KR20160068564A

KR20160068564A - Three-dimension printing device

Info

Publication number: KR20160068564A
Application number: KR1020140174453A
Authority: KR
Inventors: 박경태; 한진미; 김병일; 전종학
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: KR101636673B1

Abstract

시멘트, 물, 모래 등을 재료로 하여 3차원의 콘크리트 구조물을 용이하게 제조할 수 있도록, 재료가 저장되는 호퍼부, 상기 호퍼부로부터 재료를 공급받아 이를 출력하여 입체물을 형성하는 노즐부, 및 상기 노즐부를 이동시키기 위한 이동부를 포함하고, 상기 호퍼부는 물이 저장되는 물호퍼와, 시멘트가 저장되는 시멘트호퍼, 모래가 저장되는 모래호퍼를 포함하고, 상기 노즐부는 재료를 혼합하여 콘크리트 구조물을 형성하는 구조의 3차원 프린팅 장치를 제공한다.A hopper part for storing a material so that a three-dimensional concrete structure can be easily manufactured using cement, water, sand or the like as a material; a nozzle part for receiving a material from the hopper part and outputting the material to form a three- And a moving part for moving the nozzle part, wherein the hopper part includes a water hopper in which water is stored, a cement hopper in which cement is stored, and a sand hopper in which the sand is stored, and the nozzle part mixes materials to form a concrete structure Dimensional printing apparatus of the present invention.

Description

[0001] THREE-DIMENSION PRINTING DEVICE [0002]

시멘트를 사용하여 입체물을 형성하는 3차원 프린팅 장치를 개시한다.A three-dimensional printing apparatus for forming a solid body using cement is disclosed.

3차원 프린팅 기술은 액체 형태의 재료를 쌓아올려 3차원의 입체물을 제조하는 기술이다. Three-dimensional printing technology is a technique for producing three-dimensional solid objects by stacking liquid type materials.

산업 현장, 생활 속에서 필요한 제품을 쉽게 만들 수 있는 3차원 프린트가 상용화되어 효과적으로 사용되고 있다. 현재 3차원 프린팅 장치는 비교적 작은 모형을 만드는 기계들이 출시되고 있으며 사용되는 소재는 폴리머, 금속, 종이 등 극히 제한적이고, 재료에 에너지를 가하여 액체 형태로 만들어 사용한다.Three-dimensional prints that can easily make the necessary products in the industrial field and daily life are commercialized and used effectively. At present, 3D printing devices are being released with relatively small models, and the materials used are extremely limited such as polymers, metals, paper, etc., and they are made into liquid form by applying energy to materials.

3차원 프린팅 장치는 노즐을 통해 액상의 소재를 출력하고, UV나 레이저 등의 에너지를 조사하여 경화시키면서 모형의 단면을 세분화시켜 인쇄 적층 하는 구조로 되어 있다.The three-dimensional printing apparatus has a structure in which a liquid material is outputted through nozzles, and energy is irradiated to UV or laser to harden the cross-section of the model and print laminate.

그런데, 종래의 3차원 프린팅 장치에 사용되는 재료로는 열적 성질 및 기계적 강도가 좋은 제품을 생산하기 쉽지 않다. 열적 성질 및 기계적 강도가 놓은 제품을 생산하기 위해서는 금속과 같은 재료를 사용하여야 하며, 이 경우 재료의 가격이 비싸고 액체 형태로 재료를 가공해야 하므로 막대한 양의 에너지가 필요하다. 반면에 가격이 싼 플라스틱 재료의 경우 열적 성질 및 기계적 강도가 떨어지는 단점이 있다.However, it is difficult to produce a product having good thermal and mechanical strength as a material used in a conventional three-dimensional printing apparatus. In order to produce products with thermal properties and mechanical strength, materials such as metal should be used. In this case, the material is expensive and requires a large amount of energy because the material must be processed in liquid form. On the other hand, inexpensive plastic materials have a disadvantage in that their thermal properties and mechanical strength are lowered.

