐이킹부재가 상하이동 가능하게 결합되는 상하이동가이드가 구비된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 믹서하우징의 상측은 원통형으로 형성되고 상기 믹서하우징의 하측은 하부로 갈수록 좁아지는 원추형으로 형성되며, 상기 노즐구는 상기 믹서하우징의 하단에 교체 가능하게 결합된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 구동모터와 상기 복합구동축 사이에는 감속기어유닛이 개재되고, 상기 복합구동축과 상기 회전샤프트 사이에는 베벨전동기어유닛이 개재된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 회전샤프트(50)에는 상기 믹서하우징(20)의 내부 하측에 투입된 콘크리트를 교반하는 교반날개(55)가 구비되고, 상기 믹서하우징(20)에는 상기 믹서하우징(20)의 내부 하측에 투입된 콘크리트의 회전을 저지하는 회전저지판(25)이 고정설치되며, 상기 쉐이킹부재(60)는 상기 회전저지판(25)을 기준으로 양측으로 2열로 수직배열된다.
본 발명에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터에 의하면, 단일의 구동모터만으로도 회전샤프트의 회전과 쉐이킹부재의 상하이동이 동시에 구현될 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3D 프린터에 의하면, 믹서하우징 내에서 하측에 수용된 콘크리트는 회전샤프트에 일체로 구비된 교반날개에 의해 회전교반되는 반면에 믹서하우징 내에서 상측에 수용된 콘크리트는 믹서하우징의 내벽에 고정된 회전저지판에 의해 회전이 저지됨에 따라 믹서하우징 내 콘트리트의 교반효율이 최대로 증대될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치의 부분절개사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치의 단면도.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치의 전체 작동도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치(1)는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 지지프레임(10)과, 지지프레임(10)의 하측에 결합되고 상단에는 콘크리트가 투입되는 콘크리트투입구(21)가 형성되고 하단에는 노즐구(23)가 구비되는 믹서하우징(20)과, 지지프레임(10)의 상부 일측에 구비되는 구동모터(30)와, 지지프레임(10)의 상부에 수평배열되고 구동모터(30)에 의해 회전구동되는 복합구동축(40)과, 지지프레임(10)에 수직배열되고 복합구동축(40)에 연동회전되며 하단에는 믹서하우징(20) 내의 콘크리트가 노즐구(23)를 통해 배출되도록 하는 배출스크류(53)가 형성되는 회전샤프트(50)와, 지지프레임(10)의 전방 측에 상하이동 가능하게 결합되고 하단은 믹서하우징(20) 내로 연장되는 쉐이킹부재(60)와, 상측에는 복합구동축(40)의 전방측에 일단이 고정되어 일체로 회전되는 회전링크(71)가 구비되고 하측에는 회전링크(71)의 타단과 쉐이킹부재(60)에 상,하단이 각각 연결되어 회전링크(71)의 회전에 따라 쉐이킹부재(60)를 상하이동시키는 캠링크(73)가 구비되는 상하이동수단(70)을 포함한다.
여기서, 지지프레임(10)은 믹서하우징(20), 구동모터(30), 복합구동축(40), 및 쉐이킹부재(60) 등이 설치되는 베이스를 형성한다.
이러한 지지프레임(10)의 하측에는 믹서하우징(20)이 결합되는 제 1 브래킷(11)이 구비되고, 지지프레임(10)의 상부 일측에는 구동모터(30)가 결합되는 제 2 브래킷(13)이 구비되며, 지지프레임(10)의 상부에는 복합구동축(40)을 회전 가능하게 지지하는 축베어링 형태의 수평회전지지구(15)가 서로 이격되어 구비된다.
또한 지지프레임(10)의 내부에는 회전샤프트(50)를 회전가능하게 지지하는 축베어링 형태의 수직회전지지구(17)가 상하방향으로 서로 이격되어 구비되며, 지지프레임(10)의 전방에는 쉐이킹부재(60)가 상하이동 가능하게 결합되는 상하이동가이드(19)가 구비된다.
