Procedimiento de realización de un objeto por solidificación de polvo con la ayuda de un haz de láser con inserción de un órgano de absorción de deformaciones.

Procedimiento de fabricación de un objeto (O) por solidificación de polvo (3) con la ayuda de un haz de láser

(4) que comprende al menos unas etapas que consisten en:

- a) depositar una primera capa (6) de polvo (3) sobre una zona de trabajo formada por un plato (1),

- b) compactar esta primera capa (6),

- c) solidificar con la ayuda del haz de láser (4) una primera zona (7) de la capa compactada en la etapa b), correspondiendo esta zona a una sección de una pared de fondo (9) del objeto terminado (O),

- d) repetir las etapas de la a) a la c) hasta la obtención del objeto (O),

- e) antes de la etapa c), realizar por solidificación de un polvo (3) y con la ayuda del haz de láser (4) un órgano de absorción de las deformaciones (12) dispuesto entre la zona de trabajo (1) y una zona destinada a participar en una zona (7) que corresponde a una sección de la pared de fondo (9) del objeto terminado (O) realizada en la etapa c), caracterizado porque el órgano de absorción realizado durante la etapa e) comprende un soporte (12) deformable formado por varias laminillas (120) apropiado para unir una cara (2) del plato (1) a la primera zona (7) constitutiva de una cara (9) de la pared de fondo del objeto (O).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/057825.

Solicitante: PHENIX SYSTEMS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: Rue Richard Wagner Parc Européen d'Entreprises 63200 Riom FRANCIA.

Inventor/es: TEULET,PATRICK.

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)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS... > Fabricación de piezas a partir de polvos metálicos,... > B22F3/105 (utilizando una corriente eléctrica, radiación láser o plasma (B22F 3/11 tiene prioridad))

PDF original: ES-2531590_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de realización de un objeto por solidificación de polvo con la ayuda de un haz de láser con inserción de un órgano de absorción de deformaciones [0001] La invención se refiere a un procedimiento de realización de un objeto por solidificación de polvo con la ayuda de un haz de láser, con inserción de un órgano de absorción de deformaciones.

Aquí, el término polvo se debe comprender como que designa un polvo o una mezcla de polvos. Este polvo o esta mezcla de polvos puede ser mineral, por ejemplo cerámica o metálica. Por solidificación, se designa un procedimiento de fabricación de un objeto por solidificaciones sucesivas de varias capas superpuestas de polvo o de mezcla de polvos. Estas capas se extienden y compactan previamente sobre un plato que forma una zona de trabajo. Cada capa de polvo o de mezcla de polvos, se solidifica al nivel de las zonas constitutivas de las paredes del objeto, con la ayuda de un haz de láser. Tal solidificación se designa igualmente con el término sinterización, siendo empleado este en lo sucesivo.

Durante la realización de objetos de pared gruesa y/o de grandes dimensiones, se puede observar la aparición de ciertas deformaciones. Estas deformaciones se producen cuando el material constitutivo del objeto, a saber el polvo solidificado, ha alcanzado una cierta temperatura después de haber sido sometido al haz de láser. La 20 temperatura alcanzada en las capas de polvo sinterizado constitutivas de las paredes del objeto depende no solamente de la energía térmica aportada por el haz de láser sino igualmente del coeficiente de conductividad térmica del polvo solidificado. Además, por sus dimensiones, su forma y/o la naturaleza del polvo, el objeto posee un coeficiente de dilatación lineal dado. En la medida en que el objeto esté realizado sobre un plato realizado con un material rígido, este plato poseerá igualmente un coeficiente de conductividad térmica y un coeficiente de dilatación que le son propios.

Durante el proceso de fabricación, el objeto tiene una temperatura que evoluciona durante la fabricación, a saber que aumenta en cada pasaje del haz de láser. Paralelamente al aumento de temperatura del objeto, se observa un aumento de la temperatura del plato que forma el soporte de trabajo.

La temperatura del objeto sinterizado es, a priori, superior siempre a la del plato puesto que es el objeto el que recibe la energía emitida por el haz de láser. Cuando el coeficiente de dilatación del plato es superior o igual al del objeto, se observa un primer tipo de deformación del plato. En este caso, el plato presenta una cara, destinada a estar en contacto con una cara complementaria del objeto, que es convexa. Esta deformación del plato influye en el objeto que presenta entonces una deformación complementaria, es decir que el objeto tiene al menos una cara cóncava destinada a estar en contacto con la cara convexa del plato.

En cambio, cuando el coeficiente de dilatación del objeto es superior al del plato, siendo la temperatura del objeto superior siempre a la del plato, se observa otro tipo de deformación. En este caso, al menos una cara del objeto, destinada a estar en contacto con el plato, es cóncava. El plato presenta entonces una deformación complementaria, es decir con al menos una cara convexa destinada a estar en contacto con el objeto.

Cuando la temperatura del objeto es inferior a la alcanzada por el plato, se observa, sean cuales sean los coeficientes de dilatación respectivos del objeto y del plato, una deformación de una cara del objeto destinada a 45 estar en contacto con el plato que es convexo mientras que la cara complementaria del plato es cóncava.

