ES2628033T3

ES2628033T3 - Licuefactor de cinta para su uso en sistemas de fabricación digitales basados en extrusión

Info

Publication number: ES2628033T3
Application number: ES10757919.5T
Authority: ES
Inventors: J. Samuel Batchelder; William J. Swanson; S. Scott Crump
Original assignee: Stratasys Inc
Current assignee: Stratasys Inc
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: CA2775071C; US10500829B2; CN102548736B; KR20120060240A; CA2775071A1; JP5701301B2; US20170232665A1; US20110074065A1; EP2483059B1; US20130234366A1; US20150084239A1; CN102548736A; WO2011041165A1; KR101413485B1; EP2483059A1; RU2508198C2; RU2012117836A; US8926882B2; US8439665B2; JP2013506579A

Abstract

Un licuefactor (38, 138, 238) de cinta para su uso en un sistema (10) de fabricación digital basado en extrusión que incorpora un mecanismo (42) impulsor y un componente (40) de transferencia de calor, comprendiendo el licuefactor (38, 138, 238) de cinta: una porción externa del licuefactor que presenta una longitud que se extiende a lo largo de un eje geométrico (46, 146, 246) longitudinal y configurada para recibir energía térmica desde el componente (40) de transferencia de calor; un canal (72, 172, 272) que se extiende a lo largo del eje geométrico (46, 146, 246) longitudinal al menos parcialmente definido por la porción externa del licuefactor, presentando el canal (72, 172, 272) un extremo (48, 148) de entrada con unas dimensiones configuradas para recibir un filamento (44) en cinta, y un extremo de salida, en el que el licuefactor (38, 138, 238) de cinta está configurado para fundir el filamento (44) en cinta recibido dentro del canal (72, 172, 272) en al menos un estado extruíble con la energía térmica recibida para suministrar un flujo en fusión, y en el que las dimensiones del canal (72, 172, 272) están también configuradas para conformar el flujo en fusión en un flujo axialmente asimétrico dentro del canal (72, 172, 272); y una punta (52, 152) de extrusión que se extiende a lo largo del eje geométrico (46, 146, 246) longitudinal desde la porción externa del licuefactor en el extremo de salida del canal (72, 172, 272), en el que las dimensiones de la punta (52, 152) de extrusión están configuradas para conformar el flujo en fusión desde el flujo axialmente asimétrico dentro del canal (72, 172, 272) hasta un flujo sustancialmente axialmente simétrico para la extrusión desde la punta (52, 152) de extrusión.

Description

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DESCRIPCION

Licuefactor de cinta para su uso en sistemas de fabricacion digitales basados en extrusion Antecedentes

La presente divulgacion se refiere a sistemas de fabricacion digitales directos para construir modelos en tres dimensiones (3D). En particular, la presente invencion se refiere a licuefactores con cabezal de extrusion para su uso en sistemas de fabricacion digitales basados en extrusion.

Un sistema de fabricacion digital basado en extrusion (por ejemplo, unos sistemas de modelacion de deposicion por fusion desarrollados por Statasys, Inc., Eden Prairie, MN) es utilizado para construir un modelo en 3D a partir de una representacion digital del modelo en 3D capa por capa extruyendo un material de modelacion consumible fluente. El material de modelacion es extruido a traves de una punta de extrusion Nevada por un cabezal de extrusion, y es depositado en forma de secuencia de vfas sobre un sustrato en un plano x - y. El material de modelacion extruido se funde con el material de modelacion anteriormente depositado, y se solidifica por una cafda de la temperatura. La posicion del cabezal de extrusion con respecto al sustrato es a continuacion incrementado a lo largo de un eje geometrico z (perpendicular al plano x - y), y el proceso es entonces repetido para formar un modelo en 3D similar a la representacion digital.

El desplazamiento del cabezal de extrusion con respecto al sustrato se lleva a cabo por medio de un control por computadora, de acuerdo con los datos constrrndos que representan el modelo en 3D. Los datos constrrndos son obtenidos rebanando inicialmente la representacion digital del modelo en 3D en multiples capas rebanadas horizontalmente. A continuacion, para cada capa rebanada, la computadora host genera una senda de construccion para depositar vfas de material de modelacion para formar el modelo en 3D.

En la fabricacion de modelos en 3D depositando capas de un material de modelacion, unas capas o estructuras de soporte son tfpicamente constrrndas por debajo de unas porciones en voladizo o en cavidades de objetos en construccion, las cuales no son soportadas por el propio material de modelacion. Una estructura de soporte puede ser constrrnda utilizando las mismas tecnicas de deposicion mediante las cuales es depositado el material de modelacion. La computadora host genera una geometna adicional que actua como estructura de soporte para los segmentos en voladizo o de espacio libre del modelo en 3D que esta siendo formado. Un material de soporte consumible es a continuacion depositado desde una segunda tobera con arreglo a la geometna generada durante el proceso de construccion. El material de soporte se adhiere al material de modelacion durante la fabricacion, y es retirable del modelo en 3D completado cuando el proceso de construccion se ha completado.

El documento GB 2 291 003 A divulga un licuefactor de cinta que incorpora un cilindro y un miembro rotatorio.

Sumario

Un aspecto de la presente divulgacion se refiere a un licuefactor de cinta para su uso en un sistema de fabricacion digital basado en extrusion que incorpora un mecanismo impulsor y un componente de transferencia de calor. El licuefactor de cinta incluye una porcion externa del licuefactor configurada para recibir la energfa termica del componente de transferencia de calor, y un canal al menos parcialmente definido por la porcion externa del licuefactor. El canal presenta dos dimensiones configuradas para recibir un filamento en cinta, en el que el licuefactor de cinta esta configurado para fundir el filamento en cinta recibido dentro del canal en al menos un estado extrrnble con la energfa termica recibida para suministrar un flujo en fusion. Asf mismo, las dimensiones del canal pueden estar tambien configuradas para conformar el flujo en fusion de un flujo axialmente asimetrico a un flujo sustancialmente axialmente simetrico en una punta de extrusion conectada al licuefactor de cinta.

Otro aspecto de la presente divulgacion se refiere a un licuefactor de cinta para su uso en un sistema de fabricacion digital basado en extrusion que incorpora un mecanismo impulsor y un componente de transferencia de calor, en el que el licuefactor de cinta incluye un tubo externo que presenta una superficie exterior y una superficie interior, y en el que la superficie exterior del tubo externo esta configurado para encajar con el componente de transferencia de calor. El licuefactor de cinta tambien incluye una porcion de nucleo dispuesta dentro del tubo externo y que presenta una superficie exterior, y un componente de cuna dispuesto entre el tubo externo y la porcion de nucleo. El componente de cuna presenta un espacio libre que se extiende a lo largo de una extension longitudinal del componente de cuna, definiendo el espacio libre un canal entre la superficie interior del tubo externo y la superficie exterior de la porcion de nucleo. El canal presenta unas dimensiones configuradas para recibir un filamento en cinta, estando la superficie exterior de la porcion de nucleo configurada para proporcionar un soporte de refuerzo al filamento en cinta cuando el mecanismo impulsor queda encajado con el filamento en cinta.

Otro aspecto de la presente divulgacion se refiere a un procedimiento para construir un modelo tridimensional en un sistema de fabricacion digital basado en extrusion. El procedimiento incluye la impulsion de un filamento en cinta a traves de un canal de un licuefactor de cinta, en el que el licuefactor de cinta incluye ademas una porcion externa del licuefactor que al menos parcialmente define el canal. El procedimiento tambien incluye la fusion del filamento en cinta dentro del canal en al menos un estado extrrnble para suministrar un flujo en fusion, en el que las dimensiones del canal conforman el flujo en fusion en un flujo axialmente asimetrico, y la extrusion del flujo en fusion desde una

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punta de extrusion del licuefactor de cinta, en el que el flujo en fusion presenta un flujo sustancialmente axialmente simetrico en la punta de extrusion.

Breve descripcion de los dibujos

La FIG. 1 es una vista frontal de un sistema de fabricacion digital basado en extrusion que incluye unos licuefactores de cinta para fundir los filamentos en cinta recibidos de los materiales de modelacion y soporte.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva desde arriba de un subconjunto del cabezal de extrusion que incluye un licuefactor de cinta encajado con un mecanismo impulsor y un bloque termico.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva del licuefactor de cinta, que incluye un tubo externo con orificio.

La FIG. 4A es una vista en seccion de la seccion 4A - 4A tomada en la FIG. 3.

La FIG. 4B es una vista en seccion de la seccion 4B - 4B tomada en la FIG. 3.

La FIG. 4C es una vista en seccion de la seccion 4C - 4C tomada en la FIG. 3

La FIG. 5 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del licuefactor de cinta.

La FIG. 6 es una vista lateral del licuefactor de cinta en uso con un mecanismo impulsor que incorpora una polea rotatoria para recibir, fundir y extruir un filamento en cinta.

La FIG. 7 es una vista lateral del licuefactor de cinta en uso con un mecanismo impulsor alternativo que incorpora un mecanismo de arbol rotatorio roscado para recibir, fundir y extruir un filamento en cinta.

La FIG. 8A es una vista en seccion de un filamento en cinta en un estado relajado, no flexionado.

La FIG. 8B es una vista en seccion del filamento en cinta en un estado flexionado.

La FIG. 9 es una vista en perspectiva de un primer licuefactor de cinta alternativo, que incluye una disposicion abierta en su parte superior.

La FIG. 10 es una vista en seccion alternativa de la seccion 4C - 4C, que ilustra un segundo licuefactor de cinta alternativo que incluye un canal no arqueado para recibir un filamento en cinta.

