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KR20160024197A - Powder injection nozzle for 3d laser printing - Google Patents

Powder injection nozzle for 3d laser printing Download PDF

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KR20160024197A
KR20160024197A KR1020140110713A KR20140110713A KR20160024197A KR 20160024197 A KR20160024197 A KR 20160024197A KR 1020140110713 A KR1020140110713 A KR 1020140110713A KR 20140110713 A KR20140110713 A KR 20140110713A KR 20160024197 A KR20160024197 A KR 20160024197A
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powder flow
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정양일
박동준
박정환
구양현
김대중
김화중
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한국원자력연구원
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Abstract

본 발명은 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐(1000)에 관한 것으로, 상부가 넓고 하부가 좁은 원뿔 형상의 몸체(100); 상기 몸체(100)의 중심에 천공되어 레이저 열원이 통과되는 제1 레이저홀(110); 상기 몸체(100)의 외측면을 감싸도록 구비되는 덮개(200); 및 상기 몸체(100)와 상기 덮개(200) 사이에 구비되고 상기 몸체(100)의 축을 기준으로 일정한 기울기를 갖으며, 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향의 나선형 형상으로 형성되어, 파우더 공급 시 상기 파우더가 상기 몸체(100)의 둘레면을 따라 중심방향으로 회전하여 상기 몸체(100)의 상부에서 하부로 이동하는 복수개의 파우더유로(120);를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a powder supply nozzle (1000) for 3D laser printing, comprising: a body (100) having a cone shape with a wide top and a narrow bottom; A first laser hole 110 penetrating the center of the body 100 and passing a laser heat source therethrough; A cover 200 enclosing an outer surface of the body 100; And a cover member 200 which is provided between the body 100 and the cover 200 and has a constant inclination with respect to the axis of the body 100 and has a clockwise or counterclockwise helical shape And a plurality of powder flow paths 120 in which the powder rotates in the center direction along the circumferential surface of the body 100 when the powder is supplied to move from the upper portion to the lower portion of the body 100 .

Description

3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐 {POWDER INJECTION NOZZLE FOR 3D LASER PRINTING}POWDER INJECTION NOZZLE FOR 3D LASER PRINTING FOR 3D LASER PRINTING

본 발명은 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 열원을 중심으로 360도 방향에서 파우더가 지속적으로 공급되는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a powder supply nozzle for 3D laser printing, and more particularly, to a powder supply nozzle for 3D laser printing in which powder is continuously supplied in a 360 degree direction around a laser heat source.

국내외적으로 3D 프린팅 기술이 새로운 산업발전의 원동력으로 각광받고 있다. 특히 레이저를 이용한 3D 프린팅 기술은 금속소재를 3차원적으로 성형하여 산업용 부품과 의료용 생체재료를 만들 수 있는 고 부가가치산업으로 각광받고 있다. 금속파우더를 이용한 레이저 3D 프린팅 기술의 핵심은 정량의 파우더를 원활하게 공급할 수 있는 노즐의 형상을 디자인하는 것이다. Domestic and international 3D printing technology is emerging as a driving force of new industrial development. In particular, 3D printing technology using laser is attracting attention as a high-value-added industry in which metal parts can be molded in three dimensions to make industrial parts and medical biomaterials. The core of laser 3D printing technology using metal powder is to design the shape of the nozzle to smoothly supply a fixed amount of powder.

3D 프린팅 기술을 이용하여 입체 형태를 만드는 방식은 크게 절삭형(컴퓨터 수치제어 조각 방식)과 적층형(첨가형 또는 쾌속조형 방식)으로 이루어진다. 절삭형은 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아내 입체 형상을 만들어내는 방식이며, 적층형은 파우더(석고나 나일론 등의 가루)나 플라스틱 액체 또는 플라스틱 실을 종이보다 얇은 0.01~0.08㎜의 층(레이어)으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들어내는 방식으로, 레이어가 얇을수록 정밀한 형상을 얻을 수 있고, 채색을 동시에 진행할 수 있다. The three-dimensional shape using 3D printing technology is largely composed of a cutting type (computer numerically controlled engraving method) and a lamination type (addition type or rapid prototyping method). The cutting type is a method of cutting a large lump into a three-dimensional shape. In the laminated type, a powder (gypsum or nylon powder), a plastic liquid or a plastic yarn is formed into a layer (layer) of 0.01 to 0.08 mm A layer is piled up to create a three-dimensional shape. The thinner the layer is, the more accurate the shape can be obtained and the coloring can proceed at the same time.

