WO2018092952A1 - 3d 조형물을 위한 3d 성형시스템 및 후처리 장치 - Google Patents

3d 조형물을 위한 3d 성형시스템 및 후처리 장치 Download PDF

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WO2018092952A1
WO2018092952A1 PCT/KR2016/013370 KR2016013370W WO2018092952A1 WO 2018092952 A1 WO2018092952 A1 WO 2018092952A1 KR 2016013370 W KR2016013370 W KR 2016013370W WO 2018092952 A1 WO2018092952 A1 WO 2018092952A1
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WO
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post
molding
chamber
sculpture
processing
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Application number
PCT/KR2016/013370
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English (en)
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Inventor
이병극
최영한
이희강
이광민
Original Assignee
이병극
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Publication date
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    • 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
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • 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
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00

Definitions

  • the present invention relates to a 3D molding system and a post-treatment device for a 3D sculpture.
  • Sculptures produced by 3D printers are generally washed and dried to remove the resin remaining on the surface. In some cases, additional curing may be performed to complete curing of the uncured portion.
  • An object of the present invention is to provide an after-treatment apparatus and a 3D molding system of a 3D sculpture having excellent space efficiency and productivity and capable of automated work.
  • the aftertreatment apparatus for a 3D sculpture includes a aftertreatment unit having a washing chamber accommodating a washing liquid and a drying chamber supplied with dry air; And a transfer unit having a holder portion for holding the 3D sculpture and a transfer driving portion for transferring the holder portion to transfer the 3D sculpture between the washing chamber and the drying chamber.
  • the holder part may hold a molding plate on which the 3D sculpture is supported, thereby performing post-treatment without separately removing the sculpture.
  • any one of the washing chamber and the drying chamber has a post curing lamp for exposing and curing the 3D sculpture.
  • washing chamber it is easy for the washing chamber to have an ultrasonic vibrator for vibrating the washing liquid to remove the remaining resin of the 3D sculpture.
  • the washing chamber and the drying chamber may be disposed to be in contact with each other in a lateral direction, and the transfer driving unit may move the holder part up and down and horizontally move the 3D sculpture to sequentially move the washing chamber and the drying chamber.
  • the post-treatment unit further includes a post-curing chamber for accommodating the 3D sculptures from the drying chamber, the post-curing chamber has a post-curing lamp for exposing and curing the 3D sculptures to improve cleanliness and work efficiency in the workplace It is preferable to.
  • the washing chamber, the drying chamber and the post-curing chamber are sequentially connected to and stacked from the bottom upward, and the 3D sculptures communicate with each other through a communication port, and the transfer driving part moves up and down the holder. It is preferable to make it.
  • a 3D molding system for molding and post-processing a 3D molding comprising: a 3D molding apparatus including at least one molding plate supporting the 3D molding and molding the 3D molding; And a 3D post-treatment apparatus for post-processing the 3D molded article molded from the 3D molding apparatus, wherein the 3D post-treatment apparatus includes: a post-processing unit having a washing chamber accommodating a washing liquid and a drying chamber to which dry air is supplied; The holder part for holding the molding plate with the 3D molded object molded to the 3D molding apparatus attached thereto, and the holder part for transferring and processing the 3D molding material attached to the molding plate between the washing chamber and the drying chamber.
  • the 3D molding system of the present invention includes a 3D molding apparatus and a 3D post-processing apparatus.
  • the 3D molding apparatus and the 3D post-processing apparatus of the present invention are installed adjacent to each other, and the molding plate formed by using the plurality of molding plates is transferred to the post-treatment apparatus and post-processed on the 3D molded object attached to the molding plate.
  • the 3D molding apparatus uses the second molding plate to mold a new second molding.
  • the after-treatment device of the 3D sculpture is excellent in space efficiency and excellent in productivity due to automated work.
  • molding and post-treatment can be performed simultaneously.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a post-treatment apparatus of a 3D sculpture according to the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the after-treatment apparatus of the 3D sculpture according to the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing a third embodiment of the after-treatment device of the 3D sculpture according to the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing a fourth embodiment of the after-treatment device of the 3D sculpture according to the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a post-treatment apparatus for a 3D sculpture according to the present invention.
  • the aftertreatment apparatus of the 3D sculpture has a post treatment unit 100 and a transfer unit 200.
  • the aftertreatment unit 100 has a washing chamber 110 and a drying chamber 130.
  • the washing chamber 110 and the drying chamber 130 are laminated by sequentially connecting from the bottom to the upper portion by a bite coupling structure (not shown).
