Patent KR-101820486-B1 (KR)
Title: 멀티 분사 노즐 타입 ３ｄ 프린터 장치 기반 사용자 요청 모드에 의한 ３ｄ 프린터 제작물 제공 시스템 및 방법
IPC: G06Q50/02
Filed: 2016-04-15
Granted: 2018-01-19
Abstract: 본 발명은 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치 기반 사용자 요청 모드에 의한 3D 프린터 제작물 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 적어도 하나 이상의 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)로 이루어지는 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치 집합체(100g), 적어도 두 개 이상의 사용자 스마트 디바이스(100)로 이루어지는 사용자 스마트 디바이스 집합체(300g) 및 중앙 관리서버(400)가 클라우드 네트워크(200)를 통해 데이터 송수신을 수행하는 사용자 요청 모드에 의한 3D 프린터 제작물 제공 시스템에 있어서, 클라우드 컴퓨팅을 통한 데이터를 처리하는 중앙 관리서버(400)는, 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치 집합체(100g)를 구성하는 적어도 하나 이상의 멀티 분사 노즐 모듈(110) 기반의 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)로부터 클라우드 네트워크(200)를 통한 액세스(access)에 따라 각 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)와 데이터 세션 연결을 설정하도록 송수신부(410)를 제어하고, 사용자 스마트 디바이스 집합체(300g)를 구성하는 적어도 하나 이상의 사용자 스마트 디바이스(300)로부터 클라우드 네트워크(200)를 통한 액세스에 따른 로그인 과정을 제공하도록 송수신부(410)를 제어하며, 사용자 스마트 디바이스(300)로부터 클라우드 네트워크(200)를 통해 3D 프린터 제작물 사용자 요청 모드를 구성하는 대형 제작 모드 및 정밀 제작 모드 중 하나에 대한 선택 정보인 선택 요청 모드 정보, 그리고 3D 프린터 제작물에 대해 모델링한 데이터인 3D 모델링 데이터를 수신한 뒤, 데이터베이스(430)에 저장하도록 송수신부(410)를 제어하거나, 사용자 스마트 디바이스(300)로부터 클라우드 네트워크(200)를 통해 3D 프린터 제작물 사용자 요청 모드를 구성하는 제 1 내지 제 n 단계(n은 2 이상의 자연수) 크기의 대형 제작 모드, 그리고 제 1 내지 제 m 단계(m은 2 이상으로 n과 같거나 다른 자연수)의 정밀 제작 모드 중 하나에 대한 선택 정보인 선택 요청 모드 정보, 그리고 3D 모델링 데이터를 수신한 뒤, 데이터베이스(430)에 저장하도록 송수신부(410)를 제어하는 3D 프린터 제작물 접수모듈(421); 수신된 선택 요청 모드 정보에 대해서 데이터베이스(430)에 저장된 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치 집합체(100g)를 구성하는 모든 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)의 멀티 분사 노즐 모듈(110) 중 선택 요청 모드를 지원하는 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)의 식별 ID 정보를 1차로 추출하며, 1차 추출된 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)의 식별 ID 정보 각각과 매칭되는 멀티 분사 노즐 모듈(110)에 포함되는 모든 분사 노즐의 구경 정보를 데이터베이스(430)로부터 추출한 뒤, 추출된 각 분사 노즐 구경 