WO2023200089A1 - 3차원 프린터 조형물 처리장치 - Google Patents

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WO2023200089A1
WO2023200089A1 PCT/KR2023/001442 KR2023001442W WO2023200089A1 WO 2023200089 A1 WO2023200089 A1 WO 2023200089A1 KR 2023001442 W KR2023001442 W KR 2023001442W WO 2023200089 A1 WO2023200089 A1 WO 2023200089A1
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sculpture
remover
processing device
unit
plate
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변성욱
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오스템임플란트 주식회사
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    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing

Definitions

  • the present invention relates to a 3D printer sculpture processing device, and more specifically, to a sculpture processing device for separating a sculpture formed by a photocurable resin 3D printer from a molding plate and cleaning it.
  • a 3D printer is a device that creates objects by printing successive layers of material like a 2D printer and stacking them. 3D printers can quickly produce objects based on digitized drawing information, so they are mainly used for producing prototype samples.
  • the product forming method of a 3D printer is a photocurable resin modeling (SLA; Stereo Lithography Apparatus) method that irradiates laser light on a photocurable material and molds the irradiated part into an object, or a selective laser melting method that melts and laminates thermoplastic filaments. (SLM; Selective laser melting), etc.
  • SLA photocurable resin modeling
  • SLM Selective laser melting
  • the photocurable resin molding type 3D printer is configured to mold the sculpture by irradiating laser light into a water tank storing the photocurable liquid resin to harden the liquid resin, and when molding is completed, the user uses a scraper. Use to separate the sculpture formed on the modeling plate.
  • the present invention is intended to solve the problems of the prior art described above, and the purpose of the present invention is to provide a three-dimensional printer sculpture processing device capable of separating and cleaning the sculpture.
  • One aspect of the present invention is to form a sculpture by curing a photocurable resin on the bottom, a modeling plate with a plurality of through holes formed, a support part formed to support both ends of the modeling plate, and a plurality of plates corresponding to the plurality of through holes.
  • a remover in which protrusions are formed a lifting part that is coupled to the remover and raises and lowers the remover in a vertical direction with respect to the modeling plate, and a receiving space in which a cleaning solution is accommodated, for accommodating and cleaning the sculpture separated from the modeling plate.
  • a three-dimensional printer sculpture processing device is provided, including a cleaning unit and a control unit for controlling operations of the lifting unit and the cleaning unit, wherein the remover separates the sculpture from the modeling plate when the lifting unit is lowered.
  • the support unit is provided with a sensor that detects seating of the modeling plate, and when seating of the modeling plate is detected by the sensor, the lifting unit may be controlled to descend.
  • the lifting unit may be controlled to descend by a predetermined distance and then rise by the predetermined distance.
  • the cleaning unit may be controlled to operate when the lifting unit rises.
  • the cleaning unit may include an ultrasonic vibration device that provides ultrasonic waves to the cleaning liquid.
  • One aspect of the present invention is to form a sculpture by curing a photocurable resin on the bottom, a modeling plate with a plurality of through holes formed, a support part formed to support both ends of the modeling plate, and a plurality of plates corresponding to the plurality of through holes.
  • a three-dimensional printer sculpture processing device including a cleaning unit that receives and cleans the sculpture separated from the sculpture plate, and wherein the remover separates the sculpture from the sculpture plate when the elevating portion is lowered.
  • the lifting unit is combined with a screw bolt on which a first bevel gear is disposed and the remover, and a coupling portion that moves linearly by rotation of the screw bolt and restrains the coupling portion to prevent rotation of the coupling portion. It may include a guide part.
  • the coupling portion and the guide portion may be unevenly coupled.
  • the handle unit may include a drive shaft on which a second bevel gear meshed with the first bevel gear is disposed, and a rotation handle coupled to the drive shaft.
  • the cleaning unit may include an ultrasonic vibration device that provides ultrasonic waves to the cleaning liquid.
  • the user's convenience is improved because the sculpture is separated by a remover, and the separated sculpture is accommodated in a cleaning unit located below the sculpture plate, thereby reducing the time and work space required for separating and cleaning the sculpture. can be reduced.
  • Figure 1 is a perspective view of a 3D printer sculpture processing device according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the 3D printer sculpture processing device of Figure 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view viewed from the direction A-A' of FIG. 1 before and after operation of the 3D printer sculpture processing device of FIG. 1.
  • Figure 4 is a step diagram showing the operation process of the 3D printer sculpture processing device according to the first embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are diagrams showing the operation process of the 3D printer sculpture processing device according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a perspective view of a 3D printer sculpture processing device according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is an exploded perspective view of Figure 8.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view viewed from the B-B' direction of FIG. 8 before and after operation of the 3D printer sculpture processing device of FIG. 8.
  • Figure 11 is a rear view of Figure 8.
  • Figures 12 to 14 are diagrams showing the operation process of the 3D printer sculpture processing device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a 3D printer sculpture processing device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the 3D printer sculpture processing device of FIG. 1
  • FIG. 3 is a 3D printer sculpture processing device of FIG. 1. This is a cross-sectional view viewed from the direction A-A' in FIG. 1 before and after operation of the device.
  • the 3D printer sculpture processing device 1000 includes a modeling plate 1100, a support part 1200, a remover 1300, and an elevating part 1400. ), a cleaning unit 1500, and a control unit (not shown).