  • the washing chamber 110 and the drying chamber 130 may be made of a single body.
  • the cleaning solution 114 in a liquid or bubble form is accommodated in the cleaning chamber 110, and the cleaning solution 114 is vibrated by the ultrasonic generator 115 provided inside the cleaning chamber 110 to remain in the 3D sculpture 10.
  • the resin is washed.
  • the 3D sculpture 10 may be washed by an agitator or an injector instead of the ultrasonic generator 115.
  • the drying chamber 130 in communication with the washing chamber 110 is provided at the upper portion of the washing chamber 110.
  • the side wall of the drying chamber 130 is provided with a dry air discharge nozzle 134 through which dry air is injected, and a post-curing lamp 153 for supplementally curing the 3D sculpture 10.
  • the post-curing lamp 153 is installed inside the drying chamber 130, but in some cases, the post-curing lamp 153 is installed inside the washing chamber 110 to perform post-curing in the washing liquid 114.
  • the 3D sculpture 10 may be simultaneously washed and cured.
  • heat may be generated in the 3D sculpture or the post-curing lamp 154 to negatively affect the 3D sculpture 10.
  • a cooling means such as a blowing fan may be provided, or the post curing lamp 154 may be adopted as a low temperature low heat generation lamp.
  • the transfer unit 200 provided at one side of the post-processing unit 100 has a holder 210 holding the 3D object 10 and a transfer driving unit 230 for transferring the holder 210.
  • the 3D sculpture 10 produced by the three-dimensional printing process is provided to the post-treatment apparatus in a state in which it is usually supported by the molding plate 190.
  • the molding plate 190 is attached from the beginning, and is gradually supported by being supported by the molding plate 190 in the molding process.
  • the holder 210 may easily hold the molding plate 190 to which the 3D sculpture 10 is attached and supported, so that the post-processing may be performed step by step. In this way, by using the molding plate 190, there is no need to provide a separate holding means.
  • the upper portion of the holder 210 is provided with a holder rotation driving unit 250 for rotating the holder 210, because the holder 210 is rotated because the 3D sculpture 10 is subjected to a post-treatment process at various angles Aftertreatment process efficiency is improved.
  • the transfer driving unit 230 transfers the 3D sculpture 10 held by the holder 210 between the washing chamber 110, the drying chamber 130, and the post curing chamber 150 through a communication port.
  • the drying chamber 130 and the post cure chamber 150 are arranged in the same space.
  • the transfer unit 200 is operated by the transfer driving unit 230 by the control signal received by the control unit 300, the holder unit 210 to the washing chamber 110 and the drying chamber 130 and the post-curing chamber ( 150) sequentially move.
  • the ultrasonic vibrator 115, the dry air discharge nozzle 134 and the post-curing lamp 154 also operates through a control signal received by the control unit.
  • the transfer driver 230 may further include an operation lever (not shown) without receiving a control signal from the controller 300, thereby manually operating the transfer unit 200.
  • the 3D molding apparatus may be located adjacent to the 3D post-processing apparatus of the present invention. At this time, the operator can simultaneously perform 3D molding work (molding work) and post-processing work with one command.
  • the holder 210 of the aftertreatment apparatus holds the molding plate and moves it to the post processing apparatus.
  • the 3D molding apparatus is provided with a plurality of molding plates to simultaneously form a new 3D molded product at the same time as a post-processing operation in the post-processing device of the 3D molded product in which the molding work is completed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the after-treatment apparatus of the 3D sculpture according to the present invention.
  • the post-processing unit 101 further includes a post-curing chamber 151 for supplementing and curing the 3D sculpture 10 unlike the embodiment of FIG. 1.
  • a post cure lamp 154 is disposed on the side wall.
  • the post cure chamber 151 is a space provided separately from the drying chamber 131.
  • a liquid medium such as water or cooling water may be accommodated in the post cure chamber 151.
  • the liquid medium functions as a cooling means for dissipating heat generated in the post-curing process to prevent deformation of the 3D sculpture by heat generation.
  • the post-processing unit 101 has a structure in which the washing chamber 111, the drying chamber 131, and the post-curing chamber 151 are sequentially connected to each other from the bottom to the upper side.
  • the washing chamber 111, the drying chamber 131, and the post curing chamber 151 are in communication with each other.
  • a shutter (not shown) may be provided to block the material generated during the washing, drying or supplemental curing process from one of the processing chambers 111, 131, and 151 to another adjacent processing chamber 111, 131, and 151.