정보에 대해서 제 1 내지 제 n 단계 크기의 대형 제작 모드, 그리고 제 1 내지 제 m 단계의 정밀 제작 모드 중 하나에 해당하는 선택 요청 모드 정보와 매칭되는 단계 크기와 가장 근접하게 매칭되는 분사 노즐 구경 정보를 갖는 분사 노즐 모듈(110)을 갖는 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)의 식별 ID 정보를 데이터베이스(430)로부터 최종적으로 2차 추출하는 사용자 요청 모드 검증모듈(422); 데이터 세션을 연결한 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)가 하나인 경우 해당 3D 프린터 장치(100)로 클라우드 네트워크(200)를 통해 데이터베이스(430)에 저장된 선택 요청 모드 정보 및 3D 모델링 데이터를 전송하여 3D 프린터 제작물 의뢰를 요청하도록 송수신부(410)를 제어하며, 데이터 세션을 연결한 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)가 복수 개인 경우 사용자 요청 모드 검증모듈(422)에 의해 최종적으로 2차 추출된 식별 ID 정보를 갖는 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)로 클라우드 네트워크(200)를 통해 접수된 선택 요청 모드 정보, 3D 모델링 데이터를 전송하여 3D 프린터 제작물 의뢰을 요청하도록 송수신부(410)를 제어하며, 선택 요청 모드 정보 및 3D 모델링 데이터를 이용한 3D 프린터 제작물에 대한 출력을 완료한 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)로부터 클라우드 네트워크(200)를 통한 3D 프린터 제작물 완성 통지를 수신한 경우, 클라우드 네트워크(200)를 통해 사용자 스마트 디바이스(300)로 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)의 위치 정보 전송을 수행하거나, 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)를 운영하는 운영자로부터 사용자 스마트 디바이스(300)를 소지한 사용자 간의 3D 프린터 제작물 배송 택배 의뢰 접수 과정을 진행하여 택배 회사 서버로 택배 의뢰 정보를 전달하도록 송수신부(410)를 제어하는 3D 프린터 제작물 요청모듈(423); 3D 프린터 제작물 접수모듈(421)에 의해 사용자 스마트 디바이스(300)로부터 수신된 정보에 선택 요청 모드 정보 외에 3D 모델링 데이터가 아닌 이미지 정보만 있는 경우, 맞춤형 디자이너 추천 정보 제공하되, 선택 요청 모드 별로 지원한 다수의 디자이너 단말 중 선택 요청 모드 정보와 매칭되는 3D 모델링 데이터에 대한 제작 실적을 데이터베이스(430)로부터 읽어서 추천 디자이너 단말을 추출한 뒤, 제작 실적을 기준으로 추천 디자이너 단말을 추천시 납품 기한 준수율이 사용자 스마트 디바이스(300)의 사용자에 의해 설정된 임계치 이상이며, 기존 사용자에 의해 설정된 품질지수가 사용자 스마트 디바이스(300)의 사용자에 의해 설정된 임계치 이상인 디자이너를 1차로 추출한 뒤, 평균 제작 시간이 가장 짧은 디자이너 단말 또는 월 평균 제작 건수에서 현재의 월에 속한 나머지 제작 건수가 미리 설정된 제작 건수 임계치 이상남은 디자이너 단말을 2차로 추출하며, 2차 추출된 디자이너 단말 정보를 사용자 스마트 디바이스(300)로 클라우드 네트워크(200)를 통해 전송하도록 송수신부(410)를 제어한 뒤, 사용자 스마트 디바이스(300)에 의한 확인 메시지 수신시, 3D 프린터 제작을 위한 이미지 정보 및 선택 요청 모드 정보를 2차 추출된 디자이너 단말로 전송하여 완성된 3D 모델링 데이터를 수신한 뒤, 데이터베이스(430)에 저장한 뒤, 사용자 요청 모드 검증모듈(422)로 데이터 세션 연결 설정된 다수의 