BR112019010893A2

BR112019010893A2 - módulo de fusão

Info

Publication number: BR112019010893A2
Application number: BR112019010893A
Authority: BR
Inventors: H Barnes Arthur; F Winters William
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2019-10-01
Also published as: EP3529048A4; US20210206073A1; CN110114204A; JP2020501946A; US11358332B2; JP6862549B2; EP3529048A1; WO2018147868A1; KR20190069500A; KR102233013B1

Abstract

um módulo de fusão para fabricação aditiva para utilização em uma unidade base de fabricação aditiva pode incluir um alojamento, um refletor no alojamento, uma unidade de fusão dentro do alojamento, um conector de energia elétrica conectado ao dispositivo de aquecimento e que possui um terminal para conexão removível a uma fonte de energia e um retentor acoplado ao alojamento para fixar de forma removível o alojamento à unidade base de fabricação aditiva.

Description

MÓDULO DE FUSÃO FUNDAMENTOS [0001] Sistemas de fabricação aditiva, tais como impressoras tridimensionais (3-D), empregam um processo de fabricação aditiva para criar objetos de plástico ou outros materiais. Tais sistemas de fabricação aditiva incluem um leito de construção ou área de construção no gual um ou mais objetos são gerados durante um ciclo de construção. Em alguns sistemas, um operador pode carregar arguivos digitais contendo representações digitais de cada um dos objetos a serem gerados durante um ciclo de construção. As representações digitais dos objetos contidos em um arguivo digital são digitalmente fatiadas em camadas. Durante o ciclo de construção, o sistema de fabricação aditiva forma tais camadas uma sobre a outra para gerar os objetos tridimensionais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0002] Figura 1 é um diagrama esguemático de um exemplo de módulo de fusão.

[0003] Figura 2 é um diagrama esguemático de um lado de um exemplo de unidade base de fabricação aditiva para uso com o módulo de fusão da Figura 1.

[0004] Figura 3 é um diagrama esguemático de uma parte superior do exemplo de módulo de fusão da Figura 1 fixado de forma removível ao exemplo de unidade base de fabricação aditiva da Figura 2.

[0005] Figura 4 é um diagrama esguemático de um lado do exemplo de módulo de fusão da Figura 1 fixado de forma removível ao exemplo de unidade base de fabricação aditiva da Figura 2.

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 8/71

2/Ml [0006] Figura 5 é um diagrama esquemático de outro exemplo de módulo de fusão.

[0007] Figura 6 é um diagrama esquemático de um exemplo de sistema de fabricação aditiva incluindo o exemplo de unidade base de fabricação aditiva e módulos de fusão intercambiáveis.

[0008] Figura 7 é um fluxograma de um exemplo de método para modificar a sistema de fabricação aditiva.

[0009] Figura 8 é um diagrama esquemático de uma parte superior do sistema de fabricação aditiva da Figura 6 com um dos módulos de fusão intercambiáveis sendo fixado de forma removível à unidade base de fabricação aditiva.

[00010] Figura 9 é um diagrama esquemático de um lado do sistema de fabricação aditiva da Figura 6 com um dos módulos de fusão intercambiáveis sendo fixado de forma removível à unidade base de fabricação aditiva.

[00011] Figura 10 é uma vista em perspectiva dianteira de um exemplo de sistema de fabricação aditiva.

[00012] Figura 11 é uma vista em perspectiva fragmentária de uma porção de uma unidade base de fabricação aditiva do sistema da Figura 10, ilustrando um exemplo de carro (carriage).

[00013] Figura 12 é uma vista em perspectiva dianteira de um exemplo de módulo de fusão do sistema da Figura 10.

[00014] Figura 13 é uma vista seccional do exemplo de módulo de fusão da Figura 12.

[00015] Figura 14 é uma vista transversal do exemplo de módulo de fusão da Figura 12.

[00016] Figura 15 é uma vista em perspectiva

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 9/71

3/49 fragmentária ampliada do sistema da Figura 10.

[00017] Figura 16 é uma vista seccional fragmentária do exemplo de módulo de fusão fixado de forma removível ao exemplo de unidade base de fabricação aditiva.

[00018] Figura 17 é uma vista em perspectiva traseira do exemplo de módulo de fusão da Figura 12.

[00019] Figura 18 é uma vista em perspectiva traseira do exemplo de módulo de fusão da Figura 12, ilustrando as porções do módulo de fusão em seção.

[00020] Figuras 19A-19C são vistas seccionais do exemplo de módulo de fusão da Figura 12, ilustrando a atuação de uma trava do módulo de fusão.

[00021] Ao longo dos desenhos, números de referência idênticos indicam elementos similares, mas não necessariamente idênticos. As figuras não estão necessariamente em escala e o tamanho de algumas partes pode estar exagerado de modo a ilustrar mais claramente o exemplo apresentado. Além disso, os desenhos proporcionam exemplos e/ou concretizações consistentes com a descrição; no entanto a descrição não está limitada aos exemplos e/ou concretizações apresentadas nos desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS EXEMPLOS [00022] Sistemas de fabricação aditiva podem usar dispositivos de aquecimento para fundir o material de construção a fim de formar as diferentes camadas de um objeto tridimensional. Tais dispositivos de aquecimento direcionam a radiação ao material de construção, tal como pó. A radiação funde essas porções do material de construção ao qual um agente de fusão foi aplicado seletivamente para formar a camada de um produto tridimensional. Tais dispositivos de

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 10/71

4/49 aquecimento são integrados como parte do sistema de fabricação aditiva geral, de modo que tais dispositivos de aquecimento não sejam facilmente removíveis ou separáveis do restante dos componentes do sistema de fabricação aditiva.

[00023] Revela-se neste documento um exemplo de dispositivo de aquecimento para um sistema de fabricação aditiva que não está integrado como parte do sistema de fabricação aditiva, mas é proporcionado na forma de um módulo de fusão que fornece fontes de energia de fusão, refletores e conexões de energia elétrica em uma única unidade independente que é conectável de forma removível a uma unidade base do sistema de fabricação aditiva. Para efeitos da presente revelação, o termo liberável ou removível em relação a uma fixação ou acoplamento de duas estruturas significa que as duas estruturas podem ser repetidamente conectadas e desconectadas entre si sem dano material a nenhuma das duas estruturas ou ao seu funcionamento.

[00024] Uma vez que o módulo de fusão revelado é conectado de forma removível ao restante do sistema de fabricação aditiva, todo o módulo de fusão pode ser facilmente separado e retirado da unidade base do sistema de fabricação aditiva para reparo ou substituição. Por exemplo, quando uma unidade de fusão ou lâmpada existente no módulo falha, o usuário necessita simplesmente desconectar o módulo da unidade base e trocá-lo por um módulo de fusão novo ou operante. Módulos de fusão sobressalentes devem estar disponíveis para evitar interrupções quando as unidades de fusão ou lâmpadas existentes falharem. Em uma concretização, o módulo de fusão revelado pode ser desconectado da unidade base de fabricação aditiva de um modo sem ferramentas, sem

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 11/71

5/49 o uso de ferramentas e sem ter que remover qualquer elemento de fixação. Em uma concretização, o módulo de fusão revelado pode ser conectado à unidade base de fabricação aditiva de modo sem ferramentas também, sem o uso de ferramentas e sem a necessidade de fixar qualquer elemento de fixação.

[00025] Uma vez que o módulo de fusão revelado é independente como um módulo, projetado para ser trocado quando componentes de um módulo de fusão existente falharem, o próprio módulo de fusão pode ser menos complexo e pode ser fabricado a um custo menor. Dispositivos de aquecimento existentes, que são integrados no interior ou como parte do sistema de fabricação aditiva, proporcionam normalmente portas de acesso que permitem que os técnicos tenham acesso e substituam as lâmpadas internas e outros componentes internos dos dispositivos de aquecimento. Tais portas de acesso aumentam a complexidade do dispositivo de aquecimento e podem aumentar o tamanho, pois, possivelmente, o interior deve ser suficientemente amplo para proporcionar uma entrada manual. O fornecimento de portas de acesso pode envolver ainda múltiplas juntas ou vedações que estão sujeitas à falha Além disso, tais dispositivos de aquecimento podem envolver lâmpadas substituíveis que, por sua vez, são mais complexas e caras. Em contrapartida, o módulo de fusão revelado pode omitir tais portas de acesso, pode apresentar um tamanho mais compacto, pode incluir um número maior de lâmpadas individuais em um espaço menor, pode omitir muitas das juntas ou vedações que, de alguma forma, seriam utilizadas com as portas de acesso, e pode utilizar lâmpadas que não sejam removíveis, mas que sejam integradas ou cabeadas dentro do módulo. Como resultado, o módulo de fusão revelado é menos

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 12/71

6/49 complexo e pode ser fabricado a um custo menor.

[00026] Além de facilitar um custo menor e um reparo mais rápido, o módulo de fusão revelado pode facilitar também a modificação simples de um sistema de fabricação aditiva de modo a se adequar às mudanças e construir processos de fabricação de materiais ou aditivos. Por exemplo, um módulo de fusão existente pode ser facilmente substituído por outro módulo de fusão com produção energética ou características de desempenho diferentes. Um primeiro módulo de fusão que proporciona um primeiro comprimento de onda de radiação de fusão ou uma primeira potência pode ser substituído por um segundo módulo de fusão que proporciona um segundo comprimento de onda de radiação de fusão diferente ou uma segunda potência diferente. Como resultado, a unidade base de fabricação aditiva é mais versátil na medida em que pode ser facilmente modificada pela troca dos diferentes módulos de fusão de modo a utilizar diferentes materiais de construção com diferentes demandas de fusão ou utilizar diferentes processos de fabricação aditiva que podem envolver diferentes parâmetros de fusão. A modularidade do módulo de fusão facilita ainda atualizações mais convenientes e menos custosas para todo o sistema de fabricação aditiva. Por exemplo, um sistema de fabricação aditiva pode ser atualizado mais facilmente para melhorias mais recentes nas unidades de fusão, refletores ou similares através da simples troca de um módulo de fusão antigo por um módulo de fusão novo e atualizado.

[00027] Revela-se neste documento um exemplo de módulo de fusão para fabricação aditiva para utilização com a unidade base de fabricação aditiva. O exemplo de módulo de

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 13/71

7/49 fusão para fabricação aditiva pode compreender um alojamento um refletor dentro do alojamento, uma unidade de fusão dentro do alojamento, um conector de energia elétrica conectado ao dispositivo de aquecimento e que possui um terminal para conexão removível a uma fonte de energia e um retentor acoplado ao alojamento para fixar de forma removível o alojamento à unidade base de fabricação aditiva.

