WO2016117763A1 - 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-d 프린터 - Google Patents

듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-d 프린터 Download PDF

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WO2016117763A1
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jig
leg
dual stage
stage structure
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PCT/KR2015/004111
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이동훈
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숭실대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a 3-D printer having a dual stage structure, and more particularly, a jetting part and a cutting part are provided together on the lamination part, and a distance between the injection part and the cutting part and between the cutting part and the lamination part.
  • the distance of the relates to a 3-D printer having a dual stage structure that can be configured variably with each other so that lamination and cutting can be performed at the same time.
  • the 3-D printer having a dual stage structure has recently been used in various fields and is a popular technology. It is widely popularized in Korea in recent years, and has been spreading through Internet shopping malls, and has attracted attention with great ripple power so that it can be referred to as a new industrial revolution abroad.
  • a 3-D printer having a dual stage structure manufactures a target object in a form of stacking predetermined materials, a step-shaped step between layers is often formed, and an additional polishing and cutting process is often required.
  • the present invention has been made to solve the above problems, the injection portion and the cutting portion is provided together on the laminate, the distance between the injection portion and the cutting portion and the distance between the cutting portion and the laminated portion is configured to be variable It is an object of the present invention to provide a 3-D printer having a dual stage structure in which lamination and cutting can be performed simultaneously.
  • the injection unit is a predetermined material is injected; And a stacking unit disposed below the spraying unit and having a predetermined structure formed by stacking the material on an upper surface thereof. And a cutting part disposed between the lamination part and the injection part and grinding the structure formed on the lamination part, wherein the distance between the lamination part and the cutting part and the distance between the cutting part and the lamination part are variably changed. It is composed.
  • the apparatus further includes a frame provided on an outer side of the spraying part, the cutting part, and the stacking part, wherein the frame is connected to at least one of the spraying part, the cutting part, and the stacking part, and extends in a vertical direction. At least one of the spraying part, the cutting part, and the stacking part is configured to move in the vertical direction along the frame.
  • the frame includes a plurality of main guide beams extending in a vertical direction, and inside the respective main guide beams, a main guide rail extending in a vertical direction is formed, and the spraying part, the stacking part, At least one outer side of the cutting portion is provided with a main guide portion connected to the main guide rail, respectively, and at least one of the spraying portion, the lamination portion, and the cutting portion is configured to be displaceable in the vertical direction along the main guide rail. .
  • the frame includes an outer frame having a plurality of outer guide beams arranged in a circular shape, and a rotating frame having one or more rotating guide beams arranged radially inward of a circle formed by the plurality of outer guide beams.
  • a cutting part connected to an inner side of the rotating frame, wherein each of the rotating guide beams extends in a vertical direction, and the cutting part is movable up and down along the rotating frame, wherein the rotating frame includes:
  • the cutting part is variably configured by being rotatable in the outer frame about the center of the circle formed by the outer guide beam.
  • the rotating frame includes a connecting means in the form of a ring connected to a lower portion of the rotating guide beam and configured concentrically with a circle formed by the plurality of outer guide beams, wherein the outer frame includes: And a cylindrical connecting means connecting the lower portion of the outer guide beam and inserted into the ring-shaped connecting means, wherein the ring-shaped connecting means rotates about the cylindrical connecting means to rotate the rotating frame.
  • the stacking portion includes a height adjusting device disposed below the cylindrical connecting means, and the height adjusting device variably adjusts the height of the stacking portion.
  • the lamination part includes a first jig having a predetermined area, a bed disposed on an upper surface of the first jig, and a material laminated from the injection part is laminated, and a plurality of support holes are formed on the bed. do.
  • the bed includes first to third build plates having a predetermined area and sequentially stacked, wherein the first to third build plates each have first to third support holes.
  • Each of the first to third build plates is configured to be displaceable in the horizontal direction, and the first to third supporting holes are configured to overlap or shift in the vertical direction.
  • the stacking portion further includes a height adjusting device disposed below the first jig and moving the first jig in the vertical direction.
  • the height adjustment device is configured such that the length of the vertical direction is variable so that the position of the first jig and the bed is variable in the vertical direction.
  • the outer side of the first jig is provided with a first main guide portion connected to the main guide rail is configured to be able to move the first jig in the vertical direction along the main guide rail.
  • the spraying unit includes a second jig connected to the frame and having a predetermined space therein, and a spraying device disposed in the space, wherein the second jig is disposed in the space and at least one And a first guide beam extending in a direction, wherein the injection device is connected to the first guide beam, extends perpendicularly to the first guide beam, and extends along the first guide beam. And a second guide beam displaced in a direction to which the nozzle is connected, wherein the nozzle is connected to the second guide beam and has a configuration in which the second guide beam is displaced along a direction of the second guide beam.
  • the second jig has a third main guide part connected to the main guide rail, and has a configuration capable of moving along the main guide rail.
  • the cutting part has a second main guide part which is connected to the main guide rail on the outside to move upward and downward along the main guide rail and has a predetermined space part therein, the third jig in the space part.
  • a cutting device disposed, and a connecting portion connecting the third jig and the cutting device, wherein the connecting portion includes one or more legs variably configured to allow the cutting device to be displaced in the space portion.
  • the third jig has an inner guide rail formed therein along an inner circumferential surface
  • the connection part further includes an inner guide part connected to the inner guide rail and configured to move along the inner guide rail.
  • the leg is connected to the inner guide part, and the cutting device is configured to move in the space part according to the movement of the inner guide part.
  • the third jig is configured in a ring shape having a predetermined radius of curvature and the space portion is circular, and the inner guide rail is formed along an inner circumferential surface of the ring-shaped third jig to be predetermined.
  • the inner guide portion is configured to have a radius of curvature equal to the radius of curvature of the inner guide rail to move along the inner guide rail.
  • the legs are provided with one or more legs, each leg extends with a predetermined length and connects one link connecting between the inner guide portion and the cutting device, or a plurality of links connected in series. And both ends of each link are rotatably connected on one plane formed by the space part such that the cutting device is displaced on the plane.
  • the legs are provided with three or more, each end is connected to the cutting device and the other end is connected to the inner guide portion to form a parallel connection.
  • the connecting portion includes a first leg, a second leg, and a third leg, wherein the second leg is disposed between the first leg and the third leg, and the first leg is rotatable with each other.
  • the legs are provided with one or more, at least one of the legs is variable in length so that the cutting device is configured to vary in position in the space portion.
  • the cutting portion is formed in a ring shape having a predetermined central axis and radius and is connected to each of a ring-shaped jig having a space therein and a radially outer side of the ring-shaped jig, wherein the ring-shaped jig is about the central axis.
  • a plurality of brackets rotatably connected, a cutting device disposed in the space part, and a connection part connecting the ring-shaped jig and the cutting device, wherein each bracket is connected to the main guide beam,
  • the bracket includes a curved guide rail formed therein and to which the ring-shaped jig can be connected, and the curved guide rail is configured to allow the ring-shaped jig to rotate along the curved guide rail. It has the same radius of curvature as the radius of curvature.
  • the legs are provided with one or more legs, each leg having one length extending to a predetermined length and connecting one link connecting the ring-shaped jig and the cutting device, or a plurality of links connected in series. And both ends of each link are rotatably connected on one plane formed by the space part so that the cutting device is displaced on the plane.
  • the legs are provided with three or more, each end is connected to the cutting device and the other end is connected to the inner ring-shaped jig to form a parallel connection.
  • the connecting portion includes a first leg, a second leg, and a third leg, wherein the second leg is disposed between the first leg and the third leg, and the first leg is rotatable with each other.
  • the legs are provided with one or more, at least one of the legs is variable in length so that the cutting device is configured to vary in position in the space portion.
  • the cutting device includes a housing connected to the leg, and a cutting mechanism connected to the housing, wherein the cutting mechanism includes an up and down direction about an axis extending in parallel with a plane in which the link rotates. It is connected to the housing so as to be rotatable.
  • the cutting mechanism includes a cutting tip for performing cutting and an air blower for exhausting air.
  • the frame includes a plurality of main guide beams extending in a vertical direction, wherein the lamination part is connected to a part of the plurality of main guide beams, and the cutting part is connected to another part of the plurality of main guide beams. Connected, the lamination part and the cutting part are configured to be displaceable in a vertical direction along the main guide rail.
  • the support of the structure can be achieved simply and easily, and also the result can be constructed that meets the desired purpose by not unnecessarily leaving the position despite the force applied in the cutting process.
  • cutting and polishing are performed by the cutting unit simultaneously with the injection of the raw material through the injection unit. Therefore, the structure can be quickly manufactured by cutting and polishing by the cutting unit at the same time as the lamination of the materials.
  • 1 and 2 is a view showing the structure of a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a 3-D printer having a dual stage structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the structure of a 3-D printer having a dual stage structure according to another embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 illustrate a 3-D printer having a dual stage structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 to 13 are views illustrating a structure of a lamination part in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 14 to 16 are diagrams showing the structure of a laminate in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 17 to 20 are diagrams illustrating a structure of a lamination part in a 3-D printer having a dual stage structure according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • 21 to 24 are views illustrating a structure of a bed applied to a lamination part in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 25 and 26 are views showing the structure of the ejection portion in the 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 27 to 32 are views illustrating a structure of a cutting unit in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 33 and 34 are views illustrating a structure of a cutting unit in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 35 to 39 are views illustrating a structure of a cutting unit in a 3-D printer having a dual stage structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 40 is a view showing the structure of a bracket used in a cutting unit in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 41 to 48 each show the structure of a 3-D printer having a dual stage structure according to another embodiment of the present invention.
  • 49 is a view showing one embodiment of an object to be configured by a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 50 to 57 are views illustrating a configuration process of a predetermined object by a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • 58 is a diagram showing one form of the result configured by the 3-D printer having the dual stage structure according to the embodiment of the present invention.
  • spatially relative terms “bottom”, “top”, “side”, etc., as shown in the figures, may be used to easily describe the correlation of one member or component with another member or component.
  • Spatially relative terms should be understood to include terms in which the members are shown in different directions in use or operation in addition to the directions shown in the figures, for example, when the members shown in the figures are reversed.
  • a member described as “top” of may be placed at the “bottom” of another member, thus, the exemplary term “top” may include both the up and down directions.
  • spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
  • FIG. 1 and 2 show the structure of a 3-D printer 1 having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • the 3-D printer 1 having a dual stage structure includes a spray unit 300 through which a predetermined material is injected; And a stacking unit 200 disposed below the spraying unit 300 and having a predetermined structure formed by stacking the material on an upper surface thereof. And a cutting part 400 disposed between the lamination part 200 and the injection part 300 to grind a structure formed on the lamination part 200.
  • the injection part 300 and the cutting part The distance between the 400 and the distance between the cutting unit 400 and the stacking unit 200 is configured to be variable.
  • the injection unit 300 may be connected to a predetermined supply device for supplying a predetermined material and may include a nozzle 340 for injecting the material.
  • the material may be a solid material, a gel material, a liquid material, etc. suitable for a predetermined structure configuration, but is not limited thereto.
  • the nozzle 340 may spray the material so that the material is stacked on the stacking unit 200 to be described later. At this time, the nozzle 340 provided in the injection unit 300 may be displaced on a plane to control the position where the material is stacked.
  • the stacking unit 200 may be disposed below the spraying unit 300, and may have a structure such as a predetermined shelf that allows a predetermined structure to be formed as the materials sprayed from the spraying unit 300 are stacked. .
  • a predetermined cutting part 400 is positioned between the injection part 300 and the lamination part 200.
  • Cutting unit 400 has a configuration that can be trimmed by cutting, polishing the structure formed on the laminated portion 200 while being displaced between the injection unit 300 and the laminated portion 200.
  • the distance between the injection unit 300 and the cutting unit 400 and the distance between the cutting unit 400 and the stacking unit 200 are configured to be variable. That is, as the material sprayed from the spraying unit 300 is stacked on the stacking unit 200, the distance between the spraying unit 300 and the stacking unit 200 is adjusted, whereby the cutting unit 400 is The structure can be cut and processed while moving. Accordingly, the cutting of the structure can be performed simultaneously with spraying and laminating.
  • the 3-D printer according to the present invention has a dual stage structure. That is, the injection part 300-the cutting part 400-the lamination part 200 are sequentially provided in a downward direction, and the structure composed of the materials laminated in the lamination part 200 is cut in the cutting part 400. Can be processed. Accordingly, lamination and cutting can be performed simultaneously.
  • the injection unit 300, the stacking unit 200, and the cutting unit 400 may be connected to and supported by a predetermined frame 100.
  • a predetermined frame 100 Hereinafter, each of the frames 100 will be described.
  • the frame 100 is provided outside the lamination part 200, the injection part 300, and the cutting part 400, and the lamination part 200, the injection part 300, and the cutting part 400. It may be connected to at least one of, and may extend in the vertical direction. Accordingly, at least one of the stacking unit 200, the injection unit 300, and the cutting unit 400 moves in the vertical direction along the frame 100, and the stacking unit 200 is moved by the frame 100. ), The injection unit 300, and the cutting unit 400 may be positioned at the correct position to perform the injection, lamination and cutting of the material.
  • the stacking unit 200 and the cutting unit 400 may have a configuration capable of displacing in the vertical direction along the frame 100. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the injection unit 300 is fixedly positioned on the upper portion of the frame 100 to spray the material, and the material is laminated on the stacking unit 200. As a structure is formed, a structure having a desired shape may be configured as the stacking part 200 is displaced in the vertical direction. In addition, the cutting unit 400 can also cut and polish each part of the structure as the vertical displacement.
  • the injection unit 300 located in the upper position is fixed in the vertical direction, the nozzle 340 is displaced on the plane.
