체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품 및 그 가공방법(3D print product having screw and processing method thereof)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2016년09월06일
(11) 등록번호 10-1654990
(24) 등록일자 2016년08월31일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B29C 67/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2014-0160645
(22) 출원일자 2014년11월18일
심사청구일자 2014년11월18일
(65) 공개번호 10-2016-0059151
(43) 공개일자 2016년05월26일
(56) 선행기술조사문헌
JP11170263 A*
KR2020000008669 U*
JP10291256 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
이정화
충청북도 영동군 영동읍 화신로2길 7-1
(72) 발명자
이정화
충청북도 영동군 영동읍 화신로2길 7-1
(74) 대리인
특허법인 대연
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 이상호
(54) 발명의 명칭 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품 및 그 가공방법
(57) 요 약
본 발명은 삼차원 프린트로 생산하는 연질의 생산품을 고정하기 위해 체결홈을 프린팅과정에서 형성한 다음 경질
의 체결나사를 삽입 구성하여 연질의 프린트 생산품을 견고히 체결하여 고정할 수 있도록 하는 체결나사를 구비
한 삼차원프린트 생산품 및 그 가공방법에 관한 것이다.
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도2
등록특허 10-1654990
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즉 하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상부측에 직각으로 형성되어 외부와 연통하는 고정홀
(33)을 형성하는 생산품(32)를 삼차원 프린트로 형성하는 가공품 프린팅단계(S1)와; 생산품(32)의 고정홀(33)에
내경에 길이 방향으로 암나사(11)를 구비하고 길이방향 한쪽에 직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구
(10)를 삽입하는 체결구 삽입단계(S2)와; 체결구(10)가 내장된 생산품(32)의 한쪽 체결홈(31)에 고정핀(20)을 삽
입하여 체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)의 고정공(12)을 관통하여 다른쪽 체결홈(31)에 삽입하도록 하여 고정핀
(20)에 의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 이탈하지 못하도록 하는 고정핀 체결단계(S3)와 생산품(32) 하단부에
암나사(11)가 형성된 생산구성품(30)의 표면에 피막(C)을 도포하는 표면 마감단계(S4)로 이루어지는 체결나사를
구비한 삼차원프린트 생산품의 가공방법을 통해 하단부에 암나사(11)를 형성하는 체결나사를 구비한 삼차원프린
트 생산품에 관한 것이다.
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명 세 서
청구범위
청구항 1
하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상부측에 직각으로 형성되어 외부와 연통하는 고정홀(3
3)을 형성하는 생산품(32)를 삼차원 프린트로 형성하는 가공품 프린팅단계(S1)와;
상기 가공품 프린팅단계(S1)를 통해 형성된 생산품(32)의 고정홀(33)에 내경에 길이 방향으로 암나사(11)를 구
비하고 길이방향 한쪽에 직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구(10)를 삽입하는 체결구
삽입단계(S2)와;
상기 체결구 삽입단계(S2)를 통해 체결구(10)가 내장된 생산품(32)의 한쪽 체결홈(31)에 고정핀(20)을 삽입하여
체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)의 고정공(12)을 관통하여 다른쪽 체결홈(31)에 삽입하도록 하여 고정핀(20)에
의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 이탈하지 못하도록 하는 고정핀 체결단계(S3)과;
상기 고정핀 체결단계(S3)를 통해 생산품(32) 하단부에 암나사(11)가 형성된 생산구성품(30)의 표면에 실리콘
탄성코팅제를 1~2㎜의 두께로 피막(C)을 도포하는 표면 마감단계(S4)를 각각 순차적으로 진행하는 것을 특징으
로 하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품의 가공방법.