  • the modeling plate 1100 functions to support the sculpture P when the sculpture P is hardened into a unit molding layer within the liquid resin of the 3D printer.
  • a 3D printer using photocurable resin forms a sculpture (P) by irradiating laser light into a water tank storing photocurable liquid resin to harden the liquid resin on the attachment surface 1110 of the modeling plate 1100. It is configured to do so.
  • the sculpture plate 1100 is formed in the shape of a box with an open top, and an attachment surface 1110 to which the sculpture P is attached is formed at the bottom.
  • a plurality of discharge holes 1120 penetrating in the thickness direction are formed on the attachment surface 1110, and the plurality of discharge holes 1120 may be formed to be aligned along the horizontal and vertical directions of the attachment surface 1110.
  • Extension portions 1130 formed to extend outward are provided at the top of each side of the modeling plate 1100, and the extension portions 1130 are seated on a pair of arms 1210 of the support portion 1200.
  • a guide groove 1131 corresponding to the guide protrusion 1212 of the support portion 1200 may be formed in the extension portion 1130.
  • a gripping portion 1150 that a user can grasp with his or her hand may be coupled to the insertion groove 1141 of the front 1140 of the modeling plate 1100.
  • the support unit 1200 includes a pair of arms 1210 extending forward at a predetermined distance apart in the horizontal direction, and the extension portion 1130 of the modeling plate 1100 is supported on the arms 1210.
  • a guide protrusion 1212 corresponding to the guide groove 1131 of the modeling plate 1100 is formed on the extension portion 1130.
  • both ends of the modeling plate 1100 are supported by the support part 1200, and the sculpture P formed on the attachment surface 1110 of the modeling plate 1100 is supported at a vertical distance from the cleaning unit 1500. .
  • a plurality of magnets 1211 may be provided on the arm 1210.
  • the magnet 1211 may be coupled to a magnet hole formed on the upper surface of the arm 1210 to be recessed by a predetermined thickness using a fixing means such as a bolt.
  • the modeling plate 1100 may be formed of a magnetic material so that it can be coupled to the magnet 1211.
  • only the extension portion 1130 supported by the arm 1210 of the modeling plate 1100 may be formed of a magnetic material.
  • the arm 1210 may be equipped with a sensor (not shown) that detects the seating of the modeling plate 1100.
  • the remover 1300 includes a base portion 1310 formed in a size corresponding to the attachment surface 1110 of the modeling plate 1100.
  • a plurality of protrusions 1320 protruding downward are formed on the bottom of the base portion 1310.
  • the protrusion 1320 may be formed in the shape of a cylinder, but of course, it is not limited to this and various shapes may be applied.
  • the protrusions 1320 are aligned along the horizontal and vertical directions of the remover 1300. In detail, the protrusion 1320 is aligned to vertically pass through the discharge hole 1120 of the modeling plate 1100 when the lifting unit 1400 is lowered.
  • the remover 1300 includes a rib 1330 coupled to the lifting part 1400.
  • the rib 1330 is formed to extend rearward from the upper surface of the base portion 1310, and a flange 1331 is formed at the end thereof to protrude outward.
  • a plurality of threaded holes are formed through the flange 1331.
  • the flange 1331 may be firmly fixed to one side of the coupling portion 1430 by a fixing means such as a bolt, but is not limited thereto, and may be attached using an adhesive or the like in some cases.
  • the base unit 1310 is positioned at a predetermined distance d in the vertical direction from the modeling plate 1100.
  • the remover 1300 which is fixed to the lifting unit 1400 by the flange 1331, also descends.
  • the lifting unit 1400 descends a predetermined distance d
  • the base unit 1310 comes into contact with the upper surface of the modeling plate 1100, and the protrusion 1320 passes through the modeling plate 1100. Pressure is applied to the sculpture P, and thus the sculpture P is separated from the sculpture plate 1100.
  • the lifting unit 1400 moves the remover 1300 along the vertical direction, that is, in a direction closer to or away from the modeling plate 1100, and includes a driving motor 1410, a guide unit 1420, and a coupling unit ( 1430).
  • the drive motor 1410 is driven under the control of the control unit and is located behind the support unit 1200.
  • a screw bolt 1411 is coupled to the output shaft of the drive motor 1410, and the screw bolt 1411 rotates when the drive motor 1410 is driven.
  • the guide portion 1420 is for guiding the vertical movement of the coupling portion 1430, and extends long along the vertical direction.
  • a rotation prevention groove 1432 of the coupling portion 1430 In front of the guide portion 1420, there is a rotation prevention groove 1432 of the coupling portion 1430 and The coupled guide rail 1421 protrudes.
  • a stopper 1422 that prevents the coupling portion 1430 from leaving the guide rail 1421 may be coupled to the top of the guide portion 1420.
  • the center hole of the coupling part 1430 is provided with a threaded part 1431 that engages with the screw bolt 1411, and at the rear of the coupling part 1430, there is an anti-rotation groove corresponding to the guide rail 1421 of the guide part 1420. (1432) is formed as a depression.
