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KR102089406B1 - 노즐 조립체 및 이를 포함하는 3d 프린터 - Google Patents

노즐 조립체 및 이를 포함하는 3d 프린터 Download PDF

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KR102089406B1
KR102089406B1 KR1020170053505A KR20170053505A KR102089406B1 KR 102089406 B1 KR102089406 B1 KR 102089406B1 KR 1020170053505 A KR1020170053505 A KR 1020170053505A KR 20170053505 A KR20170053505 A KR 20170053505A KR 102089406 B1 KR102089406 B1 KR 102089406B1
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coil
housing
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nozzle assembly
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배충만
안상범
이진규
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 노즐 조립체 및 3D 프린터에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징, 하우징 내에 배치되며, 잉크 공급부와 연결되는 노즐, 하우징 내에 배치되며, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키기 위한 제1 코일, 하우징 내에 배치되며, 노즐 및 제1 코일을 둘러싸도록 배치되고, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키되, 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일과 다른 제2 코일, 및 하우징 내부에 위치하거나 하우징 외부로 노출되도록, 노즐, 제1 및 제2 코일을 각각 승강시키기 위한 승강부를 포함하는 노즐 조립체가 제공된다.

Description

노즐 조립체 및 이를 포함하는 3D 프린터{Nozzle assembly comprising the same and 3-D printer comprising the same}
본 발명은 노즐 조립체 및 이를 포함하는 3D 프린터에 관한 것이다.
3D 프린터는 대상을 입체적으로 출력해주는 프린터로, 잉크의 재료에 따라 다양한 인쇄방식을 갖는다.
3D 프린팅 방법으로 대표되는 적층 공정 방식은 FDM, SLA, SLS 및 이들의 변형된 형태로 진행되고 있다.
적층 공정 방식의 재료 중에서 금속이나 금속을 포함한 잉크의 경우, 시간이 많이 걸리며, 장비의 부피가 크며 고가이다.
최근 인쇄 및 경화의 공정이 효율적으로 이루어질 수 있는 노즐 조립체에 대한 요구가 증가하고 있다.
본 발명은 인쇄, 가경화, 및 경화의 공정을 효율적으로 수행할 수 있는 노즐 조립체 및 이를 포함하는 3D 프린터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징, 하우징 내에 배치되며, 잉크 공급부와 연결되는 노즐, 하우징 내에 배치되며, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키기 위한 제1 코일, 하우징 내에 배치되며, 노즐 및 제1 코일을 둘러싸도록 배치되고, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키되, 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일과 다른 제2 코일, 및 하우징 내부에 위치하거나 하우징 외부로 노출되도록, 노즐, 제1 및 제2 코일을 각각 승강시키기 위한 승강부를 포함하는 노즐 조립체가 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 노즐 조립체 및 이를 포함하는 3D 프린터는 다음과 같은 효과를 갖는다.
노즐, 소형 코일, 대형 코일이 하나의 하우징 내에 수용되어 있어, 컴팩트한 구조를 갖고, 인쇄, 가경화, 및 경화의 공정을 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 노즐 조립체를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 3D 프린터를 나타내는 구성도이다.
