KR20240138643A - An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same - Google Patents

An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20240138643A
KR20240138643A KR1020230031416A KR20230031416A KR20240138643A KR 20240138643 A KR20240138643 A KR 20240138643A KR 1020230031416 A KR1020230031416 A KR 1020230031416A KR 20230031416 A KR20230031416 A KR 20230031416A KR 20240138643 A KR20240138643 A KR 20240138643A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
powder
scanner
powder bed
build
Prior art date
Application number
KR1020230031416A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김용래
이필호
이창우
하태호
허세곤
송여울
정민교
최준필
신동운
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020230031416A priority Critical patent/KR20240138643A/en
Publication of KR20240138643A publication Critical patent/KR20240138643A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30Process control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/70Recycling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80Data acquisition or data processing
    • B22F10/85Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/22Driving means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40Radiation means
    • B22F12/49Scanners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50Means for feeding of material, e.g. heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60Planarisation devices; Compression devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/90Means for process control, e.g. cameras or sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/188Processes of additive manufacturing involving additional operations performed on the added layers, e.g. smoothing, grinding or thickness control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205Means for applying layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/232Driving means for motion along the axis orthogonal to the plane of a layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/236Driving means for motion in a direction within the plane of a layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/227Driving means
    • B29C64/241Driving means for rotary motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264Arrangements for irradiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/357Recycling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y70/00Materials specially adapted for additive manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 대면적의 파우더베드의 상부면 상에서 파우더베드의 상부면에 분말재료를 도포하고 광을 조사할 수 있는 PBF 프린팅 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치는, 내부에 분말재료를 충진시켜 파우더베드를 형성시키고, 파우더베드 상 분말재료의 도포에 의한 도포레이어가 형성되며, 분말재료에 의한 조형 공간을 제공하는 빌드부; 레이저부로부터 전달받은 광을 선택적으로 도포레이어에 조사하여, 3차원 조형물을 이루는 조형레이어를 형성시키는 스캐너부; 빌드부의 상부에 형성되어 스캐너부와 결합하고, 스캐너부를 이동시키는 구동모듈; 및 빌드부의 상부에 형성되고, 구동모듈과 결합하여 빌드부의 상부에서 이동하면서 파우더베드의 상부면에 분말재료를 도포하는 파우더피더부;를 포함한다.One embodiment of the present invention provides a PBF printing device capable of applying powder material to an upper surface of a powder bed and irradiating light on an upper surface of a large-area powder bed. A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner according to an embodiment of the present invention includes: a build section which forms a powder bed by filling powder material therein, forms a coating layer by applying powder material on the powder bed, and provides a molding space using the powder material; a scanner section which selectively irradiates light transmitted from a laser section to the coating layer to form a molding layer forming a three-dimensional molded object; a drive module which is formed on an upper portion of the build section, is coupled to the scanner section, and moves the scanner section; and a powder feeder section which is formed on an upper portion of the build section, is coupled to the drive module, and applies powder material to an upper surface of the powder bed while moving on an upper portion of the build section.

Description

단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치 및 방법 {An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same}{An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same}

본 발명은 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 대면적의 파우더베드의 상부면 상에서 파우더베드의 상부면에 분말재료를 도포하고 광을 조사할 수 있는 PBF 프린팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a large-scale PBF printing device and method utilizing a single scanner, and more specifically, to a PBF printing device capable of applying powder material to the upper surface of a powder bed and irradiating light on the upper surface of a large-area powder bed.

최근에, 도면만 있으면 누구나 제품을 생산할 수 있는 3D프린터가 새로운 산업혁명이라 불리면서 많은 관심을 받고 있다. 3D프린터는 디지털화된 3차원 제품 디자인에 대해 2차원 단면을 연속적으로 재구성해 소재를 한층씩 적층해서 3차원적인 제품을 생산한다.Recently, 3D printers, which allow anyone to produce products with just a drawing, have been receiving a lot of attention as a new industrial revolution. 3D printers continuously reconstruct two-dimensional cross-sections of digitalized three-dimensional product designs and layer materials one by one to produce three-dimensional products.

이러한 3D 프린팅 방식은, 크게 사용되는 재료물질의 특징에 따라 액체, 파우더, 고체 기반으로 분류할 수 있다. 그 중 분말베드용융 방식(Powder Bed Fusion(PBF))은, 소재 분말을 얇게 펼쳐서 배열한 뒤에 원하는 부분만을 레이저(또는 전자빔 등)를 사용하여 조사한 뒤에, 그 위에 다시 분말로 다음 층(layer)을 형성하고 원하는 부분을 레이저로 조사하는 과정을 반복하여 수행한다.These 3D printing methods can be broadly classified into liquid, powder, and solid-based based on the characteristics of the materials used. Among them, Powder Bed Fusion (PBF) is a method in which material powder is spread thinly and arranged, and only the desired part is irradiated using a laser (or electron beam, etc.), and then the next layer is formed on top of it using powder and the desired part is irradiated with a laser. This process is repeated.

상기와 같은 분말베드용융 방식을 이용하는 경우, PBF 3D프린터의 적층 가능 영역은 스캐너의 F-theta field에 의존적인데, 대형의 3차원 조형물의 제작을 위하여 F-theta field를 키우게 되면, 광의 직경(Beam diameter)와 광 조사 길이(Working Distance)가 커져 조형 정밀도가 떨어지며 장비 사이즈도 증가하는 문제점이 있다.When using the powder bed melting method as described above, the stackable area of the PBF 3D printer depends on the F-theta field of the scanner. However, when the F-theta field is increased to produce a large 3D object, the beam diameter and working distance of the light increase, which reduces the precision of the shape and increases the size of the equipment.

상기와 같은 문제점의 해결을 위하여 두 대 이상의 스캐너를 이용하여 대면적의 파우더베드 표면에 대해 광을 조사하는 사례도 있으나, 이와 같은 복수 개의 스캐너 각각의 동기화 및 보정과 관련된 사항에 한계가 있는 것이 사실이다.In order to solve the above problems, there are cases where two or more scanners are used to irradiate light on a large powder bed surface, but it is true that there are limitations in matters related to synchronization and correction of each of these multiple scanners.

미국 공개특허 제2017/0021454호(발명의 명칭: Multiple beam additive manufacturing)에서는, PBF 방식의 프린팅 시스템에 있어서, 레이저를 조사하는 광학헤드를 이동시키면서 레이저 스캐닝을 수행할 수 있어 파우더베드 표면 전체에 대해 효율적으로 레이저 조사를 수행하고 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있으며, 스캐너와 같은 광학헤드가 X축과 Y축으로 광학헤드를 이동시키는 광학 헤드 이동 시스템과 결합되어 이동이 가능하고, 이와 같은 광학 헤드 이동 시스템은 파우더베드의 상부에 형성되어 파우더베드의 상부에서 광학헤드의 자유로운 이동을 구현시키며, 파우더베드에의 분말 공급이 파우더베드 지지 공간 측부의 분말 공급 공간에서 리코터에 의해 전달되어 파우더베드로 공급되는 프린팅 시스템에 대한 사항이 개시되어 있다.In US Patent Publication No. 2017/0021454 (Title: Multiple beam additive manufacturing), in a PBF method printing system, laser scanning can be performed while moving an optical head that irradiates a laser, so that laser irradiation can be efficiently performed on the entire surface of a powder bed and various scan patterns can be formed, and an optical head such as a scanner can move in the X-axis and Y-axis by being combined with an optical head movement system that moves the optical head, and such an optical head movement system is formed on the upper part of a powder bed to realize free movement of the optical head on the upper part of the powder bed, and powder supply to the powder bed is delivered by a recoater from a powder supply space on the side of a powder bed support space and supplied to the powder bed.

그리고, 대한민국 등록특허 제10-1855184호(발명의 명칭: 가변형 레이저 조사장치를 구비한 3D 프린터)에서는, 레이저 조사 장치가 파우더베드 상에서 자유롭게 이동하면서 레이저를 조사하므로, 레이저 포인트의 정확도를 향상시킴과 동시에 파우더베드 표면 전체에 대한 레이저 조사 효율을 증대시킬 수 있고, 파우더베드 상이 레이저 조사 장치와 결합하여 X축 이동을 수행하게 하는 X축 프레임, X축 프레임과 결합하여 X축 프레임을 이동시키는 Y축 프레임이 형성되어 레이저 조사 장치가 이동되도록 하는 사항이 개시되며, 파우더베드에의 분말 공급이 파우더베드 지지 공간 측부의 분말 공급 공간에서 리코터에 의해 전달되어 파우더베드로 공급되는 3D 프린터에 대한 사항이 개시되어 있다.And, in Korean Patent Registration No. 10-1855184 (Title of the Invention: 3D Printer Equipped with a Variable Laser Irradiation Device), since the laser irradiation device freely moves on a powder bed while irradiating a laser, the accuracy of a laser point can be improved and the laser irradiation efficiency for the entire surface of the powder bed can be increased, and an X-axis frame that is coupled with the laser irradiation device to cause the powder bed to move along the X-axis, and a Y-axis frame that is coupled with the X-axis frame to move the X-axis frame are formed so that the laser irradiation device can be moved, and a 3D printer is disclosed in which powder is supplied to the powder bed by a recoater from a powder supply space on the side of the powder bed support space and supplied to the powder bed.

미국 공개특허 제2017/0021454호U.S. Patent Publication No. 2017/0021454 대한민국 등록특허 제10-1855184호Republic of Korea Patent No. 10-1855184

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대면적의 파우더베드의 상부면 상에서 파우더베드의 상부면에 분말재료를 도포하고 광을 조사할 수 있는 PBF 프린팅 장치를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a PBF printing device capable of applying powder material to the upper surface of a powder bed and irradiating light on the upper surface of a large-area powder bed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 내부에 분말재료를 충진시켜 파우더베드를 형성시키고, 상기 파우더베드 상 상기 분말재료의 도포에 의한 도포레이어가 형성되며, 상기 분말재료에 의한 조형 공간을 제공하는 빌드부; 레이저부로부터 전달받은 광을 선택적으로 상기 도포레이어에 조사하여, 3차원 조형물을 이루는 조형레이어를 형성시키는 스캐너부; 상기 빌드부의 상부에 형성되어 상기 스캐너부와 결합하고, 상기 스캐너부를 이동시키는 구동모듈; 및 상기 빌드부의 상부에 형성되고, 상기 구동모듈과 결합하여 상기 빌드부의 상부에서 이동하면서 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료를 도포하는 파우더피더부;를 포함한다.In order to achieve the above purpose, the present invention comprises: a build section which forms a powder bed by filling powder material therein, forms a coating layer by applying the powder material on the powder bed, and provides a molding space by the powder material; a scanner section which selectively irradiates the coating layer with light received from a laser section, thereby forming a molding layer that forms a three-dimensional molded object; a drive module which is formed on the upper part of the build section, is coupled with the scanner section, and moves the scanner section; and a powder feeder section which is formed on the upper part of the build section, is coupled with the drive module, and applies the powder material to an upper surface of the powder bed while moving on the upper part of the build section.

본 발명의 실시 예에 있어서, Mark on the fly(MOTF) 방식으로, 상기 3차원 조형물에 대한 정보가 저장된 파일의 명령에 따라 상기 스캐너부의 광 조사 경로 및 이동 경로를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a control unit may be further included for controlling a light irradiation path and a movement path of the scanner unit according to a command of a file storing information on the three-dimensional object in a Mark on the fly (MOTF) manner.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 구동모듈과 결합하여 상기 빌드부의 측부에서 이동하며, 상기 파우더베드의 상부로 분위기가스를 배출하고, 배출된 상기 분위기가스를 회수하는 가스제어부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a gas control unit may be further included that is coupled with the driving module, moves on the side of the build unit, discharges atmospheric gas to the upper portion of the powder bed, and recovers the discharged atmospheric gas.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 가스제어부는, 상기 파우더베드의 상부 일측에서 이동하면서 상기 파우더베드의 상부로 상기 분위기가스를 배출하는 가스배출기; 및 상기 파우더베드의 상부 타측에서 이동하면서 상기 파우더베드의 상부에 존재하는 상기 분위기가스를 회수하는 가스회수기;를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the gas control unit may include a gas discharger that moves from one side of the upper portion of the powder bed and discharges the atmospheric gas to the upper portion of the powder bed; and a gas recovery unit that moves from the other side of the upper portion of the powder bed and recovers the atmospheric gas present in the upper portion of the powder bed.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 구동모듈과 결합하여 상기 파우더베드의 상부에서 이동하며, 상기 파우더베드의 상부면에 토출된 상기 분말재료를 얇게 펴면서 정돈하는 리코터부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a recoater unit may be further included that moves on the upper part of the powder bed in combination with the driving module and thinly spreads and organizes the powder material discharged on the upper surface of the powder bed.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 구동모듈은, 상기 스캐너부와 결합하고, 상기 파우더베드의 폭 방향인 y축 방향으로 상기 스캐너부를 이동시키는 상층구동유닛; 및, 상기 상층구동유닛과 상기 파우더피더부에 결합하고, 상기 파우더베드의 길이 방향인 x축 방향으로 상기 상층구동유닛 및 상기 파우더피더부를 이동시키는 중층구동유닛;를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the drive module may include an upper drive unit coupled to the scanner unit and moving the scanner unit in the y-axis direction, which is the width direction of the powder bed; and a middle drive unit coupled to the upper drive unit and the powder feeder unit and moving the upper drive unit and the powder feeder unit in the x-axis direction, which is the length direction of the powder bed.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 구동모듈은, 상기 가스제어부와 결합하고 x축 방향으로 상기 가스제어부를 이동시키는 하층구동유닛을 더 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the drive module may further include a lower drive unit coupled to the gas control unit and moving the gas control unit in the x-axis direction.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 빌드부의 측부에 형성되며, 상기 도포레이어 형성 후 잔여 분말재료를 회수하는 공간을 제공하는 파우더회수부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a powder recovery unit may be further included, which is formed on a side of the build unit and provides a space for recovering residual powder material after forming the coating layer.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 파우더피더부가 상기 파우더베드 상을 이동하면서 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료를 토출하는 제1단계; 상기 리코터부가 상기 파우더베드 상을 이동하면서 상기 분말재료를 정돈하여 상기 도포레이어가 형성되는 제2단계; 상기 가스제어부로부터 상기 파우더베드의 상부면으로 상기 분위기가스가 공급되는 제3단계; 및 상기 스캐너부가 상기 도포레이어에 광을 조사하여 상기 조형레이어를 형성시키는 제4단계;를 포함하고, 상기 제2단계 내지 상기 제4단계 수행 중, 제어부의 Mark on the fly(MOTF) 제어에 의해 상기 리코터부의 작동과 동시에 상기 스캐너부에 의한 광 조사가 수행되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above purpose comprises a first step in which the powder feeder part ejects the powder material onto the upper surface of the powder bed while moving on the powder bed; a second step in which the recoater part organizes the powder material while moving on the powder bed to form the coating layer; a third step in which the atmospheric gas is supplied from the gas control part to the upper surface of the powder bed; and a fourth step in which the scanner part irradiates light onto the coating layer to form the forming layer; and during the performance of the second to fourth steps, the scanner part irradiates light simultaneously with the operation of the recoater part by Mark on the fly (MOTF) control of the control part.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 내부에 분말재료를 충진시켜 파우더베드를 형성시키고, 상기 파우더베드 상 상기 분말재료의 도포에 의한 도포레이어가 형성되며, 상기 분말재료에 의한 조형 공간을 제공하는 빌드부; 레이저부로부터 전달받은 광을 선택적으로 상기 도포레이어에 조사하여, 3차원 조형물을 이루는 조형레이어를 형성시키는 스캐너부; 상기 빌드부의 상부에 형성되고, 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료를 도포하는 파우더피더부; 및 상기 빌드부 및 상기 파우더피더부와 결합하고, 상기 빌드부를 회전시키며 상기 파우더피더부를 상기 빌드부의 상부에서 이동시키는 구동모듈;을 포함한다.In order to achieve the above purpose, the present invention comprises: a build section which forms a powder bed by filling powder material therein, forms a coating layer by applying the powder material on the powder bed, and provides a molding space by the powder material; a scanner section which selectively irradiates the coating layer with light received from a laser section, thereby forming a molding layer that forms a three-dimensional molded object; a powder feeder section which is formed on the upper part of the build section and applies the powder material to the upper surface of the powder bed; and a driving module which is coupled to the build section and the powder feeder section, rotates the build section, and moves the powder feeder section on the upper part of the build section.

