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KR102063629B1 - Z-axis Calibration Apparatus for Three Dimensional Printer and Z-axis Calibration Method using the Same - Google Patents

Z-axis Calibration Apparatus for Three Dimensional Printer and Z-axis Calibration Method using the Same Download PDF

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KR102063629B1
KR102063629B1 KR1020170026313A KR20170026313A KR102063629B1 KR 102063629 B1 KR102063629 B1 KR 102063629B1 KR 1020170026313 A KR1020170026313 A KR 1020170026313A KR 20170026313 A KR20170026313 A KR 20170026313A KR 102063629 B1 KR102063629 B1 KR 102063629B1
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stage
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resin
tank
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Abstract

본 발명은 광경화성 플라스틱을 이용한 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수조의 바닥면과 베드가 평행을 유지하도록 즉 수조의 바닥면과 베드의 하면이 맞닿았을때 틈이 발생하지 않도록 수조의 Z축을 조절하는 3D 프린터의 Z축 정렬 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printer using a photocurable plastic, and more particularly, to maintain a parallel between the bottom surface of the tank and the bed, that is, the tank does not occur when the bottom surface of the tank and the bottom of the bed abuts Z-axis alignment device of the 3D printer to adjust the Z-axis of the.

Description

3D 프린터의 Z축 정렬 장치 및 이를 이용한 Z축 정렬 방법{Z-axis Calibration Apparatus for Three Dimensional Printer and Z-axis Calibration Method using the Same}Z-axis Alignment Apparatus for Three Dimensional Printer and Z-axis Calibration Method using the Same}

본 발명은 광경화성 플라스틱을 이용한 3D 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수조의 바닥면과 베드가 평행을 유지하도록 즉 수조의 바닥면과 베드의 하면이 맞닿았을때 틈이 발생하지 않도록 수조의 Z축을 조절하는 3D 프린터의 Z축 정렬 장치 및 이를 이용한 Z축 정렬 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printer using a photocurable plastic, and more particularly, to maintain a parallel between the bottom surface of the tank and the bed, that is, the tank so that no gap occurs when the bottom surface of the tank and the bottom of the bed abut. It relates to a Z-axis alignment device of the 3D printer to adjust the Z-axis of the Z-axis alignment method using the same.

3차원 프린터는 상품을 내놓기 전 시제품을 만들기 위해 개발되어, 실제 상품에 어떤 문제점이 있는지 알아보기 위하여 실제상품을 만드는 대신 3차원 프린터를 이용하여 실제상품과 똑같은 시제품을 생산하여, 비용과 시간을 절약하며 실제상품의 문제점을 알아볼 수 있기 때문에 대기업과 공장에서 사용하기 시작했다.3D printer was developed to make a prototype before the product was released. Instead of making a real product to find out what is wrong with the actual product, a 3D printer is used to produce the same prototype as the actual product, saving cost and time. In addition, it can be used in large corporations and factories because it can identify problems with real products.

이러한 3차원 프린터는 캐드시스템과 같은 소프트웨어를 통해 모델링된 3차원 형상을 복수의 얇은 단면 층으로 분할한 슬라이스 데이터로 변경한 후에 이를 사용하여 판형 시트를 조형하고, 이를 적층하여 조형물을 완성한다. 이렇게 판 형태의 시트를 조형하는 방법으로 쾌속조형 방식이 개발되어있다.Such a three-dimensional printer converts a three-dimensional shape modeled through software such as a CAD system into slice data divided into a plurality of thin cross-sectional layers, and then uses it to form a plate-like sheet, and stacks it to complete the sculpture. In this way, a rapid forming method has been developed as a method of forming a sheet in the form of a plate.

이러한 쾌속조형 방식에는 석고나 나일론 등의 가루를 사용하는 파우더를 이용한 쾌속조형 방식, 광경화성 플라스틱을 녹인 액체(레진)를 사용하는 플라스틱 액체를 이용한 쾌속조형 방식, 플라스틱을 실처럼 자아낸 고체를 사용하는 플라스틱 실을 이용한 쾌속조형 방식으로 나눌 수 있다.Such rapid molding methods include rapid molding methods using powders using powders such as gypsum or nylon, rapid molding methods using plastic liquids using liquids (resins) in which photocurable plastics are dissolved, and solids produced by plastics like threads. It can be divided into a rapid molding method using a plastic thread.

그 중에서도, 플라스틱 액체를 이용한 쾌속조형 방식은 광이 닿으면 딱딱하게 굳는 광경화성 수지가 담긴 수조에 광을 조사하여, 광이 조사된 광경화성 수지는 광의 모양에 따라 굳어 얇은 판형 시트가 생성되면 이를 적층하는 방식으로서, 크게 규제 액체면 방식과 자유 액체면 방식이 있다.Among them, the rapid molding method using a plastic liquid irradiates light to a tank containing a photocurable resin that hardens when light is applied. As a method of laminating | stacking, there exist a regulation liquid surface system and a free liquid surface system.

이중에서도 규제 액체면 방식은 투명 플레이트로 형성된 바닥면을 가진 수조의 하부에서 광을 조사하고, 수조에 베드를 위치시켜 수조 내에서 수지를 경화시킨다. 이어서, 경화된 수지경화물이 부착된 베드를 상향으로 이송시키면서 수지경화물을 형성시켜 적층하는 방식이다. 이때 수지경화물이 부착된 베드가 수조에서 용이하게 탈착되도록 베드와 투명 플레이트 사이에는 일정한 탄성을 갖는 필름이 부착된다. 위 필름은 시간이 지날수록 탄성이 떨어지고, 표면이 훼손되기 때문에 일정 시간이 지나면 교체해서 사용하게 된다. Among them, the regulating liquid surface method irradiates light from the bottom of the tank having a bottom surface formed of a transparent plate, and places a bed in the tank to cure the resin in the tank. Subsequently, the resin cured product is formed and laminated while transferring the bed with the cured resin cured product upward. At this time, a film having a certain elasticity is attached between the bed and the transparent plate so that the bed with the resin cured material is easily detached from the water tank. Over time, the film is less elastic, and the surface is damaged, so it will be replaced after a certain time.

