ES2404730A2 - Impresora de conformado tridimensional - Google Patents

Impresora de conformado tridimensional

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ES2404730A2 ES201130407A ES201130407A ES2404730A2 ES 2404730 A2 ES2404730 A2 ES 2404730A2 ES 201130407 A ES201130407 A ES 201130407A ES 201130407 A ES201130407 A ES 201130407A ES 2404730 A2 ES2404730 A2 ES 2404730A2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers

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Abstract

Impresora de conformado tridimensional. La invención proporciona una máquina (1) que comprende: un cabezal (7) de extrusión de material fundido solidificable; una mesa (5) de trabajo sobre la que se conforma la pieza 3D por deposición de material; y medios mecánicos para mover dicho cabezal (7) y dicha mesa (5) relativamente entre sí en tres dimensiones según los ejes X, Y y Z. La máquina (1) se caracteriza porque dichos medios mecánicos comprenden: un travesaño (3), dispuesto horizontalmente según el eje Y, incluyendo medios de actuación y guiado de eje Y para trasladar el cabezal según el eje Y; una primera (2) y una segunda (2') columnas, dispuestas verticalmente según el eje Z, incluyendo medios de actuación y guiado de eje Z para trasladar el travesaño según el eje Z; y una viga (4), dispuesta horizontalmente según el eje X, incluyendo medios de actuación y guiado de eje X para trasladar la mesa (5) según el eje X.

Description

Impresora de conformado tridimensional.
OBJETO Y CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece al campo de las técnicas de fabricación de piezas en tres dimensiones (3D).
La invención se refiere a técnicas de moldeo de prototipos y fabricación rápidos (RP&M, “Rapid Prototyping and Manufacturing”). Más en particular, la invención se refiere a técnicas de fabricación por aportación de material (AM, “Additive Manufacturing”).
La presente invención tiene por objeto proporcionar una máquina de conformado tridimensional por deposición de material fundido (FFF, “Fused Filament Fabrication”).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidas diversas técnicas de conformado RP&M disponibles en el estado de la técnica. Las técnicas más comunes actualmente se basan en retirar material por mecanizado.
A diferencia de las técnicas de mecanizado, la técnica de fabricación AM se basa en la aportación de material para fabricar la pieza 3D. Las piezas se conforman por deposición de material generalmente capa a capa de abajo hacia arriba de la pieza, donde cada capa representa una sección transversal de la misma. El material de aportación es solidificable y normalmente fluido en el momento de la aportación del mismo para conformar la pieza. En el documento de patente US-6270335 puede encontrarse un resumen de las diversas técnicas disponibles de fabricación AM en el estado actual de la técnica.
Dentro de las técnicas de fabricación AM, la presente invención se refiere a una máquina para ser utilizada preferentemente, pero sin limitación, con la técnica FFF, que se basa en el conformado de piezas 3D por deposición de material fundido. En esta técnica, el material fundido se deposita por un cabezal sobre una mesa de trabajo siguiendo una trayectoria adecuada controlada por medios CAM. El material es suministrado al cabezal de manera automática desde donde, mediante un extrusor, se deposita convenientemente en estado fundido y en forma de filamento para conformar la pieza 3D. Normalmente, el material se alimenta al extrusor en forma de cable flexible en estado sólido almacenado por ejemplo en rollos. El extrusor calienta el material por encima de su temperatura de solidificación y deposita el mismo en estado fluido, de manera que solidifica rápidamente a una temperatura controlada. La tecnología empleada en esta técnica de fabricación es conocida tal como se enseña en US-5121329.
Se conocen multitud de materiales que pueden utilizarse como materiales de deposición en la técnica FFF, tales como termoplásticos, PLA, metales, aleaciones de metal, cera, parafina, vidrio. En particular, se encuentran adecuados termoplásticos tales como ABS, policarbonato, PCL, PPSF y metales o sus aleaciones tales como aluminio, cobre, oro, plomo, magnesio, acero y titanio. Asimismo, la técnica FFF también puede aplicarse a alimentos tales como chocolate. En general, puede emplearse cualquier material que ha temperatura ambiente es sólido y funden a menos de 500ºC, temperatura máxima aproximada a la que pueden calentarse los extrusores conocidos en la técnica.
