ES2875587T3 - Método y dispositivo para producir piezas moldeadas en 3D con doble recubridor - Google Patents

Abstract

Método de impresión 3D para producir piezas moldeadas en 3D mediante la tecnología de aplicación de capas, en donde se usa un recubridor (25) que presenta dos cuchillas recubridoras (06) y una abertura de aplicación de partículas o dos cuchillas recubridoras (06) y dos aberturas de aplicación de partículas, o una cuchilla recubridora (06) y dos aberturas de aplicación de partículas, en donde el recubridor presenta uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08) y elemento de ajuste de intersticio (9, 19, 23, 24); o uno o dos intersticios de salida (07) y una pared de silo (04) desplazable y se llevan a cabo etapas adicionales conocidas para la construcción en capas y para la consolidación selectiva, estas etapas se repiten hasta que se haya creado la pieza moldeada y a continuación siguen, dado el caso, etapas de método adicionales.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para producir piezas moldeadas en 3D con doble recubridor

La invención se refiere a un método y a un dispositivo para producir modelos tridimensionales por medio de la tecnología de construcción en capas, en donde el recubridor (recoater) puede recubrir en dos direcciones.

El documento de patente europea EP 0431 924 B1 describe un método para producir objetos tridimensionales a partir de datos informáticos. A este respecto, un material particulado se aplica por medio de un recubridor (recoater) en una capa delgada sobre una plataforma y esta se imprime selectivamente con un material aglutinante por medio de un cabezal de impresión. El área de partículas impresas con el aglutinante se une y se consolida bajo la influencia del aglutinante y, dado el caso, un endurecedor adicional. A continuación la plataforma se baja o la unidad de recubridor/cabezal de impresión se eleva a un grosor de capa y se aplica una nueva capa de material particulado, que también se imprime selectivamente, como se describió anteriormente. Estas etapas se repiten hasta que se alcanza la altura deseada del objeto. Se crea así un objeto tridimensional (pieza moldeada) a partir de las áreas impresas y consolidadas.

Este objeto fabricado de material particulado consolidado se incrusta en material particulado suelto después de su finalización y a continuación se libera de él. Esto se realiza, por ejemplo, por medio de un dispositivo de succión. Lo que queda después son los objetos deseados, que entonces se limpian adicionalmente del polvo residual, por ejemplo, mediante cepillado.

También funcionan de manera similar otros procesos de creación rápida de prototipos soportados en polvo, como la sinterización selectiva por láser o la sinterización por haz de electrones, en los que asimismo en cada caso un material de partículas sueltas se aplica en capas y se solidifica selectivamente con la ayuda de una fuente de radiación física controlada.

A continuación, todos estos métodos se resumen bajo el término "método de impresión tridimensional" o método de impresión 3D.

Estos métodos utilizan opciones de aplicación en capas en parte diferentes. En algunos métodos, el material particulado necesario para toda la capa se alimenta a una cuchilla delgada. Esta se mueve a continuación por el área de construcción y extiende el material alimentado y lo alisa al hacerlo. Otra forma de aplicar la capa es la alimentación continua de un pequeño volumen de material particulado durante el movimiento de desplazamiento de la cuchilla. Para ello, la cuchilla está fijada habitualmente a la parte inferior de un silo móvil. Directamente sobre o junto a la cuchilla está previsto un intersticio ajustable, a través del cual puede salir el material particulado del silo. A este respecto, la salida es provocada mediante la introducción de oscilaciones en el sistema de silo-cuchilla.

Estos dispositivos conocidos por el estado de la técnica presentan sistemas recubridores, que solamente permiten el recubrimiento con partículas en una dirección. A este respecto, el material particulado se aplica en una dirección en una pasada sobre el campo de construcción, y después el recubridor regresa de nuevo a su posición de inicio sino efectuar una operación de recubrimiento. El cabezal de impresión o bien se desplaza de manera totalmente independiente del recubridor o bien le sigue y aplica el aglutinante inmediatamente tras el recubrimiento con partículas. Esto conlleva trayectos en vacío del recubridor, lo que requiere tiempo desde el punto de vista de la tecnología de procesos y, por tanto, influye negativamente en el rendimiento volumétrico por unidad de tiempo.

Una máquina y un método conocidos para la producción de objetos tridimensionales se describen en los documentos EP 0644809 B1 y DE 102006030350 A1. En esta máquina, el recubridor también aplica material particulado en una pasada sobre el campo de construcción y a continuación regresa a su posición inicial. No se divulga ni se sugiere aquí un dispositivo de impresión 3D, un doble recubridor o un método de impresión 3D de acuerdo con la presente invención.

El rendimiento volumétrico por unidad de tiempo ya se ha mencionado anteriormente y es un factor económico importante de los sistemas de impresión 3D. Se calcula a partir del tiempo que un sistema de impresión 3D necesita para una capa y el rendimiento volumétrico por capa. El tiempo por capa es la suma de los tiempos que un sistema de impresión 3D necesita para las etapas de proceso de aplicación de capa, consolidación de las áreas de capa, descenso de la plataforma de construcción en el cilindro de construcción (espacio de construcción), así como para etapas secundarias como rellenado del material particulado, limpieza del equipo de consolidación, limpieza del recubridor o trayectos en vacío.

Los trayectos en vacío de los recubridores, tales como los que se describieron anteriormente para métodos de impresión 3D y dispositivos conocidos, repercuten de manera desventajosa en el tiempo de proceso y en el rendimiento volumétrico por unidad de tiempo.

El tiempo por capa es un factor económico importante de los sistemas de impresión 3D. De acuerdo con el estado de la técnica, las etapas de proceso y las etapas secundarias pueden estar distribuidas proporcionalmente en el tiempo por capa total de la siguiente manera: 34 % aplicación de capa, 47 % consolidación de las áreas de capa, 4 % descenso en el cilindro de construcción, 15 % rellenado de material particulado y limpieza del recubridor. Para la aplicación de capa se usa, en los métodos y dispositivos del estado de la técnica, aprox. un 7,5 % del tiempo por capa total para recorridos en vacío. Tan solo evitando recorridos en vacío del recubridor puede reducirse el tiempo por capa de un sistema de impresión 3D en aprox. un 7,5 %. Por consiguiente se aumentaría la productividad y, con ello, también la rentabilidad en aprox. un 8 %, si pudiera evitarse esta desventaja de los dispositivos y métodos conocidos. El motivo de los recorridos en vacío del recubridor es la dirección de acción unilateral del recubridor de acuerdo con el estado de la técnica. Los sistemas de consolidación están realizados de acuerdo con el estado de la técnica con doble acción. Una verdadera paralelización de las etapas de proceso de consolidación de las áreas de capa y de aplicación de capa no es posible con los métodos y dispositivos conocidos de acuerdo con el estado de la técnica, ya que los recubridores existentes en este caso solo pueden efectuar la operación de recubrimiento en una dirección.

El documento US 2008/0156263 A1 describe un dispositivo y un método para producir objetos tridimensionales, que presenta un recubridor para la aplicación de capa y que está caracterizado por que el módulo de aplicación es intercambiable. En el mismo no se divulgan ni se sugieren un dispositivo y un método tales como los reivindicados en el presente documento.

El documento WO 2005/080010 A1 se refiere a un método de impresión 3D y a un dispositivo que presenta un intersticio de salida de polvo que se cierra mediante formación de cono de reposo. En el mismo no se divulgan ni se sugieren un dispositivo y un método tales como los reivindicados en el presente documento.

Los problemas y las desventajas que se han expuesto anteriormente en los métodos y dispositivos conocidos incluyen, por tanto, desventajas de método e igualmente desventajas económicas.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención fue proporcionar medios estructurales que permitan un método de impresión 3D mejorado o al menos mejoren o eviten por completo las desventajas del estado de la técnica.

Otro objetivo de la presente invención fue, por tanto, proporcionar un método, y/o un dispositivo que haga posible reducir el tiempo de proceso y aumentar el rendimiento volumétrico por unidad de tiempo y mejorar así el método y el dispositivo en cuanto a los aspectos económicos.

Breve sumario de la invención

El objetivo en el que se basa la solicitud se consigue, en un aspecto, con un dispositivo y un método en el que se utiliza un recubridor que hace posible una paralelización de las etapas de método de recubrimiento/aplicación de partículas y consolidación.

En particular, un objetivo en el que se basa la solicitud se soluciona por que se ha desarrollado un recubridor que puede aplicar material particulado en dos direcciones.

Además, en otro aspecto de la invención, el recubridor y el cabezal de impresión divulgados pueden desplazarse independientemente entre sí y/o ambos pueden desplazarse en varias direcciones, en cualquier caso al menos en dos direcciones, y al hacerlo llevan a cabo su tarea prevista de imprimir o aplicar selectivamente aglutinante.

