BR112020018038B1

BR112020018038B1 - Cartucho de impressora 3d descartável, sistema de um cartucho de impressora 3d descartável e um dispositivo de exposição, e, método para produzir um objeto que consiste em camadas aditivas

Info

Publication number: BR112020018038B1
Application number: BR112020018038-6A
Authority: BR
Inventors: Marco Schmid; Dieter Schmid
Original assignee: Coobx Ag
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2024-01-23
Also published as: MX2020008915A; CH714727A1; EP3762212B1; CH714727B1; CA3092407A1; EP3762212A1; US11801634B2; WO2019169511A1; JP7284183B2; TW201940310A; US20200398490A1; RU2020132269A; TWI813639B; JP2021517082A; AU2019231373A1; ES2924033T3; CN111902257A; KR20210008330A; BR112020018038A2

Abstract

a invenção se refere a um cartucho de impressora 3d descartável (11) para inserção em um dispositivo de exposição para produzir um objeto (33) que é construído em camadas aditivas, em que o cartucho (11) contém pelo menos um líquido polimerizável, ou um líquido polimerizável pode ser preenchido no cartucho (11). o cartucho (11) compreende: uma primeira parte de invólucro inferior (13), uma segunda parte de invólucro superior (15) que pode ser removida da primeira parte de invólucro (13), uma plataforma de suporte (31) que forma a face inferior da segunda parte de invólucro (15), o objeto (33) construído em camadas aditivas sendo arranjável no exterior da plataforma de suporte durante a construção do objeto, e um elemento de construção (35) que corresponde à base da primeira parte de invólucro (13). as camadas do objeto (33) podem ser polimerizadas na face interna do elemento de construção (35), e a face interna do elemento de construção (35) tem um revestimento antiaderente.

Description

Campo da Invenção

[001] A invenção se refere a um cartucho de impressora 3D descartável para inserção em um dispositivo de exposição para produzir um objeto que é construído em camadas aditivas de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, um sistema que consiste em um cartucho de impressora 3D descartável e um dispositivo de exposição, e um processo para produzir um objeto que consiste em camadas aditivas de acordo com o preâmbulo da reivindicação 16.

Técnica Anterior

[002] Dispositivos de fabricação aditiva (impressoras 3D) são usados em mais e mais indústrias. Isso se deve ao fato de que formatos complexos de produtos são simplificados ou até mesmo possibilitados em primeiro lugar em comparação a outros processos de fabricação.

[003] Dispositivos de fabricação aditiva também são usados no campo médico para produzir objetos com formatos complexos. Esses objetos incluem, por exemplo, coroas dentárias, implantes, etc.

[004] Se o objeto produzido com o dispositivo de fabricação aditiva tiver que atender altos requisitos de higiene, surgem problemas porque a fabricação ocorre em um recipiente aberto. Os líquidos polimerizáveis requeridos para produção são retirados dos recipientes de armazenamento. Ao usar vários líquidos, esses líquidos são misturados ao ar livre. Condições estéreis durante a fabricação aditiva são, portanto, difíceis ou impossíveis de aderir. O dispositivo de fabricação aditiva também deve ser cuidadosamente limpo após cada uso a fim de atender os requisitos de higiene.

[005] Os objetos são produzidos a partir de líquidos polimerizáveis. O líquido polimerizável não usado é frequentemente descartado ou reutilizado. De um ponto de vista higiênico e econômico, no entanto, esse procedimento é desvantajoso.

Objetivo da Invenção

[006] As desvantagens da técnica anterior descrita resultam no objetivo de iniciar a presente invenção para melhorar a fabricação aditiva de tal forma que os objetos podem ser produzidos sob condições higiênicas e econômicas melhoradas. Um outro propósito é ser capaz de processar materiais de impressão multicomponentes com um tempo de processamento curto para a produção de um objeto que é construído em camadas.

Descrição

[007] Esse objetivo é alcançado com um cartucho de impressora 3D descartável para inserção em um dispositivo de exposição para produzir um objeto que é construído em camadas aditivas em que o cartucho compreende: - uma primeira parte de invólucro inferior, - uma segunda parte de invólucro superior que pode ser removida da primeira parte de invólucro, - uma plataforma de suporte que forma a face inferior da segunda parte de invólucro, o objeto construído em camadas aditivas sendo arranjável no exterior da plataforma de suporte durante a construção do objeto, e - um elemento de construção que corresponde à base da primeira parte de invólucro, em que as camadas do objeto podem ser polimerizadas na face interna do elemento de construção e a face interna do elemento de construção tem um revestimento antiaderente.

