可成型的塑料材料的3D立体物制造机器人的制作方法

文档序号:13453409
可成型的塑料材料的3D立体物制造机器人的制作方法
本发明涉及运用可成型的塑料材料的3D立体物制造机器人,更详细地,涉及一种可进行多轴自由旋转,并对于可成型的塑料材料的张力及温度能够进行调整的3D立体物制造机器人。

背景技术:
最近,正在使用利用塑料复合材料制造为加强强度和耐久性的内部加固材料的技术(reinforcement)。增材制造(additivemanufacturing)装置及聚合物/复合材料的内部加固材料等关于内部骨架制造技术的研究也在积极地展开。利用上述技术,可减少轻量复合材料立体物的原材料使用量,并能够提高机械性性能,因此,3D打印或3D模塑格外受欢迎。尤其,增材制造速度也得到改善,从而,能够发挥自动化工艺的一部分功能。增材制造技术不仅涉及汽车部件市场,而且,可扩张至航空器、电子部件、消费电子产品(consumerelectronics)、体育用品(sportinggoods)、建筑材料等各种领域,因此,潜在价值非常高。但,在费用方面为了以有效的方式制造精巧的骨架结构,需要进行更多的研究开发。尤其,制造内部骨架的增材制造装置要使用细长地延伸的纤维的原材料,该原材料大部分由容易凝固(solidified)或固化(cured)或退化(degraded)的物质形成,因此,需要一种使得原材料通过增材制造装置的内部向外部排出为止能够防止原材料凝固或固化或退化的技术。并且,为了制造丰富复杂的结构的形状,增材制造装置要进行自由的轨迹运动(例如,旋转、直线或曲线运动),此时,因形状方面的特性,在通过进行广范围的关节运动的增材制造装置的期间,难以一定地维持原材料的张力。如果原材料的张力过强,可能发生增材制造装置的故障,如果原材料的张力过小,则难以控制原材料的排出速度和位置。韩国登录专利公报第10-1198621号(发明名称:汽车用塑料复合材料保险杠横梁)公开了一种在主体内部插入有嵌入加强件的保险杠横梁。但,没有充分地公开关于制造插入有嵌入加强件的保险杠横梁的制造装置的说明,并且,未能找到能够解决上述的问题点的方法。

技术实现要素:
发明要解决的技术问题本发明为了解决上述问题而提出,本发明的目的为提供一种能够适应性地调整原材料即纤维束(tow)的张力的运用可成型的塑料材料的3D立体物制造机器人。本发明的另一个目的为防止能够在制造机器人内部的纤维束发生凝固或硬化或退化的运用可成型的塑料材料的3D立体物制造机器人。并且,本发明的目的为提供一种在限定的距离内能够使得机头单元进行精致的旋转运动的为运用成型的塑料材料的3D立体物制造机器人。解决问题的技术方案为达成上述目的的根据本发明的3D立体物制造机器人,为利用由可成型的塑料材料形成的原材料制造3D立体物的3D立体物制造机器人,包括:头部供应单元,形成有使得所述原材料流入的流入口;转换器单元,形成有用于导引从所述头部供应单元传送的所述原材料的移动的多个辊子;及机头单元,将从所述转换器单元传送的所述原材料向外部排出。根据一实施例的3D立体物制造机器人,为利用由可成型的塑料材料形成的原材料制造3D立体物的3D立体物制造机器人,包括:头部供应单元,形成有使得所述原材料流入的流入口;转换器单元,形成有用于导引从所述头部供应单元传送的所述原材料的移动的多个辊子;及机头单元,形成有用于防止从所述转换器单元传送的原材料发生凝固或硬化或退化的头部加热器。根据一实施例的3D立体物制造机器人,为利用由可成型的塑料材料形成的原材料制造3D立体物的3D立体物制造机器人,包括:头部供应单元,形成有使得所述原材料流入的流入口;转换器单元,形成有用于导引从所述头部供应单元传送的所述原材料的移动的多个辊子;及机头单元,将从所述转换器单元传送的所述原材料向外部排出,并且,所述机头单元包括能够进行多种360°旋转的机轮组件。发明的效果根据上述构成的本发明的运用可成型的塑料材料的3D立体物制造机器人,具有如下效果:能够适用性地调整原材料的张力,能够防止在3D立体物制造机器人的内部移动的原材料发生凝固或硬化或退化,并且,在限定的距离内能够使得机头单元进行精致的旋转运动。