Un método para formar un cuerpo sinterizado tridimensional (100) que comprende las etapas de

a) proporcionar un molde básico que tiene una configuración tridimensional adaptada al cuerpo sinterizado quese va a producir,

b) tratar a la superficie del molde básico para facilitar la aplicación de una primera capa de superficie (130) delcuerpo sinterizado (100),

c) aplicar partículas de polvo (131) sobre el molde básico, para formar dicha primera capa de superficie (130),

d) aplicar al menos una capa más (120) encima de dicha primera capa de superficie (130),

e) tratar térmicamente el molde básico (400) y las partículas para formar un cuerpo sinterizado,

caracterizado porque la etapa b) se realiza proporcionando una capa de adherencia (604) al molde básico (400)dispuesta para adherir las partículas de polvo (131) de al menos una parte de la capa de superficie (130) a lasuperficie de dicho molde básico (400).

Método para producir un cuerpo sinterizado.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un método para formar un cuerpo sinterizado tridimensional que comprende las etapas de:

a) proporcionar un molde básico que tiene una configuración adaptada al cuerpo sinterizado que se va a producir,

b) tratar la superficie del molde básico para facilitar la aplicación de una primera capa de superficie del cuerpo sinterizado,

c) aplicar partículas de polvo sobre el molde básico, para formar dicha primera capa de superficie,

d) aplicar al menos una capa más encima de dicha primera capa de superficie,

e) tratar térmicamente el molde básico y las partículas para formar un cuerpo sinterizado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La producción de cuerpos sinterizados tridimensionales es tradicionalmente un proceso complejo y costoso, por ejemplo cuerpos porosos. Los cuerpos porosos se usan para muchas aplicaciones técnicas diferentes en la filtración de gases y líquidos, procesos de fluidización, separación y catálisis. Una aplicación importante es en la filtración de pasta. La forma del cuerpo o molde poroso es, en este último caso, bastante complicada. Sin embargo, la forma de filtros para gases y líquidos habitualmente es bastante sencilla debido a los inherentes problemas de fabricación en la producción de cuerpos porosos que tengan una configuración más compleja. Además, las series de producción pueden ser de un tamaño relativo pequeño, por lo que un bajo coste de producción del molde es una ventaja, al igual que una manera rápida y económica de fabricarlo. Otro aspecto es la estructura interna de dichos productos, por ejemplo propiedades de drenaje.

Existen algunas propiedades clave de un filtro que tienen una gran importancia en la funcionalidad solicitada en la operación de filtrado. Dos de estas propiedades, es decir alto rendimiento en la operación de filtrado y baja caída de presión en el filtro, son muy a menudo contradictorias. El alto rendimiento de la sustancia a retirar mediante la operación de filtrado, por ejemplo fibras en una pasta, se consigue usando un filtro con una estructura de poro fino. Una estructura de poro fino significa, en este caso, que los canales formados por los poros son de tamaño pequeño. Sin embargo, la caída de presión en el filtro aumenta al disminuir el tamaño de los canales de los poros. Por otro lado, tal como se ha mencionado anteriormente, a menudo se desea una estructura fina para obtener alto rendimiento y algunas veces también para facilitar la provisión de un cuerpo que tiene una estructura de superficie lisa.

Se sabe bien que puede conseguirse una estructura de poro fino fabricando el cuerpo poroso a partir de partículas o fibras finas y obviamente una estructura de poro grueso usando partículas o fibras gruesas en el proceso de fabricación del filtro.

Un método bastante reciente para producir objetos tridimensionales, por ejemplo para proporcionar filtros con una estructura graduada, es el proceso WPS (del inglés Wet Powder Spraying Process) . En este proceso una mezcla que contiene polvo sinterizable es pulverizada sobre un cuerpo de soporte, seguidamente el agente aglutinante de la mezcla se descompone en una primera etapa y la verdadera sinterización se realiza en una segunda etapa. En el documento US 2004/0050773 se presenta dicho proceso diseñado para la producción de al menos dos capas de diferente tamaño de poro.

A partir del documento US 2002/0195188, se conoce un proceso similar pero algo modificado en el que la mezcla contiene material formador de poros que contiene partículas con un tamaño o una distribución de tamaño predeterminados. Además, también se conoce un proceso en el que se usan fuerzas centrífugas para obtener una estructura graduada de un cuerpo sinterizado tridimensional. Tal como es evidente, todos estos procesos necesitan sofisticadas disposiciones/aparatos para alcanzar un resultado deseado, lo que conduce a un coste relativamente alto del producto final.

A partir de los documentos EP0559490 y EP0559491 se conoce un proceso adicional para producir un cuerpo tridimensional, por ejemplo se presenta un troquel de moldeo de pasta, que comprende preferentemente perlas de vidrio para formar una estructura porosa, que también menciona qué partículas sinterizadas pueden usarse. La técnica de producción descrita en ese documento es, sin embargo, complicada.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la invención proporcionar un método para formar un cuerpo sinterizado tridimensional que comprende las etapas tal como se definen en la reivindicación 1.

Gracias a la invención, se proporciona un método que mejora sustancialmente la eficiencia para producir un cuerpo sinterizado tridimensional. Además, la presente invención posibilita la fabricación de un filtro que tiene una fina capa superficial con estructura de poro fino y un núcleo interno con estructura de poro grueso. Por la presente, es un filtro obtenido con capacidad de filtrado eficiente y excelentes propiedades de drenaje, principalmente baja caída de la presión durante las operaciones de filtrado.