[008] O cartucho pode atender todos os requisitos de higiene usuais que são colocados em um objeto produzido em camadas aditivas. Isso é particularmente importante para produtos médicos. Esses produtos médicos incluem implantes, próteses dentárias ou produtos da indústria de chips, que devem alcançar classes de espaços limpos. Todas especificações médicas em relação à implantes podem ser atendidas. O cartucho contém todos os elementos essenciais que são requeridos para a produção do objeto ou do artigo tridimensional que é construído em camadas aditivas. Todos elementos contidos no cartucho são cuidadosamente vedados dentro do cartucho e o acesso é provido apenas quando o objeto é produzido. O cartucho é aberto apenas separando a segunda parte de invólucro da primeira parte de invólucro.

[009] Ao prover o elemento de construção dentro da primeira parte de invólucro, o objeto pode ser construído de maneira bem protegida dentro do cartucho. O elemento de construção pode ser produzido a partir dos materiais habituais em impressão 3D. O elemento de construção compreende, preferivelmente, uma membrana de separação feita de um material antiaderente, do qual as camadas polimerizadas curadas do objeto podem ser facilmente desafixadas. É particularmente preferido para a membrana de separação consistir em perfluoroetileno propileno (FEP), desde que esse material tenha um efeito antiadesivo em muitas resinas polimerizáveis. As resinas são preferivelmente curáveis por irradiação com uma fonte de luz, em particular com uma fonte de luz UV.

[0010] Em uma modalidade preferida da invenção, a primeira parte de invólucro é um recipiente que está aberto no topo e em que a segunda parte de invólucro é recebida. Todos elementos da segunda parte de invólucro são portanto bem protegidos pela primeira parte de invólucro enquanto o cartucho é armazenado e vedado. Mesmo após abrir o cartucho e durante a produção do objeto, a primeira parte de invólucro circunda a segunda parte de invólucro e protege o objeto de contaminação e influências mecânicas durante a produção.

[0011] Em uma modalidade particularmente preferida da invenção, um reservatório de líquido é formado na segunda parte de invólucro, em que o reservatório de líquido é preenchido com pelo menos um líquido polimerizável. O cartucho é preenchido e pronto com a quantidade requerida e o tipo do pelo menos um líquido polimerizável, em que pelo menos um líquido é armazenado no cartucho por um longo tempo e bem protegido. Portanto, apenas a quantidade de mistura líquida que é requerida para a construção do objeto pode ser ativada. O uso não higiênico repetido do cartucho é evitado pela quantidade limitada de líquido.

[0012] Em uma modalidade adicional da invenção, um espaço de inserção é provido na segunda parte de invólucro, em que se pode inserir um reservatório de líquido no espaço de inserção. Um reservatório de líquido externo pode ser inserido no espaço de inserção. O reservatório de líquido externo pode, por exemplo, ser uma bolsa de bolha que é perfurada antes do uso. Ao prover o espaço de inserção, o cartucho é adequado para uma grande variedade de líquidos e é particularmente flexível em sua aplicação.

[0013] O cartucho de líquido convenientemente tem pelo menos um primeiro e um segundo espaço de recepção no qual um primeiro e um segundo líquido polimerizável são preenchidos, as extremidades inferiores dos espaços de recepção abrindo em uma câmara de mistura e a plataforma de suporte sendo interrompida por pelo menos um canal de entrada que está em comunicação fluida com a câmara de mistura, dito canal de entrada se abrindo na primeira parte de invólucro inferior, por meio da qual a mistura líquida pode ser transferida para a parte de invólucro inferior. Esses elementos do reservatório de líquido possibilitam que os líquidos sejam misturados apenas um pouco antes de serem processados e, em seguida, espremidos na parte inferior do invólucro como uma mistura acabada. Na parte de invólucro inferior, o elemento de construção é completamente coberto com a mistura líquida. É concebível prover vários canais de entrada. Como um resultado, os líquidos polimerizáveis podem ser transferidos não misturados ou parcialmente misturados no invólucro inferior entre a plataforma de suporte e o elemento de construção, dependendo da aplicação.

