WO2018199534A1 - 4d 프린팅 장치 - Google Patents

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WO2018199534A1
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glass transition
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김주용
최민기
리타이손
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숭실대학교 산학협력단
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    • B29K2995/0003—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
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    • B29K2995/0012—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular thermal properties

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a 4D printing apparatus capable of manufacturing a smart material of high performance through a single process and outputting a 3D object using the same.
  • 4D printing uses 3D printing technology with 3D printing technology using smart materials that change their shape to a new shape when pre-designed time or any critical environmental conditions (eg, temperature, humidity, vibration, electricity, etc.) are met.
  • Critical environmental conditions eg, temperature, humidity, vibration, electricity, etc.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a printed matter using conventional 4D printing. Referring to FIG. 1, under critical environmental conditions, a printed matter using 4D printing changes shape with time.
  • 4D printing was introduced by Skylar Tibbits at the MIT Self-Assembly Lab in the TED talks in 2013. 4D printing can be used in various fields such as automotive, smart clothing, aviation, defense industry and medical.
  • 4D printing produces printed materials through 3D printing apparatuses such as FDM (Fused Deposition Modeling), DLP (Digital Light Processing), SLS (Selective Laser Sintering), and polyjet.
  • FDM Freused Deposition Modeling
  • DLP Digital Light Processing
  • SLS Selective Laser Sintering
  • polyjet polyjet
  • the FDM type 3D printing apparatus has a disadvantage in that it is difficult to output a print requiring detailed description because of the small print resolution according to the diameter of the nozzle when the printed matter is produced according to 4D printing, and requires post-processing.
  • the DLP method has a disadvantage in that printing resolution is higher than that of the FDM method, but only photocurable materials are used, and the apparatus is expensive.
  • the SLS method has a very large printing resolution, there are disadvantages in that there are relatively few materials available, and the cost and maintenance cost of the device are high.
  • the present invention is to propose a 4D printing apparatus capable of manufacturing a smart material of excellent performance through one process, and outputting a three-dimensional object using the same.
  • the glass transition temperature of the first material and the glass transition temperature of the second material may be different from each other.
  • the 3D printing method A may be a polyjet method
  • the 3D printing method B may be a FDM (Fused Deposition Modeling) method.
  • the first material is a photocurable material including a conductive paste
  • the second material is a filament that is injected by mixing a shape memory polymer (SMP), a functionalized carbon nanotube (CNT), and a high absorbent resin (SAP).
  • SMP shape memory polymer
  • CNT functionalized carbon nanotube
  • SAP high absorbent resin
  • any one of the first material and the second material may form a matrix, and the other one of the first and second materials may form a filler.
  • the 4D printing apparatus may include: a first storage part connected to the first nozzle and storing the first material; A UV lamp positioned adjacent to the first nozzle and configured to cure the first material output from the first nozzle; A second storage part connected to the second nozzle and storing the second material; Controlling the supply speed of the first material to the first nozzle, the supply speed of the second material to the second nozzle, the operation of the first nozzle, the operation of the second nozzle and the operation of the UV lamp Control unit; And a printing plate for seating the first material output from the first nozzle and the second material output from the second nozzle.
  • a plurality of nozzles for outputting each of the plurality of materials; And a controller configured to control operations of the plurality of nozzles, wherein each of the plurality of nozzles outputs the plurality of materials through different 3D printing methods, and the glass transition temperatures of the plurality of materials are different from each other.
  • a 4D printing apparatus is provided.
  • the 4D printing apparatus has an advantage of manufacturing a smart material having excellent performance through one process and outputting a 3D object using the same.
  • 1 is a view showing an example of a printed matter using conventional 4D printing.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of a 4D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a printed matter (smart composite material) in which a first material by a first nozzle and a second material by a second nozzle are combined according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of a 4D printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the 4D printing apparatus 200 may include a first storage unit 210, a first nozzle 220, a second storage unit 230, and a second nozzle 240. ), The controller 250 and the printing plate 260 may be included.
  • the function of each component will be described in detail.
  • the first storage portion 210 stores the first material.
