ES2220823T3 - Recipiente intercambiable. - Google Patents
Recipiente intercambiable.Info
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Abstract
Recipiente intercambiable para un dispositivo de construcción de modelos, que forma un bastidor delimitador y en el que se puede insertar como suelo una plataforma para pieza de trabajo, caracterizado porque en el recipiente (1) intercambiable está previsto un soporte (3) encima del cual está colocada la plataforma (2) para la pieza de trabajo.
Description
Recipiente intercambiable.
La presente invención se refiere a un recipiente
intercambiable para un dispositivo de construcción de modelos que
sustancialmente constituye un bastidor delimitador y en el cual se
puede instalar como suelo una plataforma para la pieza de
trabajo.
A través de la práctica se conocen desde hace ya
mucho tiempo dispositivos para la construcción de modelos, como por
ejemplo máquinas de sinterizado por láser que presentan un bastidor
de máquina en el que está dispuesto un espacio de trabajo para el
sinterizado o recinto de proceso. En la zona superior de dicho
espacio de trabajo se encuentra la óptica de salida de un láser de
sinterizado en forma de un escáner. El escáner constituye al mismo
tiempo el sistema óptico para el barrido del rayo láser, el cual
suministra la energía necesaria para el sinterizado del material de
sinterización. Bajo este sistema óptico se encuentra una plataforma
para la pieza de trabajo que se puede desplazar en altura, sobre la
cual está previsto un dispositivo de alimentación del material con
un recubridor, en donde el recubridor sirve para la alimentación del
material de sinterización en forma de polvo procedente de un
recipiente de almacenamiento en la zona de proceso sobre la
plataforma para la pieza de trabajo.
Con una máquina de sinterización por láser como
ésta se construye por capas la pieza de trabajo en una zona central
de la plataforma para la pieza de trabajo que se puede desplazar en
altura. Pero, a fin de impedir que el material de sinterización en
forma de polvo que no ha sido iluminado y por consiguiente no está
sinterizado, se caiga de la plataforma para la pieza de trabajo, en
la zona perimetral de la plataforma, hasta ahora sustancialmente a
la vez que se construía la propia pieza de trabajo, se construía un
borde, es decir un borde sinterizado, el cual sirve como
delimitación de la plataforma para la pieza de trabajo.
Una tal forma de proceder estaba ligada en varios
aspectos con desventajas, a saber, entre otras, que la construcción
del borde sobre la plataforma para la pieza de trabajo necesita un
tiempo adicional de iluminación y además exige un polvo
termoplástico adicional y que ya no se puede volver a utilizar.
Además de esto, también es particularmente
desventajoso que, cuando se produce un fallo constructivo en la zona
del borde no se forma una estructura delimitadora de tipo cajón
suficientemente estable, lo cual antes o después bien puede conducir
a deformaciones al retirar la pieza de trabajo de la plataforma para
la pieza de trabajo que se puede desplazar en altura, y con ello al
envío de la pieza de trabajo a la chatarra.
Además de lo anterior, al retirar la plataforma
para la pieza de trabajo de la máquina de sinterización por láser,
las roturas del borde o desperfectos del borde conducen a que el
polvo llene la zona inferior de la máquina de sinterización por
láser, ensucie dicha zona y con ello ocasione trabajos adicionales
de mantenimiento y tiempos de parada de la máquina de sinterización
por láser.
Para vencer esos inconvenientes de las máquinas
de láser conocidas por el estado de la técnica, por el documento de
publicación alemán DE 198 46 478 es conocido cómo emplazar un
recipiente intercambiable que forma un bastidor delimitador en el
espacio de trabajo de la sinterización en el que la plataforma para
la pieza de trabajo está integrada como suelo. Además en el espacio
de trabajo para el sinterizado está dispuesto un dispositivo de
soporte en el que se apoya la plataforma para la pieza de trabajo
durante el servicio de la máquina de sinterización por láser. Un
recipiente intercambiable de este tipo presenta con ello por una
parte un aspecto externo de tipo cajón que forma el bastidor
delimitador, y por otra parte una usual o conocida plataforma para
la pieza de trabajo que está integrada con posibilidad de
desplazarse en altura en esta zona de tipo de cajón.
