KR20240098548A - 독립된 z축 이송부를 가지는 3d 프린터 - Google Patents

독립된 z축 이송부를 가지는 3d 프린터 Download PDF

Info

Publication number
KR20240098548A
KR20240098548A KR1020220180403A KR20220180403A KR20240098548A KR 20240098548 A KR20240098548 A KR 20240098548A KR 1020220180403 A KR1020220180403 A KR 1020220180403A KR 20220180403 A KR20220180403 A KR 20220180403A KR 20240098548 A KR20240098548 A KR 20240098548A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
axis
axis rail
printer
units
Prior art date
Application number
KR1020220180403A
Other languages
English (en)
Inventor
김문수
김태순
Original Assignee
엠에스케이테크 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엠에스케이테크 주식회사 filed Critical 엠에스케이테크 주식회사
Priority to KR1020220180403A priority Critical patent/KR20240098548A/ko
Publication of KR20240098548A publication Critical patent/KR20240098548A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227—Driving means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/209—Heads; Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227—Driving means
    • B29C64/232—Driving means for motion along the axis orthogonal to the plane of a layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227—Driving means
    • B29C64/236—Driving means for motion in a direction within the plane of a layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

본 발명의 3D 프린터는 3차원 성형을 위한 재료를 배출시키는 헤드부(100), 4개의 Z축 레일부(210), 2개의 X-Y축 레일부(220), Y축 레일부(230), 상기 Z축 레일부(210) 상에서 이동하며, 상기 X-Y축 레일부(220)가 연결되는 Z축 이송부(310), 상기 X-Y축 레일부(220) 상에서 이동하며, 상기 Y축 레일부(230)가 연결되는 X축 이송부(320), 상기 Y축 레일부(230) 상에서 이동하며, 상기 헤드부(100)와 연결되는 Y축 이송부(330), 컨베이어부(410) 및 히트베드부(420)를 포함한다.

