ES2372190A1 - Procedimiento para la obtención de prototipo de pieza, molde de pieza cerámica y la pieza obtenida con dicho procedimiento. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la obtención de prototipo de
pieza, molde de pieza cerámica y la pieza obtenida con dicho
procedimiento.
Procedimiento para producir prototipos para la
industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros caracterizado porque
comprende al menos las siguientes etapas:
a) Obtención de la información referida a
textura, relieve y/o color que se desea para el objeto, b) Obtención
de un archivo de color, c) Obtención de una escala de grises, d)
Generación de una caja virtual, e) Aplicación del archivo de color a
la caja virtual creada, f) Aplicación del archivo de escala de
grises a la caja virtual creada, g) Generación del objeto virtual,
h) Generación de un archivo que recoja la información relativa a
forma, textura y/o color, i) Impresión, medio de una impresora de
tres dimensiones del objeto. Mediante este procedimiento se obtienen
relieves y texturas de una gran resolución con recreaciones exactas
de la pieza final pudiendo, ese mismo prototipo u otro que, por
ejemplo, se realice sin color, utilizarse como molde positivo para
la obtención del molde destinado a la prensa.
El prototipo obtenido de esta forma permite
además que en una sola pieza pueda mostrarse tanto el efecto liso
como el efecto relieve de una concreta decoración.
Description
Procedimiento para la obtención de prototipo de
pieza, molde de pieza cerámica y la pieza obtenida con dicho
procedimiento.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para generar un prototipo y el prototipo así obtenido
que incluye las características del modelo final en cuando a color,
relieve y textura siendo que dicho prototipo es apto como molde
positivo para, mediante técnicas industriales de uso común como el
vulcanizado, extraer el molde de fabricación de las piezas
cerámicas.
Para ello se genera previamente una pieza
virtual con las características deseadas, ya sea originariamente
creada o basada en fotografías o archivos previos, que se imprime en
tres dimensiones.
La obtención de piezas cerámicas, especialmente
baldosas y azulejos, que presenten texturas o relieves que imiten
la naturaleza o elementos existentes en otros ámbitos ha sido un
objetivo perseguido por los sectores interesados.
En la actualidad la forma de conseguir tales
relieves se lleva a cabo mediante el vaciado de bloques de aluminio
sobre los que va actuando una fresadora previamente programada de
tal forma que el bloque de aluminio sobre el que se ha practicado
el relieve queda como positivo de la pieza y sobre este, mediante
procesos industriales como por ejemplo vulcanizado, se obtiene el
molde que servirá para trasladar, a través de la prensa, el relieve
obtenido a las piezas antes de su cocción.
Sin embargo este sistema genera algunos
inconvenientes que pasamos a enunciar y que se ha conseguido
superar.
El elevado coste económico de la realización de
las piezas en aluminio así como sus dificultades para su almacenaje,
de cara a posibles futuras reutilizaciones.
La lentitud y coste en la obtención de un
prototipo, por ejemplo para muestrario o tiradas cortas, ya que
independientemente de que la tirada final vaya a ser de muchas o de
pocas piezas, resulta necesario realizar todo el proceso de fresado
y moldeado por lo que en la mayoría de las ocasiones el muestrario
viene compuesto de fotografías o creaciones en ordenador que distan
mucho de la pieza final.
Las limitaciones de la fresadora llevan a que se
abandone la idea de relieves de alta resolución y texturas, como el
tacto de piedra natural, que pueden tener un gran interés
comercial.
Por otro lado los prototipos que se obtienen con
otras técnicas, además de las desventajas expuestas, se añade que,
en el mejor de los casos, no presentan color por la cara vista,
mientras que el prototipo que se obtiene mediante la técnica que se
explicará obtiene a la vez color en la cara que presenta el relieve
(para impresión tipo kerajet, inkcid, etc) y en la cara opuesta de
la pieza (impresión por pantalla o rotocolor), su base lisa, de tal
forma que una misma pieza sirve para mostrar, respecto de una
decoración concreta, el acabado en relieve o contextura y el acabado
el liso.
