Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados por sinterización selectiva de un polvo que comprende una poliamida y una poli(N-METIL-METACRILIMIDA) y cuerpos moldeados producidos de esta manera.

Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados mediante sinterización selectiva por rayos láser de unpolvo para sinterización,

caracterizado porque

el polvo contiene por lo menos una poliamida y, referido a la suma de los polímeros presentes en el polvo, de 1 a12 % en peso de una poli(N-metil-metacrilimida) (PMMI), teniendo las partículas de poliamida un tamaño medio departículas de 40 a 100 μm.

Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados por sinterización selectiva de un polvo que comprende una poliamida y una poli (N-metil-metacrilimida) y cuerpos moldeados producidos de esta manera El invento se refiere a un procedimiento para la producción de cuerpos moldeados mediante sinterización selectiva con rayos láser de polvos para sinterización,

que está caracterizado porque

el polvo contiene por lo menos una poliamida y, referido a la suma de los polímeros presentes en el polvo, de 1 hasta 12 % en peso de una poli (N-metil-metacrilimida) (PMMI) , teniendo las partículas de poliamida un tamaño medio de partículas de 40 a 100 μm,

así como a unos cuerpos moldeados, producidos por el procedimiento de sinterización selectiva con rayos láser.

La puesta a disposición rápida de prototipos es una misión establecida frecuentemente en los últimos tiempos. Un procedimiento, que es especialmente bien apropiado para la finalidad de la producción rápida de prototipos, es la sinterización selectiva con rayos láser. En el caso de este procedimiento, unos polvos de un material sintético se iluminan (irradian) dentro de una cámara, de una manera selectiva, durante breve tiempo, con un rayo láser, con lo que se funden las partículas de polvos que son afectadas por el rayo láser. Las partículas fundidas se fusionan unas dentro de otras y se solidifican rápidamente de nuevo para formar una masa sólida. Por iluminación repetida de unas capas que se van aplicando siempre de nuevas, con este procedimiento se pueden producir de una manera sencilla y rápida cuerpos tridimensionales incluso de geometría complicada.

El procedimiento de la sinterización con rayos láser (la producción rápida de prototipos, del inglés Rapid Prototyping) para la producción de cuerpos moldeados a partir de polímeros pulverulentos, se describe detalladamente en los documentos de patente de los EE.UU. US 6.136.948 y de solicitud de patente internacional WO 96/06881 (ambos de DTM Corporation) . Se pueden emplear para este uso un gran número de polímeros y copolímeros, tales como p.ej. los de poliacetato, polipropileno, polietileno, ionómeros y poliamida.

En la práctica, el caso de la sinterización por rayo láser, se ha acreditado sobre todo un polvo de poliamida 12 (PA 12) para la producción de cuerpos moldeados, en particular de piezas constructivas técnicas. Las piezas producidas a partir de polvos de PA 12 satisfacen los elevados requisitos que se establecen en lo que se refiere a la solicitación mecánica y por consiguiente se asemejan especialmente, en cuanto a sus propiedades, a las posteriores piezas producidas en serie, que se elaboran por extrusión o moldeo por inyección.

El documento de patente europea EP 0 109 145 describe unas mezclas poliméricas compatibles que se componen de 1 a 99 % en peso de un polímero acrílico imidado, que contiene por lo menos 5 % en peso de unidades de glutarimida, y de 99 a 1 % en peso de una poliamida.

El documento EP 0 649 739 se refiere a un tubo de material sintético de múltiples capas, que se compone de una capa externa, de una capa intermedia a base de una poliamida y una poli (glutarimida) , así como de una capa interna a base de un poli (fluoruro de vinilideno) , que se produce por extrusión.

Schmachtenberg y colaboradores describen en “Lasersintern von Polyamid” [Sinterización mediante rayos láser de una poliamida], Kunststoffe [Materiales sintéticos], editorial Carl Hanser, tomo 87, nº 6, páginas 773 y siguientes, el empleo de poliamidas al sinterizar con rayos láser.

En este caso, es bien apropiado un polvo de PA 12, con un tamaño medio de granos (d50) de 50 a 150 μm, tal como se obtiene por ejemplo de acuerdo con el documento de patente alemana DE 197 08 946 o también DE 44 21 454. De manera preferida, se emplea en este contexto un polvo de poliamida 12 con una temperatura de fusión de 185 a 189 ºC, una entalpía de fusión de 112 ± 17 J/g y una temperatura de solidificación de 138 a 143 ºC, tal como se describe en el documento EP 0 911 142.

A pesar de las ya buenas propiedades de los polvos poliméricos conocidos, los cuerpos moldeados producidos con tales polvos siguen presentando siempre todavía algunas desventajas. En el caso de los polvos de poliamidas empleados actualmente, son desventajosas en particular unas superficies rugosas en los cuerpos moldeados, que se determinan por el límite entre las partículas fundidas total o incipientemente y las partículas no fundidas, circundantes. Además, es desventajosa la formación de estructuras extensas de cristalitos al enfriar las piezas moldeadas a partir de polvos para sinterización a base de una poliamida, por cuanto que de esta manera se puede observar una contracción aumentada o incluso una deformación de las piezas. En particular unas piezas constructivas grandes o unas piezas constructivas en las que está impedida parcialmente la contracción, tienen tendencia a la deformación. Las superficies muy ásperas exigen un revestimiento, con el fin de obtener unas piezas de aspecto agradable. Además, a causa de la aspereza de la superficie, la resolución de pequeñas estructuras deja bastante que desear, puesto que ellas crecen en común.

