KR20240032339A - Ceramic 3d printer using film-supplied light polymerization method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3D 프린팅 출력물이 고정되는 베이스 플레이트에서 3D 프린팅 출력물 방향으로 광중합용 광이 보강적으로 추가 조사되도록 함으로써 베이스 플레이트와 3D 프린팅 출력물 간의 접착력을 증대시켜 3D 프린팅 출력물의 박리 현상을 방지하고, 또한 프린팅 소재(세라믹 슬러리)를 박막 필름 형태로 형성시키는 과정에서 일정 온도 이상의 열을 지속해서 가함으로써 프린팅 소재의 점도를 조절하여 3D 프린팅 출력물의 높은 완성도를 확보할 수 있으며, 3D 프린터 본체의 LCD 디스플레이 상부와 프린팅 소재가 박막 코팅된 베이스 필름 사이에 진공발생억제용 필름을 추가 구비함으로써 베이스 플레이트의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 베이스 필름 그리고 진공발생억제용 필름 사이에서 진공 발생이 억제되도록 하여 3D 프린팅 출력물의 완성도를 높이도록 하는 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터에 관한 것이다.The present invention prevents delamination of the 3D printed output by increasing the adhesive force between the base plate and the 3D printed output by additionally irradiating light for photopolymerization in the direction of the 3D printed output from the base plate on which the 3D printed output is fixed. In the process of forming the printing material (ceramic slurry) into a thin film, the viscosity of the printing material can be adjusted by continuously applying heat above a certain temperature to ensure high completeness of the 3D printing output, and the upper part of the LCD display of the 3D printer body 3D printing by additionally providing a vacuum generation suppression film between the base film coated with a thin film of printing material to suppress vacuum generation between the printing material sequentially laminated on the lower side of the base plate, the base film, and the vacuum generation suppression film. This relates to a film-fed light-polymerization type ceramic 3D printer that improves the completeness of output.
Description
본 발명은 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 3D 프린팅 출력물이 고정되는 베이스 플레이트에서 3D 프린팅 출력물 방향으로 광중합용 광이 보강적으로 추가 조사되도록 함으로써 베이스 플레이트와 3D 프린팅 출력물 간의 접착력을 증대시켜 3D 프린팅 출력물의 박리 현상을 방지하고, 또한 프린팅 소재(세라믹 슬러리)를 박막 필름 형태로 형성시키는 과정에서 일정 온도 이상의 열을 지속해서 가함으로써 프린팅 소재의 점도를 조절하여 3D 프린팅 출력물의 높은 완성도를 확보할 수 있으며, 3D 프린터 본체의 LCD 디스플레이 상부와 프린팅 소재가 박막 코팅된 베이스 필름 사이에 진공발생억제용 필름을 추가 구비함으로써 베이스 플레이트의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 베이스 필름 그리고 진공발생억제용 필름 사이에서 진공 발생이 억제되도록 하여 3D 프린팅 출력물의 완성도를 높이도록 하는 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터에 관한 것이다. The present invention relates to a film-supplied light-curing type ceramic 3D printer. More specifically, the present invention relates to a base plate and 3D printing method by additionally irradiating photo-curing light in the direction of the 3D printing output from the base plate on which the 3D printing output is fixed. 3D printing is achieved by increasing the adhesion between outputs to prevent delamination of 3D printing outputs, and by controlling the viscosity of the printing material by continuously applying heat above a certain temperature in the process of forming the printing material (ceramic slurry) into a thin film. High completeness of the output can be secured, and the printing material and base are sequentially laminated on the lower side of the base plate by additionally providing a film to suppress vacuum generation between the upper part of the LCD display of the 3D printer body and the base film coated with a thin film of printing material. This relates to a film-supplied photopolymerization type ceramic 3D printer that improves the completeness of 3D printed output by suppressing vacuum generation between the film and the vacuum generation suppression film.
일반적으로, 세라믹 슬러리를 이용하는 3D 프린터의 경우, 큰 수조에 담긴 액형의 세라믹 슬러리에 3D 프린터 출력물의 안착면이 되는 베이스 플레이트를 담근 후 광중합용 광을 조사하여 경화시킨 후 들어올리는 과정을 수회 반복하여 원하는 출력물을 얻는 방식이다. Generally, in the case of a 3D printer using a ceramic slurry, the base plate, which becomes the seating surface of the 3D printer output, is dipped into a liquid ceramic slurry contained in a large water tank, cured by irradiating curing light, and the lifting process is repeated several times. This is the method to obtain the desired output.
하지만, 이러한 방식은 불필요한 세라믹 슬러리 사용량이 증가된다는 문제점과, 출력물이 세라믹 슬러리 수조에 잠긴 상태에서 광에 노출되기 때문에 정교한 작업이 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.However, this method had the problem of increasing the amount of ceramic slurry used unnecessarily and making precise work difficult because the output was exposed to light while submerged in the ceramic slurry tank.
이러한 점을 해결하기 위하여, 종래에는 세라믹 슬러리를 투명한 필름 위에 박막 형태로 코팅하여 공급하고, 베이스 플레이트를 세리막 슬러리에 밀착시킨 상태에서 3D 프린터의 광중합용 광에 노출시켜 경화층을 형성하는 과정을 반복하는 방식을 이용하였다.To solve this problem, conventionally, the ceramic slurry is coated and supplied in the form of a thin film on a transparent film, and a cured layer is formed by exposing the base plate to the curing light of a 3D printer with the base plate in close contact with the ceramic slurry. An iterative method was used.
하지만, 이러한 종래의 이러한 방식의 경우, 베이스 플레이트에 견고하게 고정되어야 하는 출력물이 프린팅 과정에서 베이스 플레이트로부터 박리된다는 문제점과, 기온이 섭씨 25도 이하로 떨어질 경우 세라믹 슬러리의 점도가 높아짐에 따라 일정한 두께의 코팅면이 형성되지 못해 출력물의 품질이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.However, in the case of this conventional method, there is a problem that the output, which must be firmly fixed to the base plate, is peeled off from the base plate during the printing process, and when the temperature drops below 25 degrees Celsius, the viscosity of the ceramic slurry increases, so that the thickness of the ceramic slurry increases. There was a problem that the quality of the output deteriorated because the coating surface was not formed.