Durante la construcción por capas de la pieza de
trabajo el suelo del recipiente desciende de forma sucesiva, es
decir, cada vez un espesor de capa, por el interior del bastidor
delimitador, y la zona situada por encima de la plataforma para la
pieza de trabajo se llena de nuevo una y otra vez con material de
sinterización en forma de polvo, lo cual se lleva a cabo de una
forma y manera tradicional por medio de un recubridor.
Con un recipiente intercambiable de este tipo
ahora ya no se tiene que construir a la vez ningún borde durante la
construcción de la pieza de trabajo. Para ello es del todo
suficiente que se sinterice únicamente la propia pieza de trabajo
que se apoya protegida contra deformaciones en el interior del
recipiente intercambiable estable y en el material de sinterización
no sinterizado allí incluido.
Además, el recipiente intercambiable se puede
retirar como un todo y poner en su lugar otro nuevo de manera que no
es necesario esperar hasta que la respectiva pieza de trabajo sea
tan estable como para que pueda ser retirada sin problemas.
En el caso de un recipiente intercambiable de
este tipo se ha mostrado sin embargo como un inconveniente que la
manipulación de la plataforma para la pieza de trabajo para la
construcción de componentes resulte relativamente costosa. Si por
ejemplo después de la construcción de un modelo, la plataforma para
la pieza de trabajo tiene que ser retirada del recipiente
intercambiable y ser sustituida por una plataforma vacía, esto se
tiene que llevar a cabo de un modo y manera muy preciso para que la
plataforma se pueda colocar y sujetar de nuevo con exactitud en el
recipiente intercambiable.
Se ha mostrado como particularmente difícil que
entre la plataforma para la pieza de trabajo y el recipiente
intercambiable estén previstos medios que dispongan de una junta.
Las juntas son muy importantes en el caso de la utilización de
materiales pulverulentos durante el proceso de construcción puesto
que pueden influir por ejemplo en el ajuste de la altura de la
plataforma para la pieza de trabajo en el recipiente
intercambiable.
Así por ejemplo es conocido que en el recipiente
intercambiable se dispongan ahuecamientos de encaje para el ajuste
en altura que cubren la pieza de trabajo de modo estanco frente al
polvo en la zona por encima de la plataforma para la pieza de
trabajo. Pero este tipo de juntas tienen que ser retiradas del
recipiente intercambiable cuando se retira la plataforma para la
pieza de trabajo y entonces volverse a colocar cuando se introduce
una nueva plataforma para la pieza de trabajo.
Es pues tarea de la presente invención
proporcionar un recipiente intercambiable con el cual se pueda
facilitar la manipulación durante la retirada y la introducción de
plataformas para la pieza de trabajo.
Esta tarea queda resuelta con un recipiente
intercambiable del tipo mencionado al principio debido a que en el
recipiente intercambiable está previsto un soporte encima del cual
se coloca la plataforma para la pieza de trabajo.
Esto significa que según la invención la
plataforma para la pieza de trabajo que se retira del recipiente
intercambiable por ejemplo simplemente tan solo ha de ser colocada
sobre el soporte que está convenientemente unido con el recipiente
intercambiable simplemente soporta la plataforma. Por tanto, la
plataforma para la pieza de trabajo no tiene que colocarse y también
sujetarse o unirse cada vez después del intercambio de una forma
exacta en el recipiente intercambiable.
Es preciso remarcar que el recipiente
intercambiable acorde con la invención se puede emplear en todos los
dispositivos conocidos por el especialista para la construcción de
modelos. En especial, además no está limitado al empleo en un
determinado proceso de construcción de modelos. Puede ser utilizado
tanto en un dispositivo para el sinterizado selectivo por láser como
en un dispositivo para la construcción de modelos de fundición de
arena de moldeo, resina de fundición y endurecedores.