[0014] O cartucho é convenientemente projetado em uma peça e tem um ponto de ruptura predeterminado na transição da primeira parte de invólucro para a segunda parte de invólucro. O cartucho é imediatamente pronto para uso quebrando o ponto de ruptura predeterminado sem preparação adicional e as duas partes de invólucro podem ser inseridas no dispositivo de exposição.

[0015] Também é concebível que o cartucho seja projetado em duas peças e as primeira e segunda partes de invólucro sejam conectadas de maneira desafixável entre si. A conexão é desafixável, mas suficientemente vedada para que os elementos do cartucho sejam bem protegidos durante o armazenamento.

[0016] Em uma modalidade particularmente preferida da invenção, as primeira e segunda partes de invólucro são conectadas com um elemento de conexão expansível na região da transição da primeira parte de invólucro para a segunda parte de invólucro. Como um resultado do elemento de conexão, o espaço interno entre as primeira e segunda partes de invólucro permanece fechado do ambiente mesmo quando o cartucho é aberto e o objeto é produzido (impresso) no espaço interno. O elemento de conexão extensível conecta as duas partes de invólucro, mesmo se elas forem separadas durante a impressão. Preferivelmente, o elemento de conexão extensível é um fole que é afixado às extremidades das duas partes de invólucro voltadas uma para a outra. Enquanto a segunda parte de invólucro é movida para cima em relação à primeira parte de invólucro, o fole pode ser separado longitudinalmente.

[0017] Em uma modalidade adicional preferida da invenção, o exterior da base da primeira parte de invólucro é coberto com uma primeira capa protetora removível. O elemento de construção é, portanto, bem protegido e é apenas liberado para irradiação pela fonte de luz quando requeridos.

[0018] Provou ser vantajoso se o topo da segunda parte de invólucro for coberto com uma segunda capa protetora removível. Como um resultado, o reservatório de líquido, em particular seu plugue ou o espaço de inserção, é protegido de contaminação e dano enquanto o cartucho não é inserido.

[0019] O cartucho de líquido convenientemente tem pelo menos um plugue que permite que o líquido seja espremido e fecha a abertura de enchimento do reservatório de líquido. O plugue permite que o espaço de líquido seja fechado por cima e o líquido seja completamente removido do espaço de líquido.

[0020] A invenção é também preferivelmente distinguida em que a primeira parte de invólucro tem um primeiro elemento de retenção com o qual ela pode ser retida no dispositivo de exposição e cujo primeiro elemento de retenção permite que o elemento de estrutura seja preso no dispositivo de exposição. A primeira parte de invólucro é preferivelmente conectada ao primeiro elemento de retenção em uma maneira de encaixe perfeito. Por exemplo, o primeiro elemento de retenção é uma projeção que pode ser empurrada para uma ranhura do dispositivo de exposição. O elemento de construção é alinhado ou ajustado em relação à plataforma de suporte pelo pré-tensionamento do elemento de construção. Adicionalmente, o pré- tensionamento do elemento de construção resulta em uma superfície de impressão plana e as camadas curadas do objeto podem ser mais facilmente desafixadas do elemento de construção. Depois que o cartucho foi usado, ele pode ser facilmente removido do dispositivo de exposição graças à forma de encaixe.

[0021] É vantajoso que a segunda parte de invólucro tenha um segundo elemento de retenção com o qual ela pode ser retida no dispositivo de exposição. A segunda parte de invólucro é fixada a um dispositivo de elevação com o segundo elemento de retenção. O dispositivo de elevação eleva a segunda parte de invólucro em relação à primeira parte de invólucro durante a construção da camada aditiva do objeto. Assim como a primeira parte de invólucro, a segunda parte de invólucro é preferivelmente retida em uma maneira de encaixe perfeito no dispositivo de elevação. Como um resultado, a segunda parte de invólucro é rapidamente fixada ao dispositivo de elevação e pode ser desafixada do dispositivo de elevação com a mesma rapidez.