도 1 내지 도 3에는 베드부(300)를 상방으로 이송시키면서 수지경화물 형성 시 베드부(300)의 틸팅을 나타낸 3D 프린더의 배드부(300) 개략 단면도가 도시되어 있다.1 to 3 are schematic cross-sectional views of the bed part 300 of the 3D printer showing the tilting of the bed part 300 when the resin part is formed while transferring the bed part 300 upward.

인쇄물 출력 시 3D 형상을 슬라이스 프로그램을 이용하여 복수의 층으로 나누게 되면, 층별로 이미지 파일이 형성되고, 각각의 이미지 파일을 토대로 3D 프린터는 순차적으로 수지를 경화 및 적층시키게 된다.When the 3D shape is divided into a plurality of layers by using a slice program when the printed matter is output, an image file is formed for each layer, and the 3D printer sequentially cures and laminates the resin based on each image file.

즉 도 1에 도시된 바와 같이 베드부(300)의 베드와 수조(100)의 필름 사이를 층의 두께만큼 이격시킨 상태에서 광 조사수단(200)을 통해 광을 조사하면, 수지가 경화되면서 샘플의 1층(Sample layer 1)이 형성된다. That is, as shown in Figure 1 when the light is irradiated through the light irradiation means 200 in a state where the space between the bed of the bed 300 and the film of the water tank 100 by the thickness of the layer, the resin is cured while the sample Sample layer 1 is formed.

다음으로 도 2에 도시된 바와 같이 베드부(300)를 상승시켜 샘플의 1층이 위 필름에서 탈착되도록 하고, 샘플의 1층과 바닥면 사이에 수지를 유입시킨다.Next, as shown in FIG. 2, the bed 300 is raised to allow the first layer of the sample to be detached from the upper film, and resin is introduced between the first layer and the bottom surface of the sample.

다음으로 도 3에 도시된 바와 같이 샘플의 1층과 필름 사이를 층의 두께만큼 이격시킨 상태에서 광을 조사하면, 수지가 경화되며 샘플의 2층(Sample layer 2)이 형성됨과 동시에 샘플의 1층에 적층되는 것이다. Next, as shown in FIG. 3, when light is irradiated in a state where the first layer of the sample and the film are separated by the thickness of the layer, the resin is cured and the second layer of the sample (Sample layer 2) is formed. Laminated to layers.

도 4에는 베드부(300)와 수조(100)의 Z축 정렬을 나타낸 개략단면도가 도시되어 있다. 4 is a schematic cross-sectional view showing the Z-axis alignment of the bed portion 300 and the water tank 100.

이때 도 4에 도시된 바와 가팅 베드부(300)의 베드(310) 하면과 수조(100)의 바닥면(110)이 정확하게 평행을 이루지 않으면, 샘플 형성 시 불량이 발생되거나 샘플이 베드에서 이탈되는 등의 문제가 발생한다. 동일 기술 분야에서는 이를 Z축 정렬이라고 하는데, 종래에는 Z축 정렬을 위해 다양한 방법이 시도되었으나, 사용자의 조작을 통해 Z축 정렬이 이루어지기 때문에 정확도가 떨어지고, 오랜 시간이 소요되는 단점이 있었다. At this time, if the bottom of the bed 310 and the bottom surface 110 of the water tank 100 of the gating bed part 300 and the bottom surface 110 of the bath 100 is not exactly parallel, a defect occurs during sample formation or the sample is separated from the bed Problems occur. In the same technical field, this is referred to as Z-axis alignment. In the related art, various methods have been attempted for Z-axis alignment. However, Z-axis alignment is performed through a user's manipulation, and thus, accuracy is low and a long time is required.

한국등록특허 제10-0606457호(2006.07.21.)Korea Patent Registration No. 10-0606457 (2006.07.21.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 수조를 고정시키는 스테이지 및 홀더의 4 모서리부에 틸팅 장치를 구현하고, 이와 인접하여 압력 센서를 구비하여 압력 센서의 신호에 의해 틸팅 장치를 조절함으로써 수조의 Z축 정렬을 수행하게 되는, 3D 프린터의 Z축 정렬 장치 및 이를 이용한 Z축 정렬 방법을 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to implement a tilting device in the four corners of the stage and the holder for fixing the water tank, and provided with a pressure sensor adjacent to the signal of the pressure sensor By adjusting the tilting device by to perform the Z-axis alignment of the tank, to provide a Z-axis alignment apparatus of the 3D printer and a Z-axis alignment method using the same.

