ES2727431T3

ES2727431T3 - Aparato de impresión tridimensional

Info

Publication number: ES2727431T3
Application number: ES15173304T
Authority: ES
Inventors: Shih-Jer Din; Ming-Chih Huang; Chien-Ying Tseng
Original assignee: Kinpo Electronics Inc; Cal Comp Electronics and Communications Co Ltd; XYZ Printing Inc
Current assignee: Kinpo Electronics Inc; Cal Comp Electronics and Communications Co Ltd; XYZ Printing Inc
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: EP3053730B1; JP2016141151A; US20160221263A1; CN105984147A; EP3053730A1; US9855706B2; CN105984147B; JP6444849B2

Abstract

Un aparato (100) de impresión 3-D, adaptado para imprimir un objeto 3-D según un modelo digital 3-D, que comprende: una base (110, 210), que comprende un lecho (112, 212) de impresión, una primera plataforma (114, 214) de suministro y una segunda plataforma (116, 216) de suministro dispuestas a lo largo de un recorrido (P1) de impresión, estando dispuesto el lecho (112, 212) de impresión entre la primera plataforma (114, 214) de suministro y la segunda plataforma (116, 216) de suministro, teniendo la primera plataforma (114, 214) de suministro y la segunda plataforma (116, 216) de suministro polvo de construcción para suministrar el polvo de construcción al lecho (112, 212) de impresión; y un módulo (120, 220) de cabezal de impresión, dispuesto encima de la base (110, 210) y configurado para moverse a lo largo de una dirección de avance del recorrido (P1) de impresión, para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma (114, 214) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión, y para moverse a lo largo de una dirección de retroceso del recorrido (P1) de impresión para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma (116, 216) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión, para formar secuencialmente una pluralidad de capas de polvo unido apiladas una sobre otra para formar el objeto 3-D, comprendiendo la base (110, 210), además, un primer extremo y un segundo extremo opuestos entre sí, estando dispuesta la primera plataforma (114, 214) de suministro en el primer extremo y estando dispuesta la segunda plataforma (116, 216) de suministro en el segundo extremo, comprendiendo el módulo (120, 220) de cabezal de impresión, además: un cabezal (124, 224) de impresión, configurado para distribuir material de unión sobre el lecho (112, 212) de impresión por capas según el modelo digital 3-D, para que una el polvo de construcción transferido sobre el lecho (112, 212) de impresión por capas para formar las capas de polvo unido apiladas una sobre otra; estando el aparato caracterizado por: un primer rodillo apisonador (122a, 222a), dispuesto de manera elevable y descendible en un lado del cabezal (124, 224) de impresión orientado hacia el segundo extremo, cuando la primera plataforma (114, 214) de suministro es elevada hasta un plano de referencia de impresión, el primer rodillo apisonador (122a, 222a) es bajado hasta el plano de referencia de impresión y rodado a lo largo de la dirección de avance para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma (114, 214) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión; y un segundo rodillo apisonador (122b, 222b), dispuesto de una manera elevable y descendible en un lado del cabezal (124, 224) de impresión orientado hacia el primer extremo, cuando la segunda plataforma (116, 216) de suministro es elevada hasta el plano de referencia de impresión, el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) es bajado hasta el plano de referencia de impresión, y rodado a lo largo de la dirección de retroceso para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma (116, 216) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de impresión tridimensional

Antecedentes

1. Campo técnico

El campo técnico versa sobre un aparato de impresión, y versa, en particular, sobre un aparato de impresión tridimensional (3-D).

2. Descripción de la técnica relacionada

Junto con los avances en la fabricación asistida por ordenador (CAM), la industria de fabricación desarrolló una creación rápida de prototipos (RP) que es capaz de fabricar rápidamente ideas de diseño recién elaboradas. La impresión 3-D, en concreto, es una forma de creación rápida de prototipos que usa un modelo digital 3-D como una base, y es una tecnología para construir un objeto 3-D mediante el procedimiento de apilar capa a capa, de manera acumulativa. Tradicionalmente, la impresión 3-D ha sido usada frecuentemente en los campos tales como la fabricación de moldes, el diseño industrial o la fabricación de modelos, y actualmente está siendo usada gradualmente para fabricar algunos productos directamente. En particular, algunas aplicaciones costosas (por ejemplo, articulaciones de cadera o dientes, o algunos componentes para aeronaves) ya usan componentes impresos y formados mediante este tipo de tecnología, indicando la popularidad de la tecnología de “impresión 3-D”. Tomando la técnica de formación dr una estructura 3-D mediante material en polvo como ejemplo, este tipo de tecnología de impresión 3-D disemina una capa de polvo (por ejemplo: cerámica en polvo, metal en polvo, o plástico en polvo) de aproximadamente 100 micrómetros de grosor en una superficie de operación, entonces pulveriza un material de unión sobre el polvo mediante el uso de un cabezal de impresión especialmente diseñado para unir el polvo en un área particular en una capa y, entonces, ejecutar repetidamente las etapas mencionadas anteriormente para formar cada capa de la capa de polvo de manera secuencial, y apilar cada capa de la capa de polvo entre sí para formar el objeto 3-D.

La técnica descrita anteriormente fue originalmente para facilitar la fabricación rápida de prototipos de elementos 3-D. Sin embargo, muchos procedimientos actuales para distribuir polvo sobre la superficie de impresión usan un rodillo que rueda desde un extremo hasta otro extremo de la máquina de impresión para apisonar de manera uniforme polvo de una plataforma de suministro que está ubicada originalmente en un recorrido de rodadura del rodillo sobre la superficie de operación. Después de que el cabezal de impresión pulveriza material de unión sobre la superficie de impresión, se requiere que el rodillo ruede de nuevo hasta la posición inicial para llevar a cabo la impresión de la siguiente capa. Por lo tanto, la eficiencia de la impresión 3-D de esta tecnología sigue siendo muy lenta y no cumple con los requisitos de alta velocidad y de alta tasa de producción.