본 발명의 실시 예에 있어서, Mark on the fly(MOTF) 방식으로, 상기 3차원 조형물에 대한 정보가 저장된 파일의 명령에 따라 상기 스캐너부의 광 조사 경로 및 이동 경로를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a control unit may be further included for controlling a light irradiation path and a movement path of the scanner unit according to a command of a file storing information on the three-dimensional object in a Mark on the fly (MOTF) manner.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 구동모듈과 결합하여 상기 파우더베드의 상부에서 이동하며, 상기 파우더베드의 상부면에 토출된 상기 분말재료를 얇게 펴면서 정돈하는 리코터부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a recoater unit may be further included that moves on the upper part of the powder bed in combination with the driving module and thinly spreads and organizes the powder material discharged on the upper surface of the powder bed.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 구동모듈은, 상기 파우더피더부 또는 상기 리코터부와 결합하고, 상기 파우더피더부 또는 상기 리코터부를 이동시키는 도포구동유닛; 및 상기 빌드부와 결합하고, 상기 파우더베드를 수직 방향 이동시키며, 상기 빌드부를 회전시키는 빌드구동유닛;을 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the drive module may include a coating drive unit coupled to the powder feeder unit or the recoater unit and moving the powder feeder unit or the recoater unit; and a build drive unit coupled to the build unit and moving the powder bed in a vertical direction and rotating the build unit.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 빌드부는, 상기 파우더베드를 지지하고 수직 방향 운동을 수행하는 빌드플레이트; 및 상기 파우더베드를 둘러싸는 벽체인 베드지지벽;을 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the build part may include a build plate that supports the powder bed and performs vertical movement; and a bed support wall that is a wall surrounding the powder bed.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 빌드구동유닛은, 상기 빌드플레이트와 결합하고 상기 빌드플레이트를 지지하는 플레이트지지대; 및 상기 베드지지벽 및 상기 플레이트지지대와 결합하며, 상기 베드지지벽을 회전시키고 상기 플레이트지지대를 수직 방향 운동시키는 빌드구동부;를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the build driving unit may include: a plate support member coupled with the build plate and supporting the build plate; and a build driving member coupled with the bed support wall and the plate support member and rotating the bed support wall and vertically moving the plate support member.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 도포구동유닛은, 상기 리코터부와 결합하고, 상기 리코터부를 상기 파우더베드의 상부면에 수직한 방향인 z축 방향으로 이동시키는 리코터이동부; 및 상기 파우더피더부와 결합하고, 상기 파우더피더부를 z축 방향으로 이동시키는 피더이동부;를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the coating driving unit may include a recoater moving unit coupled with the recoater unit and moving the recoater unit in the z-axis direction, which is a direction perpendicular to the upper surface of the powder bed; and a feeder moving unit coupled with the powder feeder unit and moving the powder feeder unit in the z-axis direction.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 파우더피더부가 상기 파우더베드 상을 이동하고, 상기 빌드부가 회전하면서, 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료가 도포되는 제1단계; 상기 빌드부가 회전을 수행하고, 상기 리코터부에 의해 상기 분말재료가 정돈되어 상기 도포레이어가 형성되는 제2단계; 및 상기 스캐너부가 상기 도포레이어에 광을 조사하여 상기 조형레이어를 형성시키는 제3단계;를 포함하고, 상기 제2단계와 상기 제3단계 수행 중, 제어부의 Mark on the fly(MOTF) 제어에 의해 상기 리코터부의 작동과 동시에 상기 스캐너부에 의한 광 조사가 수행되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above purpose comprises a first step in which the powder material is applied to an upper surface of the powder bed while the powder feeder moves on the powder bed and the build section rotates; a second step in which the build section rotates and the powder material is arranged by the recoater section to form the application layer; and a third step in which the scanner section irradiates light onto the application layer to form the modeling layer. The invention is characterized in that, during the performance of the second and third steps, the scanner section irradiates light simultaneously with the operation of the recoater section by Mark on the fly (MOTF) control of the control section.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 대면적의 파우더베드의 상부면 상에서 스캐너부, 파우더피더부 등의 구성이 이동하면서 대면적의 전체 면적에 대해 분말재료 도포 및 광 조사를 수행하여, 대형의 3차원 조형물을 효율적으로 제조할 수 있다는 것이다.The effect of the present invention according to the above configuration is that a large-area three-dimensional object can be efficiently manufactured by performing powder material application and light irradiation over the entire large-area area while the components such as the scanner section and the powder feeder section move on the upper surface of a large-area powder bed.

그리고, 스캐너부, 파우더피더부 등의 구성이 이동하면서 분말재료 도포, 광 조사 등을 수행함으로써, 도포되어 형성되는 레이어, 광 조사에 의한 조형물의 레이어의 오차가 감소하여, 3차원 조형물의 품질을 향상시킬 수 있다는 것이다.And, by performing powder material application, light irradiation, etc. while moving components such as the scanner section and powder feeder section, the error of the layer formed by application and the layer of the object formed by light irradiation is reduced, so that the quality of the three-dimensional object can be improved.

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.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the composition of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 프린팅 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 프린팅 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 프린팅 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 가스제어부와 리코터부에 대한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 프린팅 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 프린팅 장치의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 프린팅 장치의 측면도이다.
Figure 1 is a perspective view of a printing device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view of a printing device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a side view of a printing device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of a gas control unit and a recoater unit according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of a printing device according to a second embodiment of the present invention.
Figure 6 is a front view of a printing device according to a second embodiment of the present invention.
Figure 7 is a side view of a printing device according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and therefore, it is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are assigned similar drawing reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"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.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, joined)" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member in between. Also, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that other components are excluded, unless otherwise specifically stated, but that other components can be included.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe particular embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but should be understood to not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

먼저, 본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)에 대해 설명하기로 한다.First, the printing device (1000) of the first embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 프린팅 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 프린팅 장치의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 프린팅 장치의 측면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a printing device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a printing device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view of a printing device according to a first embodiment of the present invention.

그리고, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 가스제어부와 리코터부(1320)에 대한 모식도이다.And, Fig. 4 is a schematic diagram of a gas control unit and a recoater unit (1320) according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)는, 내부에 분말재료를 충진시켜 파우더베드(10)를 형성시키고, 파우더베드(10) 상 분말재료의 도포에 의한 도포레이어가 형성되며, 분말재료에 의한 조형 공간을 제공하는 빌드부(1200); 레이저부(1420)로부터 전달받은 광을 선택적으로 도포레이어에 조사하여, 3차원 조형물을 이루는 조형레이어를 형성시키는 스캐너부(1410); 빌드부(1200)의 상부에 형성되어 스캐너부(1410)와 결합하고, 스캐너부(1410)를 이동시키는 구동모듈; 및 빌드부(1200)의 상부에 형성되고, 구동모듈과 결합하여 빌드부(1200)의 상부에서 이동하면서 파우더베드(10)의 상부면에 분말재료를 도포하는 파우더피더부(1310);를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 4, the printing device (1000) of the first embodiment of the present invention includes a build unit (1200) that forms a powder bed (10) by filling powder material therein, forms a coating layer by applying powder material onto the powder bed (10), and provides a molding space using the powder material; a scanner unit (1410) that selectively irradiates light transmitted from a laser unit (1420) onto the coating layer to form a molding layer that forms a three-dimensional molded object; a drive module formed on the upper portion of the build unit (1200), coupled with the scanner unit (1410), and moves the scanner unit (1410); and a powder feeder unit (1310) formed on the upper portion of the build unit (1200), coupled with the drive module, and applying powder material to the upper surface of the powder bed (10) while moving on the upper portion of the build unit (1200).

여기서, 복수 개의 조형레이어가 결합되어 3차원 조형물이 형성되며, 이하에서는 하나의 도포레이어에 대한 광 조사로 하나의 조형레이어가 형성되는 사항을 중심으로 설명할 수 있다.Here, a plurality of forming layers are combined to form a three-dimensional shape, and the following explanation will focus on the formation of one forming layer by light irradiation on one application layer.

조형물을 형성하게 되는 분말재료로는 금속, 합금, 합성수지 또는 합성수지와 금속의 혼합물 등 다양한 물질이 이용될 수 있으며, 분말재료는 상기와 같은 물질이 분말 형태로 형성되는 재료일 수 있다.Various substances such as metal, alloy, synthetic resin, or a mixture of synthetic resin and metal can be used as the powder material to form the sculpture, and the powder material can be a material in which the above substances are formed in powder form.

그리고, 분위기가스로는 아르곤(Ar) 가스가 이용될 수 있다. 다만, 분위기가스가 이에 한정되는 것은 아니고, 분위기가스로 질소(N2) 등 다른 가스가 이용될 수 있다.And, argon (Ar) gas can be used as the atmospheric gas. However, the atmospheric gas is not limited to this, and other gases such as nitrogen (N2) can be used as the atmospheric gas.

구동모듈은, 스캐너부(1410)와 결합하고, 파우더베드(10)의 폭 방향인 y축 방향으로 스캐너부(1410)를 이동시키는 상층구동유닛(1110); 및, 상층구동유닛(1110)과 파우더피더부(1310)에 결합하고, 파우더베드(10)의 길이 방향인 x축 방향으로 상층구동유닛(1110)과 파우더피더부(1310)를 이동시키는 중층구동유닛(1120);를 구비할 수 있다.The drive module may include an upper drive unit (1110) coupled with the scanner unit (1410) and moving the scanner unit (1410) in the y-axis direction, which is the width direction of the powder bed (10); and a middle drive unit (1120) coupled with the upper drive unit (1110) and the powder feeder unit (1310) and moving the upper drive unit (1110) and the powder feeder unit (1310) in the x-axis direction, which is the length direction of the powder bed (10).

그리고, 구동모듈은, 가스제어부와 결합하고 x축 방향으로 가스제어부를 이동시키는 하층구동유닛(1130)을 더 구비할 수 있다.In addition, the drive module may further include a lower drive unit (1130) that is coupled to the gas control unit and moves the gas control unit in the x-axis direction.

구체적으로, 상층구동유닛(1110)은, 스캐너부(1410)와 결합하고 스캐너부(1410)를 y축 방향으로 이동시키는 상층이동부(1111); 및 상층이동부(1111)와 결합하고 y축 방향을 따라 연장되어 형성되며 상층이동부(1111)의 y축 방향 이동을 가이드하는 상층가이드부(1112);를 구비할 수 있다.Specifically, the upper drive unit (1110) may include an upper moving unit (1111) that is coupled with the scanner unit (1410) and moves the scanner unit (1410) in the y-axis direction; and an upper guide unit (1112) that is coupled with the upper moving unit (1111) and formed to extend along the y-axis direction and guides the y-axis direction movement of the upper moving unit (1111).

여기서, 상층이동부(1111)는 상층가이드부(1112)의 상부면 또는 하부면에 결합되어 상층이동부(1111)의 길이 방향인 y축 방향을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다.Here, the upper moving part (1111) can be installed so as to be coupled to the upper surface or lower surface of the upper guide part (1112) and to enable reciprocating movement along the y-axis direction, which is the longitudinal direction of the upper moving part (1111).

중층구동유닛(1120)은, 상층가이드부(1112)의 일단과 결합하고 상층가이드부(1112)의 일단을 x축 방향으로 이동시키는 제1중층상부이동부(1121); 상층가이드부(1112)의 타단과 결합하고 상층가이드부(1112)의 타단을 x축 방향으로 이동시키는 제2중층상부이동부(1123); 제1중층상부이동부(1121)와 결합하고 x축 방향을 따라 연장되어 형성되며 제1중층상부이동부(1121)의 x축 방향 이동을 가이드하는 제1중층가이드부(1125); 및 제2중층상부이동부(1123)와 결합하고 x축 방향을 따라 연장되어 형성되며 제2중층상부이동부(1123)의 x축 방향 이동을 가이드하는 제2중층가이드부(1126);를 구비할 수 있다.The multi-layer drive unit (1120) may include a first multi-layer upper moving unit (1121) coupled with one end of an upper guide unit (1112) and moving one end of the upper guide unit (1112) in the x-axis direction; a second multi-layer upper moving unit (1123) coupled with the other end of the upper guide unit (1112) and moving the other end of the upper guide unit (1112) in the x-axis direction; a first multi-layer guide unit (1125) coupled with the first multi-layer upper moving unit (1121) and formed to extend along the x-axis direction and guide movement of the first multi-layer upper moving unit (1121) in the x-axis direction; and a second multi-layer guide unit (1126) coupled with the second multi-layer upper moving unit (1123) and formed to extend along the x-axis direction and guide movement of the second multi-layer upper moving unit (1123) in the x-axis direction.

또한, 중층구동유닛(1120)은, 파우더피더부(1310)의 일측과 연결되고 제1중층가이드부(1125)와 결합하며 파우더피더부(1310)의 일측을 x축 방향으로 이동시키는 제1중층하부이동부(1122); 및 파우더피더부(1310)의 타측과 연결되고 제2중층가이드부(1126)와 결합하며 파우더피더부(1310)의 타측을 x축 방향으로 이동시키는 제2중층하부이동부(1124);를 구비할 수 있다.In addition, the multilayer drive unit (1120) may include a first multilayer lower moving unit (1122) connected to one side of the powder feeder unit (1310), coupled with the first multilayer guide unit (1125), and moving one side of the powder feeder unit (1310) in the x-axis direction; and a second multilayer lower moving unit (1124) connected to the other side of the powder feeder unit (1310), coupled with the second multilayer guide unit (1126), and moving the other side of the powder feeder unit (1310) in the x-axis direction.

여기서, 제1중층상부이동부(1121)는 제1중층가이드부(1125)의 상부면에 결합되어 제1중층가이드부(1125)의 길이 방향인 x축 방향을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다.Here, the first multilayer upper moving part (1121) can be installed to be coupled to the upper surface of the first multilayer guide part (1125) and to enable reciprocating movement along the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the first multilayer guide part (1125).

또한, 제2중층상부이동부(1123)는 제2중층가이드부(1126)의 상부면에 결합되어 제1중층가이드부(1125)의 길이 방향인 x축 방향을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다.In addition, the second layer upper moving part (1123) can be installed so as to be coupled to the upper surface of the second layer guide part (1126) and to enable reciprocating movement along the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the first layer guide part (1125).