본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터의 Z축 정렬 장치는, 바닥이 투명한 레진 수조(100)와, 상기 레진 수조(100)의 하부에 위치하여 레진 수조(100)의 하부로 광을 조사하는 광 조사 수단(200)과, 상기 레진 수조(100)의 상측에 위치하며 레진 수조(100) 내부에 베드가 위치하도록 베드를 상하 이동시키는 베드부(300)를 포함하는, 3D 프린터에 있어서, 상기 3D 프린터는, 상측에 레진 수조(100)가 거치되는 스테이지(400); 상기 스테이지(400)의 하단에 구비되는 거치대(900); 상기 스테이지(400)를 상하 관통하여 형성되며, 내주면에 암나사산이 형성된 틸팅나사홀(620)과, 상기 틸팅나사홀(620)에 나사 결합되어 일 방향 회전 시 하단이 상기 스테이지(400)의 하면 하방으로 돌출되도록 구성되는 틸팅나사(630)를 포함하는 복수의 틸팅부(600); 및 상기 레진 수조(100)와 스테이지(400) 사이에 구비되되, 복수의 틸팅부(600)에 대응되도록 상기 틸팅부(600)와 각각 근접 배치되어 상기 레진 수조(100)의 둘레부와 스테이지(400) 사이의 압력을 측정하는 압력 센서(700)를 포함하며, 상기 스테이지(400)는, 상기 틸팅나사(630)가 상기 스테이지(400)의 하면 하방으로 돌출되는 돌출길이 증가 시 상기 거치대(900)의 상면을 밀어내어 스테이지(400)가 상방으로 틸팅되며, 상기 돌출길이 감소 시 상기 스테이지(400)가 하방으로 틸팅되고, 상기 압력 센서(700)는, 상기 레진 수조(100)의 바닥면과 베드부(300)의 하면이 맞닿은 상태에서 상기 틸팅부(600)의 틸팅을 통해 상기 스테이지(400)가 상방 또는 하방으로 틸팅 시 상기 스테이지(400)가 상기 레진 수조(100)에 가하는 하중을 측정한다. Z-axis alignment device of the 3D printer according to an embodiment of the present invention, the bottom is transparent resin tank 100, and is located in the bottom of the resin tank 100 to irradiate light to the bottom of the resin tank 100 In the 3D printer, comprising a light irradiation means 200 and the bed portion 300 which is located above the resin tank 100 and moves the bed up and down so that the bed is located inside the resin tank 100, 3D printer, the stage 400 is a resin tank 100 is mounted on the upper side; Cradle 900 provided at the bottom of the stage 400; It is formed by penetrating the stage 400 up and down, and the screw threaded to the tilting screw hole 620 and the tilting screw hole 620 formed with a female thread on the inner circumferential surface, the lower end of the stage 400 is lower than the lower surface of the stage 400 A plurality of tilting parts 600 including a tilting screw 630 configured to protrude from the front side; And a stage disposed between the resin tank 100 and the stage 400, and disposed adjacent to the tilting unit 600 to correspond to the plurality of tilting units 600, respectively. And a pressure sensor 700 for measuring the pressure between the two and the stage 400, the cradle 900 when the tilting screw 630 increases the protruding length that protrudes below the lower surface of the stage 400. Stage 400 is tilted upward by pushing the upper surface of the), the stage 400 is tilted downward when the protruding length is reduced, the pressure sensor 700, the bottom surface of the resin tank (100) When the stage 400 is tilted upward or downward through the tilting of the tilting part 600 while the lower surface of the bed part 300 is in contact with each other, the load applied by the stage 400 to the resin tank 100 is measured. do.

이때, 상기 Z축 정렬 장치는, 상기 레진 수조(100)와 스테이지 사이에 구비되되, 복수의 틸팅부(600)에 대응되도록 상기 틸팅부(600)와 각각 근접 배치되어 상기 레진 수조(100)의 둘레부와 스테이지(400) 사이의 압력을 측정하는 압력 센서(700); 를 더 포함한다.At this time, the Z-axis alignment device is provided between the resin tank 100 and the stage, respectively disposed close to the tilting unit 600 to correspond to the plurality of tilting unit 600 of the resin tank 100 A pressure sensor 700 for measuring the pressure between the periphery and the stage 400; It further includes.

또한, 상기 틸팅부(600)는, 상기 스테이지(400)를 상하 관통하여 형성되며, 내주면에 암나사산이 형성된 틸팅나사홀(620); 및 상기 틸팅나사홀(620)에 나사 결합되어 일 방향 회전 시 하단이 상기 스테이지(400)의 하면 하방으로 돌출되도록 구성되는 틸팅나사(630); 를 포함한다.EIn addition, the tilting part 600 includes a tilting screw hole 620 which is formed to penetrate the stage 400 up and down and has a female thread formed on an inner circumferential surface thereof; And a tilting screw 630 which is screwed to the tilting screw hole 620 so that a lower end thereof protrudes below the lower surface of the stage 400 when rotated in one direction. E

또한, 상기 Z축 정렬 장치는, 상기 스테이지(400)의 상측에 이격 배치되되, 하면이 상기 레진 수조(100)의 양측 상면에 각각 맞닿도록 한 쌍이 구비되며, 상기 레진 수조(100)가 스테이지(400) 상에 고정되도록 하방으로 압력을 가하는 홀더(500); 를 더 포함한다.In addition, the Z-axis alignment device is disposed spaced apart on the upper side of the stage 400, a pair is provided so that the lower surface abuts on both sides of the upper surface of the resin tank 100, the resin tank 100 is a stage ( A holder 500 for applying pressure downward to be fixed on the 400; It further includes.

아울러, 상기 홀더(500)는, 한 쌍이 상기 레진 수조(100)의 길이 방향을 따라 이격 배치되며, 상기 레진 수조(100)의 폭 방향을 따라 형성되고, 상기 틸팅부(600)는, 상기 홀더(500)의 양단부 하단에 형성되되, 상기 틸팅나사홀(620)에 대응되도록 상기 홀더(500)를 관통하는 틸팅홀(610); 을 더 포함한다.In addition, the holder 500, a pair is spaced apart along the longitudinal direction of the resin tank 100, is formed along the width direction of the resin tank 100, the tilting portion 600, the holder A tilting hole 610 formed at a lower end of both ends of the 500 and penetrating the holder 500 to correspond to the tilting screw hole 620; It includes more.

