KR20150033247A

KR20150033247A - 3차원 입체 프린터 장치

Info

Publication number: KR20150033247A
Application number: KR20130113001A
Authority: KR
Inventors: 양승복
Original assignee: 양승복
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: KR101524362B1

Abstract

본 발명은 노즐이 구비되어 있는 헤드 모듈의 양측에서 상기 헤드 모듈을 지지하며 Z축 방향을 따라 상하로 함께 이동하는 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈이 하나의 모터에 의하여 동시에 이동될 수 있도록 함과 동시에 상기 헤드 모듈로 공급되는 원료 필라멘트의 이송을 제어하는 공급제어부를 상기 헤드 모듈 자체에 구비하지 않고 프린터 장치의 다른 부분에 부설한 3차원 입체 프린터 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 3차원 입체 프린터 장치는, 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임, 후단 수직 프레임으로 이루어지는 장치 본체; 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임에 배치되어 Y축 방향으로 이동하는 작업대; 상기 작업대의 좌우측에 각각 배치되어, 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임 사이를 상호 동일한 높이를 유지하며 Z축 방향으로 이동하는 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈; 상기 작업대의 상부에 배치되어, 상기 제1캐리어 모듈 및 제2캐리어 모듈의 이동에 따라 Z축 방향으로 함께 이동하되, 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈 사이에서 X축 방향으로 이동하는 헤드 모듈; 상기 헤드 모듈을 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈 사이에서 X축 ??향을 따라 좌우로 이동시키는 제1이송수단; 상기 작업대를 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임 상에서 Y축 방향을 따라 전후로 이동시키는 제2이송수단; 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈을 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임 사이에서 Z축 방향을 따라 상하로 동시에 이동시키는 제3이송수단; 및 상기 헤드 모듈로 원료 필라멘트를 이송시켜 주입하는 공급제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 입체 프린터 장치{Three Dimensional Printer}

본 발명은 3차원 입체 프린터 장치에 관한 것으로서, 특히 노즐이 구비되어 있는 헤드 모듈의 양측에서 상기 헤드 모듈을 지지하며 Z축 방향을 따라 상하로 함께 이동하는 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈이 하나의 모터에 의하여 동시에 이동될 수 있도록 함과 동시에 상기 헤드 모듈로 공급되는 원료 필라멘트의 이송을 제어하는 공급제어부를 상기 헤드 모듈 자체에 구비하지 않고 프린터 장치의 다른 부분에 부설한 3차원 입체 프린터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 3차원 입체 프린터 장치는 적층 제조(Additive Manufacturing)에 사용되는 장치 중 하나로써, 3차원 모델링에 의한 디지털 설계도를 이용하여 입체적인 물건을 인쇄하는 프린터 장치를 통칭하는 것이다.

상기 3차원 입체 프린터 장치에 사용되는 방식으로는 쾌속조형 방식과 3차원 조각 방식, 3차원 스캐닝 방식 등이 있는데, 이중에서 쾌속조형 방식이 많이 사용되고 있다.

쾌속조형 방식은 입체적으로 그려진 디지털 설계도를 이용하여 인쇄하고자 하는 물건을 마치 미분하듯이 가로로 1만 개 이상 작게 잘라 분석하고, 그에 따른 매우 얇은 레이어를 물건의 최하층부터 최상층까지 한 층씩 적층함으로써 입체적인 물건을 완성하게 되는 방식을 말한다.

쾌속조형 방식의 3차원 입체 프린터 장치에 이용되는 원료로는 파우더와 액체, 필라멘트 형태의 재료가 사용되는데, 파우더는 나일론이나 석회를 미세하게 분쇄한 가루이고, 액체는 빛(자외선)을 받으면 고체로 굳어지는 광경화성 플라스틱이이다.

필라멘트 형태의 재료는 폴리락틱산(PLA, Polylactic Acid) 수지나 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS, Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer) 수지를 가느다란 실 형태로 제조한 것으로, 3차원 입체 프린터의 헤드에 달린 노즐에서 700~800℃ 정도의 강한 열을 순간적으로 가해 녹여서 대상 물건을 인쇄하는 방식이다.

근래 들어 필라멘트 재료를 이용한 쾌속조형 방식의 3차원 입체 프린터 장치가 많이 대중화되어 사용되고 있는데, 이러한 종래의 3차원 입체 프린터 장치는 프린터의 헤드 장치를 Z축 방향을 따라 상하로 이송하기 위하여 대체적으로 헤드 장치의 좌우 양측에 각각 이송장치를 구비하여 두고 있다.

종래의 3차원 입체 프린터 장치에서는 헤드 장치를 Z축 방향으로 이송하기 위한 헤드 장치 좌우 양측의 이송장치를 각각의 개별 동력원(모터)으로 구동하는 것이 일반적이었다.

이와 같이 프린터의 헤드 장치 좌우 양측의 이송장치를 개별적인 동력원으로 구동하는 경우에는 상기 헤드 장치의 수평을 맞추기 매우 어려울 뿐만 아니라 수평을 맞추기 위한 제어가 별도로 필요한 문제점이 있었다.

또한, 프린터 헤드 장치의 수평을 유지하는 것은 완성품의 품질을 위해서도 매우 중요한 것으로 노즐의 분사각이 어긋나는 경우 우수한 품질의 재품을 생산하는 것을 기대하기 어렵게 된다.

아울러, 프린터의 헤드 장치 좌우 양측의 이송장치 동력원 중 어느 하나에 고장이 발생하는 경우, 3차원 입체 프린터 구동 시에 헤드 장치에도 압력이 가해져 손상이 발생할 위험성이 존재하게 된다.

한편, 종래의 3차원 입체 프린터 장치는 장치의 외부에 구비되어 있는 필라멘트 뭉치로부터 프린터의 헤드 장치로 원료 필라멘트를 주입하기 위한 롤러와 모터 등이 헤드 장치 자체에 부설되어 있었다.