또한, 제1중층하부이동부(1122)는 제1중층가이드부(1125)의 하부면에 결합되어 제1중층가이드부(1125)의 길이 방향인 x축 방향을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다.In addition, the first layer lower moving part (1122) can be installed to be coupled to the lower surface of the first layer guide part (1125) so as to enable reciprocating movement along the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the first layer guide part (1125).

그리고, 제2중층하부이동부(1124)는 제2중층가이드부(1126)의 하부면에 결합되어 제2중층가이드부(1126)의 길이 방향인 x축 방향을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다.In addition, the second layer lower moving part (1124) can be installed to be coupled to the lower surface of the second layer guide part (1126) and to enable reciprocating movement along the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the second layer guide part (1126).

하층구동유닛(1130)은, 리코터부(1320)의 일단과 결합하고 리코터부(1320)의 일단을 x축 방향으로 이동시키는 제1하층이동부(1131); 리코터부(1320)의 타단과 결합하고 리코터부(1320)의 타단을 x축 방향으로 이동시키는 제2하층이동부(1132); 제1하층이동부(1131)와 결합하고 x축 방향을 따라 연장되어 형성되며 제1하층이동부(1131)의 x축 방향 이동을 가이드하는 제1하층가이드부(1133); 및 제2하층이동부(1132)와 결합하고 x축 방향을 따라 연장되어 형성되며 제2하층이동부(1132)의 x축 방향 이동을 가이드하는 제2하층가이드부(1134);를 구비할 수 있다.The lower drive unit (1130) may include a first lower moving unit (1131) coupled with one end of the recoater unit (1320) and moving one end of the recoater unit (1320) in the x-axis direction; a second lower moving unit (1132) coupled with the other end of the recoater unit (1320) and moving the other end of the recoater unit (1320) in the x-axis direction; a first lower guide unit (1133) coupled with the first lower moving unit (1131) and formed to extend along the x-axis direction and guide movement of the first lower moving unit (1131) in the x-axis direction; and a second lower guide unit (1134) coupled with the second lower moving unit (1132) and formed to extend along the x-axis direction and guide movement of the second lower moving unit (1132) in the x-axis direction.

여기서, 제1하층이동부(1131)는 제1하층가이드부(1133)의 상부면에 결합되어 제1하층가이드부(1133)의 길이 방향인 x축 방향을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다.Here, the first lower layer moving part (1131) can be installed so as to be coupled to the upper surface of the first lower layer guide part (1133) and to be capable of reciprocating movement along the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the first lower layer guide part (1133).

그리고, 제2하층이동부(1132)는 제2하층가이드부(1134)의 상부면에 결합되어 제2하층가이드부(1134)의 길이 방향인 x축 방향을 따라 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다.In addition, the second lower layer moving part (1132) can be installed to be coupled to the upper surface of the second lower layer guide part (1134) so as to enable reciprocating movement along the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the second lower layer guide part (1134).

상기와 같은 구성을 위하여 상층구동유닛(1110), 중층구동유닛(1120) 및 하층구동유닛(1130) 각각은 리니어모터(Linear Motor) 또는 리니어모션 가이드(Linear Motion Guide)의 구조를 구비할 수 있다.For the above configuration, each of the upper drive unit (1110), the middle drive unit (1120), and the lower drive unit (1130) may have a structure of a linear motor or a linear motion guide.

구체적으로, 각각의 구동유닛이 리니어모터(Linear Motor)의 구조를 구비하는 경우, 상기된 상층이동부(1111), 제1중층상부이동부(1121), 제2중층상부이동부(1123), 제1중층하부이동부(1122), 제2중층하부이동부(1124), 제1하층이동부(1131) 및 제2하층이동부(1132) 각각의 이동부는, 리니어모터에서 이동을 수행하는 이동자를 포함할 수 있다.Specifically, when each driving unit has a structure of a linear motor, each of the moving units of the upper moving unit (1111), the first multi-layer upper moving unit (1121), the second multi-layer upper moving unit (1123), the first multi-layer lower moving unit (1122), the second multi-layer lower moving unit (1124), the first lower moving unit (1131), and the second lower moving unit (1132) may include a mover that performs movement in the linear motor.

그리고, 상기된 상층가이드부(1112), 제1중층가이드부(1125), 제2중층가이드부(1126), 제1하층가이드부(1133) 및 제2하층가이드부(1134) 각각의 가이드부는, 리니어모터에서 이동자를 지지하고 가이드하는 고정자를 포함할 수 있다.In addition, each of the guide parts of the upper guide part (1112), the first multi-layer guide part (1125), the second multi-layer guide part (1126), the first lower guide part (1133), and the second lower guide part (1134) described above may include a stator that supports and guides the mover in the linear motor.

여기서, 제1중층가이드부(1125)와 제2중층가이드부(1126) 각각은 하나의 리니어모터 고정자로 형성되는 것으로 표현되어 있으나, 제1중층가이드부(1125) 또는 제2중층가이드부(1126)에서는 2개의 고정자가 서로 맞대응 되는 방향으로 설치될 수 있다.Here, each of the first layer guide part (1125) and the second layer guide part (1126) is expressed as being formed by one linear motor stator, but in the first layer guide part (1125) or the second layer guide part (1126), two stators may be installed in a direction that corresponds to each other.

즉, 하나의 고정자의 작동면이 상부를 향해 제1중층상부이동부(1121) 또는 제2중층상부이동부(1123)와 결합하고, 다른 고정자의 작동면이 하부를 향해 제1중층하부이동부(1122) 또는 제2중층하부이동부(1124)와 결합할 수 있다.That is, the operating surface of one stator may be coupled with the first multi-layer upper moving part (1121) or the second multi-layer upper moving part (1123) facing upward, and the operating surface of another stator may be coupled with the first multi-layer lower moving part (1122) or the second multi-layer lower moving part (1124) facing downward.

다른 구조로써, 각각의 구동유닛이 리니어모션 가이드(Linear Motion Guide)의 구조를 구비하는 경우, 상기된 상층이동부(1111), 제1중층상부이동부(1121), 제2중층상부이동부(1123), 제1중층하부이동부(1122), 제2중층하부이동부(1124), 제1하층이동부(1131) 및 제2하층이동부(1132) 각각의 이동부는, 리니어모션 가이드에서 이동을 수행하는 리니어모션 블록(Linear Motion Block, LM Block)을 포함할 수 있다.In another structure, when each driving unit has a structure of a linear motion guide, each of the moving parts of the upper moving part (1111), the first multi-layer upper moving part (1121), the second multi-layer upper moving part (1123), the first multi-layer lower moving part (1122), the second multi-layer lower moving part (1124), the first lower moving part (1131), and the second lower moving part (1132) may include a linear motion block (LM Block) that performs movement in the linear motion guide.

그리고, 상기된 상층가이드부(1112), 제1중층가이드부(1125), 제2중층가이드부(1126), 제1하층가이드부(1133) 및 제2하층가이드부(1134) 각각의 가이드부는, 리니어모션 가이드에서 리니어모션 블록을 지지하고 가이드하는 리니어모션 레일(Linear Motion Rail, LM Rail)을 포함할 수 있다.In addition, each of the guide sections of the upper guide section (1112), the first multi-layer guide section (1125), the second multi-layer guide section (1126), the first lower guide section (1133), and the second lower guide section (1134) described above may include a linear motion rail (LM Rail) that supports and guides the linear motion block in the linear motion guide.

여기서, 제1중층가이드부(1125)와 제2중층가이드부(1126) 각각은 하나의 리니어모션 레일로 형성되는 것으로 표현되어 있으나, 제1중층가이드부(1125) 또는 제2중층가이드부(1126)에서는 2개의 리니어모션 레일이 서로 맞대응 되는 방향으로 설치될 수 있다.Here, each of the first layer guide part (1125) and the second layer guide part (1126) is expressed as being formed by one linear motion rail, but in the first layer guide part (1125) or the second layer guide part (1126), two linear motion rails may be installed in a direction corresponding to each other.

즉, 하나의 리니어모션 레일의 작동면이 상부를 향해 제1중층상부이동부(1121) 또는 제2중층상부이동부(1123)와 결합하고, 다른 리니어모션 레일의 작동면이 하부를 향해 제1중층하부이동부(1122) 또는 제2중층하부이동부(1124)와 결합할 수 있다.That is, the operating surface of one linear motion rail may be coupled with the first multi-layer upper moving unit (1121) or the second multi-layer upper moving unit (1123) facing upward, and the operating surface of another linear motion rail may be coupled with the first multi-layer lower moving unit (1122) or the second multi-layer lower moving unit (1124) facing downward.

본 발명의 실시 예에서는, 상기와 같이 각각의 구동유닛이 리니어모터 구조 또는 리니어모션 가이드 구조로 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the embodiment of the present invention, each driving unit is described as being formed as a linear motor structure or a linear motion guide structure as described above, but is not necessarily limited thereto.

다른 실시 예로써, 각각의 구동유닛은 볼스크류(Balt Screw) 구조로 형성될 수 있으며, 이 때, 각각의 이동부는 내측면에 암나사산이 형성된 볼을 포함하고, 각각의 가이드부는 외측면에 수나사산이 형성되어 볼과 결합하는 스크류를 포함할 수 있다.As another embodiment, each driving unit may be formed with a ball screw structure, wherein each moving part may include a ball having a female screw thread formed on the inner surface, and each guide part may include a screw having a male screw thread formed on the outer surface and coupled with the ball.

또 다른 실시 예로써, 각각의 구동유닛은 랙 앤 피니언(Rack and Pinion) 구조로 형성될 수 있으며, 이 때, 각각의 이동부는 피니언 기어(Pinion gear) 기어를 포함하고, 각각의 가이드부는 랙 기어(Rack gear)를 포함할 수 있다.As another embodiment, each drive unit may be formed with a rack and pinion structure, wherein each moving part may include a pinion gear and each guide part may include a rack gear.

본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)는 제1중층가이드부(1125), 제2중층가이드부(1126), 제1하층가이드부(1133) 및 제2하층가이드부(1134)를 지지하는 지지모듈을 포함할 수 있다.The printing device (1000) of the first embodiment of the present invention may include a support module that supports the first multilayer guide part (1125), the second multilayer guide part (1126), the first lower layer guide part (1133), and the second lower layer guide part (1134).

지지모듈은, 바 형상 또는 판 형상으로 형성된 제1지지부(1510) 내지 제4지지부(1540)를 구비할 수 있다.The support module may have a first support part (1510) to a fourth support part (1540) formed in a bar shape or a plate shape.

여기서, 제1지지부(1510)는 제1중층가이드부(1125)의 일단과 결합하고 제1하층가이드부(1133)의 일단과 결합하며, 또한, 제2지지부(1520)는 제1중층가이드부(1125)의 타단과 결합하고 제1하층가이드부(1133)의 타단과 결합함으로써, 제1지지부(1510)와 제2지지부(1520)에 의해 제1중층가이드부(1125)와 제1하층가이드부(1133)가 고정 지지될 수 있다.Here, the first support member (1510) is coupled with one end of the first multilayer guide member (1125) and one end of the first lower layer guide member (1133), and further, the second support member (1520) is coupled with the other end of the first multilayer guide member (1125) and the other end of the first lower layer guide member (1133), so that the first multilayer guide member (1125) and the first lower layer guide member (1133) can be fixedly supported by the first support member (1510) and the second support member (1520).

그리고, 제3지지부(1530)는 제2중층가이드부(1126)의 일단과 결합하고 제2하층가이드부(1134)의 일단과 결합하며, 또한, 제4지지부(1540)는 제2중층가이드부(1126)의 타단과 결합하고 제2하층가이드부(1134)의 타단과 결합함으로써, 제3지지부(1530)와 제4지지부(1540)에 의해 제2중층가이드부(1126)와 제2하층가이드부(1134)가 고정 지지될 수 있다.In addition, the third support member (1530) is coupled with one end of the second double-layer guide member (1126) and one end of the second lower-layer guide member (1134), and further, the fourth support member (1540) is coupled with the other end of the second double-layer guide member (1126) and the other end of the second lower-layer guide member (1134), so that the second double-layer guide member (1126) and the second lower-layer guide member (1134) can be fixedly supported by the third support member (1530) and the fourth support member (1540).

또한, 상기와 같은 지지모듈에 의해, 제1하층가이드부(1133)와 제2하층가이드부(1134) 각각은, y축 방향인 전후 방향에 있어서 파우더베드(10)의 상부면 전방 측과 후방 측 각각에 배치될 수 있다.In addition, by the support module as described above, each of the first lower guide part (1133) and the second lower guide part (1134) can be placed on the front side and the rear side of the upper surface of the powder bed (10) in the forward and backward direction of the y-axis.

그리고, 제1하층가이드부(1133)의 상부에 제1중층가이드부(1125)가 형성되고 제2하층가이드부(1134)의 상부에 제2중층가이드부(1126)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 각각의 가이드부가 파우더베드(10)의 상부면에 대한 광 조사 영역을 회피하여 형성됨으로써, 대면적인 파우더베드(10)의 상부면에 대한 광 조사가 용이하게 수행될 수 있다.In addition, a first multilayer guide part (1125) may be formed on the upper part of the first lower layer guide part (1133), and a second multilayer guide part (1126) may be formed on the upper part of the second lower layer guide part (1134). In this way, since each guide part is formed to avoid the light irradiation area on the upper surface of the powder bed (10), light irradiation on the upper surface of the large-area powder bed (10) can be easily performed.

본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)는, 구동모듈과 결합하여 파우더베드(10)의 상부에서 이동하며, 파우더베드(10)의 상부면에 토출된 분말재료를 얇게 펴면서 정돈하는 리코터부(1320)를 더 포함할 수 있다.The printing device (1000) of the first embodiment of the present invention may further include a recoater unit (1320) that moves on the upper part of the powder bed (10) in combination with the driving module and thinly spreads and organizes the powder material discharged on the upper surface of the powder bed (10).

상기된 바와 같이, 리코터부(1320)는 제1하층이동부(1131)와 제2하층이동부(1132)의 작동에 따라 x축 방향을 따라 왕복 직선 운동을 수행하면서 파우더베드(10)의 상부면에 도출된 분말재료를 밀면서 분말재료가 얇게 퍼져 층을 형성하면서 도포레이어가 형성되도록 할 수 있다. 여기서, 리코터부(1320)는 블레이드 또는 롤러의 형상으로 형성될 수 있다.As described above, the recoater unit (1320) performs a reciprocating linear motion along the x-axis direction according to the operation of the first lower layer moving unit (1131) and the second lower layer moving unit (1132), and pushes the powder material drawn out onto the upper surface of the powder bed (10), so that the powder material is spread thinly to form a layer, thereby forming a coating layer. Here, the recoater unit (1320) may be formed in the shape of a blade or roller.

본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)는, 구동모듈과 결합하여 빌드부(1200)의 측부에서 이동하며, 파우더베드(10)의 상부로 분위기가스를 배출하고, 배출된 분위기가스를 회수하는 가스제어부를 더 포함한다.The printing device (1000) of the first embodiment of the present invention further includes a gas control unit that is coupled with a driving module and moves on the side of the build unit (1200), discharges atmospheric gas to the upper part of the powder bed (10), and recovers the discharged atmospheric gas.