따라서, 본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 3D 프린팅 출력물이 고정되는 베이스 플레이트에서 3D 프린팅 출력물 방향으로 광중합용 광이 보강적으로 추가 조사되도록 함으로써 베이스 플레이트와 3D 프린팅 출력물 간의 접착력을 증대시켜 3D 프린팅 출력물의 박리 현상을 방지할 수 있으며, 프린팅 소재(세라믹 슬러리)를 박막 필름 형태로 형성시키는 과정에서 일정 온도 이상의 열을 지속해서 가함으로써 프린팅 소재의 점도를 조절하여 3D 프린팅 출력물의 높은 완성도를 확보할 수 있도록 하며, 3D 프린터 본체의 LCD 디스플레이 상부와 프린팅 소재가 박막 코팅된 베이스 필름 사이에 진공발생억제용 필름을 추가 구비함으로써 베이스 플레이트의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 베이스 필름 그리고 진공발생억제용 필름 사이에서 진공 발생이 억제되도록 하여 3D 프린팅 출력물의 완성도를 높이도록 하는 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터를 개발하기에 이르렀다.Therefore, in order to solve this problem, the present applicant increases the adhesion between the base plate and the 3D printing output by additionally irradiating light for photopolymerization in the direction of the 3D printing output from the base plate on which the 3D printing output is fixed, thereby enabling 3D printing. It is possible to prevent the peeling phenomenon of the printed material, and by continuously applying heat above a certain temperature in the process of forming the printing material (ceramic slurry) into a thin film, the viscosity of the printing material can be adjusted to ensure high perfection of the 3D printing output. The printing material, base film, and vacuum generation suppression film are sequentially laminated on the lower side of the base plate by providing an additional vacuum suppression film between the top of the LCD display of the 3D printer body and the base film coated with a thin film of printing material. We have developed a film-fed light-polymerization type ceramic 3D printer that improves the completeness of 3D printed output by suppressing the generation of vacuum between films.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위함으로써, 3D 프린팅 출력물이 고정되는 베이스 플레이트에서 3D 프린팅 출력물 방향으로 광중합용 광이 보강적으로 추가 조사되도록 함으로써 베이스 플레이트와 3D 프린팅 출력물 간의 접착력을 증대시켜 3D 프린팅 출력물의 박리 현상을 방지하고, 또한 프린팅 소재(세라믹 슬러리)를 박막 필름 형태로 형성시키는 과정에서 일정 온도 이상의 열을 지속해서 가함으로써 프린팅 소재의 점도를 조절하여 3D 프린팅 출력물의 높은 완성도를 확보할 수 있으며, 3D 프린터 본체의 LCD 디스플레이 상부와 프린팅 소재가 박막 코팅된 베이스 필름 사이에 진공발생억제용 필름을 추가 구비함으로써 베이스 플레이트의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 베이스 필름 그리고 진공발생억제용 필름 사이에서 진공 발생이 억제되도록 하여 3D 프린팅 출력물의 완성도를 높이도록 하는 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention increases the adhesion between the base plate and the 3D printing output by additionally irradiating light for photopolymerization in the direction of the 3D printing output from the base plate on which the 3D printing output is fixed, thereby enabling 3D printing. It prevents the peeling of the printed material, and also ensures high perfection of the 3D printed output by controlling the viscosity of the printing material by continuously applying heat above a certain temperature in the process of forming the printing material (ceramic slurry) into a thin film. In addition, a vacuum generation suppression film is additionally provided between the top of the LCD display of the 3D printer body and the base film coated with a thin film of printing material, so that the printing material sequentially laminated on the lower side of the base plate, the base film, and the vacuum generation suppression film are provided. We aim to provide a film-fed light-polymerization type ceramic 3D printer that suppresses vacuum generation and improves the completeness of 3D printed output.
본 발명의 일 실시예에 따른 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터는 베이스 필름을 일측 방향으로 공급하는 베이스 필름 공급부; 공급되는 상기 베이스 필름 상에 액형의 프린팅 소재를 박막 코팅시키는 프린팅 소재 공급부; 공급되는 상기 베이스 필름의 하측에 위치하는 하우징과, 상기 하우징의 내측에 마련되며 3D 프린팅을 위한 형태가 표시되도록 하는 LCD 디스플레이와, 상기 LCD 디스플레이의 하측에 마련되며 상기 LCD 디스플레이를 향해 광중합용 광을 조사하여 상기 프린팅 소재를 경화시키는 LED 모듈과, 공급되는 상기 베이스 필름과 상기 LCD 디스플레이의 상부 사이에 구비되는 진공발생억제용 필름을 포함하는 3D 프린터 본체; 및 상기 3D 프린터 본체의 상측에서 상하 방향으로 왕복 직선이동을 통해 상기 프린팅 소재와 접촉 및 분리를 반복함으로써, 상기 3D 프린터 본체에 의해 경화되는 상기 프린팅 소재가 순차적으로 하측면에 적층되도록 하는 베이스 플레이트;를 포함하며, 상기 베이스 플레이트가 하강하여 상기 프린팅 소재와 접촉되는 경우 상기 베이스 필름 공급부는 상기 베이스 필름의 권출동작을 정지시키고, 상기 프린팅 소재가 상기 베이스 플레이트와 접촉된 상태에서 경화 및 적층되어 상기 베이스 플레이트가 상승 이동되는 경우, 상기 베이스 필름 공급부는 다시 상기 베이스 필름의 권출동작을 재개하며, 상기 베이스 플레이트의 상하 방향 왕복 직선이동을 통해 상기 프린팅 소재와 접촉 및 분리를 반복함으로써 상기 프린팅 소재가 순차적으로 상기 베이스 플레이트의 하측면에 적층될 때, 상기 진공발생억제용 필름에 의해, 상기 베이스 플레이트의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 상기 베이스 필름 그리고 상기 진공발생억제용 필름 사이에서 진공 발생이 억제되는 것을 특징으로 할 수 있다.A film-supplied photopolymerization type ceramic 3D printer according to an embodiment of the present invention includes a base film supply unit that supplies a base film in one direction; A printing material supply unit that coats a thin film of liquid printing material on the supplied base film; A housing located below the supplied base film, an LCD display provided inside the housing to display a shape for 3D printing, and a housing provided below the LCD display and directing light for curing toward the LCD display. A 3D printer body including an LED module that irradiates and hardens the printing material, and a vacuum generation suppression film provided between the supplied base film and the upper part of the LCD display; And a base plate that repeats contact and separation with the printing material through a reciprocating linear movement in the up and down direction from the upper side of the 3D printer body, so that the printing material hardened by the 3D printer body is sequentially stacked on the lower side; It includes, when the base plate is lowered and comes into contact with the printing material, the base film supply unit stops the unwinding operation of the base film, and the printing material is cured and laminated in a state in contact with the base plate to form the base film. When the plate moves upward, the base film supply unit resumes the unwinding operation of the base film, and repeats contact and separation with the printing material through vertical reciprocating linear movement of the base plate, so that the printing material is sequentially When laminated on the lower side of the base plate, vacuum generation is suppressed between the printing material sequentially laminated on the lower side of the base plate, the base film, and the vacuum generation suppression film by the vacuum generation suppression film. It can be characterized as:
일 실시예에서, 상기 진공발생억제용 필름은, 표면에 다수의 미세돌기가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the film for suppressing vacuum generation may be characterized in that a plurality of fine protrusions are formed on the surface.
일 실시예에서, 상기 베이스 필름 공급부는 상기 베이스 필름이 권취된 베이스 필름 공급 롤, 권취된 상기 베이스 필름을 일측 방향으로 진행시키기 위한 하나 이상의 공급 롤러, 상기 베이스 필름을 권취시켜 회수하는 베이스 필름 회수 롤 및 상기 베이스 필름 회수 롤과 인접한 위치에서 상기 베이스 필름과 접하도록 마련되어, 상기 베이스 필름 상에 코팅된 잔여 프린팅 소재를 회수하는 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the base film supply unit includes a base film supply roll on which the base film is wound, one or more supply rollers for advancing the wound base film in one direction, and a base film recovery roll for winding and recovering the base film. And it may be characterized by including a blade provided in contact with the base film at a position adjacent to the base film recovery roll to recover the remaining printing material coated on the base film.
일 실시예에서, 상기 프린팅 소재 공급부는 상기 프린팅 소재를 공급하는 공급 노즐 및 상기 베이스 필름의 상측면과 특정 간격을 유지하도록 마련되어, 상기 공급 노즐을 통해 공급되는 상기 프린팅 소재가 상기 특정 간격에 상응하는 두께를 유지한 상태에서 박막 코팅되도록 하는 닥터 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the printing material supply unit is provided to maintain a specific gap between the supply nozzle for supplying the printing material and the upper side of the base film, so that the printing material supplied through the supply nozzle corresponds to the specific gap. It may be characterized by including a doctor blade that allows thin film coating while maintaining the thickness.