본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬 장치를 이용한 Z축 정렬 방법은, 상기 베드부를 하방으로 이동시켜 베드의 하면이 레진수조의 바닥면에 맞닿도록 하는 베드부 배치단계; 상기 틸팅부 중 어느 하나를 조절하여 상기 레진 수조의 모서리부를 상방으로 틸팅하는 수조 틸팅단계; 상기 틸팅부와 인접한 압력센서에서 일정 하중을 감지하여 신호를 보낼 경우 틸팅 작업을 중지하는 정밀 세팅 단계; 및 다른 틸팅부도 상기 수조 틸팅단계 및 정밀 세팅단계를 순차적으로 수행하는 반복 세팅단계; 를 포함하되, 상기 정밀 세팅 단계는, 상기 레진 수조(100)의 바닥면과 베드부(300)의 하면이 맞닿은 상태에서 상기 틸팅부(600)의 틸팅을 통해 상기 스테이지(400)가 상방 또는 하방으로 틸팅 시 상기 스테이지(400)가 상기 레진 수조(100)에 가하는 하중을 측정한다.Z-axis alignment method using a Z-axis alignment device according to an embodiment of the present invention, the bed portion arrangement step of moving the bed portion downward so that the bottom surface of the bed abuts the bottom surface of the resin bath; A water tank tilting step of tilting an edge of the resin tank upward by adjusting any one of the tilting parts; A precision setting step of stopping the tilting operation when the pressure sensor adjacent to the tilting portion senses a predetermined load and sends a signal; And another repeating step of sequentially performing the water tank tilting step and the precision setting step. Including, but, the precision setting step, the stage 400 is upward or downward through the tilting of the tilting unit 600 in a state where the bottom surface of the resin tank 100 and the lower surface of the bed unit 300 abuts As a result of the tilting, the stage 400 measures the load applied to the resin tank 100.

또한, 상기 Z축 정렬 방법은, 상기 반복 세팅 단계; 이후 상기 홀더의 고정나사를 조여 상기 레진 수조를 상기 스테이지에 견고히 고정시키는 수조 고정 단계; 를 더 포함한다. In addition, the Z-axis alignment method, the repeat setting step; A tank fixing step of firmly fixing the resin tank to the stage by tightening the fixing screw of the holder; It further includes.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 3D 프린터의 Z축 정렬 장치 및 이를 이용한 Z축 정렬 방법은 수조의 4 모서리를 틸팅 장치를 통해 틸팅하기 때문에 Z축 정렬의 정확도가 높아지고, 압력 센서의 신호를 통해 적절한 틸팅 값을 직관적으로 확인하여 보다 정확하고 신속한 Z축 정렬이 가능한 장점이 있다. Z-axis alignment device and Z-axis alignment method of the 3D printer of the present invention according to the configuration as described above because the four corners of the tank by tilting the tilting device to increase the accuracy of Z-axis alignment, through the signal of the pressure sensor Intuitive verification of the proper tilting value allows for more accurate and faster Z-axis alignment.

도 1 내지 도 3은 일반적인 베드부의 틸팅 과정을 나타낸 개략단면도
도 4는 베드부와 수소의 Z축 정렬을 나타낸 개략단면도
도 5a는 본 발명의 광경화성 플라스틱을 이용한 3D 프린터의 사시도
도 5b는 광경화성 플라스틱을 이용한 3D 프린터의 단면도
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬장치 사시도
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬장치 평면도
도 8은 도 7의 AA' 단면도
도 9는 도 7의 BB' 단면도
도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬장치의 작동상태 개략 단면도
도 12는 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬방법 순서도1 to 3 is a schematic cross-sectional view showing a tilting process of the general bed portion
Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing the Z-axis alignment of the bed portion and hydrogen
5A is a perspective view of a 3D printer using the photocurable plastic of the present invention
5B is a cross-sectional view of a 3D printer using photocurable plastic
Figure 6 is a perspective view of the Z-axis alignment device according to an embodiment of the present invention
7 is a plan view of the Z-axis alignment device according to an embodiment of the present invention
8 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 7.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 7.
10 and 11 is a schematic cross-sectional view of the operating state of the Z-axis alignment device according to an embodiment of the present invention
12 is a flowchart illustrating a Z-axis alignment method according to an embodiment of the present invention.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5a에는 본 발명의 일실시 예에 따른 광경화성 플라스틱을 이용한 3D프린터(1000)의 사시도가 도시되어 있고, 도 5b에는 본 발명의 일실시 예에 따른 광경화성 플라스틱을 이용한 3D프린터(1000)의 단면도가 도시되어 있다. 5A is a perspective view of a 3D printer 1000 using a photocurable plastic according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B illustrates a 3D printer 1000 using a photocurable plastic according to an embodiment of the present invention. A cross section is shown.

도시된 바와 같이 위 3D프린터(1000)는 규제 액체면 방식으로 이루어지며, 바닥이 투명한 레진 수조(100)와, 레진 수조(100)의 하부에 위치하여 레진 수조(100)의 하부로 광을 조사하는 광 조사 수단(200)과, 레진 수조(100)의 상측에 위치하며 레진 수조(100) 내부에 베드가 위치하도록 베드를 상하 이동시키는 베드부(300)를 포함하여 구성된다. As shown, the 3D printer 1000 is made of a regulated liquid surface method, and the bottom is transparent to the resin tank 100 and the resin tank 100 is positioned below the irradiation of light to the bottom of the resin tank 100 The light irradiation means 200 and the bed portion 300 which is positioned above the resin tank 100 and moves the bed up and down so that the bed is located inside the resin tank 100 is configured.

위와 같은 구성의 3D프린터(1000)는 레진 수조(100)에 광경화성 플라스틱을 녹인 액체를 수용하고, 레진 수조(100)에 베드를 위치시킨 상태에서 광 조사 수단(200)을 통해 베드의 하면에 광을 조사하여 수지를 경화시킨다. 이어서, 경화된 수지경화물이 부착된 베드를 상향으로 이송시키면서 수지경화물을 형성시켜 적층하는 방식으로 3D조형물을 인쇄하게 된다.The 3D printer 1000 of the above configuration accommodates the liquid in which the photocurable plastic is dissolved in the resin tank 100, and is placed on the bottom surface of the bed through the light irradiation means 200 in a state where the bed is placed in the resin tank 100. The resin is cured by irradiating with light. Subsequently, the 3D molded object is printed by forming and stacking the resin cured product while transferring the bed to which the cured resin cured product is attached upward.

