ES2284099T3 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de productos por sinterizado y/o fusion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de productos por sinterizado y/o fusión sin molde, en el que los productos (2) se forman capa por capa mediante un haz (7) altamente energético guiado por datos a partir de un material (5) que ha de aplicarse por capas, caracterizado porque el haz (7) irradia posiciones (P1-P6) predeterminadas de una capa de material varias veces, respectivamente, es decir, m veces, siendo m un número entero mayor de 1, siendo válido para cada una de estas posiciones (P1-P6) que en la primera irradiación se calienta en primer lugar a una temperatura por debajo de la temperatura de fusión (Tfusión) del material (5) y que en la irradiación m se calienta a una temperatura m por encima de esta temperatura de fusión (Tfusión), fundiéndose el material durante este proceso por completo a lo largo de todo el grosor de la capa, de modo que el material (5) se une en esta posición (P1-P6) a la capa dispuesta por debajo.
Description
Procedimiento y dispositivo para la fabricación
de productos por sinterizado y/o fusión.
La invención según el preámbulo de la
reivindicación 1 se refiere a un procedimiento para la fabricación
de productos por sinterizado y/o fusión sin molde, en el que los
productos se forman capa por capa mediante un haz altamente
energético guiado por datos a partir de un material que ha de
aplicarse por capas.
Además, la invención se refiere a un dispositivo
según el preámbulo de la reivindicación 10 para la realización de
un procedimiento de este tipo, presentando el dispositivo lo
siguiente: una fuente de haz para la generación de este haz, una
plataforma para el alojamiento de un material que ha de aplicarse
por capas y un dispositivo de control para controlar el haz,
mediante el cual el haz puede guiarse de forma controlada por datos
para formar los productos capa por capa a partir del material.
Son conocidos los procedimientos y dispositivos
de este tipo. Se usan, entre otras áreas, en el área de la
fabricación de productos dentales, como por ejemplo coronas
dentales, puentes dentales, implantes, etc. No obstante, también
pueden usarse para otras aplicaciones.
Por el documento US5.908.569 se conoce un
dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 10 y un
procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 para la
fabricación de objetos tridimensionales por sinterizado por láser,
en el que un haz de láser se guía mediante un espejo deflector por
una capa de polvo, para repasar los puntos según la sección
transversal del objeto que ha de ser formado y sinterizar el polvo
en estos puntos. Por el documento US5.427.733 se conoce un
dispositivo igual, en el que el haz de láser se guía en líneas
sucesivas por una capa de polvo para unir el polvo en la zona del
haz enfocado.
No obstante, debido a la elevada precisión
requerida de los productos que han de ser fabricados, estos
dispositivos conocidos presentan un equipamiento muy complicado,
por lo que son muy costosos. No obstante, pueden reducirse los
gastos por pieza de los productos que han de ser fabricados si se
reduce el tiempo de fabricación de un producto que ha de ser
fabricado, puesto que de esta forma es posible aumentar la
eficiencia de un dispositivo de este tipo.
Por lo tanto, la invención está basada en el
problema técnico de reducir el tiempo de fabricación en la
fabricación de productos por sinterizado y/o fusión sin molde.
La invención resuelve este problema en un
procedimiento del tipo indicado al principio porque el haz altamente
energético irradia posiciones predeterminadas de una capa de
material varias veces, respectivamente, es decir, m veces, siendo m
un número entero mayor de 1, siendo válido para cada una de estas
posiciones que en la primera irradiación se calienta en primer
lugar a una temperatura por debajo de la temperatura de fusión del
material y que en la irradiación m se calienta a una temperatura m
por encima de esta temperatura de fusión fundiéndose durante este
proceso por completo a lo largo de todo el grosor de la capa de modo
que le material se une en esta posición a la capa dispuesta por
debajo, según la reivindicación 1.
La invención resuelve este problema además
mediante un dispositivo del tipo indicado al principio en el que el
dispositivo de control está realizado de tal forma que mediante el
dispositivo de control el haz puede controlarse de la forma
explicada anteriormente, según la reivindicación 10.