  • the first nozzle 220 is connected to the first storage unit 220 and outputs a first material stored in the first storage unit 210. That is, the first storage unit 210 and the first nozzle 220 may configure one 3D printing device A for outputting the first material according to the 3D printing method A.
  • the 3D printing method A may be a polyjet method.
  • the 4D printing apparatus 200 may further include a UV lamp 270 for curing the first material output from the first nozzle 220.
  • the polyjet method is a photocuring lamination method in which a raw material is hardened with light to create a three-dimensional model.
  • the polyjet method uses a special plastic resin that changes from liquid to solid in response to the UV lamp 270 to stack materials. Therefore, at least one UV lamp 270 may be positioned adjacent to the first nozzle 220.
  • the first material when the 3D printing method A is a polyjet method, the first material may be a photocurable material including a conductive paste.
  • the second storage unit 230 stores the second material
  • the second nozzle 240 is connected to the second storage unit 230 and outputs the second material stored in the second storage unit 230. . That is, the second storage unit 230 and the second nozzle 240 may configure another 3D printing device for outputting the second material according to the 3D printing method B.
  • the 3D printing method B may be a FDM (Fused Deposition Modeling) method.
  • the second storage unit 230 or the second nozzle 240 may include a heater for adjusting the melting temperature of the second material.
  • the FDM method uses a thin solid line (filament), and uses the principle of melting the plastic melted by heat applied to the nozzle and injecting it, and then solidifying it again in air. Therefore, a heater for applying heat to the second storage unit 230 or the second nozzle 240 is included.
  • the second material is a shape memory polymer (SMP), a functionalized carbon nanotube (CNT), and a high absorbent resin (SAP). It may be a filament injected.
  • SMP shape memory polymer
  • CNT functionalized carbon nanotube
  • SAP high absorbent resin
  • the glass transition temperature Tg of the first material and the glass transition temperature of the second material may be different from each other. It is especially preferable that the difference between the glass transition temperature of the first material and the glass transition temperature of the second material is large. This will be described in more detail below.
  • the controller 250 controls operations of the first storage unit 210, the first nozzle 220, the second storage unit 230, the second nozzle 240, and the UV lamp 270. That is, the control unit 260 may supply a supply speed of the first material to the first nozzle 220 (that is, the first storage unit 210 operates), and supply a speed of the second material to the second nozzle 240 (ie, The second storage unit 230 operates), the operation of the first nozzle 220, the operation of the second nozzle 240 and the operation of the UV lamp 270 is controlled.
  • the printing plate 250 seats the first material output from the first nozzle 220 and the second material output from the second nozzle 240, and the printed first material and the second material are final printed matter. (Object).
  • the 3D printing method A according to the first storage unit 210 and the first nozzle 220 is a polyjet method
  • the 3D printing method B according to the second storage unit 230 and the second nozzle 230 is In the case of the FDM method, heat is generated by the conductive material included in the first material and the carbon nanotubes (CNT) included in the second material, and when the critical temperature of the shape memory polymer (SMP) is exceeded, the first material And a shape change of the printed matter (object) composed of the second material.
  • SMP shape memory polymer
  • FIG 3 illustrates a printed matter (smart composite material) in which the first material by the first nozzle 220 and the second material by the second nozzle 240 are combined.
  • any one of the first material and the second material constitutes the matrix 310 of the smart composite material, and the other material of the first material and the second material forms the filler 320 of the smart composite material.
  • the output of the first material by the first nozzle 220 and the output of the second material by the second nozzle 240 may be sequentially performed at the same time or simultaneously. Can be performed.
  • the second nozzle 240 first outputs the second material and then the first nozzle ( 220 may later output the first material.
  • the first nozzle 220 first outputs the first material, and then the second nozzle 240 first 2 Material can be output later.
  • the present invention is a 4D printing apparatus 200 including dual nozzles for outputting different materials through two different 3D printing methods.
  • the difference between the glass transition temperature of the first material and the glass transition temperature of the second material is preferably large.
  • the glass transition temperature of the second material for example, DM8530
  • the glass transition temperature of the first material for example, TangoBlack +. This is to improve the performance of the shape memory element of the smart composite material composed of the first material and the second material.
