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KR20180100875A - 3d 프린터 및 이를 구비한 생산 시스템 - Google Patents

3d 프린터 및 이를 구비한 생산 시스템 Download PDF

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KR20180100875A
KR20180100875A KR1020170027252A KR20170027252A KR20180100875A KR 20180100875 A KR20180100875 A KR 20180100875A KR 1020170027252 A KR1020170027252 A KR 1020170027252A KR 20170027252 A KR20170027252 A KR 20170027252A KR 20180100875 A KR20180100875 A KR 20180100875A
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South Korea
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linear moving
unit
axis
driving
driving unit
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홍대희
정상열
홍준호
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고려대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 축 방향으로 독립적으로 구동 가능한 제 1 구동부; 제 3 축 방향으로 구동 가능한 제 2 구동부; 상기 제 1 구동부에 의해 동일 평면상에서 이동되는 선형 이동부; 상기 선형 이동부에 결합되고, 조형재료를 절단하는 히팅 로드를 구비하는 엔드 이펙터; 및 상기 제 2 구동부에 결합되어, 제 3 축 방향으로 이동되되, 조형재료가 배치되는 작업 플레이트;를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는 상기 히팅 로드를 롤링, 요잉 및 틸팅 중 적어도 두 방향으로 회전시키는 3D 프린터가 제공된다.

Description

3D 프린터 및 이를 구비한 생산 시스템{3D printer and production system having the same}
본 발명은 3D 프린터 및 이를 구비한 생산 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 3차원 프린터(3D printer)는 미리 입력한 설계도에 따라 3차원 공간 내에서 입체 물품을 만드는 장치로서, 1984년 미국에서 처음 개발되었으나, 그 동안 3차원 프린터나 그 소재가 너무 비싸 극히 제한된 용도에만 사용되다가, 최근에는 3차원 프린터는 3차원 설계도에 따라 입체 형상을 단시간 내에 제작할 수 있다는 특성으로 인해 그 적용 분야가 점차 늘어가고 있는 실정이다.
이러한 3차원 프린터는 3차원 입체 물품을 형성하는 방법에 따라, SLA 방식 (StereoLithography Apparatus), SLS 방식 (Slective Laser Sintering), FDM 방식 (Fused Deposition Modeling), DLP 방식 (Digital Light Processing) 등 다양한 방식으로 구분될 수 있다.
특히 최근 들어, 조형 시간을 단축시키면서 후처리 공정이 거의 요구되지 않는 새로운 개념의 발포 폴리스티렌 폼을 이용한 가변 적층 쾌속 조형 공정이 주목 받고 있다.
이는 전체 조형물을 복수의 층으로 분할하고, 분할된 각 층에 대하여 열선 절단을 수행하고, 절단된 층을 적층하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비정형의 물체를 높은 정밀도로 신속하게 조형할 수 있는 3D 프린터 및 이를 구비한 3D 프린팅 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 축 방향으로 독립적으로 구동 가능한 제 1 구동부; 제 3 축 방향으로 구동 가능한 제 2 구동부; 상기 제 1 구동부에 의해 동일 평면상에서 이동되는 선형 이동부; 상기 선형 이동부에 결합되고, 조형재료를 절단하는 히팅 로드를 구비하는 엔드 이펙터; 및 상기 제 2 구동부에 결합되어, 제 3 축 방향으로 이동되되, 조형재료가 배치되는 작업 플레이트;를 포함하고, 상기 엔드 이펙터는 상기 히팅 로드를 롤링, 요잉 및 틸팅 중 적어도 두 방향으로 회전시키는 3D 프린터가 제공된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 축 방향으로 독립적으로 구동 가능한 한 쌍의 제 1 구동부; 상기 제 1 구동부에 의해 동일 평면상에서 이동되는 한 쌍의 선형 이동부; 및 상기 한 쌍의 제 1 선형 이동부 서로를 연결하고, 조형재료를 절단하는 히팅 와이어;를 포함하고, 상기 제 1 구동부 및 상기 선형 이동부는 마주보도록 배치되고, 상기 제 1 구동부 및 상기 선형 이동부 사이에는 조형재료가 고정 배치되는 3D프린터가 제공된다.