  • the material may be sprayed at a predetermined position on a plane.
  • a structure having a desired shape may be easily configured.
  • the nozzle 340 for injecting the material is fixed at a predetermined height position and is displaced on the plane, and the laminate 200 may have a simple structure by displacing in the vertical direction.
  • the above description shows an embodiment in which the stacking unit 200 and the cutting unit 400 are displaced in the vertical direction along the frame 100, but is not limited thereto.
  • the lamination part 300, the cutting part 400, and the injection part 200 are all connected to the frame 100 so as to be displaceable in the vertical direction. It is also possible to have according to another example, only the cutting part 400 is connected to the frame 100 and moves in the vertical direction, and the lamination part 200 may be moved in the vertical direction by a separate height adjusting device. .
  • the frame 100 includes a plurality of main guide beams 110 extending in the vertical direction, each of which Inside the main guide beam 110, a main guide rail 112 extending in a vertical direction, respectively, is formed, and outside at least one of the spraying unit 300, the stacking unit 200, and the cutting unit 400,
  • Each of the main guide parts connected to the main guide rails 112 is provided, and at least one of the spraying part 300, the stacking part 200, and the cutting part 400 extends along the main guide rail 112. It is configured to be displaceable.
  • the main guide beams 110 may be provided in four positions located at four orientations, respectively. Of course, this may be provided with, for example, less than or more main guide beams 110.
  • the main guide beams 110 may be arranged side by side with a predetermined arrangement with each other in an upright state.
  • the main guide beam 110 constituting the frame 100 is not limited to being connected to the stacking unit 300, the cutting unit 400, and the injection unit 200 together.
  • the main guide beams 110 are disposed in four rooms, and the two first main guide beams 110A facing each other are connected to the stack 200 and face each other.
  • Another second main guide beam 110B is also possible, such as connected to the cutting unit 400. That is, a plurality of main guide beams 110 are provided, and some of them may be selectively connected to one or more of the stacking unit 300, the cutting unit 400, and the injection unit 200.
  • Each of the main guide beams 110 is formed with a main guide rail 112 extending in the vertical direction.
  • a predetermined main guide part connected to the main guide rail 112 is provided outside at least one of the spraying part 300, the stacking part 200, and the cutting part 400, and the spraying part 300 is provided.
  • At least one of the stacking unit 200 and the cutting unit 400 may be displaced in the vertical direction along the main guide rail 112.
  • the shape of the main guide rail 112 and the main guide part is not limited, and the main guide part and the main guide rail 112 may be connected to guide the displacement thereof.
  • the outer side of the injection unit 300, the stacking unit 200 and the cutting unit 400 are all provided with the main guide portion may be connected to the main guide rail 112, any two or only one is connected It is also possible.
  • a predetermined driving device and a control device may be further provided to fix the displacement and the position of the stacking part 200 and the cutting part 400.
  • the spraying unit 300, the stacking unit 200, and the cutting unit 400 may be easily displaced in the vertical direction along the main guide beam 110.
  • the frame 100 may include an outer frame 120 having a plurality of outer guide beams 122 arranged in a circular shape, and a radially inner side of a circle formed by the plurality of outer guide beams 122. And a rotating frame 130 having one or more rotating guide beams 132 arranged in the cutting frame 400, wherein the cutting unit 400 is connected to the inside of the rotating frame 130, and the rotating guide beams 132 are respectively provided. Is extended in the vertical direction so that the cutting unit 400 is movable in the vertical direction along the rotation frame 130, and the rotation frame 130 is formed of a circle formed by the plurality of outer guide beams 122.
  • the position of the cutting unit 400 is configured to be variable by being configured to be rotatable within the outer frame 120 about a center.
  • the frame 100 may be configured as an outer frame 120 and a rotating frame 130 provided inside the outer frame 120 and rotating in the outer frame 120. have.
  • the outer frame 120 has a plurality of outer guide beams 122, and the outer guide beams 122 are arranged in a circle. That is, the outer guide beams 122 may be disposed at edge portions of one circle, respectively.
  • Each of the outer frames 120 extends in the vertical direction.
  • the rotating frame 130 includes one or more rotating guide beams 132 arranged in the radially inner side of the circle formed by the plurality of outer guide beams 122.
  • the rotation guide beam 132 also extends in the vertical direction, and may rotate about the center of the circle formed by the outer guide beam 122.
  • a plurality of the rotating frame 130 is provided, it is also possible to be arranged in the form of a circle and concentric circles formed by the outer guide beam 122, but is not limited thereto.
  • the auxiliary guide rail 134 extending in the vertical direction may be formed inside the rotating guide beam 132.
  • the role of the auxiliary guide rail 134 is similar to the main guide rail 112 described above. That is, the second main guide part 412 provided in the cutting part 400 may be connected to move the cutting part 400 in the vertical direction.
  • the rotating frame 130 is connected to the lower portion of the rotating guide beam 132, the ring-shaped connecting means 136 composed of concentric with the circle formed by the plurality of outer guide beam 122 ) May be included. That is, it may be configured as shown in Figs. In this case, when there are a plurality of rotating guide beams 132, the lower portion of each rotating guide beam 132 may be connected to the connecting means 136 of the ring shape.
  • the outer frame 120 may include a cylindrical connecting means 124 connecting lower portions of the plurality of outer guide beams 122 and inserted into the ring-shaped connecting means 136.
  • the cylindrical connecting means 124 may have an outer diameter corresponding to the inner diameter of the ring-shaped connecting means 136.
  • the outer guide beam 122 and the cylindrical connecting means 124 is not directly connected, the lower portion of the plurality of outer guide beam 122 is connected through a jig of a predetermined area, and the upper portion of the jig
  • the cylindrical connecting means 124 may be provided.
  • the rotating frame 130 may be rotated.
  • a driving means such as a predetermined motor may be provided for the rotation of the rotating frame 130.
  • the upper part of the cylindrical connecting means 124, the stacking unit 200 is located, the lower portion of the stacking unit 200, the predetermined height adjustment device for moving the position of the stacking unit 200 in the vertical direction ( 202 may be provided.
  • the height adjusting device 202 may move, for example, the stack 200 by varying its length in the vertical direction. Detailed description thereof will be described with reference to the stacking unit 200 to be described later.
  • the cutting unit 400 is connected to the inside of the rotating frame 130.
  • the cutting unit 400 is connected to the rotation guide beam 132 so that the cutting unit 400 can move in the vertical direction along the rotation guide beam 132.
  • the cutting unit 400 may move in a plane as the rotating frame 130 rotates. Thus, cutting to an appropriate position can be made.
  • stacking unit 200 will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 24.
  • the stacking unit 200 is a bed on which the first jig 210 having a predetermined area and the first jig 210 and the material sprayed from the spraying unit 300 are stacked. And a support hole 222 is formed on the bed 220.
  • the stacking unit 200 has a plate-shaped first jig 210 having a predetermined area. Meanwhile, according to an example, a first main guide part 212 connected to the frame 100 may be provided at a side of the first jig 210.
  • a bed 220 on which material injected from the spraying unit 300 is stacked is provided.
  • the bed 220 is configured such that a structure is formed by substantially stacking materials, and has a predetermined area.
  • a plurality of support holes 222 are formed in the bed 220.
  • the support hole 222 is composed of a hole having a predetermined diameter and depth, and has a size sufficient for injection of the injected material.
  • the structure may be firmly supported on the bed 220. That is, when the material is sprayed on the bed 220, the material is first introduced into the support hole 222, and then continuously forms a structure. Thus, the lower part of the structure constitutes a form inserted into the support hole 222, whereby support is achieved.
  • the structure is supported without a separate complicated configuration, apparatus, and the structure can be fixed in place despite the force applied when the cutting by the cutting unit 400 is made.
  • the first jig 210 may move in the vertical direction.
  • the first main guide part 212 is connected to the main guide rail 134 of the frame 100 at the side of the first jig 210. Is provided, the first jig 210 and the stacking portion 200 may move in the vertical direction along the main guide rail 134.
  • the first jig 210 is moved upward and downward by the height adjusting device 202 provided below the first jig 210. It is also possible.
  • the first jig 210 may move in the vertical direction as shown by the arrow U.
  • the first main guide part 212 is provided at the side of the first jig 210 to be connected to the main guide rail 134. .
  • the first main guide part 212 is not provided in the first jig 210 and the side part may not be connected to the main guide rail 134. have.
  • the first jig 210 may move in the vertical direction as shown by the arrow U.
  • FIG. such an embodiment may be applied to the embodiment described with reference to FIGS. 5 to 7. That is, as shown in Figure 20, the outer frame 120 and the rotating frame 130 is provided, the outer frame 120 and the rotating frame 130 is a ring-shaped connecting means 136 and the cylindrical connecting means 136 Connected by In this case, the height adjustment device 202 may be located on the cylindrical connecting means 124 described above. That is, since the side of the stacking unit 200 is not connected to the frame 100, the rotation frame 130 connecting the cutting unit 400 may rotate independently.
  • the height adjustment device 202 the lower portion is connected to the frame 100, the upper portion is connected to the lower surface of the first jig 210, the vertical length is variable so that the first jig 210 and
  • the position of the bed 220 may be configured to vary in the vertical direction. That is, a height adjusting device 202 formed of a predetermined tower structure is provided under the first jig 210, and the height of the first jig 210 is variable by adjusting the height of the height adjusting device 202. Can be.
  • 21 to 24 schematically illustrate a structure of a bed 220 applied to the stacking unit 200 in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • the bed 220 includes first to third build plates 230, 240 and 250 having a predetermined area and sequentially stacked, and the first to third build plates 230, 240 and 250.
  • the third to third support holes 234, 244, and 254 may overlap or shift each other in the vertical direction.
  • the bed 220 may have first to third build plates 230, 240, and 250 stacked with a predetermined area.
  • Each build plate is a plate-like member having a predetermined area and thickness, and may have a stacked structure.
  • the first to third build plates 230, 240, and 250 may have a plurality of first to third support holes 234, 244, and 254, respectively, formed over an area, respectively.
  • the arrangement structure of the three support holes 234, 244, and 254 may be the same.
  • the first to third build plates 230, 240, and 250 may be horizontally displaced from each other, such that the first to third support holes 234, 244, and 254 may overlap or shift in the vertical direction. Can be. That is, the first to third support holes 234, 244, and 254 may be all positioned at the same position to form one through hole, or a portion may be blocked in the vertical direction by being shifted from each other.
  • the first build plate 230 and the second build plate 240 support each other with the first support hole 234 and the second support.
  • the holes 244 may be arranged to overlap each other. Accordingly, the material is introduced into the first support hole 234 and the second support hole 244, and as described above, the material is stacked upward from the first support hole 234 and the second support hole 244. The formed material is supported by hardening the material in the first and second support holes 234 and 244. In this case, the third support hole 254 is disposed to be positioned at an offset position.
  • 25 and 26 are views showing the structure of the ejection portion in the 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • the configuration of the injection unit 300 will be described in more detail with reference to FIGS. 25 and 26.
  • the injection unit 300 is connected to the frame 100, the second jig 310 formed with a predetermined space portion 316 therein, and disposed in the space portion 316 Including an injection device 320, the second jig 310 includes a first guide beams 312, 314 disposed in the space portion 316 and extending in at least one direction, the injection device 320 ) Is connected to the first guide beams 312 and 314, and extends perpendicular to the first guide beam and is displaced in a direction in which the first guide beam extends along the first guide beams 312 and 314.
  • a nozzle 340 connected to the second guide beam 330 and the second guide beam 330 and displaced in a direction in which the second guide beam 330 extends along the second guide beam 330. It includes.
  • the second jig 310 is connected to the frame 100. As described above, according to an example, as shown in FIGS. 1 and 2, the second jig 310 may be fixedly connected to an upper end of the frame 100. According to another example, as shown in FIG. 3, the second jig 310 has a third main guide part 302 connected to the main guide rail 112 to connect the main guide rail 112. Therefore, it may have a configuration that can move in the vertical direction.
  • a space portion 316 having a predetermined area is formed in the second jig 310, and an injection device 320 having a nozzle 340 for injecting material is located in the space portion 316.
  • the injection device 320 is displaced in the space 316.
  • First guide beams 312 and 314 are provided in the space 316.
  • the first guide beams 312 and 314 have a configuration extending in one direction across the space portion 316, and is provided with one or more.
  • one first guide beam 312 and 314 may extend in parallel to each other at both sides of the space 316.
  • the injection device 320 includes a second guide beam 330 and a nozzle 340.
  • the second guide beam 330 is connected to the first guide beams 312 and 314, extends perpendicularly to the first guide beams 312 and 314, and along the first guide beam. 312 and 314 are displaced in the direction in which they extend. Accordingly, predetermined connecting means 322 and 324 for displaceably connecting the second guide beam 330 to the first guide beams 312 and 314 may be provided.
  • the nozzle 340 is connected to the second guide beam 330, and is displaced in a direction in which the second guide beam 330 extends along the second guide beam 330.
  • the nozzle 340 may spray the material through a predetermined injection hole 342.
  • the nozzle 340 and the second guide beam 330 are displaced along the direction in which the first guide beams 312 and 314 extend, and the nozzle 340 is The second guide beam 330 is displaced along the extending direction. That is, the nozzle 340 may be displaced to an arbitrary position on one plane, and thus injection of material may be performed at a desired position.
  • FIGS. 27 to 32 are views illustrating a structure of a cutting unit 400 in a 3-D printer having a dual stage structure according to an embodiment of the present invention.