En otro aspecto de la invención, un objetivo en el que se basa la solicitud se soluciona también por que se utiliza un silo (un contenedor de aprovisionamiento con material particulado) con un equipo de vibración junto con un dispositivo de aplicación de material particulado y dos dispositivos de nivelación o junto con dos dispositivos de aplicación de material particulado y uno o dos dispositivos de nivelación. Alternativamente se utilizan dos silos con en cada caso un dispositivo de aplicación de material particulado y un dispositivo de nivelación junto con uno o dos equipos de vibración. Estos pueden o bien moverse por una unidad de desplazamiento común por el plano de construcción o bien desplazarse por separado uno de otro.

Dado el caso, los dispositivos de aplicación de material particulado están realizados de manera conmutable.

En otro aspecto de la invención, una solución de la invención es hacer posible la etapa de proceso de la aplicación de capa por medio de un sistema de silo-cuchilla móvil en dos direcciones opuestas. De este modo puede aumentarse y mejorarse ventajosamente la velocidad de proceso.

En todavía otro aspecto, el ajuste angular de los dispositivos de nivelación, por ejemplo una cuchilla recubridora, puede tener lugar para cada dispositivo nivelador individualmente o de manera conmutable para el sistema completo en un elemento estructural del sistema completo.

La invención se dirige a un método de impresión 3D para producir piezas moldeadas en 3D mediante la tecnología de aplicación de capas, en donde se usa un recubridor (25) que presenta dos cuchillas recubridoras (06) y una abertura ^{de aplicación de partículas o dos cuchillas recubridoras (}06^{) y dos aberturas de aplicación de partículas, o una cuchilla} recubridora (06) y dos aberturas de aplicación de partículas, en donde el recubridor presenta uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08) y elemento de ajuste de intersticio (9, 19, 23, 24); o uno o dos intersticios de salida (07) y una pared de silo (04) desplazable y se llevan a cabo etapas adicionales conocidas para la construcción en capas y para la consolidación selectiva, estas etapas se repiten hasta que se haya creado la pieza moldeada y a continuación siguen, dado el caso, etapas de método adicionales.

En un aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde, en el recubridor, para dosificar material particulado las aberturas de aplicación de partículas se cierran y se abren con una obturación de cono de reposo (16) o mediante correderas de ajuste de intersticio (19, 23, 24) o pared de silo (04) desplazable.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde el recubridor (25) se desplaza secuencialmente en dos direcciones (13) y, durante el desplazamiento, aplica en cada caso material particulado (12') sobre un campo de construcción (26) y estas etapas pueden repetirse, preferentemente en donde el recubridor (25) se desplaza en una primera dirección (13) a lo largo del campo de construcción (26) y desde la abertura de aplicación de partículas se aplica material particulado (12') en una capa sobre el campo de construcción (26) en una dirección (13'), se llevan a cabo etapas adicionales conocidas para la construcción en capas y para la consolidación selectiva, a continuación el recubridor (25) se desplaza en una segunda dirección (13") a lo largo del campo de construcción (26) y desde la abertura de aplicación de partículas se aplica material particulado (12'), en una capa adicional, sobre el campo de construcción (26) en una segunda dirección (13").

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde las aberturas de aplicación de partículas están diseñadas de tal modo que el material particulado (12') se aplica hacia abajo o lateralmente sobre el campo de construcción.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde la abertura de aplicación de partículas presenta un intersticio de salida (07) y dos intersticios de obturación (08) o/y en donde la abertura de aplicación de partículas es alimentada con material particulado (12') por uno o varios silos de partículas (27).

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde el material particulado (12') se aplica sobre el campo de construcción (26), haciendo oscilar durante el desplazamiento, con medios adecuados, por ejemplo una excéntrica, en cada caso una cuchilla recubridora (06) y aplicándose así el material particulado (12') sobre el campo de construcción (26).

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde el recubridor (25) puede bascular lateralmente y se ajusta así un ángulo (14) predeterminado entre la cuchilla recubridora (06) y el campo de construcción (26), preferentemente en donde el ángulo (14) se ajusta a de -5 a 5°.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde la basculación tiene lugar alrededor de un eje de giro, que representa el eje que resulta de la intersección de la abertura de aplicación de partículas central y las partes inferiores de las cuchillas recubridoras o/y en donde la basculación tiene lugar mediante elementos actuadores.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un método de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde, durante el desplazamiento del recubridor (25) y la descarga del material particulado (12'), la cuchilla recubridora (06) barre el campo de construcción (26) y nivela el material particulado (12').

En otro aspecto, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D para producir piezas moldeadas en 3D, que presenta i. al menos un recubridor (25) con dos cuchillas recubridoras (06) y una abertura de aplicación de partículas que comprende uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08), ii. al menos un cabezal de impresión, iii. al menos un silo (27) para material particulado, iv. elemento de ajuste de intersticio (9, 19, 23, 24) o una pared de silo (04) desplazable y v. un campo de construcción (26), en donde la abertura de aplicación de partículas está dispuesta esencialmente en horizontal o vertical o el dispositivo presenta una unidad de recubridor que comprende vi. uno o dos silos (27), vii. dos aberturas de aplicación de partículas esencialmente horizontales o verticales y dos cuchillas recubridoras (06), así como viii. al menos un cabezal de impresión, ix. uno o dos medios para generar oscilaciones y x. un campo de construcción (26), y en donde la o las aberturas de aplicación de partículas, que preferentemente comprenden uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08), son opcionalmente conmutables.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde la o las aberturas de aplicación están colocadas esencialmente en el extremo inferior del o de los silos (27), preferentemente en donde el o los silos (27) o/y las aberturas de aplicación de partículas y cuchillas recubridoras (06) pueden bascular con medios adecuados alrededor de un eje y puede ajustarse un ángulo (14) de 0,1 a 5° entre el campo de construcción (26) y cada una de las dos cuchillas recubridoras (06).

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde el o los silos (27), las aberturas de aplicación de partículas y las cuchillas recubridoras (06) pueden bascular y/o ajustarse con medios adecuados individualmente alrededor de un eje.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde cada cuchilla recubridora (06) está acoplada independientemente con un medio para generar oscilaciones, preferentemente en donde el intersticio de obturación (08) y el intersticio de salida (07) pueden ajustarse mediante elemento de ajuste de intersticio (19) a una anchura de 5 a 0 mm, preferentemente de 3 a 1 mm.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D tal como se describió anteriormente, en donde los componentes de dispositivo están dispuestos de tal modo que en cada caso una cuchilla recubridora (06) y/o el silo (27) puede realizar una oscilación.

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D tal como describió anteriormente, en donde la oscilación presenta componentes verticales o/y horizontales o/y tiene lugar esencialmente a modo de movimiento giratorio, preferentemente en donde la unidad formada por silos (27), aberturas de aplicación de partículas, cuchillas recubridoras (06) y medios para generar oscilaciones puede desplazarse en dos direcciones (13', 13") opuestas y en ambas direcciones (13) es posible una aplicación de material particulado (12').

En otro aspecto preferido, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D tal como se describió anteriormente, que presenta una unidad de recubrimiento con partículas para producir piezas moldeadas en 3D, que presenta i. una o dos aberturas de aplicación de partículas, que están dispuestas esencialmente en horizontal o vertical, que comprenden uno o dos intersticios de salida (07) y, dado el caso, uno o dos intersticios de obturación (08) o/y uno o dos elementos de ajuste de intersticio (19), ii. dos cuchillas recubridoras (06), iii. uno o dos silos de material particulado, iv. uno o dos medios para generar oscilaciones, y en donde la unidad de recubrimiento con partículas presenta un medio mediante el cual puede bascular en un ángulo, preferentemente en donde las dos cuchillas recubridoras (06) están realizadas una como una pieza constructiva (21).

Descripción de las figuras

Las figuras 1 a 4 muestran una forma de realización preferida de la invención.

Las figuras 1 y 2 describen un dispositivo preferido de la invención, que muestra una abertura de aplicación de partículas con dos intersticios de obturación (08) y un intersticio de salida (07), así como dos cuchillas recubridoras (06). El elemento de ajuste de intersticio (09) se desplaza en la dirección (10) y así ajusta los tamaños de intersticio o el diámetro de intersticio. Las cuchillas recubridoras (06) están sujetas mediante soportes de cuchilla recubridora (05). La articulación (02) permite un pivotado de la unidad formada por el silo con paredes de silo (04) y la abertura de aplicación de partículas.

La figura 2 muestra un fragmento, en donde están representadas cuchillas recubridoras (11) intercambiables.