도 3은 노즐 조립체의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 노즐을 이용한 인쇄 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 제1 코일을 이용한 1차 경화 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 제2 코일을 이용한 2차 경화 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 조립체 및 이를 포함하는 3D 프린터를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 노즐 조립체(10)를 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예와 3D 프린터(1)를 나타내는 구성도이며, 또한, 도 3은 노즐 조립체의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
또한, 도 4는 노즐(11)을 이용한 인쇄 공정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 제1 코일(12)을 이용한 1차 경화 공정을 설명하기 위한 개념도이며, 도 6은 제2 코일(14)을 이용한 2차 경화 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 3D 프린터(1)는 노즐 조립체(10)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 3D 프린터(1)는 노즐 조립체(10), 노즐 조립체(10)로 잉크를 공급하도록 마련된 잉크 공급부(30), 노즐 조립체(10)를 이동시키기 위한 이송부(50), 및 노즐 조립체(10)로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(40)를 포함한다. 또한, 3D 프린터(1)는 노즐 조립체(10), 잉크 공급 유량, 전원 공급부(40) 및 이송부(50)를 각각 제어하기 위한 제어부(20)를 포함한다. 또한, 3D 프린터(1)는 노즐 조립체(10)에서 토출된 잉크가 안착되는 베이스부(2)를 포함할 수 있다.
노즐 조립체(10)는, 하우징(15), 노즐(11), 제1 코일(12), 제2 코일(14) 및 승강부(13)를 포함한다.
또한, 잉크 공급부(30)는 노즐 조립체(10)의 노즐(11)과 연결될 수 있고, 잉크 공급부(30)에는 잉크가 저장될 수 있다. 또한, 상기 잉크는 나노자성체를 포함할 수 있고, 나노자성체는 금속 입자, 금속 산화물, 또는 합금 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 잉크는 열경화성 수지 잉크일 수도 있고, 열경화성 세라믹 잉크일 수도 있다. 또한, 열경화성 수지 잉크는 점도가 50,000 내지 150,000cp일 수 있고, 나노자성체 5 wt% 포함할 수 있다. 또한, 열경화성 세라믹 잉크는 점도가 5,000 내지 50,000cp일 수 있고, 나노자성체 5 wt% 및 알루미나 입자 40~80 wt%를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 노즐 조립체(10)는 하우징(15), 하우징(15) 내에 배치되며, 잉크 공급부(30)와 연결되는 노즐(11) 및 하우징(15) 내에 배치되며, 전원 공급부(40)로부터 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키기 위한 제1 코일(12)을 포함한다. 또한, 노즐 조립체(10)는 하우징(15) 내에 배치되며, 노즐(11) 및 제1 코일(12)을 둘러싸도록 배치되고, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키되, 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일(12)과 다른 제2 코일(14)을 포함한다. 또한, 노즐 조립체(10)는 하우징(15) 내부에 위치하거나 하우징(15) 외부로 노출되도록, 노즐(11), 제1 및 제2 코일(12, 14)을 각각 승강시키기 위한 승강부(13)를 포함한다.
제2 코일(14)은 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일(12)보다 크도록 마련될 수 있다. 또한, 제2 코일(14)은 제1 코일(12)보다 길이 및 직경이 클 수 있다.
제1 및 제2 코일(12, 14)은 베이스부(2)에 탑재된 잉크(S)에 교류 전자기장(focused electromagnetic field)을 형성하도록 마련될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 코일(12, 14)은 각각 하나 이상의 코일 구조체를 포함할 수 있다. 여기서 상기 코일 구조체는 원형, 다각형, 나선형 등 다양한 구조를 가질 수 있다. 또한, 코일 구조체의 형상, 개수 및 코일 구조체 간의 배열은 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 코일 구조체는, 원통 형상, 또는 나선 형상을 가질 수 있다. 또한, 코일 구조체는, 원형 또는 사각 코일 형상을 가질 수 있다.
