Máquina de estereolitografía con placa de modelado.

Máquina de estereolitografía (1) para la producción de objetos tridimensionales

(A) através de la superposición de una pluralidad de capas (E) con espesor predefinido de unasustancia líquida (3) apta para solidificar cuando se somete a una estimulación selectiva (4),que está compuesta por:

- Un depósito (2) apto para contener dicha sustancia líquida (3);

- Medios de emisión (5) aptos para generar dicha estimulación selectiva (4) y paratransmitirla hacia dicho depósito (2);

- Una placa de modelado (6; 6'; 6") que comprende una superficie de trabajo (7)orientada hacia la parte inferior (2a) de dicho depósito (2) y adecuada para soportar dichoobjeto (A); caracterizada porque dicha placa de modelado (6; 6 '; 6 ") presenta al menos unaranura (8) hecha en dicha superficie de trabajo (7) a lo largo de una trayectoria de desarrollo(X) y que se extiende hasta el borde del perímetro de dicha superficie de trabajo (7) a fin detener al menos un extremo abierto en el nivel de la superficie lateral de dicha placa (6; 6';6")

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/000034.

Solicitante: Dws S.R.L.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via Lago di Levico 3 36010 Zane' (VI) ITALIA.

Inventor/es: ZENERE,SERGIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > B29C67/00 (Técnicas de conformación no cubiertas por los grupos B29C 39/00 - B29C 65/00, B29C 70/00 o B29C 73/00)

PDF original: ES-2451842_T3.pdf

 

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Máquina de estereolitografía con placa de modelado.

Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a una máquina de estereolitografía que incluye una placa de modelado.

Como es sabido, la técnica de estereolitografía permite la producción de objetos tridimensionales mediante la superposición de una sucesión de capas obtenidas a través de una resina líquida que se solidifica cuando se somete a una estimulación predefinida.

Cada capa del objeto se obtiene mediante la estimulación selectiva de la resina con el fin de que se solidifique en los puntos que conforman una sección correspondiente del objeto que va a ser producido.

Como es sabido, una máquina de estereolitografía incluye, en general, un depósito adecuado

para contener la resina líquida, un dispositivo adecuado para estimular una capa de resina líquida que tiene una viscosidad predefinida y una placa móvil de modelado sobre la que se apoya el objeto tridimensional durante su formación.

Para crear la primera capa del objeto, se lleva la superficie de la placa al nivel de la 20 anteriormente mencionada capa de líquido para estimularlo, de modo que la primera capa del objeto se forma contra la placa y se adhiere a ella.

Para crear las sucesivas capas, la placa mueve el objeto desde la posición anterior, con el fin de permitir que la resina restaure la capa de líquido que servirá para formar la capa 25 siguiente.

A continuación, la placa mueve el objeto de nuevo a otra posición, de modo que la última capa esté contra la capa de resina líquida, de manera que ésta última se solidifique mientras se adhiere a la capa anterior.

Las máquinas de estereolitografía de tipo conocido plantean el inconveniente de que no es fácil de retirar el objeto acabado de la placa de modelado.

En particular, y puesto que el objeto se adhiere a la placa y es muy frágil, debe ser separado 35 usando una cuchilla de metal afilada que se desliza sobre la placa para separar el objeto de la superficie de la propia placa.

Esta operación implica el riesgo de deformar o romper el objeto y, por tanto, debe ser llevada a cabo manualmente y con mucho cuidado, con el doble inconveniente del aumento 40 de los costes laborales y el riesgo de artículos defectuosos.

La cuchilla presenta otro inconveniente derivado del hecho de que algunas partículas de la superficie se eliminen de la placa.

Además de dañar la placa, esto causa otro inconveniente, representado por el hecho de que las citadas partículas contaminan la resina líquida residual presente en el depósito, lo que afecta a la solidez de los objetos que se producen sucesivamente.

Otros inconvenientes son planteados por las máquinas de estereolitografía en las que el 50 dispositivo de estimulación está situado debajo del depósito, que está provisto de una parte inferior que es transparente a la estimulación.

En esta variante, el dispositivo de estimulación se configura para que se solidifique la capa de resina adyacente a la parte inferior del propio depósito, de manera que el objeto se forma bajo la placa de modelado y en la creación de cada capa sucesiva la placa se eleva progresivamente desde la parte inferior del depósito.