Las figuras 1 y 2 describen, en un aspecto, un silo (contenedor de aprovisionamiento de material particulado para recubridor) para alojar el material particulado que va a procesarse, el cual está suspendido de una articulación, preferentemente una articulación de cuerpo sólido, de manera pendular en un soporte de recubridor, preferentemente se utilizan para ello elementos de apriete. En el extremo inferior del silo están colocados, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, dos soportes de cuchilla recubridora con en cada caso una cuchilla recubridora, así como un elemento de ajuste de intersticio desplazable perpendicularmente, en concreto de forma que las dos cuchas se sitúan diametralmente opuestas la una a la otra y forman un intersticio de salida perpendicular, y el plano central de este intersticio de salida se sitúa preferentemente exactamente bajo la articulación, y el elemento de ajuste de intersticio se asienta de manera centrada encima de ambas cuchillas recubridoras, y el elemento de ajuste de intersticio es en su dimensión en la dirección de recubrimiento mayor que el intersticio de salida, y el elemento de ajuste de intersticio forma así con cada una de las dos cuchillas recubridoras un intersticio de obturación horizontal, que puede dimensionarse mediante el desplazamiento perpendicular del elemento de ajuste de intersticio. El silo puede hacerse oscilar pendularmente alrededor de la articulación. Los soportes de cuchilla recubridora y las cuchillas están realizados de modo que las cuchillas recubridoras pueden cambiarse con vistas al ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción. El ángulo así resultante puede adoptar en cada cuchilla valores tanto positivos como negativos. Los valores del ángulo son de /- 0 a 5°. De lo contrario, para el ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción se bascula el sistema completo alrededor del correspondiente ángulo. Véase al respecto las figuras 3 y 4.

Al cambiar la dirección de recubrimiento, se bascula el sistema completo de manera correspondiente en la otra dirección. La basculación se produce de manera automática, preferentemente con ayuda de elementos actuadores. El eje de giro de la basculación es preferentemente el eje imaginario que resulta de la intersección del plano central del intersticio de salida y la parte inferior de la cuchilla.

Las figuras 3 y 4 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización preferida de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

Si el silo no se hace oscilar, el material particulado que va a procesarse forma entre el elemento de ajuste de intersticio y cada cuchilla su ángulo de reposo natural. Los intersticios de obturación están ajustados, a este respecto, de modo que el material particulado, debido a su ángulo de reposo, no fluye hacia el intersticio de salida y permanece por tanto en el silo. En este estado, el recubridor puede moverse en la máquina sin descargar material particulado.

Si se hace oscilar el silo, la energía introducida de esta manera reduce el ángulo de reposo natural del material particulado. De este modo, el material particulado fluye por el intersticio de salida sobre el campo de construcción y, mientras tanto, el recubridor se mueve a lo largo del campo de construcción, la cuchilla que sigue al intersticio de salida extiende el material particulado que sale y lo alisa. Si las cuchillas recubridoras están no realizadas de manera intercambiable, con vistas al ajuste angular entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción, el ángulo se ajusta mediante basculación del sistema completo. El ángulo se ajusta, por ejemplo, a un valor de 3°.

Al cambiar la dirección de recubrimiento, se bascula el sistema completo de manera correspondiente en la otra dirección, sucediendo esto de manera automática preferentemente con ayuda de elementos actuadores.

La figura 4 es un dispositivo conforme a la figura 1, que puede desplazarse en la dirección (13) y puede aplicar material particulado en ambas direcciones. A este respecto, están representados el grosor de capa (15) del material particulado aplicado así como el ángulo de cuchilla (14), que pueden ajustarse de manera correspondiente en función de la dirección de desplazamiento del recubridor mediante una basculación del recubridor.

Las figuras 5 a 8 muestran otra forma de realización de la invención.

La figura 5 describe un dispositivo según la invención y la Figura 6 describe un dispositivo preferido de la invención, que muestra una abertura de aplicación de partículas que consiste en un intersticio de salida (07), dos cuchillas recubridoras (06) y dos soportes de cuchilla recubridora (05). Las demás piezas constructivas están diseñadas en la medida de lo posible conforme a la figura 1.

La figura 6 muestra en detalle la capacidad de desplazamiento de la pared de silo (04) en la dirección (22), con lo cual el intersticio de salida (07) puede ajustarse en su anchura. Las cuchillas recubridoras (11) intercambiables, así como el ángulo de cuchilla (14) diferente que puede lograrse de este modo, pueden observarse igualmente.

Las figuras 5 y 6 describen un silo para alojar el material particulado que va a procesarse, el cual está suspendido de una articulación, preferentemente una articulación de cuerpo sólido, de manera pendular en un soporte de recubridor, utilizándose preferentemente para ello elementos de apriete. En el extremo inferior del silos están colocados, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, dos soportes de cuchilla recubridora con en cada caso una cuchilla recubridora, en concreto de forma que las dos cuchillas se sitúan diametralmente opuestas entre sí y forman un intersticio de salida perpendicular, y el plano central de este intersticio de salida preferentemente se sitúa exactamente bajo la articulación, y la pared de silo no suspendida pendularmente junto con el soporte de cuchilla recubridora y la cuchilla recubridora está montada de manera desplazable con respecto a la otra pared de silo junto con el soporte de cuchilla recubridora y la cuchilla recubridora en la dirección de recubrimiento, y por tanto es posible un ajuste del tamaño del intersticio de salida. El silo puede hacerse oscilar pendularmente alrededor de la articulación. Los soportes de cuchilla recubridora y las cuchillas pueden estar realizados de modo que las cuchillas recubridoras puedan cambiarse con vistas al ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción. El ángulo así resultante puede adoptar en cada cuchilla valores tanto positivos como negativos y se ajusta, en el ejemplo, a 5°. En una variante, para el ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción se bascula el sistema completo alrededor del correspondiente ángulo. Véase al respecto también las figuras 7 y 8.

Las figuras 7 y 8 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

Si el silo no se hace oscilar, el material particulado que va a procesarse forma, debido a la geometría de las partículas y/o debido a las fuerzas de cohesión y adhesión que pueden producirse por la eventual adición de sustancias adicionales al material particulado, puentes en el intersticio de salida perpendicular, siempre que el tamaño de intersticio esté ajustado de manera correspondiente al material particulado usado.

Los puentes retienen las partículas que se encuentran en el intersticio de salida en el intersticio de salida y evitan así que salga material particulado del silo. En este estado, el recubridor puede moverse en la máquina sin descargar material particulado.

Si el silo se hace oscilar, la energía así introducida rompe los puentes de material particulado en el intersticio de salida. De este modo, el material particulado fluye a través del intersticio de salida sobre el campo de construcción y el recubridor se mueve a lo largo del campo de construcción, extendiendo la cuchilla que sigue al intersticio de salida el material particulado que sale y alisándolo. El ángulo de la cuchilla recubridora con respecto al campo de construcción se ajusta mediante basculación del sistema completo y asciende, por ejemplo, a 2°.

Las figuras 9 a 12 muestran otra forma de realización preferida de la invención.

Las figuras 9 y 10 describen un dispositivo preferido de la invención, que presenta dos aberturas de aplicación de partículas y estando retenidas las dos cuchillas recubridoras (06) mediante un soporte de cuchilla recubridora (05) y pudiendo ajustarse el diámetro del intersticio de salida mediante corredera de ajuste de intersticio (19) en la dirección (20) . Esta forma de realización muestra, además, el elemento de consolidación 18.

En la representación detallada de la figura 10, el sistema de cuchillas está fabricado a partir de una pieza constructiva (21) que es intercambiable conforme a la figura 9.

Las figuras 9 y 10 describen una forma de realización preferida de la invención, en la que, en el extremo inferior del silo, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, están colocadas una unidad de cuchilla recubridora que consiste en uno o varios soportes de cuchilla recubridora con o sin elementos de consolidación y dos cuchillas recubridoras, así como dos correderas de ajuste de intersticio desplazables perpendicularmente. Ambas cuchillas están dispuestas a ambos lados de y simétricamente al soporte de cuchilla recubridora, y el plano de simetría de esta disposición preferentemente se sitúa exactamente bajo la articulación y alineado con la misma, y las correderas de ajuste de intersticio también están dispuestas preferentemente de manera simétrica a este plano de simetría y están colocadas encima de las cuchillas recubridoras. Una corredera de ajuste de intersticio forma, por tanto, con la cuchilla recubridora que se encuentra debajo, un intersticio de obturación horizontal, que puede dimensionarse mediante el desplazamiento perpendicular de la corredera de ajuste de intersticio. Preferentemente, las correderas de ajuste de intersticio pueden activarse de manera automatizada independientemente una de otra con ayuda de elementos actuadores, para cerrar y abrir los intersticios de obturación. La unidad de cuchilla recubridora también puede estar realizada de modo que conste de una única pieza constructiva. El silo puede hacerse oscilar pendularmente alrededor de la articulación. El sistema completo puede hacerse bascular para ajustar el ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción en el ángulo correspondiente. Al cambiar la dirección de recubrimiento, se bascula el sistema completo de manera correspondiente en la otra dirección.