시멘트, 물, 모래 등을 재료로 하여 3차원의 콘크리트 구조물을 용이하게 제조할 수 있도록 된 3차원 프린팅 장치를 제공한다.The present invention provides a three-dimensional printing apparatus capable of easily manufacturing a three-dimensional concrete structure using cement, water, and sand as a material.

본 구현예의 장치는 재료가 저장되는 호퍼부, 상기 호퍼부로부터 재료를 공급받아 이를 출력하여 입체물을 형성하는 노즐부, 및 상기 노즐부를 이동시키기 위한 이동부를 포함하고, 상기 호퍼부는 물이 저장되는 물호퍼와, 시멘트가 저장되는 시멘트호퍼, 모래가 저장되는 모래호퍼를 포함하고, 상기 노즐부는 재료를 혼합하여 콘크리트 구조물을 형성하는 구조일 수 있다.The apparatus includes a hopper for storing a material, a nozzle for receiving a material from the hopper and outputting the material to form a solid body, and a moving part for moving the nozzle, A hopper, a cement hopper in which cement is stored, and a sand hopper in which the sand is stored, and the nozzle portion may be a structure that forms a concrete structure by mixing materials.

상기 노즐부는 재료가 수용되는 노즐과, 노즐에 설치되어 내부에 재료를 반죽하는 혼합기, 상기 노즐에 설치되어 재료를 출력하는 노즐팁을 포함할 수 있다.The nozzle unit may include a nozzle in which a material is accommodated, a mixer installed in the nozzle and kneading the material therein, and a nozzle tip provided in the nozzle to output a material.

상기 노즐부는 상기 물호퍼와 시멘트호퍼에 연결되어 물과 시멘트를 공급받아 이를 반죽하여 출력하는 제1 노즐부와, 상기 물호퍼와 시멘트호퍼 및 모래호퍼에 연결되어 물과 시멘트 및 모래를 공급받아 이를 반죽하여 출력하는 제2 노즐부를 포함할 수 있다.The nozzle unit includes a first nozzle unit connected to the water hopper and the cement hopper for supplying water and cement and kneading and outputting the water and cement, and a second nozzle unit connected to the water hopper, the cement hopper and the sand hopper, And a second nozzle unit for kneading and outputting the kneaded product.

상기 모래 호퍼는 내부에 자갈이 혼합될 수 있다.The sand hopper can be mixed with gravel.

상기 호퍼부는 자갈을 수용하는 자갈호퍼를 더 포함할 수 있다.The hopper may further include a gravel hopper for receiving the gravel.

상기 제2 노즐부는 자갈호퍼에 연결되어 자갈을 공급받아 같이 반죽하는 구조일 수 있다.The second nozzle unit may be connected to a gravel hopper to receive gravel and knead it together.

본 장치는 상기 노즐부를 세척하기 위한 세척부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a cleaning unit for cleaning the nozzle unit.

상기 세척부는 이동부를 따라 이동된 노즐부 내부로 세척수를 분사하는 회전분사노즐과, 상기 회전분사노즐에 연결되어 세척수를 공급하는 공급펌프를 포함할 수 있다.The cleaning unit may include a rotation spray nozzle for spraying wash water into the nozzle unit moved along the moving unit, and a supply pump connected to the rotation spray nozzle for supplying wash water.

상기 세척부는 노즐부에서 배출되는 폐수를 저장하는 저장용기를 더 포함할 수 있다.The cleaning unit may further include a storage container for storing wastewater discharged from the nozzle unit.

이상 설명한 바와 같이 본 구현예에 의하면, 콘크리트 구조물을 용이하고 간편하게 제조할 수 있게 된다. As described above, according to this embodiment, a concrete structure can be easily and easily manufactured.

또한, 3차원 프린팅 장치를 이용하여 보다 강성의 제품을 제조할 용이하게 제조할 수 있게 된다.Further, it is possible to easily manufacture a more rigid product by using a three-dimensional printing apparatus.

