KR20230119495A - 3d 프린터 및 이에 사용되는 일회용 필름 - Google Patents

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김현석
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Abstract

본 발명은 액상재료가 충전된 카트리지를 이용하여 액상재료의 변질을 방지하고, 오염이 없이 3차원 구조물을 제작할 수 있도록 하는 3D 프린터에 있어 3차원 조형물이 제작되는 워크홀더 주변에 액상재료에 의한 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하는 3D 프린터 및 이에 사용되는 일회용 필름에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 3D 프린터에 사용되는 일회용 필름은, 상하구동유닛에 의해 단계적으로 승하강이 가능한 워크홀더를 포함하여 구성되고, 상기 워크홀더를 단계적으로 하강시키면서 3차원 조형물의 각 층을 상기 워크홀더의 상부에 적층하여 3차원 조형물을 조형하는 3D 프린터에 장착이 가능한 일회용 필름으로서, 사각 형상의 베이스필름; 및 상기 베이스필름의 양측에 연결된 측면필름;을 포함하여 구성되고, 베이스 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 상기 워크홀더의 베이스면에 상기 베이스필림이 장착가능하고, 상기 워크홀더의 측면에 상기 측면필름이 장착 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

3D 프린터 및 이에 사용되는 일회용 필름{3D PRINTER AND DISPOSABLE FILM USED THEREIN}
본 발명은 3D 프린터 및 이에 사용되는 일회용 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 액상재료가 충전된 카트리지를 이용하여 액상재료의 변질을 방지하고, 오염이 없이 3차원 구조물을 제작할 수 있도록 하는 3D 프린터 및 이에 사용되는 일회용 필름에 관한 것이다.
3D 프린팅 기술이 발전하여 많은 산업 분야에 활용되고 있으며, 특히, 광경화 방식이 적용된 3D 프린터를 이용하여 간단하게 정밀한 3차원 조형물을 제작할 수 있다.
일반적인 광경화 방식의 3D 프린터는 수조 내부에 광경화성 액상재료를 넣은 상태에서, 워크 플레이트에 광을 조사하는 과정, 워크 플레이트의 높이를 조절하는 과정을 지속적으로 반복하며 3차원 조형물을 제작하도록 이루어진다.
그러나, 상술한 바와 같은 방식의 3D 프린터는 3차원 조형물의 제작 후 수조 내부에 남아있는 액상재료를 다시 사용할 수 없고, 하나의 조형물을 제작한 후 다음 조형물을 제작하기 위해서는 수조 및 수조 내부에 남아있는 액상재료를 클리닝해야 하기 때문에 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
특히, 종래의 광경화 방식의 3D 프린터 수조 내부에 한 종류의 액상재료만 채울 수 있기 때문에, 3차원 구조물을 이루는 각각의 층의 색감 및 질감을 조절할 수 없는 단점이 있다. 즉, 3차원 구조물을 이루는 각각의 층의 색감 및 질감을 다르게 제작하기 위해서는, 각 층을 제작할 때마다 액상을 변경하거나 수조를 변경하는 매우 번거로운 방법을 사용해야 하는 문제가 있다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 출원인은 액상재료가 충전된 카트리지를 이용하여 액상재료의 변질을 방지하고, 오염이 없이 3차원 구조물을 제작할 수 있도록 하는 3D 프린터에 대하여 출원한 바 있다(한국 특허출원 제2020-0184601호).
하지만, 3차원 조형물을 제작하는 과정에서 워크홀더 주변에 액상재료에 의한 오염이 발생하는 문제가 남아 있었다.
한국 특허출원 제2020-0184601호(출원일자 2020년 12월 28일)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액상재료가 충전된 카트리지를 이용하여 액상재료의 변질을 방지하고, 오염이 없이 3차원 구조물을 제작할 수 있도록 하는 3D 프린터에 있어 3차원 조형물이 제작되는 워크홀더 주변에 액상재료에 의한 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있는 3D 프린터 및 이에 사용되는 일회용 필름을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 3D 프린터는, 상하구동유닛에 의해 단계적으로 승하강이 가능한 워크홀더를 포함하여 구성되고, 상기 워크홀더를 단계적으로 하강시키면서 3차원 조형물의 각 층을 상기 워크홀더의 상부에 적층하여 3차원 조형물을 조형하는 3D 프린터로서, 상기 워크홀더는 베이스 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 평평한 베이스면을 제공하는 베이스부와 상기 베이스부의 양측에 연결되어 측면을 제공하는 가이드부를 포함하여 구성되고, 상기 베이스부의 전방 상부와 후방 상부는 개방되도록 구성되며, 상기 워크홀더의 베이스면과 측면에는, 상기 3차원 조형물의 조형 전 밀착되고, 상기 3차원 조형물의 조형 후 상기 3차원 조형물과 함께 분리되며, 상기 베이스면에 대응하는 베이스필름 및 상기 베이스필름에 연결되어 상기 측면에 대응하는 측면필름으로 구성된 일회용 필름이 장착 가능하다.