  • the cutting unit 400 has a second main guide portion 412 connected to the main guide rail 112 on the outside to the main guide rail 112 And a third jig 410 having a predetermined space 416 therein, a cutting device 470 disposed in the space 416, and the third jig 410. And a connection part 420 connecting the cutting device 470, wherein the connection part 420 includes one or more legs variably configured to allow the cutting device 470 to be displaced in the space part 416.
  • the third jig 410 has a second main guide portion 412 on the outside, the second main guide portion 412 is connected to the main guide rail 112 to induce vertical displacement.
  • a space portion 416 having a predetermined area is formed therein, and a predetermined cutting device 470 and a connection portion 420 are positioned in the space portion 416.
  • the third jig 410 may have a circular ring shape as shown in FIG. 27, but is not necessarily limited thereto. That is, the third jig 410 may have various shapes such as an ellipse and a polygon.
  • the cutting device 470 and the connection part 420 are located in the space part.
  • the cutting device 470 is a member that substantially cuts and polishes the structure
  • the connection part 420 is a member that connects the cutting device 470 and the third jig 410.
  • the connection part 420 includes one or more legs, and the legs connect the cutting device 470 and the third jig 410.
  • the third jig 410 has an inner guide rail 414 formed on the inner side along the inner circumference.
  • the inner guide rail 414 may have a shape such as a groove extending in a circumferential direction along an inner circumferential surface of the third jig 410 and may be connected to an inner guide part 430 to be described later. It is sufficient to have a configuration that can guide the movement of (430).
  • connection part 420 further includes an inner guide part 430 connected to the inner guide rail 414 and configured to move along the inner guide rail 414, wherein the leg includes the inner guide part ( It is connected to the 430, the cutting device 470 is configured to move in the space 416 in accordance with the movement of the inner guide portion 430.
  • the inner guide part 430 may be connected to the inner guide rail 414 and move inside the space part 416 along the inner guide rail 414.
  • the inner guide part 430 may be connected to the inner guide rail 414 to be displaced along the inner guide rail 414. Therefore, the inner guide part 430 may be displaced by turning the inner circumferential surface of the third jig 410.
  • one end of the leg is connected to the inner guide part 430 and the other end is connected to the cutting device 470 so that the cutting device 470 rotates and displaces in the space part.
  • the movement of the third jig 410 and the number of the cutting device 470 and the connection part 420 may be limited to a certain range without necessarily being limited thereto.
  • the inner guide part 430 may have a form suitable to be displaceable along the inner guide rail 414.
  • the third jig 410 may be configured in a circular ring shape having a predetermined radius of curvature so that the space part 416 may have a circular shape.
  • the inner guide rail 414 is also formed along the inner circumference of the ring-shaped third jig 410 is configured to have a predetermined radius of curvature.
  • the inner guide part 430 may have the same radius of curvature as the radius of curvature of the inner guide rail 414 to move along the inner guide rail 414. That is, the inner guide part 430 may have a circular shape or a part of a circle, and may have a configuration in which the inner guide part 430 is curved or variable in shape, but is not limited thereto.
  • each of the legs has a predetermined length and includes one or more links connected to the inner guide portion 430 and the cutting device 470. At this time, both ends of each link may be rotatably connected on one plane formed by the space part so that the cutting device 470 may be displaced on the plane.
  • each leg is composed of one or more links having a predetermined length
  • the link is a cutting device 470 connected to the link rotatably connected on a predetermined plane ) Can rotate on the plane.
  • one leg may be provided, the leg may be configured by one or more links, and the links may be rotated with each other so that the cutting device 470 may be displaced on one plane. It is also possible for the legs to operate in combination with each other to vary the position of the cutting device 470.
  • the cutting part 400 may perform cutting at a wide range of positions on a predetermined plane. .
  • the legs are provided with three or more, each end is connected to the cutting device 470 and the other end is connected to the inner guide portion 430 has a configuration to form a parallel connection.
  • three or more legs are provided between the inner guide part 430 and the cutting device 470 to form a parallel connection, thereby improving the operating efficiency and the operating accuracy of the cutting device 470.
  • the connection part 420 includes a first leg 440, a second leg 450, and a third leg 460, and the second leg 450.
  • first leg 440 is a first link 442, hingedly rotatably connected to each other, and the second link 444
  • the second leg 450 includes a third link 452, and the third leg 460 is hingedly connected to each other by a fourth link 462 and a fifth link 464. It may have a configuration that includes).
  • a predetermined driving device may be provided at the pivot connection point of each link to perform the rotation of the link.
  • the cutting device 470 is displaced.
  • the rotation connection point at which the driving device is disposed may be selected to be suitable for the displacement of the cutting device 470.
  • the cutting device 470 includes a housing 472 connected to the leg, and a cutting mechanism 474 connected to the housing 472, and the cutting mechanism 474 includes:
  • the link is connected to the housing 472 so as to be rotatable in a vertical direction about an axis extending in parallel with a plane in which the link rotates.
  • the cutting device 470 has a predetermined housing 472 connected to the leg, and a cutting mechanism 474 for performing substantial cutting and polishing is provided with the housing ( Connected to 472, the cutting mechanism 474 has a configuration that can be rotated in the vertical direction, the cutting can be performed in a wider position.
  • the cutting device 470 moves in a predetermined coordinate on one plane according to the rotation of the link of the leg, and the cutting mechanism 474 provided in the cutting device 470 rotates in the vertical direction. Cutting and polishing of the position may optionally take place.
  • the cutting mechanism 474 may include a cutting tip 476 for performing cutting and an air blower 478 for discharging air. That is, as shown in Figs. 33 and 35, in addition to the cutting tip 476 that rotates to substantially perform cutting and polishing, it is provided with an air blower 478 for supplying air to the cut position, so as to grind and cut. By-products by can be easily removed.
  • 35 to 39 are views showing the structure of the cutting unit 400 in the 3-D printer having a dual stage structure according to another embodiment of the present invention, respectively.
  • connection part 420 is not limited to the above-described form, but may have a multi-joint structure composed of legs having a plurality of links.
  • all legs constituting all the connection parts 420 have a multi-joint structure having a plurality of links.
  • At least one of the legs constituting the connecting portion 420 may have a configuration in which the length is variably adjusted.
  • one leg has a configuration in which the length is variably adjusted.
  • connection unit 420 may be composed of one leg, and the leg may have a configuration in which a plurality of links are connected in series to rotate.
  • the leg may have a configuration in which a plurality of links connected in series rotate with each other.
  • connection portion may have various structures.
  • 38 and 39 are views illustrating a cutting part 400 according to another embodiment of the present invention. 40 shows the structure of the bracket 490 used therein.
  • the cutting unit 400 is formed in a ring shape having a predetermined central axis and radius, the ring jig 480, the space portion 482 is formed therein, the diameter of the ring jig 480
  • Each of the ring-shaped jig 480 is connected to the outer side in the direction, and may include a plurality of brackets 490 rotatably connected about the central axis.
  • the cutting device 470 is disposed in the space 482, the connection jig 420 for connecting the ring-shaped jig 480 and the cutting device 470 is the same.
  • the ring jig 480 is similar to the third jig and is configured to have a circular ring shape having a predetermined central axis and radius.
  • the ring jig 480 is not directly connected to the frame 100, but is connected through the bracket 490. That is, the bracket 490 is connected to the frame 100, and the ring-shaped jig 480 is connected to the bracket 490.
  • Each of the brackets 490 is connected to the main guide beam 110 constituting the frame 100, respectively, and has a second main guide portion 492 connected to the main guide rail 112 on the outside thereof. It is configured to be able to move in the vertical direction along the main guide rail 112.
  • the bracket 490 is respectively connected to the radially outer side of the ring jig 480, the ring jig 480 is rotatably connected about the central axis. That is, the bracket 490 is connected to the outer side in the radial direction of the ring jig 480 to support the ring jig 480, the ring jig 480 can be rotated in a state connected to the bracket 490 have.
  • the bracket 490 may include a curved guide rail 494 formed therein and to which the ring-shaped jig 480 may be connected, and the curved guide rail 494 may include the ring-shaped jig 480. It may have a radius of curvature equal to the radius of curvature of the ring-shaped jig 480 to rotate along the curved guide rail 494. That is, for example, a groove having a predetermined curvature is formed in the bracket 490 to form the curved guide rail 494, and a portion of the ring-shaped jig 480 is seated and connected to the curved guide rail 494. Can be. Accordingly, the ring-shaped jig 480 may rotate as shown by arrow R of FIG. 39 while being connected to the curved guide rail 494.
  • the shape and arrangement of the injection unit 300, the cutting unit 400, the stacking unit 200, and the frame 100 is not limited as described above. That is, as shown in FIGS. 41 to 48, the third jig 410 of the cutting part 400 may have a shape such as a polygon, an ellipse, etc. in addition to the circular shape. Similarly, the stacking unit 200 and the spraying unit 300 may have various shapes. In addition, the shape and arrangement of the frame 100 may vary according to such a configuration and form.
  • the arrangement of the frame 100 may be made at a position corresponding to each side of the rectangle, and in this case, the formation of a structure closer to the rectangle may be performed. It can be done easily and the space utilization can be made selectively.
  • the configuration of the cutting device 470 and the connection unit 420 provided in the cutting unit 400 may be various.
  • a joint 420 in the form of a multi-joint serial mechanism may be provided, such that the cutting device 470 may also move in 3D space without moving on one plane.
  • it in addition to the rotation by having a hinge connection, it can be variously displaced by having a rotary joint or the like.
  • a plurality of cutting devices 470 and the connecting portion 420 may be provided, and accordingly, each cutting device 470 may perform cutting and polishing within a predetermined range.
  • FIG. 49 is a view showing one form of the object W to be configured by the 3-D printer 1 having the dual stage structure according to the embodiment of the present invention
  • FIGS. 50 to 57 are views of the present invention
  • 58 is a view illustrating a configuration process of a predetermined object W by the 3-D printer 1 having the dual stage structure according to the embodiment
  • FIG. 58 is a 3-stage having the dual stage structure according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows one form of the result material comprised by the D printer 1.
  • the object W in the form as shown in FIG. 49 is intended to be produced by the 3-D printer 1 having the dual stage structure according to the present invention.
  • the lamination part 200 and the cutting part 400 are positioned in an initial state.
  • the lamination part 200 is positioned adjacent to the injection part 300 and injects material onto the bed 220 of the lamination part 200.
  • the support hole 222 is formed on the bed 220 so that the material is first injected into the support hole 222, the structure that is subsequently formed is fixed by the support hole 222 is supported Can be.
  • the final result is formed as shown in Figure 58, has a form in which a predetermined protruding tip (P) is formed at the bottom.
  • P protruding tip
  • the lowering of the lamination part 200 and the cutting and grinding by the cutting part 400 are performed simultaneously with the injection of the material through the injection part 300.
  • the nozzle 340 provided in the injection unit 300 is properly displaced, the injection position of the material is variable, the stacking unit 200 is lowered, the material is properly laminated, the cutting unit 400 is cut and polished.

Abstract

본 발명은 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 프레임; 소정의 소재가 분사되는 분사부; 및 상기 분사부 아래에 배치되며 상면에 상기 소재가 적층되어 소정의 구조물이 조성되는 적층부; 상기 적층부와 상기 분사부 사이에 배치되며 상기 적층부 상에 조성된 구조물을 연마하는 절삭부;를 포함하며, 상기 프레임은, 상기 적층부, 분사부, 및 절삭부의 외측에 연결되며, 상기 적층부 및 절삭부는 상기 프레임을 따라서 상하 방향으로 변위 가능하게 구성되고 상기 노즐은 평면 상에서 변위 가능하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에 관한 것이다.

Description

듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터
본 발명은 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 적층부 상에 분사부와 절삭부가 함께 마련되며, 분사부와 절삭부 사이의 거리 및 상기 절삭부와 적층부 사이의 거리는 서로 가변적으로 구성되어 적층 및 절삭 가공이 동시에 이루어질 수 있는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에 관한 것이다.
듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터는 최근 여러 분야에서 활용되며 각광받는 기술이다. 국내에서도 최근 1,2 년 사이에 크게 대중화되어 인터넷 쇼핑몰 등을 통해 확산되고 있으며, 해외에서는 새로운 산업 혁명이라고 언급될 정도로 큰 파급력을 갖고 주목받고 있다.
이러한 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터 기술은 급속도로 발전하고 있으나, 여전히 목적하는 형태를 결과물에 정밀하게 반영하는 것이 어려우며, 제조 속도 또한 다소 느린 단점이 상존한다. 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터는 소정의 소재를 적층하는 형태로 목적물을 제조하므로, 층 사이의 계단 형태의 단차가 형성되는 경우가 많으며 이를 위해 추가적인 연마, 절삭 공정이 필요한 경우가 많다.
대체로 이러한 소재의 적층이 수행된 후 별개의 공정으로 절삭 가공을 수행하는 경우가 많으며, 이러한 경우 시간과 비용이 추가로 소모될 수 있다. 따라서, 적층과 절삭 가공을 동시에 수행할 수 있는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터의 제공이 필요하다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적층부 상에 분사부와 절삭부가 함께 마련되며, 분사부와 절삭부 사이의 거리 및 상기 절삭부와 적층부 사이의 거리는 서로 가변적으로 구성되어 적층 및 절삭 가공이 동시에 이루어질 수 있는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터는, 소정의 소재가 분사되는 분사부; 및 상기 분사부 아래에 배치되며 상면에 상기 소재가 적층되어 소정의 구조물이 조성되는 적층부; 상기 적층부와 상기 분사부 사이에 배치되며 상기 적층부 상에 조성된 구조물을 연마하는 절삭부;를 포함하며, 상기 적층부와 절삭부 사이의 거리 및 상기 절삭부와 적층부 사이의 거리는 가변적으로 구성된다.
