ES2916080T3

ES2916080T3 - Procedimiento para la fabricación de objetos en 3D

Info

Publication number: ES2916080T3
Application number: ES16717638T
Authority: ES
Inventors: Thomas Büsgen; Dirk Achten; Nicolas Degiorgio; Roland Wagner; Thomas Michaelis; Maria Beenen-Fuchs
Original assignee: Covestro Deutschland AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2036-04-21
Also published as: US20180104922A1; EP3285989A1; CN107438510B; WO2016170030A1; US10806208B2; CN107438510A; EP3285989B1

Abstract

Procedimiento de fabricación de un objeto tridimensional cuya superficie exterior comprende al menos una sección de superficie que se genera produciendo primero una sección de superficie de forma bidimensional sobre una placa base plana (5) mediante un procedimiento de fabricación aditiva, que comprende los siguientes pasos: I) aplicación de al menos un polímero curable o de una resina de reacción curable, cada uno de los cuales tiene un módulo de Young según la norma DIN53504, a fecha de 18.04.2015, en estado curado de < 250 MPa, en forma fluida como bandas de material sobre una placa base plana (5) mediante un procedimiento de conformación de capas para producir una primera capa (6); II) aplicación de una segunda capa (7) sobre la primera capa (6) por medio del mismo procedimiento de formación de capas que en el paso I); III) aplicación opcional de 1 a 48 capas adicionales según la etapa II), aplicando en cada caso una nueva capa sobre la respectiva capa anterior; IV) curado de las capas; V) separación de la sección de superficie curada de la placa base plana (5); VI) conformación de la sección de superficie curada en un objeto tridimensional doblando la sección de superficie bidimensional, doblando la sección de superficie bidimensional, dando forma mediante la colocación de la sección de superficie bidimensional en una horma, termoformando en presencia de al menos un polímero termoformable en una sección de superficie bidimensional, o una combinación de los procedimientos de conformación anteriores; y VII) fijación del objeto tridimensional mediante soldadura, pegado, engrapado, sujeción con garras, clavado, remachado, cosido, sujetado con alfileres, ajuste a presión o una combinación de los mismos de al menos una superficie parcial del objeto tridimensional a al menos otra superficie parcial del objeto tridimensional.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la fabricación de objetos en 3D

Procedimiento de fabricación de objetos 3D

En particular, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de cuerpos tridimensionales, en el que componentes plásticos planos, que se fabrican usando procedimientos comunes de prototipado rápido (fabricación aditiva), se convierten posteriormente en objetos tridimensionales. Los componentes plásticos planos de este tipo se pueden usar, por ejemplo, en la fabricación de material para zapatos o ropa.

Los componentes estructurados en capas y los procedimientos para su fabricación se conocen como fabricación aditiva o procedimientos de fabricación generativa (también llamados prototipado rápido, fabricación rápida, utillaje rápido, fabricación aditiva). Ejemplos de procedimientos de este tipo son el sinterizado selectivo por láser o la impresión tridimensional, tal como se describe, por ejemplo, en los documentos WO 00/26026, DE 10 2004 014 80, DE 102007009277, WO/2014/015037, WO 2014/100462 o EP 2930009.

Otros procedimientos y dispositivos generativos para la fabricación de componentes tridimensionales son conocidos, por ejemplo, de los documentos EP 0429 196 A2, DE 9218423 U1, DE 19515165 C2 o DE 10127383.

Las plantillas personalizadas de la impresora 3D ya son conocidas y están disponibles comercialmente, por ejemplo, en Sols (http://www.sols.com) y en r S Print (http://www.rsprint.be).

El documento WO 2014/100462 describe un procedimiento para fabricar mediante impresión 3D una suela personalizada de un zapato.

El documento WO2014/100462 también da a conocer un procedimiento para fabricar un objeto tridimensional cuya superficie exterior comprende al menos una sección de superficie que se obtiene produciendo primero una sección de superficie en forma bidimensional en una placa base plana mediante un procedimiento de fabricación aditiva, que comprende los siguientes pasos: Aplicación de al menos un polímero curable; aplicación de una segunda capa sobre la primera mediante el mismo procedimiento de conformación de capas; curado de las capas; desprendimiento de la sección de superficie curada de la placa base plana y conformación de la sección de superficie curada dando un objeto tridimensional, por ejemplo, por medio del doblado de la sección de superficie bidimensional.

También existe la idea de fabricar zapatos enteros con una impresora 3D. Pero hasta ahora, siempre se ha intentado imprimir el zapato en su totalidad (véase, por ejemplo, http://3dshoes.com/, http://continuumfashion.com/shoes.php o http://recreus.com/en/15free-3d-models (de fecha 08.04.2015)).

El documento WO/2014/015037 describe un procedimiento para imprimir en 3D un objeto, en particular un zapato completo, que requiere la impresión en 3D de una suela y la impresión en 3D de una parte superior. Para ello, la parte superior del zapato se crea directamente como una impresión 3D acabada. Sin embargo, este procedimiento es tedioso y requiere una alta temperatura ambiente para poder procesar las múltiples capas de un objeto según el procedimiento descrito en el documento WO/2014/015037.

Es un objetivo de la invención superar las desventajas de la técnica anterior, al menos en cierta medida.

Es además un objetivo de la invención proporcionar un nuevo procedimiento, más rápido y simplificado, para la fabricación de objetos tridimensionales, tales como objetos con una gran superficie y un grosor reducido, tales como una parte superior de zapato, un corsé de soporte o un protector (por ejemplo, un protector de hombro, un protector de brazo, un protector de rodilla).

Descripción detallada

La invención se basa en la constatación de que, mediante procedimientos topológicos, muchos componentes con una gran superficie y un pequeño espesor de las paredes exteriores pueden convertirse matemáticamente en una forma continua, plana y "bidimensional". La topología de un objeto tridimensional puede producirse de forma sencilla en cada caso moldeando la forma bidimensional con una estructura adaptada individualmente.

