BRPI0607106B1 - Dispositivo e processo para aplicação de camadas de um material em pó - Google Patents

Description

“DISPOSITIVO E PROCESSO PARA APLICAÇÃO DE CAMADAS DE UM MATERIAL EM PÓ” A presente invenção diz respeito a um dispositivo e processo para a aplicação de camadas de um material em pó sobre uma superfície de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 11, respectivamente.

Um dispositivo e um processo desse tipo para a aplicação de camadas de um material em pó são conhecidos, por exemplo, a partir da DE 195 14 740 Cl. O dispositivo de aplicação descrito na DE 195 14 740 Cl com respeito a um dispositivo de sinterização a laser compreende uma única lâmina, que desloca um suprimento de material à frente dela quando da aplicação de uma camada. Aqui, o problema é que o suprimento de material para uma camada ou é demasiadamente pequeno, de modo que a camada completa não pode ser aplicada no interior do espaço de trabalho (área de produção), ou mesmo que o suprimento é maior do que a quantidade que é necessária para uma camada, de modo que material em excesso é deslocado para fora do espaço de trabalho para o exterior. Este material em excesso não é mais usado para a aplicação de uma outra camada. Por conseguinte, ele tem que ser coletado em receptáculos de coleta especiais e contribui para um elevado consumo de material. A partir de EP 945 202 A2, um dispositivo de aplicação que tem duas lâminas é conhecido. Como o dispositivo de aplicação descrito na DE 195 14 740 Cl, também este dispositivo de aplicação tem o problema que enquanto uma camada é aplicada, material em excesso à frente da lâmina dianteira na direção de movimento do dispositivo de aplicação é deslocado para fora do espaço de trabalho para o exterior. Também aqui, este material, que é deslocado para o exterior por meio da lâmina, não é usado para a aplicação de uma outra camada e, por conseguinte, contribui para um elevado consumo de material como acima. O material a ser aplicado pode consistir de vários materiais, tais como polímeros, metais, cerâmicas ou materiais compósitos. Dependendo do material e do controle de processo em um dispositivo para produção de um objeto tridimensional, um aquecimento das camadas pode ser aplicado. Neste caso, o material que foi acumulado na região periférica pode ser termicamente danificado durante a produção de um objeto tridimensional na dependência do material, em particular quando do uso de polímeros, e desta maneira pode se tomar inútil para uma reutilização.

Por conseguinte, o objetivo de prover um dispositivo e um processo para aplicação de camadas de um material em pó, por meio do qual as camadas podem ser aplicadas confiavelmente e sem qualquer perda de material, forma a base da presente invenção. O objetivo é atingido por meio de um dispositivo e um processo, respectivamente, para aplicação de camadas de um material em pó de acordo com reivindicações 1 e 12, respectivamente. A invenção tem a vantagem que o material, que é deslocado por meio de uma lâmina do dispositivo de aplicação a partir do espaço de trabalho para o exterior enquanto uma camada é aplicada, é reutilizado para a aplicação da próxima camada. Por conseguinte, não ocorre perda de material.

Quando do uso de um sistema de suprimento, onde o suprimento de material para uma área de suprimento é paralisado quando uma predeterminada quantidade de material está presente na área de suprimento, uma dosagem de auto-regulagem do suprimento de material ocorre, mesmo quando o material em excesso incorreu enquanto uma camada é aplicada e transportada por meio da lâmina para o interior da área de suprimento.

Uma outra vantagem da invenção é que a tensão térmica do material que se acumula em excesso quando uma camada é aplicada, é pequena.

Quando uma elevada temperatura de processo é necessária, o uso de um sistema de transporte de material que tem uma bandeja aquecida tem a vantagem que o material é pré-aquecido antes da aplicação como uma camada. Por meio disto, o tempo de construção é reduzido.

Quando do uso de um dispositivo de transporte de material formado como dispositivo de fluidização, em que a fluidização ocorre através de um gás pré-aquecido, existe a vantagem que o pó fluidizado é pré-aquecido e, desta maneira, o tempo de construção pode ser reduzido, no caso em que uma elevada temperatura de processo é necessária.