바람직하게는, 상기 분사부, 절삭부, 및 적층부의 외측에 마련되는 프레임;을 더 포함하며, 상기 프레임은 상기 분사부, 절삭부, 및 적층부 중 적어도 하나와 연결되되, 수직 방향으로 연장되어, 상기 분사부, 절삭부, 및 적층부 중 적어도 하나가 상기 프레임을 따라서 수직 방향으로 이동하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 프레임은 수직 방향으로 연장되는 복수의 메인 가이드 빔을 포함하며, 상기 각각의 메인 가이드 빔의 내측에는 각각 수직 방향으로 연장되는 메인 가이드 레일이 형성되고, 상기 분사부, 적층부 및 절삭부 중 적어도 하나의 외측에는, 각각 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 메인 가이드부가 구비되어, 상기 분사부, 적층부 및 절삭부 중 적어도 하나가 상기 메인 가이드 레일을 따라서 수직 방향으로 변위 가능하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 프레임은, 원형으로 배열되는 복수의 외측 가이드 빔을 갖는 외측 프레임, 및 상기 복수의 외측 가이드 빔이 형성하는 원의 직경 방향 내측에 배열되는 하나 이상의 회전 가이드 빔을 갖는 회전 프레임을 포함하고, 상기 회전 프레임의 내측에 상기 절삭부가 연결되며, 상기 각각의 회전 가이드 빔은 수직 방향으로 연장되어 상기 절삭부가 상기 회전 프레임을 따라서 상하 방향으로 이동 가능하며, 상기 회전 프레임은, 상기 복수의 외측 가이드 빔이 형성하는 원의 중심을 중심으로 상기 외측 프레임 내에서 회전 가능하게 구성됨으로써 상기 절삭부의 위치가 가변하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 회전 프레임은, 상기 회전 가이드 빔의 하부에 연결되며 상기 복수의 외측 가이드 빔이 형성하는 원과 동심으로 구성되는 링 형태의 연결 수단을 포함하며, 상기 외측 프레임은, 상기 복수의 외측 가이드 빔의 하부를 연결하며 상기 링 형태의 연결 수단에 삽입되는 원통형 연결 수단을 포함하고, 상기 링 형태의 연결 수단이 상기 원통형 연결 수단을 중심으로 회전함으로써 상기 회전 프레임이 회전되는 구성을 갖는다.
바람직하게는, 상기 적층부는, 하부에 상기 원통형 연결 수단 상에 배치되는 높이 조절 장치를 포함하며, 상기 높이 조절 장치는, 상기 적층부의 높이를 가변적으로 조절한다.
바람직하게는, 상기 적층부는, 소정의 면적을 갖는 제1 지그, 상기 제1 지그 상면에 배치되며 상기 분사부로부터 분사되는 소재가 적층되는 베드를 포함하며, 상기 베드 상에는, 복수의 지지 홀이 형성된다.
바람직하게는, 상기 베드는, 소정의 면적을 갖고 순차적으로 적층되는 제1 내지 제3 빌드 플레이트를 포함하며, 상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트는 각각 제1 내지 제3 지지 홀을 갖고, 상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트는, 각각 수평 방향으로 변위 가능하게 구성되어, 상기 제1 내지 제3 지지 홀이 서로 상하 방향으로 겹쳐지거나 어긋나게 구성된다.
바람직하게는, 상기 적층부는, 상기 제1 지그의 하부에 배치되며 상기 제1 지그를 상하 방향으로 이동시키는 높이 조절 장치를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 높이 조절 장치는, 상하 방향 길이가 가변되어 상기 제1 지그 및 베드의 위치가 상하 방향으로 가변되도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 제1 지그의 외측에는 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제1 메인 가이드부가 구비되어 상기 제1 지그가 상기 메인 가이드 레일을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성된다.
바람직하게는, 상기 분사부는, 상기 프레임에 연결되며 내부에 소정의 공간부가 형성된 제2 지그, 및 상기 공간부에 배치되는 분사 장치를 포함하며, 상기 제2 지그는 상기 공간부 내에 배치되며 적어도 일 방향으로 연장되는 제1 가이드 빔을 포함하며, 상기 분사 장치는, 상기 제1 가이드 빔에 연결되며, 상기 제1 가이드 빔과 수직하게 연장되고 상기 제1 가이드 빔을 따라서 상기 제1 가이드 빔이 연장되는 방향으로 변위되는 제2 가이드 빔을 포함하며, 상기 노즐은 상기 제2 가이드 빔에 연결되며 상기 제2 가이드 빔을 따라서 상기 제2 가이드 빔이 연장되는 방향으로 변위되는 구성을 갖는다.
바람직하게는, 상기 제2 지그는, 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제3 메인 가이드부를 가져서 상기 메인 가이드 레일을 따라서 이동할 수 있는 구성을 갖는다.
바람직하게는, 상기 절삭부는, 외측에 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제2 메인 가이드부를 가져서 상기 메인 가이드 레일을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있으며 내부에 소정의 공간부가 형성된 제3 지그, 상기 공간부 내에 배치되는 절삭 장치, 및 상기 제3 지그와 상기 절삭 장치를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는, 상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 변위할 수 있도록 가변적으로 구성된 하나 이상의 레그를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제3 지그는, 내주면 둘레를 따라서 내측에 형성된 내부 가이드 레일을 갖고, 상기 연결부는, 상기 내부 가이드 레일과 연결되어 상기 내부 가이드 레일을 따라서 이동할 수 있게 구성되는 내부 가이드부를 더 포함하고, 상기 레그는 상기 내부 가이드부와 연결되며, 상기 절삭 장치가 상기 내부 가이드부의 이동에 따라서 상기 공간부 내에서 이동하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 제3 지그는, 소정의 곡률 반경을 갖는 링 형상으로 구성되어 상기 공간부가 원형으로 이루어지며, 상기 내부 가이드 레일은, 상기 링 형상의 제3 지그의 내주면 둘레를 따라서 형성되어 소정의 곡률 반경을 갖게 구성되며, 상기 내부 가이드부는, 상기 내부 가이드 레일을 따라서 이동할 수 있도록 상기 내부 가이드 레일의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 갖게 구성된다.
바람직하게는, 상기 레그는 하나 이상 구비되되, 각각의 레그는, 소정의 길이를 갖고 연장되며 상기 내부 가이드부 및 상기 절삭 장치 사이를 연결하는 하나의 링크, 또는 직렬적으로 연결되는 복수의 링크를 포함하며, 상기 각각의 링크의 양 단은 상기 공간부가 형성하는 일 평면 상에서 회동 가능하도록 연결되어 상기 절삭 장치가 상기 평면 상에서 변위하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 레그는 3 개 이상 구비되며, 각각 일 단은 상기 절삭 장치와 연결되고 타 단은 상기 내부 가이드부와 연결되어 병렬 연결을 형성한다.
바람직하게는, 상기 연결부는, 제1 레그, 제2 레그, 및 제3 레그를 포함하며, 상기 제2 레그는 상기 제1 레그와 제3 레그 사이에 배치되고, 상기 제1 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제1 링크, 및 제2 링크를 포함하고, 상기 제2 레그는 제3 링크를 포함하며, 상기 제3 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제4 링크, 및 제5 링크를 포함한다.
바람직하게는, 상기 레그는 하나 이상 구비되되, 상기 레그 중 적어도 하나는 길이가 가변되어 상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 위치 가변하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 절삭부는, 소정의 중심축 및 반지름을 갖는 링 형태로 구성되며 내부에 공간부가 형성된 링형 지그, 상기 링형 지그의 직경 방향 외측에 각각 연결되며, 상기 링형 지그가 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 복수의 브라켓, 상기 공간부 내에 배치되는 절삭 장치, 및 상기 링형 지그와 상기 절삭 장치를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 각각의 브라켓은 상기 메인 가이드 빔에 각각 연결되되, 외측에 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제2 메인 가이드부를 가져서 상기 메인 가이드 레일을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성되고, 상기 연결부는, 상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 변위할 수 있도록 가변적으로 구성된 하나 이상의 레그를 포함한다.
바람직하게는, 상기 브라켓은, 내측에 형성되어 상기 링형 지그가 연결될 수 있는 곡면 가이드 레일을 포함하며, 상기 곡면 가이드 레일은, 상기 링형 지그가 상기 곡면 가이드 레일을 따라서 회전할 수 있도록 상기 링형 지그의 곡률 반지름과 동일한 곡률 반지름을 갖는다.
바람직하게는, 상기 레그는 하나 이상 구비되되, 각각의 레그는, 소정의 길이를 갖고 연장되며 상기 링형 지그 및 상기 절삭 장치 사이를 연결하는 하나의 링크, 또는 직렬적으로 연결되는 복수의 링크를 포함하며, 상기 각각의 링크의 양 단은 상기 공간부가 형성하는 일 평면 상에서 회동 가능하도록 연결되어 상기 절삭 장치가 상기 평면 상에서 변위하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 레그는 3 개 이상 구비되며, 각각 일 단은 상기 절삭 장치와 연결되고 타 단은 상기 내부 링형 지그와 연결되어 병렬 연결을 형성한다.
바람직하게는, 상기 연결부는, 제1 레그, 제2 레그, 및 제3 레그를 포함하며, 상기 제2 레그는 상기 제1 레그와 제3 레그 사이에 배치되고, 상기 제1 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제1 링크, 및 제2 링크를 포함하고, 상기 제2 레그는 제3 링크를 포함하며, 상기 제3 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제4 링크, 및 제5 링크를 포함한다.
바람직하게는, 상기 레그는 하나 이상 구비되되, 상기 레그 중 적어도 하나는 길이가 가변되어 상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 위치 가변하게 구성된다.
바람직하게는, 상기 절삭 장치는, 상기 레그와 연결되는 하우징, 및 상기 하우징과 연결되는 절삭 기구를 포함하고, 상기 절삭 기구는, 상기 링크가 회동하는 평면과 평행하게 연장되는 축을 중심으로 하여 상하 방향으로 회동 가능하도록 상기 하우징과 연결된다.
바람직하게는, 상기 절삭 기구는, 절삭을 수행하는 절삭 팁, 및 공기를 배출하는 에어 블로워를 포함한다.
바람직하게는, 상기 프레임은, 수직 방향으로 연장되는 복수의 메인 가이드 빔을 포함하며, 상기 적층부는 상기 복수의 메인 가이드 빔 중 일부에 연결되고, 상기 절삭부는 상기 복수의 메인 가이드 빔 중 다른 일부에 연결되어, 상기 적층부 및 절삭부가 상기 메인 가이드 레일을 따라서 수직 방향으로 변위 가능하게 구성된다.
본 발명에 따라서, 구조물의 지지가 간단하고 용이하게 달성되며, 또한 절삭 과정에서 인가되는 힘에도 불구하고 위치가 불필요하게 이탈되지 않음으로써 보다 목적하는 바에 부합하는 결과물이 구성될 수 있다.
아울러, 분사부를 통한 소재의 분사와 동시에 절삭부에 의한 절삭, 연마가 이루어진다. 따라서 소재의 적층과 동시에 절삭부에 의해 절삭 및 연마가 이루어짐으로써 아울러 신속하게 구조물을 제조할 수 있다.
도 1 및 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 적층부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 적층부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 17 내지 도 20 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 적층부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 21 내지 도 24 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 적층부에 적용되는 베드의 구조를 나타낸 도면이다.
도 25 및 도 26 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 분사부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 27 내지 도 32 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 절삭부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 33 및 도 34 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 절삭부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 35 내지 도 39 는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 절삭부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 40 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 절삭부에 사용되는 브라켓의 구조를 나타낸 도면이다.
도 41 내지 도 48 은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 49 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에 의해 구성하고자 하는 목적물의 일 형태를 나타낸 도면이다.
도 50 내지 도 57 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에 의한 소정의 목적물의 구성 과정을 나타낸 도면이다.
도 58 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에 의해 구성된 결과물의 일 형태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 “하부", "상부", “측부” 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재 또는 구성 요소들과 다른 부재 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 부재의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 뒤집을 경우, 다른 부재의 “상부"로 기술된 부재는 다른 부재의 "하부”에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "상부"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는”은 언급된 부재 외의 하나 이상의 다른 부재의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각부의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 본 발명을 이루는 구조에 대한 설명에서, 방향에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1 및 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)는, 소정의 소재가 분사되는 분사부(300); 및 상기 분사부(300) 아래에 배치되며 상면에 상기 소재가 적층되어 소정의 구조물이 조성되는 적층부(200); 상기 적층부(200)와 상기 분사부(300) 사이에 배치되며 상기 적층부(200) 상에 조성된 구조물을 연마하는 절삭부(400);를 포함하며, 상기 분사부(300)와 절삭부(400) 사이의 거리 및 상기 절삭부(400)와 적층부(200) 사이의 거리는 가변적으로 구성된다.
분사부(300)에서는 소정의 소재가 분사된다. 이에 따라서, 상기 분사부(300)는 소정의 소재를 공급하는 소정의 공급 장치와 연결되며, 상기 소재를 분사하는 노즐(340)을 구비할 수 있다. 여기서, 소재는 소정의 구조물 구성에 적합한 고체 소재, 겔 소재, 액상 소재 등일 수 있고 이에 한정하지 않는다. 상기 노즐(340)은 상기 소재를 분사하여 소재가 후술하는 적층부(200) 상에 적층되도록 할 수 있다. 이때, 상기 분사부(300)에 구비된 노즐(340)은 평면상에서 변위하여 소재가 적층되는 위치가 제어될 수 있다.