이때 레진 수조(100)의 바닥면과 베드부(300)의 베드 하면이 맞닿았을 때 틈새 없이 정확하게 일치되어야 안정적인 인쇄가 가능하며, 이를 위해 레진 수조(100) 또는 베드부(300)의 수평을 조절하는 것을 Z축 정렬이라고 한다. 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬 장치는 레진 수조(100)를 고정하는 고정부를 통해 레진 수조(100)의 수평을 조절하여 Z축을 정렬함에 그 특징이 있는바 이하 도면을 참조하여 본 발명의 Z축 정렬 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다. At this time, when the bottom surface of the resin tank 100 and the bottom of the bed of the bed unit 300 are in contact with each other without any gap, a stable printing is possible, and for this purpose, the resin tank 100 or the bed 300 may be leveled. The adjustment is called Z-axis alignment. Z-axis alignment device according to an embodiment of the present invention is characterized by the alignment of the Z-axis by adjusting the horizontal of the resin tank (100) through a fixing portion for fixing the resin tank (100) The Z-axis alignment device of the present invention will be described in detail.

도 6에는 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬 장치(ZCA, Z-axis Calibration Apparatus)의 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬 장치(ZCA)의 평면도가 도시되어 있고, 도 8 및 도 9에는 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬 장치(ZCA)의 단면도가 도시되어 있고, 도 10 및 도 11에는 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬 장치(ZCA)의 작동상태 개략 단면도가 도시되어 있다. 6 is a perspective view of a Z-axis alignment device (ZCA) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view of a Z-axis alignment device (ZCA) according to an embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view of a Z-axis alignment device ZCA according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 10 and 11 show a Z-axis according to an embodiment of the present invention. A schematic cross-sectional view of the operating state of the alignment device ZCA is shown.

도시된 바와 같이 본 발명의 Z축 정렬 장치(ZCA)는 레진 수조(100), 베드부(300), 스테이지(400), 홀더(500), 틸팅부(600) 및 압력센서(700)를 포함하여 이루어진다. As shown, the Z-axis alignment device ZCA of the present invention includes a resin tank 100, a bed 300, a stage 400, a holder 500, a tilting unit 600, and a pressure sensor 700. It is done by

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명은 레진 수조(100)의 틸팅을 조절하기 위해 레진 수조(100)의 바닥면에 베드부(300)의 베드가 맞닿도록 구성된다. 레진 수조(100)는 스테이지(400)의 상측에 거치되며, 양측이 홀더(500)를 통해 고정된다. 6 and 7, the present invention is configured such that the bed of the bed portion 300 abuts on the bottom surface of the resin tank 100 to adjust the tilting of the resin tank (100). Resin tank 100 is mounted on the upper side of the stage 400, both sides are fixed through the holder 500.

이때 홀더(500)의 중앙에는 레진 수조(100)의 고정을 위해 홀더(500)를 하방으로 가압하는 고정나사(550)가 구비되고, 홀더(500)의 길이 방향 일측과 타측에는 레진 수조(100)의 모서리부 틸팅(상하조절)을 위한 틸팅부(600)가 구비된다. 즉 틸팅부(600)는 한 쌍의 홀더에 각각 2개씩 총 4개가 구비되며, 이는 레진 수조(100)의 네 모서리부에 대응되도록 구비된다. 따라서 틸팅부(600)의 조절을 통해 레진 수조(100)의 네 모서리부를 상하로 조절 가능하게 한다.In this case, a fixing screw 550 for pressing the holder 500 downward for fixing the resin tank 100 is provided at the center of the holder 500, and the resin tank 100 is disposed at one side and the other side in the longitudinal direction of the holder 500. Tilt portion 600 for tilting the edge portion of the () is provided. That is, a total of four tilting units 600 are provided in pairs of two holders, respectively, which correspond to four corner portions of the resin tank 100. Therefore, the four corners of the resin water tank 100 can be adjusted up and down by adjusting the tilting part 600.

도 8을 참조하면, 레진 수조(100)는 스테이지(400)의 상면에 거치되며, 양측 상면이 홀더(500)의 하면에 맞닿아 홀더(500)가 하방으로 가압됨에 스테이지(400)의 상면에 고정되도록 구성된다. 이를 위해 홀더(500)에는 고정나사(550)가 구비되며, 고정나사(550)는 홀더(500)의 고정홀(501)을 관통하여 스테이지(400)에 형성된 고정나사홀(401)에 나사 결합될 수 있다. Referring to FIG. 8, the resin water tank 100 is mounted on the upper surface of the stage 400, and the upper surface of both sides abuts on the lower surface of the holder 500 so that the holder 500 is pressed downward to the upper surface of the stage 400. It is configured to be fixed. To this end, the holder 500 is provided with a fixing screw 550, and the fixing screw 550 is screwed into the fixing screw hole 401 formed in the stage 400 by passing through the fixing hole 501 of the holder 500. Can be.