附图说明图1为根据本发明的3D立体物制造机器人100的剖视图;图2为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即机头单元200的剖视图;图3为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300及头部供应单元400的剖视图;图4为根据本发明的3D立体物制造机器人100中纤维束的移动路径的附图;图5为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即机头单元200的截面图;图6至图8为表示根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即机头单元200的旋转动作的附图;图9为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300的右侧分解剖视图;图10为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300的左侧分解剖视图;图11为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300的概略图;图12至14为表示根据转换器单元300的动作的机头单元200的旋转的附图。附图标记说明10..........3D立体物制造机器人200..........机头单元212..........头管214..........头部加热器220..........机轮组件240..........气缸组件242..........气缸辊子250..........排出口300..........转换器单元311~315..........辊子322~325..........金属丝挂接部341~346..........链条350..........连接部件370..........加热器组件377..........加热器导引件400..........头部供应单元440..........机头结合部500..........主体单元510..........旋转基座520..........连接臂具体实施方式参照图示能够实施本发明的特定实施例的附图而详细说明本发明。关于在附图中图示的特定实施例进行详细的说明,以便本发明的技术领域的普通技术人员实施本发明。特定实施例之外的其他实施例相异但无需相互排他。并且,后述的详细说明并非为了限定性的意义。有关附图中图示的特定实施例的详细说明要与附加的附图进行说明,附图为整体发明的说明的一部分。有关方向或指向性的涉及是为了便于说明,并非以任何方式限制本发明的权利范围。详细地,表示"下面、上面、水平、垂直、上侧、下侧、向上、向下、下部"等位置的术语或其衍生词(例如,"向水平、向下侧、向上侧"等)要均参照说明的附图和有关说明进行解释。尤其,上述的相对词只是为了便于说明,并非要求本发明的装置必需由特定方向构成或动作。并且,"安装的、附着的、连接的、连续的、相互连接的"等表示构成之间的相互结合关系的术语,只要没有特别涉及,可意味着个别结构直接或间接性地附着或连接或固定的状态,要理解为其可移动地附着、连接、固定的状态,也可为不可移动的状态。图1为根据本发明的3D立体物制造机器人100的剖视图,图2为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即机头单元200的剖视图,图3为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300和头部供应单元400的剖视图。如图1所示,根据本发明的3D立体物制造机器人100,包括:机头单元(headunit)200、转换器单元(transformerunit)300、头部供应单元(headsupplyunit)400及主体单元(bodyunit)500。首先,主体单元500包括旋转基座510和连接臂520。旋转基座510以旋转轴501a为中心在水平面上进行旋转运动(F-F')。连接臂520的一端连接于旋转基座510,连接臂520的另一端连接于头部供应单元400。连接臂520和头部供应单元400,并且,连接臂520和旋转基座510可通过枢轴铰链或轴承等可以轴为中心旋转的部件连接,但,并非限定于此。更详细地,连接臂520的一端与旋转基座510可旋转地连接。连接臂520以连接臂520与旋转基座510相互连接的部位的连接轴501b为中心进行旋转运动(E-E')。连接臂520的另一端与头部供应单元400可旋转地连接。连接臂520为由纵向的部件,用于调整对于水平面的头部供应单元400的高度。