그리고, 가스제어부는, 파우더베드(10)의 상부 일측에서 이동하면서 파우더베드(10)의 상부로 분위기가스를 배출하는 가스배출기(1331); 및 파우더베드(10)의 상부 타측에서 이동하면서 파우더베드(10)의 상부에 존재하는 분위기가스를 회수하는 가스회수기(1332);를 구비할 수 있다.In addition, the gas control unit may be equipped with a gas discharger (1331) that moves from one side of the upper portion of the powder bed (10) and discharges atmospheric gas to the upper portion of the powder bed (10); and a gas recovery unit (1332) that moves from the other side of the upper portion of the powder bed (10) and recovers atmospheric gas present in the upper portion of the powder bed (10).

여기서, 가스배출기(1331)는 제1하층이동부(1131)와 결합하여 제1하층이동부(1131)의 이동에 따라 x축 방향으로 이동할 수 있고, 가스회수기(1332)는 제2하층이동부(1132)와 결합하여 제2하층이동부(1132)의 이동에 따라 x축 방향으로 이동할 수 있다.Here, the gas discharger (1331) is coupled with the first lower layer moving unit (1131) and can move in the x-axis direction according to the movement of the first lower layer moving unit (1131), and the gas recovery unit (1332) is coupled with the second lower layer moving unit (1132) and can move in the x-axis direction according to the movement of the second lower layer moving unit (1132).

가스배출기(1331)와 가스회수기(1332) 각각은 2개 이상의 복수 개로 형성될 수도 있으며, 구체적으로, 도 1에서 보는 바와 같이, 가스배출기(1331)가 복수 개로 형성되는 경우, 제1하층이동부(1131)의 양 측에 복수 개의 가스배출기(1331) 각각이 순차적으로 결합하면서 형성될 수 있으며, 가스회수기(1332)가 복수 개로 형성되는 경우, 제2하층이동부(1132)의 양 측에 복수 개의 가스회수기(1332) 각각이 순차적으로 결합하면서 형성될 수 있다.Each of the gas discharger (1331) and the gas recovery unit (1332) may be formed as two or more, and specifically, as shown in FIG. 1, when the gas discharger (1331) is formed as a plurality of units, the plurality of gas dischargers (1331) may be formed by sequentially connecting each of the plurality of gas recovery units (1332) to each of the two sides of the first lower moving unit (1131), and when the gas recovery unit (1332) is formed as a plurality of units, the plurality of gas recovery units (1332) may be formed by sequentially connecting each of the plurality of gas recovery units (1332) to each of the two sides of the second lower moving unit (1132).

이때, 제1하층이동부(1131)와 제2하층이동부(1132)의 이동에 따라 리코터부(1320)가 이동하면서 도포레이어의 형성이 수행되고, 파우더헤드의 상부면에서 리코터부(1320)에 인접한 영역으로써 도포레이어가 형성된 영역에 가스배출부로부터 배출된 분위기가스가 공급될 수 있다.At this time, the formation of the coating layer is performed as the recoater part (1320) moves according to the movement of the first lower layer moving part (1131) and the second lower layer moving part (1132), and the atmospheric gas discharged from the gas discharge part can be supplied to the area adjacent to the recoater part (1320) on the upper surface of the powder head, where the coating layer is formed.

그리고, 상기와 같이 도포레이어가 형성된 영역에 공급된 분위기가스는 가스회수기(1332)로 회수될 수 있으며, 이에 따라, 도포레이어가 형성된 영역에 일정한 방향으로 유동하는 분위기가스에 의해 분위기가스 공간이 형성되고, 이와 같은 분위기가스 공간 하부의 도포레이어에 광이 조사됨으로써 조형레이어가 형성될 수 있다.And, as described above, the atmospheric gas supplied to the area where the coating layer is formed can be recovered by a gas recovery device (1332), and accordingly, an atmospheric gas space is formed by the atmospheric gas flowing in a certain direction in the area where the coating layer is formed, and a shaping layer can be formed by irradiating light to the coating layer below this atmospheric gas space.

상기와 같이, 리코터부(1320)의 이동에 의한 도포레이어의 형성 후, 가스제어부에 의해 도포레이어 영역 상에 분위기가스 공간이 생성되고, 해당 도포레이어 영역에 광을 조사하여 조형레이어를 형성할 수 있음으로써, 대면적의 상부면을 구비하는 파우더베드(10)를 이용한 3차원 조형 시, 공정을 신속하게 수행하여 3차원 조형 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, after the coating layer is formed by the movement of the recoater unit (1320), an atmospheric gas space is created on the coating layer area by the gas control unit, and light is irradiated on the coating layer area to form a forming layer. Thus, when forming a three-dimensional shape using a powder bed (10) having a large upper surface, the process can be performed quickly to improve the three-dimensional forming efficiency.

본 발명의 프린팅 장치는, 내부 공간에 빌드부(1200), 스캐너부(1410), 구동모듈, 파우더피더부(1310), 가스제어부 및 리코터부(1320)가 설치되고, 내부 공간에 분위기가스가 공급되는 챔버인 공정챔버; 및 공정챔버 또는 가스배출기(1331)로 분위기가스를 공급하고, 공정챔버 또는 가스회수기(1332)로부터 분위기가스를 전달받는 가스공급회수부를 더 포함할 수 있다.The printing device of the present invention may further include a process chamber, which is a chamber in which a build unit (1200), a scanner unit (1410), a drive module, a powder feeder unit (1310), a gas control unit, and a recoater unit (1320) are installed in an internal space and an atmospheric gas is supplied to the internal space; and a gas supply and recovery unit that supplies atmospheric gas to the process chamber or a gas discharger (1331) and receives atmospheric gas from the process chamber or a gas recovery unit (1332).

상기와 같이, 가스제어부와 함께 공정챔버에도 분위기가스가 공급될 수 있으며, 3차원 조형물의 높이가 상승하는 경우에는, 3차원 조형물에 있어서의 개방 공간이 증가할 수 있어 메인챔버에 대한 분위기가스의 공급이 필요할 수 있다.As described above, the atmospheric gas may be supplied to the process chamber together with the gas control unit, and when the height of the three-dimensional object increases, the open space in the three-dimensional object may increase, so that the supply of atmospheric gas to the main chamber may be necessary.

종래기술에 있어서는, 대형의 공간을 구비하는 공정챔버의 내부 공간에 분위기가스를 공급하여 퍼징을 수행함으로써, 공정챔버의 내부 공간에 요구되는 농도의 분위기가스를 공급하기 위한 퍼징 시간에 상당한 시간이 소요되는 문제가 있었다.In the prior art, purging was performed by supplying atmospheric gas to the internal space of a process chamber having a large space, so there was a problem that a considerable amount of time was required for the purging time to supply atmospheric gas of a required concentration to the internal space of the process chamber.

본 발명에서는, 상기와 같이, 도포레이어의 조형이 수행되는 영역 상에 가스제어부에 의한 분위기가스 공간이 형성되도록 하고, 동시에 공정챔버 내부 공간에 분위기가스를 공급함으로써, 도포레이어 상 조형이 수행되는 영역에 대한 분위기가스의 공급 속도를 향상시킬 수 있어 퍼징 시간을 감소시킬 수 있으며, 결과적으로, 퍼징 시간의 감소로 프린팅 시간을 단축시켜 프린팅 효율을 증대시킬 수 있다.In the present invention, as described above, by forming an atmosphere gas space by a gas control unit in an area where the formation of a coating layer is performed, and simultaneously supplying the atmosphere gas to the space inside the process chamber, the supply speed of the atmosphere gas to the area where the formation of a coating layer is performed can be improved, thereby reducing the purging time, and as a result, the printing time can be shortened by reducing the purging time, thereby increasing the printing efficiency.

본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)는, 빌드부(1200)의 측부에 형성되며, 도포레이어 형성 후 잔여 분말재료를 회수하는 공간을 제공하는 파우더회수부(1430)를 더 포함할 수 있다.The printing device (1000) of the first embodiment of the present invention may further include a powder recovery unit (1430) formed on the side of the build unit (1200) and providing a space for recovering residual powder material after forming the coating layer.

파우더회수부(1430)는, x축 방향인 좌우 방향에 있어서 파우더베드(10)의 상부면 좌측과 우측 각각에 배치될 수 있다. 제1하층이동부(1131)와 제2하층이동부(1132)의 작동에 의하여 리코터부(1320)가 이동하여 도포레이어가 형성되는 경우, 도포레이어 형성 후 남은 잔여 분말재료가 리코터부(1320)의 이동에 의해 파우더회수부(1430)로 밀려 이동할 수 있다.The powder recovery unit (1430) can be arranged on the left and right sides of the upper surface of the powder bed (10) in the left and right directions in the x-axis direction. When the recoater unit (1320) moves by the operation of the first lower layer moving unit (1131) and the second lower layer moving unit (1132) to form a coating layer, the remaining powder material remaining after the formation of the coating layer can be pushed and moved to the powder recovery unit (1430) by the movement of the recoater unit (1320).

이와 같은 경우, 파우더회수부(1430)의 공간에 분말재료가 전달되고, 파우더회수부(1430)는 전달받은 분말재료를 파우더공급부로 전달할 수 있다. 여기서, 파우더공급부는 파우더피더부(1310)로 분말재료를 공급할 수 있다.In this case, powder material is delivered to the space of the powder recovery unit (1430), and the powder recovery unit (1430) can deliver the delivered powder material to the powder supply unit. Here, the powder supply unit can supply the powder material to the powder feeder unit (1310).

상기와 같이, 잔여 분말재료를 파우더회수부(1430)로 회수하고, 이를 다시 파우더공급부로 전달하여 기 토출된 분말재료를 재사용하게 됨으로써, 분말재료 사용 효율을 증대시킬 수 있다.As described above, the remaining powder material is recovered by the powder recovery unit (1430) and then delivered to the powder supply unit again to reuse the discharged powder material, thereby increasing the efficiency of powder material use.

본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)는, 일단이 파우더피더부(1310)의 일측과 결합하고 타단이 제1중층하부이동부(1122)와 결합하는 제1피더지지부(1341); 및 일단이 파우더피더부(1310)의 타측과 결합하고 타단이 제2중층하부이동부(1124)와 결합하는 제2피더지지부(1342)를 구비할 수 있다.The printing device (1000) of the first embodiment of the present invention may include a first feeder support member (1341) having one end coupled with one side of a powder feeder member (1310) and the other end coupled with a first multilayer lower moving member (1122); and a second feeder support member (1342) having one end coupled with the other side of the powder feeder member (1310) and the other end coupled with a second multilayer lower moving member (1124).

이와 같은 제1피더지지부(1341)와 제2피더지지부(1342) 각각에 의해 파우더피더부(1310)가 제1중층하부이동부(1122) 및 제2중층하부이동부(1124)에 연결될 수 있다.The powder feeder unit (1310) can be connected to the first multi-layer lower moving unit (1122) and the second multi-layer lower moving unit (1124) by the first feeder support unit (1341) and the second feeder support unit (1342), respectively.

제1피더지지부(1341)와 제2피더지지부(1342) 각각은 길이가 가변될 수 있으며, 이에 따라, 제1피더지지부(1341)와 제2피더지지부(1342)는 파우더피더부(1310)를 지지함과 동시에 파우더피더부(1310)의 z축 방향 위치를 조절할 수 있다. 이를 위해, 제1피더지지부(1341)와 제2피더지지부(1342) 각각은 유압실린더를 포함할 수 있다. 다만, 제1피더지지부(1341)와 제2피더지지부(1342)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 길이가 가변하는 다른 장비로 형성될 수 있음은 물론이다.Each of the first feeder support member (1341) and the second feeder support member (1342) may have a variable length, and accordingly, the first feeder support member (1341) and the second feeder support member (1342) may support the powder feeder member (1310) and adjust the position of the powder feeder member (1310) in the z-axis direction. To this end, each of the first feeder support member (1341) and the second feeder support member (1342) may include a hydraulic cylinder. However, the configuration of the first feeder support member (1341) and the second feeder support member (1342) is not limited thereto, and it goes without saying that they may be formed by other equipment having a variable length.

이에 따라, 파우더피더부(1310)로부터 분말재료가 토출된 후, 파우더피더부(1310)가 x축 방향의 이동과 동시에 z축 방향의 이동을 수행함으로써, 파우더베드(10)의 상부면에서 분말재료가 토출된 영역에서의 리코터부(1320)가 이동할 수 있는 공간을 신속히 확보하게 함으로써, 결과적으로 조형레이어의 형성 시간을 감소시켜, 3차원 조형물 제작 효율을 증대시킬 수 있다.Accordingly, after the powder material is discharged from the powder feeder unit (1310), the powder feeder unit (1310) moves in the z-axis direction at the same time as the movement in the x-axis direction, thereby quickly securing a space in which the recoater unit (1320) can move in the area where the powder material is discharged on the upper surface of the powder bed (10), thereby reducing the formation time of the molding layer and increasing the efficiency of producing a three-dimensional molding.

빌드부(1200)는, 파우더베드(10)를 지지하고 수직 방향 운동을 수행하는 빌드플레이트(1210); 및 파우더베드(10)를 둘러싸는 벽체인 베드지지벽(1220);을 구비할 수 있다.The build unit (1200) may include a build plate (1210) that supports the powder bed (10) and performs vertical movement; and a bed support wall (1220) that is a wall surrounding the powder bed (10).

베드지지벽(1220)은 내부 공간을 구비하는 사각통의 형상을 구비할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 프린팅 장치의 용도에 따라, 다른 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.The bed support wall (1220) may have a shape of a square tube having an internal space, but is not necessarily limited thereto, and may of course be formed in a different shape depending on the purpose of the printing device of the present invention.

빌드플레이트(1210)는 판의 형상으로 형성될 수 있으며, 빌드플레이트(1210)는 베드지지벽(1220) 하부의 개방부의 형상에 대응되는 형상으로 형성됨으로써, 빌드플레이트(1210)가 베드지지벽(1220)의 내부에 끼워질 수 있고, 이에 따라, 빌드플레이트(1210)의 상부면으로 파우더베드(10)를 지지할 수 있다.The build plate (1210) can be formed in the shape of a plate, and the build plate (1210) can be formed in a shape corresponding to the shape of the opening at the bottom of the bed support wall (1220), so that the build plate (1210) can be fitted into the interior of the bed support wall (1220), and accordingly, the powder bed (10) can be supported by the upper surface of the build plate (1210).

구동모듈은, 빌드플레이트(1210)와 결합하고 빌드플레이트(1210)를 지지하는 플레이트지지대(1142); 및, 플레이트지지대(1142)와 결합하며 플레이트지지대(1142)를 수직 방향 운동시키는 빌드구동기(1141);를 구비할 수 있다.The drive module may include a plate support (1142) coupled with a build plate (1210) and supporting the build plate (1210); and a build actuator (1141) coupled with the plate support (1142) and moving the plate support (1142) in a vertical direction.

일단이 제1지지부(1510)의 상부와 결합하고 타단이 제3지지부(1530)의 상부와 결합하여 레이저부(1420)를 지지하는 레이저지지부(1550)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 레이저부(1420)로부터 발사된 광은 스캐너부(1410)로 용이하게 전달될 수 있으며, 스캐너부(1410)는 전달받은 광을 다른 방해없이 용이하게 파우더베드(10)의 상부면으로 조사할 수 있다. 여기서, 스캐너부(1410)는 갈바노미터 스캐너(Galvo Scanner), 폴리곤미러 스캐너(Polygon Mirror Scanner) 등이 이용될 수 있다.A laser support member (1550) can be formed by having one end coupled to the upper part of the first support member (1510) and the other end coupled to the upper part of the third support member (1530) to support the laser member (1420). Accordingly, light emitted from the laser member (1420) can be easily transmitted to the scanner member (1410), and the scanner member (1410) can easily irradiate the transmitted light to the upper surface of the powder bed (10) without any other interference. Here, the scanner member (1410) can be a galvanometer scanner, a polygon mirror scanner, or the like.