따라서 레진 수조(100)를 고정시키기 위해서는 고정나사(550)를 조이면 되고, 레진 수조(100)를 분리하기 위해서는 고정나사(550)를 풀면 된다. Therefore, the fixing screw 550 may be tightened to fix the resin tank 100, and the fixing screw 550 may be loosened to separate the resin tank 100.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 Z축 정렬 장치(ZCA)는 레진 수조(100)의 모서리부를 틸팅하기 위해 틸팅부(600)가 구비된다. 틸팅부(600)는 홀더(500)의 길이방향 양측에 상하 길이방향으로 관통되는 틸팅홀(610)과, 틸팅홀(610)에 대응되는 스테이지(400) 상에 상하 길이방향으로 관통되는 틸팅나사홀(620)과, 틸팅나사홀(620)에 나사 결합되는 틸팅나사(630)를 포함하여 구성된다.9 to 11, the Z-axis alignment device (ZCA) of the present invention is provided with a tilting unit 600 for tilting the edge of the resin tank (100). The tilting part 600 includes a tilting hole 610 penetrating vertically on both sides of the holder 500 in a vertical direction, and a tilting screw penetrating vertically on the stage 400 corresponding to the tilting hole 610. And a tilting screw 630 screwed to the hole 620 and the tilting screw hole 620.

즉 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 틸팅나사(630)를 일방향 회전 시켜 틸팅나사(630)의 하단이 스테이지(400)의 하방으로 돌출(도 11)되면, 스테이지(400)의 하단에 구비된 거치대(900)의 상면을 밀어내어 스테이지(400)가 상방으로 들리도록 구성된다. 반대로 틸팅나사(630)를 타방향 회전 시켜 틸팅나사(630)의 돌출 정도가 줄어들면 스테이지(400)가 하방으로 내려앉도록 구성된다. 위와 같은 구성을 통해 레진 수조(100)의 모서리부가 상하 틸팅하게 된다. That is, as shown in FIGS. 10 and 11, when the tilting screw 630 is rotated in one direction so that the lower end of the tilting screw 630 protrudes below the stage 400 (FIG. 11), the tilting screw 630 is provided at the lower end of the stage 400. By pushing the upper surface of the cradle 900, the stage 400 is configured to lift upwards. On the contrary, when the tilting screw 630 is rotated in the other direction and the degree of protrusion of the tilting screw 630 is reduced, the stage 400 is configured to descend downward. Through the above configuration, the edge portion of the resin tank 100 is tilted up and down.

이때 본 발명의 Z축 정렬 장치(ZCA)는 베드부(300)의 베드(310)와 정확하게 일치되는 지 여부를 판단하기 위해 압력 센서(700)를 이용한다. 압력 센서(700)는 레진 수조(100)와 스테이지(400) 사이에 구비되며, 위 틸팅부(600)와 인접 배치된다. 즉 압력 센서(700) 역시 레진 수조(100)의 네 모서리부에 각 한 개 씩 4개가 구비된다. 압력 센서(700)는 스테이지(400)가 상방으로 이동할 경우 스테이지(400) 및 베드(310)에 맞닿아 있는 수조(100)로부터 하중을 받게 되며, 이 하중을 측정하게 된다. At this time, the Z-axis alignment device (ZCA) of the present invention uses the pressure sensor 700 to determine whether or not exactly match the bed 310 of the bed unit 300. The pressure sensor 700 is provided between the resin water tank 100 and the stage 400 and is disposed adjacent to the tilting part 600. That is, four pressure sensors 700 are also provided, one for each of four corners of the resin water tank 100. The pressure sensor 700 receives a load from the water tank 100 which is in contact with the stage 400 and the bed 310 when the stage 400 moves upward, and measures the load.

이하, 위와 같은 본 발명의 Z축 정렬 장치(ZCA)를 이용한 Z축 정렬 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a Z-axis alignment method using the Z-axis alignment device (ZCA) of the present invention as described above will be described in detail with reference to the drawings.

도 12에는 본 발명의 일실시 예에 따른 Z축 정렬 방법에 대한 사시도가 도시되어 있다. 12 is a perspective view of a Z-axis alignment method according to an embodiment of the present invention.

우선 베드부(300)의 베드(310)의 하면이 레진 수조(100)에 맞닿도록 베드부(300)를 하방으로 이동시키는 베드부 배치 단계(S10);를 수행한다. 이때 베드(310)와 레진 수조(100)의 바닥면이 완전히 맞닿아 일치하지 않고, 틈이 발생할 경우 다음과정을 수행하게 된다. First, the bed portion arrangement step (S10) of moving the bed portion 300 downward so that the bottom surface of the bed 310 of the bed portion 300 is in contact with the resin water tank 100 is performed. At this time, the bottom surface of the bed 310 and the resin tank 100 is completely in contact with each other, and if a gap occurs, the following process is performed.

다음으로 레진 수조(100)의 네모서리에 구비된 틸팅부(600) 중 어느 하나를 이용해 레진 수조(100)의 어느 한 모서리를 틸팅하는 수조 틸팅 단계(S20);를 수행하게 된다. 틸팅부(600)를 이용하여 스테이지(400)를 상승시키면, 레진 수조(100)의 모서리부가 상승하게 된다. 이때, 레진 수조(100)는 베드(310)와 맞닿아 있기 때문에 스테이지(400)와 레진 수조(100) 사이에 위치한 압력 센서(700)에 하중이 가해지게 된다. 수조 틸팅 단계(S20) 수행 시에는 홀더(500)의 고정나사(550)를 풀어 레진 수조(100)의 틸팅이 보다 원활해지도록 한다. Next, a water tank tilting step (S20) of tilting any corner of the resin water tank 100 using any one of the tilting units 600 provided at the corners of the resin water tank 100. When the stage 400 is raised by using the tilting part 600, the edge portion of the resin water tank 100 is raised. At this time, since the resin tank 100 is in contact with the bed 310, a load is applied to the pressure sensor 700 located between the stage 400 and the resin tank 100. When performing the water tank tilting step (S20), the fixing screw 550 of the holder 500 is released to make the tilting of the resin water tank 100 more smooth.