Las figuras 11 y 12 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización preferida de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

La aplicación de partículas sobre el campo de construcción se logra igual que en las demás formas de realización de la invención mediante un mecanismo de oscilación. Si el mecanismo de oscilación está desconectado, no fluye material particulado sobre el campo de construcción, ya que el material particulado forma en los intersticios de obturación su ángulo de reposo natural.

Si se hace oscilar el silo, la energía introducida de esta manera reduce el ángulo de reposo natural del material particulado. En este estado, una corredera de ajuste de intersticio está cerrada y la otra abierta. De este modo fluye el material particulado a través del intersticio de obturación, en el lado de la corredera de ajuste de intersticio abierta, sobre el campo de construcción, y el flujo de material particulado desde el intersticio de obturación opuesto se impide mediante la corredera de ajuste de intersticio cerrada. La cuchilla recubridora bajo el intersticio extiende el material particulado que sale y lo alisa. Para el ajuste angular entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción se hace bascular el sistema completo alrededor de un eje de giro y se ajusta un ángulo de, por ejemplo, 4°. El ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción puede adoptar, a este respecto, solamente valores a los que esté garantizado que la cuchilla recubridora bajo la corredera de ajuste de intersticio cerrada no toca el campo de construcción y, por tanto, no daña la capa de material particulado recién aplicada. Al cambiar la dirección de recubrimiento, la corredera de ajuste de intersticio abierta se cierra y la otra corredera de ajuste de intersticio se abre y el sistema completo bascula de manera correspondiente en la otra dirección.

En la figura 11 está representado también el modo de funcionamiento del intersticio de salida y el intersticio de obturación con obturación de cono de reposo (16). Si no se genera oscilación, el material particulado forma en la cuchilla recubridora un cono de reposo e impide así la salida del material particulado (12) del silo. Si se genera una vibración y, con ello, una oscilación, se reduce el ángulo de reposo natural del material particulado (12) y este puede aplicarse sobre el campo de construcción.

En la figura 12 está representada una corredera de ajuste de intersticio abierta (23) y una cerrada (24). En función de la dirección de desplazamiento, el respectivo intersticio se abre o se cierra y se recubre así en la respectiva dirección.

Las figuras 13 a 16 muestran otra forma de realización preferida de la invención.

Las figuras 13 y 14 describen un dispositivo preferido de la invención, que presenta una cuchilla recubridora (06) con dos intersticios de salida, que pueden ajustarse en su diámetro/tamaño mediante dos correderas de ajuste de intersticio (19) en la dirección de ajuste (20).

En detalle, la figura 14 muestra una cuchilla recubridora (11) intercambiable y el ángulo de cuchilla (14) que puede lograrse así en cada caso.

Las figuras 13 y 14 describen una forma de realización preferida de la invención, en la que, en el extremo inferior del silo, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, están colocadas una unidad de cuchilla recubridora que consta de una cuchilla recubridora, opcionalmente con o sin uno o varios soportes de cuchilla recubridora y, opcionalmente, con o sin uno o varios elementos de consolidación, así como dos correderas de ajuste de intersticio desplazables. El plano central de la cuchilla preferentemente se sitúa exactamente bajo la articulación y alineado con esta, y las correderas de ajuste de intersticio están dispuestas preferentemente de manera simétrica a este plano central de la cuchilla, y las correderas de ajuste de intersticio están dispuestas de tal modo que forman, con en cada caso un lado longitudinal de la cuchilla recubridora, un intersticio de salida perpendicular, el cual puede dimensionarse en su tamaño mediante el desplazamiento de la corredera de ajuste de intersticio asociada, y las correderas de ajuste de intersticio pueden activarse de manera automatizada independientemente una de otra con ayuda de elementos actuadores, para cerrar y abrir los intersticios de salida.

El silo puede hacerse oscilar pendularmente alrededor de la articulación. La unidad de cuchilla recubridora también puede estar realizada de modo que conste de una única pieza constructiva. La unidad de cuchillas recubridora también puede estar realizada de tal modo que la cuchilla recubridora o la unidad completa pueda cambiarse con vistas al ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción. La cuchilla recubridora puede estar realizada de tal modo que la sección transversal de la cuchilla en la parte inferior de la cuchilla presente un cono cuyo vértice se sitúa preferentemente sobre el plano central de la cuchilla y, por tanto, bajo la articulación. El ángulo que forma una superficie cónica de la parte inferior de la cuchilla recubridora con el campo de construcción es, entonces, el ángulo de la cuchilla recubridora y este tiene, preferentemente, en ambas superficies cónicas, el mismo valor, por ejemplo 5°.

El sistema completo puede hacerse bascular, opcionalmente, para ajustar el ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción en el ángulo correspondiente. Al cambiar la dirección de recubrimiento, se bascula el sistema completo de manera correspondiente en la otra dirección. En caso de que la parte inferior de la cuchilla esté realizada de forma cónica, el eje de giro de la basculación es preferentemente paralelo al lado longitudinal de la cuchilla y discurre exactamente a través del vértice del cono Kegel.

Las figuras 15 y 16 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización preferida de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

El material particulado fluye a través del intersticio de salida sobre el campo de construcción, y el flujo de material particulado desde el intersticio de salida opuesto se impide mediante la corredera de ajuste de intersticio cerrada. El recubridor se mueve en la dirección del intersticio de salida abierto a lo largo del campo de construcción y la cuchilla recubridora que sigue al intersticio de salida extiende el material particulado que sale y lo alisa. La parte inferior de la cuchilla puede estar diseñada lisa o cónica. Si la parte inferior de la cuchilla no está realizada de manera cónica, el sistema completo se hace bascular para ajustar el ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción en el ángulo correspondiente, es decir en 3°. Si la parte inferior de la cuchilla está realizada de manera cónica, esta basculación es opcional. El eje de giro de la basculación es preferentemente el eje imaginario que resulta de la intersección del plano central de la cuchilla y la parte inferior de la cuchilla; en caso de que la parte inferior de la cuchilla esté realizada de forma cónica, el eje de giro de la basculación es preferentemente paralelo al lado longitudinal de la cuchilla y discurre exactamente a través del vértice del cono.

En la figura 16 está representado, en particular, cómo en cada caso el intersticio de salida orientado en sentido opuesto a la dirección de desplazamiento está cerrado con una corredera de ajuste de intersticio (24). La corredera de intersticio (23) está abierta y permite así la aplicación de material particulado (12) desde el silo.

Las figuras 17 a 20 muestran otra forma de realización preferida de la invención.

Las figuras 17 y 18 describen un dispositivo preferido de la invención con dos aberturas de aplicación de partículas, que muestran en cada caso una cuchilla recubridora (06) y un soporte de cuchilla recubridora (05) con corredera de ajuste de intersticio (19) desplazable en la dirección (20), estando también representado el ángulo de cuchilla (14) que puede lograrse mediante cuchillas recubridoras (11) intercambiables.

Las figuras 17 y 18 describen un silo para alojar el material particulado que va a procesarse, que consta de dos cámaras y está suspendido de una articulación, preferentemente una articulación de cuerpo sólido, pendularmente en un soporte de recubridor. Las cámaras están dispuestas a ambos lados de la articulación y son preferentemente simétricas entre sí, discurriendo el plano de simetría preferentemente en perpendicular exactamente a través de la articulación. En el extremo inferior de cada cámara de silo están colocadas, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, una unidad de cuchilla recubridora formada por un soporte de cuchilla recubridora con o sin elementos de consolidación y una cuchilla recubridora, así como una corredera de ajuste de intersticio desplazable perpendicularmente. A este respecto, las dos unidades de cuchilla recubridora están dispuestas a la misma altura y simétricamente entre sí, y el plano de simetría de esta disposición preferentemente se sitúa exactamente bajo la articulación y alineado con esta. Las correderas de ajuste de intersticio preferentemente también están dispuestas simétricamente a este plano de simetría y las correderas de ajuste de intersticio están colocadas encima de las cuchillas recubridoras. A este respecto, una corredera de ajuste de intersticio forma, con la cuchilla recubridora que se encuentra debajo, un intersticio de obturación horizontal, que puede dimensionarse mediante el desplazamiento perpendicular de la corredera de ajuste de intersticio, y los intersticios de obturación están orientados el uno hacia el otro. Las correderas de ajuste de intersticio pueden activarse de manera automatizada independientemente una de otra con ayuda de elementos actuadores, para cerrar y abrir los intersticios de obturación. Las unidades de cuchilla recubridora también pueden estar realizadas de tal modo que las unidades de cuchilla recubridora o las cuchillas recubridoras puedan intercambiarse para el ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción. El ajuste angular tiene lugar tal como se describió anteriormente.