Cuando se ha expresado que la plataforma para la
pieza de trabajo se debe poder insertar como suelo en el recipiente
intercambiable no se debe entender que la plataforma para la pieza
de trabajo se haya de disponer en el fondo del recipiente
intercambiable o que forme al menos la zona más baja del mismo. El
concepto de suelo se ha de entender aquí mucho mejor como una
especie de suelo de repisa o de estante. De esta forma no quedan
excluidos otros "suelos" en el recipiente intercambiable o una
zona de suelo especialmente configurada del recipiente
intercambiable.
Sin embargo, a fin de configurar el recipiente
intercambiable lo más sencillo posible, se ha mostrado como
ventajoso que el soporte se configure como marco. Para ello, el
marco podría configurarse por ejemplo circundante sobre la pared
interna del recipiente intercambiable. Pero también podría
igualmente tener una configuración por tramos parciales. En
cualquier caso, debe estar conformado con la suficiente anchura para
que la plataforma para la pieza de trabajo se pueda colocar encima
de él de una forma segura y no se pueda ladear en determinadas
circunstancias.
Si en el recipiente intercambiable son aún
previsibles inclinaciones en su zona inferior, es posible conseguir
una rigidez claramente superior en la construcción del marco del
recipiente intercambiable. A este respecto se han mostrado
particularmente ventajosos los travesaños o refuerzos transversales.
Pero también es imaginable cualquier otro tipo de refuerzo, como por
ejemplo traviesas diagonales.
Los conceptos utilizados de "arriba" y
"abajo" siempre se refieren con arreglo a la presente invención
a una posición correcta de operación del recipiente intercambiable.
Una tal posición es aquella en la que se encuentra el recipiente
durante la construcción de un modelo en un correspondiente
dispositivo. En ese caso la plataforma para la pieza de trabajo
instalada en el recipiente intercambiable muestra hacia arriba la
cara sobre la que se construye el modelo.
Con preferencia, al menos la zona inferior del
recipiente intercambiable acorde con la invención debería presentar
un tipo de entalladuras para que pueda encajar una carretilla
elevadora de horquilla y sea posible de una forma sencilla el
transporte con una carretilla elevadora.
Si además se dispone al menos un asa de
transporte en los lados del recipiente intercambiable, también se
puede llevar a cabo de una forma sencilla el transporte del
recipiente intercambiable por medio de una grúa.
Para aumentar todavía más la rigidez del
recipiente intercambiable, con preferencia se configura dicho
recipiente intercambiable de doble pared.
Aunque básicamente el recipiente intercambiable y
también la plataforma para la pieza de trabajo, vistos en planta
pueden presentar cualquier forma imaginable, sin embargo y por
razones de factibilidad y sencillez en la construcción se han
mostrado como ventajosas las formas rectangular y cuadrada.
Básicamente sería posible introducir por abajo en
el recipiente intercambiable un ajuste de la altura o también
integrarlo como componente fijo en el recipiente intercambiable.
Sin embargo, para conseguir comportamientos
estables durante el uso de un ajuste en altura incorporado fijo en
un respectivo dispositivo, resulta ventajoso que en el recipiente
intercambiable, sustancialmente en cada lado, es decir en dos lados
situados en posiciones opuestas, estén previstas entalladuras que
discurran desde arriba hacia abajo para el ajuste en altura.
Además, el recipiente intercambiable comprende
cuatro paredes laterales dispuestas sustancialmente en ángulo recto
entre sí. En el interior de dichas paredes laterales se conduce la
plataforma para la pieza de trabajo con posibilidad de desplazarse
en altura.
