ES2874130T3 - Módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para una impresora 3D, utilización del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, e impresora 3D que utiliza el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento - Google Patents

Abstract

Un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D, que comprende: un cabezal de impresión (12), un dispositivo de revestimiento (14) que incluye un recipiente (16) que define una cavidad interior (18) para recibir material particulado y que desemboca en una abertura de distribución desde la cual puede distribuirse el material particulado, y un conjunto de rodillos (20) dispuesto entre el recipiente (16) y el cabezal de impresión (12), y una estructura de soporte común (22) a la cual están unidos el cabezal de impresión (12), el recipiente (16) y el conjunto de rodillos (20), de tal modo que el cabezal de impresión (12), el recipiente (16) y el conjunto de rodillos (20) pueden desplazarse juntos sobre un espacio de construcción de la impresora 3D, en donde el conjunto de rodillos (20) comprende un primer rodillo (24) y un segundo rodillo (26), en que el primer rodillo (24) está dispuesto entre el recipiente (16) y el segundo rodillo (26), caracterizado porque el segundo rodillo (26) está dispuesto entre el primer rodillo (24) y el cabezal de impresión (12).

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para una impresora 3D, utilización del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, e impresora 3D que utiliza el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento

La presente invención se refiere a un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para una impresora 3D, la utilización del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento y una impresora 3D con el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento.

El documento US 2018/304357 A1 da a conocer un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El documento US 2001/050448 A1 da a conocer un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento con un recipiente, un cabezal de impresión y un rodillo, que está dispuesto entre el recipiente y el cabezal de impresión.

Se conocen diversos procesos de fabricación generativa (y, como consecuencia, diversos tipos de impresoras 3D, es decir, máquinas/sistemas para construcción de un componente por capas).

Algunos procesos de fabricación generativa tienen en común los pasos siguientes:

• (1) En primer lugar, se aplica material particulado (o material de construcción en forma de partículas) sobre toda la superficie y de tal manera continua a un campo de construcción, para formar una capa de material particulado suelto.

• (2) La capa aplicada de material particulado suelto se compacta selectivamente en una zona parcial predeterminada (correspondiente al componente a fabricar), por ejemplo, mediante impresión selectiva de agentes de tratamiento, por ejemplo, agentes aglomerantes (alternativamente, por ejemplo, por sinterización láser).

• (3) Se repiten los pasos (1) y (2) para fabricar un componente deseado. A este fin, por ejemplo, puede bajarse cada vez una plataforma de construcción, sobre la cual se construye por capas el componente, en torno a cierto espesor de capa, antes de aplicar una nueva capa (alternativamente, por ejemplo, el dispositivo de revestimiento y el dispositivo de impresión pueden elevarse cada uno en torno a cierto espesor de capa).

• (4) Finalmente, el componente fabricado, que está formado a partir de las zonas parciales compactadas y está soportado y rodeado por material particulado suelto, puede desempaquetarse.

El espacio de construcción, en el cual se fabrican el o los componentes puede estar definido o formado, por ejemplo, por una denominada caja de construcción (llamada también "Jobbox"). Una caja de construcción de este tipo puede tener una estructura de pared perimetral abierta por arriba, que se extiende en dirección vertical (formada, por ejemplo, por cuatro paredes laterales verticales) que, por ejemplo, puede tener rectangular en vista en planta. En la caja de construcción puede incorporarse una plataforma de construcción ajustable en altura. En este caso, el espacio por encima de la plataforma de construcción y entre la estructura de pared perimetral vertical puede, por ejemplo, contribuir al menos al espacio de construcción. Un ejemplo de una caja de construcción de este tipo se describe, por ejemplo, en DE 10 2009 056 696 A1. Sin embargo, el espacio de construcción puede estar también lateralmente libre (al menos en parte), es decir, ilimitado perimetralmente (al menos en parte). Una zona superior del espacio de construcción puede designarse, por ejemplo, como campo de construcción.

En el paso (1) anterior, se utiliza por regla general un dispositivo de revestimiento (llamado también "Recoater"). Se conocen diferentes dispositivos de revestimiento para su utilización en una impresora 3D, con los cuales se puede aplicar un material de construcción particulado al campo de construcción (llamado también superficie de construcción o zona de construcción) en forma de una capa uniforme, completa y continua.

Un tipo de dispositivo de revestimiento utiliza un rodillo (abreviadamente "dispositivo de revestimiento de rodillos"), delante del cual y antes del revestimiento se deposita primero cierta cantidad de material de construcción particulado y que se desplaza a continuación horizontalmente en el campo de construcción para aplicar el material de construcción particulado en forma de una capa uniforme sobre el campo de construcción. El rodillo puede hacerse girar en este caso en sentido contrario.

Otro tipo de dispositivo de revestimiento (denominado "recipiente-dispositivo de revestimiento", por ejemplo, "dispositivo de revestimiento de ranura") utiliza un recipiente que define una cavidad interior para recepción de material particulado, y tiene una zona de distribución (por ejemplo, alargada), que tiene, por ejemplo, una ranura de distribución (por ejemplo, alargada), para distribución del material de construcción particulado. El recipientedispositivo de revestimiento puede, por ejemplo, desplazarse en un campo de construcción o espacio de construcción (por ejemplo, horizontalmente, por ejemplo, transversalmente a su dirección longitudinal), pudiendo distribuirse el material particulado por toda la zona de distribución (alargada) en el campo de construcción, a fin de aplicar de este modo una capa uniforme, completa y continua de material de construcción sobre el campo de construcción. El dispositivo de revestimiento puede ser, por ejemplo, alargado, a fin de abarcar o cubrir la longitud o anchura de un campo de construcción o espacio de construcción (rectangular). El dispositivo de revestimiento puede estar provisto, por ejemplo, de un elemento de pintura a brocha, con el cual se puede pintar el material de construcción aplicado en el campo de construcción, a fin de compactar y/o nivelar el material de construcción.

En el paso (2) anterior, puede utilizarse, por ejemplo, un dispositivo de impresión con un cabezal de impresión que aplica de dicha manera controlada un agente de tratamiento a una zona parcial de la capa de material particulado aplicada previamente. El agente de tratamiento contribuye a una compactación (inmediata y/o retardada) de la capa de material particulado en la zona parcial. Por ejemplo, el agente de tratamiento puede ser/contener un aglomerante, por ejemplo, un componente aglomerante de un aglomerante multicomponente. Alternativamente, en el paso (2) anterior, por ejemplo, se puede utilizar un láser para compactar una zona parcial de la capa de material de construcción aplicada previamente, en particular por sinterización o fusión del material de construcción en dicha zona parcial.

Existen diferentes planteamientos para aumentar el rendimiento de los componentes impresos en 3D o las impresoras 3D. A este fin, el documento DE 102014112447 A1 propone una impresora 3D con dos espacios de construcción, a cada uno de los cuales está asociado un dispositivo de revestimiento y que están accionados por un cabezal de impresión común. Como alternativa, los componentes deseados podrían imprimirse simultánea o paralelamente en dos impresoras 3D separadas, cada una con un espacio de construcción al cual está asociado un dispositivo de revestimiento y un cabezal de impresión.

Puede contemplarse como un objeto de la invención proporcionar una impresora 3D y/o un dispositivo para la misma, con el cual se pueden producir eficazmente componentes valiosos de alta calidad.

A este fin, la presente invención proporciona un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para una impresora 3D de acuerdo con la reivindicación 1, el uso de un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8 y una impresora 3D de acuerdo con la reivindicación 9. En las reivindicaciones dependientes 2 a 7 se describen otras formas de realización del módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento. En las reivindicaciones dependientes 10-12 se describen formas de realización adicionales de la impresora 3D.