적층부(200)는 상기 분사부(300) 아래에 배치되며, 상기 분사부(300)에서 분사된 소재가 적층됨에 따라서 소정의 구조물이 조성될 수 있도록 하는 소정의 선반과 같은 구조를 가질 수 있다.
상기 분사부(300)와 상기 적층부(200) 사이에 소정의 절삭부(400)가 위치한다. 절삭부(400)는 상기 분사부(300)와 상기 적층부(200) 사이에서 변위하면서 상기 적층부(200) 상에 조성된 구조물을 절삭, 연마하여 다듬을 수 있는 구성을 갖는다.
상기 분사부(300)와 절삭부(400) 사이의 거리, 및 상기 절삭부(400)와 적층부(200) 사이의 거리는 가변적으로 구성된다. 즉, 분사부(300)에서 분사되는 재료가 적층부(200) 상에 적층됨에 따라서, 상기 분사부(300)와 적층부(200) 사이의 거리가 조절되며, 이에 따라서 절삭부(400)가 이동하며 상기 구조물을 절삭, 가공할 수 있다. 이에 따라서 분사 및 적층과 동시에 구조물의 절삭이 수행될 수 있다.
상기와 같은 구조를 가짐에 따라서, 본 발명에 따른 3-D 프린터는 듀얼 스테이지 구조를 갖는다. 즉, 분사부(300) - 절삭부(400) - 적층부(200)가 하방향으로 순차적으로 마련되며, 적층부(200)에서 적층된 재료에 의해 구성되는 구조물이 절삭부(400)에서 절삭 가공될 수 있다. 이에 따라서 적층 및 절삭 가공이 동시에 수행될 수 있다.
상기 분사부(300), 적층부(200), 및 절삭부(400)는 소정의 프레임(100)에 연결되어 지지될 수 있다. 이하에서는 상기 프레임(100)의 실시 형태에 따라서 각각 설명하기로 한다.
상기 프레임(100)은 상기 적층부(200), 분사부(300), 및 절삭부(400)의 외측에 마련되며, 상기 적층부(200), 분사부(300), 및 절삭부(400) 중 적어도 하나와 연결될 수 있고, 수직 방향으로 연장될 수 있다. 이에 따라서 상기 적층부(200), 분사부(300), 및 절삭부(400) 중 적어도 하나는 상기 프레임(100)을 따라서 수직 방향으로 이동하며, 상기 프레임(100)에 의해서 상기 적층부(200), 분사부(300), 및 절삭부(400)가 정 위치에 위치하여 소재의 분사, 적층 및 절삭을 수행하도록 할 수 있다.
예컨대, 일 실시예에 의하면, 상기 적층부(200)와 상기 절삭부(400)가 상기 프레임(100)을 따라서 상하 방향으로 변위 가능한 구성을 가질 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(100)의 상부 부분에 상기 분사부(300)가 고정적으로 위치하여 소재를 분사하며, 상기 적층부(200) 상에 상기 소재가 적층되어 구조물이 조성되되, 상기 적층부(200)가 상하 방향으로 변위함에 따라서 목적한 형태의 구조물이 구성될 수 있다. 아울러, 상기 절삭부(400) 또한 상하 방향으로 변위함에 따라서 상기 구조물의 각 부분을 절삭, 연마할 수 있게 된다.
이때, 상부에 위치한 분사부(300)는 상하 방향으로 위치 고정되되, 평면 상에서 노즐(340)이 변위한다. 노즐(340)이 이동하면서 소재를 평면상의 소정 위치에 분사할 수 있다. 그리고, 상기 소재가 적층되는 적층부(200)가 상하 방향으로 변위함에 따라서 목적하는 형태를 갖는 구조물이 용이하게 구성될 수 있다. 특히, 소재를 분사하는 노즐(340)이 일정 높이 위치에 위치 고정되고 평면 상에서 변위되며, 적층부(200)가 상하 방향으로 변위함으로써 간단한 구조를 가질 수 있다.
상기와 같은 설명은 상기 적층부(200)와 상기 절삭부(400)가 상기 프레임(100)을 따라서 상하 방향으로 변위 가능한 실시 형태를 나타내며, 이에 한정하지는 않는다.
예컨대, 다른 형태에 의하면, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 적층부(300), 절삭부(400), 및 분사부(200)가 모두 상기 프레임(100)에 연결되어 상하 방향으로 변위 가능한 구성을 갖는 것도 가능하다. 또한 다른 예에 의하면, 상기 절삭부(400)만이 상기 프레임(100)에 연결되어 상하 방향으로 이동하고, 상기 적층부(200)는 별도의 높이 조절 장치에 의해서 상하 방향으로 이동하는 형태도 가능하다.
한편, 일 실시예에 의한 상기 프레임(100)의 구체적인 구성을 설명하면, 바람직하게는, 상기 프레임(100)은, 수직 방향으로 연장되는 복수의 메인 가이드 빔(110)을 포함하며, 상기 각각의 메인 가이드 빔(110)의 내측에는 각각 수직 방향으로 연장되는 메인 가이드 레일(112)이 형성되고, 상기 분사부(300), 적층부(200) 및 절삭부(400) 중 적어도 하나의 외측에는, 각각 상기 메인 가이드 레일(112)에 연결되는 메인 가이드부가 구비되어, 상기 분사부(300), 적층부(200) 및 절삭부(400) 중 적어도 하나가 상기 메인 가이드 레일(112)을 따라서 상하 방향으로 변위 가능하게 구성된다.
예컨대, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 메인 가이드 빔(110)은 4 방위에 각각 위치하여 4 개 구비될 수 있다. 물론, 이는 일 예로서, 그 이하, 또는 그 이상의 메인 가이드 빔(110)이 구비될 수 있다. 상기 메인 가이드 빔(110)은 직립한 상태로 서로 소정의 배치를 갖고 나란하게 배열될 수 있다.
한편, 상기 프레임(100)을 구성하는 메인 가이드 빔(110)이 모두 함께 상기 적층부(300), 절삭부(400), 및 분사부(200)에 연결되는 것에 한정하지 아니한다. 예컨대, 도 4 와 같이, 예컨대 4 방에 상기 메인 가이드 빔(110)이 배치되되, 서로 마주보는 2 개의 제1 메인 가이드 빔(110A)은 적층부(200)에 연결되고, 또 다른 서로 마주보는 또 다른 2 개의 제2 메인 가이드 빔(110B)은 절삭부(400)에 연결되는 것과 같은 실시 형태도 가능하다. 즉, 복수 개의 메인 가이드 빔(110)이 마련되며, 일부가 선택적으로 적층부(300), 절삭부(400), 및 분사부(200) 중 하나 이상에 연결될 수도 있다.
상기 각각의 메인 가이드 빔(110)에는 수직 방향으로 연장되는 메인 가이드 레일(112)이 형성된다. 아울러, 상기 분사부(300), 적층부(200) 및 절삭부(400) 중 적어도 하나의 외측에는 상기 메인 가이드 레일(112)과 연결되는 소정의 메인 가이드부가 구비되어, 상기 분사부(300), 적층부(200) 및 절삭부(400) 중 적어도 하나가 상기 메인 가이드 레일(112)을 따라서 상하 방향으로 변위할 수 있다. 상기 메인 가이드 레일(112) 및 메인 가이드부의 형태는 한정하지 아니하며, 상기 메인 가이드부와 상기 메인 가이드 레일(112)이 연결되어 그 변위를 안내할 수 있는 구성이면 충분하다. 한편, 상기 분사부(300), 적층부(200) 및 절삭부(400)의 외측에 모두 상기 메인 가이드부가 마련되어 상기 메인 가이드 레일(112)와 연결될 수도 있고, 어느 두개, 또는 어느 하나만이 연결되는 것도 가능하다.
한편, 상기 적층부(200) 및 절삭부(400)의 변위 및 위치 고정을 위해 소정의 구동 장치 및 제어 장치가 더 구비될 수 있다. 이와 같은 구성을 가짐에 따라서, 상기 메인 가이드 빔(110)을 따라서 상기 분사부(300), 적층부(200) 및 절삭부(400)가 상하 방향으로 용이하게 변위할 수 있다.
도 5 내지 도 7 을 참조하여 상기 프레임(100)의 다른 실시 형태에 따른 구성을 설명하면 아래와 같다.
일 예에 따르면, 상기 프레임(100)은, 원형으로 배열되는 복수의 외측 가이드 빔(122)을 갖는 외측 프레임(120), 및 상기 복수의 외측 가이드 빔(122)이 형성하는 원의 직경 방향 내측에 배열되는 하나 이상의 회전 가이드 빔(132)을 갖는 회전 프레임(130)을 포함하고, 상기 회전 프레임(130)의 내측에 상기 절삭부(400)가 연결되며, 상기 각각의 회전 가이드 빔(132)은 수직 방향으로 연장되어 상기 절삭부(400)가 상기 회전 프레임(130)을 따라서 상하 방향으로 이동 가능하며, 상기 회전 프레임(130)은, 상기 복수의 외측 가이드 빔(122)이 형성하는 원의 중심을 중심으로 상기 외측 프레임(120) 내에서 회전 가능하게 구성됨으로써 상기 절삭부(400)의 위치가 가변하게 구성된다.
즉, 일 실시예에 의하면, 상기 프레임(100)은 외측 프레임(120)과 상기 외측 프레임(120)의 내측에 마련되며 상기 외측 프레임(120) 내에서 회전하는 회전 프레임(130)으로 구성될 수 있다.
도 7 은 이러한 외측 프레임(120)의 형상을 도시한다. 상기 외측 프레임(120)은 복수의 외측 가이드 빔(122)을 가지며, 상기 외측 가이드 빔(122)은 원형으로 배열된다. 즉, 외측 가이드 빔(122)은 하나의 원의 가장자리 부분에 각각 배치될 수 있다. 상기 각각의 외측 프레임(120)은 수직방향으로 연장된다.
도 6 은 회전 프레임(130)의 형상을 도시한다. 회전 프레임(130)은 상기 복수의 외측 가이드 빔(122)이 형성하는 원의 직경 방향 내측에 배열되는 하나 이상의 회전 가이드 빔(132)을 포함한다. 상기 회전 가이드 빔(132) 또한 수직 방향으로 연장되며, 상기 외측 가이드 빔(122)이 형성하는 원의 중심을 중심으로 하여 회전할 수 있다. 상기 회전 프레임(130)이 복수 개 마련되며, 상기 외측 가이드 빔(122)이 형성하는 원과 동심원의 형태로 배열되는 것도 가능하며, 이에 한정하지 않는다.
이때, 회전 가이드 빔(132) 내측에는 상하 방향으로 연장되는 보조 가이드 레일(134)이 형성될 수 있다. 상기 보조 가이드 레일(134)의 역할은 상기 설명한 메인 가이드 레일(112)과 유사하다. 즉, 절삭부(400)에 구비된 제2 메인 가이드부(412)가 연결되어 절삭부(400)가 상하 방향으로 이동할 수 있다.
보다 구체적으로는, 상기 회전 프레임(130)은, 상기 회전 가이드 빔(132)의 하부에 연결되며 상기 복수의 외측 가이드 빔(122)이 형성하는 원과 동심으로 구성되는 링 형태의 연결 수단(136)을 포함할 수 있다. 즉, 도 5 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 이때, 상기 회전 가이드 빔(132)이 복수 개일 경우, 각각의 회전 가이드 빔(132)의 하부는 상기 링 형태의 연결 수단(136)에 연결될 수 있다.
또한, 상기 외측 프레임(120)은, 상기 복수의 외측 가이드 빔(122)의 하부를 연결하며 상기 링 형태의 연결 수단(136)에 삽입되는 원통형 연결 수단(124)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 원통형 연결 수단(124)은 상기 링 형태의 연결 수단(136)의 내경에 대응되는 외경을 가질 수 있다. 또한, 상기 외측 가이드 빔(122)과 상기 원통형 연결 수단(124)이 바로 연결되지 않고, 상기 복수의 외측 가이드 빔(122)의 하부가 소정의 면적의 지그를 통해 연결되고, 상기 지그의 상부에 상기 원통형 연결 수단(124)이 마련될 수 있다.
상기 원통형 연결 수단(124)을 중심으로 상기 링 형태의 연결 수단(136)이 회전함으로써, 상기 회전 프레임(130)이 회전될 수 있다. 이때, 상기 회전 프레임(130)의 회전을 위해 소정의 모터 등의 구동 수단이 마련될 수 있다.
한편, 상기 원통형 연결 수단(124)의 상부에는 상기 적층부(200)가 위치하되, 적층부(200)의 하부에는 상기 적층부(200)의 위치를 상하 방향으로 이동시키는 소정의 높이 조절 장치(202)가 마련될 수 있다. 상기 높이 조절 장치(202)는 예컨대 상하 방향으로 길이가 가변되어 상기 적층부(200)를 이동시킬 수 있다. 이에 대한 구체적인 형태는 후술하는 적층부(200)에 관한 설명을 참조한다.
상기 회전 프레임(130)의 내측에는 상기 절삭부(400)가 연결된다. 이때, 상기 절삭부(400)는 상기 회전 가이드 빔(132)에 연결되어 상기 절삭부(400)가 상기 회전 가이드 빔(132)을 따라서 상하 방향으로 이동 가능하다. 또한, 이때, 상기 회전 프레임(130)이 회전함에 따라서 상기 절삭부(400)가 평면상에서 이동할 수 있다. 따라서 적정한 위치에 대한 절삭이 이루어질 수 있다.
이하에서는 도 8 내지 도 24 를 참조하여, 적층부(200)에 대해 상세히 설명한다.
바람직하게는, 상기 적층부(200)는, 소정의 면적을 갖는 제1 지그(210), 및 상기 제1 지그(210) 상면에 배치되며 상기 분사부(300)로부터 분사되는 소재가 적층되는 베드(220)를 포함하며, 상기 베드(220) 상에는, 복수의 지지 홀(222)이 형성된다.