바람직하게, 상기 베이스부의 전면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 전방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 전방 수직면이 형성되고, 상기 베이스부의 후면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 후방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 후방 수직면이 형성되며, 상기 전방 수직면과 후방 수직면에는 상기 일회용 필름의 베이스필름에 연결되어 상기 전방 수직면과 후방 수직면에 각각 대응하는 전방수직필름과 후방수직필름이 각각 장착 가능하다.
바람직하게, 상기 가이드부의 전방측에는 외측으로 연장되어 절곡된 확장면이 구비되고, 상기 확장면에는 상기 일회용 필름의 측면필름에 연결되어 상기 확장면에 대응하는 확장필름이 장착 가능하다.
바람직하게, 상기 베이스부의 후방측에는 후방 하측으로 경사진 배출가이드부가 구비되고, 상기 배출가이드부에는 상기 일회용 필름의 후방수직필름에 연결되어 상기 배출가이드부의 상면에 대응하는 배출가이드필름이 장착 가능하다.
바람직하게, 상기 전방수직필름의 하단에 확장연장필름이 더욱 연장될 수 있다.
바람직하게, 상기 후방수직필름의 측면에 측면추가필름이 더욱 연장될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일회용 필름은, 상하구동유닛에 의해 단계적으로 승하강이 가능한 워크홀더를 포함하여 구성되고, 상기 워크홀더를 단계적으로 하강시키면서 3차원 조형물의 각 층을 상기 워크홀더의 상부에 적층하여 3차원 조형물을 조형하는 3D 프린터에 장착이 가능한 일회용 필름으로서, 사각 형상의 베이스필름; 및 상기 베이스필름의 양측에 연결된 측면필름;을 포함하여 구성되고, 베이스 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 상기 워크홀더의 베이스면에 상기 베이스필름이 장착가능하고, 상기 워크홀더의 측면에 상기 측면필름이 장착 가능하다.
바람직하게, 상기 베이스필름의 전방측에 연결된 전방수직필름; 및 상기 베이스필름의 후방측에 연결된 후방수직필름;을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 측면필름의 전방측에 연결된 확장필름;을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 후방수직필름에 연결된 배출가이드필름;을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 전방수직필름의 하단에 확장연장필름이 더욱 연장될 수 있다.
바람직하게, 상기 후방수직필름의 측면에 측면추가필름이 더욱 연장될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일회용 필름은, 베이스 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 평평한 베이스면을 제공하는 베이스부; 상기 베이스부의 양측에 연결되어 측면을 제공하는 가이드부; 상기 베이스부의 전면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 전방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 전방 수직면; 상기 베이스부의 후면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 후방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 후방 수직면;을 포함하는 워크홀더에 장착이 가능한 일회용 필름으로서, 상기 베이스부의 베이스면을 덮도록 형성된 베이스필름; 상기 가이드부의 측면을 덮도록 상기 베이스필름의 양측에 하방으로 접을 수 있게 연결된 측면필름; 상기 전방 수직면을 덮도록 상기 베이스필름의 전방측에 하방으로 접을 수 있게 연결된 전방수직필름; 및 상기 후방 수직면을 덮도록 상기 베이스필름의 후방측에 하방으로 접을 수 있게 연결된 후방수직필름;을 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 워크홀더는 상기 가이드부의 전방측에는 외측으로 연장되어 절곡된 확장면을 더 포함하여 구성되고, 상기 일회용 필름은 상기 확장면을 덮도록 상기 측면필름의 전방측에 외측으로 접을 수 있게 연결된 확장필름;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 워크홀더는 상기 베이스부의 후방측에 후방 하측으로 경사진 배출가이드부를 더 포함하여 구성되고, 상기 일회용 필름은 상기 배출가이드부의 상면을 덮도록 상기 후방수직필름에 접을 수 있게 연결된 배출가이드필름;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 전방수직필름의 하단에 확장연장필름이 더욱 연장될 수 있다.