Outras características e vantagens da invenção aparecerão da descrição de formas de realização por meio dos desenhos acompanhantes, dos quais: a figura 1 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo de sinterização a laser que tem o dispositivo de acordo com a invenção; a figura 2 mostra um diagrama esquemático de uma primeira forma de concretização do dispositivo para aplicação de camadas de um material cm pó; as figuras 3-5 mostram o dispositivo para aplicação de camadas de um material em pó da figura 2 em diferentes fases de sua operação; e a figura 6 mostra um desenho esquemático de uma segunda forma de concretização do dispositivo para aplicação de camadas de um material em pó. A figura 1 mostra um dispositivo de sinterização a laser como forma de concretização de um dispositivo para produção de um objeto tridimensional, em que o dispositivo de acordo com a invenção e o processo de acordo com a invenção são usados. O dispositivo de sinterização a laser tem um recipiente 1 aberto para o topo. Um suporte 2 para suportar o objeto 3 a ser formado é provido no recipiente 1. O suporte 2 pode ser movido no recipiente 1 na direção vertical A para cima e para baixo por meio de um acionamento 4. A borda superior do recipiente 1 define um plano de trabalho 5 (campo de construção). Um dispositivo de irradiação 6 na forma de um laser, que emite um feixe de laser orientado que é defletido sobre o plano de trabalho 5 por meio de um dispositivo de deflexão 7, é disposto acima do plano de trabalho 5. Além disto, um dispositivo de aplicação 8 para aplicação de uma camada do material em pó a ser solidificada sobre a superfície do suporte 2 ou uma camada previamente solidificada é provido. O dispositivo de aplicação 8 pode ser movido em vaivém através do plano de trabalho 5 entre duas posições terminais por meio de um acionamento que é esquematicamente indicado por meio das setas B. O dispositivo de aplicação é alimentado a partir de dois recipientes de suprimento de pó 10 através de dois dispositivos de suprimento de material 9 no lado esquerdo e no lado direito do campo de construção bem como dois dispositivos de transporte de material 11.

Além disto, o dispositivo compreende um dispositivo de aquecimento 12 disposto acima do plano de trabalho 5 para pré-aquecer uma camada de pó aplicada mas não ainda sinterizada para uma temperatura de trabalho TA adequada para a solidificação e a sinterização, respectivamente.

Um dispositivo de medição de temperatura 13 na forma de, por exemplo, um pirômetro ou câmera a IV, que serve para medir a temperatura da camada de pó previamente aplicada ou camada de pó de topo em uma área de medição 14, é provido a uma distância acima do plano de trabalho 5. O plano de trabalho é isolado a partir do ambiente por meio de uma câmara de processo 16. Por meio disto, a oxidação do pó pode ser prevenido, se necessário.