La invención ha detectado que se puede reducir
el tiempo de fabricación si la energía del haz altamente energético
se acopla en varias etapas al material. En la primera etapa se
produce un acoplamiento de energía en una posición determinada de
la capa de material, hasta que la zona correspondiente de la capa de
material en esta posición se haya calentado a una temperatura poco
por debajo del punto de fusión. En la última etapa de acoplamiento
de energía, el haz calienta en esta zona por encima de la
temperatura de fusión fundiéndose el material durante este proceso
con la capa dispuesta por debajo. De esta manera se forma el
producto que ha de ser fabricado.
Durante la fusión o el sinterizado mediante un
haz altamente energético es importante que cada zona en la que
incide el haz alcance el punto de fusión del material, aunque sin
sobrepasar el punto de evaporación, puesto que en este caso el
material sólo se evaporaría sin que se formara el producto que ha de
ser fabricado.
No obstante, el haz alcanza siempre sólo un
tramo superficial de la capa de material irradiada. Por lo tanto,
se calienta en primer lugar sólo la superficie de esta zona
irradiada. El haz no alcanza el lado de esta zona no orientada
hacia el haz. Por lo tanto, el calentamiento del lado no orientado
hacia el haz se realiza sólo mediante un transporte de calor en el
interior de esta zona. Debido a ello se limita la velocidad máxima
de mecanizado.
Sin embargo, la invención supera esta limitación
irradiando una o cada posición varias veces, de modo que puede
producirse un transporte de calor en el interior de la zona
correspondiente de la capa de material del lado caliente al lado
frío de esta zona durante un lapso de tiempo durante el cual no se
irradia la superficie de esta zona. Este lapso de tiempo puede
aprovecharse para calentar otra zona. Después de haberse calentado
esta otra zona, el haz vuelve a la zona indicada en primer lugar y
puede proseguir o terminar el proceso de calentamiento.
\newpage
Gracias a una irradiación alternante de este
tipo no es necesario esperar durante la irradiación largos procesos
de compensación de temperatura en el interior de la zona irradiada.
Por el contrario, pueden realizarse estos procesos de compensación
de temperatura después de haberse finalizado temporalmente un
proceso de irradiación habiéndose empezado o proseguido otro
proceso de radiación.
De esta forma se acortan fundamentalmente los
tiempos de irradiación de las diferentes posiciones o zonas del
material. Esta irradiación alternante permite, además, una mayor
potencia de la fuente de haz, por ejemplo, de un láser o de una
fuente de haz de electrones y, por lo tanto, una mayor alimentación
de energía a la posición en cuestión. El peligro de las
evaporaciones a modo de explosión de pequeñas partículas de material
se reduce considerablemente porque después de poco tiempo el haz se
dirige a otra posición.
En una forma de realización especialmente
preferible, las posiciones que han de ser irradiadas de una capa de
material se irradian dos veces. Para ello, cada una de estas
posiciones se irradia en primer lugar durante un primer lapso de
tiempo, no irradiándose durante un segundo lapso de tiempo. El
segundo lapso de tiempo de la no irradiación es al menos igual de
largo o dos veces más largo que el primer lapso de tiempo de
irradiación.
En otra forma de realización preferible, las
posiciones que han de ser irradiadas de una capa de material se
irradian tres veces. Para ello, cada una de estas posiciones se
irradia, a su vez, en primer lugar durante un primer lapso de
tiempo, no irradiándose durante un segundo lapso de tiempo. Este
proceso se repite posteriormente en esta posición. Finalmente se
realiza una tercera irradiación con el primer lapso de tiempo. El
segundo lapso de tiempo de la no irradiación es, respectivamente,
al menos igual de largo o dos veces más largo o cuatro veces más
largo que el primer lapso de tiempo de irradiación.
En una forma de realización especialmente
preferible, el haz se guía con un movimiento fundamentalmente lineal
hacia adelante y hacia atrás. El movimiento orientado hacia
adelante se realiza a lo largo de un recorrido más largo que el
movimiento orientado hacia atrás. De esta forma se consigue una
alternancia sencilla de irradiación/no irradiación de posiciones
dispuestas en un entorno adyacente.
Preferiblemente, a este primer movimiento se
sobrepone un segundo movimiento en forma de meandros. De esta forma
pueden generarse de forma especialmente uniforme las zonas
conformadas como superficies planas del producto que ha de ser
fabricado.