La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un objeto tridimensional cuya superficie exterior comprende al menos una sección de superficie que se genera produciendo primero una sección de superficie en forma bidimensional sobre una placa base plana por medio de un procedimiento de fabricación aditiva (procedimiento de moldeo por acumulación de capas), que comprende los siguientes pasos:

I) Aplicación de al menos un polímero curable o de una resina de reacción curable, cada uno de los cuales tiene un módulo de Young (módulo de Young) en el estado curado de < 250 MPa, en forma fluida como bandas de material sobre una placa base plana mediante un procedimiento de moldeo por acumulación de capas para producir una primera capa;

II) Aplicar una segunda capa sobre la primera capa usando el mismo procedimiento de construcción de capas que en el paso I);

III) opcionalmente, aplicar de 1 a 48 capas adicionales según la etapa II), aplicando una nueva capa sobre cada una de las capas anteriores;

IV) Curado de las capas;

V) Separación de la sección de superficie curada de la placa base plana;

VI) Conformación de la lámina curada para dar un objeto tridimensional doblando la lámina bidimensional, plegando la lámina bidimensional, dando forma mediante la colocación de la lámina bidimensional en una horma, termoformción en presencia de al menos un polímero termoformable dando una lámina bidimensional, o una combinación de los procedimientos de conformación anteriores; y

VII) Fijación del objeto tridimensional mediante soldadura, pegado, enengrapado, engrapado, clavado, remachado, sujetado con alfileres, cosido, ajuste a presión o una combinación de los mismos de al menos una superficie parcial del objeto tridimensional a al menos otra superficie parcial del objeto tridimensional.

Una forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en la que el procedimiento de formación de capas es la fabricación de filamentos fundidos (FFF), la impresión por chorro de tinta o el chorro de fotopolímero.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que se usa el mismo polímero curable o resina reactiva curable en todas las capas.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que al menos una capa comprende otro polímero curable u otra resina reactiva curable.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que se usa al menos un polímero curable o una resina reactiva curable para aplicar una capa de materiales en forma de una mezcla fluida y curable.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que se usa al menos un polímero curable o una resina reactiva curable para aplicar una capa en forma de al menos dos mezclas diferentes de materiales fluidas y curables.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que se usa al menos un polímero curable o una resina de reacción curable para aplicar una capa de materiales en forma de una mezcla fluida y curable, respectivamente, en el que se usa al menos un polímero curable o una resina de reacción curable para aplicar una capa en forma de al menos dos mezclas de materiales fluidas y curables diferentes, en las que las mezclas de materiales contienen al menos una carga seleccionada del grupo que consiste en fibras de refuerzo seleccionadas de entre fibras de poliamida, fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras de aramida o partículas de refuerzo seleccionadas entre nanopolvos inorgánicos o cerámicos, polvos metálicos o polvos plásticos o negro de humo y pigmentos orgánicos e inorgánicos.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que el polímero de una composición fluida y curable para crear al menos una capa se selecciona de entre la silicona, el ^pV^cy el EVA, el PE, el PU y los TPE preferentes son el TPU o el TPV.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que el curado se realiza por enfriamiento de termoplásticos, por polimerización en frío o en caliente, por poliadición, policondensación, adición o condensación, o por radiación electromagnética o polimerización iniciada por calor.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que el curado se lleva a cabo mediante una fuente de luz UV o IR que sigue directamente a la boquilla de pulverización.

Según la invención, el conformado se realiza doblando la porción de lámina bidimensional, plegando la porción de lámina bidimensional, conformando mediante la colocación de la porción de lámina bidimensional en una horma, termoformando en presencia de al menos un polímero termoformable para dar una porción de lámina bidimensional.

Según la invención, la fijación se realiza mediante soldadura, pegado, enengrapado, engrapado, clavado, remachado, cosido, sujetado con alfileres, ajuste a presión o una combinación de los mismos de al menos una superficie parcial del objeto tridimensional según la invención con al menos otra superficie parcial del objeto tridimensional según la invención.

Otra forma de realización preferente se refiere a un procedimiento en el que el objeto tridimensional es la parte superior de un zapato.

Preferentemente, se aplican otros materiales, por ejemplo en forma de una capa intermedia tal como un textil o una lámina, a una de las capas aplicadas en los pasos I., II. o III. El textil puede tener la forma de una malla o de fibras, por ejemplo. Además, se prefiere integrar al menos un elemento adicional en la sección de superficie. La integración del al menos un elemento adicional se realiza preferentemente por inserción entre dos capas formadas en la etapa I., II. o III. Alternativa o adicionalmente, el al menos un elemento adicional puede estar dispuesto en la sección de superficie durante o después de su fabricación, extendiéndose en varias capas. Preferentemente, el elemento adicional se selecciona del grupo formado por un componente electrónico, un elemento decorativo, un elemento absorbente o una combinación de al menos dos de ellos. Ejemplos de un componente electrónico son las etiquetas RFID, las antenas, los sensores de presión, de aceleración, de temperatura o combinaciones de al menos dos de ellos. Ejemplos de elementos decorativos son los textiles impresos en color, los hologramas, las insignias metálicas o combinaciones de al menos dos de ellos. Ejemplos de un elemento absorbente son las espumas de plástico, como las espumas de poliuretano o de caucho, u otros polímeros absorbentes de líquidos, tales como el ácido poliacrílico o las poliacrilamidas. Preferentemente, los poros o huecos descritos a continuación con respecto a los procedimientos de los tres primeros aspectos se rellenan con material adicional. El relleno puede llevarse a cabo con uno o más de los mismos procedimientos o con uno o más de los descritos para la creación de la sección de superficie. Preferentemente, el relleno de los poros o de los huecos se realiza por el mismo procedimiento que el elegido en las etapas I), i) o I. respectivamente. Preferentemente, el relleno de los poros o de los huecos se realiza usando el mismo procedimiento y material que se usó para construir la capa que rodea el poro o el hueco.