적층형 3D 프린팅 장치의 기존 파우더 공급노즐은 디자인에 따라 Off-axis powder injection, Continuous coaxial powder injection 및 Discontinuous coaxial powder injection의 3가지 형태가 있다. Off-axis powder injection 방식은 파우더 공급라인이 1개로 구성되고 레이저 빔의 진행방향의 앞쪽에 위치하는 방식으로 3차원 조형에는 적합하지 않은 문제점이 있다. 또한, Continuous coaxial powder injection 방식은 파우더 공급라인이 레이저를 감싸는 방식으로 3차원 조형에 적합한 형태이지만 360도의 원주방향 전체로 균질한 파우더 공급에 제약이 있다. 특히, 미국등록특허 제7020539호 ("SYSTEM AND METHOD FOR FABRICATING OR REPAIRING A PART", 등록일 2006.03.28)에 Discontinuous coaxial powder injection 방식이 기재되고 있으며, Discontinuous coaxial powder injection 방식은 레이저빔 쪽으로 120도의 각도로 3개로 분할된 노즐에서 파우더를 공급하는 방식으로 3차원 조형에 적합하지만 360도 전 방향에 대한 파우더 공급이 이루어지지 않는 단점을 가지고 있다.
There are three types of conventional powder supply nozzles of the stacked 3D printing device: Off-axis powder injection, Continuous coaxial powder injection, and Discontinuous coaxial powder injection. The off-axis powder injection method has a problem in that it is not suitable for three-dimensional molding because the powder supply line is constituted by one and positioned in front of the advancing direction of the laser beam. In addition, the continuous coaxial powder injection method is suitable for three-dimensional molding in a way that the powder supply line surrounds the laser, but there is a restriction on the homogeneous powder supply in the entire circumferential direction of 360 degrees. DISCONTINUOUS COAXIAL POWDER INJECTION METHOD is disclosed in U.S. Patent No. 7020539 ("SYSTEM AND METHOD FOR FABRICATING OR REPAIRING A PART", registered March 28, 2006) In this method, powder is supplied from nozzles divided into three, which is suitable for three-dimensional molding, but powder is not supplied in all directions 360 degrees.

미국등록특허 제7020539호 ("SYSTEM AND METHOD FOR FABRICATING OR REPAIRING A PART", 등록일 2006.03.28)US Patent No. 7020539 ("SYSTEM AND METHOD FOR FABRICATING OR REPAIRING PART ", filed on Mar. 28, 2006)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 레이저 열원을 중심으로 360도 방향에서 파우더가 지속적으로 공급되고 파우더가 레이저 열원의 중심에 효율적으로 모이게 하는 3D 프린팅용 파우더 공급 노즐을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a powder supply device for 3D printing, in which powder is continuously supplied in a direction of 360 degrees around a laser heat source, Nozzle.

본 발명은 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐(1000)에 관한 것으로, 상부가 넓고 하부가 좁은 원뿔 형상의 몸체(100); 상기 몸체(100)의 중심에 천공되어 레이저 열원이 통과되는 제1 레이저홀(110); 상기 몸체(100)의 외측면을 감싸도록 구비되는 덮개(200); 및 상기 몸체(100)와 상기 덮개(200) 사이에 구비되고 상기 몸체(100)의 축을 기준으로 일정한 기울기를 갖으며, 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향의 나선형 형상으로 형성되어, 파우더 공급 시 상기 파우더가 상기 몸체(100)의 둘레면을 따라 중심방향으로 회전하여 상기 몸체(100)의 상부에서 하부로 이동하는 복수개의 파우더유로(120);를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a powder supply nozzle (1000) for 3D laser printing, comprising: a body (100) having a cone shape with a wide top and a narrow bottom; A first laser hole 110 penetrating the center of the body 100 and passing a laser heat source therethrough; A cover 200 enclosing an outer surface of the body 100; And a cover member 200 which is provided between the body 100 and the cover 200 and has a constant inclination with respect to the axis of the body 100 and has a clockwise or counterclockwise helical shape And a plurality of powder flow paths 120 in which the powder rotates in the center direction along the circumferential surface of the body 100 when the powder is supplied to move from the upper portion to the lower portion of the body 100 .

또한, 상기 파우더유로(120)는 상기 몸체(100)의 외측면 상에 내측으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 한다. The powder passage 120 is recessed inward on the outer surface of the body 100.

또한, 상기 파우더유로(120)는 상기 덮개(200)의 내측면 상에 내측으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the powder passage 120 is recessed inward on the inner surface of the lid 200.

또한, 상기 파우더유로(120)는 상단에 파우더 및 가스가 공급되는 파우더공급라인(130)이 상기 파우더유로(120)와 일직선상에 연통되도록 구비되며, 상기 파우더공급라인(130)은 상기 파우더유로(120)의 기울기에 대응되는 기울기를 갖는 것을 특징으로 한다. The powder flow path 120 includes a powder supply line 130 through which powder and gas are supplied to the upper end of the powder flow path 120 so as to communicate with the powder flow path 120 in a straight line, And has a slope corresponding to the slope of the substrate 120.