Por el contrario, mediante el procedimiento que
se plantea se pueden obtener relieves y texturas de una resolución
hasta ahora impensable en el sector cerámico, pudiéndose llevar a
cabo un prototipo a muy bajo coste que es una recreación exacta de
la pieza final pudiendo, ese mismo prototipo u otro que, por
ejemplo, se realice sin color, utilizarse como molde positivo para
la obtención del molde destinado a la prensa.
El prototipo obtenido de esta forma permite
además que en una sola pieza pueda mostrarse tanto el efecto liso
como el efecto relieve de una concreta decoración.
Para superar los problemas expuestos la presente
invención comprende el siguiente procedimiento que comprende las
siguientes fases:
- 1.
- Obtención o generación de información referida a la textura, relieve y color que se desea para la pieza.
- 2.
- Obtención de un archivo de color adecuado.
- 3.
- Obtención de un archivo de escala de grises adecuado.
- 4.
- Generación de una caja virtual.
- 5.
- Aplicación del archivo de color a la caja creada.
- 6.
- Descomponer la caja virtual en caras.
- 7.
- Generación de una referencia de mapeado o gizmo.
- 8.
- Aplicación del archivo de escala de grises a la caja creada.
- 9.
- Generación de la pieza virtual.
- 10.
- Generación de un archivo que recoja la información relativa a forma, textura y color.
- 11.
- Impresión, a través de una impresora de tres dimensiones, de la pieza.
- 12.
- Tratamiento de la pieza para consolidar su consistencia.
- 13.
- Obtención del molde negativo de la pieza mediante un proceso específico de vulcanizado.
\vskip1.000000\baselineskip
Para una mayor claridad se va a proceder a
explicar cada una de ellas.
Previamente se habrá determinado el aspecto y
configuración que se desea dar a la pieza pudiendo utilizarse
acabados inspirados en los existentes en la naturaleza o el entorno
tales como madera, piedra, hierro o cuero entre otros, o bien uno de
fantasía.
La primera fase del procedimiento propiamente
dicha va encaminada a obtener los datos de color, relieve y textura
del acabado que hemos elegido.
Si el acabado elegido es uno de los existentes
en el entorno se capta a través de un escaneado adecuado o una
fotografía.
Si el acabado es de fantasía se crea bien
directamente en formato digital mediante un programa de diseño, o
bien realizarlo físicamente y proceder después a captarlo a través
de un escaneado o fotografía siendo la resolución requerida de un
mínimo de 150 PPP (puntos por pulgada).
En una segunda fase el archivo obtenido se
modifica para ajustar los niveles de color y contraste y se
determina el estándar de color en función del tipo de impresión que
vaya a tener la pieza final de entre los varios existentes tales
como fotolitos, pantallas o rodillos entre otros.
Dependiendo del formato y tamaño que vaya a
tener la pieza final se definen las dimensiones del archivo, se
acota la parte del mismo que se va a utilizar y se llevan a cabo los
retoques para obtener un acabado estético, consiguiéndose de este
modo que el prototipo sea una réplica, o más bien un antecedente,
exacto de la pieza final.
Una vez acotado el archivo de color y definidas
las dimensiones de la pieza y del archivo, en una nueva fase se
procede a la obtención del archivo de escala de grises, que es un
archivo que reproduce la imagen en escala de grises en donde las
zonas más oscuras se corresponderán con los puntos más profundos del
relieve final mientras que las zonas más claras son las de mayor
altura.
La definición del relieve es más detallada
cuanto mayor es la gradación de los grises obteniéndose buenos
resultados a partir de un archivo de 8 bits si bien se mejora con
16, 24 o 64.
Es esencial en esta fase respetar el formato y
resolución del archivo de color digital de origen.
El archivo de color y su correspondiente archivo
de imagen en escala de grises deben ser idénticos en cuanto a
cantidad de píxeles y de puntos por pulgada.
La siguiente fase comprende la generación de una
caja virtual, mediante la utilización de un programa de diseño
3D.
Esta caja debe tener medidas y formato idénticos
tanto en número de píxeles, puntos por pulgada y área que los
archivos de color y escala de grises.
El grosor de la caja se escoge en previsión del
tipo de pieza final, siendo recomendable para el sector de las
piezas de recubrimiento, un grosor cercano a los 3 milímetros de
mínimo.
Mediante un programa de edición tridimensional
(3D) se descompone la caja en sus seis caras para poder manipular
cada una de ellas.