Por otra parte, en las técnicas de RP&M convencionales, la pieza tridimensional es previamente dibujada y diseñada utilizando medios de diseño asistido por ordenador (CAD, “Computer-aided design”). Una vez terminado el diseño de la pieza, la fabricación de la misma puede automatizarse mediante la utilización de medios de fabricación asistida por ordenador (CAM, “Computer-Aided Manufacturing” o también “Compute-Aided Machining”). Los medios CAM pueden comprender medios de control numérico por ordenador (CNC, “Computer Numerically Controlled”). La información de diseño de la pieza 3D obtenida por CAD es procesada y transferida a la máquina de conformado mediante CAM para la fabricación de la pieza 3D.
El tipo de máquina o impresora de conformado tridimensional FFF al que se refiere la presente invención comprende: Un cabezal de extrusión de material fundido solidificable, que incluye medios de extrusión del material; medios de alimentación del material al cabezal, por ejemplo desde un rollo de material; una mesa de trabajo del material; y medios mecánicos para mover dicho cabezal y dicha mesa relativamente entre sí en tres dimensiones según ejes X, Y y Z de un sistema de coordenadas rectangular fijo respecto a una base de impresora. La máquina de conformado comprende adicionalmente medios de control y procesamiento (de los medios de extrusión, de los medios mecánicos y de los medios de alimentación). Estos medios de control y procesamiento se conectan electrónicamente a medios de computación de diseño de piezas, que incluyen medios CAD y CAM (por ejemplo el sistema de movimiento del cabezal puede estar controlado por CNC), de manera que la impresora permite conformar piezas tridimensionales diseñadas por ordenador. Este tipo de impresora de conformado tridimensional tal como se describe anteriormente es conocido en el estado de la técnica por ejemplo a partir de US-5121329, cuya tecnología se incorpora en la presente invención.
En relación con las impresoras de conformado tridimensional FFF de este tipo conocidas en el estado de la técnica, es manifiesta la necesidad que existe actualmente de proporcionar una impresora que tenga una estructura simple, de fácil montaje y reducido coste, en oposición a la familia de impresoras de conformado tridimensional FFF divulgada en la patente citada US-5121329, comercializada por la compañía Stratasys con el nombre de uPrint. En este sentido, sería deseable disponer de una impresora de conformado de piezas 3D con la misma facilidad y simplicidad de uso que un ordenador o una impresora normal de escritorio. En particular sería útil para permitir al diseñador conformar modelos y prototipos de piezas pudiendo efectuar comprobaciones y cambios de forma rápida y eficiente mediante la observación directa de la pieza realizada por la impresora.
Ante este problema técnico, existen dos universidades en el mundo que separadamente están desarrollando sendos modelos de impresoras de conformado tridimensional FFF con el mismo objetivo. Por un lado, la Universidad de Bath (Reino Unido) desde 2005 viene desarrollando la familia de impresoras que se conocen con el nombre de RepRap. Por otro lado, la Universidad de Cornell (Estados Unidos) está desarrollando la familia de impresoras conocidas con el nombre de Fab@Home desde el año 2006. Sin embargo, aunque tanto las impresoras RepRap como las Fab@Home se han llagado a construir con éxito, estas máquinas siguen siendo muy complejas y con un gran número de piezas.
Por todo ello, la presente invención trata de proporcionar una impresora de conformado tridimensional FFF con una estructura simple, de fácil montaje y reducido coste, dando solución a la necesidad existente en el estado de la técnica y presentando mejoras respecto a las soluciones conocidas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Con objeto de resolver el problema técnico señalado y lograr mejoras en las impresoras de conformado tridimensional, la invención propuesta proporciona las características y efectos técnicos que se describen a continuación.