Las figuras 19 y 20 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización preferida de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

Si se hace oscilar el silo, la energía introducida de esta manera reduce el ángulo de reposo natural del material particulado. En este estado, una corredera de ajuste de intersticio está cerrada y la otra abierta. El material particulado fluye a través del intersticio de obturación desde la cámara de la corredera de ajuste de intersticio abierta sobre el campo de construcción, y el flujo de material particulado desde la cámara opuesta se impide mediante la corredera de ajuste de intersticio cerrada. Mientras tanto, el recubridor se mueve en la dirección del intersticio de obturación abierto a lo largo del campo de construcción, la cuchilla recubridora bajo el intersticio extiende el material particulado que sale y lo alisa.

La figura 20 representa cómo están abiertas y cerradas las correderas de ajuste de intersticio (23, 24) conforme a la dirección de desplazamiento y cómo se aplica un correspondiente grosor de capa (15) y se genera el ángulo de cuchilla (14) mediante basculación de la unidad.

Las figuras 21 a 24 muestran otra forma de realización preferida de la invención.

Las figuras 21 y 22 describen un dispositivo preferido de la invención, que es una variación del dispositivo de la figura 17.

Las figuras 21 y 22 describen un silo para alojar el material particulado que va a procesarse, que consta de dos cámaras y está suspendido de una articulación, preferentemente una articulación de cuerpo sólido, pendularmente en un soporte de recubridor. Las cámaras están dispuestas a ambos lados de la articulación y son preferentemente simétricas entre sí, discurriendo el plano de simetría preferentemente en perpendicular exactamente a través de la articulación. En el extremo inferior de cada cámara de silo están colocadas, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, una unidad de cuchilla recubridora formada por un soporte de cuchilla recubridora con o sin elementos de consolidación y una cuchilla recubridora, así como una corredera de ajuste de intersticio desplazable. A este respecto, las dos unidades de cuchilla recubridora están dispuestas a la misma altura y simétricamente entre sí y el plano de simetría de esta disposición se sitúa exactamente bajo la articulación y alineado con esta. Las correderas de ajuste de intersticio también están dispuestas simétricamente a este plano de simetría, y las correderas de ajuste de intersticio están dispuestas de tal modo que forman, con en cada caso un lado longitudinal de la cuchilla recubridora, un intersticio de salida perpendicular o casi perpendicular, que puede dimensionarse en su tamaño mediante el desplazamiento de la corredera de ajuste de intersticio asociada. Las correderas de ajuste de intersticio pueden activarse de manera automatizada independientemente una de otra con ayuda de elementos actuadores, para cerrar y abrir los intersticios de salida. Los lados de las dos cuchillas recubridoras que forman, con las correderas de ajuste de intersticio, los intersticios de salida están orientados el uno hacia el otro. Las unidades de cuchilla recubridora también pueden estar realizadas de tal modo que las unidades de cuchilla recubridora o las cuchillas recubridoras puedan intercambiarse para el ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción. A continuación se efectúa el ajuste del ángulo de cuchilla tal como ya se describió anteriormente.

Las figuras 23 y 24 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización preferida de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

Si se hace oscilar el silo, el material particulado fluye a través del intersticio de salida desde la cámara de la corredera de ajuste de intersticio abierta sobre el campo de construcción, y el flujo de material particulado desde la cámara opuesta se impide mediante la corredera de ajuste de intersticio cerrada. Mientras tanto, el recubridor se mueve a lo largo del campo de construcción de tal modo que la cuchilla recubridora que sigue al intersticio de salida extiende el material particulado que sale y lo alisa.

Las figuras 25 a 28 muestran otra forma de realización preferida de la invención.

Las figuras 25 y 26 describen un dispositivo preferido de la invención, que representa igualmente una variación del dispositivo de las figuras 17 y 21, en donde, en particular, la orientación del intersticio de salida está realizada en dirección horizontal o vertical y las demás piezas constructiva se han adaptado de manera correspondiente a ello.

Las figuras 25 y 26 describen dos silos para alojar el material particulado que va a procesarse, los cuales están suspendidos en cada caso de una articulación, preferentemente una articulación de cuerpo sólido, pendularmente en un soporte de recubridor. Los silos están suspendidos preferentemente de manera simétrica entre sí en el soporte de recubridor, siendo el plano de simetría preferentemente el plano central del soporte de recubridor. En el extremo inferior de cada uno de los silos están colocadas, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, una unidad de cuchilla recubridora formada por un soporte de cuchilla recubridora con o sin elementos de consolidación y una cuchilla recubridora, así como una corredera de ajuste de intersticio desplazable perpendicularmente. A este respecto, las dos unidades de cuchilla recubridora están dispuestas a la misma altura y simétricamente entre sí, y el plano de simetría de esta disposición es el plano central del soporte de recubridor, estando dispuestas las correderas de ajuste de intersticio preferentemente también simétricamente a este plano de simetría y estando colocadas las correderas de ajuste de intersticio encima de las cuchillas recubridoras. Una corredera de ajuste de intersticio forma, con la cuchilla recubridora que se encuentra debajo, un intersticio de obturación horizontal, que puede dimensionarse mediante el desplazamiento perpendicular de la corredera de ajuste de intersticio. Los intersticios de obturación están orientados el uno hacia el otro, y las correderas de ajuste de intersticio pueden activarse de manera automatizada independientemente una de otra con ayuda de elementos actuadores, para cerrar y abrir los intersticios de obturación. Cada silo puede hacerse oscilar pendularmente alrededor de la articulación a la que está sujeto. A este respecto, la fuente que provoca la oscilación para ambos silos puede ser la misma. Opcionalmente, cada silo puede tener una fuente propia para provocar la oscilación. El ajuste angular tiene lugar tal y como ya se ha descrito.

Las figuras 27 y 28 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización preferida de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

Si ambos silos se hacen oscilar por la misma fuente, la corredera de ajuste de intersticio de un silo se cierra y la del otro silo se abre. Si solo se hace oscilar un silo por su fuente de oscilación propia, la corredera de ajuste de intersticio de ese silo se abre, y la corredera de ajuste de intersticio del silo que no se hace oscilar puede estar o abierta o cerrada. El material particulado fluye a través del intersticio de obturación desde el silo que se hace oscilar con la corredera de ajuste de intersticio abierta sobre el campo de construcción, y el flujo de material particulado desde el otro silo se impide o bien por la corredera de ajuste de intersticio cerrada o bien por la no oscilación o bien por ambas cosas al mismo tiempo. Mientras tanto, el recubridor se mueve en la dirección del intersticio de obturación abierto a lo largo del campo de construcción, la cuchilla recubridora bajo el intersticio extiende el material particulado que sale y lo alisa.

La figura 27 representa, a su vez, una obturación de cono de reposo (16) cuyo efecto de obturación puede anularse mediante vibración y generación de oscilación.

Las figuras 29 a 32 muestran otra forma de realización preferida de la invención.

Las figuras 29 y 30 describen un dispositivo preferido de la invención, que representan igualmente una variación del dispositivo de las figuras 17, 21 y 25.

Las figuras 29 y 30 describen dos silos para alojar el material particulado que va a procesarse, los cuales están suspendidos en cada caso de una articulación, preferentemente una articulación de cuerpo sólido, pendularmente en un soporte de recubridor. Los silos están suspendidos preferentemente de manera simétrica entre sí en el soporte de recubridor, siendo el plano de simetría preferentemente el plano central del soporte de recubridor. En el extremo inferior de cada uno de los silos están colocadas, discurriendo transversalmente a la dirección de recubrimiento, una unidad de cuchilla recubridora formada por un soporte de cuchilla recubridora con o sin elementos de consolidación y una cuchilla recubridora, así como una corredera de ajuste de intersticio desplazable. A este respecto, las dos unidades de cuchilla recubridora están dispuestas a la misma altura y simétricamente entre sí. El plano de simetría de esta disposición es preferentemente el plano central del soporte de recubridor, y las correderas de ajuste de intersticio también están dispuestas preferentemente de manera simétrica a este plano de simetría. Las correderas de ajuste de intersticio están dispuestas de tal modo que forman, con en cada caso un lado longitudinal de una cuchilla recubridora, un intersticio de salida perpendicular o casi perpendicular, que puede dimensionarse en su tamaño mediante el desplazamiento de la corredera de ajuste de intersticio asociada y las correderas de ajuste de intersticio pueden activarse de manera automatizada independientemente una de otra con ayuda de elementos actuadores, para cerrar y abrir los intersticios de salida. Los lados de las dos cuchillas recubridoras que forman, con las correderas de ajuste de intersticio, los intersticios de salida están orientados el uno hacia el otro. Las unidades de cuchilla recubridora también pueden estar realizadas de tal modo que las unidades de cuchilla recubridora o las cuchillas recubridoras puedan intercambiarse para el ajuste del ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción. Cada silo puede hacerse oscilar pendularmente alrededor de la articulación a la que está sujeto. A este respecto, la fuente que provoca la oscilación para ambos silos puede ser la misma. Opcionalmente, cada silo puede tener una fuente propia para provocar la oscilación. Si las unidades de cuchilla recubridora no están realizadas de manera intercambiable para ajustar el ángulo de cuchilla, el sistema completo puede hacerse bascular en el ángulo correspondiente para ajustar el ángulo entre la parte inferior de la cuchilla y el campo de construcción. Esto sucede tal y como ya se ha descrito. Al cambiar la dirección de recubrimiento, se bascula el sistema completo de manera correspondiente en la otra dirección.