  • the rotation prevention groove 1432 is coupled to the guide rail 1421 to be movable in the vertical direction. Since the guide rail 1421 restrains the rotation prevention groove 1432 to prevent the coupling portion 1430 from rotating, the rotational movement of the screw bolt 1411 is converted into a vertical linear motion of the coupling portion 1430.
  • the front of the coupling portion 1430 is coupled to the flange 1331 of the remover 1300, and as the coupling portion 1430 moves vertically, the remover 1300 moves closer to or away from the modeling plate 1100. moves to .
  • the cleaning unit 1500 is formed in the shape of a box with an open top, and contains a cleaning liquid 1510 for cleaning the sculpture P separated from the modeling plate 1100 therein.
  • the cleaning solution 1510 may use ethyl alcohol.
  • the cleaning unit 1500 includes an ultrasonic vibration device (not shown) and cleans the sculpture P using ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic vibration device.
  • FIG. 4 is a step diagram showing the operation process of a 3D printer sculpture processing device according to an embodiment of the present invention.
  • the control unit receives a signal for detecting the seating of the modeling plate 1100 from a sensor provided on the arm 1210 (S110)
  • the remover 1300 removes the modeling plate 1100.
  • the driving motor 1410 of the lifting unit 1400 is controlled to descend toward.
  • the control unit controls the lifting unit 1400 to descend by a predetermined distance d (S120).
  • d a predetermined distance
  • the protrusion 1320 passes through the discharge hole 1120 of the sculpture plate 1100 and applies pressure to the sculpture P, thereby moving the sculpture P to the sculpture plate. Separate at (1100).
  • the control unit may control the lifting unit 1400 to descend by a predetermined distance (d) and then rise by the predetermined distance (d) (S130). In this case, the lifting unit 1400 returns to its initial position.
  • the control unit may control the ultrasonic vibration device of the cleaning unit 1500 to operate when the lifting unit 1400 rises (S140). That is, when the sculpture P is separated from the sculpture plate 1100 by the lowering of the lifting unit 1400, the ultrasonic vibration device of the cleaning unit 1500 is activated and the sculpture P is cleaned by ultrasonic waves.
  • the control unit may control the lifting unit 1400 to descend by a predetermined distance (d) and then rise again by a predetermined distance (d) after a predetermined time has elapsed.
  • control unit may include a switch that switches on or off.
  • the control unit may receive an on signal and control the operation of the lifting unit 1400 and the washing unit 1500.
  • 5 to 7 are diagrams showing the operation process of the 3D printer sculpture processing device according to the first embodiment of the present invention.
  • the control unit receives a seating detection signal of the sculpture plate 1100 from a sensor provided on the arm 1210.
  • the lifter 1400 is controlled so that the remover 1300 descends toward the modeling plate 1100.
  • the elevation unit 1400 is controlled to descend by a predetermined distance d, and the protrusion 1320 passes through the discharge hole 1120 of the sculpture plate 1100 and applies pressure to the sculpture P. It is separated from the modeling plate 1100. Accordingly, the sculpture P is accommodated in the cleaning unit 1500 located below the sculpture plate 1100.
  • control unit controls the lifting unit 1400 to rise by the predetermined distance d, and at the same time operates the ultrasonic vibration device of the cleaning unit 1500 to clean the sculpture P by ultrasonic waves.
  • the sculpture P is separated by the remover 1300, thereby improving user convenience, and cleaning is performed simultaneously with the separation of the sculpture P, so the sculpture (P) is separated by the remover 1300. It is possible to reduce the time and work space required for separation and cleaning of P).
  • FIG. 8 is a perspective view of a 3D printer sculpture processing device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of FIG. 8
  • FIG. 10 is a before and after operation of the 3D printer sculpture processing device of FIG. 8. This is a cross-sectional view viewed from the B-B' direction.
  • the 3D printer sculpture processing device 2000 includes a modeling plate 2100, a support part 2200, a remover 2300, and an elevating part 2400. ), a cleaning unit 2500, and a handle unit 2600.
  • the lifting unit 2400 moves the remover 2300 along the vertical direction, that is, in a direction closer to or away from the modeling plate 2100, and includes the screw bolt 2410, the guide unit 2420, and the coupling unit 2430. ) includes.
  • the screw bolt 2410 rotates by manipulating the handle 2600, and a first bevel gear 2411 that receives the driving force of the handle 2600 is mounted on the end of the screw bolt 2410.
  • the handle unit 2600 is configured to include a drive shaft 2610 and a rotation handle 2620.
  • the drive shaft 2610 is supported on a pair of vertical surfaces 2612a and 2612b that extend vertically at both ends at a predetermined distance apart in the horizontal direction so that the drive shaft 2610 can rotate about the central axis.
  • a pair of vertical surfaces 2612a and 2612b support both ends of the horizontal surface 2613.
  • a second bevel gear 2611 engaged with the first bevel gear 2411 is mounted on one side of the outer peripheral surface of the drive shaft 2610, and the rotational movement of the drive shaft 2610 is carried out by the lifting unit (2611) through the second bevel gear 2611. 2400).
  • the rotation handle 2620 is coupled to one end of the drive shaft 2610 perpendicularly to the drive shaft 2610, so that when the user holds the rotation handle 2620 and applies force, a rotational force is applied to the drive shaft 2610.