Además, preferentemente, se pueden aplicar capas adicionales de un material adicional antes o después del moldeo. El material de las capas adicionales puede ser cualquier material que el experto considere adecuado para este fin. Preferentemente, los materiales son polímeros, en particular polímeros curables o resinas reactivas curables. Además, preferentemente, los polímeros curables o las resinas reactivas curables son los descritos para la primera capa del primer aspecto de la invención.

El término indefinido "uno" generalmente significa "al menos uno" en el sentido de "uno o más". El experto en la materia entiende, dependiendo de la situación, que no se debe entender el artículo indefinido sino el artículo definido "uno" en el sentido de "1" o que el artículo indefinido "uno" también incluye el artículo definido "uno" (1) en una realización.

Todas las formas de realización preferentes descritas en el presente documento pueden combinarse entre sí siempre que no contradigan las leyes de la naturaleza aplicables.

Procedimiento de impresión 3D

El término "fabricación aditiva" es conocido por la persona experta y es el término genérico en varios procedimientos para la fabricación rápida de componentes de muestra basados en los datos de construcción.

El término "procedimiento de formación de capas usando mezclas fluidas/fluibles y curables", tal y como se usa en el presente documento, se refiere preferentemente a FFF, pero también puede referirse a cualquier otro procedimiento de impresión 3D conocido que utilice mezclas fluidas y curables, tales como el chorro de fotopolímero (http://www.custompartnet.com/wu/jettedphotopolymer; de fecha 08/04/2015) o el procedimiento de impresión por chorro de tinta (http://www.custompartnet.com/wu/ink-jet-printing; de fecha 08/04/2015).

El término "Fused Filament Fabrication" (FFF; estratificación por fusión, a veces también denominada impresión por chorro de plástico (PJP)), tal como se usa en el presente documento, se refiere a un procedimiento de fabricación del campo de la fabricación aditiva por el que una pieza de trabajo se construye capa a capa a partir de un plástico fundible. La estructura esquemática de un procedimiento FFF se muestra en la Fig. 1. El plástico puede usarse con o sin otros aditivos, tales como las fibras. Las máquinas para FDM pertenecen a la clase de máquinas de las impresoras 3D. Este procedimiento se basa en la licuefacción mediante calentamiento de un material plástico o de cera en forma de alambre. El material se solidifica durante el procedimiento de enfriamiento final. El material se aplica por extrusión con una boquilla calefactora que puede moverse libremente en relación con un nivel de fabricación. El nivel de fabricación puede ser fijo y la boquilla puede moverse libremente o la boquilla es fija y la mesa de sustrato (con un nivel de fabricación) puede moverse, o bien se pueden mover ambos elementos, la boquilla y el nivel de fabricación. La velocidad a la que se pueden desplazar el sustrato y la boquilla pueden uno con respecto al otro está preferentemente en el intervalo de 1 a 60 mm/s. Dependiendo de la aplicación, el espesor de la capa está en el intervalo de 0,025 y 1,25 mm, el diámetro de salida del chorro de material (diámetro de salida de la boquilla) de la boquilla es normalmente de al menos 0,05 mm. En la fabricación de modelos capa a capa, las capas individuales se combinan para formar una pieza compleja. La construcción de un cuerpo suele hacerse bajando repetidamente un plano de trabajo, línea por línea (formando una capa) y luego "apilando" el plano de trabajo hacia arriba (formando al menos una capa más sobre la primera), de tal modo que se crea capa por capa una forma.

La boquilla está configurada preferentemente de tal manera que las cantidades de material puedan ser dispensadas de forma continua o en forma de gotas.

En el presente procedimiento según la invención, la boquilla se desplazada preferentemente sobre la placa base plana (cuando se deposita la primera capa) o sobre las capas ya depositadas a una distancia sobre las capas ya aplicadas, que equivale a de 0,3 veces a 1 veces, preferentemente de 0,3 veces a 0,9 veces, tal como de 0,3 veces a 0,8 veces, de 0,4 veces a 0,8 veces o de 0,5 veces a 0,8 veces, en relación con el diámetro del filamento de material a aplicar (diámetro de salida de la boquilla). Esta correlación entre la distancia del sustrato de la boquilla (el sustrato es la placa base plana o una capa ya aplicada) y el diámetro de salida de la boquilla garantiza que el material se presione sobre el sustrato con una determinada presión, creando así una mejor adhesión entre las capas de la sección de superficie resultante.

Las mezclas de materiales usadas en el procedimiento según la invención se calientan a por lo menos 60 °C (por encima de esta temperatura, por ejemplo, los adhesivos conocidos por el experto pueden hacerse fluidos) ligeramente por delante de la boquilla o en la boquilla. Otros materiales, tales como los termoplásticos (por ejemplo, el policarbonato (PC)) requieren temperaturas de hasta 300 °C para volverse fluidos. El experto conoce los intervalos de temperatura para hacer que los polímeros termoplásticos conocidos sean fluidos. Preferentemente, la temperatura de calentamiento de las mezclas de material licuadas, que también representa la temperatura de salida de las mezclas de material de la boquilla (temperatura de salida de la boquilla), está en el intervalo de 100 °C a 300 °C, más preferentemente en el intervalo de 150 °C a 260 °C.

En un procedimiento según la invención, se aplica una mezcla de material licuado a la placa base plana a través de la boquilla como una banda de material para crear una primera capa que consiste en bandas de material individuales paralelas entre sí, que consiste en una superficie continua de bandas de material interconectadas o que consiste en figuras en forma de panal u otras figuras geométricas formadas por bandas de material. La viscosidad de la mezcla de material después de salir de la boquilla como una banda de material es tan alta que la banda resultante no se desintegra completamente. El experto sabe qué viscosidades/diámetros de banda deben estar presentes en un procedimiento tal como FFF, fotopolímero por chorro o impresión mediante chorro de tinta.

Tal como se ha descrito en otro lugar, se prefiere que la banda de material se aplique en forma de gotas a la placa base o a una capa previamente aplicada. Los procedimientos especialmente adecuados para aplicar el polímero o la resina reactiva son el fotopolímero por chorro o la impresión por chorro de tinta.