다음으로 압력 센서(700)에 가해지는 하중이 정해진 값에 도달한 경우 압력 센서(700)에서 소리 또는 빛으로 신호를 전달하게 되고, 전달 받은 신호를 통해 틸팅 작업을 중단하는 정밀 세팅 단계(S30);를 수행하게 된다. Next, when the load applied to the pressure sensor 700 reaches a predetermined value, the pressure sensor 700 transmits a signal by sound or light, and the precision setting step of stopping the tilting operation through the received signal (S30). Will be executed.

다음으로 나머지 3개의 틸팅부(600)도 위 수조 틸팅 단계(S20) 및 정밀 세팅 단계(S30)를 순차적으로 수행하는 반복 세팅 단계(S40);를 수행한다. Next, the remaining three tilting units 600 also perform the above-described water tank tilting step (S20) and the precision setting step (S30) in sequence to repeat the setting step (S40).

이런 식으로 레진 수조(100)의 네 모서리부가 스테이지(400)에 모두 동일한 하중이 가해지도록 틸팅부(600)를 조절하게 되면, 레진 수조(ZCA)의 Z축 정렬이 종료된다.  In this way, if the four corner portions of the resin tank 100 are adjusted to the tilting unit 600 so that the same load is applied to the stage 400, Z-axis alignment of the resin tank ZCA is completed.

마지막으로 홀더(500)의 고정나사(550)를 조여 레진 수조(100)를 스테이지(400) 상에 견고히 고정시키는 수조 고정 단계(S50); 를 수행한다. Finally, the tank fixing step (S50) of tightening the fixing screw 550 of the holder 500 to firmly fix the resin tank 100 on the stage 400; Perform

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical spirit should not be interpreted as being limited to the above embodiments of the present invention. Various modifications may be made at the level of those skilled in the art without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims. Therefore, such improvements and modifications fall within the protection scope of the present invention as long as it will be apparent to those skilled in the art.

1000 : 3D 프린터
100 : 레진 수조
200 : 광 조사 수단
300 : 베드부
400 : 스테이지
500 : 홀더
600 : 틸팅부
700 : 압력 센서1000: 3D Printer
100: resin tank
200: light irradiation means
300: bed part
400: stage
500: Holder
600: tilting part
700: pressure sensor

Claims (7)