본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 조형하고자 하는 재료를 소정의 두께를 가지는 복수개의 레이어로 분할시키는 재료공급부; 상기 재료공급부에 의해 공급된 각각의 레이어를 조형하는 조형부; 및 상기 조형부에 의해 조형된 레이어를 순차적으로 적층시키는 적층부;를 포함하고, 상기 조형부는 상기 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 따른 3D 프린터로 이루어지는 생산 시스템이 제공된다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, EPS를 복수개의 레이어로 분할하고, 분할된 복수의 레이어를 개별적으로 조형하여 조형 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 적층된 각 레이어의 경계에 적절한 슬로프를 성형하여 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 조형된 각 레이어를 적층하는 단계를 포함하여 비정형의 물체도 안정적으로 프린팅이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 프레임부를 제외한 나머지 구성의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 엔드 이펙터의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터의 프레임부를 제외한 나머지 구성의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 생산 시스템의 작동 상태도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 프레임부를 제외한 나머지 구성의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터의 엔드 이펙터의 사시도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터는 프레임부, 구동부 및 선형 이동부 및 엔드 이펙터를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 프레임부(10)는 x축 y축 z축 방향으로 연장되는 복수개의 프레임(11, 12, 13)을 포함할 수 있다. 이러한 프레임은 전체적으로 직육면체 형상으로 결합될 수 있다. 이 때, 프레임이 형성하는 내부 공간이 EPS가 조형되는 작업공간으로 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 각 프레임(11, 12, 13)은 일반적으로 사용되는 알미늄 프로파일로서, 각 프레임이 길이 방향으로 연장되는 홈이 형성될 수 있다. 이 때, 프레임의 홈에는 구동부(20, 30, 40)가 결합될 수 있고, 각 구동부(20, 30, 40)에 의해 구동되는 선형 이동부를 가이드하는 가이드봉부재(52, 62)가 고정부재를 매개로 프레임의 홈에 결합될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 프레임은 도 1에 예시된 알미늄 프로파일로 제한되는 것은 아니며, 구동부(20, 30, 40) 및 가이드 부재(64)를 지지할 수 있는 것이라면 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 구동부는 x축 구동부(20), y축 구동부(30) 및 z축 구동부(40)를 포함할 수 있고, 각각은 서보모터(22, 32, 42), 타이밍 벨트(24, 34) 및 풀리기어(26, 36)를 포함할 수 있다.
먼저 서보모터는 프레임에 결합되거나, 프레임에 결합된 제 1 고정부재에 결합될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 서보모터는 x축 및 y축 구동이 가능하도록 각각 두 개가 구비될 수 있다.
여기서 서보모터의 종류는 제한되지 않으며, 선형 이동부의 관성에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 선형 이동부를 x축 및 y축 방향으로 정밀하게 이동시킬 수 있도록 제어될 수 있다.
이 때, 서보모터(22, 32)는 선형 이동부(50, 60)를 이동시키기 위하여 타이밍 벨트(24, 34)로 연결될 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 타이밍 벨트(24, 34)는 일측이 서보모터의 회전축에 연결되고 타측이 풀리기어(26, 36)에 결합될 수 있다.
이 때, 풀리기어는 제 2 고정부재(16)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 제 2 고정부재(16)는 프레임에 결합될 수 있으며, 풀리기어(26, 36)를 회전 가능하도록 지지하는 회전축이 형성될 수 있다.
따라서, 서보모터의 회전에 따라 타이밍 벨트(24, 34)가 x축 또는 y축 방향으로 선형 이동될 수 있다 또한, 타이밍 벨트에 결합되는 선형 이동부가 타이밍 벨트의 이동에 따라 축 방향으로 이동될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 x축 구동부를 구체적으로 설명한다.