La impresora de conformado tridimensional de la presente invención se concibe para su aplicación preferente a la técnica FFF tal como se ha descrito en el apartado anterior. La impresora de la invención se caracteriza porque los medios mecánicos para mover el cabezal de extrusión y la mesa de trabajo relativamente entre sí y según las tres ejes X, Y y Z comprenden: Un travesaño, dispuesto horizontalmente según el eje Y y provisto de medios de actuación y guiado de eje Y para trasladar el cabezal según el eje Y; Una primera y una segunda columnas, dispuestas verticalmente según el eje Z y provistas de medios de actuación y guiado de eje Z para trasladar el travesaño según el eje Z; y una viga, dispuesta horizontalmente según el eje X provista de medios de actuación y guiado de eje X para trasladar la mesa según el eje X. El sistema descrito se dispone de forma que la viga y las columnas se apoya de forma fija a la base.
Alternativamente, también se contempla que la impresora incluya más de un cabezal alimentados por distintos alimentadores de material, de forma que el conformado de la pieza 3D se lleve a cabo con el cabezal y material preseleccionado.
A los efectos de la presente memoria los conceptos de viga, travesaño y columna se refieren a elementos estructurales constituidos cada uno de ellos esencialmente por una sola pieza, lo que contribuye a reducir el número total de piezas de la impresora y simplificar su estructura.
La viga, el travesaño y las primera y segunda columnas pueden constituirse por perfiles. Ventajosamente, la viga, el travesaño y las primera y segunda columnas son perfiles en “U”, disponiéndose los respectivos medios de actuación y guiado en el interior de los mismos. Los perfiles pueden ser de cualquier material adecuado para resistir el peso de la propia estructura, tal como metálico (por ejemplo aluminio) o plástico (por ejemplo ABS).
Preferentemente, los medios de actuación y guiado comprenden respectivos motores para girar los respectivos husillos, a modo de mecanismo de tornillo sinfín. El husillo de eje X se acopla a la mesa con medios de transmisión de eje X para transmitir el movimiento de giro de dicho husillo en un movimiento de traslación de la mesa según el eje X. Análogamente, el husillo de eje Y se acopla al cabezal con medios de transmisión de eje Y para transmitir el movimiento de giro de dicho husillo en un movimiento de traslación del cabezal según el eje Y. Y también análogamente, en las dos columnas se disponen un primer motor de eje Z y un segundo motor de eje Z para girar respectivos primer husillo de eje Z y segundo husillo de eje Z, que se acoplan al travesaño con medios de transmisión de eje Z para transmitir el movimiento de giro de dichos husillos en un movimiento de translación del travesaño según el eje Z. Los motores pueden ser de cualquier tipo, pero para su aplicación en la invención se encuentra adecuado el empleo de motores paso a paso, ya que este tipo de motor eléctrico aporta una precisión adecuada para el giro y el movimiento requerido.
Los motores de eje Z deben funcionar sincronizados para que el movimiento según el eje Z se efectúe correctamente. Para ello, la impresora puede incorporar medios de sincronización de giro de los motores de manera conocida en la técnica. Asimismo, los motores pueden incluir motorreductores.
Los medios de actuación y guiado pueden comprender adicionalmente medios de fijación de los respectivos motores a la respectiva viga, travesaño o columnas; y medios de fijación y alineación de los respectivos husillos para fijar giratoriamente el respectivo husillo a la respectiva viga, travesaño o columnas y mantener el husillo alineado según el eje respectivo, permitiendo obtener un centrado adecuado de los husillos. Los medios de fijación y alineación pueden comprender al menos un elemento (o pieza) de fijación con un orificio pasante con cojinete a través del que se hace pasar el husillo. Los cojinetes pueden ser de cualquier tipo, preferentemente de tipo deslizante. La incorporación de dichos elementos de fijación provistos de cojinetes permiten evitar el combado del husillo por el propio peso del cabezal o de la mesa y contribuir a que el movimiento de traslación se realice adecuadamente, evitando roces y fricciones.