  • the shutter may be made of an elastic flap that is elastically opened or closed when the workpiece is moved, or a sliding or sliding plate shutter that is mechanically operable. Or it may have the form of a sliding shutter to move linear or circular along the plate surface. In some cases, it may be constructed in the form of an air curtain to block the movement of gaseous substances by the injection air.
  • the structure and operation method of the transfer unit 201 provided on one side of the post-processing unit 101 can move the 3D sculpture 10 through a communication hole provided in the drying chamber 131 and the post-curing chamber 151 as in the embodiment of FIG. 1. Do. Accordingly, by sequentially performing the post-treatment process of the 3D sculpture 10 in the vertical transfer section, it is possible to shorten the space and time required for the post-processing operation.
  • Figure 3 is a perspective view showing a third embodiment of the after-treatment device of the 3D sculpture according to the present invention.
  • the post-processing unit 102 has a circular opening and is divided into a plurality of zones by partition walls.
  • the internal structure of the washing chamber 112, the drying chamber 132, and the post cure chamber 152 in the post-processing unit 102 is not different from the post-processing unit 101 in FIG. 2.
  • a liquid medium may be accommodated in the post cure chamber 152 to disperse heat generated in the post cure process to prevent deformation of the 3D sculpture due to heat generation.
  • the upward opening of the post-processing unit 102 may be closed at the time of providing a separate shutter (not shown).
  • the shutter (not shown) may be provided with a hinge by being provided in a partial region of the aftertreatment unit 102, but in some cases, the shutter may be provided at an upper surface of the aftertreatment unit 102 at a predetermined interval. It may be provided as a sliding type by forming an internal space.
  • the washing chamber 112, the drying chamber 132, and the post-curing chamber 152 in the post-processing unit 102 are divided into three areas.
  • the post-curing chamber 152 may be divided into the washing chamber 112 or the drying chamber. It can be provided in any one of 152, and can perform two processes simultaneously.
  • the third embodiment has a rotation unit (not shown) for rotating the transfer unit 202 for transferring the 3D sculpture 10 between the washing chamber 112, the drying chamber 132, the curing chamber 152.
  • the rotation unit (not shown) is provided in the lower area of the transfer unit 202 and is driven by a control signal received by the control unit 300, and rotates the transfer unit 202 as the rotation unit (not shown) is driven. .
  • FIG. 4 is a perspective view showing a fourth embodiment of the after-treatment device of the 3D sculpture according to the present invention.
  • the washing chamber 113, the drying chamber 133, and the post curing chamber 153 of the post-treatment unit 103 are arranged to be connected to each other laterally.
  • the post-curing chamber 153 of the post-treatment unit 103 may be provided together with any one of the washing chamber 113 and the drying chamber 133 to simultaneously perform two processes.
  • a liquid medium such as water or cooling water may be accommodated in the post cure chamber 151.
  • the internal structure of the washing chamber 113, the drying chamber 133, and the post cure chamber 153 and the transfer unit 203 in the post processing unit 103 are the same as those of the post processing unit 101 in FIG. 2.
  • the transfer rail 270 is provided for the movement between the washing chamber 113, the drying chamber 133, and the post-curing chamber 153 in which the transfer unit 203 is laterally connected to each other.
  • the transfer rail 270 extends in the horizontal direction on one side of the post processor 103 to displace the position of the transfer unit 203 through a control signal received from the controller 300.
  • the post-processing device of the 3D sculpture according to the present invention is excellent in space efficiency and provides excellent productivity due to automated work.
  • the 3D molding machine and the post-treatment device adjacent to each other, it is possible to automatically supply the moldings to the post-processing device at the same time as the molding through the transfer unit.
  • the molding plate on which the 3D sculpture 10 is formed may be taken out of the 3D molding machine and manually supplied to the aftertreatment apparatus.
  • a 3D molded article is first formed by using a 3D molding apparatus.
  • the holder 210 of the transfer unit 200 grips the molding plate of the 3D molding apparatus, the 3D molded product may be transferred to the post-processing apparatus.
  • the present invention has the advantage that the 3D molding and post-treatment process can be processed in a consistent process.
  • 3D data is generated in software.
  • post-processing post-processing data is generated for the post-processing process.
  • washing, drying and post-curing are exemplified, but the present invention is not limited to these examples. You can also paint after washing and drying. After washing, grinding, post-treatment such as printing or photographing may be performed.
  • the 3D shape data and the 3D post-processing data for the above-mentioned 3D molding can be managed by combining.
  • the 3D molding apparatus may separate the 3D shape data and use it for molding
  • the post-processing apparatus may separate and use the post-processing data for post-processing.