청구항 2
삭제
청구항 3
하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상부측에 직각으로 형성되어 외부와 연통하는 고정홀(3
3)을 형성하는 생산품(32)를 삼차원 프린트로 형성하는 가공품 프린팅단계(S1)와;
상기 가공품 프린팅단계(S1)를 통해 형성된 생산품(32)의 고정홀(33)에 내경에 길이 방향으로 암나사(11)를 구
비하고 길이방향 한쪽에 직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구(10)를 삽입하는 체결구
삽입단계(S2)와;
상기 체결구 삽입단계(S2)를 통해 체결구(10)가 내장된 생산품(32)의 한쪽 체결홈(31)에 고정핀(20)을 삽입하여
체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)의 고정공(12)을 관통하여 다른쪽 체결홈(31)에 삽입하도록 하여 고정핀(20)에
의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 이탈하지 못하도록 하는 고정핀 체결단계(S3)과;
상기 고정핀 체결단계(S3)를 통해 생산품(32) 하단부에 암나사(11)가 형성된 생산구성품(30)의 표면에 실리콘
탄성코팅제를 1~2㎜의 두께로 피막(C)을 도포하는 표면 마감단계(S4)를 각각 순차적으로 진행하는 체결나사를
구비한 삼차원프린트 생산품의 가공방법에 의해;
하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상부측에 직각으로 형성되어 외부와 연통하는 고정홀(3
3)을 형성하는 생산품(32)를 삼차원 프린트로 형성하여, 길이 방향으로 암나사(11)를 구비하고 길이방향 한쪽에
직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구(10)를 고정홀(33)에 삽입한 다음 체결홈(31)과 고정공(12)에 고
정핀(20)을 순차적으로 삽입하여 고정핀(20)에 의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 장착하여 삼차원 프린트로 형
성한 연질의 생산품(32) 하단부에 경질의 체결나사를 구성하되, 표면에 실리콘 탄성코팅제를 1~2㎜의 두께로 도
포하여 피막(C)을 유지하는 생산구성품(30)을 형성하는 것을 특징으로 하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생
산품.
청구항 4
삭제
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청구항 5
제 3항에 있어서;
체결구(10)의 외경단면과 고정홀(33)의 단면을 원형 또는 삼각, 사각, 오각, 육각, 팔각 중 어느 하나로 형성되
는 다각형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품 및 그 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼차원[0001]
프린트로 생산하는 연질의 생산품을 고정하기 위해 체결홈을 프린팅과정에서 형성한 다음 경질의 체결나사를 삽
입 구성하여 연질의 프린트 생산품을 견고히 체결하여 고정할 수 있도록 하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트
생산품 및 그 가공방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 산업용 삼차원 프린터(3D Printer)는 오래 전부터 자동차와 항공 회사에서 시제품(Prototyping)을[0002]
만드는 데 활용되어 왔으며, 그래서 신속조형을 의미하는 RP(Rapid Prototyping)가 삼차원 프린팅의 동의어로
사용되기도 하며, 이런 용도의 삼차원 프린터는 RP 머신이라 불리기도 한다.
이러한 삼차원 프린터의 가장 큰 장점은 개인화와 맞춤화이므로 이전에는 큰 비용을 들여서 금형(몰딩)을 제작[0003]
해야 만들 수 있던 제품을 삼차원 프린터는 바로 뽑아낼 수 있어서 훨씬 저렴하여 개인용 의료 기구 제작에 크
게 활용되고 있으며, 개인적인 기호를 반영하는 취미용품 역시 원한다면 자신이 직접 모델링을 하거나 기존의
모델링을 수정하는 방식으로 쉽게 커스터마이징(customizing)이 가능하게 하고 있다.
또한 생산하고자 하는 제품에 따라 여러 가지 다양한 재료 중에서 선택하여 적용할 수도 있고, 특히 복잡한 구[0004]
조를 가지고 있어서 금형 제작이 어려운 제품일수록 삼차원 프린팅의 장점이 극대화될 뿐만 아니라 후가공까지
깔끔하게 마무리 되어 작업시간과 비용을 절감할 수 있어, 근래에는 비행기 제작업체인 보잉(Boeing) 사는 이미
300여개의 부품을 삼차원 프린터를 이용해 생산하고 있고, 포드(Ford) 사는 실린더를 삼차원 프린터로 제작하고
있는 바와 같이 시제품이 아닌 실제 부품이나 제품을 생산하는 데 삼차원 프린터를 활용하고 있는 추세이다.