Debido a la relación entre la distancia entre la boquilla y el sustrato y el diámetro del filamento (diámetro de salida de la boquilla), por medio del aplanamiento (y por lo tanto el ensanchamiento) del flujo de material que sale de la boquilla se puede producir de este modo una superficie continua al aplicar las bandas de material o las bandas de material que están separadas entre sí por superficies libres. Si la primera capa está formada por bandas de material sin contacto lateral y se aplica una segunda capa a la primera en el siguiente paso, debe haber puntos de contacto (por ejemplo, puntos cruzados) o superficies de contacto entre las dos superficies para garantizar la adhesión de las dos capas. En este caso, en un procedimiento según la invención, la superficie de una primera capa está definida por la segunda capa aplicada sobre la primera capa. En un caso en el que se ha aplicado una primera capa en forma de bandas de material mutuamente paralelas, y se ha aplicado una segunda capa sobre la primera capa, el valor del ángulo de orientación de la aplicación (cantidad de dirección de la aplicación) de las bandas de material de la segunda capa es t 0° en relación con la orientación de la aplicación de las bandas de material de la primera capa (por lo que se pueden formar poros a través de las dos capas), o la orientación de la aplicación de las bandas de material de la segunda capa es idéntica a la orientación de la aplicación de las bandas de material de la primera capa, pero las bandas de material de la segunda capa están desplazadas aproximadamente la mitad de una distancia, preferentemente la mitad de una distancia, en relación con la distancia entre los centros de las bandas de material adyacentes de la primera capa. Cada una de las bandas de la segunda capa debe ser por lo menos lo suficientemente ancha como para tocar las dos bandas de la primera capa que tiene por debajo. El desplazamiento de las bandas de material garantiza una conexión continua (sin formación de poros) al unir entre sí las dos capas.

Preferentemente, los poros formados a través de dos capas tienen un tamaño de 0,3 veces a 1000 veces el espesor máximo de la banda de dos capas que forman el poro. En una forma de realización preferente, el tamaño de un poro es de 0,3 a 5 veces el espesor máximo de la banda de dos capas que forman el poro.

En una forma de realización preferente, en un procedimiento según la invención, la distancia de la boquilla, por ejemplo en un procedimiento FFF, del sustrato (placa base plana, capa intermedia o capa previamente impresa) y la distancia de las bandas de material entre sí durante la formación de una (nueva) capa se selecciona de tal manera que no se produce ninguna formación de superficie durante la formación de una (nueva) capa, sino que todas las capas de la sección de superficie se componen de bandas de material paralelas. El ángulo de la orientación de aplicación de las bandas de material que forman una capa es en el caso de los capas sucesivas t 0° en relación con la orientación de aplicación de la primera de las dos capas para dos capas. Preferentemente, el ángulo de orientación de la aplicación para al menos dos capas sucesivas está en el intervalo de 30° a 150°, tal como por ejemplo en el intervalo de 45° a 135° o en el intervalo de 60° a 120° o en el intervalo de 85° a 95° o 90°. El experto entiende que pueden producirse fluctuaciones de hasta ± 5° en la dirección de aplicación de las bandas de material de una segunda capa sobre una primera capa, ya que la superficie del sustrato para la segunda capa es naturalmente desigual a nivel local debido a las bandas de material mutuamente paralelas de la capa de sustrato.

Placa base plana

Las placas base planas para procedimientos de fabricación aditiva son conocidas para el experto. Una placa base plana se puede fabricar con tecnología convencional o con la técnica generativa, por ejemplo, una placa base puede ser fresada y ofrece las ventajas de mantener la precisión dimensional y de forma, así como una muy buena calidad superficial. Existen muchos materiales diferentes para el fresado, tales como el ureol, la madera o el aluminio. Para determinadas geometrías, puede resultar conveniente producir la base de impresión de manera generativa, por ejemplo, mediante sinterización con láser.

Una placa base plana sirve para dar su forma a la superficie de la sección de superficie fabricada en un procedimiento según la invención. De manera correspondiente, una primera capa en un procedimiento según la invención se puede aplicar directamente sobre una placa base plana o puede haber una capa intermedia, tal como un textil o una lámina, que transfiere la forma plana de la placa base plana a la primera capa de un procedimiento según la invención, sobre la que se aplica la primera capa y a la que se adhieren las bandas de material de la primera capa, de tal modo que esta capa intermedia se convierte en parte de la sección de la superficie y, por lo tanto, también en parte del objeto tridimensional.

La superficie de la placa base plana es preferentemente de vidrio, carbono, polipropileno, acero inoxidable o es una superficie recubierta de teflón, poliimida, etc., o está provista específicamente de una capa de imprimación adhesiva que favorece la adhesión de los objetos a imprimir a la superficie, minimizando de este modo la distorsión de los objetos que se desea imprimir. La capa adhesiva es normalmente un compuesto de baja temperatura de fusión que puede ser disuelto previamente en un disolvente adecuado. El experto conoce varios promotores de la adhesión.

Una "placa base plana" en el sentido de la presente invención es un sustrato que es esencialmente plano en el plano de trabajo, sobre el que se aplica la primera capa de una sección de superficie en un procedimiento de fabricación según la invención. Esencialmente plano significa que una base se extiende en un plano XY de un sistema de coordenadas cartesianas con tres ejes X, Y y Z (Z sería entonces = 0) y no tiene desviaciones o solo desviaciones menores en el eje Z debido al material (véase, por ejemplo, la Fig. 2). Las desviaciones en la dirección Z para un plano definido en la dirección XY son preferentemente como máximo de 3 mm, más preferentemente como máximo de 1 mm, pero aún más preferentemente las desviaciones de la superficie en la dirección Z son como máximo de 2 veces el espesor máximo de la capa de una primera capa (pero un máximo de 3 mm, preferentemente un máximo de 1 mm), de manera particularmente preferente, las desviaciones de la superficie en la dirección Z son menores que el espesor máximo de aplicación de una primera capa, en la que la placa base plana en sus expansiones ortogonales en un plano XY imaginario es en cada caso mayor que la desviación máxima en el plano Z en al menos un factor de 5, preferentemente en un factor de 10, preferentemente en un factor de 50, más preferentemente en un factor de 100. Por ejemplo, en el caso de una diferencia de altura de 2 mm, una placa base redonda y plana tiene un diámetro de al menos 1 cm, un diámetro de al menos 2 cm, un diámetro de al menos 100 cm o un diámetro de al menos 200 cm; si se trata de una placa base cuadrada y plana, los bordes que forman la placa base tienen cada uno de ellos una longitud de al menos 1 cm, 2 cm, 100 cm o 200 cm.