  • the smart material is output using one or more nozzles.
  • the glass transition temperature of the material used in one 3D printing method is limited, the smart material using a material having a similar glass transition temperature has the disadvantage of poor shape memory performance.
  • the 4D printing apparatus 200 according to the present invention uses two different 3D printing methods using materials having a large difference in glass transition temperature, but outputs two materials through different nozzles in one process.
  • the smart composite material output from the 4D printing apparatus 200 according to the present invention that is, the printed matter, has an advantage of excellent shape memory performance.
  • the 4D printing apparatus of the present invention may use three or more 3D printing methods.
  • the 4D printing apparatus may include three or more storage units for storing three or more materials, and three or more nozzles respectively corresponding to the three or more storage units and outputting each of the three or more materials. .

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Abstract

4D 프린팅 장치가 개시된다. 개시된 4D 프린팅 장치는, 3D 프린팅 방식 A을 기초로 제1 재료를 출력하는 제1 노즐; 및 3D 프린팅 방식 B를 기초로 제2 재료를 출력하는 제2 노즐;을 포함한다.

Description

4D 프린팅 장치
본 발명의 실시예들은 우수한 성능의 스마트 소재를 하나의 공정을 통해 제조하고, 이를 이용하여 3차원 객체를 출력할 수 있는 4D 프린팅 장치에 관한 것이다.
4D 프린팅은 미리 설계된 시간이나 임의의 임계 환경 조건(일례로, 온도, 습도, 진동, 전기 등)이 충족되면 스스로 모양을 변경하여 새로운 모양으로 바뀌는 스마트 소재를 이용하여 3D 프린팅 기술을 통해 3차원 인쇄물(객체)를 제조하는 기술을 의미한다.
도 1은 종래의 4D 프린팅을 이용한 인쇄물의 일례를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 임계 환경 조건하에서, 4D 프린팅을 이용한 인쇄물은 시간이 경과함에 따라 형상이 변화한다.
4D 프린팅은 2013년 테드(TED: Technology Entertainment Design) 강연에서 미국 MIT 자가 조립 연구소의 스카일러 티빗츠(SkylarTibbits)에 의해 소개되었다. 4D 프린팅은 자동차, 스마트 의류, 항공, 방위 산업, 의료 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.
4D 프린팅은 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식, DLP(Digital Light Processing) 방식, SLS(Selective Laser Sintering) 방식, 폴리젯(polyjet) 방식 등의 3D 프린팅 장치를 통해 인쇄물을 제작한다.
이 때, FDM 방식의 3D 프린팅 장치는 4D 프린팅에 따른 인쇄물의 제작 시, 노즐의 직경에 따른 인쇄 분해능이 작아 세부 묘사가 필요한 인쇄물을 출력하는 것이 어렵고, 후가공이 필요한 단점이 있다. 그리고, DLP 방식은 FDM 방식과 비교할 때, 인쇄 분해능이 높으나 광경화 재료만을 사용할 수 있고, 장치가 고가인 단점이 있다. 또한, SLS 방식은 인쇄 분해능이 매우 크지만, 사용 가능한 재료가 상대적으로 적고, 장치의 가격 및 유지 비용이 높은 단점이 있다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 우수한 성능의 스마트 소재를 하나의 공정을 통해 제조하고, 이를 이용하여 3차원 객체를 출력할 수 있는 4D 프린팅 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 3D 프린팅 방식 A을 기초로 제1 재료를 출력하는 제1 노즐; 및 3D 프린팅 방식 B를 기초로 제2 재료를 출력하는 제2 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 4D 프린팅 장치가 제공된다.
상기 제1 재료의 유리 전이 온도와 상기 제2 재료의 유리 전이 온도는 서로 상이할 수 있다.
상기 3D 프린팅 방식 A은 폴리젯 방식이고, 상기 3D 프린팅 방식 B는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식일 수 있다.
상기 제1 재료는 전도성 페이스트를 포함하는 광경화 재료이고, 상기 제2 재료는 형상 기억 폴리머(SMP)와, 기능화된 탄소 나노 튜브(CNT)와, 고 흡수성 수지(SAP)를 혼합하여 사출한 필라멘트일 수 있다.