또한, 노즐 조립체(10)에서, 작동 전 노즐(11)과 제1 및 제2 코일(12, 14)은 모두 하우징(15) 내부에 위치한 상태이며, 노즐(11), 제1 및 제2 코일(12, 14) 중 적어도 하나가 작동을 위하여 하우징(15) 외부로 노출 시 나머지는 하우징(15) 내부에 위치하게 된다. 즉, 잉크의 토출 및 잉크의 경화는 하우징(15) 외부로 노출된 상태의 노즐(11)과 제1 및 제2 코일(12, 14)을 통해 개별적으로 이루어진다.
구체적으로, 제어부(20)는 노즐 조립체의 제어를 수행하며, 제어부(20)는 하우징(15) 외부로 노즐(11)이 노출된 때, 잉크가 외부로 토출되도록 제어하고, 하우징(15) 외부로 제1 코일(12)이 노출 시 제1 코일(12)로 전원이 공급되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(20)는 제1 코일(12)이 하우징(15) 외부로 노출 시, 노즐(11) 및 제2 코일(14)을 하우징(15) 내부에 위치시키도록 마련될 수 있다. 또한, 제어부(20)는 제2 코일(14)이 하우징(15) 외부로 노출 시, 노즐(11) 및 제1 코일(12)을 하우징 내부에 위치시키도록 마련될 수 있다. 또한, 제어부(20)는 제1 및 제2 코일(12, 14) 중 하나의 코일에 전원을 공급하는 경우, 나머지 코일에 전원을 공급되지 않도록 마련된다.
또한, 제어부(20)는, 제1 및 제2 코일(12, 14)에 가해지는 전류의 세기, 공급 시간, 및 주파수를 조절하도록 마련될 수 있다.
또한, 제어부(20)는 노즐(11)을 통해 잉크(S)를 베이스부(2) 측으로 토출하고, 제1 코일(12)을 통해 잉크(S)에 1차로 자기장을 인가하며, 제2 코일(14)을 통해 잉크에 2차로 자기장을 인가하도록 마련된다.
제1 코일(12)은 잉크의 1차 경화(가경화)를 담당하고, 제2 코일(14)은 1차 경화된 잉크의 2차 경화를 담당하게 된다.
한편, 제2 코일(14)은 제1 코일(12)에 비하여 상대적으로 대형코일로서, 미세패턴을 형성하는 도중(어느 정도 구조물이 쌓아진 이후) 또는 적층이 완료된 이후부터 작동을 시작하여 전체적으로 목표로 하는 경화가 되도록 자기장을 인가하는 기능을 수행한다. 또한, 도 5를 참조하면, 가경화는 잉크의 성분이 완전히 경화가 되는 것이 아니라 패턴이 무너지지 않고 일정하게 유지하는 정도의 경화를 의미한다. 도 5에서, 제1 코일(12)에 의해 S1은 가경화된 잉크를 나타내고, S2는 가경화되지 않은 잉크를 나타낸다. 또한, 가경화 상태로 적층이 되면 적층 계면에 활성화가 남아 있어 2차 코일에 의한 2차 경화 시, 단독 코일의 완전 경화보다는 접촉면에서의 강도 특성이 개선된다. 한편, 도 6에서, S3는 가경화가 완료된 잉크를 나타낸다.
예를 들어, 제1 코일(12)은 좁은 면적의 구조체 경화에 이용될 수 있고, 자기장의 세기는 1 mT 내지 40 mT일 수 있으며, 자기장 유효영역은 10㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 또한, 제2 코일(14)은 넓은 면적의 구조체 경화에 이용될 수 있고, 자기장의 세기는 30 mT 내지 200 mT일 수 있으며, 자기장 유효영역은 10mm 내지 1000mm일 수 있다.
또한, 이송부(70)는 노즐조립체(10)를 다양한 축 방향(x축, y축, z축)으로 이동시킬 수 있고, 베이스부(10)와 노즐조립체(10) 사이의 간격을 조절하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐조립체(10)는 베이스부(2)에 대하여 승강 가능하게 마련될 수 있다.
또한, 전원 공급부(60)는, 예를 들어, 주파수가 100kHz 내지 1Ghz이고, 전류가 5A 내지 500A인 전원을 제1 및 제2 코일(12, 14)에 개별적으로 공급할 수 있다. 또한, 상기 전원 공급부(60)는 다른 세기의 자기장이 발생하도록 제1 및 제2 코일(12, 22)에 다른 세기의 전원을 공급할 수 있다.
한편, 도 3은 도 1에 도시된 노즐조립체(10)를 수평방향으로 절개한 상태의 단면 형상을 나타내며, 노즐 조립체(10)에는 단일의 노즐(11)이 구비될 수도 있고, 복수 개의 노즐(11-1, 11-2)이 구비될 수도 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1: 3D 프린터
10: 노즐 조립체
11: 노즐
12: 제1 코일
13: 승강부
14: 제2 코일
15: 하우징
20: 제어부
30: 잉크 공급부
40: 전원 공급부
50: 이송부