Descripcion detallada

La presente invencion se refiere a un licuefactor de cinta de acuerdo con la reivindicacion 1 para su uso en sistemas de fabricacion digitales basados en extrusion, en el que el licuefactor de cinta esta configurado para recibir filamentos en cinta de materiales de modelacion y / o soporte y tambien se refiere a un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 8 para construir un modelo tridimensional en un sistema de fabricacion digital basado en extrusion. Segun se utiliza en la presente memoria, el termino "filamento en cinta" se refiere a un cordon de un material que presenta una geometna no cilmdrica, por ejemplo una seccion transversal rectangular y / o en forma de pelfcula. Esto contrasta con un filamento cilmdrico", que presenta un perfil en seccion transversal circular. El uso del filamento en cinta en combinacion con el licuefactor de cinta permite que los materiales de modelacion y soporte sean fundidos y extruidos con tiempos de respuesta reducidos. Esto es ventajoso para mejorar las precisiones deposicionales y reducir los tiempos de construccion, incrementando con ello las eficiencias del proceso de construccion de modelos en 3D y de estructuras de soporte correspondientes con el licuefactor de cinta.

La FIG. 1 es una vista frontal de un sistema 10, que es un sistema de fabricacion digital basado en extrusion que incluye una camara 12 de construccion, una platina 14, un portico 16, un cabezal 18 de extrusion y unas fuentes 20 y 22 de suministro, pudiendo incluir el cabezal 18 de extrusion uno o mas licuefactores de cinta (no mostrados en la FIG. 1) para fundir porciones sucesivas de filamentos en cinta (no mostrados en la FIG. 1) durante la operacion de construccion con el sistema 10. Sistemas adecuados de fabricacion digitales basados en extrusion para el sistema 10 incluyen sistemas de modelacion de deposicion por fusion desarrollados por Stratasys, Inc., Eden Prairie, MN.

La camara 12 de construccion es un recinto cerrado que contiene la platina 14, el portico 16 y un cabezal 18 de extrusion para construir un modelo en 3D (designado como modelo 24 en 3D) y una estructura de soporte correspondiente (designada como estructura 26 de soporte). La platina 14 es una plataforma sobre la cual estan constrrndas el modelo 24 en 3D y la estructura 26 de soporte, y se desplaza a lo largo de un eje geometrico z vertical a base de las senales suministradas a partir de un controlador operado por ordenador (designado como controlador 28). El portico 16 es un sistema de rail de grna configurado para desplazar el cabezal 18 de extrusion en un plano x - y horizontal dentro de la camara 12 de construccion en base a las senales suministradas desde el controlador 28. El plano x - y horizontal es un plano definido por un eje geometrico x y un eje geometrico y (no mostrado en la FIG. 1), en el que el eje geometrico x y el eje geometrico y y el eje geometrico z son ortogonales entre sf. En una forma de realizacion alternativa, la platina 14 puede estar configurada para desplazarse en el plano x - y horizontal dentro de la camara 12 de construccion, y el cabezal 18 de extrusion puede estar configurado para

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desplazarse a lo largo del eje geometrico z. Tambien pueden utilizarse otras disposiciones similares como por ejemplo uno en el que uno o ambos elementos entre la platina 14 y el cabezal 18 de extrusion puedan desplazarse uno respecto de otro.

El cabezal 18 de extrusion es soportado por el portico 16 para construir un modelo 24 en 3D y una estructura 26 de soporte sobre la platina 14 en una disposicion capa por capa, en base a las senales suministradas por el controlador 30. El cabezal 18 de extrusion incluye unos subconjuntos 30 y 32, cada uno de los cuales incluye de modo preferente un licuefactor de cinta de la presente divulgacion. Por consiguiente el submontaje 30 esta configurado para recibir y fundir porciones sucesivas de un filamento en cinta de material de modelacion con un primer licuefactor de cinta (no mostrado en la FIG. 1), y el subconjunto 32 esta configurado para recibir y fundir porciones sucesivas de un filamento en cinta de material de soporte con un segundo licuefactor de cinta (no mostrado en la FIG. 1).

El filamento en cinta de material de modelacion puede ser suministrado al subconjunto 30 desde la fuente 20 de suministro a traves de un trayecto 34. De modo similar, el filamento en cinta del material de soporte puede ser suministrado al subconjunto 32 desde la fuente 22 de suministro a traves del trayecto 36. El sistema 10 puede tambien incluir unos mecanismos impulsores adicionales (no mostrados) configurados para ayudar a la alimentacion de los filamentos en cinta desde las fuentes 20 y 22 de suministro a los subconjuntos 30 y 32. Las fuentes 20 y 22 de suministro son fuentes (por ejemplo, recipientes con carretes) para los filamentos en cinta de modelacion y soporte y, de forma preferente, son retenidos en un emplazamiento distante de la camara 12 de construccion. Los conjuntos apropiados para las fuentes 20 y 22 de suministro se divulgan en la Patente estadounidense No. 6,922,634 de Swanson et al., Patente estadounidense No. 7,122,246 de Comb y al; y Publicaciones de Solicitud de patentes estadounidenses No. 2010/0096485 y 2010/0096489 de Taatjes et al.

Durante una operacion de construccion, el portico 16 desplaza el cabezal 18 de extrusion alrededor del plano x - y horizontal dentro de la camara 12 de construccion, y los filamentos en cinta son alimentados a los subconjuntos 30 y 32. El subconjunto 30 funde termicamente las porciones sucesivas del filamento en cinta del material de moldeo recibido, permitiendo con ello que el material fundido sea extruido para construir el modelo 24 en 3D. De modo similar, el subconjunto 32 funde termicamente las porciones sucesivas del filamento en cinta de material de soporte, permitiendo con ello que el material fundido sea extruido para construir la estructura 26 de soporte. Las porciones corriente arriba, no fundidas de los filamentos en cinta pueden funcionar cada una como un piston con una accion de bomba de viscosidad para extruir el material fundido fuera de los subconjuntos 30 y 32 respectivos.

Los materiales de modelacion y soporte extruidos son a continuacion depositados sobre la platina 14 para construir el modelo 34 en 3D y la estructura 26 de soporte utilizando una tecnica de aditivos a base de capas. La estructura 26 de soporte es, de modo preferente, depositada para suministrar un soporte vertical al eje geometrico z para las zonas en voladizo de las capas del modelo 24 en 3D. Esto permite que el modelo 24 en 3D sea constrmdo con diversas geometnas. Despues de que la operacion de construccion se ha completado, el modelo 24 / estructura 26 de soporte en 3D resultante puede ser retirado de la camara 12 de construccion, y la estructura 26 de soporte puede ser retirada del modelo 24 en 3D.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva desde arriba del subconjunto 30 del cabezal 18 de extrusion , en la que el analisis subsecuente del subconjunto 30 es igualmente aplicable al subconjunto 32 (mostrado en la FIG. 1). Como se muestra en la FIG. 2, el subconjunto 30 incluye un licuefactor 38 de cinta, un bloque 40 termico y un mecanismo 42 impulsor, en el que el mecanismo 42 impulsor alimenta porciones sucesivas de filamento 44 de cinta a traves del licuefactor 38 de cinta. En la forma de realizacion mostrada, el licuefactor 38 de cinta incluye una serie de tubos anulares que se extienden entre el extremo 48 superior y el extremo 50 de fondo. El extremo 48 superior y el extremo 50 de fondo son extremos opuestos del licuefactor 38 de cinta a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal, en el que el extremo 48 superior esta configurado para recibir el filamento 44 en cinta en estado flexionado. Cuando el subconjunto 30 esta montado en el sistema 10, (mostrado en la FIG. 1) el eje geometrico 46 longitudinal se corresponde con el eje geometrico z vertical. Como se muestra en la FIG. 2, los tubos anulares del licuefactor 38 de cinta se extienden a traves del mecanismo 42 impulsor y del bloque 40 termico a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal.

El licuefactor 38 de cinta tambien incluye una punta 52 de extrusion, que es una punta de pequeno diametro que esta situada en un extremo 50 de fondo y esta configurada para extruir el material fundido del filamento 44 en cinta con una anchura de via deseada. En una forma de realizacion, la punta 52 de extrusion puede ser fijada de manera amovible a uno o mas de los tubos anulares dispuestos en el extremo 50 de fondo, permitiendo con ello que multiples puntas 52 de extrusion sean utilizadas de manera intercambiable. Ejemplos de diametros de punta interiores apropiados para la punta 52 de extrusion oscilan entre aproximadamente 125 micrometros y aproximadamente 510 micrometros.

El bloque 40 termico es un componente de transferencia de calor que se extiende alrededor de al menos una porcion del licuefactor 38 de cinta y esta configurado para conducir calor hacia el licuefactor 38 de cinta y hacia el filamento 44 en cinta recibido. Ejemplos de componentes de transferencia de calor apropiados para el bloque 40 termico incluyen los divulgados en la Patente estadounidense No. 6,004,124 de Swanson et al., la Patente estadounidense No. 6,547,995 de Comb, la Publicacion estadounidense No. 2007/00228590 de LaBossiere et al., y

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la Publicacion de Solicitud de patente estadounidense No. 2009/0273122, de Batchelder et al. En formas de realizacion alternativas, el bloque 40 termico puede ser sustituido por una diversidad de componentes de transferencia de calor diferentes que generen unos gradientes termicos a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal.

El mecanismo 42 impulsor incluye una placa 54 de soporte, un bloque 56 de base y una polea 58, estando la polea 58 fijada en rotacion entre la placa 54 de soporte y el bloque 56 de base. La placa 54 de soporte y el bloque 56 de base son componentes de soporte del mecanismo 42 impulsor, y uno o ambos elementos entre la placa 54 de soporte y el bloque 56 de base pueden estar fijados al cabezal 18 de extrusion (mostrado en la FIG. 1). La polea 58 es un componente rotatorio que impulsa porciones sucesivas de filamento 44 en cinta a traves del licuefactor 38 de cinta con el uso de una superficie internamente roscada (no mostrada en la FIG. 2). Ejemplos de mecanismos apropiados impulsores de filamentos para el mecanismo 42 impulsor incluyen los divulgados en las Publicaciones de Solicitud de Patentes estadounidenses de Batchelder et al, Nos. 2009/0274540 y 2009/0273122.