도 1은 본 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 도시한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram showing a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 실시예에 따른 3차원 프린팅 장치를 개략적으로 도시하고 있다.FIG. 1 schematically shows a three-dimensional printing apparatus according to this embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 3차원 프린팅 장치(100)는 재료가 저장되는 호퍼부, 상기 호퍼부로부터 재료를 공급받아 이를 작업대(70) 상에 출력하여 입체물을 형성하는 노즐부, 및 상기 노즐부를 이동시키기 위한 이동부(30)를 포함하고, 상기 호퍼부는 물이 저장되는 물호퍼(10)와, 시멘트가 저장되는 시멘트호퍼(12), 모래가 저장되는 모래호퍼(14)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the three-dimensional printing apparatus 100 of the present embodiment includes a hopper for storing a material, a nozzle for receiving a material from the hopper and outputting the material to a work table 70 to form a solid, And a moving part (30) for moving the nozzle part. The hopper part includes a water hopper (10) in which water is stored, a cement hopper (12) in which cement is stored, and a sand hopper .

이에, 상기 노즐부를 통해 혼합된 재료를 출력하여 3차원의 시멘트 구조물을 제조할 수 있게 된다.Thus, the mixed material can be output through the nozzle unit to produce a three-dimensional cement structure.

본 실시예에서 상기 장치(100)는 시멘트 구조물 외에 3차원의 콘크리트 구조물을 제조할 수 있다. 콘크리트 구조물 제조를 위해, 상기 모래호퍼(14)는 내부에 자갈이 혼합될 수 있다. 또는 상기 호퍼부는 모래호퍼 외에 자갈을 수용하는 자갈호퍼(16)를 더 포함할 수 있다. 이하 설명은 모래호퍼(14) 외에 자갈호퍼(16)가 별도로 구비되 구조를 예로서 설명한다. 이에, 상기 노즐부를 통해 시멘트와 모래 및 자갈이 혼합된 재료를 출력하여 콘크리트 입체물을 제조할 수 있다. 여기서, 콘크리트(concrete)는 시멘트와 모래 및 자갈을 물에 혼합한 것을 의미한다. In this embodiment, the apparatus 100 can produce a three-dimensional concrete structure in addition to the cement structure. For the production of concrete structures, the sand hopper 14 may be mixed with gravel. Or the hopper part may further include a gravel hopper 16 for receiving gravel in addition to the sand hopper. In the following description, a gravel hopper 16 is additionally provided in addition to the sand hopper 14 to explain the structure as an example. Accordingly, the mixed material of cement, sand, and gravel can be output through the nozzle unit to produce a concrete solid object. Here, concrete means a mixture of cement, sand and gravel into water.

상기 물호퍼(10), 시멘트호퍼(12), 모래호퍼(14) 및 자갈호퍼(16)는 각각 공급라인을 통해 노즐부와 연결되어 각 재료를 노즐부로 공급한다. 상기 노즐부는 공급라인을 통해 공급된 재료를 혼합하여 콘크리트 구조물을 형성한다.The water hopper 10, the cement hopper 12, the sand hopper 14, and the gravel hopper 16 are respectively connected to the nozzle unit through a supply line to supply the respective materials to the nozzle unit. The nozzle portion mixes the material supplied through the supply line to form a concrete structure.

본 실시예에서 상기 노즐부는 주재료인 콘크리트 혼합물을 출력하는 제2 노즐부(50)과, 출력된 콘크리트를 지지하기 위한 보조재로 시멘트 혼합물을 출력하는 제1 노즐부(40)을 포함한다.In the present embodiment, the nozzle unit includes a second nozzle unit 50 for outputting a concrete mixture as a main material, and a first nozzle unit 40 for outputting a cement mixture as an auxiliary material for supporting the outputted concrete.

제1 노즐부(40)는 재료가 수용되는 노즐(42)과, 노즐에 설치되어 내부에 재료를 반죽하는 혼합기(44), 상기 노즐에 설치되어 재료를 출력하는 노즐팁(46)을 포함한다.The first nozzle unit 40 includes a nozzle 42 in which a material is accommodated, a mixer 44 installed in the nozzle and kneading the material therein, and a nozzle tip 46 installed in the nozzle to output a material .

