Máquina estereolitográfica mejorada.

La máquina estereolitográfica (2) está formada por:

- un marco o bastidor (2):

- un tanque o depósito (3) para la sustancia líquida, que incluye un fondo o base (3a) delimitado por paredes laterales;

- una placa de apoyo (4) unida al citado bastidor (2) de sujeción del tanque (3);

- una unidad de frenado (59) para sujetar firmemente el tanque o depósito (3) a la placa de apoyo (4) en al menos una de las posiciones de bloqueo;

- un emisor (6) para dirigir la radiación electromagnética prefijada (6a) hacia el tanque o depósito (3) cuando este se encuentre en la citada posición de bloqueo;

- una unidad de retención (7) del citado tanque (3), operativamente conectada a la placa de apoyo (4) a través del primer actuador (8) y configurada para mover el tanque (3) con respecto a la placa de apoyo (4), de acuerdo con la trayectoria de desplazamiento prefijada,

donde el fondo (3a) del tanque o depósito (3) es transparente para permitir la citada radiación electromagnética (6a); se caracteriza por una unidad de frenado (5) que incluye el segundo actuador (17), que determina una configuración activa para la unidad de frenado (5) con el fin de bloquear el tanque o depósito (3), y una configuración de descanso para liberar el tanque (3) de la citada posición de bloqueo.

La presente invención hace referencia a una máquina estereolitográfica para la fabricación de objetos tridimensionales mediante la solidificación de una sustancia líquida.

Como es sabido, la técnica de la estereolitografía permite fabricar objetos tridimensionales superponiendo varias capas obtenidas a partir de una sustancia inicialmente líquida.

Cada capa del objeto tridimensional es obtenida por exposición de la sustancia líquida a una estimulación electromagnética adecuada que hace que se solidifique selectivamente a través de la polimerización en las áreas correspondientes del objeto que se obtendrá. Según una representación conocida, la técnica anteriormente mencionada se realiza con máquinas estereolitográficas que incorporan generalmente un depósito con una resina líquida sensible a la luz y unido a una placa de apoyo.

La máquina incorpora también un emisor adecuado para dirigir un haz de luz hacia el depósito para solidificar una capa de resina fotosensible, según el proceso indicado anteriormente.

El objeto tridimensional producido es sujetado por una placa de moldeo frente al tanque e impulsada mediante motor en dirección ortogonal con respecto a la superficie del tanque o depósito.

Una vez solidificadas las capas del objeto, la placa de moldeo se mueve con respecto al

tanque, permitiendo la formación de una nueva capa de resina líquida y, por lo tanto, la formación de una nueva capa del objeto en contacto con la capa solidificada previamente.

Según una conocida técnica, cada capa del objeto tridimensional se forma a través de la solidificación de la capa de resina adherida al fondo o base del depósito.

Esto se logra emitiendo un haz de luz bajo el depósito, que es transparente, y haciendo una abertura en la placa de apoyo permitiendo exponer una superficie del fondo del tanque a la acción del haz de luz.

Esta técnica plantea el inconveniente de que si la resina ya solidificada intenta adherirse al fondo o base del depósito, dificultará la elevación con éxito del objeto.

Para solucionar el problema anterior, el fondo o base del tanque se cubrirá con silicona u otro material similar que facilite la desincrustación de la resina solidificada.

Sin embargo, las capas de revestimiento de tipo conocido plantean el inconveniente de su progresiva opacidad debido a la exposición a la luz.

Una vez la capa de revestimiento se ha vuelto opaca, es necesario reemplazar el tanque,

que por lo tanto será un elemento separado de la unidad de retención que permite fijar el tanque firmemente a la placa de apoyo, además de liberarlo para su sustitución.

En particular, la unidad de retención debe fijar el depósito perfectamente a la placa de retención, de modo que se garantice un posicionamiento correcto y las capas queden 50 solidificadas con un grosor uniforme.

El requisito mencionado es necesario para prevenir que el tanque o depósito se levante junto con la placa de moldeo cuando esta se eleva al final de la solidificación de cada capa, debido al denominado “efecto succión” que se produce por la viscosidad de la resina que 55 deja la última capa solidificada adherida al fondo o base del depósito.

Las máquinas estereolitográficas de tipo conocido descrito anteriormente plantea, sin embargo, el inconveniente de requerir frecuentemente la sustitución del tanque o depósito, en algunos casos incluso después de cada ciclo de procesado individual.

Obviamente, la sustitución del tanque o depósito de manera frecuente significa un coste adicional que afecta al coste final del objeto tridimensional.

Además, la duración limitada del tanque se refleja en el número máximo de capas de cada objeto y, por lo tanto, en la altura máxima que puede alcanzar cada producción.

Según una forma creada conocida diferente, descrita en la solicitud de patente europea EP 0 379 068, y de conformidad con el preámbulo de la declaración 1, el depósito es desplazado con respecto a la placa por medio de un motor, para evitar que el haz de luz se concentre en un área limitada del tanque y aminorar el proceso de opacidad progresiva.