또한, 상기 몸체(100)는 상기 제1 레이저홀(110)에 삽입되어 3D 레이저 프린팅 장치와 연결되는 연결부(300)가 구비되며, 상기 연결부(300)의 외측면에 상기 제1 레이저홀(110)로 가스를 공급하는 가스공급라인(310)이 연결되는 것을 특징으로 한다.The body 100 has a connection part 300 inserted into the first laser hole 110 and connected to the 3D laser printing device and the first laser hole 110 And a gas supply line 310 for supplying gas to the gas supply line 310 is connected.

또한, 상기 몸체(100)는 냉각수가 유입되는 제1 냉각수유입라인(140) 및 냉각수가 배출되는 제1 냉각수배출라인(141)이 연결되어 구비되며, 상기 냉각수가 상기 몸체(100)의 내부를 경유하여, 상기 몸체(100)가 냉각되는 것을 특징으로 한다.The body 100 is connected to a first cooling water inflow line 140 through which cooling water flows and a first cooling water discharge line 141 through which cooling water is discharged and the cooling water flows into the body 100 The body 100 is cooled.

또한, 상기 덮개(200)는 외측에 열교환을 통해 냉각하는 냉각장치(400)가 결합되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the lid 200 is coupled with a cooling device 400 for cooling the outside of the lid 200 through heat exchange.

본 발명은 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐로서, 파우더 공급노즐을 이용하면 파우더의 손실을 최소화 할 수 있으며 3차원적으로 가공 시 방향에 관계없이 정량의 파우더가 지속적으로 공급되는 효과가 있다.
The present invention relates to a powder feed nozzle for 3D laser printing, in which the loss of powder can be minimized by using a powder feed nozzle, and a constant amount of powder is continuously supplied regardless of the direction in three-dimensional processing.

도1은 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 사시도
도2는 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 분해도
도3은 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예1의 분해도
도4는 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예1의 몸체 하부면의 평면도
도5는 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예2의 분해도
도6은 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예2의 덮개 내부의 사시도1 is a perspective view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention;
2 is an exploded view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention.
3 is an exploded view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to Embodiment 1 of the present invention
4 is a plan view of a lower portion of a body of the powder supply nozzle for 3D laser printing according to Embodiment 1 of the present invention
5 is an exploded view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to a second embodiment of the present invention
6 is a perspective view of the inside of the lid according to the second embodiment of the powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the technical concept of the present invention, are incorporated in and constitute a part of the specification, and are not intended to limit the scope of the present invention.

도1은 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 사시도이며, 도2는 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 분해도이다.
FIG. 1 is a perspective view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention.

도1 및 도2를 참조하여 설명하면, 본 발명은 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐(1000)에 관한 것으로, 상기 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐(1000)은 상부가 넓고, 하부가 좁은 원뿔 형상의 몸체(100)와 상기 몸체(100)의 하부 외측면을 감싸는 덮개(200)가 구비되며, 상기 몸체(100)의 상부와 3D 프린팅 장치를 연결하는 연결부(300)가 구비된다. 또한, 상기 몸체(100) 또는 덮개(200)의 외측에 냉각을 위한 냉각장치(400)가 구비된다. Referring to FIGS. 1 and 2, the present invention relates to a powder supply nozzle 1000 for 3D laser printing, wherein the powder supply nozzle 1000 for 3D laser printing has a wide upper portion and a narrower conical lower portion A cover 200 for covering the body 100 and the lower outer side of the body 100 and a connection part 300 for connecting the upper part of the body 100 and the 3D printing device are provided. In addition, a cooling device 400 for cooling is provided outside the body 100 or the lid 200.

또한, 상기 몸체(100)와 상기 덮개(200) 사이에 파우더가 상부에서 하부로 이동하는 복수개의 파우더유로(120)가 구비되며, 상기 파우더유로는 상기 몸체(100)의 축을 기준으로 일정한 기울기를 가지며, 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향의 나선형 형상으로 형성되어, 파우더 공급 시 상기 파우더가 상기 몸체(100)의 둘레면을 따라 중심방향으로 회전하여 상기 몸체(100)의 상부에서 하부로 이동한다.
Between the body 100 and the lid 200, there is provided a plurality of powder flow paths 120 through which the powder moves from the upper part to the lower part. The powder flow path has a constant slope with respect to the axis of the body 100 And is formed in a spiral shape in a clockwise or counterclockwise direction with respect to the center of the body 100 so that when the powder is supplied, the powder rotates in the center direction along the circumferential surface of the body 100, To move downward.