Para el caso de una pieza cerámica de
recubrimiento, la cara que nos interesa es básicamente la superior,
si bien no existe obstáculo para poder editar más de una.
El siguiente paso es la división de la cara
seleccionada en pequeñas áreas o caras, siendo aconsejable una
división mínima de un millón de caras por cada 0,25 metros
cuadrados.
El siguiente paso es la generación de una
referencia de mapeado o gizmo para poder proceder a la aplicación
del archivo de color sobre la caja o la cara de la caja que interese
teniendo en cuenta que esa aplicación de color puede realizarse
igualmente en la cara enfrentada.
A continuación se efectúa una operación idéntica
pero esta vez para la aplicación del archivo de escala de
grises.
El siguiente paso es la definición de la altura
del relieve que se suma a la altura de la caja ya definida.
Este procedimiento permite visualizar la pieza
virtual en relieve y modificarla antes de entrar en la fase de
prototipado.
Una vez la pieza está totalmente definida, se
procede a unificar todos los archivos incorporados a la misma a uno
sólo reconocible por una impresora 3D, siendo recomendable la
obtención de dos archivos distintos, uno que incorpore el color y
otro que no.
Con el archivo que incorpora color se obtiene el
prototipo mientas que el archivo que no incorpora color puede ser
usado como molde positivo para obtener los moldes negativos para el
plato de la prensa.
Las piezas que se obtienen de aglomerante y
composite se refuerzan por infiltración dotando a la pieza de la
dureza y elasticidad necesarias así como una reducción de la
porosidad resulta, se dejan secar durante un mínimo de 24 horas,
después se someten a un proceso de secado en horno a una temperatura
comprendida entre 50 y 70 grados centígrados durante un mínimo de 2
horas.
Otra variante más rápida y segura, es obtener
otra clase de piezas compuestas de materiales en resina (acrílicos y
fotopolímeros) con otro tipo de impresora 3D, que no tienen
necesidad de infiltración.
La obtención de los moldes negativos se lleva
cabo mediante operaciones de vulcanizado durante las cuales
utilizamos gomas preferiblemente a temperaturas comprendidas entre
80 y 150 grados centígrados para no estropear nuestro molde positivo
y pueda transferirse toda la información de relieve y textura a la
goma líquida que, una vez enfriada, se convierte en el molde
negativo para fijar al plato de prensa cerámico.
Este molde -positivo o negativo- puede ser
utilizado para ser leído mediante láser o palpador para generar este
modelo después en fresadora o láser entre otros.
Tal y como se ha descrito, el procedimiento
comprende un a serie de fases que pueden variar si bien la mayoría
de ellas resultan necesarias para completar el proceso.
Se describe aquí un modo de realización de la
invención que no es único ni limitativo, pudiendo llevarse a cabo de
diferentes formas o alterando alguna fase concreta sin que ello
genere una invención diferente.
La decoración elegida para la pieza es la de una
piedra natural y la pieza tendrá unas dimensiones de 30x30
centímetros cuadros de superficie.
En una primera se captó, a través de una
fotografía digital, la información que luego nos sirvió para
reproducir con exactitud los colores y texturas de la piedra
natural.
La resolución de la fotografía fue de 150
ppp.
Posteriormente se definió el modo de ajustar el
color de la imagen obtenida, las piezas decoradas con relieve de 2 a
10 mm de alto, utilizan habitualmente un sistema de inyección tipo
kerayet, incid; esta imagen, se trató en un programa de edición de
imagen el cual dispone de un perfil de color facilitado por el
proveedor de esmaltes, y con el perfil se visualizó una simulación
de los colores de la fotografía que salieron por nuestro sistema de
impresión por inyección pues cada esmalte debido a sus
características de composición puede variar los colores de la
fotografía original.
El archivo obtenido con los colores adecuados ya
al tipo de impresión que se utilizó para su producción en masa,
requirió de una serie de ajustes tanto estéticos como técnicos.
A nivel estético se modificó para que, una vez
la pieza puesta en mosaico, no hubiese repeticiones excesivas o para
que pudiesen formarse distintas figuras variando la colocación de
unas piezas con otras.
A nivel técnico fue necesario acotar las
dimensiones del archivo a las dimensiones de la pieza que en su día
se fabricará.