일 실시예에서, 상기 프린팅 소재 공급부는 박막 코팅되는 상기 프린팅 소재에 기 설정된 온도값의 열을 가하여 점도를 조절하는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the printing material supply unit may further include a heater that adjusts the viscosity by applying heat at a preset temperature to the thin film-coated printing material.
일 실시예에서, 상기 베이스 플레이트는 상기 3D 프린터 본체와 연결된 직선이동 모듈과 연결되며, 상기 3D 프린터 본체의 광 조사 동작에 상응하여 상하 방향으로 왕복 직선이동되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the base plate is connected to a linear movement module connected to the 3D printer body, and may be characterized in that it linearly moves back and forth in the up and down directions in response to the light irradiation operation of the 3D printer body.
일 실시예에서, 상기 베이스 플레이트는 상기 직선이동 모듈와 연결되며, 하측 방향으로 광중합용 광을 조사하는 LED 모듈이 포함된 제1 베이스 플레이트 및 상기 제1 베이스 플레이트의 하측에 마련되어 상기 프린팅 소재와 접촉하되, 상하 방향으로 하나 이상의 관통홀이 형성되는 제2 베이스 플레이트를 포함하며, 상기 제2 베이스 플레이트가 상기 프린팅 소재와 접촉하여 상기 하나 이상의 관통홀 내부로 상기 프린팅 소재가 주입되는 경우, 상기 LED 모듈이 상기 제2 베이스 플레이트를 향해 광중합용 광을 조사함으로써 상기 프린팅 소재가 상기 하나 이상의 관통홀에 주입된 상태에서 경화되어 상기 프린팅 소재와 상기 제2 베이스 플레이트 간 접착 상태가 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the base plate is connected to the linear movement module, includes a first base plate including an LED module that irradiates light for photopolymerization in a downward direction, and is provided on a lower side of the first base plate to contact the printing material, , It includes a second base plate in which one or more through holes are formed in a vertical direction, and when the second base plate is in contact with the printing material and the printing material is injected into the one or more through holes, the LED module By irradiating light for photopolymerization toward the second base plate, the printing material is cured while injected into the one or more through holes, thereby fixing the adhesive state between the printing material and the second base plate. .
일 실시예에서, 상기 관통홀은 도브테일(dovetail) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the through hole may be formed in a dovetail shape.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 베이스 플레이트는 각각 금속 재질로 형성되며, 서로 볼트 결합을 통해 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the first and second base plates may each be made of a metal material and be fixed to each other through bolt coupling.
일 실시예에서, 상기 베이스 플레이트의 하강 이동 시 상기 베이스 필름의 상측에서 동일하게 하강 이동되어 상기 베이스 필름과 접촉되고, 상기 베이스 플레이트의 상승 이동 시 일정 시간이 경과한 후 상승 이동되어 상기 베이스 필름과 분리되는 분리 보조 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, when the base plate moves downward, it moves downward in the same manner from the upper side of the base film and comes into contact with the base film, and when the base plate moves upward, it moves upward after a certain time and comes into contact with the base film. It may be characterized by further including a separate auxiliary module.
본 발명의 일 측면에 따르면, 3D 프린팅 출력물이 고정되는 베이스 플레이트에서 3D 프린팅 출력물 방향으로 광중합용 광이 보강적으로 추가 조사되도록 함으로써 베이스 플레이트와 3D 프린팅 출력물 간의 접착력을 증대시켜 3D 프린팅 출력물의 박리 현상을 방지할 수 있는 이점을 가진다.According to one aspect of the present invention, the adhesion between the base plate and the 3D printed output is increased by additionally irradiating light for photopolymerization in the direction of the 3D printed output from the base plate on which the 3D printed output is fixed, thereby reducing the peeling phenomenon of the 3D printed output. It has the advantage of preventing.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 프린팅 소재(세라믹 슬러리)를 박막 필름 형태로 형성시키는 과정에서 일정 온도 이상의 열을 지속해서 가함으로써 프린팅 소재의 점도를 조절하여 3D 프린팅 출력물의 높은 완성도를 확보할 수 있는 이점을 가진다. 이 경우, 세라믹 슬러리의 온도 상승에 따른 점도가 낮아짐에 따라 세라믹 슬러리가 닥터 블레이드로부터 원활히 배출될 수 있기 때문에, 박막 코팅이 원활하게 이루어짐에 따라 일정하고 고른 코팅 두께를 확보할 수 있는 이점도 가지게 된다.In addition, according to one aspect of the present invention, in the process of forming the printing material (ceramic slurry) into a thin film, the viscosity of the printing material can be adjusted by continuously applying heat above a certain temperature to ensure high completeness of the 3D printing output. It has the advantage of In this case, as the viscosity of the ceramic slurry decreases as the temperature rises, the ceramic slurry can be discharged smoothly from the doctor blade, so the thin film coating is performed smoothly, which also has the advantage of securing a constant and even coating thickness.
또한, 본 발명은 프린팅 소재(세라믹 슬러리)가 접착되는 제2 베이스 플레이트에 형성된 관통홀을 도브테일 형태로 가공하여, 3D 프린팅 출력물과 제2 베이스 플레이트 간의 보다 높은 결합력을 확보할 수 있는 이점을 가진다.In addition, the present invention has the advantage of securing higher bonding strength between the 3D printed output and the second base plate by processing the through hole formed in the second base plate to which the printing material (ceramic slurry) is adhered into a dovetail shape.
또한, 본 발명은 분리 보조 모듈을 통해, 제2 베이스 플레이트가 베이스 필름으로부터 분리되는 경우 베이스 필름이 제2 베이스 플레이트 방향으로 달라붙지 않고 쉽게 분리될 수 있는 이점을 가진다.In addition, the present invention has the advantage that, through the separation auxiliary module, when the second base plate is separated from the base film, the base film can be easily separated without sticking to the second base plate.
또한, 본 발명은 3D 프린터 본체의 LCD 디스플레이 상부와 프린팅 소재가 박막 코팅된 베이스 필름 사이에 진공발생억제용 필름을 추가 구비함으로써 베이스 플레이트의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 베이스 필름 그리고 진공발생억제용 필름 사이에서 진공 발생이 억제되도록 하여 3D 프린팅 출력물의 완성도를 높일 수 있는 이점도 가지게 된다.In addition, the present invention further provides a film for suppressing vacuum generation between the upper part of the LCD display of the 3D printer body and the base film coated with a thin film of printing material, thereby suppressing the generation of vacuum and the printing material and base film sequentially laminated on the lower side of the base plate. It also has the advantage of improving the completeness of 3D printing output by suppressing the generation of vacuum between the films.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 베이스 필름 공급부(110)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 프린팅 소재 공급부(120)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 3D 프린터 본체(130)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 베이스 플레이트(140)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 베이스 플레이트(140)의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터(100)를 통해 실제 3D 프린팅 출력물이 출력되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 실제 3D 프린팅 출력물이 베이스 플레이트(140)에 접착 고정된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 실제 3D 프린팅 출력물을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a film-supplied photopolymerization type ceramic 3D printer 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating in more detail the configuration of the base film supply unit 110 shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram illustrating in more detail the configuration of the printing material supply unit 120 shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the 3D printer main body 130 shown in FIG. 1 in more detail.
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the base plate 140 shown in FIG. 1 in more detail.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the base plate 140 shown in FIG. 5.
FIG. 7 is a diagram showing a state in which an actual 3D printed output is output through the film-supplied light-polymerization type ceramic 3D printer 100 shown in FIG. 1.
Figure 8 is a diagram showing an actual 3D printed output adhesively fixed to the base plate 140.