Durante una operacion de construccion del sistema 10 (mostrado en la FIG. 1), el filamento 44 en cinta, de modo preferente, esta flexionado en un estado flexionado para su alineacion con el licuefactor 38 de cinta. El filamento 44 en cinta flexionado puede entonces ser cargado en el licuefactor 38 de cinta en el extremo 48 superior (representado por la flecha 60) para encajar con la superficie internamente roscada de la polea 58. La polea 58 es a continuacion rotada (representada por la flecha 62) en base a las senales suministradas por el controlador 28 (mostrada en la FIG. 1). La rotacion de la polea 58 hace rotar en la misma medida la superficie internamente roscada de la polea 58, lo que impulsa las porciones sucesivas del filamento 44 en cinta a traves del licuefactor 38 de cinta.

A medida que el filamento 44 en cinta pasa a traves del licuefactor 38 de cinta, el gradiente termico generado por el bloque 40 termico funde el material del filamento 44 en cinta dentro del licuefactor 38 de cinta hasta al menos un estado extrmble. La porcion corriente arriba, no fundida del filamento 44 en cinta que es impulsado por el mecanismo 42 impulsor funciona como un piston actuando una bomba de viscosidad sobre el material fundido entre la porcion no fundida de las paredes del licuefactor 38 de cinta, extruyendo asf el material fundido fuera de la punta 52 de extrusion. El material extruido puede entonces ser depositado como vfas para formar el modelo 24 en 3D capa por capa.

Como se muestra asf mismo en la FIG. 2, el extremo 48 superior del licuefactor 38 de cinta es situado en una posicion corriente arriba a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal con respecto al mecanismo 42 impulsor. Estrictamente hablando, el filamento 44 en cinta puede entrar en el licuefactor 38 de cinta en una zona de entrada (designada como zona 64 de entrada) antes de su encaje con el mecanismo 42 impulsor, y puede ser continuamente soportado por el licuefactor 38 de cinta durante y despues del encaje con el mecanismo 42 impulsor. Esto reduce el riesgo de interrumpir una operacion de construccion con el cabezal 18 de extrusion, y puede permitir que se alcancen unas fuerzas impulsoras mas elevadas porque el filamento 44 en cinta es soportado impidiendo su alabeo.

Los perfiles en seccion transversal del licuefactor 38 de cinta y del filamento 44 en cinta permiten que el filamento 44 en cinta sea fundido y extruido desde la cabeza 18 de extrusion con unos tiempos de respuesta reducidos en comparacion con filamentos y licuefactores cilmdricos. Como se analizo en la Solicitud de Patente Provisional estadounidense No. 61/247,067; y en la Solicitud de Patente estadounidense No. 12/612,333, titulada "Filamento No Cilmdrico para su Uso en Sistemas de Fabricacion Digitales basados en Extrusion", se cree que los perfiles en seccion transversal del licuefactor 38 de cinta y del filamento 44 en cinta retiran de manera eficaz del nucleo asociado con el filamento cilmdrico con una seccion transversal circular. Esto permite que el filamento 44 en cinta sea fundido y extruido a partir del cabezal 18 de extrusion con unos tiempos de respuesta reducidos, lo que puede incrementar en la misma medida la eficacia del proceso del sistema 10 para construir el modelo 24 en 3D y / o la estructura 26 de soporte.

Por ejemplo, los tiempos de respuesta reducidos pueden aumentar la precision de los emplazamientos de arranque y parada para las vfas depositadas de materiales de modelacion y soporte. Durante una operacion de construccion para formar una tapa de un modelo en 3D (por ejemplo, el modelo 24 en 3D), un cabezal de extrusion (por ejemplo, el cabezal 18 de extrusion) es desplazado en un plano x - y horizontal y deposita un material de modelacion fundido. Despues de que se ha completado un motivo de deposicion determinado, el cabezal de extrusion deja de depositar el material de modelacion. Esto se lleva a cabo deteniendo la alimentacion del filamento hacia el interior del licuefactor del cabezal de extrusion, haciendo cesar con ello la accion de la bomba de viscosidad del filamento.

Sin embargo, el tiempo de respuesta entre el momento en el que el cabezal de extrusion deja de alimentar el filamento hacia el licuefactor y en el momento en el que el material de modelacion detiene realmente la extrusion procedente del cabezal de extrusion, no es instantaneo, por el contrario, hay un retardo basado en factores tales como las propiedades termicas del licuefactor, la composicion del filamento y, segun se analiza mas adelante, el perfil en seccion transversal del canal del filamento y el licuefactor. De modo similar, tambien hay un retardo de tiempo de respuesta asociado con la transicion de un estado de flujo cero a un flujo de estado constante. Los licuefactores y filamentos que requieren grandes tiempos de respuesta incrementan estos retardos, reduciendo con ello potencialmente las precisiones deposicionales. La reduccion de estos tiempos de respuesta, sin embargo, pueden mejorar las calidades esteticas y estructurales del modelo en 3D resultante, particularmente cuando la construccion de los modelos en 3D contengan caractensticas finas.

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Por ejemplo, un tiempo de respuesta reducido para el sistema 100 puede habilitar la aceleracion del portico 16 en emplazamientos apropiados cerca de los puntos de arranque y parada de deposicion. Esto puede aumentar la capacidad de ocultar las costuras de cada capa, lo que incrementa la calidad de las piezas. Asf mismo, el tiempo de respuesta determina hasta donde el portico 16 puede desviarse de una velocidad tangencial constante cuando el portico 16 se desplaza alrededor de una esquina en el plano x - y. Como resultado de ello, un tiempo de respuesta reducido permite que el cabezal 18 de extrusion consiga unas aceleraciones y desaceleraciones de viraje mayores. Esto puede reducir los tiempos de produccion requeridos para construir modelos y estructuras de modelos en 3D y estructuras de soporte, de forma muy parecida a la importancia de la capacidad de viraje de un coche de carreras para reducir un tiempo global de carrera.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva expandida del licuefactor 38 de cinta que incluye un tubo 66 externo, un tubo 68 de nucleo y componente 70 de cuna. Como se aprecia, el componente 70 de cuna esta dispuesto circunferencialmente entre el tubo 66 externo y el tubo 68 de nucleo, de manera que el tubo 66 externo, el tubo 68 de nucleo y el componente 70 de cuna definan un canal 72 que se extienda a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal entre el extremo 48 superior y el extremo 50 de fondo. Como se analiza mas adelante, el canal 72 es la porcion del licuefactor 38 de cinta que recibe el filamento 44 en cinta (mostrado en la FIG. 2).

El tubo 66 externo, el tubo 68 de nucleo y el componente 70 de cuna pueden estar, cada uno, fabricados a partir de una diversidad de materiales, los cuales, de modo preferente, sean capaces de soportar la energfa termica procedente del bloque 40 termico y cualquier temperatura elevada de la camara 12 de construccion (mostrada en la FIG. 1). Materiales apropiados para fabricar cada elemento entre el tubo 66 externo, el tubo 68 de nucleo y el componente 70 de cuna incluyen materiales termicamente conductores, metalicos, por ejemplo acero inoxidable.

El tubo 66 externo es una porcion externa del licuefactor del licuefactor 38 de cinta que incluye una superficie 74 exterior, que se extiende a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal entre el extremo 48 superior y el extremo 50 de fondo. En la forma de realizacion mostrada, el tubo 66 externo presenta una seccion transversal cilmdrica. En formas de realizacion alternativas, el tubo 66 externo puede ser sustituido por tubos con geometnas en seccion transversal diferentes. Por consiguiente, segun se utiliza en la presente memoria, el termino "tubo" incluye una diversidad de geometnas huecas, por ejemplo geometnas cilmdricas, geometnas elfpticas, geometnas poligonales (por ejemplo, geometnas rectangulares y cuadradas), geometnas axialmente ahusadas, y similares. La superficie 74 exterior es la porcion del tubo 66 externo que contacta con el bloque 40 termico para generar un gradiente termico a lo largo del licuefactor 38 de cinta. El gradiente termico crea un perfil de temperatura en el filamento 44 en cinta a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal, que funde porciones sucesivas del filamento 44 en cinta cuando el filamento 44 en cinta es impulsado a traves del licuefactor 38 de cinta.

Como se muestra tambien en la FIG. 3, el tubo 66 externo incluye tambien un orificio 76 y una longitud 78 calentada. El orificio 76 es una abertura lateral a traves del tubo 66 externo entre la zona 64 de entrada y la longitud 78 calentada. Segun se analiza mas adelante, el orificio 76 permite que la polea 58 (mostrada en la FIG. 2) encaje con el filamento 44 en cinta despues de que el filamento 44 en cinta es cargado dentro del canal 72. Esto permite que la superficie internamente roscada de la polea 58 impulse el filamento 44 en cinta hacia la longitud 78 calentada.

Las dimensiones del orificio 76 pueden variar dependiendo de las dimensiones del filamento 44 en cinta y del mecanismo impulsor utilizado (por ejemplo, el mecanismo 42 impulsor). Por ejemplo, la longitud del orificio 76 a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal (designado como longitud 80 del orificio) puede variar dependiendo de las dimensiones de la superficie internamente roscada de la polea 58. Ejemplos de longitudes apropiadas para la longitud 80 del orificio oscilan entre aproximadamente 1,25 milfmetros y aproximadamente 25,0 milfmetros, estando especialmente indicadas unas longitudes 64 que oscilan entre aproximadamente 5,1 milfmetros y aproximadamente 12,7 milfmetros.

La longitud 78 calentada es una zona a lo largo del tubo 66 externo en la que el gradiente termico generado por el bloque 40 termico (mostrado en la FIG. 2) existe para fundir el filamento 44 encinta. La longitud 78 calentada se extiende, de modo preferente, a lo largo de la extension longitudinal del tubo 66 externo por debajo del orificio 76, impidiendo con ello que el filamento 44 en cinta se funda mientras esta trabado con la polea 58. Por consiguiente, la longitud 78 calentada se extiende, de modo preferente, a lo largo de la extension longitudinal del tubo 66 externo entre el orificio 76 y el extremo 50 de fondo / punta 52 de extrusion. En una forma de realizacion, el cabezal 18 de extrusion (mostrado en la FIG. 1), puede tambien incluir un colector del flujo de aire (no mostrado) configurado para dirigir el aire de enfriamiento hacia el extremo 48 superior y / o el orificio 76 para reducir aun mas el riesgo de que el gradiente termico afecte al filamento 44 en cinta en el orificio 76.