[00028] Em algumas concretizações, além de conectar ou fixar de forma removível o módulo de fusão à unidade base de fabricação aditiva, o retentor também alinha e conecta ou encaixa automaticamente os componentes do módulo de fusão à unidade base de fabricação aditiva. Em uma concretização, a conexão removível do módulo de fusão à unidade base de fabricação aditiva pelo retentor, resulta automaticamente também no alinhamento do conector de energia elétrica do módulo de fusão a uma saída da fonte de energia correspondente da unidade base.

[00029] Em algumas concretizações, o módulo de fusão pode compreender ainda uma unidade de aquecimento. A unidade de aquecimento pré-aquece o material de construção, preparando o material de construção para a subsequente fusão pela unidade de fusão. Visto que o módulo inclui tanto uma unidade de aquecimento quanto uma unidade de fusão, o módulo é um pacote completo que apresenta todas as funções de aquecimento utilizadas pelo sistema de fabricação aditiva.

[00030] Em uma concretização, a conexão removível do módulo de fusão à unidade base de fabricação aditiva pelo retentor resulta automaticamente também no acoplamento e vedação das portas de entrada e saída de ar da unidade de fusão com as portas de entrada e saída de ar correspondentes

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 14/71

8/49 da unidade base de fabricação aditiva. Tais portas facilitam a distribuição de ar da unidade base de fabricação aditiva ao interior do módulo de fusão para resfriar os componentes do módulo de fusão, tais como as unidades de fusão do módulo de fusão.

[00031] Revela-se neste documento um exemplo de sistema de fabricação aditiva que pode compreender uma unidade base de fabricação aditiva e um módulo de fusão conectado de forma removível à unidade base. A unidade base de fabricação aditiva pode compreender um quadro, uma fonte de energia tendo uma saída, uma área de construção, um distribuidor de material de construção e um distribuidor de agente de coalescência. O módulo de fusão pode compreender um alojamento, um refletor dentro do alojamento, uma unidade de fusão dentro do alojamento, um conector de energia elétrica conectado à unidade de fusão e que possui um terminal conectado de forma removível à saída da fonte de energia e um retentor acoplado ao alojamento e que fixa de forma removível o alojamento a um carro da unidade base de fabricação aditiva.

[00032] Revela-se neste documento um exemplo de método para modificar um sistema de fabricação aditiva. O método pode compreender instalar de forma removível um primeiro módulo de fusão em um carro de uma unidade base de fabricação aditiva com uma trava, em que o primeiro módulo de fusão serve para direcionar uma primeira energia no material de construção dentro da unidade base de fabricação aditiva. O método pode compreender ainda desengatar a trava e retirar o primeiro módulo de fusão do carro. O método pode compreender também instalar de forma removível um segundo

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 15/71

9/49 módulo de fusão em um carro de uma unidade base de fabricação aditiva com uma segunda trava, em gue o segundo módulo de fusão serve para direcionar uma segunda energia, gue possui uma característica diferente da primeira energia, no material de construção dentro da unidade base de fabricação aditiva.

[00033] A Figura 1 é um diagrama esguemático de um exemplo de módulo de fusão 20 instalado de forma removível à unidade base de fabricação aditiva. O módulo de fusão 20 compreende alojamento 24, refletor térmico 30, unidade de fusão 32, conector de energia elétrica 34 e retentor 36. O alojamento 24 compreende um compartimento gue possui um interior contendo o refletor 30 e a unidade de fusão 32. Em uma concretização, o compartimento provido pelo alojamento 24 é substancialmente vedado para inibir a entrada de contaminantes gue poderíam de alguma forma prejudicar o desempenho do refletor 30 ou da unidade de fusão 32. A energia produzida pelo módulo de fusão 20 passa através de uma abertura ou painel de janela provido pelo alojamento 24 em direção ao material de construção. Embora seja ilustrado como alongado e retangular, o alojamento 24 pode apresentar uma variedade de tamanhos e formas.

[00034] O refletor térmico 30 compreende pelo menos uma estrutura para refletir o calor ou a radiação emitida pela unidade de fusão 32 ao material de construção. Em uma concretização, o refletor térmico 30 compreende pelo menos um painel feito de um material altamente reflexivo à radiação infravermelha próxima, média e distante, tal como, mas não se limitando ao alumínio ou ouro. Em uma concretização, o refletor térmico 30 envolve parcialmente a unidade de fusão

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 16/71

10/49 para direcionar o calor refletido para baixo em direção a um material de construção. Em uma concretização, o refletor térmico 30 compreende uma pluralidade de refletores elípticos que envolvem parcialmente ou recebem as unidades de aquecimento associadas da unidade de fusão 32.

[00035] A unidade de fusão 32 compreende um dispositivo para aquecer e fundir o material de construção e os agentes de coalescência aplicados do sistema de fabricação aditiva no qual o módulo de fusão 20 é empregado. A unidade de fusão 32 direciona a radiação em direção ao material de construção. A radiação emitida para trás pela unidade de fusão 32 é refletida pelo refletor 30 de volta através da janela 26. A radiação emitida pela unidade de fusão 32 é suficiente para elevar a temperatura do material de construção e do agente de coalescência incididos a uma temperatura de modo a fundir o material de construção. Por exemplo, em uma concretização em que o material de construção compreende um pó, a radiação emitida pela unidade de fusão 32 e que incide sobre o pó e o agente de coalescência é suficiente para elevar a temperatura do pó e do agente de coalescência acima da temperatura de transição vítrea do pó e do agente de coalescência, de modo a fundir ou derreter o pó e o agente de coalescência.

[00036] A unidade de fusão 32 pode compreender uma única ou uma pluralidade de unidades de fusão. Por exemplo, em uma concretização, a unidade de fusão 32 pode compreender múltiplas unidades de fusão, tais como múltiplas unidades de fusão dispostas paralelamente entre si dentro do alojamento 24. Em outra concretização, a unidade de fusão 32 pode compreender múltiplas unidades de fusão dispostas de ponta

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 17/71

11/49 a ponta dentro do alojamento 24. Em outra concretização, a unidade de fusão 32 pode compreender múltiplas unidades de fusão dispostas de ponta a ponta em linhas que são paralelas. Ainda em outras concretizações, a unidade de fusão 32 pode compreender uma única unidade de fusão alongada.

[00037] A unidade de fusão 32 compreende uma fonte de energia que aplica uniformemente a energia ao material de construção. A unidade de fusão 32 distribui uma quantidade de energia ao material de construção, de modo a elevar a temperatura do material de construção, no qual um agente de coalescência foi aplicado, acima da temperatura de transição vítrea do material de construção, tal como modificado por quaisquer agentes de coalescência. Em uma concretização, a unidade de fusão 32 compreende uma fonte de infravermelho ou luz infravermelha próxima.

[00038] Em outras concretizações, a unidade de fusão 32 pode compreender outras fontes de energia, fontes térmicas ou outras fontes luminosas. Por exemplo, em outras concretizações, outros tipos de energia podem ser aplicados pela unidade de fusão 32, tal como a energia de micro-ondas, luz halógena, luz ultravioleta e energia ultrassônica ou similar. O tipo de energia, bem como a duração da aplicação da energia pode variar dependendo de fatores, tais como as características da unidade de fusão 32, as características do material de construção e as características de quaisquer agentes de coalescência ou fusão aplicados no material de construção durante o processo de fabricação aditiva.

[00039] Em uma concretização, a unidade de fusão 32 compreende uma pluralidade de lâmpadas de infravermelho de quartzo halógenas para fornecer uma irradiação com

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 18/71

12/49 intensidade alta e uniforme ao pó do material de construção. Em uma concretização, cada uma das lâmpadas compreende uma lâmpada de 1400 W que possui uma temperatura de cor de 2750 K. Em tal concretização, as lâmpadas que servem como unidades de fusão são funcionais para aquecer o material de construção (com quaisquer agentes de coalescência) a uma temperatura de pelo menos 210 °C, uma temperatura que está acima da temperatura de fusão do material de construção e dos agentes de coalescência. Em outras concretizações, as unidades de fusão 32 podem compreender outras fontes para distribuir quantidades suficientes de energia ao material de construção com agente de coalescência, de modo a fundir o material de construção no qual o agente de coalescência foi aplicado.

[00040] O conector de energia elétrica 34 compreende um plugue ou porta que realiza a conexão elétrica com uma saida da fonte de energia correspondente de uma unidade base de fabricação aditiva para facilitar a distribuição de energia para a unidade de fusão 32. Em uma concretização, o conector de energia elétrica 34 compreende pinos machos ou contatos-fêmea de um conector elétrico e faz o contato elétrico direto com os contatos-fêmea ou pinos machos correspondentes da saida da fonte de energia correspondente da unidade base de fabricação aditiva. Em outras concretizações, o conector de energia elétrica 34 é conectável a ou utiliza fiação ou cabeamento elétrico que é conectado a uma saida da fonte de energia de uma unidade base de fabricação aditiva.

[00041] O retentor 36 compreende uma estrutura ou mecanismo que fixa ou conecta de forma removível o alojamento do módulo de fusão 20 a uma unidade base de fabricação

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 19/71

13/49 aditiva. Em uma concretização, o retentor 36 fixa ou conecta de forma removível o alojamento 24 do módulo de fusão 20 à unidade base de fabricação aditiva de um modo sem ferramentas sem o uso de ferramentas e sem ter que fixar ou remover elementos de fixação, tais como parafusos ou roscas. Em uma concretização, o retentor 36 compreende uma trava que é manualmente acionável entre um estado travado ou conectado e um estado destravado ou desconectado. Por exemplo, em uma concretização, o retentor 36 pode compreender uma trava que é acionável entre um estado conectado e um estado desconectado através de movimento manual da barra deslizante uma alavanca, um botão giratório ou um botão. Em outras concretizações, o retentor 36 pode utilizar outros mecanismos para conectar de forma removível o módulo de fusão 20 à unidade base de fabricação aditiva.

[00042] A Figura 2 é um diagrama esquemático de um lado de um exemplo de unidade base de fabricação aditiva 110 que pode ser utilizado com o exemplo de módulo de fusão 20. A unidade base de fabricação aditiva 110 compreende alojamento 112, área de construção 116, distribuidor do material de construção 118, distribuidor de agente 120 e carro do módulo de fusão 122. O alojamento 112 compreende um quadro ou estrutura para acomodar o restante dos componentes da unidade base 110.

[00043] A área de construção 116 compreende uma região ou volume no qual o material de construção é distribuído pelo distribuidor de material de construção 118. Em uma concretização, a área de construção 116 compreende um suporte 124 subjacente ao material de construção. O suporte 124 pode estar verticalmente levantado e abaixado de tal

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 20/71

14/49 modo que novas camadas de material de construção podem ser depositadas enquanto um espaço predeterminado é mantido entre a superfície da camada de material de construção depositada mais recente e uma superfície inferior do distribuidor de agente 120. Ainda em outras concretizações, o suporte 124 pode não ser verticalmente móvel, enquanto o distribuidor de agente 120 é móvel no eixo z.