Um dispositivo de controle e/ou regulação 17 serve para controlar e/ou regular o movimento B do dispositivo de aplicação 8, o movimento A do suporte 2, a potência do dispositivo de aquecimento 12, a potência do dispositivo de irradiação 6 e a deflexão por meio de um dispositivo de deflexão 7. Para esta finalidade, o dispositivo de controle e/ou regulação 17 é conectado com o acionamento do dispositivo de aplicação 8, o acionamento 4, o dispositivo de aquecimento 12, o dispositivo de medição de temperatura 13, o dispositivo de deflexão 7 bem como o dispositivo de irradiação 6. A figura 2 mostra uma primeira forma de concretização do dispositivo para aplicação de camadas de um material em forma de pó. O dispositivo 51 para aplicação de uma camada de um material em forma de pó de acordo com uma primeira forma de concretização compreende um dispositivo de aplicação 52, um dispositivo de transporte de material designado como cilindro de transporte 53 bem como um dispositivo de suprimento de material designado como um canal de alimentação 54. O dispositivo de aplicação 52 é móvel em vaivém entre duas posições terminais acima de um plano de trabalho 55 (campo de construção) por meio de um acionamento indicado por meio da seta B. Ele compreende uma lâmina 56, um primeiro elemento de atuação 57 e um segundo elemento de atuação 58. O cilindro de transporte 53 tem duas pás 60, 60' que são rotativas em tomo de um eixo geométrico comum 59. Perpendicular ao eixo geométrico 59, uma placa de excêntrico 61 que tem dois excêntricos 61a e 61b é fixada no cilindro de transporte 53 Cada uma de duas hastes de pistão oblongas 62, 62' tem uma primeira extremidade que é conectada com a placa de excêntrico 61 em uma tal maneira que uma rotação excêntrica é possível. Cada haste de pistão 62, 62' tem em sua outra segunda extremidade, uma porção em forma de gancho 62a e 62a', respectivamente, que serve como ponto de aplicação para o segundo elemento de atuação 58 do dispositivo de aplicação. Os eixos geométricos ou rotação 63, 63', em tomo dos quais as duas hastes de pistão 62, 62' são rotativas com respeito à placa de excêntrico 61, juntamente com o eixo geométrico 59, são posicionados em um plano comum e são paralelos ao eixo geométrico 59. As hastes de pistão 62, 62', em cada caso, têm um orifício alongado 62b e 62b', respectivamente, entre a primeira e a segunda extremidade. O movimento das hastes de pistão 62, 62' é guiado por meio de um pino 64 inserido em ambos orifícios alongados 62b, 62b', em que o pino pode não ser movido com respeito à posição do cilindro de transporte. Os orifícios alongados 62b, 62b' são designados de tal modo que ambas porções em forma de gancho 62a, 62a', quando o cilindro de transporte é girado, movem-se não somente em paralelo ao plano de trabalho 55 devido à guiagem por meio do pino 64, mas também se movem para cima e para baixo perpendicularmente ao plano de trabalho.

Quando se observa na direção de movimento B do dispositivo de aplicação, o cilindro de transporte é posicionado em uma cuba 65 provida com um aquecimento 66 no lado do plano de trabalho 55. Esta cuba 65 é adaptada ao cilindro de transporte 53 de tal modo que as extremidades das pás 60, 60' se movem ao longo da parede da cuba quando o cilindro de transporte 53 é girado na cuba 65. O canal de alimentação 54 é posicionado no lado da cuba 65 voltado em afastamento ao plano de trabalho 55. O canal de alimentação 54 serve para alimentar o pó para a produção de uma camada de pó ao dispositivo de aplicação 52. A seguir, a operação do dispositivo de sinterização a laser, previamente descrito, que corresponde a um processo de acordo com uma primeira forma de concretização, é descrita.

Como ilustrado na figura 2, inicialmente uma primeira camada de pó 71 é aplicada sobre o suporte 2 ou uma camada previamente solidificada por meio do movimento do dispositivo de aplicação 52 em paralelo ao plano de trabalho 55. No processo, pó em excesso 72 é movido para fora do campo de construção para o exterior por meio da lâmina 56.

Em um estágio de operação do dispositivo de acordo com a primeira forma de concretização, que é mostrada na figura 2, a primeira pá 60 é posicionada abaixo do plano de trabalho 55 e o dispositivo de aplicação se aproxima do cilindro de transporte 53 a fim de produzir uma primeira camada 71 do material em forma de pó. Finalmente, o acima mencionado material em excesso 72 é empurrado por meio da lâmina 56 sobre a primeira pá 60 (por razões de clareza, na figura 2 pó não é mostrado no dispositivo de transporte de material).