El documento US 2014/255666 A1 divulga un sistema, un aparato y un procedimiento de fusión del lecho de polvo, para la producción de piezas de múltiples materiales, en las que el material de composición varia por toda la pieza, incluyendo diferentes regiones dentro de una capa particular. Se proporciona la capacidad para suministrar de manera selectiva energía que induce a la fusión sobre el lecho de la pieza según se fabrica cada capa de la pieza, en vez de uniformemente sobre el lecho de la pieza, y las incluye en el que un proyector de procesamiento de luz digital (DLP) se comunica con la fuente térmica para dirigir la aplicación de energía desde la fuente térmica.

El documento US2001050448 divulga un aparato de impresión 3D usando un conjunto de impresión que comprende un cabezal de impresión y dos rodillos apisonadores en cada lado del cabezal de impresión. Esta disposición permite que se logre una mayor tasa de producción de objetos 3D.

Sumario

Se proporciona la presente invención mediante las reivindicaciones 1 a 9. Una de las realizaciones ejemplares proporciona un aparato de impresión 3-D que lleva a cabo una impresión bidireccional, aumentando la eficacia de la impresión 3-D.

El aparato de impresión 3-D de la divulgación está adaptada para imprimir un objeto 3-D según un modelo digital 3-D. El aparato de impresión 3-D incluye una base y un módulo de cabezal de impresión. La base incluye un lecho de impresión, una primera plataforma de suministro y una segunda plataforma de suministro dispuestas a lo largo de un recorrido de impresión. El lecho de impresión está dispuesto entre la primera plataforma de suministro y la segunda plataforma de suministro.

La primera plataforma de suministro y la segunda plataforma de suministro tienen polvos de construcción, respectivamente. La primera plataforma de suministro y la segunda plataforma de suministro son elevadas de manera alternativa hasta un plano de referencia de impresión de la base para suministrar los polvos de construcción al lecho de impresión. El módulo de cabezal de impresión está dispuesto encima de la base y está configurado para moverse a lo largo de una dirección de avance del recorrido de impresión, para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma de suministro sobre el lecho de impresión, y moverse a lo largo de una dirección de retroceso del recorrido de impresión para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma de suministro sobre el lecho de impresión, para formar secuencialmente capas de polvo unido apiladas una sobre otra para formar el objeto 3-D.

En función de lo anterior, en la presente divulgación, una base de un aparato de impresión 3-D tiene una primera plataforma de suministro y una segunda plataforma de suministro dispuestas en dos lados opuestos de un lecho de impresión, en el que la primera plataforma de suministro y la segunda plataforma de suministro son elevadas de manera alternativa hasta un plano de referencia de impresión para suministrar de manera alternativa polvo de construcción al lecho de impresión. Además, la divulgación lleva a cabo, además, la impresión mediante un módulo de cabezal de impresión que incluye dos rodillos apisonadores que cooperan con un cabezal de impresión o un rodillo apisonador que coopera con dos cabezales de impresión.

Mediante esta disposición, cuando el módulo de cabezal de impresión se mueve a lo largo de una dirección de avance de un recorrido de impresión, el polvo de construcción de la primera plataforma de suministro puede ser transferido sobre el lecho de impresión mediante el rodillo apisonador del módulo de cabezal de impresión, entonces, el cabezal de impresión distribuye material de unión sobre el lecho de impresión para unir el polvo de construcción sobre el lecho de impresión sobre una capa de polvo unido. Cuando el módulo de cabezal de impresión se mueve a lo largo de una dirección de retroceso del recorrido de impresión, el polvo de construcción de la segunda plataforma de suministro puede ser transferida sobre el lecho de impresión mediante el rodillo apisonador del módulo de cabezal de impresión, y se distribuye material de unión sobre el lecho de impresión mediante el cabezal de impresión para formar otra capa de polvo unido sobre la capa de polvo unido mencionada anteriormente. Es decir, el aparato de impresión 3-D de la divulgación puede llevar a cabo la impresión a lo largo tanto de la dirección de avance como de la dirección de retroceso del recorrido de impresión, por lo tanto, el aparato de impresión 3-D de la divulgación puede lograr la funcionalidad de la impresión bidireccional, y aumentar enormemente la eficacia de la impresión 3-D.

Se describen diversas realizaciones ejemplares acompañadas de figuras descritas en detalle a continuación para describir adicionalmente la divulgación en detalle.

Breve descripción de los dibujos

Se incluyen los dibujos adjuntos para proporcionar un mayor entendimiento de la divulgación, y están incorporados en una parte de la presente memoria y constituyen una parte de la misma. Los dibujos ilustran realizaciones ejemplares y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la divulgación.

La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un entorno de operación de un aparato de impresión 3-D según una realización de la divulgación.

La FIG. 2 es un diagrama esquemático de un aparato de impresión 3-D según una realización ejemplar.

La FIG. 3 es un diagrama esquemático en sección transversal del aparato de impresión 3-D de la FIG. 2.

La FIG. 4 es un diagrama esquemático parcial despiezado del aparato de impresión 3-D de la FIG. 2.

La FIG. 5 es otro diagrama esquemático parcial despiezado del aparato de impresión 3-D de la FIG. 2.

La FIG. 6 es un diagrama esquemático en sección transversal de un aparato de impresión 3-D según una realización ejemplar.

La FIG. 7 es un diagrama esquemático parcial despiezado del aparato de impresión 3-D de la FIG. 6.