FIG. 9 is a diagram showing the actual 3D printing output shown in FIG. 8 in more detail.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are provided only to make the present invention easier to understand, and the content of the present invention is not limited by the examples.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터(100)의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 베이스 필름 공급부(110)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 3D 프린터 본체(130)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 베이스 플레이트(140)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a film-supplied photopolymerization type ceramic 3D printer 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of the base film supply unit 110 shown in FIG. 1 in more detail. 3 is a diagram showing in more detail the configuration of the 3D printer main body 130 shown in FIG. 1, and FIG. 4 shows the configuration of the base plate 140 shown in FIG. 1 in more detail. It is a drawing.
도 1 내지 도 4를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터(100)는 크게 베이스 필름 공급부(110), 프린팅 소재 공급부(120), 3D 프린터 본체(130) 및 베이스 플레이트(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 일 실시예에서는 추가적으로 분리 보조 모듈(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.1 to 4, the film-supplied photopolymerization type ceramic 3D printer 100 according to an embodiment of the present invention largely includes a base film supply unit 110, a printing material supply unit 120, a 3D printer main body 130, and It may be configured to include a base plate 140. Additionally, in one embodiment, it may be configured to additionally include a separation auxiliary module 150.
먼저, 베이스 필름 공급부(110)는 액형의 프린팅 소재(세라믹 슬러리)가 도포되기 위한 기본 바탕인 베이스 필름을 공급하는 역할을 한다.First, the base film supply unit 110 serves to supply a base film, which is the basic basis for applying a liquid printing material (ceramic slurry).
여기에서, 베이스 필름은 PET 재질 필름 혹은 테프론 재질 필름이 적용될 수 있으며, 이 외에도 액형의 프린팅 소재가 용이하게 분리될 수 있는 재질이라면 어떠한 재질도 적용될 수 있다.Here, the base film can be a PET material film or a Teflon material film, and in addition, any material can be applied as long as the liquid printing material can be easily separated.
도 2를 살펴보면, 베이스 필름은 베이스 필름 공급 롤(111)에 권취된 상태에서 하나 이상의 공급 롤러(112)에 의해 롤링되면서 일측 방향으로 공급이 진행된다. 이때, 베이스 필름 공급부(110)의 일측에는 일측 방향으로 공급되는 베이스 필름을 권취시켜 다시 회수하는 베이스 필름 회수 롤(113)이 마련됨에 따라, 베이스 필름 공급 롤(111)에 의해 공급되는 롤 형태의 베이스 필름은 후술되는 3D 프린터 본체(130)를 거친 후 다시 베이스 필름 회수 롤(113)에 의해 권취되어 회수될 수 있다.Referring to FIG. 2, the base film is rolled by one or more supply rollers 112 while being wound around the base film supply roll 111, and is supplied in one direction. At this time, a base film recovery roll 113 is provided on one side of the base film supply unit 110 to wind and recover the base film supplied in one direction, so that the roll type supplied by the base film supply roll 111 is provided. The base film can be recovered by passing through the 3D printer main body 130, which will be described later, and then being wound again by the base film recovery roll 113.
이때, 베이스 필름 회수 롤(113)과 인접한 위치에 블레이드(114)가 마련된다. 블레이드(114)는 베이스 필름과 접하도록 마련됨에 따라 후술되는 3D 프린터 본체(130) 및 베이스 플레이트(140)를 통한 프린팅 소재 사용이 완료된 후, 광중합용 광에 노출된 잔여 프린팅 소재를 스크랩하여 다시 회수하는 역할을 한다. 회수된 잔여 프린팅 소재는 추후 다시 재사용될 수 있다.At this time, a blade 114 is provided at a position adjacent to the base film recovery roll 113. Since the blade 114 is provided in contact with the base film, after the use of the printing material through the 3D printer body 130 and the base plate 140, which will be described later, is completed, the remaining printing material exposed to the light for photopolymerization is scraped and recovered. It plays a role. Recovered remaining printing materials can be reused again in the future.
프린팅 소재 공급부(120)는 앞서 살펴본 일측 방향으로 공급되는 베이스 필름 상에 액형의 프린팅 소재(세라믹 슬러리)를 공급하여 박막 코팅이 되도록 하는 역할을 한다.The printing material supply unit 120 serves to supply a liquid printing material (ceramic slurry) to the base film supplied in one direction as described above to form a thin film coating.
보다 구체적으로, 도 3을 살펴보면, 프린팅 소재 공급부(120)는 액형의 프린팅 소재를 베이스 필름 상에 공급하는 공급 노즐(121), 공급된 프린팅 소재의 두께가 일정해지도록 하는 닥터 블레이드(122) 및 프린팅 소재에 열을 가하여 점도를 조절하는 히터(123)를 포함하여 구성된다.More specifically, looking at FIG. 3, the printing material supply unit 120 includes a supply nozzle 121 that supplies liquid printing material on the base film, a doctor blade 122 that ensures that the thickness of the supplied printing material is constant, and It is configured to include a heater 123 that controls the viscosity by applying heat to the printing material.
공급 노즐(121)은 계속해서 일측 방향으로 공급되는 베이스 필름 상에 액형의 프린팅 소재를 공급해주는 역할을 하며, 이때 프린팅 소재는 일정한 점도를 가지고 있다. 이때 공급 노즐(121)을 통해 공급되는 프린팅 소재는 그 두께가 일정하지 않기 때문에, 닥터 블레이드(122)를 통해 프린팅 소재를 베이스 필름 상에 펴바름으로써 대면적이 형성되도록 함은 물론 프린팅 소재의 두께가 일정해지도록 한다. 닥터 블레이드(122)는 경우에 따라 베이스 필름 과의 간격(높이)을 미세하게 조절 가능할 수 있도록 마련된다.The supply nozzle 121 serves to supply liquid printing material onto the base film that is continuously supplied in one direction, and at this time, the printing material has a certain viscosity. At this time, since the thickness of the printing material supplied through the supply nozzle 121 is not constant, a large area is formed by spreading the printing material on the base film through the doctor blade 122, as well as the thickness of the printing material. Make sure that is constant. The doctor blade 122 is provided so that the distance (height) from the base film can be finely adjusted depending on the case.
한편, 액형의 프린팅 소재, 특히 세라믹 슬러리는 온도에 따라 점도가 영향을 받게 된다. 예를 들어, 기온이 섭씨 25도 이상일 경우에는 닥터 블레이드(122)에 의해 베이스 필름 상에 고르고 펴지게 되지만, 섭씨 25도 이하에서는 점도가 낮아지기 때문에 닥터 블레이드(122)를 통해 고르고 펴지지 않게 되고, 이는 일정치 못한 두께를 야기하게 된다.Meanwhile, the viscosity of liquid printing materials, especially ceramic slurry, is affected by temperature. For example, when the temperature is above 25 degrees Celsius, it is spread evenly on the base film by the doctor blade 122, but when the temperature is below 25 degrees Celsius, the viscosity is lowered, so it is not evenly spread through the doctor blade 122, which causes This causes uneven thickness.
따라서, 본 발명에서는 닥터 블레이드(122)와 인접한 위치에 히터(123)를 마련함으로써, 닥터 블레이드(122)에 의해 베이스 필름 상에 넓게 펼쳐진 프린팅 소재의 하측에서 열을 가함으로써 프린팅 소재가 일정한 온도(예를 들어, 섭씨 25도 이상)를 유지할 수 있도록 한다.Therefore, in the present invention, by providing a heater 123 at a position adjacent to the doctor blade 122, heat is applied from the lower side of the printing material spread widely on the base film by the doctor blade 122, thereby maintaining the printing material at a constant temperature ( For example, keep the temperature above 25 degrees Celsius.