En otra forma de realización preferible, durante
y/o después de la irradiación de una capa, se mide ópticamente un
contorno del producto que se está formando o que se ha formado. Los
datos de medición obtenidos de esta forma se comparan
posteriormente con datos teóricos. Si en esta comparación se detecta
una desviación, el haz se regula según la desviación detectada. De
esta forma puede mejorarse aún más la precisión y exactitud de
medidas de los productos que han de ser fabricados.
Otras formas de realización preferibles resultan
de los ejemplos de realización explicados más detalladamente con
ayuda de los dibujos adjuntos. Muestran:
la fig. 1 un alzado lateral esquemático de un
dispositivo para la fabricación de productos por sinterizado y/o
fusión por láser sin molde según un ejemplo de realización de la
invención;
la fig. 2 una representación esquemática para
mostrar el acoplamiento de calor y el proceso de compensación de
temperatura en el interior de una partícula de polvo de un material
en polvo durante el sinterizado o la fusión por láser;
la fig. 3 un diagrama para mostrar el desarrollo
de las temperaturas en el exterior o interior de una partícula de
polvo en el lado orientado hacia un haz de láser y en el lado no
orientado hacia el haz de láser con dos estrategias de irradiación
distintas;
la fig. 4 un guiado posible de un haz de láser
para la irradiación de posiciones predeterminadas;
la fig. 5 otro guiado posible de un haz de láser
para la irradiación de posiciones predeterminadas; y
la fig. 6 otro diagrama para mostrar el
desarrollo de las temperaturas en el exterior o interior de una
partícula de polvo en el lado orientado hacia un haz de láser y en
el lado no orientado hacia el haz de láser con dos estrategias de
irradiación distintas.
La fig. 1 muestra un dispositivo 1 para la
fabricación de productos metálicos y/o no metálicos 2, en particular
de productos dentales, como coronas dentales, puentes dentales,
implantes dentales, etc. por sinterizado y/o fusión por láser sin
molde. El dispositivo 1 presenta una mesa 3 con una plataforma 4
ajustable en altura, en la que está dispuesta una placa de
substrato 4A. Mediante un accionamiento no representado, la
plataforma 4 puede ajustarse paso por paso en su
altura, en particular en pasos adaptados al tamaño de partículas de polvo de un material 5 que se presenta en polvo.
altura, en particular en pasos adaptados al tamaño de partículas de polvo de un material 5 que se presenta en polvo.
El dispositivo 1 presenta, además, un láser 6,
por ejemplo un láser de CO_{2}, dispuesto por encima de la mesa
3, cuyo haz 7 es guiado mediante un dispositivo adecuado, en
particular un galvanómetro de espejo 8 controlado por
ordenador.
El dispositivo 1 presenta, además, un mecanismo
de recubrimiento 9, mediante el cual el material 5 en polvo se
distribuye uniformemente en la superficie de la mesa 3, de modo que
se llena en particular el espacio entre la superficie de la
plataforma 4 y la superficie de la mesa 3 hasta la superficie de la
mesa 3 con el material 5 en polvo.
La fabricación de un producto 2 se realiza de la
siguiente manera: en primer lugar, la plataforma 4 se encuentra en
una posición inicial superior. A continuación, se activa el láser 6
y su haz de láser 7 se dirige al material 5 en polvo. El haz de
láser 7 compacta y funde el material 5 en polvo debido al calor
generado por el mismo, sinterizándose o fundiéndose este material
con partículas de polvo adyacentes, en función del valor de la
energía aplicada al material 5 en polvo. El haz de láser 7 irradia
según una forma previamente programada del producto 2 que ha de ser
fabricado, es decir, de forma controlada por datos, posiciones
predeterminadas del material 5 en polvo. En las zonas irradiadas
por el haz de láser 7 se forma una capa de material fundido o
sinterizado.