Los movimientos verticales de la placa hacen que la resina fluya desde el centro de la placa 5 hacia sus lados y viceversa, dependiendo de la dirección del movimiento.

Debido a la viscosidad de la resina y su consiguiente dificultad para fluir, el movimiento de la placa ejerce una cierta presión sobre la parte inferior del depósito, la cual aumenta en proporción a la viscosidad de la resina, la velocidad de movimiento de la placa y la proximidad de la placa a la parte inferior del depósito.

En particular, durante la formación de las primeras capas, la placa de modelado está situada a una distancia de la parte inferior del depósito de en torno a unas centésimas de milímetro.

Por lo tanto, durante la formación de las primeras capas, las presiones determinadas por los movimientos de la placa son tan altas que es necesario limitar la velocidad de la placa, con el inconveniente del considerable aumento de los costes de procesamiento. El problema descrito anteriormente es abordado en la solicitud de patente italiana VI2008A000311, en nombre del mismo solicitante que presentó la presente solicitud, y en el documento US

2008/0174050.

Estos documentos ponen de manifiesto una máquina de estereolitografía según el preámbulo de la reivindicación 1 que comprende una placa provista de conductos que, permitiendo que la resina fluya desde una cara de la placa a la otra, evita que la resina fluya hacia los lados 25 de la placa. Por lo tanto, la presencia de los agujeros presenta la ventaja de reducir la cantidad de presión ejercida en la parte inferior del depósito y hace que sea posible aumentar la velocidad de movimiento de la placa incluso durante la formación de las primeras capas. Además, los agujeros impiden que la placa se adhiera a la parte inferior del depósito, produciendo el denominado “efecto ventosa” descrito detalladamente en el documento mencionado anteriormente sobre la técnica conocida.

Sin embargo, la placa perforada plantea los mismos inconvenientes descritos anteriormente en lo que se refiere a la retirada del objeto y a la limpieza de la placa, así como otros nuevos inconvenientes.

Se sabe, de hecho, que con el fin de hacer que las capas se adhieran a la superficie de la placa es necesario estimular una capa de resina ligeramente más gruesa de lo estrictamente necesario.

En consecuencia, cuando se utiliza una placa perforada, parte de la resina que pertenece a las primeras capas del objeto se solidifica dentro de los agujeros y permanece en ellos, por lo tanto obstaculiza las sucesivas retiradas de la placa al final del ciclo de procesamiento.

En particular, si el objeto se retira por medio de la cuchilla de metal afilada mencionada 45 anteriormente, existe el inconveniente de que las partes de la resina que se solidificaron en los agujeros se separen del resto del objeto y queden atrapadas en los agujeros.

Por lo tanto, después de retirar el objeto, es necesaria una operación más para eliminar la resina que se ha quedado atascada en los agujeros.

A diferencia de la variante de realización descrita anteriormente, otra variante de realización de una máquina de estereolitografía tiene el dispositivo de estimulación situado sobre el depósito y configurado de manera que solidifique la superficie de la capa de la resina.

En esta realización, el objeto se forma sobre la placa, que baja progresivamente a medida que la construcción del objeto avanza.

Aunque esta variante de realización no plantea los inconvenientes relacionados con la presión ejercida sobre la parte inferior del depósito, no obstante, plantea los inconvenientes relacionados con la retirada del objeto de la placa y con la limpieza de esta última, que se han descrito con respecto a la anterior variante de realización.

La presente invención pretende superar todos los inconvenientes de la técnica conocida tal y 10 como se ha descrito anteriormente.

En particular, el primer objetivo de la invención es proporcionar una máquina de estereolitografía con una placa de modelado que permite retirar el objeto acabado más cómodamente de lo permitido por las placas conocidas.

Un objetivo adicional de la invención es proporcionar una máquina con una placa que sea fácil de limpiar.