Las dimensiones apropiadas para que exista la longitud 78 calentada, entre el orificio 76 y el extremo 50 de fondo (designada como longitud 82), puede variar dependiendo de las propiedades de transferencia de calor del bloque 40 termico, del grosor y del material del tubo 66 externo y del grosor, el material y la cadencia de impulsion del filamento 44 en cinta. Ejemplos de longitudes apropiadas para la longitud 82 oscilan entre aproximadamente 13 milfmetros y aproximadamente 130 milfmetros, oscilando en especial las longitudes 88 apropiadas entre aproximadamente 25 milfmetros y aproximadamente 51 milfmetros.

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El tubo 68 de nucleo es una porcion de nucleo del licuefactor 38 de cinta y esta dispuesto dentro del tubo 66 externo entre el extremo 48 superior y el extremo 50 de fondo. Como se muestra, el tubo 68 de nucleo incluye una superficie 84 exterior, que esta al descubierto en el orificio 76. Aunque se muestra como un tubo hueco, puede ser utilizada una diversidad de porciones de nucleo alternativas en lugar del tubo 68 de nucleo, por ejemplo, porciones no huecas de nucleo solido. Estas formas de realizacion pueden ser ventajosas para reforzar el soporte lateral del filamento 44 en cinta cuando quede encajado con el mecanismo 40 impulsor. No obstante, el uso de un tubo hueco (por ejemplo, el tubo 68 de nucleo para la porcion de nucleo es ventajosa para reducir el peso del licuefactor 38 de cinta, y puede permitir que los componentes electricos y / o termicos queden retenidos en su interior. Por ejemplo, uno o mas componentes adicionales de transferencia de calor (no mostrados) puede ser fijados dentro del tubo 68 de nucleo para ayudar a que el bloque 40 termico genere un gradiente termico a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal. En estas formas de realizacion, el tubo 68 de nucleo presenta, de modo preferente, un grosor de pared suficiente para soportar el filamento 44 en cinta cuando quede encajado con el mecanismo 42 impulsor (por ejemplo, al menos de aproximadamente 0,25 milfmetros). Asf mismo, como se analizo anteriormente, el tubo 66 externo, el tubo 68 de nucleo pueden tambien ser sustituidos por tubos que presenten geometnas en seccion transversal diferentes.

El componente 70 de cuna es un componente con forma de C fijado entre el tubo 66 externo y el tubo 68 de nucleo, y se extiende tambien entre el extremo 48 superior y el extremo 50 de fondo. Como se analiza mas adelante, el componente 70 de cuna incluye un espacio libre que se extiende entre el extremo 48 superior y el extremo 50 de fondo y esta sustancialmente alineado con el orificio 76. El espacio libre del componente 70 de cuna entre el tubo 66 externo y el tubo 68 de nucleo define el canal 72, que presenta una seccion transversal arqueada y esta sustancialmente alineado con el orificio 76. Esta disposicion permite que el mecanismo 42 impulsor encaje con el filamento 44 en cinta mientras el filamento 44 en cinta se extiende a traves del canal 72, donde la porcion de la superficie 84 exterior en el orificio 76 puede funcionar como un soporte de refuerzo lateral para el filamento 44 en cinta cuando queda encajado con el mecanismo 42 impulsor.

Durante la fabricacion del subconjunto 30 (mostrado en las FIGS. 1 y 2), el licuefactor 38 de cinta puede ser fijado dentro del bloque 40 termico de manera que el orificio 76 se extienda por encima del bloque 40 termico. Como se analizo anteriormente, ello restringe convenientemente la longitud 78 calentada a un emplazamiento por debajo del orificio 76. El licuefactor 38 de cinta puede ser fijado dentro del bloque 40 termico de diversas maneras. En una forma de realizacion, el bloque 40 termico puede estar separado (o de cualquier otra forma abierto) para permitir un acceso directo por dentro del bloque 40 termico. El licuefactor 38 de cinta puede entonces ser insertado dentro del bloque 40 termico, y el bloque 40 termico puede ser reensamblado (o de cualquier otra forma cerrado) para proporcionar un contacto termicamente conductor satisfactorio entre el tubo 66 externo del licuefactor 38 de cinta y el bloque 40 termico. La punta 52 de extrusion puede tambien ser fijada al tubo 66 externo en el extremo 50 de fondo. El licuefactor 38 de cinta puede tambien ser fijado al mecanismo 42 impulsor de forma que posibilite que la superficie internamente roscada de la polea 58 encaje con el licuefactor 38 de cinta en el orificio 76.

Durante la operacion, las dimensiones del canal 72 estan configuradas para conformar el flujo en fusion del material fundido del filamento 44 en cinta en un flujo axialmente asimetrico, el cual, en este ejemplo, es un flujo con motivo arqueado. Despues de alcanzar la punta 52 de extrusion, sin embargo, este flujo en fusion cambia a un flujo sustancialmente axialmente simetrico para la extrusion. Esto contrasta con un licuefactor cilmdrico, en el cual el flujo en fusion permanece como un flujo axialmente simetrico en el licuefactor cilmdrico y en la punta de extrusion.

Las FIGS. 4A - 4C son vistas en seccion de las secciones 4A - 4A, 4B - 4B y 4C - 4C, respectivamente tomadas en la FIG. 3. La seccion mostrada en la FIG. 4A ilustra una zona 64 de entrada, como se muestra, el tubo 66 externo incluye tambien una superficie 86 interior, definiendo la superficie 86 interior un diametro interno del tubo 66 externo (designado como diametro 86d interno). Ejemplos de diametros medios apropiados para el diametro 86d interno oscilan entre aproximadamente 3,8 milfmetros y aproximadamente 10,2 milfmetros, oscilando especialmente los diametros apropiados entre aproximadamente 5,1 milfmetros y aproximadamente 7,6 milfmetros.

En la misma medida, la superficie 74 exterior define un diametro externo del tubo 66 externo (designado como diametro 74d externo). El diametro 74d externo puede variar dependiendo del grosor de pared del tubo 66 externo y del diametro 86d interno y, de manera preferente, permite que el tubo 66 externo sea insertado a traves de la placa 54 de soporte, de la polea 58, y del bloque 56 de base del mecanismo 42 impulsor (mostrado en la FIG. 2), y que quede retenido por uno o ambos elementos entre la placa 54 de soporte y el bloque 56 de base. Por consiguiente, ejemplos de grosores de pared medios apropiados para el tubo 66 del licuefactor (esto es, la diferencia entre el diametro 74d externo y el diametro 86d interno) oscilan entre aproximadamente 1,3 milfmetros y aproximadamente 7,6 milfmetros, siendo particularmente indicados grosores que oscilan entre aproximadamente 2,5 milfmetros y aproximadamente 5,1 milfmetros.

Como tambien se muestra en la FIG. 4A, la superficie 84 exterior del tubo 68 de nucleo define un diametro externo del tubo 68 de nucleo (designado como diametro 84d externo). La diferencia entre el diametro 86d interno del tubo 86 externo y el diametro 84d externo del tubo 68 de nucleo, por consiguiente, define el grosor del canal 72 (designado como grosor 88 del canal). Ejemplos de dimensiones apropiadas para el grosor 88 del canal oscilan entre aproximadamente 0,25 milfmetros y aproximadamente 2,5 milfmetros, oscilando espedficamente los grosores apropiados entre aproximadamente 0,51 milfmetros y aproximadamente 2,0 milfmetros e incluso de modo particularmente mas preferente entre aproximadamente 0,76 milfmetros y aproximadamente 1,8 milfmetros. Debido

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a que el canal 72 esta definido en parte por el espacio libre del componente 70 de cuna, el componente 70 de cuna presenta un grosor correspondiente al grosor 88 del canal.

En la forma de realizacion mostrada, el canal 72 presenta tambien una anchura arqueada que se extiende a traves del espacio libre del componente 70 de cuna el cual, de modo preferente, se corresponde con las dimensiones del filamento 44 en cinta en estado flexionado. La anchura arqueada puede medirse por un angulo (referido como angulo a) desde un punto radialmente concentrico del canal 72, como se muestra en la FIG. 4A. Ejemplos de angulos apropiados para el angulo a oscilan entre aproximadamente 30 grados y aproximadamente 180 grados, oscilando especialmente los angulos apropiados entre aproximadamente 45 grados y aproximadamente 130 grados y de forma mas concreta, entre aproximadamente 60 grados y aproximadamente 90 grados.

Como alternativa, la anchura del canal 72 puede ser medida en base a la geometna rectangular mejor que en base a su geometna arqueada. Ejemplos de dimensiones apropiadas para la anchura del canal 72 oscilan entre aproximadamente 1,0 milfmetros y aproximadamente 12,7 milfmetros, oscilando las anchuras especialmente apropiadas entre aproximadamente 3,0 mirimetros y aproximadamente 10,1 milfmetros, e incluso mas especialmente entre 3,8 milfmetros y aproximadamente 6,4 milfmetros.

Segun se analizo anteriormente, las relaciones de forma del licuefactor 38 de cinta y del filamento 44 en cinta pueden seleccionarse para extraer eficazmente un nucleo que este asociado con un material en tosco de alimentacion del filamento con una seccion transversal circular. Esto permite que el licuefactor 38 de cinta obtenga unos tiempos de respuesta reducidos en comparacion con los licuefactores cilmdricos que presenten los mismos caudales volumetricos. En particular, como se divulga en la Solicitud de Patente Provisional estadounidense No. 61/247,067; y en la Solicitud de Patente estadounidense No. 12/612,333, titulada "Filamento No Cilmdrico para su Uso en Sistemas de Fabricacion Digitales basados en Extrusion", relaciones de forma elevadas estan particularmente indicadas para reducir las velocidades de respuesta. Por consiguiente, ejemplos de relaciones de forma apropiadas de la anchura del canal 72 con el grosor 88 del canal incluyen relaciones de forma de aproximadamente 2:1 o superiores.