Con preferencia, deberán estar previstos además
medios mediante los cuales se cubran herméticamente contra el polvo
las entalladuras en la zona por encima de la plataforma para la
pieza de trabajo. A este respecto puede estar previsto que al menos
en la zona de las entalladuras esté prevista una junta entre una
pared interior de un recipiente intercambiable y el soporte.
Esto se lleva a cabo de modo preferente mediante
un tipo de rollo, por ejemplo de chapa, que se sujeta en el canto
superior del recipiente intercambiable y durante el descenso de la
plataforma para la pieza de trabajo se coloca sobre la cara interior
de la pared del recipiente y cubre de este modo las
entalladuras.
A fin de que, en determinadas circunstancias, la
chapa no se enganche entre las garras de ataque y la plataforma para
la pieza de trabajo, con preferencia se conduce en el soporte de la
plataforma para la pieza de trabajo por medio de los
correspondientes cojinetes de deslizamiento en el interior del
recipiente intercambiable.
Junto a esto, se pueden disponer en el recipiente
intercambiable elementos magnéticos de sujeción que actúan de forma
combinada con el rollo. Entonces, el rollo se ajusta con gran
intimidad mediante los imanes de sujeción contra la cara interna de
la pared trasera del recipiente, con lo cual no puede caer nada o
muy poco polvo en la zona inferior de la máquina.
La configuración con un elemento magnético de
sujeción limita la selección de los materiales de las piezas del
recipiente intercambiable. Otra junta que no utiliza ningún elemento
magnético de sujeción entre el soporte y la pared interior del
recipiente intercambiable está representada por una junta de fieltro
que, en particular para conseguir la necesaria presión de apriete,
se puede cargar además mediante resortes.
El recipiente intercambiable acorde con la
invención se ha mostrado ventajoso, en particular para el empleo en
un dispositivo para la construcción de modelos de arena de moldeo,
resina de fundición y los correspondientes endurecedores.
Pero también es imaginable el empleo en un
dispositivo para la sinterización selectiva por láser.
A continuación se explica con más detalle la
invención con la ayuda de una forma de ejecución favorita haciendo
referencia a los dibujos adjuntos. Se muestran aquí:
Figura 1 una vista tridimensional de un
recipiente intercambiable con la plataforma para la pieza de trabajo
incorporada, en una representación en sección según una forma de
ejecución favorita de la invención;
Figura 2 una vista fragmentaria ampliada de la
sección de la figura 1 en una vista frontal, y
Figura 3 una vista fragmentaria aún más ampliada
de la representación de la figura 2.
En la figura 1 se muestra un recipiente 1
intercambiable en una vista en sección en tres dimensiones. Es decir
que el recipiente 1 intercambiable está presentado ciertamente en
una representación tridimensional, en la que está representado
abierto por una sección. El recipiente intercambiable presenta en
total cuatro paredes laterales que están dispuestas de tal manera
que en planta presentan una sección transversal rectangular.
En ese recipiente 1 intercambiable se encuentra
colocada como un suelo una plataforma 2 para la pieza de trabajo, al
estilo de una repisa de armario o de estante. Esta plataforma 2 para
la pieza de trabajo está también nuevamente colocada sobre un
soporte 3 que no se puede ver en la figura 1.
En las figuras 2 y 3, que representan la vista en
sección aún con mayor exactitud, esquematizada y en una vista
frontal, se puede apreciar que el soporte 3 está configurado además
como una especie de marco que sustancialmente discurre circundando
la pared interior del recipiente 1 intercambiable.
Como sigue deduciéndose de la figura 1 sobre el
suelo del recipiente 1 intercambiable están previstos refuerzos 4
transversales que unen unas con otras las paredes laterales situadas
enfrentadas entre sí del recipiente 1 intercambiable. Además, se
puede ver en la figura 1 que en cada caso discurren dos refuerzos
transversales entre las paredes laterales. Además, estos refuerzos 4
transversales presentan una sección relativamente grande, lo cual
conduce a una rigidez muy incrementada del recipiente 1
intercambiable.