종래와 같이 원료 필라멘트를 주입하기 위한 롤러와 모터 등을 프린터의 헤드 장치에 부설하여 두는 경우, 헤드 장치 자체의 하중이 높아져서 상기 헤드 장치를 상하 또는 좌우로 이송하는 데에 큰 동력이 필요할 뿐만 아니라, 상기 헤드 장치의 관성이 커짐에 따라 미세한 제어가 어려워 정밀도가 높은 제품을 생산하는데 방해가 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0880593호(2009.01.20.등록)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 노즐이 구비되어 있는 헤드 모듈의 좌우 양측에서 상기 헤드 모듈을 지지하며 Z축 방향을 따라 상하로 함께 이동하는 제1캐리어 모듈과 제2 캐리어 모듈이 하나의 모터에 의하여 동시에 이송될 수 있도록 함으로써, 상기 헤드 모듈이 용이하게 수평을 유지하면서 프린팅 작업을 행할 수 있고 고장이나 손상의 발생을 미연에 방지할 수 있는 3차원 입체 프린터 장치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 헤드 모듈로 공급되는 원료 필라멘트의 이송을 제어하는 공급제어부를 상기 헤드 모듈 자체에 구비하지 않고 프린터 장치의 후면 등 다른 부분에 부설하도록 함으로써, 상기 헤드 모듈의 하중을 획기적으로 줄여 상기 헤드 모듈의 이송에 필요한 동력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 헤드 모듈의 위치를 신속하고 미세하게 조절할 수 있어 정밀도가 높은 제품을 생산할 수 있는 3차원 입체 프린터 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 3차원 입체 프린터 장치는, 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임, 후단 수직 프레임으로 이루어지는 장치 본체; 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임에 배치되어 Y축 방향으로 이동하는 작업대; 상기 작업대의 좌우측에 각각 배치되어, 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임 사이를 상호 동일한 높이를 유지하며 Z축 방향으로 이동하는 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈; 상기 작업대의 상부에 배치되어, 상기 제1캐리어 모듈 및 제2캐리어 모듈의 이동에 따라 Z축 방향으로 함께 이동하되, 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈 사이에서 X축 방향으로 이동하는 헤드 모듈; 상기 헤드 모듈을 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈 사이에서 X축 ??향을 따라 좌우로 이동시키는 제1이송수단; 상기 작업대를 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임 상에서 Y축 방향을 따라 전후로 이동시키는 제2이송수단; 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈을 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임 사이에서 Z축 방향을 따라 상하로 동시에 이동시키는 제3이송수단; 및 상기 헤드 모듈로 원료 필라멘트를 이송시켜 주입하는 공급제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1이송수단은, 상기 제1캐리어 모듈의 후면에서 회전축이 Z축 방향을 이루도록 부설되는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 일체로 부설되는 제1플렌지 풀리와, 상기 제2캐리어 모듈의 후면에서 회전축이 수직을 이루도록 부설되는 제2플렌지 풀리와, 상기 제1플렌지 풀리와 제2플렌지 풀리 사이에 장착되며 일면이 상기 헤드 모듈의 후면에 고정되는 타이밍벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1이송수단은, 상기 헤드 모듈을 수평으로 관통하여 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈에 일측과 타측이 각각 고정되며, 상기 헤드 모듈의 이송 경로를 안내하는 하나 이상의 제1슬라이딩 바를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2이송수단은, 상기 후단 수직 프레임의 후면에서 회전축이 X축 방향을 이루도록 부설되는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 일체로 부설되는 제3플렌지 풀리와, 상기 하단 수평 프레임의 전단 후면에서 회전축이 수평을 이루도록 부설되는 제4플렌지 풀리와, 상기 제3플렌지 풀리와 제4플렌지 풀리 사이에 장착되며 일면이 상기 작업대에 고정되는 타이밍벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2이송수단은, 상기 작업대의 하부에 부설되는 하나 이상의 슬라이딩 가이드와, 상기 슬라이딩 가이드를 수평으로 관통하여 상기 하단 수평 프레임과 후단 수직 프레임에 일측과 타측이 각각 고정되어, 상기 작업대의 이송 경로를 안내하는 하나 이상의 제2슬라이딩 바를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 작업대는, 상기 3플렌지 풀리와 제4플렌지 풀리를 연결하는 타이밍벨트의 일면이 하면에 고정되며, 상기 슬라이딩 가이드가 하면에 형성되어 있는 이송 플레이트와, 상기 이송 플레이트의 상면과 일정한 간격을 이루며 배치되는 작업 플레이트와, 상기 이송 플레이트와 작업 플레이트 사이에 형성되어 상기 작업 플레이트를 지지하는 둘 이상의 완충 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제3이송수단은, 상기 하단 수평 프레임의 하면에서 회전축이 Z축 방향을 이루도록 부설되는 모터와, 상기 모터의 회전축에 연속으로 연결되어 일체로 부설되는 제5플렌지 풀리 및 제6플렌지 풀리와, 상기 제1캐리어 모듈과 결합하며, 하단이 상기 하단 수평 프레임을 관통하면서 수직으로 형성되는 제1볼스크류와, 상기 제2캐리어 모듈과 결합하며, 하단이 상기 하단 수평 프레임을 관통하면서 수직으로 형성되는 제2볼스크류와, 상기 제1볼스크류의 하단에 연결되어 일체로 부설되는 제7플렌지 풀리와, 상기 제2볼스크류의 하단에 연결되어 일체로 부설되는 제8플렌지 풀리와, 상기 제5플렌지 풀리와 제7플렌지 풀리, 제6플렌지 풀리와 제8플렌지 풀리를 각각 연결하는 2개의 타이밍벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제3이송수단은, 상기 제1캐리어 모듈을 수직으로 관통하면서 상기 하단 수평 프레임과 상단 수평프레임에 일측과 타측이 각각 고정되며, 상기 제1캐리어 모듈의 이송경로를 안내하는 하나 이상의 제3슬라이딩 바와, 상기 제2캐리어 모듈을 수직으로 관통하면서 상기 하단 수평 프레임과 상단 수평프레임에 일측과 타측이 각각 고정되며, 상기 제2캐리어 모듈의 이송경로를 안내하는 하나 이상의 제4슬라이딩 바를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 공급제어부는, 상기 후단 수직 프레임의 후면에서 회전축이 Y축 방향을 이루도록 부설되되, 회전축이 상기 후단 수직 프레임을 관통하여 전면까지 형성되어 있는 모터와, 상기 후단 수직 프레임의 전면에서 상기 모터의 회전축에 연결되어 일체로 부설되는 제1가이드 롤러와, 상기 후단 수직 프레임의 전면에서 상기 제1가이드 롤러와 동일한 높이에서 일정한 간격을 이루며 형성되는 제2가이드 롤러와, 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이를 통과한 원료 필라멘트를 상기 헤드 모듈까지 안내하는 가이드 튜브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 공급제어부는, 수직부와 수평부로 이루어지는 가압 레버와, 상기 가압레버의 수평부 일측에서 자유롭게 회전 할 수 있도록 하단이 상기 수평부의 일측에 연결되어 상방으로 수직 형성되되, 상기 상단 수평 프레임을 관통하면서 상기 상단 수평 프레임과 나사 결합을 이루고 있는 조절 볼트와, 상기 가압 레버의 수평부 타측에서 수직부 타측으로 절곡되는 부위에서 상기 가압 레버에 일체로 형성되며, 상기 가압 레버가 상기 후단 수직 프레임에 대하여 회전할 수 있도록 상기 후단 수직 프레임에 일측이 연결되는 회전축을 더 포함하여 구성되며, 상기 가압 레버의 수직부 일측에 상기 제2가이드 롤러가 부설되어 상기 조절 볼트를 돌리면서 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급제어부는, 상기 상단 수평 프레임에 수직으로 고정 결합되며, 상단의 배출구는 상기 가이드 튜브와 연결되며, 하단의 유입구로는 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이를 통과한 원료 필라멘트가 주입되는 제1연결모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급제어부는, 상기 후면 수직 프레임의 전면에 부설되며, 하단의 유입구로는 외부의 원료 필라멘트가 공급되며, 상단의 배출구로는 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이로 원료 필라멘트를 배출하는 제2연결모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 헤드 모듈의 좌우 양측에 각각 구비되어 상기 헤드 모듈과 함께 Z축 방향으로 상하로 이동하는 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈을 제3이송수단을 이용하여 동시에 이동시킬 수 있도록 함으로써, 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈이 언제나 동일한 높이를 이루고 있어 상기 헤드 모듈에 구비된 노즐의 분사각이 일정하게 유지될 수 있으며, 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈이 각각 개별적으로 이송됨으로써 발생할 수 있는 상기 헤드 모듈에 대한 비틀림 압력이 전혀 발생되지 않아 상기 헤드 모듈의 고장이나 손상을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 헤드 모듈에 원료 필라멘트를 연속적으로 공급하는 공급제어부를 장치 본체의 후단 수직 프레임에 부설하고 가이드 튜브 등을 이용하여 헤드 모듈로 이송하여 주입되도록 함으로써, 헤드 모듈 자체에 원료 필라멘트를 이송하기 위한 각종 장치를 구비하는 것과 비교하여 하중과 관성력을 크게 줄일 수 있어 상기 헤드 모듈의 이송에 필요한 동력을 절감 할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 헤드 모듈의 위치를 신속하고 정밀하게 제어하여 상품성이 높은 제품을 프린팅할 수 있는 다른 장점이 있다.