Las figuras 31 y 32 muestran el modo de funcionamiento de esta forma de realización preferida de la invención, en donde se recubre en dos direcciones de desplazamiento, es decir, se aplica material particulado en una dirección y en una dirección contraria sobre el campo de construcción.

Si ambos silos se hacen oscilar por la misma fuente, la corredera de ajuste de intersticio de un silo se cierra y la del otro silo se abre. Si solo se hace oscilar un silo por su fuente de oscilación propia, la corredera de ajuste de intersticio de ese silo se abre, y la corredera de ajuste de intersticio del silo que no se hace oscilar puede estar o abierta o cerrada. El material particulado fluye a través del intersticio de salida desde el silo que se hace oscilar con la corredera de ajuste de intersticio abierta sobre el campo de construcción, y el flujo de material particulado desde el otro silo se impide o bien por la corredera de ajuste de intersticio cerrada o bien por la no oscilación o bien por ambas cosas al mismo tiempo. Mientras tanto, el recubridor se mueve a lo largo del campo de construcción de tal modo que la cuchilla recubridora que sigue al intersticio de salida del silo que se hace oscilar extiende el material particulado que sale y lo alisa. El ajuste angular tiene lugar tal y como ya se ha descrito. Al cambiar la dirección de recubrimiento o bien se cierra la corredera de ajuste de intersticio abierta y se abre la otra corredera de ajuste de intersticio, o bien el silo que no se hacía oscilar hasta ese momento se hace oscilar y el silo que se hacía oscilar hasta ese momento deja de hacerse oscilar, o bien ambas cosas, y el sistema completo bascula correspondientemente en la otra dirección.

Descripción detallada de la Invención

De acuerdo con la invención, un objetivo en el que se basa la solicitud se soluciona por que se proporciona un dispositivo que presenta medios que permiten aplicar material particulado en dos direcciones sin recorridos en vacío.

A continuación se explican en primer lugar algunos conceptos de la invención.

"Pieza moldeada en 3D", "cuerpo moldeado" o "pieza constructiva" en el sentido de la invención son todos objetos tridimensionales producidos mediante el método de acuerdo con la invención o/y el dispositivo de acuerdo con la invención, que presentan una estabilidad de forma.

"Espacio de construcción" es el lugar geométrico en el que crece el apilamiento de material particulado durante el proceso de construcción mediante recubrimiento repetido con material particulado o que es recorrido por el apilamiento en caso de aplicar principios de continuidad. Por lo general, el espacio de construcción está delimitado por un fondo, la plataforma de construcción, por paredes y por una superficie de cubierta abierta, el plano de construcción. En caso de aplicar principios de continuidad, por lo general hay una cinta transportadora y paredes laterales delimitadoras. El espacio de construcción también puede estar diseñado mediante una denominada caja de trabajo (jobbox), que representa una unidad que puede desplegarse en el dispositivo y replegarse fuera del mismo y que permite una producción por tandas, replegándose una caja de trabajo una vez concluido el proceso y pudiendo desplegarse inmediatamente una nueva caja de trabajo en el dispositivo, de modo que aumente el volumen de producción y, por tanto, el rendimiento del dispositivo.

Como "materiales particulados" o "materiales de construcción en forma de partículas" o "materiales de construcción" pueden usarse todos los materiales conocidos para la impresión 3D basada en polvo, en particular polímeros, cerámicas y metales. El material particulado es preferentemente un polvo seco de flujo libre, aunque también puede usarse un polvo cohesivo resistente al corte o un líquido cargado con partículas. En el presente documento se usan material particulado y polvo como sinónimos.

La "aplicación de material particulado" es la operación en la que se crea una capa definida de polvo. Esto puede tener lugar o bien sobre la plataforma de construcción o bien sobre un plano inclinado con respecto a una cinta transportadora en caso de aplicarse principios de continuidad. La aplicación de material particulado también se llama, en lo sucesivo, "recubrimiento" o "recoating".

También puede tener lugar una "aplicación de líquido selectiva", en el sentido de la invención, tras cada aplicación de material particulado o en función de las necesidades del cuerpo moldeado y para optimizar la producción del cuerpo moldeado, de manera regular, por ejemplo varias veces, con respecto a una aplicación de material particulado. A este respecto, se imprime una imagen seccional a través del cuerpo deseado.

Como "dispositivo" para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención puede usarse cualquier dispositivo de impresión 3D conocido, que incluya las piezas constructivas requeridas. Componentes habituales incluyen recubridor, campo de construcción, medios para el desplazamiento del campo de construcción o de otras piezas constructivas en desplazamiento continuo, dispositivos de dosificación y medios de calentamiento e irradiación y otras piezas constructivas conocidas por el experto en la técnica, que no se explican por ello en más detalle en el presente documento.

El material constructivo se aplica siempre en una "capa definida" o "grosor de capa" que se ajusta individualmente en función del material de construcción y las condiciones de método. Asciendo, por ejemplo, a de 0,05 a 0,5 mm, preferentemente a de 0,1 a 0,3 mm.

"Bascular" o "basculación" del silo significa el giro de la unidad de recubridor o del recubridor en la dirección de la dirección de desplazamiento, a fin de elevar la cuchilla recubridora (06) inactiva de manera que no entre en contacto con el campo de construcción (26) y, al mismo tiempo, establecer el ángulo correcto entre la cuchilla recubridora activa y el campo de construcción. La basculación también tiene lugar, por tanto, cíclicamente en coordinación con el cambio de dirección de desplazamiento.

"Ajuste angular" en el sentido de la invención es el ajuste del ángulo entre el campo de construcción y cada una de las dos cuchillas recubridoras. A este respecto, puede ajustarse un ángulo de -5° a 5°, preferentemente de -3° a 3°, aún más preferentemente de hasta -1° a 1 °.

"Recubridor" o "recoater" es la unidad mediante la cual se aplica el material particulado sobre el campo de construcción. Puede constar de un contenedor de aprovisionamiento de material particulado y una unidad de aplicación de material particulado, comprendiendo la unidad de aplicación de material particulado de acuerdo con la invención una abertura de aplicación de partículas y una cuchilla recubridora.

"Cuchilla oscilante" o "cuchilla recubridora" en el sentido de la invención es la pieza constructiva que nivela el material particulado aplicado.

Una "abertura de aplicación de partículas" en el sentido de la invención es la abertura mediante la cual se aplica el material particulado sobre el campo de construcción y que está diseñada en el sentido de la invención de tal modo que el recubridor puede aplicar material particulado sobre el campo de construcción en dos direcciones opuestas. La "abertura de aplicación de partículas" presenta al menos un intersticio de salida y uno o dos intersticios de obturación o dos intersticios de salida y dos intersticios de obturación. La "abertura de aplicación de partículas" puede formar una unidad con uno o dos silos de material particulado.

"Intersticio de salida" en el sentido de la invención es la abertura especial que entra en contacto directo con el campo de construcción, y que descarga el material particulado sobre el campo de construcción.

"Intersticio de obturación" en el sentido de la invención es una abertura en la que se obstaculiza la salida del material particulado del silo mediante la formación de un cono de reposo o la formación de puentes. En algunas manifestaciones de la invención, el intersticio de obturación puede cerrarse y abrirse de manera dirigida y controlada, para detener o poner en marcha el flujo de partículas. Un intersticio de obturación también puede ser al mismo tiempo un intersticio de salida.

"Elemento de ajuste de intersticio "o "Elemento de ajuste" en el sentido de la invención es un medio para controlar el diámetro del intersticio de obturación y el intersticio de salida.