Em um estágio de operação do dispositivo mostrado na figura 3, o dispositivo de aplicação empurra contra o excêntrico 61b com o primeiro elemento de atuação 57 e gira o cilindro de transporte por um ângulo de aproximadamente 20° - 40° até ele ter chegado em uma primeira posição terminal. Por meio disto, pó sobre a primeira pá 60 é elevado no lado da lâmina 56 que está voltado para o campo de construção (lado do campo de construção). Quando o dispositivo de aplicação está na primeira posição terminal, uma boa porção do pó sobre a pá 60 (vista na direção perpendicular ao plano de trabalho) está acima do nível que é definido por meio da extremidade inferior da lâmina. Simultaneamente com a rotação do cilindro de transporte, a porção em forma de gancho 62a' em uma extremidade da haste de pistão 62' é elevada com respeito ao plano de trabalho 55. Desta maneira, o dispositivo é preparado para a aplicação de uma próxima camada de pó por meio do movimento do dispositivo de aplicação em uma direção em afastamento ao cilindro de transporte para a segunda posição terminal no outro lado do campo de construção.

Após a aplicação da camada 71 do material em forma de pó, a solidificação em posições nesta camada que corresponde à seção transversal do objeto é efetuada por meio de exposição ao laser em uma maneira conhecida como tal.

Por meio disto, é em particular decisivo para a qualidade do objeto acabado que a temperatura da camada de pó mais ao topo a ser solidificada tenha uma temperatura dentro de uma certa faixa, a janela de processo. Acima desta janela de processo, o pó já está sinterizado sem energia de irradiação adicional, ao passo que em temperaturas abaixo da janela de processo ocorre deformação em uma camada solidificada. Em muitos casos, também o assim chamado efeito rotacional, onde as bordas de uma camada solidificada se encurvam para cima ou se enrolam para cima, é atribuído a uma temperatura da camada de pó mais ao topo, a qual é demasiadamente baixa. Por conseguinte, a fim de atingir bons resultados, em particular a fim de evitar uma deformação no objeto produção, a camada de pó aplicada com o dispositivo de aplicação antes da solidificação tem que ser aquecida com o dispositivo de aquecimento 12 a uma temperatura de trabalho TA dentro da janela de processo.

Para este efeito, após a aplicação da camada de pó, a temperatura desta camada é medida por meio do dispositivo de medição de temperatura 13. Dependendo da temperatura medida neste processo, a potência de aquecimento do dispositivo de aquecimento 12 é determinada.

Após a camada de pó mais ao topo ter sido aquecida até a temperatura de trabalho TA, as posições na camada do material de construção correspondente à seção transversal do objeto são solidificadas por meio de irradiação com o laser.

Após a solidificação de uma camada, o suporte 2 é abaixado por uma distância que corresponde à espessura de camada e uma nova camada de pó 73 é aplicada com o dispositivo de aplicação sobre a camada 71 que foi previamente exposta ao laser.

Em um estágio de operação que é mostrado na figura 4, o dispositivo de aplicação 52 se move em afastamento ao cilindro de transporte 53 em uma direção, que é paralela ao plano de trabalho 55, a fim de criar a próxima camada de pó 73. No processo, o segundo elemento de atuação 58 finalmente empurra a porção em forma de gancho 62a', elevada, da haste de pistão 62'. Por meio disto, a haste de pistão 62' é tomada ao longo de uma direção de movimento do dispositivo de aplicação 52 e o cilindro de transporte 53 é também girado. Neste processo, o cilindro de transporte é girado por um ângulo de aproximadamente 140° - 160°. O pó em excesso que está ainda sobre a pá 60 é transportado para a área de alimentação abaixo do canal de alimentação 54. Ao mesmo tempo, pó a partir da área de alimentação é transportado por meio da segunda pá 60' a partir da área de alimentação em uma direção rumo ao campo de construção. O pó na área de alimentação consumido neste processo, por isto, re-escorre a partir do canal de alimentação. Quando a área de alimentação é enchida com pó, o re- escorrimento, ou seja, a alimentação de pó a partir do canal de alimentação, pára por si só. Neste estágio, com o movimento da haste de pistão 62', a porção em forma de gancho 62a, novamente cai em direção ao plano de trabalho 55 até que o segundo elemento de atuação não mais se suporte contra ele e a haste de pistão 62' não mais é tomada ao longo por meio de o dispositivo de aplicação 52.