또한, 본 발명은 헤드 모듈에 원료 필라멘트를 연속적으로 공급하는 공급제어부에 있어서 모터에 연결된 제1가이드 롤러와 가압 레버에 부설된 제2가이드 롤러 사이에서 원료 필라멘트가 이송되도록 함으로써, 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러에서 원료 필라멘트로 가해지는 이송 압력을 상기 가압 레버를 이용하여 용이하게 조절할 수 있어 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러가 헛돌거나 원료 필라멘트에 너무 큰 압력이 가해져 원료 필라멘트에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있는 또 다른 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 배면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 좌측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 제1이송수단과 제2이송수단의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 제3이송수단의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일일시예에 의한 제2이송수단의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 공급제어부의 정면도와 측면도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 배면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 좌측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치의 저면도이다.

도1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 입체 프린터 장치는 하단 수평 프레임(110)과 상단 수평 프레임(120)과 후단 수직 프레임(130)으로 이루어지는 장치 본체(100), 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110)에 배치되는 작업대(200), 상기 작업대(200)의 좌우측에 각각 배치되는 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310), 상기 작업대(200)의 상부에 배치되는 헤드 모듈(400), 및 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130)에 구비되는 공급제어부(800)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 헤드 모듈(400)은 제1이송수단(500)에 의하여 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310) 사이에서 X축 방향을 따라 좌우로 이동하게 되며, 상기 작업대(200)는 제2이송수단(600)에 의하여 상기 하단 수평 프레임(110)의 전단부와 후단부 사이에서 Y축 방향을 따라 전후로 이동하게 된다.

또한, 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310)은 제3이송수단(700)에 의하여 상기 하단 수평 프레임(110)과 상단 수평 프레임(120) 사이의 공간에서 Z축 방향을 따라 상하로 동시에 이동하게 되는데, 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310)이 이동함에 따라 상기 헤드 모듈(400)도 함께 이동하게 된다.