Los medios de transmisión de eje X pueden comprender un elemento de transmisión de eje X acoplado de forma fija a la mesa y el elemento de transmisión teniendo un orificio pasante a través del que el husillo de eje X se conecta de forma roscada, de manera que el giro del husillo de eje X produce la traslación de la mesa. Preferentemente, el acoplamiento del elemento de transmisión de eje X a la mesa comprende un soporte de mesa fijado al elemento de transmisión de eje X. Adicionalmente, el soporte de mesa puede incorporar medios antivuelco de la mesa.
Análogamente, los medios de transmisión de eje Y pueden comprender un elemento de transmisión de eje Y acoplado de forma fija al cabezal y el elemento de transmisión teniendo un orificio pasante a través del que el husillo de eje Y se conecta de forma roscada, de manera que el giro del husillo de eje Y produce la traslación del cabezal. Preferentemente, los medios de extrusión comprenden un extrusor de material y un soporte de extrusor, estando el soporte de extrusor conectado de forma fija al elemento de transmisión de eje Y.
También análogamente, los medios de transmisión de eje Z pueden comprenden un primer y segundo elementos de transmisión de eje Z fijados al travesaño, dichos primer y segundo elementos de transmisión teniendo un orificio pasante a través del que los respectivo primer y segundo husillos de eje Z se conectan de forma roscada, de manera que el giro del primer y segundo husillos de eje Z produce la traslación del travesaño.
Los elementos de transmisión de eje X y de eje Y pueden incorporar unas ruedas guía para facilitar el guiado correcto de los mismos en la viga y el travesaño respectivamente.
Alternativamente, los medios de transmisión de la invención no se limitan al tipo descrito, también pueden constituirse por ejemplo mediante tornillo sinfín y ruedas dentadas y/o mediante correas de trasmisión.
El término “fijación de dos elementos”, “conexión de forma fija entre dos elementos” o expresión similar, incluye en la presente memoria el concepto de “elementos integrados”, es decir constituidos por un solo elemento. La fijación puede realizarse mediante cualquier medio, preferentemente por medios mecánicos tales como atornillado o encajado a presión.
En definitiva, la presente invención proporciona una impresora de conformado tridimensional con una estructura simple, reducido coste y fácil montaje, resolviendo el problema técnico planteado. Además, la impresora de la invención presenta una gran versatilidad, siendo escalable o ampliable con un mínimo cambio de piezas.
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se deriva. Particularmente, para la fabricación de los distintos componentes los procesos de fabricación y materiales necesarios son conocidos en el campo técnico y plenamente accesibles. En general, los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración a la esencialidad de la invención.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la explicación de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características técnicas, se hace referencia en el resto de esta memoria descriptiva a los dibujos que la acompañan, en los que se ha representado, a modo de ejemplo práctico no limitativo, una realización de la invención.
En dichos dibujos:
La Figura 1 muestra una vista general en perspectiva de la impresora de conformado tridimensional de la realización.
La Figura 2 corresponde a la misma vista en perspectiva de la impresora pero en la que se observan adicionalmente las distintas partes que componen la misma.
La Figura 3 muestra la impresora de la realización desmontada y empaquetada de manera simple y compacta.
Las referencias empleadas en las Figuras son las siguientes:
1: Impresora de conformado tridimensional.
2: Primera columna.
2’: Segunda columna.
3: Travesaño.
4: Viga.
5: Mesa de trabajo.
6: Base de impresora.
7: Cabezal de extrusión.
8: Alimentador de material.
9: Unidad de control y procesamiento.
10: Extrusor de material.
11: Soporte de extrusor.
12: Motor de eje X.
13: Motor de eje Y.
14: Primer motor de eje Z.
14’: Segundo motor de eje Z.
15: Soporte de motor de eje Y.
16: Soporte de primer motor de eje Z. 16’: Soporte de segundo motor de eje Z.
17: Husillo de eje X.
18: Husillo de eje Y.
19: Primer husillo de eje Z.
19’: Segundo husillo de eje Z.