일 실시예에서, 히터(123)에는 온도 조절 수단(미도시)이 더 마련됨에 따라, 프린팅 소재의 표면 온도가 섭씨 25도 이하로 떨어진다고 판단될 경우 가열 온도를 높여 25도의 온도가 유지될 수 있도록 한다.In one embodiment, the heater 123 is further provided with a temperature control means (not shown), so that when it is determined that the surface temperature of the printing material falls below 25 degrees Celsius, the heating temperature is increased to maintain a temperature of 25 degrees Celsius. do.
3D 프린터 본체(130)는 베이스 필름의 하측에서 상측 방향으로 일정한 형태의 광중합용 광을 조사하여, 프린팅 소재를 경화시켜 경화면을 형성하는 역할을 한다.The 3D printer body 130 irradiates a certain type of curing light from the bottom to the top of the base film to cure the printing material and form a cured surface.
보다 구체적으로, 도 4를 살펴보면, 3D 프린터 본체(130)는, 공급되는 베이스 필름의 하측에 위치하는 하우징(131), 하우징(131)의 내측에 마련되며 3D 프린팅을 위한 형태가 표시되도록 하는 LCD 디스플레이(132), LCD 디스플레이(132)의 하측에 마련되며, LCD 디스플레이(132)를 향해 광중합용 광을 조사하여 프린팅 소재를 경화시키는 LED 모듈(133), 공급되는 베이스 필름과 LCD 디스플레이(132)의 상부 사이에 구비되는 진공발생억제용 필름(135)을 포함하여 구성된다.More specifically, looking at FIG. 4, the 3D printer body 130 includes a housing 131 located below the supplied base film, and an LCD provided inside the housing 131 to display the shape for 3D printing. Display 132, an LED module 133 provided on the lower side of the LCD display 132 and curing the printing material by irradiating light for photopolymerization toward the LCD display 132, a supplied base film, and the LCD display 132 It is configured to include a vacuum generation suppression film 135 provided between the upper parts of the.
또한, 하우징(131)의 일측에는 후술되는 베이스 플레이트(140)를 상하 방향으로 왕복 직선이동 시키기 위한 직선이동 모듈(134)이 마련된다. 베이스 플레이트(140)는 이러한 직선이동 모듈(134)에 연결된 상태에서 LED 모듈(133)에 의해 조사되는 광중합용 광의 조사 동작에 상응하게 상하 방향으로 직선이동하게 되며, 이 과정에서 베이스 플레이트(140)와 프린팅 소재 간의 접촉이 반복적으로 이루어지게 된다.In addition, a linear movement module 134 is provided on one side of the housing 131 to linearly move the base plate 140, which will be described later, in an upward and downward direction. The base plate 140 is connected to the linear movement module 134 and moves linearly in the vertical direction corresponding to the irradiation operation of the light for photopolymerization emitted by the LED module 133. In this process, the base plate 140 Contact between the printing material and the printing material occurs repeatedly.
아울러, 상기 진공발생억제용 필름(135)은, 표면에 다수의 미세돌기가 형성된 구조를 갖는다.In addition, the vacuum generation suppression film 135 has a structure in which a large number of fine protrusions are formed on the surface.
이러한 진공발생억제용 필름(135)은 일예로, 소위 스마트폰에서 지문방지 액정보호필름으로 활용되는 필름이 적용될 수 있으며, 표면에 형성된 미세돌기는 수십 ㎛ 크기를 갖거나, 수십 ㎛ 크기의 1차 돌기 위에 수백 ㎚ 크기의 2차 돌기가 돋은 구조를 가질 수 있다.For example, the film 135 for suppressing vacuum generation may be a film used as an anti-fingerprint screen protection film in so-called smartphones, and the fine protrusions formed on the surface may be tens of ㎛ in size or have a primary thickness of several tens of ㎛. It can have a structure in which secondary protrusions of hundreds of nanometers in size are raised on top of the protrusions.
베이스 플레이트(140)의 상하 방향 왕복 직선이동을 통해 프린팅 소재와 접촉 및 분리를 반복함으로써 프린팅 소재가 순차적으로 베이스 플레이트(140)의 하측면에 적층될 때, 표면에 다수의 미세돌기가 형성된 상기 진공발생억제용 필름(135)에 의해, 베이스 플레이트(140)의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 베이스 필름 그리고 진공발생억제용 필름(135) 사이에서 진공 발생이 억제되는 것이다.When the printing material is sequentially stacked on the lower side of the base plate 140 by repeating contact and separation with the printing material through the vertical reciprocating linear movement of the base plate 140, a plurality of fine protrusions are formed on the surface of the vacuum. By the generation suppression film 135, vacuum generation is suppressed between the printing material sequentially laminated on the lower side of the base plate 140, the base film, and the vacuum generation suppression film 135.
즉, 진공발생억제용 필름(135)이 없다면, 베이스 플레이트(140)가 하강하면서 프린팅 소재와 접촉 및 경화시, 프린팅 소재의 경화면과 베이스 필름 사이 또는 베이스 필름과 LCD 디스플레이(132) 사이의 접촉면에 순간적으로 진공이 걸리고, 이로 인해 베이스 플레이트(140)가 상승시 프린팅 소재의 경화면과 베이스 필름 사이 또는 베이스 필름과 LCD 디스플레이(132) 사이에 인장력이 발생하게 되는데, 이는 3D 프린팅 결과물에 악영향을 미치게 된다.That is, if there is no vacuum generation suppression film 135, when the base plate 140 is lowered and comes into contact with the printing material and hardens, the contact surface between the cured surface of the printing material and the base film or between the base film and the LCD display 132 A vacuum is instantaneously applied to the base plate 140, which causes a tensile force to be generated between the hardened surface of the printing material and the base film or between the base film and the LCD display 132 when the base plate 140 rises, which has a negative effect on the 3D printing result. It goes crazy.
그러나 상기의 진공발생억제용 필름(135)이 베이스 필름과 LCD 디스플레이(132) 상부 사이에 구비되면, 베이스 플레이트(140)의 하강으로 프린팅 소재를 가압하며 접촉 및 경화시 진공발생억제용 필름(135) 표면의 미세돌기에 의해 프린팅 소재의 경화면과 접촉하는 베이스 필름이 미세하게 굴곡지게 되어, 결과적으로 프린팅 소재의 경화면과 베이스 필름 사이 또는 베이스 필름과 LCD 디스플레이(132) 사이의 접촉면에 걸리는 진공을 억제함으로써 인장력 발생을 억제하게 되어 3D 프린팅 결과물의 완성도를 높일 수 있게 되는 것이다.However, when the vacuum generation suppression film 135 is provided between the base film and the upper part of the LCD display 132, the printing material is pressed by the lowering of the base plate 140, and the vacuum generation suppression film 135 is compressed during contact and curing. ) The base film in contact with the hardened surface of the printing material is slightly curved due to the microprotrusions on the surface, resulting in a vacuum on the contact surface between the hardened surface of the printing material and the base film or between the base film and the LCD display 132. By suppressing the generation of tensile force, the completeness of 3D printing results can be improved.
한편, 3D 프린터 본체(130)의 기본적인 프린팅 원리 및 구성은 종래의 기술과 동일하기 때문에, 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, since the basic printing principle and configuration of the 3D printer main body 130 are the same as the conventional technology, detailed description will be omitted.
베이스 플레이트(140)는 앞서 살펴본 3D 프린터 본체(130)의 직선이동 모듈(134)과 연결되며, LED 모듈(133)의 광 조사 동작에 상응하여 상하 방향으로 왕복 직선이동되면서 프린팅 소재와 접촉하게 된다. 이에 대해서는 도 5 및 도 6을 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.The base plate 140 is connected to the linear movement module 134 of the 3D printer main body 130 as seen above, and moves linearly back and forth in the up and down directions in response to the light irradiation operation of the LED module 133 and comes into contact with the printing material. . Let's look at this in more detail through FIGS. 5 and 6.
