BR112018067374B1

BR112018067374B1 - Sistema para fabricação de compósito em pó e método para fabricação de um compósito em pó

Info

Publication number: BR112018067374B1
Application number: BR112018067374-9A
Authority: BR
Inventors: Adam T.C. Steege
Original assignee: Trio Labs, Inc
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2023-05-02
Also published as: US11235520B2; JP6983792B2; IL261252A; EP3419802A4; US20220105678A1; KR20180122643A; CA3016758A1; EP3419802B1; SG10201913834YA; WO2017147434A1; KR102645662B1; SG11201807099VA; IL261252B; CN109070403A; JP2019511968A; US11858216B2; EP3419802A1; JP2022033816A; CN109070403B; JP7194250B2

Abstract

Trata-se de um dispositivo de fabricação que inclui uma plataforma para receber camadas de material de construção para produção de uma representação sólida tridimensional de um modelo digital, um componente para depositar camadas de material de construção e um componente de desenho para ligar respectivas porções do material de construção a seções transversais representativas de porções de dados contidos no modelo digital. O primeiro componente de desenho pode ser uma fonte de luz plana programável ou um mecanismo de varredura refrativa especializado, ou outro sistema de desenho. A plataforma inclui um sistema de infusão para prover resina fotocurável ao componente sendo construído. O objeto pode ser um componente de compósito em pó usando qualquer uma de uma variedade de materiais em pó ou um componente plástico.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001]O presente pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório dos EUA de n° de série 62/300.105, depositado no dia 26 de fevereiro de 2016, e do Pedido de Patente Provisório dos EUA de n° de série 62/342.290, depositado no dia 27 de maio de 2016, cujas revelações incorporam-se ao presente documento por referência na íntegra.

CAMPO TÉCNICO

[002]Em termos gerais, a presente invenção revelada neste documento refere-se à fabricação sólida com forma livre de objetos. Mais especificamente, a presente invenção revelada neste documento refere-se a sistemas, dispositivos e métodos para a fabricação sólida com forma livre de objetos a partir de metal, plástico, cerâmica e materiais compostos compreendendo combinações de um ou mais tipos de material.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003]A manufatura aditiva (AM), também conhecida como fabricação sólida com forma livre (SFF), impressão 3D (3DP), manufatura digital direta (DDM) e imagem sólida, vem se tornando cada vez mais um método amplamente adotado para prototipar tanto peças visualmente demonstrativas como peças funcionais. Em alguns casos, este também se tornou um meio econômico para a manufatura de produção. Há uma ampla variedade de meios para produzir componentes com base em modelos digitais, e todos eles reduziram o tempo e o custo necessários para um ciclo de design completo, o que acelerou o ritmo de inovação em muitos setores.

[004]Em termos gerais, a SFF é realizada de uma maneira em camadas, onde um modelo digital é dividido em fatias horizontais, e cada fatia é produzida como uma imagem 2D sobre uma superfície de construção. A fabricação em sequência dessas fatias produz um conjunto agregado de camadas finas que compõem coletivamente o objeto tridimensional representado pelo modelo digital. À diferença das técnicas de fabricação tradicionais, tais como usinagem Controlada Numericamente por Computador (CNC), moldagem por injeção e outros meios, a SFF reduziu notoriamente o tempo e o custo de produção, e, como tal, vem sendo amplamente adotada para fins de pesquisa e desenvolvimento onde a produção em baixo volume com meios tradicionais seria excessivamente onerosa. Além disso, os dispositivos de SFF geralmente requerem menos qualificação para operar em comparação a máquinas de CNC. O custo de peças individuais produzidas por máquinas de CNC ge-ralmente é mais alto, devido a tempos de configuração mais longos e custos mais altos de operação das máquinas. As peças produzidas por CNC geralmente terão traços mais fortes e mais detalhados do que as peças produzidas por SFF, o que pode fazer delas desejáveis para algumas aplicações. Até que as técnicas de SFF possam produzir peças com a resolução e funcionalidade das peças produzidas por CNC, o uso da SFF na produção de peças permanecerá restrito.

[005]A Moldagem por Injeção de Pós (PIM) é uma técnica de produção em massa que vem sendo amplamente adotada como meio para produzir componentes de alta precisão em materiais que tradicionalmente não seriam possíveis com outros métodos de moldagem. Um pó é misturado a um aglutinante de resina para formar uma carga de injeção, que é injetada em um molde, à semelhança da moldagem por injeção de plástico. A peça produzida é uma peça composta de pó, chamada de peça "verde". A peça verde é submetida a um processo chamado de debinding, no qual a maior peça do aglutinante é removida. A peça resultante é chamada de peça "marrom". Essa peça marrom é então submetida a tratamento térmico para fazer com que as partículas de pó sinterizem. A peça encolhe durante esse processo, e as lacunas entre as partículas de pó são removidas. O resultado final é uma peça com densidade quase total. Novo pós-processamento pode ser utilizado para obter mais de 99,5% de densidade.

[006]Algumas das técnicas mais comuns para a SFF incluem estereolitogra- fia (SLA), modelagem por deposição seletiva (SDM), modelagem por deposição fundida (FDM) e sinterização seletiva a laser (SLS). Essas abordagens variam quanto aos tipos de material que podem usar, quanto à maneira como as camadas são criadas e quanto à resolução e qualidade subsequentes das peças produzidas. Tipicamente, as camadas são produzidas por um método de deposição de material a gra-nel ou por um método de deposição seletiva de material. Em técnicas que empregam um método de deposição a granel para a produção de camadas, a imagem das camadas tipicamente é obtida por um processo térmico, químico ou óptico. Há uma tecnologia, jato de aglutinante, que utiliza cabeçotes de impressão a jato de tinta para depositar aglutinante em um leito de pó para produzir uma peça semelhante à peça verde previamente descrita em um processo de PIM. Essa peça verde pode ser pós-processada da mesma maneira para produzir um componente final. Infelizmente, devido a imperfeições no processo para produzir a peça verde, os componentes finais produzidos por esse processo geralmente falham em cumprir tolerâncias para aplicações de alta precisão.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007]Concretizações de um dispositivo para a fabricação sólida com forma livre e métodos associados são revelados neste documento para a produção de componentes (por exemplo, peças plásticas, metálicas e cerâmicas) para uma variedade de aplicações.

[008]Em algumas concretizações, os métodos e dispositivos de SFF revelados neste documento podem incluir uma superfície para receber camadas de material para a produção de uma representação sólida tridimensional de um modelo digital, um componente ou componentes para depositar as camadas necessárias de material de construção, e um componente ou componentes para criar a imagem do material de construção em seções transversais representativas de dados contidos em um modelo digital. Em uma concretização, o material de construção é composto por um material particulado e um material de resina fotocurável. A combinação desses materiais na superfície de construção supera as restrições reológicas dos dispositivos supramencionados que são usados para produzir peças compostas de pó. Em outra concretização, as técnicas de imagem utilizadas para criar imagens de camadas podem envolver a produção de componentes porosos que podem ser pós- processados para produzir um componente final.

[009]Além disso, em algumas concretizações, os métodos e dispositivos descritos abaixo podem utilizar um material particulado (por exemplo, cerâmico, plástico ou metálico) como um dos materiais de construção. As peças produzidas por esse dispositivo podem ser tratadas após a conclusão do processo de construção para facilitar a ligação entre partículas adjacentes. Esse tratamento inclui, entre outros, tratamento térmico, químico e por pressão, e combinações desses. Os resultados desse processo de fabricação e tratamento incluem, entre outros, peças metálicas sólidas, peças cerâmicas sólidas, peças plásticas sólidas, peças metálicas porosas, peças cerâmicas porosas, peças plásticas porosas, peças plásticas compostos sólidas e peças compostas compreendendo um ou dois tipos de material.

[010]A deposição de material do material particulado pode ser obtida por vários meios, incluindo, entre outros, espalhamento por um mecanismo de lâmina, deposição eletrostática sobre uma superfície de transferência seguida por deposição a uma superfície de construção, e deposição eletrostática a um rolo compressor seguida por deposição à superfície de construção. A infusão de um material fotocurável (por exemplo, resina) pode ser obtida por infusão através do corpo do componente sendo construído via uma plataforma de construção por infusão especializada.

[011]A imagem de camadas pode ser obtida por vários meios, incluindo, entre outros, imagem a granel com uma fonte de luz plana programável, tal como um projetor DLP, ou imagem com uma fonte de laser de varredura utilizando um prisma giratório para obter um padrão de varredura.

[012]Além disso, em um aspecto, é proposto um dispositivo de fabricação sólida com forma livre tal que objetos compostos de material particulado e material de resina possam ser produzidos a partir de dados digitais representativos de dado objeto tridimensional.

[013]Em outro aspecto, é proposto um dispositivo de SFF que utiliza técnicas de deposição a granel para a produção de camadas de material.

[014]Em outro aspecto, é proposto um dispositivo de SFF que combina um material particulado a um material de resina fotocurável para a produção de camadas compostas de material.

[015]Em outro aspecto, é proposto um dispositivo de SFF que permite a in- tercambialidade de componentes de material para permitir o uso de uma ampla variedade de combinações de materiais.

[016]Em outro aspecto, é proposto um dispositivo de SFF que obtém a produção de camadas compostas pela infusão in situ de camadas de pó através de uma plataforma de construção por infusão.