  • the 3D molding apparatus and the post-processing apparatus may be installed adjacent to each other in the vertical direction, the horizontal direction or the rotation direction.
  • the 3D molding apparatus and the post-processing apparatus may have their respective controllers separately.
  • one controller may control the 3D molding process and the post-treatment process.
  • the 3D molding apparatus is located adjacent to the 3D post-processing apparatus of the present invention, the 3D molding work and the post-processing work are performed at the same time with a single operator's command.
  • the molding is completed, the 3D molding material is introduced into the post-treatment apparatus by the holder 210 of the post-processing apparatus in a state of being attached to the molding plate.
  • the 3D molding apparatus and the post-treatment apparatus may simultaneously perform the molding operation of the new molding and the post-treatment of the 3D molding having completed molding.

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Abstract

본 발명은 3D조형물의 후처리장치에 있어서, 세척액을 수용하는 세척실과, 건조공기가 공급되는 건조실을 갖는 후처리부와; 상기 3D조형물을 파지하는 홀더부와, 상기 3D조형물을 상기 세척실과 상기 건조실 간을 이송시키도록 상기 홀더부를 이송시키는 이송구동부를 갖는 이송유니트를 포함하는 것을 기술적요지로 한다. 이에 의해 3D조형물의 후처리공정 시간을 단축하여 작업효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

3D 조형물을 위한 3D 성형시스템 및 후처리 장치
본 발명은 3D 조형물을 위한 3D 성형시스템 및 후처리 장치에 관한 것이다.
3D프린터에 의해 제작된 조형물은 일반적으로 표면에 잔류하는 수지를 제거하기 위해 세척 및 건조 공정을 거친다. 경우에 따라서는 미경화 부분의 경화가 완료되도록 추가적인 경화공정을 거치기도 한다.
이러한 후처리공정을 수행하기 위해서는 조형물을 조형판으로부터 이탈시킨 후 별도로 마련된 후처리 설비에서 작업자가 세척조, 건조실 및 후경화실을 이동시키며 수작업으로 작업을 하였다. 이러한 종래의 후처리 방법은 많은 공간을 소요하고 작업성 및 생산성이 매우 저조하였다. 또한, 표준화된 작업이 이루어지기 어려워 조형물의 품질 안정성도 낮았다.
특히, 3D 성형장치를 이용하여 3D 성형작업을 하고, 별도의 3D 후처리장치에 작업을 투입하면 작업 공정이 오래 걸리고, 일관된 공정을 수행 할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 공간효율성 및 생산성이 우수하고 자동화된 작업이 가능한 3D 조형물의 후처리장치 및 3D성형시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치는 세척액을 수용하는 세척실과, 건조공기가 공급되는 건조실을 갖는 후처리부와; 상기 3D조형물을 파지하는 홀더부와, 상기 3D조형물을 상기 세척실과 상기 건조실 간을 이송시키도록 상기 홀더부를 이송시키는 이송구동부를 갖는 이송유니트를 포함한다.
여기서 상기 홀더부는 상기 3D조형물이 지지된 조형판을 파지하는 것으로써, 조형물을 별도로 제거하지 않고 후처리작업을 실시할 수 있다.
또한, 상기 세척실과 상기 건조실 중 어느 하나는 상기 3D조형물을 노광하여 보충경화시키는 후경화램프를 갖는 것을 갖는 것이 바람직하다.
그리고 상기 세척실은 상기 세척액를 진동시키는 초음파진동기를 갖는 것이 3D조형물의 잔류하는 수지를 제거하는데 용이하다.
경우에 따라서는 상기 세척실 및 상기 건조실은 측방으로 상호 연접하여 배치되며, 상기 이송구동부는 상기 3D조형물이 상기 세척실 및 상기 건조실을 순차적으로 이동하도록 상기 홀더부를 승강 및 수평이동시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 후처리부는 상기 건조실을 나온 상기 3D조형물을 수용하는 후경화실을 더 포함하며, 상기 후경화실은 상기 3D조형물을 노광하여 보충경화시키는 후경화램프를 갖는 것이 작업장 내의 청결 및 작업효율을 향상시키는데 바람직하다.
여기서 상기 세척실 및 상기 건조실 및 상기 후경화실은 하부로부터 상방으로 순차적으로 연접하여 적층되어 있고, 상호 연통구를 통해 상기 3D조형물이 이동이 가능하도록 연통되어 있으며, 상기 이송구동부는 상기 홀더부를 승강 이동시키는 것이 바람직하다.