20: Elemento de fijación de husillo de eje X.
21: Elemento de fijación de husillo de eje Y.
22: Elemento de fijación de primer husillo de eje Z.
22’: Elemento de fijación de segundo husillo de eje Z.
23: Elemento de acoplamiento de husillo de eje Y.
24: Elemento de acoplamiento de primer husillo de eje Z. 24’: Elemento de acoplamiento de segundo husillo de eje Z.
25: Elemento de transmisión de eje Y.
26: Primer elemento de transmisión de eje Z.
26’: Segundo elemento de transmisión de eje Z.
27: Ruedas guía de elemento de transmisión de eje Y.
28: Rueda antivuelco de soporte.
29: Soporte de mesa.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA REALIZACIÓN
A continuación se describe en detalle la realización de de la invención con referencia a las Figuras.
En la Figura 1 se muestra una vista general de la impresora (1) de conformado tridimensional FFF de la invención. La impresora (1) comprende: un cabezal (7) de extrusión del material fundido solidificable; una mesa (5) de trabajo sobre la que se conforma la pieza 3D por deposición de material; y medios mecánicos para mover dicho cabezal (7) y dicha mesa (5) relativamente entre sí en tres dimensiones según los ejes X, Y y Z de un sistema de coordenadas rectangular (representado) fijo respecto a una base (6) de impresora. Adicionalmente, la impresora incluye medios de alimentación del material hasta el cabezal (7) de extrusión que comprenden un alimentador (8) de material por medio de un conducto de alimentación (no representado). La impresora (1) incluye también medios de control y procesamiento de los medios de extrusión del cabezal, de los medios mecánicos y de los medios de alimentación conectados electrónicamente a medios de computación de diseño de piezas, de manera que la impresora (1) permite conformar piezas tridimensionales diseñadas y/o procesadas por ordenador, incluyendo cualquier tipo de aparato informático, dispositivo de almacenamiento de datos, dispositivos portátiles tales como iPhone®, etc.
Los medios de control y procesamiento comprenden una unidad (9) de control y procesamiento. La impresora (1) se caracteriza porque dichos medios mecánicos comprenden: un travesaño (3), dispuesto horizontalmente según el eje Y, teniendo medios de actuación y guiado de eje Y para trasladar el cabezal (7) según el eje Y; una primera (2) y una segunda (2’) columnas, dispuestas verticalmente según el eje Z, teniendo medios de actuación y guiado de eje Z para trasladar el travesaño (3) según el eje Z; y una viga (4), dispuesta horizontalmente según el eje X, teniendo medios de actuación y guiado de eje X para trasladar la mesa (5) según el eje X. Como puede observase en la misma Figura 1, la viga (4), el travesaño (3) y las columnas (2,2’) se conforman con perfiles en “U”, en cuyo interior se disponen los medios de actuación y guiado respectivos. La viga (4) y las columnas (2,2’) se fijan a la base (6) de impresora.
El conformado de la pieza 3D por la impresora (1) se efectúa con la aportación del material (por ejemplo plástico) al cabezal (7) de extrusión mediante el alimentador (8). El alimentador (8) comprende un motor que ataca directamente a un piñón de engranaje en el que se opone un rodamiento y entre estos elementos se introduce el material. La separación entre el engranaje y el rodamiento se puede regular para obtener la presión deseada sobre el material. El material se recibe en rollos de unos 3 mm de diámetro y de muchos metros de longitud y se suministra en forma de cable sólido flexible. El material se transfiere desde el alimentador (8) al cabezal (7) de extrusión por acción del motor de alimentador a través del conducto de alimentación (no representado). Dicho motor incluye un motorreductor. La variación de la velocidad del motor permite regular la aportación de material al cabezal
(7)
de extrusión. El conducto de alimentación tiene un diámetro ligeramente superior al del cable de material, teniendo una longitud y flexibilidad adecuada para adaptarse a cualquier posición del cabezal y permitiendo que el material aportado alcance el cabezal (7) de extrusión. En el cabezal (7) de extrusión se funde el material, siendo expulsado dicho material fundido en forma de filamento de diámetro seleccionado según la calidad de acabado deseada en la pieza. La máquina (1) con sus movimientos deposita el filamento de material, que una vez depositado solidifica conformando la pieza 3D.