De acuerdo con aspectos adicionales de la invención:

- dicha capa de adherencia, se aplica como un líquido, que se aplica preferentemente al molde básico por medio de pulverización, lo que posibilita un proceso sorprendentemente eficiente de realizar un método de acuerdo con la invención.

- dicho líquido comprende sustancialmente agua, que se aplica preferentemente al molde básico por medio de pulverización, lo que posibilita una manera especialmente económica y respetuosa con el medio ambiente de realizar un método de acuerdo con la invención, y que no menos ventajoso proporciona un método en el que el aglutinante puede eliminarse fácilmente (evaporación) sin dejar producto residual alguno.

- al menos una parte de dicha capa de adherencia se dispone para fundirse por medio de calor suministrado desde dichas partículas de polvo, lo que posibilita un proceso sorprendentemente eficiente de realizar un método de acuerdo con la invención.

- antes de la etapa b) el molde básico ha sido tratado para obtener una temperatura de entre 0ºC - -100ºC, preferentemente en el intervalo de -10ºC - -30ºC, que es una manera fácil de proporcionar condiciones beneficiosas para realizar un método de acuerdo con la invención.

- la etapa c) se realiza en una habitación que tiene una temperatura por encima de +10ºC y por debajo de 60ºC, preferentemente entre 15 - 35ºC, y más preferida a temperatura ambiente entre 18 - 28ºC, que posibilita condiciones beneficiosas para realizar un método de acuerdo con la invención y también para individuos implicados en él.

- al menos una capa y/o al menos una parte comprende partículas de diferente tamaño a las partículas en otras partes de dicho cuerpo, en el que preferentemente al menos una capa y/o una parte comprende partículas de mayor tamaño que las partículas en dicha capa de superficie, lo que posibilita una manera eficiente de diseñar a medida diferentes propiedades de un cuerpo poroso.

- al menos una capa adicional se aplica de la misma manera encima de dicha capa de superficie, lo que posibilita la ventaja de que puede conseguirse un diseño a medida exacto respecto a las propiedades de un cuerpo poroso.

- al menos una capa comprende partículas de polvo.

- el molde básico está sustancialmente lleno antes de la etapa e) , lo que proporciona una manera eficiente de producir un cuerpo voluminoso, por ejemplo que necesita una superficie de soporte plana.

- finalmente se proporciona un canal en el cuerpo aplicando un dispositivo sólido que se retira del cuerpo después de la etapa d) , lo que es una manera eficiente de producir cuerpos provistos de propiedades personalizadas relativas al drenaje, etc.

- la etapa b) también se aplica a superficies del molde básico adaptadas para zonas sustancialmente no permeables del cuerpo lo que, para algunos productos, proporciona una manera de producción muy económica.

Aspectos y ventajas adicionales del método pueden encontrarse en la descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE... [Seguir leyendo]

1. Un método para formar un cuerpo sinterizado tridimensional (100) que comprende las etapas de

a) proporcionar un molde básico que tiene una configuración tridimensional adaptada al cuerpo sinterizado que se va a producir,

b) tratar a la superficie del molde básico para facilitar la aplicación de una primera capa de superficie (130) del cuerpo sinterizado (100) ,

c) aplicar partículas de polvo (131) sobre el molde básico, para formar dicha primera capa de superficie (130) ,

d) aplicar al menos una capa más (120) encima de dicha primera capa de superficie (130) ,

e) tratar térmicamente el molde básico (400) y las partículas para formar un cuerpo sinterizado,

caracterizado porque la etapa b) se realiza proporcionando una capa de adherencia (604) al molde básico (400) dispuesta para adherir las partículas de polvo (131) de al menos una parte de la capa de superficie (130) a la superficie de dicho molde básico (400) .

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha capa de adherencia (604) , se aplica como un líquido, que preferentemente se aplica al molde básico por medio de pulverización.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dichas partículas se adhieren por medio de solidificación de dicho líquido y preferentemente porque dicho líquido comprende sustancialmente agua.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque al menos una parte de dicha capa de adherencia (604) se dispone para fundirse por medio de calor suministrado a partir de dichas partículas de polvo (131) .

5. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque antes de la etapa b) el molde básico (400) ha sido tratado para obtener una temperatura de entre 0ºC - -100ºC, preferentemente en el intervalo de -10ºC - -30ºC.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la etapa c) se realiza en una habitación que tiene una temperatura por encima de +10ºC y por debajo de 60ºC, preferentemente entr.

15. 35ºC y, más preferido, a temperatura ambiente entr.

18. 28ºC.

7. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque al menos una parte de una capa adicional (120) se aplica por medio de una segunda capa de adherencia (605) , encima de dicha capa de superficie (130) .

8. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque al menos una parte (111A, 111B) y/o al menos una capa (110, 120, 130) comprende partículas (111, 121, 131) de diferente tamaño que otras partículas (111, 121, 131) en otras partes de dicho cuerpo, en el que preferentemente al menos una parte (111A, 111B) y/o al menos una capa (120) comprende partículas (121) de mayor tamaño que las partículas de polvo (131) en al menos una parte de dicha capa de superficie (130) .

9. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque dicha al menos una capa adicional (110, 120) comprende partículas de polvo (121) .

10. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque dicha al menos una capa adicional (120) comprende partículas hechas de fibras.

11. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el molde básico (400) se llena sustancialmente antes de la etapa e) .

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque finalmente se proporciona un canal (150) en el cuerpo (100) aplicando un dispositivo sólido que se retira del cuerpo (100) después de la etapa d) .

13. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la etapa b) también se aplica a superficies del molde básico (400) adaptadas para zonas sustancialmente no permeables (160) del cuerpo (100) .