Procedimiento para la producción de un objeto tangible (5; 205;

305) por capas, cuyo procedimiento comprende: disponer un recipiente de líquido (2) que contiene un líquido (3; 203; 303); disponer una estructura constructiva (6; 206; 306) que tiene un lado (11; 211; 311) para el contacto con el líquido para establecer contacto con el líquido en el recipiente de líquido; y llevando a cabo repetidamente ciclos del método, comprendiendo cada ciclo del método, las siguientes etapas sucesivas: - solidificar partes predeterminadas del líquido, teniendo lugar la solidificación, como mínimo, cuando dichas partes se encuentran en contacto con la cara, en contacto con el líquido de dicha estructura constructiva, a efectos de obtener una capa sólida (14, 114; 214; 314) del objeto tangible, teniendo, por lo tanto la capa sólida una forma predeterminada, y teniendo la capa sólida una cara de la capa sólida (70; 170; 270; 370) que comprende la totalidad de partes de la superficie (170a, 170b, 170c) de la capa sólida que se encuentran o se han encontrado en contacto con la cara (11) de contacto con el líquido de la estructura constructiva; - separar dicha capa sólida de dicha estructura constructiva; y - desplazar, una con respecto a otra, la capa sólida separada y la estructura constructiva hasta una posición predeterminada entre sí a efectos de obtener, de manera similar, por solidificación similar de partes predeterminadas del líquido, una capa sólida sucesiva adherida a la capa sólida y adjunta a dicha cara de la capa sólida de la capa sólida; caracterizado porque durante, como mínimo, uno de dichos ciclos de procedimiento, dicha solidificación es llevada a cabo de manera tal que la capa sólida (14; 114; 214; 314) y la estructura constructiva (6; 206; 306) tienen formas que no se acoplan en el sentido de que todas las partes superficiales de dicha cara (70; 170; 270; 370) de la capa sólida no pueden ser llevadas simultáneamente a establecer contacto completo con la cara (11; 211; 311) de contacto con el líquido de la estructura constructiva (6; 206; 306)

Método y sistema para la producción de un objeto tangible por capas.

Sector técnico y Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un método para la producción de un objeto tangible por capas, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere también a un sistema para la producción por capas de un objeto tangible.

Es conocido un método de este tipo. Por ejemplo, es conocido por el documento DE10256672A1 que el recipiente de líquido tiene una placa de fondo transparente cuya cara superior tiene una capa de separación. En el espacio situado por encima de la placa inferior se encuentra una placa portadora que puede ser desplazada hacia arriba y hacia abajo. Durante el movimiento, la placa portadora puede alcanzar posiciones comprendidas desde debajo del nivel del líquido a una posición por encima del mismo. Una primera capa formada de forma sólida del objeto tangible es adherida a la cara inferior de la placa portadora. Las capas sólidas formadas de manera consecutiva son adheridas cada una de ellas a una capa sólida previamente formada, respectivamente.

Cada vez después de la solidificación de una nueva capa, la placa portadora junto con las capas previamente solidificadas adheridas a la misma son desplazadas hacia arriba a efectos de separar la última capa sólida formada con respecto a la capa de separación de la placa de fondo. Cada vez después de dicha separación, la capa sólida separada es desplazada a una posición predeterminada a una distancia con respecto a la capa de separación de la placa de fondo para dejar que entre el líquido entre la capa sólida separada y la capa de separación de la placa de fondo. Al solidificar un área predeterminada de una capa que contiene el líquido entrante se obtiene una capa sólida sucesiva del objeto tangible.

El movimiento de separación hacia arriba de la placa portadora requiere ejercer una fuerza externa sobre la placa portadora. Esta fuerza externa tiene como resultado un incremento de los esfuerzos internos en el objeto tangible que está siendo producido. En especial, los esfuerzos de tracción verticales en objetos con secciones transversales variables pueden resultar localmente muy elevados. Si estos esfuerzos se hacen demasiado elevados, el objeto se puede deformar, deteriorar o romper. Dado que, con el método conocido, una separación rápida requiere que la fuerza externa sea elevada, los esfuerzos internos en el objeto tangible durante dicha separación rápida son también elevados. Por lo tanto, un inconveniente del método conocido es que se pueden formar con rapidez solamente tipos limitados de objetos. Otros tipos de objetos, especialmente los que tienen mucha variación de secciones transversales, no pueden ser formados rápidamente con los métodos actualmente conocidos. El documento DE-A-102 56672 da a conocer las características de los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 11.

Características de la invención

Es un objetivo de la invención posibilitar una producción más rápida de un objeto tangible.

Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se da a conocer un método según la reivindicación 1.

En este método, de acuerdo con el primer aspecto de la invención, durante, como mínimo, uno de dichos ciclos del método, dicha solidificación es llevada a cabo de manera tal que la capa sólida y la forma de construcción tienen estructuras que no se acoplan en el sentido de que todas las partes superficiales mencionadas de dicha capa sólida no pueden ser llevadas simultáneamente a establecer contacto completo con el líquido que establece contacto con la cara o lado de la forma constructiva. Los efectos favorables de la aplicación de dichas estructuras que no se corresponden, se explican a continuación.