바람직하게, 상기 후방수직필름의 측면에 측면추가필름이 더욱 연장될 수 있다.
바람직하게, 상기 베이스필름과 상기 측면필름의 연결부에는 하면에 노치부가 형성되고, 상기 베이스필름과 상기 전방수직필름의 연결부에는 상면에 노치부가 형성되며, 상기 베이스필름과 상기 후방수직필름의 연결부에는 상면에 노치부가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 액상재료가 충전된 카트리지를 이용하여 액상재료의 변질을 방지하고, 오염이 없이 3차원 구조물을 제작할 수 있도록 하는 3D 프린터에 있어 3차원 조형물이 제작되는 워크홀더 주변에 액상재료에 의한 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터에 일회용 필름이 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터와 일회용 필름을 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터에 적용되는 일회용 필름의 전개도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 3D 프린터에 일회용 필름이 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터와 일회용 필름을 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 3D 프린터에 적용되는 일회용 필름의 전개도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터의 작동 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터에 일회용 필름이 장착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터와 일회용 필름을 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터는 상하구동유닛(미도시)에 의해 단계적으로 승하강이 가능한 워크홀더(100)를 포함하여 구성된다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 3D 프린터는 상부의 평면 부분이 적치부로서 활용됨과 함께 상기 적치부에 적치된 액상재료(I)를 선택적으로 공급가능하도록 구성된 카트리지, 상기 카트리지의 적치부에 적치된 상기 액상재료(I)를 수평방향으로 스윕하여 상기 워크홀더(100)에 장착된 일회용 필름(A) 상에 일정 두께의 액상층을 형성하도록 왕복 이동하는 리코터 블레이드(R), 상하구동유닛에 의해 단계적으로 하강 또는 상승할 수 있도록 구성된 워크홀더(100) 및 상기 워크홀더(100)의 상부 공간에 배치된 광조사기(UV projector)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 카트리지의 상부 평면 부분에는 액상재료(I)가 토출될 수 있도록 복수의 구멍이 내부와 연통되어 있다.
3차원 조형물의 형성 과정은 상기 복수의 구멍을 통해 토출된 액상재료(I)가 상기 카트리지의 적치부에 적치되는 과정, 상기 적치부에 적치된 액상재료(I)를 상기 워크홀더(100)의 일회용 필름(A)의 상부로 스윕하여 일정 두께의 액상층을 형성하는 과정, 상기 광조사기로 광을 조사하여 상기 액상층에 원하는 패턴 부분을 경화시키는 과정 및 상기 워크홀더(100)를 한 단계 하강한 후 상기 과정을 반복하는 과정을 통해 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 3D 프린터는 상하구동유닛에 의해 단계적으로 승하강이 가능한 워크홀더(100)를 포함하여 구성되고, 상기 워크홀더(100)를 단계적으로 하강시키면서 3차원 조형물의 각 층을 상기 워크홀더(100)의 상부에 적층하여 3차원 조형물을 조형하게 된다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 워크홀더(100)는 베이스부(110)와 가이드부(120)를 포함하여 구성되며, 상기 베이스부(110)의 전방 상부와 후방 상부는 개방되도록 구성되다.
구체적으로, 상기 베이스부(110)는 베이스 음압홀(101)이 형성되어 음압 작용이 가능한 평평한 베이스면(100b), 상기 베이스부(110)의 전면측에 위치하여 상기 베이스면(100b)에 대해 하방으로 수직하고 전방 음압홀(103)이 형성되어 음압 작용이 가능한 전방 수직면(100f) 및 상기 베이스부(110)의 후면측에 위치하여 상기 베이스면(100b)에 대해 하방으로 수직하고 후방 음압홀(105)이 형성되어 음압 작용이 가능한 후방 수직면(100r)을 포함하여 구성된다.
상기 베이스부(110)의 후방측에는 후방 하측으로 경사진 배출가이드부(120)가 추가로 구비될 수 있으며, 상기 배출가이드부(120)는 상기 액상재료(I)가 수평방향으로 스윕 시 넘치는 양이 후방측 폐기함(20)으로 안내되도록 한다.
상기 가이드부(120)는 플레이트 형상으로 형성되고, 상기 베이스부(110)의 양측에 연결되어 측면을 제공하도록 구성된다.
상기 가이드부(120)의 전방측에는 외측으로 연장되어 절곡된 확장면(122)이 구비된다.