即,头部供应单元400以连接臂520与头部供应单元400相互连接的部位的连接轴401a为中心进行旋转运动(D-D')。头部供应单元400以纵向的轴为中心进行旋转运动(C-C')。此时,随着头部供应单元400进行旋转,与头部供应单元400连接的转换器单元300和机头单元100也联动地进行旋转。并且,机头单元200连接于头部供应单元400。机头单元200连接于在头部供应单元400形成的机头结合部440。机头单元200以机头单元200与机头结合部440相互连接的部位的连接轴401b为中心进行旋转运动(B-B')。更详细地,机头单元200的旋转运动(B-B')通过下述的转换器单元300的动作而调整。即,机头单元200与转换器单元300连接,位于以所述连接轴401b为中心相对的区域的机头单元200和转换器单元300,由相反方向(例如,转换器单元300的一个构成下降时,机头单元200上升,转换器单元300的一个构成上升时,机头单元200下降)进行垂直旋转运动(B-B')。机头单元200以其纵向的轴201a为中心进行360°旋转运动(A-A')。机头单元200可借助于机轮组件进行多种360°旋转(360°,720°…)。此时,为了防止在机头单元200形成的导线受到机头单元200的旋转的影响,在机头单元200可形成有垫片。如上述地,根据本发明的3D立体物制造机器人100可进行多轴旋转运动。在上述说明中,可进行6轴旋转运动,但,如果设置有结合旋转基座510的可摆动的工具台(tooltable)机器人,能够进行8轴旋转。即,根据本发明的3D立体物制造机器人100可进行如下旋转。第1轴旋转:以机头单元200的纵向轴201a为中心的旋转(A-A')第2轴旋转:可通过转换器单元300调整的机头单元200的旋转(B-B')第3轴旋转:以头部供应单元400的纵向轴为中心的旋转(C-C')第4轴旋转:以与连接于头部供应单元400的连接臂520的连接轴401a为中心的头部供应单元400的旋转(D-D')第5轴旋转:以连接于连接臂520的旋转基座510的连接轴501b为中心的连接臂520的旋转(E-E')第6轴旋转:以垂直于水平面的旋转轴501a为中心的旋转基座510的旋转(F-F')第7轴及第8轴旋转:与旋转基座510结合的可进行2轴旋转的工具台(未图示)的旋转从而,可精细地操作排出可成型的塑料材料的机头单元200的动作,而能够制造更复杂又精巧的形状的3D立体物。图4表示在根据本发明的3D立体物制造机器人100中纤维束(tow)50的移动路径。如图4所示,借助于机头单元200、转换器单元300及头部供应单元400的连接形成的内部通道,而形成纤维束50的移动路径。如上述地,根据本发明的3D立体物制造机器人100在内部包含具有通过头部供应单元400、转换器单元300及机头单元200连接的纤维束50的移动路径的内置(built-in)结构。在此,所谓纤维束50是指高分子材料(polymermaterial)或复合材料(compositematerial)的连续性地连接的纤维(strand)、纱线(yarn)、纤维束(tow)、维管束(bundle)、线带(band)、棉纱带(tape)等。高分子材料可为PLA,PE,PP,PA,ABS,PC,PET,PEI,PEEK等的热塑性塑料(thermoplastics)或环氧树脂(epoxy)、不饱和聚酯(unsaturatedpolyester)、PI,PUR等热固性树脂(thermosettingresins)。但,高分子物质并非限定于此。并且,加强纤维(reinforcingfibers)可为GF(glassfiber)、CF(carbonfiber)、NF(naturalfiber)、AF(aramidfiber)等。并且,3D立体物制造机器人可适用于纺织纱线(textileyarn)或粗纱(roving)。并且,最终的复合材料材料是在所述高分子材料上混合纤维的,所述纤维可为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、芳纶纤维、各种晶须(whisker)或其组合,但,并非限定于此。最初,在制造装置100可注入纱线、纤维束、纤维、线带或棉纱带。个别的纱线、纤维束、纤维、线带、棉纱带在烤炉(oven)(包括收集器(collector)、加热器(heater)、压缩器(compactor)等)整体性或部分性地合成为纤维束。头部供应单元400、转换器单元300及机头单元100有助于最终压紧(compaction)并合成纤维束50。