[0022] Um outro aspecto da invenção se refere a um sistema que consiste em um cartucho de impressora 3D descartável de acordo com a descrição acima e um dispositivo de exposição no qual as primeira e segunda partes de invólucro podem ser inseridas, o objeto construído em camadas aditivas sendo produzíveis entre as primeira e segunda partes de invólucro na plataforma de suporte. As partes essenciais para produzir o objeto são, portanto, contidas no cartucho. A fonte de luz requerida para curar as camadas do objeto é provida pelo dispositivo de exposição. O dispositivo de exposição também compreende um dispositivo de elevação com o qual a parte de invólucro superior pode ser elevada em relação à parte de invólucro inferior. O dispositivo de exposição também compreende pelo menos um êmbolo com o qual o líquido pode ser espremido do reservatório de líquido para a parte de invólucro inferior. O sistema permite a produção higiênica dos objetos construídos em camadas aditivas sem que o dispositivo de exposição fique sujo.

[0023] Um outro aspecto da invenção se refere a um cartucho de impressora 3D descartável para inserção em um dispositivo de exposição que tem um elemento de construção para produzir um objeto que é construído em camadas aditivas, em que um reservatório de líquido é formado no cartucho, em que o reservatório de líquido é preenchido com pelo menos um líquido polimerizável ou um espaço de inserção é provido no cartucho, em que se pode inserir um reservatório de líquido no espaço de inserção e em que o cartucho uma plataforma de suporte é formada que forma a face inferior do cartucho, com o objeto construído em camadas aditivas sendo arranjável no exterior da plataforma de suporte. Nessa modalidade, o cartucho consiste apenas na segunda parte de invólucro. Os elementos da primeira parte de invólucro, em particular o recipiente aberto e o elemento de construção que forma a base do recipiente, são parte do dispositivo de exposição. Essa modalidade possibilita que a mistura líquida não usada possa ser usada para a construção de um outro objeto que tem requisitos de higiene inferiores. Com impressoras 3D, essa modalidade possibilita prover um material de impressão homogêneo misturando os líquidos polimerizáveis na segunda parte de invólucro.

[0024] Um outro aspecto da invenção se refere a um processo para produzir um objeto que consiste em camadas aditivas, compreendendo as etapas de processo a seguir: - abrir um cartucho de impressora 3D descartável de acordo com a descrição acima separando a primeira parte de invólucro inferior da segunda parte de invólucro superior, - fixar as primeira e segunda partes de invólucro no dispositivo de exposição, - espremer o pelo menos um líquido polimerizável da segunda parte de invólucro para a primeira parte de invólucro usando pelo menos um êmbolo provido no dispositivo de exposição e - construção gradual das camadas aditivas do objeto aumentando gradualmente a distância entre as primeira e segunda partes de invólucro após curar uma camada por exposição à luz.

[0025] O processo permite que o objeto que é construído em camadas aditivas seja produzido dentro das duas partes de invólucro de maneira protegida. Uma vez que os líquidos requeridos curáveis sob irradiação com luz já estão preenchidos na parte de invólucro superior, a contaminação do objeto por preenchimento dos líquidos ou outras etapas do processo abertas ao ambiente é evitada de forma confiável. O cartucho é destinado a ser usado apenas uma vez para produzir o objeto. O cartucho deve ser eliminado após o uso. A reutilização do cartucho, que também leva à contaminação do objeto, é, portanto, evitada.

[0026] Em uma modalidade preferida da invenção, o pelo menos um líquido polimerizável é espremido completamente antes da construção do objeto ou ocorre simultaneamente e sincronizado com a construção das camadas do objeto. Na maioria dos casos, o pelo menos um líquido polimerizável é primeiro espremido para a parte de invólucro inferior usada como um recipiente. A quantidade de líquido é preferivelmente apenas suficiente para ser capaz de construir o objeto. No entanto, se o líquido misturado tem um tempo de processamento curto e deve ser processado imediatamente após entrar parte de invólucro inferior, é vantajoso transferir o líquido “na hora certa” para a parte de invólucro inferior. Isso significa que o fornecimento parcial de líquido polimerizável está ligado à elevação gradual da parte de invólucro superior em relação à parte de invólucro inferior.