X축 구동부는 x축 구동이 가능하도록 서모보터(22)의 회전축이 y축과 평행한 방향으로 배치될 수 있으며, 서보모터는 y축 프레임(12)에 결합될 수 있다.
이 때, y축 구동부(30)와 달리, x축 구동부(20)는 하나의 x축 프레임과 이와 대향하는 x축 프레임에 배치될 수 있다. 다시 말해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 선형 이동부(50)는 마주보는 x축 프레임 각각에 배치되므로, x축 구동부 역시 마주보는 x축 프레임에 각각 배치될 수 있다.
이 때, 마주보는 제 1 선형 이동부(50)는 제 2 가이드봉부재(62)에 의해 서로 연결될 수 있다.
이 때, 두 개의 x축 구동부 중 어느 하나에는 서보모터(22)가 구비될 수 있으며, 다른 하나의 x축 구동부에는 서보모터 없이 타이밍 벨트(24)와 풀리기어(26)만으로 이루어질 수 있다.
즉 서보모터가 구비되지 않는 다른 하나의 x축 구동부는 두 개의 풀리기어와 이를 회전 가능하도록 지지하는 두 개의 제 2 고정부재를 포함할 수 있다. 이 때, 타이밍 벨트는 양측이 제 2 고정부재에 결합된 풀리기어에 연결될 수 있다.
이로써, 서보모터가 구비되는 x축 구동부에 결합된 제 1 선형 이동부가 x축 방향으로 이동되면, 제 2 가이드봉부재(62)에 의해 연결된 마주보는 제 1 선형 이동부(50)가 함께 이동될 수 있다.
다음으로 y축 구동부(30)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 서보모터(32), 풀리기어(36) 및 타이밍 벨트(34)를 포함할 수 있다.
이 때, 서보모터(32)는 제 1 선형 이동부(50)에 결합될 수 있으며, 제 1 선형 이동부가 이동될 때 함께 x축 방향으로 이동될 수 있다. 이로써, x축 구동부에 의해 정해진 x축 변위에서 y축 변위로 선형 이동이 가능할 수 있다.
이 때, y축 구동부의 서보모터(32)는 회전축이 y축 방향과 수직되도록 배치될 수 있다.
마주보는 두 개의 제 1 선형 이동부(50) 중 일측에 배치된 어느 하나의 제 1 선형 이동부에 서보모터(32)가 배치될 수 있으며, 다른 하나의 제 1 선형 이동부 측에는 서보모터가 배치되지 않을 수 있다. 반면, 도 2에 도시된 바와 같이, 타측에는 가이드부재(64)가 배치될 수 있다.
이 때, 가이드부재(64)는 두 개의 제 1 선형 이동부(50)와 제 2 가이드봉부재(62)로 연결되며, 풀리기어(36)가 회전 가능하도록 결합될 수 있다.
타이밍 벨트(34)는 일측으로 제 1 선형 이동부(50)에 결합된 서보모터(32)에 연결되며, 타측으로 가이드부재(64)의 풀리기어(36)에 결합될 수 있다. 즉, 가이드부재(64)의 풀리기어(36)는 서보모터(32)의 구동에 따른 타이밍 벨트(34)를 지지할 수 있다.
마지막으로 z축 구동부(40)는 리드 스크류 어셈블리를 포함할 수 있다. 이 때, 리드 스크류의 일측에는 EPS가 배치되는 플레이트(44)가 결합될 수 있다. 이로써, z축 구동부의 모터(42) 구동에 의해 리드 스크류가 z축 방향으로 이동될 수 있고, 플레이트 상에 배치되는 EPS가 z축 방향으로 변위를 가질 수 있다.
이로써 3차원 공간 상에서 3자유도의 구동이 가능할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 선형 이동부(50, 60)를 포함할 수 있다. 이 때, 선형 이동부는 x축 방향으로 이동되는 제 1 선형 이동부(50)와 y축 방향으로 이동하는 제 2 선형 이동부(60)를 포함할 수 있다.