En algunas situaciones, las relaciones de forma que sean demasiado grandes pueden aplicar unas cargas indeseablemente elevadas sobre la superficie 84 externa y sobre el filamento 44 en cinta, y pueden tambien incrementar el arrastre de friccion entre el filamento 44 en cinta y el canal 72. Por consiguiente, ejemplos de relaciones de forma particularmente apropiadas de la anchura del canal 72 con respecto al grosor 88 del canal oscilan entre aproximadamente 2,5:1 y aproximadamente 20:1, oscilando las relaciones de forma mas particularmente adecuadas entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 10:1, y oscilando las relaciones de forma incluso mas particularmente adecuadas entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 8:1.

Una distincion adicional respecto de los licuefactores cilmdricos puede efectuarse comparando las dimensiones en las que la energfa termica se difunde por dentro del concreto licuefactor. La energfa termica es difundida sobre los filamentos cilmdricos recibidos dentro de los licuefactores cilmdricos en dos dimensiones, en los que un 50% de la energfa termica es difundida a lo largo de una primera dimension (por ejemplo, a lo largo del eje geometrico x) y aproximadamente un 50% de la energfa termica difundida a lo largo de una segunda dimension (por ejemplo, a lo largo del eje geometrico y). En comparacion, sin embargo, la mayona de la energfa termica es difundida hacia el filamento 44 en cinta del licuefactor 38 a lo largo de solo una dimension. De hecho, esta difusion de dimension unica aumenta con la relacion de forma del filamento 44 en cinta y del licuefactor 38. Por consiguiente, para las relaciones formales adecuadas anteriormente analizadas, al menos aproximadamente un 60% de la energfa termica es difundida solo en una dimension, de modo mas preferente al menos aproximadamente un 65% de la energfa termica es difundida solo en una dimension, e incluso de manera mas preferente, al menos aproximadamente un 70% de la energfa termica es difundida solo en una dimension.

En una forma de realizacion, la superficie 84 exterior del tubo 68 de nucleo y / o la superficie 86 interior del tubo 66 externo pueden ser lisas y / o pulimentadas para reducir la friccion de deslizamiento del filamento 44 en cinta. En una forma de realizacion adicional, una o mas porciones de la superficie 84 exterior y de la superficie 86 interior en una zona 64 de entrada puede incluir un revestimiento de energfa de superficie baja para reducir aun mas la friccion con el filamento 44 en cinta. Materiales de revestimiento apropiados incluyen porimeros fluorados (por ejemplo, politetrafluoroetenos, propilenos de etileno fluorado y porimeros de perfluoroalkoxi), materiales de carbono en forma romboidal y combinaciones de estos.

La seccion mostrada en la FIG. 4B ilustra el orificio 76, el cual, en la forma de realizacion mostrada presenta una anchura arqueada sustancialmente alineada con el canal 72. En formas de realizacion alternativas, la anchura arqueada del canal 72 puede ser mayor que la del orificio 76. El angulo de la anchura arqueada del orificio 76 (designado como angulo p) puede variar dependiendo del encaje entre la superficie internamente roscada de la polea 58 y de la a anchura arqueada 72. Por consiguiente, ejemplos de angulos apropiados para el angulo oscilan entre aproximadamente 30 grados y aproximadamente 180 grados, oscilando los angulos particularmente adecuados entre aproximadamente entre 45 grados y aproximadamente 130 grados, e incluso de modo mas preferente entre aproximadamente 60 grados y aproximadamente 90 grados.

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La seccion mostrada en la FIG. 4C ilustra la longitud 78 calentada, donde, en la forma de realizacion mostrada, el canal 72 en la longitud 78 calentada presenta la misma dimension que en la zona 64 de entrada (mostrada en la FIG. 4A) y en el orificio 76 (mostrado en la FIG. 4B). Asf, en esta forma de realizacion, el canal 72 presenta sustancialmente las mismas dimensiones a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal entre el extremo 48 inferior y el extremo 50 de fondo. En formas de realizacion alternativas, el grosor (designado como grosor 89 del canal) y / o la anchura arqueada del canal 72 puede variar a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal. Por ejemplo, uno o ambas dimensiones entre el grosor 89 del canal y la anchura del canal 72 pueden gradualmente reducirse al desplazarse hacia abajo a lo largo de la extension 78 calentada hacia el extremo 50 de fondo.

Ejemplos de grosores medios apropiados para el grosor 89 del canal incluyen los analizados anteriormente para los grosores 88 del canal (mostrados en la FlG. 4A), en los que el grosor 89 del canal puede ser el mismo que el grosor 88 del canal o puede reducirse gradualmente a lo largo de la extension 46 longitudinal hacia el extremo 50 de fondo. De modo similar, ejemplos de angulos para una anchura arqueada (designada como angulo 0) incluyen los anteriormente analizados para el angulo a (mostrado en la FIG. 4A), donde el angulo 0 puede ser el mismo angulo a o puede gradualmente reducirse a lo largo del angulo 46 longitudinal hacia el extremo 50 de fondo.

La FIG. 5 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del licuefactor 38 de cinta que ilustra una tecnica para la fabricacion del licuefactor 38 de cinta. El licuefactor 38 de cinta puede ser fabricado insertando en primer termino el componente 70 de cuna alrededor de la superficie 84 exterior del tubo 68 de nucleo (por ejemplo, deslizando el tubo 68 de nucleo hasta el interior del componente 70 de cuna, como se muestra mediante la flecha 90). El componente 70 de cuna puede ser fijado alrededor de la superficie 84 exterior de diversas maneras, por ejemplo, con un ajuste de friccion, compuestos adhesivos y / u operaciones de soldadura.

El componente 70 de cuna incluye un espacio libre (designado como espacio libre 92) que parcialmente define el canal 72, segun se analizo anteriormente. Asf mismo, la porcion del componente 70 de cuna en el extremo 50 de fondo del licuefactor 38 de cinta esta ahusado para su ajuste dentro de la punta 52 de extrusion, donde el espacio libre 92 puede tambien reducirse de la misma manera en anchura arqueada. El tubo 68 de nucleo tambien incluye una punta 94 conica en el extremo 50 de fondo del licuefactor 38 de cinta que esta tambien ahusada para su ajuste dentro del componente 70 de cuna y de la punta 52 de extrusion. La punta 94 conica, de modo preferente, es tambien una punta cerrada hermeticamente para impedir que el material fundido fluya hacia atras hacia el interior de la zona de taladro hueca del tubo 68 de nucleo.

El tubo 68 de nucleo / componente 70 de cuna ensamblados pueden entonces ser insertados dentro del tubo 66 externo (mostrado mediante la flecha 96) y un espacio libre 92 esta, de modo preferente, alineado con el orificio 76. El tubo 66 externo puede ser fijado alrededor del tubo 68 de nucleo / componente 70 de cuna de diversas maneras, por ejemplo mediante ajuste de friccion, compuestos adhesivos y / u operaciones de soldadura. Esto proporciona al canal 72, que esta definido por la superficie 84 exterior del tubo 68 de nucleo, una superficie 86 interior del tubo 66 externo y el componente 70 de cuna en el espacio libre 92, y se extiende desde el extremo 48 superior hasta la punta 52 de extrusion en el extremo 50 de fondo

El tubo 66 exterior, el tubo 68 de nucleo, el componente 70 de cuna pueden, como alternativa, ser ensamblados de diversas maneras. Por ejemplo, el componente 70 de cuna puede ser insertado dentro del tubo 66 externo antes de la insercion 68 de nucleo dentro del tubo 66 externo. Asf mismo, el tubo 68 de nucleo puede inicialmente ser insertado dentro del tubo 66 externo, y el componente 70 de cuna puede entonces ser insertado entre el tubo 66 externo y el tubo 68 de nucleo. Asf mismo, la punta 52 de extrusion puede ser fijada de manera amovible al tubo 66 externo en el extremo 50 de fondo (por ejemplo, atornillado sobre el tubo 66 externo). En una forma de realizacion alternativa adicional, uno o mas elementos entre el tubo 66 externo, el tubo 68 de nucleo, el componente 70 de cuna pueden estar formados de manera integral (por ejemplo, extruidos o moldeados) de manera conjunta mejor que como componentes separados que a continuacion sean ensamblados. El licuefactor de cinta resultante puede entonces ser instalado en el subconjunto 30 del cabezal 18 de extrusion, segun lo anteriormente analizado.

Como se analizo anteriormente, las dimensiones del canal 72 estan configuradas para conformar el flujo en fusion del material fundido del filamento 44 en cinta a un flujo con motivo arqueado, que sea un tipo de flujo axialmente asimetrico. Sin embargo, como se muestra en la FIG. 5, las dimensiones de la punta 52 de extrusion y de la punta 94 conica proporcionan unas dimensiones que modifican el flujo en fusion desde el flujo con motivo arqueado hasta un flujo axialmente asimetrico para la extrusion por la punta 52 de extrusion. Esto contrasta con un licuefactor cilmdrico en el que un flujo en fusion permanece como flujo axialmente simetrico en el licuefactor cilmdrico y en la punta de extrusion.

La FIG. 6 es una vista lateral del licuefactor 38 de cinta en uso con la polea 58 del mecanismo 42 impulsor (mostrado en la FIG. 2), para fundir y extruir el material del material 44 en cinta para construir el modelo 24 en 3D (o, como alternativa, la estructura 26 de soporte, mostrada en la FIG. 1). El bloque 40 termico y la placa 54 de soporte y el bloque 56 de base del mecanismo 42 impulsor se omiten en la FIG. 6 para facilitar el analisis. Como se muestra, la polea 58 incluye una superficie 98 interna, que es la superficie internamente roscada de la polea 58 y esta encajada con el filamento 44 en cinta en el orificio 76. Ejemplos de superficies internamente roscadas apropiadas para la superficie98 interna se divulgan en las Publicaciones de Solicitud de patentes estadounidenses Nos. 2009/0274540 y 2009/0273122 de Batchelder et al.