Una misión del presente invento fue, por lo tanto, poner a disposición un polvo para sinterización por rayos láser, que haga posible una mejor retención de las dimensiones y una mejor calidad superficial en el caso de las piezas producidas mediante una sinterización selectiva por rayos láser.

Sorprendentemente, se encontró por fin que mediante la adición de una poli (N-metil-metacrilimida) (PMMI) a unas poliamidas se pueden producir unos polvos para sinterización, a partir de los cuales se pueden producir, mediante una sinterización por rayos láser, unos cuerpos moldeados que retienen manifiestamente más las dimensiones y son más lisos que unos cuerpos moldeados constituidos a base de los polvos para sinterización habituales.

Son objeto del presente invento unos cuerpos moldeados, producidos mediante una sinterización por rayos láser, que están caracterizados porque contienen una PMMI y por lo menos una poliamida.

El polvo de sinterización tiene la sorprendente ventaja de que los cuerpos moldeados producidos a partir de él mediante una sinterización por rayos láser tienen una superficie muy lisa. Por consiguiente se abren unos sectores de uso, que hasta ahora no eran posibles a causa de la mala resolución.

La muy buena retención de las dimensiones de las piezas constructivas aumenta enormemente la seguridad del procedimiento, puesto que es posible reproducir directamente en la primera etapa las dimensiones deseadas. Esto, con frecuencia en el caso de la utilización de los polvos habituales no sucede, por lo cual las piezas constructivas, al realizar la primera construcción, están deformadas y se debe repetir la sinterización con otros parámetros de elaboración u otra colocación en el recinto de construcción.

Por lo demás se pudo comprobar con sorpresa que unos cuerpos moldeados, producidos a partir del polvo para sinterización tienen unas propiedades mecánicas constantemente buenas o incluso mejoradas, en particular en lo que se refiere al módulo de elasticidad, la resistencia a la tracción y la densidad.

El polvo para sinterización así como un procedimiento para su producción se describen seguidamente, sin que el invento tenga que estar limitado a ellos.

El polvo para sinterización destinado a la sinterización selectiva por rayos láser se distingue por el hecho de que el polvo contiene por lo menos una poliamida y por lo menos una PMMI. Como poliamida, el polvo para sinterización conforme al invento contiene preferiblemente una poliamida, que por cada grupo de carboxamida tiene por lo menos 8 átomos de carbono. De manera preferida, el polvo para sinterización conforme al invento contiene por lo menos una poliamida, que tiene 10 o más átomos de carbono por cada grupo de carboxamida. De manera muy especialmente preferida, el polvo de sinterización contiene por lo menos una poliamida, seleccionada entre una poliamida 612 (PA 612) , una poliamida 11 (PA 11) y una poliamida 12 (PA 12) o unas copoliamidas que se basan en las poliamidas antes mencionadas. El polvo para sinterización contiene de manera preferida una poliamida no regulada.

Para la sinterización por rayos láser es apropiado en particular un polvo para sinterización de una poliamida 12, que tiene una temperatura de fusión de 185 a 189 ºC, de manera preferida de 186 a 188 ºC, una entalpía de fusión de 112 ± 17 J/g, de manera preferida de 100 a 125 J/g y una temperatura de solidificación de 133 a 148 ºC, de manera preferida de 139 a 143... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados mediante sinterización selectiva por rayos láser de un polvo para sinterización, caracterizado porque el polvo contiene por lo menos una poliamida y, referido a la suma de los polímeros presentes en el polvo, de 1 a 12 % en peso de una poli (N-metil-metacrilimida) (PMMI) , teniendo las partículas de poliamida un tamaño medio de partículas de 40 a 100 μm.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se emplea una poliamida, que por cada grupo de carboxamida tiene por lo menos 8 átomos de carbono.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque contiene una poliamida 612, una poliamida 11 o una poliamida 12 o unas copoliamidas que se basan en las poliamidas antes mencionadas.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo contiene la PMMI incorporada en partículas de poliamida.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo contiene adicionalmente materiales auxiliares y/o un material de carga y/o pigmentos.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo contiene una mezcla de un material auxiliar y de un agente auxiliar de corrimiento.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo contiene partículas de vidrio como el material de carga.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polvo contiene partículas de aluminio como el material de carga.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el polvo de poliamida obtenido por reprecipitación o molienda se disuelve o suspende en un disolvente orgánico o se mezcla en masa con la PMMI.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la PMMI se incorpora por composición en una masa fundida de una poliamida y la mezcla obtenida se elabora por molienda para formas un polvo para sinterización por rayos láser.

11. Cuerpo moldeado, producido mediante una sinterización por rayos láser de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.