Na figura 5, o dispositivo é ilustrado no estágio de operação, em que o dispositivo de aplicação 52 é posicionado no outro lado do campo de construção, que não é ilustrado nas figuras 2 a 5. O dispositivo de aplicação é movido em uma direção em afastamento ao cilindro de transporte 53 até dentro de todo o campo de construção uma camada 73 do material em pó tenha sido aplicada por meio do dispositivo de aplicação. Neste estágio, o cilindro de transporte 53 é girado por 180° com respeito à posição que é ilustrada na figura 2.

Com a ajuda das figuras 2 a 5, a operação do dispositivo de transporte de material e do dispositivo de suprimento de material em um primeiro lado do campo de construção foi descrita. Na outro, segundo lado, que é oposto ao primeiro lado do campo de construção, um dispositivo similar é provido, o qual consiste de um cilindro de transporte, uma cuba, um dispositivo de alimentação e hastes de pistão e funciona da mesma maneira que foi descrita pelas figuras 2 a 5 acima. A fim de criar a próxima camada, o dispositivo de aplicação 52 é novamente movido em uma direção rumo ao cilindro de transporte 53, como mostrado na figura 2.

Então, as previamente descritas etapas são repetidas até que a produção do objeto tridimensional esteja finalizada.

Na figura 6, um dispositivo 100 para aplicação de camadas de um material em pó de acordo com uma segunda forma de concretização é mostrado. O dispositivo para uma criação repetida de uma camada de pó de acordo com uma segunda forma de concretização compreende um dispositivo de aplicação 101, um dispositivo de transporte de material formado como dispositivo de fluidização 102 e um dispositivo de alimentação 104 provido com uma cobertura 103. O dispositivo de aplicação 101 é móvel em vaivém acima de um plano de trabalho 107 entre duas posições terminais por meio de um acionamento indicado por meio de uma seta B da mesma maneira que na primeira forma de concretização, ele compreende uma lâmina 105 e um elemento de atuação 106. O dispositivo de fluidização inclui uma câmara 108 para pré- aquecer o nitrogênio que é usado para a fluidização, uma folha de fluidização 109, por meio da qual a câmara 108 é fechada no topo, e um tubo 111 para suplementar nitrogênio para dentro da câmara 108, que é provida com uma válvula 112. A câmara 108 é provida com um dispositivo de aquecimento 117 (por exemplo um aquecimento a resistência com controle de temperatura) para pré-aquecer o nitrogênio. A folha de fluidização 109 é provida com uma pluralidade de pequenas aberturas 110 que têm um menor diâmetro D do que os grãos de pó que são usados. Um suprimento de gás 111 conduz para dentro da câmara 108, em que o suprimento de gás para dentro da câmara pode ser controlado através de uma válvula 112.

Um dispositivo de alimentação de material 104 que tem uma cobertura 103 é formado acima da folha de fluidização. A cobertura 103 é formada e posicionada em uma tal maneira que, quando do movimento do dispositivo de aplicação para sua posição terminal por meio do elemento de atuação 106, ela é empurrada para o lado e, por meio disto, o dispositivo de alimentação de material que tem uma abertura 116 é aberto em direção a uma região de alimentação posicionada abaixo do dispositivo de alimentação de material. Para efetuar isto, o elemento de atuação 106 é formado em uma tal maneira que durante a abertura da cobertura, o elemento de atuação 106 propriamente dito não chega ao interior da região de abertura do dispositivo de alimentação de material. Em particular, durante a abertura, o elemento de atuação empurra a cobertura 103 para trás ou para frente da abertura 116 do recipiente 104, quando visto a partir de uma direção, que é perpendicular ao plano do desenho da figura 6. A cobertura é lateralmente fixada a uma parede lateral por meio de uma mola 113, que pressiona a cobertura para a posição fechada quando o elemento de atuação 106 não empurra contra a cobertura 103.

No outro lado do campo de construção, um outro segundo dispositivo de alimentação de material e um outro segundo dispositivo de fluidização são providos simetricamente em espelho aos acima mencionados dispositivo de alimentação de material e dispositivo de fluidização.

