초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템 및 프린팅 방법
3D concrete printing system and printing method capable of initial extrusion material removal and surface finishing
특허 요약
본 발명은 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템 및 프린팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 콘크리트 프린팅 시스템으로서, 공급되는 콘크리트 혼합물을 베이스 상에 토출하여 콘크리트 레이어가 순차 성형되도록 프린팅 경로데이터를 따라 이동되는 프린팅 노즐부; 및 상기 베이스 상에 기준점이 설정되며, 상기 프린팅 경로데이터의 출력출발위치와 상기 기준점 사이에 위치되는 초기압출재료 제거용 채널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
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3차원 콘크리트 프린팅 시스템으로서, 공급되는 콘크리트 혼합물을 베이스 상에 토출하여 콘크리트 레이어가 순차 성형되도록 프린팅 경로데이터를 따라 이동되는 프린팅 노즐부; 및상기 베이스 상에 기준점이 설정되며, 상기 프린팅 경로데이터의 출력출발위치와 상기 기준점 사이에 위치되는 초기압출재료 제거용 채널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 1항에 있어서, 상기 프린팅 경로데이터는 상기 기준점을 기반으로 설정되며, 상기 초기압출재료 제거용 채널은 상기 기준점에 힌지결합되고, 콘크리트 프린팅이 상기 출력출발위치부터 프린팅을 시작한 후, 상기 초기압출재료 제거용 채널을 힌지를 기준으로 회전시켜 초기압출재료를 제거하는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 1항에 있어서, 상기 콘크리트 프린팅 완료후, 상기 콘크리트가 경화되기 전에, 상기 프린팅 노즐부 또는 3차원 프린터 일측에 구비되는 면가공유닛이 설정된 면가공 경로데이터를 따라 이동되며, 프린팅된 콘크리트의 노출면을 가공하는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 3항에 있어서, 상기 면가공 경로데이터는 상기 기준점을 기반으로 설정되며, 상기 면가공유닛은 상기 콘크리트 레이어 간의 경계면을 면가공하는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 4항에 있어서, 상기 면가공유닛은 상기 프린팅 노즐부 또는 3차원 프린터 일측의 탈부착유닛에 의해 탈부착되도록 구성되며, 상기 콘크리트 프린팅 완료후, 상기 탈부착유닛에 설치되는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 5항에 있어서, 상기 면가공유닛은 회전식 드릴비트 전동장치로 구성되며, 진동과 가공절삭을 동시에 하여 상기 경계면을 일체화시키는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 6항에 있어서, 상기 면가공 경로데이터의 수평이동 경로데이터는 상기 프린팅 경로데이터의 수평이동 경로데이터에서 △t 만큼 이격조정된 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 7항에 있어서, 상기 면가공 경로데이터의 수직이동 경로데이터는 상기 드릴비트의 끝단부가 상기 경계면에 위치되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 8항에 있어서, 상기 콘크리트 혼합물의 재료특성, 프린팅 속도에 따른 높이별 레이어 두께 및 폭변화데이터를 저장하는 데이터베이스;를 더 포함하고, 상기 면가공 경로데이터의 수직이동 경로데이터는 상기 프린팅 경로데이터의 수직이동 경로데이터에서 상기 두께 및 폭변화데이터를 반영한 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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제 8항에 있어서, 상기 면가공 유닛의 이동속도는 콘크리트 프린팅 속도의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 시스템.

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3차원 콘크리트 프린팅 방법으로서, 베이스 상 기준점을 설정하고 프린팅 경로데이터와 면가공 경로 데이터를 설정하는 단계; 3차원 프린터의 노즐부 측으로 콘크리트 혼합물이 공급되고, 노즐부를 통해 콘크리트 혼합물이 상기 기준점부터 상기 프린팅 경로데이터의 출력출발위치까지 초기압출재료 제거용 채널에 토출되는 단계; 상기 출력출발위치부터 상기 콘크리트 혼합물이 상기 프린팅 경로데이터에 따라 콘크리트 레이어가 순차 프린팅 되는 단계; 및상기 콘크리트 프린팅 완료후, 상기 콘크리트가 경화되기 전에, 상기 프린팅 노즐부 또는 3차원 프린터 일측에 구비되는 면가공유닛이 설정된 면가공 경로데이터를 따라 이동되며, 프린팅된 콘크리트의 노출면을 면가공하는 단계; 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 방법.

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제 11항에 있어서,.상기 초기압출재료 제거용 채널은 상기 기준점에 힌지결합되고, 콘크리트 프린팅이 상기 출력출발위치부터 프린팅을 시작한 후, 상기 초기압출재료 제거용 채널을 힌지를 기준으로 회전시켜 초기압출재료를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 방법.

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제 12항에 있어서, 상기 면가공유닛은 회전식 드릴비트 전동장치로 구성되며, 상기 프린팅 노즐부 또는 3차원 프린터 일측의 탈부착유닛에 의해 탈부착되도록 구성되며, 상기 콘크리트 프린팅 완료후, 상기 탈부착유닛에 장착되어 진동과 가공절삭을 동시에 하여 상기 경계면을 일체화시키는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 방법.

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제 11항에 있어서, 상기 면가공 경로데이터의 수평이동 경로 데이터는 상기 프린팅 경로데이터의 수평이동경로 데이터에서 △t 만큼 이격조정되고, 상기 면가공 경로데이터의 수직이동 경로 데이터는 상기 드릴비트의 끝단부가 상기 경계면에 위치되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 방법.

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제 14항에 있어서, 데이터베이스에 상기 콘크리트 혼합물의 재료특성, 프린팅 속도에 따른 높이별 레이어 두께 및 폭변화데이터를 저장하는 단계;를 더 포함하고, 상기 면가공 경로데이터의 수직이동 경로 데이터는 상기 프린팅 경로데이터의 수직이동 경로데이터에서 상기 두께 및 폭변화데이터를 반영한 것을 특징으로 하는 초기 압출 재료 처리와 면가공 처리가 가능한 3차원 콘크리트 프린팅 방법.

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컴퓨터에 의해 실행되어 판독가능한 프로그램으로서, 제 11항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 3차원 콘크리트 프린팅 방법을 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램.