상기 목적은, 본 발명의 다른 측면에 있어서, 3D성형물을 성형하고 후처리하는 3D성형시스템에 있어서, 상기 3D성형물을 지지하는 적어도 하나의 조형판을 포함하며 상기 3D성형물을 성형하는 3D 조형장치; 및 상기 3D성형장치로부터 성형된 상기 3D성형물을 후처리하는 3D후처리장치를 포함하고, 상기 3D후처리장치는, 세척액을 수용하는 세척실과, 건조공기가 공급되는 건조실을 갖는 후처리부와; 상기 3D성형장치에 성형된 상기 3D성형물을 부착한 상태로 상기 조형판을 파지하는 홀더부와, 상기 조형판에 부착된 상기 3D성형물을 상기 세척실과 상기 건조실 간을 이송시키며 후처리하도록 상기 홀더부를 이송시키는 이송구동부를 갖는 이송유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D성형시스템을 통하여서도 달성된다. 본 발명의 3D 성형시스템은 3D성형장치와 3D후처리장치를 포함한다. 본 발명의 3D성형장치와 3D후처리장치는 인접하여 설치되고, 복수개의 조형판을 사용하여 성형이 완료된 조형판은 후처리장치로 이송되어 조형판에 부착된 3D성형물에 대하여 후처리된다.
상기 적어도 하나의 조형판 중 제1조형판에 부착된 제1 3D성형물에 대하여 상기 후처리장치가 후처리작업을 수행하는 동안, 상기 적어도 하나의 조형판 중 제2 조형판을 이용하여 3D성형작업을 수행한다. 복수개의 조형판이 사용될 수 있다. 따라서, 제1조형판에 부착된 제1성형물이 후처리되는 동안, 3D성형장치에서는 제2조형판을 이용하여 새로운 제2성형물을 성형한다.
상술한 본 발명에 따르면 3D조형물의 후처리장치는 공간효율성이 뛰어나며, 자동화된 작업으로 인해 생산성이 우수하다. 또한, 성형과 후처리를 동시에 수행 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치를 나타낸 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치의 제2실시예를 나타낸 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치의 제3실시예를 나타낸 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치의 제4실시예를 나타낸 사시도이다.
이하 도면을 참고하여 본 발명에 따른 3D조형물(혹은 성형물)의 후처리장치 및 3D성형시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치를 나타낸 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 3D조형물의 후처리 장치는 후처리부(100)와 이송유니트(200)를 갖는다. 후처리부(100)는 세척실(110)과 건조실(130)을 갖는다. 여기서 세척실(110) 및 건조실(130)은 도시되지 않은 물림결합구조에 의해 하부로부터 상방으로 순차적으로 연접하여 적층되어 있다. 이러한 세척실(110)과 건조실(130)은 단일체로 만들어질 수 있다. 세척실(110)의 내부에는 액상이나 버블형태의 세척액(114)이 수용되어 세척실(110)의 내부에 마련된 초음파발생기(115)에 의해 세척액(114)이 진동되어 3D조형물(10)에 잔류하는 수지가 세척된다. 경우에 따라서는 초음파발생기(115) 대신 교반기나 분사기에 의해서 3D조형물(10)을 세척할 수 있다.
세척실(110)의 상부에는 세척실(110)과 연통되어진 건조실(130)이 마련된다. 건조실(130)의 측벽에는 건조공기가 분사되는 건조공기배출노즐(134)과, 3D조형물(10)을 보충경화시키기 위한 후경화램프(153)가 마련된다. 도시된 실시예에서는 건조실(130)의 내부에 후경화램프(153)가 설치되어 있지만 경우에 따라서 세척실(110) 내부에 후경화램프(153)를 설치하여 세척액(114)내에서 후경화를 실시하여 3D조형물(10)에 대해 세척과 경화공정을 동시에 실시하여도 무방하다. 후경화램프(154)에 의한 보충경화 과정에 3D조형물 혹은 후경화램프(154)에서 열이 발생하여 3D조형물(10)에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이를 방지하기 위하여 송풍팬 등의 냉각수단을 마련하거나, 후경화램프(154)를 저온 저발열 램프로 채택할 수 있다.