De acuerdo con diversos aspectos de la invención, un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para una impresora 3D tiene un cabezal de impresión, un dispositivo de revestimiento con un recipiente, que define una cavidad interior para recepción de material particulado (por ejemplo, partículas de arena, por ejemplo, partículas metálicas, por ejemplo, partículas de plástico) y que desemboca en una abertura de distribución, desde la cual puede distribuirse el material particulado (por ejemplo, en un/el campo de construcción de la impresora 3D, por ejemplo, en dirección de un/del espacio de construcción de la impresora 3D, por ejemplo, de tal modo continuo durante un recorrido por un/el espacio de construcción de la impresora 3D) (por ejemplo, por medio de un mecanismo de dosificación, que tiene, por ejemplo, un rodillo de dosificación y/o un dispositivo de ultrasonidos y/o un dispositivo de vibración), y de un conjunto de rodillos, que está dispuesto entre el recipiente y el cabezal de impresión, y una estructura de soporte común (por ejemplo, en forma de marco) a la cual están asociados el cabezal de impresión, el recipiente y el conjunto de rodillos, de tal manera que el cabezal de impresión, el recipiente y el conjunto de rodillos pueden desplazarse juntos en un espacio de construcción de la impresora 3D.

La disposición del cabezal de impresión y el dispositivo de revestimiento en un módulo permite que varios espacios de construcción dispuestos uno tras otro, sean atendidos sucesivamente tanto por el mismo cabezal de impresión como por el mismo dispositivo de revestimiento. Dado que todos los espacios de construcción son atendidos por el mismo dispositivo de revestimiento y el mismo cabezal de impresión, se puede lograr una calidad uniforme de los componentes impresos en 3D en los diversos espacios de construcción, de tal modo que, finalmente, se pueden fabricar componentes cualitativamente valiosos o pueden reducirse o eliminarse rechazos o trabajos de ajuste complejos. En comparación con los planteamientos descritos anteriormente, para aumentar el rendimiento de los componentes impresos en 3D o las impresoras 3D, pueden ahorrarse adicionalmente uno o varios dispositivos de revestimiento, que en caso contrario/hasta ahora se han asignado a un espacio de construcción correspondiente. Finalmente, por la utilización de un dispositivo de revestimiento de este tipo en el módulo, que tiene un recipiente y un conjunto de rodillos (en lugar de, por ejemplo, un dispositivo de revestimiento con un recipiente y un rascador de pintura), se puede aumentar la velocidad de revestimiento, que de lo contrario representaría un factor limitante para la velocidad del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento. De este modo, el conjunto de rodillos puede compensar al menos en cierto grado una pérdida de velocidad inherente en caso contrario durante la impresión con la combinación en un módulo. En este caso, el recipiente puede asumir primariamente la función de distribución de una cantidad controlada, asumiendo el conjunto de rodillos la función de distribución (fina) y compactación, a saber, que dichas funciones pueden separarse una de otra.

Por ejemplo, el cabezal de impresión, el recipiente, la abertura de distribución y/o el conjunto de rodillos pueden ser alargados. La abertura de distribución puede estar dispuesta, por ejemplo, en un lado del dispositivo de revestimiento orientado hacia el espacio de construcción. El recipiente puede tener, por ejemplo, un dispositivo de cierre, por ejemplo, para cerrar la abertura de distribución (hermética y/o completamente), por ejemplo, de tal modo que no se distribuya material particulado alguno desde la abertura de distribución.

El conjunto de rodillos tiene un primer rodillo y un segundo rodillo. El primer rodillo está dispuesto entre el recipiente y el segundo rodillo. El segundo rodillo está dispuesto entre el primer rodillo y el cabezal de impresión. El primer rodillo y/o el segundo rodillo pueden ser, por ejemplo, alargados. El primer rodillo puede ser, por ejemplo, un rodillo distribuidor. El primer rodillo puede estar configurado, por ejemplo, para distribuir el material particulado descargado del recipiente, por ejemplo, para distribuirlo (uniformemente) por todo el campo de construcción (a saber, sobre una/la zona superior del espacio de construcción). El segundo rodillo puede ser, por ejemplo, un rodillo compactador. El segundo rodillo puede estar configurado, por ejemplo, para compactar el material particulado descargado del recipiente (y distribuido por el primer rodillo), por ejemplo, de tal manera uniforme, por ejemplo, hasta un grado de compactación predeterminado.

Mediante la utilización de un primer rodillo y un segundo rodillo en el conjunto de rodillos se puede aumentar (adicionalmente) la velocidad de revestimiento. El primer rodillo puede distribuir (uniformemente) el material particulado descargado del recipiente sobre el campo de construcción (a saber, la zona superior del espacio de construcción) y el segundo rodillo puede compactar el material particulado distribuido por el primer rodillo (hasta un grado de compactación deseado). A saber, el primer rodillo puede asumir la función de distribución del material particulado y el segundo rodillo puede asumir la función de compactación del material particulado. Por tanto, dichas funciones pueden separarse una de otra, con lo cual se puede aumentar la velocidad de revestimiento.

El primer rodillo puede tener, por ejemplo, una superficie estructurada. La superficie estructurada del primer rodillo puede tener, por ejemplo, una o más depresiones. La superficie estructurada del primer rodillo puede tener, por ejemplo, una o más elevaciones. Las depresiones y/o elevaciones se pueden formar, por ejemplo, eliminando material de una parte de la superficie de un/del rodillo y/o aplicando material a una parte de una/de la superficie de un/del rodillo.

Mediante la estructuración de la superficie del primer rodillo, el material particulado distribuido por el recipiente se puede distribuir particularmente bien. Por medio de la estructuración de la superficie del primer rodillo puede lograrse una distribución particularmente uniforme del material particulado sobre el campo de construcción. La estructura de la superficie del primer rodillo puede tener, por ejemplo, al menos una ranura (por ejemplo, alargada, por ejemplo, formada por depresiones y/o elevaciones), por ejemplo, una multiplicidad de ranuras, por ejemplo, 2-40 ranuras, por ejemplo, 2 -30 ranuras, por ejemplo, 2-20 ranuras, por ejemplo, 2-10 ranuras. La al menos una ranura puede, por ejemplo, estar inclinada con respecto al eje longitudinal de los rodillos, por ejemplo, en forma de una hélice que se enrosca alrededor de un/el eje longitudinal de los rodillos. La al menos una ranura puede, por ejemplo, formar la depresión o depresiones mencionadas anteriormente.

La estructura de la superficie del primer rodillo puede tener, por ejemplo, una estructura en panal (por ejemplo, formada por depresiones y/o elevaciones), por ejemplo, una estructura en panal en forma de rombos.

El segundo rodillo puede tener, por ejemplo, una superficie lisa. La superficie del segundo rodillo puede tener, por ejemplo, una rugosidad Rz (profundidad de rugosidad media) menor/igual a 250 |jm, por ejemplo, menor/igual a 200 jm, por ejemplo, menor/igual a 150 jm, por ejemplo, menor/igual a 100 jm, por ejemplo, menos de/igual a 75 jm, por ejemplo, menor/igual a 50 jm, por ejemplo, menor/igual a 25 jm, por ejemplo, menor/igual a 10 jm, por ejemplo, menor/igual a 5 jm, por ejemplo, menor/igual a 1 jm, por ejemplo, menor/igual a 0,5 jm, por ejemplo, menor/igual a 0,1 jm, por ejemplo, menor/igual a 0,01 jm. Por ejemplo, se puede revestir la superficie del segundo rodillo. El revestimiento puede estar hecho, por ejemplo, de teflón, metal duro, material cerámico y/o combinaciones de los mismos. La superficie del segundo rodillo puede estar esmerilada, pulimentada, alisada y/o bruñida, por ejemplo. Debido a la superficie lisa del segundo rodillo, el material particulado se puede compactar de tal modo particularmente satisfactorio. Debido a la superficie lisa del segundo rodillo, el material particulado se puede compactar de tal manera particularmente uniforme.