본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)에서는, Mark on the fly(MOTF) 기술을 활용하여 스캐너부(1410)의 광 조사 경로 및 구동모듈에 의한 스캐너부(1410)의 이동 경로가 제어부에 의해 제어될 수 있다.In the printing device (1000) of the first embodiment of the present invention, the light irradiation path of the scanner unit (1410) and the movement path of the scanner unit (1410) by the drive module can be controlled by the control unit by utilizing the Mark on the fly (MOTF) technology.

이를 위해, 본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)는, 3차원 조형물에 대한 정보가 저장된 파일의 명령에 따라 스캐너부(1410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.To this end, the printing device (1000) of the first embodiment of the present invention may further include a control unit that controls the light irradiation path and movement path of the scanner unit (1410) according to a command of a file storing information on a three-dimensional object.

제어부는 상기와 같은 그래픽 파일을 통하여 3차원 조형물을 형성하기 위한 수평 단면의 각 좌표 및 상기된 좌표에 따른 광 조사 경로를 따라 진행하는 광 조사점의 이동 속도 등을 분석하고, 이에 따라 스캐너부(1410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 지정하는 제어신호를 생성할 수 있다.The control unit can analyze each coordinate of a horizontal section for forming a three-dimensional object through the graphic file as described above and the movement speed of a light irradiation point that proceeds along the light irradiation path according to the above-described coordinates, and generate a control signal that designates the light irradiation path and movement path of the scanner unit (1410) accordingly.

제어부는 파일의 데이터로부터 스캐너부(1410), 상층구동유닛(1110), 중층구동유닛(1120) 및 하층구동유닛(1130) 각각을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.The control unit can generate control signals for controlling each of the scanner unit (1410), the upper drive unit (1110), the middle drive unit (1120), and the lower drive unit (1130) from the data of the file.

제어부는 Mark on the fly(MOTF) 기술을 활용하여 스캐너부(1410)에 의한 광 조사 수행 시, 스캐너부(1410)의 광 조사 영역보다 큰 대면적에 대한 조사가 필요한 경우, 스캐너부(1410), 상층구동유닛(1110), 중층구동유닛(1120) 및 하층구동유닛(1130) 각각에 제어신호를 전달하여 복수 개의 광 조사 영역 간 연속적으로 광 조사가 수행될 수 있도록 할 수 있다.When a control unit utilizes Mark on the fly (MOTF) technology to perform light irradiation by the scanner unit (1410), if irradiation of a large area larger than the light irradiation area of the scanner unit (1410) is required, the control unit can transmit a control signal to each of the scanner unit (1410), the upper drive unit (1110), the middle drive unit (1120), and the lower drive unit (1130) so that light irradiation can be performed continuously between a plurality of light irradiation areas.

제어부는, 상기와 같은 스캐너부(1410)의 온/오프와 가공정보, 광 조사 영역에서의 광 조사 경로 및 구동모듈의 작동에 따른 스캐너부(1410)의 이동 경로에 대한 제어신호를 미리 계산하여 출력할 수 있다. 즉, 제어부는, 스캐너부(1410)와 구동모듈 각각의 구동유닛의 작동을 연동시켜, 스캐너부(1410)와 구동모듈에서 서로 일 측의 정보를 타측이 공유할 수 있도록 할 수 있다. 이를 통해, 스캐너부(1410)는 단일의 광 조사 영역보다 현저히 큰 대면적에 대해서도 연속적인 광 조사를 수행할 수 있다.The control unit can calculate and output control signals for the on/off of the scanner unit (1410) and processing information, the light irradiation path in the light irradiation area, and the movement path of the scanner unit (1410) according to the operation of the drive module in advance. That is, the control unit can link the operation of the driving units of each of the scanner unit (1410) and the drive module so that the scanner unit (1410) and the drive module can share information of one side with the other side. Through this, the scanner unit (1410) can perform continuous light irradiation for a significantly larger area than a single light irradiation area.

그리고, 제어부는, 파우더베드(10) 표면의 면적을 분할하여 스캐너부(1410)의 광 조사 영역에 대응되는 스캔페이지를 복수 개 생성하고, 파일의 정보에 따라 스캐너부(1410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 연동시킬 수 있다.And, the control unit can divide the area of the surface of the powder bed (10) to generate a plurality of scan pages corresponding to the light irradiation area of the scanner unit (1410), and link the light irradiation path and movement path of the scanner unit (1410) according to the information of the file.

여기서, 하나의 스캔페이지는 단일의 광 조사 영역에 대응되는 면적일 수 있으며, 복수 개의 스캔페이지에 대해 스캐너부(1410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 연동시킬 수 있으며, 이에 따라, 각각의 스캔페이지 간 광 조사 경로가 연속되어 연속적으로 광 조사가 수행될 수 있다.Here, one scan page may be an area corresponding to a single light irradiation area, and the light irradiation path and movement path of the scanner unit (1410) may be linked for a plurality of scan pages, and accordingly, the light irradiation path between each scan page may be continuous, so that light irradiation may be performed continuously.

상기와 같이, 연동되는 제어신호는 하층구동유닛(1130)으로 제어신호를 전달하여 제1하층이동부(1131)과 제2하층이동부(1132)로 제어신호를 전달하고, 또한, 중층구동유닛(1120)으로 제어신호를 전달하여 제1중층하부이동부(1122)와 제2중층하부이동부(1124)로 제어신호를 전달하고, 파우더피더부(1310)로 제어신호를 전달할 수 있다.As described above, the linked control signal can be transmitted to the lower drive unit (1130) to transmit the control signal to the first lower moving unit (1131) and the second lower moving unit (1132), and also can be transmitted to the middle drive unit (1120) to transmit the control signal to the first middle lower moving unit (1122) and the second middle lower moving unit (1124), and can be transmitted to the powder feeder unit (1310).

이에 따라, 제1하층이동부(1131)와 제2하층이동부(1132), 제1중층하부이동부(1122)와 제2중층하부이동부(1124) 및 파우더피더부(1310) 등의 작동도 스캐너부(1410)의 광 조사 경로와 이동 경로에 연동되며, 이와 같은 연동에 의해 파우더피더부(1310)의 분말재료 도포 및 리코터부(1320)의 리코팅과 거의 동시에 광 조사 영역에 대한 광 조사가 수행되어, 대면적에 대한 광 조사 및 소결이 신속하게 수행될 수 있다.Accordingly, the operations of the first lower moving part (1131), the second lower moving part (1132), the first multi-layer lower moving part (1122), the second multi-layer lower moving part (1124), and the powder feeder part (1310) are linked to the light irradiation path and movement path of the scanner part (1410), and by this linkage, light irradiation of the light irradiation area is performed almost simultaneously with the powder material application of the powder feeder part (1310) and the recoating of the recoater part (1320), so that light irradiation and sintering for a large area can be performed quickly.

이하, 본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)를 이용한 본 발명의 제1실시 예의 프린팅 방법에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, a printing method of the first embodiment of the present invention using a printing device (1000) of the first embodiment of the present invention will be described.

제1단계에서, 파우더피더부(1310)가 파우더베드(10) 상을 이동하면서 파우더베드(10)의 상부면에 분말재료를 토출할 수 있다. 여기서, 제1중층하부이동부(1122)와 제2중층하부이동부(1124)의 이동에 의해 파우더베드(10)의 상부면 상 소정의 영역에 파우더피더부(1310)로부터 분말재료가 토출될 수 있다. 그리고, 분말재료의 토출이 완료된 후, 제1중층하부이동부(1122)와 제2중층하부이동부(1124)의 이동과 제1피더지지부(1341)와 제2피더지지부(1342)의 작동에 의해 파우더피더부(1310)가 해당 영역으로부터 이격될 수 있다.In the first stage, the powder feeder unit (1310) can discharge powder material onto the upper surface of the powder bed (10) while moving on the powder bed (10). Here, the powder material can be discharged from the powder feeder unit (1310) to a predetermined area on the upper surface of the powder bed (10) by the movement of the first multi-layer lower moving unit (1122) and the second multi-layer lower moving unit (1124). Then, after the discharge of the powder material is completed, the powder feeder unit (1310) can be separated from the corresponding area by the movement of the first multi-layer lower moving unit (1122) and the second multi-layer lower moving unit (1124) and the operation of the first feeder support unit (1341) and the second feeder support unit (1342).

제2단계에서, 리코터부(1320)가 파우더베드(10) 상을 이동하면서 분말재료를 정돈하여 도포레이어가 형성될 수 있다. 여기서, 제1하층이동부(1131)와 제2하층이동부(1132)의 이동에 의해 파우더베드(10)의 상부면 상에서 리코터부(1320)가 이동을 수행하여, 토출되어 적층된 분말재료를 얇게 펴서 정돈함으로써 도포레이어의 영역이 형성될 수 있다.In the second step, the recoater unit (1320) can form a coating layer by organizing the powder material while moving on the powder bed (10). Here, the recoater unit (1320) moves on the upper surface of the powder bed (10) by the movement of the first lower layer moving unit (1131) and the second lower layer moving unit (1132), thereby thinly spreading and organizing the discharged and laminated powder material, thereby forming an area of the coating layer.

제3단계에서, 가스제어부로부터 파우더베드(10)의 상부면으로 분위기가스가 공급될 수 있다. 상기와 같이 도포레이어 형성 후, 가스배출기(1331)로부터 분위기가스가 배출되고 가스회수기(1332)로 분위기가스가 회수되면서 도포레이어 영역에 분위기가스 공간이 형성될 수 있다.In the third step, the atmosphere gas can be supplied from the gas control unit to the upper surface of the powder bed (10). As described above, after the coating layer is formed, the atmosphere gas is discharged from the gas discharger (1331) and the atmosphere gas is recovered by the gas recovery device (1332), so that an atmosphere gas space can be formed in the coating layer area.

제4단계에서, 스캐너부(1410)가 도포레이어에 광을 조사하여 조형레이어를 형성시킬 수 있다.In the fourth step, the scanner unit (1410) can irradiate light onto the coating layer to form a modeling layer.

그리고, 제2단계 내지 제4단계 수행 중, 제어부의 Mark on the fly(MOTF) 제어에 의해 리코터부(1320)의 작동과 동시에 스캐너부(1410)에 의한 광 조사가 수행될 수 있다.And, during the execution of steps 2 to 4, light irradiation by the scanner unit (1410) can be performed simultaneously with the operation of the recoater unit (1320) by the Mark on the fly (MOTF) control of the control unit.

본 발명의 제1실시 예의 프린팅 방법에 대한 나머지 상세한 사항은, 상기된 본 발명의 제1실시 예의 프린팅 장치(1000)에 대한 사항과 동일하다.The remaining details of the printing method of the first embodiment of the present invention are the same as those of the printing device (1000) of the first embodiment of the present invention described above.

이하, 본 발명의 제2실시 예의 프린팅 장치(2000)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a printing device (2000) of a second embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 프린팅 장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 프린팅 장치의 정면도이며, 도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 프린팅 장치의 측면도이다.FIG. 5 is a perspective view of a printing device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view of a printing device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a side view of a printing device according to a second embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예의 프린팅 장치(2000)는, 내부에 분말재료를 충진시켜 파우더베드(10)를 형성시키고, 파우더베드(10) 상 분말재료의 도포에 의한 도포레이어가 형성되며, 분말재료에 의한 조형 공간을 제공하는 빌드부(2200); 레이저부(2420)로부터 전달받은 광을 선택적으로 도포레이어에 조사하여, 3차원 조형물을 이루는 조형레이어를 형성시키는 스캐너부(2410); 빌드부(2200)의 상부에 형성되고, 파우더베드(10)의 상부면에 분말재료를 도포하는 파우더피더부(2310); 및 빌드부(2200) 및 파우더피더부(2310)와 결합하고, 빌드부(2200)를 회전시키며 파우더피더부(2310)를 빌드부(2200)의 상부에서 이동시키는 구동모듈;을 포함한다.As shown in FIGS. 5 to 7, the printing device (2000) of the second embodiment of the present invention includes: a build unit (2200) that forms a powder bed (10) by filling powder material therein, forms a coating layer by applying powder material onto the powder bed (10), and provides a molding space using the powder material; a scanner unit (2410) that selectively irradiates the coating layer with light transmitted from a laser unit (2420) to form a molding layer that forms a three-dimensional molded object; a powder feeder unit (2310) that is formed on the upper part of the build unit (2200) and applies powder material onto the upper surface of the powder bed (10); and a driving module that is coupled to the build unit (2200) and the powder feeder unit (2310), rotates the build unit (2200), and moves the powder feeder unit (2310) on the upper part of the build unit (2200).

그리고, 본 발명의 제2실시 예의 프린팅 장치(2000)는, 구동모듈과 결합하여 파우더베드(10)의 상부에서 이동하며, 파우더베드(10)의 상부면에 토출된 분말재료를 얇게 펴면서 정돈하는 리코터부(2320)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 리코터부(2320)는 블레이드 또는 롤러의 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the printing device (2000) of the second embodiment of the present invention may further include a recoater unit (2320) that moves on the upper part of the powder bed (10) in combination with the driving module and thinly spreads and organizes the powder material discharged on the upper surface of the powder bed (10). Here, the recoater unit (2320) may be formed in the shape of a blade or roller.

여기서, 복수 개의 조형레이어가 결합되어 3차원 조형물이 형성되며, 이하에서는 하나의 도포레이어에 대한 광 조사로 하나의 조형레이어가 형성되는 사항을 중심으로 설명할 수 있다.Here, a plurality of forming layers are combined to form a three-dimensional shape, and the following explanation will focus on the formation of one forming layer by light irradiation on one application layer.

조형물을 형성하게 되는 분말재료로는 금속, 합금, 합성수지 또는 합성수지와 금속의 혼합물 등 다양한 물질이 이용될 수 있으며, 분말재료는 상기와 같은 물질이 분말 형태로 형성되는 재료일 수 있다.Various substances such as metal, alloy, synthetic resin, or a mixture of synthetic resin and metal can be used as the powder material to form the sculpture, and the powder material can be a material in which the above substances are formed in powder form.

그리고, 분위기가스로는 아르곤(Ar) 가스가 이용될 수 있다. 다만, 분위기가스가 이에 한정되는 것은 아니고, 분위기가스로 질소(N2) 등 다른 가스가 이용될 수 있다.And, argon (Ar) gas can be used as the atmospheric gas. However, the atmospheric gas is not limited to this, and other gases such as nitrogen (N2) can be used as the atmospheric gas.

구동모듈은, 파우더피더부(2310) 또는 리코터부(2320)와 결합하고, 파우더피더부(2310) 또는 리코터부(2320)를 이동시키는 도포구동유닛; 및 빌드부(2200)와 결합하고, 파우더베드(10)를 수직 방향 이동시키며, 빌드부(2200)를 회전시키는 빌드구동유닛;을 구비할 수 있다.The drive module may include a coating drive unit coupled with the powder feeder unit (2310) or the recoater unit (2320) and moving the powder feeder unit (2310) or the recoater unit (2320); and a build drive unit coupled with the build unit (2200), moving the powder bed (10) in a vertical direction, and rotating the build unit (2200).