상기 제1 노즐부(40)는 제1 공급라인(20)을 통해 물호퍼(10)와 시멘트호퍼(12)에 연결되어, 물과 시멘트만을 공급받는 구조로 되어 있다. 이에, 제1 노즐부(40)의 노즐(42)에는 물과 시멘트가 혼합 반죽되어 노즐팁(46)을 통해 시멘트 혼합물로 출력된다. 제1 노즐부를 통해 출력되는 시멘트 혼합물은 콘크리트 혼합물을 지지하기 위해 사용될 수 있으며, 3차원의 콘크리트 제조물을 만든 후 제조물로부터 분리가 용이하여야 한다. 시멘트 혼합물은 시멘트와 물만이 혼합되어 있어서 추후 콘크리트 구조물에서 용이하게 제거할 수 있다.The first nozzle unit 40 is connected to the water hopper 10 and the cement hopper 12 through the first supply line 20 and receives only water and cement. Thus, water and cement are mixed and kneaded in the nozzle 42 of the first nozzle unit 40, and the mixture is output to the cement mixture through the nozzle tip 46. The cement mixture output through the first nozzle portion can be used to support the concrete mixture and should be easy to separate from the product after making the three-dimensional concrete product. The cement mixture is mixed only with cement and water so that it can be easily removed from the concrete structure later.

상기 제2 노즐부(50) 역시 재료가 수용되는 노즐(52)과, 노즐에 설치되어 내부에 재료를 반죽하는 혼합기(54), 노즐에 설치되어 콘크리트 혼합물을 출력하는 노즐팁(56)을 포함한다.The second nozzle unit 50 also includes a nozzle 52 in which a material is accommodated, a mixer 54 installed in the nozzle and kneading the material therein, and a nozzle tip 56 installed in the nozzle to output a concrete mixture do.

상기 제2 노즐부(50)는 제2 공급라인(22)을 통해 물호퍼(10)와 시멘트호퍼(12), 모래호퍼(14) 및 자갈호퍼(16)와 모두 연결되어, 물과 시멘트, 모래 및 자갈을 공급받는 구조로 되어 있다. 이에, 제2 노즐부(50)의 노즐(52)에는 물과 시멘트, 모래 및 자갈이 혼합 반죽되어 노즐팁(56)을 통해 콘크리트 혼합물로 출력된다.The second nozzle unit 50 is connected to both the water hopper 10 and the cement hopper 12, the sand hopper 14 and the gravel hopper 16 via the second supply line 22 to supply water, Sand and gravel. Water, cement, sand, and gravel are mixed and kneaded in the nozzle 52 of the second nozzle unit 50 to be output to the concrete mixture through the nozzle tip 56.

상기 혼합기(44,54)는 노즐(42,52) 내부에 수용된 재료를 반죽 형태로 혼합하기 위한 것으로, 재료를 교반하는 구조면 다양하게 적용가능하다. 상기 혼합기는 프린팅 작업 중에 계속 구동되어 노즐 내부에 수용된 재료를 지속적으로 교반시키게 된다.The mixers 44 and 54 are for mixing the materials contained in the nozzles 42 and 52 in the form of a dough, and are variously applicable to the structure for stirring the materials. The mixer is continuously driven during the printing operation to continuously stir the material contained in the nozzle.

상기 이동부(30)는 제1 노즐부(40)와 제2 노즐부(50)를 각각 전후좌우로 이동시킨다. 상기 이동부(30)는 예를 들어, 레일과 모터 등의 구성을 이용하여 노즐부를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 이동부(30)는 입체물 제조를 위해 제1 노즐부(40)와 제2 노즐부(50)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 이동부(30)에 대해서는 다양한 구조가 개시되어 있으므로 이하 상세한 설명은 생략한다. 상기와 같이 노즐부가 상하로 이동하는 구조 외에, 출력된 제조물이 상하로 이동되는 구조 역시 적용가능하다. 이러한 구조의 경우, 제조물이 놓여지는 작업대(70)가 상하로 이동되는 구조일 수 있다.The moving unit 30 moves the first nozzle unit 40 and the second nozzle unit 50 back and forth, right and left, respectively. The moving unit 30 can move the nozzle unit to a desired position using, for example, a configuration of a rail and a motor. In addition, the moving unit 30 may move the first nozzle unit 40 and the second nozzle unit 50 upward and downward to manufacture a three-dimensional object. Since the moving unit 30 has various structures, detailed description thereof will be omitted. In addition to the structure in which the nozzle unit moves up and down as described above, a structure in which the output product moves up and down is also applicable. In the case of such a structure, the work table 70 on which the product is placed may be structured such that it is moved up and down.