특히, 일예로 등록특허 10-0839021호의 "자동차용 램프 안착용 지그"를 통해 확인할 수 있는 바와같이 "포스터[0005]
와 서포터를 별개로 성형하여 조립하는 구성을 택하고 서포터의 교체로 다품목의 램프류를 긴밀하게 안착할 수
있어 제조현장에서 관리상의 이점이 있는 자동차용 램프 안착용 지그를 제공하면서 제품의 최소부분만 가공함으
로써 가공시간의 단축과 무게의 경량화 및 작업시간을 단축시킬 수 있고, 높이 조절이 가능한 브라켓 고정레일
및 공압배관을 일체화하므로 조립의 단순화와 단정화를 향상시킬 수 있도록 하기 위해서 자동차용 램프류를 견
고히 고정시킬 수 있는 지그에 있어서: 상기 램프류에 결합 고정하기 위해 상면에 볼트 체결이 가능한 체결홀을
갖고, 하면에 상기 램프류를 지지하기 위해 내측으로 함몰된 브라켓 고정홈을 갖는 서포터; 상기 서포터로 안내
되어 끼움 결합이 가능하도록 브라켓 고정레일을 갖고, 높이방향으로 힘을 지탱할 수 있도록 형성된 발란스 지
지대를 구비한 포스터; 및 조립지그의 하단부에 위치하여 상면이 내측으로 함몰되어 상기 포스터를 삽입 결합할
수 있도록 결합홈을 구비한 메인베이스를 포함하여 이루어지는 것"과 같이 자동차용 램프를 생산하기 위한 과정
에서 램프을 안착도록 하되 다품종의 램프를 긴밀하게 안착하면서도 램프표면을 보호할 수 있도록 구성하여야
하는 지그를 삼차원 프린트로 필요한 치수와 형상에 따라 용이하게 생산하여 적용하기 용이한 부품임을 알 수
있다.
등록특허 10-1654990
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하지만 현재 가장 널리 쓰이는 삼차원 프린터로 생산하는 물품의 재료는 플라스틱이며, FDM방식의 보급용 프린[0006]
터에서는 PLA(폴리락틱산-Poly Lactic Acid) 플라스틱과 ABS(플라실-Acrylonitrile Butadiene Styrene) 플라스
틱이 주로 사용되는데 PLA는 옥수수 가루를 원료로 만들어져 자연분해가 가능한 친환경적 소재이며 ABS에 비해
가격이 상대적으로 비싼 편이며, ABS는 유독가스를 제거한 석유 추출물 재료로, 가격이 저렴한 편이지만 PLA에
비해 쉽게 수축되는 성질을 가지고 있다.
하여 삼차원 프린트로 생산하는 포스트는 아루리 복잡하고 다양한 형상이라도 신속하게 생산하고 포스트에 직접[0007]
램프를 안착하더라도 램프표면이 손상되지 않는 이점이 있어 별도의 스포트를 구성하지 않아도 되므로, 지그를
구성하는 구성품을 줄일 수 있어 신속한 생산과 재료비 절감으로 인한 생산성을 향상할 수 있는 이점이 있어 형
상이 복잡하거나 사이즈가 작은 구성품일 경우 삼차원 프린트로 직접 생산하여 현장에 실제 적용하여 사용하고
있는 추세이다.
하지만 삼차원 프린트로 생산하는 생산품은 연질의 수지로 형성되므로 상기의 포스트와 같이 지그로 사용되는[0008]
생산품은 별도의 메인베이스에 고정하고 해체하기 위해서는 생산품 자체에 암나사를 형성한 다음 메인베이스에
나사체결하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.
즉, 삼차원 프린트로 생산한 생산품 내부에 암나사를 직접형성하여 볼트와 같은 금속제의 수나사로 체결하여 조[0009]
립 및 교체가 신속하게 이루어지도록 하여야 하지만 삼차원 프린트로 생산한 생산품 내부에 직접 암나사를 형성
하는 과정에서 나사산의 형성이 용이하지 못할 뿐만 아니라 형성한 암나사의 나사산이 마모되거나 조립된 상태
에서 외부의 압력이나 진동에 의해 암나사의 나사산이 변형되어 고정하고자 하는 생산품이 고정하고자 하는 메
인베이스에서 충분한 강도의 체결력을 보장할 수 없는 근본적인 문제점이 있음에도 지금까지 산업현장에서 실사
용상의 어려움을 해결할 방안을 제시하지 못하고 있는 실정에 있다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) KR 등록특허 10-0839021 [0010]
(특허문헌 0002) KR 공개특허 10-2009-0022621
발명의 내용
해결하려는 과제
이에 본 발명에서는 상기와 같은 제반 문제점들을 일소하기 위하여 발명한 것으로서, 삼차원 프린트로 생산하는[0011]
연질의 생산품을 형성하는 과정에서 삽입홈과 고정홀을 형성하여 암나사가 형성된 경질의 체결구를 삽입한 다음
고정핀으로 고정하는 작업을 통해 하단부에 견고한 경질의 암나사를 구비하는 삼차원 프린트 생산품을 생산하는
가공방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
특히 베이스와 포스터를 별개로 성형하여 베이스에 다양한 포스터의 교체로 다품목의 램프류를 긴밀하게 안착할[0012]
수 있도록 하면서 제품의 최소부분만 가공함으로써 가공시간의 단축과 무게의 경량화 및 높이 조절과 같은 작업
시간을 단축시킬 수 있도록 하여 제조현장에서 관리상의 이점이 있는 자동차용 램프 안착용 지그에 적용하는 다
양한 사이즈의 포스트와 같이 삼차원 프린트로 생산하는 생산품을 베이스와 같은 고정체에 고정할 수 있도록 하
는 암나사의 규격을 체결구의 교체만으로 적용할 수 있도록 하여 다양한 고정체에 고정하고자 하는 생산품을 경
고히 안착고정할 수 있도록 하여 조립의 단순화와 단정화를 향상시킬 있도록 하는 구체적인 목적이 있는 체결나
사를 구비한 삼차원프린트 생산품과 그 가공방법을 제공하는데 있다.