[00044] O distribuidor de material de construção 118 compreende um dispositivo que distribui o material de construção em todo o suporte 124 da área de construção 116. O distribuidor de material de construção 118 proporciona uma camada de material de construção sobre o suporte 124. Em uma concretização, o distribuidor de material de construção 118 é acionado por um motor ou outro atuador linear ao longo de um guia 126, tal como um trilho, haste ou outros mecanismos. Em uma concretização, o distribuidor de material de construção 118 é transportado por uma esteira de transferência. Exemplos de distribuidores de material de construção incluem, mas não se limitam a uma lâmina limpadora e um rolo. Esse material de construção pode ser fornecido ao distribuidor 118 a partir de um local de armazenamento de material de construção, tal como um funil alimentador. No exemplo ilustrado, o distribuidor de material de construção 118 é móvel ao longo do comprimento do suporte 124 para depositar uma camada de material de construção.

[00045] Em uma concretização, o material de construção distribuído pelo distribuidor 118 compreende um pó. Em uma concretização, o material de construção compreende um material termoplástico semicristalino em pó. Um exemplo de um material de construção compreende Nylon 12,

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 21/71

15/49 comercialmente disponível pela Sigma-Aldrich Co. LLC. Outro exemplo de material de construção pode compreender PA2200, comercialmente disponível pela Electro Optical System EOS Gmbh. Outros exemplos de material de construção incluem, mas não se limitam aos materiais metálicos em pó, materiais compósitos em pó, materiais cerâmicos em pó, materiais vítreos em pó, material resinosos em pó, materiais poliméricos em pó e similares.

[00046] O distribuidor de agente 120 compreende um dispositivo que fornece seletivamente um agente de coalescência às porções selecionadas da presente camada de material de construção localizada no suporte 124 na área de construção 116. Em uma concretização, o distribuidor de agente 120 é direcionado em relação à área de construção 116 ao longo do guia 126. Em outra concretização, o distribuidor de agente 120 pode ser transportado por uma esteira de transferência.

[00047] Em uma concretização, tal distribuição selecionada do agente de coalescência está de acordo com um padrão definido pelos dados derivados por um modelo de um artigo ou objeto tridimensional a ser criado. Tal agente de coalescência controla quais porções da presente camada de material de construção serão fundidas em resposta à energia aplicada pela unidade de fusão 32 do módulo de fusão 20. O agente de coalescência faz com que o material de construção no qual o agente de coalescência é aplicado aqueça até uma temperatura acima de uma temperatura de transição vítrea (temperatura de fusão) do material de construção em resposta à energia aplicada pela unidade de fusão 32. Essas porções da camada de material de construção que não receberam o

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 22/71

16/49 agente de coalescência não alcançam a temperatura de transição vítrea e não derretem em resposta à energia aplicada pela unidade de fusão 32.

[00048] Em uma concretização, o agente de coalescência é uma formulação líguida para impressão composta por negro-de-fumo. Por exemplo, em uma concretização, a formulação de tinta é composta pela tinta conhecida como CM997A, comercialmente disponível pela Hewlett-Packard Company. Em algumas concretizações, tal tinta pode compreender ainda um absorvente de luz infravermelha. Por exemplo, em uma concretização, tal tinta pode compreender ainda um absorvente de luz infravermelha próxima. Em algumas concretizações, tal tinta pode compreender ainda um absorvente de luz visível. Exemplos de tintas compreendendo realçadores de luz visível incluem tintas coloridas à base de corantes e tintas coloridas à base de pigmento. Exemplos de tais tintas incluem, mas não se limitam a CE039A e CE042A, comercialmente disponíveis pela Hewlett-Packard Company.

[00049] Em uma concretização, o distribuidor de agente 120 compreende ejetores de líguido gue ejetam seletivamente os agentes de coalescência sob a forma líguida ao material de construção gue, em algumas concretizações, pode compreender um pó. Em uma concretização, o distribuidor de agente 120 pode compreender cabeças de impressão, tais como ejetores termorresistentes ou térmicos ou ejetores piezo. Os ejetores térmicos aplicam uma corrente elétrica à resistência elétrica para gerar calor suficiente de modo a vaporizar o líguido adjacente, criando uma bolha gue expele o líguido através de um bocal adjacente. Os ejetores piezo

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 23/71

17/49 utilizam elementos piezo-resistentes que mudam a forma em resposta a uma corrente elétrica aplicada para mover uma membrana flexível a fim de expelir o líquido através de um bocal.

[00050] Em uma concretização, o distribuidor de agente 120 distribui gotas de um agente com uma resolução de 300 a 1200 pontos por polegada (1 polegada = 2,54 cm) . Em outras concretizações, os distribuidores de agente podem distribuir gotas de agente em uma baixa ou alta resolução. Em uma concretização, cada gota pode estar na ordem de 10 picolitros por gota. Em outras concretizações, o distribuidor de agente 120 pode distribuir tamanhos de gota maiores ou menores.

[00051] Em uma concretização, o distribuidor de agente 120 pode distribuir ainda um agente de detalhamento, muitas vezes referido como o agente modificador de coalescência. O agente de detalhamento tem uma composição que modifica os efeitos de um agente de coalescência. Em uma concretização, o agente de detalhamento pode reduzir ou gerenciar os efeitos de escape de coalescência. Por exemplo, em uma concretização, o agente de detalhamento pode melhorar a definição ou precisão das bordas de objeto sendo superfícies ou reduzir a aspereza da superfície. Em uma concretização, o agente de detalhamento pode ser distribuído intercaladamente com o agente de coalescência, facilitando a modificação das propriedades do objeto.

[00052] Em uma concretização, o agente de detalhamento pode agir para produzir uma separação mecânica entre as partículas individuais do material de construção, evitando que tais produtos se juntem e impedindo,

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 24/71

18/49 consequentemente, que eles se solidifiquem para formar uma parte de um objeto tridimensional gerado. Em um exemplo, tal agente de detalhamento pode compreender um liquido que contém sólidos. Tal agente pode ser, por exemplo, uma tinta coloidal uma tinta à base de corante ou uma tinta à base de polímero.

[00053] Tal agente pode, depois de ser distribuído a uma camada de material de construção, fazer com que uma fina camada de sólidos cubra ou cubra pelo menos parcialmente uma porção do material de construção. Em uma concretização, a fina camada de sólidos é formada depois da evaporação de qualquer líquido carreador do agente de detalhamento.

[00054] Em outra concretização, o agente de detalhamento pode compreender partículas sólidas que possuem tamanho médio inferior ao tamanho médio das partículas do material de construção. Em algumas concretizações, a massa molecular do agente de detalhamento e sua tensão superficial podem permitir que o agente de detalhamento penetre suficientemente no material de construção. Em uma concretização, tal agente pode apresentar ainda uma alta solubilidade, de tal modo que cada gota do agente de detalhamento compreenda uma alta porcentagem de sólidos. Um exemplo de tal detalhamento compreende uma solução salina.

[00055] Em outra concretização, o agente de detalhamento pode compreender uma tinta disponível comercialmente conhecida como CM996A da Hewlett-Packard Company. Em outra concretização, o agente modificador de coalescência pode compreender uma tinta disponível comercialmente conhecida como CN673A da Hewlett-Packard Company.

[00056] Ainda em outras concretizações, o agente de

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 25/71

19/49 detalhamento pode modificar os efeitos do agente de coalescência ao impedir que o material de construção alcance temperaturas acima do seu ponto de fusão. Por exemplo, um liquido pode apresentar um efeito de resfriamento adequado que pode ser usado como um agente de detalhamento. Quando tal agente é distribuído ao material de construção, a energia aplicada ao material de construção pode ser absorvida pelo agente de detalhamento, provocando a evaporação do mesmo, o que pode inibir o material de construção, no qual o agente modificador de coalescência foi distribuído ou penetrado, de alcançar o ponto de fusão do material de construção. Em uma concretização, o agente modificador de coalescência pode compreender um alto percentual de água. Ainda em outras concretizações, outros tipos de agentes de detalhamento podem ser utilizados.

[00057] Ainda em outras concretizações, o agente de detalhamento pode aumentar o grau de coalescência. Por exemplo, um agente de detalhamento pode ter um modificador de tensão superficial para aumentar a molhabilidade das partículas de material de construção. Em uma concretização, tal agente de detalhamento pode compreender um plastificante adequado.

[00058] O carro 122 compreende uma interface para fixar e instalar o módulo de fusão 20 na unidade base de fabricação aditiva 110. O carro 122 é acionado pela unidade base 110 ao longo do guia 130 para posicionar o módulo fixado 20 sobre e em relação à área de construção 116. O guia 130 compreende um trilho, haste ou outro dispositivo ao longo do qual o carro 122 é móvel ao longo do eixo 128. Em outras concretizações, o guia 130 pode compreender uma esteira de

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 26/71

20/49 transferência sem fim que é fixada ao carro 132 e que é acionada para transferir o carro 122 de volta e adiante em relação à área de construção 116. O carro 122 compreende uma salda da fonte de energia 132 e estrutura de instalação/instalação do módulo de fusão 138.

[00059] A salda da fonte de energia 132 compreende um plugue ou porta para realizar a conexão elétrica com um conector de energia elétrica correspondente 34 do módulo de fusão 20 de modo a facilitar a distribuição de energia para a unidade de fusão 32 do módulo 20. Em uma concretização, a saida da fonte de energia 132 compreende pinos machos ou contatos-fêmea de um conector elétrico e faz o contato elétrico direto com os contatos-fêmea ou pinos machos correspondentes, respectivamente, do conector de energia elétrica correspondente 34 do módulo de fusão 20. Em outras concretizações, o conector da fonte de energia 34 é conectável a ou utiliza fiação ou cabeamento elétrico que está conectado ao conector de energia elétrica 34 do módulo de fusão 20.

[00060] A estrutura de instalação do módulo de fusão 138 compreende uma estrutura ou mecanismo que coopera com o retentor 36 para conectar de forma segura e removível o alojamento 24 do módulo de fusão 20 ao carro 122. Em uma concretização, a estrutura de instalação do módulo de fusão 138 coopera com o retentor 36 para conectar de forma segura o alojamento 24 do módulo de fusão 20 ao carro 122 de um modo sem ferramentas, sem o uso de ferramentas e sem ter que fixar ou remover elementos de fixação, tais como parafusos ou roscas. Em uma concretização, a estrutura de instalação do módulo de fusão 138 compreende uma barra, arruelas,

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 27/71

21/49 ganchos ou outros mecanismos nos quais o retentor 36 pode travar de forma removível. Em algumas concretizações, essa relação pode ser oposta quando o retentor 36 compreende uma barra, arruelas, ganchos ou outros mecanismos e quando a estrutura de instalação do módulo de fusão 138 compreende uma trava que trava de forma removível no retentor 36.