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100) 중 하나에 대한 추출을 요청하거나, 3D 프린터 제작물 요청모듈(423)로 하나의 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)로 클라우드 네트워크(200)를 통해 데이터베이스(430)에 저장된 선택 요청 모드 정보 및 3D 모델링 데이터를 전송하여 3D 프린터 제작물 의뢰를 요청하도록 통지하는 맞춤형 디자이너 추천모듈(424a); 사용자 요청 모드 검증모듈(422)에 의해 최종적으로 2차 추출된 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)의 식별 ID 정보가 2개 이상인 경우, 사용자 스마트 디바이스(300)가 설정한 지역과 가장 근접한 것을 데이터베이스(430)로부터 3차로 추출한 뒤, 3차 추출된 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)의 식별 ID 정보를 3D 프린터 제작물 요청모듈(423)로 전송하여, 3D 프린터 제작물 요청모듈(423)에 의해 클라우드 네트워크(200)를 통해 데이터베이스(430)에 저장된 선택 요청 모드 정보 및 3D 모델링 데이터를 3차 추출된 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)로 전송하여 3D 프린터 제작물 의뢰를 요청하도록 통지하는 위치 맞춤형 제작 요청모듈(424b); 을 포함하며, 멀티 분사 노즐 모듈(110)은 멀티 분사 노즐 본체(111), 상부 회전 몸체(112) 및 필라멘트(113)를 포함하되, 멀티 분사 노즐 본체(111)는 모델 재료 압출 분사 노즐(111a), 보조 분사 노즐(111b)을 구비하여 전체 직경의 1/2의 길이보다 높이가 짧은 원통 형상으로 형성되며, 모델 재료 압출 분사 노즐(111a)은 원통 형상인 멀티 분사 노즐 본체(111)의 중심축(ca)을 기준으로 테두리 영역에 등 간격으로 다수 개가 배열되며 직경의 크기가 서로 다르게 형성되며, 다수의 모델 재료 압출 분사 노즐(111a) 직경의 크기는 정방향(반시계 방향)으로 단계적으로 커지거나 작게 배열되거나 랜덤 방식으로 배열되거나, 홀수 및 짝수 배열로 홀수 번째 것이 정밀 제작 모드를 위한 단계적 크기 배열(점차 작아지거나 커지는 배열)을 위한 집합을 형성하고 짝수 번째 것이 대형 제작 모드를 위한 단계적 크기 배열을 위한 집합을 형성하도록 배열되며, 대형 제작 모드를 위한 모델 재료 압출 분사 노즐(111a)은 제 1 내지 제 n 단계(n은 2 이상의 자연수) 크기의 직경을 갖도록 멀티 분사 노즐 본체(111) 내에서 형성되며, 정밀 제작 모드를 위한 모델 재료 압출 분사 노즐(111a)은 제 1 내지 제 m 단계(m은 2 이상으로 n과 같거나 다른 자연수) 크기의 직경을 갖도록 멀티 분사 노즐 본체(111) 내에서 형성되되, 대형 제작 모드를 이루는 제 1 내지 제 n 단계에서 제 1 단계 크기가 정밀 제작 모드를 이루는 제 1 내지 제 m 단계에서 제 m 단계 크기보다 크게 형성되며, 정밀 제작 모드를 이루는 제 1 단계 크기에서 대형 제작 모드를 이루는 제 n 단계 크기는 0.1 ㎜ 내지 1.2 ㎜의 범위 내에서 형성되며, 멀티 분사 노즐 본체(111)는 상부 회전 몸체(112)를 중심으로 회전하는 구조로 형성되어, 분리시 각 모델 재료 압출 분사 노즐(111a) 내부를 청소하기 위해 필라멘트(113)를 제거한 뒤 상부 회전 몸체(112)로부터 분리되는 구조이며, 상부 회전 몸체(112)는 멀티 분사 노즐 본체(111)의 상부면에 직육면체 형상으로 형성되되 내부를 관통하는 중심고정-회전축(112a)을 통해 멀티 분사 노즐 본체(111)의 중심축과 연결된 구조를 갖으며, 디폴트(default) 상태에서 중심고정-회전축(112a)이 형성된 지점으로부터 직육면체의 상부면 중심이 