Description

독립된 Z축 이송부를 가지는 3D 프린터{3D PRINTER WITH INDEPENDENT Z-AXIS TRANDFERRING UNIT}
본 발명은 독립된 Z축 이송부를 가지는 3D 프린터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 헤드부의 다양한 각도를 제어할 수 있도록 독립된 Z축 이송부를 가지는 3D 프린터에 관한 것이다.
기존의 3D 프린터는 X-Y 평면 상에서 이동되는 헤드부를 Z축 방향으로 단계적으로 쌓아 올리거나, 반대로 3D 형성 제품을 Z축 방향으로 하강 시키면서 3D 제품을 제작하여 왔다.
특히 기존의 방식은 성형 제품을 복수개의 레이어로 분할하여, 하나의 레이어를 적층 하는 방식으로 구현되어야 했고, 이것은 측면이 불규칙적으로 형성되어야 하기 때문에, 별도의 후가공을 필요로 한다.
또한, 지정된 공간 내에서 수직 방향으로 대상을 적층 하거나 하강 시키면서 성형하므로, 기존의 방식은 제작용 베드의 사이즈를 벗어난 크기의 제작이 어려운 단점이 있다.
대한민국 특허 공개 제10-2020-0084931호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 과제는 독립된 Z축 이송부를 가지는 3D 프린터를 제공하는 것이다. 특히, 독립된 Z축 이송부를 통해 헤드부의 각도를 다양하게 적용할 수 있는 3D 프린터를 제공하는 것이다.
본 발명의 3D 프린터는 노즐을 통해 재료를 배출하는 헤드부(100), 4개의 Z축 레일부(210), 2개의 X-Y축 레일부(220), Y축 레일부(230), Z축 레일부(210) 상에서 이동하며, X-Y축 레일부(220)가 연결되는 Z축 이송부(310), X-Y축 레일부(220) 상에서 이동하며, Y축 레일부(230)가 연결되는 X축 이송부(320), Y축 레일부(230) 상에서 이동하며, 헤드부(100)와 연결되는 Y축 이송부(330), 컨베이어부(410), 및 히트베드부(420)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 4개의 Z축 레일부(210)는 서로 평행한 방향으로 배열되고, 2개의 X-Y축 레일부(220)는 Z축 레일부(210)와 직교하는 방향으로 배열되고, 2개의 X-Y축 레일부(220)는 서로 평행하는 방향으로 배열되고,
Y축 레일부(230)는 한 쌍의 X-Y축 레일부(220)와 직교하는 방향으로 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, Z축 레일부(210) 상의 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치를 측정하는 리니어 스케일 센서부(510)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 리니어 스케일 센서부(510)에 의해 측정된 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치의 값을 이용하여, X-Y 레일부(220)에 의해 형성되는 가상의 평면에 대한 기울기 값을 계산하는 프레임 각도 계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하나의 X-Y축 레일부(220)는 두개의 Z축 이송부(310)와 연결 되며, X-Y축 레일부(220)는 연결되는 두 개의 Z축 이송부(310) 중 적어도 하나를 관통하여 연결되는 길이를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, Y축 레일부(230)는 두 개의 X축 이송부(320)와 연결되며, Y축 레일부(230)는 연결되는 두 개의 X축 이송부(320) 중 적어도 하나를 관통하여 연결되는 길이를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 3D 프린터는 3차원 성형을 위한 재료를 배출시키는 헤드부(100), 4개의 Z축 레일부(210), 2개의 X-Y축 레일부(220), Y축 레일부(230), Z축 레일부(210) 상에서 이동하며, X-Y축 레일부(220)가 연결되는 Z축 이송부(310), X-Y축 레일부(220) 상에서 이동하며, Y축 레일부(230)가 연결되는 X축 이송부(320), Y축 레일부(230) 상에서 이동하며, 헤드부(100)와 연결되는 Y축 이송부(330), 컨베이어부(410) 및 히트베드부(420)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 4개의 Z축 레일부(210)는 서로 평행한 방향으로 배열되고, 2개의 X-Y축 레일부(220)는 Z축 레일부(210)와 직교하는 방향으로 배열되고, 2개의 X-Y축 레일부(220) 각각은 서로 평행하는 방향으로 배열되고, Y축 레일부(230)는 한 쌍의 X-Y축 레일부(220)와 직교하는 방향으로 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, Z축 레일부(210) 상의 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치를 측정하는 리니어 스케일 센서(510)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 첫번째 Z축 이송부를 통해 X-Y 레일부로 형성되는 프레임의 각도를 자유롭게 조절할 수 있다. 이것은 수직 방향으로만 작동되었던 헤드부의 각도를 다양한 각도로 조절할 수 있는 것을 의미하며, 기존에 적용되었던 평면 적층식 성형방식에서 다양한 방식으로 3D 제품을 성형할 수 있는 장점이 있다.
특히 이것은 핵심부분을 먼저 성형한 후, 다른 각도로 헤드의 방향을 조절하여, 측면을 후가공 할 수 있는 기능을 구현할 수 있으며, 보다 향상된 방식의 3D 제품의 성형이 가능하다.