등록특허 10-1654990
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과제의 해결 수단
하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상부측에 직각으로 형성되어 외부와 연통하는 고정홀(3[0013]
3)을 형성하는 생산품(32)를 삼차원 프린트로 형성하는 가공품 프린팅단계(S1)와;
상기 가공품 프린팅단계(S1)를 통해 형성된 생산품(32)의 고정홀(33)에 내경에 길이 방향으로 암나사(11)를 구[0014]
비하고 길이방향 한쪽에 직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구(10)를 삽입하는 체결구
삽입단계(S2)와;
상기 체결구 삽입단계(S2)를 통해 체결구(10)가 내장된 생산품(32)의 한쪽 체결홈(31)에 고정핀(20)을 삽입하여[0015]
체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)의 고정공(12)을 관통하여 다른쪽 체결홈(31)에 삽입하도록 하여 고정핀(20)에
의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 이탈하지 못하도록 하는 고정핀 체결단계(S3)와;
상기 고정핀 체결단계(S3)를 통해 생산품(32) 하단부에 암나사(11)가 형성된 생산구성품(30)의 표면에 피막(C)[0016]
을 도포하는 표면 마감단계(S4)를 순차적으로 진행하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품의 가공방법을
통해 하단부에 암나사(11)를 형성하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품에 관한 것이다.
이때, 상기 체결구(10)의 외경단면과 고정홀(33)의 지름을 원형 또는 삼각, 사각, 오각, 육각 및 팔각으로 형성[0017]
되는 다각형으로 형성하여 고정홀(33)에 삽입된 체결구(10)가 회전하는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직할 것
이다.
발명의 효과
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 삼차원 프린트로 생산하는 연질의 생산품 하단부에 견고한 경질의 암나사[0018]
를 용이하고 신속하게 교체하여 구비할 수 있도록 함으로써, 고정하고자하는 베이스에 견고히 고정할 수 있도록
할 뿐만 아니라 피치가 다른 다양한 규격의 암나사를 용이한 교체작업만으로 삼차원 프린트 생산품의 변화없이
또 다른 베이스에 신속하고 견고하게 고정할 수 있도록 하는 이점을 제공한다.
또한, 연질의 생산품에 암나사가 구비된 경질의 체결구를 용이하게 교체하여 고정할 수 있도록 하여 다품종 소[0019]
량생산 체계로 이루어지는 현대의 산업용 구성품을 삼차원 프린트로 신속하게 생산하는 연질의 생산품을 필요에
따라 견고히 고정하여 산업용 구성품으로 사용할 수 있도록 하는 등의 이점이 있어 현재의 산업현장 뿐만 아니
라 미래에서 더욱더 사용되고 적용하여야할 많은 효과를 가지는 발명임을 알 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 제조공정을 순차적으로 도시한 가공방법 블록도.[0020]
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 가공공정에 따른 가공품의 변형상태를 도시한 변형 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 베이스와 체결부를 포함하는 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 베이스에 조립한 상태를 도시한 구성도로써, (가)는 평면도 (나)
는 정면도 (다)는 저면도.
도 5는 본 발명의 생산품이 장착구성된 바람직한 일실시 예를 보인 자동차용 램프 안착용 지그의 단면 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 체결구의 다양한 단면형상을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 고정핀의 사시도.
도 8은 본 발명의 또 다른 고정핀을 장착하는 상태를 도시한 단면 구성도.
도 9는 종래의 자동차용 램프 안착용 지그의 구성을 도시한 사시도.