El primer rodillo y/o el segundo rodillo pueden ser, por ejemplo, un rodillo hueco. El primer rodillo y/o el segundo rodillo pueden estar hechos, por ejemplo, de metal, plástico, acero, acero inoxidable, aluminio, titanio, plástico reforzado con fibra de vidrio (GFK), plástico reforzado con fibra de carbono (CFK) y/o combinaciones de los mismos. El primer rodillo y/o el segundo rodillo pueden tener, por ejemplo, un diámetro comprendido en el intervalo de 5-500 mm, por ejemplo, en el intervalo de 10-400 mm, por ejemplo, en el intervalo de 20-300 mm, por ejemplo, en el intervalo de 30-200 mm.

El segundo rodillo puede ser, por ejemplo, ajustable en altura con respecto a la estructura de soporte (por ejemplo, ajustable en dirección z, por ejemplo, ajustable en dirección vertical). El ajuste en altura se puede realizar manualmente, por ejemplo, o mediante un mecanismo de elevación integrado en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un dispositivo de control que está configurado para controlar el mecanismo de elevación, por ejemplo, de tal modo que el segundo rodillo se puede ajustar en altura (por ejemplo, en dirección z, por ejemplo, en dirección vertical) con respecto a la estructura de soporte.

El eje longitudinal del rodillo del primer rodillo y el eje longitudinal del rodillo del segundo rodillo pueden ser, por ejemplo, (esencialmente) paralelos uno a otro.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, su propio mecanismo de estructura de soporte integrado en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para mover la estructura de soporte a lo largo de un sistema de raíles. El mecanismo de la estructura de soporte puede ser, por ejemplo, un motor eléctrico, que acciona ruedas u otros medios de arrastre dispuestos en la estructura de soporte. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un dispositivo de control, que está configurado para controlar el mecanismo de la estructura de soporte, por ejemplo, de tal modo que la estructura de soporte o el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento se puedan mover a lo largo de un sistema de raíles.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un mecanismo de giro del primer rodillo integrado para hacer girar el primer rodillo. El mecanismo de giro del primer rodillo puede, por ejemplo, hacer girar el primer rodillo en una dirección de giro contraria a la dirección de movimiento de la estructura de soporte o del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento. El mecanismo de giro del primer rodillo puede hacer girar, por ejemplo, el primer rodillo en sentido de contramarcha. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un/el dispositivo de control, que está configurado para controlar el mecanismo de giro del primer rodillo, por ejemplo, de tal modo que el primer rodillo puede girar en una dirección de giro contraria a la dirección de movimiento de la estructura de soporte o el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, por ejemplo, de tal modo que el primer rodillo puede girar en sentido de contramarcha.

Mediante un movimiento de giro en sentido de giro opuesto al sentido de movimiento de la estructura de soporte o por medio de un movimiento de giro en sentido de contramarcha, se entiende un movimiento de giro que es contrario a una dirección de giro en la cual giraría un rodillo que gira libremente, cuando el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de desplaza sobre una superficie.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un mecanismo de giro del segundo rodillo integrado para hacer girar el segundo rodillo. El mecanismo de giro del segundo rodillo puede, por ejemplo, hacer girar el segundo rodillo en una dirección de giro contraria y/o en la dirección del sentido de movimiento de la estructura de soporte o del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento. El mecanismo de giro del segundo rodillo puede hacer girar el segundo rodillo, por ejemplo, en sentido de contramarcha y/o en sentido de marcha. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un/el dispositivo de control que está configurado para controlar el mecanismo de giro del segundo rodillo, por ejemplo, de tal modo que el segundo rodillo puede girar en una dirección de giro contraria y/o en la dirección del sentido de movimiento de la estructura de soporte o del módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento, por ejemplo, de tal manera que el segundo rodillo puede girar en sentido de contramarcha y/o en sentido de marcha.

Por movimiento giratorio en un sentido de giro en el sentido de la dirección de movimiento de la estructura de soporte o por movimiento giratorio en el sentido de marcha se entiende un movimiento giratorio que corresponde a un sentido de giro en el cual giraría un rodillo que gira libremente, cuando el módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento se desplaza sobre una superficie.

Cuando el segundo rodillo gira en una dirección de giro en el sentido de la dirección de movimiento de la estructura de soporte o en el sentido de marcha, el material particulado puede compactarse particularmente bien. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un mecanismo de elevación del segundo rodillo integrado para el ajuste en altura (por ejemplo, ajuste en dirección z, por ejemplo, ajuste en dirección vertical) del segundo rodillo (con respecto a la estructura de soporte). El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un/el dispositivo de control, que está configurado para controlar el mecanismo de elevación, por ejemplo, de tal modo que el segundo rodillo puede ajustarse en dirección de altura (por ejemplo, en dirección z, por ejemplo, en dirección vertical) (con respecto a la estructura de soporte).

El cabezal de impresión y/o el recipiente y/o el conjunto de rodillos pueden, por ejemplo, estar incorporados respectivamente de forma inamovible (por ejemplo, rígidamente) en la estructura de soporte en un plano horizontal (por ejemplo, en dirección x y dirección y, por ejemplo, en el plano x/y). Es decir, el cabezal de impresión y/o el recipiente y/o el conjunto de rodillos pueden estar dispuestos, por ejemplo, en la estructura de soporte, de tal modo que no pueden moverse (por ejemplo, desplazarse) en dirección horizontal.

El cabezal de impresión puede estar configurado, por ejemplo, para aplicar de tal manera controlada un agente de tratamiento (por ejemplo, un ligante, por ejemplo, un aglomerante) a una zona parcial de una capa de material particulado incorporada previamente por el dispositivo de revestimiento. El agente de tratamiento puede contribuir, por ejemplo, a una compactación (inmediata y/o retardada) de la capa de material particulado en la zona parcial. Por ejemplo, el agente de tratamiento puede ser/contener un aglomerante, por ejemplo, un componente aglomerante de un aglomerante multicomponente. El cabezal de impresión puede ser, por ejemplo, un cabezal de impresión Binder-Jetting.