[실시예1][Example 1]

도3은 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예 1의 분해도이며, 도4는 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예 1의 몸체 하부면의 평면도이다.
FIG. 3 is an exploded view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention, and FIG. 4 is a plan view of a lower part of a body of the powder supply nozzle for 3D laser printing according to the first embodiment of the present invention.

도3 및 도4를 참조하여 설명하면, 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐(1000)은 하부방향으로 뾰족한 원뿔 형상의 몸체(100)와 상기 몸체(100)의 하부 외측면을 감싸는 덮개(200) 및 상기 몸체(100)의 상부와 3D 프린팅 장치를 연결하는 연결부(300)가 구비되며, 상기 몸체(100)를 냉각하는 냉각장치(400)가 구비된다. Referring to FIGS. 3 and 4, the powder supply nozzle 1000 for 3D laser printing has a conical body 100 having a sharp downward point, a lid 200 surrounding the lower outer side of the body 100, A connection unit 300 for connecting the upper part of the body 100 to the 3D printing apparatus is provided and a cooling unit 400 for cooling the body 100 is provided.

몸체(100)는 상부가 넓고, 하부가 좁은 원뿔 형상이며, 상기 몸체(100)의 중심에 천공되어 3D 프린팅 장치에서 발생되는 레이저 열원이 관통하는 제1 레이저홀(110)이 구비된다. 또한, 상기 몸체(100)의 외측면에는 파우더가 이동되는 파우더유로(120)가 복수개 구비된다. 상기 파우더유로(120)는 상기 몸체(100)의 축을 기준으로 일정한 기울기를 가지며, 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향의 나선형 형상으로 형성된다. 또한, 상기 파우더유로(120) 간의 거리는 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 일정한 각도를 형성하며 이격되어 구비된다. 이러한 상기 파우더유로(120)에 의해 파우더 공급 시 상기 파우더가 상기 몸체(100)의 둘레면을 따라 중심방향으로 회전하면서 상기 몸체(100)의 상부에서 하부로 이동하게 된다. The body 100 includes a first laser hole 110 through which a laser heat source generated in a 3D printing apparatus passes through the center of the body 100 and has a wide upper portion and a narrower lower conical shape. In addition, a plurality of powder flow paths 120 through which the powder moves are formed on the outer surface of the body 100. The powder flow path 120 has a constant inclination with respect to the axis of the body 100 and is formed in a spiral shape clockwise or counterclockwise with respect to the center of the body 100. In addition, the distance between the powder flow paths 120 is spaced apart from the center of the body 100 by a predetermined angle. When the powder is supplied by the powder passage 120, the powder moves downward from the upper part of the body 100 while rotating in the center direction along the circumferential surface of the body 100.

또한, 상기 파우더유로(120)는 상단에 파우더공급라인(130)이 연결되어 파우더 및 가스가 공급되며, 상기 파우더공급라인(130)은 상기 파우더유로(120)와 일직선상에 연통되도록 구비되고, 상기 파우더유로(120)의 기울기에 대응되는 기울기를 갖는다. 상기 파우더공급라인(130)을 통해 공급되는 가스는 파우더가 상부에서 하부로 이동할 수 있게 하는 역할을 하며, 파우더와 반응하지 않는 불활성 기체인 질소 가스, 아르곤 가스 등을 사용하는 것이 바람직하다.A powder supply line 130 is connected to an upper portion of the powder passage 120 to supply powder and gas. The powder supply line 130 is disposed to communicate with the powder passage 120 in a straight line. And has a slope corresponding to the inclination of the powder passage 120. The gas supplied through the powder supply line 130 serves to move the powder from the upper part to the lower part, and it is preferable to use an inert gas such as nitrogen gas, argon gas or the like which does not react with the powder.

상기 몸체(100)의 상부는 외측방향으로 돌출 형성되는 결합부(150)가 구비되며, 상기 결합부(150)는 상부에서 하부로 천공되는 복수개의 제1 결합공(151)이 구비되고, 나사가 삽입되어 덮개(200)의 상부와 결합한다. 또한, 상기 몸체(100)의 상부 일측은 냉각수가 유입되는 제1 냉각수유입라인(140)과 상기 냉각수가 상기 몸체(100) 내부를 경유하여 배출되는 제1 냉각수배출라인(141)이 연통되도록 구비된다. 또한, 상기 몸체(100)의 외측면에 천공되는 복수개의 제2 결합공(160)이 구비되며, 나사가 삽입되어 연결부(300)의 하부와 결합한다. An upper portion of the body 100 is provided with a coupling portion 150 protruding outwardly. The coupling portion 150 includes a plurality of first coupling holes 151 pierced from the upper portion to the lower portion. And engages with the upper portion of the lid 200. One side of the upper portion of the body 100 is connected to a first cooling water inflow line 140 through which cooling water flows and a first cooling water discharge line 141 through which the cooling water is discharged through the inside of the body 100 do. Also, a plurality of second engagement holes 160 are formed in the outer surface of the body 100, and a screw is inserted into the second engagement holes 160 to engage with the lower portion of the connection portion 300.