  • Figure 11 is a rear view of Figure 8, and Figures 12 to 14 are diagrams showing the operation process of the 3D printer sculpture processing device according to the second embodiment of the present invention.
  • the remover 2300 descends a predetermined distance (d)
  • the protrusion 2320 passes through the discharge hole 2120 of the sculpture plate 2100 and applies pressure to the sculpture P to remove the sculpture P from the sculpture plate ( 2100). Accordingly, the sculpture P is accommodated in the cleaning unit 2500 located below the sculpture plate 2100.
  • the ultrasonic vibration device of the cleaning unit 2500 is activated to clean the sculpture P by ultrasonic waves.
  • the sculpture P is separated by the remover 2300 to improve user convenience, and the separated sculpture P is located on the lower side of the sculpture plate 2100. Since it is accommodated in the cleaning unit 2500, the time and work space required to separate and clean the sculpture P can be reduced.

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 저면에 광경화성 수지가 경화되어 조형물이 성형되며, 복수개의 관통공이 형성되는 조형 플레이트, 상기 조형 플레이트의 양단을 지지하도록 형성되는 지지부, 상기 복수개의 관통공에 대응되는 복수개의 돌기가 형성되는 리무버, 상기 리무버와 결합되어, 상기 리무버를 상기 조형 플레이트에 대해 수직방향으로 승강하는 승강부, 세척액이 수용되는 수용공간을 구비하며, 상기 조형 플레이트에서 분리되는 조형물을 수용하고 세척하는 세척부 및 상기 승강부 및 상기 세척부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 상기 승강부의 하강시 상기 리무버가 상기 조형물을 조형 플레이트에서 분리하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치를 제공한다.

Description

3차원 프린터 조형물 처리장치
본 발명은 3차원 프린터 조형물 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광경화수지 조형 방식의 3차원 프린터로 형성된 조형물을 조형 플레이트로부터 분리시켜 세척하기 위한 조형물 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 3차원 입체 형상의 조형물을 제작하기 위해서는 도면에 의존하여 수작업에 의해 이루어지는 목업 제작 방식과 CNC 밀링에 의한 제작 방법 등이 널리 알려져 있다.
최근에는 제품의 설계자가 CAD나 CAM을 이용하여 3차원 모델링 데이터를 생성하고, 생성한 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상의 조형물을 제작하는 이른바 3차원 프린팅 방법이 등장하게 되었으며, 이러한 3차원 프린터는 산업, 생활, 의학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
3차원 프린터는 재료의 연속적인 레이어를 2차원 프린터와 같이 출력하여 이를 적층함으로써 대상물을 만드는 장치이다. 3차원 프린터는 디지털화된 도면 정보를 바탕으로 빠르게 대상물을 제작할 수 있어서 프로토타입 샘플 제작 등에 주로 사용된다.
3차원 프린터의 제품 성형방식은 광경화성 재료에 레이저 광선을 조사하여 광조사된 부분을 물체로 성형하는 광경화수지 조형 방식(SLA; Stereo Lithography Apparatus) 또는 열가소성 필라멘트를 용융하여 적층하는 선택적 레이저 용융 방식(SLM; Selective laser melting) 등이 있다.
이러한 3차원 프린터의 성형 방식 중에서 광경화수지 조형 방식의 3차원 프린터는 광경화성 액체 수지가 저장된 수조에 레이저 광을 조사하여 액체 수지를 경화시킴으로써 조형물을 성형하도록 구성되고, 성형이 완료되면 사용자가 스크래퍼를 사용하여 조형 플레이트에 형성된 조형물을 분리한다.
다만, 스크래퍼에 힘이 많이 가해지는 경우 조형물이 변형 또는 파손될 우려가 있었다. 아울러, 분리된 조형물을 세척하기 위해 세척 장소로 이동해야 하는 등 추가적인 작업 시간과 공간이 필요하다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 조형물의 분리 및 세척이 가능한 3차원 프린터 조형물 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 저면에 광경화성 수지가 경화되어 조형물이 성형되며, 복수개의 관통공이 형성되는 조형 플레이트, 상기 조형 플레이트의 양단을 지지하도록 형성되는 지지부, 상기 복수개의 관통공에 대응되는 복수개의 돌기가 형성되는 리무버, 상기 리무버와 결합되어, 상기 리무버를 상기 조형 플레이트에 대해 수직방향으로 승강하는 승강부, 세척액이 수용되는 수용공간을 구비하며, 상기 조형 플레이트에서 분리되는 조형물을 수용하고 세척하는 세척부 및 상기 승강부 및 상기 세척부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 상기 승강부의 하강시 상기 리무버가 상기 조형물을 조형 플레이트에서 분리하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 지지부에는 상기 조형 플레이트의 안착을 감지하는 센서가 구비되고, 상기 센서에서 상기 조형 플레이트의 안착이 감지되면, 상기 승강부는 하강하도록 제어될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 승강부는 소정의 거리만큼 하강한 후 상기 소정의 거리만큼 상승하도록 제어될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 세척부는 상기 승강부가 상승할 때 동작하도록 제어될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 세척부는, 상기 세척액에 초음파를 제공하는 초음파진동장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면은 저면에 광경화성 수지가 경화되어 조형물이 성형되며, 복수개의 관통공이 형성되는 조형 플레이트, 상기 조형 플레이트의 양단을 지지하도록 형성되는 지지부, 상기 복수개의 관통공에 대응되는 복수개의 돌기가 형성되는 리무버, 상기 리무버와 결합되어, 상기 리무버를 상기 조형 플레이트에 대해 수직방향으로 승강하는 승강부, 상기 승강부에 회전력을 전달하는 핸들부 및 세척액이 수용되는 수용공간을 구비하며, 상기 조형 플레이트에서 분리되는 조형물을 수용하고 세척하는 세척부를 포함하고, 상기 승강부의 하강시 상기 리무버가 상기 조형물을 조형 플레이트에서 분리하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 승강부는, 제 1 베벨기어가 배치되는 스크류볼트, 상기 리무버와 결합하며, 상기 스크류볼트의 회전에 의해 직선운동하는 결합부 및 상기 결합부를 구속하여 상기 결합부의 회전을 방지하는 가이드부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 결합부와 상기 가이드부는 요철결합할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 핸들부는, 상기 제 1 베벨기어에 치합되는 제 2 베벨기어가 배치되는 구동축 및 상기 구동축에 결합하는 회전핸들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 세척부는, 상기 세척액에 초음파를 제공하는 초음파진동장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 조형물이 리무버에 의해 분리되어 사용자의 편의성이 향상되며, 분리된 조형물은 조형 플레이트 하측에 위치하는 세척부에 수용되므로, 조형물의 분리 및 세척에 필요한 시간과 작업 공간을 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 3차원 프린터 조형물 처리장치의 분해사시도이다.