[0027] Vantagens e características adicionais são aparentes a partir da seguinte descrição de duas modalidades exemplificativas da invenção com referência à representações esquemáticas. Sem escala, as figuras mostram em: Figura 1: uma seção longitudinal através de uma primeira modalidade do cartucho de impressora 3D descartável de acordo com a invenção; Figura 2: uma seção longitudinal através de uma segunda modalidade do cartucho de impressora 3D descartável de acordo com a invenção; e Figura 3: uma seção longitudinal através do cartucho da Figura 1 após produzir um objeto que é construído em camadas aditivas.

[0028] As Figuras 1 e 3 mostram uma primeira modalidade de um cartucho de impressora 3D descartável, que é designado como um todo pelo numeral de referência 11.

[0029] O cartucho 11 compreende uma primeira parte de invólucro inferior 13 e uma segunda parte de invólucro superior 15. Antes do cartucho 11 ser inserido em um dispositivo de exposição (não mostrado nas figuras), as duas partes de invólucro 13 e 15 devem ser separadas uma da outra. O cartucho 11 é hermeticamente vedado até ser usado no dispositivo de exposição e é, portanto, particularmente adequado para uso sob condições estéreis.

[0030] As duas partes de invólucro 13 e 15 são conectadas entre si em um ponto de ruptura predeterminado 17 e podem ser separadas nesse ponto a fim de deixar o cartucho 11 pronto para uso. O ponto de ruptura predeterminado 17 pode ser provido em que o cartucho 11 é fabricado em uma peça. O cartucho 11 é preferivelmente produzido por moldagem por injeção. Se as primeira e segunda partes de invólucro 13 e 15 são produzidas separadamente, elas são conectada de maneira desafixável entre si, de modo que os conteúdos do cartucho sejam vedados. Como mostrado nas Figuras 1 e 2, a parte de invólucro inferior 13 é o recipiente que está aberto no topo em que a parte de invólucro superior 15 é recebida.

[0031] De acordo com a primeira modalidade do cartucho (Figuras 1 e 3), um reservatório de líquido 19a é formado na segunda parte de invólucro superior 15. Nas figuras, uma modalidade do reservatório de líquido 19a é mostrada em que três diferentes líquidos 21a, 21b, 21c que são polimerizáveis sob exposição à luz, são preenchidos nos espaços de recepção 23 do reservatório de líquido 19a.

[0032] Os líquidos 21a, 21b, 21c podem ser pressionados por plugues 25 em uma câmara de mistura 27 em que eles podem ser ativados por mistura. Um misturador estático, que mistura os líquidos 21 homogeneamente, pode ser provido na câmara de mistura 27. Os líquidos 21a, 21b, 21b podem entrar na parte de invólucro inferior 13 através de um canal de entrada 29. A parte de invólucro inferior 13 pode, portanto, servir como uma calha para a mistura líquida ativada.

[0033] A face inferior da parte de invólucro superior 15 é formada por uma plataforma de suporte 31. No exterior da plataforma de suporte 31, que está voltada para a parte de invólucro inferior 13, as camadas do objeto 33 a serem produzidas são construídas.

[0034] A base da parte de invólucro inferior 13 é projetada como um elemento de construção 35 no qual as camadas do objeto 33 podem ser polimerizadas. O elemento de construção 35 ou pelo menos sua face interna, que está voltada para a segunda parte de invólucro 15, tem um revestimento antiaderente. Como um resultado, as camadas polimerizadas por exposição à luz podem ser desafixadas do elemento de construção 35 quando a respectiva camada tiver curada.

[0035] Verificou-se ser particularmente vantajoso no caso do cartucho 11 que ele compreenda tanto a plataforma de suporte 31 quanto o elemento de construção 35. O objeto 33 é construído em camadas entre a plataforma de suporte 31 e o elemento de construção. O objeto é, portanto, produzido dentro o cartucho 11 entre a parte de invólucro inferior 13 e a parte de invólucro superior 15 pelo chamado processo ascendente (bottom-up). Isso significa que as camadas do objeto a serem construídas não são construídas na superfície do líquido (superfície de resina), mas na base da parte de invólucro inferior 13. Uma vez que o objeto é construído movendo a parte de invólucro superior 15 para cima, longe da base da parte de invólucro inferior 13, é suficiente se houver uma pequena quantidade de líquido misturado (resina) 37 na parte de invólucro inferior 13. A base ou o elemento de construção 35 deve ser coberto com resina de modo que a resina pode fluir entre a base e o objeto 33 a qualquer momento, a fim de construir uma camada. A fonte de luz está arranjada abaixo da base, razão pela qual a base ou o elemento de construção 35 deve ser transparente para a luz. A fonte de luz 35 é preferivelmente uma fonte de luz UV.