La forma de una placa base plana es irrelevante siempre que la placa base presente una superficie plana que sirva de sustrato para una primera capa de una sección de superficie y que en todas sus orientaciones X e Y sea mayor o igual que el área de la primera capa de una sección de superficie bidimensional según la presente invención. La forma de la placa base puede ser simétrica, por ejemplo: redonda, rectangular, cuadrada, etc., o asimétrica.

En una forma de realización preferente, la placa base plana puede ser calentada para retrasar un curado prematuro del material debido a la solidificación inducida por la temperatura de la primera capa. La temperatura de calentamiento de la placa base está preferentemente en un intervalo de 30 °C a 180 °C, tal como por ejemplo en un intervalo de 40 °C a 140 °C o de 60 °C a 100 °C. Sin embargo, la temperatura de calentamiento de la placa base plana no debe ser mayor que la temperatura de salida de la boquilla usada en un procedimiento según la invención para hacer que la mezcla de material fluido y curable sea fluida. Preferentemente, la temperatura de calentamiento es al menos 10 °C inferior a la temperatura de salida de la boquilla.

Preferentemente, el calentamiento de la placa base plana se lleva a cabo al menos hasta que se haya aplicado al menos una segunda capa sobre la primera capa después de que se haya completado la aplicación de la primera capa de la sección de superficie.

Mezclas de materiales

Un polímero curable o una resina reactiva curable en el sentido de la presente invención se pueden usar de manera individual o en forma de "mezclas fluidas y curables de materiales" en un procedimiento según la invención. El término "composiciones fluidas y curables" se refiere a una composición que comprende al menos un polímero curable o al menos una resina reactiva curable y al menos un aditivo tales como fibras, agentes de curado UV, peróxidos, compuestos diazoicos, azufre, estabilizadores, cargas inorgánicas, plastificantes, retardadores de llama y antioxidantes. Especialmente en el caso de las resinas reactivas, las mezclas de dos o más resinas reactivas se pueden mezclar previamente o se mezclan en el sustrato. En este último caso, la aplicación puede llevarse a cabo, por ejemplo, desde diferentes boquillas. Las mezclas de materiales fluidos y curables pueden ser de diferentes naturalezas, pero deben ser masas plásticas líquidas, o viscosas extrudibles o líquidas compresibles en las condiciones del procedimiento según la invención. Pueden ser termoplásticos, siliconas, caucho no vulcanizado o incluso resinas reactivas curables.

Los termoplásticos pueden ser, por ejemplo, acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), poliamidas (PA), polilactato (PLA), polimetilmetacrilato (PMMA), policarbonato (PC), tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliuretano (PU), poliestireno (PS), polieteretercetona (PEEK), policloruro de vinilo (PVC), celuloide y elastómeros termoplásticos (TPE) tales como TPO (elastómeros termoplásticos a base de olefinas, principalmente Pp /EPDM, por ejemplo Santoprene (AES)). Por ejemplo, santopreno (AES/Monsanto)), TPV (elastómeros termoplásticos reticulados a base de olefinas, principalmente PP/EPDM, por ejemplo, Sarlink (DSM), Forprene (SoFter)), TPU (elastómeros termoplásticos basados en uretano (uretanos termoplásticos), por ejemplo, Desmopan, Texin, Utechllan (Bayer)), TPC (elastómeros de poliéster termoplásticos / copoliésteres termoplásticos, por ejemplo, Keyflex (LG Chem)). (por ejemplo, Keyflex (LG Chem)), t Ps (copolímeros en bloque de estireno (SBS, Se BS, SEPS, SEEPS y MBS), por ejemplo, Styroflex (BASF), Septon (Kuraray), Thermolast (Kraiburg TPE) o Saxomer (Polyplast Compound Werk GmbH)).

Las mezclas fluidas y curables de materiales o polímeros curables o resinas reactivas curables en un procedimiento según la invención pueden ser polímeros y/u oligómeros o monómeros polimerizables con o sin aditivos, tales como, por ejemplo, poliamida, Kevlar, vidrio, aramida o fibras de carbono rayón, acetato de celulosa, y/o fibras naturales comunes (por ejemplo, lino, cáñamo, coco, etc.). Además, o en lugar de fibras, las mezclas de tejidos pueden contener también partículas de refuerzo, en particular seleccionadas entre nanopolvos inorgánicos o cerámicos, polvos metálicos o polvos plásticos, por ejemplo SiO2 o AhO3, AO H 3, negro de humo, T O 2 o CaCO3. Además, las mezclas de materiales pueden contener, por ejemplo, peróxidos, compuestos diazoicos y/o azufre.

Los polímeros curables o las resinas reactivas curables preferentes o las composiciones fluidas y curables que comprenden un polímero curable o una resina reactiva curable usados en un procedimiento según la invención consisten en/comprenden elastómeros.

En particular, se prefieren en un procedimiento según la invención las mezclas de materiales que comprenden/consisten en PVC, EVA, PE, PU, PVC elástico, caucho, silicona o TPE (en particular TPU o TPV).