여기서, 도포구동유닛은, 리코터부(2320)와 결합하고, 리코터부(2320)를 파우더베드(10)의 상부면에 수직한 방향인 z축 방향으로 이동시키는 리코터이동부(2121); 및 파우더피더부(2310)와 결합하고, 파우더피더부(2310)를 z축 방향으로 이동시키는 피더이동부(2111);를 구비할 수 있다.Here, the coating driving unit may be provided with a recoater moving unit (2121) that is coupled with the recoater unit (2320) and moves the recoater unit (2320) in the z-axis direction, which is a direction perpendicular to the upper surface of the powder bed (10); and a feeder moving unit (2111) that is coupled with the powder feeder unit (2310) and moves the powder feeder unit (2310) in the z-axis direction.

또한, 도포구동유닛은, 리코터이동부(2121)와 결합하고 z축 방향을 따라 연장되어 형성되며 리코터이동부(2121)의 z축 방향 이동을 가이드하는 리코터가이드부(2122); 피더이동부(2111)와 결합하고 z축 방향을 따라 연장되어 형성되며 피더이동부(2111)의 z축 방향 이동을 가이드하는 피더가이드부(2112); 및 일단이 피더이동부(2111)와 결합하고 타단이 파우더피더부(2310)와 결합하며 길이가 가변하여 파우더피더부(2310)를 리코터부(2320)의 길이 방향인 y축 방향으로 이동시키는 피더지지부(2113);를 더 구비할 수 있다.In addition, the coating driving unit may further include a recoater guide unit (2122) that is coupled with the recoater moving unit (2121) and formed to extend along the z-axis direction and guides the z-axis movement of the recoater moving unit (2121); a feeder guide unit (2112) that is coupled with the feeder moving unit (2111) and formed to extend along the z-axis direction and guides the z-axis movement of the feeder moving unit (2111); and a feeder support unit (2113) that is coupled at one end with the feeder moving unit (2111) and at the other end with the powder feeder unit (2310) and has a variable length to move the powder feeder unit (2310) in the y-axis direction, which is the longitudinal direction of the recoater unit (2320).

상기와 같은 구성을 위하여 리코터이동부(2121)와 리코터가이드부(2122)의 결합체 및 피더이동부(2111)와 피더가이드부(2112)의 결합체 각각은 리니어모터(Linear Motor) 또는 리니어모션 가이드(Linear Motion Guide)의 구조를 구비할 수 있다.For the above configuration, each of the combination of the recoater moving part (2121) and the recoater guide part (2122) and the combination of the feeder moving part (2111) and the feeder guide part (2112) may have a structure of a linear motor or a linear motion guide.

구체적으로, 각각의 결합체가 리니어모터(Linear Motor)의 구조를 구비하는 경우, 상기된 리코터이동부(2121) 및 피더이동부(2111) 각각의 이동부는, 리니어모터에서 이동을 수행하는 이동자를 포함할 수 있다.Specifically, when each assembly has a structure of a linear motor, each of the moving parts of the recoator moving part (2121) and the feeder moving part (2111) described above may include a mover that performs movement in the linear motor.

그리고, 상기된 리코터가이드부(2122) 및 피더가이드부(2112) 각각의 가이드부는, 리니어모터에서 이동자를 지지하고 가이드하는 고정자를 포함할 수 있다.In addition, each of the above-described recoator guide portion (2122) and feeder guide portion (2112) may include a stator that supports and guides a mover in the linear motor.

다른 구조로써, 각각의 결합체가 리니어모션 가이드(Linear Motion Guide)의 구조를 구비하는 경우, 상기된 리코터이동부(2121) 및 피더이동부(2111) 각각의 이동부는, 리니어모션 가이드에서 이동을 수행하는 리니어모션 블록(Linear Motion Block, LM Block)을 포함할 수 있다.In another structure, when each assembly has a structure of a linear motion guide, each of the moving parts of the recoator moving part (2121) and the feeder moving part (2111) described above may include a linear motion block (LM block) that performs movement in the linear motion guide.

그리고, 상기된 리코터가이드부(2122) 및 피더가이드부(2112) 각각의 가이드부는, 리니어모션 가이드에서 리니어모션 블록을 지지하고 가이드하는 리니어모션 레일(Linear Motion Rail, LM Rail)을 포함할 수 있다.In addition, each of the guide parts of the above-mentioned recoator guide part (2122) and feeder guide part (2112) may include a linear motion rail (LM Rail) that supports and guides the linear motion block in the linear motion guide.

본 발명의 실시 예에서는, 상기와 같이 각각의 결합체가 리니어모터 구조 또는 리니어모션 가이드 구조로 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the embodiment of the present invention, it is described that each combination is formed as a linear motor structure or a linear motion guide structure as described above, but it is not necessarily limited thereto.

다른 실시 예로써, 각각의 결합체는 볼스크류(Balt Screw) 구조로 형성될 수 있으며, 이 때, 각각의 이동부는 내측면에 암나사산이 형성된 볼을 포함하고, 각각의 가이드부는 외측면에 수나사산이 형성되어 볼과 결합하는 스크류를 포함할 수 있다.As another embodiment, each assembly may be formed with a ball screw structure, wherein each moving portion may include a ball having a female screw thread formed on the inner surface, and each guide portion may include a screw having a male screw thread formed on the outer surface and coupled with the ball.

또 다른 실시 예로써, 각각의 결합체는 랙 앤 피니언(Rack and Pinion) 구조로 형성될 수 있으며, 이 때, 각각의 이동부는 피니언 기어(Pinion gear) 기어를 포함하고, 각각의 가이드부는 랙 기어(Rack gear)를 포함할 수 있다.As another embodiment, each assembly may be formed in a rack and pinion structure, wherein each moving member may include a pinion gear and each guide member may include a rack gear.

상기와 같이 피더지지부(2113)는 길이가 가변될 수 있으며, 이를 위해 피더지지부(2113)는 유압실린더를 포함할 수 있다. 다만, 피더지지부(2113)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 길이가 가변하는 다른 장비로 형성될 수 있음은 물론이다.As described above, the feeder support member (2113) may have a variable length, and for this purpose, the feeder support member (2113) may include a hydraulic cylinder. However, the configuration of the feeder support member (2113) is not limited thereto, and it goes without saying that it may be formed by other equipment having a variable length.

빌드부(2200)는, 파우더베드(10)를 지지하고 수직 방향 운동을 수행하는 빌드플레이트(2210); 및 파우더베드(10)를 둘러싸는 벽체인 베드지지벽(2220);을 구비할 수 있다.The build unit (2200) may include a build plate (2210) that supports the powder bed (10) and performs vertical movement; and a bed support wall (2220) that is a wall surrounding the powder bed (10).

베드지지벽(2220)은 내부 공간을 구비하는 원통의 형상을 구비할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 베드지지벽(2220)은 다각형통의 형상 등으로 형성될 수 있다.The bed support wall (2220) may have a cylindrical shape having an internal space, but is not necessarily limited thereto, and the bed support wall (2220) may be formed in a polygonal cylinder shape, etc.

빌드플레이트(2210)는 판의 형상으로 형성될 수 있으며, 빌드플레이트(2210)는 베드지지벽(2220) 하부의 개방부의 형상에 대응되는 형상으로 형성됨으로써, 빌드플레이트(2210)가 베드지지벽(2220)의 내부에 끼워질 수 있고, 이에 따라, 빌드플레이트(2210)의 상부면으로 파우더베드(10)를 지지할 수 있다.The build plate (2210) can be formed in the shape of a plate, and the build plate (2210) can be formed in a shape corresponding to the shape of the opening at the bottom of the bed support wall (2220), so that the build plate (2210) can be fitted into the inside of the bed support wall (2220), and accordingly, the powder bed (10) can be supported by the upper surface of the build plate (2210).

빌드구동유닛은, 빌드플레이트(2210)와 결합하고 빌드플레이트(2210)를 지지하는 플레이트지지대(2130); 및 베드지지벽(2220) 및 플레이트지지대(2130)와 결합하며, 베드지지벽(2220)을 회전시키고 플레이트지지대(2130)를 수직 방향 운동시키는 빌드구동부;를 구비할 수 있다.The build drive unit may include a plate support member (2130) that is coupled with the build plate (2210) and supports the build plate (2210); and a build drive member that is coupled with the bed support wall (2220) and the plate support member (2130) and rotates the bed support wall (2220) and moves the plate support member (2130) in a vertical direction.

여기서, 빌드구동부는, 플레이트지지대(2130)와 결합하여 플레이트지지대(2130)를 회전시키고 수직 방향 운동시키는 빌드구동기(2141); 베드지지벽(2220)과 결합되고 회전을 수행하여 베드지지벽(2220)을 회전시키는 회전체(2142); 및 일단이 회전체(2142)와 결합하고 타단이 빌드구동기(2141)와 결합하며 빌드구동기(2141)로부터 동력을 전달받아 회전하는 회전대(2143)를 구비할 수 있다.Here, the build driving unit may include a build driving unit (2141) that is coupled with the plate support (2130) to rotate the plate support (2130) and move in a vertical direction; a rotating body (2142) that is coupled with the bed support wall (2220) and performs rotation to rotate the bed support wall (2220); and a rotating table (2143) that is coupled at one end to the rotating body (2142) and at the other end to the build driving unit (2141) and rotates by receiving power from the build driving unit (2141).

여기서, 회전체(2142)와 베드지지벽(2220)의 하부는 면접촉되거나 또는 치합될 수 있으며, 회전체(2142)의 회전에 따라 베드지지벽(2220)이 회전되고 이에 따라 파우더베드(10)가 회전될 수 있다.Here, the lower portions of the rotating body (2142) and the bed support wall (2220) may be in surface contact or meshed, and the bed support wall (2220) may rotate according to the rotation of the rotating body (2142), thereby causing the powder bed (10) to rotate.

그리고, 베드지지벽(2220) 및 파우더베드(10)의 회전에 대응하여 빌드플레이트(2210)가 동일한 회전 방향으로 회전을 수행할 수 있으며, 이를 위해 플레이트지지대(2130)가 빌드플레이트(2210)와 동일한 회전 방향으로 회전을 수행할 수 있다.And, in response to the rotation of the bed support wall (2220) and the powder bed (10), the build plate (2210) can perform rotation in the same rotational direction, and for this purpose, the plate support member (2130) can perform rotation in the same rotational direction as the build plate (2210).

베드지지벽(2220)과 파우더베드(10)의 회전을 위하여 빌드구동기(1141)는 플레이트지지대(2130)와 회전대(2143)로 회전을 위한 구동력을 전달할 수 있으며, 베드지지벽(2220)과 파우더베드(10)가 동일한 속도로 회전할 수 있도록 빌드구동기(2141)는 플레이트지지대(2130)와 회전대(2143)로 회전 속도를 조절할 수 있다.In order to rotate the bed support wall (2220) and the powder bed (10), the build driver (1141) can transmit driving force for rotation to the plate support (2130) and the turntable (2143), and in order to rotate the bed support wall (2220) and the powder bed (10) at the same speed, the build driver (2141) can control the rotation speed by the plate support (2130) and the turntable (2143).

이에 따라, 베드지지벽(2220)과 파우더베드(10)가 회전하여 조형이 수행되는 영역을 변경시키는 경우에도, 베드지지벽(2220)의 내측면과 파우더베드(10)의 외측 간 어긋남이 없이 일정한 상태로 베드지지벽(2220)과 파우더베드(10)가 회전 이동할 수 있다.Accordingly, even when the bed support wall (2220) and the powder bed (10) rotate to change the area where shaping is performed, the bed support wall (2220) and the powder bed (10) can rotate and move in a constant state without any misalignment between the inner surface of the bed support wall (2220) and the outer surface of the powder bed (10).

본 발명의 프린팅 장치는, 내부 공간에 빌드부(2200), 스캐너부(2410), 구동모듈, 파우더피더부(2310), 가스제어부 및 리코터부(2320)가 설치되고, 내부 공간에 분위기가스가 공급되는 챔버인 공정챔버; 및 공정챔버 또는 가스배출기로 분위기가스를 공급하고, 공정챔버 또는 가스회수기로부터 분위기가스를 전달받는 가스공급회수부를 더 포함할 수 있다.The printing device of the present invention may further include a process chamber, which is a chamber in which a build unit (2200), a scanner unit (2410), a drive module, a powder feeder unit (2310), a gas control unit, and a recoater unit (2320) are installed in an internal space and an atmosphere gas is supplied to the internal space; and a gas supply and recovery unit that supplies an atmosphere gas to the process chamber or a gas discharger and receives an atmosphere gas from the process chamber or a gas recovery unit.

스캐너부(2410)로 광을 조사하는 레이저부(2420)가 형성될 수 있다. 레이저부(2420)로부터 발사된 광은 스캐너부(2410)로 용이하게 전달될 수 있으며, 스캐너부(2410)는 전달받은 광을 다른 방해없이 용이하게 파우더베드(10)의 상부면으로 조사할 수 있다. A laser unit (2420) that irradiates light to the scanner unit (2410) can be formed. Light emitted from the laser unit (2420) can be easily transmitted to the scanner unit (2410), and the scanner unit (2410) can easily irradiate the transmitted light to the upper surface of the powder bed (10) without any other interference.

구체적으로, 상기와 같은 파우더피더부(2310)의 이동 또는 리코터부(2320)의 이동 및 빌드부(2200)의 회전에 의해, 파우더베드(10)의 상부면에서 조형이 수행되는 영역으로부터 파우더피더부(2310) 및 리코터부(2320)가 이격될 수 있으며, 이에 의해 광 조사 경로 상 장애물이 제거되어 스캐너부(2410)의 광이 용이하게 파우더베드(10)의 상부면으로 조사될 수 있다.Specifically, by the movement of the powder feeder unit (2310) or the movement of the recoater unit (2320) and the rotation of the build unit (2200) as described above, the powder feeder unit (2310) and the recoater unit (2320) can be spaced apart from the area where the molding is performed on the upper surface of the powder bed (10), thereby removing obstacles in the light irradiation path, so that the light of the scanner unit (2410) can be easily irradiated to the upper surface of the powder bed (10).

여기서, 스캐너부(2410)는 갈바노미터 스캐너(Galvo Scanner), 폴리곤미러 스캐너(Polygon Mirror Scanner) 등이 이용될 수 있다.Here, the scanner unit (2410) may use a galvanometer scanner, a polygon mirror scanner, etc.

그리고, 피더가이드부(2112)와 리코터가이드부(2122)의 상부에는 스캐너부(2410)를 지지하는 스캐너지지부(2430)가 형성될 수 있으며, 스캐너지지부(2430)에 의해 스캐너부(2410)가 파우더베드(10)의 상부면으로부터 이격된 위치에서 도포레이어 상으로 광을 조사할 수 있다.In addition, a scanner support part (2430) that supports a scanner part (2410) may be formed on the upper part of the feeder guide part (2112) and the recoater guide part (2122), and the scanner part (2410) may irradiate light onto the coating layer at a position spaced apart from the upper surface of the powder bed (10) by the scanner support part (2430).

여기서, 스캐너지지부(2430)는 길이가 증감함으로써 스캐너부(2410)를 y축 방향으로 이동시킬 수 있고, 스캐너지지부(2430)를 지지하는 지지구동부(2440)가 스캐너지지부(2430)를 x축 방향으로 이동시켜 스캐너부가(2410)가 x축 방향으로 이동될 수 있다.Here, the scanner support member (2430) can move the scanner unit (2410) in the y-axis direction by increasing or decreasing its length, and the support drive member (2440) that supports the scanner support member (2430) can move the scanner support member (2430) in the x-axis direction so that the scanner unit (2410) can move in the x-axis direction.