상기 제1 재료 및 상기 제2 재료 중 어느 하나의 재료가 매트릭스를 형성하고, 상기 제1 재료 및 상기 제2 재료 중 나머지 하나의 재료가 필러를 형성할 수 있다.
상기 4D 프린팅 장치는, 상기 제1 노즐과 연결되며, 상기 제1 재료를 보관하는 제1 보관부; 상기 제1 노즐과 인접하여 위치하며, 상기 제1 노즐에서 출력되는 상기 제1 재료를 경화시키기 위한 UV 램프; 상기 제2 노즐과 연결되며, 상기 제2 재료를 보관하는 제2 보관부; 상기 제1 노즐로의 상기 제1 재료의 공급 속도, 상기 제2 노즐로의 상기 제2 재료의 공급 속도, 상기 제1 노즐의 동작, 상기 제2 노즐의 동작 및 상기 UV 램프의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제1 노즐에서 출력된 제1 재료 및 상기 제2 노즐에서 출력된 제2 재료를 안착시키는 프린팅 플레이트;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다수의 재료 각각을 출력하는 다수의 노즐; 및 상기 다수의 노즐의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 다수의 노즐 각각은 서로 다른 3D 프린팅 방식을 통해 상기 다수의 재료를 출력하고, 상기 다수의 재료의 유리 전이 온도는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 4D 프린팅 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 4D 프린팅 장치는 우수한 성능의 스마트 소재를 하나의 공정을 통해 제조하고, 이를 이용하여 3차원 객체를 출력할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 4D 프린팅을 이용한 인쇄물의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4D 프린팅 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 제1 노즐에 의한 제1 재료와 제2 노즐에 의한 제2 재료가 결합된 인쇄물(스마트 복합 재료)를 도시한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4D 프린팅 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 4D 프린팅 장치(200)는, 제1 보관부(210), 제1 노즐(220), 제2 보관부(230), 제2 노즐(240), 제어부(250) 및 프린팅 플레이트(260)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세하게 설명한다.
제1 보관부(210)은 제1 재료를 보관한다. 그리고, 제1 노즐(220)는 제1 보관부(220)와 연결되며, 제1 보관부(210)에 보관되어 있는 제1 재료를 출력한다. 즉, 제1 보관부(210) 및 제1 노즐(220)는 3D 프린팅 방식 A에 따라 제1 재료를 출력하는 하나의 3D 프린팅 장치 A를 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 프린팅 방식 A은 폴리젯(polyjet) 방식일 수 있다. 이 경우, 4D 프린팅 장치(200)는 제1 노즐(220)에서 출력되는 제1 재료를 경화시키기 위한 UV 램프(270)를 더 포함할 수 있다.
즉, 폴리젯 방식은 빛으로 원료를 굳혀 입체 모형을 만드는 광경화 적층 방식으로서, UV 램프(270)에 반응해 액체에서 고체로 변화하는 특수한 플라스틱 수지를 활용해 재료를 적층한다. 따라서, 제1 노즐(220)과 인접하여 적어도 하나의 UV 램프(270)가 위치할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 프린팅 방식 A가 폴리젯 방식인 경우, 제1 재료는 전도성 페이스트를 포함하는 광경화 재료일 수 있다.
제2 보관부(230)은 제2 재료를 보관하며, 제2 노즐(240)는 제2 보관부(230)와 연결되며, 제2 보관부(230)에 보관되어 있는 제2 재료를 출력한다. 즉, 제2 보관부(230) 및 제2 노즐(240)는 3D 프린팅 방식 B에 따라 제2 재료를 출력하는 또 하나의 3D 프린팅 장치를 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 프린팅 방식 B은 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식일 수 있다. 이 경우, 제2 보관부(230) 또는 제2 노즐(240)은 제2 재료의 용융 온도를 맞추기 위한 히터를 포함할 수 있다.