덮개(200)는 상기 몸체(100)의 외측면을 감싸도록 구비되고, 하부 중심에는 레이저 열원이 통과하는 제2 레이저홀(210)이 구비된다. 또한, 상기 덮개(200)는 상부면에 상기 제1 결합공(151)과 대응되는 위치에 제1 결합홈(220)이 구비되며, 나사가 상기 제1 결합공(151)과 제1 결합홈(220)에 삽입되어 상기 몸체(100)와 덮개(200)를 결합한다. The lid 200 is provided to surround the outer surface of the body 100 and a second laser hole 210 through which the laser heat source passes is provided at the lower center. The lid 200 is provided on the upper surface thereof with a first coupling groove 220 at a position corresponding to the first coupling hole 151. A screw is formed in the first coupling hole 151 and the first coupling groove 151, (220) to couple the body (100) and the lid (200).

연결부(300)는 몸체(100)의 제1 레이저홀(110)에 삽입되어 결합되고, 3D 레이저 프린팅 장치와 몸체(100)를 연결한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 연결부(300)는 하부 둘레면에 제2 결합홈(320)이 형성되고, 나사가 상기 몸체(100)의 제2 결합공(160)과 상기 제2 결합홈(320)에 삽입되어, 상기 몸체(100)와 상기 연결부(300)를 결합한다. 또한, 상기 연결부(300)의 상부는 3D 레이저 프린팅 장치와 결합되며, 상기 연결부(300)의 외측면에는 적어도 하나 이상의 가스공급라인(310)이 연결되어 가스가 유입된다. 상기 가스는 파우더와 반응하지 않는 불활성 기체인 질소 가스, 아르곤 가스 등을 사용하는 것이 바람직하다.The connection part 300 is inserted into and coupled to the first laser hole 110 of the body 100 and connects the body 100 with the 3D laser printing device. More specifically, the connecting portion 300 has a second engaging groove 320 formed on a lower circumferential surface thereof, and a screw is formed on the second engaging hole 160 and the second engaging groove 320 of the body 100, So that the body 100 and the connection portion 300 are coupled to each other. At least one gas supply line 310 is connected to the outer surface of the connection part 300 so that gas is introduced into the connection part 300. The gas is preferably an inert gas that does not react with the powder, such as nitrogen gas or argon gas.

냉각장치(400)는 상기 몸체(100) 및 덮개(200)의 외측에 밀착되도록 구비되며, 상기 몸체(100) 및 덮개(200)가 레이저 열원으로 인해 과열되는 것을 냉각하기 위한 역할을 한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 냉각장치(400)는 둘레면에 제2 냉각수유입라인(410) 및 제2 냉각수배출라인(411)이 연결되어, 냉각수가 유입되어 상기 냉각장치(400) 내를 경유하며, 열교환을 통해 상기 몸체(100) 및 덮개(200)를 냉각한다. 또한, 상기 냉각장치(400)의 일측에 일정간격 떨어진 결합간격(420)이 구비되며, 상기 결합간격(420)을 중심으로 일측에 나사가 삽입되는 결합나사유입구(421)가 구비되고, 타측에 결합나사삽입공(422)이 구비된다. 나사가 상기 결합나사유입구(421)로 삽입되어 상기 결합간격(420)을 관통하고, 상기 결합나사삽입공(422)에 삽입되어 나사의 조임에 의해 상기 냉각장치(400)가 상기 몸체(100)의 외측면에 밀착된다.
The cooling device 400 is provided to closely adhere to the outside of the body 100 and the lid 200 and serves to cool the body 100 and the lid 200 from being overheated by the laser heat source. More specifically, the cooling device 400 has a second cooling water inflow line 410 and a second cooling water discharge line 411 connected to a circumferential surface thereof, and the cooling water flows in the cooling device 400, And cools the body 100 and the lid 200 through heat exchange. The cooling device 400 includes a coupling gap 420 spaced apart from the cooling gap 400 by a predetermined distance and a coupling screw inlet 421 through which a screw is inserted into one side of the coupling gap 420, A coupling screw insertion hole 422 is provided. A screw is inserted into the coupling screw inlet 421 and passes through the coupling gap 420. When the cooling device 400 is inserted into the coupling screw insertion hole 422 and the screw is tightened, As shown in FIG.