상기 베이스부(110)의 전방 하측 공간과 하부 하측 공간에는 전방측 폐기함(10)과 후방측 폐기함(20)이 각각 구비될 수 있고, 상기 전방측 폐기함(10)과 후방측 폐기함(20)은 상기 액상재료(I)가 수평방향으로 스윕 시 넘치는 양이 각각 모아질 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은 워크홀더(100)를 포함하여 구성되는 본 실시예의 3D 프린터는, 상기 워크홀더(100)가 액상재료에 의해 오염되는 것을 방지하기 위하여 일회용 필름(A)이 장착 가능하며, 상기 일회용 필름(A)은 3차원 조형물의 조형 전 상기 워크홀더(100)에 밀착될 수 있다.
상기 일회용 필름(A)은 상기 워크홀더(100)의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스필름(210), 측면필름(220), 전방수직필름(230), 후방수직필름(240), 확장필름(250) 및 배출가이드필름(260)이 일체로 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 베이스필름(210)은 상기 워크홀더(100)의 베이스면(100b)에 대응하는 사각 형상으로 형성된다. 상기 베이스 필름은 상기 워크홀더(100)의 베이스면(100b)에 형성된 베이스 음압홀(101)에 의해 의한 음압 작용에 의해 상기 워크홀더(100)의 베이스면(100b)에 밀착된 상태가 유지될 수 있다.
상기 측면필름(220)은 상기 베이스필름(210)의 양측에 일체로 연결되도록 구성되며, 상기 가이드부(120)의 의해 제공되는 측면에 대응하는 사각 형상으로 형성된다. 상기 측면필름(220)의 상부에는 손잡이용 슬릿(221)이 형성될 수 있다.
상기 전방수직필름(230)은 상기 베이스필름(210)의 전방측에 일체로 연결되도록 구성되며, 상기 워크홀더(100)의 전면에 대응하는 사각 형상으로 형성된다. 상기 전방수직필름(230)은 상기 워크홀더(100)의 전면에 형성된 전방 음압홀(103)에 의해 의한 음압 작용에 의해 상기 워크홀더(100)의 전면에 밀착된 상태가 유지될 수 있다. 상기 전방수직필름(230)의 하단에는 상기 액상재료가 상기 전방측 폐기함(10)으로 안내될 수 있도록 전방측으로 경사지게 연장된 확장연장필름(231)이 더욱 연결될 수 있다.
상기 후방수직필름(240)은 상기 베이스필름(210)의 후방측에 일체로 연결되도록 구성되며, 상기 워크홀더(100)의 후면에 대응하는 사각 형상으로 형성된다. 상기 후방수직필름(240)은 상기 워크홀더(100)의 후면에 형성된 후방 음압홀(105)에 의해 의한 음압 작용에 의해 상기 워크홀더(100)의 후면에 밀착된 상태가 유지될 수 있다. 상기 후방수직필름(240)의 양측에는 상기 가이드부(120)에 의해 제공되는 측면을 추가적으로 커버하는 측면추가필름(241)이 연결될 수 있다.
상기 확장필름(250)은 상기 측면필름(220)의 전방측에 일체로 연결되도록 구성되며, 상기 가이드부(120)의 전방 외측으로 확장된 확장면(122)에 대응하는 사각 형상으로 형성된다.
상기 배출가이드필름(260)은 상기 후방수직필름(240)에 일체로 연결되도록 구성되며, 상기 배출가이드부(120)의 형상에 대응하는 사각 형상으로 형성된다.
상술한 바와 같이, 베이스필름(210), 측면필름(220), 전방수직필름(230), 후방수직필름(240), 확장필름(250) 및 배출가이드필름(260)을 포함하여 형성된 일회용 필름(A)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 평평한 필름을 전개도 형태로 제작한 후 도 2와 같은 형태로 접어 3차원 형상이 되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 베이스필름(210), 측면필름(220), 전방수직필름(230), 후방수직필름(240), 확장필름(250) 및 배출가이드필름(260)의 각 연결부에는 상호 간 접힘에 의한 3차원 형상을 원할하게 형성하기 위한 노치부(N)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 베이스필름(210)과 측면필름(220)의 연결부에는 하면에 노치부(N)가 형성되어 상기 베이스필름(210)을 기준으로 상기 측면필름(220)을 상방으로 접을 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 베이스필름(210)과 상기 전방수직필름(230), 상기 베이스필름(210)과 상기 후방수직필름(240)의 연결부에는 상면에 노치부(N)가 형성되어 상기 베이스필름(210)을 기준으로 상기 전방수직필름(230)과 후방수직필름(240)을 하방으로 접을 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 측면필름(220)과 상기 확장필름(250)의 연결부에는 상면에 노치부(N)가 형성되어 상기 측면필름(220)을 기준으로 상기 확장필름(250)을 하방으로 접을 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 후방수직필름(240)과 배출가이드필름(260)의 연결부에는 하면에 노치부(N)가 형성되어 상기 후방수직필름(240)을 기준으로 상기 배출가이드필름(260)을 상방으로 접을 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 후방수직필름(240)과 측면추가필름(241)의 연결부에는 하면에 노치부(N)가 형성되어 상기 후방수직필름(240)을 기준으로 상기 측면추가필름(241)을 상방으로 접을 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 전방수직필름(230)과 확장연장필름(231)의 연결부에는 하면에 노치부(N)가 형성되어 상기 전방수직필름(230)을 기준으로 상기 확장연장필름(231)을 상방으로 접을 수 있도록 구성된다.