도 5는 도 1에 도시된 베이스 플레이트(140)의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 베이스 플레이트(140)의 단면을 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating in more detail the configuration of the base plate 140 shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram illustrating a cross section of the base plate 140 shown in FIG. 5.
도 5 및 도 6을 살펴보면, 베이스 플레이트(140)는 크게 직선이동 모듈(134)과 직접 연결되는 제1 베이스 플레이트(141)와, 제1 베이스 플레이트(141)의 하측에 마련되는 제2 베이스 플레이트(142)로 구성된다.5 and 6, the base plate 140 largely includes a first base plate 141 directly connected to the linear movement module 134, and a second base plate provided below the first base plate 141. It consists of (142).
제1 베이스 플레이트(141)의 하측면에는 제2 베이스 플레이트(142)를 향하는 방향으로 광중합용 광을 조사하는 LED 모듈(141a)이 위치된다. 따라서, 제2 베이스 플레이트(142)의 하측면에 프린팅 소재가 접착되는 경우 LED 모듈(141a)에 의해 광중합용 광이 조사됨에 따라, 제2 베이스 플레이트(142)의 하측면과 프린팅 소재 간의 접착력이 증대될 수 있다.An LED module 141a that irradiates light for photopolymerization in a direction toward the second base plate 142 is located on the lower side of the first base plate 141. Therefore, when the printing material is adhered to the lower side of the second base plate 142, as light for photopolymerization is irradiated by the LED module 141a, the adhesive force between the lower side of the second base plate 142 and the printing material increases. It can increase.
제2 베이스 플레이트(142)는 제1 베이스 플레이트(141)와 하나 이상의 볼트를 통해 볼트 결합되며, 상하 방향으로 하나 이상의 관통홀(142a)이 마련된다.The second base plate 142 is bolted to the first base plate 141 through one or more bolts, and one or more through holes 142a are provided in the vertical direction.
하나 이상의 관통홀(142a)은 도 6의 단면에서와 같이 도브테일(dovetail) 형상으로 형성된다. 따라서, 제2 베이스 플레이트(142)가 프린팅 소재와 접촉하는 경우 하나 이상의 관통홀(142a) 내부로 액형의 프린팅 소재가 주입되게 되고, 이때 LED 모듈(141a)에 의해 제2 베이스 플레이트(142)를 향하는 방향으로 광중합용 광이 조사됨으로써 프린팅 소재가 경화되면서 보다 견고한 접착 상태가 유지될 수 있다. 한편, 이때 LED 모듈(141a)을 통해 조사되는 광중합용 광은 405nm에 해당하게 된다.One or more through holes 142a are formed in a dovetail shape as shown in the cross section of FIG. 6. Therefore, when the second base plate 142 is in contact with the printing material, the liquid printing material is injected into the one or more through holes 142a, and at this time, the second base plate 142 is connected by the LED module 141a. By irradiating light for curing in the direction toward which the printing material is cured, a more solid adhesive state can be maintained. Meanwhile, at this time, the light for photopolymerization irradiated through the LED module 141a corresponds to 405 nm.
또한, 제1 및 제2 베이스 플레이트(141, 142)는 각각 금속 재질이 적용될 수 있다.Additionally, the first and second base plates 141 and 142 may each be made of a metal material.
이러한 베이스 플레이트(140)의 상하 방향으로 왕복 직선이동에 따른 3D 프린팅 출력물의 출력 과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.A brief look at the output process of the 3D printing output according to the reciprocating linear movement of the base plate 140 in the vertical direction is as follows.
먼저, 베이스 필름 공급부(110)를 통해 일측 방향으로 베이스 필름이 공급되고, 그와 동시에 프린팅 소재 공급부(120)에서는 베이스 필름 상에 액형의 프린팅 소재를 공급하여 박막 형태의 코팅이 되도록 한다.First, the base film is supplied in one direction through the base film supply unit 110, and at the same time, the printing material supply unit 120 supplies liquid printing material on the base film to form a thin film coating.
그 다음, 3D 프린터 본체(130)의 직선이동 모듈(134)과 연결된 베이스 플레이트(140)가 하측으로 하강되면서 제2 베이스 플레이트(142)와 액형의 프린팅 소재가 서로 접촉된다. 이와 함께 3D 프린터 본체(130)를 통해 광중합용 광이 조사되고, 이에 따라 기 설정된 형태로 프린팅 소재가 경화되어 경화면을 형성하게 된다. 이때 경화면은 제2 베이스 플레이트(142) 상에 접착 고정된 상태이다. 이 과정에서 제1 베이스 플레이트(141)의 LED 모듈(141a)을 통해 광중합용 광이 조사됨에 따라, 제2 베이스 플레이트(142)와 경화면 간의 접착력이 더욱 견고하게 된다.Next, the base plate 140 connected to the linear movement module 134 of the 3D printer body 130 is lowered and the second base plate 142 and the liquid printing material come into contact with each other. At the same time, light for photopolymerization is irradiated through the 3D printer body 130, and thus the printing material is cured in a preset form to form a cured surface. At this time, the hardened surface is adhesively fixed on the second base plate 142. In this process, as light for photopolymerization is irradiated through the LED module 141a of the first base plate 141, the adhesive force between the second base plate 142 and the cured surface becomes stronger.
한편, 이 과정에서 3D 프린터 본체(130)를 통해 광중합용 광이 조사되는 동안에는 베이스 필름 공급부(110)를 통해 베이스 필름의 이동 과정이 일시 중지된다. 그 기간은 길지 않으며, 광중합용 광에 의해 경화면이 형성될 정도의 일시적인 시간동안 베이스 필름의 이동이 중단되는 것이다.Meanwhile, in this process, while light for photopolymerization is irradiated through the 3D printer body 130, the process of moving the base film through the base film supply unit 110 is paused. The period is not long, and the movement of the base film is stopped for a temporary period of time long enough for the cured surface to be formed by the photopolymerization light.
그 다음, 직선이동 모듈(134)에 의해 베이스 플레이트(140)는 상측으로 상승하게 되고, 동시에 베이스 필름 공급부(110)를 통해 다시 베이스 필름이 일측 방향으로 이동하면서 공급되고, 이러한 과정들이 계속 반복됨에 따라 제2 베이스 플레이트(142)의 하측면에는 계속해서 경화면이 적층되어 3D 프린팅 결과물의 형상이 갖추어지게 된다.Next, the base plate 140 is raised upward by the linear movement module 134, and at the same time, the base film is supplied while moving in one direction through the base film supply unit 110, and these processes are continuously repeated. Accordingly, the hardened surface is continuously laminated on the lower side of the second base plate 142 to take the shape of the 3D printing result.
한편, 3D 프린터 본체(130)의 하우징(131)에는 베이스 플레이트(140)의 하강 이동시 함께 하강 이동되어 베이스 필름의 상측과 접촉되고, 베이스 플레이트(140)의 상승 이동 시에는 일정 시간 동안 멈추었다가 일정 시간 경과 후 상승 이동되어 베이스 필름과 분리되는 분리 보조 모듈(150)이 마련될 수 있다.Meanwhile, when the base plate 140 moves downward, the housing 131 of the 3D printer body 130 moves downward and comes into contact with the upper side of the base film, and when the base plate 140 moves upward, it stops for a certain time and then moves for a certain amount of time. A separation auxiliary module 150 may be provided that moves upward after time and is separated from the base film.