Claims (16)

  1. 하우징;
    하우징 내에 배치되며, 잉크 공급부와 연결되는 노즐;
    하우징 내에 배치되며, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키기 위한 제1 코일;
    하우징 내에 배치되며, 노즐 및 제1 코일을 둘러싸도록 배치되고, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키되, 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일과 다른 제2 코일; 및
    하우징 내부에 위치하거나 하우징 외부로 노출되도록, 노즐, 제1 및 제2 코일을 각각 승강시키기 위한 승강부를 포함하는 노즐 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제2 코일은 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일보다 크도록 마련된 노즐 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제2 코일은 제1 코일보다 길이 및 직경이 큰 노즐 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    노즐 조립체를 제어하기 위한 제어부를 추가로 포함하며,
    제어부는 하우징 외부로 노즐이 노출된 때, 잉크가 외부로 토출되도록 제어하고, 하우징 외부로 제1 코일이 노출 시 제1 코일로 전원이 공급되도록 제어하는 노즐 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제어부는 제1 코일이 하우징 외부로 노출 시, 노즐 및 제2 코일을 하우징 내부에 위치시키도록 마련된 노즐 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제어부는 제2 코일이 하우징 외부로 노출 시, 노즐 및 제1 코일을 하우징 내부에 위치시키도록 마련된 노즐 조립체.
  7. 제 4 항에 있어서,
    제어부는, 제1 및 제2 코일에 가해지는 전류의 세기, 공급 시간, 및 주파수를 조절하도록 마련된 노즐 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    하우징 내부에 복수 개의 노즐을 구비하는 노즐 조립체.
  9. 노즐 조립체;
    노즐 조립체로 잉크를 공급하도록 마련된 잉크 공급부;
    노즐 조립체를 이동시키기 위한 이송부;
    노즐 조립체로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 및
    노즐 조립체, 잉크 공급 유량, 전원 공급부 및 이송부를 각각 제어하기 위한 제어부를 포함하며,
    노즐 조립체는, 하우징;
    하우징 내에 배치되며, 잉크 공급부와 연결되는 노즐;
    하우징 내에 배치되며, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키기 위한 제1 코일;
    하우징 내에 배치되며, 노즐 및 제1 코일을 둘러싸도록 배치되고, 전원이 인가될 때 자기장을 발생시키되, 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일과 다른 제2 코일; 및
    하우징 내부에 위치하거나 하우징 외부로 노출되도록, 노즐, 제1 및 제2 코일을 각각 승강시키기 위한 승강부를 포함하는 3D 프린터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제어부는 노즐을 통해 잉크를 베이스부 측으로 토출하고, 제1 코일을 통해 잉크에 1차로 자기장을 인가하며, 제2 코일을 통해 잉크에 2차로 자기장을 인가하도록 마련된 3D 프린터.
  11. 제 9 항에 있어서,
    제2 코일은 자기장 유효 영역 및 자기장 세기 중 적어도 하나가 제1 코일보다 크도록 마련된 3D 프린터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제2 코일은 제1 코일보다 길이 및 직경이 큰 3D 프린터.
  13. 제 9 항에 있어서,
    제어부는 하우징 외부로 노즐이 노출된 때, 잉크가 외부로 토출되도록 제어하고, 하우징 외부로 제1 코일이 노출 시 제1 코일로 전원이 공급되도록 제어하는 3D 프린터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제어부는 제1 코일이 하우징 외부로 노출 시, 노즐 및 제2 코일을 하우징 내부에 위치시키도록 마련된 3D 프린터.
  15. 제 13 항에 있어서,
    제어부는 제2 코일이 하우징 외부로 노출 시, 노즐 및 제1 코일을 하우징 내부에 위치시키도록 마련된 3D 프린터.
  16. 제 14 항 또는 제15항에 있어서,
    제어부는 제1 및 제2 코일 중 하나의 코일에 전원을 공급하는 경우, 나머지 코일에 전원을 공급되지 않도록 마련된 3D 프린터.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102459236B1 (ko) * 2021-07-22 2022-10-26 한국기계연구원 역방향 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 역방향 3d 프린팅 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100649445B1 (ko) 2005-10-17 2006-11-27 삼성전기주식회사 배선형성 방법 및 장치
JP2008037084A (ja) 2006-08-09 2008-02-21 Incoe Corp 射出モールド成形システム用の射出ノズルに取付ける加熱シリンダ
US20100171792A1 (en) 2007-06-01 2010-07-08 Jagjit Sidhu Direct Write and Additive Manufacturing Processes
KR101518402B1 (ko) 2014-04-17 2015-05-11 엔젯 주식회사 정전기력을 이용한 용융 침착 모델링 인쇄 장치
KR101552433B1 (ko) 2014-04-01 2015-09-11 엔젯 주식회사 전자기장 제어를 이용한 정전기력 패터닝 장치 및 이를 이용한 3차원 패터닝 장치
US20150273577A1 (en) 2014-03-28 2015-10-01 Scott Vader Conductive Liquid Three Dimensional Printer