El cabezal de impresión y/o el recipiente pueden ser, por ejemplo, segmentables (en dirección longitudinal). Es decir, el cabezal de impresión y/o el recipiente pueden estar constituidos, por ejemplo, por varios segmentos que están dispuestos uno tras otro, por ejemplo, en dirección longitudinal. El recipiente puede tener, por ejemplo, un/el dispositivo de cierre. El dispositivo de cierre puede ser, por ejemplo, segmentable (en dirección longitudinal). A saber, el dispositivo de cierre puede estar constituido, por ejemplo, por una multiplicidad de segmentos (de cierre) que están configurados, por ejemplo, para cerrar (herméticamente) una zona parcial de la abertura de distribución.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede ser, por ejemplo, un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento conformado bidireccionalmente, que está configurado para revestir y/o imprimir en dos direcciones de desplazamiento. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un cabezal de impresión y dos dispositivos de revestimiento, cada uno con un recipiente y un conjunto de rodillos, en que, por ejemplo, el cabezal de impresión puede estar dispuesto entre los dos conjuntos de rodillos, y el cabezal de impresión y los dos conjuntos de rodillos pueden estar dispuestos entre los dos recipientes, en que, por ejemplo, cada conjunto de rodillos puede tener un primer rodillo y un segundo rodillo, donde por ejemplo, el cabezal de impresión puede estar dispuesto entre los dos segundos rodillos, el cabezal de impresión y los dos segundos rodillos pueden estar dispuestos entre los dos primeros rodillos, y el cabezal de impresión, los dos primeros rodillos y los dos segundos rodillos pueden estar dispuestos entre los dos recipientes. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento conformado bidireccionalmente puede estar conformado, por ejemplo, con dos cabezales de impresión, un recipiente y dos conjuntos de rodillos, en que, por ejemplo, el recipiente puede estar dispuesto entre los dos conjuntos de rodillos, y el recipiente y los dos conjuntos de rodillos pueden estar dispuestos entre los dos cabezales de impresión, pudiendo tener, por ejemplo, cada conjunto de rodillos un primer rodillo y un segundo rodillo, en que, por ejemplo, el recipiente puede estar dispuesto entre los dos primeros rodillos, el recipiente y los dos primeros rodillos pueden estar dispuestos entre los dos segundos rodillos, y el recipiente, los dos primeros rodillos y los dos segundos rodillos pueden estar dispuestos entre los dos cabezales de impresión. Los elementos/componentes (por ejemplo, cabezal de impresión y/o dispositivo de revestimiento y/o recipiente y/o conjunto de rodillos y/o estructura de soporte y/o primer o primeros rodillos y/o segundo o segundos rodillos) del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento conformado bidireccionalmente pueden, por ejemplo, estar conformados tal como se ha descrito anteriormente.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento se puede utilizar, por ejemplo, para aplicación por capas e impresión selectiva de capas de arena, por ejemplo, arena de fundición. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento se puede utilizar, por ejemplo, para impresión 3D de moldes de fundición y/o machos de fundición. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento se puede utilizar, por ejemplo, para aplicación colectiva por capas e impresión selectiva de material particulado en varios campos de construcción dispuestos en serie formados, por ejemplo, por una plataforma de construcción correspondiente, que está incorporada, por ejemplo, en una caja de construcción correspondiente.

De acuerdo con diversos aspectos de la invención, una impresora 3D tiene un módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento de acuerdo con uno de los aspectos descritos anteriormente, una multiplicidad de espacios de construcción que están dispuestos en serie uno tras otro, y un sistema de raíles, a lo largo del cual puede desplazarse el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento sobre la multiplicidad de espacios de construcción.

Los espacios de construcción pueden, por ejemplo, definir un campo de construcción alargado (por ejemplo, un campo de construcción rectangular) y estar dispuestos en serie uno tras otro, de tal manera que los campos de construcción estén alineados con sus ejes longitudinales uno tras otro o en prolongación unos a otros, por ejemplo, sin espaciamiento, por ejemplo, inmediatamente uno tras otro. Los ejes longitudinales de los campos de construcción pueden ser, por ejemplo, congruentes. El sistema de raíles puede tener, por ejemplo, uno o varios raíles (por ejemplo, dos raíles), cuyos ejes longitudinales se extienden, por ejemplo, (esencialmente) paralelos a los ejes longitudinales de los campos de construcción. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede ser, por ejemplo, desplazable (por ejemplo, a lo largo de uno o más raíles) en una dirección que es (esencialmente) paralela a los ejes longitudinales de los campos de construcción.

Los espacios de construcción pueden tener, por ejemplo, dos lados largos y dos lados cortos en vista en planta, y pueden estar dispuestos, por ejemplo, contiguos uno al lado del otro a lo largo de un lado corto respectivo, por ejemplo, sin separación, por ejemplo, directamente uno al lado de otro. El sistema de raíles puede tener, por ejemplo, uno o más raíles (por ejemplo, dos raíles), cuyos ejes longitudinales se extienden, por ejemplo, (esencialmente) paralelos a los lados largos de los espacios de construcción. El módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento puede, por ejemplo, desplazarse (por ejemplo, a lo largo de los uno o más raíles) en una dirección que es (esencialmente) paralela a los lados largos de los espacios de construcción.

La disposición de los espacios de construcción permite reducir las longitudes de los componentes (como, por ejemplo, el cabezal de impresión y/o el conjunto de rodillos) del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento. Esto significa que, por ejemplo, pueden usarse rodillos (conjuntos) más cortos y/o cabezales de impresión más cortos. Ello permite reducir la flexión de los rodillos (conjuntos), con lo cual se mejora la calidad de los componentes impresos en 3D. Además, se puede usar un cabezal de impresión de menor longitud, lo que es más económico.

Un espacio de construcción puede estar formado, por ejemplo, por una caja de construcción. Una caja de construcción puede tener, por ejemplo, una plataforma de construcción ajustable en altura. Una caja de construcción puede tener, por ejemplo, paredes laterales. Los espacios de construcción pueden estar dispuestos contiguamente uno a otro, por ejemplo, de tal manera que dos cajas de construcción contiguas tengan una pared lateral común. La pared lateral común puede retirarse, por ejemplo, de tal modo que dos espacios de construcción contiguos pueden unirse para formar un espacio de construcción mayor. La pared lateral común puede, por ejemplo, formar una partición entre dos espacios de construcción (contiguos). Las plataformas de construcción de los respectivos espacios de construcción pueden ser, por ejemplo, regulables en altura independientemente unas de otras.

La impresora 3D puede tener, por ejemplo, una estructura de canal (por ejemplo, en forma de una reguera) que se extiende por debajo de la multiplicidad de cajas de construcción. Las cajas de construcción pueden estar configuradas, por ejemplo, para retirar material particulado suelto en la estructura del canal. Por ejemplo, la estructura del canal puede estar inclinada y/o incluir un dispositivo de transporte de material particulado (por ejemplo, una cinta transportadora).

La impresora 3D puede tener, por ejemplo, un primer y un segundo dispositivo de viraje, que está dispuesto en uno/el primero o uno/el segundo extremo longitudinal de la serie de espacios de construcción (o cajas de construcción) y configurado para hacer girar el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, de tal modo que el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, después de un primer recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción) está listo para un segundo recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción) en dirección contraria. El dispositivo de viraje puede ser, por ejemplo, un plato giratorio o un disco giratorio.

La impresora 3D y/o el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede tener, por ejemplo, un dispositivo de control que controla el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, de tal manera que éste, durante un primer recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción) reviste e imprime, y durante un segundo recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción), que tiene lugar en sentido contrario a la dirección del primer recorrido, realiza un recorrido en vacío.

La impresora 3D y/o el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento pueden tener, por ejemplo, un/el dispositivo de control, que controla el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, de tal manera que éste, durante un primer recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción) reviste, y durante un segundo recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción), que tiene lugar en sentido contrario a la dirección del primer recorrido, imprime.

La impresora 3D y/o el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento pueden tener, por ejemplo, un dispositivo de control (por ejemplo, un dispositivo de control común) que está configurado para llevar a cabo las funciones de control mencionadas anteriormente.

La impresora 3D puede tener, por ejemplo, una vía de retorno, que une el primer extremo longitudinal de la serie de espacios de construcción (o cajas de construcción) con el segundo extremo longitudinal de la serie de espacios de construcción (o cajas de construcción), a fin de conducir el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento, después de un primer recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción) comenzando por el primer extremo longitudinal en dirección al segundo extremo longitudinal, durante el cual el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento reviste e imprime, de regreso al primer extremo longitudinal.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento puede estar diseñado, por ejemplo, de tal modo bidireccional, a fin de revestir e imprimir respectivamente, tanto durante un primer recorrido como durante un segundo recorrido por los espacios de construcción (o cajas de construcción).