도 8 및 9 는 적층부(200)가 프레임(100)에 연결된 형상을 도시한다. 상기 적층부(200)는 소정의 면적을 갖는 판상의 제1 지그(210)를 갖는다. 한편, 일 예에 따르면, 상기 제1 지그(210)의 측부에는 상기 프레임(100)에 연결되는 제1 메인 가이드부(212)가 구비될 수 있다.
상기 제1 지그(210) 상에는 상기 분사부(300)로부터 분사되는 소재가 적층되는 베드(220)가 마련된다. 상기 베드(220)는 실질적으로 소재가 적층되어 구조물이 구성되도록 구성되며, 소정의 면적을 갖는다. 상기 베드(220)에는 복수의 지지 홀(222)이 형성된다. 상기 지지 홀(222)은 소정의 구경 및 깊이를 갖는 홀로 구성되며, 분사된 소재가 투입되기에 충분한 크기를 갖는다.
상기 베드(220)에 지지 홀(222)이 구비됨에 따라서, 분사된 소재가 소정의 구조물을 구성할 때, 상기 구조물이 상기 베드(220) 상에 견고히 지지될 수 있다. 즉, 상기 소재가 상기 베드(220) 상에 분사될 때 먼저 상기 지지 홀(222) 내에 투입되며, 이어서 연속적으로 구조물을 이루게 된다. 따라서, 구조물의 하부가 상기 지지 홀(222) 내에 삽입된 형태를 구성하며, 이에 따라서 지지가 달성된다. 따라서, 별도의 복잡한 구성, 장치가 없이 구조물이 지지되며, 절삭부(400)에 의한 절삭이 이루어질 때 인가되는 힘에도 불구하고 구조물이 정 위치에 고정될 수 있다.
한편, 상기 제1 지그(210)는 상하 방향으로 이동할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 도 8 내지 도 13 에 도시된 바와 같이, 상기 제1 지그(210)의 측부에는 상기 프레임(100)의 메인 가이드 레일(134)에 연결되는 제1 메인 가이드부(212)가 구비되며, 상기 메인 가이드 레일(134)을 따라서 상기 제1 지그(210) 및 적층부(200)가 상하 방향으로 이동할 수 있다.
다른 실시예에 의하면, 도 14 내지 도 20 에 도시된 바와 같이, 상기 제1 지그(210)의 하부에 마련되는 높이 조절 장치(202)에 의해서 상기 제1 지그(210)가 상하 방향으로 이동하는 것도 가능하다.
이와 같은 경우, 높이 조절 장치(202)의 길이가 조절됨에 따라서 따라서 화살표 U 와 같이 제1 지그(210)가 상하 방향으로 이동할 수 있다. 한편, 일 예에 의하면 도 14 내지 도 16 에 도시된 바와 같이, 상기 제1 지그(210)의 측부에는 상기 제1 메인 가이드부(212)가 구비되어 상기 메인 가이드 레일(134)에 연결될 수 있다.
또는, 다른 예에 의하면 도 17 내지 도 20 에 도시된 바와 같이, 제1 지그(210)에 제1 메인 가이드부(212)가 구비되지 않고, 측부가 메인 가이드 레일(134)에 연결되지 않을 수 있다. 이 경우에도, 높이 조절 장치(202)의 길이가 조절됨에 따라서 따라서 화살표 U 와 같이 제1 지그(210)가 상하 방향으로 이동할 수 있다. 한편, 이와 같은 실시 형태는 도 5 내지 도 7 에서 설명한 실시 형태에 적용될 수 있다. 즉 도 20 과 같이, 외측 프레임(120), 및 회전 프레임(130)이 마련되며, 상기 외측 프레임(120)과 회전 프레임(130)은 링 형태의 연결 수단(136) 및 원통형 연결 수단(136)에 의해서 연결된다. 이때, 상기 높이 조절 장치(202)는 상술한 원통형 연결 수단(124) 상에 위치할 수 있다. 즉, 적층부(200)의 측부가 프레임(100)과 연결되지 않음으로써, 절삭부(400)를 연결한 회전 프레임(130)이 독립적으로 회전할 수 있다.
여기서, 상기 높이 조절 장치(202)는, 하부가 상기 프레임(100)과 연결되고 상부가 상기 제1 지그(210)의 하면과 연결되며, 상하 방향 길이가 가변되어 상기 제1 지그(210) 및 상기 베드(220)의 위치가 상하 방향으로 가변되도록 구성될 수 있다. 즉, 소정의 타워형 구조물로 구성된 높이 조절 장치(202)가 상기 제1 지그(210) 하부에 마련되며, 상기 높이 조절 장치(202)의 높이가 조절됨으로써 상기 제1 지그(210)의 높이가 가변될 수 있다.
도 21 내지 도 24 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 적층부(200)에 적용되는 베드(220)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
한편, 상기 베드(220)는, 소정의 면적을 갖고 순차적으로 적층되는 제1 내지 제3 빌드 플레이트(230, 240, 250)를 포함하며, 상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트(230, 240, 250)는 각각 제1 내지 제3 지지 홀(234, 244, 254)을 갖고, 상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트(230, 240, 250)는, 각각 수평 방향으로 변위 가능하게 구성되어, 상기 제1 내지 제3 지지 홀(234, 244, 254)이 서로 상하 방향으로 겹쳐지거나 어긋나게 구성될 수 있다.
도 21 내지 도 24 를 참조하여 설명하면, 상기 베드(220)는 소정의 면적을 갖고 적층되는 제1 내지 제3 빌드 플레이트(230, 240, 250)를 가질 수 있다. 상기 각각의 빌드 플레이트는 소정의 면적 및 두께를 갖는 플레이트형 부재로서, 적층되는 구성을 가질 수 있다. 한편, 상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트(230, 240, 250)는 각각 면적에 걸쳐 형성된 복수의 제1 내지 제3 지지 홀(234, 244, 254)을 각각 가질 수 있으며, 상기 제1 내지 제3 지지 홀(234, 244, 254)의 배열 구조는 동일할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트(230, 240, 250)는 서로 수평 방향으로 변위 가능함으로써, 상기 제1 내지 제3 지지 홀(234, 244, 254)이 서로 상하 방향으로 겹쳐지거나 어긋나는 구성을 가질 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 지지 홀(234, 244, 254)이 모두 같은 위치에 위치하여 하나의 관통된 홀을 형성하거나, 또는 서로 어긋나서 일부가 상하 방향으로 막히는 형태가 구현될 수도 있다.
먼저, 도 21 을 참조하면, 분사부(300)에 의한 소재의 분사 과정에서, 상기 제1 빌드 플레이트(230)와 제2 빌드 플레이트(240)는 서로 제1 지지 홀(234)과 제2 지지 홀(244)이 서로 겹쳐지도록 배치될 수 있다. 이에 따라서, 소재가 상기 제1 지지 홀(234)과 제2 지지 홀(244) 내로 투입되며, 상술한 바와 같이 상기 제1 지지 홀(234)과 제2 지지 홀(244)로부터 상부 방향으로 적층된 소재는 상기 제1 지지 홀(234)과 제2 지지 홀(244) 내의 소재가 경화됨으로써 지지되게 된다. 이때, 상기 제3 지지 홀(254)은 어긋한 위치에 위치하도록 배치된다.
이어서 도 22 에 도시된 바와 같이 제1 화살표 G 방향에 따라서 상기 제1 빌드 플레이트(230)를 변위시키면, 상기 제1 지지 홀(234)과 제2 지지 홀(244)이 서로 어긋나게 되며 따라서 각각의 내부에 위치하여 경화된 소재가 전단되게 된다. 즉, 도 42 와 같이 각각 제1 지지 홀(234) 내의 부분(S1)과 제2 지지 홀(244) 내의 부분(S2)로 서로 전단되어 나뉘어진다.
이어서 도 23 과 같이 제2 지지 홀(244)과 제3 지지 홀(254)이 서로 겹쳐지도록 제2 빌드 플레이트(240) 또는 제3 빌드 플레이트(250)를 변위시키면 상기와 같이 전단되어 이탈된 제2 지지 홀(244) 내의 부분(S2)는 상기 제3 지지 홀(254)을 통해 도 24 의 화살표 H 와 같이 하 방향으로 낙하하게 된다. 따라서 지지 부분의 제거가 용이하게 이루어지며, 상기 지지 홀로부터 구조물을 꺼내는 것이 작은 힘으로도 용이하게 달성될 수 있다.
도 25 및 도 26 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 분사부의 구조를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 25 및 도 26 을 참조하여 분사부(300)의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.
일 실시 형태에 따르면, 상기 분사부(300)는, 상기 프레임(100)에 연결되며 내부에 소정의 공간부(316)가 형성된 제2 지그(310), 및 상기 공간부(316)에 배치되는 분사 장치(320)를 포함하며, 상기 제2 지그(310)는 상기 공간부(316) 내에 배치되며 적어도 일 방향으로 연장되는 제1 가이드 빔(312, 314)을 포함하며, 상기 분사 장치(320)는, 상기 제1 가이드 빔(312, 314)에 연결되며, 상기 제1 가이드 빔과 수직하게 연장되고 상기 제1 가이드 빔(312, 314)을 따라서 상기 제1 가이드 빔이 연장되는 방향으로 변위되는 제2 가이드 빔(330), 및 상기 제2 가이드 빔(330)에 연결되며 상기 제2 가이드 빔(330)을 따라서 상기 제2 가이드 빔(330)이 연장되는 방향으로 변위되는 노즐(340)을 포함한다.
상기 제2 지그(310)는 상기 프레임(100)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 일 예에 의하면, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 제2 지그(310)는 상기 프레임(100) 의 상단에 고정적으로 연결될 수 있다. 다른 예에 의하면, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 제2 지그(310)는, 상기 메인 가이드 레일(112)에 연결되는 제3 메인 가이드부(302)를 가져서 상기 메인 가이드 레일(112)을 따라서 수직방향으로 이동할 수 있는 구성을 가질 수 있다.
상기 제2 지그(310)의 내부에는 소정의 면적을 갖는 공간부(316)가 구성되며, 상기 공간부(316) 내에 소재를 분사하는 노즐(340)을 갖는 분사 장치(320)가 위치하며, 상기 공간부(316) 내에서 상기 분사 장치(320)가 변위하는 구성을 갖는다.
상기 공간부(316) 내에는 제1 가이드 빔(312, 314)이 마련된다. 상기 제1 가이드 빔(312, 314)은 공간부(316)를 가로질러 일 방향으로 연장되는 구성을 갖고, 하나 이상 구비된다. 바람직하게는, 도 24 및 도 25 에 도시된 바와 같이, 공간부(316)의 양 측부에 각각 하나의 제1 가이드 빔(312, 314)이 서로 평행하게 연장될 수 있다.
상기 분사 장치(320)는 제2 가이드 빔(330)과 노즐(340)을 포함한다. 상기 제2 가이드 빔(330)은 상기 제1 가이드 빔(312, 314)에 연결되며, 상기 제1 가이드 빔(312, 314)과 수직하게 연장되고 상기 제1 가이드 빔을 따라서 상기 제1 가이드 빔(312, 314)이 연장되는 방향으로 변위된다. 이에 따라서, 상기 제1 가이드 빔(312, 314)에 상기 제2 가이드 빔(330)을 변위 가능하게 연결하는 소정의 연결 수단(322, 324)이 마련될 수 있다.
상기 노즐(340)은 상기 제2 가이드 빔(330)에 연결되되, 상기 제2 가이드 빔(330)을 따라서 상기 제2 가이드 빔(330)이 연장되는 방향으로 변위된다. 상기 노즐(340)은 소정의 분사구(342)를 통해 소재를 분사할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가짐에 따라서, 상기 노즐(340) 및 상기 제2 가이드 빔(330)은 상기 제1 가이드 빔(312, 314)이 연장되는 방향을 따라 변위하며, 상기 노즐(340)은 상기 제2 가이드 빔(330)이 연장되는 방향을 따라 변위한다. 즉, 상기 노즐(340)은 일 평면 상에서 임의의 위치로 변위할 수 있으며, 따라서 소재의 분사가 원하는 위치에 이루어질 수 있다.
이하에서는 절삭부(400)에 대해 설명한다.
도 27 내지 도 32 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 절삭부(400)의 구조를 나타낸 도면이다.
절삭부(400)에 관한 일 실시 형태에 의하면, 상기 절삭부(400)는, 외측에 상기 메인 가이드 레일(112)에 연결되는 제2 메인 가이드부(412)를 가져서 상기 메인 가이드 레일(112)을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있으며 내부에 소정의 공간부(416)가 형성된 제3 지그(410), 상기 공간부(416) 내에 배치되는 절삭 장치(470), 및 상기 제3 지그(410)와 상기 절삭 장치(470)를 연결하는 연결부(420)를 포함하며, 상기 연결부(420)는, 상기 절삭 장치(470)가 상기 공간부(416) 내에서 변위할 수 있도록 가변적으로 구성된 하나 이상의 레그를 포함한다.
상기 제3 지그(410)는 외측에 제2 메인 가이드부(412)를 갖고, 상기 제2 메인 가이드부(412)는 상기 메인 가이드 레일(112)에 연결되어 상하 방향 변위를 유도한다. 아울러, 내부에는 소정의 면적을 갖는 공간부(416)가 형성되며 상기 공간부(416) 내에 소정의 절삭 장치(470) 및 연결부(420)가 위치한다.
이에 따라서, 상기 제3 지그(410)는 도 27 에 도시된 바와 같이 전체적으로 원형 링의 형상을 가질 수 있으며, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 제3 지그(410)는 타원형, 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
상기 공간부 내에 소정의 절삭 장치(470) 및 연결부(420)가 위치한다. 상기 절삭 장치(470)는 실질적으로 구조물의 절삭, 연마를 수행하는 부재이며, 상기 연결부(420)는 상기 절삭 장치(470)와 상기 제3 지그(410)를 연결하는 부재이다. 상기 연결부(420)는 하나 이상의 레그를 포함하며, 상기 레그가 상기 절삭 장치(470)와 상기 제3 지그(410)를 연결한다.
바람직하게는, 상기 제3 지그(410)는, 내주면 둘레를 따라서 내측에 형성된 내부 가이드 레일(414)을 갖는다. 상기 내부 가이드 레일(414)은, 상기 제3 지그(410)의 내주면 둘레를 따라서 둘레 방향으로 연장되는 홈과 같은 형상을 구성될 수 있으며, 후술하는 내부 가이드부(430)와 연결되어 내부 가이드부(430)의 이동을 안내할 수 있는 구성을 가지면 충분하다.
상기 연결부(420)는, 상기 내부 가이드 레일(414)과 연결되어 상기 내부 가이드 레일(414)을 따라서 이동할 수 있게 구성되는 내부 가이드부(430)를 더 포함하고, 상기 레그는 상기 내부 가이드부(430)와 연결되며, 상기 절삭 장치(470)가 상기 내부 가이드부(430)의 이동에 따라서 상기 공간부(416) 내에서 이동하게 구성된다.
즉, 상기와 같이, 상기 내부 가이드부(430)는 상기 내부 가이드 레일(414)에 연결되어 내부 가이드 레일(414)을 따라서 상기 공간부(416) 내측을 이동할 수 있다. 일 예로, 상기 내부 가이드부(430)는 상기 내부 가이드 레일(414)과 연결되어 상기 내부 가이드 레일(414)을 따라서 변위할 수 있다. 따라서, 내부 가이드부(430)는 상기 제3 지그(410)의 내주면을 빙 돌아 변위 가능하다. 한편, 상기 레그의 일 단은 상기 내부 가이드부(430)에 연결되고 타단은 상기 절삭 장치(470)와 연결됨으로써 상기 절삭 장치(470)가 상기 공간부 내에서 회전하며 변위할 수 있게 된다. 한편, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 상기 제3 지그(410)의 형태, 및 절삭 장치(470), 연결부(420)의 개수에 따라서 일정 범위로 그 이동이 제한될 수 있다.
한편, 도 29 내지 32 에 도시된 바와 같이, 상기 내부 가이드부(430)는 상기 내부 가이드 레일(414)를 따라서 변위 가능하도록 적합한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 제3 지그(410)가 소정의 곡률 반경을 갖는 원형 링 형태로 구성되어 상기 공간부(416)가 원형으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 내부 가이드 레일(414) 또한 상기 링 형상의 제3 지그(410)의 내주면 둘레를 따라서 형성되어 소정의 곡률 반경을 갖게 구성된다. 이에 따라서, 상기 내부 가이드부(430)는 상기 내부 가이드 레일(414)을 따라서 이동할 수 있도록 상기 내부 가이드 레일(414)의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 즉, 내부 가이드부(430)는 원형, 또는 원의 일부 형태를 가지며, 그 외에 굴곡을 갖거나 형태가 가변하는 구성을 가질 수 있고, 이에 한정하지 않는다.
이때, 상기 각각의 레그는, 소정의 길이를 갖고 연장되며 상기 내부 가이드부(430) 및 상기 절삭 장치(470)와 연결되는 하나 이상의 링크를 포함한다. 이때, 상기 각각의 링크의 양 단은 상기 공간부가 형성하는 일 평면 상에서 회동 가능하도록 연결되어 상기 절삭 장치(470)가 상기 평면 상에서 변위하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 27 내지 32 에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 레그는 소정의 길이를 갖는 하나 이상의 링크로 구성되되, 상기 링크는 소정의 일 평면 상에서 회동 가능하게 연결되어 상기 링크에 연결된 절삭 장치(470)가 상기 평면 상에서 회동할 수 있다. 일 예로 하나의 레그가 마련되고 상기 레그가 하나 이상의 링크로 구성되며 상기 링크들이 서로 회동하여 상기 절삭 장치(470)가 일 평면 상에서 변위하는 것도 가능하며, 바람직하게는 각각 하나 이상의 링크를 갖는 복수의 레그가 서로 복합적으로 작동하여 상기 절삭 장치(470)의 위치가 가변하는 것도 가능하다.
상기 링크의 회동에 따라 절삭장치가 변위하고, 상기 내부 가이드부(430)가 상기 내부 가이드 레일(414)을 따라서 이동함으로써 소정의 평면 상의 광범위한 위치에서 절삭부(400)가 절삭을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 레그는 3 개 이상 구비되며, 각각 일 단은 상기 절삭 장치(470)와 연결되고 타 단은 상기 내부 가이드부(430)과 연결되어 병렬 연결을 형성하는 구성을 갖는다.
즉, 상기 내부 가이드부(430)과 상기 절삭 장치(470) 사이에는 3 개 이상의 레그가 마련되어 병렬 연결을 형성하며, 이에 따라서 상기 절삭 장치(470)의 작동 효율 및 작동 정확도가 향상될 수 있다.
일 예로, 도 31 및 32 에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(420)는 제1 레그(440), 제2 레그(450), 및 제3 레그(460)를 포함하며, 상기 제2 레그(450)는 상기 제1 레그(440)와 제3 레그(460) 사이에 배치되고, 상기 제1 레그(440)는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제1 링크(442), 및 제2 링크(444)를 포함하고, 상기 제2 레그(450)는 제3 링크(452)를 포함하며, 상기 제3 레그(460)는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제4 링크(462), 및 제5 링크(464)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
이때, 상기 각각의 링크의 회동 연결 지점에는 소정의 구동 장치가 마련되어 링크의 회동을 수행할 수 있다. 상기 구동 장치의 구동에 의해 링크가 회동함에 따라서 상기 절삭 장치(470)가 변위하게 되며, 이때 상기 구동 장치가 배치되는 회동 연결 지점은 절삭 장치(470)의 변위에 적합하게 선택될 수 있다.
한편, 바람직하게는, 상기 절삭 장치(470)는, 상기 레그와 연결되는 하우징(472), 및 상기 하우징(472)과 연결되는 절삭 기구(474)를 포함하고, 상기 절삭 기구(474)는, 상기 링크가 회동하는 평면과 평행하게 연장되는 축을 중심으로 하여 상하 방향으로 회동 가능하도록 상기 하우징(472)과 연결되는 구성을 갖는다.
즉, 도 33 및 도 35 에 도시된 바와 같이, 상기 절삭 장치(470)는 상기 레그와 연결되는 소정의 하우징(472)을 갖고, 실질적인 절삭 및 연마를 수행하는 절삭 기구(474)가 상기 하우징(472)에 연결되되, 상기 절삭 기구(474)는 상하 방향으로 회동 가능한 구성을 가짐으로써, 더욱 광범위한 위치에서 절삭이 수행될 수 있다.
즉, 상기 레그가 갖는 링크의 회동에 따라 상기 절삭 장치(470)가 일 평면 상에서 소정의 좌표로 이동하며, 상기 절삭 장치(470)에 구비된 절삭 기구(474)가 상하 방향으로 회동함에 따라서 원하는 위치의 절삭 및 연마가 선택적으로 이루어질 수 있다.
한편, 이때, 상기 절삭 기구(474)는, 절삭을 수행하는 절삭 팁(476), 및 공기를 배출하는 에어 블로워(478)를 포함할 수 있다. 즉, 도 33 및 35 에 도시된 바와 같이, 실질적으로 절삭 및 연마를 수행하도록 회전하는 절삭 팁(476) 외에, 절삭되는 위치에 대해 공기를 공급하는 에어 블로워(478)를 구비하여, 연마 및 절삭에 의한 부산물이 용이하게 제거되도록 할 수 있다.
도 35 내지 도 39 는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터에서 절삭부(400)의 구조를 나타낸 도면이다.
상기 연결부(420)의 형태는 반드시 상기 설명한 형태에 한정하지 않고, 다수의 링크를 갖는 레그로 구성된 다관절 구조를 가질 수도 있다. 일 예로, 도 34 에서는 모든 연결부(420)를 구성하는 모든 레그가 복수의 링크를 갖는 다관절 구조를 갖는다.
또한, 다른 예에 의하면, 상기 연결부(420)를 구성하는 레그 중 적어도 하나는 길이가 가변적으로 조절되는 구성을 가질 수도 있다. 예컨대, 도 36 에서는 하나의 레그는 길이가 가변적으로 조절되는 구성을 갖는다.
또한, 다른 예에 의하면, 상기 연결부(420)는 하나의 레그로 구성되며 상기 레그는 복수의 링크가 직렬적으로 연결되어 회동하는 구성을 가질 수도 있다. 예컨대, 도 37 에서는 하나의 레그가 마련되며, 상기 레그는 직렬적으로 연결된 복수의 링크가 서로 회동하는 구성을 갖는다.
상기와 같은 예는 어디까지나 예시적인 것으로서, 연결부는 다양한 구조를 가질 수 있다.
도 38 및 도 39 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절삭부(400)의 형태를 도시한 도면이다. 도 40 은 이에 사용되는 브라켓(490)의 구조를 나타낸다.
일 실시예에 의하면, 상기 절삭부(400)는, 소정의 중심축 및 반지름을 갖는 링 형태로 구성되며 내부에 공간부(482)가 형성된 링형 지그(480), 상기 링형 지그(480)의 직경 방향 외측에 각각 연결되며, 상기 링형 지그(480)가 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 복수의 브라켓(490)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 공간부(482) 내에 절삭 장치(470)가 배치되고, 상기 링형 지그(480)와 상기 절삭 장치(470)를 연결하는 연결부(420)가 마련되는 것은 동일하다.
상기 링형 지그(480)는 상기 제3 지그와 유사하며, 소정의 중심축 및 반지름을 갖는 원형 링 형상을 갖도록 구성된다. 링형 지그(480)는, 프레임(100)과 직접 연결되지 않고, 브라켓(490)을 매개로 하여 연결된다. 즉, 브라켓(490)이 상기 프레임(100)에 연결되고, 상기 브라켓(490)에 상기 링형 지그(480)가 연결된다.
상기 각각의 브라켓(490)은 상기 프레임(100)을 구성하는 메인 가이드 빔(110)에 각각 연결되되, 외측에 상기 메인 가이드 레일(112)에 연결되는 제2 메인 가이드부(492)를 가져서 상기 메인 가이드 레일(112)을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성된다.
상기 브라켓(490)은 상기 링형 지그(480)의 직경 방향 외측에 각각 연결되되, 상기 링형 지그(480)가 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하게 연결된다. 즉, 상기 브라켓(490)은 상기 링형 지그(480)의 직경 방향 외측에 각각 연결되어 링형 지그(480)를 지지하되, 상기 링형 지그(480)는 상기 브라켓(490)에 연결된 상태로 회전할 수 있다.
이때, 상기 브라켓(490)은, 내측에 형성되어 상기 링형 지그(480)가 연결될 수 있는 곡면 가이드 레일(494)을 포함하며, 상기 곡면 가이드 레일(494)은, 상기 링형 지그(480)가 상기 곡면 가이드 레일(494)을 따라서 회전할 수 있도록 상기 링형 지그(480)의 곡률 반지름과 동일한 곡률 반지름을 가질 수 있다. 즉, 예컨대 상기 브라켓(490)에는 소정의 곡률을 갖는 홈이 형성되어 상기 곡면 가이드 레일(494)을 구성하고, 상기 곡면 가이드 레일(494)에 상기 링형 지그(480)의 일 부분이 안착되어 연결될 수 있다. 이에 따라서, 상기 곡면 가이드 레일(494)에 연결된 상태에서 도 39 의 화살표 R 과 같이 상기 링형 지그(480)가 회전할 수 있다.
한편, 분사부(300), 절삭부(400), 적층부(200), 및 프레임(100)의 형태 및 배치는 상기 기술한 바와 같이 한정되지 아니한다. 즉, 도 41 내지 도 48 에 도시된 바와 같이, 상기 절삭부(400)의 제3 지그(410)는 원형 외에도 다각형, 타원형 등의 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 적층부(200) 및 분사부(300)도 다양한 외형을 가질 수 있다. 아울러, 이러한 구성 및 형태에 따라서 프레임(100)의 형상 및 배치도 다양할 수 있다. 예컨대 직사각형 형태의 적층부(200), 절삭부(400)가 마련될 경우, 프레임(100)의 배치는 직사각형의 각 변에 대응되는 위치에 이루어질 수 있으며, 이러한 경우 사각형에 근접한 구조물의 형성이 보다 용이하게 이루어질 수 있고 공간 활용이 선택적으로 이루어질 수 있다.
또한, 절삭부(400)에 구비되는 절삭 장치(470), 및 연결부(420)의 구성도 다양할 수 있다. 예컨대, 도 41 내지 도 48 에 도시된 바와 같이, 다관절 직렬 기구 형태의 연결부(420)가 마련될 수 있으며, 이에 따라서 절삭 장치(470) 또한 일 평면상에서 이동하지 않고 3D 공간 내에서 이동할 수 있다. 아울러, 힌지 연결을 가짐으로써 회동하는 것 외에도, 회전 관절 등을 가짐으로써 다양하게 변위할 수 있다. 따라서 절삭 부위의 다양한 선택이 가능할 수 있다. 또한, 복수 개의 절삭 장치(470) 및 연결부(420)가 마련될 수 있고, 이에 따라서 각각의 절삭 장치(470)는 각각 정해진 범위 내에서의 절삭 및 연마를 수행할 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)에 의한 소정의 목적물의 제작 과정을 도면을 참조하여 설명한다.