De ese archivo acotado a las dimensiones de la
pieza futura, a través de un programa informático adecuado de los
que existen en el mercado, se extrajo el archivo de escala de grises
que reprodujo el relieve de la pieza siendo las partes más profundas
las más oscuras y las más claras las más elevadas.
Con un archivo de 8 bits se obtuvo suficiente
resolución a los efectos que interesan, si bien puede hacerse con
mayor resolución.
En esta fase hubo que ajustar el archivo de
color y el archivo de escala de grises para que ambos fuesen
idénticos en cuanto a número de píxeles y puntos por pulgada, además
de idénticos en cuanto a sus dimensiones de folio.
Con un programa de diseño de 3D, se creó una
caja virtual con las dimensiones de la pieza final, en este caso
30x30 centímetros cuadrados y con idéntico número de píxeles y
puntos por pulgada de los archivos de color y escala de grises, todo
ello para facilitar después la superposición perfecta de las capas
que ayudan a configurar la pieza.
Para determinar el grosor de la caja en este
caso se acude a un grosor común en el ámbito de las piezas de
recubrimiento que son 3 milímetros.
Utilizando un programa de edición de piezas 3D
se procedió a descomponer la pieza en cada una de sus seis caras
para poder de ese modo actuar sobre cada una de ellas, si bien en
este modo de realización la cara sobre la que se actuó es la
superior, la que una vez puesta la pieza en la obra queda a la
vista.
Es necesario dividir la cara en pequeñas zonas o
áreas virtuales también llamadas caras, en este caso se dividió cada
0,25 metros cuadrados en un millón de zonas o caras.
El siguiente paso fue la generación de una
referencia de mapeado o gizmo para lo cual se seleccionó la pieza y
se pinchó la opción de mapeado disponible en el programa 3D, ya
aplicado las dimensiones del mapeado, se seleccionó nuestra imagen
de color y se lo aplicamos a la pieza dentro del programa 3D para
poder proceder a la aplicación del archivo de color sobre la caja o
la cara de la caja que interese teniendo en cuenta que esa
aplicación de color puede realizarse igualmente en la cara
enfrentada.
A continuación se efectuó una operación idéntica
pero esta vez para la aplicación del archivo de escala de
grises.
El siguiente paso fue la definición de la altura
del relieve que se sumó a la altura de la caja ya definida optando
en este caso por una altura de relieve de 2 milímetros de tal modo
que el grosor total de la pieza final será de 5 milímetros.
La aplicación del relieve y el color nos
permitió contemplar ya en ese momento una representación de la pieza
exacta a cómo será en un futuro y hacer las modificaciones o
correcciones oportunas antes de entrar en la fase de
prototipado.
Una vez la pieza estuvo totalmente definida se
generó un archivo nuevo mediante la opción de exportar de nuestro
programa 3D, donde se unificaron todos los archivos incorporados a
la misma (color, escala de grises) a un sólo archivo que contuvo
toda esta información, un ejemplo es el formato WRLM, que es un
archivo reconocible por una impresora 3D, y se obtuvieron dos
archivos distintos, uno que incorporó el color y otro que no.
Con el archivo que incorporó color se obtuvo el
prototipo para muestrario o exhibición pues fue exacto al que
finalmente se obtuvo en el proceso industrial a diferencia que esta
pieza presentó color por sus dos caras mayores y, en una de ellas,
además relieve presentando de este modo en una única pieza los
acabados el cara lisa y en cara relieve.
Del archivo que no incorporó color se obtuvo el
prototipo que se utilizó como molde positivo para obtener los moldes
negativos para el plato de la prensa.
Las piezas obtenidas de aglomerante y composite,
se reforzaron, especialmente la que sirvió como molde positivo.
Para reforzar las piezas se infiltraron, con lo
que se dotó a la pieza de la dureza y elasticidad necesarias así
como se redujo su porosidad.
Tras esta operación se dejó secar la pieza
durante 24 horas, después se sometió la pieza a un proceso de secado
en horno a una temperatura de entre 50 y 70 grados centígrados
durante dos horas.
Alternativamente, se obtuvieron otra clase de
piezas compuestas de materiales en resina (acrílicos y
fotopolímeros) con otro tipo de impresora 3D, que no tuvieron
necesidad de infiltración por lo que resulta un proceso más rápido y
seguro.
