KR-20260061145-A - 분말 도포 장치, 3D 프린팅 설비 및 생산 라인

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Abstract

분말 도포 장치에 있어서, 분말 저장조 본체(110), 분말 차단 어셈블리(120) 및 분말 배출 축(130)을 포함하고, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 상기 분말 저장조 본체(110)의 일측에 설치되고, 상기 분말 저장조 본체(110)는 상기 분말 차단 어셈블리(120)와 분말 배출 저장조를 구성하고, 상기 분말 배출 저장조 저부에 분말 배출구가 설치되어 있고, 상기 분말 배출 축(130)은 상기 분말 배출구에 회전 가능하게 설치되고, 또한 상기 분말 배출구의 길이 방향을 따라 연신되어 배치되고, 분말 차단 어셈블리(120)의 저부는 상기 분말 배출 축(130)과 서로 접촉하고, 상기 분말 배출 축(130)은 그 길이 방향을 따라 다수의 환형 분말 홈(131)이 이격 개설되어 있고, 상기 분말 배출 축(130)이 제1 방향을 따라 회전하는 경우에, 상기 분말 배출 저장조 내의 분말 재료는 상기 환형 분말 홈(131)을 통해 분말 도포면에 도포되고, 또한 3D 프린팅 설비 및 3D 프린팅 생산 라인에 관한 것으로, 종래의 3D 프린팅 설비의 분말 도포 효과가 좋지 않아 발생하는 제품 품질 문제를 해결할 수 있다.

Inventors

펑 판
런 지안시
리우 이
저우 즈쥔
마 루이
마 웨이
허 지에쥔
순 구안린
리 샤오쥔
바이 쉬에

Assignees

코셀 인텔리전트 머시너리 (안후이) 컴퍼니., 리미티드.

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20230831

Claims (20)