즉, 상기 헤드 모듈(400)은 상기 제1이송수단(500)과 제3이송수단(700)에 의하여 X축과 Z축 방향을 따라 움직이게 되고, 상기 작업대(200)는 상기 제2이송수단(600)에 의하여 Y축 방향을 따라 움직이게 되며, 이로써 상기 헤드 모듈(400)과 작업대(200)는 상호 상대적으로 3차원적으로 움직이게 되어 상기 헤드 모듈(400)의 노즐(410)에서 배출되는 원료가 상기 작업대(200) 상에서 입체적으로 적층되어 대상 제품을 프린팅하게 되는 것이다.

상기 제1이송수단(500)과 제2이송수단(600), 제3이송수단(700)은 모터 등과 같은 동력원을 이용하여 직선 왕복 운동을 구현할 수 있는 이송수단이면, 어떤 이송수단이든지 사용할 수 있을 것이다.

먼저 도 1과 도 3, 도 5를 참조하여 상기 제1이송수단(500)의 일실시예를 살펴보도록 한다.

도 1과 도 3, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 제1이송수단(500)은 상기 제1캐리어 모듈(300)의 후면에 형성된 모터 거치대(511)에 장착된 모터(510)와, 상기 모터(510)의 회전축에 연결된 제1플렌지 풀리(530)와, 상기 제2캐리어 모듈(310)의 후면에 형성된 제2플렌지 풀리(531)와, 상기 제1플렌지 풀리(530)과 제2플렌지 풀리(531)를 연결하는 타이밍 벨트(520)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 모터(510)의 회전축은 수직으로 상방을 향하고 있으며, 이에 따라 상기 제1플렌지 풀리(530)와 제2플렌지 풀리(531)는 수평으로 회전할 수 있도록 장착되어 있다.

그리고, 상기 제1플렌지 풀리(530)와 제2플렌지 풀리(531)는 일반적으로 사용되는 풀리가 아니라 상단과 하단에 각각 플렌지가 형성되어 있는 특수한 것으로써, 상기 타이밍 벨트(520)가 장착되어 상기 제1플렌지 풀리(530)와 제2플렌지 풀리(531) 사이에서 구동될 때 상단 또는 하단 외측으로 상기 타이밍 벨트(520)가 이탈하는 것을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있다.

아울러, 상기 타이밍 벨트(520)의 일면은 상기 헤드 모듈(400)의 후면에 고정되어 있어 상기 타이밍 벨트(520)가 정해진 궤적을 따라 진행함에 따라 상기 헤드 모듈(400)도 함께 이동하게 된다.

이때, 상기 타이밍 벨트(520)에 의하여 상기 헤드 모듈(400)이 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310) 사이에서 X축 방향을 따라 이동하는 도중에 궤적을 벗어나 전후로 이탈하는 것을 방지하기 위하여 제1슬라이딩 바(540)를 부설하도록 한다.

즉, 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310) 사이에 장착되어 상호 연결하는 상기 제1슬라이딩 바(540)가 상기 헤드 모듈(400)에 형성된 슬라이딩 홀(도번은 지정하지 않음)을 관통하도록 구성되어 상기 헤드 모듈(400)의 이동 경로를 안내하게 된다.

본 실시예에서는 상기 제1슬라이딩 바(540)가 전단과 후단에 각각 하나씩 구비되어 있지만, 상기 헤드 모듈(400)의 크기 등에 따라 1개를 구비하거나 3개 이상을 구비할 수도 있을 것이다.

이와 같은 상기 제1슬라이딩 바(540)는 상기 헤드 모듈(400)이 상기 타이밍 벨트(520)와 함께 X축 방향을 따라 좌우로 이동할 때에 경로를 안내하는 역할을 함과 동시에, 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310)에 상기 헤드 모듈(400)을 일체로 연결함으로써 상기 제3이송수단(700)에 의하여 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310)이 Z축 방향을 따라 상하로 이동할 때 상기 헤드 모듈(400)도 함께 이동하도록 하는 역할도 하게 된다.

다음으로, 도2와 도 5, 도 7을 참조하여 상기 제2이송수단(600)의 일실시예를 살펴보도록 한다.

도 2, 도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제2이송수단(600)은 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130) 후면에 부설되는 모터(610)와, 상기 모터(610)의 회전축에 연결되는 제3플렌지 풀리(630)와, 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110)의 전단부 후면에 부설되는 제4플렌지 풀리(631)와, 상기 제3플렌지 풀리(630)와 제4플렌지 풀리(631)를 연결하는 타이밍 벨트(620)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 모터(610)는 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130) 후면에 형성된 모터 거치대(611)에 회전축이 수평을 이루도록 장착되며, 이에 따라 상기 제3플렌지 풀리(630)와 제4플렌지 풀리(631)는 수직으로 회전 구동하게 된다.

그리고, 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130)에는 상기 제3플렌지 풀리(630)와 제4플렌지 풀리(631)를 연결하는 타이밍 벨트(620)가 통과하여 진행할 수 있도록 일정 크기의 통공이 형성되어 있다.

상기 제3플렌지 풀리(630)와 제4플렌지 풀리(631)는 상기 제1플렌지 풀리(530)과 제2플렌지 풀리(531)와 마찬가지로 상단과 하단에 각각 플렌지가 형성되어 상기 타이밍 벨트(620)가 이탈되는 것을 방지하여 준다.

한편, 상기 타이밍 벨트(620)는 상기 작업대(200)의 하부에 일면이 고정되도록 하는데, 상기 작업대(200)의 중심부를 지나가면서 고정되도록 하는 것이 바람직하며, 이로써 상기 타이밍 벨트(620)가 정해진 궤적을 따라 진행할 때에 상기 작업대(200)가 함께 이동하게 된다.