Para aplicar el líquido de impresión se usan "cabezales de impresión" conocidos con tecnología adecuada. El líquido puede aplicarse selectivamente mediante uno o varios cabezales de impresión. Preferentemente pueden ajustarse el o los cabezales de impresión en su masa de goteo. El o los cabezales de impresión pueden aplicar selectivamente el líquido en una o ambas direcciones de desplazamiento. En el método se consigue que el material de construcción en forma de partículas se consolide selectivamente, preferentemente que se consolide y se sinterice selectivamente. Dentro del proceso de construcción se aplican cíclicamente material particulado y líquido de impresión. A este respecto, el campo de construcción se desciende en el grosor de capa seleccionado o se elevan las unidades de aplicación de manera correspondiente. Estas operaciones se repiten cíclicamente.

Los aspectos de la invención se describen más detalladamente a continuación.

La invención se refiere, en un aspecto, a un método para producir piezas moldeadas en 3D, teniendo lugar la aplicación de material particulado en dos direcciones de desplazamiento opuestas.

Con el método de acuerdo con la invención se palian al menos los problemas anteriormente expuestos o las desventajas del estado de la técnica o incluso se evitan por completo.

Otro aspecto de la invención es un dispositivo adecuado para llevar a cabo un método de acuerdo con la invención. Preferentemente, el dispositivo está caracterizado por una o dos cuchillas recubridoras y una o dos aberturas de aplicación de partículas, que preferentemente no presentan desgaste, y que pueden aplicar material particulado sobre el campo de construcción en al menos dos direcciones de desplazamiento sin recorridos en vacío.

Con el método de acuerdo con la invención y el dispositivo de acuerdo con la invención se ha encontrado una solución especialmente ventajosa para producir piezas moldeadas ahorrando tiempo y de manera muy ventajosa económicamente. A este respecto, mediante el modo de construcción del dispositivo de acuerdo con la invención ha podido conseguirse disminuir enormemente el número de recorridos en vacío o incluso evitarlos por completo. Por tanto, mediante la invención no solo ha sido posible imprimir selectivamente en varias direcciones, sino permitir el recubrimiento con material particulado de manera bidimensional. De este modo puede lograrse ahora que tanto el recubridor como los cabezales de impresión puedan aplicar material particulado o líquido de impresión en varias direcciones. De este modo ha podido lograrse una paralelización de las etapas de trabajo, que permiten incrementos de rendimiento del método del 100 % y más. De este modo se logran ventajas en muchos sentidos. En particular, se incrementa significativamente el rendimiento volumétrico por unidad de tiempo con ayuda del dispositivo y del método de acuerdo con la invención.

El objetivo en el que se basa la solicitud se soluciona mediante el método de acuerdo con la reivindicación 1 de la presente solicitud.

A este respecto, el recubridor puede desplazarse secuencialmente en al menos dos direcciones y, durante el desplazamiento, aplicar en cada caso material particulado sobre un campo de construcción y estas etapas pueden repetirse hasta que se produce la pieza moldeada deseada.

En el método de acuerdo con la invención, el recubridor se desplaza en una primera dirección a lo largo del campo de construcción y desde la abertura de aplicación de partículas se aplica material particulado en una capa sobre el campo de construcción en una dirección, se llevan a cabo etapas adicionales conocidas para la construcción en capas y para la consolidación selectiva, a continuación el recubridor se desplaza en una segunda dirección a lo largo del campo de construcción y desde la abertura de aplicación de partículas se aplica material particulado en una capa adicional sobre el campo de construcción en una segunda dirección, se llevan a cabo de nuevo etapas adicionales conocidas para la construcción en capas y para la consolidación selectiva, estas etapas se repiten hasta que se haya creado la pieza moldeada y, dado el caso, siguen etapas de método adicionales.

En el método de acuerdo con la invención, las aberturas de aplicación de partículas están diseñadas de tal modo que el material particulado se aplica hacia abajo o lateralmente sobre el campo de construcción.

En el método de acuerdo con la invención, la abertura de aplicación de partículas presenta preferentemente un intersticio de salida y dos intersticios de obturación.

En el método de acuerdo con la invención, la abertura de aplicación de partículas es alimentada con material particulado preferentemente por uno o varios silos de partículas.

Con el método de acuerdo con la invención, el material particulado se aplica sobre el campo de construcción, haciendo oscilar, durante el desplazamiento, con medios adecuados, por ejemplo una excéntrica, en cada caso una cuchilla recubridora destinada a aplicar material particulado sobre el campo de construcción y de este modo se aplica el material particulado sobre el campo de construcción.

En el método de acuerdo con la invención, el recubridor puede usarse de manera que pueda bascular lateralmente y de este modo puede ajustarse un ángulo predeterminado entre la cuchilla recubridora y el campo de construcción.

El ángulo puede ajustarse a de -5° a 5°, preferentemente a de -1 a 1°.

En el método de acuerdo con la invención, el ángulo se ajusta adecuadamente y el ángulo se ajusta según se requiera para el método. En una forma de realización preferida, el ajuste angular tiene lugar mediante una basculación alrededor de un eje de giro, que representa el eje que resulta de la intersección de la abertura de aplicación de partículas central y las partes inferiores de las cuchillas recubridoras.

La basculación puede tener lugar, a este respecto, mediante elementos actuadores.

En el método de acuerdo con la invención, durante el desplazamiento del recubridor y la descarga del material particulado, la cuchilla recubridora barre el campo de construcción y al hacerlo el material particulado se nivela.

En otro aspecto, la invención se refiere a un dispositivo para producir piezas moldeadas en 3D, que presenta i. al menos un recubridor (25) con dos cuchillas recubridoras (06) y una abertura de aplicación de partículas que comprende uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08), ii. al menos un cabezal de impresión, iii. al menos un silo (27) para material particulado, iv. elemento de ajuste de intersticio (09, 19, 23, 24) o una pared de silo (04) desplazable y v. un campo de construcción (26), en donde la abertura de aplicación de partículas está dispuesta esencialmente en horizontal o vertical o el dispositivo presenta una unidad de recubridor que comprende vi. uno o dos silos (27), vii. dos aberturas de aplicación de partículas esencialmente horizontales o verticales y dos cuchillas recubridoras (06), así como viii. al menos un cabezal de impresión, ix. uno o dos medios para generar oscilaciones y x. un campo de construcción (26), y en donde la o las aberturas de aplicación de partículas, que preferentemente comprenden uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08), son opcionalmente conmutables.

La abertura de aplicación de partículas preferentemente está colocada esencialmente en el extremo inferior del o de los silos.

El o los silos o/y las aberturas de aplicación de partículas y cuchillas recubridoras pueden oscilar con medios adecuados alrededor de un eje y pudiendo ajustarse un ángulo de -5° a 5° entre el campo de construcción y cada una de las dos cuchillas recubridoras.

En el dispositivo de acuerdo con la invención, el o los silos, las aberturas de aplicación de partículas y las cuchillas recubridoras pueden bascular y/o ajustarse con medios adecuados individualmente alrededor de un eje. Preferentemente, cada cuchilla recubridora está acoplada independientemente con un medio para generar oscilaciones.

El intersticio de obturación y el intersticio de salida se adaptan adecuadamente a los requisitos del material particulado usado, preferentemente pueden ajustarse mediante elemento de ajuste de intersticio a una anchura de 5 a 0 mm, preferentemente de 3 a 1 mm.

En un dispositivo preferido, los componentes de dispositivo pueden estar dispuestos de tal modo que en cada caso una cuchilla recubridora y/o el silo pueden efectuar una oscilación.

Preferentemente, el dispositivo está diseñado de tal modo que la oscilación presenta componentes verticales o/y horizontales o/y tiene lugar esencialmente a modo de movimiento giratorio.

En el dispositivo de acuerdo con la invención, la unidad formada por silos, aberturas de aplicación de partículas, cuchillas recubridoras y medios para generar oscilaciones puede desplazarse en dos direcciones opuestas y en ambas direcciones es posible una aplicación de material particulado.

En otro aspecto más, la invención se refiere a un dispositivo de impresión 3D, que presenta una unidad de recubrimiento con partículas para producir piezas moldeadas en 3D, que presenta i. una o dos aberturas de aplicación de partículas, que están dispuestas esencialmente en horizontal o vertical, que comprenden uno o dos intersticios de salida (07) y, dado el caso, uno o dos intersticios de obturación (08) o/y uno o dos elementos de ajuste de intersticio (19), ii. dos cuchillas recubridoras (06), iii. uno o dos silos de material particulado, iv. uno o dos medios para generar oscilaciones, y en donde la unidad de recubrimiento con partículas presenta un medio mediante el cual puede bascular en un ángulo.

Tal unidad de recubrimiento con partículas puede combinarse con dispositivos de impresión 3D conocidos e integrarse en los mismos.