분말 도포 장치에 있어서, 분말 저장조 본체(110), 분말 차단 어셈블리(120) 및 분말 배출 축(130)을 포함하고, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 상기 분말 저장조 본체(110)의 일측에 설치되고, 상기 분말 저장조 본체(110)는 상기 분말 차단 어셈블리(120)와 분말 배출 저장조를 구성하고, 상기 분말 배출 저장조 저부에 분말 배출구가 설치되어 있고, 상기 분말 배출 축(130)은 상기 분말 배출구에 회전 가능하게 설치되고, 또한 상기 분말 배출구의 길이 방향을 따라 연신되어 배치되고, 분말 차단 어셈블리(120)의 저부는 상기 분말 배출 축(130)과 서로 접촉하고, 상기 분말 배출 축(130)은 그 길이 방향을 따라 다수의 환형 분말 홈(131)이 이격 개설되어 있고, 상기 분말 배출 축(130)이 제1 방향을 따라 회전하는 경우, 상기 분말 배출 저장조 내의 분말 재료는 상기 환형 분말 홈(131)을 통해 분말 도포면에 도포되는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 장착부(121) 및 접촉부(122)를 포함하고, 상기 장착부(121)는 상기 분말 저장조 본체(110)의 일측에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 접촉부(122)는 상기 장착부(121)의 저부에 탈착 가능하게 설치되고, 또한 상기 접촉부(122)는 상기 장착부(121)의 저부에 탈착 가능하게 설치되고, 또한 상기 접촉부(122)는 상기 분말 배출 축(130)과 서로 접촉하는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 다수의 서로 다른 크기의 연결 차단판(140)을 포함하고, 상기 연결 차단판(140)은 상기 분말 차단 어셈블리(120)와 상기 분말 저장조 본체(110)를 연결하기 위한 것이고, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 서로 다른 크기의 상기 연결 차단판(140)을 통해 상기 분말 배출 축(130) 상의 서로 다른 위치와 서로 접촉하는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 상기 분말 저장조 본체(110)의 일측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 회전에 의해 상기 분말 배출 축(130) 상의 서로 다른 위치와 서로 접촉하는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 환형 분말 홈(131)의 개구의 폭은 상기 분말 배출 축(130)의 방사 방향을 따라 점차적으로 커지는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 분말 배출 축(130)은 다수의 롤러를 포함하고, 다수의 상기 롤러는 순차대로 서로 연결되고, 또한 각 상기 롤러는 모두 독립적인 구동부가 설치되어 있고, 상기 구동부는 각 상기 롤러의 회전을 구동하기 위한 것인, 분말 도포 장치.
제6항에 있어서, 상기 분말 배출 축(130)은 중심 축을 더 포함하고, 다수의 상기 롤러는 순차대로 상기 중심 축에 끼워지고, 상기 중심 축 상에 다수의 상기 구동부가 이격 설치되어 있고, 각 상기 롤러는 서로 대응되는 상기 구동부에 구동 연결되는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 분말 도포 부재(150)와 2개의 스크레이퍼(160)를 더 포함하고, 상기 분말 도포 부재(150)는 상기 분말 배출 축(130)의 저부에 설치되고, 상기 분말 도포 부재(150)에 분말 도포 통로(151)가 개설되어 있고, 상기 분말 도포 통로(151)는 상기 분말 배출 축(130)을 향하고, 상기 분말 도포 통로(151)의 저부 양측에 각각 상기 스크레이퍼(160)가 설치되어 있고, 상기 스크레이퍼(160)는 상기 분말 도포 통로(151)의 길이 방향을 따라 연신되는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 재료 균일화 기구(170)를 더 포함하고, 상기 재료 균일화 기구(170)는 상기 분말 배출 저장조 내에 가동 가능하게 설치되고, 상기 재료 균일화 기구(170)는 상기 분말 배출 축(130)의 길이 방향을 따라 연신되는, 분말 도포 장치.
제9항에 있어서, 상기 재료 균일화 기구(170)는 재료 균일화 본체와 구동 부재를 포함하고, 상기 구동 부재는 상기 재료 균일화 본체와 구동 연결되고, 상기 재료 균일화 본체 상에 톱니 형상부(171)가 설치되어 있고, 상기 구동 부재는 상기 톱니 형상부(171)가 상기 분말 배출 축(130)의 길이 방향에서 왕복 운동하거나 상기 분말 배출 저장조 내에서 회전 운동하도록 구동하는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 분말 스크레이핑 기구(180)를 더 포함하고, 상기 분말 스크레이핑 기구(180)는 분말 배출 축(130)의 저부에 설치되고, 상기 분말 스크레이핑 기구(180)는 그 길이 방향을 따라 상기 환형 분말 홈(131)에 매칭되는 다수의 돌기(181)가 이격 개설되어 있고, 각 상기 환형 분말 홈(131)은 서로 대응되는 상기 돌기(181)에 서로 매칭되는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 분말 배출 축(130)은 다수의 회전 부재를 포함하고, 다수의 상기 회전 부재는 순차대로 서로 연결되고, 또한 인접한 2개의 회전 부재 사이에 상기 환형 분말 홈(131)이 형성되는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 분말 배출 축(130)의 성형 방식은 주조 성형, 적층 제조, 기계 가공을 포함하는, 분말 도포 장치.