Una de las soluciones conocidas para remediar estas deformaciones consiste en utilizar, tanto para el plato como para la realización del objeto, unos materiales cuyos coeficientes de conductividad térmica y/o de dilatación sean lo suficientemente próximos para que las variaciones dimensionales del plato y del objeto sean 50 equivalentes. Esto es difícil de realizar puesto que los objetos no están realizados todos a partir de polvo que tiene un coeficiente de dilatación similar al del material constitutivo del plato, al menos al nivel de las propiedades mecánicas. Además, las temperaturas del objeto y del plato varían durante el procedimiento de fabricación. Por tanto, las deformaciones pueden aparecer de manera más o menos marcada según las temperaturas.

EP-A-2 022 622 describe un procedimiento de fabricación de un objeto mantenido en posición en un cuadro, durante su fabricación, por unos separadores de forma compleja dispuestos en la periferia del objeto. Estos separadores no son eficaces para impedir la aparición de deformaciones, en la medida en que el objeto conserva una cara inferior en contacto con el plato. Por otro lado, estos separadores necesitan emplear un gran volumen de polvo así como un plato que tenga unas dimensiones relativamente mayores que las del objeto terminado, lo que no

es satisfactorio.

El documento GB 2 458 745 A divulga un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1.

Son estos inconvenientes los que pretende remediar más particularmente la invención proponiendo un procedimiento fácil de aplicar y paliando la mayoría de las deformaciones.

A tal efecto, la invención tiene como objetivo un procedimiento de fabricación de un objeto por solidificación de polvo tal como se define en la reivindicación 1.

Así, con un órgano de absorción de las deformaciones dispuesto entre el objeto y el plato, durante la fabricación del objeto, se absorben eventuales deformaciones, tanto del plato como del objeto y esto sean cuales sean las temperaturas, los coeficientes de conductividad térmica y/o de dilatación del objeto y del plato.

Unos aspectos ventajosos pero no obligatorios de este procedimiento se definen en las reivindicaciones de 2 a 5.

La invención se comprenderá mejor y otras ventajas de la misma se mostrarán más claramente a partir de la lectura de la descripción que aparece a continuación de dos modos de realización de un procedimiento de 20 fabricación por solidificación de polvo con la ayuda de un láser conforme a la invención, dada únicamente a título de ejemplo y realizada refiriéndose a los dibujos adjuntos en los cuales:

- la figura 1 es una vista lateral, esquemática de la realización de un objeto por un procedimiento del

estado de la técnica, estando representado el objeto parcialmente terminado,

- la figura 2 es una vista esquemática, lateral, de un objeto terminado, después de la solidificación,

en posición sobre un plato formando una zona de trabajo, no presentando el conjunto ninguna

deformación,

- las figuras 3 y 4 ilustran el objeto terminado y el plato, vistos de lado, en el caso de los dos tipos de

deformación conocidos, estando ilustrados el objeto y el plato, sin deformación, en líneas

discontinuas,

- la figura 5 es una vista de un lado de un objeto terminado y del plato, en las figuras 3 y 4, estando

representado un órgano de absorción de las deformaciones, realizado según el procedimiento

conforme a un primer modo de realización de la invención, en el caso de la absorción del tipo de

deformación ilustrado en la figura 3, estando ilustrada la deformación en líneas discontinuas,

- la figura 6 es una vista, a mayor escala, del detalle VI en la figura 5, y

- las figuras 7 y 8 son unas figuras equivalentes a las figuras 5 y 6 en el caso del tipo de

deformación ilustrado en la figura 4.

[0016] En la figura 1, un plato 1 forma una zona de trabajo. El plato 1 presenta una cara plana 2 sobre la cual se

extiende un polvo 3. Por polvo, se... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de fabricación de un objeto (O) por solidificación de polvo (3) con la ayuda de un haz de láser (4) que comprende al menos unas etapas que consisten en:

- a) depositar una primera capa (6) de polvo (3) sobre una zona de trabajo formada por un plato (1) , -b) compactar esta primera capa (6) , -c) solidificar con la ayuda del haz de láser (4) una primera zona (7) de la capa compactada en la etapa b) , correspondiendo esta zona a una sección de una pared de fondo (9) del objeto terminado (O) , -d) repetir las etapas de la a) a la c) hasta la obtención del objeto (O) , -e) antes de la etapa c) , realizar por solidificación de un polvo (3) y con la ayuda del haz de láser (4) un órgano de absorción de las deformaciones (12) dispuesto entre la zona de trabajo (1) y una zona destinada a participar en una zona (7) que corresponde a una sección de la pared de fondo (9) del objeto terminado (O) realizada en la etapa c) , caracterizado porque el órgano de absorción realizado durante la etapa e) comprende un soporte (12) deformable formado por varias laminillas (120) apropiado para unir una cara (2) del plato (1) a la primera zona (7) constitutiva de una cara (9) de la pared de fondo del objeto (O) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las laminillas (120) están separadas regularmente. 20

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las laminillas (120) , antes de cualquier absorción de deformaciones, son paralelas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo (3)

constitutivo del soporte deformable (12) es idéntico al menos a la primera capa (7) de polvo (3) constitutiva del objeto (O) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo constitutivo del soporte deformable (12) es diferente al menos de la primera capa de polvo constitutiva del objeto. 30