또한, 경사진 형태의 제작 방식과 컨베이어의 결합은 제품의 부분적인 성형을 연속적으로 진행할 수 있게 되기 때문에, 3D 프린터의 기본 베드를 넘어서는 크기의 제품 생산이 가능하다.
또한, 본 발명의 헤드는 최대 수평방향까지 노즐의 각도를 변환할 수 있는데, 이것은 기존의 3D 프린터에서는 성형할 수 없는 방식의 성형이 가능하다. 특히, 높은 점도의 특수한 재료를 사용하는 경우 제작된 제품의 측면에 부가적인 색상을 입히거나, 글씨를 추가로 입히는 등의 별도의 후가공을 진행할 수 있어, 기존의 수직 방향의 노즐 구조에서는 구현이 어려운 다양한 방식의 성형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 3D 프린터를 나타내는 측면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 실시예에 따른 3D 프린터가 작동되는 모습을 나타내는 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다. 이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
특히, 본 발명의 방향을 설명하기 위해 X, Y, Z축을 기준으로 설명하였지만, 이것은 절대적인 방향을 의미하는 것은 아니므로, 이제 제한되어 판단할 것이 아니며, 각 축의 방향의 관계성을 의미하는 것이므로, 이러한 관계성이 유사하다면, 같은 원리가 적용된 것으로 보아야 할 것이다.
독립된 Z축 이송부를 가지는 3D 프린터의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린터를 나타내는 측면도이다. 도 2는 도 1의 실시예에 따른 3D 프린터를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 3D 프린터는 노즐을 통해 재료를 배출하는 헤드부(100), 4개의 Z축 레일부(210), 2개의 X-Y축 레일부(220), Y축 레일부(230), Z축 이송부(310), X축 이송부(320), Y축 이송부(330), 컨베이어부(410), 히트베드부(420)를 포함한다.
먼저, 본 실시예의 3D 프린터는 4개의 Z축 레일부(210)를 포함한다. 4개의 Z축 레일부(210) 상으로 Z축 이송부(310)가 이동되며, Z축 이송부(310)는 Z축 레일부(210) 상에서 X-Y축 레일부(220)을 이동시킨다.
4개의 Z축 레일부(210)는 서로 평행한 방향으로 배열된다. 3D 프린터가 지면을 기준으로 수평 방향으로 안착된다고 가정할 때에, Z축 레일부(210)는 수직 방향으로 배치되며 Z축 레일부(210)가 수직 방향으로 이동할 수 있도록 가이드 한다.
2개의 X-Y축 레일부(220)는 Z축 레일부(210)와 직교하는 방향으로 배열되며, 2개의 X-Y축 레일부(220) 각각은 서로 평행하는 방향으로 배열된다. 2개의 X-Y축 레일부(220)는 하나의 프레임을 형성하며, 헤드부(100)가 위치하는 평면을 결정한다.
2개의 X-Y축 레일부(220)가 형성하는 가상의 평면은 Z축 이송부(310)의 위치에 의해 결정되는데, 이러한 가상의 평면을 안정적으로 형성하기 위해 Z축 이송부(310)의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 2개의 X-Y축 레일부(220)의 개수가 4개로 형성되는 것도 가능하다. 실제로 Y축 레일부(230)를 이송하기위한 지지대는 2개의 X-Y축 레일부(220)로도 구현할 수 있기 때문에, 본 실시예의 구조로도 형성이 가능하다.
단, 이 경우 X-Y축 레일부(220)으로 형성되는 가상의 평면을 보다 안정화 하기 위해서 각각의 Z축 이송부(310)들을 연결하여 주는 지지레일이 포함된 것일 수 있으며, 이것은 단순한 지지의 역할을 하는 것이며, X축 이송부(320)의 이동에는 관여되지 않는다.
한편, Z축 이송부(310)가 이동되도록 설정하는 조건은 다음과 같이 구현할 수 있다.
예시 1 : 인접하는 한 쌍의 Z축 이송부(310)가 같은 높이로 이동되는 경우 해당하지 않는 다른 한 쌍의 Z축 이송부(310)는 같은 높이로 이동되어야 한다. 한 쌍의 Z축 이송부(310)은 인접하기만 하면 대상이 어떤 것인가의 관계없이 하나의 쌍을 형성할 수 있고, 이 때에 한 쌍의 높이가 동일하면 해당하지 않는 다른 한 쌍의 높이도 동일하여야 한다.
예시 2 : 인접하지 않는 한 쌍의 Z축 이송부(310)가 같은 높이로 이동되는 경우 해당하지 않는 다른 한 쌍의 Z축 이송부(310)는 서로 대칭적인 높이로 이동되어야 한다. 서로 대칭적인 높이라고 하는 것은 이미 같은 높이로 이동된 한 쌍의 Z축 이송부(310)을 기준점으로 하여 해당하지 않는 하나의 Z축 이송부(310)가 -5cm만큼 아래로 이동되었다면, 다른 하나는 +5cm만큼 이동되어야 한다. 이것의 측정 기준은 cm 나 mm와 같은 실측 기준이 될 수 있고, 경우에 따라 비율을 기준으로 삼을 수 있다. 결과적으로 한 쌍이 같은 높이로 결정되었다면 다른 한 쌍의 평균 높이도, 같은 높이로 이동된 쌍의 높이와 동일하도록 구동되어야 한다.
결과적으로 각각의 Z축 이송부(310)의 세트를 결정하여 인접한 쌍끼리 높이가 같고, 반대측 한 쌍의 높이가 같도록 운용하는 방법과, 인접하지 않는 쌍끼리 높이가 같고, 나머지 쌍의 평균 높이가 앞서 인접하지 않는 한 쌍의 같은 높이와 동일하도록 이동하는 조건을 설정하여야 한다.
Y축 레일부(230)는 한 쌍의 X-Y축 레일부(220)와 직교하는 방향으로 배열되며, X-Y축 레일부(220)로 형성되는 가상의 평면 내에서 헤드부(100)가 실질적으로 이동하는 수단을 제공한다. Y축 이송부(330)는 헤드부(100)와 연결되며, Y축 레일부(230) 상을 이동한다. 따라서 헤드부(100)는 X-Y축 레일부(220)이 결정하는 가상의 평면 내에서 원하는 지점에 이동할 수 있게 된다.