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento configurado bidireccionalmente puede tener, por ejemplo, un cabezal de impresión y dos dispositivos de revestimiento, formado cada uno por un recipiente y un conjunto de rodillos. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento configurado bidireccionalmente puede tener, por ejemplo, dos cabezales de impresión, un recipiente y dos conjuntos de rodillos.

Formas de realización ilustrativas, pero no limitantes de la invención se representan en las figuras y se explican con más detalle a continuación.

• La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para una impresora 3D de acuerdo con una primera forma de realización.

• La figura 2 muestra una vista en perspectiva de un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento para una impresora 3D de acuerdo con una segunda forma de realización.

• La figura 3 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de revestimiento que se puede utilizar en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de acuerdo con la primera y/o la segunda forma de realización.

• La figura 4 muestra una vista en perspectiva de un primer rodillo que se puede utilizar en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización y/o en el dispositivo de revestimiento representado en la figura 3.

• La figura 5 muestra una vista frontal de otro primer rodillo que se puede utilizar en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización y/o en el dispositivo de revestimiento representado en la figura 3.

• La figura 6 muestra una vista en perspectiva de una impresora 3D de acuerdo con una tercera forma de realización, en la cual se utiliza el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de acuerdo con la primera forma de realización.

• La figura 7 muestra una vista en perspectiva de una impresora 3D de acuerdo con una cuarta forma de realización, en la cual se utiliza el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento de acuerdo con la segunda forma de realización.

En la descripción detallada siguiente se hace referencia a las figuras adjuntas, que forman parte de la misma, y en las que se muestran, con fines ilustrativos, formas de realización específicas, en las cuales se puede poner en práctica la invención. A este respecto, se usa terminología direccional como, por ejemplo, "arriba", "abajo", "delante", "detrás", "anterior", "posterior", etc. con referencia a la orientación de las figuras descritas. Dado que los componentes de las formas de realización pueden estar dispuestos en varias orientaciones diferentes, la terminología direccional se utiliza con fines ilustrativos, y no es limitante en ningún caso.

Debe entenderse que se pueden utilizar otras formas de realización y pueden realizarse cambios estructurales o lógicos, sin apartarse del alcance de protección de la presente invención. Debe entenderse que las características de las diversas formas de realización ilustrativas descritas en la presente memoria pueden combinarse unas con otras, a menos que se indique específicamente lo contrario. Por tanto, la descripción detallada siguiente no debe interpretarse en un sentido limitante, y el alcance de la presente invención viene definido por las reivindicaciones adjuntas.

En el contexto de esta descripción se pueden utilizar términos como "unido", "conectado" y "acoplado" para descripción de una unión tanto directa como indirecta, de una conexión directa o indirecta y de un acoplamiento directo o indirecto.

En las figuras, elementos idénticos o análogos se proporcionan con símbolos de referencia idénticos siempre que ello resulta apropiado.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 para una impresora 3D 42 de acuerdo con una primera forma de realización. La figura 2 muestra una vista en perspectiva de un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 para una impresora 3D 42 de acuerdo con una segunda forma de realización. La figura 3 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de revestimiento 14 que se puede utilizar en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización. La figura 4 muestra una vista en perspectiva de un primer rodillo 24, que se puede utilizar en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización y/o en el dispositivo de revestimiento 14 representado en la figura 3. La figura 5 muestra una vista frontal de otro primer rodillo 24 que se puede utilizar en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización y/o en el dispositivo de revestimiento 14 representado en la figura 3.

Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 para una impresora 3D 42 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización tiene un cabezal de impresión 12, un dispositivo de revestimiento 14 con un recipiente 16 que define una cavidad interior 18 para la recepción de material particulado (por ejemplo, partículas de arena, por ejemplo, partículas metálicas, por ejemplo, partículas de plástico) y que desemboca en una abertura de distribución, desde la cual se puede distribuir el material particulado, y un conjunto de rodillos 20, que está dispuesto entre el recipiente 16 y el cabezal de impresión 12, y una estructura de soporte común 22, a la cual están unidos el cabezal de impresión 12, el recipiente 16 y el conjunto de rodillos 20, de tal modo que el cabezal de impresión 12, el recipiente 16 y el conjunto de rodillos 20 pueden desplazarse por un espacio de construcción de la impresora 3D 42.

La abertura de distribución puede estar dispuesta, por ejemplo, en una cara inferior del recipiente 16. A saber, en las figuras 1-3, la abertura de distribución puede estar dispuesta, por ejemplo, a lo largo de la dirección z debajo de la cavidad interior 18, en un extremo inferior del recipiente 16.

Tal como se muestra en las figuras 1-3, el conjunto de rodillos 20 tiene un primer rodillo 24 y un segundo rodillo 26, en que el primer rodillo 24 se encuentra dispuesto entre el recipiente 16 y el segundo rodillo 26.

El primer rodillo 24 puede tener, por ejemplo, una superficie estructurada 28 (no representada en la figura 1; representada en las figuras 2-5). Por ejemplo, el segundo rodillo 26 puede tener una superficie lisa 56 (representada en las figuras 1-3).

La estructura de la superficie del primer rodillo 24 puede tener, por ejemplo, al menos una ranura 30, por ejemplo, una multiplicidad de ranuras 30, en que la al menos una ranura 30 puede estar inclinada opcionalmente con respecto al eje longitudinal 32 del rodillo, por ejemplo, en la forma de una hélice que se enrosca alrededor del eje longitudinal 32 del rodillo. Un primer rodillo 24 con una ranura 30 en forma de una hélice se muestra, por ejemplo, en la figura 2, y un primer rodillo 24 con una multiplicidad de ranuras 30 en forma de hélice se muestra, por ejemplo, en las figuras 3 y 4. Primeros rodillos 24 de este tipo se pueden usar, por ejemplo, en la primera y/o segunda forma de realización del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 representado en las figuras 1 y 2.

La estructura de la superficie del primer rodillo 24 puede tener, por ejemplo, una estructura de panal 34, por ejemplo, una estructura de panal 34 en forma de rombos. En la figura 5 se muestra, por ejemplo, un primer rodillo 24 con estructura de panal. Un primer rodillo 24 de este tipo se puede utilizar, por ejemplo, en la primera y/o segunda forma de realización del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 representado en las figuras 1 y 2.

La superficie del primer rodillo 24 puede estructurarse, por ejemplo, retirando material de la superficie de un rodillo semiacabado y/o aplicando material a la superficie de un rodillo semiacabado.

La superficie del segundo rodillo 26 puede, por ejemplo, ser o estar esmerilada, pulimentada, alisada y/o bruñida, por ejemplo, para alisar la superficie, por ejemplo, a fin de obtener una rugosidad Rz deseada (profundidad de rugosidad media) de la superficie.

El segundo rodillo 26 puede ser, por ejemplo, ajustable en altura con respecto a la estructura de soporte 22. Es decir, el segundo rodillo 26 se puede ajustar, por ejemplo, en dirección z (véanse las figuras 1-3).