Durante operação, primeiramente uma primeira camada de pó 115 é aplicada sobre o plano de trabalho 107 por meio do movimento do dispositivo de aplicação através do campo de construção em paralelo ao plano de trabalho 107 em uma direção rumo ao dispositivo de alimentação de material. Por meio disto, pó em excesso é impulsionado para fora do campo de construção para o exterior sobre a folha de fluidização 109. O dispositivo de aplicação é também movido para sua posição terminal e por meio de um empurrão do elemento de atuação 106 contra a cobertura 103, de modo a abrir o dispositivo de alimentação de material 104, a partir do qual pó re-escorre para dentro da região de alimentação abaixo do dispositivo de alimentação de material até que este seja enchido e o re-escorrimento pára por si só.

Subseqücntemente, o dispositivo de aplicação é movido exatamente tão longe a partir da posição terminal que é suficiente para fechar novamente o dispositivo de alimentação de material através da mola 113 e da cobertura 103.

Por meio da abertura da válvula 112 por um curto tempo e poi- se deixar passar nitrogênio para o interior da câmara 108 através do tubo de suprimento 11 1, um impulso de pressão é criado nesta câmara, o qual conduz para uma descarga do nitrogênio pré-aquecido para fora das aberturas 110 no pó acima da folha de fluidização 109. Desta maneira, este pó é fluidizado e flui através do interstício entre a lâmina e a folha de fluidização a partir da região de alimentação em um lado da lâmina 105 para o outro lado da lâmina que é voltado para o campo de construção. Por meio disto, o dispositivo de aplicação é preparado para a aplicação de uma próxima camada de pó.

Tal como na primeira forma de concretização, a camada de pó é pré-aquecida por meio de o dispositivo de aquecimento 12 em uma maneira conhecida por si e é solidificada nas posições que correspondem à seção transversal de um objeto.

Na próxima etapa, após o abaixamento do suporte 2, como na primeira forma de concretização, a aplicação de uma próxima camada de pó sobre o plano de trabalho dentro do campo de construção tem lugar por meio do movimento do dispositivo de aplicação a partir da primeira posição terminal para a segunda posição terminal no outro lado do campo de construção. A operação do segundo dispositivo de alimentação e do segundo dispositivo de transporte de material é igual à operação dos dispositivos acima descritos mostrados na figura 6.

Então, as etapas previamente descritas são repetidas até que a produção do objeto tridimensional seja terminada.

Alternativas e variações dos dispositivos acima descritos e dos processos acima descritos são possíveis. O dispositivo de acordo com a segunda forma de concretização foi descrito tendo um dispositivo de fluidização, em que a fluidização é atingida por meio de introdução de nitrogênio pré-aquecido. Todavia, a fluidização pode também ser efetuada por meio da introdução de um outro gás. Uma outra possibilidade de atingir fluidização é sujeitar o pó a vibrações. O dispositivo de acordo com a primeira e a segunda formas de concretização foi descrito de tal modo que em ambos lados do campo de construção os mesmos dispositivos de transporte de material e dispositivos de alimentação de material são providos. Todavia, é possível combinar os dispositivos de acordo com a primeira e segunda formas de concretização de tal modo que em um lado do campo de construção um dispositivo de transporte de material e um dispositivo de alimentação de material de acordo com a primeira forma de concretização sejam providos, enquanto que no outro lado um dispositivo de transporte de material e um dispositivo de alimentação de material de acordo com a segunda forma de concretização sejam providos. É também possível, como na primeira e segunda formas de concretização, prover em ambos lados do campo de construção um dispositivo de transporte de material de acordo com a invenção, todavia, prover um dispositivo de alimentação de material somente em um lado do campo de construção. Por conseguinte, durante operação do dispositivo de transporte de material neste lado, no qual o dispositivo de alimentação de material é posicionado, tem que ser provida uma quantidade de material que é suficiente para duas camadas. Esta modificação permite um projeto mais simples e mais compacto do dispositivo. A invenção foi descrita por meio de um dispositivo de sinterização a laser, em que um laser é usado como fonte de radiação.