[017]Em outro aspecto, objetos produzidos a partir de um dispositivo de SFF podem ser tratados térmica, química ou mecanicamente para melhorar a adesão interna de componentes de material.

[018]Em outro aspecto, o tratamento pode incluir pressurização em uma câmara de fluido, exposição a um solvente, elevação da temperatura para facilitar a ligação do material particulado, elevação da temperatura para liberar tensões internas decorrentes do processo de construção ou sinterização parcial do material parti- culado seguida por infusão com um material terciário, que pode incluir um material cerâmico e/ou metálico com um ponto de fusão mais baixo do que o do material par- ticulado principal.

[019]Em outro aspecto, o tratamento pode incluir drenar um objeto impresso poroso do material líquido remanescente e infundir o objeto poroso com um material secundário para preencher seus poros e obter um objeto acabado.

[020]Em outro aspecto, é proposto um dispositivo de SFF que obtém a fabricação de componentes pela fusão direta do material de pó usando energia direcionada por um sistema de varredura refrativo.

[021]Embora alguns dos aspectos da presente invenção revelada neste documento tenham sido citados acima, e os quais são obtidos por inteiro ou em parte pela presente invenção aqui revelada, outros aspectos tornar-se-ão evidentes à medida que a descrição avança tomando como referência os desenhos concomitantes conforme melhor descritos doravante.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[022]Os traços e vantagens da presente invenção serão mais prontamente compreendidos com base na descrição detalhada a seguir, que deve ser lida tomando como referência os desenhos anexos que são dados à guisa meramente de ex-plicação e exemplo não limitante, e em que:

[023]A Figura 1 é uma vista dianteira em perspectiva à direita de um mecanismo de varredura refrativo para uso com um dispositivo para fabricação sólida com forma livre de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[024]A Figura 2 é uma vista dianteira em perspectiva à direita de uma máquina para fabricação sólida com forma livre utilizando o mecanismo de varredura da Figura 1.

[025]A Figura 3 é uma vista dianteira em perspectiva à esquerda de uma máquina para fabricação sólida com forma livre utilizando um mecanismo de varre- dura refrativo em uma segunda configuração de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[026]A Figura 4 é uma vista dianteira detalhada à esquerda da máquina da Figura 3.

[027]A Figura 5 é uma vista em corte da máquina da Figura 4.

[028]A Figura 6 é uma vista elevada detalhada da máquina da Figura 3.

[029]A Figura 7 é uma vista em corte da máquina da Figura 6.

[030]A Figura 8 é uma vista detalhada à direita de baixo da máquina da Figura 3.

[031]A Figura 9 é uma vista em corte elevada à esquerda da máquina da Figura 3.

[032]A Figura 10 é uma vista em corte à esquerda a partir da base da máquina da Figura 3.

[033]A Figura 11 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda de uma primeira configuração de uma máquina para fabricação de compósito em pó em uma primeira posição de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui reve-lada.

[034]A Figura 12 é uma vista em corte da máquina da Figura 11.

[035]A Figura 13 é uma vista detalhada da máquina da Figura 12 em uma segunda posição.

[036]A Figura 14 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda da máquina da Figura 11 em uma terceira posição.

[037]A Figura 15 é uma vista em corte da máquina da Figura 14.

[038]A Figura 16 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda da máquina da Figura 11 em uma quarta posição.

[039]A Figura 17 é uma vista em corte da máquina da Figura 16.

[040]A Figura 18 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda de uma segunda configuração de uma máquina para fabricação de compósito em pó em uma primeira posição de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[041]A Figura 19 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda da máquina da Figura 18 em uma segunda posição.

[042]A Figura 20 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda de uma terceira configuração de uma máquina para fabricação de compósito em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[043]A Figura 21 é uma vista em corte da máquina da Figura 20.

[044]A Figura 22 é um fluxograma algorítmico de um primeiro método para fabricar componentes de compósito em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[045]A Figura 23 é um fluxograma algorítmico de um segundo método para fabricar componentes de compósito em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[046]A Figura 24 é um fluxograma algorítmico de um terceiro método para fabricar componentes de compósito em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[047]A Figura 25 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda de um sistema de retroalimentação implementável em qualquer uma das máquinas para fabricação de compósito em pó descritas previamente nas Figuras de 11 a 21.

[048]A Figura 26 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda de um componente que pode ser fabricado por fabricação sólida com forma livre de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[049]A Figura 27 é uma vista em corte de uma representação esquemática de um método para produzir o componente da Figura 26.

[050]A Figura 28 é uma vista em perspectiva de um segundo componente que pode ser fabricado por fabricação sólida com forma livre de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[051]A Figura 29 é uma vista em perspectiva de uma representação esquemática de um método para produzir o componente da Figura 28.

[052]A Figura 30 é uma vista em corte do método de construção ilustrado na Figura 29.

[053]A Figura 31 é uma segunda vista em corte do método de construção ilustrado na Figura 29.

[054]A Figura 32 é uma vista detalhada do método de construção ilustrado na Figura 31.

[055]A Figura 33 é uma vista em corte de uma representação esquemática de um segundo método para produzir o componente da Figura 27.

[056]A Figura 34 é uma vista detalhada do método de construção ilustrado na Figura 33.

[057]A Figura 35 é uma vista em corte detalhada de uma representação esquemática de um terceiro método para produzir o componente da Figura 28.

[058]A Figura 36 é uma vista em corte detalhada de uma representação esquemática de um quarto método para produzir o componente da Figura 28.

[059]A Figura 37 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda de uma máquina de fabricação utilizando uma configuração alternativa do processo de construção descrito na Figura 29.

[060]A Figura 38 é uma vista detalhada do dispositivo descrito na Figura 37.

[061]A Figura 39 é uma vista detalhada do dispositivo descrito na Figura 37 no processo para fabricar um componente.

[062]A Figura 40 é uma vista em corte do dispositivo e componente descritos na Figura 39.

[063]A Figura 41 é uma vista de cima de uma camada dos padrões de varredura usados em qualquer método de fabricação anterior para construir componentes compostos ou plásticos de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[064]A Figura 42 é uma vista de cima de duas camadas dos padrões de varredura usados em qualquer método de fabricação anterior para construir componentes compostos ou plásticos de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[065]A Figura 43 é uma vista de cima de um primeiro conjunto de padrões de cura que podem ser usados para fabricar o componente na Figura 28.

[066]A Figura 44 é uma vista de cima de um segundo conjunto de padrões de cura que podem ser usados para fabricar o componente na Figura 28.

[067]A Figura 45 é uma vista de cima de um conjunto de padrões de cura que podem ser usados para fabricar componentes com canais de fluido modulares.

[068]A Figura 46 é uma vista em corte à esquerda de uma primeira camada de um componente fabricado usando o método de infusão in situ usado em métodos de fabricação previamente descritos de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[069]A Figura 47 é uma vista das camadas primeira e segunda do componente na Figura 46.

[070]A Figura 48 é uma vista em corte à esquerda de uma primeira camada de um componente fabricado usando uma segunda configuração do método de infusão in situ usado em métodos de fabricação previamente descritos de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[071]A Figura 49 é uma vista em perspectiva elevada à esquerda de uma máquina de fabricação sólida com forma livre utilizando um mecanismo de varredura refrativo para a fusão direta do material em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[072]A Figura 50 é uma vista em perspectiva do dispositivo descrito na Figura 49.

[073]A Figura 51 é um fluxograma algorítmico descrevendo um método para produzir uma peça verde de compósito em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[074]A Figura 52 é um fluxograma algorítmico descrevendo um segundo método para produzir uma peça verde de compósito em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[075]A Figura 53 é um fluxograma algorítmico descrevendo um terceiro método para produzir uma peça verde de compósito em pó de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[076]A Figura 54 é um fluxograma algorítmico descrevendo um método para produzir uma peça marrom porosa de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[077]A Figura 55 é um fluxograma algorítmico descrevendo um método para pós-processar uma peça verde ou peça marrom de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

[078]A Figura 56 é um fluxograma algorítmico descrevendo um segundo método para pós-processar uma peça verde ou peça marrom de acordo com uma concretização da matéria inventiva aqui revelada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[079]A presente matéria inventiva propõe sistemas, dispositivos e métodos para a fabricação sólida com forma livre para a produção de componentes (por exemplo, peças plásticas, metálicas e cerâmicas) para uma variedade de aplicações. Em um aspecto, a presente matéria inventiva propõe um dispositivo de imagem para uso na imagem de camadas de um material fotocurável. Uma técnica comum para produzir uma imagem usando um laser para curar camadas de resina em uma máquina de SLA consiste em varrer o laser através da superfície de construção com as linhas de varredura começando e terminando nos limites das seções transversais do objeto que está sendo construído. As Figuras 1 e 2 ilustram um mecanismo de varredura (150) para uso na imagem de camadas de resina fotocurável. Conforme ilustram as figuras 1 e 2, um feixe (156) de irradiação colimada é emitido por uma fonte (154). O feixe (156) entra em um prisma (158) e é refratado. Ao deixar o prisma (158), ocorre uma segunda refração, e o resultado é um feixe deslocado (160). O prisma (158), neste caso, é uma seção quadrada cuja espessura excede o diâmetro do feixe (156), mas pode ser em geral um polígono com um número par de faces paralelas. Em alguns casos, as faces do prisma (158) não precisam ser paralelas, dependendo da refração e do comportamento de deslocamento desejados. Nessa concretização, o prisma (158) é girado por um atuador giratório (162) que faz com que o feixe deslocado (160) varra ao longo da superfície de construção (102). Dessa forma, um ou mais dos módulos de varredura do prisma (150) podem ser transladados ao longo da superfície de construção (102) conforme ilustra a figura 2, e a imagem a granel pode assim ser obtida enquanto as fontes (154) são ligadas e desligadas de acordo com a seção transversal cuja imagem está sendo gerada.