En cuanto se haya acabado una capa, el láser 6
se desactiva y la plataforma 4 se baja lo que corresponde a un
grosor de capa, que está adaptado, por ejemplo, al diámetro medio de
las partículas de polvo del material 5. Mediante el mecanismo de
recubrimiento 9 se aplica, acto seguido, una nueva capa del material
5 en polvo y se alisa. A continuación, se vuelve a activar el láser
6 y el haz de láser 7 repasa de nuevo de forma controlada por
ordenador posiciones predeterminadas, en las que el material 5 en
polvo debe fundirse o sinterizarse con la capa generada
anteriormente o incluso en zonas adyacentes o también no adyacentes
a ésta. Este proceso de la aplicación de capas de material de
partida 5 en polvo y del sinterizado y de la fusión de estas capas
con las capas anteriormente aplicadas mediante el haz de láser 7 se
realiza repetidas veces, hasta que se haya formado el producto 2 en
la forma deseada.
El dispositivo 1 presenta un dispositivo de
controlar 10, mediante el cual se controla, en particular, la
activación y la desactivación de láser 6, así como el
posicionamiento del haz de láser 7 mediante el galvanómetro de
espejo 8 y el ajuste de altura de la plataforma 4. La coordinación
de estos componentes del dispositivo 1 garantiza la realización
deseada del producto 2.
El dispositivo de control 10 genera sus
comandos, por un lado, en función de datos de modelo previamente
guardados del producto. Por otro lado, el dispositivo de control 10
genera sus comandos en función de datos de medición obtenidos
durante y/o después de la irradiación de una capa mediante medición
óptica de un contorno del producto 2 que se está generando o que se
ha generado. Estos datos de medición obtenidos son comparados por el
dispositivo de control 10 con datos teóricos. Si en esta
comparación se detecta una desviación entre los datos teóricos y
los datos de medición, el haz de láser 7 se regula mediante el
dispositivo de control 10 vía acción sobre el láser 6 y el
galvanómetro de espejo 8 según la desviación detectada.
El haz de láser 7 está concentrado en un grado
muy elevado para conseguir una densidad elevada de la energía. El
haz de láser 7 incide, por lo tanto, casi de forma puntual en el
material 5. No obstante, un "punto" de este tipo tiene una
extensión plana.
La fig. 2 muestra el haz de láser 7 en una
representación a una escala fuertemente ampliada, como incide en
una partícula de polvo 11 del material 5 en polvo. Durante el
sinterizado por láser o la fusión por láser debe fundirse por
completo una pluralidad de las partículas en polvo 11 aplicadas por
capas fundiéndose con la capa dispuesta por debajo. Para ello, cada
punto en el interior de la partícula de polvo 11 debe alcanzar el
punto de fusión del material, aunque sin sobrepasar el punto de
evaporación.
El haz de láser 7 incidente calienta la
superficie de la partícula de polvo 11. No obstante, el lado de la
partícula 11 no orientado hacia el haz de láser 7 no es alcanzado
directamente por la radiación láser. El calentamiento de este lado
no orientado hacia el haz se realiza, por lo tanto, exclusivamente
mediante un transporte de calor Q en el interior de la partícula de
polvo 11. Una partícula de polvo 11 presenta, por lo tanto, dos
puntos con valores de temperatura extremos, es decir, una primera
temperatura elevada T_{1} en el lado orientado hacia el haz de
láser 7 y una temperatura en comparación baja T_{2} en el lado de
la partícula de polvo 11 no orientado hacia el haz de láser 7.
Como ya se ha explicado anteriormente, también
la temperatura baja T_{2} debe alcanzar el punto de fusión del
material. No obstante, durante este tiempo la temperatura elevada
T_{1} no debe sobrepasar el punto de evaporación. Debido al
transporte de calor Q en el interior de la partícula de polvo 11
resulta una diferencia de temperatura máxima admisible de
T_{1}–T_{2} que limita una velocidad máxima de mecanizado.
La fig. 3 muestra el desarrollo de las
temperaturas en el lado orientado hacia el haz de láser 7 y en el
lado no orientado hacia el haz de láser en una partícula de polvo,
concretamente para dos estrategias de radiación (A y B).