이때, 상기 작업대(200)를 단순히 넓은 판 형상의 단일의 플레이트로 구성할 수도 있지만, 본 실시예에서는 상하 2단 구조를 이루고 있도록 구성하였다.

즉, 상기 작업대(200)를 상단의 작업 플레이트(210)와 하단의 이송 플레이트(220)로 나누어 구성하고, 상기 작업 플레이트(210)와 이송 플레이트(220) 사이에는 완충 스프링(230)이 구비되도록 한 것이다.

그리고, 상기 이송 플레이트(220)의 하면에 상기 타이밍 벨트(620)의 일면이 고정되도록 하여, 상기 타이밍 벨트(620)의 진행에 따라 상기 이송 플레이트(220)와 그 상단의 작업 플레이트(210)가 함께 이동하도록 하였다.

상기 작업대(200)를 상기 작업 플레이트(210)와 이송 플레이트(220)로 분리하여 형성하고 그 사이에 상기 완충 스프링(230)을 구비함으로써, 상기 이송 플레이트(220)에 힘이 가해져 이동하더라도 상기 완충 스프링(230)이 진동을 흡수하여 상면에서 프린팅이 진행되고 있는 상기 작업 플레이트(210)로 진동이 직접 전달되는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 이송 플레이트(220)의 하면에 고정된 상기 타이밍 벨트(620)와 일정한 간격을 두고 상기 이송 플레이트(220) 하면의 좌우측에 각각 슬라이딩 가이드(650)를 각각 일렬로 1개 이상 씩 형성하도록 한다.

그리고, 좌측과 우측의 상기 슬라이딩 가이드(650)를 각각 관통하는 2개의 제2슬라이딩 바(640)를 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110) 전단과 후단 사이에 상기 타이밍 벨트(620)와 나란한 방향으로 각각 부설하도록 한다.

이와 같이 상기 슬라이딩 가이드(650)와 제2슬라이딩 바(640)를 상기 타이밍 벨트(620)의 좌우측에 각각 구비함으로써, 상기 이송 플레이트(220)와 작업 플레이트(210)가 정해진 궤적을 이탈하지 않고 상기 타이밍 벨트(620)에 의하여 Y축 방향을 따라 부드럽고 안정적으로 전후로 이동할 수 있게 되는 것이다.

본 일실시예에서는 상기 작업대(200)의 이송 플레이트(220) 하부 좌우 측에 각각 하나씩 상기 제2슬라이딩 바(640)를 구비하였지만, 상기 작업대(200)의 크기에 따라 2개 이상 구비할 수도 있을 것이며, 이때 상기 타이밍 벨트(620)를 기준으로 대칭되도록 쌍을 이루도록 하는 것이 중요할 것이다.

마지막으로 도 1과 도 6을 참조하여 상기 제3이송수단(700)의 일실시예를 살펴보도록 한다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 상기 제3이송수단(700)은 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110)의 하면 후단에 부설되는 모터(710)와, 상기 모터(710)의 회전축에 연속으로 연결되는 제5플렌지 풀리(730) 및 제6플렌지 풀리(740)와, 상기 제1캐리어 모듈과 결합하는 제1볼스크류(750)와, 상기 제2캐리어 모듈과 결합하는 제2볼스크류(751)와, 상기 제1볼스크류(750)의 하단에 연결되는 제7플렌지 풀리(731)와, 상기 제2볼스크류(751)의 하단에 연결되는 제8플렌지 풀리(741)와, 상기 제5플렌지 풀리(730)와 제7플렌지 풀리(731)를 연결하는 타이밍 벨트(720)와, 상기 제6플렌지 풀리(740)와 제8플렌지 풀리(741)를 연결하는 타이밍 벨트(721)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 모터(710)는 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110) 하면 후단에 형성되어 있는 모터 거치대(711)에서 회전축이 수직을 향하도록 장착되어 있으며, 이에 따라 상기 제5 내지 제8플렌지 풀리(730, 731, 740, 741)는 수평으로 회전 구동하게 된다.

그리고, 상기 제7플렌지 풀리(731)는 상기 모터(710)에 연결된 상기 제5플렌지 풀리(730)의 높이와 동일한 높이로 상기 제1볼스크류(750)의 하단부에 부설되며, 상기 제8플렌지 풀리(741)는 상기 모터(710)에 연결된 상기 제6플레지 풀리(740)의 높이와 동일한 높이로 상기 제2볼스크류(751)의 하단부에 부설되도록 한다.

아울러, 상기 제5 내지 제8플렌지 풀리(730, 731, 740, 741)는 상단과 하단에 플렌지가 각각 형성되어 상기 타이밍 벨트(720, 721)가 이탈하는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)는 상기 작업대(200)의 좌우측에서 수직으로 각각 형성되어 있되, 상기 작업대(200)가 위치하고 있는 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110) 상면와 상기 모터(710)가 부설되어 있는 하단 수평 프레임(110)의 하면을 관통하며 형성되어 있다.

또한, 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)는 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110) 하면에 형성되어 있는 지지대(770, 771)에 의하여 하단이 지지된다.

이때, 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)는 상기 지지대(770, 771)에 각각 고정되어 지지되는 것이 아니라, 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)의 하면이 각각 회전 연결수단(780, 781)에 의하여 상기 지지대(770, 771)에 연결되어 상기 지지대(700, 771) 상에서 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)가 회전할 수 있도록 구성되어 있다.

아울러, 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)는 상기 장치 본체(100)의 상단 수평 프레임(120) 근처까지 형성되어 있는데, 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)의 상단이 상기 상단 수평 프레임(120)에 고정되어 있는 것은 아니다.