전술한 지지프레임(10)의 하측에는 믹서하우징(20)이 결합된다. 믹서하우징(20)은 내부로 투입되는 콘크리트가 배출되기에 앞서 교반되는 교반호퍼에 해당하는 것으로, 상단에는 콘크리트가 투입되는 콘크리트투입구(21)가 형성되고 하단에는 콘크리트가 배출되는 노즐구(23)가 구비된다.
또한 믹서하우징(20)의 상측은 원통형으로 형성되고 믹서하우징(20)의 하측은 하부로 갈수록 좁아지는 원추형으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 믹서하우징(20)의 하단에 구비되는 노즐구(23)는 예를 들어 나사결합 등과 같은 착탈결합에 의해 믹서하우징(20)의 하단에 교체 가능하게 결합되는 것이 바람직하다,
전술한 지지프레임(10)의 상부 일측, 특히 제 1 브래킷(11)에는 구동모터(30)가 구비된다. 구동모터(30)는 후술될 복합구동축(40)을 회전구동시킴에 따라 궁극적으로 콘크리트의 교반과 배출을 위한 회전샤프트(50)를 회전구동시킴과 동시에 쉐이킹부재(60)의 구동을 위한 상하이동수단(70)을 작동시키기 위한 구동력을 제공하는 역할을 하는 것으로, 통상의 전기모터 등으로 형성 가능하다.
전술한 구동모터(30)는 감속기어유닛(31)이 일체로 구비됨에 따라 구동모터(30)와 복합구동축(40) 사이에 감속기어유닛(31)이 개재되는 것이 바람직하다.
전술한 지지프레임(10)의 상부, 특히 수평회전지지구(15)에는 복합구동축(40)이 수평배열된다. 복합구동축(40)은 구동모터(30)에 의해 회전구동되면서 콘크리트의 교반과 배출을 위한 회전샤프트(50)를 회전구동시킴과 동시에 쉐이킹부재(60)의 구동을 위한 상하이동수단(70)을 작동시키는 역할을 한다.
또한 지지프레임(10)에는 회전샤프트(50)가 수직배열되어 수직된다. 회전샤프트(50)는 전술한 복합구동축(40)에 연동회전되면서 믹서하우징(20) 내의 콘크리트의 교반시킴과 동시에 노즐구(23)를 통해 배출시키는 역할을 하는 것으로, 지지프레임(10)과 믹서하우징(20)을 관통하여 노즐구(23)까지 연장된다,
회전샤프트(50)가 복합구동축(40)에 연동회전될 수 있도록 복합구동축(40)과 회전샤프트(50) 사이에는 서로 직각으로 치합되는 베벨전동기어유닛(51)이 개재된다. 또한 믹서하우징(20) 내의 콘크리트가 노즐구(23)를 통해 배출되도록 회전샤프트(50)의 하단에는 믹서하우징(20) 내의 콘크리트가 노즐구(23)를 통해 배출되도록 하는 배출스크류(53)가 일체로 형성된다.
또한 회전샤프트(50)에는 믹서하우징(20)의 내부 하측에 투입된 콘크리트를 교반하는 교반날개(55)가 일체로 구비된다. 이 경우에 믹서하우징(20)에는 믹서하우징(20)의 내부 하측에 투입된 콘크리트의 회전을 저지하는 회전저지판(25)이 고정설치되는 것이 바람직하다.
이 때 믹서하우징(20) 내에 투입된 콘크리트는 교반날개(55)에 의해 믹서하우징(20)의 내부 하측에 위치된 콘크리트는 교반날개(55)에 의해 회전교반되는 반면에, 믹서하우징(20)의 내부 상측에 위취된 콘크리트는 회전저지판(25)에 의해 회전이 저지됨에 따라 믹서하우징(20) 내에 투입된 콘크리트가 전체적으로 효율적으로 교반될 수 있게 된다.