El depósito incluye una brida interpuesta entre dos rodamientos axiales, lo que permite el movimiento horizontal del tanque a la vez que se impide su movimiento vertical.

El sistema plantea el inconveniente de que el control de la posición del tanque con respecto a la placa de apoyo depende del motor, lo que sin embargo hace que no pueda mantenerse el tanque en una posición estable en caso, por ejemplo, de impactos o vibraciones durante el proceso de producción del objeto. Además, la separación del tanque depósito de la placa de apoyo requiere del desmontaje de una parte de la máquina, lo que hace bastante complicada su sustitución.

El presente invento pretende subsanar todos estos inconvenientes mencionados con anterioridad, típicos de las máquinas estereolitográficas de tipo conocido.

En particular, el objetivo del presente invento es permitir a una máquina estereolitográfica aumentar la duración de su tanque, en comparación con las máquinas de tipo conocido, manteniendo la misma geometría del objeto tridimensional producido.

El objetivo de la invención es también permitir la producción de objetos tridimensionales con una altura superior a los objetos obtenidos con las máquinas actuales.

Además, con este invento se busca también garantizar el posicionamiento estable del tanque sobre la placa de apoyo.

Otro de los objetivos es facilitar la retirada del tanque en caso de sustitución.

Los objetos arriba mencionados son creados a partir de máquinas estereolitográficas de conformidad con la declaración 1.

Nuevas características y detalles sobre la nueva invención se recogen en las correspondientes declaraciones.

Como ventaja, una mayor duración de la vida útil del depósito permite usar el mismo tanque para más ciclos de procesamiento, en comparación con las máquinas de tipo conocido.

Así, una nueva ventaja es la posibilidad de distribuir el coste de cada tanque entre un mayor número de objetos tridimensionales, reduciendo así su coste.

Otra ventaja es la posibilidad de producir mayor número de objetos tridimensionales, que hace a la máquina más versátil que las actuales.

Los citados objetivos y ventajas, junto con otros que se destacan más adelante, se ilustran en el detalle de una representación preferida del invento, mediante ejemplos ilimitados con referencias a diseños en anexo, principalmente:

- La Figura 1 muestra una visión axonométrica de la máquina estereolitográfica asociada al invento;

- La Figura 2 muestra una visión axonométrica de la máquina mostrada en la Imagen 1;

- La Figura 3 muestra una sección parcial de la máquina ilustrada en la Imagen 1;

- La Figura 4 ilustra un detalle ampliado de la Imagen 3;

- La Figura 5 muestra una sección transversal de un detalle de la máquina ilustrada en la Imagen 1;

- La Figura 6 muestra una vista axonométrica parcial distinta de la máquina estereolitográfica de la Imagen 1;

- Las Figuras 7 y 8 muestra una imagen lateral de la máquina estereolitográfica que aparece en la Imagen 6.

La máquina estereolitográfica asociada al invento se indica en su conjunto en la Imagen 1, que incluye un marco o bastidor 2, unido a una placa de apoyo 4 que sujeta un tanque 3 para el depósito de una sustancia líquida. La máquina estereolitográfica 1 también incorpora una unidad de frenado 5 para el bloqueo del tanque o depósito 3 en la placa de apoyo 4, con el fin de fijar al menos una posición firme de descanso en el tanque o depósito 3.

También se incluye el emisor 6, el cual se encarga de dirigir una radiación electromagnética prefijada 6a hacia el tanque o depósito 3 cuando este está situado en la posición firme de descanso, con el fin de lograr una solidificación selectiva de la sustancia líquida.

Preferentemente, pero no necesariamente, la citada sustancia líquida es una resina sensible a la luz para polimerización cuando se estimula con radiación luminosa y la radiación electromagnética prefijada 6a es un haz de luz láser.

El invento es una máquina estereolitográfica 1 en la que la capa de resina adherida al fondo o base 3a del tanque o depósito 3 está sujeta a estimulación.

El fondo o base 3a del tanque 3 es transparente para ser sometido a radiación electromagnética y la placa de apoyo 4 está provista de una abertura 4a frente al fondo o base 3a, al menos cuando el tanque o depósito 3 se encuentre colocado en su posición firme de descanso... [Seguir leyendo]

1. La máquina estereolitográfica (2) está formada por:

- un marco o bastidor (2) :

- un tanque o depósito (3) para la sustancia líquida, que incluye un fondo o base (3a) delimitado por paredes laterales;

- una placa de apoyo (4) unida al citado bastidor (2) de sujeción del tanque (3) ;

- una unidad de frenado (59) para sujetar firmemente el tanque o depósito (3) a la placa de apoyo (4) en al menos una de las posiciones de bloqueo; -un emisor (6) para dirigir la radiación electromagnética prefijada (6a) hacia el tanque o depósito (3) cuando este se encuentre en la citada posición de bloqueo;

- una unidad de retención (7) del citado tanque (3) , operativamente conectada a la placa de apoyo (4) a través del primer actuador (8) y configurada para mover el tanque (3) con respecto a la placa de apoyo (4) , de acuerdo con la trayectoria de desplazamiento prefijada,

donde el fondo (3a) del tanque o depósito (3) es transparente para permitir la citada radiación electromagnética (6a) ; se caracteriza por una unidad de frenado (5) que incluye el segundo actuador (17) , que determina una configuración activa para la unidad de frenado (5) con el fin de bloquear el tanque o depósito (3) , y una configuración de descanso para liberar el tanque (3) de la citada posición de bloqueo.

2. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 1) , se caracteriza por una trayectoria de desplazamiento que incluye un movimiento de traslación del tanque o depósito (3) , de acuerdo con al menos un primer sentido de desplazamiento (X) .

3. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 2) , se caracteriza por una trayectoria de desplazamiento que incluye un movimiento de traslación del tanque o depósito (3) , de acuerdo con un segundo sentido de desplazamiento (X) .

4. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 2) o 3) , se caracteriza por la citada unidad de retención (7) , que incluye dos elementos de contacto opuestos (9 y 10) , cada uno de ellos dispuesto contra la correspondiente pared lateral del tanque (3) cuando el depósito se encuentra en la posición de bloqueo.

5. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 4) , se caracteriza por los citados elementos de contacto (9 y 10) , conectados a los correspondientes finales de carrera de una barra o varilla (11) y unidos a su vez al marco o bastidor (2) , según el primer sentido de desplazamiento (X) .

6. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 5) , se caracteriza por incorporar los citados actuadores (8) , que incluyen a su vez un motor (8a) conectado operativamente a la barra o varilla (11) a través de un engranaje de cremallera (12) .

7. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con las declaraciones 2) y 6) , se caracteriza por incorporar la placa de apoyo (4) , que incluye a su vez una guía (13) para contrarrestar el movimiento del tanque o depósito (3) en uno de los sentidos de la guía (Y) , en paralelo a la citada placa de apoyo (4) y en ortogonal al primer sentido de desplazamiento (X) .

8. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 7) , se caracteriza por incorporar la guía (13) , que incluye a su vez un contrapeso (14) móvil conectado a la placa de apoyo (4) a través de un elemento elástico (16) , el cual actúa según el citado sentido de la guía (Y) , sujetando el contrapeso (14) contra una de las paredes laterales del tanque o depósito (3) .

9. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con las declaraciones anteriores, se caracteriza por incorporar la citada unidad de frenado (5) , que incluye a su vez al menos un elemento compresor (18) frente al tanque o depósito (3) y conectado, con capacidad de movimiento, a la placa de apoyo (4) y a una superficie de contrapeso (22) unida a la citada placa de apoyo (4) . Dicho elemento compresor (18) y la superficie de contrapeso (22) ayudan a las superficies opuestas correspondientes a sujetar el tanque o depósito (3) .

10. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 10) , se caracteriza por incorporar el citado elemento compresor (18) , que incluye a su vez un elemento de soporte (19) dispuesto ortogonalmente a la placa de apoyo (4) , así como por incorporar un segundo actuador (17) que incluye un bloqueo con capacidad de movimiento

(23) impulsado por un motor en paralelo a la placa de apoyo (4) , con una superficie (23a) inclinada con respecto a la citada placa de apoyo (4) y conectada, con capacidad de movimiento, al elemento de soporte (19) .

11. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 9) , se caracteriza por el citado elemento compresor (18) , que incluye dos ramificaciones (20 y 21) que se extienden sobre los lados opuestos del elemento de soporte (19) y en paralelo a la placa de apoyo (4) , con una disposición contra dicho tanque o depósito (3) y una superficie de referencia (24) de la placa de apoyo (4) cuando el elemento compresor (18) cuenta con dicha configuración activa.

12. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con las declaraciones anteriores, se caracteriza por la citada placa de soporte (4) , que incluye una unidad de elevación (25) para elevar el tanque o depósito (3) con respecto a la placa de apoyo (4) .

13. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con la declaración 12) , se caracteriza por incorporar la citada unidad de elevación (25) dentro del correspondiente asiento (27) de la placa de apoyo (4) y unida al elemento elástico (28) que hace que el elemento móvil (26) se eleve de forma espontánea pasada la superficie de la placa de apoyo (4) .

14. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con cualquier declaración anterior, se caracteriza por incorporar la placa de apoyo (4) , que cuenta con una abertura (4a) dispuesta frente al fondo o base (3a) al menos cuando el tanque o depósito (3) se encuentra en su posición de bloqueo.

15. La máquina estereolitográfica (1) , de conformidad con cualquier declaración anterior, se caracteriza por incorporar una placa de moldeo (29) frente a la placa de soporte (4) , conectada al marco o bastidor (2) mediante corriente (30) con el fin de definir para la citada placa de moldeo (29) un sentido de desplazamiento (Z) ortogonal con respecto a la placa de apoyo (4) .