이는 상기 제1캐리어 모듈(300)와 제2캐리어 모듈(310)이 각각 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)의 회전에 의하여 Z축 방향을 따라 상하로 이동할 때에 전후좌우로 미세한 진동이 발생하더라도 이를 흡수할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)의 외측에 각각 제3슬라이딩 바(760)와 제4슬라이딩 바(761)를 구비하여 두는 것도 바람직 한데, 상기 제3슬라이딩 바(760)는 상기 제1캐리어 모듈(300)을 관통하며 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110)과 상단 수평 프레임(120)에 각각 상단과 하단이 고정되어 있으며, 상기 제4슬라이딩 바(761)는 상기 제2캐리어 모듈(310)을 관통하며 역시 상기 장치 본체(100)의 하단 수평 프레임(110)과 상단 수평 프레임(120)에 각각 상단과 하단이 고정되어 있다.

상기 제3슬라이딩 바(760)와 제4슬라이딩 바(761)를 각각 구비하여 둠으로써, 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310)이 Z축 방향을 따라 상하로 이동할 때에 전후좌우로 이탈하는 것을 방지하면서 이동 경로를 안내할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 제3이송수단(700)은 하나의 모터(710)에 의하여 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)를 동시에 구동할 수 있는 구조를 이루고 있으며, 이에 따라 상기 제1볼스크류(750)와 제2볼스크류(751)의 회전 속도가 언제나 동일하게 유지되게 된다.

따라서, 최초 조립시에 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310)이 정확하게 수평을 이루도록 구성하는 경우, 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310)은 언제나 동일한 높이를 유지하며 상하로 이동할 수 있게 되는 것이고, 상기 제1캐리어 모듈(300)과 제2캐리어 모듈(310) 사이에 구비되어 있는 상기 헤드 모듈(400)도 수평이 유지되어 노즐(410)의 분사각이 언제나 일정하게 되며, 좌우 높이차에 따른 비틀림 현상등도 발생하지 않게 되는 것이다.

이상에서 제1 내지 제3이송수단(500, 600, 700)의 일실시예를 첨부된 도면과 함께 살펴보았는데, 앞서 언급하였듯이 이와 유사한 기능을 수행할 수 있는 다른 이송수단과 방법으로 각각의 실시예를 구성할 수도 있음은 물론이다.

아울러 도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 제1 내지 제3이송수단(500, 600, 700)을 구동하는 모터(510, 610, 710) 등을 제어하기 위한 별도의 제어부도 필요함은 당연할 것이다.

한편, 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130)에는 상기 공급제어부(800)가 부설되어 있는데, 도 8에는 본 발명의 일실시예에 의한 상기 공급제어부(800)의 정면도와 측면도가 각각 도시되어 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 상기 공급제어부(800)는 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130) 후면에 부설되는 모터(810)와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 있는 제1가이드 롤러(820)와, 상기 제1가이드 롤러(820)에 대응되는 제2가이드 롤러(821)가 구비되어 있는 가압레버(840)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제1가이드 롤러(820)와 가압레버(840)는 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130) 전면에 위치하고 있으며, 상기 모터(810)는 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130) 후면에 형성되어 있는 모터 거치대(811)에 장착되어 있다.

상기 가압레버(840)는 수평부(841)과 수직부(842)로 이루어져 '┌ '형태로 절곡되어 있으며, 상기 수평부(841)와 수직부(842)가 만나는 절곡 부위에는 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130)에 연결되는 회전축(844)이 부설되어 있어 상기 가압레버(840)가 상기 후단 수직 프레임(130)에 대하여 회전할 수 있는 구조를 이루고 있다.

그리고, 상기 가압레버(840)의 수직부(842) 하단부에는 상기 제1가이드 롤러(820)와 동일한 높이에 상기 제2가이드 롤러(821)가 부설되어 있으며, 수평부(841)의 일측에는 조절 볼트(843)가 수직 상방으로 부설되어 있되, 상기 수평부(841)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있도록 상기 수평부(841)의 일측에 결합되어 있다.

이때, 상기 조절 볼트(843)는 상기 장치 본체(100)의 상단 수평 프레임(120)을 관통하며 나사결합을 이루고 있다. 따라서, 상기 조절 볼트(843)를 어느 한 방향으로 돌려서 상기 상단 수평 프레임(120)에 대하여 상승하도록 조절하는 경우 상기 조절 볼트(843)가 부설된 상기 가압레버(840)의 수평부(841)의 일측도 함께 상승하게 될 것이다.

이와 같이 상기 가압레버(840)의 수평부(841)의 일단이 상승하게 되면, 상기 회전축(844)을 기준으로 상기 가압레버(840)가 반시계 방향으로 회전하게 되고 상기 수직부(842)의 하단에 부설된 제2가이드 롤러(821)는 상기 제1가이드 롤러(820)로부터 점차 간격이 멀어지게 될 것이다.

반대로 상기 조절 볼트(843)를 다른 방향으로 돌려서 상기 상단 수평 프레임(120)에 대하여 하강하도록 조절하는 경우에는 상기 가압레버(840)는 상기 회전축(844)을 기준으로 시계 방향으로 회전하게 되고, 결국 상기 수직부(842)의 하단에 부설된 제2가이드 롤러(821)는 상기 제1가이드 롤러(820) 쪽으로 다가가게 되는 것이다.

이와 같이 상기 조절 볼트(843)를 미세하게 조정함으로써 상기 제1가이드 롤러(820)와 제2가이드 롤러(821) 사이의 간격을 미세하게 조절할 수 있게 되고, 상기 제1가이드 롤러(820)와 제2가이드 롤러(821) 사이에서 원료 필라멘트(10)가 적절한 압력으로 이송될 수 있도록 정밀하게 제어할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 제1가이드 롤러(820)와 제2가이드 롤러(821)의 상부에는 상기 장치 본체(100)의 상단 수평 프레임(120)에 고정되어 있는 제1연결모듈(850)이 구비되어 있으며, 상기 제1가이드 롤러(820)와 제2가이드 롤러(821)의 하부에는 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130)에 고정되어 있는 제2연결모듈(851)이 구비되어 있다.