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización puede tener, por ejemplo, su propio mecanismo de estructura de soporte (no representado en las figuras) integrado en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 para desplazamiento de la estructura de soporte 22 o del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 a lo largo de un sistema de raíles 36. El mecanismo de la estructura de soporte puede, por ejemplo, accionar ruedas 58 dispuestas en la estructura de soporte 22. Alternativa o adicionalmente a las ruedas 58, se pueden utilizar también otros medios de arrastre adecuados. Las ruedas 58 pueden superponerse, por ejemplo, al sistema de raíles 36, por ejemplo, de tal modo que la estructura de soporte 22 o el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 puedan desplazarse a lo largo del sistema de raíles 36.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización puede tener, por ejemplo, un mecanismo de giro del primer rodillo 38 integrado para hacer girar el primer rodillo 24, por ejemplo, en una dirección de giro contraria a la dirección de movimiento de la estructura de soporte 22 o en sentido de contramarcha.

Tal como se ilustra en la figura 1, por un movimiento de giro del primer rodillo 24 en una dirección de giro contraria a la dirección de movimiento de la estructura de soporte 22 o por un movimiento de giro del primer rodillo 24 en sentido de contramarcha, se entiende un movimiento de giro en dirección de la flecha 82, cuando el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 se desplaza/se mueve en dirección de la flecha 80. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización puede tener, por ejemplo, un mecanismo de giro del segundo rodillo 40 integrado para hacer girar el segundo rodillo 26, por ejemplo, en una dirección de giro en el sentido de la dirección de movimiento de la estructura de soporte 22 o en el sentido de marcha.

Tal como se ilustra en la figura 1, por medio de un movimiento de giro del segundo rodillo 26 en una dirección de giro en el sentido de la dirección de movimiento de la estructura de soporte 22, o por medio de un movimiento de giro del segundo rodillo 26 en sentido de marcha, se entiende un movimiento de giro en dirección de la flecha 84 cuando el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 se desplaza en dirección de la flecha 80. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización puede tener, por ejemplo, un mecanismo de elevación del segundo rodillo integrado para ajuste en altura del segundo rodillo 26 (no representado en las figuras).

El cabezal de impresión 12 y/o el recipiente 16 y/o el conjunto de rodillos 20 pueden, por ejemplo, estar incorporados respectivamente de forma inamovible/rígida en la estructura de soporte 22 en un plano horizontal (a saber, en un/el plano x/y en las figuras 1 y 2). No obstante, el cabezal de impresión 12 y/o el recipiente 16 y/o el conjunto de rodillos 20 pueden, por ejemplo, ajustarse/desplazarse en dirección z y/o estar incorporados a lo largo de su o sus respectivos ejes longitudinales de modo basculante y/o giratorio y/o rotativo en la estructura del soporte 22.

Tal como se muestra en la figura 3, el dispositivo de revestimiento 16 puede tener, por ejemplo, una estructura de soporte 60 del dispositivo de revestimiento, en la cual pueden estar incorporados el recipiente 16, el conjunto de rodillos 20 (o el primer rodillo 24 y/o el segundo rodillo 26), el mecanismo de giro 38 del primer rodillo 38 y/o el mecanismo de giro 40 del segundo rodillo. El mecanismo de elevación del segundo rodillo puede incorporarse también, por ejemplo, a la estructura de soporte 60 del dispositivo de revestimiento (no representada en la figura 3). La estructura de soporte 60 del dispositivo de revestimiento puede incorporarse, por ejemplo, a la estructura de soporte 22, por ejemplo, de tal modo que el recipiente 16, el conjunto de rodillos 20 (o el primer rodillo 24 y/o el segundo rodillo 26), el mecanismo de giro del primer rodillo 38, el mecanismo de giro del segundo rodillo 40 y/o el mecanismo de elevación del segundo rodillo se pueden incorporar a la estructura de soporte 22 por medio de la estructura de soporte 60 del dispositivo de revestimiento (por ejemplo, indirectamente sobre la estructura de soporte 60 del dispositivo de revestimiento).

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera y/o segunda forma de realización puede tener, por ejemplo, una unidad de control (no representada en las figuras) que está configurada para controlar el mecanismo de giro del primer rodillo 38, el mecanismo de giro del segundo rodillo 40 y/o el mecanismo de elevación del segundo rodillo, por ejemplo, a fin de controlar las funciones descritas anteriormente (por ejemplo, giro/giro y/o ajuste en altura).

Tal como se muestra en la figura 2, el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la segunda forma de realización puede, por ejemplo, estar configurado bidireccionalmente (para revestir y/o imprimir en ambas direcciones de desplazamiento) y tener un cabezal de impresión 12 y dos dispositivos de revestimiento 14, cada uno de ellos con un recipiente 16 y una conjunto de rodillos 20, en donde, por ejemplo, el cabezal de impresión 12 puede estar dispuesto entre los dos conjuntos de rodillos 20 y el cabezal de impresión 12 y los dos conjuntos de rodillos 20 pueden estar dispuestos entre los dos recipientes 16, en que, por ejemplo, el conjunto de rodillos 20 puede tener un primer rodillo 24 y un segundo rodillo 26, y, en que, por ejemplo, el cabezal de impresión 12 puede estar dispuesto entre los dos segundos rodillos 26, en que el cabezal de impresión 12 y los dos segundos rodillos 26 pueden estar dispuestos entre los dos primeros rodillos 24 y en que el cabezal de impresión 12, los dos segundos rodillos 26 y los dos primeros rodillos 24 pueden estar dispuestos entre los dos recipientes 16. Todos los elementos/componentes (tales como, por ejemplo, cabezal de impresión 12, dispositivo de revestimiento 14, recipiente 16, conjunto de rodillos 20, primeros rodillos 24 y/o segundos rodillos 26) del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 configurado bidireccionalmente de acuerdo con la segunda forma de realización pueden, por ejemplo, estar diseñados tal como se ha descrito anteriormente.

Una forma de realización alternativa (no representada en las figuras) del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10, que puede estar conformada bidireccionalmente, puede tener, por ejemplo, dos cabezales de impresión 12, dos conjuntos de rodillos 20 y un recipiente 16, en que, por ejemplo, el recipiente 16 puede estar dispuesto entre los dos conjuntos de rodillos 20, y el recipiente 16 y en que los dos conjuntos de rodillos 20 pueden estar dispuestos entre los dos cabezales de impresión 12, y en que, por ejemplo, el cabezal de impresión 12, el recipiente 16 y/o el conjunto de rodillos 20 pueden estar configurados tal como se ha descrito anteriormente. Una disposición de este tipo podría obtenerse, por ejemplo, reflejando la disposición del cabezal de impresión 12, el conjunto de rodillos 20 y el recipiente 16 representada en la figura 1 en un/el eje longitudinal del recipiente 16.

Los elementos/componentes descritos anteriormente se pueden utilizar para todas las formas de realización del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 se puede utilizar, por ejemplo, (a) para la aplicación por capas y la impresión selectiva de capas de arena, por ejemplo, arena de fundición, y/o (b) para la impresión 3D de moldes de fundición y/o machos de fundición, y/o (c) para la aplicación colectiva por capas e impresión selectiva de material particulado en una multiplicidad de campos de construcción 46 dispuestos en serie formados, por ejemplo, por una plataforma de construcción correspondiente, que está alojada, por ejemplo, en una caja de construcción correspondiente 48.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva de una impresora 3D 42 de acuerdo con una tercera forma de realización, en la que se utiliza el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera forma de realización. La figura 7 muestra una vista en perspectiva de una impresora 3D 42 de acuerdo con una cuarta forma de realización, en la cual se utiliza el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la segunda forma de realización.