제1항에 있어서, 상기 환형 분말 홈(131) 내에 코팅층이 설치되어 있는, 분말 도포 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 분말 도포 장치를 포함하는, 3D 프린팅 설비.
3D 프린팅 설비에 있어서, 프레임(200), 분말 도포 장치(100), 프린팅 장치(300) 및 운동 장치를 포함하고, 상기 프린팅 장치(300)와 상기 분말 도포 장치(100)는 모두 상기 프레임(200) 상에 이동 가능하게 설치되고, 상기 프린팅 장치(300)와 상기 분말 도포 장치(100)는 모두 상기 운동 장치와 구동 연결되고, 상기 운동 장치는 상기 분말 도포 장치(100)와 상기 프린팅 장치(300)가 서로 다른 운동 경로를 따라 교차 운동하도록 동시에 구동하여 상기 분말 도포 장치(100)와 상기 프린팅 장치(300)가 분말 도포와 프린팅을 동시에 진행하는 것을 실현하고, 상기 분말 도포 장치(100)는 분말 저장조 본체(110), 분말 차단 어셈블리(120) 및 분말 배출 축(130)을 포함하고, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 상기 분말 저장조 본체(110)의 일측에 설치되고, 상기 분말 저장조 본체(110)와 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 분말 배출 저장조를 구성하고, 상기 분말 배출 저장조 저부에 분말 배출구가 형성되어 있고, 상기 분말 배출 축(130)은 상기 분말 배출구에 회전 가능하게 설치되고, 또한 상기 분말 배출구의 길이 방향을 따라 연신 배치되고, 분말 차단 어셈블리(120)의 저부는 상기 분말 배출 축(130)과 서로 접촉하고, 상기 분말 배출 축(130)은 그 길이 방향을 따라 다수의 환형 분말 홈(131)이 이격 개설되어 있고, 상기 분말 배출 축(130)이 제1 방향을 따라 회전하는 경우, 상기 분말 배출 저장조 내의 분말 재료는 상기 환형 분말 홈(131)을 통해 분말 도포면에 도포되는, 3D 프린팅 설비.
제16항에 있어서, 검측 장치를 더 포함하고, 상기 운동 장치와 상기 검측 장치는 통신 연결되고, 상기 검측 장치는 상기 프린팅 장치(300)와 상기 분말 도포 장치(100)의 상태를 검측하기 위한 것이고, 상기 분말 도포 장치(100)가 제1 방향을 따라 제1 분말 도포 작업을 완성하는 경우, 상기 운동 장치는 상기 프린팅 장치(300)를 구동하여 상기 제1 도포에 대해 잉크젯 작업을 진행하고, 상기 분말 도포 장치(100)가 제2 방향을 따라 제2 분말 도포 작업을 완성하는 경우, 상기 운동 장치는 상기 프린팅 장치(300)를 구동하여 상기 제2 도포에 대해 잉크젯 작업을 진행하고, 왕복 작업으로 프린팅 분말 도포 작업을 완성하고; 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 상반되는, 3D 프린팅 설비.
제16항에 있어서, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 장착부(121) 및 접촉부(122)를 포함하고, 상기 장착부(121)는 상기 분말 저장조 본체(110)의 일측에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 접촉부(122)는 상기 장착부(121)의 저부에 탈착 가능하게 설치되고, 또한 상기 접촉부(122)는 상기 분말 배출 축(130)에 서로 접촉되는, 3D 프린팅 설비.
제16항에 있어서, 상기 분말 도포 장치(100)는 다수의 서로 다른 크기의 연결 차단판(140)을 포함하고, 상기 연결 차단판(140)은 상기 분말 차단 어셈블리(120)와 상기 분말 저장조 본체(110)를 연결하기 위한 것이고, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 서로 다른 크기의 상기 연결 차단판(140)을 통해 상기 분말 배출 축(130) 상의 서로 다른 위치와 서로 접촉하는, 3D 프린팅 설비.
제16항에 있어서, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 상기 분말 저장조 본체(110)의 일측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 분말 차단 어셈블리(120)는 회전에 의해 상기 분말 배출 축(130) 상의 서로 다른 위치와 서로 접촉하는, 3D 프린팅 설비.