이와 같이, 노즐부가 수평방향을 따라 전후좌우 방향으로 이동되고, 작업대(70)가 상하방향으로 이동하면서 노즐부를 3차원으로 이동시켜 입체적인 제조물을 출력할 수 있게 된다. In this manner, the nozzle unit is moved in the front, back, left and right directions along the horizontal direction, and the work unit 70 moves in the vertical direction, thereby moving the nozzle unit three-dimensionally and outputting stereoscopic products.

본 프린팅 장치(100)는 프린팅 작업 중단시나 작업 후 노즐 내부에 시멘트가 부착되어 굳는 것을 방지할 수 있도록, 노즐부를 세척하기 위한 세척부(80)를 더 포함한다. The printing apparatus 100 further includes a cleaning unit 80 for cleaning the nozzle unit to prevent the cement from sticking to the inside of the nozzle when the printing operation is stopped or after the operation.

본 실시예에서, 상기 세척부(80)는 이동부(30)를 따라 이동된 노즐부 내부로 세척수를 분사하는 회전분사노즐과, 상기 회전분사노즐에 연결되어 세척수를 공급하는 공급펌프(86)를 포함한다. 또한, 기 세척부는 노즐부에서 배출되는 폐수를 저장하는 저장용기(88)를 더 포함할 수 있다. 상기 세척부는 작업 영역과 간섭되지 않도록 작업대(70)에서 벗어난 외측에 배치된다. 상기 이동부(30)는 작업대(70)를 지나 세척부로 연장되어, 필요시 제1 노즐부(40)와 제2 노즐부(50)가 이동부(30)를 따라 세척부로 이동된다.The cleaning unit 80 includes a rotation injection nozzle for injecting the cleaning water into the nozzle unit moved along the moving unit 30, a supply pump 86 connected to the rotation injection nozzle for supplying the cleaning water, . Further, the pre-cleaning section may further include a storage container 88 for storing waste water discharged from the nozzle section. The cleaning unit is disposed outside the work table 70 so as not to interfere with the work area. The moving part 30 extends to the washing part through the worktable 70 and the first nozzle part 40 and the second nozzle part 50 are moved to the washing part along the moving part 30 when necessary.

상기 공급펌프(86)는 세척수를 각 회전분사노즐로 공급하여, 회전분사노즐을 통해 고압의 세척수를 분사한다. The supply pump 86 supplies wash water to each rotary spray nozzle and sprays the high-pressure wash water through the rotary spray nozzle.

상기 회전분사노즐은 제1 노즐부(40)와 제2 노즐부(50)에 대응하여 제1 회전분사노즐(82) 및 제2 회전분사노즐(84) 두 개가 구비될 수 있다. 이에, 제1 회전분사노즐(82)은 제1 노즐부(40)의 노즐 및 노즐팁 내부에 세척수를 분사하여 청소를 실시하며, 제2 회전분사노즐(84)은 제2 노즐부(50)의 노즐 및 노즐팁 내부에 세척수를 분사하여 청소를 실시한다. 상기 회전분사노즐은 예를 들어 노즐 내부에서 원주방향을 따라 회전하면서 세척수를 노즐 내면에 고르게 분사할 수 있다. The rotary injection nozzle may include two first rotary injection nozzles 82 and a second rotary injection nozzle 84 corresponding to the first nozzle unit 40 and the second nozzle unit 50. [ The first rotary injection nozzle 82 performs cleaning by injecting washing water into the nozzles of the first nozzle unit 40 and the tip of the nozzle and the second rotary injection nozzle 84 is connected to the second nozzle unit 50, And cleaning water is sprayed to the interior of the nozzle tip and the nozzle tip. For example, the rotary injection nozzle rotates in the circumferential direction within the nozzle, and the washing water can be uniformly sprayed on the inner surface of the nozzle.