并且,在本说明中最终地制造的立体物的材料示例了纱线、纤维、纤维束、线带、棉纱带等,但,在以下的说明中为了明确地理解本发明,作为立体物的材料始终以纤维束记载。再次,参照图4说明纤维束50的移动路径,纤维束50通过形成于头部供应单元400的流入管410的末端的流入口430流入。流入口430从形成于外部的纤维束供应部(未图示)接收供应的纤维束。当然,根据本发明的3D立体物制造机器人100也可包括所述纤维束供应部(未图示)。并且,如同在下面进行说明,流入口430与形成于外部的加热器(未图示)连接,而接收供应的已调整温度的空气。通过流入口430供应的调整温度的空气能够防止到纤维束50至流入口430为止纤维束50发生凝固或固化或退化,能够防止通过根据本发明的3D立体物制造机器人100的内部的纤维束50发生凝固或硬化或退化。通过流入口430的纤维束50经过头部供应单元400的流入管410向转换器单元300进入。此时,头部供应单元400在流入管410的内部形成有头部供应加热器420,因此,在经过纵向的流入管410期间,纤维束50能够以未发生凝固或硬化或退化的状态,继续向转换器单元300移动。以下,将更详细地进行说明,转换器单元300形成有多个辊子,所述多个辊子用于引导纤维束50的移动。经过头部供应单元400进入转换器单元300的纤维束50与各个辊子接触而变更行进方向。即,纤维束50的行进路径根据多个辊子的结构或配置而决定。并且,使得机头单元200旋转的转换器单元300用于调整机头单元200的旋转,而改变多个辊子的配置。从而,使得纤维束50的行进方向改变,并且,纤维束50的张力也受到影响。只是,多个辊子中至少一个设计成能够一定地维持纤维束50行进而改变的纤维束50的张力。更详细地,所述多个辊子中的至少一个相当于纤维束50的张力维持用辊子。除了张力维持用辊子的剩余多个辊子,在导引纤维束50的行进的同时参与机头单元200的旋转。有关于此,将参照图9至图14更详细地进行说明。通过转换器单元300的纤维束50继续向机头单元200行进。在转换器单元300的前端形成有联轴器302,所述联轴器302与位于机头单元200的末端的联轴器252连接。此时,机头单元200的联轴器252和转换器单元300的联轴器302可相互直接连接,也可借助于适当的连接部件间接地连接。向机头单元200的内部进入的纤维束50通过机头单元200的头管212向外部排出。此时,纵向的圆筒形部件即头管212被头部加热器214围绕。头部加热器214使得头管212维持适当的温度状态,而能够防止在管212的内部通过的纤维束50的凝固或硬化或退化。如上述地,根据本发明的3D立体物制造机器人100可形成有多个加热器,用于防止纤维束50的凝固或硬化或退化。只是,纤维束50从3D立体物制造机器人100排出为止需要准确地调整纤维束50的温度。这是为了防止纤维束50粘附于排出的基板(substrate)或凝固,并且,调整排出位置和排出比率。为了防止上述现象,机头单元200形成有用于调整向外部排出的纤维束50的温度的温度调温强制风管(temperatureregulatedforcedairpipe)246。强制风管246直接或间接地使得纤维束50形成所需的温度,并且,通过强制风管246调整温度的纤维束50能够无粘连地从机头单元200排出。有关于此,下面参照与机头单元200有关的图5,更详细地进行说明。被调整的纤维束50的温度可理解为为了使得纤维束50无粘连地排出及/或形成所需的排出率的温度或温度范围。根据本发明的3D立体物制造机器人100并非限定于通过加热器(头部加热器214或头部供应加热器420或强制风管246调整的特定温度或温度范围。即,根据纤维束50的材料或性质,具有能够调整纤维束50的温度(上升、下降或维持)的功能即可。以下说明构成根据本发明的3D立体物制造机器人100的机头单元200及转换器单元300的详细的结构和动作。图5为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即机头单元200的截面图。如图5所示,机头单元200包括:形成有头管212和头部加热器214的头部主体210、机轮组件220、垫片222、转子壳体230、气缸组件240、排出口250及联轴器252。在此,气缸组件240包括气缸辊子242、气缸辊子架244及强制风管246。所述构成只是包含于本发明的优选实施的构成,只要能够维持根据本发明的3D立体物制造机器人100的功能,在所述构成之外附加有其他构成也可,也可从所述构成中省却一部分。