(57)【要約】  本発明は、金属合金フィラメント６５０を高周波誘導加熱コイル６２０の内部に形成したノズル６１０で投入、溶解及び押出し、類似する温度で加熱されたチャンバー５００の内部で３次元的に積層する金属合金フィラメントを使用した３Ｄプリンターに関し、本発明は、ノズルの外郭を円形に取り囲みながら内部に冷却通路を形成した高周波誘導加熱コイルで加熱されたノズルに、金属合金フィラメントを移送モーターと連結された移送ギアで強制的に投入する。金属合金積層物５２０の酸化防止のために不活性ガスが注入され、外部から熱及び空気が遮断され、加熱されたチャンバー５００の内部に設置された状態でノズルに対して相対的に３次元的に移動する底板５１０に、ノズルで溶解されて押出された金属合金フィラメント６５０を一層ずつ積層することによって、相互間の堅固な付着を誘導し、変形が減少した金属合金フィラメント用３Ｄプリンターを提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルの外部を螺旋状に取り囲んだ高周波誘導加熱コイル（６２０）で加熱されたノズルに、移送ギア（６５２）を用いてノズル（６１０）の中心通路に投入された金属合金フィラメント（６５０）を溶かして押出し、ノズル（６１０）に対して相対的に３次元的に移動するチャンバーの内部に位置した底板（５１０）に一層ずつ積層することによって３次元積層物（５２０）を生成する３Ｄプリンターにおいて、
金属合金フィラメントを強制的に移送させる移送モーターと連結された移送ギア；
金属合金フィラメントを溶かして押出する高周波誘導加熱コイルで加熱されたノズル；及び
チャンバーの内部に位置した底板に積もる３次元積層物；を含むことを特徴とする金属合金フィラメント用３Ｄプリンター。
【請求項２】
ノズルと連結された上部を冷却するために、上端には冷却水用投入及び排出用内部パイプ（６４０）を備えており、内部には、水平方向に冷却水回転通路を、垂直方向に高周波誘導加熱コイル及び熱電対温度センサー通路用パイプを備えている冷却タンク（６３０）をノズル胴体（６００）の下端に設置することを特徴とする、請求項１に記載の金属合金フィラメント用３Ｄプリンター。
【請求項３】
底板（５１０）は、３次元積層物と堅固に付着させるために四方に断熱材を内蔵した外部壁面を形成し、前面に扉を備えており、上部は開放された形状の加熱されたチャンバーの下部に設置することを特徴とする、請求項１に記載の金属合金フィラメント用３Ｄプリンター。
【請求項４】
チャンバーと分離された断熱材を内蔵した蓋板（５５０）をチャンバーの上部位置に設置し、パイプ形状のノズル胴体（６００）の上下移動のためにスライディング通路を垂直方向に形成したスライダーブッシュ（５６０）を蓋板の上端の中央位置に付着させることを特徴とする、請求項１に記載の金属合金フィラメント用３Ｄプリンター。
【請求項５】
スライダーブッシュ（５６０）は、ノズル胴体の過熱を防止するために冷却水の内部通路を水平方向に形成し、壁面の両側に冷却水投入及び排出用ホース連結口（５７０、５８０）を備えており、下端位置に円形枠を形成したスライダーブッシュ（５６０）を設置したことを特徴とする、請求項４に記載の金属合金フィラメント用３Ｄプリンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属合金フィラメント６５０をノズル６１０で溶解して押出し、底板５１０に３次元積層物５２０を生成する３Ｄプリンターに関し、
より詳細には、高周波誘導加熱コイル６２０でノズルを加熱し、金属合金フィラメントを溶解して押出し、これを類似する温度で加熱されたチャンバー５００内部の下部位置に設置した底板に一層ずつ積層することによって、相互間の堅固な付着を誘導し、変形を最小化する金属合金フィラメント用３Ｄプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の３Ｄプリンターにおいては、ヒーター又は高周波誘導加熱を用いて加熱されたノズルに供給された熱可塑性プラスチックフィラメント又は金属合金フィラメントを溶かして押出し、これを底板に一層ずつ積層することによって３次元造形物が完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許ＣＮ２０１５１０７９０５００