Description

분말 도포 장치, 3D 프린팅 설비 및 생산 라인 본 발명은 3D 프린팅 기술 분야에 관한 것으로, 특히 분말 도포 장치, 3D 프린팅 설비 및 생산 라인에 관한 것이다. 3D 프린팅 성형 기술에서는, 일반적으로 입상 또는 분말상의 재료를 먼저 분말 도포기에 투입하고, 분말 도포기가 전방으로 스텝 이동하여 분말 재료를 도포면에 도포한 다음, 스크레이퍼 등의 도구로 분말을 평탄화한다. 마지막으로 프린팅 헤드는 설계된 제품 원형의 단면 형상에 따라 결합재를 이미 도포된 분말 위에 선택적으로 분사하여 분말 재료가 서로 접착되어 제품의 원형 단면을 형성하게 된다. 한 층의 프린팅이 완료되면, 작업대는 단면의 두께에 해당하는 높이만큼 하강하고, 상기 과정을 반복하여 원형이 프린팅 완성될 때까지 진행한다. 신형 세라믹 재료의 3D 프린팅 성형 과정에서는 다양한 종류의 세라믹 재료가 사용되며, 현재 일반적으로 사용되는 신형 세라믹 재료로는 탄화규소 세라믹, 다공성 질화규소 세라믹, 산화알루미늄 세라믹 및 인산삼칼슘 세라믹 등이 있다. 상기 세라믹 분말 재료는 습도의 영향을 받아 쉽게 응결되어 분말 배출이 원활하지 않게 되고, 이는 분말 도포면의 평탄도에 영향을 미치며, 나아가 출력 제품의 품질에 직접적으로 영향을 준다. 도 1은 본 발명의 실시예에서 공개한 분말 도포 장치의 구조 개략도이고; 도 2는 도 1의 다른 시각에서의 구조 개략도이고; 도 3은 도 2의 국부 확대 개략도이고; 도 4는 도 2의 다른 한 국부 확대 개략도이고; 도 5는 본 발명의 다른 한 실시예에서 공개한 분말 도포 장치의 구조 개략도이고; 도 6은 도 5의 국부 확대 개략도이고; 도 7은 본 발명의 실시예에서 공개한 재료 균일화 기구의 부분 구조 개략도이고; 도 8은 본 발명의 실시예에서 공개한 3D 프린팅 설비 이동 시의 구조 개략도이고; 도 9는 본 발명의 실시예에서 공개한 3D 프린팅 생산 라인의 구조 개략도이고; 도 10은 본 발명의 다른 한 실시예에서 공개한 3D 프린팅 생산 라인의 구조 개략도이다. 본 발명의 가장 바람직한 실시 방식 본 발명의 실시예는, 분말 저장조 본체, 분말 차단 어셈블리 및 분말 배출 축을 포함하고, 상기 분말 차단 어셈블리는 상기 분말 저장조 본체의 일측에 설치되고, 상기 분말 저장조 본체는 상기 분말 차단 어셈블리와 분말 배출 저장조를 구성하고, 상기 분말 배출 저장조 저부에 분말 배출구가 설치되어 있고, 상기 분말 배출 축은 상기 분말 배출구에 회전 가능하게 설치되고, 또한 상기 분말 배출구의 길이 방향을 따라 연신되어 배치되고, 분말 차단 어셈블리의 저부는 상기 분말 배출 축과 서로 접촉하고, 상기 분말 배출 축은 그 길이 방향을 따라 다수의 환형 분말 홈이 이격 개설되어 있고, 상기 분말 배출 축이 제1 방향을 따라 회전하는 경우, 상기 분말 배출 저장조 내의 분말 재료는 상기 환형 분말 홈을 통해 분말 도포면에 도포되는, 분말 도포 장치를 공개한다. 본 발명에 대한 이해의 편의를 위하여, 이하에서는 관련 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도면에는 본 발명의 비교적 바람직한 실시 방식이 도시되어 있다. 그러나 본 발명은 다양한 형식으로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 기재된 실시 방식에 의해 한정되지 않는다. 반대로, 이러한 실시 방식을 제공하는 목적은 본 발명의 공개 내용에 대해 보다 철저하고 포괄적으로 이해할 수 있도록 하기 위한 것이다. 설명이 필요한 것은, 소자가 다른 소자에 ‘설치된다’고 언급되는 경우, 그것은 다른 소자에 직접 설치되거나 또는 중간에 다른 소자가 존재할 수도 있다. 한 소자가 다른 소자에 ‘연결된다’고 언급되는 경우에도, 그것은 다른 소자에 직접 연결될 수도 있고, 그 사이에 요소가 존재할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 ‘수직되는’, ‘수평의’, ‘좌’, ‘우’, ‘상부’, ‘저부’, ‘밑단’, ‘상단’ 및 이와 유사한 표현은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 유일한 실시 방식을 의미하는 것은 아니다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일하다. 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어는 구체적인 실시 방식을 설명하기 위한 목적일 뿐, 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 용어 ‘및/또는’은 열거된 관련 항목 중 한 개 이상의 조합을 포함한다. 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 분말 도포 장치를 공개하였고, 상기 공개된 분말 도포 장치는 3D 프린팅 설비에 응용되고, 이로써 분말 재료를 이동하여 분말 도포면 상에 균일하게 도포하여 분말 도포 작업을 실현하고, 상기 분말 도포 장치는 구체적으로 분말 저장조 본체(110), 분말 차단 어셈블리(120) 및 분말 배출 축(130)을 포함한다. 