Impresora tridimensional.

Impresora tridimensional.

Es adecuada para la impresión de piezas y prototipos (4) tridimensionales en resina (2) fotopolimerizable y comprende:

- una bandeja (1) contenedora de la resina (2) horizontal, fija y dispuesta sobre la fuente de luz (3); y,

- una plataforma (5) de modelado montada sobre un dispositivo de accionamiento, vertical y de basculación lateral entre dos posiciones extremas formando dos ángulos agudos de sentidos opuestos respecto a la horizontal, disponiendo el dispositiva de accionamiento de: dos soportes (6) desplazables verticalmente sobre los cuales se encuentran montados, con posibilidad de giro respecto a sendos ejes horizontales (7), dos extremos opuestos de un puente (8) portador de la plataforma (5); y unos actuadores lineales (11-13) accionables de modo independiente.

Dichos actuadores lineales comprenden unos casquillos roscados (13) fijados a los respectivos soportes (6) desplazables y montados sobre sendos husillos (11) verticales conectados a sendos motores (12) paso a paso de accionamiento independiente. Los soportes (6) desplazables comprenden sendos cojinetes lineales (9) montados con posibilidad de desplazamiento longitudinal sobre sendas guías verticales (10).

Impresora tridimensional.

Objeto de la invención.

La presente invención se refiere a una impresora tridimensional, adecuada para la impresión de piezas o prototipos tridimensionales en resina y que comprende: una bandeja contenedora de una resina fotopolimerizable; una fuente de luz controlada por un sistema de control; una plataforma de modelado adecuada para el soporte del prototipo durante la formación en el mismo de sucesivas capas de resina fotopolimerizable, solidificada mediante la proyección de luz; y un dispositivo de accionamiento adecuado para la separación del fondo de la bandeja de las sucesivas capas de resina solidificadas.

La impresora de la invención presenta unas características orientadas a mejorar la separación de las capas de resina solidificadas del fondo de la bandeja contenedora de la resina fotopolimerizable, y a mejorar el posicionamiento de la plataforma de modelado en un punto determinado previamente a la solidificación de las sucesivas capas de resina en la pieza o modelo tridimensional.

Campo de aplicación.

Esta invención es aplicable en la fabricación de impresoras tridimensionales.

Estado de la técnica.

Actualmente son conocidas las impresoras tridimensionales, ó 3D, que disponen de una plataforma de moldeo sobre la qué se va formando la pieza o prototipo tridimensional, a partir de la solidificación de sucesivas capas de resina fotopolimerizable.

Esta resina se encuentra inicialmente en estado fluido, en el interior de una bandeja contenedora, encontrándose dispuesta por encima o por debajo de la mencionada bandeja una fuente de luz que es controlada de manera conocida por un sistema de control, en el cual el usuario introduce las características de la pieza o prototipo

tridimensional a imprimir.

La plataforma de modelado se encuentra asociada a unos medios de desplazamiento vertical que permiten pequeños desplazamientos de la plataforma en sentido ascendente a medida que se van solidificando sobre el extremo inferior de la pieza o prototipo nuevas capas de resina fotopolimerizable por la acción de la fuente de luz.

Cada vez que se solidifica una capa de resina se crea un vacío y una adherencia entre dicha capa de resina solidificada y el fondo transparente de la bandeja contenedora, siendo preciso realizar el pelado o separación de dicha capa de resina solidificada del fondo de la bandeja.

Para realizar esta operación de separación o pelado se utiliza una técnica conocida que consiste en mover la bandeja contenedora de la resina mientras que la plataforma de modelado y el prototipo o pieza en impresión permanecen estáticos.

Este movimiento de basculación es producido mediante una pieza excéntrica que presiona un lateral de la bandeja hacia la zona inferior, y unos muelles que devuelven la bandeja a su cota cero, o de referencia, en el eje vertical.

En estas impresoras 3D, una vez realizado el pelado o separación de la capa de resina solidificada, se desplaza la plataforma de moldeado con un movimiento puramente vertical y de una amplitud adecuada para constituir una nueva capa de resina solidificada sobre el extremo inferior de la pieza o prototipo.

Esta técnica de pelado o moldeo presenta diversos inconvenientes entre los cuales cabe mencionar: la incorporación en la impresora de dos sistemas de accionamiento diferentes (uno para provocar la basculación de la bandeja y otro para desplazar verticalmente la plataforma de moldeado); posibles errores de reposicionamiento de la bandeja en una cota cero por la acción de los muelles, manteniéndose dicha bandeja en una posición flotante sobre los muelles; y la capacidad de pelar o liberar superficies de impresión de una amplitud reducida al aplicarse la basculación de la bandeja solamente en uno de los laterales de la misma.

Por tanto, el problema técnico que se plantea es el desarrollo de una impresora tridimensional que permita resolver la problemática expuesta anteriormente.

Descripción de la invención.

La impresora tridimensional objeto de la invención, comprende una serie de elementos habituales en este tipo de impresoras, tales como: una bandeja contenedora de una resina fotopolimerizable; una fuente de luz controlada por un sistema de control; una plataforma de modelado adecuada para el soporte del prototipo durante la formación en el mismo de sucesivas capas de resina fotopolimerizable solidificada mediante la proyección de luz; y un dispositivo de accionamiento adecuado para la separación o pelado, del fondo de la bandeja, de las sucesivas capas de resina solidificadas en el prototipo.