La primera estrategia de radiación (A) está
representada con líneas de trazo interrumpido. Corresponde al
procedimiento convencional. El desarrollo de la temperatura en
función del tiempo T_{1A} describe la temperatura en el lado
orientado hacia el haz de láser de la partícula de polvo 11. De
forma correspondiente, el desarrollo de temperatura T_{2A}
describe la temperatura en el lado no orientado hacia el haz de
láser. La partícula de polvo 11 se funde por completo, cuando tanto
la temperatura T_{1A} como también la temperatura T_{2A} haya
sobrepasado la temperatura de fusión T_{fusión}. Después de
sobrepasarse esta temperatura de fusión también en el lado de la
partícula de polvo no orientado hacia el haz de láser, puede
comenzarse con la fusión de la siguiente posición.
\newpage
Una segunda estrategia de radiación (B) está
representada en la fig. 3 con líneas de trazo continuo. Esta
estrategia de radiación corresponde a un ejemplo de realización de
la presente invención. El desarrollo de la temperatura T_{1B} se
refiere a la temperatura en el lado de la partícula de polvo 11
orientado hacia el haz de láser 7, mientras que el desarrollo de
temperatura T_{2B} describe la temperatura en el lado de la
partícula de polvo 11 no orientado hacia el haz de láser 7.
El haz de láser 7 se conecta en primer lugar
durante un lapso de tiempo \Deltat_{con}. El lado de la
partícula de polvo 11 orientado hacia el haz de láser 7 empieza a
calentarse hasta alcanzar una temperatura por debajo de la
temperatura de fusión T_{fusión}. A continuación, el haz de láser
ya no se dirige a esta posición, de modo que en esta posición ya no
tiene lugar un acoplamiento de energía. El lapso de tiempo de la
interrupción del acoplamiento de energía o de la no irradiación de
esta posición se identifica en la fig. 3 con \Deltat_{des}. A
continuación, el haz de láser vuelve a dirigirse a la misma
posición, de modo que vuelve a tener lugar un acoplamiento de
energía, lo cual conduce, a su vez, a un fuerte aumento de la
temperatura T_{1B} durante un lapso de tiempo \Deltat_{con}.
La temperatura en el lado de la partícula de polvo 11 no orientado
hacia el haz de láser aumenta también considerablemente poco
después, hasta que se alcance la temperatura de fusión Tfusión.
En esta estrategia según la invención se
irradia, por lo tanto, una posición en la capa de polvo varias veces
seguidas, de modo que durante los lapsos de tiempo de la no
irradiación tiene lugar un proceso de compensación en el interior
de la partícula de material anteriormente irradiada, irradiándose
durante este tiempo otra posición de la capa de polvo. Gracias a
esta estrategia de irradiación se reduce la diferencia de
temperatura T_{1A}-T_{2B} en comparación con la
diferencia de temperatura T_{1A} - T_{2A}, en particular en el
momento de la fusión completa de una partícula de polvo. Gracias a
esta diferencia de temperatura reducida puede usarse una mayor
potencia de láser, de modo que puede acortarse el tiempo de
fabricación. Además, durante los lapsos de tiempo \Deltat_{des}
puede empezarse con el calentamiento de otros puntos. En resumen, se
consigue de esta forma un acortamiento considerable de los tiempos
de fabricación. Finalmente, esta estrategia de irradiación tiene
también la ventaja de que pueden evitarse evaporaciones a modo de
explosión de partículas de polvo más pequeñas, puesto que los
lapsos de tiempo de permanencia del haz de láser en distintas
posiciones es fundamentalmente más corto que en la estrategia de
irradiación convencional (A).
La fig. 4 muestra el guiado del haz de láser a
lo largo de posiciones P1, P2, P3, P4, P5 y P6 predeterminadas. El
haz de láser se dirige en primer lugar a la posición P1,
concretamente para el lapso de tiempo \Deltat_{con}. A
continuación, el haz de láser se dirige a la segunda posición P3 de
las siguientes, para calentar esta posición también durante un
lapso de tiempo \Deltat_{con}. Acto seguido, el haz de láser
vuelve para irradiar la posición P2 dispuesta entre las posiciones
P1 y P3. Allí, el haz de láser permanece también durante un lapso
de tiempo \Deltat_{con}. A continuación, el haz de láser vuelve
a saltarse la posición P3 y se dirige a la siguiente posición P4,
concretamente de nuevo durante un lapso de tiempo \Deltat_{con}.