Con referencia a la Figura 2, en esta Figura se ilustran en detalle los distintos elementos que integra la impresora (1) de la realización. Así, los medios de actuación y guiado de eje X comprenden un motor (12) de eje X para girar un husillo (17) de eje X; dicho husillo (17) estando acoplado a la mesa (5) con medios de transmisión de eje X para transmitir el movimiento de giro de dicho husillo (17) en un movimiento de traslación de la mesa (5) según el eje X. Análogamente, los medios de actuación y guiado de eje Y comprenden un motor (13) de eje Y para girar un husillo (18) de eje Y, dicho husillo (18) estando acoplado al cabezal (7) con medios de transmisión de eje Y para transmitir el movimiento de giro de dicho husillo (18) en un movimiento de traslación del cabezal (7) según el eje Y. Y también análogamente, los medios de actuación y guiado de eje Z comprenden un primer motor (14) de eje Z para girar un primer husillo (19) de eje Z y un segundo motor (14’) de eje Z para girar un segundo husillo (19’) de eje Z, dichos primer y segundo husillos (19,19’) de eje Z estando acoplados al travesaño (3) con medios de transmisión de eje Z para transmitir el movimiento de giro de dichos husillos (19,19’) en un movimiento de translación del travesaño (3) según el eje Z. Los motores (12,13,14,14’) seleccionados son de tipo paso a paso. Adicionalmente, los motores (14,14’) de eje Z están sincronizados en velocidad para que la traslación del travesaño
(3)
según el eje Z se realice de modo correcto, la sincronización puede realizarse incorporando medios de sincronización de motores, que son conocidos en la técnica. Además los motores (12,13,14,14’) están provistos de motorreductores.
Los medios de transmisión de eje X comprenden un elemento de transmisión de eje X (no representado) acoplado de forma fija a la mesa (5), dicho elemento de transmisión teniendo un orificio pasante a través del que el husillo (17) de eje X se conecta de forma roscada, de manera que el giro del husillo (17) de eje X produce la traslación de la mesa (5). El elemento de transmisión de eje X también incluye ruedas guía para facilitar el centrado y el guiado del elemento en el interior del perfil (4). Dicho acoplamiento del elemento de transmisión de eje X a la mesa (5) comprende un soporte (29) de mesa que se conecta de forma fija al elemento de transmisión de eje X. Además, el soporte (29) incluye medios antivuelco de mesa constituidos mediante unas ruedas (28) antivuelco de soporte.
Análogamente, los medios de transmisión de eje Y comprenden un elemento (25) de transmisión de eje Y que se ha representado de forma ampliada en la parte superior central de la Figura 2. El elemento (25) se acopla de forma fija al cabezal (7) y comprendiendo un orificio pasante a través del que el husillo (18) de eje Y se conecta de forma roscada, de manera que el giro del husillo (18) de eje Y produce la traslación del cabezal (7). El elemento
(25) de transmisión de eje Y también incluye ruedas (27) guía para facilitar el centrado y el guiado del elemento (25) en el interior del perfil (3). Como se desprende de las Figuras 1 y 2, el cabezal (7) comprende una carcasa, un extrusor (10) de material y un soporte (11) de extrusor, dicho soporte (11) de extrusor conectándose de forma fija al elemento (25) de transmisión de eje Y.
También análogamente, los medios de transmisión de eje Z comprenden un primer y un segundo elementos (26,26’) de transmisión de eje Z que se fijan al travesaño (3), dichos primer y segundo elementos (26,26’)
5 de transmisión teniendo un orificio pasante a través del que el respectivo husillo (19,19’) de eje Z se conecta de forma roscada, de manera que el giro del primer y segundo husillos (19,19’) de eje Z produce la traslación del travesaño (3). En la parte superior derecha de la Figura 2 se ha representado un detalle de los elementos (26,26’) de transmisión de eje Z.