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Durante la operacion de construccion para formar el modelo 24 en 3D, el filamento 44 en cinta es cargado dentro del canal 72 del licuefactor 38 en el extremo 48 superior. Como se analizo anteriormente, el filamento en cinta, de modo preferente, es flexionado para presenta una seccion transversal en arco que sustancialmente se alinee con la seccion transversal arqueada del canal 72. En una forma de realizacion, el filamento 44 en cinta puede estar en un estado relajado, no flexionado mientras se encuentra en la fuente 20 de suministrado (mostrada en la FIG. 1) y mientras es alimentado a traves del trayecto 34 (mostrado en la FIG. 1). Al alcanzar el extremo 48 superior del licuefactor 38 de cinta, el filamento 42 en cinta puede ser flexionado (por ejemplo, manualmente flexionado) en la seccion transversal en arco deseada y alimentado dentro del canal 72. A medida que porciones sucesivas del filamento 44 en cinta son introducidas en el canal 72, la seccion transversal arqueada del canal 72 puede provocar que porciones sucesivas del filamento 44 en cinta se flexionen automaticamente y conformen las dimensiones del canal 72.

La rotacion de la polea 58 permite que la superficie 98 interna impulse porciones sucesivas del filamento 44 en cinta hacia abajo a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal a traves del canal 72 hacia la longitud 78 calentada. Mientras pasa a traves del canal 72 en la longitud 78 calentada, el gradiente termico generado por el bloque 40 termico (mostrado en la FIG. 2), funde el material del filamento 44 en cinta hasta un estado extrmble. La porcion sucesiva, no fundida del filamento 44 en cinta, situada corriente arriba de la longitud 78 calentada, es impulsada por la polea 58 y por la superficie 98 interna, y funciona como un piston con una bomba de viscosidad que actua sobre el material fundido entre la porcion no fundida y el canal 72 extruyendo con ello el material fundido del filamento 44 en cinta a traves de la punta 52 de extrusion. Segun se analizo anteriormente, las dimensiones en seccion transversal del canal 72, particularmente de los intervalos apropiados de la relacion de forma apropiada anteriormente analizados, permiten que el material del filamento 44 en cinta sea extruido con tiempos de respuesta reducidos. El material extruido es entonces depositado como vfas para construir el modelo 24 en 3D capa por capa.

Como tambien se analizo anteriormente, la zona 64 de entrada es situada en una posicion corriente arriba a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal con respecto a la polea 58. Estrictamente hablando, el filamento 44 en cinta entra en el canal 72 antes de encajar con la superficie 98 interna y es continuamente soportado por la superficie 84 exterior del tubo 68 de nucleo (mostrado en las FIGS. 3 - 5) durante y despues del encaje con la superficie 98 interna. Esto elimina eficazmente los problemas potenciales que pudieran presentarse con cabezales de extrusion que presenten mecanismos impulsores y licuefactores separados (por ejemplo, alineacion y alabeo), reduciendo con ello el riesgo de interrumpir una operacion de construccion con el cabezal l8 de extrusion (mostrado en la FIG. 1).

La FIG. 7 es una vista lateral del tubo 32 licuefactor en uso con un arbol 100 rotatorio de un mecanismo alternativo impulsor del filamento para fundir y extruir el material del filamento 44 en cinta para construir el modelo 24 en 3D. El bloque 40 termico (mostrado en la FIG. 2), es omitido en la FIG. 7 para facilitar el analisis. En esta forma de realizacion, el arbol 100 rotatorio incluye una superficie 102 roscada que es una superficie externamente roscada encajada con el filamento 44 en cinta en el orificio 76. La rotacion del arbol 100 rotatorio permite que la superficie 102 roscada impulse porciones sucesivas del filamento 44 en cinta hacia abajo a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal a traves del canal 72 hacia la longitud 78 calentada. El material del filamento 44 en cinta es entonces fundido dentro del canal 72 en la longitud 78 calentada, permitiendo con ello que el material fundido sea extruido desde la punta 52 de extrusion para construir el modelo 24 en 3D capa por capa.

En esta forma de realizacion, la zona 64 de entrada esta tambien situada en una posicion corriente arriba a lo largo del eje geometrico 46 longitudinal con respecto a una superficie 102 roscada. Estrictamente hablando el filamento 44 en cinta entra en el canal 72 antes de encajar con la superficie 102 roscada, y es una superficie 84 exterior soportada de manera continua del tubo 68 de nucleo (mostrado en las FIGS. 3 - 5) durante y despues del encaje con la superficie 102 roscada. Esto elimina eficazmente los problemas potenciales que pueden producirse con cabezales de extrusion con mecanismos y licuefactores impulsores separados (por ejemplo, alineacion y alabeo). Por consiguiente, el licuefactor 38 de cinta esta indicado para su uso con diversos mecanismos impulsores diferentes, pudiendo los mecanismos impulsores encajar con el filamento 44 en cinta despues de que el filamento 44 en cinta sea soportado por el tubo 68 de nucleo (por ejemplo, en el orificio 76).

Las FIGS. 8A y 8B son vistas en seccion del filamento 44 en cinta tomado en un plano perpendicular al eje geometrico 46 longitudinal (mostrado en la FIG. 2), representando la FIG. 8A el filamento 44 en cinta en un estado relajado, no flexionado, y representando la FIG. 8B el filamento 44 en cinta en un estado flexionado. Como se muestra en la FIG. 8A, el filamento 44 en cinta presenta una anchura 104 y un grosor 106 que genericamente se corresponden con el grosor 88 del canal y con la anchura arqueada del canal 72 (mostrado en la FIG. 4A). El filamento 44 en cinta presenta tambien una longitud continua que puede variar dependiendo de la cantidad de filamento 44 en cinta que permanezca en la fuente 20 de suministro (mostrada en la FIG. 1).

La anchura 104 puede variar dependiendo de las dimensiones del canal 72 y de la distancia hasta la que se flexione el filamento 44 en cinta. Ejemplos de dimensiones apropiadas para la anchura 104 oscilan entre aproximadamente

1.0 milfmetros y aproximadamente 10,2 milfmetros, con anchuras especialmente indicadas entre aproximadamente 2,5 milfmetros y aproximadamente 7,6 milfmetros e incluso mas especialmente indicadas entre aproximadamente

3.0 milfmetros y aproximadamente 5,1 milfmetros.

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De modo deseable, las dimensiones apropiadas para el grosor 106 permiten que el filamento 44 en cinta sea insertado en el canal 72 mientras se encuentra en estado flexionado. Por ejemplo, el grosor 106, de modo preferente, es lo suficientemente bajo para permitir que el filamento 44 en cinta se flexione axialmente hasta el estado flexionado (como se representa mediante las flechas 108) y se incurve a lo largo de su extension para enrollar el filamento 44 en cinta en la fuente 20 de suministro y para alimentar el filamento 44 en cinta a traves del trayecto 34 (mostrado en la FIG. 1). Por ejemplo, en una forma de realizacion, el filamento 44 en cinta de modo preferente, es capaz de soportar deformaciones elasticas mayores de t/r, donde "t" es un grosor en seccion transversal del filamento 44 en cinta en el plano de curvatura (por ejemplo, del grosor 106), y "r" es un radio de curvatura (por ejemplo, un radio de curvatura en la fuente 20 o 22 de suministro y / o un radio de curvatura a traves del trayecto 34 o 36).

El grosor 106 es, de modo preferente, lo suficientemente grueso como para permitir una integridad estructural apropiada para el filamento 44 en cinta, reduciendo con ello el riesgo de fracturas o roturas, mientras el filamento 44 en cinta esta retenido en la fuente 20 o 22 de suministro y mientras esta siendo alimentado a traves del sistema 10 (por ejemplo, a traves de los trayectos 30 o 32). Ejemplos de dimensiones apropiadas del grosor 106 oscilan entre aproximadamente 0,08 miftmetros y aproximadamente 1,5 miftmetros, oscilando un grosor especialmente indicado entre aproximadamente 0,38 miftmetros y aproximadamente 1,3 miftmetros e incluso mas especialmente indicado entre aproximadamente 0,51 miftmetros y aproximadamente 1,0 miftmetros.

El filamento 44 en cinta, de modo preferente, tambien presenta una relacion de forma de la anchura 104 con respecto al grosor 106 que sustancialmente se corresponde con la relacion de forma del canal 72 en el extremo 48 superior cuando el filamento 42 en cinta es flexionado para su alineacion con el canal 72, como se muestra en la FlG. 8B. Ejemplos de relaciones de forma de la anchura 104 con relacion al grosor 106 incluyen relaciones de forma de aproximadamente 2:1 o superior, con relaciones de forma especialmente indicadas que oscilan entre aproximadamente 2,5:1 y aproximadamente 20:1, oscilando las relaciones de forma mas especialmente indicadas entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 30:1, e incluso oscilando de forma aun mas especialmente indicadas entre aproximadamente 3:1 y aproximadamente 8:1.

El filamento 44 en cinta puede ser fabricado a partir de una diversidad de materiales de modelacion y soporte extrmbles para, respectivamente, construir el modelo 24 en 3D y la estructura 26 de soporte (mostradas en la FIG. 1). Materiales de modelacion indicados para el filamento 44 en cinta incluyen materiales polimericos y metalicos. En algunas formas de realizacion los materiales de modelacion apropiados incluyen materiales que presentan propiedades amorfas como por ejemplo materiales termoplasticos, materiales metalicos amorfos y combinaciones de estos. Ejemplos de materiales termoplasticos adecuados para el filamento 44 en cinta incluyen copoftmeros de acrilonitrilo - butadieno - estireno (ABS), policarbonatos, polisulfonas, polietersulfonas, polifenilsulfonas, polieterimidas, poliamidas amorfas, variaciones modificadas de estos (por ejemplo, copoftmeros de ABS - M30), polistireno, y mezclas de estos. Ejemplos de materiales metalicos amorfos incluyen los divulgados en la Publicacion de Solicitud de la patente estadounidense No. 2009/0263582 de Batchelder.