한편, 상기에서는 상기 베이스필름(210), 측면필름(220), 전방수직필름(230), 후방수직필름(240), 확장필름(250), 배출가이드필름(260), 측면추가필름(241) 및 확장연장필름(231)을 모두 포함하는 필름에 대해 설명하였지만, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 확장필름(250)이 없는 형태도 가능하고, 기본적으로 상기 베이스필름(210), 측면필름(220), 전방수직필름(230), 후방수직필름(240)만 구성된다면 다른 부분은 선택적으로 추가 또는 삭제가 가능하다.
상술한 바와 같은 구성의 일회용 필름을 이용하여 3차원 조형물을 형성하는 과정을 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 워크홀더(100)에 일회용 필름(A)을 장착한다(제1공정).
다음으로, 하나의 레이어가 형성될 수 있도록 워크홀더(100)의 높이를 한 단계 하강시킨다(제2공정).
다음으로, 리코터(R)를 수평 이동시켜, 상기 일회용 필름(A) 상에 하나의 레이어를 형성한다(제3공정).
다음으로, 제3공정에서 형성된 하나의 레이어에 광조사기(UV projector)통해 원하는 패턴으로 광을 조사하여 원하는 부분을 경화시킨다(제4공정).
다음으로, 제2공정 내지 제4공정을 반복 실시하면서 3차원 조형물의 형상을 단계적으로 조형시킨다.
마지막으로, 3차원 조형물의 형상이 완성되면, 일회용 필름(A)의 손잡이용 슬릿(221)을 잡아서 워크홀더(100)로부터 상기 일회용 필름(A)과 3차원 조형물을 함께 분리시킨다.
한편, 상술한 바와 같은 3차원 조형물의 조형 과정에서, 실제로 제작하고자 하는 3차원 조형물(H2)만 경화시키게 되면, 그 주변의 경화되지 않은 액상재료(I)가 외부로 흘러내릴 수 있기 때문에, 사각 틀 형상의 수조(H1)와 3차원 조형물(H2)을 동시에 함께 경화시켜 제작함에 따라 그 사이의 액상재료(I)가 외부로 흘러내리지 않도록 하여 3차원 조형물을 조형하는 것이 바람직하다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:워크홀더 100b:베이스면
100f:전방 수직면 100r:후방 수직면
101:베이스 음압홀 103:전방 음압홀
105:후방 음압홀 110:베이스부
120:가이드부 122:확장면
210:베이스필름 220:측면필름
221:손잡이용 슬릿 230:전방수직필름
231:확장연장필름 240:후방수직필름
241:측면추가필름 250:확장필름
260:배출가이드필름 A:일회용 필름

Claims (18)

  1. 상하구동유닛에 의해 단계적으로 승하강이 가능한 워크홀더를 포함하여 구성되고, 상기 워크홀더를 단계적으로 하강시키면서 3차원 조형물의 각 층을 상기 워크홀더의 상부에 적층하여 3차원 조형물을 조형하는 3D 프린터로서,
    상기 워크홀더는 베이스 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 평평한 베이스면을 제공하는 베이스부와 상기 베이스부의 양측에 연결되어 측면을 제공하는 가이드부를 포함하여 구성되고, 상기 베이스부의 전방 상부와 후방 상부는 개방되도록 구성되며,
    상기 워크홀더의 베이스면과 측면에는, 상기 3차원 조형물의 조형 전 밀착되고, 상기 3차원 조형물의 조형 후 상기 3차원 조형물과 함께 분리되며, 상기 베이스면에 대응하는 베이스필름 및 상기 베이스필름에 연결되어 상기 측면에 대응하는 측면필름으로 구성된 일회용 필름이 장착 가능한 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부의 전면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 전방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 전방 수직면이 형성되고, 상기 베이스부의 후면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 후방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 후방 수직면이 형성되며,
    상기 전방 수직면과 후방 수직면에는 상기 일회용 필름의 베이스필름에 연결되어 상기 전방 수직면과 후방 수직면에 각각 대응하는 전방수직필름과 후방수직필름이 각각 장착 가능한 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부의 전방측에는 외측으로 연장되어 절곡된 확장면이 구비되고,
    상기 확장면에는 상기 일회용 필름의 측면필름에 연결되어 상기 확장면에 대응하는 확장필름이 장착 가능한 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베이스부의 후방측에는 후방 하측으로 경사진 배출가이드부가 구비되고,