분리 보조 모듈(150)은 베이스 플레이트(140)에 경화면이 접착된 상태에서 베이스 플레이트(140)가 상승 이동되는 과정에서, 베이스 필름이 함께 붙어서 올라가는 것을 방지하도록, 베이스 플레이트(140)가 상승한 후에 상측 방향으로 상승 이동하게 된다. 이를 통해, 베이스 필름이 베이스 플레이트(140)와 함께 붙어서 올라가지 않고 원래 위치를 유지하게 되는 것이다. 이러한 분리 보조 모듈(150)은 솔레노이드 방식이 적용됨에 따라 상승 및 하강 동작이 정확한 시점 및 위치로 적용될 수 있다.The separation auxiliary module 150 is installed after the base plate 140 rises to prevent the base film from sticking together and rising during the upward movement of the base plate 140 while the hardened surface is attached to the base plate 140. It moves upward in the upward direction. Through this, the base film is stuck together with the base plate 140 and does not rise, maintaining its original position. As this separation auxiliary module 150 uses a solenoid method, rising and lowering operations can be applied at precise times and positions.
다음으로는, 도 7 내지 9를 통해 실제 3D 프린팅 출력물이 출력되는 상태 및 이에 따른 실제 3D 프린팅 출력물을 살펴보기로 한다.Next, we will look at the actual 3D printing output state and the actual 3D printing output accordingly through FIGS. 7 to 9.
도 7은 도 1에 도시된 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터(100)를 통해 실제 3D 프린팅 출력물이 출력되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 8은 실제 3D 프린팅 출력물이 베이스 플레이트(140)에 접착 고정된 상태를 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8에 도시된 실제 3D 프린팅 출력물을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a view showing the actual 3D printed output being output through the film-fed photopolymerization type ceramic 3D printer 100 shown in FIG. 1, and FIG. 8 shows the actual 3D printed output being adhesively fixed to the base plate 140. This is a drawing showing the current state, and FIG. 9 is a drawing showing the actual 3D printing output shown in FIG. 8 in more detail.
도 7 및 도 8을 살펴보면, 하측에는 베이스 필름이 일측 방향으로 이송되고, 베이스 필름의 상측에는 액형의 프린팅 소재(세라믹 슬러리)가 박막 형태로 코팅된 것을 알 수 있다.Looking at Figures 7 and 8, it can be seen that the base film is transported in one direction on the lower side, and a liquid printing material (ceramic slurry) is coated in a thin film on the upper side of the base film.
베이스 필름의 상측에는 베이스 플레이트(140)가 위치하며, 이때 제1 베이스 플레이트(141)는 직선이동 모듈(134)와 연결되어 있고, 제1 베이스 플레이트(141)의 하측에는 제2 베이스 플레이트(142)가 연결됨을 알 수 있다. 또한 제2 베이스 플레이트(142)의 하측에는 치아 보정물인 3D 프린팅 출력물이 형성됨을 알 수 있다.A base plate 140 is located on the upper side of the base film. At this time, the first base plate 141 is connected to the linear movement module 134, and the second base plate 142 is located below the first base plate 141. ) can be seen to be connected. Additionally, it can be seen that a 3D printed product, which is a tooth correction product, is formed on the lower side of the second base plate 142.
베이스 필름의 하측에 위치한 3D 프린터 본체(130)에는 현재 도면에 나타나지 않지만 광중합용 광을 조사하는 LED 모듈이 내장되어 있고, 잔여 프린팅 소재는 베이스 필름을 따라 계속해서 일측 방향으로 이동하게 된다.Although not currently shown in the drawing, the 3D printer body 130 located on the lower side of the base film has a built-in LED module that irradiates light for photopolymerization, and the remaining printing material continues to move in one direction along the base film.
도 9를 살펴보면, 현재 본 발명의 일 실시예에 따른 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터(100)를 통해 출력된 3D 프린팅 출력물은 치아 보정물임을 알 수 있으며, 이때 상측에는 앞서 제2 베이스 플레이트(142)에 형성된 관통홀(142a)의 형상인 도브테일 형태가 형성된 것을 알 수 있다. 즉, 관통홀(142a)에 주입된 프린팅 소재가 경화되면서 도 9와 같은 고정부를 형성하였으며, 이를 통해 3D 프린팅 출력물이 제2 베이스 플레이트(142)에 보다 견고하게 접착 고정됨에 따라 박리가 일어나지 않고 높은 완성도를 가진 3D 프린팅 출력물이 출력된 것을 알 수 있다.Looking at FIG. 9, it can be seen that the 3D printed output printed through the film-supplied photopolymerization type ceramic 3D printer 100 according to an embodiment of the present invention is a tooth correction material, and at this time, the second base plate 142 is placed on the upper side. It can be seen that a dovetail shape, which is the shape of the through hole 142a formed in ), is formed. That is, the printing material injected into the through hole 142a hardens to form a fixing part as shown in FIG. 9, and through this, the 3D printed output is more firmly adhesively fixed to the second base plate 142, preventing delamination. It can be seen that 3D printing output with high perfection was produced.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.
100: 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터
110: 베이스 필름 공급부
111: 베이스 필름 공급 롤
112: 공급 롤러
113: 베이스 필름 회수 롤
114: 블레이드
120: 프린팅 소재 공급부
121: 공급 노즐
122: 닥터 블레이드
123: 히터
130: 3D 프린터 본체
131: 하우징
132: LCD 디스플레이
133: LED 모듈
134: 직선이동 모듈
135 : 진공발생억제용 필름
140: 베이스 플레이트
141: 제1 베이스 플레이트
141a: LED 모듈
142: 제2 베이스 플레이트
142a: 관통홀
150: 분리 보조 모듈100: Film-supplied light-polymerization ceramic 3D printer
110: Base film supply unit
111: Base film supply roll
112: Feed roller
113: Base film recovery roll
114: blade
120: Printing material supply department
121: Supply nozzle
122: Doctor Blade
123: heater
130: 3D printer body
131: housing
132: LCD display
133: LED module
134: Linear movement module
135: Film for suppressing vacuum generation
140: base plate
141: first base plate
141a: LED module
142: second base plate
142a: Through hole
150: Separation auxiliary module
Claims (10)
공급되는 상기 베이스 필름 상에 액형의 프린팅 소재를 박막 코팅시키는 프린팅 소재 공급부;
공급되는 상기 베이스 필름의 하측에 위치하는 하우징과, 상기 하우징의 내측에 마련되며 3D 프린팅을 위한 형태가 표시되도록 하는 LCD 디스플레이와, 상기 LCD 디스플레이의 하측에 마련되며 상기 LCD 디스플레이를 향해 광중합용 광을 조사하여 상기 프린팅 소재를 경화시키는 LED 모듈과, 공급되는 상기 베이스 필름과 상기 LCD 디스플레이의 상부 사이에 구비되는 진공발생억제용 필름을 포함하는 3D 프린터 본체; 및
상기 3D 프린터 본체의 상측에서 상하 방향으로 왕복 직선이동을 통해 상기 프린팅 소재와 접촉 및 분리를 반복함으로써, 상기 3D 프린터 본체에 의해 경화되는 상기 프린팅 소재가 순차적으로 하측면에 적층되도록 하는 베이스 플레이트;를 포함하며,
상기 베이스 플레이트가 하강하여 상기 프린팅 소재와 접촉되는 경우 상기 베이스 필름 공급부는 상기 베이스 필름의 권출동작을 정지시키고, 상기 프린팅 소재가 상기 베이스 플레이트와 접촉된 상태에서 경화 및 적층되어 상기 베이스 플레이트가 상승 이동되는 경우, 상기 베이스 필름 공급부는 다시 상기 베이스 필름의 권출동작을 재개하며,
상기 베이스 플레이트의 상하 방향 왕복 직선이동을 통해 상기 프린팅 소재와 접촉 및 분리를 반복함으로써 상기 프린팅 소재가 순차적으로 상기 베이스 플레이트의 하측면에 적층될 때, 상기 진공발생억제용 필름에 의해, 상기 베이스 플레이트의 하측면에 순차 적층된 프린팅 소재와 상기 베이스 필름 그리고 상기 진공발생억제용 필름 사이에서 진공 발생이 억제되는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
A base film supply unit that supplies the base film in one direction;
A printing material supply unit that coats a thin film of liquid printing material on the supplied base film;
A housing located below the supplied base film, an LCD display provided inside the housing to display a shape for 3D printing, and a housing provided below the LCD display and directing light for curing toward the LCD display. A 3D printer body including an LED module that irradiates and hardens the printing material, and a vacuum generation suppression film provided between the supplied base film and the upper part of the LCD display; and
A base plate that repeats contact and separation with the printing material through a reciprocating linear movement in the up and down direction from the upper side of the 3D printer body, so that the printing material hardened by the 3D printer body is sequentially stacked on the lower side. Includes,
When the base plate descends and comes into contact with the printing material, the base film supply unit stops the unwinding operation of the base film, and the printing material is cured and laminated while in contact with the base plate, causing the base plate to move upward. If so, the base film supply unit resumes the unwinding operation of the base film,
When the printing material is sequentially laminated on the lower side of the base plate by repeating contact and separation with the printing material through the vertical reciprocating linear movement of the base plate, the vacuum generation suppression film is applied to the base plate. A film-supplied light-polymerization type ceramic 3D printer, characterized in that vacuum generation is suppressed between the printing material sequentially laminated on the lower side, the base film, and the vacuum generation suppression film.