[080]Em algumas concretizações, a capacidade de deslocamento de feixe de um mecanismo de varredura refrativo está associada ao tamanho do prisma re- frativo sendo usado. Em termos gerais, a largura de linha total produzida pelo mecanismo previamente descrito será menor que o espaço ocupado pelo prisma em rotação, o que representa um desafio geométrico ao tentar usar vários mecanismos de varredura para cobrir uma área de construção. As Figuras de 3 a 10 ilustram uma possível configuração para uma máquina de SLA, indicada como um todo por (10), que supera esse desafio.

[081]Na configuração das Figuras de 3 a 10, a máquina de SLA (10) inclui uma plataforma de construção (102), um tanque de construção (410) e um sistema de imagem. A plataforma de construção (102) deve ao tanque de construção (410) que contém resina fotocurável. É criada a imagem de uma camada de material, e a plataforma de construção (102) sobe para permitir que a resina flua sob essa camada para que a próxima camada possa ser criada a imagem. Esse processo se repete até que um componente (400) seja produzido.

[082]Como já mencionado, qualquer prisma poligonal com um número par de bordas pode ser prontamente usado em um mecanismo de varredura de rotação contínua. Neste caso, na configuração ilustrada nas Figuras 3 a 10, utilizam-se dois prismas octogonais (414, 416). Cada prisma é usado para varrer três feixes distintos. Em um mecanismo de varredura multifeixe, mais feixes ampliarão a área que pode ser criada a imagem por dado prisma, mas isso também complicará a geometria da montagem e alinhamento das fontes de feixe. Em algumas configurações, essa disposição, em geral, aumentará o comprimento de via óptica de dada fonte de feixe, em particular quando fontes são montadas a maior distância do prisma a fim de acomodar todas as fontes dentro do módulo, o que, por sua vez, aumentará os requisitos de precisão para as fontes de feixe. O número de feixes passados através de dado prisma pode ser escolhido para prover a imagem completa da área de construção sem impor requisitos de precisão indevidos sobre as fontes de feixe. O tamanho dos feixes utilizados pode ser configurado para que qualquer interferência entre feixes à medida que eles atravessam esses prismas não tenha efeito sobre a saída a partir de cada mecanismo de varredura.

[083]Em particular, por exemplo, em uma configuração projetada para produzir componentes em mesoescalada e macroescalada, não é necessário usar um diâmetro de feixe que resultaria em interferência entre feixes dentro do prisma. Se essa aplicação for desejável, contudo, a espessura do prisma pode ser configurada para que ela permita que os feixes sejam escalonados de tal modo que passem uns pelos outros de maneira desalinhada dentro do prisma sem interseção, e sem impacto negativo sobre a função dos demais componentes do módulo. Com referência novamente à configuração ilustrada nas Figuras de 3 a 10, um primeiro prisma (414) pode ser usado para varrer um primeiro conjunto de 3 feixes a partir de 3 fontes de feixe (430, 432, 436). Um segundo prisma (416) pode ser usado para varrer um segundo conjunto de 3 feixes a partir de 3 fontes de feixe (434, 438, 440). Esses prismas podem ser desviados de tal modo que os três padrões de feixe de varredura a partir de cada prisma criem imagem coletivamente toda a região de construção, conforme será explicado em mais detalhes abaixo. Nas concretizações ilustradas, a rotação desses prismas (414, 416) é obtida através de um sistema de correia e polia, mas pode, em geral, ser obtida através de quaisquer meios de atuação rotativa. Neste caso, um motor (460) aciona uma polia (462), que aciona uma correia (464), que, por sua vez, transmite o movimento giratório a outras duas polias (466, 468), que causam a rotação dos prismas (414, 416). A posição angular desses prismas pode ser medida por codificadores (não ilustrados) ou outro dispositivo de medição angular eletrônico.

[084]Para ilustrar a funcionalidade desse conjunto de laser e prisma, prestar- se-á atenção em especial a uma fonte de laser (440) e ao feixe que ela produz (480). Esse feixe (480) é incidente sobre o segundo prisma giratório (416) e produz um feixe deslocado iminente (500). O feixe iminente (500) é refletido por um espelho (426) de tal modo que o feixe refletido alinhe-se de maneira substancialmente verti-cal. Em termos gerais, o alinhamento vertical não é estritamente necessário, contato que os seis feixes iminentes sejam alinhados proximalmente uns aos outros a fim de simplificar o processo de refleti-los com um espelho giratório sobre a superfície de construção. O feixe (500) é refletido por um segundo espelho (452) sobre um arranjo de espelhos panorâmicos (454).

[085]As outras cinco fontes de feixe (430, 432, 434, 436, 438) podem ser submetidas a um processo semelhante, com a exceção de que dois feixes iminentes (496, 498) não requerem espelhos para obter o alinhamento vertical, uma vez que já são verticais. Na configuração ilustrada, utilizam-se três outros espelhos (420, 422, 424) para obter o alinhamento vertical para três outros feixes iminentes (492, 494, 490), respectivamente. O segundo espelho previamente mencionado (452) reflete três dos feixes iminentes verticalmente alinhados (494, 498, 500) sobre o arranjo de espelhos panorâmicos (454) ao passo que outro espelho (450) reflete os três feixes iminentes verticalmente alinhados remanescentes (490, 492, 496) ao arranjo de espelhos panorâmicos (454).

[086]Cada feixe varrerá uma região especificada sobre a superfície do tanque de construção (410) a fim de criar imagem peça da área de construção. A fim de criar imagem toda a área de construção, é desejável ter regiões de varredura adjacentes que sobrepõem-se levemente, e essa sobreposição pode ser corrigida no software de controle durante a calibragem. Isso garantirá a capacidade de criar imagem a área de construção por inteiro, levando em conta as tolerâncias geométricas dos componentes da máquina. Visto que dois feixes (494, 500) utilizam espelhos (422, 426) para obter o alinhamento vertical nessa configuração, não há configuração facilmente obtenível em que as bordas desses espelhos (422,426) não interfeririam na criação de uma sobreposição com a região de varredura definida pelo feixe central (498) iminente desse prisma (416). Como tal, essa configuração possui esses feixes (494, 498, 500) espaçados de tal modo que a lacuna entre cada região de varredura seja levemente mais estreita do que dada região de varredura. Um segundo conjunto de feixes (490, 492, 496) do outro prisma (414) é desviado levemente a fim de cobrir essas lacunas e prover a imagem completa da área de construção.

[087]O arranjo de espelhos panorâmicos (454) pode ser acionado por um motor (412) de tal modo que sua rotação faça com que os feixes de varredura atra- vessem toda a área de construção. Em algumas concretizações, dados de posição para um ou mais dos prismas (414, 416) e arranjo de espelhos panorâmicos (454) podem ser medidos em tempo real, usados para calcular as posições de cada um dos seis feixes (490, 492, 494, 496, 498, 500) e modular cada fonte (430, 432, 434, 436, 438, 440) a fim de criar imagem do componente (400) que está sendo produzido na plataforma de construção (102).

[088]Em outro aspecto, a matéria inventiva aqui revelada propõe sistemas, dispositivos e métodos de SFF que formam componentes a partir de uma combinação de materiais compostos em pó. Esses sistemas, dispositivos e métodos podem ser usados com qualquer um de uma variedade de sistemas de imagem, incluindo, entre outros, os sistemas de varredura com prisma discutidos acima. As Figuras 11 a 17 ilustram uma máquina de fabricação com composto em pó (20) em uma primeira configuração. As Figuras 11 e 12 ilustram essa máquina (20) em sua primeira posição. Em algumas concretizações, a máquina (20) inclui uma câmara de alimentação de pó (520) que contém um pistão de alimentação de pó (518) e material em pó (512) para fabricar um objeto. Uma câmara de construção (522) contém uma plataforma de construção (517) com um canal de fluxo interno (515) e câmara de distribuição (516) para infundir resina ao pó. Em algumas concretizações, um filtro (514) pode ser posicionado sobre a plataforma de construção (517) para impedir o pó de fluir de volta ao arranjo de orifícios no topo da plataforma de construção (517). Esses orifícios são usados para infundir o pó (512) com resina.

[089]O pistão de alimentação de pó (518) é erguido a uma segunda posição que faz com que o pó (512) emirja a partir da câmara de alimentação de pó (520). O pó pode ser transferido à plataforma de construção (517) por um dispositivo de transferência de pó, tal como um rolo (510). Em algumas concretizações, esse rolo (510) pode utilizar contrarrotação ou transferência eletrostática para mover o pó (512) da câmara de alimentação de pó (520) à plataforma de construção (517). Pode haver excesso de pó perdido nesse processo; a gestão do excesso de pó pode ser obtida por qualquer um de uma variedade de meios conhecidos pelos versados na técnica. Além disso, embora as concretizações ilustradas e descritas utilizam um rolo (510) como dispositivo de transferência de pó, os versados na técnica reconhecerão que os conceitos revelados neste documento aplicam-se igualmente a qualquer um de uma variedade de outros dispositivos de distribuição/deposição de material conhecidos na técnica (por exemplo, uma lâmina de rerrevestimento, transferência de pó eletrostática sem rolo).