[00061] As Figuras 3 e 4 ilustram o módulo de fusão 20 fixado de forma removível à unidade base de fabricação aditiva 110. A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma parte superior da unidade base 110 e do módulo de fusão 20. A Figura 4 é um diagrama esquemático de um lado da unidade base 110 e do módulo de fusão 20. Como mostrado pela Figura 3, em uma concretização, a estrutura de instalação do módulo de fusão 138 alinha automaticamente também a salda da fonte de energia 132 e o conector de energia elétrica 34 para conexão. Em outras palavras, a interligação do retentor 36 e a estrutura de instalação do módulo de fusão 138 alinha automaticamente a salda da fonte de energia 132 e o conector de energia elétrica 34, resultando em sua conexão. Como resultado, a conexão do módulo de fusão 20 ao carro 122 da unidade base 110 é simplificada ainda mais.

[00062] A Figura 5 é um diagrama esquemático de outro exemplo de módulo de fusão 220. O módulo de fusão 220 é semelhante ao módulo de fusão 20 revelado acima, exceto pelo fato de o módulo de fusão 220 compreender ainda a unidade de aquecimento 231. Esses componentes restantes do módulo de fusão 220, que correspondem aos componentes do módulo de fusão 20, são numerados de forma similar.

[00063] A unidade de aquecimento 231 aquece o material de construção, preparando o material de construção

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 28/71

22/49 para a fusão subsequente. A unidade de aquecimento 231 compreende uma lâmpada ou múltiplas lâmpadas que pré-aquecem o material de construção antes da fusão do material de construção. A unidade de aquecimento 231 distribui a energia para o material de construção, de modo a aquecer o material de construção a uma temperatura abaixo da sua temperatura de transição vítrea (temperatura de fusão). Por exemplo, em uma concretização, tais unidades de aquecimentos podem aquecer o material de construção a temperaturas entre 145°C e 175°C, e nominalmente entre 155°C e 165°C. Em uma concretização, a unidade de aquecimento ou unidades do dispositivo de aquecimento 434 pode compreender uma lâmpada de infravermelho de quartzo halógena tendo uma temperatura de cor inferior ao da unidade de fusão 32. Em uma concretização, cada unidade de aquecimento pode compreender tal lâmpada que possui uma temperatura de cor de 1800 Kelvin.

[00064] A Figura 6 é um diagrama esquemático de um exemplo de sistema de fabricação aditiva 300. O sistema 300 compreende a unidade base de fabricação aditiva 310 e módulos de fusão intercambiáveis 320A e 320B (coletivamente referidos como módulos de fusão 320) . A unidade base de fabricação aditiva 310 é semelhante à unidade base de fabricação aditiva 110, exceto pelo fato de o carro 122 da unidade base de fabricação aditiva 310 compreender ainda a porta de saída de ar 312 e a porta de entrada de ar 314. O restante dos componentes da unidade base de fabricação aditiva 310 que correspondem aos componentes da unidade base de fabricação aditiva 110 são numerados de forma similar.

[00065] A porta de saída de ar 312 compreende uma porta de transmissão de gás através da qual um gás, tal como

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 29/71

23/49 ar, pode ser fornecido ao módulo de fusão 320A, 320B pela ventoinha 316 (mostrada na Figura 8) que pode fazer parte da unidade base 310. Em uma concretização, a porta de saida de ar 312 distribui ar ambiente, ar a temperatura ambiente ou ar entre 20°C e 30°C no módulo de fusão 320A, 320B de modo a resfriar os componentes internos da unidade de fusão 20. A porta de saida de ar 312 é transportada pelo carro 122, de modo a atravessar a área de construção 116 com o carro 122. Como resultado, o ar pode ser fornecido para a unidade de fusão 20 enquanto o módulo de fusão 320A, 320B está sobre a área de construção 116 e enquanto a unidade de fusão 32 está fornecendo energia para o material de construção na área de construção 116.

[00066] A porta de entrada de ar 314 compreende uma porta de transmissão de gás através da qual um gás, tal como ar, pode ser liberado do módulo de fusão 320A, 320B e direcionado pela unidade base 310 a um local de descarga, tal como o ambiente do entorno ou um local ainda mais remoto. A porta de entrada de ar 314 facilita a circulação de ar através e ao longo do módulo de fusão 320A, 320B. A porta de entrada de ar 314 é transportada pelo carro 122, de modo a atravessar a área de construção 116 com o carro 122. Como resultado, o ar pode ser liberado do módulo de fusão 320A, 320B enquanto o módulo de fusão 320A, 320 está posicionado sobre a área de construção 116 e enquanto a unidade de fusão 32 está distribuindo energia para o material de construção na área de construção 116.

[00067] Os módulos de fusão 320 são conectáveis de forma removível ou fixáveis de forma removível ao carro 122.

Os módulos de fusão 320 são similares ao módulo de fusão 220

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 30/71

24/49 revelado acima, exceto pelo fato de que cada um dos modelos de fusão 320 compreende ainda a porta de entrada ar 322, a porta de saída de ar 324 e a janela 326. O restante dos componentes do módulo de fusão 320 que correspondem aos componentes do módulo de fusão 220 são numerados de forma similar.

[00068] A porta de entrada de ar 322 compreende uma abertura através do alojamento 24 por meio da qual o ar pode entrar no interior do módulo de fusão 320A, 320B. A porta de saída de ar 324 compreende uma abertura através do alojamento 24 por meio da qual o ar, que foi aquecido pelo resfriamento dos componentes do modelo de fusão 320A, 320B, pode ser liberado do módulo de fusão 320A, 320B. Em uma concretização, a porta de entrada de ar 322 é conectada a uma passagem interna de ar dentro do alojamento 24 que direciona o ar através do refletor 30 e através de ambas unidade de fusão 32 e unidade de aquecimento 231 antes de o ar ser liberado através da porta de saída de ar 324.

[00069] No exemplo ilustrado, a porta de entrada de ar 322 e a porta de saída de ar 324 estão localizadas na mesma extremidade do modelo de fusão 320A, 320B, em que a extremidade oposta do módulo de fusão 320A, 320B inclui um conector de passagem de ar em U (U-turn) , sendo que o ar flui substancialmente através de todo o comprimento do módulo 320A, 320B ao longo de uma porção traseira do refletor 30 e substancialmente através de todo o comprimento do módulo 320A, 320B ao longo do lado dianteiro do refletor 30, ao longo da unidade de fusão 32 e da unidade de aquecimento 231. Em outras concretizações, o ar que entra pela porta 322 pode ser direcionado de outras formas através do interior do

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 31/71

25/49 módulo de fusão 320A, 320B até a porta de salda 324.

[00070] A janela 326 compreende um painel translúcido ou transparente através da qual a radiação, tal como a luz infravermelha, emitida pela unidade de aquecimento 231 e pela unidade de fusão 32 pode passar para o material de construção na área de construção 116 da unidade base 310. A janela 326 coopera com o alojamento 24 para selar e fechar o interior do alojamento 24, inibindo a entrada de contaminantes que poderíam impactar prejudicialmente o desempenho da unidade de fusão 32 ou da unidade de aquecimento 231. A janela 326 auxilia também no direcionamento do fluxo de ar de resfriamento para o interior do módulo 320A, 320B.

[00071] Em uma concretização, a janela 326 compreende um painel formado de um material ou materiais que bloqueiam comprimentos de onda selecionados de radiação ou luz. Servindo como um filtro, a janela 326 ajusta a radiação (e energia) que é direcionada para o material de construção. Em algumas concretizações, a janela 326 pode compreender janelas menores diferentes com propriedades diferentes de transmissão óptica. Por exemplo, em uma concretização, a janela 326 pode compreender uma primeira porção 327A geralmente oposta à unidade de aquecimento 231 e uma segunda porção 327B geralmente oposta à unidade de fusão 32. As porções 327A e 327B podem ser providas de propriedades diferentes de transmissão óptica. A porção 327A pode ter uma propriedade de transmissão óptica, tal como a transmissão de uma determinada faixa de comprimento de onda de luz mais adequada para a transmissão do comprimento de onda de luz fornecido pela unidade de aquecimento 231. Da mesma forma,

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 32/71

26/49 a porção 327B pode ter uma propriedade de transmissão óptica, tal como a transmissão de uma determinada faixa de comprimento de onda de luz, mais adequada para a transmissão do comprimento de onda de luz fornecido pela unidade de fusão 32 .

[00072] Em uma concretização, os módulos 320 são similares entre si em todos os aspectos funcionais e de desempenho. Uma vez que cada um dos módulos 320 está conectado de forma removível ao restante do sistema de fabricação aditiva, todo o módulo de fusão 320A, 320B pode ser facilmente separado e retirado da unidade base do sistema de fabricação aditiva para reparo ou substituição. Por exemplo, quando uma unidade de fusão ou lâmpada existente do módulo 320A falha, o usuário pode facilmente desconectar o módulo da unidade base e trocá-lo por um módulo de fusão novo ou operante 320B. Módulos de fusão sobressalentes devem estar disponíveis para evitar interrupções quando as unidades de fusão ou lâmpadas existentes falharem. Em uma concretização, o módulo de fusão 320A a ser substituído pode ser desconectado da unidade base de fabricação aditiva de um modo sem ferramentas, sem o uso de ferramentas e sem ter que remover qualquer elemento de fixação. Em uma concretização, o módulo de fusão de reposição 320B pode ser conectado à unidade base de fabricação aditiva 310 de um modo sem ferramentas também, sem o uso de ferramentas e sem a necessidade de fixar qualquer elemento de fixação. Como resultado, os módulos de fusão 320 facilitam a operação contínua do sistema de fabricação aditiva 300 sem a necessidade de entrar em contato com um técnico, sem ter que esperar a chegada de um técnico e sem ter que esperar que um

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 33/71

27/49 técnico desinstale o sistema de fabricação aditiva 300 para reparar ou substituir lâmpadas individuais ou componentes integrados internos do sistema 300.