회전저지판(25)은 막이판 형태로 형성되되, 상하방향으로 길게 연장되는 다수의 통공(25a)이 관통형성되는 것이 바람직하다. 또한 회전저지판(25)의 고정설치를 위해 믹서하우징(20)의 상부면에는 개방슬릿(29)이 형성되고 회전저지판(25)의 상단은 믹서하우징(20)에 일단이 체결고정된 상태에서 개방슬릿(29) 내로 연장되는 저지판체결구(27)에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
전술한 지지프레임(10)의 전방 측, 특히 상하이동가이드(19)에는 쉐이킹부재(60)가 상하이동 가능하게 결합된다. 쉐이킹부재(60)는 그 하단이 믹서하우징(20) 내로 연장된 상태에서 후술될 상하이동수단(70)에 의해 상하이동되면서 믹서하우징(20) 내에서 콘크리트를 노즐구(23) 측으로 이동시킴과 동시에 콘크리트가 믹서하우징(20)의 내벽에 고착되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이러한 쉐이킹부재(60)는 회전저지판(25)을 기준으로 양측으로 2열로 수직배열되는 것이 바람직하다.
전술한 쉐이킹부재(60)는 상하이동수단(70)에 의해 반복적으로 상하이동되면서 콘크리트의 쉐이킹을 가능하게 한다. 이러한 상하이동수단(70)은 복합구동축(40)의 전방측에 일단이 고정되어 일체로 회전되는 회전링크(71)가 상측에 구비되고 하측에는 회전링크(71)의 타단과 쉐이킹부재(60)에 상,하단이 각각 연결되어 회전링크(71)의 회전에 따라 쉐이킹부재(60)를 상하이동시키는 캠링크(73)가 구비되는 구조를 가진다.
회전링크(71)의 회전운동을 상하왕복운동으로 전환시키는 캠링크(73)로 형성되는 상하이동수단(70)의 구조 및 작동은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 더 이상의 상세설명은 생략하기로 한다.
이하에는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치(1)의 전체작동을 설명하면 다음과 같다:
구동모터(30)가 회전구동되면 구동모터(30)에 연결된 복합구동축(40)이 회전되고, 복합구동축(40)이 회전되면 복합구동축(40)과 회전샤프트(50) 사이에 개제되는 베벨전동기어유닛(51)이 회전구동되면서 회전샤프트(50)에 일체로 구비된 교반날개(55)에 의해 믹서하우징(20) 내에 투입된 콘크리트가 교반됨과 동시에 배출스크류(53)에 의해 믹서하우징(20) 내의 콘크리트가 노즐구(23)를 통해 배출된다.
또한 복합구동축(40)이 회전되면 회전샤프트(50)에 연결된 회전링크(71)가 회전되면서 회전링크(71)에 연결된 캠링크(73)가 쉐이킹부재(60)를 상하이동시키게 된다.
따라서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치(1)의 경우에는, 단일의 구동모터(30)만으로도 복합구동축(40)의 회전을 통해 회전샤프트(50)의 회전과 쉐이킹부재(60)의 상하이동이 동시에 구현될 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치(1)의 경우에는, 믹서하우징(20) 내에서 하측에 수용된 콘크리트는 회전샤프트(50)에 일체로 구비된 교반날개(55)에 의해 회전교반되는 반면에 믹서하우징(20) 내에서 상측에 수용된 콘크리트는 믹서하우징(20)의 내벽에 고정된 회전저지판(25)에 의해 회전이 저지됨에 따라 믹서하우징(20) 내 콘트리트의 교반효율이 최대로 증대될 수 있게 된다.