[0036] Para que a parte de invólucro superior 15 seja removível da parte de invólucro inferior 13 durante a produção do objeto 33, ambas as partes de invólucro 13, 15 podem ser fixadas no dispositivo de exposição. Para este propósito, um primeiro elemento de retenção 39 é formado na primeira parte de invólucro inferior 13 e um segundo elemento de retenção 41 é formado na segunda parte de invólucro superior 41.

[0037] Com o primeiro elemento de retenção 39, a parte de invólucro inferior 13 pode ser retida no dispositivo de exposição de tal forma que o elemento de construção 35 é empurrado para cima pela fonte de luz 43 e é pré-tensionado. Devido ao pré-tensionamento do elemento de construção 35, o elemento de estrutura 35 é alinhado ou ajustado em relação à plataforma de suporte 31. O alinhamento exato do elemento de construção 35 permite que o objeto 33 seja produzido com tolerâncias dimensionais muito pequenas. O pré-tensionamento também facilita a desafixação da respectiva camada curada do elemento de construção 35 após a irradiação com luz.

[0038] O elemento de construção 35 preferivelmente compreende uma membrana de separação. A membrana de separação é construída de um material antiaderente, do qual as camadas polimerizadas curadas do objeto podem ser facilmente desafixadas. É particularmente preferido se a membrana de separação consistir em perfluoroetileno propileno (FEP), uma vez que esse material tem um efeito antiaderente em muitas resinas fotopolimerizáveis (light-curable resins).

[0039] O segundo elemento de retenção 41 pode ser usado para fixar a parte de invólucro superior 15 no dispositivo de exposição. O dispositivo de exposição compreende um dispositivo de elevação com o qual a segunda parte de invólucro 15 pode ser elevada em relação à primeira parte de invólucro, preferivelmente continuamente, e pode também ser baixada novamente. Cada vez uma camada do objeto 33 foi curada na fonte de luz por irradiação, a parte de invólucro superior 15 é elevada pela espessura de uma camada após o objeto 33 ter sido desafixado do elemento de construção 35.

[0040] O dispositivo de exposição também compreende pelo menos um êmbolo com o qual o plugue 25 pode ser pressionado para baixo a fim de ser capaz de espremer o líquido 21a, 21b, 21c do espaço de recepção 23 para a parte de invólucro inferior 13.

[0041] O objeto pode ser produzido sob condições particularmente higiênicas em que o cartucho 11 é aberto apenas quando o objeto 33 é produzido, a quantidade necessária de líquidos 21a, 21b, 21c já foi adicionada e o objeto é produzido dentro do cartucho 11. O cartucho 11 é provido como um cartucho descartável. Após a produção do objeto 33 e sua remoção do cartucho 11, o cartucho 11 é eliminado.

[0042] As duas partes de invólucro 13, 15 são providas cada uma com uma primeira e uma segunda capa protetora removível 45, 47 em suas laterais abertas. Como um resultado, o cartucho 11 é hermeticamente vedado até ser usado. A primeira e segunda capas protetoras 45, 47 devem ser removidas antes do uso. A primeira capa protetora 45 protege o elemento de construção 35, e a segunda capa protetora 47 protege o reservatório de líquido 19a ou o plugue 25 de modo que eles não sejam acidentalmente empurrados ou contaminados antes do uso.

[0043] A Figura 2 mostra uma segunda modalidade do cartucho 11 em que um reservatório de líquido 19b não faz parte da segunda parte de invólucro 15, mas é uma parte separada que pode ser inserida em um espaço de inserção 49 provido na segunda parte de invólucro 15. Como um resultado, o cartucho 11 de acordo com essa segunda modalidade pode ser utilizado com reservatórios de líquido que são disponíveis separadamente.