[00073] Em outra concretização, embora os módulos 320 sejam instalados de forma similar no carro 122 com retentor 36 e estejam conectados aos componentes do carro 122 de forma similar com o conector de energia elétrica 34 e as portas 322, 324, os módulos 320 podem apresentar características diferentes de emissão de energia. Por exemplo, os módulos 320 podem ter unidades de aguecimento 231 gue são diferentes, os guais emitem energia em diferentes níveis de potência ou com diferentes faixas de comprimento de onda de luz. Os módulos 320 podem ter unidades de fusão 32 gue são diferentes os guais emitem energia em diferentes níveis de potência ou com diferentes faixas de comprimentos de onda de luz. Os módulos 320 podem ter janelas 326 diferentes, em gue as diferentes janelas transmitem diferentes faixas de comprimentos de onda de luz.

[00074] Como resultado, os módulos 320 facilitam uma modificação simples do sistema de fabricação aditiva 300 de modo a se adeguarem às mudanças no material de construção ou processos de fabricação aditiva. Por exemplo, um módulo de fusão 320A existente pode ser facilmente trocado por outro módulo de fusão 320B para se adeguar melhor a uma mudança no material de construção a ser utilizado ou no processo de construção de fabricação aditiva a ser empregado. Como resultado, a unidade base de fabricação aditiva 310 é mais versátil na medida em gue pode ser facilmente modificada pela troca dos diferentes módulos de fusão 320 de modo a utilizar diferentes materiais de construção com diferentes

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 34/71

28/49 demandas de fusão ou utilizar diferentes processos de fabricação aditiva que podem envolver diferentes parâmetros de fusão.

[00075] A modularidade dos módulos de fusão 320 facilita ainda atualizações mais convenientes e menos custosas para todo o sistema de fabricação aditiva 300. Um sistema de fabricação aditiva pode ser atualizado mais facilmente para melhorias mais recentes nas unidades de fusão refletores ou similares através da simples troca de um módulo de fusão antigo por um módulo de fusão novo e atualizado.

[00076] Como mostrado na Figura 6, em algumas concretizações, os módulos de fusão 320A, 320B podem compreender ainda identificadores 329A, 329B (coletivamente referidos como identificadores 329), respectivamente, enquanto a estrutura de instalação do carro 122 compreende ainda um leitor 331. Os identificadores 329 compreendem estruturas, gráficos ou eletrônicos que facilitam a identificação do módulo de fusão em particular 320A, 320B pelo leitor 331 da unidade base do módulo de fusão 310. Os identificadores 329A, 329B são diferentes entre si de modo a facilitar a distinção e identificação dos módulos 320A e 320B pela unidade base 310. O leitor 331 compreende um dispositivo que lê ou interage com os diferentes identificadores 329 de alguma forma de modo a distinguir os diferentes identificadores 329. O leitor 331 é posicionado em estreita proximidade ou alinhamento com o identificador 329 quando a módulo de fusão 320A, 320B associado é instalado de forma removível no carro 122 da unidade base 310. Como resultado, a unidade base 310 pode determinar automaticamente quando um módulo de fusão existente foi

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 35/71

29/49 substituído por um novo módulo de fusão, em que o novo módulo de fusão possui diferentes características de desempenho em comparação com o antigo módulo de fusão.

[00077] Em uma concretização, a unidade base 310 pode incluir uma tabela de consulta local ou banco de dados ou pode comunicar de forma cabeada ou sem fio com uma tabela de consulta remota ou banco de dados que fornece as características de desempenho, configurações de desempenho e similares para cada um de uma multiplicidade de diferentes módulos de fusão que podem ser instalados de forma removível à unidade base 310. Em uma concretização, ao determinar que um novo módulo de fusão foi instalado na unidade base 310, a unidade base 310 pode automaticamente consultar o banco de dados ou a tabela de consulta e ajustar automaticamente os parâmetros operacionais da unidade base 310 com base nas características específicas do módulo de fusão atual obtidas do banco de dados ou da tabela de consulta para o módulo de fusão identificado. Em algumas concretizações, a tabela de consulta com o banco de dados pode conter as configurações para a unidade base 310 para cada uma das múltiplas unidades de fusão diferentes possíveis que podem ser instaladas na unidade base 310, em que a unidade base 310 implementa automaticamente as configurações apropriadas à unidade base 310 com base na identificação do módulo de fusão atual que está instalado na unidade base 310.

[00078] Em uma concretização, os identificadores 329 compreendem tags de identificação de radiofrequência (RFID), enquanto o leitor 331 compreende um leitor de RFID. Em outra concretização, os identificadores 329 compreendem códigos de barras ou outros códigos escaneáveis, em que o leitor 331

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 36/71

30/49 compreende o dispositivo de captura de imagem ou leitor de código. Em outra concretização, os identificadores 329 compreendem estruturas que interagem mecanicamente com as estruturas correspondentes do leitor 331 de diferentes maneiras, de tal modo que a unidade base 310 pode identificar um determinado módulo de fusão. Por exemplo, diferentes módulos de fusão podem ter pinos diferentes ou comprimentos de pinos que interagem diferentemente ou podem não interagir com os comutadores correspondentes do leitor 331, em que tais diferenças de interação resultam em diferentes sinais de saída que identificam o módulo de fusão de reposição em particular. Em outras concretizações, os identificadores 329 e o leitor 331 podem compreender outros mecanismos que colaboram para facilitar a identificação de diferentes módulos de fusão 320 por unidade base 310. Em algumas concretizações, os identificadores 329 e o leitor 331 podem estar omitidos, no entanto, a unidade base 310 tem um dispositivo de entrada pelo qual uma pessoa pode introduzir ou comunicar a mudança nos módulos de fusão e a identificação do módulo de fusão de reposição à unidade base 310.

[00079] A Figura 7 é um fluxograma de um exemplo de método 400 para modificar o sistema de fabricação aditiva. O método 400 utiliza módulos de fusão que podem ser conectados de forma removível à unidade base de fabricação aditiva. Em uma concretização, o método 400 utiliza módulos de fusão que podem ser conectados e desconectados de forma removível a uma unidade base de fabricação aditiva de um modo sem ferramentas, sem o uso de ferramentas e sem fixação. Embora o método 400 seja descrito como sendo realizado com o sistema 300, deve-se considerar que o método 400 pode ser

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 37/71

31/49 realizado com outras unidades de base de fabricação aditiva e outros módulos de fusão intercambiáveis.

[00080] Conforme indicado pelo bloco 410, um primeiro módulo de fusão, tal como o módulo 320A, é instalado de forma removível ao carro 122 da unidade base de fabricação aditiva 310 com um retentor 36/estrutura de instalação do módulo de fusão 138 que inclui uma trava. A trava pode ser carregada por mola ou pode estar resilientemente inclinada em direção a um estado travado. A trava pode ser manualmente acionável sem o uso de ferramentas. O primeiro módulo de fusão é para direcionar uma primeira energia no material de construção dentro da unidade base de fabricação aditiva.

[00081] Conforme indicado pelo bloco 412, a trava é desengatada, facilitando a retirada do primeiro módulo de fusão 320A do carro 122. Em uma concretização, o usuário pode reposicionar fácil e manualmente a trava e afastar simplesmente ou retirar o modelo de fusão 320A do carro 122.

[00082] Conforme indicado pelo bloco 414, um segundo módulo de fusão, tal como o módulo 320B é instalado de forma removível no carro 122 da unidade base de fabricação aditiva 310 com uma segunda trava. Em uma concretização, a segunda trava pode ser carregada por mola ou pode estar resilientemente inclinada em direção a um estado travado, tal que a trava abre automaticamente e trava no carro 122 quando o módulo de fusão está simplesmente posicionado contra o carro 122. O segundo módulo de fusão é para direcionar uma segunda energia, diferente da primeira energia, no material de construção dentro da unidade base de fabricação aditiva. Como resultado, o sistema de fabricação aditiva 300 pode ser modificado de modo a se adequar melhor ao material de

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 38/71

32/49 construção diferente ou aos parâmetros diferentes do processo de fabricação aditiva.

[00083] As figuras 8 e 9 são diagramas esquemáticos que ilustram o módulo de fusão 320A instalado de forma removível ou conectado de forma removível ao carro 122 da unidade base de fabricação aditiva 310. A Figura 8 é um diagrama esquemático de uma parte superior do sistema 300. A Figura 9 é um diagrama esquemático de um lado do sistema 300, que ilustra o carro 122 direcionado ao longo do guia 130 para posicionar ou localizar módulo de fusão 320A acima da área de construção 116.

[00084]	Como mostrado na	Figura	8, o	retentor 36 e a
estrutura de	instalação do	módulo	de	fusão 138 são
dimensionados	e localizados	de	modo	a alinharem

automaticamente as várias interfaces de energia ou fluidos do módulo de fusão 320A e o carro 122. No exemplo ilustrado, a instalação removível do retentor 36 à estrutura de instalação do módulo de fusão 138 do carro 122 alinha, encaixa e veda automaticamente as portas 312 e 322 e encaixa e veda as portas 314 e 324. O retentor 36 e a estrutura de instalação do módulo de fusão 138 facilitam a eliminação da conexão separada de tais portas quando um módulo, tal como o módulo 320A, está sendo conectado à unidade base 310.

[00085] Como mostrado também pela Figura 8, no exemplo ilustrado, a instalação removível do retentor 36 à estrutura de instalação do módulo de fusão 138 do carro 122 alinha e conecta automaticamente o conector de energia elétrica 34 e a saída da fonte de energia 132. O retentor 36 e a estrutura de instalação do módulo de fusão 138 facilitam a eliminação da conexão separada do conector de energia

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 39/71

33/49 elétrica e a saída de energia elétrica quando um módulo, tal como o módulo 320A, está sendo conectado à unidade base 310. Como resultado, a substituição ou troca de um módulo de fusão tal como o modelo 320A, é simplificada ainda mais para um usuário.

[00086] A figura 10 ilustra outro exemplo de sistema de fabricação aditiva 500. O sistema 500 utiliza módulos de fusão que são conectáveis de forma removível à unidade base de fabricação aditiva para diminuir o custo e a complexidade do dispositivo de aquecimento do sistema, para facilitar a manutenção, reparo simples e o uso ininterrupto do sistema e para facilitar as modificações de desempenho e atualização para o sistema. O sistema 500 compreende a unidade base de fabricação aditiva 510 e o módulo de fusão 520. A unidade base de fabricação aditiva 510 compreende alojamento 501, área de construção 502, sistema de fornecimento de material de construção (BMS) 503, distribuidor de material de construção (BMD) 504, sistema de fornecimento de agente (ASS) 505, distribuidor de agente 506 e carro 522. O alojamento 501 contém os restantes dos componentes do sistema 500.