[090]As Figuras 14 e 15 ilustram a máquina em uma terceira posição, com o dispositivo de transferência de pó (por exemplo, rolo (510)) sendo totalmente acionado para depositar uma camada de pó (512) sobre a plataforma (517). Nessa posição, a resina pode ser bombeada ao canal de fluxo (515) na plataforma de construção (517) e à câmara de distribuição (516), o que permite que a resina acesse todos os orifícios no topo da plataforma de construção (517). A resina flui através do filtro (514) e é absorvida no pó (512). Uma combinação de fluxo forçado e efeitos capilares causa a infusão total da camada de pó. Visto que essa camada de pó foi produzida independentemente do processo de infusão de resina, e o processo de infusão de resina é controlado para que não exerça influência significativa sobre a densida-de da camada de pó, a densidade da camada de pó pode ser determinada pelos parâmetros do processo de deposição de pó, e densidades de carregamento de pó muito mais altas podem ser obtidas do que com as tecnologias de SFF com pó existentes.

[091]Conforme ilustram as Figuras 16 e 17, pode ser criada a imagem da camada infundida com uma fonte de luz plana programável (110), tal como um projetor de DLP, com um ou mais outros dispositivos de imagem ópticos, incluindo o sistema de varredura refrativo previamente descrito, ou com uma combinação de diferentes fontes de luz. A fim de permitir que o processo de infusão continue às cama- das subsequentes, a imagem em corte transversal que é projetada sobre a primeira camada de pó infundido pode ser projetada para permitir o fluxo de resina para infundir as camadas subsequentes. Pode ser vantajoso, portanto, que sejam criadas as imagens dessas camadas de tal modo que uma estrutura porosa seja fabricada. Se for criada a imagem da camada como uma seção transversal sólida, a estrutura resultante pode restringir o fluxo de resina a camadas subsequentes. Processos de imagem exemplificativos que são capazes de obter essa estrutura porosa serão descritos abaixo com referência às Figuras 35 a 38.

[092]As Figuras 18 e 19 representam uma segunda configuração da máquina de SFF com compósito em pó (20) previamente descrita. Nessa configuração, utilizam-se um pistão compressor (530) e braço de extensão (532) para densificar a camada de pó (isto é, para ter uma densidade que seja maior do que uma densidade livre após a deposição) antes da infusão. Dependendo dos parâmetros de deposição em pó, a densidade ideal do pó não pode ser obtida durante o processo de deposição, e meios adicionais de densificação em pó podem ser desejados. Neste caso, utiliza-se o pistão (530) para comprimir o pó depositado (512) para aumentar a densidade de carregamento de pó volumétrico do componente resultante. Isso pode melhorar as propriedades do componente na medida que eles pertencem ao pós- processamento, incluindo, entre outros, sinterização ou outros tratamentos térmicos e/ou químicos.

[093]As Figuras 20 e 21 representam uma terceira configuração da máquina de SFF com compósito em pó (20) previamente descrita. Nesta configuração, utiliza- se uma câmara de alimentação de pó adicional (546); essa fonte (546) alimenta pó de suporte (542) através de um pistão de pó de suporte (544), ao passo que o pó de construção original (512) só é usado para o corpo do objeto sendo construído. Neste caso, o rolo (510) é usado como um dispositivo de imagem eletrostático, depositando pó de construção (512) e pó de suporte (542) no formato apropriado para obter o objeto final desejado. A camada pode ser infundida e criada a imagem conforme previamente descrito, com possível densificação adicional conforme previamente descrito.

[094]A vantagem de usar duas fontes de pó e imagem eletrostática, em vez de uma única fonte de pó e imagem óptica, é que vários tipos de pó podem ser usados. Por exemplo, pode ser desejável que o pó de construção seja um polímero com propriedades desejáveis para a fusão de investimento e que o pó de suporte seja grafite ou outro material de alta temperatura, de tal modo que o objeto impresso possa ser usado diretamente na fusão de investimento sem modificação. Além disso, pode ser desejável usar pó de metal como o pó de construção, e grafite ou outro material de alta temperatura como o pó de suporte,de tal modo que o objeto impresso possa ser posicionado em um forno para sinterizar sem pós-processamento ou limpeza adicionais. O grafite neste caso continuaria sustentando o objeto durante o processo de sinterização e seria prontamente removível após o processo de sinteri- zação uma vez que o aglutinante de resina seria queimado durante esse processo. Além disso, pode ser desejável usar um pó de metal como o material de construção e um pó não metálico (por exemplo, plástico ou cerâmico) como um material de suporte, que seria removido durante o processo de debinding. Ademais, pode ser desejável usar mais do que dois tipos de pó, tal como pó de aço para a estrutura de um objeto, pó cerâmico como isolante, pó de silício ou outro pó semicondutor para componentes eletrônicos funcionais, e cobre ou outro pó metálico para vias condutoras. O tamanho e composição do pó podem ser selecionados de tal modo que a peça verde possa ser sinterizada a uma temperatura de sinterização; o benefício desse processo seria a capacidade de integrar sistemas eletrônicos funcionais a uma peça impressa.

[095]Pode ser desejável incluir aditivos na resina em algumas aplicações. Por exemplo, pode ser desejável incluir um aditivo eletrolítico ou então um aditivo condutor com a resina, para permitir que o sistema controle a carga elétrica na superfície de construção. O aditivo condutor pode melhorar a operação na implementação de um sistema de deposição de pó eletrofotográfico, por exemplo, em particular se o pó sendo usado não for de alguma outra forma eletricamente condutor. Em aditamento, pode ser desejável incluir um agente tensoativo para alterar as propriedades de umectação da mistura de resina na medida em que ele permeia o substrato de pó. Essa alteração pode aumentar a velocidade de infusão e agilizar o processo de fabricação como um todo.

[096]A Figura 22 ilustra um fluxograma algorítmico que detalha o processo de fabricação de pó previamente descrito. Em termos gerais, qualquer mecanismo que produza uma camada de pó a granel, infunda essa camada de pó in situ de uma maneira não seletiva, crie a imagem da camada para produzir uma camada porosa representativa de uma seção transversal do objeto sendo construído e repita esse processo até que o objeto completo seja construído proporcionará os benefícios previamente descritos. Esse objeto pode ser pós-processo com cura adicional para curar a resina fluida remanescente dentro do objeto poroso para convertê-lo em um objeto sólido. Ele também pode ser pós-processado por um tratamento de sinteriza- ção para remover em parte ou por inteiro o aglutinante de resina e densificar em parte ou por inteiro o pó dentro dele. Se a peça for parcialmente sinterizada, a nova peça porosa pode ser preenchida com um material terciário (por exemplo, um metal de ponto de fusão mais baixo do que o pó usado na peça original) para criar um componente final não poroso.

[097]A Figura 23 representa um fluxograma algorítmico que detalhada o processo adicional para aumentar a densidade da camada de pó no método de fabricação previamente descrito na Figura 21. Em termos gerais, densidades de carregamento de pó volumétricas de 50% a 60% são comuns em misturas de resina/pó pré- fabricadas que utilizam dispersantes para manter a suspensão das partículas de pó no substrato de resina. No entanto, na metalurgia do pó, densidades superiores a 80% são comumente visadas nas peças verdes que são destinam-se a ser sinteriza- das em componentes finais totalmente densos. Densidades maiores do que 50% a 60% (por exemplo, e em algumas concretizações, superiores a 70%) podem ser obtidas com uma variedade de métodos de deposição de pó que não envolvem resina; a fim de obter densidades de carregamento de pó de peça verde preferidas, pode ser necessária densificação adicional das camadas de pó. Em termos gerais, é desejável obter a densidade de carregamento de partículas mais alta possível na peça verde sendo fabricada digitalmente. No entanto, isso é restringido pelo fato de que a compressão das partículas de pó pode causar adesão, o que interferiria no processo de remover o material não curado excedente da peça verde após a fabricação. O processo de remover o material excedente pode ser auxiliado por uma variedade de métodos, incluindo, entre outros, agitação, sonicação ou tratamento com um solvente ou outro composto químico. Em termos gerais, a densidade de carregamento de partículas mais alta que não é associada a redução na capacidade de remover o material excedente durante o pós-processamento é a densidade de carregamento de partículas mais desejável. Isso pode ser obtido através de uma variedade de meios, incluindo, entre outros, o mecanismo de compressão de pó previamente descrito. Em termos gerais, os parâmetros de compressão e infusão podem ser selecionados tais que um processo não interfira no outro.