이때, 상기 제2연결모듈(851)의 하단 유입구로는 외부의 원료 필라멘트 뭉치(도면에는 도시되어 있지 않음)로부터 공급되는 원료 필라멘트(10)가 주입되어 상단 배출구로 빠져 나가게 되며, 상기 제2연결모듈(851)에서 배출된 원료 필라멘트(10)는 상기 제1가이드 롤러(820)와 제2가이드 롤러(821) 사이로 주입되어 상기 모터(810)의 회전력에 의하여 계속 상승하게 된다.

상승된 원료 필라멘트(10)는 상기 제1연결모듈(850)의 유입구로 주입되게 되며, 상기 제1연결모듈(850)의 상단에 부설된 가이드 튜브(830)를 통하여 상기 헤드 모듈(400)까지 이송되게 된다.

이처럼 외부에 비치된 원료 필라멘트 뭉치에서 원료 필라멘트(10) 가닥을 상기 헤드 모듈(400)까지 이송하는 상기 공급제어부(800)를 상기 장치 본체(100)의 후단 수직 프레임(130)에 구비하여 둠으로써, 종래에 헤드 모듈(400) 자체에 모터와 롤러 등을 구비하여 상기 원료 필라멘트(10)가 주입될 수 있도록 구성한 것에 비하여 상기 헤드 모듈(400)의 하중을 크게 줄일 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기 공급제어부(800)를 본 일실시예에서와 같이 상기 후단 수직 프레임(130)에 구비하지 않고, 상기 상단 수평 프레임(120) 등과 같은 다른 부분에 부설할 수도 있음은 당연할 것이다.

상기 헤드 모듈(400)의 하중이 줄어듦에 따라 상기 헤드 모듈(400)을 X축과 Z축으로 이송하기 위하여 필요한 모터(510, 710)의 동력이 절감될 수 있으며, 무엇보다 관성력이 크게 줄어들어 빠른 속도로 신속하게 상기 헤드 모듈(400)을 이동시키면서도 그 위치를 미세하게 조절할 수 있다는 장점이 있게 되는 것이다.

한편, 상기 헤드 모듈(400)로 주입된 상기 원료 필라멘트(10)는 상기 헤드 모듈(400)에 구비된 히터 장치(도면에는 도시되어 있지 않음)에 의하여 용융되어 상기 헤드 모듈(400)의 노즐(410)을 통하여 상기 작업대(200) 상으로 배출되어 적층되게 되며, 적층된 대상물은 상기 헤드 모듈(400)에 구비되어 있는 팬 장치(420)에 의하여 냉각되어 굳어지게 된다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위하여 첨부한 도면과 함께 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 서술하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이지 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이나 치환 등에 의한 타 실시예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 - 원료 필라멘트
100 - 장치 본체
110 - 하단 수평 프레임 111 - 받침대
120 - 상단 수평 프레임 130 - 후단 수직 프레임
200 - 작업대
210 - 작업 플레이트 220 - 이송 플레이트
230 - 완충 스프링
300 - 제1캐리어 모듈 310 - 제2캐리어 모듈
400 - 헤드 모듈 410 - 노즐
420 - 팬 장치
500 - 제1이송수단
510, 610, 710, 810 - 모터 511, 611, 711, 811 - 모터 거치대
520, 620, 720, 721- 타이밍 벨트
530 - 제1플렌지 풀리 531 - 제2플렌지 풀리
540 - 제1슬라이딩 바
600 - 제2이송수단
630 - 제3플렌지 풀리 631 - 제4플렌지 풀리
640 - 제2슬라이딩 바 650 - 슬라이딩 가이드
700 - 제3이송수단
730 - 제5플렌지 풀리 731 - 제7플렌지 풀리
740 - 제6플렌지 풀리 741 - 제8플렌지 풀리
750 - 제1볼스크류 751 - 제2볼스크류
760 - 제3슬라이딩 바 761 - 제4슬라이딩 바
770, 771 - 지지대
780, 781 - 회전 연결수단
800 - 공급제어부
820 - 제1가이드 롤러 821 - 제2가이드 롤러
830 - 가이드 튜브
840 - 가압레버 841 - 수평부
842 - 수직부 843 - 조절 볼트
844 - 회전축
850 - 제1연결모듈 851 - 제2연결모듈