[실시예2][Example 2]

도5는 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예 2의 분해도이며, 도6은 본 발명에 따른 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급 노즐의 실시예 2의 덮개 내부의 사시도이다.
FIG. 5 is an exploded view of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention, and FIG. 6 is a perspective view of the interior of a lid according to a second embodiment of a powder supply nozzle for 3D laser printing according to the present invention.

도5 및 도6을 참조하여 설명하면, 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐(1000)은 원뿔 형상의 몸체(100)와 상기 몸체(100)의 외측면을 감싸는 덮개(200) 및 상기 몸체(100)의 상부와 3D 프린팅 장치를 연결하는 연결부(300)가 구비되며, 상기 몸체(100)를 냉각하는 냉각장치(400)가 구비된다. 5 and 6, a powder supply nozzle 1000 for 3D laser printing includes a conical body 100, a lid 200 surrounding the outer surface of the body 100, And a cooling unit 400 for cooling the body 100. The cooling unit 400 is provided with a connection part 300 for connecting the upper part of the body 100 and the 3D printing device.

몸체(100)는 상부가 넓고, 하부가 좁은 원뿔 형상이며, 상기 몸체(100)의 중심에 천공되어 3D 프린팅 장치에서 발생되는 레이저 열원이 관통하는 제1 레이저홀(110)이 구비된다. The body 100 includes a first laser hole 110 through which a laser heat source generated in a 3D printing apparatus passes through the center of the body 100 and has a wide upper portion and a narrower lower conical shape.

또한, 상기 몸체(100)의 상부는 외측방향으로 돌출 형성되는 결합부(150)가 구비되며, 상기 결합부(150)는 상부에서 하부로 천공되는 복수개의 제1 결합공(151)이 구비되고, 나사가 삽입되어 덮개(200)의 상부와 결합한다. 또한, 상기 몸체(100)의 상부 일측은 냉각수가 유입되는 제1 냉각수유입라인(140)과 상기 냉각수가 상기 몸체(100) 내부를 경유하여 배출되는 제1 냉각수배출라인(141)이 연통되도록 구비된다. 또한, 상기 몸체(100)의 외측면에 천공되는 복수개의 제2 결합공(160)이 구비되며, 나사가 삽입되어 연결부(300)의 하부와 결합한다. The upper portion of the body 100 is provided with a coupling portion 150 protruding outwardly. The coupling portion 150 includes a plurality of first coupling holes 151 pierced from the upper side to the lower side , And a screw is inserted to engage with the upper portion of the cover (200). One side of the upper portion of the body 100 is connected to a first cooling water inflow line 140 through which cooling water flows and a first cooling water discharge line 141 through which the cooling water is discharged through the inside of the body 100 do. Also, a plurality of second engagement holes 160 are formed in the outer surface of the body 100, and a screw is inserted into the second engagement holes 160 to engage with the lower portion of the connection portion 300.

덮개(200)는 상기 몸체(100)의 외측면을 감싸도록 구비되고, 하부 중심에는 레이저 열원이 통과하는 제2 레이저홀(210)이 구비된다. 또한, 상기 덮개(200)는 상부면에 상기 제1 결합공(151)과 대응되는 위치에 제1 결합홈(220)이 구비되며, 나사가 상기 제1 결합공(151)과 제1 결합홈(220)에 삽입되어 상기 몸체(100)와 덮개(200)를 결합한다. The lid 200 is provided to surround the outer surface of the body 100 and a second laser hole 210 through which the laser heat source passes is provided at the lower center. The lid 200 is provided on the upper surface thereof with a first coupling groove 220 at a position corresponding to the first coupling hole 151. A screw is formed in the first coupling hole 151 and the first coupling groove 151, (220) to couple the body (100) and the lid (200).

또한, 상기 덮개(200)는 내부면에 파우더가 이동되는 파우더유로(120)가 복수개 구비된다. 상기 파우더유로(120)는 상기 몸체(100)의 축을 기준으로 일정한 기울기를 가지며, 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향의 나선형 형상으로 형성된다. 또한, 상기 파우더유로(120) 간의 거리는 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 일정한 각도를 형성하며 이격되어 구비된다. 이러한 상기 파우더유로(120)에 의해 파우더 공급 시 상기 파우더가 상기 몸체(100)의 둘레면을 따라 중심방향으로 회전하면서 상기 몸체(100)의 상부에서 하부로 이동하게 된다. In addition, the lid 200 includes a plurality of powder channels 120 through which the powder moves on the inner surface. The powder flow path 120 has a constant inclination with respect to the axis of the body 100 and is formed in a spiral shape clockwise or counterclockwise with respect to the center of the body 100. In addition, the distance between the powder flow paths 120 is spaced apart from the center of the body 100 by a predetermined angle. When the powder is supplied by the powder passage 120, the powder moves downward from the upper part of the body 100 while rotating in the center direction along the circumferential surface of the body 100.