[098]A Figura 24 ilustra um fluxograma algorítmico que detalhada o processo de aplicar pó de construção e pó de suporte para criar a imagem eletrostaticamente de uma camada, seguidos por infusão e imagem de uma seção porosa para concluir o processo de fabricação de camada. Densificação extra pode ser usada, e, em termos gerais, os pós de suporte e construção podem ser depositados em qualquer ordem ou ao mesmo tempo. Conforme previamente descrito, isso permite o uso de uma ampla variedade de combinações de pós; em aditamento, isso permite que o processo de imagem seja independente da geometria da peça, o que pode ser vantajoso para simplificar o processo de imagem. Em termos gerais, qualquer fonte de luz que seja capaz de produzir um padrão de imagem que produza um componente poroso pode ser utilizada; ela não precisa produzir uma imagem que adapte-se à peça sendo produzida, uma vez que são criadas as imagens das camadas da peça eletrostaticamente durante a deposição do pó.

[099]A Figura 25 ilustra um sistema de retroalimentação que utiliza uma câmera (511) ou outro mecanismo de retroalimentação visual para capturar imagens do pó (512) na superfície de construção. Em algumas fórmulas e configurações, à medida que o pó (512) é infundido com resina, ele escurece, algo que a câmera (511) pode detectar a fim de confirmar que o processo de infusão está concluído e uniforme. Essa confirmação pode ajudar a garantir que a infusão seja concluída antes de criar a imagem com um dispositivo de imagem (110). Na ausência de uma câmera (511), uma quantidade predefinida de resina pode ser infundida à camada de pó (512), o que pode resultar no pó (512) sendo ou super-infundido ou inadequadamente infundido, dependendo da quantidade e grandeza do erro em prever a quantidade de resina necessária.

[0100]As Figuras 26 e 27 ilustram um componente e método para produzir esse componente usando os métodos de SFF com compósito de pó previamente descritos com uma melhoria que reduz o pó desperdiçado. No método previamente descrito, todo o pó dentro da área de construção foi infundido com resina. Uma vez que o pó é misturado à resina, é difícil recuperar esse pó para uso futuro. Muitos pós, em especial pós de metal e cerâmica, são muito onerosos e, visando reduzir o material desperdiçado e os custos de fabricação, é vantajoso limitar a quantidade de pó que é infundida com resina durante o processo de construção.

[0101]Como no método de SFF previamente descrito, utiliza-se uma plataforma de construção (602), a qual possui um canal de infusão de resina (604) a fim de infundir a resina depositada sobre sua superfície. Durante essa configuração do processo de construção, é criada a imagem em uma pele (606), a qual é sólida e não permite que a resina permeie além de seus limites. É criada imagem nessa pele (606) modulando digitalmente os módulos de laser para produzir uma camada de limites sólida (isto é, não porosa). Em termos gerais, isso pode ser obtido com o mecanismo de varredura descrito neste documento, ou pode ser obtido usando um mecanismo de imagem secundário, tal como um projetor ou galvanômetro a laser. A função da pele (606) independe dos meios de produção. Essa pele (606) começa ao longo da superfície da plataforma de construção (602) e restringe quais poros da plataforma de construção (602) podem alimentar resina ao objeto (600) e estrutura de suporte (610) sendo fabricada durante o processo de construção. Neste caso, tanto o objeto (600) e a estrutura de suporte (610) são porosos, a fim de permitir que a resina flua através deles durante o processo de fabricação. O benefício de usar uma pele sólida (606) durante o processo de fabricação é que há uma quantidade significativa de pó não infundido (608) que pode ser resgatada e usada durante um processo de construção posterior. Na produção à base de pó convencional, na qual utiliza-se um laser para infundir pó junto para construir a peça, os efeitos térmicos desse processo de fusão exercem impacto negativo sobre a utilidade do pó remanescente. A fim de manter a qualidade em construções subsequentes, geralmente é necessário descartar o pó não utilizada por inteiro. Pós metálicos de microescalada são muito onerosos, e esse método de produção permite a recuperação de uma quantidade significativa de pó não usado após um processo de construção, reduzindo assim o desperdício e o custo no processo de produção. Outros detalhes do processo de imagem usado para obter esse resultado são descritos nas Figuras 41 a 44.

[0102]Em outro aspecto, conforme ilustram as Figuras 28 a 32, a matéria inventiva aqui revelada propõe outro método de SFF que pode ser utilizado para pro- duzir componentes plásticos sólidos (isto é, componentes compostos não pó), o qual tira proveito das técnicas de imagem porosa previamente mencionadas. Um componente (620) é fabricado sobre uma plataforma de construção (602) que utiliza um canal de infusão (604) para alimentar resina para infusão na superfície de construção. Esse processo pode ser contido dentro de uma câmara de construção (624) com uma janela de acesso de imagem (626) que é transparente para permitir o acesso de imagem por qualquer sistema de imagem óptico capaz de curar a resina que é utilizada no processo de construção, mas é quimicamente impermeável para permitir o controle atmosférico isolado dentro da câmara de construção (624).

[0103]À semelhança dos métodos discutidos acima, o componente (620) podem ser tornados porosos, com uma pele sólida (622). À diferença das estruturas compostas de pó formadas pelos métodos anteriores, contudo, não há pó, e novas camadas de resina líquida são produzidas bombeando resina através do componente (610) à superfície de imagem superior, onde uma superfície fluida se forma (628). Uma vantagem desse processo é que ele agiliza o processo para produzir novas camadas de resina, uma vez que uma camada de imagem recém criada não prende- se ao fundo do tanque de construção, e não requer delaminação antes da fabricação da próxima camada, como é comum em configurações de construção invertida, conforme previamente mencionadas. Neste caso, a tensão de superfície mantém a camada líquida (628) na superfície superior do componente (620) sendo construído; isso pode afetar a geometria da camada sendo produzida, conforme será tratado doravante.

[0104]As Figuras 33 e 34 ilustram uma configuração alternativa em que um fluido de suporte secundário (624) é adicionado à câmara de construção (630) através de uma porta de fluido (632). Esse fluido geralmente é imiscível à resina sendo usada, e é de densidade mais baixa do que a resina sendo usada, de tal modo que pode impedir o sobrefluxo de resina a partir do topo do objeto (620) sendo construí- do. Além disso, o fluido de suporte pode ser escolhido para que os efeitos das bordas geométricas na formação da superfície líquida (628) sejam mitigados.

[0105]A Figura 35 ilustra uma outra configuração na qual o controle atmosférico é usado para aumentar a concentração de oxigênio dentro da câmara de construção (630). O oxigênio dissolvido inibe a polimerização de radicais livres, que é a reação comumente usada dentro de resinas de fotopolímeros. Esse oxigênio adicional cria uma zona de polimerização morta (638) na qual pouca ou nenhuma polime- rização ocorre. A polimerização de uma nova camada de construção, portanto, ocorrerá geralmente somente dentro da zona ativa (636) da camada líquida (628). Embora o oxigênio atmosférico seja adequado para inibir ao menos em parte a polimeriza- ção, pode ser vantajoso aumentar a concentração de oxigênio para controlar a espessura da zona ativa e zona morta. Neste caso, o fluido de suporte (634) também atua como uma barreia de oxigênio, para negar possíveis efeitos de borda de gradiente de concentração de oxigênio na camada líquida (628). Como alternativa, o controle do oxigênio atmosférico também pode ser usado na configuração ilustrada nas Figuras 28 a 32 se ficar determinado que os efeitos de borda de gradiente de concentração não reduzirão a precisão do componente além do que é necessário para a aplicação específica.

[0106]A Figura 36 ilustra outra configuração onde a resina é alimentada através de uma plataforma de construção (602) para construir uma peça porosa (620) com uma pele sólida (622). Neste caso, a resina de sobrefluxo (625) circunda a peça (620). Um fluido de preenchimento (627) que é imiscível à resina, que também possui propriedades viscosas, ópticas e térmicas desejadas, é alimentado através de um arranjo de portas de entrada (621) e deixa a câmara de construção através de portas de drenagem (623). Esse fluido de preenchimento (627) preenche a lacuna entre a resina de sobrefluxo (625) e a janela de imagem (626). O fluido de preenchimento (627) pode, em algumas implementações, ser água, ou outro fluido com as propriedades necessárias. À diferença do fluido de suporte (634) descrito acima, que é selecionado para ter uma densidade maior do que a da resina sendo usada, o fluido de preenchimento (627) pode ser selecionado para que tenha uma densidade mais baixa do que a da resina. Dessa forma, ao passo que o fluido de suporte (634) é projetado para ocupar grande peça do espaço dentro da câmara de construção (630) em torno da peça (620) e impedir a resina sobre a camada superior de transbordar, o fluido de preenchimento (627) pode ser usado em situações nas quais a câmara de construção (630) seria preenchida em sua maior peça com resina, e o fluido de preenchimento (627) pode ser projetado para fluir através do topo da resina de sobrefluxo (625), o que garante a distribuição uniforme da nova resina sobre a peça (620) sendo construída.