Para obtener los moldes negativos a partir del
prototipo físico que posteriormente sirvió de molde positivo, se
procedió a su vulcanizado, se fijó el molde positivo sobre una base
nivelada y se volcó sobre el molde positivo una goma liquida que se
solidificó sobre el molde.
\newpage
En ellas se utilizaron gomas que trabajan con
temperaturas comprendidas entre 80 a 150 grados centígrados para no
estropear nuestro molde positivo y pueda transferirse toda la
información de relieve y textura a la goma líquida que, una vez
enfriada, se convirtió en el molde negativo para fijar al plato de
prensa cerámico.
Este molde -positivo o negativo- puede ser
utilizado para ser leído mediante láser o palpador para generar este
modelo después en fresadora o láser entre otros.
Claims (18)
1. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros caracterizado porque
comprende al menos las siguientes etapas:
- a)
- Obtención de la información referida a textura, relieve y/o color que se desea para el objeto.
- b)
- Obtención de un archivo de color.
- c)
- Obtención de una escala de grises.
- d)
- Generación de una caja virtual.
- e)
- Aplicación del archivo de color a la caja virtual creada.
- f)
- Aplicación del archivo de escala de grises a la caja virtual creada.
- g)
- Generación del objeto virtual.
- h)
- Generación de un archivo que recoja la información relativa a forma, textura y/o color.
- i)
- Impresión, por medio de una impresora de tres dimensiones del objeto.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque además comprende las siguientes
etapas:
- a)
- Tratamiento del objeto para consolidar su consistencia y/o
- b)
- Obtención del molde negativo del objeto mediante vulcanizado.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque la resolución de la imagen para la
obtención de información referida a textura, relieve y/o color es al
mínimo de 150 puntos por pulgada.
4. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque la obtención del archivo de color
comprende las etapas siguientes:
- a)
- Definir dimensiones del archivo.
- b)
- Acotar la parte del archivo que se va a utilizar.
- c)
- Perfeccionamiento de los datos anteriores para obtener un acabado estético.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque el archivo de la gradación de la escala
de grises es de al menos 8 bits.
6. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque el archivo de color y su correspondiente
archivo de imagen en escala de grises son idénticos en número de
píxeles y/o puntos por pulgada.
7. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque la caja virtual tiene medidas y formato
idénticos a los archivos de color y escala de grises.
8. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 7
caracterizado porque la caja virtual tiene igual número de
píxeles, puntos por pulgada y área que los archivos de color y
escala de grises.
9. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque el grosor de la caja virtual es el mismo
que el previsto para el bizcocho en la pieza final, preferiblemente
entre 2 y 4 milímetros.
10. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque la división mínima de al menos una de
las caras de la caja virtual es de un millón de caras por cada 0,25
metros cuadrados.
11. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque todos los archivos generados se
unifican en uno solo reconocible por una impresora 3D.
12. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1
caracterizado porque todos los archivos generados a excepción
del de color se unifican en uno solo reconocible por una impresora
3D.
13. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 1 y 2
caracterizado porque el prototipo se seca a temperatura
ambiente al menos 24 horas y posteriormente se seca en horno a una
temperatura comprendida entre 50 y 70ºC al menos 2 horas.
14. Prototipo caracterizado por ser
producido según reivindicación 11.
15. Prototipo caracterizado por ser
producido según reivindicación 12.
16. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación
anteriores caracterizado porque el artículo obtenido es el
prototipo a partir del cual se obtiene un negativo mediante
operaciones de vulcanizado.
17. Procedimiento para producir prototipos para
la industria cerámica a partir de imágenes donde dichas imágenes se
almacenan en un ordenador como ficheros según reivindicación 13
caracterizado porque la temperatura de las operaciones de
vulcanizado están comprendidas entre 80 y 150 grados
centígrados.
18. Molde obtenido según reivindicaciones
anteriores.
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| WO2014106676A1 (es) | 2013-01-02 | 2014-07-10 | Jiménez Caraballo Santiago | Dispositivo de alineamiento dentario linguovestibular removible y su procedimiento de fabricación. |
| CN107471890A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-12-15 | 江门市固创科技有限公司 | 一种具有石材纹理识别功能的高精度自动加工工艺 |
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2010
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