Tal como se muestra en las figuras 6 y 7, una impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización tiene un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 para una impresora 3D, una multiplicidad de espacios de construcción 44 que están dispuestos en serie uno tras otro, y un sistema de raíles 36, a lo largo del cual puede desplazarse el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 sobre la multiplicidad de espacios de construcción 44. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 puede ser, por ejemplo, uno de los módulos de dispositivo de revestimiento-cabezal de impresión 10 descritos anteriormente, por ejemplo, un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera forma de realización (tal como se muestra en la figura 6), por ejemplo, un módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la segunda forma de realización (tal como se muestra en la figura 7).

Un espacio de construcción 44 (correspondiente) puede estar formado, por ejemplo, por una caja de construcción 48. Una caja de construcción (correspondiente) 48 puede tener, por ejemplo, una plataforma de construcción ajustable en altura (no representada en las figuras) y paredes laterales. Las plataformas de construcción (correspondientes) de las cajas de construcción 48 (por ejemplo, contiguas) (correspondientes) pueden ser, por ejemplo, controlables (por ejemplo, regulables en altura) independientemente unas de otras, por ejemplo, mediante un/el dispositivo de control. Los espacios de construcción 44 o las cajas de construcción 48 pueden estar dispuestos, por ejemplo, contiguos unos a otros, de tal manera que dos cajas de construcción 48 contiguas tengan una pared lateral 62 común. La pared lateral común 62 puede, por ejemplo, separar uno de otro los dos espacios de construcción contiguos 44 (correspondientes). La pared lateral común 62 puede ser, por ejemplo, eliminable/desmontable, de tal modo que dos espacios de construcción contiguos 44 pueden unirse para formar un espacio de construcción mayor. En este caso, un/el dispositivo de control puede estar configurado, por ejemplo, para controlar sincrónicamente las plataformas de construcción de los espacios de construcción unidos 44, por ejemplo, de tal modo que las plataformas de construcción tengan siempre la misma altura (en la dirección z en las figuras 6 y 7). Por ejemplo, también es posible que puedan unirse más de dos espacios de construcción contiguos 44 para formar un espacio de construcción común.

Los espacios de construcción 44 pueden, por ejemplo, definir en cada caso un campo de construcción alargado 46 y estar dispuestos en serie uno tras otro de tal modo que los campos de construcción 46 estén alineados con sus ejes longitudinales uno tras otro o en prolongación unos de otros (véanse las figuras 6 y 7). Los ejes longitudinales de los campos de construcción 46 pueden ser, por ejemplo, congruentes.

Los espacios de construcción 44 o los campos de construcción 46 pueden tener, por ejemplo, dos lados largos y dos lados cortos en vista en planta y pueden estar dispuestos, por ejemplo, contiguos uno al lado del otro a lo largo de un lado corto respectivo (véanse las figuras 6 y 7).

El sistema de raíles 36 puede tener, por ejemplo, uno o más raíles. En las figuras 6 y 7 se muestra, por ejemplo, un sistema de raíles con dos raíles. El eje o ejes longitudinales de los uno o más raíles pueden prolongarse, por ejemplo (esencialmente) paralelos a los lados largos de los espacios de construcción 44 y/o (esencialmente) paralelos a los ejes longitudinales de los campos de construcción 46.

El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 puede, por ejemplo, desplazarse a lo largo del sistema de raíles 36 (por ejemplo, a lo largo de los uno o más raíles) en una dirección, que es (esencialmente) paralela a los lados largos de los espacios de construcción 44 y/o es (esencialmente) paralela a los ejes longitudinales de los campos de construcción 46 (véanse las figuras 6 y 7).

La impresora 3D de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización puede tener, por ejemplo, una estructura de canal 50 que se prolonga por debajo de la multiplicidad de cajas de construcción 48, en la cual las cajas de construcción 48 pueden estar configuradas, por ejemplo, para eliminar material particulado suelto (en dirección z en las figuras 6 y 7) en la estructura del canal 50. La estructura del canal 50 puede, por ejemplo, estar opcionalmente inclinada y/o tener un dispositivo de transporte de material particulado (por ejemplo, una cinta transportadora), por ejemplo, para retirar el material particulado suelto.

La impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización puede tener, por ejemplo, un primer y un segundo dispositivo de giro (no representado en las figuras), que está dispuesto en un/el primer extremo longitudinal 52 o en un/el segundo extremo longitudinal 54 de la serie de espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48 y configurado para hacer girar el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10, de tal modo que el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10, después de un primer recorrido por los espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48 está listo para un segundo recorrido por los espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48 en dirección contraria. Un dispositivo de giro de este tipo es particularmente adecuado para la impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera forma de realización, en la cual se utiliza un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera forma de realización (tal como se muestra en la figura 6).

La impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización puede tener, por ejemplo, un dispositivo de control (no representado en las figuras) que controla el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de tal manera que éste, durante un primer recorrido por los espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48 reviste e imprime, y durante un segundo recorrido por los espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48, que tiene lugar en sentido contrario a la dirección del primer recorrido, realiza un recorrido en vacío, o que éste, durante un primer recorrido por los espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48 reviste y durante un segundo recorrido por los espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48, que tiene lugar en sentido contrario a la dirección del primer recorrido, imprime. Un dispositivo de control configurado de este tipo es particularmente adecuado para la impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera forma de realización, en la cual se utiliza un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera forma de realización (tal como se muestra en la figura 6).

La impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización puede tener, por ejemplo, una vía de retorno (no representada en las figuras) que une un/el primer extremo longitudinal 52 de la serie de espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48 con un/el segundo extremo longitudinal 54 de la serie de espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48, para conducir el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 después de un primer recorrido por los espacios de construcción 44 o cajas de construcción 48 partiendo del primer extremo longitudinal en dirección al segundo extremo longitudinal 54, durante el cual el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 reviste e imprime, de regreso al primer extremo longitudinal 52. Un dispositivo de control configurado de este tipo es particularmente adecuado para la impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera forma de realización, en la cual se utiliza un módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la primera forma de realización (tal como se muestra en la figura 6).

La impresora 3D 42 de acuerdo con la cuarta forma de realización puede tener, por ejemplo, un/el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 que está configurado bidireccionalmente, a fin de revestir e imprimir tanto durante un primer recorrido como durante un segundo recorrido (tal como se muestra en la figura 7). El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10, que está conformado bidireccionalmente, puede estar conformado, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente. El módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento 10, que está conformado bidireccionalmente, puede ser, por ejemplo, el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 de acuerdo con la segunda forma de realización. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10, que está conformado bidireccionalmente, puede tener, por ejemplo, un cabezal de impresión 12 y dos dispositivos de revestimiento 14, cada uno con un recipiente 16 y un conjunto de rodillos 20. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10, que está conformado bidireccionalmente, puede tener, por ejemplo, dos cabezales de impresión 12, un recipiente 16 y dos conjuntos de rodillos 20.

La impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización puede tener, por ejemplo, un recipiente de almacenamiento 68 para un/el medio de tratamiento (por ejemplo, agente aglomerante, por ejemplo, ligante). El recipiente de almacenamiento 68 puede estar configurado, por ejemplo, para llenar el cabezal de impresión 12 (por ejemplo, automáticamente, por ejemplo, de dicha manera controlada por un dispositivo de control) con agente(s) de tratamiento, por ejemplo, cuando el nivel de llenado de agente de tratamiento en el cabezal de impresión 12 cae por debajo de un valor límite (pre)determinado.

La impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización puede tener, por ejemplo, un recipiente de almacenamiento 70 para un/el material particulado (por ejemplo, arena, por ejemplo, polvo metálico). El recipiente de almacenamiento 70 puede estar configurado, por ejemplo, para llenar el recipiente 16 (por ejemplo, automáticamente, por ejemplo, de tal manera controlada por un dispositivo de control) con material particulado, por ejemplo, cuando el nivel de llenado de material particulado en el recipiente 16 cae por debajo de un valor límite (pre)determinado.