[00087] A área de construção 502 (ilustrada esquematicamente) compreende uma região ou volume no qual o material de construção é distribuído pelo distribuidor de material de construção 504. Em uma concretização, a área de construção 502 compreende um suporte 524 que está subjacente ao material de construção. O suporte 524 pode estar verticalmente levantado e abaixado (no eixo Z) de tal modo que novas camadas de material de construção podem ser depositadas em um espaço predeterminado que é mantido entre a superfície da camada de material de construção depositada

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 40/71

34/49 mais recentemente e uma superfície inferior do distribuidor de agente 506.

[00088] O fornecedor de material de construção 503 (ilustrado esquematicamente) fornece o material de construção, tal como em pó, ao distribuidor de material de construção 504. Exemplos do material de construção que podem ser utilizados no sistema 500 são revelados acima em relação à unidade base de fabricação aditiva 110.

[00089] O distribuidor de material de construção 504 (ilustrado esquematicamente) compreende um dispositivo que distribui o material de construção sobre o suporte 524 da área de construção 502. O distribuidor de material de construção fornece uma camada de material de construção sobre o suporte. Exemplos de distribuidores de material de construção incluem, mas não se limitam a uma lâmina limpadora e um rolo. No exemplo ilustrado, o distribuidor de material de construção 504 é apoiado de forma móvel por um carro e é móvel ao longo do comprimento (eixo y) do alojamento 504.

[00090] O sistema de fornecimento de agente 505 (ilustrado esquematicamente) fornece pelo menos um agente de controle de fusão ao distribuidor 506. Em uma concretização, o sistema de fornecimento de agente 505 fornece um agente de coalescência ao distribuidor 506. Exemplos de tal agente de coalescência são revelados acima em relação ao sistema 400. Em uma concretização, o sistema de fornecimento de agente 505 pode fornecer adicionalmente um agente modificador de coalescência para aplicação seletiva ao material de construção na área de construção 502 pelo distribuidor 506. Exemplos de tais agentes modificadores de coalescências são revelados acima em relação à unidade base de fabricação

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 41/71

35/49 aditiva 510.

[00091] O distribuidor de agente 506 (ilustrado esquematicamente) compreende pelo menos um dispositivo que distribui seletivamente o agente de coalescência, e em algumas concretizações, um agente modificador de coalescência, às porções selecionadas da presente camada de material de construção localizadas no suporte 524 na área de construção 502. Em uma concretização, a distribuição selecionada do agente de coalescência ou do agente de detalhamento está de acordo com um padrão definido pelos dados derivados por um modelo de um artigo ou objeto tridimensional a ser criado. Tais agentes de controle de fusão controlam quais porções da presente camada de material de construção são fundidas em resposta à energia aplicada pelo módulo de fusão 520. Em uma concretização, o distribuidor de agente 506 compreende ejetores de liquido que ejetam seletivamente os agentes sob a forma liquida ao material de construção.

[00092] Em uma concretização, o distribuidor de agente 506 pode compreender cabeças de impressão, tais como ejetores termorresistentes ou térmicos ou ejetores piezo. Os ejetores térmicos aplicam uma corrente elétrica à resistência elétrica para gerar calor suficiente de modo a vaporizar o liquido adjacente, criando uma bolha que expele o liquido através de um bocal adjacente. Os ejetores piezo utilizam elementos piezo-resistentes que mudam a forma em resposta a uma corrente elétrica aplicada para mover uma membrana flexivel a fim de expelir o liquido através de um bocal [00093] Em uma concretização, o distribuidor de

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 42/71

36/49 agente 506 distribui gotas de um agente de controle de fusão com uma resolução de 300 a 1200 pontos por polegada (1 polegada = 2,54 cm) . Em outras concretizações, os distribuidores de agente podem distribuir gotas do agente de controle de fusão em uma baixa ou alta resolução. Em uma concretização, cada gota pode estar na ordem de 10 picolitros por gota. Em outras concretizações, o distribuidor de agente 506 pode distribuir tamanhos de gota maiores ou menores. No exemplo ilustrado, o distribuidor de agente 506 é apoiado por um carro móvel no eixo Y. Em algumas concretizações, o distribuidor de agente 506 pode ainda aplicar ou depositar seletivamente um agente modificador de coalescência ao material de construção.

[00094] O carro 522 é móvel na direção do eixo y, ao longo e sobre a área de construção 502. O carro 522 posiciona controladamente a unidade de fusão 520 sobre a área de construção 502, sobre o suporte 524. A Figura 11 ilustra em detalhe o sistema 500 após a retirada e separação do módulo 520 ilustrado do carro 522. Como mostrado pela Figura 11, o carro 522 compreende uma porção traseira gue se move ao longo do guia 530 e uma extensão 531 gue se projeta e é transportada pela porção traseira de modo a se estender ao lado do módulo 520. Tal como mostrado pela Figura 11, o carro 522 compreende a saída da fonte energia 532, porta de saída de ar 534 e estrutura de instalação do módulo de fusão 538.

[00095] A saída da fonte de energia 532 compreende um plugue ou porta para realizar a conexão elétrica com um conector de energia elétrica correspondente do módulo de fusão 520 de modo a facilitar a distribuição de energia às unidades de infusão de aguecimento do módulo 520. A saída da

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 43/71

37/49 fonte de energia 532 é conectada a uma fonte de energia elétrica e é transportada pelo carro 522. A saída 532 movese com o carro 522 para manter o fornecimento de energia elétrica às unidades de aquecimento e fusão do módulo de fusão 520. Em uma concretização, a saída da fonte de energia 532 compreende pinos machos ou contatos-fêmea de um conector elétrico e faz o contato elétrico direto com os contatosfêmea ou pinos machos correspondentes, respectivamente, do conector de energia elétrica correspondente do módulo de fusão 520. Em outras concretizações, a saída da fonte de energia 532 é conectável a ou utiliza fiação ou cabeamento elétrico que está conectado ao conector de energia elétrica do módulo de fusão 520 [00096] A porta de saída de ar 534 compreende uma porta de transmissão de gás através da qual um gás, tal como ar, pode ser fornecido ao módulo de fusão 520 por uma ventoinha associada à unidade base 510, tal como a ventoinha 316 (mostrada na Figura 8). Em uma concretização, a porta de saída de ar 534 fornece ar ambiente, ar a temperatura ambiente ou ar entre 20°C e 30°C no módulo de fusão 520 de modo a resfriar os componentes internos da unidade de fusão 520. A porta de saída de ar 534 é transportada pelo carro 522, de modo a atravessar a área de construção 502 com o carro 522. Como resultado, o ar pode ser fornecido ao módulo de fusão 520 enquanto o módulo de fusão 520 está sobre a área de construção 502 e enquanto as unidades de infusão de calor do módulo 520 estão fornecendo energia para o material de construção na área de construção 502.

[00097] A porta de entrada de ar 536 compreende uma porta de transmissão de gás através da qual um gás, tal como

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 44/71

38/49 ar, pode ser liberado do módulo de fusão 520 e direcionado pela unidade base 510 a um local de descarga, tal como o ambiente do entorno ou um local ainda mais remoto. A porta de entrada de ar 536 facilita a circulação de ar através e ao longo do módulo de fusão 520. A porta de entrada de ar 526 é transportada pelo carro 522, de modo a atravessar a área de construção 502 com o carro 522. Como resultado, o ar pode ser liberado do módulo de fusão 520 enquanto o módulo de fusão 520 está sobre a área de construção 502 e enquanto as unidades de infusão de calor do módulo 520 estão distribuindo energia para o material de construção na área de construção 502.

[00098] A estrutura de instalação do módulo de fusão 538 compreende estruturas ou mecanismos que cooperam com os retentores do módulo de fusão 520 para fixar, conectar e acomodar de forma removível o módulo de fusão 520 em relação ao carro 522. No exemplo ilustrado, a estrutura de instalação do módulo de fusão 538 coopera com os retentores do módulo 520 para conectar de forma removível o módulo de fusão 520 ao carro 522 de um modo sem ferramentas, sem o uso de ferramentas e sem ter que fixar ou remover elementos de fixação, tais como parafusos ou roscas. Em uma concretização, a estrutura de instalação do módulo de fusão 538 compreende uma barra, arruelas, ganchos ou outros mecanismos nos quais um retentor pode travar de forma removível. Em algumas concretizações, essa relação pode ser oposta quando o retentor compreende uma barra, arruelas, ganchos ou outros mecanismos e quando a estrutura de instalação do módulo de fusão 538 compreende uma trava que trava de forma removível no retentor 36.

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 45/71

39/49 [00099] No exemplo ilustrado, a estrutura de instalação do módulo de fusão 538 do carro 522 compreende duas estruturas separadas que engatam o módulo de fusão 520 em locais espaçados. A estrutura de instalação do módulo de fusão 538 compreende uma barra 540 e uma chave 542. A barra 540 se estende ao longo da porção traseira do carro 522, estendendo-se paralelamente em relação ao guia 530. A barra 540 é transportada pelo carro 522 e deve ser travada por uma trava do retentor do módulo de fusão 520. A chave 542 compreende uma projeção que se estende da extensão 531 que acopla um lado do módulo de fusão 520. Como será revelado a seguir, a chave 542 tem uma porção de cabeça grande e uma porção de pescoço estreita, em que a porção de cabeça grande passa por uma ranhura em um lado do módulo de fusão 520 para auxiliar no suporte de uma extremidade dianteira do módulo de fusão 520. Em algumas concretizações, a chave 542 pode estar omitida.

[000100] As Figuras 12-14 ilustram o módulo de fusão 520. O módulo de fusão 520 compreende o alojamento 624, aletas 625, janela 626, refletores térmicos 630, unidade de aquecimento 631, unidade de fusão 632 e retentores 636.

[000101] O alojamento 624 compreende um compartimento que possui um interior 641 contendo refletores 630 e a unidade de fusão 632. Em uma concretização, o compartimento provido pelo alojamento 624 é substancialmente vedado para inibir a entrada de contaminantes que poderiam de alguma forma prejudicar o desempenho dos refletores 630 ou da unidade de fusão 632. Embora seja ilustrado como alongado e retangular, o alojamento 624 pode apresentar uma variedade de tamanhos e formas.

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 46/71

40/49 [000102] No exemplo ilustrado, o alojamento 624 compreende porta de entrada de ar 642, porta de saída de ar 644 e conector de fluxo 658. A porta de entrada de ar 322 compreende uma abertura através do alojamento 624 pela qual o ar pode entrar no interior do módulo de fusão 520. A porta de saída de ar 644 compreende uma abertura através do alojamento 624 pela qual o ar, que foi aquecido por meio do resfriamento dos componentes do módulo de fusão 520, pode ser liberado do módulo de fusão 520, em uma concretização, a porta de entrada de ar 642 é conectada a uma passagem interna de ar dentro do alojamento 624 que direciona o ar através dos refletores 630 e através de ambas as unidades de aquecimento 631 e de fusão 632 antes de o ar ser liberado através da porta de saída de ar 644.