[0107]Além disso, em algumas concretizações, o fluido de preenchimento (627) é configurado para absorver a energia térmica criada durante o processo de imagem. Durante a fabricação rápida envolvendo resina de fotopolímeros, uma quantidade significativa de calor é criada, e esse calor pode impactar negativamente as propriedades mecânicas da peça (620) sendo construída. A adição de uma camada desse fluido de preenchimento (627) para atuar como refrigerante nesse processo mitiga esse problema. A capacidade de resfriamento específica de dado fluido variará dependendo da interação térmica entre a resina e o fluido de resfriamento; certos fluidos podem ser mais adequados para certas resinas. A escolha do fluido de resfriamento deve ser feita a fim de otimizar os efeitos de resfriamento (resistência térmica interfacial mais baixa), enquanto também utilizam-se interações viscosas para ajudar na distribuição da resina. Embora o fluido de preenchimento (627) nessa imagem preencha por inteiro a lacuna entre a resina de sobrefluxo (625) e a janela de imagem (626), em alguns casos, uma lacuna de ar entre o fluido (627) e a janela de imagem (626) pode ser aceitável. Em termos gerais, o número de interfaces ópticas através das quais a energia óptica deve viajar a fim de criar a imagem de uma camada de material é reduzido se não houver lacuna de ar, e a energia óptica é menos propensa a ser interrompida ou perder precisão se não houver lacuna de ar, mas, dependendo das propriedades do fluido (627) e da velocidade à qual ele flui através da câmara de construção (624), uma lacuna de ar pode ser desejável.

[0108]Em outro aspecto da matéria inventiva aqui revelada, as Figuras 37 a 40 ilustram uma configuração alternativa usando um sistema de construção de baixo para cima, semelhante à configuração descrita nas Figuras 3 a 10. Um dos principais desafios em uma configuração de construção de baixo para cima é a necessidade de que uma camada de material curada seja delaminada da base do tanque de construção antes que a nova resina possa fluir debaixo da peça para que uma nova camada de imagem seja criada. Nessa configuração, a base do tanque de construção (410) contém duas camadas, uma janela rígida transparente (413) e uma janela transparente flexível (411) separada da janela rígida transparente por uma lacuna (por exemplo, uma lacuna de ar). À medida que uma peça (603) é retirada da janela flexível (411), a flexão da janela (411) permite que a janela seja descascada da nova camada em vez de ser puxada toda de uma vez, o que resulta em um processo de delaminação comparativamente mais sutil. Em algumas concretizações, um sensor de pressão (415) pode ser colocado em comunicação com a lacuna, e o sensor de pressão (415) pode ser utilizado como uma medida indireta do volume de ar na lacuna entre a janela flexível (411) e a janela rígida (413) a fim de determinar quando a janela flexível (411) retornou à sua posição original (isto é, não deformada) e a próxima camada de imagem pode ser criada.

[0109]Para melhorar ainda mais o problema da delaminação, em algumas concretizações, a resina é bombeada através da plataforma de construção (602) e através da peça porosa (603) como em configurações previamente descritas. Ao alimentar a resina através da peça (603), isso atenua o desafio de superar a resistência viscosa ao criar novas camadas de material, o que é um fator limitante signifi- cativo ao otimizar a velocidade desse tipo de sistema de fabricação. A estrutura interna porosa da peça (603) sendo fabricada criará um gradiente de pressão de resina vertical, o que resultará em uma pressão fluida mais baixa na superfície de construção, e pressão de construção mais alta dentro da plataforma de construção (602). A fim de atenuar esse gradiente de pressão, e reduzir qualquer tensão que ele possa causar à peça (603), um ou mais canais de resina adicionais (605) podem ser fabricados durante o processo de construção e removidos durante o pós- processamento. Ainda que o gradiente de pressão vertical não possa ser reduzido por completo, a inclusão dos um ou mais canais de resina adicionais (605) podem ser proveitosos para reduzir a pressão a um nível que dificilmente danificaria a peça (603). O canal (605) aqui representado é um duto de alimentação de resina oco, com perda de pressão de resina desprezível através de sua altura quando comparada ao gradiente de pressão normalmente presente na peça (603) sendo construída. Esse método pode ser aplicado em geral a qualquer um dos métodos e configurações previamente descritos para fabricar componentes porosos alimentando resina através de uma plataforma de construção (602).

[0110]Nos métodos de fabricação plástica supramencionados, produz-se uma peça porosa. Essa peça pode necessitar de pós-cura para solidificar a resina fluida remanescente dentro dela. Como alternativa, a resina líquida remanescente pode ser drenada, e a peça pode ser preenchida com outro polímero e curada. Esse polímero pode ser uma resina fotocurável, uma resina epóxi, ou outro preenchimento escolhido para obter propriedades mecânicas desejadas. Além disso, a porosidade dessa peça pode ser vantajosa em uma processo de fundição de investimento, onde as propriedades de cauterização do componente seriam significativamente aprimo-radas pela redução de material dentro do componente.

[0111]Em outro aspecto, a presente matéria inventiva propõe um método para formar um objeto por fabricação sólida com forma livre. Independentemente do tipo específico de processo de SFF usado, um grau desejável de porosidade pode ser obtido controlando a irradiação dos materiais fotocuráveis. Em algumas concretizações, por exemplo, o dispositivo de imagem usado para irradiar os materiais foto- curáveis pode ser ativado para criar a imagem de somente uma fração selecionada (por exemplo, menor que 40 a 70 por cento) da seção transversal do objeto sendo construído. Em particular, as Figuras 41 a 44 ilustram um conjunto de padrões de varredura produzíveis com qualquer um de uma variedade de sistemas de imagem, incluindo o sistema de imagem descrito nas Figuras 3 a 10. A Figura 41 ilustra um primeiro padrão de cura (640) usado em uma primeira camada, e a Figura 42 ilustra um segundo padrão de cura (642) usado em uma segunda camada. Pressupondo que os parâmetros de cura sejam escolhidos corretamente, e o processo de construção alterne os padrões de cura primeiro (640) e segundo (642) entre camadas adjacentes, o resultado líquido será uma estrutura em treliça com mais do que 40% a 60% de porosidade, possibilitando um objeto estruturalmente adequado que permitirá prontamente que o fluido flua através dele. Deve-se ter em mente que, embora a porosidade nominal da estrutura curada seja maior que 60%, é desejável que a porosidade do substrato de pó seja a mais baixa possível, conforme discutido previamente. A porosidade combinada do objeto sendo construído, quando essa técnica é aplicada à fabricação com composto em pó, provavelmente será menor que 15% a 25%. Em termos gerais, uma densidade de carregamento de pó mais alta produzirá componentes de maior qualidade, mas inibirá o fluxo de resina em maior grau; é, portanto, desejável utilizar um padrão que cura que proporcione a quantidade de integridade estrutural mínima necessária para que o componente permaneça intacto durante o processo de construção e pós-processamento, ao mesmo tempo em que maximiza-se a porosidade do padrão de cura para reduzir a resistência ao fluxo de resina.

[0112]A Figura 43 ilustra esses padrões de cura conforme aplicados ao método de fabricação de plástico descrito nas Figuras 28 a 32. Esse método cura uma pele sólida (652) em torno de uma estrutura interna porosa (650). Esse método de cura pode ser obtido usando uma ou mais fontes de luz programáveis, incluindo o sistema descrito nas Figuras 3 a 10. Como alternativa, qualquer uma de uma variedade de outras fontes de luz programáveis, usadas individualmente ou em combinação umas com as outras, pode ser usada para obter um padrão de cura desejado. A Figura 44 ilustra a aplicação desses padrões de cura, conforme aplicados ao método de fabricação com compósito descrito nas Figuras 26 e 27. Como já indicado, é criada a imagem em uma estrutura porosa (650), com uma camada limite (654) separando o componente de uma pele sólida (652). O pó não infundido (656) pode ser conservado para uso futuro. Neste caso, a pele atua como um duto de fluxo de fluido junto com a camada limite. Se houver regiões ressaltadas no objeto sendo construído que normalmente exigiriam uma estrutura de suporte, isso pode ser substituído por estruturas de fluxo de fluido que permitam que a resina infusa essas regiões ressaltadas sem ligar nenhuma estrutura de suporte a elas. A pele ainda controlará o fluxo de resina para conservar o pó não utilizado, e o limite entre a pele e o objeto sendo construído permite que o objeto seja sustentado pelo pó circundante (tanto infundido quanto não infundido) sem suportes físicos que se conectem diretamente ao objeto sendo construído. Como resultado, a superfície do objeto não será danificada por pontas de conexão do material central, como é costumeiro em outros pro-cessos de fabricação de SLA. A separação da pele (652) do objeto (650) permite fluxo de fluido adicional para infusão e pode reduzir a quantidade de pós- processamento necessária ao limpar o componente antes da sinterização ou outro tratamento.

[0113]A Figura 45 ilustra um padrão de cura que pode ser utilizado em qualquer um dos métodos e configurações de fabricação com compósito em pó ou polí- meros porosos previamente descritos. Em alguns casos, pode ser desejável produzir um componente com várias subseções porosas (657, 658). Pressupondo que as paredes (659) que dividem essas seções (657, 658) são finas o bastante para que o fluxo de resina em camadas subsequentes não seja indevidamente restrito, isso pode ser implementado sem desviar substancialmente dos métodos e configurações de fabricação previamente descritos. Há várias aplicações onde esse método de imagem é vantajoso. Por exemplo, ao imprimir ferramental para moldagem por injeção, geralmente é desejável produzir canais de resfriamento conformais para controlar a temperatura do ferramental durante o processo de injeção. Essas subseções porosas podem ser usadas como canais de resfriamento conformais para melhorar o desempenho do ferramental. Além disso, os métodos previamente descritos para infiltrar um componente durante o pós-processamento podem ser aprimorados se diferentes propriedades mecânicas forem desejáveis em diferentes seções de um componente impresso. Subseções porosas podem ser drenadas da resina não curada e infiltradas com diferentes materiais para produzir flexibilidade, rigidez, tenacidade, resistência ou outras propriedades físicas aprimoradas que são desejadas para regi-ões específicas de uma peça impressa. No exemplo do ferramental impresso, uma zona pode ser definida pela superfície intera do ferramental com uma espessura es-pecífica; essa zona pode ser construída como uma seção porosa isolada, que pode ser preenchida com material resistente ao calor para melhorar o desempenho do ferramental, ao passo que outras zonas além dessa primeira são construídas como canais de resfriamento conformais em torno dessa zona interna.