도 3 은 도 1의 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동 전후를 도 1 의 A-A' 방향에서 바라본 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동과정을 나타내는 단계도이다.
도 5 내지 도 7 은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 사시도이다.
도 9 는 도 8 의 분해사시도이다.
도 10 은 도 8의 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동 전후를 도 8 의 B-B' 방향에서 바라본 단면도이다.
도 11 는 도 8 의 후면도이다.
도 12 내지 도 14 은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동과정을 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 와 같은 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들 또는 단계들을 설명하기 위해 사용될 수 있으나, 해당 구성 요소들 또는 단계들은 서수에 의해 한정되지 않아야 한다. 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성 요소 또는 단계를 다른 구성 요소들 또는 단계들로부터 구별하기 위한 용도로만 해석되어야 한다.
[제 1 실시예]
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제 1 실시예에 의한 3 차원 프린터 조형물 처리장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 사시도이고, 도 2 는 도 1 의 3차원 프린터 조형물 처리장치의 분해사시도이고, 도 3 은 도 1의 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동 전후를 도 1 의 A-A' 방향에서 바라본 단면도이다.
도 1 내지 도 3 에 참조된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치(1000)는, 조형 플레이트(1100), 지지부(1200), 리무버(1300), 승강부(1400), 세척부(1500) 및 제어부(미도시)를 포함하도록 구성된다.
조형 플레이트(1100)는 조형물(P)이 3 차원 프린터의 액상 수지 내에서 단위 성형층으로 경화될 때 조형물(P)을 지지하는 기능을 수행한다. 상세하게는, 광경화수지 조형 방식의 3차원 프린터는 광경화성 액체 수지가 저장된 수조에 레이저 광을 조사하여 조형 플레이트(1100)의 부착면(1110)에 액체 수지를 경화시킴으로써 조형물(P)을 성형하도록 구성된다.
조형 플레이트(1100)는 상부가 개방된 함체 형상으로 형성되며, 하부에는 조형물(P)이 부착되는 부착면(1110)이 형성된다. 부착면(1110)에는 두께방향으로 관통하는 배출홀(1120)이 복수개 형성되고, 복수개의 배출홀(1120)은 부착면(1110)의 가로방향 및 세로방향을 따라 정렬되도록 형성될 수 있다.
조형 플레이트(1100)의 양측면 상단 각각에는 바깥방향으로 연장되도록 형성되는 연장부(1130)가 구비되고, 상기 연장부(1130)는 지지부(1200)의 한 쌍의 암(1210)에 안착된다. 연장부(1130)에는 지지부(1200)의 가이드돌기(1212)에 대응되는 가이드홈(1131)이 형성될 수 있다.
조형 플레이트(1100) 전면(1140)의 삽입홈(1141)에는 사용자가 손을 이용하여 움켜쥘 수 있는 파지부(1150)가 결합될 수 있다.
지지부(1200)는 가로방향으로 소정거리 이격하여 전방으로 연장되는 한 쌍의 암(1210)을 포함하고, 상기 암(1210)에는 조형 플레이트(1100)의 연장부(1130)가 지지된다. 연장부(1130)에는 조형 플레이트(1100)의 가이드홈(1131)에 대응되는 가이드돌기(1212)가 형성된다.
즉, 조형 플레이트(1100)의 양측단은 지지부(1200)에 지지되어, 조형 플레이트(1100)의 부착면(1110)에 형성된 조형물(P)은 세척부(1500)로부터 수직방향으로 이격하여 지지된다.