[000103] No exemplo ilustrado, a porta de entrada de ar 642 e a porta de saída de ar 644 estão localizadas na mesma extremidade do modelo de fusão 520, em que a extremidade oposta do módulo de fusão 520 inclui conector de fluxo em U 658 e sendo que o ar flui substancialmente através de todo o comprimento do módulo 520 ao longo de uma porção traseira dos refletores 630 e substancialmente através de todo o comprimento do módulo 520 ao longo do lado dianteiro dos refletores 630, ao longo da unidade de aquecimento 631 e unidade de infusão 632. Em uma concretização, a passagem do conector 658 tem uma área transversal suficiente para permitir o fluxo de ar a uma taxa de pelo menos 50 pés cúbicos (1,4 metros cúbicos) por minuto (CFM) e nominalmente a pelo menos 100 CFM do interior traseiro 652 ao interior dianteiro 656. Em outras concretizações, a porta de entrada de ar 642 pode ser direcionada de outras formas através do

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 47/71

41/49 interior do módulo de fusão 520 até a porta de saida 644.

[000104] As aletas 625 compreendem estruturas termicamente condutoras formadas de urn metal, tal como alumínio, e que se projeta para dentro do alojamento 624 no interior 641 entre o alojamento 624 e os refletores 630. As aletas 625 conduzem o calor do ar no interior 641 ao alojamento 624. Como mostrado na Figura 14, no exemplo ilustrado, as aletas 625 são orientadas de modo a se estenderem ao longo dos eixos paralelos ao eixo longitudinal do alojamento 624. Como resultado, as aletas 625 também guiam e direcionam o fluxo de ar ao longo do comprimento longitudinal do alojamento 624. Em outras concretizações, as aletas 625 podem estar omitidas.

[000105] A janela 626 compreende uma abertura óptica através da qual a radiação proveniente da unidade de aquecimento 631 e unidade de fusão 632 pode passar, incidindo sobre o material de construção para aquecer o material de construção com a energia proveniente da unidade de aquecimento 631 e fundir o material de construção no qual um agente de coalescência foi aplicado com a energia proveniente da unidade de fusão 632. Em uma concretização, a janela 626 compreende um painel translúcido ou transparente que transmite a radiação do interior 641 do alojamento 624 em direção ao material de construção. Em tal concretização, a janela 626 inibi ou impede ainda que os contaminantes entrem no interior 641 onde os contaminantes poderíam, de alguma forma, ficar depositados sobre os refletores 630, aquecendo a unidade 631 e/ou unidade de fusão 632. Em uma concretização a janela 626 compreende um filtro óptico, o que facilita a transmissão dos comprimentos de onda de radiação ou luz

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 48/71

42/49 selecionados através da mesma.

[000106] Os refletores térmicos 630 compreendem estruturas para refletir o calor ou a radiação emitida pela unidade de fusão 632 em direção à janela 62 6. Em uma concretização, cada um dos refletores térmicos 630 compreende um painel de um material altamente reflexivo na região de infravermelho próximo, médio e distante do espectro eletromagnético. No exemplo ilustrado, o refletor térmico 630 envolve parcialmente as unidades de fusão 632 para direcionarem ainda o calor refletido para baixo através da janela 626. No exemplo ilustrado, os refletores térmicos 630 compreendem um primeiro refletor que reflete a radiação de uma unidade de aquecimento 631 e um segundo refletor que reflete a radiação das unidades de fusão 632.

[000107] Os refletores térmicos 630 estão presentes no interior 641 do alojamento 624 e dividem o interior 641 em interior traseiro 652 e interior dianteiro 656. O interior traseiro 652 se estende atrás dos refletores 630 entre os refletores 630 e o alojamento 624. O interior dianteiro 656 se estende à frente dos refletores 630 entre os refletores 630 e a janela 626. O interior traseiro 652 é conectado à porta de entrada de ar 642. O interior dianteiro 656 é conectado à porta de saída de ar 644.

[000108] A unidade de aquecimento 631 aquece ou préaquece o material de construção, preparando o material de construção para a fusão subsequente pelas unidades de fusão 632. A unidade de aquecimento 631 compreende uma lâmpada ou múltiplas lâmpadas que pré-aquecem o material de construção antes da fusão do material de construção. A unidade de aquecimento 631 distribui energia ao material de construção

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 49/71

43/49 de forma a aquecer o material de construção a uma temperatura abaixo da temperatura de transição vítrea. Por exemplo, em uma concretização, a unidade de aquecimento 631 pode aquecer o material de construção a temperaturas dentre 145°C e 175°C, e nominalmente entre 155°C e 165°C. Em uma concretização, a unidade de aquecimento 631 pode compreender uma lâmpada de infravermelho de quartzo halógena tendo uma temperatura de cor inferior àquela das unidades de fusão individuais 632. Em uma concretização, cada unidade de aquecimento 631 pode ter uma temperatura de cor de 1800 Kelvin. Ainda em outras concretizações, a unidade de aquecimento 631 pode compreender outros tipos de unidades de aquecimentos ou pode estar omitida.

[000109] As unidades de fusão 632 compreendem fontes de energia para facilitar a fusão ou derretimento do material de construção no qual um distribuidor de agente de coalescência 508 foi aplicado. Em uma concretização, cada uma das unidades de fusão 632 compreende uma fonte de infravermelho ou luz infravermelha próxima. Em uma concretização, cada uma das unidades de fusão 632 compreende pelo menos uma fonte de energia tendo uma temperatura de cor de 2750 Kelvin. Em uma concretização, cada uma das unidades de fusão 632 compreende uma lâmpada de infravermelho de quartzo halógena para fornecer uma irradiação uniforme e de alta intensidade ao pó do material de construção. Em uma concretização, cada uma das lâmpadas compreende uma lâmpada de 1400 Watt que possui uma temperatura de cor de 2750 K. Em tal concretização, as lâmpadas são funcionais para aquecer o material de construção (com quaisquer agentes de coalescência) a uma temperatura de pelo menos 210°C, uma

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 50/71

44/49 temperatura que está acima da temperatura de transição vítrea do material de construção para derreter e fundir o material de construção no qual um agente de coalescência foi aplicado.

[000110] Em outras concretizações, as unidades de fusão 632 podem compreender outras fontes para distribuir quantidades suficientes de energia ao material de construção de modo a fundir o material de construção. Por exemplo, em uma concretização, as unidades de fusão 632 podem compreender múltiplas unidades de fusão dispostas de ponta a ponta dentro do alojamento 624. Em outra aplicação, as unidades de fusão 632 podem compreender múltiplas unidades de fusão dispostas de ponta a ponta em linhas que são paralelas. Ainda em outras concretizações, as unidades de fusão 632 podem compreender uma única unidade de fusão alongada.

[000111] Em outras concretizações, as unidades de fusão 632 podem compreender outras fontes de energia ou outras fontes de luz. Por exemplo, em outras concretizações, outros tipos de energia podem ser aplicados pelas unidades de fusão 632, tal como a energia de micro-ondas, luz halógena luz ultravioleta e energia ultrassônica ou similar. O tipo de energia, bem como a duração da aplicação da energia pode variar dependendo de fatores, tais como as características da unidade de fusão 632, as características do material de construção e as características de quaisquer agentes de coalescência ou fusão aplicados no material de construção durante o processo de fabricação aditiva.

[000112] O conector de energia elétrica 634 compreende um plugue ou porta para realizar a conexão elétrica com uma saída da fonte de energia correspondente 532 de uma unidade base de fabricação aditiva 510 para facilitar a distribuição

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 51/71

45/49 de energia para o módulo de fusão 520. Em uma concretização, o conector de energia elétrica 634 compreende pinos machos ou contatos-fêmea de um conector elétrico e faz o contato elétrico direto com os contatos-fêmea ou pinos masculinos correspondentes da saida da fonte de energia correspondente da unidade base de fabricação aditiva. Em outras concretizações, o conector de energia elétrica 634 é conectável a ou utiliza fiação ou cabeamento elétrico que é conectado a uma saida da fonte de energia 532 de uma unidade base de fabricação aditiva 510.

[000113] Os retentores 636 compreendem estruturas ou mecanismos que fixam ou conectam de forma removível o alojamento 624 do módulo de fusão 520 ao carro 522 da unidade base de fabricação aditiva 510. Em uma concretização, os retentores 636 fixam ou conectam de forma removível o alojamento 624 do módulo de fusão 520 ao carro 52 da unidade base de fabricação aditiva 510 de um modo sem ferramentas, sem o uso de ferramentas e sem ter que fixar ou remover elementos de fixação, tais como parafusos ou roscas.

[000114] As Figuras 12 e 15-19C ilustram os retentores 636 em detalhe. No exemplo ilustrado, os retentores 636 do módulo de fusão 520 compreendem a ranhura 660 e trava 670. As Figuras 12 e 16 ilustram a ranhura 660. Como mostrado na Figura 12, a ranhura 660 compreende uma abertura não simétrica tendo uma abertura ampliada 662 através da qual uma porção da cabeça da chave 542 pode passar em uma porção estreita 664 através da qual a abertura estreita da chave 542 pode passar e atrás da qual a parte maior é capturada. Como mostrado pela Figura 16, a porção de cabeça ampliada da chave 542 é inserida através da abertura 632. O

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 52/71

46/49 posicionamento traseiro do módulo 520 move a parte maior da cabeça em uma captura para manter o estado atrás da abertura 664. A chave 542 acopla as bordas da ranhura 660 para suportar a extremidade do módulo 520. Em outras concretizações, os retentores 636 podem omitir a chave 542 e a ranhura 660.

[000115] As Figuras 12, 15 e 17-19C ilustram a trava 670. A trava 670 engata de forma removível a haste 540 do carro 522 para prender e reter o módulo de fusão 520 ao carro 522. No exemplo ilustrado, a trava 670 propicia a instalação sem ferramentas do módulo 520 ao carro 522, bem como a desconexão sem ferramentas do módulo 520 a partir do carro 522. No exemplo ilustrado, o usuário pode facilmente posicionar uma extremidade traseira do módulo 520 para engatar com a haste 540 que faz com que a trava 670 trave automaticamente sobre a haste 540. O usuário pode facilmente desengatar a trava ao acionar manualmente um botão, facilitando uma retirada e desconexão simples do módulo de fusão 520 do carro 522.