세척수에 의해 노즐에서 제거된 잔존 찌꺼기 및 처리수는 세척부 아래쪽에 배치된 저장용기(88)에 담아진다. 이와 같이 시멘트와 같은 폐기물을 저장용기에 담아 처리할 수 있어, 환경 오염을 최소화할 수 있게 된다.The residual debris and the treated water removed from the nozzle by the washing water are contained in the storage vessel 88 disposed under the washing unit. Thus, the waste such as cement can be stored in the storage container, and environmental pollution can be minimized.

이하, 본 장치의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the present apparatus will be described.

콘크리트 구조물 제조를 위해서는 재료로서, 물, 시멘트, 모래 및 자갈이 필요하다. 물호퍼(10)와 시멘트호퍼(12), 모래호퍼(14) 및 자갈호퍼(16)는 콘크리트 구조물 출력을 위해 필요한 재료를 공급한다.Water, cement, sand, and gravel are needed as materials for the construction of concrete structures. The water hopper 10, the cement hopper 12, the sand hopper 14 and the gravel hopper 16 supply the material necessary for the concrete structure output.

제1 노즐부(40)는 물호퍼(10)와 시멘트호퍼(12)를 통해 물과 시멘트롤 공급받아 이를 잘 반죽하여 보조재료로 시멘트 혼합물을 형성한다. 제1 노즐부(40)의 노즐에 설치된 혼합기는 프린팅 작업이 완료될 때까지 시멘트 혼합물을 계속 교반한다. The first nozzle unit 40 receives the water and cement rolls through the water hopper 10 and the cement hopper 12 and kneads them well to form a cement mixture as an auxiliary material. The mixer installed in the nozzle of the first nozzle unit 40 continuously stirs the cement mixture until the printing operation is completed.

제2 노즐부(50)는 물호퍼(10)와 시멘트호퍼(12), 모래호퍼(14) 및 자갈호퍼(16)를 통해 물과 시멘트, 모래 및 자갈을 공급받아 이를 잘 반죽하여 주재료인 콘크리트 혼합물을 형성한다. 제2 노즐부(50)의 노즐에 설치된 혼합기 역시 프린팅 작업이 완료될 때까지 콘크리트 혼합물을 계속 교반한다. The second nozzle unit 50 receives water, cement, sand and gravel through the water hopper 10, the cement hopper 12, the sand hopper 14 and the gravel hopper 16, kneads them well, To form a mixture. The mixer installed in the nozzle of the second nozzle unit 50 also continues to stir the concrete mixture until the printing operation is completed.

이동부(30)의 작동에 따라 제1 노즐부(40)와 제2 노즐부(50)가 원하는 위치로 이동되면서 작업대(70) 상에 프린팅을 실시하게 된다. 제1 노즐부(40)의 노즐팁(46)에서 출력된 시멘트 혼합물은 작업대(70) 상에 적층되며, 제2 노즐부(50)의 노즐팁(56)에서 출력된 콘크리트 혼합물도 작업대(70) 상에 적층된다. 상기 제1 노즐부(40)의 노즐팁에서 출력되는 시멘트 혼합물은 주재료로 작업대(70) 상에 출력된 콘크리트 혼합물을 지지하는 역할을 수행한다.The first nozzle unit 40 and the second nozzle unit 50 are moved to a desired position according to the operation of the moving unit 30 to perform printing on the work table 70. The cement mixture output from the nozzle tip 46 of the first nozzle unit 40 is stacked on the work table 70 and the concrete mixture output from the nozzle tip 56 of the second nozzle unit 50 is also placed on the work table 70 ). The cement mixture output from the nozzle tip of the first nozzle unit 40 serves to support the concrete mixture output on the work table 70 as a main material.