Como puede observarse en la misma Figura 2, los medios de actuación y guiado en los tres ejes
10 comprenden adicionalmente medios de fijación de los motores a los respectivos perfiles (viga (4), travesaño (3) y columnas(2,2’)), así como medios de fijación y alineación de los respectivos husillos (17,18,19,19’) a los respectivos perfiles (4,3,2,2’). Los medios de fijación y alineación de respectivos husillos (17,18,19,19’) comprenden un elemento (20,21,22,22’) de fijación de husillo de eje respectivo. En la parte superior izquierda se ha representado un detalle de dicho elemento (20,21,22,22’) de fijación. El elemento (20,21,22,22’) de fijación comprende un cojinete,
15 por ejemplo de tipo deslizante que permite acoplar el husillo de forma giratoria al respectivo perfil. Los medios de fijación y alineación de husillo se complementan con elementos (23,24,24’) de acoplamiento de husillo al eje del respectivo motor (13,14,14’) (el elemento de acoplamiento de husillo de eje X no aparece representado en las Figuras). Por otra parte, los medios de fijación de los motores comprenden respectivos soportes (15,16,16’) de motor (el soporte de motor de eje X no aparece representado en las Figuras).
20 Finalmente, los distintos elementos de la impresora se fijan por atornillado tal como se observa en las Figuras.
Por último, en la Figura 3 se muestran los distintos componentes de la impresora de la realización descrita desmontados y empaquetados de manera simple y compacta.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Impresora (1) de conformado tridimensional, para fabricación de piezas por deposición de un material fundido solidificable en múltiples capas secuencialmente; la impresora (1) comprendiendo:
    -
    un cabezal (7) de extrusión del material, incluyendo medios de extrusión del material;
    -
    una mesa (5) de trabajo del material;
    -
    medios mecánicos para mover dicho cabezal (7) y dicha mesa (5) relativamente entre sí en tres dimensiones según ejes X, Y y Z de un sistema de coordenadas rectangular fijo respecto a una base (6) de impresora;
    -
    medios de alimentación de material al cabezal;
    -
    medios de control y procesamiento de los medios de extrusión, de los medios mecánicos y de los medios de alimentación; dichos medios de control y procesamiento conectados electrónicamente a medios de computación de diseño de piezas, de manera que la impresora (1) permite conformar piezas tridimensionales diseñadas por ordenador;
    la impresora (1) caracterizada porque los medios mecánicos comprenden:
    -
    un travesaño (3), dispuesto horizontalmente según el eje Y, teniendo medios de actuación y guiado de eje Y para trasladar el cabezal (7) según el eje Y;
    -
    una primera y una segunda columnas (2, 2’), dispuestas verticalmente según el eje Z, teniendo medios de actuación y guiado de eje Z para trasladar el travesaño (3) según el eje Z; y
    -
    una viga (4), dispuesta horizontalmente según el eje X, teniendo medios de actuación y guiado de eje X para trasladar la mesa (5) según el eje X.
  2. 2.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según la reivindicación 1, caracterizada porque la viga (4), el travesaño (3) y las columnas (2, 2’) son perfiles.
  3. 3.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según la reivindicación 2, caracterizada porque la viga (4), el travesaño (3) y las columnas (2, 2’) son perfiles en “U”; y los respectivos medios de actuación y guiado se disponen en el interior de los perfiles.