Para conseguir una rigidez todavía mayor del
recipiente 1 intercambiable, de acuerdo con la segunda forma de
ejecución favorita el recipiente 1 intercambiable está configurado
con doble pared.
Además, al menos en uno de los lados del
recipiente 1 intercambiable se ha previsto un asa 5 de transporte
que permite el transporte mediante por ejemplo una grúa, con lo cual
el recipiente 1 intercambiable por ejemplo se puede instalar
mediante una grúa en un dispositivo para la construcción de modelos,
o sencillamente puede ser transportado a lo largo de grandes
distancias.
Como se puede deducir, en particular de la figura
2, a diferencia de las conocidas soluciones según el estado de la
técnica, la plataforma 2 para la pieza de trabajo que se puede
instalar en el recipiente 1 intercambiable está configurada de tal
manera que se apoya sobre un soporte 3, en este caso un marco.
El ajuste en altura de la plataforma 2 para la
pieza de trabajo se produce a través de un ajuste de la altura del
marco 3 sobre el cual se apoya la plataforma 2 para la pieza de
trabajo, de tal manera que se tiene que lograr el correspondiente
sellado entre la pared interior del recipiente 1 intercambiable y el
marco 3 para que durante la construcción de modelos a partir de
material en polvo, dicho polvo no entre en el ajuste en altura.
En el recipiente 1 intercambiable están previstas
entalladuras, como se muestra en particular en la figura 1, las
cuales discurren sustancialmente de arriba hacia abajo y que sirven
para el ajuste en altura del marco 3. En uno de los usos del
recipiente 1 intercambiable para un dispositivo para la construcción
de modelos, y por supuesto en especial modelos de fundición, el
recipiente 1 intercambiable puede ser utilizado de tal manera que en
las entalladuras 6A, 6B, 6C, 6D del dispositivo se meten garras que
encajan por debajo de la plataforma 2 para la pieza de trabajo. Esas
garras están otra vez ellas mismas sujetas por ejemplo en una placa
de elevación, la cual por su parte está sujeta por medio de guías
lineales y de un husillo tensor al respectivo marco o a la carcasa
del dispositivo. Para iniciar un proceso de construcción se lleva la
plataforma 2 para la pieza de trabajo a su posición más elevada y
con ello queda lista para el arranque del proceso de
construcción.
Para el encaje lateral por ejemplo de las garras
en el recipiente 1 intercambiable están previstas en dicho
recipiente 1 intercambiable unas entalladuras 6A, 6B, 6C, 6D que
preferentemente atraviesan la pared del recipiente. Pero sin
embargo, esas entalladuras GA, 6B, 6C, 6D no deben poderse ensuciar
por arena o similares que caigan de la plataforma 2 de la pieza de
trabajo. En consecuencia, con preferencia para el sellado se ha de
tener cuidado de que por medio de unas chapas 7 delgadas sujetas al
recipiente 1 intercambiable, en particular a su canto superior, las
cuales durante la marcha de la construcción de modelos, por ejemplo
mediante la presión de la arena de moldeo, dichas chapas se apliquen
sobre la cara interna del recipiente 1 intercambiable y de esta
forma cubran y tapen la ranura. Para que ahora, durante el empleo en
un dispositivo anteriormente descrito, esas chapas 7 no se enganchen
entre una garra y el soporte, por ejemplo el marco 3, se conducen en
el interior del recipiente 1 intercambiable, con preferencia en el
soporte 3, mediante los correspondientes cojinetes de
deslizamiento.
Esos cojinetes de deslizamiento pueden ser por
ejemplo bandas 8A, 8B deflectoras representadas en las figuras 2 y
3.
La chapa 7 actúa entonces como una especie de
rodillo que se aplica sobre la cara interna de la pared del
recipiente 1 intercambiable durante el descenso de la plataforma 2
para la pieza de trabajo o del marco 3 y en consecuencia cubre las
entallas 6A, 6B, 6C, 6D de engranado.