등록특허 10-1654990
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발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다. [0021]
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상부측에 직각으로 형성[0022]
되어 외부와 연통하는 고정홀(33)을 형성하는 생산품(32)을 삼차원 프린트로 형성하는 가공품
프린팅단계(S1)와;
상기 가공품 프린팅단계(S1)를 통해 형성된 생산품(32)의 고정홀(33)에 내경에 길이 방향으로 암나사(11)를 구[0023]
비하고 길이방향 한쪽에 직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구(10)를 삽입하는 체결구
삽입단계(S2)와;
상기 체결구 삽입단계(S2)를 통해 체결구(10)가 내장된 생산품(32)의 한쪽 체결홈(31)에 고정핀(20)을 삽입하여[0024]
체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)의 고정공(12)을 관통하여 다른쪽 체결홈(31)에 삽입하도록 하여 고정핀(20)에
의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 이탈하지 못하도록 하는 고정핀 체결단계(S3)와;
상기 고정핀 체결단계(S3)를 통해 생산품(32) 하단부에 암나사(11)가 형성된 생산구성품(30)의 표면에 피막(C)[0025]
을 도포하는 표면 마감단계(S4)를 순차적으로 진행하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품 가공방법을 통
해 하단부에 암나사(11)를 형성하는 체결나사를 구비한 삼차원프린트 생산품에 관한 것이다.
이때, 상기 체결구(10)의 외경단면과 고정홀(33)의 지름을 원형 또는 삼각, 사각, 오각, 육각 및 팔각으로 형성[0026]
되는 다각형으로 형성하여 고정홀(33)에 삽입된 체결구(10)가 회전하는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직할 것
이다.
단 본 발명을 설명함에 있어 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 생[0027]
략 또는 간단한 명칭 등으로 대체하고 또 동일기능에 대한 구성요소를 하나의 기호로 통일하여 설명하는 것을
원칙으로 하며, 이해를 돕기위해 자동차 램프 안착용 지그에 한정하여 전체적으로 상세하게 설명하면, 자동차
램프를 생산하는 조립라인에 적용하는 램프 안착용 지그에 적용 구성하기 용이한 구성품으로 그 통상적인 구성
을 살펴보면 도 9에 도시된 바와 같이 램프류에 결합 고정하기 위해 상면에 볼트 체결이 가능한 체결홀(21)을
갖는 서포터(20)와, 서포터(20)로 상부에 고정하며 높이방향으로 힘을 지탱할 수 있도록 형성된 포스트본체(3
2)를 구비한 포스터(30)와 조립지그의 하단부에 위치하고, 상면이 내측으로 함몰되어 상기 포스터(30)를 삽입
결합할 수 있도록 결합홈(41)을 구비한 베이스(40)를 포함하여 이루어지는 것으로 하나의 베이스(40)에 다수의
포스터(30)를 고정하여 생산하고자 하는 자동차 램프를 안착하도록 하는 안착용 지그로 다양한 형상과 사이즈로
구성되는 램프의 종류에 따라 다양한 높이로 구성되는 포스터(30)를 고정하여 안착되는 램프가 안정적으로 안착
되어 램프의 조립작업이 이루어지도록 하는 구성이다.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 포스터(30)를 별개로 성형하여 조립하는 구성을 택하고[0028]
포스터(30)의 교체로 다품목 램프류를 긴밀하게 안착할 수 있어 제조현장에서 관리상의 이점을 지니는 효과와
함께 제품의 최소부분만 가공함으로써 가공시간의 단축과 무게의 경량화 및 작업시간을 단축시킬 수 있고, 높이
조절이 가능한 지그를 구성할 수 있는 장점으로 인해 자동차 램프를 생산하는 조립라인에 적용하는 램프 안착용
지그 등 다양한 제품 생산용 지그에 적용하여 사용하고 있는 추세이다.
하여 본 발명에서는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 이러한 램프 안착용 지그(1)를 구성하며 각각 다른 형상과[0029]
높이로 구성되는 포스트(30)를 삼차원 프린트로 생산하여 복잡한 생산과정을 생략하고 신속하고 정밀하게 생산
할 수 있도록하여 포스트(30) 생산시간과 재료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 다수의 포스트(30)가 하나의 베이
스(40)에 장착 구성된 안착용 지그(1)가 생산장비의 안착부(60)에 용이하게 장착 및 교체할 수 있도록 구성하면
서도 신속하고 견고하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 생산하고자하는 각종 램프(50)를 안정적이고 신속하게
안착하여 조립할 수 있도록 하기 위한 하기의 실시 예)를 통해 생산하고자하는 포스트(30)의 생산과정을 기술하
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면 하기와 같다.