또한, 상기 파우더유로(120)는 상단에 파우더공급라인(130)이 연결되어 파우더 및 가스가 공급되며, 상기 파우더공급라인(130)은 상기 파우더유로(120)와 일직선상에 연통되도록 구비되고, 상기 파우더유로(120)의 기울기에 대응되는 기울기를 갖는다. 상기 파우더공급라인(130)을 통해 공급되는 가스는 파우더가 상부에서 하부로 이동할 수 있게 하는 역할을 하며, 파우더와 반응하지 않는 불활성 기체인 질소 가스, 아르곤 가스 등을 사용하는 것이 바람직하다.A powder supply line 130 is connected to an upper portion of the powder passage 120 to supply powder and gas. The powder supply line 130 is disposed to communicate with the powder passage 120 in a straight line. And has a slope corresponding to the inclination of the powder passage 120. The gas supplied through the powder supply line 130 serves to move the powder from the upper part to the lower part, and it is preferable to use an inert gas such as nitrogen gas, argon gas or the like which does not react with the powder.

연결부(300)는 몸체(100)의 제1 레이저홀(110)에 삽입되어 결합되고, 3D 레이저 프린팅 장치와 몸체(100)를 연결한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 연결부(300)는 하부 둘레면에 제2 결합홈(320)이 형성되고, 나사가 상기 몸체(100)의 제2 결합공(160)과 상기 제2 결합홈(320)에 삽입되어, 상기 몸체(100)와 상기 연결부(300)를 결합한다. 또한, 상기 연결부(300)의 상부는 3D 레이저 프린팅 장치와 결합되며, 상기 연결부(300)의 외측면에는 적어도 하나 이상의 가스공급라인(310)이 연결되어 가스가 유입된다. 상기 가스는 파우더와 반응하지 않는 불활성 기체인 질소 가스, 아르곤 가스 등을 사용하는 것이 바람직하다.The connection part 300 is inserted into and coupled to the first laser hole 110 of the body 100 and connects the body 100 with the 3D laser printing device. More specifically, the connecting portion 300 has a second engaging groove 320 formed on a lower circumferential surface thereof, and a screw is formed on the second engaging hole 160 and the second engaging groove 320 of the body 100, So that the body 100 and the connection portion 300 are coupled to each other. At least one gas supply line 310 is connected to the outer surface of the connection part 300 so that gas is introduced into the connection part 300. The gas is preferably an inert gas that does not react with the powder, such as nitrogen gas or argon gas.

냉각장치(400)는 상기 몸체(100) 및 덮개(200)의 외측에 밀착되도록 구비되며, 상기 몸체(100) 및 덮개(200)가 레이저 열원으로 인해 과열되는 것을 냉각하기 위한 역할을 한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 냉각장치(400)는 둘레면에 제2 냉각수유입라인(410) 및 제2 냉각수배출라인(411)이 연결되어, 냉각수가 유입되어 상기 냉각장치(400) 내를 경유하며, 열교환을 통해 상기 몸체(100) 및 덮개(200)를 냉각한다. 또한, 상기 냉각장치(400)의 일측에 일정간격 떨어진 결합간격(420)이 구비되며, 상기 결합간격(420)을 중심으로 일측에 나사가 삽입되는 결합나사유입구(421)가 구비되고, 타측에 결합나사삽입공(422)이 구비된다. 나사가 상기 결합나사유입구(421)로 삽입되어 상기 결합간격(420)을 관통하고, 상기 결합나사삽입공(422)에 삽입되어 나사의 조임에 의해 상기 냉각장치(400)가 상기 몸체(100)의 외측면에 밀착된다.
The cooling device 400 is provided to closely adhere to the outside of the body 100 and the lid 200 and serves to cool the body 100 and the lid 200 from being overheated by the laser heat source. More specifically, the cooling device 400 has a second cooling water inflow line 410 and a second cooling water discharge line 411 connected to a circumferential surface thereof, and the cooling water flows in the cooling device 400, And cools the body 100 and the lid 200 through heat exchange. The cooling device 400 includes a coupling gap 420 spaced apart from the cooling gap 400 by a predetermined distance and a coupling screw inlet 421 through which a screw is inserted into one side of the coupling gap 420, A coupling screw insertion hole 422 is provided. A screw is inserted into the coupling screw inlet 421 and passes through the coupling gap 420. When the cooling device 400 is inserted into the coupling screw insertion hole 422 and the screw is tightened, As shown in FIG.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1000 : 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐
100 : 몸체 110 : 제1 레이저홀
120 : 파우더유로 130 : 파우더공급라인
140 : 제1 냉각수유입라인 141 : 제1 냉각수배출라인
150 : 결합부 151 : 제1 결합공
160 : 제2 결합공
200 : 덮개 210 : 제2 레이저홀
220 : 제1 결합홈
300 : 연결부
310 : 가스공급라인 320 : 제2 결합홈
400 : 냉각장치
410 : 제2 냉각수유입라인 411 : 제2 냉각수배출라인
420 : 결합간격
421 : 결합나사유입구 422 : 결합나사삽입공1000: powder feed nozzle for 3D laser printing
100: body 110: first laser hole
120: Powder flow path 130: Powder supply line
140: first cooling water inflow line 141: first cooling water discharge line
150: coupling portion 151: first coupling hole
160: second engaging hole
200: cover 210: second laser hole
220: first coupling groove
300: connection
310: gas supply line 320: second coupling groove
400: cooling device
410: second cooling water inflow line 411: second cooling water drain line
420: engagement interval
421: Coupling screw inlet 422: Coupling screw insertion hole