A fin de conseguir una junta todavía mejor entre
el marco 3 y el recipiente 1 intercambiable, o en particular su
pared interior, con preferencia se integra otra junta 9 en una
ranura lateral del marco 3, cuya junta en este caso y de acuerdo con
la forma de ejecución favorita mostrada, está configurada como junta
9 de fieltro. Esta junta 9 de fieltro está solicitada por muelles 10
para poder alcanzar la necesaria presión de apriete.
Una junta 9 de este tipo, debido a la presión de
apriete ejercida por los muelles 10 puede compensar al máximo los
defectos de planicidad del recipiente 1 intercambiable. Además,
también debido a esta clase de solicitación por muelles se puede
renunciar al empleo de materiales de elevada flexibilidad y por eso
también altamente sensibles.
Con una configuración de este tipo del recipiente
1 intercambiable es posible de una forma ventajosa retirar la
plataforma 2 para la pieza de trabajo del recipiente 1
intercambiable, por ejemplo elevarla y reemplazarla por otra
plataforma 2 para la pieza de trabajo vacía, sin que se tengan que
retirar del recipiente 1 intercambiable las correspondientes juntas
eventualmente previstas.
Claims (15)
1. Recipiente intercambiable para un dispositivo
de construcción de modelos, que forma un bastidor delimitador y en
el que se puede insertar como suelo una plataforma para pieza de
trabajo, caracterizado porque en el recipiente (1)
intercambiable está previsto un soporte (3) encima del cual está
colocada la plataforma (2) para la pieza de trabajo.
2. Recipiente intercambiable según la
reivindicación 1, caracterizado porque el soporte (3) está
configurado como marco.
3. Recipiente intercambiable según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque en una zona por
debajo de la plataforma (2) para la pieza de trabajo del recipiente
(1) intercambiable están previstos travesaños (4).
4. Recipiente intercambiable según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el
recipiente (1) intercambiable está configurado de tal forma que se
le puede acoplar la horquilla de una carretilla elevadora.
5. Recipiente intercambiable según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque al menos en
una zona superior del recipiente (1) intercambiable está prevista al
menos un asa (5) de transporte.
6. Recipiente intercambiable según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el
recipiente está configurado de doble pared.
7. Recipiente intercambiable según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el soporte
(3) se puede ajustar en altura.
8. Recipiente intercambiable según la
reivindicación 7, caracterizado porque en las paredes
laterales están previstas entalladuras (6A, 6B, 6C, 6D) que
discurren sustancialmente de arriba hacia abajo para el ajuste en
altura del soporte (3).
9. Recipiente intercambiable según la
reivindicación 8, caracterizado porque al menos en la zona de
las entalladuras (6A, 6B, 6C, 6D) está prevista una junta (7).
10. Recipiente intercambiable según la
reivindicación 9, caracterizado porque la junta (7) está
formada por una chapa sujeta en el canto superior del recipiente (1)
intercambiable.
11. Recipiente intercambiable según la
reivindicación 10, caracterizado porque las chapas son
conducidas sobre cojinetes (8A, 8E) de deslizamiento previstos sobre
el soporte (3) hacia dentro del recipiente (1) intercambiable.
12. Recipiente intercambiable según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque entre el
soporte (3) y la pared interior del recipiente (1) intercambiable
está prevista otra junta (9), en particular una junta de
fieltro.
13. Recipiente intercambiable según la
reivindicación 12, caracterizado porque la otra junta (9)
está sometida a solicitación por al menos un muelle (10).
14. Uso del recipiente intercambiable según una
de las anteriores reivindicaciones en un dispositivo para la
construcción de modelos de arena de moldeo, resinas de fundición y
endurecedores.
15. Uso del recipiente intercambiable según una
de las reivindicaciones 1 a 13 en un dispositivo para la
construcción de modelos mediante sinterizado por láser.
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