Materiales de soporte apropiados para el filamento 44 en cinta incluyen materiales con propiedades amorfas (por ejemplo, materiales termoplasticos) y que, de modo preferente, sean amovibles a partir de los correspondientes materiales de modelacion con arreglo al modelo 24 en 3D y a la estructura 26 de soporte. Ejemplos de materiales de soporte apropiados para el filamento 44 en cinta incluyen materiales de soporte solubles en agua comercialmente disponibles con los nombres comerciales "WATER-WORKS" y "SOLUBLE SUPPORTS" de Stratasys, Inc., Eden Prairie, MN; materiales de soporte cortados comercialmente disponibles con el nombre comercial "BASS" de Stratasys, Inc., Eden Prairie, MN, y los divulgados en la Patente estadounidense No. 5,503,783 de Crump et al., las patentes estadounidenses Nos. 6,070,107 y 6,228,923 de Lombardi et al., la patente estadounidense No. 6,790,403 de Priedeman et al., y la Publicacion de Solicitud de patente estadounidense No. 2010/0096072 de Hopkins et al.

La composicion del filamento 44 en cinta puede tambien incluir aditivos adicionales, por ejemplo, plastificantes, modificadores reologicos, cargas, colorantes, estabilizadores y combinaciones de estos. Ejemplos de plastificadores adicionales apropiados para su uso en el material de soporte incluyen ftalatos de dialquilo, ftalatos de cicloalquilo, ftalatos de benzilo y arilo, ftalatos de alkoxi, fosfatos de alquilo / arilo, esteres de poliglicol, esteres de adipato, esteres de citrato, esteres de glicerina, y combinaciones de estos. Ejemplos de cargas apropiadas incluyen carbonato calcico, carbonato magnesico, esferas de vidrio, grafito, negro de humo, fibra de carbono, fibra de vidrio, talco, wollastonita, mica, alumina, sftice, caoftn, carburo de silicio, materiales composite (por ejemplo, materiales composite esfericos y filamentosos) y combinaciones de estos. En formas de realizacion en las que la composicion incluye aditivos adicionales, ejemplos de concentraciones combinadas adecuadas de los aditivos adicionales en la composicion oscilan entre aproximadamente un 1% en peso y aproximadamente un 10% en peso, con concentraciones especialmente adecuadas que oscilan entre aproximadamente un 1% en peso y aproximadamente un 5% en peso, en base al peso total de la composicion.

El filamento 44 en cinta, de modo preferente, tambien muestra propiedades ffsicas que permiten que el filamento 44 en cinta sea utilizado como material consumible en el sistema 10. En una forma de realizacion, la composicion del filamento 44 en cinta es sustancialmente homogenea a su largo de su extension. Asf mismo, la composicion del filamento 44 en cinta, de modo preferente, muestra una temperatura de transicion vftrea apropiada para su uso en la camara 12 de construccion. Ejemplos de temperaturas de transicion vftrea a la presion atmosferica para la

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composicion del filamento 44 en cinta incluyen temperatures de aproximadamente 80° C o superiores. En algunas formas de realizacion, las temperatures de transicion vftrea apropiadas ascienden aproximadamente a 100° C o mas. En formas de realizacion adicionales, las temperatures de transicion vftrea apropiadas incluyen aproximadamente 120° C o superiores.

El filamento 44 en cinta, de modo preferente, tambien muestra una compresibilidad baja de manera que su compresion axial no provoca que el filamento 44 en cinta quede capturado dentro de un licuefactor. Ejemplos de valores apropiados del modulo de Young para las composiciones polimericas del filamento 44 en cinta incluyen valores del modulo de aproximadamente 0,2 gigapascales (GPa) o superiores, en los que los valores del modulo de Young se miden de acuerdo con el baremo D638 - 08 de la ASTM. En algunas formas de realizacion, el modulo de Young oscila entre aproximadamente 1,0 GPa y aproximadamente 5,0 GPa. En formas de realizacion adicionales, los valores del modulo de Young oscilan entre aproximadamente 1,5 GPa y aproximadamente 3,0 GPa.

Ejemplos adicionales del filamento en cinta apropiados para el filamento 44 en cinta y de tecnicas apropiadas para la fabricacion del filamento 44 en cinta incluyen los divulgados en la Solicitud de Patente Provisional estadounidense No. 61/247,067; y Solicitud de Patente estadounidense No. 12/612,333, titulada "Filamento no Cilrndrico para su Uso en Sistemas de Fabricacion Digitales basados en Extrusion"; y filamentos en cinta con motivos de superficie topograficos se divulgan en la Solicitud de patente Provisional estadounidense No. 61/247,078; y en la Solicitud de Patente estadounidense No. 12/612,342 titulada "Materiales Consumibles con Motivos de Superficie Topograficos para su Uso en Sistemas de Fabricacion Digitales basados en Extrusion".

Las FIGS. 9 y 10 ilustran ejemplos de licuefactores de cinta alternativos apropiados para el licuefactor 28 de cinta (mostrado en las FIGS. 2 - 7), en los que las formas de realizacion anteriormente realizadas son igualmente aplicadas en los ejemplos siguientes. Como se muestra en la FIG. 9, el licuefactor 138 de cinta es una primera alternativa al licuefactor 38 de cinta, en el que las correspondientes marcas de referencia se incrementan en "100". En esta forma de realizacion, la zona de entrada y el orificio correspondiente a la zona 64 de entrada y el orificio 76 son omitidos. En su lugar, el tubo 168 de nucleo se extiende mas alla del tubo 166 externo y del componente 170 de cuna en el extremo 148 superior. En esta forma de realizacion, un mecanismo impulsor (por ejemplo, el mecanismo 42 impulsor) puede encajar con el filamento 44 en cinta en la superficie 184 del tubo 164 de nucleo, por encima del canal 172. Esto permite que el mecanismo impulsor impulse porciones sucesivas del filamento 44 en cinta dentro del canal 172 mientras que la superficie 184 externa funciona como un soporte de refuerzo lateral del filamento 44 en cinta de la misma manera analizada anteriormente respecto del licuefactor 38 de cinta.

En la forma de realizacion mostrada, para que las dimensiones apropiadas de la longitud 178 calentada existan, entre la entrada del canal 172 y el extremo 150 de fondo (designada como longitud 182), puede tambien variar dependiendo de las propiedades de transferencia de calor del bloque 40 termico (mostrado en la FIG. 2), del grosor y del material del tubo 166 externo y del grosor, del material y de la tasa de impulsion del filamento 44 en cinta. Ejemplos de longitudes apropiadas para la longitud 182 incluyen las analizadas anteriormente para la longitud 82 (mostrada en la FIG. 3).

En una forma de realizacion alternativa, el componente 170 de cuna puede tambien extenderse hacia arriba con el tubo 168 de nucleo. En formas de realizacion alternativas adicionales, uno o mas elementos entre el tubo 166 externo, el tubo 168 de nucleo y el componente 170 de cuna pueden incluir un medidor de deformacion, como se analiza en la Publicacion de Solicitud de Patente estadounidense No. 2009/0273122 de Batchelder et al. Esto es ventajoso para monitorizar las cargas aplicadas sobre el tubo 166 exterior, el tubo 168 de nucleo y / o el componente 170 de cuna durante la operacion del sistema 10.

La FIG 10 es una vista en seccion del licuefactor 238 de cinta, que es una alternativa adicional al licuefactor 38 de cinta (mostrado en las FIGS. 2 - 7 ) y al licuefactor 138 de cinta (mostrado en la FIG. 9). La vista en seccion corresponde a la seccion 4A - 4A tomada en la FIG. 3, y las correspondientes marcas de referencia se incrementan en "200". Como se muestra, el licuefactor 238 de cinta incluye un tubo 266 externo, una porcion 268 de nucleo y un componente 270 de cuna, que definen un canal 272, presentando el canal 272 una seccion transversal rectangular mejor que una seccion transversal arqueada.

Dimensiones apropiadas para el tubo 266 externo, la porcion 268 de nucleo, el componente 270 de cuna y el canal 272, incluyen las analizadas anteriormente para los respectivos componentes del licuefactor 38 de cinta. Por ejemplo, anchuras medias apropiadas para la superficie 274 exterior (designada como anchura 274w), la superficie 284 exterior (designada como anchura 284w), y la superficie 286 interior (designada como anchura 286w) incluyen las analizadas anteriormente para el diametro 74d externo, el diametro 84d externo y el diametro 86d interno (mostrados en la FIG. 4A), respectivamente. Las dimensiones del tubo 266 externo, de la porcion 268 de nucleo y del componente 270 de cuna pueden ser sustancialmente las mismas a lo largo del eje geometrico x y del eje geometrico y (esto es, una seccion transversal cuadrada como se muestra en la FIG. 10), o puede ser diferente (por ejemplo, rectangular) dependiendo del diseno concreto del licuefactor 238 de cinta. De la misma manera, las anchuras apropiadas para el canal 272 (designada como anchura 272w) incluyen las analizadas anteriormente para la anchura arqueada del canal 72, y los grosores apropiados para el canal 272 (designados como grosor 272t) incluyen los analizados anteriormente para el grosor 88 (mostrado en la FIG. 4A).

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En la forma de realizacion mostrada, la porcion 268 de nucleo esta llena sin que presente una zona de taladro hueca. Esto es ventajoso para asegurar que la porcion 268 de nucleo puede soportar los esfuerzos laterales aplicados sobre la superficie 284 externa por el mecanismo impulsor (por ejemplo el mecanismo 42 impulsor, mostrado en la FIG. 2) sin alabeo o deformacion. En una forma de realizacion alternativa, la porcion 268 de nucleo puede ser un tubo de nucleo hueco que tenga un grosor de pared apropiado.