【特許文献２】特許ＣＮ１０３７８６３４４Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般の３Ｄプリンターにおいては、ノズルで溶解されたプラスチックフィラメント又は金属合金フィラメントを、外部に開かれた空間で加熱された底板に一層ずつ積層するので、３次元積層物とフィラメントの相互間の甚だしい温度差によって相互間の付着が脆弱になり、３次元造形物の冷却による収縮作用で変形が激しくなるという短所があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ノズルと類似する温度で加熱されたチャンバーの内部に設置した底板に金属合金フィラメントを高周波誘導加熱コイルで加熱されたノズルで溶かして押出し、これを一層ずつ積層することによって、３次元積層物と金属合金フィラメントの相互間の堅固な付着を誘導し、収縮作用による変形を減少させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための本発明は、図１に提示したように、
ノズルの外部を螺旋状に取り囲んだ高周波誘導加熱コイル６２０に、高周波発生器６６０で発生した誘導加熱電流を供給することによってノズルを加熱する。
【０００７】
前後・左右にスライディングする下部スライダーベッド２００の上端位置には、外部から熱及び空気が遮断され、ヒーターで加熱されたチャンバー５００を設置する。
【０００８】
上下にスライディングする上部スライダーベッド３００に付着したパイプ形状のノズル胴体６００の下部にはノズルを設置する。
【０００９】
ノズルで溶解されて押出される金属合金フィラメントをチャンバー内部の下部位置に設置し、ノズルに対して相対的に３次元的に移動する底板５１０に一層ずつ積層することによって３次元積層物５２０を生成することを特徴とする。
【００１０】
外部から空気及び熱が遮断され、加熱されたチャンバー５００の内部には不活性ガスタンク７００で生成されたガスを供給し、金属合金３次元積層物の酸化を防止する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ノズルで溶解されて押出された金属合金フィラメントを類似する温度で加熱されたチャンバーの内部で一層ずつ積層するので、相互間の堅固な付着を誘導し、変形が減少した３次元積層物を形成できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の金属合金フィラメント用３次元プリンターの前面斜視図である。
【図２】本発明の金属合金フィラメント用３次元プリンターの後面斜視図である。
【図３】本発明の３次元プリンターのチャンバー及びノズル胴体の位置移動を示す図である。
【図４】本発明の金属合金フィラメント用３次元プリンターのノズル胴体の構成図である。
【図５】本発明の金属合金フィラメント用３次元プリンターのノズルの詳細図である。
【図６】本発明の金属合金フィラメント用３次元プリンターのスライダーブッシュの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に提示したように、
メインフレーム１００の上部に設置した前後・左右に移動する下部スライダーベッド２００の上端位置の前面に扉を設置し、断熱材を内蔵した外部壁面を備えたチャンバー５００を設置する。
【００１５】
ノズルで押出された金属合金フィラメントと類似する温度の底板５１０をチャンバー内部の下部位置に設置し、３次元積層物５２０と金属合金フィラメントとの堅固な付着を誘導する。
【００１６】
垂直フレーム４００の上部の中央位置に上下に移動する上部スライダーベッド３００には、パイプ形状のノズル胴体６００を設置する。
【００１７】
メインフレーム１００に設置した４個の柱の上部に付着し、チャンバーと分離された蓋板５５０の上部の中央位置に、パイプ形状のノズル胴体６００の移動通路を中央に形成したスライダーブッシュ５６０を設置することによって上下移動を図る。
【００１８】
パイプ形状のノズル胴体の下部に位置したノズルの外部を取り囲みながら螺旋状に形成した高周波誘導加熱コイル６２０を付着させることによってノズルを加熱する。
【００１９】
円形リール６５１から出発した金属合金フィラメントをノズルで溶解して押出し、これをノズルに対して相対的に３次元的に移動する底板に一層ずつ積層することによって３次元積層物を生成する。
【００２０】
図２に提示したように、
高周波電源発生器８００で生成された高周波電力は、連結線３５０を介して高周波発生器６６０に供給し、ノズル胴体６００に形成した内部パイプを貫通して下部に位置した高周波誘導加熱コイルに供給する。
【００２１】
不活性ガスタンク７００で発生したガスをホースを介してチャンバーの内部に供給し、ノズルで溶解されて押出された高温の金属合金フィラメントの酸化を防止することによって、積層時の相互間の堅固な結合を誘導する。
【００２２】