암(1210)에는 복수개의 자석(1211)이 마련될 수 있다. 예를 들면, 암(1210)의 상부면에는 소정의 두께만큼 함몰되도록 형성된 자석홀에 자석(1211)이 볼트와 같은 고정수단에 의하여 결합될 수 있다. 이 때, 조형 플레이트(1100)는 자석(1211)과 결합가능하도록 자성체로 형성될 수 있다. 여기서, 조형 플레이트(1100) 중 암(1210)에 지지되는 연장부(1130)만이 자성체로 형성되어도 좋다.
또한, 암(1210)에는 조형 플레이트(1100)의 안착을 감지하는 센서(미도시)가 구비될 수 있다.
리무버(1300)는 조형 플레이트(1100)의 부착면(1110)에 대응되는 크기로 형성되는 베이스부(1310)를 포함한다.
상기 베이스부(1310)의 저면에는 하방으로 돌출되는 복수개의 돌기(1320)가 형성된다. 돌기(1320)는 원기둥의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 형상이 적용될 수 있음은 물론이다.
돌기(1320)는 리무버(1300)의 가로방향 및 세로방향을 따라 정렬된다. 상세하게는, 돌기(1320)는 승강부(1400)의 하강시 조형 플레이트(1100)의 배출홀(1120)을 수직방향으로 통과하도록 정렬된다.
리무버(1300)는 승강부(1400)와 결합되는 리브(1330)를 포함한다. 리브(1330)는 베이스부(1310)의 상면에서 후방으로 연장되도록 형성되며, 그 단부에는 외측으로 돌출되게 형성되는 플랜지(1331)가 형성된다. 플랜지(1331)에는 복수개의 나사공이 관통 형성된다. 플랜지(1331)는 결합부(1430)의 일측면에 볼트와 같은 고정수단에 의해 견고하게 고정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 접착제 등에 의하여 접착될 수도 있다.
도 3(a)에 참조된 바와 같이, 승강부(1400)가 하강하기 전 상태에서, 베이스부(1310)는 조형 플레이트(1100)와 수직방향으로 소정의 거리(d)만큼 이격되어 위치한다.
도 3(b)에 참조된 바와 같이, 승강부(1400)가 하강하면 플랜지(1331)에 의해 승강부(1400)에 고정되는 리무버(1300)도 하강하게 된다. 상세하게는, 승강부(1400)가 소정의 거리(d)만큼 하강하면 베이스부(1310)는 조형 플레이트(1100)의 상면에 맞닿게 되고, 돌기(1320)는 조형 플레이트(1100)를 통과하여 조형물(P)에 압력을 가하고, 이에 따라 조형물(P)은 조형 플레이트(1100)에서 분리된다.
승강부(1400)는 리무버(1300)를 수직방향을 따라, 다시 말해 조형 플레이트(1100)로부터 가까워지거나 이격되는 방향으로, 이동시키는 것으로서, 구동모터(1410), 가이드부(1420) 및 결합부(1430)를 포함한다.
구동모터(1410)는 제어부의 제어에 의해 구동되며 지지부(1200)의 후방에 위치한다. 구동모터(1410)의 출력축에는 스크류볼트(1411)가 결합되어 구동모터(1410)의 구동시 스크류볼트(1411)가 회전한다.
가이드부(1420)는 결합부(1430)의 수직방향 이동을 가이드하기 위한 것으로서, 수직방향을 따라 길게 연장되며, 가이드부(1420)의 전방에는 결합부(1430)의 회전방지홈(1432)과 결합되는 가이드레일(1421)이 돌출된다. 아울러, 가이드부(1420)의 상단에는 결합부(1430)가 가이드레일(1421)에서 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼(1422)가 결합될 수 있다.
결합부(1430)의 중심홀에는 스크류볼트(1411)와 치합되는 나사부(1431)가 구비되며, 결합부(1430)의 후방에는 가이드부(1420)의 가이드레일(1421)에 대응되는 회전방지홈(1432)이 함몰형성된다. 회전방지홈(1432)은 가이드레일(1421)에 수직방향으로 이동 가능하게 결합한다. 가이드레일(1421)이 회전방지홈(1432)을 구속하여 결합부(1430)가 회전하는 것을 방지하므로, 스크류볼트(1411)의 회전 운동은 결합부(1430)의 수직방향 직선운동으로 변환된다.
아울러, 결합부(1430)의 전면은 리무버(1300)의 플랜지(1331)와 결합되어, 결합부(1430)의 수직이동에 따라, 리무버(1300)도 조형 플레이트(1100)로부터 가까워지거나 이격되는 방향으로 이동하게 된다.
세척부(1500)는 상부가 개방되는 함체 형상으로 형성되고, 내부에 조형 플레이트(1100)에서 분리된 조형물(P)을 세척시키기 위한 세척액(1510)이 수용된다. 예를 들면, 세척액(1510)은 에틸알코올을 사용할 수 있다. 세척부(1500)는 초음파진동장치(미도시)를 포함하여, 초음파진동장치로부터 전달되어 오는 초음파에 의해 조형물(P)을 세척하게 된다.
제어부는 승강부(1400) 및 세척부(1500)의 작동을 제어한다. 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동과정을 나타내는 단계도이다. 상세하게는, 도 4 에 참조된 바와 같이, 제어부는 암(1210)에 구비된 센서로부터 조형 플레이트(1100)의 안착 감지 신호를 입력받으면(S110), 리무버(1300)가 조형 플레이트(1100)를 향해 하강하도록 승강부(1400)의 구동모터(1410)를 제어한다.