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05286138A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Japan Steel Works Ltd:The プリンタの印字方法及び印字用インキ
US6717118B2 (en) * 2001-06-26 2004-04-06 Husky Injection Molding Systems, Ltd Apparatus for inductive and resistive heating of an object
KR100962040B1 (ko) * 2008-04-07 2010-06-08 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드 및 그 제조방법
KR101186786B1 (ko) * 2010-10-20 2012-09-27 충남대학교산학협력단 자기 변형 잉크젯 헤드
US9096759B2 (en) * 2011-12-21 2015-08-04 E I Du Pont De Nemours And Company Printing form and process for preparing the printing form with curable composition having solvent-free epoxy resin
WO2015155745A1 (en) 2014-04-10 2015-10-15 Ge Avio S.R.L. Process for forming a component by means of additive manufacturing, and powder dispensing device for carrying out such a process
US10391695B2 (en) 2014-04-11 2019-08-27 Brian L. Douglass Retracting extruder barrel with cooling features
US20150298393A1 (en) 2014-04-22 2015-10-22 Thomas William Suarez 3d printer system having a rotatable platform, metal flake filament, multiple heaters, and modularity
JP6485097B2 (ja) * 2015-02-19 2019-03-20 セイコーエプソン株式会社 立体物造形装置、立体物造形装置の制御方法、及び、立体物造形装置の制御プログラム
KR101701477B1 (ko) 2015-03-17 2017-02-06 주식회사 에이엠티코리아 금속 조각을 이용하는 3차원 프린터
CN104760287B (zh) 2015-04-15 2016-12-21 吉林大学 一种多成形口多输料器快速切换精确定位装置
EP3292990B1 (en) * 2015-05-07 2021-08-11 LG Chem, Ltd. 3d printer
WO2016178545A1 (ko) 2015-05-07 2016-11-10 주식회사 엘지화학 3d 프린터
KR101718967B1 (ko) * 2015-05-21 2017-04-04 주식회사 다원시스 복수의 유도가열 헤드를 구비한 3d 프린터
KR101713420B1 (ko) 2015-07-02 2017-03-07 단국대학교 산학협력단 다중소재 토출 노즐 헤드 및 토출 방법
KR20170053505A (ko) 2015-11-06 2017-05-16 주식회사 엘지화학 롤 협착사고 체험 장치
CN205631395U (zh) 2016-04-14 2016-10-12 深圳市爱善迪科技有限公司 多种材料自动切换3d打印头
US11110540B2 (en) * 2016-05-02 2021-09-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Extruder for metal material and 3D printer using the same
JP6878012B2 (ja) * 2017-01-10 2021-05-26 第一工業製薬株式会社 ポリウレタン樹脂形成性組成物

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100649445B1 (ko) 2005-10-17 2006-11-27 삼성전기주식회사 배선형성 방법 및 장치
JP2008037084A (ja) 2006-08-09 2008-02-21 Incoe Corp 射出モールド成形システム用の射出ノズルに取付ける加熱シリンダ
US20100171792A1 (en) 2007-06-01 2010-07-08 Jagjit Sidhu Direct Write and Additive Manufacturing Processes
US20150273577A1 (en) 2014-03-28 2015-10-01 Scott Vader Conductive Liquid Three Dimensional Printer
KR101552433B1 (ko) 2014-04-01 2015-09-11 엔젯 주식회사 전자기장 제어를 이용한 정전기력 패터닝 장치 및 이를 이용한 3차원 패터닝 장치
KR101518402B1 (ko) 2014-04-17 2015-05-11 엔젯 주식회사 정전기력을 이용한 용융 침착 모델링 인쇄 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102459236B1 (ko) * 2021-07-22 2022-10-26 한국기계연구원 역방향 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 역방향 3d 프린팅 방법

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