상기 진공발생억제용 필름은,
표면에 다수의 미세돌기가 형성된 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중함 방식 세라믹 3D 프린터.
According to paragraph 1,
The film for suppressing vacuum generation is,
A film-fed, light-heavy type ceramic 3D printer, characterized by a large number of fine protrusions formed on the surface.
상기 베이스 필름 공급부는,
상기 베이스 필름이 권취된 베이스 필름 공급 롤;
권취된 상기 베이스 필름을 일측 방향으로 진행시키기 위한 하나 이상의 공급 롤러;
상기 베이스 필름을 권취시켜 회수하는 베이스 필름 회수 롤; 및
상기 베이스 필름 회수 롤과 인접한 위치에서 상기 베이스 필름과 접하도록 마련되어, 상기 베이스 필름 상에 코팅된 잔여 프린팅 소재를 회수하는 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
According to paragraph 1,
The base film supply unit,
a base film supply roll on which the base film is wound;
One or more supply rollers for advancing the wound base film in one direction;
a base film recovery roll for winding and recovering the base film; and
A blade provided in contact with the base film at a position adjacent to the base film recovery roll to recover the remaining printing material coated on the base film.
상기 프린팅 소재 공급부는,
상기 프린팅 소재를 공급하는 공급 노즐; 및
상기 베이스 필름의 상측면과 특정 간격을 유지하도록 마련되어, 상기 공급 노즐을 통해 공급되는 상기 프린팅 소재가 상기 특정 간격에 상응하는 두께를 유지한 상태에서 박막 코팅되도록 하는 닥터 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
According to paragraph 1,
The printing material supply department,
a supply nozzle that supplies the printing material; and
A doctor blade provided to maintain a specific gap with the upper side of the base film, so that the printing material supplied through the supply nozzle is coated as a thin film while maintaining a thickness corresponding to the specific gap. A film-fed, light-polymerized ceramic 3D printer.
상기 프린팅 소재 공급부는,
박막 코팅되는 상기 프린팅 소재에 기 설정된 온도값의 열을 가하여 점도를 조절하는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
According to paragraph 4,
The printing material supply department,
A film-supplied light-polymerization type ceramic 3D printer further comprising a heater that adjusts viscosity by applying heat at a preset temperature to the thin film-coated printing material.
상기 베이스 플레이트는,
상기 3D 프린터 본체와 연결된 직선이동 모듈과 연결되며, 상기 3D 프린터 본체의 광 조사 동작에 상응하여 상하 방향으로 왕복 직선이동되는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
According to paragraph 1,
The base plate is,
A film-supplied light-curing type ceramic 3D printer that is connected to a linear movement module connected to the 3D printer body, and is characterized in that it moves linearly back and forth in the up and down directions in response to the light irradiation operation of the 3D printer body.
상기 베이스 플레이트는,
상기 직선이동 모듈와 연결되며, 하측 방향으로 광중합용 광을 조사하는 LED 모듈이 포함된 제1 베이스 플레이트; 및
상기 제1 베이스 플레이트의 하측에 마련되어 상기 프린팅 소재와 접촉하되, 상하 방향으로 하나 이상의 관통홀이 형성되는 제2 베이스 플레이트;를 포함하며,
상기 제2 베이스 플레이트가 상기 프린팅 소재와 접촉하여 상기 하나 이상의 관통홀 내부로 상기 프린팅 소재가 주입되는 경우, 상기 LED 모듈이 상기 제2 베이스 플레이트를 향해 광중합용 광을 조사함으로써 상기 프린팅 소재가 상기 하나 이상의 관통홀에 주입된 상태에서 경화되어 상기 프린팅 소재와 상기 제2 베이스 플레이트 간 접착 상태가 고정되는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
According to clause 6,
The base plate is,
A first base plate connected to the linear movement module and including an LED module that irradiates light for photopolymerization in a downward direction; and
A second base plate is provided below the first base plate and is in contact with the printing material, and has one or more through holes formed in the vertical direction,
When the second base plate is in contact with the printing material and the printing material is injected into the one or more through holes, the LED module irradiates light for photopolymerization toward the second base plate so that the printing material is injected into the one or more through holes. A film-supplied light-polymerization type ceramic 3D printer, characterized in that the adhesive state between the printing material and the second base plate is fixed by curing while injected into the above through hole.
상기 관통홀은,
도브테일(dovetail) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
In clause 7,
The through hole is,
A film-fed light-polymerization type ceramic 3D printer, characterized in that it is formed in a dovetail shape.
상기 제1 및 제2 베이스 플레이트는 각각 금속 재질로 형성되며, 서로 볼트 결합을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.
In clause 7,
The first and second base plates are each made of a metal material and are fixed to each other through bolt coupling.
상기 베이스 플레이트의 하강 이동 시 상기 베이스 필름의 상측에서 동일하게 하강 이동되어 상기 베이스 필름과 접촉되고,
상기 베이스 플레이트의 상승 이동 시 일정 시간이 경과한 후 상승 이동되어 상기 베이스 필름과 분리되는 분리 보조 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름공급형 광중합 방식 세라믹 3D 프린터.According to paragraph 1,
When the base plate moves downward, it moves equally downward on the upper side of the base film and comes into contact with the base film,
When the base plate moves upward, a separation auxiliary module is moved upward after a certain period of time and is separated from the base film. The film-supplied light-polymerization type ceramic 3D printer further comprises a.
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| KR1020220111200A KR20240032339A (en) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | Ceramic 3d printer using film-supplied light polymerization method |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101801964B1 (en) | 2017-06-14 | 2017-12-21 | 에이온 주식회사 | Composition for 3D laminate printer using synthetic resin and ceramic powder |
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2022
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| KR101801964B1 (en) | 2017-06-14 | 2017-12-21 | 에이온 주식회사 | Composition for 3D laminate printer using synthetic resin and ceramic powder |
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