[0044] A produção do objeto 33 com o cartucho 11 ocorre em nas etapas de processo a seguir: primeiro, o cartucho 11 é aberto quebrando o ponto de ruptura predeterminado 17, torcendo a parte de invólucro superior 15 em relação à parte de invólucro inferior 13. Como um resultado, as duas partes de invólucro 13, 15, que estavam previamente conectadas hermeticamente, são separadas uma da outra. A primeira e segunda capas protetoras 45, 47 são removidas das partes de invólucro 13, 15 de modo que o cartucho 11 esteja pronto para uso.

[0045] Ao inserir o cartucho 11 no dispositivo de exposição, a parte de invólucro superior 15 continua a ser recebida na parte de invólucro inferior 13 e é elevada apenas ligeiramente. Como um resultado, a plataforma de suporte 31 e o elemento de construção 35 continuam a ser protegidos durante a inserção do cartucho 11. Ao elevar, a parte de invólucro superior 15 pode ser conectada ao dispositivo de elevação em que o segundo elemento de retenção é conectado ao dispositivo de elevação. A parte de invólucro inferior 13 é conectada ao dispositivo de exposição pelo primeiro elemento de retenção 39. Ao fazer isso, o elemento de construção 35 é alinhado pela fonte de luz 43.

[0046] Os líquidos 21a, 21b, 21c (resinas fotopolimerizáveis) são agora espremidos do reservatório de líquido 19a ou 19b para a parte de invólucro inferior 13 usando êmbolos. Os êmbolos são providos no dispositivo de exposição e podem ser adaptados ao número de espaços de recepção 23 e ao caminho de deslocamento necessário dos plugues 25.

[0047] Quando os líquidos misturados 37 cobrem o elemento de construção 35, a construção aditiva das camadas do objeto 33 é iniciada. Depois de curar uma camada por irradiação com a fonte de luz 43, a parte de invólucro superior 15 é elevada da parte de invólucro inferior 13 por uma espessura de camada usando o dispositivo de elevação. A distância entre as duas partes de invólucro 13, 15 é, portanto, aumentada durante a construção do objeto.

[0048] Também é concebível que o reservatório de líquido 19a ou 19b seja esvaziado sincronizado com a construção de camada e não antes da construção de camada. Isso pode fazer sentido se os líquidos forem apenas misturados um pouco antes do processamento.

[0049] O cartucho de impressora 3D descartável 11 tem um padrão higiênico muito alto, uma vez que só é aberto apenas um pouco antes de produzir o objeto 33 e é hermeticamente vedado antes. Adicionalmente, ele contém apenas a quantidade de líquidos curáveis 21a, 21b, 21c que é requerida para produzir o objeto 33. O cartucho 11 é eliminado após o artigo 33 ter sido produzido, de modo que nenhuma limpeza adicional seja necessária. Um cartucho 11 novo, higienicamente perfeito é, portanto, sempre usado para produzir o objeto 33.

[0050] Lista de numerais de referência: 11 cartucho de impressora 3D descartável 13 primeira parte de invólucro inferior 15 segunda parte de invólucro superior 17 ponto de ruptura predeterminado 19a, 19b reservatório de liquid 21a, 21b, 21c líquidos polimerizáveis 23 espaços de recepção 25 plugue 27 câmara de mistura 29 canal de entrada 31 plataforma de suporte 33 objeto que é construído em camadas aditivas 35 elemento de construção 37 líquido misturado 39 primeiro elemento de retenção 41 segundo elemento de retenção 43 fonte de luz 45 primeira capa protetora 47 segunda capa protetora 49 espaço de inserção

Claims

1. Cartucho de impressora 3D descartável (11) para inserção em um dispositivo de exposição para produzir um objeto (33) que é construído em camadas aditivas, em que o cartucho (11) contém pelo menos um líquido polimerizável (21a, 21b, 21c), ou um líquido polimerizável pode ser preenchido no cartucho (11), o cartucho (11) compreendendo: - uma primeira parte de invólucro inferior (13), - uma segunda parte de invólucro superior (15) que fecha a primeira parte de invólucro (13), - uma plataforma de suporte (31) que forma a face inferior da segunda parte de invólucro (15), em que o objeto (33) construído em camadas aditivas pode ser colocado no exterior da plataforma de suporte durante a construção do objeto, e - um elemento de construção (35) que corresponde à base da primeira parte de invólucro (13), em que as camadas do objeto (33) são polimerizadas na face interna do elemento de construção (35) e a face interna do elemento de construção (35) tem um revestimento antiaderente, caracterizado pelo fato de que a parte de invólucro superior (15) pode ser separada da parte de invólucro inferior (13) para abrir o cartucho para a produção do objeto (33) e que a primeira parte de invólucro (13) é um recipiente que está aberto no topo e em que a segunda parte de invólucro (15) é recebida.