Qualquer outra fonte de radiação por meio da qual radiação eletromagnética ou por partículas pode ser introduzida no material da construção, é possível.

Deste modo, por exemplo, uma fonte de radiação para radiação de luz incoerente, para radiação IV radiação, para radiação de raios X ou para radiação de elétrons, pode ser usada como fonte de radiação. Por conseguinte, deve ser usado um material de construção que pode ser solidificado por meio da correspondente radiação.

Altemativamente, o dispositivo para aplicação de camada de pós de acordo com a invenção pode também ser usado em impressoras de 3D, nas quais as camadas de pó são solidificadas por meio de aplicação seletiva de um aglutinante ou adesivo na seção transversal do objeto a ser produzido.

No acima descrito dispositivo, um irradiador de luz infravermelha acima do plano de trabalho é descrito como dispositivo de aquecimento. Outras possibilidades de aquecimento de uma camada previamente aplicada do material de construção são concebíveis. Por exemplo, a circulação de ar ou nitrogênio quente que é conduzido através da camada recentemente aplicada pode ser usada para um pré-aquecimento da camada. A forma de concretização de um dispositivo para produção de um objeto tridimensional foi provida com um dispositivo de aquecimento para pré-aquecer uma camada de pó aplicada, mas não ainda sinterizada, para uma temperatura TA que é adequada para a solidificação e sinterização, respectivamente, bem como com um dispositivo de medição de temperatura que serve para medir a temperatura da camada de pó previamente aplicada e a mais ao topo, respectivamente. Dependendo do material que é usado e do controle de processo, um pré-aquecimento da camada de material aplicada pode ser abandonado no dispositivo para produção de um objeto tridimensional de acordo com a invenção. Por conseguinte, o dispositivo para produzir um objeto tridimensional pode também ser construído sem um dispositivo de aquecimento e sem um dispositivo de medição de temperatura. A segunda forma de concretização foi descrita de tal modo que a fluidização é realizada por meio de um gás pré-aquecido. Todavia, é também possível implementar a fluidização por meio de um gás que não foi pré-aquecido. Por conseguinte, o dispositivo de fluidização não precisa necessariamente incluir um dispositivo de aquecimento para pré-aquecer o gás usado para fluidização.

Claims (17)

1. Dispositivo para aplicação de camadas de um material em pó (71, 73; 115) compreendendo um dispositivo de aplicação (8; 52; 101) que pode ser movido em vaivém entre duas posições terminais a fim de aplicar uma camada de material (71, 73; 115) e que compreende uma lâmina (56; 105) para remover material em excesso (72) quando gera uma camada de material (71, 73; 115), caracterizado pelo fato de que abrange um dispositivo de transporte de material (11; 53; 102), por meio do qual material pode ser transferido de um lado da lâmina (56; 105) para o outro lado da lâmina, em que o dispositivo de transporte de material (11) compreende um cilindro de transporte (53), que é rotativo em torno de um eixo geométrico (59), para a transferência de material de um lado para o outro lado da lâmina (56).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende um dispositivo de alimentação de material (9, 10; 54; 104) que compreende um recipiente de suprimento (10) para o material e é formado de tal modo que o suprimento de material para uma região de alimentação é automaticamente interrompido, quando existe uma predeterminada quantidade de material na região de alimentação.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um mecanismo (61, 62, 62', 63, 63’, 64) é provido, por meio do qual o movimento (B) do dispositivo de aplicação (52) é acoplado com a rotação do cilindro de transporte (53) de tal modo que por meio de um singular movimento de vaivém do dispositivo de aplicação (52) material é transportado de um lado da lâmina (56) para o outro lado da lâmina (56) por meio do cilindro de transporte (53).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o cilindro de transporte (53) compreende duas pás (60, 60') que são simétricas em espelho com respeito ao eixo geométrico de rotação do cilindro de transporte (53).