En una forma de realización particularmente preferente, en un procedimiento según la invención se usan PE, PU o TPE (en particular TPU o TPV) como mezclas de materiales fluidos y curables o polímeros curables. En otra forma de realización preferente, tales mezclas de material fluido y curable de PE, PU o TPE (en particular TPU o TPV) contienen además fibras y/o partículas de refuerzo, siendo posibles tanto las fibras cortas < 2 mm como las largas > 2 mm. También se pueden usar "fibras continuas" que recorren toda la longitud de una banda de material aplicada. La presencia de fibras durante la extrusión de la mezcla de material fluido y curable en un procedimiento según la invención da lugar a un refuerzo anisotrópico de las líneas de formación a partir de la mezcla de material fluido y curable sin afectar significativamente a la capacidad de flexión en la dirección longitudinal de las bandas de material. Las cantidades de fibra se añaden preferentemente hasta un 40 % en peso sobre el plástico extruido. Normalmente, el módulo de Young aumenta con la adición de las fibras en un factor > 1,5, especialmente preferente > 2.

En otra forma de realización preferente, en un procedimiento según la invención se usan resinas de reacción curables, o se usan mezclas fluidas y curables de materiales que comprenden resinas de reacción curables, que se curan, por ejemplo, de manera activada por rayos UV o experimentan una reacción química entre sí o con el aire. Ejemplos de ello son los poliuretanos de dos componentes (PU 2K), las siliconas de dos componentes (siliconas 2K), los sistemas de silicona o de PU curado por humedad, los poliésteres insaturados de curado por aire o por radicales o los materiales de caucho, así como todas las resinas reactivas de curado por UV a base de, por ejemplo, compuestos vinílicos y acrílicos conocidos por el experto y también las combinaciones de diferentes mecanismos de curado.

Los datos del módulo de Young para polímeros y resinas reactivas, tal como se usan en el presente documento, a menos que se indique explícitamente lo contrario, se refieren al módulo de Young de los polímeros o de las resinas reactivas en el estado cristalino (curado) y no al módulo de Young de un polímero o de una resina reactiva en condiciones de extrusión de una mezcla fluida y curable de materiales.

El módulo de Young se determina según la norma DIN 53504 (de fecha 18.04.2015).

En otra forma de realización preferente, el módulo de Young de un polímero, preferentemente de un polímero termoplástico, para preparar una primera capa en un procedimiento según la invención, dado el caso en una mezcla de material fluido y curable (como, por ejemplo, PE, PU o TPE (en particular TPU o TPV) es inferior a 250 megapascales (MPa), preferentemente menos de 200 MPa, más preferentemente menos de 150 MPa, incluso más preferentemente menos de 100 MPa, tal como, por ejemplo, un módulo de Young en el intervalo de 1 a 100 MPa o un módulo de Young en el intervalo de 5 a 50 MPa. El módulo de Young de estas mezclas de materiales fluidos y curables (en las condiciones del procedimiento de extrusión) puede ser mayor, por ejemplo, debido al uso de fibras, pero el módulo de Young del polímero usado no supera los 250 MPa.

En una forma de realización preferente, el módulo de Young de un plástico adicional para producir al menos una capa adicional en un procedimiento según la invención, dado el caso en una mezcla de material fluido y curable (como, por ejemplo, PE, PU o TPE (en particular TPU o TPV, opcionalmente cada uno de ellos mezclado con fibras) es inferior a 250 megapascales (MPa), preferentemente inferior a 200 MPa, más preferentemente inferior a 150 MPa, aún más preferentemente inferior a 100 MPa, tal como, por ejemplo, un módulo de Young en el intervalo de 1 a 100 MPa o un módulo de Young en el intervalo de 5 a 50 MPa. El módulo de Young de estas mezclas de materiales fluidos y curables (en las condiciones del procedimiento de extrusión) puede ser mayor, por ejemplo, debido al uso de fibras, pero el módulo de Young del polímero usado no supera los 250 MPa.

En otra forma de realización preferente, el módulo de Young de todos los plásticos para producir una capa en un procedimiento según la invención es, dado el caso, en una mezcla fluida y curable de materiales (tal como por ejemplo PE, PU o TPE (en particular TPU o TPV, opcionalmente cada uno de ellos mezclado con fibras añadidas)) menos de 250 megapascales (MPa), preferentemente menos de 200 MPa, más preferentemente menos de 150 MPa, aún más preferentemente menos de 100 MPa, tal como, por ejemplo, un módulo de Young en el intervalo de 1 a 100 MPa o un módulo de Young en el intervalo de 5 a 50 MPa. El módulo de Young de estas mezclas de materiales fluidos y curables (en las condiciones del procedimiento de extrusión) puede ser mayor, por ejemplo, debido al uso de fibras, pero el módulo de Young del polímero usado no supera los 250 MPa.

En otra posible forma de realización preferente, el módulo de Young de una, en particular de al menos dos, capas continuas es inferior a 250 megapascales (MPa), preferentemente inferior a 200 MPa, más preferentemente inferior a 150 MPa, incluso más preferentemente inferior a 100 MPa, como un módulo de Young en el intervalo de 1 a 100 MPa o un módulo de Young en el intervalo de 5 a 50 MPa. Los filamentos plásticos individuales de los que se compone la capa o capas también pueden tener un módulo de Young significativamente mayor.

En otra forma de realización preferente, el módulo de Young de un polímero, preferentemente de una resina reactiva para producir una primera capa en un procedimiento según la invención, dado el caso en una mezcla fluida y curable de materiales (por ejemplo, PU 2K, siliconas 2K, sistemas de siliconas o PU de curado por humedad, poliésteres insaturados de curado por aire o por radicales o materiales de caucho, resinas reactivas de curado por UV a base de, por ejemplo, compuestos vinílicos y acrílicos) es inferior a 250 megapascales (MPa), preferentemente inferior a 200 MPa, más preferentemente inferior a 150 MPa, incluso más preferentemente inferior a 100 MPa, tal como, por ejemplo, un módulo de Young en el intervalo de 5 a 50 MPa. El módulo de Young de estas mezclas de materiales fluidos y curables (en las condiciones del procedimiento de extrusión) puede ser mayor, por ejemplo, usando fibras, pero el módulo de Young de la resina reactiva usada no supera los 250 MPa.