즉, FDM 방식은 가는 선 형태의 고체(필라멘트)를 사용하며, 열에 녹는 플라스틱을 노즐에 가한 열로 녹여 사출한 후 공기 중에서 다시 고체로 굳히는 원리를 사용한다. 따라서, 제2 보관부(230) 또는 제2 노즐(240)에 열을 가하기 위한 히터가 포함된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 3D 프린팅 방식 B가 FDM인 경우, 제2 재료는 형상 기억 폴리머(SMP)와, 기능화된 탄소 나노 튜브(CNT)와, 고 흡수성 수지(SAP)를 혼합하여 사출한 필라멘트일 수 있다. 이 경우, 형상 기억 폴리머(SMP)에 의해 온도에 따른 형태 변화가 일어나고, 고 흡수성 수지(SAP)에 의해 습도에 따른 형태 변화가 일어날 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 재료의 유리 전이 온도(Tg)와 제2 재료의 유리 전이 온도는 서로 상이할 수 있다. 특히 제1 재료의 유리 전이 온도와 제2 재료의 유리 전이 온도의 차이는 큰 것이 바람직하다. 이는 아래에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
제어부(250)는 제1 보관부(210), 제1 노즐(220), 제2 보관부(230), 제2 노즐(240) 및 UV 램프(270)의 동작을 제어한다. 즉, 제어부(260)는 제1 노즐(220)로의 제1 재료의 공급 속도(즉, 제1 보관부(210)이 동작), 제2 노즐(240)로의 제2 재료의 공급 속도(즉, 제2 보관부(230)이 동작), 제1 노즐(220)의 동작, 제2 노즐(240)의 동작 및 UV 램프(270)의 동작을 제어한다. 그리고, 프린팅 플레이트(250)는 제1 노즐(220)에서 출력된 제1 재료와 제2 노즐(240)에서 출력된 제2 재료를 안착시키며, 안착된 제1 재료 및 제2 재료가 최종적인 인쇄물(객체)가 된다..
일례로서, 제1 보관부(210), 제1 노즐(220)에 따른 3D 프린팅 방식 A가 폴리젯 방식이고, 제2 보관부(230), 제2 노즐(230)에 따른 3D 프린팅 방식 B가 FDM 방식인 경우에 있어서, 제1 재료에 포함된 전도성 재료와 제2 재료에 포함된 탄소 나노 튜브(CNT)에 의하여 발열이 일어나고, 형상 기억 폴리머(SMP)의 임계 온도가 넘어가게 되면 제1 재료 및 제2 재료로 구성된 인쇄물(객체)의 형태 변화가 일어난다.
도 3에서는 제1 노즐(220)에 의한 제1 재료와 제2 노즐(240)에 의한 제2 재료가 결합된 인쇄물(스마트 복합 재료)를 도시하고 있다. 이 때, 제1 재료 및 제2 재료 중 어느 하나의 재료가 스마트 복합 재료의 매트릭스(310)를 구성하고, 제1 재료 및 제2 재료 중 나머지 하나의 재료가 스마트 복합 재료의 필러(320)를 구성할 수 있다.
이 때, 제어부(250)의 제어 하에, 제1 노즐(220)에 의한 제1 재료의 출력과 제2 노즐(240)에 의한 제2 재료의 출력은 시간의 흐름에 따라 순차적으로 수행되거나 또는 동시에 수행될 수 있다. 도 3의 일례에서, 제1 재료가 필러(320)를 형성하고, 제2 재료가 매트릭스(310)를 구성하는 경우, 제2 노즐(240)이 먼저 제2 재료를 출력한 후 제1 노즐(220)이 제1 재료를 나중에 출력할 수 있다. 또한, 제1 재료가 매트릭스(310)를 형성하고, 제2 재료가 필러(320)를 구성하는 경우, 제1 노즐(220)이 먼저 제1 재료를 출력한 후 제2 노즐(240)이 제2 재료를 나중에 출력할 수 있다.