En licuefactor 238 de cinta es un ejemplo de un licuefactor de cinta apropiado de la presente divulgacion que esta configurado para recibir el filamento 44 en cinta en un estado relajado, no flexionado, como se mostro anteriormente en la FIG. 8A. Las dimensiones del licuefactor 238 de cinta y del filamento 44 en cinta tambien eliminan eficazmente el nucleo que esta asociado con un filamento cilmdrico con una seccion transversal circular. Esto permite que el licuefactor 238 de cinta obtenga tambien unos tiempos de respuesta reducidos en comparacion con los licuefactores cilmdricos con los mismos caudales volumetricos.

Adicionalmente, las dimensiones del canal 272 estan configurados para conformar el flujo en fusion del material fundido del filamento 44 en cinta a un flujo de motivo rectangular, que tambien es un flujo axialmente asimetrico. Tras alcanzar la punta 252 de extrusion (no mostrada), sin embargo, este flujo en fusion cambia a un flujo sustancialmente axialmente simetrico para la extrusion de la misma manera analizada anteriormente para el licuefactor 38 de cinta en la FIG. 5. Esto tambien contrasta con un licuefactor cilmdrico, en el que un flujo en fusion permanece como un flujo axialmente simetrico en el licuefactor cilmdrico y en la punta de extrusion.

En formas de realizacion adicionales de la presente divulgacion, los filamentos cilmdricos y no cilmdricos anteriormente analizados pueden tambien ser huecos. Dado que el area en seccion transversal del plastico es reducida por el nucleo ausente, el diametro hidraulico del filamento hueco puede tambien ser inferior al diametro ffsico. Por consiguiente, ejemplos de diametros hidraulicos apropiados para los filamentos huecos de la presente divulgacion incluyen los analizados anteriormente. Asf mismo, el licuefactor puede tambien incluir un nucleo coincidente con el filamento hueco, para que el extruido sea calentado desde el interior y desde el exterior.

Una ventaja adicional potencial de un filamento hueco es que, cuando el filamento hueco es fabricado mediante extrusion rapida a partir de un mezclador, de modo preferente, es rapidamente enfriado antes de que quede retenido sobre un conjunto de suministro (por ejemplo, bobinado). El proceso de enfriamiento rapido puede inducir cambios de diametro en otro caso filamento macizo que pueden modificarse a lo largo de su extension. En comparacion, si un filamento hueco es rapidamente enfriado, la superficie interna del filamento hueco puede variar de diametro, haciendo mas uniforme la superficie externa.

Otra ventaja adicional potencial de un filamento hueco en forma de placa curva cilmdrica es su adaptacion al mecanismo impulsor del filamento. Un filamento macizo puede acercarse a un filamento incomprimible para que un rodillo impulsor o unos dientes impulsores puedan obtener una traccion demasiado pequena o demasiado grande si el diametro del filamento es ligeramente pequeno o grande. Un filamento hueco, sin embargo, permite la adaptacion para que pequenas variantes del diametro del filamento sean compensadas por variaciones en la cantidad de compresion del filamento hueco.

Otra ventaja adicional potencial suplementaria de un filamento hueco es la reduccion termica reducida en la entrada del licuefactor. Cuando un filamento macizo esta fijo, el calor puede lentamente ascender el centro del filamento hasta la zona situada por encima de la porcion calentada del licuefactor en la que las paredes son relativamente fnas. Si el filamento se funde en ese punto, tiende a solidificarse contra la pared mas fna, provocando potencialmente una fuerza axial mayor para reiniciar el movimiento del filamento. La velocidad de conduccion de calor ascendente hacia arriba de un filamento hueco, sin embargo, sera mas lenta que la velocidad de conduccion hacia arriba de un filamento macizo debido a la falta de un nucleo.

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REIVINDICACIONES

1. - Un licuefactor (38, 138, 238) de cinta para su uso en un sistema (10) de fabricacion digital basado en extrusion que incorpora un mecanismo (42) impulsor y un componente (40) de transferencia de calor, comprendiendo el licuefactor (38, 138, 238) de cinta:

una porcion externa del licuefactor que presenta una longitud que se extiende a lo largo de un eje geometrico (46, 146, 246) longitudinal y configurada para recibir energfa termica desde el componente (40) de transferencia de calor;

un canal (72, 172, 272) que se extiende a lo largo del eje geometrico (46, 146, 246) longitudinal al menos parcialmente definido por la porcion externa del licuefactor, presentando el canal (72, 172, 272) un extremo (48, 148) de entrada con unas dimensiones configuradas para recibir un filamento (44) en cinta, y un extremo de salida, en el que el licuefactor (38, 138, 238) de cinta esta configurado para fundir el filamento (44) en cinta recibido dentro del canal (72, 172, 272) en al menos un estado extrrnble con la energfa termica recibida para suministrar un flujo en fusion, y en el que las dimensiones del canal (72, 172, 272) estan tambien configuradas para conformar el flujo en fusion en un flujo axialmente asimetrico dentro del canal (72, 172, 272); y

una punta (52, 152) de extrusion que se extiende a lo largo del eje geometrico (46, 146, 246) longitudinal desde la porcion externa del licuefactor en el extremo de salida del canal (72, 172, 272), en el que las dimensiones de la punta (52, 152) de extrusion estan configuradas para conformar el flujo en fusion desde el flujo axialmente asimetrico dentro del canal (72, 172, 272) hasta un flujo sustancialmente axialmente simetrico para la extrusion desde la punta (52, 152) de extrusion.
2. - El licuefactor (38, 138, 238) de cinta de la reivindicacion 1, en el que la porcion externa del licuefactor esta configurada para transferir la energfa termica al filamento (44) en cinta, recibido dentro del canal (72, 172, 272) de una manera tal que al menos aproximadamente un 60% de la energfa termica se difunde a traves del filamento (44) en cinta en una dimension en seccion transversal del filamento (44) en cinta.
3. - El licuefactor (38, 138, 238) de cinta de cualquier reivindicacion precedente, en el que las dimensiones del canal (72, 172, 272) definen una seccion transversal con una anchura y un grosor, en el que la relacion de forma de la anchura con respecto al grosor es aproximadamente de 2:1 o superior.
4. - El licuefactor (38, 138, 238) de cinta de la reivindicacion 3, en el que la relacion de forma de la anchura con respecto al grosor oscila entre 2,5:1 y aproximadamente 20:1.
5. - El licuefactor (38, 138, 238) de cinta de cualquier reivindicacion precedente, en el que la porcion externa del licuefactor comprende un orificio (76) que esta configurado para proporcionar acceso al mecanismo (88) impulsor para encajar con el filamento (44) en cinta recibido dentro del canal (72, 172, 272).
6. - El licuefactor (38, 138, 238) de cinta de la reivindicacion 1, en el que las dimensiones del canal (72, 172) definen una seccion transversal arqueada.
7. - El licuefactor (38, 138, 238) de cinta de la reivindicacion 6, en el que la seccion transversal arqueada presenta una anchura arqueada que se extiende en angulo desde un punto radialmente concentrico, en el que el angulo oscila entre aproximadamente 30 grados y aproximadamente 180 grados.
8. - Un procedimiento para construir un modelo tridimensional en un sistema (10) de fabricacion digital basado en extrusion que incorpora un mecanismo (42) impulsor y un componente (40) de transferencia de calor, comprendiendo el procedimiento:

impulsar un filamento (44) en cinta a traves de un canal (72, 172, 272) de un licuefactor (38, 138, 238) de cinta, comprendiendo ademas el licuefactor (38, 138, 238) de cinta una porcion externa del licuefactor que al menos parcialmente define el canal (72, 172, 272), en el que la porcion externa del licuefactor presenta una longitud que se extiende a lo largo de un eje geometrico (46, 146, 246) longitudinal y esta configurada para recibir energfa termica desde el componente (40) de transferencia de calor;

fundir el filamento en cinta dentro del canal que se extiende a lo largo del eje geometrico (46, 146, 246) longitudinal hasta al menos un estado extrrnble para suministrar un flujo en fusion, en el que las dimensiones del canal (72, 172, 272) conforman el flujo en fusion en un flujo axialmente asimetrico; y

extruir el flujo en fusion a partir de una punta (52, 152) de extrusion que se extiende a lo largo del eje geometrico (46, 146, 246) longitudinal desde la porcion externa del licuefactor en el extremo de salida del canal (72, 172, 272), en el que el flujo en fusion presenta un flujo sustancialmente axialmente simetrico en la punta (52, 152) de extrusion.
9. - El procedimiento de la reivindicacion 8, en el que las dimensiones del canal (272) definen una seccion transversal rectangular.
10. - El procedimiento de la reivindicacion 9, en el que la seccion transversal rectangular presenta una anchura y un grosor, en el que una relacion de forma de la anchura con respecto al grosor es aproximadamente de 2:1 o superior.

5 11.- El procedimiento de la reivindicacion 10, en el que la porcion externa del licuefactor comprende un orificio (76) y

en el que el procedimiento comprende ademas el encaje del mecanismo (42) impulsor con el filamento (44) en cinta recibido dentro del canal (72, 172, 272) en el orificio.
12. - El procedimiento de las reivindicaciones 8, 9, 10 u 11, en el que fundir el filamento (44) en cinta dentro del canal (72, 172, 272) comprende transferir energfa termica al filamento en cinta recibido en el canal de una manera tal que

10 al menos aproximadamente un 60% de la energfa termica se difunde a traves del filamento (44) en cinta en una dimension en seccion transversal del filamento en cinta.
13. - El procedimiento de la reivindicacion 12, en el que al menos aproximadamente un 70% de la energfa termica es difundida solo en la dimension en seccion transversal del filamento (44) en cinta.
14. - El procedimiento de la reivindicacion 8, en el que las dimensiones del canal (72, 172) definen una seccion 15 transversal arqueada.
15. - El procedimiento de la reivindicacion 14, en el que la seccion transversal arqueada presenta una anchura arqueada que se extiende en angulo desde un punto radialmente concentrico, en el que el angulo oscila entre aproximadamente 30 grados y aproximadamente 180 grados.

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