실시 예) [0030]
우선 위 과제의 해결수단으로 제시하는 본 발명의 삼차원 프린트로 자동차 램프 안착용 지그를 구성하는 포스트[0031]
(30)를 생산구성품(30)으로 생산하되 연질의 포스트(생산구성품)의 하단부에 경질의 암나사(11)로 이루어지는
체결나사를 구비하도록 하는 가공방법은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 순차적으로 진행한다.
우선 하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상부측에 직각으로 형성되어 외부와 연통하는 고정[0032]
홀(33)을 형성하는 포스트본체(32)를 삼차원 프린트로 형성하는 가공품 프린팅단계(S1)와;
상기 가공품 프린팅단계(S1)를 통해 형성된 포스트본체(32)의 고정홀(33)에 내경에 길이 방향으로 암나사(11)를[0033]
구비하고 길이방향 한쪽에 직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구(10)를 삽입하는 체결구 삽입단계(S
2)와;
상기 체결구 삽입단계(S2)를 통해 체결구(10)가 내장된 포스트본체(32)의 한쪽 체결홈(31)에 고정핀(20)을 삽입[0034]
하여 체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)의 고정공(12)을 관통하여 다른쪽 체결홈(31)에 삽입하도록 하여 고정핀
(20)에 의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 이탈하지 못하도록 하는 고정핀 체결단계(S3)와
상기 고정핀 체결단계(S3)를 통해 생산품(32) 하단부에 암나사(11)가 형성된 포스트(30)의 표면에 피막(C)을 도[0035]
포하는 표면 마감단계(S4)를 순차적으로 진행하는 삼차원 프린트로 생산하는 포스트의 체결나사 가공방법을 통
해 삼차원 프린트로 생산하는 연질의 포스트(30) 하단부에 형성한 체결홈(31)에 내경에 길이 방향으로 암나사
(11)를 구비한 체결구(10)를 삽입한 상태에서 암나사(11) 방향과 직각으로 형성된 고정홀(33)과 고정공(12)에
고정핀(20)을 삽입하여 체결홈(31)에 체결구(10)가 고정되도록 구성하여 하단부에 경질의 체결나사를 구비한 연
질의 포스트(30)를 구성하는 것이다.
상기와 같은 각각의 제조공정들을 순차적으로 진행하여 형성하는 연질의 포스트(30)는 각각의 가공단계에 구성[0036]
되는 구성요소에 의해 연질의 포스트(30)에 경질의 체결나사를 형성하는 구체적인 과정을 도 2에 도시된 바와
같이 살펴보면 다음과 같다.
우선 가공품 프린팅단계(S1)는 필요로 하는 모양과 형상을 캐드와 같은 프로그램으로 가상의 입체도면을 그린[0037]
다음 통상의 삼차원 프린트로 생산하는 공지기술로써, 하단부로 연통하는 체결홈(31)을 형성하고 체결홈(31) 상
부측에 직각으로 형성되어 외부와 연통하는 고정홀(33)을 형성하는 포스트(30)가 구성되도록 하는 가공단계로
삼차원 프린트에 적용하는 재료가 연질의 플라스틱이므로 연질의 플라스틱으로 형성하는 포스트(30)가 연질의
플라스틱으로 구성되므로 더이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
하지만 포스트본체(32)를 형성하는 과정에서 체결홈(31)과 고정홀(33)의 형성은 본원 발명의 포스트본체(32)를[0038]
형성한 다음 이차가공으로 형성할 수도 있지만 포스트본체(32)를 형성하는 과정에서 동시에 형성하는 것이 삼차
원 프린팅에 소모되는 재료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 포스트본체(32) 생산 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아
니라 후공정을 생략할 수 있는 삼차원프린팅 작업의 장점을 활용할 수 있는 과정임을 알 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예)와 같이 램프 안착용 지그(1)를 구성하는 포스트(30)와 같이 하나의 베이스(40)에 서[0039]
로 다른 형상과 사이즈를 유지하도록 구성하여 각각 개별적으로 고정하는 다수의 포스트(30)를 한번의 삼차원프
린팅 작업으로 한꺼번에 생산할 수 있어, 포스트(30) 생산을 위한 재료비와 생산시간을 현저히 감축할 수 있는
작업단계 임을 알 수 있다.