제 1 선형 이동부(50)는 x축 방향으로 연장되는 제 1 가이드봉부재(52)에 이동 가능하게 결합되고, x축 구동부의 타이밍 벨트(24)에 결합되어 타이밍 벨트의 이동에 따라 이동될 수 있다.
이 때, 제 1 선형 이동부(50)는 일측의 x축 프레임(11) 측과 마주보는 타측의 x축 프레임(11) 측에 각각 두 개로 이루어질 수 있다. 각각의 제 1 선형 이동부는 제 1 가이드봉부재(52)를 따라 가이드되며, 각각의 가이드봉부재(52, 62)는 제 1 고정부재(14)에 의해 y축 프레임에 결합될 수 있다.
제 2 선형 이동부(60)는 y축 구동부의 타이밍 벨트(34)에 결합되어 타이밍 벨트의 y축 이동에 따라 이동될 수 있다. 또한, 제 1 선형 이동부와 가이드부재를 연결하는 제 2 가이드봉부재(62)에 이동 가능하게 결합되어 y축 방향 이동이 가이드될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 엔드 이펙터(70)를 포함할 수 있다.
이 때, 엔드 이펙터는 히팅 로드(72)를 포함할 수 있다. 히팅 로드는 플레이트 상에 배치되는 EPS를 녹여 원하는 형상으로 조형할 수 있도록 열선을 구비할 수 있다.
도 2를 참조하면, 엔드 이펙터(70)는 열선에 전원을 공급하는 전원부(74)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 히팅 로드는 전원부로부터 z축 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 히팅 로드는 x축 및 z축을 중심으로 회전될 수 있다. 이를 위해, 엔드 이펙터는 히팅 로드를 회전시킬 수 있는 두 개의 회전 구동부(76)를 더 포함할 수 있다.
회전 구동부(76)는 히팅 로드(72)를 추가적으로 요잉 및 롤링시킬 수 있다.
이로써, 엔드 이펙터는 z축 및 x축 각각을 중심으로 하는 회전이 가능한 2자유도를 가지며, 전체 시스템은 5자유도를 가질 수 있다. 즉 제 1 선형 이동부는 x축으로 이동 가능하고, 제 2 선형 이동부(60)는 제 1 선형 이동부(50)에 연결되어 y축 방향으로 이동 가능하고, EPS가 배치된 플레이트(44)가 z축 방향으로 이동 가능하며, 엔드 이펙터(70)는 요잉과 롤링이 가능하므로, 전체적으로 5자유도 시스템이 구현될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 3D 프린터(1)는 엔드 이펙터가 롤링과 요잉이 가능하여 조형하고자 하는 재료를 이루는 각 레이어의 측면에 슬로프를 형성할 수 있다. 이로써, 각 레이어를 적층한 최종 조형품의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
다음으로 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터(1')를 설명한다. 중복된 기재를 피하기 위하여 앞서 설명한 내용은 생략하고 차이점 위주로 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터의 프레임부를 제외한 나머지 구성의 사시도이다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터의 평면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터는 프레임부, 구동부, 선형 이동부 및 히팅 와이어를 포함할 수 있다.
먼저, 프레임부(10')는 도 5에 도시된 바와 같이, 직육면체 형상으로 이루어질 수 있으나, 종류 및 재질 등은 다양하게 결정될 수 있다. 먼저 x축 방향으로 연장되고, 상부 및 하부에 배치되는 x축 프레임에는 제 1 가이드봉부재(52')의 양 단부가 결합될 수 있다.
구동부는 z축 방향으로 제 1 선형 이동부(50')를 구동시키는 z축 구동부(40')와 x축 방향으로 제 2 선형 이동부(60')를 구동시키는 x축 구동부(20')를 포함할 수 있다. 또한 각각은 앞서 설명한 바와 같이 서보모터(22, 42), 풀리기어(26, 46) 및 타이밍 벨트(24, 44)를 포함할 수 있다.
Z축 구동부의 서보모터(42)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임의 상부측에 배치될 수 있으며, 서보모터의 회전축으로부터 하부측으로 타이밍 벨트(44)가 연결될 수 있다.