후처리부(100)의 일측에 마련된 이송유니트(200)는 3D조형물(10)을 파지하는 홀더부(210)와, 홀더부(210)를 이송시키는 이송구동부(230)를 갖는다. 3차원 프린팅 공정에 의해 생성된 3D조형물(10)은 통상의 경우 조형판(190)에 지지된 상태로 후처리장치에 제공된다. 3D조형물(10)은 3D프린터에서 성형될 때 조형판(190)은 초기부터 부착되어 성형과정에서 조형판(190)에 지지되어 점진적으로 성장한다. 홀더부(210)는 3D조형물(10)이 부착 지지된 조형판(190)을 용이하게 파지하여 후공정처리를 단계적으로 실시할 수 있도록 한다. 이와 같이 조형판(190)을 이용하여 파지함으로써 별도의 파지수단을 마련할 필요가 없다. 또한 홀더부(210)의 상부에는 홀더부(210)를 회전시키는 홀더회전구동부(250)가 마련되어 홀더부(210)가 회전함에 따라 3D조형물(10)이 다양한 각도에서 후처리공정을 적용받기 때문에 후처리공정효율이 향상된다.
이송구동부(230)는 홀더부(210)에 의해 파지된 3D조형물(10)을 세척실(110) 및 건조실(130) 및 후경화실(150)간을 연통구를 통해 이송시킨다. 건조실(130) 및 후경화실(150)은 같은 공간에 배치한다.
이러한 구조에 따라 이송유니트(200)는 제어부(300)에 의해 수신된 제어신호에 의해 이송구동부(230)가 작동되어 홀더부(210)를 세척실(110) 및 건조실(130) 및 후경화실(150) 순으로 순차적으로 이동한다. 이때, 초음파진동기(115), 건조공기배출노즐(134) 및 후경화램프(154) 역시 제어부에 의해 수신된 제어신호를 통해 작동한다. 경우에 따라서 이송구동부(230)는 제어부(300)의 제어신호를 수신하지 않고 작동레버(미도시)를 더 포함하여, 수동으로 이송유니트(200)를 작동할 수 있다.
이에 따라 공간효율성 및 생산성이 우수하고 자동화된 작업이 가능하다. 또한 각각의 처리공간을 형성함으로써 작업장내의 청결유지를 용이하게 할 수 있다.
특히, 본 발명의 3D후처리장치에 인접하여 3D성형장치가 위치할 수 있다. 이때, 작업자는 한 번의 명령으로 3D성형작업(조형작업) 및 후처리 작업을 동시에 수행하는 것이 가능하다.
3D성형장치에서 성형이 완료되어 3D성형물 혹은 3D조형물이 조형판에 부착된 상태에서 후처리장치의 홀더부(210)는 조형판을 홀딩하고 후처리장치로 이동시킨다.
3D성형장치에는 복수의 조형판이 구비되어 성형작업이 완료된 3D성형물의 후처리장치에서의 후처리 작업과 동시에 새로운 3D성형물을 성형한다.
도 2는 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치의 제2실시예를 나타낸 단면도이다. 이 실시예에서는 후처리부(101)는 도 1의 실시예와 달리 3D조형물(10)을 보충경화시키기 위한 후경화실(151)을 더 갖는다. 후경화실(151) 내부에는 후경화램프(154)가 측벽에 배치되어있다. 후경화실(151)은 건조실(131)과 별도로 마련된 공간이다. 경우에 따라서 후경화실(151)의 내부에는 물 또는 냉각수 등과 같은 액상매체가 수용될 수 있다. 액상매체는 후경화공정에 발생하는 열을 분산하여 발열에 의한 3D조형물의 변형을 방지하는 냉각수단으로서 기능한다. 이러한 후처리부(101)는 도 2에 도시된 바와 같이 세척실(111), 건조실(131) 및 후경화실(151)이 하부로부터 상방으로 순차적으로 연접하여 적층된 구조를 갖는다.
도시된 실시예에서는 세척실(111), 건조실(131) 및 후경화실(151)이 상호 연통되어 있다. 그러나 어느 한 처리실(111, 131, 151)에서 세척, 건조 혹은 보충경화 과정에 발생한 물질이 인접한 다른 처리실(111, 131, 151)로 전달되는 것을 차단하기 위해 셔터(미도시)를 마련할 수 있다. 셔터(미도시)는 작업물의 이동시 탄성적으로 개폐되는 탄성 플랩이나 기계적으로 작동 가능한 미닫이 혹은 여닫이식의 판재 셔터로 만들어질 수 있다. 혹은 판면을 따라 선형 혹은 원형 이동을 하는 슬라이딩 셔터의 형태를 가질 수 있다. 경우에 따라서는 분사공기에 의해 기상 물질의 이동을 차단하는 에어커턴의 형태로 구축될 수도 있다.