En una forma de realización preferida, en la unidad de recubrimiento con partículas las dos cuchillas recubridoras (06) están realizadas como una pieza constructiva (21).

Lista de referencias

1 soporte de recubridor

2 articulación, preferentemente articulación de cuerpo sólido

3 elemento de apriete

4 pared de silo (contenedor de aprovisionamiento de partículas)

5 soporte de cuchilla recubridora

6 cuchilla recubridora

7 intersticio de salida (abertura de aplicación de partículas)

8 intersticio de obturación

9 elemento de ajuste de intersticio

10 dirección de movimiento del elemento de ajuste de intersticio

11 cuchillas recubridoras intercambiables para ajustar el ángulo de cuchilla con respecto al campo de construcción (opcional)

12 relleno de material particulado

12' material particulado

13 dirección de movimiento del recubridor

13' una primera dirección

13" una segunda dirección

14 ángulo de cuchilla (ángulo)

15 grosor de capa de la capa de material particulado aplicada

16 obturación de cono de reposo

17 obturación de puente

18 elemento de consolidación

19 corredera de ajuste de intersticio (elemento de ajuste de intersticio)

20 dirección de movimiento de la corredera de ajuste de intersticio

21 sistema de cuchillas formado por una pieza constructiva

22 dirección de movimiento de la pared de silo desplazable con soporte de cuchilla recubridora y cuchilla recubridora

corredera de ajuste de intersticio abierta corredera de ajuste de intersticio cerrada recubridor (recoater)

campo de construcción

silo (silo de partículas, silo de material particulado)

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Método de impresión 3D para producir piezas moldeadas en 3D mediante la tecnología de aplicación de capas, en donde se usa un recubridor (25) que presenta dos cuchillas recubridoras (06) y una abertura de aplicación de partículas o dos cuchillas recubridoras (06) y dos aberturas de aplicación de partículas, o una cuchilla recubridora (06) y dos aberturas de aplicación de partículas, en donde el recubridor presenta uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08) y elemento de ajuste de intersticio (9, 19, 23, 24); o uno o dos intersticios de salida (07) y una pared de silo (04) desplazable y se llevan a cabo etapas adicionales conocidas para la construcción en capas y para la consolidación selectiva, estas etapas se repiten hasta que se haya creado la pieza moldeada y a continuación siguen, dado el caso, etapas de método adicionales.

2. Método de impresión 3D según la reivindicación 1, en donde, en el recubridor, para la dosificación del material particulado, las aberturas de aplicación de partículas se cierran y se abren con una obturación de cono de reposo (16) o mediante correderas de ajuste de intersticio (19, 23, 24) o pared de silo (04) desplazable.

3. Método de impresión 3D según la reivindicación 1 ó 2.

en donde el recubridor (25) se desplaza secuencialmente en dos direcciones (13) y, durante el desplazamiento, aplica en cada caso material particulado (12') sobre un campo de construcción (26) y estas etapas pueden repetirse, preferentemente

en donde el recubridor (25) se desplaza en una primera dirección (13) a lo largo del campo de construcción (26) y desde la abertura de aplicación de partículas se aplica material particulado (12') en una capa sobre el campo de construcción (26) en una dirección (13'), se llevan a cabo etapas adicionales conocidas para la construcción en capas y para la consolidación selectiva, a continuación el recubridor (25) se desplaza en una segunda dirección (13") a lo largo del campo de construcción (26) y desde la abertura de aplicación de partículas se aplica material particulado (12'), en una capa adicional, sobre el campo de construcción (26) en una segunda dirección (13").

4. Método de impresión 3D según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde las aberturas de aplicación de partículas están diseñadas de tal modo que el material particulado (12') se aplica hacia abajo o lateralmente sobre el campo de construcción.

5. Método de impresión 3D según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde la abertura de aplicación de partículas presenta un intersticio de salida (07) y dos intersticios de obturación (08) o/y

en donde la abertura de aplicación de partículas es alimentada con material particulado (12') por uno o varios silos de partículas (27).

6. Método de impresión 3D según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde el material particulado (12') se aplica sobre el campo de construcción (26), haciendo oscilar, durante el desplazamiento, con medios adecuados, por ejemplo una excéntrica, en cada caso una cuchilla recubridora (06) y aplicándose así el material particulado (12') sobre el campo de construcción (26).

7. Método de impresión 3D según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde el recubridor (25) puede bascular lateralmente y se ajusta así un ángulo (14) predeterminado entre la cuchilla recubridora (06) y el campo de construcción (26), preferentemente

en donde el ángulo (14) se ajusta a de -5 a 5°.

8. Método de impresión 3D según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde la basculación tiene lugar alrededor de un eje de giro, que representa el eje que resulta de la intersección de la abertura de aplicación de partículas central y las partes inferiores de las cuchillas recubridoras o/y en donde la basculación tiene lugar mediante elementos actuadores.

9. Método de impresión 3D según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde, durante el desplazamiento del recubridor (25) y la descarga del material particulado (12'), la cuchilla recubridora (06) barre el campo de construcción (26) y nivela el material particulado (12').

10. Dispositivo de impresión 3D para producir piezas moldeadas en 3D, que presenta i. al menos un recubridor (25) con dos cuchillas recubridoras (06) y una abertura de aplicación de partículas que comprende uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08), ii. al menos un cabezal de impresión, iii. al menos un silo (27) para material particulado, iv. elemento de ajuste de intersticio (9, 19, 23, 24) o una pared de silo (04) desplazable y v. un campo de construcción (26), en donde la abertura de aplicación de partículas está dispuesta esencialmente en horizontal o vertical o el dispositivo presenta una unidad de recubridor que comprende vi. uno o dos silos (27), vii. dos aberturas de aplicación de partículas esencialmente horizontales o verticales y dos cuchillas recubridoras (06), así como viii. al menos un cabezal de impresión, ix. uno o dos medios para generar oscilaciones y x. un campo de construcción (26), y en donde la o las aberturas de aplicación de partículas, que preferentemente comprenden uno o dos intersticios de salida (07) y uno o dos intersticios de obturación (08), son opcionalmente conmutables.

11. Dispositivo de impresión 3D según la reivindicación 10, en donde la o las aberturas de aplicación de partículas están colocadas esencialmente en el extremo inferior del o de los silos (27), preferentemente

en donde el o los silos (27) o/y las aberturas de aplicación de partículas y cuchillas recubridoras (06) pueden bascular con medios adecuados alrededor de un eje y puede ajustarse un ángulo (14) de 0,1 a 5° entre el campo de construcción (26) y cada una de las dos cuchillas recubridoras (06).

12. Dispositivo de impresión 3D según la reivindicación 10, en donde el o los silos (27), las aberturas de aplicación de partículas y las cuchillas recubridoras (06) pueden bascular y/o ajustarse con medios adecuados individualmente alrededor de un eje.

13. Dispositivo de impresión 3D según la reivindicación 10, en donde cada cuchilla recubridora (06) está acoplada independientemente con un medio para generar oscilaciones, preferentemente

en donde el intersticio de obturación (08) y el intersticio de salida (07) pueden ajustarse mediante elemento de ajuste de intersticio (19) a una anchura de 5 a 0 mm, preferentemente de 3 a 1 mm.

14. Dispositivo de impresión 3D según la reivindicación 10, en donde los componentes de dispositivo están dispuestos de tal modo que en cada caso una cuchilla recubridora (06) y/o el silo (27) puede efectuar una oscilación.

15. Dispositivo de impresión 3D según la reivindicación 10, en donde la oscilación presenta componentes verticales o/y horizontales o/y tiene lugar esencialmente a modo de movimiento giratorio, preferentemente en donde la unidad formada por silos (27), aberturas de aplicación de partículas, cuchillas recubridoras (06) y medios para generar oscilaciones puede desplazarse en dos direcciones (13', 13") opuestas y en ambas direcciones (13) es posible una aplicación de material particulado (12').

16. Dispositivo de impresión 3D según la reivindicación 10, que presenta una unidad de recubrimiento con partículas para producir piezas moldeadas en 3D, que presenta i. una o dos aberturas de aplicación de partículas, que están dispuestas esencialmente en horizontal o vertical, que comprenden uno o dos intersticios de salida (07) y, dado el caso, uno o dos intersticios de obturación (08) o/y uno o dos elementos de ajuste de intersticio (19), ii. dos cuchillas recubridoras (06), iii. uno o dos silos de material particulado, iv. uno o dos medios para generar oscilaciones, y en donde la unidad de recubrimiento con partículas presenta un medio mediante el cual puede bascular en un ángulo, preferentemente

en donde las dos cuchillas recubridoras (06) están realizadas como una pieza constructiva (21).