본 실시예에서 Z축 레일부(210), X-Y축 레일부(220), Y축 레일부(230) 및 Z축 이송부(310), X축 이송부(320), Y축 이송부(330)은 레일 상에서 이동되는 이송부로 정의되었지만, 지정된 경로를 따라 이동하는 다양한 방식을 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어 Z축 이송부(310)의 경우 하단에 배치되는 Z축 이송 동력부(311)을 통해 Z축 이송부(310)가 이동되는 동력 또는 제어를 전달할 수 있다.
Z축 이송부(310), X축 이송부(320), Y축 이송부(330)가 이동하는 방식은 Z축 이송 동력부(311)경우와 같이 외부의 동력원을 제공받는 방법을 적용할 수 있고, 때로는 Z축 이송부(310), X축 이송부(320), Y축 이송부(330) 자체에 모터 등 동력원이 설치되어 자체 동력으로 이송되어 제어될 수 있다.
Z축 레일부(210) 상의 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치를 측정하는 리니어 스케일 센서부(510)가 포함될 수 있다. 리니어 스케일 센서부(510)에 의해 측정된 상기 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치의 값을 이용하여, X-Y 레일부(220)에 의해 형성되는 가상의 평면에 대한 기울기 값을 계산하는 프레임 각도 계산부를 더 포함할 수 있다.
프레임 각도 계산부는 컴퓨터 프로세스에 의한 논리적인 계산에 의해서 기울기 값을 계산하는 구성부이므로, 구체적인 구성에 대해서는 도면에는 도시되지 않았으며, 이러한 구성은 제어부 내의 컴퓨터 프로세스의 구동에 따라 구현될 수 있다.
레일부의 길이 및 이송부의 연결 상태
도 2를 다시 참조하면, 하나의 X-Y축 레일부(220)는 두개의 상기 Z축 이송부(310)와 연결 되며, X-Y축 레일부(220)는 상기 연결되는 두 개의 상기 Z축 이송부(310) 중 적어도 하나를 관통하여 연결되는 길이를 가진다.
본 실시예의 3D 프린터는 가상의 평면을 결정하는 X-Y축 레일부(220)가 기울어진 방향으로 형성될 수 있기 때문에, 각도에 따라 X-Y축 레일부(220)가 길어지기도 짧아지기도 하는 상태에 적용되어야 한다. 따라서 X-Y축 레일부(220)의 길이는 통상적으로 3D 프린터의 제작 공간의 길이보다 충분히 길게 형성되어야 하며, 이러한 경우 Z축 이송부(310)은 X-Y축 레일부(220)를 통과하는 형태로 결합된다.
하나의 X-Y축 레일부(220)에 두 개의 Z축 이송부(310)가 설치되는 경우 두 개의 X축 이송부(320) 모두가 X-Y축 레일부(220)를 관통하는 형태로 적용되거나, 이 중 하나의 X축 이송부(320)만이 X-Y축 레일부(220)을 관통하는 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예의 도면에서는 하나의 X축 이송부(320)만이 X-Y축 레일부(220)을 관통하는 형태로 도시되었다.
한편, Y축 레일부(230)는 두 개의 X축 이송부(320)과 연결되며, Y축 레일부(230)는 연결되는 두 개의 X축 이송부(320) 중 적어도 하나를 관통하는 길이를 가질 수 있다. 이것 역시, X-Y축 레일부(220)에 의해 결정되는 가상의 평면이 기울어지는 경우 Y축 이송부(330)의 길이는 더 길어지는 것이 요구되므로, 3D 프린터의 제작 공간의 길이보다 충분히 길게 형성되어야 한다.
Y축 레일부(230)는 두 개의 X축 이송부(320)과 연결되나, 이중 하나의 X축 이송부(320)만이 Y축 레일부(230)을 관통하는 구조로 형성되거나, 두 개 모두 Y축 레일부(230)을 관통하는 구조로 형성될 수 있다.
3D 제품의 새로운 제작 방식
도 3a 및 도 3b는 도 1의 실시예에 따른 3D 프린터가 작동되는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 3a를 먼저 참조하면, 헤드부(100)가 개별적으로 제작되는 3D 제품(A)을 형성하는 것을 나타낸다. 본 실시예의 3D 프린터는 기울어진 상태의 헤드부(100)가 제품에 재료를 분사함으로써 일반적인 형태인 수직 방향으로만 헤드부(100)가 제공되는 것이 아니라, 다양한 각도를 가지면서 헤드부(100)를 통해 재료를 분사할 수 있다.
특히 이것은 수직방향의 적층형 성형에서 다양한 각도에서 부가적으로 성형을 하여야 할 경우에 유용하게 적용될 수 있으며, 이를 통해 기존에서는 성형하지 못했던 방식의 성형이 가능하다.
도 3a에서 예시를 든 성형 방식은 1차적으로 헤드부(100)를 수직 방향으로 고정하여 제품(A)의 전체부를 적층 한 후, 제품(A)의 경사진 표면부(A')를 다시 기울어진 헤드부(100)를 이용하여 2차 가공하는 화면을 나타낸다. 이것은 전통적인 방식의 1차적인 가공에 더하여 표면가공을 추가적으로 실시할 수 있는 것을 의미하며, 또한, 필요한 경우 제품의 표면에 다른 색상을 가지는 재료로 그림을 그리거나, 상표의 마킹, 문자의 가공 등을 추가적으로 할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 헤드부(100)가 연속적으로 제작되는 3D 제품(B)를 형성하는 것을 나타낸다. 본 실시예의 3D 프린터는 컨테이너부(410)를 통해 제품을 이동시키면서 계속적으로 헤드부(100)로부터 재료를 분사할 수 있기 때문에, 이 과정을 동시에 수행하여 대형 3D 제품의 성형이 가능하게 된다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100 : 헤드부
210 : Z축 레일부
220 : X-Y축 레일부
230 : Y축 레일부
310 : Z축 이송부
320 : X축 이송부
330 : Y축 이송부
410 : 컨베이어부
420 : 히트베드부
510 : 리니어 스케일 센서부