도 49 는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)에 의해 구성하고자 하는 목적물(W)의 일 형태를 나타낸 도면이고, 도 50 내지 도 57 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)에 의한 소정의 목적물(W)의 구성 과정을 나타낸 도면이며, 도 58 은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)에 의해 구성된 결과물의 일 형태를 나타낸 도면이다.
도 49 와 같은 형태의 목적물(W)을, 본 발명에 따른 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)에 의해 제작하고자 한다.
먼저, 도 50 과 같이, 초기 상태에 상기 적층부(200), 및 절삭부(400)를 위치시킨다. 이때 상기 적층부(200)는 상기 분사부(300)와 인접하게 위치하며, 상기 적층부(200)의 베드(220) 상에 소재를 분사한다.
이때, 설명한 바와 같이, 상기 베드(220) 상에는 지지 홀(222)이 형성되어 소재가 상기 지지 홀(222) 내에 먼저 주입됨으로써, 이어서 형성되는 구조물이 상기 지지 홀(222)에 의해 위치 고정되어 지지될 수 있다. 이에 따라서 형성된 최종 결과물의 형태는 도 58 에 도시된 바와 같이, 최 하단에 소정의 돌출 팁(P)이 형성되는 형태를 갖게 된다. 이와 같이, 본 발명에 의한 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터(1)에 의하면 구조물의 지지가 간단하고 용이하게 달성되며, 또한 절삭 과정에서 인가되는 힘에도 불구하고 위치가 불필요하게 이탈되지 않음으로써 보다 목적하는 바에 부합하는 결과물이 구성될 수 있다.
이어서 도 51 내지 도 57 과 같이, 상기 분사부(300)를 통한 소재의 분사와 동시에 상기 적층부(200)의 하강 및 상기 절삭부(400)에 의한 절삭, 연마가 이루어진다. 이때 상기 분사부(300)에 구비된 노즐(340)이 적절히 변위함으로써 소재의 분사 위치가 가변하며, 적층부(200)가 하강함으로써 소재가 적절히 적층되고, 절삭부(400)에 의해 절삭 및 연마가 이루어짐으로써 보다 목적하는 바에 부합한 결과물을 구성할 수 있으며, 아울러 신속한 구성이 이루어질 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (29)

  1. 소정의 소재가 분사되는 분사부; 및
    상기 분사부 아래에 배치되며 상면에 상기 소재가 적층되어 소정의 구조물이 조성되는 적층부;
    상기 적층부와 상기 분사부 사이에 배치되며 상기 적층부 상에 조성된 구조물을 연마하는 절삭부;를 포함하며,
    상기 분사부와 절삭부 사이의 거리 및 상기 절삭부와 적층부 사이의 거리는 서로 가변적으로 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사부, 절삭부, 및 적층부의 외측에 마련되는 프레임;을 더 포함하며,
    상기 프레임은 상기 분사부, 절삭부, 및 적층부 중 적어도 하나와 연결되되, 수직 방향으로 연장되어,
    상기 분사부, 절삭부, 및 적층부 중 적어도 하나가 상기 프레임을 따라서 수직 방향으로 이동하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임은 수직 방향으로 연장되는 복수의 메인 가이드 빔을 포함하며,
    상기 각각의 메인 가이드 빔의 내측에는 각각 수직 방향으로 연장되는 메인 가이드 레일이 형성되고,
    상기 분사부, 적층부 및 절삭부 중 적어도 하나의 외측에는,
    각각 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 메인 가이드부가 구비되어,
    상기 분사부, 적층부 및 절삭부 중 적어도 하나가 상기 메인 가이드 레일을 따라서 수직 방향으로 변위 가능하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프레임은,
    원형으로 배열되는 복수의 외측 가이드 빔을 갖는 외측 프레임, 및
    상기 복수의 외측 가이드 빔이 형성하는 원의 직경 방향 내측에 배열되는 하나 이상의 회전 가이드 빔을 갖는 회전 프레임을 포함하고,
    상기 회전 프레임의 내측에 상기 절삭부가 연결되며,
    상기 각각의 회전 가이드 빔은 수직 방향으로 연장되어 상기 절삭부가 상기 회전 프레임을 따라서 상하 방향으로 이동 가능하며,
    상기 회전 프레임은,
    상기 복수의 외측 가이드 빔이 형성하는 원의 중심을 중심으로 상기 외측 프레임 내에서 회전 가능하게 구성됨으로써 상기 절삭부의 위치가 가변하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전 프레임은,
    상기 회전 가이드 빔의 하부에 연결되며 상기 복수의 외측 가이드 빔이 형성하는 원과 동심으로 구성되는 링 형태의 연결 수단을 포함하며,
    상기 외측 프레임은,
    상기 복수의 외측 가이드 빔의 하부를 연결하며 상기 링 형태의 연결 수단에 삽입되는 원통형 연결 수단을 포함하고,
    상기 링 형태의 연결 수단이 상기 원통형 연결 수단을 중심으로 회전함으로써 상기 회전 프레임이 회전되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적층부는,
    하부에 상기 원통형 연결 수단 상에 배치되는 높이 조절 장치를 포함하며,
    상기 높이 조절 장치는,
    상기 적층부의 높이를 가변적으로 조절하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 적층부는,
    소정의 면적을 갖는 제1 지그,
    상기 제1 지그 상면에 배치되며 상기 분사부로부터 분사되는 소재가 적층되는 베드를 포함하며,
    상기 베드 상에는,
    복수의 지지 홀이 형성된 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베드는, 소정의 면적을 갖고 순차적으로 적층되는 제1 내지 제3 빌드 플레이트를 포함하며,
    상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트는 각각 제1 내지 제3 지지 홀을 갖고,
    상기 제1 내지 제3 빌드 플레이트는,
    각각 수평 방향으로 변위 가능하게 구성되어, 상기 제1 내지 제3 지지 홀이 서로 상하 방향으로 겹쳐지거나 어긋나게 구성된 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적층부는,
    상기 제1 지그의 하부에 배치되며 상기 제1 지그를 상하 방향으로 이동시키는 높이 조절 장치를 더 포함하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 높이 조절 장치는,
    상하 방향 길이가 가변되어 상기 제1 지그 및 베드의 위치가 상하 방향으로 가변되도록 하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 지그의 외측에는 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제1 메인 가이드부가 구비되어 상기 제1 지그가 상기 메인 가이드 레일을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 분사부는,
    상기 프레임에 연결되며 내부에 소정의 공간부가 형성된 제2 지그, 및
    상기 공간부에 배치되는 분사 장치를 포함하며,
    상기 제2 지그는 상기 공간부 내에 배치되며 적어도 일 방향으로 연장되는 제1 가이드 빔을 포함하며,
    상기 분사 장치는,
    상기 제1 가이드 빔에 연결되며, 상기 제1 가이드 빔과 수직하게 연장되고 상기 제1 가이드 빔을 따라서 상기 제1 가이드 빔이 연장되는 방향으로 변위되는 제2 가이드 빔을 포함하며,
    상기 노즐은 상기 제2 가이드 빔에 연결되며 상기 제2 가이드 빔을 따라서 상기 제2 가이드 빔이 연장되는 방향으로 변위되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 지그는,
    상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제3 메인 가이드부를 가져서 상기 메인 가이드 레일을 따라서 이동할 수 있는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 절삭부는,
    외측에 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제2 메인 가이드부를 가져서 상기 메인 가이드 레일을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있으며 내부에 소정의 공간부가 형성된 제3 지그,
    상기 공간부 내에 배치되는 절삭 장치, 및
    상기 제3 지그와 상기 절삭 장치를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 연결부는,
    상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 변위할 수 있도록 가변적으로 구성된 하나 이상의 레그를 포함하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 지그는,
    내주면 둘레를 따라서 내측에 형성된 내부 가이드 레일을 갖고,
    상기 연결부는,
    상기 내부 가이드 레일과 연결되어 상기 내부 가이드 레일을 따라서 이동할 수 있게 구성되는 내부 가이드부를 더 포함하고,
    상기 레그는 상기 내부 가이드부와 연결되며,
    상기 절삭 장치가 상기 내부 가이드부의 이동에 따라서 상기 공간부 내에서 이동하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 지그는,
    소정의 곡률 반경을 갖는 링 형상으로 구성되어 상기 공간부가 원형으로 이루어지며,
    상기 내부 가이드 레일은, 상기 링 형상의 제3 지그의 내주면 둘레를 따라서 형성되어 소정의 곡률 반경을 갖게 구성되며,
    상기 내부 가이드부는, 상기 내부 가이드 레일을 따라서 이동할 수 있도록 상기 내부 가이드 레일의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 갖게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 레그는 하나 이상 구비되되,
    각각의 레그는, 소정의 길이를 갖고 연장되며 상기 내부 가이드부 및 상기 절삭 장치 사이를 연결하는 하나의 링크, 또는 직렬적으로 연결되는 복수의 링크를 포함하며,
    상기 각각의 링크의 양 단은 상기 공간부가 형성하는 일 평면 상에서 회동 가능하도록 연결되어 상기 절삭 장치가 상기 평면 상에서 변위하도록 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 레그는 3 개 이상 구비되며,
    각각 일 단은 상기 절삭 장치와 연결되고 타 단은 상기 내부 가이드부와 연결되어 병렬 연결을 형성하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 연결부는,
    제1 레그, 제2 레그, 및 제3 레그를 포함하며,
    상기 제2 레그는 상기 제1 레그와 제3 레그 사이에 배치되고,
    상기 제1 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제1 링크, 및 제2 링크를 포함하고,
    상기 제2 레그는 제3 링크를 포함하며,
    상기 제3 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제4 링크, 및 제5 링크를 포함하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 레그는 하나 이상 구비되되,
    상기 레그 중 적어도 하나는 길이가 가변되어 상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 위치 가변하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  21. 제3항에 있어서,
    상기 절삭부는,
    소정의 중심축 및 반지름을 갖는 링 형태로 구성되며 내부에 공간부가 형성된 링형 지그,
    상기 링형 지그의 직경 방향 외측에 각각 연결되며, 상기 링형 지그가 상기 중심축을 중심으로 회전 가능하게 연결되는 복수의 브라켓,
    상기 공간부 내에 배치되는 절삭 장치, 및
    상기 링형 지그와 상기 절삭 장치를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 각각의 브라켓은 상기 메인 가이드 빔에 각각 연결되되, 외측에 상기 메인 가이드 레일에 연결되는 제2 메인 가이드부를 가져서 상기 메인 가이드 레일을 따라서 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성되고,
    상기 연결부는,
    상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 변위할 수 있도록 가변적으로 구성된 하나 이상의 레그를 포함하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    내측에 형성되어 상기 링형 지그가 연결될 수 있는 곡면 가이드 레일을 포함하며,
    상기 곡면 가이드 레일은,
    상기 링형 지그가 상기 곡면 가이드 레일을 따라서 회전할 수 있도록 상기 링형 지그의 곡률 반지름과 동일한 곡률 반지름을 갖는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 레그는 하나 이상 구비되되,
    각각의 레그는, 소정의 길이를 갖고 연장되며 상기 링형 지그 및 상기 절삭 장치 사이를 연결하는 하나의 링크, 또는 직렬적으로 연결되는 복수의 링크를 포함하며,
    상기 각각의 링크의 양 단은 상기 공간부가 형성하는 일 평면 상에서 회동 가능하도록 연결되어 상기 절삭 장치가 상기 평면 상에서 변위하도록 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 레그는 3 개 이상 구비되며,
    각각 일 단은 상기 절삭 장치와 연결되고 타 단은 상기 내부 링형 지그와 연결되어 병렬 연결을 형성하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 연결부는,
    제1 레그, 제2 레그, 및 제3 레그를 포함하며,
    상기 제2 레그는 상기 제1 레그와 제3 레그 사이에 배치되고,
    상기 제1 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제1 링크, 및 제2 링크를 포함하고,
    상기 제2 레그는 제3 링크를 포함하며,
    상기 제3 레그는 서로 회동 가능하게 힌지 연결되는 제4 링크, 및 제5 링크를 포함하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 레그는 하나 이상 구비되되,
    상기 레그 중 적어도 하나는 길이가 가변되어 상기 절삭 장치가 상기 공간부 내에서 위치 가변하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  27. 제14항 또는 제21항에 있어서,
    상기 절삭 장치는,
    상기 레그와 연결되는 하우징, 및
    상기 하우징과 연결되는 절삭 기구를 포함하고,
    상기 절삭 기구는,
    상기 링크가 회동하는 평면과 평행하게 연장되는 축을 중심으로 하여 상하 방향으로 회동 가능하도록 상기 하우징과 연결되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 절삭 기구는,
    절삭을 수행하는 절삭 팁, 및
    공기를 배출하는 에어 블로워를 포함하는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
  29. 제2항에 있어서,
    상기 프레임은,
    수직 방향으로 연장되는 복수의 메인 가이드 빔을 포함하며,
    상기 복수의 메인 가이드 빔은 4 개 마련되어 사각형 형태로 배치되되
    상기 적층부는 상기 복수의 메인 가이드 빔 중 일부에 연결되고,
    상기 절삭부는 상기 복수의 메인 가이드 빔 중 다른 일부에 연결되어,
    상기 적층부 및 절삭부가 상기 메인 가이드 레일을 따라서 수직 방향으로 변위 가능하게 구성되는 듀얼 스테이지 구조를 갖는 3-D 프린터.
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