Claims

하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임, 후단 수직 프레임으로 이루어지는 장치 본체;
상기 장치 본체의 하단 수평 프레임에 배치되어 Y축 방향으로 이동하는 작업대;
상기 작업대의 좌우측에 각각 배치되어, 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임 사이를 상호 동일한 높이를 유지하며 Z축 방향으로 이동하는 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈;
상기 작업대의 상부에 배치되어, 상기 제1캐리어 모듈 및 제2캐리어 모듈의 이동에 따라 Z축 방향으로 함께 이동하되, 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈 사이에서 X축 방향으로 이동하는 헤드 모듈;
상기 헤드 모듈을 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈 사이에서 X축 ??향을 따라 좌우로 이동시키는 제1이송수단;
상기 작업대를 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임 상에서 Y축 방향을 따라 전후로 이동시키는 제2이송수단;
상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈을 상기 장치 본체의 하단 수평 프레임과 상단 수평 프레임 사이에서 Z축 방향을 따라 상하로 동시에 이동시키는 제3이송수단; 및
상기 헤드 모듈로 원료 필라멘트를 이송시켜 주입하는 공급제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1이송수단은,
상기 제1캐리어 모듈의 후면에서 회전축이 Z축 방향을 이루도록 부설되는 모터와,
상기 모터의 회전축에 연결되어 일체로 부설되는 제1플렌지 풀리와,
상기 제2캐리어 모듈의 후면에서 회전축이 수직을 이루도록 부설되는 제2플렌지 풀리와,
상기 제1플렌지 풀리와 제2플렌지 풀리 사이에 장착되며 일면이 상기 헤드 모듈의 후면에 고정되는 타이밍벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1이송수단은,
상기 헤드 모듈을 수평으로 관통하여 상기 제1캐리어 모듈과 제2캐리어 모듈에 일측과 타측이 각각 고정되며, 상기 헤드 모듈의 이송 경로를 안내하는 하나 이상의 제1슬라이딩 바를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2이송수단은,
상기 후단 수직 프레임의 후면에서 회전축이 X축 방향을 이루도록 부설되는 모터와,
상기 모터의 회전축에 연결되어 일체로 부설되는 제3플렌지 풀리와,
상기 하단 수평 프레임의 전단 후면에서 회전축이 수평을 이루도록 부설되는 제4플렌지 풀리와,
상기 제3플렌지 풀리와 제4플렌지 풀리 사이에 장착되며 일면이 상기 작업대에 고정되는 타이밍벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제2이송수단은,
상기 작업대의 하부에 부설되는 하나 이상의 슬라이딩 가이드와,
상기 슬라이딩 가이드를 수평으로 관통하여 상기 하단 수평 프레임과 후단 수직 프레임에 일측과 타측이 각각 고정되어, 상기 작업대의 이송 경로를 안내하는 하나 이상의 제2슬라이딩 바를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 작업대는,
상기 3플렌지 풀리와 제4플렌지 풀리를 연결하는 타이밍벨트의 일면이 하면에 고정되며, 상기 슬라이딩 가이드가 하면에 형성되어 있는 이송 플레이트와,
상기 이송 플레이트의 상면과 일정한 간격을 이루며 배치되는 작업 플레이트와,
상기 이송 플레이트와 작업 플레이트 사이에 형성되어 상기 작업 플레이트를 지지하는 둘 이상의 완충 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제3이송수단은,
상기 하단 수평 프레임의 하면에서 회전축이 Z축 방향을 이루도록 부설되는 모터와,
상기 모터의 회전축에 연속으로 연결되어 일체로 부설되는 제5플렌지 풀리 및 제6플렌지 풀리와,
상기 제1캐리어 모듈과 결합하며, 하단이 상기 하단 수평 프레임을 관통하면서 수직으로 형성되는 제1볼스크류와,
상기 제2캐리어 모듈과 결합하며, 하단이 상기 하단 수평 프레임을 관통하면서 수직으로 형성되는 제2볼스크류와,
상기 제1볼스크류의 하단에 연결되어 일체로 부설되는 제7플렌지 풀리와,
상기 제2볼스크류의 하단에 연결되어 일체로 부설되는 제8플렌지 풀리와,
상기 제5플렌지 풀리와 제7플렌지 풀리, 제6플렌지 풀리와 제8플렌지 풀리를 각각 연결하는 2개의 타이밍벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 7에 있어서,
제3이송수단은,
상기 제1캐리어 모듈을 수직으로 관통하면서 상기 하단 수평 프레임과 상단 수평프레임에 일측과 타측이 각각 고정되며, 상기 제1캐리어 모듈의 이송경로를 안내하는 하나 이상의 제3슬라이딩 바와,
상기 제2캐리어 모듈을 수직으로 관통하면서 상기 하단 수평 프레임과 상단 수평프레임에 일측과 타측이 각각 고정되며, 상기 제2캐리어 모듈의 이송경로를 안내하는 하나 이상의 제4슬라이딩 바를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 있어서,
상기 공급제어부는,
상기 후단 수직 프레임의 후면에서 회전축이 Y축 방향을 이루도록 부설되되, 회전축이 상기 후단 수직 프레임을 관통하여 전면까지 형성되어 있는 모터와,
상기 후단 수직 프레임의 전면에서 상기 모터의 회전축에 연결되어 일체로 부설되는 제1가이드 롤러와,
상기 후단 수직 프레임의 전면에서 상기 제1가이드 롤러와 동일한 높이에서 일정한 간격을 이루며 형성되는 제2가이드 롤러와,
상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이를 통과한 원료 필라멘트를 상기 헤드 모듈까지 안내하는 가이드 튜브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 공급제어부는,
수직부와 수평부로 이루어지는 가압 레버와,
상기 가압레버의 수평부 일측에서 자유롭게 회전 할 수 있도록 하단이 상기 수평부의 일측에 연결되어 상방으로 수직 형성되되, 상기 상단 수평 프레임을 관통하면서 상기 상단 수평 프레임과 나사 결합을 이루고 있는 조절 볼트와,
상기 가압 레버의 수평부 타측에서 수직부 타측으로 절곡되는 부위에서 상기 가압 레버에 일체로 형성되며, 상기 가압 레버가 상기 후단 수직 프레임에 대하여 회전할 수 있도록 상기 후단 수직 프레임에 일측이 연결되는 회전축을 더 포함하여 구성되며,
상기 가압 레버의 수직부 일측에 상기 제2가이드 롤러가 부설되어 상기 조절 볼트를 돌리면서 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 공급제어부는,
상기 상단 수평 프레임에 수직으로 고정 결합되어, 상단의 배출구는 상기 가이드 튜브와 연결되며, 하단의 유입구로는 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이를 통과한 원료 필라멘트가 주입되는 제1연결모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 공급제어부는,
상기 후면 수직 프레임의 전면에 부설되어, 하단의 유입구로는 외부의 원료 필라멘트가 공급되며, 상단의 배출구로는 상기 제1가이드 롤러와 제2가이드 롤러 사이로 원료 필라멘트를 배출하는 제2연결모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 프린터 장치.