头部主体210包括纵向的圆筒形头管212,引导通过转换器单元300进入机头单元200的纤维束200的移动。头部加热器214包裹头管212的整体或一部分,使得管212的温度上升。正在通过头管212的纤维束50因通过被头部加热器214加热的头管212内部,因此,能够防止凝固或硬化或退化。从而,能够在头管212内部不发生固着,而柔和地向外部排出。机轮组件220形成于头部主体210的既定位置。优选地,如图5所示,形成于机头单元200的排出口250的相反侧末端附近。机轮组件220能够使得机头单元200进行多种360°旋转(360°,720°…)。即,机轮组件220由轮子、凸缘及垫圈等构成,而使得头部主体210旋转。此时,在机头单元200的内部设置的内部导线可能受到头部主体210的旋转的影响。为此,机头单元200可形成有转子壳体230及垫片222。即,转子壳体230在内部形成有至少一个垫片222,在通过所述至少一个垫片222而分隔的空间设置导线,从而,防止受到导线的影响(扭曲、短路等),只使得头部主体210自身旋转。机头单元200通过机轮组件220以由纵向的轴201a为中心进行旋转运动(A-A')。图6至图8表示借助于机轮组件220的机头单元200的旋转运动。如图6至图8所示,机头单元200无需借助于转换器单元300或头部供应单元400,而通过机轮组件220进行多种360°旋转(360°,720°…)。当然,内部导线可借助于转子壳体230和垫片222免受因旋转的影响。并且,机头单元200的旋转并非使纤维束50进行旋转。即,机轮组件220调整机头单元200的旋转,但,通过机头单元200的内部的纤维束50不旋转,而向外部排出。如上述地,机头单元200的旋转有助于更精巧地制造各种形状和结构的立体物。气缸组件240固定在头部主体210的一部分。优选地,气缸组件240位于邻近纤维束50排出的排出口250的附近。气缸组件240利用内部活塞的往复运动,使得气缸辊子架244进行直线往复运动。从而,气缸辊子架244沿着机头单元200的纵向进行直线往复运动(L-L)。并且,在气缸辊子架244的一端形成有气缸辊子242。气缸辊子242具有能够精确地导引排出的纤维束50的功能。气缸辊子架244进行直线往复运动(L-L)时,形成于气缸辊子架244的一端的气缸辊子242也进行直线往复运动(L'-L')。气缸辊子242导引通过头管212向排出口250排出的纤维束50。即,气缸辊子242适当地导引向外部排出的纤维束50的位置。如果未设置气缸辊子242,纤维束50将被重力立即下降或在排出口250粘连,而难以将纤维束50向所需位置排出。但,气缸辊子242导引纤维束50的最终排出移动路径时,能够精确地向所需的位置排出,从而,能够运用可成型的塑料材料制造更复杂形状的3D立体物。并且,气缸组件240形成有强制风管246。如上述地,强制风管246直接或间接地调整排出的纤维束50的温度。形成于气缸组件240的强制风管246用于调整气缸组件240的构成,即,内部活塞(未图示)、气缸辊子架244及气缸辊子242的温度。尤其,强制风管246调整与一端接触的气缸辊子242的温度及被气缸辊子242导引的纤维束50的温度。更详细地,气缸辊子242借助于气缸组件240的内部活塞运动前进(向纤维束50的行进方向前进)时,通过机头单元200的头管212向排出口250排出的纤维束50与气缸辊子242接触,而能够导引最终排出方向。此时,纤维束50直接与具有通过强制风管246被调整的温度的气缸辊子242接触,而使得纤维束50的温度也被适当地调整。即,纤维束50在从排出口250排出时并非自由落下,而被气缸辊子242导引行进路径,从而,能够将纤维束50向所需的位置精确地排出,并且,能够防止通过强制风管246调整温度的纤维束50在排出口250或气缸辊子242粘连,而柔和地排出。以下说明转换器单元300的构成及动作。图9为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300的右侧分解剖视图;图10为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300的左侧分解剖视图;图11为根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即转换器单元300的概略图。