제어부는 승강부(1400)가 소정의 거리(d)만큼 하강하도록 제어한다(S120). 승강부(1400)가 소정의 거리(d)만큼 하강시, 돌기(1320)는 조형 플레이트(1100)의 배출홀(1120)을 통과해 조형물(P)에 압력을 가하여 조형물(P)을 조형 플레이트(1100)에서 분리한다.
제어부는 승강부(1400)가 소정의 거리(d)만큼 하강한 후 상기 소정의 거리(d)만큼 상승하도록 제어할 수 있다(S130). 이 경우, 승강부(1400)는 초기 위치로 복귀하게 된다.
제어부는 승강부(1400)가 상승할 때 세척부(1500)의 초음파진동장치가 동작하도록 제어할 수 있다(S140). 즉, 승강부(1400)의 하강에 의해 조형물(P)이 조형 플레이트(1100)로부터 분리되면, 세척부(1500)의 초음파진동장치가 작동되어 조형물(P)이 초음파에 의해 세척된다. 여기서, 제어부는 승강부(1400)가 소정의 거리(d)만큼 하강하고 나서 소정의 시간이 경과하면 다시 소정의 거리(d)만큼 상승하도록 제어할 수도 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부는 온 또는 오프되도록 스위칭하는 스위치를 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자가 스위치를 오프상태에서 온으로 전환시키면, 제어부는 온 신호를 입력받아 승강부(1400) 및 세척부(1500)의 구동을 제어할 수도 있다.
도 5 내지 도 7 은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동과정을 나타내는 도면이다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터 조형물 처리장치(1000)의 작동과정에 대해 상세히 서술한다.
조형물(P)이 성형된 조형 플레이트(1100)가 지지부(1200)의 한 쌍의 암(1210)에 안착되면, 제어부는 암(1210)에 구비된 센서로부터 조형 플레이트(1100)의 안착 감지 신호를 입력받고, 리무버(1300)가 조형 플레이트(1100)를 향해 하강하도록 승강부(1400)를 제어한다.
승강부(1400)는 소정의 거리(d)만큼 하강하도록 제어되고, 돌기(1320)는 조형 플레이트(1100)의 배출홀(1120)을 통과해 조형물(P)에 압력을 가하여 조형물(P)을 조형 플레이트(1100)에서 분리시킨다. 이에, 조형물(P)은 조형 플레이트(1100) 하측에 위치하는 세척부(1500) 내에 수용된다.
이어서, 제어부는 승강부(1400)가 상기 소정의 거리(d)만큼 상승하도록 제어하고, 동시에 세척부(1500)의 초음파진동장치를 작동시켜 초음파에 의해 조형물(P)을 세척한다.
본 발명의 3차원 프린터 조형물 처리장치(1000)에 따르면, 조형물(P)이 리무버(1300)에 의해 분리되어 사용자의 편의성이 향상되며, 조형물(P)의 분리와 동시에 세척이 진행되므로, 조형물(P)의 분리 및 세척에 필요한 시간과 작업 공간을 줄일 수 있게 된다.
[제 2 실시예]
이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치(2000)에 대해 서술한다. 이하, 전술한 실시예와 중복되는 부분은 생략하고, 유사한 부재 등에는 유사한 부호를 부여한다. (단, 상세한 위치 관계는 각각의 실시형태에 대응하는 도면에 따른다.)
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 사시도이고, 도 9 는 도 8 의 분해사시도이고, 도 10 은 도 8의 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동 전후를 도 8 의 B-B' 방향에서 바라본 단면도이다.
도 8 내지 도 10 에 참조된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치(2000)는, 조형 플레이트(2100), 지지부(2200), 리무버(2300), 승강부(2400), 세척부(2500) 및 핸들부(2600)를 포함하도록 구성된다.
승강부(2400)는 리무버(2300)를 수직방향을 따라, 다시 말해 조형 플레이트(2100)로부터 가까워지거나 이격되는 방향으로 이동시키는 것으로서, 스크류볼트(2410), 가이드부(2420) 및 결합부(2430)를 포함한다.
스크류볼트(2410)는 핸들부(2600)의 조작에 의해 회전운동하며, 스크류볼트(2410)의 단부에는 핸들부(2600)의 구동력을 전달받는 제 1 베벨기어(2411)가 장착된다.
핸들부(2600)는 구동축(2610) 및 회전핸들(2620)을 포함하도록 구성된다.
구동축(2610)은 중심축을 기준으로 회전운동 가능하도록, 양단이 가로방향으로 소정거리 이격하여 수직하게 연장되는 한 쌍의 수직면(2612a, 2612b)에 지지된다. 한 쌍의 수직면(2612a, 2612b)은 수평면(2613)의 양측단을 지지한다. 구동축(2610)의 외주면 일측에는 상기 제 1 베벨기어(2411)에 치합되는 제2 베벨기어(2611)가 장착되어, 구동축(2610)의 회전운동은 제 2 베벨기어(2611)를 통해 승강부(2400)에 전달된다.
회전핸들(2620)은 구동축(2610)의 일단에 구동축(2610)과 수직하게 결합되어, 사용자가 회전핸들(2620)을 파지하고 힘을 가하면 구동축(2610)에 회전력이 작용하게 된다.