[0114]As Figuras 46 e 47 ilustram a interação entre uma camada infundida e uma segunda camada durante a infusão. Conforme previamente descrito, as partículas de pó (660) são depositadas sobre uma plataforma de construção (602) e infun-didas com resina. Um menisco (662) forma-se entre essas partículas (660), o que permite lacunas nas quais mais partículas podem ser depositadas, mas ainda assim proporciona resina suficiente que pode ser criada a imagem para aglutinar o pó junto em uma estrutura porosa. Uma segunda camada de partículas de pó (664) é infundida com resina, e novos meniscos (666) formam-se durante o processo de infundir a segunda camada. Esse processo se repete até que um componente completo seja produzido.

[0115]A Figura 48 ilustra um método alternativo para permitir a infusão e imagem de camadas de pó. Se a atmosfera da área de construção for controlada para que os níveis de oxigênio subam, uma zona morta de polimerização forma-se em cada um dos meniscos (662) em dada camada. Isso diminui a superfície (668) na qual a polimerização pode ocorrer. Uma vantagem desse método é que ele permite ainda mais espaço para que o novo pó seja depositado sem comprometer a capaci-dade de o sistema aglutinar o pó. Sob esse aspecto, esse sistema pode prover uma ligação estável entre as partículas de pó nas quais o fluxo de resina não é inibido e a disposição do pó no componente construído é homogênea. Isso proporcionará a melhor peça verde possível para sinterização durante o pós-processamento.

[0116]As Figuras 49 e 50 ilustram uma configuração alternativa na qual o pó é fundido diretamente para produzir um componente impresso. Em aplicações de sinterização a laser convencionais, utiliza-se um galvanômetro a laser para fundir seções de camadas de pó para fabricar componentes, mas esses sistemas podem tipicamente obter velocidades de varredura menores que 10 m/s. É vantajoso nessas aplicações ter velocidades de varredura mais altas para limitar os efeitos térmicos que comprometem a resolução (por exemplo, contas de solda formando-se durante o processo de ligação devido a saturação térmica). Visto que o módulo de varredura (150) previamente descrito é indiferente ao comprimento de onda de energia usado, ele pode ser implementado com qualquer comprimento de onda de energia, pressupondo que um material refrativo apropriado possa ser selecionado para o prisma (158). Nessa implementação, o feixe iminente (160) a partir do módulo de varredura (150) é refletido de um espelho fixo (670) e a um espelho panorâmico (674) controlado por um atuador giratório (672), semelhante ao sistema de imagem descrito nas Figuras 3 a 10. O feixe resultante (676) é subsequentemente varrido sobre a camada de pó (512) sobre a plataforma de construção e modulado digitalmente para criar a imagem de uma seção de uma peça. Além disso, ao passo que sistemas de galva- nômetro a laser tipicamente só podem obter velocidades de varredura menores que 10 m/s, o módulo de varredura revelado (150) pode ser operado a velocidades de varredura de mais que 100 m/s ao mesmo tempo em que mantém-se uma precisão altíssima no monitoramento da posição do feixe.

[0117]A Figura 51 descreve um método para produzir uma peça verde de compósito de pó utilizando qualquer um dos métodos e configurações previamente descritos. Nos métodos e configurações previamente descritos, a resina é infundida ao pó através de uma plataforma de construção. A velocidade desse processo depende em parte da velocidade desse processo de infusão. Essa velocidade pode ser aprimorada pela adição de um Agente Redutor de Viscosidade (VRA) à resina. Solventes orgânicos, tais como álcoois, podem servir a esse propósito. Idealmente, esse VRA possui uma pressão de vapor alta, de tal modo que, quando da exposição à superfície de construção, e o calor gerado durante o processo de imagem, o VRA evaporará, produzindo um gradiente de concentração no qual há alta concentração de VRA na resina que é contida no corpo de uma peça sendo impressa, e baixa concentração de VRA na superfície de construção.

[0118]A Figura 52 descreve um segundo método para produzir uma peça verde. Nos métodos e configurações previamente descritos, foram criadas imagens em uma pele e estrutura interna porosa para construir a peça verde. Em termos gerais, pode não ser necessário construir uma estrutura interna porosa completa; basta construir uma estrutura interna esquelética. Como já discutido, a importância da estrutura interna de uma peça verde consiste em proporcionar suporte estrutural duran te as fases de produção e pós-processamento; qualquer estrutura que seja adequada a essa função, embora requeira o mínimo de material a ser curado possível, otimizará o tempo de construção para dado componente. Em alguns casos, a pós-cura pode ser necessária para dar à peça verde a integridade estrutural necessária para sobreviver aos processos de desvinculação e sinterização.

[0119]A Figura 53 descreve um terceiro método para produzir uma peça verde. Este é uma outra variação do método descrito na Figura 52. Nele, somente uma pele da peça é criada imagem. Uma distinção importante entre esse método e métodos anteriores é que, neste caso, a "pele" que é criada imagem é definida de tal modo que a superfície interna dessa pele seja a superfície externa da peça sendo produzida. O processo de criar a imagem na a pele deixa uma quantidade significativa de resina não curada dentro da peça sendo construída. Essa resina pode ser drenada ou bombeada a partir da peça após o processo de impressão ser concluído, e o componente resultante pode ser infundido com cera ou outro meio aglutinante. A pele pode ser removida por tratamento químico, resultante em uma peça verde que contém somente pó e o meio aglutinante secundário. Esse método pode ser desejável em situações onde as propriedades de cauterização dos fotopolímeros são subi- deais. Mais especificamente, muitos fotopolímeros típicos possuem um teor de cinzas remanescente mensurável após um processo de cauterização quando usados para fundição de investimento. Esse teor de cinzas é tipicamente medido como uma fração do volume original do material. Embora resinas destinadas especificamente a fins de fundição possam ter taxas de teor de cinza de cerca de 0,1% a 0,25%, este ainda pode ser considerado alto demais em algumas situações, caso esse em que o uso de uma cera ou outro meio de ligação secundário pode ser benéfico. Na fabricação de PIM, por exemplo, ceras e outros polímeros que podem ser totalmente removidos (isto é, com um teor de cinzas desprezível) durante a desvinculação e sinteri- zação são tipicamente usados. Foram desenvolvidos alguns fotopolímeros com boas propriedades de cauterização, mas nenhum saiu-se tão bem quanto os polímeros tradicionalmente usados na manufatura de PIM; esse processo tira proveito das propriedades de todos os materiais envolvidos. Em algumas implementações, a pele pode ser criada imagem como em configurações anteriores e não precisa ser removida antes do pós-processamento. A implementação ideal desse método dependerá dos materiais de ligação e pó utilizados.

[0120]A Figura 54 descreve um método para produzir uma peça porosa, possivelmente utilizando a configuração descrita nas Figuras 49 e 50. Em vez de produzir uma peça verde, que é ligada por um aglutinante polimérico, esse método utiliza a fusão direta de insumo de pó para produzir um componente poroso parcialmente sinterizado. Tipicamente, em aplicações de sinterização a laser, há tensões internas significativas produzidas durante o processo de sinterização devido ao en-colhimento sofrido pelas camadas de material à medida que elas são sinterizadas. Ao sinterizar somente em parte as camadas de material, essas tensões podem ser largamente evitadas. Isso produzirá uma peça que é uma disposição de partículas de pó somente levemente aderidas umas às outras, à semelhança de uma peça marrom produzida após desvincular uma peça verde como previamente descrito. Como tal, essa peça pode ser pós-processada da mesma maneira para produzir um componente final densificado. Visto que esse pós-processamento envolve aquecimento uniforme, nenhuma tensão térmica adicional forma-se durante esse processo.