    상기 배출가이드부에는 상기 일회용 필름의 후방수직필름에 연결되어 상기 배출가이드부의 상면에 대응하는 배출가이드필름이 장착 가능한 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전방수직필름의 하단에 확장연장필름이 더욱 연장된 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 후방수직필름의 측면에 측면추가필름이 더욱 연장된 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  7. 상하구동유닛에 의해 단계적으로 승하강이 가능한 워크홀더를 포함하여 구성되고, 상기 워크홀더를 단계적으로 하강시키면서 3차원 조형물의 각 층을 상기 워크홀더의 상부에 적층하여 3차원 조형물을 조형하는 3D 프린터에 장착이 가능한 일회용 필름으로서,
    사각 형상의 베이스필름; 및 상기 베이스필름의 양측에 연결된 측면필름;을 포함하여 구성되고,
    베이스 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 상기 워크홀더의 베이스면에 상기 베이스필름이 장착가능하고, 상기 워크홀더의 측면에 상기 측면필름이 장착 가능한 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베이스필름의 전방측에 연결된 전방수직필름; 및
    상기 베이스필름의 후방측에 연결된 후방수직필름;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 측면필름의 전방측에 연결된 확장필름;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 후방수직필름에 연결된 배출가이드필름;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전방수직필름의 하단에 확장연장필름이 더욱 연장된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 후방수직필름의 측면에 측면추가필름이 더욱 연장된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  13. 베이스 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 평평한 베이스면을 제공하는 베이스부; 상기 베이스부의 양측에 연결되어 측면을 제공하는 가이드부; 상기 베이스부의 전면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 전방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 전방 수직면; 상기 베이스부의 후면에는 상기 베이스면에 대해 하방으로 수직하고 후방 음압홀이 형성되어 음압 작용이 가능한 후방 수직면;을 포함하는 워크홀더에 장착이 가능한 일회용 필름으로서,
    상기 베이스부의 베이스면을 덮도록 형성된 베이스필름;
    상기 가이드부의 측면을 덮도록 상기 베이스필름의 양측에 하방으로 접을 수 있게 연결된 측면필름;
    상기 전방 수직면을 덮도록 상기 베이스필름의 전방측에 하방으로 접을 수 있게 연결된 전방수직필름; 및
    상기 후방 수직면을 덮도록 상기 베이스필름의 후방측에 하방으로 접을 수 있게 연결된 후방수직필름;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 워크홀더는 상기 가이드부의 전방측에는 외측으로 연장되어 절곡된 확장면을 더 포함하여 구성되고,
    상기 일회용 필름은 상기 확장면을 덮도록 상기 측면필름의 전방측에 외측으로 접을 수 있게 연결된 확장필름;을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 워크홀더는 상기 베이스부의 후방측에 후방 하측으로 경사진 배출가이드부를 더 포함하여 구성되고,
    상기 일회용 필름은 상기 배출가이드부의 상면을 덮도록 상기 후방수직필름에 접을 수 있게 연결된 배출가이드필름;을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 전방수직필름의 하단에 확장연장필름이 더욱 연장된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 후방수직필름의 측면에 측면추가필름이 더욱 연장된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 베이스필름과 상기 측면필름의 연결부에는 하면에 노치부가 형성되고, 상기 베이스필름과 상기 전방수직필름의 연결부에는 상면에 노치부가 형성되며, 상기 베이스필름과 상기 후방수직필름의 연결부에는 상면에 노치부가 형성된 것을 특징으로 하는 일회용 필름.
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