  4. 4.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según una de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque:
    los medios de actuación y guiado de eje X comprenden un motor (12) de eje X para girar un husillo (17) de eje X; dicho husillo (17) estando acoplado a la mesa (5) con medios de transmisión de eje X para transmitir el movimiento de giro de dicho husillo (17) en un movimiento de traslación de la mesa (5) según el eje X;
    los medios de actuación y guiado de eje Y comprenden un motor (13) de eje Y para girar un husillo (18) de eje Y; dicho husillo (18) estando acoplado al cabezal (7) con medios de transmisión de eje Y para transmitir el movimiento de giro de dicho husillo (18) en un movimiento de traslación del cabezal (7) según el eje Y; y
    los medios de actuación y guiado de eje Z comprenden un primer motor (14) de eje Z para girar un primer husillo
    (19) de eje Z y un segundo motor (14’) de eje Z para girar un segundo husillo (19’) de eje Z; dichos primer y segundo husillos (19, 19’) de eje Z estando acoplados al travesaño (3) con medios de transmisión de eje Z para transmitir el movimiento de giro de dichos husillos (19, 19’) en un movimiento de translación del travesaño (3) según el eje Z.
  5. 5.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según la reivindicación 4, caracterizada porque los motores (12, 13, 14, 14’) son de tipo paso a paso.
  6. 6.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según una de las reivindicaciones 4-5, caracterizada porque los motores (14, 14’) de eje Z están sincronizados para permitir un correcto movimiento del travesaño (3) según el eje z.
  7. 7.- Impresora (1) de conformado tridimensional, según la reivindicación 6, caracterizada porque los medios de actuación y guiado en los tres ejes comprenden adicionalmente:
    -
    unos medios de fijación de los motores (12, 13, 14, 14’) a los respectivos perfiles, viga (4), travesaño (3) y columnas (2, 2’), y que comprenden respectivos soportes (15, 16, 16’) de motor; y
    -
    unos medios de fijación y alineación de los husillos (17, 18, 19, 19’) a los respectivos perfiles, viga (4), travesaño (3) y columnas (2, 2’), y que comprenden al menos un elemento de fijación (20, 21, 22, 22’) que comprende a su vez un cojinete.
  8. 8.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según una de las reivindicaciones 4-7, caracterizada porque los medios de transmisión de eje X comprenden un elemento de transmisión de eje X acoplado de forma fija a la mesa (5); dicho elemento de transmisión teniendo un orificio pasante a través del que el husillo (17) de eje X se conecta de forma roscada; de manera que el giro del husillo (17) de eje X produce la traslación de la mesa (5).
  9. 9.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según la reivindicación 8, caracterizada porque el acoplamiento del elemento de transmisión de eje X a la mesa (5) comprende un soporte (29) de mesa; el soporte (29) de mesa estando conectado de forma fija al elemento de transmisión de eje X.
  10. 10.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según una de las reivindicaciones 4-9, caracterizada porque los medios de transmisión de eje Y comprenden un elemento de transmisión (25) de eje Y acoplado de forma fija al cabezal (7); dicho elemento de transmisión (25) teniendo un orificio pasante a través del que el husillo (18) de eje Y se conecta de forma roscada; de manera que el giro del husillo (18) de eje Y produce la traslación del cabezal (7).
  11. 11.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según las reivindicaciones 1 y 10, caracterizada porque los medios de extrusión comprenden un extrusor (10) de material y un soporte (11) de extrusor; y el soporte (11) de extrusor se conecta de forma fija al elemento de transmisión (25) de eje Y.
  12. 12.
    Impresora (1) de conformado tridimensional, según una de las reivindicaciones 4-11, caracterizada porque los medios de transmisión de eje Z comprenden:
    -
    un primer elemento de transmisión (26) de eje Z acoplado de forma fija al travesaño (3); dicho primer elemento de transmisión (26) teniendo un orificio pasante a través del que el primer husillo (19) de eje Z se conecta de forma roscada; y
    -
    un segundo elemento de transmisión (26’) de eje Z acoplado de forma fija al travesaño (3); dicho segundo elemento de transmisión (26’) teniendo un orificio pasante a través del que el segundo husillo (19’) de eje Z se conecta de forma roscada;
    de manera que el giro del primer y segundo husillos (19, 19’) de eje Z produce la traslación del travesaño (3).
  13. 13. Impresora (1) de conformado tridimensional, según una de las reivindicaciones 4-13, caracterizada porque los elementos de transmisión (26, 26’) de eje Z se conectan de forma fija al travesaño (3).
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