首先,如图9所示,转换器单元300包括多个辊子。在本实施例中,以包含总5个辊子的示例进行说明,但,在其他实施例中,可包括更少数量的辊子,也可包括更多数量的辊子。图9为转换器单元300的右侧分解剖视图,详细地图示了在转换器单元300中形成的第1至第5辊子(311至315)的右侧面。第1至第5辊子(311至315)中至少2个以上的辊子连接于金属丝327,而一定地维持第1至第5辊子(311至315)之间的距离。从而,能够使得在第1至第5辊子(311至315)形成的纤维束50的移动路径维持一定的长度。即,第1至第5辊子(311至315)决定纤维束50的移动路径,通过一定地维持第1至第5辊子(311至315)之间的距离,而有助于转换器单元300的结构稳定性,并使得经过转换器单元300的纤维束50的整体距离不变(constant)。在本实施例中,金属丝327与位于第2至第5辊子(312至315)的右侧面的金属丝挂接部(322至325)结合,而能够一定地维持各个辊子的长度。并且,形成于转换器单元300的第1至第6链条(341至346)与第1至第5辊子(311至315)的位置变化联动地变换形状。在本实施例中,对于第1辊子311的第2辊子312的相对位置,对于第2辊子312的第1辊子311的相对位置为既定的。即,第1辊子311和第2辊子312相互的配置(分隔距离和相对角度)是不变的。并且,对于第3辊子313的第5辊子315的相对位置,对于第5辊子315的第3辊子313的相对位置为既定的。即,第3辊子313和第5辊子315的相互的配置(分隔距离和相对角度)是不变的。此时,位于第3辊子313与第5辊子315之间的第4辊子314也对于第3辊子313及第5辊子315的相对位置为既定的,但,第4辊子314以张力调整用辊子动作时,在既定范围内的位置为可变性的。从而,第1辊子311及第2辊子312以一个单位动作,第3辊子至第5辊子(313至315)也以一个单位动作。并且,第2辊子312与第3辊子313可通过连接部件350连接。转换器单元300的一部分以第5辊子315为中心进行旋转时,第3及第4辊子(313,314)也维持既定的分隔距离和相对角度而进行旋转。从而,通过连接部件350与第3辊子313连接的第2辊子312的位置也发生变化。第2辊子312的位置变化,使得以既定的分隔距离和相对角度配置的第1辊子311的位置发生变化。通过第5辊子315的旋转而发生的第1及第2辊子(311,312)的位置变化使得机头单元200移动。这是因为机头单元200的联轴器252与转换器单元300的联轴器302连接,转换器单元300的联轴器302与第1辊子311邻接而固定。即,转换器单元300的联轴器302与第1辊子311之间的分隔距离和配置角度是既定的。并且,机头单元200连接于头部供应单元400的机头结合部440,因此,机头结合部440和机头单元200的连接轴401b为中心,机头单元200和转换器单元300的一部分(形成第1辊子311及第2辊子312的区域)进行相对的运动。以杠杆的原理进行说明,机头结合部440和机头单元200的连接轴401b成为支点,形成有转换器单元300的第1辊子311的区域成为力点,机头单元200成为作用点。但,形成有第1辊子311的转换器单元300的区域进行上升移动(旋转)时,机头单元200进行下降移动(旋转),形成有第1辊子311的转换器单元300的区域进行下降移动(旋转)时,机头单元200进行上升移动(旋转)。此时,机头结合部440的长度为既定的,控制机头单元100的动作的转换器单元300位于机头结合部440的内部。从而,根据本发明的转换器单元300形成于有限的距离(机头结合部440的长度),而有助于机头单元200的移动,由此,能够使得3D立体物制造机器人100更小型地构成。图12至图14表示通过转换器单元300的机头单元200的移动或旋转。图12图示转换器单元300的构成形成于图11的状态的情况。此时,机头单元200置于大致与水平面形成平行的方向,即,头部供应400的纵向的延长线上。图13表示形成有第5辊子315的转换器单元300的一部分区域以第5辊子315为中心进行旋转的情况。以第5辊子315为中心的转换器单元300的一部分区域的旋转,使得连接第3辊子313与第2辊子312的连接部件350上升。从而,以连接轴401b为基准在相反侧的机头单元200向下。图14表示包括第5辊子315的转换器单元300的一部分区域向图13的相反方向旋转的情况。