Claims (8)

  1. 노즐을 통해 재료를 배출하는 헤드부(100);

    4개의 Z축 레일부(210);
    2개의 X-Y축 레일부(220);
    Y축 레일부(230);

    상기 Z축 레일부(210) 상에서 이동하며, 상기 X-Y축 레일부(220)가 연결되는 Z축 이송부(310);
    상기 X-Y축 레일부(220) 상에서 이동하며, 상기 Y축 레일부(230)가 연결되는 X축 이송부(320);
    상기 Y축 레일부(230) 상에서 이동하며, 상기 헤드부(100)와 연결되는 Y축 이송부(330);

    컨베이어부(410); 및
    히트베드부(420);를 포함하는 3D 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 4개의 Z축 레일부(210)는 서로 평행한 방향으로 배열되고,
    상기 2개의 X-Y축 레일부(220)는 상기 Z축 레일부(210)와 직교하는 방향으로 배열되고, 상기 2개의 X-Y축 레일부(220) 각각은 서로 평행하는 방향으로 배열되고,
    상기 Y축 레일부(230)는 한 쌍의 상기 X-Y축 레일부(220)와 직교하는 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Z축 레일부(210) 상의 상기 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치를 측정하는 리니어 스케일 센서부(510)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리니어 스케일 센서부(510)에 의해 측정된 상기 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치의 값을 이용하여, 상기 X-Y 레일부(220)에 의해 형성되는 가상의 평면에 대한 기울기 값을 계산하는 프레임 각도 계산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  5. 제1항에 있어서,
    하나의 상기 X-Y축 레일부(220)는 두개의 상기 Z축 이송부(310)와 연결 되며,
    상기 X-Y축 레일부(220)는 상기 연결되는 두 개의 상기 Z축 이송부(310) 중 적어도 하나를 관통하여 연결되는 길이를 가지고,
    상기 Y축 레일부(230)는 두 개의 상기 X축 이송부(320)와 연결되며,
    상기 Y축 레일부(230)는 상기 연결되는 두 개의 상기 X축 이송부(320) 중 적어도 하나를 관통하여 연결되는 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  6. 3차원 성형을 위한 재료를 배출시키는 헤드부(100);