En una forma de realización preferente, el módulo de Young de un plástico adicional para producir al menos una capa adicional en un procedimiento según la invención, dado el caso en una mezcla fluida y curable de materiales (por ejemplo, PU 2K, siliconas 2K, sistemas de siliconas o PU de curado por humedad, poliésteres insaturados de curado por aire o por radicales o materiales de caucho, resinas reactivas de curado por UV a base de, por ejemplo, compuestos vinílicos y acrílicos) es inferior a 250 megapascales (MPa), preferentemente inferior a 200 MPa, más preferentemente inferior a 150 MPa, incluso más preferentemente inferior a 100 MPa, tal como, por ejemplo, un módulo de Young en el intervalo de 1 a 100 MPa o un módulo de Young en el intervalo de 5 a 50 MPa. El módulo de Young de estas mezclas de materiales fluidos y curables (en las condiciones del procedimiento de extrusión) puede ser mayor, por ejemplo, mediante el uso de fibras, pero el módulo de Young de la resina reactiva usada no supera los 250 MPa.

En otra forma de realización, el módulo de Young de un material plástico adicional para preparar al menos una capa adicional en una composición fluida y curable (como por ejemplo PA o PLA, opcionalmente la composición puede tener cada una de ellas fibras añadidas) es más de 500 megapascales (MPa), como por ejemplo más de 1000 gigapascales (GPa), como por ejemplo en un intervalo de 1 GPa a 3 Gpa, o en un intervalo de 1 Gpa a 2,5 Gpa. Sin embargo, el módulo de Young de estas mezclas de materiales fluidos y curables (en las condiciones del procedimiento de extrusión) puede ser incluso mayor, por ejemplo, mediante el uso de fibras. Sin embargo, el módulo de Young no debe ser superior a 20 Gpa, ya que, de lo contrario, es muy difícil que se extruya a través de una matriz o que pase por un cabezal de inyección de tinta. En una forma de realización preferente, las capas de polímeros o de resinas reactivas de este tipo, con valores de módulo de Young superiores a 250 MPa, tienen una extensión superficial menor que la superficie de la primera capa, por ejemplo, la extensión superficial formada por una segunda o posterior capa aplicada en un procedimiento según la invención está en un intervalo del 0,01 % al 90 % tal como del 0,1 % al 80 %, del 0,1 % al 70 %, del 0,1 % al 60 % en relación con la superficie de la primera capa.

Capas

Para fabricar cada una de las capas conforme a un procedimiento de fabricación aditiva según la invención, se deposita banda por banda el material en forma de bandas de material de acuerdo con los datos geométricos.

El material en forma de bandas de material se aplica preferentemente en forma de gotas a la placa base o a una de las capas que dado el caso pueden estar ya sobre la placa base. Por gota, en el sentido de la invención, se entiende cualquier cantidad de material cuya extensión máxima en cualquier dirección espacial no sea superior a 1 mm, preferentemente no superior a 0,5 mm, o preferentemente no superior a 0,1 mm. Preferentemente, el diámetro medio de las gotas está en un intervalo de 0,01 a 1 mm, o más preferentemente en un intervalo de 0,05 a 0,7 mm, o más preferentemente en un intervalo de 0,1 a 0,5 mm. Se entiende por diámetro medio según la invención el valor medio calculado a partir del diámetro de la gota en el punto de mayor expansión y el diámetro de la gota en el punto de menor expansión. Las gotas pueden aplicarse a toda la superficie de la placa base o de la capa previamente aplicada o bien solo a una parte de la superficie de la placa base o de la capa previamente aplicada. Las gotas pueden tener una forma seleccionada del grupo que consiste en circular, ovalada, angular o una combinación de al menos dos de ellas. Preferentemente, al menos una banda de material, o preferentemente al menos dos bandas de material, o preferentemente todas las bandas de material para formar el objeto tridimensional, se aplican en forma de gotas a la placa base o sobre una capa previamente aplicada.

Dependiendo de la viscosidad, del tamaño de las gotas y del espaciado de las mismas, las gotas pueden fluir juntas para formar una red de material que cubra toda el área de la superficie que hay que recubrir, tal como la placa base o la capa ya aplicada. Alternativamente, la distancia entre las gotas puede elegirse de manera que las bandas de material separadas en forma de gotas cubran solo una parte de la placa base o de la capa aplicada anteriormente. Preferentemente, la banda de material cubre la hoja base o la capa previamente aplicada en cierta medida en un intervalo del 20 % al 100 %, o preferentemente en un intervalo del 30 % al 100 %, o preferentemente en un intervalo del 50 % al 100 %, o preferentemente en un intervalo del 80 al 100 %, con respecto a la superficie total de la hoja base o la superficie total de la capa previamente aplicada. De este modo, se pueden fabricar objetos tridimensionales en los que las capas individuales pueden tener contacto con más de sus dos capas directamente adyacentes.

Las gotitas tienen preferentemente un volumen en un intervalo de 1 pl a 500 pl, o preferentemente en un intervalo de 5 pl a 400 pl, o preferentemente en un intervalo de 10 pl a 300 pl. La red de material, que se forma preferentemente a partir de gotas, tiene preferentemente una longitud en un intervalo de 0,1 mm a 100 m, o preferentemente en un intervalo de 0,5 mm a 50 m, o preferentemente en un intervalo de 1 mm a 10 m. El grosor de la banda de material después de la aplicación está preferentemente en un intervalo de 1 pm a 1,25 mm, o preferentemente en un intervalo de 5 pm a 0,9 mm.

Además de los procedimientos de deposición conocidos desde hace bastante tiempo, tal como la inyección de tinta, se puede usar el formador libre de plástico (AKF) ARBURG para la aplicación de material en forma de bandas de material, por ejemplo, mediante el dispositivo "formador libre" de ARBURG GmbH Co KG, en el que se pueden aplicar pequeñas gotas sobre la superficie deseada a partir de datos CAD 3D.