또한, 체결구 삽입단계(S2)는 상기 가공품 프린팅단계(S1)를 통해 형성된 포스트본체(32)의 고정홀(33) 내경에[0040]
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길이방향으로 암나사(11)를 구비하고 길이방향 한쪽에 직각으로 관통하는 고정공(12)을 형성한 체결구(10)를 삽
입하는 과정으로 연질의 포스트본체(32)에 경질의 암나사(11)가 형성되도록 하는 작업단계이다.
이는 연질로 구성되는 포스트본체(32)에 형성된 체결홈(31)에 금속제의 경질로 구성되며 내경에 길이방향으로[0041]
암나사(11)를 구비한 체결구(10)를 삽입하여 고정시킴으로써, 연질의 포스트본체(32)에 경질의 암나사(11)가 형
성되도록 하는 본 발명에서 이루고자 하는 목적이 완성되는 단계이다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이 체결구(10)의 단면을 원형(a)으로 형성하는 것을 기본으로 하는 사각(b) 뿐만[0042]
아니라 육각(c) 및 팔각(d)으로 구분되는 다각형으로 형성하여 포스트(30)의 내구성과 품질을 향상하는 구성이
라 할 것이다.
즉 체결구(10)의 외경단면을 다각형으로 형성하면 상기 가공품 프린팅단계(S1)에서 형성하는 체결홈(31)의 단면[0043]
형상을 삽입하고자 하는 체결구(10)의 외경단면과 동일한 형상과 사이즈로 형성하여야 가능하며, 원형보다 다각
형으로 형성하는 것이 다각형의 모서리로 인해 체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)가 체결홈(31)에서 임의로 회전
하는 것을 방지할 수 있는 구조임을 알 수 있다.
뿐만 아니라 체결구(10)의 외경을 일정하게 유지하면서도 내경에 구성되는 암나사(11)의 피치와 규격이 다른 체[0044]
결구(10)를 구비하여 교체하여 상용할 수 있도록하여 하나의 포스트(30)로 체결부위의 규격이 다른 다양한 베이
스(40)에 안착할 수 있도록 하는 구성이며, 포스트본체(32)의 손상이나 파손시에 체결구(10)를 다른 포스트본체
(32)에 용이하게 적용하여 지그(1)의 관리비용을 절감할 수 있는 구성이다.
상기 고정핀 체결단계(S3)는 상기 체결구 삽입단계(S2)를 통해 체결구(10)가 내장된 포스트본체(32)의 한쪽 고[0045]
정홀(33)에 고정핀(20)을 삽입하여 체결홈(31)에 삽입된 체결구(10)의 고정공(12)을 관통하여 다른쪽 고정홀
(33)에 삽입하도록 하여 고정핀(20)에 의해 체결구(10)가 체결홈(31)에서 이탈하지 못하도록 하는 단계이다.
즉 상기 가공품 프린팅단계(S1)를 통해 형성된 고정홀(33)과 체결구(10)에 형성된 고정공(12)을 일직선상이 되[0046]
도록 하여 체결구 삽입단계(S2)를 완성한 상태에서 고정핀(20)을 고정홀(33)과 고정공(12)에 삽입하여 고정핀
(20)의 중심부가 고정홀(33)에 삽입되고 고정핀(20)의 양측 끝단부가 고정공(12)에 유지되도록 하여 체결홈(3
1)에 삽입된 체결구(10)가 고정핀(20)에 의해 외부로 이탈하는 것을 방지하도록 하는 구조임을 알 수 있다.
이때, 고정핀(20)을 도 7에 도시된 바와 같이 중심부에 길이방향으로 연통하는 중심공(21)을 형성하고 둘레의[0047]
중심공(21)과 외경부가 연통하도록 일정폭을 개방시킨 탄성공간(22)을 형성시킨 스프링핀으로 형성하는 것이 바
람직할 것이다.
또는 필요에 따라서 도 8에 도시된 바와 같이 체결구(10)에 구성되는 고정공(12)에 암나사를 형성하고 고정홀[0048]
(33)을 고정공(12)보다 미세하게 확장하여 고정홀(33)로 볼트와 같이 외경에 수나사가 형성된 고정핀(20)를 삽
입하여 암나사가 형성된 고정공(12)에 체결고정하여 체결구(10)를 체결홈(31)에 삽입된 상태에서 외부로 이탈하
지 못하도록 하는 것도 또 다른 구조임을 알 수 있다.