La FIG. 8 es un diagrama esquemático en sección transversal de un aparato de impresión 3-D según una realización ejemplar.

La FIG. 9 es un diagrama esquemático de una impresión hacia delante del aparato de impresión 3-D de la FIG.

8.

La FIG. 10 es un diagrama esquemático de una impresión hacia atrás del aparato de impresión 3-D de la FIG. 8.

Descripción de las realizaciones

En la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman una parte de la misma, y en los que se muestran, a título de ilustración, realizaciones específicas en las que se puede poner en práctica la divulgación. En este sentido, la terminología direccional, tal como “superior”, “inferior”, “delantero”, “trasero”, etc., es usada con referencia a la orientación de la o las Figuras siendo descritas. Los componentes de la presente divulgación pueden ser colocados en un número de orientaciones diferentes. Como tal, la terminología direccional es usada con fines ilustrativos y no es limitante en modo alguno. Además, se usan los mismos números de referencia en los dibujos y en la descripción para hacer referencia a las partes iguales o similares.

La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un entorno de operación de un aparato de impresión 3-D según una realización ejemplar. En la presente realización, un aparato 100 de impresión 3-D está adaptado para imprimir un objeto 3-D según un modelo digital 3-D. Más específicamente, el modelo digital 3-D puede ser un archivo de imagen digital 3-D fabricado por un ordenador central 10, mediante soporte lógico de diseño asistido por ordenador o de modelado móvil. El aparato 100 de impresión 3-D puede estar configurado para leer y procesar el modelo digital 3-D e imprimir el objeto 3-D según el modelo digital 3-D.

La FIG. 2 es un diagrama esquemático de un aparato de impresión 3-D según una realización ejemplar. La FIG. 3 es un diagrama esquemático en sección transversal del aparato de impresión 3-D de la FIG. 2. Con referencia a las FIGURAS 2 y 3, el aparato 100 de impresión 3-D incluye una base 110 y un módulo 120 de cabezal de impresión. La base 110 incluye un lecho 112 de impresión, una primera plataforma 114 de suministro y una segunda plataforma 116 de suministro dispuestas en orden a lo largo de un recorrido P1 de impresión. El lecho 112 de impresión está dispuesto entre la primera plataforma 114 de suministro y la segunda plataforma 116 de suministro. Más específicamente, la base 110 puede tener un primer extremo E1 y un segundo extremo E2 opuestos entre sí. La primera plataforma 114 de suministro puede estar dispuesta, por ejemplo, en el primer extremo E1 y la segunda plataforma 116 de suministro puede estar dispuesta en el segundo extremo E2. La primera plataforma 114 de suministro y la segunda plataforma 116 de suministro transportan polvos M1, M2 de construcción, respectivamente, según se muestra en la FIG. 3 y la primera plataforma 114 de suministro y la segunda plataforma 116 de suministro son elevadas de manera alternativa hasta el plano P^lde referencia de impresión de la base 110 para suministrar de manera alternativa el polvo M1, M2 de construcción al lecho 112 de impresión.

En la presente realización, el módulo 120 de cabezal de impresión está dispuesto encima de la base 110 y está configurado para moverse hacia delante y hacia atrás a lo largo del recorrido P1 de impresión. El módulo 120 de cabezal de impresión está configurado para moverse a lo largo de una dirección de avance D1 del recorrido P1 de impresión para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma 114 de suministro sobre el lecho 112 de impresión, y el módulo 120 de cabezal de impresión está configurado para moverse a lo largo de una dirección de retroceso D2 del recorrido P1 de impresión para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma 116 de suministro sobre el lecho 112 de impresión para formar secuencialmente una pluralidad de capas de polvo unido apiladas una sobre otra para formar el objeto 3-D. En la presente realización, el módulo 120 de cabezal de impresión puede incluir al menos un rodillo apisonador 122 y al menos un cabezal 124 de impresión. Más específicamente, el aparato 100 de impresión 3-D puede controlar el cabezal 124 de impresión para realizar movimientos paralelos a la dirección X o a la dirección Y del plano Pl de referencia de impresión. El rodillo apisonador 122 está configurado para rodar hacia delante a lo largo del recorrido P1 de impresión, de forma que el módulo 120 de cabezal de impresión se mueva a lo largo de la dirección de avance D1, según se muestra en la FIG. 3, para transferir el polvo M1 de construcción de la primera plataforma 114 de suministro sobre el lecho 112 de impresión, y ruede hacia atrás a lo largo del recorrido P1 de impresión, de forma que el módulo 120 de cabezal de impresión se mueva a lo largo de la dirección de retroceso D2, según se muestra en la FIG. 3, para transferir el polvo M2 de construcción de la segunda plataforma 116 de suministro sobre el lecho 112 de impresión. El cabezal 124 de impresión está configurado para distribuir material de unión sobre el lecho 112 de impresión capa a capa según el modelo digital 3-D para unir el polvo M1, M2 de construcción sobre el lecho 112 de impresión capa a capa, de manera que se forme una pluralidad de capas de polvo de construcción. Las capas de polvo de construcción son apiladas una sobre otra para formar el objeto 3-D. Además, la base puede incluir, adicionalmente, un primer depósito 118 de reciclaje y un segundo depósito 119 de reciclaje para reciclar el polvo restante M1, M2 de construcción después de cada vez que se complete el movimiento de impresión. La primera plataforma 114 de suministro está ubicada entre el lecho 112 de impresión y el primer depósito 118 de reciclaje, y la segunda plataforma 116 de suministro está ubicada entre el lecho 112 de impresión y el segundo depósito 119 de reciclaje.

Más específicamente, el módulo 120 de cabezal de impresión de la presente realización incluye el cabezal 124 de impresión, un primer rodillo apisonador 122a y un segundo rodillo apisonador 122b. El cabezal 124 de impresión está dispuesto para distribuir material de unión sobre el lecho 112 de impresión capa a capa según el modelo digital 3-D mencionado anteriormente para unir el polvo M1, M2 de construcción transferido sobre el lecho 112 de impresión capa a capa para formar capas de polvo unido apiladas una sobre otra. Más específicamente, el primer rodillo apisonador 122a según se muestra en la FIG. 3, puede estar dispuesto de una manera elevable y descendible en un lado del cabezal 124 de impresión orientado hacia el segundo extremo E2. El segundo rodillo apisonador 122b puede estar dispuesto de una manera elevable y descendible en un lado del cabezal 124 de impresión orientado hacia el primer extremo E1. En esta disposición, cuando comienza la impresión, el módulo 120 de cabezal de impresión está ubicado originalmente, por ejemplo, en el primer extremo E1 de la base 110, y la primera plataforma 114 de suministro es elevada, en primer lugar, hasta el plano P^lde referencia de impresión mientras que el primer rodillo apisonador 122a es bajado hasta el plano P^lde referencia de impresión y rodado a lo largo de la dirección de avance D1 del recorrido P1 de impresión para transferir de manera uniforme el polvo M1 de construcción de la primera plataforma 114 de suministro sobre el lecho 112 de impresión mediante la rodadura del primer rodillo apisonador 122a. El cabezal 124 de impresión distribuye, entonces, material de unión sobre el lecho 112 de impresión mientras se mueve según el modelo digital 3-D para unir el polvo M1 de construcción sobre el lecho 112 de impresión, de manera que forme una capa de polvo unido.

A continuación, el módulo 120 de cabezal de impresión continúa moviéndose hacia delante y se mueve hasta el segundo extremo E2 para mover el polvo M1 restante de construcción hasta el segundo depósito 119 de reciclaje. En ese momento, el lecho 112 de impresión es bajado y alejado del plano Pl de referencia de impresión, de forma que la superficie superior de la capa más alta de las capas de polvo unido sea coplanaria con el plano P^lde referencia de impresión para seguir llevando a cabo la impresión sobre la superficie superior mencionada anteriormente de las capas de polvo unido. Al mismo tiempo, la primera plataforma 114 de suministro es bajada y la ^{segunda plataforma}116 ^{de suministro es elevada hasta el plano Pl de referencia de impresión, y el primer rodillo}apisonador 122a es elevado hacia arriba y el segundo rodillo apisonador 122b es bajado hasta el plano Pl de referencia de impresión y rodado a lo largo de la dirección de retroceso D2 del recorrido P1 de impresión para transferir de manera uniforme el polvo M2 de construcción de la segunda plataforma 116 de suministro sobre el lecho 112 de impresión mediante la rodadura del segundo rodillo apisonador 122b. A continuación, el cabezal 124 de impresión distribuye entonces, de nuevo, material de unión sobre el lecho 112 de impresión mientras se mueve según el modelo digital 3-D para unir el polvo M2 de construcción sobre el lecho 112 de impresión, para formar otra capa de polvo unido. Repitiendo las etapas anteriormente mencionadas, se puede formar una pluralidad de capas de polvo unido sobre el lecho 112 de impresión, y las capas de polvo unido mencionadas anteriormente pueden apilarse entre sí para formar un objeto 3-D relacionado con el modelo digital 3-D. De este modo, el aparato 100 de impresión 3-D puede llevar a cabo la impresión cuando se mueve a lo largo tanto de la dirección de avance D1 como de la dirección de retroceso D2 del recorrido P1 de impresión, lo que aumenta enormemente la eficacia de la impresión 3-D.

La FIG. 4 es un diagrama esquemático parcial despiezado del aparato de impresión 3-D de la FIG. 2. Con referencia a la FIG. 4, más específicamente, el módulo 120 de cabezal de impresión puede incluir, además, una correa 126 de transmisión, un motor 127 de accionamiento y un rodillo tractor 128, según se muestra en la FIG. 4. La correa 126 de transmisión se enrolla en torno al primer rodillo apisonador 122a y al segundo rodillo apisonador 122b, respectivamente. El motor 127 de accionamiento está acoplado con el rodillo tractor 128 para accionar el giro el rodillo tractor 128. El rodillo tractor 128 está configurado para accionar la correa 126 de transmisión para que gire a lo largo de una primera dirección R1 y de una segunda dirección R2. De esta manera, cuando el módulo 120 de cabezal de impresión se mueve a lo largo de la dirección de avance D1 del recorrido P1 para llevar a cabo la impresión, el rodillo tractor 128 acciona la correa 126 de transmisión para girar a lo largo de la primera dirección R1, de forma que se accione el primer rodillo apisonador 122a para que baje hasta el plano P^lde referencia de impresión y eleve el segundo rodillo apisonador 122b. Cuando el módulo 120 de cabezal de impresión se mueve a lo largo de la dirección de retroceso D2 de la dirección P1 de impresión para llevar a cabo la impresión, el rodillo tractor 128 acciona la correa 126 de transmisión para girar a lo largo de la segunda dirección R2, de forma que se accione el segundo rodillo apisonador 122b para que baje hasta el plano P^lde referencia de impresión y eleve el primer rodillo apisonador 122a.

La FIG. 5 es otro diagrama esquemático parcialmente ampliado del aparato de impresión 3-D de la FIG. 2. Con referencia a la FIG. 5, en la presente realización, el módulo 120 de cabezal de impresión incluye, además, una pluralidad de rodillos 129 de transmisión, dispuestos entre el rodillo tractor 128 y el primer rodillo apisonador 122a y entre el rodillo tractor 128 y el segundo rodillo apisonador 122b, respectivamente. Los rodillos 129 de transmisión están configurados para accionar el primer rodillo apisonador 122a y el segundo rodillo apisonador 122b para girar respectivamente mediante el accionamiento del rodillo tractor 128. Es decir, el aparato 100 de impresión 3-D de la presente realización controla la elevación y el descenso del primer rodillo apisonador 122a y del segundo rodillo apisonador 122b mediante la cooperación del rodillo tractor 128 y de la correa 126 de transmisión, y controla la rotación del primer rodillo apisonador 122a y del segundo rodillo apisonador 122b mediante el acoplamiento entre el rodillo tractor 128 y los rodillos 129 de transmisión, de forma que se logre la funcionalidad de impresión bidireccional.

La FIG. 6 es un diagrama esquemático en sección transversal de un aparato de impresión 3-D según una realización ejemplar. La FIG. 7 es un diagrama esquemático parcial despiezado del aparato de impresión 3-D de la FIG. 6. Se debería hacer notar que un aparato 200 de impresión 3-D de la presente realización es similar al aparato 100 de impresión 3-D mencionado anteriormente; por lo tanto, se adopta parte del contenido de la realización mencionada anteriormente en la presente realización y se omite la descripción del mismo contenido técnico. Con respecto a la descripción de las piezas omitidas, se puede hacer referencia a la realización mencionada anteriormente y no se repetirá en la presente realización. Con referencia a las FIGURAS 6 y 7, se describe a continuación la diferencia entre el aparato 200 de impresión 3-D de la presente realización y el aparato 100 de impresión 3-D mencionado anteriormente.

En la presente realización, similar al aparato 100 de impresión 3-D, un módulo 220 de cabezal de impresión incluye un cabezal 224 de impresión, un primer rodillo apisonador 222a y un segundo rodillo apisonador 222b. El módulo 220 de cabezal de impresión de la presente realización incluye dos barras 226 de conexión, dispuestas en dos extremos opuestos del primer rodillo apisonador 222a y del segundo rodillo apisonador 222b, respectivamente, según se muestra en la FIG. 7. Cada barra 226 de conexión incluye una pluralidad de surcos 226a y 226b de guía. El primer rodillo apisonador 222a y el segundo rodillo apisonador 222b están dispuestos en los surcos 226a, 226b ^{respectivamente, y son elevados o bajados mediante el guiado del surco 226a,}226^{b de guía.}

Más específicamente, los surcos de guía incluyen un primer surco 226a de guía y un segundo surco 226b de guía. Cada uno del primer surco 226a de guía incluye un primer extremo elevador g1 relativamente más cercano a un extremo de la barra correspondiente 226 de conexión, y un primer extremo g2 de guía relativamente alejado del extremo de la barra correspondiente 226 de conexión. Cada uno del primer surco 226a de guía se extiende desde el primer extremo g2 de guía a lo largo de una dirección alejada del plano Pl de referencia de impresión hasta el primer extremo elevador g1. Dos extremos opuestos del primer rodillo apisonador 222a están dispuestos, respectivamente, en los dos primeros surcos 226a de guía ubicados en dos lados opuestos de la base 210, de forma que sea elevado hasta el primer extremo elevador g1 o bajado hasta el primer extremo g2 de guía mediante el guiado del primer surco 226a de guía. De manera similar, cada uno del segundo surco 226b de guía incluye un segundo extremo elevador g3 relativamente más cercano a un extremo de la barra correspondiente 226 de conexión y un segundo extremo g4 de guía, relativamente alejado del extremo de la barra correspondiente 226 de conexión. Se extiende cada uno del segundo extremo 226b de guía desde el segundo extremo g4 de guía a lo largo de una dirección alejada del plano Pl de referencia de impresión hasta el segundo extremo elevador g3. Dos extremos opuestos del segundo rodillo apisonador 222b están dispuestos, respectivamente, en los dos segundos surcos 226b de guía ubicados en dos lados opuestos de la base 210, de forma que sea elevado hasta el segundo extremo elevador g3 o bajado hasta el segundo extremo g4 de guía mediante el guiado del segundo surco 226b de guía.

Mas específicamente, en la presente realización, la base 210 puede incluir, además, una primera pared 228 de bloqueo y una segunda pared 229 de bloqueo. La primera pared 228 de bloqueo está dispuesta en el segundo extremo E2 de la base 210 y la segunda pared 229 está dispuesta en el primer extremo E1 de la base 210. Con esta disposición, cuando comienza la impresión, el primer rodillo apisonador 222a está ubicado en el plano P^Lde referencia de impresión y rueda a lo largo de la dirección de avance D1 del recorrido de impresión para transferir de manera uniforme el polvo M1 de construcción de una primera plataforma 214 de suministro sobre un lecho 212 de impresión y, entonces, lleva a cabo la impresión mediante el cabezal 224 de impresión. Entonces, el módulo 220 de cabezal de impresión sigue moviéndose a lo largo de la dirección de avance D1 hasta que haga contacto con la primera pared 228 de bloqueo, el primer rodillo apisonador 222a es elevado desde el primer extremo g2 de guía hasta el primer extremo elevador g1, y el segundo rodillo apisonador 222b es bajado desde el segundo extremo elevador g3 hasta el segundo extremo g4 de guía y ubicado en el plano P^Lde referencia de impresión.

Entonces, el módulo 220 de cabezal de impresión es movido en la dirección de retroceso D2 a lo largo del recorrido P1 de impresión para transferir de manera uniforme el polvo M2 de construcción de la segunda plataforma 216 de suministro sobre el lecho 212 de impresión mediante el segundo rodillo apisonador 222b ubicado en el plano P^lde referencia de impresión y, entonces, lleva a cabo la impresión mediante el cabezal 224 de impresión. A continuación, el módulo 220 de cabezal de impresión sigue moviéndose a lo largo de la dirección de retroceso D2 hasta que haga contacto con la segunda pared 229 de bloqueo, entonces, el segundo rodillo apisonador 222b es elevado desde el segundo extremo g4 de guía hasta el segundo extremo elevador g3, y el rodillo apisonador 222a es bajado del primer extremo elevador g1 hasta el primer extremo g2 de guía y está ubicado en el plano P^lde referencia de impresión para prepararse para llevar a cabo el apisonamiento para la siguiente impresión. De este modo, el aparato 200 de impresión 3-D puede llevar a cabo la impresión cuando se mueve a lo largo tanto de la dirección de avance D1 y de la dirección de retroceso D2 del recorrido P1 de impresión, lo que aumenta enormemente la eficacia de la impresión 3-D.

La FIG. 8 es un diagrama esquemático en sección transversal de un aparato de impresión 3-D según una realización ejemplar. La FIG. 9 es un diagrama esquemático de una impresión hacia delante del aparato de impresión 3-D de la FIG. 8. La FIG. 10 es un diagrama esquemático de una impresión hacia atrás del aparato de impresión 3-D de la FIG. 8. Se debería hacer notar que un aparato 300 de impresión 3-D de la presente realización es similar al aparato 100 de impresión 3-D mencionado anteriormente; por lo tanto, se adopta parte del contenido de la realización mencionada anteriormente en la presente realización y se omite la descripción del mismo contenido técnico. Con respecto a la descripción de las piezas omitidas, se puede hacer referencia a la realización mencionada anteriormente y no se repetirá en la presente realización. Con referencia a las FIGURAS 8 y 10, se describe a continuación la diferencia entre el aparato 300 de impresión 3-D de la presente realización y el aparato 100 de impresión 3-D mencionado anteriormente.

En la presente realización, un módulo 320 de cabezal de impresión del aparato 300 de impresión 3-D incluye un rodillo apisonador 322, un primer cabezal 324 de impresión y un segundo cabezal 326 de impresión. El rodillo apisonador 322 está configurado para transferir el polvo M1, M2 de construcción de la primera plataforma 314 de suministro y de la segunda plataforma 316 de suministro sobre el lecho 312 de impresión. Más específicamente, el primer cabezal 324 de impresión está dispuesto en un lado del rodillo apisonador 322 orientado hacia el primer extremo E1 de la base 310, y el segundo cabezal 326 de impresión está dispuesto en un lado del rodillo apisonador 322 orientado hacia el segundo lado E2 de la base 310. Con esta disposición, cuando comienza la impresión, el módulo 320 de cabezal de impresión está ubicado originalmente, por ejemplo, en el primer extremo E1 de la base 310, la primera plataforma 314 es elevada, en primer lugar, hasta el plano Pl de referencia de impresión, y el rodillo apisonador 322 rueda a lo largo de la dirección de avance D1 del recorrido de impresión para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma 314 de suministro sobre el lecho 312 de impresión. A continuación, el primer cabezal 324 de impresión distribuye material de unión sobre el lecho 312 de impresión mientras se mueve según el modelo digital 3-D, para unir el polvo de construcción sobre el lecho 312 de impresión, para formar una capa de polvo unido.

A continuación, el módulo 320 de cabezal de impresión continúa moviéndose hacia delante y se mueve hasta el segundo extremo E2 para mover el polvo restante de construcción hasta el segundo depósito 319 de reciclaje. Aquí, el lecho 312 de impresión es bajado, de forma que la superficie superior de la capa más alta de la capa de polvo unido sea coplanaria con el plano Pl de referencia de impresión, de forma que el módulo 320 de cabezal de impresión sea capaz de seguir llevando a cabo la impresión sobre la superficie superior mencionada anteriormente de la capa de polvo unido. Al mismo tiempo, la primera plataforma 314 de suministro es bajada y la segunda plataforma 316 de suministro es elevada hasta el plano Pl de referencia de impresión, y el rodillo apisonador 322 es rodado a lo largo de la dirección de retroceso D2 del recorrido de impresión para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma 316 de suministro sobre el lecho 312 de impresión. A continuación, el segundo cabezal 326 de impresión distribuye el material de unión sobre el lecho 312 de impresión mientras se mueve según el modelo digital 3-D para formar una nueva capa de polvo unido sobre la anterior capa de polvo unido. Al repetir las etapas mencionadas anteriormente, se puede formar una pluralidad de capas de polvo unido sobre el lecho 312 de impresión, y las capas de polvo unido mencionadas anteriormente son apiladas una sobre otra para formar un objeto 3-D relacionado con un modelo digital 3-D. De este modo, el aparato 300 de impresión 3-D puede llevar a cabo la impresión moviéndose a lo largo tanto de la dirección de avance D1 como de la dirección de retroceso D2 del recorrido de impresión, lo que aumenta enormemente la eficacia de la impresión 3-D.

En resumen, en la divulgación, una base de un aparato de impresión 3-D tiene una primera plataforma de suministro y una segunda plataforma de suministro dispuestas en dos lados opuestos de un lecho de impresión, siendo elevadas de manera alternativa la primera plataforma de suministro y la segunda plataforma de suministro hasta un plano de referencia de impresión para suministrar de manera alternativa polvo de construcción al lecho de impresión. Además, el aparato de impresión 3-D de la divulgación lleva a cabo, además, la impresión mediante el módulo de cabezal de impresión que incluye dos rodillos apisonadores con un cabezal de impresión o un rodillo apisonador con dos cabezales de impresión.

Con esta disposición, cuando el módulo de cabezal de impresión se mueve a lo largo de una dirección de avance de un recorrido de impresión, polvo de construcción de la primera plataforma de suministro puede ser transferido sobre el lecho de impresión mediante el rodillo apisonador del módulo de cabezal de impresión, entonces, el cabezal de impresión distribuye material de unión sobre el lecho de impresión para unir el polvo de construcción sobre el lecho de impresión, de manera que forme una capa de polvo unido. Cuando el módulo de cabezal de impresión se mueve a lo largo de una dirección de retroceso del recorrido de impresión, polvo de construcción de la segunda plataforma de suministro es transferido sobre el lecho de impresión mediante el rodillo apisonador del módulo de cabezal de impresión, y se distribuye material de unión sobre el lecho de impresión mediante el cabezal de impresión para formar otra capa de polvo unido sobre la capa de polvo unido mencionada anteriormente. Es decir, el aparato de impresión 3-D de la divulgación puede llevar a cabo la impresión a lo largo tanto de la dirección de avance como de la dirección de retroceso del recorrido de impresión. Por lo tanto, el aparato de impresión 3-D de la divulgación puede lograr la funcionalidad de impresión bidireccional, lo que aumenta enormemente la eficacia de la impresión 3-D.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (100) de impresión 3-D, adaptado para imprimir un objeto 3-D según un modelo digital 3-D, que comprende:

una base (110, 210), que comprende un lecho (112, 212) de impresión, una primera plataforma (114, 214) de suministro y una segunda plataforma (116, 216) de suministro dispuestas a lo largo de un recorrido (P1) de impresión, estando dispuesto el lecho (112, 212) de impresión entre la primera plataforma (114, 214) de suministro y la segunda plataforma (116, 216) de suministro, teniendo la primera plataforma (114, 214) de suministro y la segunda plataforma (116, 216) de suministro polvo de construcción para suministrar el polvo de construcción al lecho (112, 212) de impresión; y

un módulo (120, 220) de cabezal de impresión, dispuesto encima de la base (110, 210) y configurado para moverse a lo largo de una dirección de avance del recorrido (P1) de impresión, para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma (114, 214) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión, y para moverse a lo largo de una dirección de retroceso del recorrido (P1) de impresión para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma (116, 216) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión, para formar secuencialmente una pluralidad de capas de polvo unido apiladas una sobre otra para formar el objeto 3-D, comprendiendo la base (110, 210), además, un primer extremo y un segundo extremo opuestos entre sí, estando dispuesta la primera plataforma (114, 214) de suministro en el primer extremo y estando dispuesta la segunda plataforma (116, 216) de suministro en el segundo extremo, comprendiendo el módulo (120, 220) de cabezal de impresión, además:

un cabezal (124, 224) de impresión, configurado para distribuir material de unión sobre el lecho (112, 212) de impresión por capas según el modelo digital 3-D, para que una el polvo de construcción transferido sobre el lecho (112, 212) de impresión por capas para formar las capas de polvo unido apiladas una sobre otra; estando el aparato caracterizado por:

un primer rodillo apisonador (122a, 222a), dispuesto de manera elevable y descendible en un lado del cabezal (124, 224) de impresión orientado hacia el segundo extremo, cuando la primera plataforma (114, 214) de suministro es elevada hasta un plano de referencia de impresión, el primer rodillo apisonador (122a, 222a) es bajado hasta el plano de referencia de impresión y rodado a lo largo de la dirección de avance para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma (114, 214) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión; y

un segundo rodillo apisonador (122b, 222b), dispuesto de una manera elevable y descendible en un lado del cabezal (124, 224) de impresión orientado hacia el primer extremo, cuando la segunda plataforma (116, 216) de suministro es elevada hasta el plano de referencia de impresión, el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) es bajado hasta el plano de referencia de impresión, y rodado a lo largo de la dirección de retroceso para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma (116, 216) de suministro sobre el lecho (112, 212) de impresión.

2. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que la base (110, 210) comprende, además, un primer depósito de reciclaje y un segundo depósito de reciclaje para reciclar el polvo restante de construcción, ubicándose la primera plataforma (114, 214) de suministro entre el lecho (112, 212) de impresión y el primer depósito de reciclaje y ubicándose la segunda plataforma (116, 216) de suministro entre el lecho (112, 212) de impresión y el segundo depósito de reciclaje.

3. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que el módulo (120, 220) de cabezal de impresión comprende, además:

una correa de transmisión, enrollada en torno al primer rodillo apisonador (122a, 222a) y al segundo rodillo apisonador (122b, 222b), respectivamente; y

un rodillo tractor, configurado para accionar la correa de transmisión para que gire a lo largo de una primera dirección para accionar el primer rodillo apisonador (122a, 222a) para bajarlo hasta el plano de referencia de impresión y elevar el segundo rodillo apisonador (122b, 222b), y configurado para accionar la correa de transmisión para que gire a lo largo de una segunda dirección para accionar el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) para bajarlo hasta el plano de referencia de impresión y elevar el primer rodillo apisonador (122a, 222a).

4. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 3, en el que el módulo (120, 220) de cabezal de impresión comprende, además:

una pluralidad de rodillos de transmisión, dispuestos entre el rodillo tractor y el primer rodillo apisonador (122a, 222a) y entre el rodillo tractor y el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) respectivamente, para accionar el primer rodillo apisonador (122a, 222a) y el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) para que gire mediante el accionamiento del rodillo tractor.

5. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 3, en el que el módulo (120, 220) de cabezal de impresión comprende, además: un motor de accionamiento, acoplado con el rodillo tractor para hacer que gire el rodillo de accionamiento.

6. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que el módulo (120, 220) de cabezal de impresión comprende, además:

dos barras de conexión, dispuestas en dos extremos opuestos del primer rodillo apisonador (122a, 222a) y del segundo rodillo apisonador (122b, 222b) respectivamente, incluyendo cada una de las barras de conexión una pluralidad de surcos de guía, estando dispuestos el primer rodillo apisonador (122a, 222a) y el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) en los surcos de guía, respectivamente, y elevados o bajados mediante el guiado de los surcos de guía.

7. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 6, en el que los surcos de guía comprenden:

un primer surco de guía, que comprende un primer extremo elevador relativamente más cercano a un extremo de cada barra de conexión y un primer extremo de guía relativamente alejado del extremo de la barra correspondiente de conexión, extendiéndose el primer surco de guía desde el primer extremo de guía a lo largo de una dirección alejándose del plano de referencia de impresión hasta el primer extremo elevador, ubicándose dos extremos opuestos de cada barra de conexión en dos de los primeros surcos de guía, respectivamente, para que se eleven hasta el primer extremo elevador o bajen hasta el primer extremo de guía mediante el guiado del primer surco de guía; y

un segundo surco de guía, que comprende un segundo extremo elevador relativamente más cercano al otro extremo de cada barra de conexión y un segundo extremo de guía relativamente alejado del otro extremo de cada barra de conexión, extendiéndose el segundo surco de guía desde el segundo extremo de guía a lo largo de una dirección alejándose del plano de referencia de impresión hasta el segundo extremo elevador, ubicándose dos extremos opuestos del segundo rodillo apisonador (122b, 222b) en dos de los segundos surcos de guía respectivamente, para que se eleven hasta el segundo extremo elevador o bajen hasta el segundo extremo de guía mediante el guiado del segundo surco de guía.

8. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 7, en el que la base (110, 210) comprende, además:

una primera pared de bloqueo, dispuesta en el segundo extremo, cuando el módulo (120, 220) de cabezal de impresión se mueve hacia delante a lo largo del recorrido (P1) de impresión hasta que haga contacto con la primera pared de bloqueo, el primer rodillo apisonador (122a, 222a) se eleve desde el primer extremo de guía hasta el primer extremo elevador, el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) sea bajado desde el segundo extremo elevador hasta el segundo extremo de guía; y

una segunda pared de bloqueo, dispuesta en el primer extremo, cuando el módulo (120, 220) de cabezal de impresión se mueve hacia atrás a lo largo del recorrido (P1) de impresión hasta que haga contacto con la segunda pared de bloqueo, el primer rodillo apisonador (122a, 222a) sea bajado desde el primer extremo elevador hasta el primer extremo de guía, el segundo rodillo apisonador (122b, 222b) se eleve desde el segundo extremo de guía hasta el segundo extremo elevador.

9. Un aparato (100) de impresión 3-D, adaptado para imprimir un objeto 3-D según un modelo digital 3-D, que comprende:

una base (310), que comprende un lecho (312) de impresión, una primera plataforma (314) de suministro y una segunda plataforma (316) de suministro dispuestas a lo largo de un recorrido (P1) de impresión, estando dispuesto el lecho (312) de impresión entre la primera plataforma (314) de suministro y la segunda plataforma (316) de suministro, teniendo la primera plataforma (314) de suministro y la segunda plataforma (316) polvo de construcción para suministrar el polvo de construcción al lecho (312) de impresión; y un módulo (320) de cabezal de impresión, dispuesto encima de la base (310) y configurado para moverse a lo largo de una dirección de avance del recorrido (P1) de impresión, para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma (314) de suministro sobre el lecho (312) de impresión, y moverse a lo largo de una dirección de retroceso del recorrido (P1) de impresión para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma (316) de suministro sobre el lecho (312) de impresión, para formar secuencialmente una pluralidad de capas de polvo unido apiladas una sobre otra para formar el objeto 3-D, comprendiendo la base (310), además, un primer extremo y un segundo extremo opuestos entre sí, estando dispuesta la primera plataforma (314) de suministro en el primer extremo y estando dispuesta la segunda plataforma (316) de suministro en el segundo extremo, comprendiendo el aparato (100), además:

un rodillo apisonador (322), configurado para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma (314) de suministro y de la segunda plataforma (316) de suministro sobre el lecho (312) de impresión; un primer cabezal (324) de impresión, dispuesto en un lado del rodillo apisonador (322) orientado hacia el primer extremo, cuando la primera plataforma (314) de suministro es elevada hasta el plano de referencia de impresión, el rodillo apisonador (322) rueda a lo largo de la dirección de avance para transferir el polvo de construcción de la primera plataforma (314) de suministro sobre el lecho (312) de impresión, y el primer cabezal (324) de impresión distribuye material de unión sobre el lecho (312) de impresión por capas; estando caracterizado el aparato porque comprende, además,

un segundo cabezal (326) de impresión, dispuesto en un lado del rodillo apisonador (322) orientado hacia el segundo extremo, cuando la segunda plataforma (316) de suministro es elevada hasta el plano de referencia de impresión, el rodillo apisonador (322) rueda a lo largo de la dirección de retroceso para transferir el polvo de construcción de la segunda plataforma (316) de suministro sobre el lecho (312) de impresión, y el segundo cabezal (326) de impresión distribuye material de unión sobre el lecho (312) de impresión por capas.

10. El aparato (100) de impresión 3-D según se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que el lecho (112, 212) de impresión está configurado para moverse a lo largo de una dirección que se aleja del plano de referencia de impresión capa por capa, de forma que una superficie superior de la capa más alta de las capas de polvo unido sea coplanaria con el plano de referencia de impresión.