2. Cartucho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um reservatório de fluido (19a) que é preenchido com o pelo menos um líquido polimerizável (21a, 21b, 21c) é configurado na segunda parte de invólucro (15).

3. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um espaço de inserção (49) é provido na segunda parte de invólucro (15), espaço de inserção (49) no qual um reservatório de líquido (19b) pode ser colocado.

4. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o reservatório de líquido (19a) tem pelo menos um primeiro e um segundo espaço de recepção (23) no qual um primeiro e um segundo líquido polimerizável (21a, 21b) são preenchidos, em que as extremidades inferiores dos espaços de recepção se unem em uma câmara de mistura (27) e a plataforma de suporte (31) é interrompida por pelo menos um canal de entrada (29) que está em comunicação fluida com a câmara de mistura (27), em que o canal de entrada (29) se une à primeira parte de invólucro inferior (13) de modo que a mistura líquida (37) pode ser transferida para a parte de invólucro inferior (15).

5. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o cartucho (15) é feito de uma peça e tem um ponto de ruptura (17) predeterminado na transição da primeira parte de invólucro (13) para a segunda parte de invólucro (15).

6. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o cartucho (11) é feito de duas peças, e as primeira e segunda partes de invólucro (13, 15) são conectadas de maneira removível entre si.

7. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda partes de invólucro (13, 15) são conectadas com um elemento de conexão expansível na região da transição da primeira parte de invólucro (13) para a segunda parte de invólucro (15).

8. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o exterior da base da primeira parte de invólucro (13) é coberto com uma primeira capa protetora removível (45).

9. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o topo da segunda parte de invólucro (15) é coberto com uma segunda capa protetora removível (47).

10. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o reservatório de líquido (19a, 19b) tem pelo menos um plugue (25) que permite que o líquido (21a, 21b, 21c) seja espremido e fecha a abertura de enchimento do reservatório de líquido (19a, 19b).

11. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a primeira parte de invólucro (13) tem um primeiro elemento de retenção (39) com o qual ela pode ser retida no dispositivo de exposição e cujo primeiro elemento de retenção (39) permite que o elemento de construção (35) seja preso no dispositivo de exposição.

12. Cartucho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a segunda parte de invólucro (15) tem um segundo elemento de retenção (41) com o qual ela pode ser retida no dispositivo de exposição.

13. Sistema de um cartucho de impressora 3D descartável (11) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 e um dispositivo de exposição no qual as primeira e segunda partes de invólucro (13, 15) podem ser inseridas, caracterizados pelo fato de que o objeto (33) construído em camadas aditivas pode ser produzido em uma plataforma de suporte (31) entre as primeira e segunda partes de invólucro (13, 15).

14. Método para produzir um objeto (33) que consiste em camadas aditivas, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas de método: - abrir um cartucho de impressora 3D descartável (11) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, a primeira parte de invólucro inferior (13) sendo separada da segunda parte de invólucro superior (15), - fixar as primeira e segunda partes de invólucro (13, 15) no dispositivo de exposição, - espremer o pelo menos um líquido polimerizável (21a, 21b, 21c) da segunda parte de invólucro (15) para a primeira parte de invólucro (13) por meio de pelo menos um êmbolo provido no dispositivo de exposição, e - construção gradual das camadas aditivas do objeto (33), a distância entre as primeira e segunda partes de invólucro (13, 15) sendo gradualmente aumentada após o endurecimento de cada respectiva camada por exposição.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que espremer o pelo menos um líquido polimerizável (21a, 21b, 21c) ocorre completamente antes da construção do objeto (33) ou ocorre de forma síncrona durante a construção das camadas do objeto (33).