[0121]As Figuras 55 e 56 descrevem métodos para aumentar a precisão no processo de sinterização que podem ser aplicados a qualquer um dos métodos e configurações supramencionados capazes de produzir peças marrons para sinteri- zação. Em termos gerais, é desejável obter a densidade de carregamento de pó mais alta possível em uma peça verde. Essa densidade é calculada como o volume de pó em uma peça verde em relação ao volume total da peça. Isso também prevê a quantidade de encolhimento que ocorrerá durante a sinterização. Quantidades mais altas de encolhimento podem distorcer a peça, comprometendo a precisão. Em termos gerais, métodos de infusão em leito de pó podem obter prontamente cerca de 60% a 65% de densidade de carregamento de pó. Após a fabricação e desvinculação, uma peça marrom é produzida. Essa peça também pode ser produzida de acordo com os métodos e configurações descritos nas Figuras 49, 50 e 54. Essa peça também pode ser cerca de 65% volumetricamente densa Pó multimodal, no qual a distribuição de tamanho das partículas contém vários picos, pode ser usado para aumentar essa densidade inicial. Além disso, a densidade pode ser aumentada submetendo a peça marrom a um processo de infusão secundário. A fim de aumentar a densidade de carregamento de pó da peça marrom, ela pode ser infundida com nanopartículas do mesmo material que o pó inicial usado durante a fabricação. Partículas que são pequenas o bastante para fluir livremente através dos poros deixados na peça marrom podem ser introduzidas fluindo uma suspensão de partículas em um veículo líquido à peça marrom, ou expondo a peça marrom a um banho de partículas sob estímulo ultrassônico para aumentar a fluidicidade das partículas. De-ve-se ter em mente que o fluxo de partículas ou de uma suspensão líquida de partículas sobre uma superfície é uma processo abrasivo; a fim de conservar a integridade estrutural da peça, pode ser necessário submeter a peça a um processo de sinte- rização parcial inicial para adicionalmente ligar as partículas umas às outras ao mesmo tempo em que mantém-se porosidade suficiente para permitir esse processo de infusão de particulado secundário. Uma vez que a peça marrom tenha sido parcialmente sinterizada e infundida com partículas, sua fração de vácuo (a fração volu-métrica de material não pó na peça) pode ser reduzida de cerca de 35% para cerca de 10% a 12%, reduzindo assim a quantidade de encolhimento necessária para obter uma peça densificada e reduzindo também o potencial de distorção.

[0122]Esses métodos de adicionar matéria particulada para aumentar a fração volumétrica de pó em uma peça verde também podem ter efeitos particularmen- te vantajosos quando combinados ao método previamente descrito de criar imagem em zonas porosas distintas dentro de uma peça durante a fabricação. Por exemplo, o isolamento de diferentes zonas em uma peça verde pode permitir que seções específicas sejam infundidas com material particulado antes de sinterizar por completo para obter diferentes densidade em diferentes regiões da peça acabada. Uma peça pode exigir uma pele densa, mas o benefício de um interior poroso; isso pode ser aplicado a ferramental de metal impresso com canais de resfriamento conformais construídos no interior da ferramenta. Isso também pode aplicar-se a ferramental tal como brocas, puas, roteadores e seus semelhantes, o que exigiria uma superfície externa mais densa para formar uma borda de corte, mas pode beneficiar-se de um interior um tanto poroso para permitir que o refrigerante seja bombeado através da ferramenta. Neste caso, regiões porosas pequenas precisariam ser deixadas como portas de saída para o fluxo de refrigerante, e o resultado líquido seria uma ferramenta de corte de alto desempenho que poderia ser fabricada digitalmente com geometria arbitrária.

[0123]Em muitos dos métodos descritos anteriores, fez-se referência a pós de metal e cerâmicos sendo usados como um material de construção principal, em especial na fabricação de peças verdes que podem ser sinterizadas em componentes finais parcial ou totalmente densos. Em termos gerais, qualquer pó ou mistura de pós podem ser utilizados, e qualquer resina com as propriedades de fluxo desejadas para coincidir o pó ou mistura de pós pode ser utilizada nesse processo de construção. Várias opções adicionais são descritas doravante.

[0124]Uma mistura de pó plástico e grafite pode ser utilizada para que o produto final possa ser de natureza auto-lubrificante. Além disso, misturas de pó de metal e grafite podem ser utilizadas para obter um produto final com propriedades semelhantes. Misturas de pó plástico e metálico, em que a razão do plástico para o metal é acima de 5:1, podem ser utilizadas para que o pós-processamento via indu- ção ou tratamento por micro-ondas cause a fusão de partículas plásticas adjacentes devido ao calor emitido pelas partículas metálicas. Combinações adicionais de pós podem ser usadas para o pó de construção, e combinações adicionais de pós po-dem ser usadas como o pó de suporte, dependendo das etapas de pós- processamento desejadas e do produto final desejado.

[0125]A presente invenção pode ser concretizada em outras formas sem divergir de seu âmbito nem de suas características essenciais. As concretizações descritas, portanto, devem ser consideradas, para todos os fins, como ilustrativas e não exaustivas. Embora a presente invenção tenha sido descrita nos termos de certas concretizações preferidas, outras concretizações que transparecerão aos versados na técnica também encontram-se dentro do âmbito da presente invenção.

Claims

1. Sistema para fabricação de compósito em pó, compreendendo um material em pó (512), um material fotocurável e uma máquina de fabricação de compósito em pó (20), a máquina de fabricação de compósito em pó (20) CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma plataforma de construção (517); um dispositivo de transferência de pó (510) configurado para distribuir uma primeira camada do material em pó (512) à plataforma de construção; um sistema de alimentação de resina (515) em comunicação com a plataforma de construção e configurado para distribuir o material fotocurável através da plataforma de construção para infusão da primeira camada do material em pó; e um dispositivo de imagem (110) posicionado acima da plataforma de construção e configurado para irradiar seletivamente o material fotocurável para formar uma primeira camada de um componente de compósito em pó; em que o dispositivo de transferência de pó é configurado para fornecer uma segunda camada do material em pó na primeira camada do material em pó, o sistema de fornecimento de resina é configurado para fornecer o material fotocurável, através da plataforma de construção e a primeira camada do material em pó infundida com o material fotocurável, para infusão na segunda camada do material em pó, e o dispositivo de imagem é configurado para irradiar seletivamente o material foto- curável na segunda camada do material em pó para formar uma segunda camada do componente compósito em pó.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a plataforma de construção (517) é seletivamente móvel em relação ao dispositivo de imagem (110) para acomodar a formação de várias camadas do componente de compósito em pó.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dispositivo de transferência de pó compreende um rolo (510) que é móvel para transferir o material em pó de uma câmara de alimentação de pó (520) à câmara de construção (517).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dispositivo de transferência de pó (510) é configurado para distribuir o material em pó a partir de múltiplas fontes de pó (520, 546).

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende um dispositivo de compressão (530) configurado para controlar a densidade do material em pó distribuído à plataforma de construção (517).

6. Método para fabricação de compósito em pó, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: distribuir uma primeira camada de um material em pó (512) a uma plataforma de construção (517); distribuir um material fotocurável a uma plataforma de construção; infundir a primeira camada do material em pó com um material fotocurável; ativar seletivamente um dispositivo de imagem (110) para irradiar o material fotocurável para formar uma primeira camada de um componente compósito em pó; distribuir uma segunda camada do material em pó na primeira camada do material em pó; distribuir o material fotocurável através da plataforma de construção e a primeira camada do material em pó infundido com o material fotocurável; infundir a segunda camada do material em pó com o material fotocurável; e irradiar seletivamente o material fotocurável na segunda camada do material em pó para formar uma segunda camada do componente compósito em pó.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que distribuir o material em pó à plataforma de construção (517) compreende:expelir uma quantidade medida de material em pó a partir de uma câmara de alimentação de pó (520); e transferir a quantidade medida de material em pó à plataforma de construção.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que distribuir o material em pó à plataforma de construção (517) compreende controlar uma densidade do material em pó.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que controlar uma densidade do material em pó compreende aumentar a densidade de carregamento de pó volumétrico do material em pó para que seja mais alta do que a densidade livre após a deposição.

10. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que distribuir o material em pó à plataforma de construção (517) compreende distribuir diferentes materiais em pó a partir de múltiplas fontes de pó (520, 546) à plataforma de construção.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que distribuir diferentes materiais em pó a partir de múltiplas fontes de pó compreende distribuir um pó de construção (512) e um pó de suporte (542) à plataforma de construção (517).

12. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ativar seletivamente o dispositivo de imagem compreende irradiar o material fotocurável sobre uma fração selecionada de uma respectiva seção transversal do componente de compósito em pó para solidificar ao menos parcialmente uma camada do componente de compósito em pó para que tenha uma porosidade suficiente para permitir o material fotocurável fluir através da camada durante repetidas etapas de distribuir o material fotocurável; e em que repetir as etapas de distribuir o material em pó, distribuir um material fotocurável, infundir o material em pó com um material fotocurável, e irradiar seletivamente o material fotocurável compreende repetidamente: distribuir o material em pó sobre uma ou mais camadas previamente irradiadas do componente de compósito em pó; distribuir o material fotocurável através das uma ou mais camadas previamente irradiadas do componente de compósito em pó para infundir o material em pó; e ativar seletivamente o dispositivo de imagem (110) para irradiar o material fotocurável para solidificar ao menos parcialmente uma camada seguinte do componente de compósito em pó.

13. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ativar seletivamente o dispositivo de imagem (110) compreende irradiar somente um perímetro de uma respectiva seção transversal do componente de compósito em pó para formar uma pele (606) em torno do material em pó e material foto- curável; e em que, quando da formação da pele, o método compreende: remover o material fotocurável do material em pó; infundir o material em pó com um meio aglutinante; remover a pele para revelar uma peça verde compreendida do material em pó e o meio aglutinante.

14. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende baixar a plataforma de construção (517) por um incremento a partir do dispositivo de imagem (110) antes de repetir as etapas de distribuir um material em pó, distribuir um material fotocurável, infundir o material em pó, e irradiar seletivamente o material em pó, em que cada camada do componente de compósito em pó é formada sobre uma camada precedente.

15. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende realizar pós-processamento para remover parcialmente ou completamente o material fotocurável a partir do componente de compósito em pó.