Esta impresora presenta unas particularidades constructivas orientadas a solventar la problemática expuesta anteriormente. Concretamente uno de los objetivos de la invención es utilizar un único dispositivo para desplazar verticalmente la plataforma entre la formación de sucesivas capas de resina solidificada y realizar el pelado o separación de dichas capas respecto al fondo de la bandeja contenedora de la resina, simplificando la fabricación y reduciendo los costes de la impresora tridimensional.

Otro de los objetivos de la invención es eliminar los errores de reposicionamiento de la bandeja contenedora de la resina en una cota cero, o de referencia, previamente a la solidificación de cada capa de resina.

Otro objetivo de la invención es mejorar el pelado o separación de las sucesivas capas de resina solidificadas del fondo de la bandeja, especialmente en el caso de las superficies de impresión de mayor tamaño.

Para ello y de acuerdo con invención, en esta impresora tridimensional la bandeja contenedora de la resina fotopolimerizable es fija, es decir, se mantiene estática en la posición correspondiente a la cota cero o de referencia durante el proceso de impresión; mientras que la plataforma de modelado se encuentra montada sobre un dispositivo de accionamiento con posibilidad de desplazamiento vertical y de basculación lateral entre dos posiciones extremas en las qué dicha plataforma forma dos ángulos agudos de sentidos opuestos respecto a la horizontal.

Con estas características se consiguen los objetivos propuestos, ya que al mantenerse la bandeja en una posición fija se eliminan los errores de reposicionamiento de la misma.

El montaje de la plataforma de modelado sobre un dispositivo de soporte que permite tanto el desplazamiento vertical de la plataforma para posicionarla a una altura predeterminada previamente a la solidificación de una nueva capa de resina, como la basculación lateral de dicha plataforma para realizar la separación o pelado de las sucesivas capas de resinas solidificada, hace innecesario la utilización de un dispositivo adicional para la basculación de la bandeja, tal como ocurre en las impresoras existentes.

También cabe mencionar que la posibilidad de basculación lateral de la bandeja, primero hacia un lateral y después hacia el otro respecto a la horizontal, permite realizar un correcto pelado o separación de capas de resina respecto al fondo de la bandeja, incluso en superficies de impresión de gran tamaño.

Estas y otras características adicionales de la invención, recogidas en las reivindicaciones, se comprenderán con mayor facilidad a la vista del ejemplo de realización mostrado en las figuras adjuntas.

Descripción de las figuras.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

- La figura 1 muestra una vista esquemática en alzado de un ejemplo de realización de una impresora tridimensional según la invención.

- Las figuras 2a y 2b muestran sendas vistas esquemáticas de la impresora de la figura anterior durante la impresión de una pieza o prototipo y más concretamente durante el pelado o separación de la bandeja de la última capa de resina solidificada, pudiendo observarse la plataforma inclinada respectivamente en dos sentidos opuestos respecto a la horizontal.

Realización preferida de la invención.

En la figura 1 la impresora tridimensional comprende una bandeja (1) dispuesta en una posición fija y que contiene una resina (2) fotopolimerizable, en estado fluido.

Por debajo de la bandeja se encuentra dispuesta una fuente de luz (3), conectada a un sistema de control (no

representado) que es el encargado de realizar la fotopolimerlzaclón y solidificación de sucesivas capas de la resina (2) para formar una pieza o prototipo (4) dispuesto en una plataforma (5) de modelado situada por encima de la bandeja (1).

La...

1.- Impresora tridimensional; adecuada para la impresión de piezas y prototipos (4) tridimensionales en resina (2) fotopolimerizable y que comprende: una bandeja (1) contenedora de una resina (2) fotopolimerizable; una fuente de luz (3) controlada por un sistema de control; una plataforma (5) de modelado adecuada para el soporte de la pieza o prototipo (4) durante la formación en el mismo de sucesivas capas de resina (2) fotopolimerizable solidificada mediante la proyección de luz; y un dispositivo de accionamiento adecuado para la separación o pelado, del fondo de la bandeja (1), de las sucesivas capas de resina solidificadas en la pieza o prototipo (4); caracterizada porque:

- la bandeja (1) contenedora de la resina (2) es horizontal, fija y dispuesta sobre la fuente de luz (3); y,

- la plataforma (5) de modelado se encuentra montada sobre un dispositivo de accionamiento, con posibilidad de desplazamiento vertical y de basculación lateral entre dos posiciones extremas en las qué dicha la plataforma (5) forma dos ángulos agudos de sentidos opuestos respecto a la horizontal.

2.- Impresora tridimensional, según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo de accionamiento comprende, al menos: dos soportes (6) desplazables verticalmente sobre los cuales se encuentran montados, con posibilidad de giro respecto a sendos ejes horizontales (7), dos extremos opuestos de un puente (8) portador de la plataforma (5) de modelado; y unos actuadores lineales (11-13) accionables de modo independiente para el desplazamiento vertical de los respectivos soportes (6) desplazables y la basculación de la plataforma (5) en sentidos opuestos respecto a la horizontal.

3.- Impresora tridimensional, según la reivindicación 2, caracterizada porque los actuadores lineales comprenden unos casquillos roscados (13) fijados a los respectivos soportes (6) desplazables y montados sobre sendos husillos (11) verticales conectados a sendos motores (12) paso a paso de accionamiento independiente.

4- Impresora tridimensional, según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque los soportes (6) desplazables comprenden sendos cojinetes lineales (9) montados con posibilidad de desplazamiento longitudinal sobre sendas guías verticales (10).