분말 저장조 본체(110)는 분말 배출 저장조를 구성하는 본체 구조이고, 일반적으로 분말 저장조 본체(110)는 분말 도포 장치의 장치 본체 상에 고정 설치되고, 본 발명의 실시예에서, 분말 차단 어셈블리(120)는 분말 저장조 본체(110)의 일측에 설치되고, 분말 저장조 본체(110)는 분말 차단 어셈블리(120)와 분말 배출 저장조를 구성하고, 즉 분말 차단 어셈블리(120)는 분말 배출 저장조의 측판에 해당하고, 분말 배출 저장조는 분말 재료를 잠시 보관하기 위한 것이다. 분말 배출 저장조 저부에 분말 배출구가 형성되어 있고, 분말 배출 축(130)은 분말 배출구에 회전 가능하게 설치되고, 또한 분말 배출 축(130)은 분말 배출구의 길이 방향을 따라 연신되어 배치되고, 도 1을 참조한다. 이때, 분말 배출구는 슬롯일 수 있고, 분말 배출 축(130)은 슬롯에 있을 수 있고, 또한 슬롯의 길이 방향을 따라 연신될 수 있다. 본 발명에 공개된 실시예에서, 분말 차단 어셈블리(120)의 저부는 분말 배출 축(130)과 서로 접촉하고, 분말 배출 축(130)은 그 길이 방향에서 다수의 환형 분말 홈(131)이 이격 개설되어 있고, 이 경우, 분말 차단 어셈블리(120)의 저부(단부)는 환형 분말 홈(131) 상부와 서로 접촉하고, 분말 차단 어셈블리(120)의 상(단)부를 통해 환형 분말 홈(131)의 일부분을 밀폐하고, 또한, 다수의 환형 분말 홈(131)의 밀폐된 일부분은 분말 배출 축(130)의 길이 방향을 따라 연신되고, 동일하게 다수의 환형 분말 홈(131)에서 밀폐된 일부분은 분말 배출구의 길이 방향을 따라 연신되는 것을 설명할 수도 있다. 구체적으로 도 4를 참고하면, 즉 작업 과정에서 분말 배출 축(130)의 회전을 통해 분말 재료가 분말 차단 어셈블리(120)와 환형 분말 홈(131) 양자가 형성한 통로 내에서 유출될 수 있도록 한다. 즉 도 4에서 음영 부분(132)이 가리킨 것이고, 정량의 분말 배출의 작용을 일으킨다. 분말 배출 축(130)이 제1 방향을 따라 회전(다시 말하면 분말 배출 축의 축선을 따라 회전)하는 경우, 분말 배출 저장조 내의 분말 재료는 환형 분말 홈(131)을 통해 반송되고, 나아가 분말 도포면에 도포된다. 구체적인 작업 과정에서, 도 2를 참조하면, 제1 방향은 역시침 방향이고, 분말 배출이 필요한 경우, 분말 배출 축의 부분이 분말 재료에 놓이게 되고, 분말 배출 축(130)은 역시침 방향을 따라 회전하고, 분말 배출 저장조 내의 환형 분말 홈(130)에 수용된 분말을 분말 배출 축을 따라 회전하도록 할 수 있고, 분말 배출 축(130)이 분말 재료를 분말 차단 어셈블리(120)가 소재한 위치로 이동시킬 경우, 일부분 분말 재료는 분말 차단 어셈블리(120)에 의해 차단되고, 환형 분말 홈(131) 내에 있는 다른 한 부분 분말 재료는 분말 차단 어셈블리(120)가 소재한 위치를 관통하고, 나아가 분말 배출 축(130)의 회전을 통해 분말 도포면을 향한 방향으로 점차 이동하고, 최종적으로 중력의 작용을 통해 분말 도포면 상에 도포된다. 상술한 내용으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에서 공개한 분말 도포 장치에서, 분말 차단 어셈블리(120)와 분말 배출 축(130) 사이의 접촉 결합을 통해 분말 배출 저장조 내의 분말 재료가 분말 배출 축(130)의 회전을 통해 다수의 환형 분말 홈(131)으로만 통과하여 분말 도포면 상에 이송될 수 있도록 한다. 즉 분말 재료의 이송량은 환형 분말 홈(131)의 크기에 의해 결정되고, 이로써 다수의 환형 분말 홈(131)을 통해 정량 분말 배출의 작용을 일으키고, 분말 도포면의 평탄화를 보장하고 제품의 품질을 향상시킨다. 동시에 분말 배출 축(130)의 회전 및 환형 분말 홈(131)의 정량의 분말 배출을 통해 분말 재료가 환경의 영향을 받아 쉽게 응결되어 분말 배출이 원활하지 않는 등 문제를 방지할 수 있고, 나아가 탄화규소 세라믹, 다공성 질화규소 세라믹, 산화알루미늄 세라믹 및 인산삼칼슘 세라믹 등 각 유형의 습도의 영향을 받아 쉽게 응결되는 재료의 분말 도포 작업을 만족할 수 있다. 동시에 상기 분말 도포 장치는 세라믹 재료에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 금속 분말, 석영사, 규사, 석고 등 분말 재료에도 적용될 수 있다. 물론 본 발명에서 공개한 실시예는 분말 배출 축(130)의 회전 속도도 제어함으로써 분말 배출량의 크기를 제어할 수 있고, 이로써 다양한 작업 상황의 분말 도포 요구를 만족시킨다. 추가적으로, 다수의 환형 분말 홈(131)의 배열 배치 방식도 여러가지가 있을 수 있다. 예를 들면 다수의 환형 분말 홈(131)은 분말 배출 축(130)의 길이 방향에서 균일하게 분포될 수 있고, 이로써 각 위치의 분말 도포의 균일성을 보장한다. 동시에 분말 배출 축(130)의 중간에서 양쪽 변을 따라 연신되는 방향에서, 서로 인접한 2개의 환형 분말 홈(131) 사이의 거리는 점차 커질 수 있어 특수한 작업 상황에서의 균일한 분말 도포 요구를 만족시킨다. 다수의 환형 분말 홈(131)의 배열 배치 방식은 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 또한 설명이 필요한 것은, 다수의 환형 분말 홈(131)의 중심선은 분말 배출 축(130)의 축