바닥이 투명한 레진 수조(100)와, 상기 레진 수조(100)의 하부에 위치하여 레진 수조(100)의 하부로 광을 조사하는 광 조사 수단(200)과, 상기 레진 수조(100)의 상측에 위치하며 레진 수조(100) 내부에 베드가 위치하도록 베드를 상하 이동시키는 베드부(300)를 포함하는, 3D 프린터에 있어서,
상기 3D 프린터는,
상측에 레진 수조(100)가 거치되는 스테이지(400);
상기 스테이지(400)의 하단에 구비되는 거치대(900);
상기 스테이지(400)를 상하 관통하여 형성되며, 내주면에 암나사산이 형성된 틸팅나사홀(620)과, 상기 틸팅나사홀(620)에 나사 결합되어 일 방향 회전 시 하단이 상기 스테이지(400)의 하면 하방으로 돌출되도록 구성되는 틸팅나사(630)를 포함하는 복수의 틸팅부(600); 및
상기 레진 수조(100)와 스테이지(400) 사이에 구비되되, 복수의 틸팅부(600)에 대응되도록 상기 틸팅부(600)와 각각 근접 배치되어 상기 레진 수조(100)의 둘레부와 스테이지(400) 사이의 압력을 측정하는 압력 센서(700)를 포함하며,
상기 스테이지(400)는, 상기 틸팅나사(630)가 상기 스테이지(400)의 하면 하방으로 돌출되는 돌출길이 증가 시 상기 거치대(900)의 상면을 밀어내어 스테이지(400)가 상방으로 틸팅되며, 상기 돌출길이 감소 시 상기 스테이지(400)가 하방으로 틸팅되고,
상기 압력 센서(700)는, 상기 레진 수조(100)의 바닥면과 베드부(300)의 하면이 맞닿은 상태에서 상기 틸팅부(600)의 틸팅을 통해 상기 스테이지(400)가 상방 또는 하방으로 틸팅 시 상기 스테이지(400)가 상기 레진 수조(100)에 가하는 하중을 측정하는, 3D 프린터의 Z축 정렬 장치.
On the bottom of the resin tank 100, the bottom of the resin tank 100, the light irradiation means 200 for irradiating light to the bottom of the resin tank 100, and the upper side of the resin tank 100 In the 3D printer, comprising a bed 300 for moving the bed up and down so that the bed is located inside the resin tank 100,
The 3D printer,
A stage 400 on which the resin tank 100 is mounted;
Cradle 900 provided at the bottom of the stage 400;
It is formed by penetrating the stage 400 up and down, and the screw threaded to the tilting screw hole 620 and the tilting screw hole 620 formed with a female thread on the inner circumferential surface, the lower end of the stage 400 is lower than the lower surface of the stage 400 A plurality of tilting parts 600 including a tilting screw 630 configured to protrude from the front side; And
It is provided between the resin tank 100 and the stage 400, and are disposed in close proximity to the tilting unit 600 to correspond to the plurality of tilting unit 600, respectively, the circumference and stage 400 of the resin tank 100 Including a pressure sensor 700 for measuring the pressure between),
The stage 400 is, when the tilting screw 630 is protruded downwardly protruding downward of the stage 400 is pushed the upper surface of the cradle 900, the stage 400 is tilted upward, When the protrusion length is reduced, the stage 400 is tilted downward,
The pressure sensor 700 is tilted upward or downward through the tilting of the tilting part 600 while the bottom surface of the resin water tank 100 and the bottom surface of the bed part 300 are in contact with each other. Z-axis alignment device of the 3D printer for measuring the load applied to the resin tank (100) when the stage (400).
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 Z축 정렬 장치는,
상기 스테이지(400)의 상측에 이격 배치되되, 하면이 상기 레진 수조(100)의 양측 상면에 각각 맞닿도록 한 쌍이 구비되며,
상기 레진 수조(100)가 스테이지(400) 상에 고정되도록 하방으로 압력을 가하는 홀더(500); 를 더 포함하는, 3D 프린터의 Z축 정렬 장치.
The method of claim 1,
The Z-axis alignment device,
Spaced apart on the upper side of the stage 400, a pair is provided so that the lower surface abuts on both sides of the upper surface of the resin tank 100,
A holder (500) for applying pressure downward to fix the resin water tank (100) on the stage (400); Further comprising, Z-axis alignment device of the 3D printer.
제 4항에 있어서,
상기 홀더(500)는,
한 쌍이 상기 레진 수조(100)의 길이 방향을 따라 이격 배치되며, 상기 레진 수조(100)의 폭 방향을 따라 형성되고,
상기 틸팅부(600)는, 상기 홀더(500)의 양단부 하단에 형성되되,
상기 틸팅나사홀(620)에 대응되도록 상기 홀더(500)를 관통하는 틸팅홀(610); 을 더 포함하는, 3D 프린터의 Z축 정렬 장치.
The method of claim 4, wherein
The holder 500 is,
A pair is spaced apart along the longitudinal direction of the resin tank 100, is formed along the width direction of the resin tank 100,
The tilting part 600 is formed at both ends of the lower end of the holder 500,
A tilting hole 610 penetrating through the holder 500 to correspond to the tilting screw hole 620; Further comprising, Z-axis alignment device of the 3D printer.
제 1항의 Z축 정렬 장치를 이용한 Z축 정렬 방법에 있어서,
상기 베드부를 하방으로 이동시켜 베드의 하면이 레진수조의 바닥면에 맞닿도록 하는 베드부 배치단계;
상기 틸팅부 중 어느 하나를 조절하여 상기 레진 수조의 모서리부를 상방으로 틸팅하는 수조 틸팅단계;
상기 틸팅부와 인접한 압력센서에서 일정 하중을 감지하여 신호를 보낼 경우 틸팅 작업을 중지하는 정밀 세팅 단계; 및
다른 틸팅부도 상기 수조 틸팅단계 및 정밀 세팅단계를 순차적으로 수행하는 반복 세팅단계를 포함하되,
상기 정밀 세팅 단계는,
상기 레진 수조(100)의 바닥면과 베드부(300)의 하면이 맞닿은 상태에서 상기 틸팅부(600)의 틸팅을 통해 상기 스테이지(400)가 상방 또는 하방으로 틸팅 시 상기 스테이지(400)가 상기 레진 수조(100)에 가하는 하중을 측정하는, 3D 프린터의 Z축 정렬 방법.
In the Z-axis alignment method using the Z-axis alignment device of claim 1,
Bed section arrangement step of moving the bed portion downward so that the bottom surface of the bed abuts the bottom surface of the resin bath;
A water tank tilting step of tilting an edge of the resin tank upward by adjusting any one of the tilting parts;
A precision setting step of stopping the tilting operation when the pressure sensor adjacent to the tilting portion senses a predetermined load and sends a signal; And
The other tilting part also includes a repeat setting step of sequentially performing the water tank tilting step and the precision setting step,
The precise setting step,
The stage 400 is tilted when the stage 400 is tilted upward or downward through the tilting of the tilting part 600 while the bottom surface of the resin tank 100 is in contact with the bottom surface of the resin tank 100. Z-axis alignment method of the 3D printer to measure the load applied to the resin tank (100).
제 4항의 Z축 정렬 장치를 이용한 Z축 정렬 방법에 있어서,
상기 베드부를 하방으로 이동시켜 베드의 하면이 레진수조의 바닥면에 맞닿도록 하는 베드부 배치단계;
상기 틸팅부 중 어느 하나를 조절하여 상기 레진 수조의 모서리부를 상방으로 틸팅하는 수조 틸팅단계;
상기 틸팅부와 인접한 압력센서에서 일정 하중을 감지하여 신호를 보낼 경우 틸팅 작업을 중지하는 정밀 세팅 단계; 및
다른 틸팅부도 상기 수조 틸팅단계 및 정밀 세팅단계를 순차적으로 수행하는 반복 세팅단계를 포함하되,
상기 정밀 세팅 단계는,
상기 레진 수조(100)의 바닥면과 베드부(300)의 하면이 맞닿은 상태에서 상기 틸팅부(600)의 틸팅을 통해 상기 스테이지(400)가 상방 또는 하방으로 틸팅 시 상기 스테이지(400)가 상기 레진 수조(100)에 가하는 하중을 측정하고,
상기 반복 세팅 단계; 이후
상기 홀더의 고정나사를 조여 상기 레진 수조를 상기 스테이지에 견고히 고정시키는 수조 고정 단계;
를 더 포함하는, 3D 프린터의 Z축 정렬 방법.In the Z-axis alignment method using the Z-axis alignment device of claim 4,
Bed unit arrangement step of moving the bed portion downward so that the bottom surface of the bed abuts the bottom surface of the resin bath;
A water tank tilting step of tilting an edge of the resin tank upward by adjusting any one of the tilting units;
A precision setting step of stopping the tilting operation when the pressure sensor adjacent to the tilting portion senses a predetermined load and sends a signal; And
The other tilting part also includes a repeat setting step of sequentially performing the water tank tilting step and the precision setting step,
The precise setting step,
When the stage 400 is tilted upward or downward through the tilting of the tilting part 600 while the bottom surface of the resin tank 100 is in contact with the bottom surface of the resin tank 100, the stage 400 is Measure the load on the resin tank 100,
The repeat setting step; after
A tank fixing step of firmly fixing the resin tank to the stage by tightening the fixing screw of the holder;
Further comprising, Z-axis alignment method of the 3D printer.
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