[000116] Como mostrado pelas figuras 17-19A, a trava 670 compreende linguetas 672, acionador de lingueta 674, mola 678 e botão 680. As linguetas 672 compreendem trincos em forma de orelha que estão articuladamente apoiados sobre uma haste 682 contida no alojamento 624. As linguetas 672 articulam entre uma posição de travamento (mostrada na Figura 19A), em que linguetas 672 entram em contato e apertam a haste 540, mantendo a haste 540 dentro de uma cavidade de retenção 692, e uma posição destravada (mostrada na Figura 19B) na qual as linguetas 672 são retiradas da haste 540, ampliando a parte dianteira da boca até a cavidade de

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 53/71

47/49 retenção 692 a um nível tal que a haste 540 possa ser retirada da cavidade 692.

[000117] O atuador de lingueta 674 está fundamentalmente conectado às linguetas 672 em uma primeira extremidade sobre um eixo formado por uma segunda haste 684, espaçada do eixo da haste 682. O atuador da lingueta 674 compreende uma porção de haste alongada 686 que se estende da extremidade traseira à dianteira do módulo 520, onde a porção de haste 686 está conectada ao botão 680 de modo a receber o movimento do botão 680.

[000118] A mola 678 compreende uma mola de compressão capturada entre o alojamento 624 e o botão 680. A mola 678 pressiona resilientemente o botão 680 na direção indicada pela seta 687. Como resultado, a mola 678 também pressiona resilientemente o atuador 674 na mesma direção para articular as linguetas 672 em um sentido anti-horário (como observado na Figura 19A) para engatar por pressão com a haste 540, mantendo a haste 540 dentro da cavidade de retenção 692 e travando o módulo 520 à haste 540 do carro 522.

[000119] O botão 680 compreende um botão em uma extremidade dianteira do módulo de fusão 520 conectado à porção de haste 686 do atuador 674. Como mostrado pela Figura 19B, a compressão do botão 680 contra a inclinação de uma mola 678, move o atuador 674 na direção indicada pela seta 690. Como resultado, as linguetas 672 são giradas sobre o eixo da haste 682 em um sentido horário, longe do engate com a haste 540, de modo que a abrir a boca da cavidade de retenção 692. Como mostrado pela Figura 19C, enquanto o botão 680 está sendo comprimido e a boca da cavidade de retenção 692 está aberta, o módulo 520 pode ser puxado e separado da

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 54/71

48/49 haste 540, em que a haste 540 simplesmente passa através da boca da cavidade de retenção 692. Essa separação é conseguida de um modo sem ferramentas, sem o uso de elementos de fixação tais como parafusos ou roscas, que precisariam ser desconectados.

[000120] Uma vez que o módulo 520 tenha sido retirado do carro 522, a liberação do botão 680 faz com que a mola 678 retorne o botão 682 à posição mostrada na figura 19A. Além disso, isso resulta também na articulação das linguetas 672, em um sentido anti-horário (como observado na Figura 19A), de volta para a posição na qual as linguetas 672 estendidas bloqueiam, pelo menos parcialmente, a boca da cavidade de retenção 692. A reconexão do módulo 520 ao carro 522 envolve simplesmente posicionar a boca da cavidade de retenção 692 contra a haste 540 do carro 522 e aplicar a força de modo a inserir a haste 540 de volta para dentro da cavidade de retenção 682. Durante tal inserção, a lingueta 672 recebe a força proveniente da haste 540 e articula em um sentido horário contra a força da mola 678, para abrir novamente a cavidade de retenção 692 a fim de que a haste 540 seja recebida. Uma vez que a haste 540 tenha sido totalmente inserida dentro da cavidade de retenção 692, a lingueta 672 é capaz de ser articulada no sentido antihorário sob a força de uma mola 672 de volta para a estado travado mostrado na Figura 19A. Como resultado, o módulo 520 pode ser conectado de forma removível ao carro 522 sem ferramentas. No exemplo ilustrado, o módulo 520 pode ser conectado de forma removível ao carro 522 sem que o usuário tenha que engatar o botão 680. Em outras concretizações, a trava 670 pode utilizar outros mecanismos de travamento.

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 55/71

49/49 [000121] Embora a presente revelação tenha sido descrita com referência aos exemplos de concretização, os técnicos no assunto irão reconhecer que modificações podem ser realizadas, em forma e detalhe, sem se afastar do espirito e escopo da matéria reivindicada. Por exemplo, embora diferentes exemplos de concretização possam ter sido descritos como incluindo uma ou mais características que proporcionam um ou mais benefícios, entende-se que as características descritas podem ser substituídas umas pelas outras ou serem combinadas entre si como alternativa dos exemplos de concretização descritos ou outras concretizações alternativas. Tendo em conta que a tecnologia da presente revelação é relativamente complexa, nem todas as mudanças tecnológicas são previsíveis. Pretende-se, manifestamente, que a presente revelação descrita com referência aos exemplos de concretização e definida adiante nas reivindicações seja a mais ampla possível. Por exemplo, salvo indicação em contrário, as reivindicações que recitam um único elemento em particular, também englobam uma pluralidade de tais elementos particulares. Os termos primeiro, segundo, terceiro, e assim por diante, presentes nas reivindicações distinguem apenas elementos diferentes e, salvo indicação em contrário, não devem ser associados especificamente a uma determinada ordem ou uma determinada numeração dos elementos na revelação.

Claims

1. Módulo de fusão para fabricação aditiva para utilização com uma unidade base de produção aditiva, o módulo de fusão caracterizado por compreender:

um alojamento;

um refletor dentro do alojamento;

uma unidade de fusão dentro do alojamento;

um conector de energia elétrica conectado ao dispositivo de aquecimento e que possui um terminal para conexão removível a uma fonte de energia; e um retentor acoplado ao alojamento para fixar de forma removível o alojamento à unidade base de fabricação aditiva.

2. Módulo de fusão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma unidade de aquecimento dentro do alojamento.

3. Módulo de fusão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma porta de entrada de ar do módulo acoplada a um interior do alojamento, a porta de entrada de ar estando conectada de forma removível a uma porta de saída de ar da unidade base de fabricação aditiva.

4. Módulo de fusão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o retentor retém a porta de entrada de ar do módulo em um estado conectado vedado à porta de saída de ar da unidade base de fabricação aditiva.

5. Módulo de fusão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda uma porta de saída de ar do módulo acoplada a um interior do alojamento, a porta de saída de ar do módulo estando conectada de forma removível a uma porta de descarga da unidade base de fabricação aditiva

6. Módulo de fusão, de acordo com a reivindicação 5,

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 57/71

2/5 caracterizado pelo fato de que o retentor retém a porta de saída de ar do módulo em um estado conectado vedado à porta de entrada de ar da unidade base de fabricação aditiva.

7. Módulo de fusão, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a porta de saída de ar do módulo e a porta de entrada de ar do módulo estão voltadas para uma mesma direção adjacente uma a outra.

8. Módulo de fusão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o retentor compreende:

uma trava em um primeiro lado do alojamento a ser conectada a um suporte de carro da unidade base de fabricação aditiva, a trava sendo atuável entre um estado travado e um estado destravado em relação ao suporte do carro; e um disparador acionado manualmente em um segundo lado do alojamento oposto ao primeiro lado e acoplado operacionalmente à trava para acionar a trava para o estado destravado.

9. Sistema de fabricação aditiva caracterizado por compreender:

uma unidade base de fabricação aditiva compreendendo: uma estrutura;

uma fonte de energia tendo uma saída;

uma área de construção;

um distribuidor de materiais de construção;

um distribuidor de agente de coalescência;

e um módulo de fusão conectado de forma removível à unidade base de fabricação aditiva, o módulo de fusão compreendendo:

um alojamento;

um refletor dentro do alojamento;

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 58/71

3/5 uma unidade de fusão dentro do alojamento;

um conector de energia elétrica conectado à unidade de fusão e que possui um terminal conectado de forma removível à saída da fonte de energia; e um retentor acoplado ao alojamento e que fixa de forma removível o alojamento a um carro da unidade base de fabricação aditiva.

10. Sistema de fabricação aditiva, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o módulo de fusão compreende ainda uma unidade de aquecimento dentro do alojamento.

11. Sistema de fabricação aditiva, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a unidade base de fabricação aditiva compreende ainda uma ventoinha e uma porta de saída de ar e em que o módulo de fusão compreende ainda uma porta de entrada de ar do módulo acoplada a um interior do alojamento, a porta de entrada de ar do módulo estando retida de forma removível em um estado vedado em relação à porta de saída de ar da unidade base de fabricação aditiva pelo retentor.

12. Sistema de fabricação aditiva, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a unidade base de fabricação aditiva compreende ainda uma porta de entrada de ar e em que o módulo de fusão compreende ainda uma porta de saída de ar do módulo acoplada ao interior do alojamento, a porta de saída de ar do módulo estando retida de forma removível em um estado vedado em relação à porta de entrada de ar da unidade base de fabricação aditiva pelo retentor.

13. Sistema de fabricação aditiva, de acordo com a

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 59/71

4/5 reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a unidade base de fabricação aditiva compreende ainda um carro para mover o módulo de fusão, o carro tendo um suporte de carro e em que o retentor do módulo de fusão compreende:

uma trava em um primeiro lado do alojamento a ser conectada ao suporte do carro da unidade base de fabricação aditiva, a trava sendo atuável entre um estado travado e um estado destravado em relação ao suporte do carro; e um disparador acionado manualmente em um segundo lado do alojamento oposto ao primeiro lado e acoplado operacionalmente à trava para acionar a trava para o estado destravado.

14. Sistema de fabricação aditiva, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda um segundo módulo de fusão intercambiável com o módulo de fusão, o segundo módulo de fusão estando conectado de forma removível à unidade base de produção aditiva e fornecendo energia com características diferentes das do módulo de fusão o segundo módulo de fusão compreendendo:

um segundo alojamento;

um segundo refletor dentro do alojamento;

uma segunda unidade de fusão dentro do segundo alojamento;

um segundo conector de energia elétrica conectado à segunda unidade de fusão e que possui um terminal conectado de forma removível à saída da fonte de energia; e um segundo retentor acoplado ao segundo alojamento e que fixa de forma removível o segundo alojamento ao carro da unidade base de fabricação aditiva.

15. Método, caracterizado por compreender:

Petição 870190049836, de 28/05/2019, pág. 60/71

5/5 instalar, de forma removível, um primeiro módulo de fusão em um carro de uma unidade base de fabricação aditiva com uma trava, o primeiro módulo de fusão direcionando uma primeira energia no material de construção dentro da unidade base de fabricação aditiva; e desacoplar a trava e retirar o primeiro módulo de fusão do carro; e instalar, de forma removível, um segundo módulo de fusão em um carro de uma unidade base de fabricação aditiva com uma segunda trava, o segundo módulo de fusão direcionando uma segunda energia com uma característica diferente da primeira energia no material de construção dentro da unidade base de produção aditiva.