이 때, 타이밍 벨트(44)의 하부측 단부에는 풀리기어(46)가 결합될 수 있으며, 풀리기어는 z축 프레임의 측면부에 회전 가능하도록 결합될 수 있다.
도 6을 기준으로, z축 구동부는 좌측에 배치되는 제 1 z축 구동부(40a)와 우측에 배치되는 제 2 z축 구동부(40b)로 이루어질 수 있다.
이 때, 제 1 및 제 2 z축 구동부(40')는 각각 두 개의 타이밍 벨트(44a, 44b)를 포함하여 서로 대향하도록 배치될 수 있다.
즉 제 1 z축 구동부에서, 서보모터(42)와 서보모터에 연결된 타이밍 벨트(44) 그리고 타이밍 벨트에 연결된 풀리기어(46)를 포함하고, 이와 마주보는 대향측에는 서보모터 대신 타이밍 벨트(44)를 지지하는 두 개의 풀리기어(46)를 포함할 수 있다.
제 2 z축 구동부는 제 1 z축 구동부와 마찬가지로 결합될 수 있다.
이 때, 제 1 및 제 2 z축 구동부(40a, 40b)는 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
Z축 구동부(40')는 제 1 선형 이동부(50')를 z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 때, 제 1 선형 이동부는 z축 프레임(13')에 나란하게 결합되는 제 1 가이드봉부재(52')와 제 1 가이드봉부재(52')에 이동 가능하게 결합되되, 타이밍 벨트(44)에 결합되는 가이드부재(54')를 포함할 수 있다. 이 때, 제 1 가이드봉부재(52')는 가이드부재(54')의 z축 방향 이동을 가이드할 수 있다.
제 1 선형 이동부는 제 1 z축 구동부와 대응되도록 마주보는 한 쌍의 가이드부재(54')를 포함할 수 있다. 즉 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, x축 프레임의 양 단부측에 두 개의 제 1 가이드봉부재(52')가 배치되고, 각각의 제 1 가이드봉부재에 가이드부재(54')가 결합될 수 있다.
이로써, 제 1 선형 이동부가 양측에서 지지되어 안정적으로 z축 방향으로 이동될 수 있다. 이러한 결합관계는 도 5의 우측에 도시된 제 2 z축 구동부와 이에 의해 작동되는 제 1 선형 이동부에 있어서도 마찬가지이다.
다음으로 x축 구동부(20')는 서보모터(22), 타이밍 벨트(24) 및 풀리기어(26)를 포함할 수 있다. 이 때, 서보모터(22)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 선형 이동부(50')의 가이드부재(54')에 결합될 수 있다.
또한, 도 6에 따르면, 서보모터(22)는 가운데에 배치된 재료를 중심으로 양측에 배치된 제 1 선형 이동부(50') 각각의 가이드부재(54') 중 어느 하나에 결합될 수 있다.
이 때, 타이밍 벨트는 x축 방향으로 연장되도록 배치되며, 일측은 서보모터(22)의 회전축에 결합되고, 타측은 서보모터가 결합되지 않은 다른 가이드부재(54')에 형성된 풀리기어(26)에 결합될 수 있다.
이 때, 타이밍 벨트(24)의 구동에 따라 x축 방향으로 제 2 선형 이동부(60')가 구동될 수 있다.
제 2 선형 이동부(60')는 타이밍 벨트(24)와 결합되어, 타이밍 벨트의 이동에 따라 x축으로 이동가능하고, 제 2 가이드봉부재(62')와 이동 가능하게 결합되어, x축 방향의 이동이 가이드될 수 있다.
제 2 선형 이동부(60')는 재료 고정부(80)를 중심으로 양 측에 배치되어 독립적으로 이동될 수 있다. 즉, 제 2 선형 이동부(60')는 z축 및 x축 방향으로 2 자유도를 가지고, 이러한 제 2 선형 이동부(60')가 마주보도록 한 쌍이 배치되어 각각의 사이에 배치된 재료의 형상을 조형할 수 있다.