冷却器９００で発生した冷却水は、過熱防止のために連結ホースを介してスライダーブッシュ５６０に供給し、また、連結線３５０を介してノズル胴体の内部に垂直方向に形成した内部パイプ６４０を貫通して冷却タンク６３０に供給する。
【００２３】
図３は、チャンバー及びノズル胴体の位置移動を表現した図であって、
前後・左右に移動する下部スライダーベッド２００上の前面に扉を設置し、断熱材を内蔵した外部壁面を形成したチャンバー５００内部の下部位置には底板を設置する。
【００２４】
上下に移動する上部スライダーベッド３００に付着したパイプ形状のノズル胴体６００は、スライディングする通路を中央に形成したスライダーブッシュ５６０に挿入する。
【００２５】
メインフレームに設置した４個の柱の上部に付着し、チャンバーの外部壁面と分離された断熱材を内蔵した蓋板５５０の上部の中央位置にはスライダーブッシュを付着させる。
【００２６】
前記のような構造により、パイプ形状のノズル胴体の下部に設置したノズルに対して相対的に３次元的に移動する底板５１０に、ノズルで溶解されて押出された金属合金フィラメントを一層ずつ積層することによって３次元積層物５２０を生成する。
【００２７】
図４は、ノズル胴体６００の全体構成を表現した図であって、
円形リール６５１から出発した金属合金フィラメント６５０は、ノズル胴体の上端に位置した移送モーターと連結された移送ギア６５２を用いてパイプ形状のノズル胴体の内部を貫通して下端に位置したノズル６１０に移送する。
【００２８】
ノズル胴体の上端に設置した高周波発生器６６０で生成された高周波電流は、固定電極６８０を介して下端に設置した高周波誘導加熱コイル６２０に供給する。
【００２９】
ノズル胴体の上端に設置した連結線３５０から出発した冷却水ホース６７０を垂直方向に形成した内部パイプ６４０と連結し、ノズル胴体の下部に位置した冷却水通路を内部に形成した高周波誘導加熱コイル６２０及び冷却タンク６３０に冷却水を供給する。
【００３０】
チャンバーの上部に設置した蓋板５５０の上部の中央位置に付着させたスライダーブッシュ５６０には、冷却器９００で生成した冷却水を供給する。
【００３１】
図５は、ノズルの構成を表現した図であって、
冷却水回転通路を内部に備えており、高周波誘導加熱コイル６２０及び熱電対温度センサー６９０の貫通通路を内部に垂直に形成した冷却タンク６３０は、パイプ形状のノズル胴体６００の下端に形成する。
【００３２】
ノズル胴体の内部に形成した内部パイプ６４０を貫通した冷却水が、冷却タンクの内部に投入されて回転し、上部に排出されることによって、ノズル胴体の下端部の過熱を防止する。
【００３３】
金属合金フィラメント６５０は、パイプ形状のノズル胴体の内部を垂直に貫通し、冷却タンク６３０の中央に形成した通路を貫通してノズル６１０に投入される。
【００３４】
高周波発生器６６０で生成された高周波電流は、固定電極６８０と連結された冷却タンク６３０の内部に形成した外部と絶縁された垂直通路６４１を貫通して下部に設置した高周波誘導加熱コイル６２０に供給する。
【００３５】
「Ｃ」字状のクリップ６９１の中心部に形成した穴をノズルの上端部に挿入し、ボルト締め付けで付着させる。
【００３６】
「Ｃ」字状のクリップの内部に形成した垂直穴に熱電対温度センサー６９０を挿入・付着させ、信号電線は、冷却タンクの内部に形成した垂直通路を貫通して上端に連結する。
【００３７】
図６は、チャンバーの蓋板に備えたスライダーブッシュの構成を表現した図であって、
スライダーブッシュ５６０の中央位置にはパイプ形状のノズル胴体の通路を形成し、下端位置には円形枠を形成し、断熱材を内蔵した蓋板５５０と円形枠とをボルト５９０で連結する。
【００３８】
スライダーブッシュの外部垂直壁面に冷却水円形通路を形成し、両側に備えた冷却水投入用ホース連結口５７０及び冷却水排出用ホース連結口５８０に、冷却器で生成された冷却水を供給することによってノズル胴体の過熱を防止する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、装備製作企業における部品生産用に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１００：メインフレーム  ２００：下部スライダーベッド
３００：上部スライダーベッド  ３５０：連結線  ４００：垂直フレーム
５００：チャンバー  ５１０：底板  ５２０：３次元積層物
５５０：蓋板  ５６０：スライダーブッシュ  ５７０：冷却水投入用ホース連結口
５８０：冷却水排出用ホース連結口  ５９０：ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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