Es también objetivo de la invención proporcionar una máquina con una placa que, cuando se use en una máquina de estereolitografía provista de un dispositivo de estimulación situado bajo el depósito, facilite el flujo de la resina desde el centro de la placa hacia los lados y viceversa, en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Máquina de estereolitografía (1) para la producción de objetos tridimensionales (A) a través de la superposición de una pluralidad de capas (E) con espesor predefinido de una sustancia líquida (3) apta para solidificar cuando se somete a una estimulación selectiva (4) , que está compuesta por:

- Un depósito (2) apto para contener dicha sustancia líquida (3) ;

- Medios de emisión (5) aptos para generar dicha estimulación selectiva (4) y para transmitirla hacia dicho depósito (2) ;

- Una placa de modelado (6; 6'; 6") que comprende una superficie de trabajo (7) orientada hacia la parte inferior (2a) de dicho depósito (2) y adecuada para soportar dicho objeto (A) ; caracterizada porque dicha placa de modelado (6; 6 '; 6 ") presenta al menos una ranura (8) hecha en dicha superficie de trabajo (7) a lo largo de una trayectoria de desarrollo (X) y que se extiende hasta el borde del perímetro de dicha superficie de trabajo (7) a fin de tener al menos un extremo abierto en el nivel de la superficie lateral de dicha placa (6; 6'; 6") .

2. Máquina (1) según la reivindicación 1) , caracterizada porque la profundidad (9) de dicha ranura (8) excede el espesor predefinido de dichas capas (E) . 20

3. Máquina (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1) o 2) , caracterizada porque dicha ranura (8) tiene ambos extremos abiertos en el nivel de dicha superficie lateral de dicha placa (6; 6'; 6") .

4. Máquina (1) de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque dicha ranura (8) tiene un sección transversal uniforme (11, 11', 11") a lo largo de dicha trayectoria de desarrollo (X) .

5. Máquina (1) según la reivindicación 4) , caracterizada porque dicha sección transversal (11') tiene al menos una área (12) cuya anchura excede la anchura (10) de dicha sección transversal (11') en el nivel de dicha superficie de trabajo (7) .

6. Máquina (1) según la reivindicación 4) o 5) , caracterizada porque el perfil de dicha sección transversal (11") tiene un recoveco (13) en al menos uno de los bordes laterales de 35 dicha sección transversal (11") .

7. Máquina (1) de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada por el hecho de que comprende una pluralidad de dichas ranuras (8) paralelas entre sí.

8. Máquina (1) de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque incluye una herramienta (14) para la limpieza de dicha placa de modelado (6; 6'; 6") , que presenta un cuerpo de soporte (15) del que nace, al menos, un elemento alargado (16) , configurado de manera que pueda deslizarse dentro de la 45 correspondiente ranura (8) de dicha placa (6; 6'; 6") .

9. Máquina (1) según la reivindicación 8) , caracterizada porque dicha herramienta (14) está formada por un cuerpo de soporte (15) del que nace una pluralidad de elementos alargados (16) , cada uno de los cuales está configurado de modo que pueda deslizarse dentro 50 de la correspondiente ranura (8) de dicha placa (6; 6'; 6") , siendo dichos elementos alargados (16) paralelos entre sí y dispuestos de acuerdo con un plano de referencia (Y) posicionados a una distancia entre ellos igual a la de las correspondientes ranuras (8) .

10. Máquina (1) según la reivindicación 8) o 9) , caracterizada por el hecho de que la 55 anchura (17) de cada uno de dichos elementos alargados (16) con respecto a una dirección paralela a dicho plano de referencia (Y) es sustancialmente igual a la anchura (10) de la ranura correspondiente (8) de dicha placa (6; 6'; 6") .

11. Máquina (1) según cualquiera de las reivindicaciones 8) a 10) , caracterizada porque el grosor (18) de cada uno de dichos elementos alargados (16) en una dirección ortogonal a dicho plano de referencia (Y) no excede la profundidad (9) de la correspondiente ranura (8) .

12. Máquina (1) según cualquiera de las reivindicaciones 8) a 11) , caracterizada porque dichos elementos alargados (16) tienen extremos redondeados (16a) . 10

13. Máquina (1) según cualquiera de las reivindicaciones 8) a 12) , caracterizada porque dichos elementos alargados (16) son flexibles.

14. Máquina (1) según cualquiera de las reivindicaciones 8) a 13) , caracterizada porque la dureza de dichos elementos alargados (16) es menor que la dureza de dicha placa (6; 6'; 6") .