Después, el haz de láser se vuelve a dirigir a la posición P3, para
permanecer de nuevo durante un lapso de tiempo \Deltat_{con} en
esta posición P3.
Se entiende que el haz de láser irradia la
posición P3 dos veces, concretamente durante los lapsos de tiempo
\Deltat_{con}, respectivamente, no irradiándose esta posición
durante un lapso de tiempo \Deltat_{des}, que corresponde
fundamentalmente al doble del lapso de tiempo \Deltat_{con}.
No obstante, la invención no está limitada a una
estrategia de irradiación de este tipo. Por lo contrario, comprende
también otras estrategias de irradiación.
La fig. 5 muestra otra estrategia de
irradiación, en la que cada una de las posiciones se irradia tres
veces. La irradiación se realiza aquí en el orden P1, P2, P3, P2,
P3, P4, P3, P4, P5, P4, P5, P6, ...
En esta estrategia de irradiación, el lapso de
tiempo de la no irradiación entre dos procesos de irradiación de la
misma posición es fundamentalmente igual de largo que el lapso de
tiempo de la irradiación de las distintas posiciones.
La fig. 6 muestra los desarrollos de temperatura
T_{1C} y T_{2C} según la representación en la fig. 3. Para la
comparación, también aquí está representado el desarrollo de la
temperatura en caso de la irradiación única de cada una de las
posiciones T_{1A} y T_{2A} con líneas de trazo interrumpido
(estrategia de irradiación A).
Las líneas de trazo continuo en la fig. 6
muestran, no obstante, que durante un primer tiempo de irradiación
\Deltat_{con} se alcanza una primer valor de temperatura por
debajo de la temperatura de fusión T_{fusión}. También durante un
segundo proceso de irradiación durante el lapso de tiempo
\Deltat_{con} se realiza ciertamente un aumento de la
temperatura de la posición correspondiente, aunque también sólo
hasta una temperatura poco por debajo de la temperatura de fusión
T_{fusión}. No es hasta un tercer proceso de irradiación cuando
la temperatura T_{1B} y también la temperatura T_{2B} sobrepasan
la temperatura de fusión T_{fusión}, de modo que en este momento
se ha fundido por completo la posición correspondiente del material
en polvo.
En las fig. 4 y 5 está representado,
respectivamente, un movimiento fundamentalmente lineal del haz de
láser hacia adelante y hacia atrás, realizándose los movimientos
orientados hacia delante a lo largo de un recorrido más largo,
respectivamente, que los movimientos orientados hacia atrás. No
obstante, en vista de que los productos que han de ser fabricados
no están formados, por regla general, sólo por contornos lineales
muy finos, a estos movimientos lineales del haz de láser se
sobrepone un segundo movimiento en forma de meandros,
respectivamente. Este movimiento en forma de meandros sirve, en
particular, para generar también estructuras más anchas, es decir,
estructuras que tienen una mayor extensión que el diámetro del haz
de láser.
A este primer movimiento lineal y a este segundo
movimiento en forma de meandros pueden sobreponerse otros
movimientos, para generar contornos más complejos del producto que
ha de ser fabricado.
En resumen, la invención permite gracias a la
irradiación múltiple de cada una de las posiciones a lo largo de un
recorrido predeterminado de un haz de láser una reducción
considerable de los tiempos de fabricación, puesto que se alimenta,
por así decirlo, "al mismo tiempo" energía en varias
posiciones. Gracias a los procesos de compensación de temperatura
entre dos procesos de irradiación puede usarse, además, también sin
problemas una mayor potencia de láser, sin que se produzcan
evaporaciones a modo de explosión, en particular, de partículas más
pequeñas del polvo. En resumen, la invención permite de esta forma
un uso eficiente de dispositivos para el sinterizado o la fusión
por láser sin molde.
Anteriormente se ha explicado la invención en
relación con el sinterizado por láser o la fusión por láser. No
obstante, la invención no está limitada al uso de un haz de láser
para el sinterizado o la fusión. En lugar de un haz de láser puede
usarse también, por ejemplo, un haz de electrones. Por lo tanto, el
láser anteriormente descrito puede sustituirse sin más también por
una fuente de haz de electrones. Por lo tanto, la invención se
refiere en general a cualquier tipo de proceso de sinterizado o
fusión que sea generado por un haz altamente energético de una
fuente correspondiente para un haz altamente energético de este
tipo.