후처리부(101) 일측에 마련된 이송유니트(201)의 구조 및 작동방식은 도 1의 실시예와 마찬가지로 건조실(131) 및 후경화실(151)에 마련된 연통구를 통해 3D조형물(10)을 이동가능하다. 이에 따라 3D조형물(10)을 수직이송구간 내에서 순차적으로 후처리공정을 수행함으로써, 후공정처리작업에 소요되는 공간 및 시간을 단축시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치의 제3실시예를 나타낸 사시도이다. 이 실시예에서는 도 1의 실시예와 달리 후처리부(102)이 원형으로 이루어져 상향개구를 가지며 격벽에 의해 복수의 구역으로 구획된다. 후처리부(102) 내의 세척실(112), 건조실(132) 및 후경화실(152)의 내부구조는 도 2에서의 후처리부(101)와 다르지 않다. 또한 경우에 따라서 후경화실(152)의 내부에는 후경화공정에 발생하는 열을 분산하여 발열에 의한 3D조형물의 변형을 방지하는 액상매체를 수용할 수 있다.
한편, 후처리부(102)의 상향개구는 별도의 셔터(미도시)를 마련하여 작업시에 폐쇄할 수 있다. 이때 셔터(미도시)는 도 2의 실시예에서와 달리 후처리부(102)의 일부 영역에 경첩이 마련되어 여닫이식으로 마련될 수도 있으나, 경우에 따라서는 후처리부(102)의 상면에 소정 간격의 내부공간을 형성하여 미닫이식으로 마련되어도 무방하다.
도 3에서는 후처리부(102) 내의 세척실(112), 건조실(132) 및 후경화실(152)로 총 3영역으로 구분되어 있지만, 경우에 따라서 후경화실(152)을 세척실(112) 또는 건조실(152) 중 어느 한 곳에 마련하여 두 공정을 동시에 실시할 수 있다.
한편, 제3실시예에서는 3D조형물(10)을 세척실(112), 건조실(132), 경화실(152)간을 이송시키는 이송유니트(202)를 회전시키는 회전유니트(미도시)를 갖는다. 회전유니트(미도시)는 이송유니트(202)의 하부영역에 마련되어 제어부(300)에 의해 수신되는 제어신호에 의해 구동되며, 회전유니트(미도시)가 구동됨에 따라 이송유니트(202)를 회전시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 3D조형물의 후처리장치의 제4실시예를 나타낸 사시도이다. 이 실시예에서는 도 2의 실시예와 달리 후처리부(103)의 세척실(113), 건조실(133) 및 후경화실(153)이 측방으로 상호 연접하여 배치되어 있다. 경우에 따라서는 후처리부(103)의 후경화실(153)을 세척실(113) 및 건조실(133) 중 어느 하나와 함께 마련하여 두가지 공정을 동시에 실시 할 수 있다. 또한 각 영역별 셔터(미도시)를 마련하여, 외부로부터의 이물질의 접근을 차단하는 것이 바람직하다. 또한 도 2의 실시예에서와 같이, 경우에 따라서 후경화실(151)의 내부에는 물 또는 냉각수 등과 같은 액상매체가 수용될 수 있다. 후처리부(103) 내의 세척실(113), 건조실(133) 및 후경화실(153)의 내부구조와 이송유니트(203)의 구조는 도 2에서의 후처리부(101)와 동일하다.
한편 제4실시예에서는 이송유니트(203)가 측방으로 상호 연접되어 있는 세척실(113), 건조실(133) 및 후경화실(153) 간의 이동을 위해 이송레일(270)이 마련된다. 이송레일(270)은 후처리부(103)의 일측에 가로방향으로 연장되어 마련되어, 제어부(300)로부터 수신된 제어신호를 통해 이송유니트(203)의 위치를 변위시킨다.
이러한 구성에 따라 본 발명에 따른 3D 조형물의 후처리 장치는 공간효율성이 뛰어나며, 자동화된 작업으로 인해 우수한 생산성을 제공한다. 또한, 3D조형기와 후처리 장치를 상호 인접하게 배치하여, 이송유니트를 통해 조형물을 조형과 동시에 자동적으로 후처리 장치로 공급할 수 있다. 경우에 따라서는 3D조형물(10)이 형성된 조형판을 3D조형기에서 인출하여 후처리장치로 수동공급할 수 있다.
본 발명은 3D 성형장치를 이용하여 먼저 3D 성형물을 성형한다. 3D 성형장치의 조형판을 이송부(200)의 홀더부(210)가 파지하면, 3D 성형물을 후처리장치로 이송이 가능하다.
따라서, 본 발명은 3D 성형과 후처리공정을 일관된 공정으로 처리할 수 있는 장점이 있다.