본 발명의 제2실시 예의 프린팅 장치(2000)에서는, Mark on the fly(MOTF) 기술을 활용하여 스캐너부(2410)의 광 조사 경로 및 구동모듈에 의한 스캐너부(2410)의 이동 경로가 제어부에 의해 제어될 수 있다.In the printing device (2000) of the second embodiment of the present invention, the light irradiation path of the scanner unit (2410) and the movement path of the scanner unit (2410) by the driving module can be controlled by the control unit by utilizing the Mark on the fly (MOTF) technology.

이를 위해, 본 발명의 제2실시 예의 프린팅 장치(2000)는, 3차원 조형물에 대한 정보가 저장된 파일의 명령에 따라 스캐너부(2410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.To this end, the printing device (2000) of the second embodiment of the present invention may further include a control unit that controls the light irradiation path and movement path of the scanner unit (2410) according to a command of a file storing information on a three-dimensional object.

제어부는 상기와 같은 그래픽 파일을 통하여 3차원 조형물을 형성하기 위한 수평 단면의 각 좌표 및 상기된 좌표에 따른 광 조사 경로를 따라 진행하는 광 조사점의 이동 속도 등을 분석하고, 이에 따라 스캐너부(2410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 지정하는 제어신호를 생성할 수 있다.The control unit can analyze each coordinate of a horizontal section for forming a three-dimensional object through the graphic file as described above and the movement speed of a light irradiation point that proceeds along the light irradiation path according to the above-described coordinates, and generate a control signal that designates the light irradiation path and movement path of the scanner unit (2410) accordingly.

제어부는 파일의 데이터로부터 스캐너부(2410), 도포구동유닛 및 빌드구동유닛 각각을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.The control unit can generate control signals for controlling each of the scanner unit (2410), the application drive unit, and the build drive unit from the data of the file.

제어부는 Mark on the fly(MOTF) 기술을 활용하여 스캐너부(2410)에 의한 광 조사 수행 시, 스캐너부(2410)의 광 조사 영역보다 큰 대면적에 대한 조사가 필요한 경우, 스캐너부(1410) 및 빌드구동유닛 각각에 제어신호를 전달하여 복수 개의 광 조사 영역 간 연속적으로 광 조사가 수행될 수 있도록 할 수 있다.When performing light irradiation by the scanner unit (2410) using Mark on the fly (MOTF) technology, if irradiation of a large area larger than the light irradiation area of the scanner unit (2410) is required, the control unit can transmit a control signal to each of the scanner unit (1410) and the build drive unit so that light irradiation can be performed continuously between multiple light irradiation areas.

제어부는, 상기와 같은 스캐너부(1410)의 온/오프와 가공정보, 광 조사 영역에서의 광 조사 경로 및 빌드구동유닛의 작동에 따른 스캐너부(1410)의 이동 경로(파우더베드(10)는 회전되므로, 파우더베드(10) 상 광 조사 영역에 대한 상대적인 스캐너부(1410)의 이동 경로)에 대한 제어신호를 미리 계산하여 출력할 수 있다. 즉, 제어부는, 스캐너부(2410)와 빌드구동유닛에 포함된 빌드구동기(2141) 및 스캐너부(2410)를 2차원 이동시키는 스캐너지지부(2430)와 지지부구동부(2440)의 작동을 연동시켜, 스캐너부(2410)와 빌드구동유닛에서 서로 일 측의 정보를 타측이 공유할 수 있도록 할 수 있다. 이를 통해, 스캐너부(2410)는 단일의 광 조사 영역보다 현저히 큰 대면적에 대해서도 연속적인 광 조사를 수행할 수 있다.The control unit can calculate and output control signals in advance for the on/off of the scanner unit (1410) and processing information, the light irradiation path in the light irradiation area, and the movement path of the scanner unit (1410) according to the operation of the build drive unit (since the powder bed (10) rotates, the movement path of the scanner unit (1410) relative to the light irradiation area on the powder bed (10)). That is, the control unit can link the operations of the scanner unit (2410) and the build drive unit, the build drive (2141) included in the build drive unit, and the scanner support unit (2430) and the support drive unit (2440) that move the scanner unit (2410) two-dimensionally, so that the scanner unit (2410) and the build drive unit can share information of one side with the other side. Through this, the scanner unit (2410) can perform continuous light irradiation for a significantly larger area than a single light irradiation area.

그리고, 제어부는, 파우더베드(10) 표면의 면적을 분할하여 스캐너부(2410)의 광 조사 영역에 대응되는 스캔페이지를 복수 개 생성하고, 파일의 정보에 따라 스캐너부(2410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 연동시킬 수 있다.In addition, the control unit can divide the area of the surface of the powder bed (10) to generate a plurality of scan pages corresponding to the light irradiation area of the scanner unit (2410), and link the light irradiation path and movement path of the scanner unit (2410) according to the information of the file.

여기서, 하나의 스캔페이지는 단일의 광 조사 영역에 대응되는 면적일 수 있으며, 복수 개의 스캔페이지에 대해 스캐너부(2410)의 광 조사 경로 및 이동 경로를 연동시킬 수 있으며, 이에 따라, 각각의 스캔페이지 간 광 조사 경로가 연속되어 연속적으로 광 조사가 수행될 수 있다.Here, one scan page may be an area corresponding to a single light irradiation area, and the light irradiation path and movement path of the scanner unit (2410) may be linked for a plurality of scan pages, and accordingly, the light irradiation path between each scan page may be continuous, so that light irradiation may be performed continuously.

상기와 같이, 연동되는 제어신호는 도포구동유닛으로 제어신호를 전달하여 피더이동부(2111)와 피더지지부(2113) 및 리코터이동부(2121)로 제어신호를 전달하고, 파우더피더부(1310)로 제어신호를 전달할 수 있다.As described above, the linked control signal can transmit a control signal to the coating drive unit to transmit the control signal to the feeder moving unit (2111), the feeder support unit (2113), and the recoater moving unit (2121), and transmit the control signal to the powder feeder unit (1310).

이에 따라, 빌드구동기(2141), 피더이동부(2111), 피더지지부(2113), 리코터이동부(2121) 및 파우더피더부(1310) 등의 작동도 스캐너부(2410)의 광 조사 경로와 이동 경로에 연동되며, 이와 같은 연동에 의해 파우더피더부(2310)의 분말재료 도포 및 리코터부(2320)의 리코팅과 거의 동시에 광 조사 영역에 대한 광 조사가 수행되어, 대면적에 대한 광 조사 및 소결이 신속하게 수행될 수 있다.Accordingly, the operation of the build driver (2141), feeder moving unit (2111), feeder support unit (2113), recoater moving unit (2121), and powder feeder unit (1310) is also linked to the light irradiation path and movement path of the scanner unit (2410), and by this linkage, light irradiation is performed on the light irradiation area almost simultaneously with the powder material application of the powder feeder unit (2310) and the recoating of the recoater unit (2320), so that light irradiation and sintering for a large area can be performed quickly.

이하, 본 발명의 제2실시 예의 프린팅 장치(2000)를 이용한 본 발명의 제2실시 예의 프린팅 방법에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, a printing method of a second embodiment of the present invention using a printing device (2000) of a second embodiment of the present invention will be described.

제1단계에서, 파우더피더부(1310)가 파우더베드(10) 상을 이동하고, 빌드부(2200)가 회전하면서, 파우더베드(10)의 상부면에 분말재료가 도포될 수 있다. 이 때, 도포구동유닛의 피더이동부(2111)가 피더가이드부(2112)에 의해 가이드되어 z축 방향을 따라 하방으로 이동함으로써 파우더피더부(2310)가 파우더베드(10)의 상부면에 근접하도록 이동할 수 있다.In the first step, the powder feeder part (1310) moves on the powder bed (10) and the build part (2200) rotates, so that powder material can be applied to the upper surface of the powder bed (10). At this time, the feeder moving part (2111) of the application drive unit is guided by the feeder guide part (2112) and moves downward along the z-axis direction, so that the powder feeder part (2310) can move close to the upper surface of the powder bed (10).

그리고, 빌드부(2200)가 회전을 수행함과 동시에 파우더피더부(2310)로부터 파우더베드(10)의 상부면으로 분말재료가 토출되고, 피더지지부(2113)가 파우더피더부(2310)를 y축 방향으로 이동시킴으로써, 파우더베드(10)의 상부면의 소정의 영역에 분말재료가 토출될 수 있다.And, as the build unit (2200) performs rotation, powder material is discharged from the powder feeder unit (2310) to the upper surface of the powder bed (10), and as the feeder support unit (2113) moves the powder feeder unit (2310) in the y-axis direction, powder material can be discharged to a predetermined area of the upper surface of the powder bed (10).

제2단계에서, 빌드부(2200)가 회전을 수행하고, 리코터부(2320)에 의해 분말재료가 정돈되어 도포레이어가 형성될 수 있다. 구체적으로, 파우더피더부(2310)의 분말재료 토출이 종료되면, 피더이동부(2111)가 z축 방향을 따라 상방으로 이동함으로써 파우더피더부(2310)가 파우더베드(10)의 상부면으로부터 이격되도록 이동할 수 있다.In the second step, the build unit (2200) performs rotation, and the powder material is arranged by the recoater unit (2320) to form a coating layer. Specifically, when the powder material discharge of the powder feeder unit (2310) is completed, the feeder moving unit (2111) moves upward along the z-axis direction, so that the powder feeder unit (2310) can move away from the upper surface of the powder bed (10).

또한, 도포구동유닛의 리코터이동부(2121)가 리코터가이드부(2122)에 의해 가이드되어 z축 방향을 따라 하방으로 이동함으로써 리코터부(2320)가 파우더베드(10)의 상부면에 근접하도록 이동할 수 있다.In addition, the recoater moving part (2121) of the coating driving unit is guided by the recoater guide part (2122) and moves downward along the z-axis direction, so that the recoater part (2320) can move close to the upper surface of the powder bed (10).

그리고, 빌드부(2200)가 회전을 수행함과 동시에 리코터부(2320)가 파우더베드(10)의 상부면에 토출된 분말재료를 얇게 펴면서 정돈하여 파우더베드(10) 상에 도포레이어가 형성될 수 있다.And, while the build unit (2200) performs rotation, the recoater unit (2320) thinly spreads and organizes the powder material discharged on the upper surface of the powder bed (10), so that a coating layer can be formed on the powder bed (10).

제3단계에서, 스캐너부(2410)가 도포레이어에 광을 조사하여 조형레이어를 형성시킬 수 있다. 여기서, 레이저부(2420)로부터 스캐너부(2410)로 광이 전달되고 스캐너부(2410)의 작동에 의해 광이 도포레이어 상에 조사됨으로써 조형레이어가 형성될 수 있다.In the third step, the scanner unit (2410) can irradiate light onto the coating layer to form a modeling layer. Here, light is transmitted from the laser unit (2420) to the scanner unit (2410), and the light is irradiated onto the coating layer by the operation of the scanner unit (2410), thereby forming a modeling layer.

그리고, 제2단계 내지 제3단계 수행 중, 제어부의 Mark on the fly(MOTF) 제어에 의해 리코터부(2320)의 작동과 동시에 스캐너부(2410)에 의한 광 조사가 수행될 수 있다.And, during the execution of the second to third steps, light irradiation by the scanner unit (2410) can be performed simultaneously with the operation of the recoater unit (2320) by the Mark on the fly (MOTF) control of the control unit.

본 발명의 제2실시 예의 프린팅 방법에 대한 나머지 상세한 사항은, 상기된 본 발명의 제2실시 예의 프린팅 장치(2000)에 대한 사항과 동일하다.The remaining details of the printing method of the second embodiment of the present invention are the same as those of the printing device (2000) of the second embodiment of the present invention described above.

상기와 같은 본 발명의 프린팅 장치를 이용하는 경우, 대면적의 파우더베드(10)의 상부면 상에서 스캐너부(1410), 파우더피더부(1310, 2310) 등의 구성이 이동하면서 대면적의 전체 면적에 대해 분말재료 도포 및 광 조사를 수행하여, 대형의 3차원 조형물을 효율적으로 제조할 수 있다.When using the printing device of the present invention as described above, components such as a scanner unit (1410), powder feeder unit (1310, 2310), etc. move on the upper surface of a large-area powder bed (10), thereby performing powder material application and light irradiation on the entire large-area area, thereby efficiently manufacturing a large-area three-dimensional object.

그리고, 상기와 같이 스캐너부(1410), 파우더피더부(1310, 2310) 등의 구성이 이동하면서 분말재료 도포, 광 조사 등을 수행함으로써, 도포되어 형성되는 레이어, 광 조사에 의한 조형물의 레이어의 오차가 감소하여, 3차원 조형물의 품질을 향상시킬 수 있다.And, as the components such as the scanner unit (1410), powder feeder unit (1310, 2310) move as described above, powder material application, light irradiation, etc. are performed, thereby reducing the error in the layer formed by application and the layer of the object formed by light irradiation, and thus improving the quality of the three-dimensional object.

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 실시 예들은 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. The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single component may be implemented in a distributed manner, and likewise, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 파우더베드 1000 : 제1실시 예의 프린팅 장치
1110 : 상층구동유닛 1111 : 상층이동부
1112 : 상층가이드부 1120 : 중층구동유닛
1121 : 제1중층상부이동부 1122 : 제1중층하부이동부
1123 : 제2중층상부이동부 1124 : 제2중층하부이동부
1125 : 제1중층가이드부 1126 : 제2중층가이드부
1130 : 하층구동유닛 1131 : 제1하층이동부
1132 : 제2하층이동부 1133 : 제1하층가이드부
1134 : 제2하층가이드부 1141 : 빌드구동기
1142 : 플레이트지지대 1200 : 빌드부
1210 : 빌드플레이트 1220 : 베드지지벽
1310 : 파우더피더부 1320 : 리코터부
1331 : 가스배출기 1332 : 가스회수기
1341 : 제1피더지지부 1342 : 제2피더지지부
1410 : 스캐너부 1420 : 레이저부
1430 : 파우더회수부 1510 : 제1지지부
1520 : 제2지지부 1530 : 제3지지부
1540 : 제4지지부 1550 : 레이저지지부
2000 : 제2실시 예의 프린팅 장치
2111 : 피더이동부 2112 : 피더가이드부
2113 : 피더지지부 2121 : 리코터이동부
2122 : 리코터가이드부 2130 : 플레이트지지대
2141 : 빌드구동기 2142 : 회전체
2143 : 회전대 2200 : 빌드부
2210 : 빌드플레이트 2220 : 베드지지벽
2310 : 파우더피더부 2320 : 리코터부
2410 : 스캐너부 2420 : 레이저부
2430 : 스캐너지지부 2440 : 지지부구동부
10: Powder bed 1000: Printing device of the first embodiment
1110: Upper drive unit 1111: Upper moving part
1112: Upper guide section 1120: Middle drive unit
1121: 1st layer upper moving part 1122: 1st layer lower moving part
1123: Second-layer upper moving part 1124: Second-layer lower moving part
1125: 1st layer guide section 1126: 2nd layer guide section
1130: Lower drive unit 1131: First lower drive unit
1132: 2nd lower moving part 1133: 1st lower guide part
1134: Second lower guide section 1141: Build actuator
1142 : Plate support 1200 : Build section
1210 : Build plate 1220 : Bed support wall
1310: Powder feeder section 1320: Recoater section
1331: Gas discharger 1332: Gas recovery device
1341: 1st feeder support 1342: 2nd feeder support
1410: Scanner section 1420: Laser section
1430: Powder recovery section 1510: First support section
1520: 2nd support section 1530: 3rd support section
1540: 4th support section 1550: Laser support section
2000: Printing device of the second embodiment
2111: Feeder moving part 2112: Feeder guide part
2113: Feeder support part 2121: Recoator moving part
2122: Recoator guide part 2130: Plate support
2141: Build actuator 2142: Rotor
2143 : Rotating Table 2200 : Build Section
2210 : Build plate 2220 : Bed support wall
2310: Powder feeder section 2320: Recoater section
2410: Scanner section 2420: Laser section
2430: Scanner support 2440: Support drive unit