La impresora 3D 42 de acuerdo con la tercera y/o cuarta forma de realización puede estar dispuesta, por ejemplo, en un espacio 72. El espacio 72 puede tener, por ejemplo, un suelo 74 y paredes 76. El espacio 72 puede tener, por ejemplo, una abertura 78 (por ejemplo, una puerta) a través de la cual se puede entrar en el espacio (por ejemplo, por parte de un operario de máquinas, por ejemplo, para llevar a cabo trabajos de mantenimiento en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 y/o la impresora 3D 42) y/o a través de la cual puede retirarse del espacio 72 material particulado (por ejemplo, por medio de la estructura de canal 50). En el espacio 72 puede estar prevista una grúa 66, por ejemplo, para situar el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento 10 en el sistema de raíles 36 y/o retirarlo del mismo, y/o para separar (por ejemplo, elevar) las paredes laterales comunes 62. En el espacio 72 pueden estar dispuestas cámaras 64, por ejemplo, en las paredes 76 del espacio 72 y/o en los techos (no representados en las figuras) del espacio 72. Con las cámaras 64 se puede supervisar o controlar, por ejemplo, un proceso de impresión de la impresora 3D 42 dispuesta en el espacio 72.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D, que comprende:

un cabezal de impresión (12),

un dispositivo de revestimiento (14) que incluye

un recipiente (16) que define una cavidad interior (18) para recibir material particulado y que desemboca en una abertura de distribución desde la cual puede distribuirse el material particulado, y un conjunto de rodillos (20) dispuesto entre el recipiente (16) y el cabezal de impresión (12), y una estructura de soporte común (22) a la cual están unidos el cabezal de impresión (12), el recipiente (16) y el conjunto de rodillos (20), de tal modo que el cabezal de impresión (12), el recipiente (16) y el conjunto de rodillos (20) pueden desplazarse juntos sobre un espacio de construcción de la impresora 3D,

en donde el conjunto de rodillos (20) comprende un primer rodillo (24) y un segundo rodillo (26), en que el primer rodillo (24) está dispuesto entre el recipiente (16) y el segundo rodillo (26), caracterizado porque

el segundo rodillo (26) está dispuesto entre el primer rodillo (24) y el cabezal de impresión (12).

2. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde el primer rodillo (24) comprende una superficie estructurada (28) y/o

en donde el segundo rodillo (26) comprende una superficie lisa (56).

3. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D de acuerdo con la reivindicación 2,

en donde la estructura de la superficie del primer rodillo (24) comprende al menos una ranura (30), por ejemplo, una pluralidad de ranuras (30),

en donde la al menos una ranura (30) está inclinada opcionalmente con respecto al eje longitudinal del rodillo (32), por ejemplo, en la forma de una hélice que se enrosca alrededor del eje longitudinal del rodillo (32), o en donde la estructura de la superficie del primer rodillo (24) tiene una estructura en panal (34), por ejemplo, una estructura en panal en forma de rombos (34).

4. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,

en donde el segundo rodillo (26) es ajustable en altura con respecto a la estructura de soporte (22).

5. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además:

un mecanismo de estructura de soporte integrado en el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para desplazar la estructura de soporte (22) a lo largo de un sistema de raíles (36).

6. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además:

un mecanismo de giro del primer rodillo integrado (38) para movimiento de giro del primer rodillo (24), opcionalmente en un sentido de giro opuesto al sentido de movimiento de la estructura de soporte (22), y/o

un mecanismo de giro del segundo rodillo integrado (40) para movimiento de giro del segundo rodillo (26), opcionalmente en una dirección de giro en dirección del sentido de movimiento de la estructura de soporte (22), y/o

un mecanismo de elevación del segundo rodillo integrado para ajuste en altura del segundo rodillo (26).

7. El módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

en donde el cabezal de impresión (12) y/o el recipiente (16) y/o el conjunto de rodillos (20) están unidos cada uno de manera inamovible a la estructura de soporte (22) en un plano horizontal.

8. Utilización del módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

para aplicación por capas e impresión selectiva de capas de arena, por ejemplo, arena de fundición, y/o para impresión 3D de moldes de fundición y/o núcleos de fundición, y/o

para aplicación colectiva por capas e impresión selectiva de material particulado en diversos campos de construcción (46) dispuestos en serie formados, por ejemplo, por una plataforma de construcción correspondiente, que está alojada, por ejemplo, en una caja de construcción correspondiente (48).

9. Impresora 3D (42), que comprende:

un módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para una impresora 3D de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,

una pluralidad de espacios de construcción (44) dispuestos en serie uno tras otro, y

un sistema de raíles (36) a lo largo del cual puede desplazarse el módulo cabezal de impresióndispositivo de revestimiento (10) a través de la multiplicidad de espacios de construcción (44).

10. Impresora 3D (42) de acuerdo con la reivindicación 9,

en la cual un espacio de construcción respectivo (44) está formado por una caja de construcción (48), que comprende además una estructura de canal (50) que se extiende por debajo de la multiplicidad de cajas de construcción (48),

en donde las cajas de construcción (48) están configuradas para descargar material particulado suelto en dirección descendente en la estructura del canal (50),

y en donde la estructura del canal (50), está inclinada opcionalmente y/o comprende un dispositivo transportador de material particulado.

11. Impresora 3D (42) de acuerdo con la reivindicación 9 o 10,

que comprende además dispositivos de giro primero y segundo dispuestos en los extremos longitudinales primero y segundo de la serie de espacios de construcción (44), respectivamente, y configurados para hacer girar el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10 ) de tal modo que, después de un primer recorrido sobre los espacios de construcción (44), el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) está listo para un segundo recorrido sobre los espacios de construcción (44) en sentido contrario, o que comprende además un dispositivo de control que controla el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) para revestir e imprimir durante un primer recorrido sobre los espacios de construcción (44) y realizar una marcha en vacío durante un segundo recorrido sobre los espacios de construcción (44) que tiene lugar en dirección contraria a la dirección del primer recorrido, o para revestir durante un primer recorrido sobre los espacios de construcción (44) e imprimir durante un segundo recorrido por los espacios de construcción (44) que tiene lugar en dirección contraria a la dirección del primer recorrido, o

que comprende además una vía de retorno que conecta el primer extremo longitudinal (52) de la serie de espacios de construcción (44) con el segundo extremo longitudinal (54) de la serie de espacios de construcción (44) para hacer volver el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) al primer extremo longitudinal (52) después de un primer recorrido por los espacios de construcción (44) partiendo del primer extremo longitudinal (52) hacia el segundo extremo longitudinal (54), durante el cual el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) está revistiendo e imprimiendo, o

en donde el módulo cabezal de impresión-dispositivo de revestimiento (10) está configurado para ser bidireccional, a fin de revestir e imprimir tanto durante un primer recorrido como durante un segundo recorrido sobre los espacios de construcción (44), con

un cabezal de impresión (12) y dos dispositivos de revestimiento (14), compuesto cada uno por un recipiente (16) y un conjunto de rodillos (20), o

con dos cabezales de impresión (12), un recipiente (16) y dos conjuntos de rodillos (20).

12. Impresora 3D (42) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en la cual

los espacios de construcción (44) definen un campo de construcción (46) correspondientemente alargado y están dispuestos en serie uno tras otro de tal manera que los campos de construcción (46) están alineados con sus ejes longitudinales uno tras otro y en prolongación uno de otro, respectivamente.