편심되어 형성된 구조를 갖음으로, 중심고정-회전축(112a)과 연결된 멀티 분사 노즐 본체(111)에 대한 외력에 의해 멀티 분사 노즐 본체(111)의 모델 재료 압출 분사 노즐(111a) 각각과 필라멘트 고정홈(112b)이 상하로 일치하여 접합하는 위치로 멀티 분사 노즐 본체(111)가 상부 회전 몸체(112)를 중심으로 회전되거나, 스탠드 얼론 타입(stand alone type)으로 3D 프린터 제어 구동모듈(120)에 의한 제어에 따라 중심고정-회전축(112a)과 연결된 멀티 분사 노즐 본체(111)의 위치를 다수의 모델 재료 압출 분사 노즐(111a) 각각과 필라멘트 고정홈(112b)이 상하로 일치하여 접합하는 위치로 멀티 분사 노즐 본체(111)가 상부 회전 몸체(112)를 중심으로 회전되며, 멀티 분사 노즐 타입 3D 프린터 장치(100)는 멀티 분사 노즐 본체(111)의 각 모델 재료 압출 분사 노즐(111a)로부터 출력되는 필라멘트(113)를 적재하기 위한 히팅 베드가 추가적으로 구비하거나, 멀티 분사 노즐 본체(111)의 모델 재료 압출 분사 노즐(111a) 자체가 히팅 노즐로 형성되며, 보조 분사 노즐(111b)은 중앙 노즐로 멀티 분사 노즐 본체(111)의 중앙에 형성되어, 별도로 필라멘트(113)를 중심고정-회전축(112a)의 중앙을 관통하는 필라멘트 이송로를 통해 제공받거나, 상부 회전 몸체(112)를 관통하는 중심고정-회전축(112a)이 멀티 분사 노즐 본체(111)의 중앙에 위치하는 디폴트(default) 상태로부터, 상부 회전 몸체(112)를 관통하는 중심고정-회전축(112a)이 멀티 분사 노즐 본체(111)의 외측에 위치하되 필라멘트가(113)가 멀티 분사 노즐 본체(111)의 중앙의 보조 분사 노즐(111b)을 통해 관통할 수 있는 구조의 보조 분사 노즐 제어 상태로의 변경을 통해 지지대 구성체(support structure)를 출력하는 구조를 제공하며, 상부 회전 몸체(112)는 외부의 캐리어와 연결되어 수직상에서 z축으로 상하 이동, 그리고 평면상에서 x 축 및 y축으로 이동가능하며, 상부 회전 몸체(112)를 관통하고 멀티 분사 노즐 본체(111)와 연결된 중심고정-회전축(112a)은 멀티 분사 노즐 본체(111)의 내부에서 수평면상에 x축의 전방(f1) 또는 후방(f2)으로 이동하기 위한 슬라이딩 롤러를 양측부에 구비하여 그 양측부에 각각 접합되는 분사 노즐 본체(111) 내부의 슬라이딩 레일을 통해 수동 또는 슬라이딩 롤러에 대한 3D 프린터 제어 구동모듈(120)에 의한 제어에 따라 자동으로 이동하며, x축의 전방(f1) 또는 후방(f2)에 위치한 상태에서 멀티 분사 노즐 본체(111)는 상부 회전 몸체(112)를 중심으로 한 좌우로 회전이 되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.  이에 의해, 크기는 상대적으로 크지만 품질은 다소 낮은 대형 제작 모드, 크기는 상대적으로 작지만 품질이 높은 정밀 제작 모드로 3D 프린터 제작물을 선택적으로 제공함으로써, 사용자의 용도에 맞게 대형 제작 모드의 경우 종래의 3D 프린터 제작물에 비해 신속한 제작이 가능하고, 정밀 제작 모드의 경우 종래의 3D 프린터 제작물에 비해 고품질의 제작이 가능한 효과를 제공한다.  또한, 본 발명은, 필라멘트에 열을 가해 적층하는 방식의 3D 프린터에 있어서 복수 개의 멀티 분사 노즐을 지원함으로써 정밀한 출력물을 위한 소형 노즐부터 신속한 대형물 출력을 위한 대형 노즐까지 사용자가 원하는 대로 다양한 크기의 노즐을 구성할 수 있는 효과를 제공한다.  뿐만 아니라, 본 발명은, 멀티 분사 노즐 방식을 사용하여 사용자의 선택에 따라 자동/수동으로 크기조절이 가능하며, 외부로 노출된 노즐들은 기존 제품과 다르게 손쉽고 간편하게 깨끗한 청소가 가능하며 교체 시간 및 교체 시 부정확률을 줄여 짧은 시간에 다품종의 출력이 가능한 효과를 제공한다.