즉 동일한 내경을 유지하는 고정홀(33)과 고정공(12)에 삽입하는 고정핀(20)을 스프링핀으로 구비하여 고정핀[0049]
(20)의 탄성공간(22)을 협소하게 하여 고정핀(20)의 외경을 축소한 상태로 고정홀(33)과 고정공(12)에
삽입하며, 탄성공간(22)이 원래의 간격으로 되돌아가기 위해 고정핀(20)의 외경을 확장하면 고정핀(20)의 외경
이 고정홀(33)과 고정공(12)의 내경 표면에 밀착하여 고정되는 구조이며 고정공(12)이 경질의 체결구(10)에 의
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해 형성되므로 고정핀(20)의 외경이 더이상 확장되지 못하여 연질로 이루어진 고정홀(33)에 더이상의 압력을 가
하지 않으면서도 견고하고 신속하게 체결구(10)를 체결홈(31)에 안정적으로 유지하도록 하게 되는 구조이다.
그리고, 표면 마감단계(S4)는 상기 고정핀 체결단계(S3)를 통해 생산품(32) 하단부에 암나사(11)가 형성된 포스[0050]
트(30)의 표면에 피막(C)을 도포하는 단계로써, 연질로 형성되는 포스트(30)의 표면을 필요로 하는 색상의 수지
패인트를 도포하는 마지막 작업단계로 포스트(30)의 표면을 매끄럽게 하여 직접안착하는 램프(50)를 마감하는
단계이다.
즉 삼차원 프린트로 생산하는 포스트(30)의 재질이 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)로 저온에서도 양호[0051]
한 내충격성을 가지고 있으며, 견고하고 강인한 재료로 통상 반투명 또는 불투명의 착색으로 이용되며, 표면의
마찰상처나 표면손상에 저항성을 기본적으로 가지고 있기는 하지만 삼차원 프린트로 생산하게 되면 표면에 적층
과 서포트가 발생하여 표면이 매끄럽지 못하고 표면에 탄성력이 부족하여 표면을 매끄럽게 하여 표면 마찰력을
발생하면서 탄성력을 유지하도록 하기위해 표면에 실리콘 탄성코팅제를 도포하는 작업으로 본발명에서는 실리콘
탄성코팅제 - 다우코닝 실가드 184 실리콘 탄성중합체 킷트(sylgard 184 silicone elastomer kit)- 를 구입하
여 주제와 경화제의 혼합비율을 10: 1로 혼합하여 용기에 액상으로 유지시킨 상태에서 포스트(30)를 액상 실리
콘에 침지하여 표면에 1.5㎜ 의 두께로 도포되도록 하는 작업을 통해 표면 마감단계(S4)를 완성하여 포스트(30)
표면에 조도를 정밀하게 형성하여 마찰력을 향상하면서 탄성력을 향상시켜서 포스트(30)에 직접 밀착하는 램프
(50)의 표면을 보호하면서 미관상으로도 미려한 포스트(30)를 생산할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같이 각각의 공정을 통해 형성되는 포스트(30)는 본 발명의 설명을 구체적으로 하기위한 실시 예를 통해[0052]
생산한 삼차원 프린트 생산구성품(30)으로 포스트(30)와 유사한 용도로 사용되는 다양한 삼차원 프린트 생산구
성품(30)에 적용할 수 있으며, 삼차원 프린트로 생산하는 연질의 생산구성품(30) 하단부에 견고한 경질의 암나
사(11)를 용이하고 신속하게 교체하여 구비할 수 있도록 함으로써, 고정하고자하는 베이스(40)에 견고히 고정할
수 있도록 할 뿐만 아니라 피치가 다른 다양한 규격의 암나사를 용이한 교체작업만으로 삼차원 프린트 생산구성
품(30)의 변화없이 또 다른 베이스(40)에 신속하고 견고하게 고정할 수 있도록 하는 이점을 제공하는 발명이다.
또한, 다품종 소량생산 체계로 이루어지는 현대의 산업용 구성품을 삼차원 프린트로 신속하게 생산하는 연질의[0053]
가공품을 필요에 따라 견고히 고정하여 산업용 구성품으로 사용할 수 있도록 하는 등의 다양한 이점을 가지는
매우 효과적인 가공방법이다.
부호의 설명
1: 지그 10: 체결구[0054]
11: 암나사 12: 고정공
20: 고정핀 30: 생산구성품, 포스트
31: 체결홈 32: 생산품, 포스트본체
33: 고정홀 40: 베이스
50: 램프 60: 체결부
C: 피막 S1: 생산품 프린팅단계
S2: 체결구 삽입단계 S3: 고정핀 체결단계
S4: 표면 마감단계
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