以第5辊子315为中心的转换器单元300的一部分区域的旋转将连接第3辊子313与第2辊子312的连接部件350向下方拉动。从而,使得以连接轴401b为基准在相反侧的机头单元200向下方。如上述地,转换器单元300可多个辊子(311至315)在有限的空间变换形状,而使得机头单元200旋转,能够制造小型的3D立体物制造机器人100。虽然根据实施例而不同,转换器单元300可将机头单元200自由旋转160°以上。当然,根据各个辊子(311至315)的排列或机头结合部440的长度等,也可以更大的角度旋转。以下详细说明根据本发明的3D立体物制造机器人100中通过转换器单元300的纤维束50的适用性张力调节功能。在此,第1至第5辊子(311至315)中的至少一个的辊子起到张力调节用辊子的功能,其适应性地调整通过转换器单元300的纤维束50的张力。本实施例中,图示了第4辊子314具有纤维束50的适应性张力调节功能,但,与可由其他辊子执行张力调节功能,还包括另外的张力调节用辊子。形成于转换器单元300的各个辊子(311至315)决定纤维束50的移动路径。纤维束50经过流入管410进入转换器单元300的内部,通过第1至第5辊子(311至315)被导引,向机头单元200行进。此时,纤维束50与转换器单元300的第1至第5辊子(311至315)接触,改变行进方向。此时,多个辊子(311至第315)中的一个即张力调节用辊子(第4辊子314)可形成有弹性部件318。第4辊子314借助于弹性部件318在既定距离内变更位置。第4辊子314与发生转换器单元300的变形而发生的纤维束50的张力变化对应地,在既定距离内移动位置。从而,能够一定地维持纤维束50的张力。即,当纤维束50的张力较强时,弹性部件318允许第4辊子314移动至使得纤维束50的张力松懈的位置,当纤维束50的张力较弱时,弹性部件318允许第4辊子314移动至使得纤维束50的张力较强的位置。在本实施例中,说明了能够使得适用性张力调节用辊子即第4辊子314进行位置移动的工具为弹性部件318,但,也可形成其他部件。并且,转换器单元300还可包括用于保护各个辊子(311至315)、金属丝327等构成的金属丝盖320及辊子盖360。以下详细说明转换器单元300的一个构成即加热器组件370(参照图3、图9及图10)。根据本发明的转换器单元300可包括加热器组件370。加热器组件370用于生成适当温度空气,防止通过转换器单元300的内部的纤维束50发生凝固或硬化或退化。借助于加热器组件370生成的适当温度的空气,通过加热器座372和加热器导引件377向转换器单元300的内部传送。更详细地,通过加热器组件370传送的具有适当温度的空气向通过转换器单元300的纤维束50的移动路径传送。加热器组件370搭载于加热器板375上面,可卸载地固定在头部供应单元400上。如上述地,根据本发明的3D立体物制造机器人100的一个构成即通过转换器单元300的纤维束50维持通过向移动路径上供应的适当温度的空气调整的温度,而能够防止发生凝固或硬化或退化。用于防止纤维束50的凝固或硬化或退化的构成,除了加热器组件370之外,还有连接于头部供应400的流入口430的外部加热器(未图示)、头部供应400的头部供应加热器420、机头单元200的头部加热器214。通过上述的加热装置能够防止纤维束50发生凝固或硬化或退化。并且,纤维束50借助于在机头单元200形成的强制风管246被调整温度,而能够防止粘连,向外部排出。并且,转换器单元300的各个辊子(311至315)还可形成有电机(未图示)。其用于调整被各个辊子(311至315)导引的纤维束50的排出率及排出速度。各个辊子(311至315)可分别连接有电机,使用者可控制电机,而决定各个辊子(311至315)的旋转速度。辊子(311至315)的旋转速度直接影响通过各个辊子(311至315)被导引的纤维束50的移动速度。当然,在其他实施例中,只在多个辊子(311至315)中的一部分辊子连接有电机也可。在说明本发明时示例了包括本发明的优选实施形态的特定实施例,但,本发明的技术领域的普通技术人员能够从上面说明的发明的构成预测各种置换或变形。并且,在不脱离本发明的权利范围和技术性思想的范围内,可进行各种结构性或功能性的变化。从而,本发明的思想或权利范围可通过在本说明书中参附的权利要求范围被广泛地理解。...
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