도 11 는 도 8 의 후면도이고, 도 12 내지 도 14 은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 3차원 프린터 조형물 처리장치의 작동과정을 나타내는 도면이다.
이하에서는, 도 11 내지 도 14 를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 프린터 조형물 처리장치(2000)의 작동과정에 대해 상세히 서술한다.
조형물(P)이 성형된 조형 플레이트(2100)를 지지부(2200)의 한 쌍의 암(2210)에 안착하고, 회전핸들(2620)을 아래로 내리면, 구동축(2610)에 회전력이 작용하여 구동축(2610)이 회전운동하게 된다. 구동축(2610)의 회전운동은 제 2 베벨기어(2611) 및 제 1 베벨기어(2411)를 통해 승강부(2400)의 스크류볼트(2410)에 전달되어, 스크류볼트(2410)는 회전운동하게 된다. 가이드부(2420)의 가이드레일(2421)이 결합부(2430)의 회전방지홈(2432)을 구속하여 결합부(2430)가 회전하는 것을 방지하므로, 스크류볼트(2410)의 회전 운동은 결합부(2430)의 수직방향 직선운동으로 변환되어, 결합부(2430)에 결합된 리무버(2300)는 하강하게 된다.
리무버(2300)가 소정의 거리(d)만큼 하강하면, 돌기(2320)는 조형 플레이트(2100)의 배출홀(2120)을 통과해 조형물(P)에 압력을 가하여 조형물(P)을 조형 플레이트(2100)에서 분리시킨다. 이에, 조형물(P)은 조형 플레이트(2100) 하측에 위치하는 세척부(2500) 내에 수용된다.
사용자가 스위치를 오프상태에서 온으로 전환시키면, 세척부(2500)의 초음파진동장치가 작동되어 초음파에 의해 조형물(P)을 세척한다.
이후, 회전핸들(2620)을 위로 올리면, 구동축(2610), 스크류볼트(2410)가 반대로 회전운동하게 되고, 이에 리무버(2300)는 소정의 거리(d)만큼 상승하여 초기 위치로 복귀하게 된다.
본 발명의 3차원 프린터 조형물 처리장치(2000)에 따르면, 조형물(P)이 리무버(2300)에 의해 분리되어 사용자의 편의성이 향상되며, 분리된 조형물(P)은 조형 플레이트(2100) 하측에 위치하는 세척부(2500)에 수용되므로, 조형물(P)의 분리 및 세척에 필요한 시간과 작업 공간을 줄일 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 저면에 광경화성 수지가 경화되어 조형물이 성형되며, 복수개의 관통공이 형성되는 조형 플레이트;
    상기 조형 플레이트의 양단을 지지하도록 형성되는 지지부;
    상기 복수개의 관통공에 대응되는 복수개의 돌기가 형성되는 리무버;
    상기 리무버와 결합되어, 상기 리무버를 상기 조형 플레이트에 대해 수직방향으로 승강하는 승강부;
    세척액이 수용되는 수용공간을 구비하며, 상기 조형 플레이트에서 분리되는 조형물을 수용하고 세척하는 세척부; 및
    상기 승강부 및 상기 세척부의 동작을 제어하기 위한 제어부; 를 포함하고, 상기 승강부의 하강시 상기 리무버가 상기 조형물을 조형 플레이트에서 분리하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부에는 상기 조형 플레이트의 안착을 감지하는 센서가 구비되고,
    상기 센서에서 상기 조형 플레이트의 안착이 감지되면, 상기 승강부는 하강하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강부는 소정의 거리만큼 하강한 후 상기 소정의 거리만큼 상승하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 세척부는 상기 승강부가 상승할 때 동작하도록 제어되는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척부는, 상기 세척액에 초음파를 제공하는 초음파진동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  6. 저면에 광경화성 수지가 경화되어 조형물이 성형되며, 복수개의 관통공이 형성되는 조형 플레이트;
    상기 조형 플레이트의 양단을 지지하도록 형성되는 지지부;
    상기 복수개의 관통공에 대응되는 복수개의 돌기가 형성되는 리무버;
    상기 리무버와 결합되어, 상기 리무버를 상기 조형 플레이트에 대해 수직방향으로 승강하는 승강부;
    상기 승강부에 회전력을 전달하는 핸들부; 및
    세척액이 수용되는 수용공간을 구비하며, 상기 조형 플레이트에서 분리되는 조형물을 수용하고 세척하는 세척부; 를 포함하고,
    상기 승강부의 하강시 상기 리무버가 상기 조형물을 조형 플레이트에서 분리하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 승강부는,
    제 1 베벨기어가 배치되는 스크류볼트;
    상기 리무버와 결합하며, 상기 스크류볼트의 회전에 의해 직선운동하는 결합부; 및
    상기 결합부를 구속하여 상기 결합부의 회전을 방지하는 가이드부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결합부와 상기 가이드부는 요철결합하는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 핸들부는,
    상기 제 1 베벨기어에 치합되는 제 2 베벨기어가 배치되는 구동축; 및
    상기 구동축에 결합하는 회전핸들; 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 세척부는, 상기 세척액에 초음파를 제공하는 초음파진동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 프린터 조형물 처리장치.
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