Claims (10)
1. Procedimiento para la fabricación de
productos por sinterizado y/o fusión sin molde, en el que los
productos (2) se forman capa por capa mediante un haz (7) altamente
energético guiado por datos a partir de un material (5) que ha de
aplicarse por capas, caracterizado porque el haz (7) irradia
posiciones (P1-P6) predeterminadas de una capa de
material varias veces, respectivamente, es decir, m veces, siendo m
un número entero mayor de 1, siendo válido para cada una de estas
posiciones (P1-P6) que en la primera irradiación se
calienta en primer lugar a una temperatura por debajo de la
temperatura de fusión (T_{fusión}) del material (5) y que en la
irradiación m se calienta a una temperatura m por encima de esta
temperatura de fusión (T_{fusión}), fundiéndose el material
durante este proceso por completo a lo largo de todo el grosor de la
capa, de modo que el material (5) se une en esta posición
(P1-P6) a la capa dispuesta por debajo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque m es igual a 2.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque cada una de estas posiciones
(P1-P6) se irradia, respectivamente, durante un
primer lapso de tiempo (\Deltat_{con}), no irradiándose durante
un segundo lapso de tiempo (\Deltat_{des}), siendo el segundo
lapso de tiempo (\Deltat_{des}) al menos igual de largo o dos
veces más largo que el primer lapso de tiempo
(\Deltat_{con}).
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque m es igual a 3.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque cada una de estas posiciones
(P1-P6) se irradia, respectivamente, durante un
primer lapso de tiempo (\Deltat_{con}), no irradiándose durante
un segundo lapso de tiempo (\Deltat_{des}), siendo el segundo
lapso de tiempo (\Deltat_{des}) al menos igual de largo, dos
veces más largo o cuatro veces más largo que el primer lapso de
tiempo (\Deltat_{con}).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el haz (7)
se guía con un primer movimiento fundamentalmente lineal hacia
adelante y hacia atrás, realizándose el movimiento orientado hacia
delante a lo largo de un recorrido más largo que el movimiento
orientado hacia atrás.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque a este primer movimiento se sobrepone un
segundo movimiento en forma de meandros.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se usa un
material (5) en polvo.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque durante
y/o después de la irradiación de una capa se mide ópticamente un
contorno del producto (2) que se está formando o que se ha formado
y se comparan los datos de medición obtenidos de esta forma con
datos teóricos, regulándose el haz (7) en caso de detectarse una
desviación según la desviación detectada.
10. Dispositivo para la fabricación de productos
por sinterizado y/o fusión sin molde mediante un haz (7) altamente
energético y para la realización de un procedimiento según una de
las reivindicaciones 1 – 9, presentando el dispositivo lo
siguiente:
una fuente de haz (6) para la generación de este
haz (7),
una plataforma (4) para el alojamiento de un
material (5) que ha de aplicarse por capas y
un dispositivo de control (10) para controlar el
haz (7), mediante el cual el haz (7) puede guiarse de forma
controlada por datos para formar los productos (2) capa por capa a
partir del material (5),
caracterizado porque el dispositivo de
control (10) está realizado de tal forma que el haz (7) irradia
gracias al dispositivo de control (10) posiciones
(P1-P6) predeterminadas de una capa de material
varias veces, respectivamente, es decir, m veces, siendo m un
número entero mayor de 1, y estando realizado el dispositivo de
control para calentar cada una de estas posiciones
(P1-P6) en la primera irradiación en primer lugar a
una temperatura por debajo de la temperatura de fusión
(T_{fusión}) del material (5) y para calentar cada una de estas
posiciones (P1-P6) en la irradiación m a una
temperatura m de esta temperatura de fusión (T_{fusión}), estando
realizado el dispositivo de control para fundir cada una de estas
posiciones por completo a lo largo de todo el grosor de la capa, de
modo que el material (5) se une en esta posición
(P1-P6) a la capa dispuesta por debajo.
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