    4개의 Z축 레일부(210);
    2개의 X-Y축 레일부(220);
    Y축 레일부(230);

    상기 Z축 레일부(210) 상에서 이동하며, 상기 X-Y축 레일부(220)가 연결되는 Z축 이송부(310);
    상기 X-Y축 레일부(220) 상에서 이동하며, 상기 Y축 레일부(230)가 연결되는 X축 이송부(320);
    상기 Y축 레일부(230) 상에서 이동하며, 상기 헤드부(100)와 연결되는 Y축 이송부(330);

    컨베이어부(410); 및
    히트베드부(420);를 포함하는 3D 프린터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 4개의 Z축 레일부(210)는 서로 평행한 방향으로 배열되고,
    상기 2개의 X-Y축 레일부(220)는 상기 Z축 레일부(210)와 직교하는 방향으로 배열되고, 상기 2개의 X-Y축 레일부(220) 각각은 서로 평행하는 방향으로 배열되고,
    상기 Y축 레일부(230)는 한 쌍의 상기 X-Y축 레일부(220)와 직교하는 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 Z축 레일부(210) 상의 상기 Z축 이송부(310)의 상대적인 위치를 측정하는 리니어 스케일 센서(510)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 프린터.
KR1020220180403A 2022-12-21 2022-12-21 독립된 z축 이송부를 가지는 3d 프린터 KR20240098548A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220180403A KR20240098548A (ko) 2022-12-21 2022-12-21 독립된 z축 이송부를 가지는 3d 프린터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220180403A KR20240098548A (ko) 2022-12-21 2022-12-21 독립된 z축 이송부를 가지는 3d 프린터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240098548A true KR20240098548A (ko) 2024-06-28

Family

ID=91668941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220180403A KR20240098548A (ko) 2022-12-21 2022-12-21 독립된 z축 이송부를 가지는 3d 프린터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240098548A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200084931A (ko) 2018-12-20 2020-07-14 이수빈 연속 모형 제작이 가능한 3d프린터

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200084931A (ko) 2018-12-20 2020-07-14 이수빈 연속 모형 제작이 가능한 3d프린터

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI616315B (zh) 可增加列印高度的三維列印機
US11260578B2 (en) Three-dimensional printing machine and three-dimensional printing method
CN103552243B (zh) 成型平面与喷嘴移动平面的调校方法
US9550324B2 (en) Three dimensional printing apparatus, printing calibration board and three dimensional printing calibration method thereof
WO2017197922A1 (zh) 网版印刷方法及压印装置
CN102272375B (zh) 用于在基底上形成基准的设备和方法
CN203805320U (zh) 3d打印机用校准工作台
US11229923B2 (en) Working apparatus and working method
EP2851179B1 (en) Device for printing simultaneously three dimensional objects
JP2016143861A5 (ko)
US10933589B2 (en) Data conversion device and lamination shaping system
KR20220080200A (ko) 3d 물체들을 형성하는 방법
CN103600493B (zh) 3d打印机的喷嘴原点调校方法
KR20240098548A (ko) 독립된 z축 이송부를 가지는 3d 프린터
CN105058790A (zh) 立体矢量打印方法及一种高效率4d矢量打印设备
CN104260355A (zh) 至少两个打印头的3d打印机的控制方法、打印方法
US10493701B2 (en) System and method for orthogonally arranging ejectors in a three dimensional object printer
KR20180001340A (ko) 개별적으로 움직이는 복수의 익스트루더 유닛을 구비한 3ｄ 프린터 및 이를 사용한 3ｄ 프린팅 방법
CN110696350A (zh) 喷墨宽度调整方法以及立体打印设备
JP6340382B2 (ja) レーザーブランキング装置を用いた加工方法
CN205033600U (zh) 一种用于3d打印机的进给机构、承载平台以及3d打印机
CN107042630A (zh) 一种高度易扩展且高精度的3d打印机
CN106426936A (zh) 一种3d打印机及其打印的停车号码牌
KR101683799B1 (ko) 형상물의 슬라이싱 단면을 영역분할하고 그 분할된 면적에 따라 빔의 크기 및 속도를 조절하여 생산속도를 향상시킨 3차원 형상 가공 방법
US20240092029A1 (en) Infill structure with increased z-strength