5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o cilindro de transporte (53) é um cilindro que tem pelo menos uma câmara que é formada de tal modo que ela é um rebaixo, por meio do qual, através de uma rotação do material de cilindro, é transportado de um lado da lâmina para o outro lado da lâmina por meio da câmara.

6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma cuba (65) é provida, que é adaptada à forma do cilindro de transporte e acomoda uma parte do cilindro de transporte.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a cuba (65) compreende um aquecedor para pré-aquecer o material na cuba (65).

8. Dispositivo para aplicação de camadas de um material em pó (71, 73; 115) compreendendo um dispositivo de aplicação (8; 52; 101) que pode ser movido em vaivém entre duas posições terminais a fim de aplicar uma camada de material (71, 73; 115) e que compreende uma lâmina (56; 105) para remover material em excesso (72) quando gera uma camada de material (71, 73; 115), caracterizado pelo fato de que abrange um dispositivo de transporte de material (11; 53; 102), por meio do qual material pode ser transferido de um lado da lâmina (56; 105) para o outro lado da lâmina, em que o dispositivo de transporte (11) é um dispositivo de fluidização (102), por meio do qual gás pode ser soprado ao interior do material de tal modo que o material se fluidiza e flui de um lado da lâmina (105) para o outro lado da lâmina (105), quando o dispositivo de aplicação (101) está em uma posição predeterminada.

9. Dispositivo para aplicação de camadas de um material em pó (71, 73; 115) compreendendo um dispositivo de aplicação (8; 52; 101) que pode ser movido em vaivém entre duas posições terminais a fim de aplicar uma camada de material (71, 73; 115) e que compreende uma lâmina (56; 105) para remover material em excesso (72) quando gera uma camada de material (71, 73; 115), caracterizado pelo fato de que abrange um dispositivo de transporte de material (11; 53; 102), por meio do qual material pode ser transferido de um lado da lâmina (56; 105) para o outro lado da lâmina, em que o dispositivo de transporte (11) é um dispositivo de fluidização, por meio do qual o material é vibrado de tal modo que o material se fluidiza e flui de um lado da lâmina para o outro lado da lâmina, quando o dispositivo de aplicação está em uma posição predeterminada.

10. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que em cada um dos dois lados do campo de construção que correspondem às duas posições terminais do dispositivo de aplicação, um dispositivo de transporte (11; 53; 102) é provido.

11. Processo para aplicação de camadas de um material em pó (71, 73; 115) por meio de um dispositivo de aplicação (52; 101) que pode ser movido entre duas posições terminais a fim de aplicar uma camada de material e que compreende uma lâmina (56; 105), que tem as etapas de: (a) aplicar uma camada de material sobre uma superfície por meio do dispositivo de aplicação (52; 101), em que no processo a lâmina remove o material em excesso (72) e impele-o para fora do campo de construção (55), caracterizado pelo fato de que o processo compreende a seguinte etapa: (b) transferir material a partir de um lado da lâmina que é voltado em afastamento ao campo de construção para o outro lado da lâmina do dispositivo de aplicação que está voltado para o campo de construção.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que material a partir de um recipiente de suprimento (10) é alimentado em uma área de alimentação no lado do campo de construção (55; 107) através de um dispositivo de alimentação de material (54, 104).

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) o material é transferido a partir da área de alimentação no lado que é voltado em afastamento ao campo de construção (55; 107) para o outro lado da lâmina do dispositivo de aplicação (52; 101) que está em uma posição terminal ou próximo a uma posição terminal, que está voltada para a área de trabalho.

14. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que na etapa (a) o material em excesso (72) é impelido para dentro da área de alimentação por meio da lâmina (56; 105).

15. Processo de acordo com uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que a alimentação de material para dentro da área de alimentação é paralisada quando existe uma predeterminada quantidade de material na área de alimentação.

16. Processo de acordo com uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) a transferência de material é efetuada por meio de um cilindro de transporte rotativo (53).

17. Processo de acordo com uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que na etapa (b) a transferência de material é efetuada por meio de fluidização do material por meio de um dispositivo de fluidização (102).