3D 성형을 위하여서는 소프트웨어적으로 3D 데이터를 생성한다. 또한, 후처리를 위하여서는 후처리공정을 위한 후처리데이터를 생성한다. 후처리데이터의 일례로서는, 세척, 건조, 후경화를 예로 들었으나, 본 발명은 이 실시예들에 한정되지 않는다. 세척 및 건조 후 페인팅 할 수도 있다. 세척 후 그라인딩이나, 인화나, 사진 등의 후처리를 할 수도 있다.
전술한 3D 성형물을 위한 3D 형상데이터와 3D 후처리 데이터는 결합하여 관리 할 수 있다. 또한, 결합된 데이터 중, 3D 성형장치는 3D 형상데이터를 분리하여 성형에 이용하고, 후처리장치는 후처리데이터를 분리하여 후처리에 이용할 수 있다.
3D 성형장치와 후처리장치는 상하, 수평 혹은 회전방향으로 인접하여 설치될 수 있다. 3D 성형장치와 후처리장치는 각각의 제어부를 별도로 가질 수 있다. 혹은, 3D 성형장치와 후처리장치는 3D 성형공정과 후처리공정을 하나의 제어부가 제어 할 수 있다.
본 발명의 3D후처리장치 인접하여 3D성형장치가 위치하므로, 작업자의 한 번의 명령으로 3D성형작업 및 후처리 작업이 동시에 이루어진다.
3D성형장치에서 성형이 완료된 3D조형물은 조형판에 부착된 상태에서 후처리장치의 홀더부(210)에 의하여 후처리장치로 투입한다.
따라서, 3D성형장치와 후처리장치는 새로운 성형물의 성형작업과, 성형이 완료된 3D성형물의 후처리작업을 동시에 수행 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 3D조형물의 후처리장치에 있어서,
    세척액을 수용하는 세척실과, 건조공기가 공급되는 건조실을 갖는 후처리부와;
    상기 3D조형물을 파지하는 홀더부와, 상기 3D조형물을 상기 세척실과 상기 건조실 간을 이송시키도록 상기 홀더부를 이송시키는 이송구동부를 갖는 이송유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D조형물의 후처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀더부는 상기 3D조형물이 지지된 조형판을 파지하는 것을 특징으로 하는 3D조형물의 후처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세척실과 상기 건조실 중 어느 하나는 상기 3D조형물을 노광하여 보충경화시키는 후경화램프를 갖는 것을 특징으로 하는 3D조형물의 후처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세척실은 상기 세척액를 진동시키는 초음파진동기를 갖는 것을 특징으로 하는 3D조형물의 후처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세척실 및 상기 건조실은 측방으로 상호 연접하여 배치되며,
    상기 이송구동부는 상기 3D조형물이 상기 세척실 및 상기 건조실을 순차적으로 이동하도록 상기 홀더부를 승강 및 수평이동시키는 것을 특징으로 하는 3D조형물의 후처리장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후처리부는 상기 건조실을 나온 상기 3D조형물을 수용하는 후경화실을 더 포함하며,
    상기 후경화실은 상기 3D조형물을 노광하여 보충경화시키는 후경화램프를 갖는 것을 3D조형물의 후처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세척실 및 상기 건조실 및 상기 후경화실은 하부로부터 상방으로 순차적으로 연접하여 적층되어 있고, 상호 연통구를 통해 상기 3D조형물이 이동이 가능하도록 연통되어 있으며,
    상기 이송구동부는 상기 홀더부를 승강 이동시키는 것을 특징으로 하는 3D조형물의 후처리장치.
  8. 3D성형물을 성형하고 후처리하는 3D성형시스템에 있어서,
    상기 3D성형물을 지지하는 적어도 하나의 조형판을 포함하며 상기 3D성형물을 성형하는 3D 조형장치; 및
    상기 3D성형장치로부터 성형된 상기 3D성형물을 후처리하는 3D후처리장치를 포함하고,
    상기 3D후처리장치는,
    세척액을 수용하는 세척실과, 건조공기가 공급되는 건조실을 갖는 후처리부와;
    상기 3D성형장치에 성형된 상기 3D성형물을 부착한 상태로 상기 조형판을 파지하는 홀더부와, 상기 조형판에 부착된 상기 3D성형물을 상기 세척실과 상기 건조실 간을 이송시키며 후처리하도록 상기 홀더부를 이송시키는 이송구동부를 갖는 이송유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D성형시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조형판 중 제1조형판에 부착된 제1 3D성형물에 대하여 상기 3D후처리장치가 후처리작업을 수행하는 동안, 상기 3D성형장치는 상기 적어도 하나의 조형판 중 제2 조형판을 이용하여 3D성형작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 3D 성형시스템.
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