Claims (17)

내부에 분말재료를 충진시켜 파우더베드를 형성시키고, 상기 파우더베드 상 상기 분말재료의 도포에 의한 도포레이어가 형성되며, 상기 분말재료에 의한 조형 공간을 제공하는 빌드부;
레이저부로부터 전달받은 광을 선택적으로 상기 도포레이어에 조사하여, 3차원 조형물을 이루는 조형레이어를 형성시키는 스캐너부;
상기 빌드부의 상부에 형성되어 상기 스캐너부와 결합하고, 상기 스캐너부를 이동시키는 구동모듈; 및
상기 빌드부의 상부에 형성되고, 상기 구동모듈과 결합하여 상기 빌드부의 상부에서 이동하면서 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료를 도포하는 파우더피더부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
A build section that forms a powder bed by filling powder material inside, forms a coating layer by applying the powder material on the powder bed, and provides a modeling space using the powder material;
A scanner section that selectively irradiates light received from a laser section onto the coating layer to form a modeling layer that forms a three-dimensional modeling object;
A driving module formed on the upper part of the above-mentioned building part, coupled with the above-mentioned scanner part, and moving the above-mentioned scanner part; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized by including a powder feeder section formed on the upper portion of the build section and coupled with the drive module to apply the powder material to the upper surface of the powder bed while moving on the upper portion of the build section.
청구항 1에 있어서,
Mark on the fly(MOTF) 방식으로, 상기 3차원 조형물에 대한 정보가 저장된 파일의 명령에 따라 상기 스캐너부의 광 조사 경로 및 이동 경로를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 1,
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that it further includes a control unit that controls the light irradiation path and movement path of the scanner unit according to the command of a file storing information on the three-dimensional object in a Mark on the fly (MOTF) manner.
청구항 1에 있어서,
상기 구동모듈과 결합하여 상기 빌드부의 측부에서 이동하며, 상기 파우더베드의 상부로 분위기가스를 배출하고, 배출된 상기 분위기가스를 회수하는 가스제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 1,
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that it further includes a gas control unit that moves on the side of the build section in combination with the above driving module, discharges atmospheric gas to the upper part of the powder bed, and recovers the discharged atmospheric gas.
청구항 3에 있어서,
상기 가스제어부는,
상기 파우더베드의 상부 일측에서 이동하면서 상기 파우더베드의 상부로 상기 분위기가스를 배출하는 가스배출기; 및
상기 파우더베드의 상부 타측에서 이동하면서 상기 파우더베드의 상부에 존재하는 상기 분위기가스를 회수하는 가스회수기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 3,
The above gas control unit,
A gas discharger that moves on the upper side of the powder bed and discharges the atmospheric gas to the upper side of the powder bed; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that it comprises a gas recovery device that recovers the atmospheric gas present in the upper part of the powder bed while moving on the upper side of the powder bed.
청구항 3에 있어서,
상기 구동모듈과 결합하여 상기 파우더베드의 상부에서 이동하며, 상기 파우더베드의 상부면에 토출된 상기 분말재료를 얇게 펴면서 정돈하는 리코터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 3,
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that it further includes a recoater section that moves on the upper part of the powder bed in combination with the driving module and thinly spreads and organizes the powder material discharged on the upper surface of the powder bed.
청구항 3에 있어서,
상기 구동모듈은,
상기 스캐너부와 결합하고, 상기 파우더베드의 폭 방향인 y축 방향으로 상기 스캐너부를 이동시키는 상층구동유닛; 및,
상기 상층구동유닛과 상기 파우더피더부에 결합하고, 상기 파우더베드의 길이 방향인 x축 방향으로 상기 상층구동유닛 및 상기 파우더피더부를 이동시키는 중층구동유닛;를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 3,
The above driving module,
An upper drive unit coupled to the scanner unit and moving the scanner unit in the y-axis direction, which is the width direction of the powder bed; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized by comprising: a middle-layer drive unit coupled to the upper drive unit and the powder feeder section and moving the upper drive unit and the powder feeder section in the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the powder bed;
청구항 6에 있어서,
상기 구동모듈은, 상기 가스제어부와 결합하고 x축 방향으로 상기 가스제어부를 이동시키는 하층구동유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 6,
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that the above driving module further comprises a lower driving unit that is coupled to the gas control unit and moves the gas control unit in the x-axis direction.
청구항 1에 있어서,
상기 빌드부의 측부에 형성되며, 상기 도포레이어 형성 후 잔여 분말재료를 회수하는 공간을 제공하는 파우더회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 1,
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that it further includes a powder recovery section formed on a side of the above-mentioned build section and providing a space for recovering residual powder material after the formation of the above-mentioned coating layer.
청구항 5의 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치를 이용하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 방법에 있어서,
상기 파우더피더부가 상기 파우더베드 상을 이동하면서 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료를 토출하는 제1단계;
상기 리코터부가 상기 파우더베드 상을 이동하면서 상기 분말재료를 정돈하여 상기 도포레이어가 형성되는 제2단계;
상기 가스제어부로부터 상기 파우더베드의 상부면으로 상기 분위기가스가 공급되는 제3단계; 및
상기 스캐너부가 상기 도포레이어에 광을 조사하여 상기 조형레이어를 형성시키는 제4단계;를 포함하고,
상기 제2단계 내지 상기 제4단계 수행 중, 제어부의 Mark on the fly(MOTF) 제어에 의해 상기 리코터부의 작동과 동시에 상기 스캐너부에 의한 광 조사가 수행되는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 방법.
In a large-scale PBF printing method using a single scanner, a large-scale PBF printing device using a single scanner according to claim 5 is used,
A first step in which the powder feeder moves on the powder bed and discharges the powder material onto the upper surface of the powder bed;
A second step in which the coating layer is formed by organizing the powder material while the recoater part moves on the powder bed;
A third step in which the atmospheric gas is supplied from the gas control unit to the upper surface of the powder bed; and
A fourth step in which the scanner unit irradiates light onto the coating layer to form the shaping layer;
A large-scale PBF printing method using a single scanner, characterized in that during the execution of the second to fourth steps, light irradiation by the scanner unit is performed simultaneously with the operation of the recoater unit by Mark on the fly (MOTF) control of the control unit.
내부에 분말재료를 충진시켜 파우더베드를 형성시키고, 상기 파우더베드 상 상기 분말재료의 도포에 의한 도포레이어가 형성되며, 상기 분말재료에 의한 조형 공간을 제공하는 빌드부;
레이저부로부터 전달받은 광을 선택적으로 상기 도포레이어에 조사하여, 3차원 조형물을 이루는 조형레이어를 형성시키는 스캐너부;
상기 빌드부의 상부에 형성되고, 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료를 도포하는 파우더피더부; 및
상기 빌드부 및 상기 파우더피더부와 결합하고, 상기 빌드부를 회전시키며 상기 파우더피더부를 상기 빌드부의 상부에서 이동시키는 구동모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
A build section that forms a powder bed by filling powder material inside, forms a coating layer by applying the powder material on the powder bed, and provides a modeling space using the powder material;
A scanner section that selectively irradiates light received from a laser section onto the coating layer to form a modeling layer that forms a three-dimensional modeling object;
A powder feeder section formed on the upper part of the above build section and applying the powder material to the upper surface of the powder bed; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized by including a driving module coupled to the build section and the powder feeder section, rotating the build section, and moving the powder feeder section above the build section.
청구항 10에 있어서,
Mark on the fly(MOTF) 방식으로, 상기 3차원 조형물에 대한 정보가 저장된 파일의 명령에 따라 상기 스캐너부의 광 조사 경로 및 이동 경로를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 10,
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that it further includes a control unit that controls the light irradiation path and movement path of the scanner unit according to the command of a file storing information on the three-dimensional object in a Mark on the fly (MOTF) manner.
청구항 10에 있어서,
상기 구동모듈과 결합하여 상기 파우더베드의 상부에서 이동하며, 상기 파우더베드의 상부면에 토출된 상기 분말재료를 얇게 펴면서 정돈하는 리코터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 10,
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized in that it further includes a recoater section that moves on the upper part of the powder bed in combination with the driving module and thinly spreads and organizes the powder material discharged on the upper surface of the powder bed.
청구항 12에 있어서,
상기 구동모듈은,
상기 파우더피더부 또는 상기 리코터부와 결합하고, 상기 파우더피더부 또는 상기 리코터부를 이동시키는 도포구동유닛; 및
상기 빌드부와 결합하고, 상기 파우더베드를 수직 방향 이동시키며, 상기 빌드부를 회전시키는 빌드구동유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 12,
The above driving module,
A coating driving unit coupled to the powder feeder unit or the recoater unit and moving the powder feeder unit or the recoater unit; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized by comprising: a build drive unit coupled to the build unit, moving the powder bed in a vertical direction, and rotating the build unit.
청구항 13에 있어서,
상기 빌드부는,
상기 파우더베드를 지지하고 수직 방향 운동을 수행하는 빌드플레이트; 및
상기 파우더베드를 둘러싸는 벽체인 베드지지벽;을 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 13,
The above build part,
A build plate supporting the above powder bed and performing vertical movement; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized by having a bed support wall, which is a wall surrounding the powder bed.
청구항 14에 있어서,
상기 빌드구동유닛은,
상기 빌드플레이트와 결합하고 상기 빌드플레이트를 지지하는 플레이트지지대; 및
상기 베드지지벽 및 상기 플레이트지지대와 결합하며, 상기 베드지지벽을 회전시키고 상기 플레이트지지대를 수직 방향 운동시키는 빌드구동부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 14,
The above build drive unit is,
A plate supporter coupled with the above build plate and supporting the above build plate; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized by comprising a build driving unit coupled to the bed support wall and the plate support, and rotating the bed support wall and moving the plate support in a vertical direction.
청구항 13에 있어서,
상기 도포구동유닛은,
상기 리코터부와 결합하고, 상기 리코터부를 상기 파우더베드의 상부면에 수직한 방향인 z축 방향으로 이동시키는 리코터이동부; 및
상기 파우더피더부와 결합하고, 상기 파우더피더부를 z축 방향으로 이동시키는 피더이동부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치.
In claim 13,
The above application driving unit is,
A recoater moving unit coupled to the recoater unit and moving the recoater unit in the z-axis direction, which is a direction perpendicular to the upper surface of the powder bed; and
A large-scale PBF printing device utilizing a single scanner, characterized by comprising: a feeder moving unit coupled to the powder feeder unit and moving the powder feeder unit in the z-axis direction.
청구항 12의 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 장치를 이용하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 방법에 있어서,
상기 파우더피더부가 상기 파우더베드 상을 이동하고, 상기 빌드부가 회전하면서, 상기 파우더베드의 상부면에 상기 분말재료가 도포되는 제1단계;
상기 빌드부가 회전을 수행하고, 상기 리코터부에 의해 상기 분말재료가 정돈되어 상기 도포레이어가 형성되는 제2단계; 및
상기 스캐너부가 상기 도포레이어에 광을 조사하여 상기 조형레이어를 형성시키는 제3단계;를 포함하고,
상기 제2단계와 상기 제3단계 수행 중, 제어부의 Mark on the fly(MOTF) 제어에 의해 상기 리코터부의 작동과 동시에 상기 스캐너부에 의한 광 조사가 수행되는 것을 특징으로 하는 단일 스캐너를 활용한 대형 PBF 프린팅 방법.
In a large-scale PBF printing method using a single scanner, a large-scale PBF printing device using a single scanner of claim 12 is used,
A first step in which the powder material is applied to the upper surface of the powder bed while the powder feeder moves on the powder bed and the build unit rotates;
A second step in which the build unit performs rotation and the powder material is arranged by the recoater unit to form the coating layer; and
A third step in which the scanner unit irradiates light onto the coating layer to form the shaping layer;
A large-scale PBF printing method using a single scanner, characterized in that during the execution of the second and third steps, light irradiation by the scanner unit is performed simultaneously with the operation of the recoater unit by Mark on the fly (MOTF) control of the control unit.
KR1020230031416A 2023-03-09 2023-03-09 An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same KR20240138643A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230031416A KR20240138643A (en) 2023-03-09 2023-03-09 An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230031416A KR20240138643A (en) 2023-03-09 2023-03-09 An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240138643A true KR20240138643A (en) 2024-09-20

Family

ID=92926897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230031416A KR20240138643A (en) 2023-03-09 2023-03-09 An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240138643A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170021454A1 (en) 2015-06-10 2017-01-26 Ipg Photonics Corporation Multiple beam additive manufacturing
KR101855184B1 (en) 2017-11-24 2018-05-11 원광이엔텍 주식회사 3-dimensional printer having variable laser irradiation device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170021454A1 (en) 2015-06-10 2017-01-26 Ipg Photonics Corporation Multiple beam additive manufacturing
KR101855184B1 (en) 2017-11-24 2018-05-11 원광이엔텍 주식회사 3-dimensional printer having variable laser irradiation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2221132B2 (en) Production device and production method of metal powder sintered component
US11123799B2 (en) Additive manufacturing apparatus and method
US10948897B2 (en) Recoating unit, recoating method, device and method for additive manufacturing of a three-dimensional object
US10744565B2 (en) Three dimensional printer
JP5777187B1 (en) Additive manufacturing equipment
US11192295B2 (en) Device and method for producing a three-dimensional object
EP3181272A1 (en) Synchronous powder-feeding space laser machining and three-dimensional forming method and device
US10821511B2 (en) Additive manufacturing apparatus and method for large components
CN107614246B (en) Device for additive manufacturing of three-dimensional objects
KR20160132498A (en) Device for constructing models in layers
US20150094837A1 (en) Moldless three-dimensional printing apparatus and method
CN107708969A (en) Multiple beam increasing material manufacturing
CN104493492A (en) Selective laser melting (SLM) and milling compound machining equipment and selective laser melting and milling compound machining method
WO1997010067A1 (en) Process and device for making metal workpieces
US11084132B2 (en) Diode laser fiber array for contour of powder bed fabrication or repair
EP2851179A1 (en) Device for printing simultaneously three dimensional objects
KR20140116496A (en) Method of manufacturing three-dimensional sculpture
CN110508941B (en) High-precision laser cutting system and high-speed precision cutting method thereof
WO2015194399A1 (en) 3d molding device
CN114851559B (en) Degree-of-freedom redundant machining system, contour line high-precision machining method and workpiece
CN204366412U (en) Selective laser fusing and milling combined-machining equipment
KR20240138643A (en) An apparatus for performing large-scale powder bed fusion 3D printing using a single scanner and a method for performing 3D printing using the same
US11000999B2 (en) Build material application device
CN112974853A (en) 3D printing equipment and method for directly forming metal polymer composite material
JPH06198746A (en) Three-dimensional model forming device