Durante la separación rápida de la última capa sólida formada a partir de la estructura constructiva, existe un periodo de tiempo durante el cual el líquido (resina) no se encuentra en equilibrio con las fuerzas/presiones en el espacio intermedio entre la capa sólida y la estructura constructiva. Entonces se crea una presión reducida (del vacío o líquido gaseoso) en dicho espacio intermedio, resultando en una fuerza que permite el flujo de líquido en el espacio intermedio en expansión. Por lo tanto, existe entonces una diferencia de impresión entre la presión (baja) en dicho espacio intermedio y la presión (alta) ejercida sobre las capas del objeto que se está produciendo y que no se han solidificado previamente a la última capa sólida formada (se debe observar que, para el método conocido, la presión en un espacio por encima del nivel de líquido y adyacente al mismo es la presión ambiental habitual, es decir, la presión atmosférica). La presencia de dicha diferencia de presión es responsable para una cantidad importante de la fuerza externa requerida necesaria para separar la capa sólida con respecto a la estructura constructiva, en especial para objetos con secciones transversales que varían (fuertemente). El ejercer esta elevada fuerza externa es responsable por su parte de un incremento de esfuerzos internos en el objeto durante dicha separación.

Mediante la aplicación de dichas estructuras no adaptadas, el líquido llenará el espacio intermedio en expansión entre la capa sólida y la estructura constructiva, de manera mucho más rápida. Es decir, la imposibilidad del acoplamiento de contacto simultáneo que se ha mencionado hace que al inicio de la etapa de separación el espacio intermedio ya ha sido parcialmente llenado por el líquido. Por lo tanto, por la aplicación de dichas formas no adaptadas, dicha diferencia de presión disminuye. Por lo tanto, la parte de la fuerza externa requerida que es necesaria para superar dicha diferencia de presión disminuye, como resultado de lo cual la parte de fuerza externa requerida contribuye en menor medida a dicho incremento de los esfuerzos internos en el objeto. Esto permite que, dado un nivel máximo permisible de esfuerzos internos, se disponga de una mayor parte de la fuerza externa para superar otros tipos de resistencias que se presentan durante la separación. En otras palabras, la aplicación de las formas no adaptadas tiene como resultado que una menor proporción de la fuerza externa se pierda para superar dicha diferencia de presión y, por lo tanto, resulta también en que una mayor proporción de la fuerza externa disponible se aproveche para conseguir aceleración de separación. Por lo tanto, las etapas de separación en el método de producción del objeto tangible se pueden acelerar incluso (y de hecho en especial) para objetos con secciones transversales que varían fuertemente.

Durante la separación, también se deben superar las fuerzas de adherencia entre la última capa sólida formada y la estructura constructiva. (Se debe observar que esta adherencia es reducida normalmente en la mayor medida posible utilizando una capa antiadherencia o recubrimiento sobre la estructura constructiva). Las fuerzas de adherencia son proporcionales al área de contacto entre la capa sólida y la estructura constructiva. Dado que esta área es reducida por la aplicación de las formas no adaptadas, estas fuerzas de adherencia también se reducen. Esto acelera adicionalmente las etapas de separación.

Además, la aplicación de las formas no adaptadas tiene otro efecto favorable que se explica a continuación. De acuerdo con el método, la etapa de separación es seguida de una etapa de posicionado en la que la capa sólida separada y la estructura constructiva se desplazan una con respecto a otra para alcanzar una posición predeterminada de una con respecto a otra. Normalmente, tiene lugar directamente después de completar la separación lo que se llama "salto" ("overshoot") en este movimiento relativo. Es decir, en una fase inicial de la etapa de posicionado, la capa sólida separada y la estructura constructiva se desplazan entre sí más de lo deseado. Este "salto" tiene que ser compensado por el desplazamiento, durante una etapa posterior de la fase de posicionado, de la capa sólida separada y la estructura constructiva llegando nuevamente a una posición más próxima entre sí. Durante este movimiento de compensación, el exceso de líquido que, mientras tanto, ha entrado en el espacio intermedio entre la capa sólida separada y la estructura constructiva, tiene que ser expulsado nuevamente de este espacio intermedio. Esta expulsión requiere tiempo, especialmente cuando la estructura constructiva es flexible.

Mediante la aplicación...

1. Procedimiento para la producción de un objeto tangible (5; 205; 305) por capas, cuyo procedimiento comprende:

disponer un recipiente de líquido (2) que contiene un líquido (3; 203; 303);

disponer una estructura constructiva (6; 206; 306) que tiene un lado (11; 211; 311) para el contacto con el líquido para establecer contacto con el líquido en el recipiente de líquido; y

llevando a cabo repetidamente ciclos del método, comprendiendo cada ciclo del método, las siguientes etapas sucesivas: