ES2822170T3 - Procedimiento e instalación de fabricación de un objeto tridimensional - Google Patents

Abstract

Procedimiento de fabricación de un objeto tridimensional (O), en el que las capas planas (C1, C2, C3) se producen una tras otra de tal manera que cada capa recién producida se superpone, a lo largo de un primer eje (Z) perpendicular a los respectivos planos de las capas, sobre una capa previamente producida o, en ausencia de esta última, sobre un soporte metálico plano (2) perpendicular al primer eje, estando cada una de estas capas constituida por al menos una tira de metal (F1C1, F2C1, F1C2, F2C2, F3C2, F1C3, F2C3) de tal manera que la tira o tiras de cada capa ocupa todo el espesor, a lo largo del primer eje (Z), de la capa correspondiente, caracterizado porque el procedimiento prevé, para producir cada capa (C1, C2, C3): - realizar una etapa de deposición, durante toda la duración de la cual una parte (F1C1.1) de la tira o tiras (F1C1, F2C1, F1C2, F2C2, F3C2, F1C3, F2C3) de la capa que se va a producir se deposita, a lo largo del primer eje (Z), en contacto con la capa previamente producida o, en su defecto, con el soporte (2); - realiza una etapa de fusión, que se lleva a cabo durante la etapa de deposición y durante la cual solo una porción (F1C1.1.F), llamada porción fusionada, de dicha parte de la tira o tiras se fusiona soldada por fusión a la capa previamente producida o, en su defecto, al soporte, de tal manera que, al final de esta etapa de fusión, el resto (F1C1.1.NF) de dicha parte, que no ha sido fusionada, incluye los bordes (F1C1.1A, F1C1.1B, F1C1.1C) de dicha parte, que se disponen transversalmente al plano de la capa que se va a producir, y sigue en contacto con la capa previamente producida o, en su defecto, con el soporte; y - repetir varias veces las etapas de deposición y fusión aplicándolas a tantas partes correspondientes (F1C1.2) de la tira o tiras, que estén desplazadas entre sí en un segundo eje (X) perpendicular al primer eje (Z), de manera que las porciones fusionadas (F1C1.1.F, F1C1.2.F) de dos de dichas partes que se sucedan en el segundo eje se superpongan, de modo que todas las porciones fusionadas que se obtengan después de repetir las etapas de deposición y fusión relativas a la tira o tiras formen juntas una sección bidimensional del objeto que se va a fabricar (O).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento e instalación de fabricación de un objeto tridimensional

[0001] La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un objeto tridimensional. También se refiere a una instalación correspondiente para llevar a cabo este procedimiento de fabricación.

[0002] Es bien conocido el hecho de fabricar un objeto tridimensional añadiendo material capa por capa, en particular mediante sinterización o fusión, bajo el efecto de un rayo láser o electrónico, de un polvo metálico o cerámico. Los procedimientos de fabricación correspondientes se ofrecen hoy en día de forma generalizada en diversos sectores industriales, como la aeronáutica, la automoción, la industria de equipos, la joyería, la relojería, la medicina, la investigación, etc.

[0003] Estos procedimientos de fabricación representan importantes desafíos, tanto a nivel técnico, en particular en relación con el aumento del rendimiento y la miniaturización de las funciones, como a nivel económico, en particular en relación con los costes y los plazos y la flexibilidad para llevar nuevos productos al mercado, e incluso a nivel estratégico, para desarrollar nuevos conceptos y nuevos materiales.

[0004] Los procedimientos conocidos tienen una serie de desventajas o limitaciones, tanto desde el punto de vista de su aplicación como desde el punto de vista de las características técnicas de los objetos tridimensionales fabricados.

[0005] Las dificultades o la complejidad de la aplicación están relacionadas con el uso de materiales en polvo, esparcidos en una capa fina para establecer y controlar el lecho de polvo en el que se fabrica la pieza de forma iterativa capa por capa. Los materiales pulverulentos, es decir, los materiales en forma de polvo con un tamaño de grano pequeño, típicamente del orden de unos pocos micrómetros de diámetro de grano, son difíciles de fabricar industrialmente. Además de los costes de fabricación y de los altos niveles de inversión que cabe esperar, las dificultades están vinculadas a la peligrosidad de los productos debido a su volatilidad, que genera riesgos de contaminación ambiental y de explosión. También surgen dificultades en las operaciones de reciclado de polvos, porque durante la ejecución de los procedimientos de fabricación se producen productos de desecho, en particular humos compuestos de partículas nanométricas. Estas dificultades conducen al establecimiento de modalidades de funcionamiento complejas para asegurar el control y el mantenimiento de las características metalúrgicas a lo largo del tiempo en relación con los objetivos previstos y cualificados, así como para garantizar los aspectos relacionados con la seguridad operativa de la maquinaria utilizada para llevar a cabo los procedimientos y la salud de los usuarios. Además, la producción de polvos, especialmente de polvos metálicos, requiere el uso de importantes medios industriales, como la torre de atomización, el equipo de molienda, el equipo de selección de tamices para el control del tamaño de las partículas, el equipo de análisis fisicoquímico, el equipo de secado y el equipo de envasado. Todos estos medios conducen a altos costes de inversión y producción: el precio por kilogramo de polvo metálico es de cinco a diez veces el del mismo grado metalúrgico en formato estándar, típicamente en forma de barra, lingote o alambre. Además, la física de los polvos limita la eficiencia de la energía térmica proporcionada por un rayo láser, debido a la importancia de las superficies específicas que inducen una fuerte reactividad de los polvos durante la interacción con el rayo láser: este fenómeno da lugar a una sublimación parcial del material, que puede modificar la composición química de este material, los cambios de fase o los defectos de la estructura metalúrgica, típicamente porosidades o microfisuras en el interior de los volúmenes fabricados. Todos estos fenómenos limitan el potencial de productividad con respecto a la energía láser disponible.

[0006] En general, el aumento de la productividad de los procedimientos de fabricación por sinterización o fusión por láser de polvos, cerámicas o metales, reduce la calidad dimensional, geométrica y superficial de los objetos tridimensionales fabricados. Esta situación es un factor limitante para la mejora general del rendimiento técnico y económico de este tipo de procedimiento de fabricación.

[0007] Así, el documento EP1400339 revela un procedimiento de fabricación capa por capa para una pieza tridimensional completa. Según este procedimiento, cada capa de material se deposita en una capa previamente producida o, en su defecto, en un soporte metálico plano. Cada capa de material puede ser una capa de polvo compactado o una tira de metal. En todos los casos, para fusionar localmente cada capa de material depositada sucesivamente, los rayos láser escanean esta capa de material desde un borde hasta el borde opuesto. Este procedimiento tiene las mismas limitaciones de calidad que las explicadas en detalle anteriormente.

[0008] El propósito de la presente invención es proponer un procedimiento de fabricación aditivo que sea innovador y que rompa con los procedimientos de fabricación aditivo capa por capa de polvo.

[0009] Para este propósito, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un objeto tridimensional como se define en la reivindicación 1. La invención también se refiere a una instalación para la fabricación de un objeto tridimensional, que es como se define en la reivindicación 12 y que hace posible llevar a cabo el mencionado procedimiento de fabricación.

[0010] Así pues, el procedimiento de fabricación según la invención consiste en fabricar un objeto tridimensional, iterativamente capa tras capa, previendo, para cada capa, depositar una o más tiras de metal y, a continuación, soldar esta tira o tiras, pudiendo realizarse las operaciones de soldadura, por ejemplo, mediante la aplicación de un rayo láser yo por resistencia. Para cumplir los requisitos de acabado, si los hubiera, el procedimiento según la invención se complementa ventajosamente con operaciones de eliminación parcial de material, por abrasión, mecanizado o ablación con láser, como se explica con más detalle en la parte descriptiva posterior.

[0011] Una característica importante del procedimiento según la invención consiste en depositar y soldar una tira de manera progresiva e iterativa, en particular con la ayuda de un láser o un electrodo de soldadura por resistencia. La fusión progresiva e iterativa de la tira tiene por objeto controlar y preservar sus características fisicoquímicas, en particular las características geométricas del metal depositado. La deposición y soldadura repetida de la tira o tiras de una capa determinada da lugar a la producción de una sección central bidimensional, homogénea y densa del objeto tridimensional que se va a fabricar, teniendo esta capa un espesor correspondiente al de la tira o tiras yuxtapuestas de esta capa, siendo este espesor, por ejemplo, de entre 10 y 500 mm para una realización preferida. Por razones de productividad, en combinación con una potencia de fusión adecuada, especialmente la potencia del láser, se pueden utilizar tiras de mayor espesor, por ejemplo, de 1 mm o incluso de hasta 2 mm.

[0012] Para comprender un aspecto esencial de la invención, cabe señalar que se conoce un gran número de procedimientos de recarga por fusión con un rayo láser o un electrodo: estos procedimientos de soldadura se utilizan en la industria para soldar o recargar, en particular para la reparación de piezas mecánicas con, si es necesario, una reelaboración después de la soldadura. En estos procedimientos de soldadura conocidos, el electrodo o el rayo láser utilizado fusiona una sección entera de un alambre metálico como metal de relleno. Este procedimiento de añadir metal fundiendo un alambre no controla la geometría del volumen de material que se funde, porque se funde una sección entera de material. En otras palabras, este fenómeno de fusión total no permite desarrollar una geometría controlada sin un remecanizado sistemático para reconstruir en cualquier momento la geometría mencionada. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la fabricación de un objeto tridimensional mediante la adición de material se basa en un principio iterativo de solidificación de una cantidad de material, típicamente en polvo, en forma de una capa la mayoría de las veces, que constituye una referencia geométrica para la fabricación de la capa siguiente. Cada capa solidificada corresponde a una sección de un objeto tridimensional que se va a fabricar. Por consiguiente, el control de la geometría de una capa de material solidificado que forma parte de un objeto tridimensional que se va a fabricar es fundamental para la fabricación conforme de este objeto: si no es así, lo que no es conforme es la totalidad de la geometría del objeto que se va a fabricar, es decir, el objeto tridimensional en su totalidad. Dado que, para los procedimientos de soldadura conocidos mencionados anteriormente, la geometría de un metal fundido y depositado no está controlada en todo momento, sería muy restrictivo y antieconómico utilizar estos procedimientos para fabricar completamente las piezas mediante la adición de material.

[0013] En el caso de la presente invención, el procedimiento de fabricación hace posible producir partes añadiendo material en el estado sólido, utilizando una tira de material metálico. En la práctica, tal tira es una tira de metal, generalmente de sección rectangular, de modo que, para producir una nueva capa de un objeto para fabricar, la invención prevé una soldadura sin relleno y solo una soldadura parcial de la tira o tiras de la capa, por fusión parcial de esta tira o tiras después de depositarlas sobre un sustrato metálico, siendo esta última la capa previamente producida o, en su defecto, un soporte metálico ad hoc: según la invención, en particular bajo el efecto de un rayo láser o un electrodo de soldadura por resistencia, solo una parte de la parte de la tira o tiras, apoyada en el sustrato, se fusiona y se suelda al sustrato, teniendo cuidado de que el resto de esta parte, que no ha sido fusionada, conserve la geometría del borde de esta parte y permanezca apoyada contra el sustrato.

[0014] El procedimiento que se ajusta a la invención está destinado a todos los sectores de la fabricación, tanto para su uso en un modo de producción unitario de un objeto tridimensional como para su uso en un modo industrial para la producción de series pequeñas, medianas y grandes. Este procedimiento ofrece la posibilidad de producir objetos tridimensionales en material metálico, mono o multimetálico, y según niveles de acabado dimensional y geométrico como "Calidad 7" y rugosidad superficial Ra del orden de 1,6 o incluso 0,8 para superficies funcionales preidentificadas del objeto tridimensional que se va a fabricar.

[0015] En las demás reivindicaciones se especifican las características adicionales ventajosas del procedimiento de fabricación o de la instalación de fabricación según la invención.

[0016] La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que aparece a continuación, dada únicamente a título de ejemplo y realizada con referencia a los dibujos, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una instalación de fabricación conforme a la invención, implementando una primera etapa de deposición del procedimiento de fabricación conforme a la invención;

- la figura 2 es una vista a mayor escala del detalle marcado con un círculo II en la figura 1;

- la figura 3 es una vista similar a la de la figura 2, que muestra la implementación de una primera etapa de fusión en el procedimiento de fabricación;

- la figura 4 es una vista en elevación según la flecha IV de la figura 3;

- la figura 5 es una sección según la línea V-V en la figura 4;

- la figura 6 es una vista similar a la de la figura 3, que ilustra una segunda etapa de fusión del procedimiento;

- la figura 7 es una vista en elevación según la flecha VII de la figura 6;

- la figura 8 es una sección según la línea VMI-VIM en la figura 7;

- la figura 9 es una vista similar a la figura 7, que muestra el resultado de la repetición de varias etapas de deposición y fusión del procedimiento;

- las figuras 10 a 13 son vistas similares a las figuras 4, 7 y 9, que ilustran las etapas de deposición y fusión en el procedimiento posteriores a los mostrados hasta ahora;

- la figura 14 es una vista similar a la de la figura 13, que ilustra una operación de soldadura del procedimiento; - la figura 15 es una vista similar a la de la figura 14, que ilustra una etapa de corte del procedimiento;

- la figura 16 es una vista en elevación según la flecha XVI de la figura 15;

- la figura 17 es una vista similar a la de la figura 16, que ilustra una etapa de rectificación del procedimiento;

- la figura 18 es una vista a más gran escala del detalle con un círculo XVIII de la figura 17;

- la figura 19 es una vista similar a la de la figura 15, en la que se muestra la capa resultante de la aplicación de las diversas operaciones ilustradas en las figuras 1 a 18;

- las figuras 20 a 26 son vistas similares a las figuras 4, 7 y 10 a 13, que muestran la realización de una capa superpuesta a la capa de la figura 19;

- las figuras 27 y 28 son vistas similares a las figuras 15 y 16, respectivamente, que ilustran la aplicación de una etapa de corte del procedimiento para la capa superpuesta en la figura 19;

- la figura 29 es una vista similar a la de la figura 19, en la que se muestra la capa resultante de la aplicación de las diversas etapas ilustradas en las figuras 20 a 28;

- las figuras 30 a 33 son vistas similares a las figuras 4, 7, 10 a 13 y 20 a 26, que muestran la realización de una capa superpuesta a la capa mostrada en la figura 29;

- las figuras 34 y 35 son vistas similares a las figuras 15 y 16 o 27 y 28, respectivamente, que ilustran la aplicación de una etapa de corte del procedimiento para la capa superpuesta en la figura 29;

- la figura 36 es una vista similar a la de la figura 34, que ilustra operación de mecanizado del procedimiento; y - la figura 37 es una vista en elevación según la flecha XXXVII de la figura 36.

[0017] Las figuras 1 a 37 muestran un procedimiento de fabricación aditivo para un objeto tridimensional O. En el ejemplo que se muestra en estas figuras, este procedimiento de fabricación se lleva a cabo utilizando una instalación de fabricación 1.

[0018] Como se muestra con más detalle en las figuras 1 y 2, la instalación 1 comprende un dispositivo 10 diseñado para producir capas planas superpuestas que constituyen el objeto O que se va a fabricar, superponiéndose cada capa recién producida por el dispositivo 10, según un eje geométrico Z que es perpendicular a los respectivos planos de las capas, sobre una capa previamente producida o, en su defecto, sobre un soporte metálico plano 2 que es perpendicular al eje Z-Z. En el resto de esta descripción, así como en las figuras, se considera que el eje Z se extiende verticalmente, pero esta orientación no es limitativa de la invención.

[0019] Como se explica progresivamente a continuación, cada capa del objeto O fabricada por el dispositivo 10 está formada por tiras de metal, que se yuxtaponen en el plano de la capa en cuestión, ocupando cada una de ellas todo el espesor de dicha capa, es decir, toda la dimensión de esta última a lo largo del eje Z. En la práctica, cada una de estas tiras tiene la forma de una tira de metal, de sección transversal rectangular y mucho más delgada que sus otras dos dimensiones, siendo típicamente por lo menos de cinco a diez veces más pequeña que su anchura y en particular entre 5 pm y 2 mm, preferentemente entre 10 pm y 1 mm. Antes de ser utilizadas por la instalación 1 para producir el Objeto O, estas tiras se proporcionan, por ejemplo, en forma de una o más bobinas, y algunas o todas las tiras aún no individualizadas pueden tener la forma de una larga tira común. Las bobinas y, más en general, las tiras mencionadas son productos comerciales baratos, generalmente fabricados por laminación y disponibles en una muy amplia variedad de grados metalúrgicos.

[0020] En las figuras 1 a 19, la instalación 1, en particular el dispositivo 10, se utiliza, como se explica con más detalle a continuación, para hacer una primera capa C1 del objeto O. Más concretamente, en las figuras 1 a 9, parte de la capa C1 se hace, mediante el dispositivo 10, a partir de una primera tira, denominada F1C1. Esto se logra mediante una primera etapa de deposición en la que la tira de F1C1 se deposita en el soporte 2, como se muestra en las figuras 1 y 2. Para ello, en el ejemplo de la realización considerada en las figuras, el dispositivo 10 comprende una boquilla 12 para guiar y posicionar la tira F1C1: a la salida de esta boquilla 12, una pieza terminal longitudinal F1C1.1 de la tira F1C1, que emerge de la boquilla 12 a lo largo de un eje geométrico X perpendicular al eje Z, está dispuesta en contacto plano con el soporte 2, perpendicular al eje Z. Así, bajo la acción de la boquilla 12, la dirección longitudinal de la tira F1C1 se extiende, al menos en su parte final F1C1.1, a lo largo del eje X y las dos caras principales de la tira F1C1, que son opuestas entre sí y entre las que se define el espesor de la tira, se extienden, al menos en la parte final F1C1.1, perpendicularmente al eje Z. Además, la cara principal de la tira que está orientada hacia el soporte 2 se extiende, al menos en la parte final F1C1.1, en un plano geométrico que coincide sustancialmente con el plano geométrico en el que se extiende la cara plana, orientada hacia la boquilla 12, del soporte 2.

[0021] Como ventaja práctica, el dispositivo 10 incluye también un sistema 14 para la admisión de la tira F1C1, que está diseñado para conducir la tira en la dirección longitudinal de la misma, al menos en la dirección de introducción de la tira en la entrada de la boquilla 12, como muestra la flecha F14 de la figura 1. Como ejemplo no limitativo, que se muestra en la figura 1, este sistema 14 comprende rodillos giratorios motorizados, que están dispuestos tangencialmente contra las caras principales opuestas de la tira F1C1 y cuya rotación sobre sí mismos, indicada por las flechas F14' en la figura 1, pone en movimiento la tira en su dirección longitudinal.

[0022] Además, el dispositivo 10 incorpora elementos de guía de precisión, en particular guías lineales, así como mecanismos de accionamiento fino, como los sistemas de husillo y tuerca de bolas, accionados por motores, en particular motores sin escobillas. Estos elementos de guía y mecanismos de accionamiento, que no se muestran en las figuras, permiten que el dispositivo 10, en particular su boquilla 12, se posicione según el eje Z, el eje X y un tercer eje geométrico Y perpendicular a los ejes Z y X. En la práctica, gracias a su precisión de guía y su fino accionamiento, los elementos de guía y mecanismos de accionamiento mencionados garantizan una repetibilidad de posicionamiento de unos pocos micrómetros de error, así como una repetibilidad de control en términos de velocidad de movimiento. En su caso, la acción del sistema de admisión 14 se sincronizará con el movimiento en el eje X del dispositivo 10, en particular su boquilla 12. Así, la precisión de posicionamiento de la tira F1C1 por el dispositivo 10 es preferentemente entre 5 y 10 pm a lo largo de los tres ejes X, Y y Z.

[0023] Al comienzo de la primera etapa de deposición, el dispositivo 10, en particular su boquilla 12 y el sistema de admisión 14, está, gracias a las disposiciones descritas anteriormente, controlado en posición de manera que:

- en el eje Z, la boquilla 14 aplica a la parte de la tira F1C1 con la que esta boquilla está en contacto una fuerza FZ que, como se muestra en la figura 3, se dirige hacia el soporte 2, de modo que la parte final F1C1.1 de la tira F1C1 está chapada, en el eje Z, en contacto con el soporte 2 con una intensidad mínima predeterminada para asegurar un completo contacto plano entre las caras, enfrentadas en el eje Z, de, respectivamente, la parte F1C1.1 de la tira F1C1 y el soporte 2;

- a lo largo del eje Y, la boquilla 12 aplica a la parte de la tira F1C1 con la que esta boquilla está en contacto una fuerza FY, que se muestra esquemáticamente en la figura 3 y que es independiente de la fuerza FZ, de manera que se posiciona a lo largo del eje Y la parte F1C1.1 de la tira F1C1, en particular los dos bordes libres opuestos F1C1.1A y F1C1.1B de esta última, dispuestos perpendicularmente al eje Y y referidos en las figuras 4 y 5; y

- a lo largo del eje X, la parte F1C1.1 de la tira F1C1 está posicionada de forma predeterminada, en particular con su borde libre F1C1.1C, dispuesto de forma perpendicular al eje X, estando espaciada de la boquilla 12 por un valor EC como se muestra en la figura 4.

[0024] La colocación y el apoyo de la parte F1C1.1 de la tira F1C1 en el soporte 2, especificado justo arriba, se mantendrá durante la primera etapa de la deposición.

[0025] Además, en la primera etapa de la deposición, se aplica un rayo láser L a la parte F1C1.1 de la tira F1C1 para fundirla solo parcialmente y así soldarla al sustrato 2. Para ello, el dispositivo 10 comprende un láser 16, que se muestra esquemáticamente en la figura 1, que está diseñado para emitir el rayo láser L, centrado en un eje Z16, y para desplazar este rayo láser L en el espacio mediante el correspondiente desplazamiento de su eje Z16.

[0026] El láser 16 es una tecnología conocida en sí misma: es un láser de fibra, por ejemplo. La longitud de onda, continua o modulada, del rayo láser L se adapta al grado metalúrgico de la tira que se va a fundir: como ejemplos no limitativos, esta radiación se elige en el infrarrojo, típicamente entre 1060 y 1080 nm, cuando las tiras se basan en hierro, en particular a base de acero, o a base de aluminio, u otros materiales metálicos que absorben este tipo de radiación, mientras que esta longitud de onda es más adecuada con la llamada radiación verde, típicamente entre 520 y 532 nm, cuando las tiras se basan en cobre o algunas de sus aleaciones. En términos más generales, la longitud de onda del láser 16 se adapta para cumplir los objetivos de viabilidad y productividad.

[0027] En la instalación de fabricación 1, el láser 16 está previsto para orientar el eje Z16 de su rayo láser L paralelo al eje Z y para desplazar este eje Z16 paralelo al eje Y, controlando al mismo tiempo la precisión del posicionamiento de este eje Z16 en el espacio, en particular con respecto a la pieza F1C1.1 de la tira F1C1 a la que se aplica este rayo láser L durante una primera etapa de fusión, realizada durante la primera etapa de deposición. Concretamente, como se muestra en las figuras 3 a 5, a lo largo de la primera etapa de fusión, el eje Z16 del rayo láser L intersecta la parte F1C1.1 de la tira F1C1, pasando, al comienzo de la primera etapa de fusión, de una posición Z16.1A a, al final de la primera etapa de fusión, una posición Z16.1B. Las dos posiciones Z16.1A y Z16.1B están alineadas a lo largo del eje Y y constituyen, respectivamente, el origen y el final de un vector V1 según el cual el eje Z16 del rayo láser L se desplaza entre el comienzo y el final de la primera etapa de fusión. La posición Z16.1A, que está más cerca del borde F1C1.1A de la parte F1.C1.1 de la tira F1C1 que del borde F1C1.1B, está dispuesta, por un lado, a lo largo del eje Y a una distancia no nula del borde F1C1.1A, eA, y, por otro lado, a lo largo del eje X a una distancia no nula del borde F1C1.1C de la parte F1C1.1 de la tira F1C1, eC. Se entiende que, a lo largo del eje X, la posición Z16.1A está situada a una distancia de la boquilla 12 correspondiente a la diferencia entre los valores de EC y eC, proporcionándose esta distancia lo más pequeña posible, evitando al mismo tiempo la interacción entre el rayo láser L y la boquilla 12, por ejemplo aproximadamente 200 pm, de manera que la soldadura por fusión, realizada por aplicación del rayo láser L, se realice lo más cerca posible de la acción de rodamiento mecánico de la boquilla 12 sobre la tira F1C1 a lo largo del eje Z. La situación a lo largo del eje X de la posición Z16.1B es idéntica a la de la posición Z16.1A, en el sentido de que el vector V1 se extiende paralelo al eje Y, mientras que a lo largo del eje Y la posición Z16.1B está situada a una distancia no nula del borde F1C1.1B de la pieza F1C1 de la tira F1C1, como eB. Según una variante de realización específica, que no se muestra, y, si es necesario, de una anchura de tira específica F1C1, las posiciones de Z16.1A y Z16.1 B pueden confundirse; este puede ser el caso, por ejemplo, de una anchura de tira estrecha.

[0028] Al realizar la primera etapa de fusión, el rayo láser L fusionará solo una parte F1C1.1.F de la parte F1C1.1 de la tira F1C1, soldando por detrás esta parte F1C1.1.F al soporte 2, como se muestra en la figura 5. Como esta soldadura se hace lo más cerca posible de la fuerza FZ de apoyo de la boquilla 12 en la tira F1C1, se asegura la continuidad metalúrgica entre la parte fusionada F1C1.1.F de la tira y el soporte 2. Además, los valores eA, eB y eC, relativos a las posiciones Z16.1A y Z16.1 B del eje Z16 del rayo láser L desplazado a lo largo del vector V1, se proporcionan para cumplir dos condiciones límite, a saber, que:

- estos valores eA, eC y eB son lo suficientemente grandes como para que la interacción del rayo láser L con la parte F1C1.1 de la tira F1C1 no fusione los bordes F1C1.1A, F1C1.1B y F1C1.1C, para no perder la geometría de la envoltura, es decir, los bordes, de la parte F1C1.1, y

- estos valores eA, eB y eC son suficientemente pequeños para que la parte no fusionada F1C1.1.NF de la pieza F1C1.1, que rodea a la pieza fusionada F1C1.F en el plano de los ejes X e Y, no se deforme, en particular en la dirección del eje Z, lo que provocaría una pérdida de contacto mecánico y por tanto metalúrgico entre la pieza F1C1.1 de la tira F1C1 y el soporte 2.

[0029] En otras palabras, al final de la primera etapa de fusión, la parte no fusionada F1C1.1.NF, que consiste en lo que no ha sido fusionado en la parte F1C1.1, incluye los bordes F1C1.1A, F1C1.1B y F1C1.C de esa parte F1C1.1 y sigue en contacto con el soporte 2.

[0030] En la práctica, para cumplir las condiciones límite anteriores, cada uno de los valores eA, eB y eC anteriores puede ser tal que:

(A espesor de F1C1 A ancho de interacción de L) < eA, eB, eC < (espesor de F1C1 'A ancho de interacción de L),

el mencionado ancho de interacción correspondiente a la dimensión del eje X del rayo láser L en el plano ocupado por la parte F1C1.1 de la tira F1C1.

[0031] Por supuesto, la relación anterior se aplica tanto a eA como a eB cuando se utiliza todo el ancho de la tira depositada, mientras que cuando no se utiliza todo el ancho de la tira depositada, uno de los valores eA y eB puede ser mucho más grande que el otro. Debe entenderse que la relación anterior se da solo a título indicativo porque evoluciona en función de la naturaleza metalúrgica del material de la tira, de un cierto límite del espesor de la tira y del perfil de interacción del rayo láser L en el espesor de esta tira, siendo este perfil de interacción en sí mismo una función en particular de la cantidad de energía suministrada durante la interacción, por lo tanto, en particular, de la velocidad con la que se produce el vector V1, el perfil del rayo láser L, etc. En la práctica, el vector V1 se define con un conjunto de parámetros, a fin de obtener, al final de la primera etapa de fusión, tanto la parte fusionada F1C1.1.F como la parte no fusionada F1C1.1.NF de la tira F1C1, tal como se ha definido anteriormente, sin que haya ninguna deformación de la parte F1C1.1.NF.

[0032] Como se muestra en las figuras 6 a 8, una segunda etapa de deposición y una segunda etapa de fusión se llevan a cabo repitiendo las primeras etapas de deposición y fusión después de mover la tira F1C1 por un lado y el dispositivo 10, en particular su boquilla 12 y el láser 16, por otro lado, en relación con el otro a lo largo del eje X. En la práctica, teniendo en cuenta que la tira F1C1 está soldada al soporte 2 por la parte fusionada F1C1.1.F de su parte F1C1.1, una realización práctica consiste en desplazar, a lo largo del eje X, la boquilla 12 y el láser 16 con respecto a la tira F1C1, que permanece inmóvil con respecto al soporte 2, accionando los elementos de guía y los mecanismos de accionamiento, mencionados anteriormente, y sincronizando estos últimos con el movimiento del láser 16. En cualquier caso, el movimiento relativo se lleva a cabo por un paso P.

[0033] Una vez efectuado este desplazamiento relativo, la aplicación de las segundas etapas de deposición y fusión consiste en repetir la aplicación de las primeras etapas de deposición y fusión, no aplicando estas etapas de deposición y fusión a la pieza F1C1.1 de la tira F1C1, sino aplicándolas a una segunda pieza F1C1.2 de la tira, estando esta pieza F1C1.2 desplazada a lo largo del eje X de la pieza F1C1.1 del paso P. Mediante la aplicación de la segunda etapa de deposición, la pieza F1C1.2 de la tira F1C1 está chapada, a lo largo del eje Z, en contacto contra el soporte 2, de la misma manera que la pieza F1C1.1 fue chapada contra el soporte 2 mediante la aplicación de la primera etapa de deposición. De manera similar, por la implementación de la segunda etapa de fusión, solo una porción F1C1.2.F de la parte F1C1.2 está soldada por fusión al soporte 2, de la misma manera que la porción fusionada F1C1.1.F se había fusionado al soporte 2 por la implementación de la primera etapa de fusión. En particular, durante las segundas etapas de fusión y depósito, la parte F1C1.2 de la tira F1C1, en particular sus bordes opuestos F1C1.2A y F1C1.2B dispuestos perpendicularmente al eje Y, ocupan la misma posición relativa con respecto a la boquilla 12 y al eje Z16 del rayo láser L que los bordes F1C1.1A y F1C1.1B de la parte F1C1.1 ocupados durante las primeras etapas de depósito y fusión, de modo que la parte fusionada F1C1.2F corresponde geométricamente a la parte fusionada F1C1.1F pero desplazada a lo largo del eje X del paso P, según el ejemplo que se muestra, es decir, según la geometría de la sección del objeto que se va a fabricar. El ejemplo presentado se reduce a una simple sección de un objeto de tipo prismático que se va a fabricar, a fin de facilitar su comprensión. Así, la longitud de V1 es una función de la posición de la tira F1C1 y en particular de los bordes F1C1.1 A y F1C1.1B. En particular, se entiende que, de manera más general, los valores eA y eB no son necesariamente idénticos.

[0034] Análogamente, el resto de la parte F1C1.2 de la tira F1C1 constituye una porción no fusionada F1C1.2.NF que, tras consideraciones similares a las desarrolladas anteriormente para la porción no fusionada F1C1.1.NF de la parte F1C1.1, incluye los bordes F1C1.2A y F1C1.2B de la parte F1C1.2 y se mantiene en contacto plano contra el soporte 2, en particular sin separación a lo largo del eje Z.

[0035] Además, el valor del paso P es tal que, como se puede ver en las figuras 6 a 8, las dos porciones fusionadas F1C1.1.F y F1C1.2.F se superponen en la dirección del eje X, superponiéndose parcialmente en una extensión, a lo largo del eje X, lo cual es una función del paso P y de la dimensión correspondiente de estas porciones fusionadas F1C1.1.F y F1C1.2.F. Como puede verse en las figuras 7 y 8, esta superposición da como resultado un volumen de material fundido que es homogéneo y libre de porosidad, incluso con respecto a la superficie fusionada del soporte 2. En otras palabras, las partes F1C1.1 y F1C1.2 están soldadas continuamente, por fusión, tanto entre sí como entre la tira F1C1 y el soporte 2.

[0036] Según una disposición opcional para optimizar la segunda etapa de fusión, el desplazamiento del eje Z16 del rayo láser L durante esta segunda etapa de fusión no puede realizarse según el vector V1 compensado por el paso P, sino según un vector V2 que es igual al vector V1 compensado por el paso P pero que está orientado en la dirección opuesta, como se muestra esquemáticamente en la figura 6.

[0037] A continuación se repiten una tercera etapa de deposición y una tercera etapa de fusión después de desplazar la posición relativa entre la tira F1C1 y el dispositivo 10 a lo largo del eje X por el paso P, de modo que estas terceras etapas de deposición y fusión se aplican a una tercera parte de la tira F1C1, desplazada a lo largo del eje X por el paso P con respecto a la segunda parte F1C1.2 de la tira; a continuación se repiten una cuarta etapa de deposición y una cuarta etapa de fusión, también después de desplazar la tira y el dispositivo frente a frente por el paso P a lo largo del eje X; y así sucesivamente. De manera más general, las etapas de deposición y fusión se repiten varias veces, aplicando cada vez la etapa de deposición y la etapa de fusión a una parte longitudinal correspondiente de la tira F1C1, estando las partes de la tira sucesivamente afectadas desplazadas unas de otras a lo largo del eje X, cada vez por el paso P. A modo de ejemplo, en la figura 9 se muestra el resultado de trece repeticiones de las etapas de deposición y fusión, con lo que se obtienen catorce porciones fusionadas, incluidas las porciones F1C1.1.F y F1C1.2.F, observándose que para cada par de porciones que se suceden en el eje X, las dos porciones se superponen, al igual que para las porciones F1C1.1.F y F1C1.2.F.

[0038] En el ejemplo de la realización considerada aquí, el procedimiento se continúa realizando una operación de corte de la tira F1C1, paralela a su borde F1C1.1C pero opuesta, a lo largo del eje X, a este borde F1C1.C, en el borde de la última porción fusionada realizada, como se indica en la línea gruesa F1C1D de la figura 9.

[0039] En la práctica, esta operación de corte se realiza ventajosamente por ablación láser, utilizando el láser 16.

[0040] Como se muestra en las figuras 10 a 13, el procedimiento continúa con más etapas de deposición y fusión y su repetición, aplicados a una segunda tira de F2C1. Las etapas de deposición y fusión implementadas sucesivamente para esta tira de F2C1 son idénticas a las implementadas para la tira de F1C1, adaptándose el posicionamiento del dispositivo 10 de manera que su posicionamiento relativo con respecto a la tira de F2C1 es idéntico al que tenía con respecto a la tira de F1C1 durante las etapas de deposición y fusión relativas a esta tira de F1C1. Además, al realizar las etapas de deposición y fusión relativas a la tira F2C1, la boquilla 12, bajo la acción de la fuerza FY, aplaca la tira F2C1 lateralmente contra la tira F1C1 a lo largo del eje Y, quedando la tira F1C1 fijada en el soporte 2 por la conexión rígida entre sus partes fusionadas y el soporte 2. De esta manera, la continuidad metalúrgica se logra mediante el contacto entre las tiras F1C1 y F2C1, uniendo sus bordes laterales perpendiculares al eje Y, enfrentados a lo largo de este eje Y. Así, en el ejemplo de realización considerado en las figuras 10 a 13, la primera parte terminal longitudinal F2C1.1 de la tira F2C1, de la que solo una parte, referida a F2C1.1.F, está soldada por fusión durante la ejecución de la primera etapa de fusión relativa a la tira F2C1, está, a lo largo de la etapa de deposición aplicada a esta parte F2C1.1, presionada lateralmente por el borde F2C1.1B de su porción no fusionada F2C1.1.NF contra el borde F1C1.1 A de la parte F1C1.1 de la tira F1C1.

[0041] Después de la etapa final de deposición y la etapa final de fusión para F2C1, la tira de F2C1 se corta de la misma manera que F1C1 en la figura 9, como se indica en la línea gruesa F2C1D de la figura 13.

[0042] Como se muestra en la figura 14, el procedimiento continúa con una operación de soldadura a lo largo de la unión entre las tiras F1C1 y F2C1. Ventajosamente, utilizando el rayo láser L, los respectivos bordes laterales de las tiras F1C1 y F2C1, que están en contacto entre sí en la dirección Y, están soldados por fusión tanto al soporte 2 como entre sí, uniendo sus respectivas porciones fusionadas, como se muestra en la figura 14. Al final de esta operación de soldadura, se asegura la continuidad metalúrgica entre las respectivas porciones fusionadas de las tiras F1C1 y F2C1, así como con el soporte 2. Todas estas porciones fusionadas juntas forman una sección bidimensional del objeto O que se va a fabricar, es decir, su sección bidimensional en la capa C1, obteniéndose así esta sección densa y homogénea en el núcleo.

[0043] Antes de pasar a la producción de una nueva capa del objeto O, que se superpondrá a la capa C1, el procedimiento prevé ventajosamente la realización de una etapa de corte, ilustrada por las figuras 15 y 16, o la realización de una etapa de rectificación, ilustrada por las figuras 17 y 18.

[0044] La etapa de corte consiste en cortar las tiras F1C1 y F2C1 en el borde periférico de sus porciones fusionadas, como se indica en la línea gruesa C1D de las figuras 15 y 16. Es comprensible que las tiras F1C1 y F2C1 estén así cortadas a lo largo de un contorno del objeto O, es decir, el contorno de este último en la capa C1. En la práctica, esta etapa de corte se lleva a cabo ventajosamente mediante ablación por láser, utilizando el láser 16, haciendo que su rayo L se desplace a lo largo del contorno mencionado.

[0045] La etapa de rectificación consiste en aplanar, por eliminación de material, la cara de las tiras F1C1 y F2C1, orientadas a lo largo del eje Z, opuesto al soporte 2. En la práctica, como se muestra en las figuras 17 y 18, en esta etapa de rectificación se utiliza una herramienta de rectificación ad hoc 18 perteneciente a la instalación de fabricación 1, desplazando, si es necesario, esta herramienta de rectificación 18 al lado mencionado de las tiras F1C1 y F2C1 de la capa C1. Esta herramienta de rectificación 18 es, por ejemplo, una muela o un láser cuyo rayo raspa el lado mencionado de la capa C1, para llevar a cabo la ablación de la superficie. Es comprensible que la implementación de esta etapa de rectificación lleve a calibrar el espesor de la capa c 1, eliminando localmente al menos el exceso de espesor de las porciones fusionadas pertenecientes a esta capa.

[0046] Cabe señalar que en algunos casos la etapa de rectificación no es útil, ya que su efecto en la calibración del espesor de la capa C1 será insignificante. En otros casos, la etapa de rectificación será necesaria debido al perfil de las porciones fusionadas, como se muestra exageradamente en la figura 18. En otros casos, la etapa de rectificación se llevará a cabo cuando se desee una reducción significativa del espesor del material depositado y fusionado para la capa C1: por ejemplo, localmente, la aplicación de esta etapa de rectificación puede estar motivada por la presencia de las denominadas zonas de socavón, en las que la calidad de la definición está directamente relacionada con el espesor del material depositado por capa.

[0047] Al final de las etapas de corte y rectificación, la capa C1 del objeto O que se va a fabricar es como se muestra en la figura 19. En esta figura 19, así como en las siguientes figuras, el contorno de la capa C1 está deliberadamente engrosado, siendo referenciado C1D. Por lo tanto, es comprensible que la posición de las tiras F1C1 y F2C1, en particular de la parte F1C1.1 de la tira F1C1, se haya determinado al principio del procedimiento de fabricación, teniendo en cuenta la capa C1 que se va a producir, en particular su contorno C1D.

[0048] En las figuras 20 a 28, el procedimiento de fabricación del objeto O continúa produciendo una segunda capa C2 del objeto O, que se superpone a la capa C1 a lo largo del eje Z, por medio de la instalación 1.

[0049] Por razones que se pondrán de manifiesto más adelante, antes de que comiencen las operaciones de realización de la capa C2, la capa C1 se gira alrededor del eje Z-Z, por ejemplo, en 90° en las figuras, como indica la flecha R1 de la figura 20. La orientación angular, alrededor del eje Z, de la capa C2 se modifica así con respecto a la de la capa C1 anteriormente realizada. En la práctica, el valor del ángulo de giro de la capa anteriormente realizada no está limitado a 90° como en el ejemplo de la figura 20, sino que puede elegirse libremente, siempre que este valor sea diferente de 0° y 180°.

[0050] En las figuras 20 a 22, parte de la capa C2 está hecha de la tira F1C2 usando el dispositivo 10. Esto se hace realizando y repitiendo la etapa de deposición y la etapa de fusión descritas anteriormente para la tira de F1C1 de la capa C1 hasta que, en el ejemplo que se muestra en las figuras, se funden nueve porciones dentro de la tira de F1C2, como se muestra en la figura 22. Debido a la presencia de la capa C1 bajo la capa C2, la tira F1C2 está chapada, a lo largo del eje Z, en contacto con la capa C1 llevando a cabo las etapas de deposición, y las porciones fusionadas de esta tira F1C2 están soldadas a la capa C1 llevando a cabo las etapas de fusión.

[0051] En las figuras 23 y 24, las etapas de deposición y de fusión se llevan a cabo nuevamente y se repiten, aplicándolas a otra tira de F2C2 de la capa C2, como se hizo para la tira de F2C1 de la capa C1.

[0052] Y en las figuras 25 y 26, las etapas de deposición y fusión se implementan de nuevo y se repiten aplicándolas a una tercera tira F3C2 que, dentro de la capa C2, se yuxtapone lateralmente a la tira F2C2. Obsérvese que para el ejemplo de realización, como se muestra en las figuras 25 y 26, las porciones fusionadas F3C2 no se extienden a lo largo del eje Y tanto como las porciones fusionadas de las otras tiras F1C2 y F2C2: esto se debe a que la sección transversal del objeto O que se va a fabricar en la capa C2 se extiende a lo largo del eje Y menos de tres veces la dimensión correspondiente de las porciones fusionadas de las tiras F1C2 y F2C2, de modo que una mayor extensión de las porciones fusionadas de F3C2 sería innecesaria para la fabricación del objeto O.

[0053] Después de la realización de las respectivas porciones fusionadas de las tiras F1C2, F2C2 y F3C2, estas porciones se unen entre sí y con la capa C1 mediante la soldadura del borde o bordes laterales de estas tiras en contacto entre sí, como se muestra en la figura 27. Cabe señalar que, al modificar la orientación angular, en torno al eje Z, de la capa C2 con respecto a la de la capa C1, las zonas de unión entre los bordes laterales de las tiras F1C1 y F2C1 de la capa C1 y las zonas de unión entre los bordes laterales de las tiras F1C2, F2C2 y F3C2 de la capa C2 no se superponen en paralelo, lo que favorece la homogeneidad de la estructura metálica constituida por las capas C1 y C2.

[0054] En las figuras 27 y 28 se muestra la aplicación de una etapa de procedimiento posterior, similar a la etapa de corte descrita anteriormente en las figuras 15 y 16: en esta nueva etapa de corte, las tiras F1C2, F2C2 y F3C2 de la capa C2 se cortan a lo largo del borde periférico de sus respectivas porciones fusionadas, a lo largo de un contorno del objeto O en la capa C2, como se indica en la línea gruesa C2D en las figuras 27 y 28.

[0055] Al final de esta etapa de corte, así como, si es necesario, de una etapa de rectificación para la capa C2, similar a la descrita anteriormente en las figuras opuestas 17 y 18 para la capa C1, la capa C2 es la obtenida en la figura 29, en particular con su contorno C2D densamente trazado en esta figura 29, así como en las siguientes figuras.

[0056] En las figuras 30 a 35, una tercera capa C3 del objeto O se produce usando la instalación 1. Esta capa C3, que se superpone a la capa C2, está constituida por las tiras F1C3 y F2C3, exactamente de la misma manera que la capa C1, por lo que las etapas y operaciones correspondientes, en particular las ilustradas en las figuras 30 a 35, no se describirán más aquí, pudiendo el lector remitirse a las explicaciones dadas anteriormente en relación con las figuras 1 a 19. Ventajosamente, como se muestra en la figura 30, la realización de la capa C3 está precedida por una rotación de 90°, indicada por la flecha R2, de la capa C2 y, por lo tanto, de la capa C1 a la que está soldada la capa C2, según consideraciones similares a las desarrolladas anteriormente frente a la figura 20 en relación con la flecha R1.

[0057] Al final de las etapas y operaciones de realización de la capa C3, esta última es como se muestra en las figuras 34 y 35, en particular con su contorno C3D dibujado por una línea gruesa. En esta etapa, el objeto O consiste en las capas superpuestas C1, C2 y C3 soldadas entre sí.

[0058] En el objeto O se puede aplicar una disposición opcional del procedimiento de fabricación, como se muestra en las figuras 36 y 37. Esta disposición consiste en el mecanizado, transversal al eje Z, del borde periférico de al menos algunas de las capas del objeto O fabricadas hasta ahora, por ejemplo, el borde periférico de las capas C1 y C2 en el ejemplo mostrado en las figuras 36 y 37. La finalidad de este mecanizado es terminar todos o parte de los contornos C1D y C2D de las capas C1 y C2, obteniendo, al final de este mecanizado, un contorno acabado OF del objeto O a nivel de estas capas C1 y C2. Ventajosamente, esta operación de mecanizado se lleva a cabo por micromecanizado. En la práctica, los instrumentos utilizados para realizar esta operación son, por ejemplo, un electrohusillo, equipado con herramientas de corte o abrasivas, o un láser cuyo rayo está configurado para realizar una ablación, como el microcorte, por ejemplo. En todos los casos, esta operación de mecanizado está orientada y permite satisfacer las exigencias de calidad de la superficie y de precisión dimensional del objeto O: por ejemplo, el contorno final OF obtenido tiene una rugosidad Ra de alrededor de 1,6 pm o incluso 0,8 pm, y una precisión dimensional de alrededor de - 0,01 mm. Por supuesto, esta operación de mecanizado se realiza según las necesidades, en función del objeto O que se va a fabricar, lo que significa que esta operación no es necesaria en el conjunto del objeto O; es decir, el contorno final del objeto O puede corresponder, en determinadas zonas y para determinadas capas, al contorno final OF obtenido al final de la operación de mecanizado, el resto del contorno final correspondiente al contorno, denominado contorno de desbaste, de las capas, obtenido al final de las etapas de corte aplicadas durante la producción sucesiva de las capas.

[0059] Además, son posibles diversas modificaciones y variantes del procedimiento o de la instalación 1, descritas hasta ahora.

[0060] Así, según una realización complementaria o alternativa, la soldadura por fusión, descrita anteriormente como realizada por aplicación del rayo L del láser 16, puede realizarse, en su totalidad o en parte, mediante soldadura por resistencia con electrodos. Sin entrar en los detalles de las operaciones de soldadura por resistencia, que se conocen de por sí, el uso de los electrodos de soldadura por resistencia permite aplicar las fuerzas FZ y FY, respectivamente en los ejes Z e Y, directamente por la acción de este electrodo de soldadura por resistencia y no a través de la boquilla 12. Además, la fuerza FY aplicada por tal electrodo de soldadura por resistencia permite ventajosamente que las soldaduras entre los respectivos bordes laterales de las tiras en contacto entre sí se realicen simultáneamente con las operaciones de fusión que conducen a las soldaduras de las porciones fusionadas descritas anteriormente. Además, en el caso de que la instalación correspondiente 1 no esté equipada con ningún láser, las operaciones individuales de corte de la tira, como se muestra en las figuras 9, 13, 22, 24, 26 y 33, se llevarán a cabo mediante la acción simultánea de un llamado electrodo de corte y el sistema 14, estando este último diseñado para actuar aplicando una acción de tracción mecánica sobre la tira en la dirección opuesta a la flecha F14 dibujada en la figura 1, con el fin de cortar la tira. Las etapas de corte que se muestran en las figuras 15 y 16, 27 y 28, y 34 y 35 se llevarán a cabo directamente con una herramienta de corte o de mecanizado abrasivo, según el principio descrito en las figuras 36 y 37, pero aplicado solo a la última capa producida.

[0061] El objetivo de la realización complementaria o incluso alternativa que se acaba de describir es reducir el coste de la instalación 1, haciendo posible la aplicación del procedimiento conforme a la invención sin incluir en esta instalación un láser, como el láser 16, que tiene una elevada inversión financiera.

[0062] Según otro aspecto del procedimiento de fabricación, cada una o al menos algunas de las tiras utilizadas pueden tener una composición metalúrgica o un espesor o ancho distintos de los de las demás, dentro de los límites de las compatibilidades físico-químicas aceptables para el objeto O que se va a fabricar. Según este principio, la instalación de fabricación 1 está entonces ventajosamente equipada con varios dispositivos para la distribución de tiras de diferentes grados, espesores y anchos metalúrgicos.

[0063] Según otro aspecto de variante del procedimiento de fabricación, la secuencia de las etapas de deposición y fusión relativos a una primera tira y relativas a una segunda tira yuxtapuesta a la primera tira mencionada dentro de la misma capa del objeto a fabricar puede ser diferente de la descrita frente a las figuras. En particular, con sujeción a arreglos especiales en la instalación de fabricación 1, al menos algunas de las etapas de deposición y fusión relativas a la segunda tira podrán realizarse simultáneamente con al menos algunas de las etapas de deposición y fusión relativas a la primera tira, siempre que cada etapa de deposición relativa a la segunda tira se lleve a cabo mientras la primera tira se fija, por cualquier medio apropiado, en relación con la capa depositada anteriormente o, en su defecto, al soporte 2.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricación de un objeto tridimensional (O),

en el que las capas planas (C1, C2, C3) se producen una tras otra de tal manera que cada capa recién producida se superpone, a lo largo de un primer eje (Z) perpendicular a los respectivos planos de las capas, sobre una capa previamente producida o, en ausencia de esta última, sobre un soporte metálico plano (2) perpendicular al primer eje, estando cada una de estas capas constituida por al menos una tira de metal (F1C1, F2C1, F1C2, F2C2, F3C2, F1C3, F2C3) de tal manera que la tira o tiras de cada capa ocupa todo el espesor, a lo largo del primer eje (Z), de la capa correspondiente,

caracterizado porque el procedimiento prevé, para producir cada capa (C1, C2, C3):

- realizar una etapa de deposición, durante toda la duración de la cual una parte (F1C1.1) de la tira o tiras (F1C1, F2C1, F1C2, F2C2, F3C2, F1C3, F2C3) de la capa que se va a producir se deposita, a lo largo del primer eje (Z), en contacto con la capa previamente producida o, en su defecto, con el soporte (2);

- realiza una etapa de fusión, que se lleva a cabo durante la etapa de deposición y durante la cual solo una porción (F1C1.1.F), llamada porción fusionada, de dicha parte de la tira o tiras se fusiona soldada por fusión a la capa previamente producida o, en su defecto, al soporte, de tal manera que, al final de esta etapa de fusión, el resto (F1C1.1.NF) de dicha parte, que no ha sido fusionada, incluye los bordes (F1C1.1A, F1C1.1B, F1C1.1C) de dicha parte, que se disponen transversalmente al plano de la capa que se va a producir, y sigue en contacto con la capa previamente producida o, en su defecto, con el soporte; y

- repetir varias veces las etapas de deposición y fusión aplicándolas a tantas partes correspondientes (F1C1.2) de la tira o tiras, que estén desplazadas entre sí en un segundo eje (X) perpendicular al primer eje (Z), de manera que las porciones fusionadas (F1C1.1.F, F1C1.2.F) de dos de dichas partes que se sucedan en el segundo eje se superpongan, de modo que todas las porciones fusionadas que se obtengan después de repetir las etapas de deposición y fusión relativas a la tira o tiras formen juntas una sección bidimensional del objeto que se va a fabricar (O).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, cuando la capa que se ha de producir (C1, C2, C3) está constituida por una pluralidad de tiras (F1C1, F2C1, F1^c2, F2C2, F3C2, F1C3, F2C3), cada etapa de deposición relativa a un segundo (F2C1) de las tiras:

- se aplica mientras se fija una primera (F1C1) de las tiras con respecto a la capa aplicada anteriormente o, en su defecto, al soporte (2), y

- prevé, a lo largo de su duración, poner en contacto los respectivos bordes laterales de la primera y la segunda tira a lo largo de un tercer eje (Y) que es perpendicular tanto al primer eje (Z) como al segundo (X), y, después o durante los pasos de fusión relativos a la segunda tira, los respectivos bordes laterales de la primera y segunda tira se sueldan por fusión tanto a la capa previamente producida o, en su defecto, al soporte, como entre sí uniendo las correspondientes porciones fusionadas de la primera y segunda tira.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que las etapas de deposición relativas a la segunda tira (F2C1) se llevan a cabo después de que se hayan completado al menos algunas o todas las etapas de deposición y fusión relativas a la primera tira (F1C1).

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos dos tiras de la misma capa o de dos capas superpuestas tienen composiciones químicas respectivas que son diferentes entre sí.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos dos tiras de la misma capa o de dos capas superpuestas tienen espesores diferentes entre sí o tienen anchos diferentes entre sí.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además prevé, para producir al menos una de las capas (C1, C2, C3), la realización de una etapa de corte, que se lleva a cabo después de repetir las etapas de deposición y fusión relativas a la capa en cuestión, y durante la que la tira o tiras de la capa en cuestión se cortan en el borde periférico de sus porciones fusionadas a lo largo de un contorno correspondiente (C1D, C2D, C3D) del objeto (O).

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho procedimiento prevé además, para producir al menos una de las capas (C1, C2, C3), la realización de una etapa de rectificación, que se lleva a cabo después de repetir las etapas de deposición y fusión relativas a la capa en cuestión, y durante la que el lado de la tira o tiras de la capa en cuestión que se gira, a lo largo del eje (Z), alejándose de la capa anteriormente producida o, en su defecto, alejándose del soporte (2), se aplana por eliminación de material.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, después de hacer cada capa (C1, C2, C3) y antes de hacer la siguiente, se modifica la orientación angular, sobre el primer eje (Z), de la capa que se va a hacer con respecto a la de la capa hecha anteriormente.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, después de haber producido al menos varias de las capas (C1, C2, C3), el borde periférico de al menos algunas de las capas producidas se mecaniza transversalmente al primer eje (Z), en particular mediante micromecanizado.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se aplica un rayo (L) de un láser (16) a la tira o tiras de cada capa que se va a producir (C1, C2, C3) para realizar al menos algunas o incluso todas las etapas de fusión, así como, en su caso, al menos algunas o incluso todas las etapas de corte o las etapas de rectificación o las operaciones de soldadura de los respectivos bordes laterales de dichas primera y segunda tira.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se aplica al menos un electrodo de soldadura por resistencia a la tira o tiras de cada capa que se va a producir (C1, C2, C3) para realizar al menos algunas o incluso todas las etapas de fusión, así como, en su caso, al menos algunas o incluso todas las operaciones de soldadura de los respectivos bordes laterales de dichas primera y segunda tiras.

12. Instalación (1) para la fabricación de un objeto tridimensional,

que comprende un dispositivo (10) adaptado para producir una tras otra las capas planas (C1, C2, C3) de tal manera que cada capa recién producida por el dispositivo se superpone, a lo largo de un primer eje (Z) que es perpendicular a los respectivos planos de las capas, sobre una capa previamente producida o, en su defecto, sobre una capa previamente producida, un soporte metálico plano (2) perpendicular al primer eje (Z), en el que cada una de las capas producidas por el dispositivo (10) está constituida por al menos una tira de metal (F1C1, F2C1, F1C2, F2C2, F3C2, F1C3, F2C3) de modo que la tira o tiras de cada capa ocupa todo el espesor, a lo largo del eje (Z), de la capa correspondiente, caracterizada porque el dispositivo (10) comprende:

- medios de depósito (12) que se adaptan para chapar, a lo largo del eje (Z), una parte de la tira de una capa que se producirá en contacto con la capa previamente producida o, en su defecto, con el soporte (2);

- medios de fusión (16) que se adaptan para soldar por fusión, a la capa anteriormente producida o, en su defecto, al soporte, solo una porción, denominada fusionada, de la parte, chapada por el medio de deposición, de la tira de una capa que se va a producir de tal manera que, después de la aplicación del medio de fusión, el resto de dicha parte, que no ha sido fusionada, incluye los bordes de dicha parte, dispuestos transversalmente al plano de la capa que se va a producir, y sigue en contacto con la capa anteriormente producida o, en su defecto, con el soporte; y

- medios de desplazamiento que se adaptan para desplazar, en un segundo eje (X) que es perpendicular al primer eje (Z), la tira de una capa que se va a producir, por una parte, y el medio de deposición y el medio de fusión, por otra parte, con respecto a cada uno de ellos, para permitir que el medio de deposición y el medio de fusión se apliquen a varias partes correspondientes de la tira que están desplazadas una de otra en el segundo eje (X).

13. Instalación según la reivindicación 12, en la que el medio de fusión comprende un láser (16).

14. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, en la que el medio de fusión comprende al menos un electrodo de soldadura por resistencia.