이 때, 일측에 배치된 제 2 선형 이동부(60a)와 타측에 배치된 제 2 선형 이동부(60b)는 히팅 와이어(90)로 연결될 수 있다. 이 때, 히팅 와이어(90)는 EPS를 녹여 절단할 수 있도록 열선을 구비하거나, 열선으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에서 EPS를 고정하는 재료 고정부(80)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 3D 프린터(1')는 재료를 중심으로 양측의 선형 이동부를 독립적으로 구동하여 EPS를 정밀하게 조형할 수 있다.
특히, 조형하고자 하는 재료를 이루는 각 레이어를 개별적으로 조형하고, 또한, 더욱 정밀하게 조형하기 위하여 각 레이어의 측면에 슬로프를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 생산 시스템을 설명한다. 이 때, 생산 시스템은 앞서 설명한 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 3D 프린터(1, 1')를 구비하며, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 생산 시스템(100)의 작동 상태도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 생산 시스템은 재료 공급부(110), 공급된 재료를 조형하는 조형부(120) 및 조형된 재료를 적층하는 적층부(130)를 포함할 수 있다.
이 때, 재료 공급부(110)는 조형하고자 하는 재료를 소정의 두께를 가지도록 복수개의 레이어로 절단하고, 이를 조형부(120)로 공급할 수 있다.
이 때, 공급부는 앞서 설명한 제 1 및 제 2 실시예에 따른 3D 프린터(1)로 이루어질 수 있다.
조형부(120)를 거쳐 조형된 레이어는 적층부(130)로 공급되며, 적층부는 공급된 레이어 각각의 일면에 접착물질을 도포하고, 각 레이어를 순차적으로 적층할 수 있다.
이로써, 비정형의 물체를 높은 정밀도로 안정적으로 조형할 수 있으며, 이러한 과정이 자동으로 수행되어 신속하게 이루어질 수 있다.
특히, 건설분야에 있어서, 내부에 중공부를 포함하고, 외부가 비정형으로 이루어지는 비정형의 거푸집을 정밀하고, 신속하게 생산할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 3D 프린터

Claims (3)

  1. 제 1 및 제 2 축 방향으로 독립적으로 구동 가능한 제 1 구동부;
    제 3 축 방향으로 구동 가능한 제 2 구동부;
    상기 제 1 구동부에 의해 동일 평면상에서 이동되는 선형 이동부;
    상기 선형 이동부에 결합되고, 조형재료를 절단하는 히팅 로드를 구비하는 엔드 이펙터; 및
    상기 제 2 구동부에 결합되어, 제 3 축 방향으로 이동되되, 조형재료가 배치되는 작업 플레이트;를 포함하고,
    상기 엔드 이펙터는 상기 히팅 로드를 롤링, 요잉 및 틸팅 중 적어도 두 방향으로 회전시키는 3D 프린터.
  2. 제 1 및 제 2 축 방향으로 독립적으로 구동 가능한 한 쌍의 제 1 구동부;
    상기 제 1 구동부에 의해 동일 평면상에서 이동되는 한 쌍의 선형 이동부; 및
    상기 한 쌍의 제 1 선형 이동부 서로를 연결하고, 조형재료를 절단하는 히팅 와이어;를 포함하고,
    상기 제 1 구동부 및 상기 선형 이동부는 마주보도록 배치되고, 상기 제 1 구동부 및 상기 선형 이동부 사이에는 조형재료가 고정 배치되는 3D프린터.
  3. 조형하고자 하는 재료를 소정의 두께를 가지는 복수개의 레이어로 분할시키는 재료공급부;
    상기 재료공급부에 의해 공급된 각각의 레이어를 조형하는 조형부; 및
    상기 조형부에 의해 조형된 레이어를 순차적으로 적층시키는 적층부;를 포함하고,
    상기 조형부는 상기 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 따른 3D 프린터로 이루어지는 생산 시스템.
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