각 노즐부는 이동부(30)에 연결되어 전후좌우로 이동되며 프린팅이 이루어지는 작업대(70) 역시 상하로 움직여 원하는 3차원 형태의 콘크리트 구조물이 제조된다. 콘크리트 구조물 제조 후 제1 노즐부를 통해 출력되어 지지체 역할을 하는 시멘트 구조물은 콘크리트 구조물에서 분리하여 제거한다.Each of the nozzle units is connected to the moving unit 30 to be moved back and forth, left and right, and the workbench 70 where printing is performed is also moved up and down to produce a desired three-dimensional concrete structure. After the concrete structure is manufactured, the cement structure, which is output through the first nozzle part and serves as a support, is separated and removed from the concrete structure.

콘크리트 구조물 제조가 완료되거나, 프린팅 작업이 중지되는 경우에는 노즐 내에 잔존하는 재료를 세척하여 제거한다.When the concrete structure is finished or the printing operation is stopped, the material remaining in the nozzle is cleaned and removed.

이동부(30)를 따라 노즐부가 세척부로 이동되고, 공급펌프(86)가 구동되면 회전분사노즐을 통해 세척수가 노즐 내부로 분사된다. 고압의 세척수에 의해 노즐이나 노즐팁에 잔존하는 혼합물이 깔끔히 제거된다. 이에, 시멘트 반죽이 노즐부 내에 남아 굳어 고착되는 현상을 방지할 수 있다.The nozzle portion is moved to the cleaning portion along the moving portion 30, and when the supply pump 86 is driven, the cleaning water is injected into the nozzle through the rotation injection nozzle. The mixture remaining in the nozzle or nozzle tip is cleaned off by the high-pressure washing water. Thus, it is possible to prevent the phenomenon that the cement paste remains in the nozzle portion and hardens.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.

10 : 물호퍼 12 : 시멘트호퍼
14 : 모래호퍼 16 : 자갈호퍼
20 : 제1 공급라인 22 : 제2 공급라인
30 : 이동부 40 : 제1 노즐부
42,52 : 노즐 44,54 : 혼합기
46,56 : 노즐팁 50 : 제2 노즐부
70 : 작업대 80 : 세척부
82 : 제1 회전분사노즐 84 : 제2 회전분사노즐
86 : 공급펌프 88 : 저장용기10: water hopper 12: cement hopper
14: Sand hopper 16: Gravel hopper
20: first supply line 22: second supply line
30: moving part 40: first nozzle part
42, 52: nozzles 44, 54: mixer
46, 56: nozzle tip 50: second nozzle part
70: work table 80: cleaning unit
82: first rotation injection nozzle 84: second rotation injection nozzle
86: Feed pump 88: Storage container

Claims

And a moving unit for moving the nozzle unit, wherein the nozzle unit includes a hopper unit for storing a material, a nozzle unit for receiving a material from the hopper unit and outputting the material to form a solid body,
Wherein the hopper part includes a water hopper in which water is stored, a cement hopper in which cement is stored, and a sand hopper in which the sand is stored,
Wherein the nozzle unit mixes materials to form a concrete structure.

The method according to claim 1,
Wherein the nozzle unit includes a nozzle in which a material is accommodated, a mixer installed in the nozzle and kneading the material therein, and a nozzle tip provided in the nozzle and outputting a material.

3. The method of claim 2,
The nozzle unit includes a first nozzle unit connected to the water hopper and the cement hopper for supplying water and cement and kneading and outputting the water and cement, and a second nozzle unit connected to the water hopper, the cement hopper and the sand hopper, And a second nozzle unit for kneading and outputting the three-dimensional printing unit.

The method of claim 3,
Wherein the sand hopper is mixed with gravel.

The method of claim 3,
Wherein the hopper portion further comprises a gravel hopper for receiving gravel.

6. The method of claim 5,
And the second nozzle unit is connected to a gravel hopper and receives gravel to be kneaded.

7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The apparatus further comprises a cleaning section for cleaning the nozzle section.

8. The method of claim 7,
Wherein the cleaning unit includes a rotation spray nozzle for spraying wash water into the nozzle unit moved along the moving unit, and a supply pump connected to the rotation spray nozzle for supplying wash water.

9. The method of claim 8,
Wherein the cleaning unit further comprises a storage container for storing wastewater discharged from the nozzle unit.