위에서 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 건축용 3D 프린터의 노즐장치
10 : 지지프레임
11 : 제 1 브래킷
13 : 제 2 브래킷
15 : 수평회전지지구
17 : 수직회전지지구
19 : 상하이동가이드
20 : 믹서하우징
21 : 콘크리트투입구
23 : 노즐구
25 : 회전저지판
25a : 통공
27 : 저지판체결구
29 : 개방슬릿
30 : 구동모터
31 : 감속기어유닛
40 : 복합구동축
50 : 회전샤프트
51 : 베벨전동기어유닛
53 : 배출스크류
55 : 교반날개
60 : 쉐이킹부재
70 : 상하이동수단
71 : 회전링크
73 : 캠링크

Claims (6)

  1. 지지프레임(10);
    상기 지지프레임(10)의 하측에 결합되고 상단에는 콘크리트가 투입되는 콘크리트투입구(21)가 형성되고 하단에는 노즐구(23)가 구비되는 믹서하우징(20);
    상기 지지프레임(10)의 상부 일측에 구비되는 구동모터(30);
    상기 지지프레임(10)의 상부에 수평배열되고 상기 구동모터(30)에 의해 회전구동되는 복합구동축(40);
    상기 지지프레임(10)에 수직배열되고 상기 복합구동축(40)에 연동회전되며 하단에는 상기 믹서하우징(20) 내의 콘크리트가 상기 노즐구(23)를 통해 배출되도록 하는 배출스크류(53)가 형성되는 회전샤프트(50);
    상기 지지프레임(10)의 전방 측에 상하이동 가능하게 결합되고 하단은 믹서하우징(20) 내로 연장되는 쉐이킹부재(60); 및
    상측에는 상기 복합구동축(40)의 전방측에 일단이 고정되어 일체로 회전되는 회전링크(71)가 구비되고 하측에는 상기 회전링크(71)의 타단과 상기 쉐이킹부재(60)에 상,하단이 각각 연결되어 상기 회전링크(71)의 회전에 따라 상기 쉐이킹부재(60)를 상하이동시키는 캠링크(73)가 구비되는 상하이동수단(70)을 포함하는 건축용 3D 프린터의 노즐장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지프레임(10)의 하측에는 상기 믹서하우징(20)이 결합되는 제 1 브래킷(11)이 구비되고, 상기 지지프레임(10)의 상부 일측에는 상기 구동모터(30)가 결합되는 제 2 브래킷(13)이 구비되며, 상기 지지프레임(10)의 상부에는 상기 복합구동축(40)을 회전 가능하게 지지하는 수평회전지지구(15)가 구비되고, 상기 지지프레임(10)의 내부에는 상기 회전샤프트(50)를 회전가능하게 지지하는 수직회전지지구(17)가 구비되며, 상기 지지프레임(10)의 전방에는 상기 쉐이킹부재(60)가 상하이동 가능하게 결합되는 상하이동가이드(19)가 구비되는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 노즐장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 믹서하우징(20)의 상측은 원통형으로 형성되고 상기 믹서하우징(20)의 하측은 하부로 갈수록 좁아지는 원추형으로 형성되며, 상기 노즐구(23)는 상기 믹서하우징(20)의 하단에 교체 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 노즐장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동모터(30)와 상기 복합구동축(40) 사이에는 감속기어유닛(31)이 개재되고, 상기 복합구동축(40)과 상기 회전샤프트(50) 사이에는 베벨전동기어유닛(51)이 개재되는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 노즐장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전샤프트(50)에는 상기 믹서하우징(20)의 내부 하측에 투입된 콘크리트를 교반하는 교반날개(55)가 구비되고, 상기 믹서하우징(20)에는 상기 믹서하우징(20)의 내부 하측에 투입된 콘크리트의 회전을 저지하는 회전저지판(25)이 고정설치되며, 상기 쉐이킹부재(60)는 상기 회전저지판(25)을 기준으로 양측으로 2열로 수직배열되는 것을 특징으로 하는 건축용 3D 프린터의 노즐장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 따른 건축용 3D 프린터의 노즐장치를 포함하는 건축용 3D 프린터.
KR1020220006379A 2022-01-17 2022-01-17 건축용 3d 프린터의 노즐장치 및 이를 포함하는 건축용 3d 프린터 KR20230111627A (ko)

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