정리하면, 본 발명은 서로 다른 2개의 3D 프린팅 방식을 통해 서로 다른 재료를 출력하는 듀얼 노즐을 포함하는 4D 프린팅 장치(200)이다. 특히, 앞서 언급한 바와 같이, 제1 재료의 유리 전이 온도와 제2 재료의 유리 전이 온도의 차이는 큰 것이 바람직하다. 일례로, 제2 재료(일례로, DM8530)의 유리 전이 온도가 제1 재료(일례로, TangoBlack+)의 유리 전이 온도 보다 55°C 이상 차이가 나는 것이 바람직하다. 이는 제1 재료 및 제2 재료로 구성되는 스마트 복합 재료의 형상 기억 소자의 성능을 높이기 위함이다.
보다 상세하게, 종래의 하나의 3D 프린팅 방식만을 사용하는 4D 프린팅 장치의 경우, 하나 이상의 노즐을 이용하여 스마트 재료를 출력한다. 이 때, 하나의 3D 프린팅 방식에서 사용되는 재료의 유리 전이 온도는 한정되어 있으며, 유사한 유리 전이 온도를 가지는 재료를 이용한 스마트 재료의 경우 형상 기억의 성능이 좋지 못한 단점이 있다.
그러나, 본 발명에 따른 4D 프린팅 장치(200)는 유리 전이 온도의 차이가 큰 재료 각각을 사용하는 2개의 서로 다른 3D 프린팅 방식을 사용하되, 하나의 공정에서 2가지 재료들을 서로 다른 노즐을 통해 출력하여 스마트 복합 재료를 생성한다. 따라서, 본 발명에 따른 4D 프린팅 장치(200)에서 출력되는 스마트 복합 재료 즉, 출력된 인쇄물은 형상 기억의 성능이 우수한 장점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 4D 프린팅 장치는 3 이상의 3D 프린팅 방식을 이용할 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 4D 프린팅 장치는 3 이상의 재료를 각각 보관하는 3 이상의 보관부와, 3 이상의 보관부와 각각 대응되며 3 이상의 재료 각각을 출력하는 3 이상의 노즐을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 4D 프린팅 장치의 구성은 앞서 설명한 4D 프린팅 장치(200)의 구성과 유사하므로, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 3D 프린팅 방식 A을 기초로 제1 재료를 출력하는 제1 노즐; 및
    3D 프린팅 방식 B를 기초로 제2 재료를 출력하는 제2 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 4D 프린팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재료의 유리 전이 온도와 상기 제2 재료의 유리 전이 온도는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 4D 프린팅 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3D 프린팅 방식 A은 폴리젯 방식이고,
    상기 3D 프린팅 방식 B는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식인 것을 특징으로 하는 4D 프린팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 재료는 전도성 페이스트를 포함하는 광경화 재료이고,
    상기 제2 재료는 형상 기억 폴리머(SMP)와, 기능화된 탄소 나노 튜브(CNT)와, 고 흡수성 수지(SAP)를 혼합하여 사출한 필라멘트인 것을 특징으로 하는 4D 프린팅 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 재료 및 상기 제2 재료 중 어느 하나의 재료가 매트릭스를 형성하고, 상기 제1 재료 및 상기 제2 재료 중 나머지 하나의 재료가 필러를 형성하는 것을 특징으로 하는 4D 프린팅 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노즐과 연결되며, 상기 제1 재료를 보관하는 제1 보관부;
    상기 제1 노즐과 인접하여 위치하며, 상기 제1 노즐에서 출력되는 상기 제1 재료를 경화시키기 위한 UV 램프;
    상기 제2 노즐과 연결되며, 상기 제2 재료를 보관하는 제2 보관부;
    상기 제1 노즐로의 상기 제1 재료의 공급 속도, 상기 제2 노즐로의 상기 제2 재료의 공급 속도, 상기 제1 노즐의 동작, 상기 제2 노즐의 동작 및 상기 UV 램프의 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 제1 노즐에서 출력된 제1 재료 및 상기 제2 노즐에서 출력된 제2 재료를 안착시키는 프린팅 플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4D 프린팅 장치.
  7. 다수의 재료 각각을 출력하는 다수의 노즐; 및
    상기 다수의 노즐의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 다수의 노즐 각각은 서로 다른 3D 프린팅 방식을 통해 상기 다수의 재료를 출력하고,
    상기 다수의 재료의 유리 전이 온도는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 4D 프린팅 장치.
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