Claims (7)

상부가 넓고 하부가 좁은 원뿔 형상의 몸체(100);
상기 몸체(100)의 중심에 천공되어 레이저 열원이 통과되는 제1 레이저홀(110);
상기 몸체(100)의 외측면을 감싸도록 구비되는 덮개(200); 및
상기 몸체(100)와 상기 덮개(200) 사이에 구비되고 상기 몸체(100)의 축을 기준으로 일정한 기울기를 가지며, 상기 몸체(100)의 중심을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향의 나선형 형상으로 형성되는 복수개의 파우더유로(120); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐.
A conical body 100 having a wide upper portion and a narrower lower portion;
A first laser hole 110 penetrating the center of the body 100 and passing a laser heat source therethrough;
A cover 200 enclosing an outer surface of the body 100; And
And is formed between the body 100 and the lid 200 and has a constant inclination with respect to the axis of the body 100 and formed into a spiral shape clockwise or counterclockwise with respect to the center of the body 100 A plurality of powder flow paths 120; Wherein the powder feed nozzle comprises a plurality of nozzles.
제1항에 있어서,
상기 파우더유로(120)는
상기 몸체(100)의 외측면 상에 내측으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐.
The method according to claim 1,
The powder flow path 120
And is formed concavely inward on an outer surface of the body (100).
제1항에 있어서,
상기 파우더유로(120)는
상기 덮개(200)의 내측면 상에 내측으로 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐.
The method according to claim 1,
The powder flow path 120
Is formed to be inwardly concave on the inner surface of the cover (200).
제1항에 있어서,
상기 파우더유로(120)는
상단에 파우더 및 가스가 공급되는 파우더공급라인(130)이 상기 파우더유로(120)와 일직선상에 연통되도록 구비되며,
상기 파우더공급라인(130)은 상기 파우더유로(120)의 기울기에 대응되는 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐.
The method according to claim 1,
The powder flow path 120
A powder supply line 130 to which a powder and a gas are supplied is communicated in a straight line with the powder flow path 120,
Wherein the powder supply line (130) has a slope corresponding to a slope of the powder flow path (120).
제1항에 있어서,
상기 몸체(100)는
상기 제1 레이저홀(110)에 삽입되어 3D 레이저 프린팅 장치와 연결되는 연결부(300)가 구비되며,
상기 연결부(300)의 외측면에 상기 제1 레이저홀(110)로 가스를 공급하는 가스공급라인(310)이 연결되는 것을 특징으로 하는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐.
The method according to claim 1,
The body 100 is
A connection part 300 inserted into the first laser hole 110 and connected to the 3D laser printing device,
And a gas supply line (310) for supplying a gas to the first laser hole (110) is connected to the outer surface of the connection part (300).
제1항에 있어서,
상기 몸체(100)는
냉각수가 유입되는 제1 냉각수유입라인(140) 및
냉각수가 배출되는 제2 냉각수배출라인(141)이 연결되어 구비되며,
상기 냉각수가 상기 몸체(100)의 내부를 경유하여, 상기 몸체(100)가 냉각되는 것을 특징으로 하는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐.
The method according to claim 1,
The body 100 is
The first cooling water inflow line 140 into which the cooling water flows,
And a second cooling water discharge line 141 through which the cooling water is discharged,
Wherein the cooling water is passed through the inside of the body (100) to cool the body (100).
제1항에 있어서,
상기 덮개(200)는
외측에 열교환을 통해 냉각하는 냉각장치(400)가 결합되어 구비되는 것을 특징으로 하는 3D 레이저 프린팅용 파우더 공급노즐.The method according to claim 1,
The cover (200)
And a cooling device (400) for cooling the outside through heat exchange is provided.
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