En los procedimientos según la invención, se prevé que, según el paso I), i) y el paso I. respectivamente, un polímero curable o una resina de reacción curable, cada uno de los cuales tiene un módulo de Young (módulo de elasticidad) en el estado curado de < 250 MPa, se aplica en forma fluida como bandas de material sobre una placa base plana. Se entiende que al menos el 80 % en peso, en particular al menos el 90 % en peso, preferentemente al menos el 95 % en peso y hasta el 100 % en peso de la capa producida está formada por polímeros curados y/o resinas reactivas curadas que en este estado tienen un módulo de Young < 250 MPa. Por supuesto, esto incluye configuraciones en las que los hilos individuales de una capa tienen un módulo de Young de > 250 MPa. Pueden ser, por ejemplo, filamentos de vidrio, filamentos de cuarzo, fibras de carbono u otras fibras inorgánicas o fibras plásticas con un módulo de Young > 250 MPa, como por ejemplo las fibras de Kevlar o de aramida. Las fibras de plástico también pueden producirse en la placa base plana mediante el procedimiento según la invención o también pueden colocarse sin fundirlas primero.

El espesor de una capa de un objeto tridimensional fabricado por medio de un procedimiento según la invención está preferentemente en un intervalo de 0,025 mm a 1,25 mm, más preferentemente en un intervalo de 0,1 mm a 0,9 mm.

El diámetro de salida del chorro de material de la boquilla (= diámetro de salida de la boquilla) en los procedimientos según la invención está preferentemente en el intervalo de 0,025 mm a 1,4 mm. Sin embargo, es preferente que sea de al menos 0,03 mm. Preferentemente está en un intervalo de 0,03 mm a 1,3 mm, más preferentemente en un intervalo de 0,15 a 1 mm. Una menor distancia entre la boquilla y el sustrato (placa base plana, capa intermedia o capa(s) ya aplicada(s)) en relación con el diámetro de salida de la boquilla da lugar a un menor espesor (altura) de una capa. De este modo, el material se aprieta hasta formar una hebra con una sección transversal ovalada. Sin estar obligados a la explicación, un mayor diámetro de salida de la boquilla en relación con la distancia de la boquilla al sustrato conduce a una mejor adhesión al respectivo sustrato de la capa recién creada.

Preferentemente, la primera capa se fabrica en un procedimiento según la invención a partir de un polímero, más preferentemente a partir de un polímero termoplástico, que tiene un módulo de Young de menos de 250 MPa, más preferentemente de menos de 200 MPa, aún más preferentemente de menos de 150 MPa, de manera particularmente preferente de menos de 100 MPa como por ejemplo un módulo de Young en el intervalo de 1 MPa a 100 MPa o un módulo de Young en el intervalo de 5 a 50 MPa.

De acuerdo con la presente invención, diferentes capas de una sección de superficie pueden estar hechas de diferentes mezclas de materiales, o todas las capas de una sección de superficie pueden estar hechas de la misma mezcla de materiales. Además, también es posible que una capa esté formada por diferentes mezclas de materiales, pero preferentemente el polímero curable o la resina reactiva curable en estas diferentes mezclas de materiales es la misma en cada caso (por ejemplo, una capa puede estar formada por mezclas de PU con diferentes pigmentos de color).

Las diferentes capas pueden presentar diferentes formas. Dependiendo del tipo de estructura tridimensional que se vaya a producir, cuya superficie exterior comprende al menos una sección de superficie producida según el procedimiento aquí descrito, se selecciona la forma de la al menos una sección de superficie. Si la sección de la superficie es, por ejemplo, la zona superior de un zapato o una parte de la zona superior de un zapato, el experto seleccionará de manera correspondiente una forma asimétrica para la sección de la superficie, que se selecciona de tal manera que después de dar forma y fijar la sección de la superficie en un objeto tridimensional, éste presenta ya la forma tridimensional de la zona superior de un zapato. A modo de ejemplo, las secciones de superficie bidimensionales según la presente invención se representan esquemáticamente en las Figs. 7 y 9.

En una forma de realización preferente, la extensión de la primera capa en el plano de trabajo determina la mayor extensión de la superficie de las capas de la sección de superficie a partir de la cual se forma un objeto tridimensional.

En una forma de realización preferente adicional, la primera capa en un procedimiento según la invención representa la capa más grande en una sección de superficie en términos de superficie, o ninguna de las capas adicionales de una sección de superficie producida según el procedimiento descrito aquí tiene una superficie más grande que la primera capa, de manera particularmente preferente, cuando se mira ortogonalmente al plano de trabajo XY en un procedimiento según la invención, ninguna de las capas adicionales de una sección de superficie se encuentra en la extensión X y/o Y fuera de la superficie formada por la primera capa en la placa base plana.

En una forma de realización preferente dicional, la primera capa se forma sobre una placa base plana, en la que la cantidad de la diferencia de altura de la placa base plana en un eje Z imaginario en un sistema de coordenadas ortogonales superpuesto, en el que la placa base plana se define en planos XY (véase la Fig. 2), en relación con la superficie de la primera capa aplicada en la placa base plana, asciende a un máximo del 5 %, preferentemente a un máximo del 3 %, más preferentemente a un máximo del 1 %, aún más preferentemente a un máximo del 0,5 %, de manera particularmente preferente a un máximo del 0,1 %, y en el que ambas extensiones máximas y ortogonales de la sección de superficie en el plano XY son al menos un factor de 5, preferentemente al menos un factor de 10, más preferentemente al menos un factor de 25, aún más preferentemente al menos un factor de 50, como por ejemplo al menos un factor de 100, mayor que la diferencia de altura en la zona correspondiente de la placa base plana.

Tal como ya se ha explicado, en un procedimiento en el sentido de la invención, una capa se compone de bandas de material individuales que, dependiendo de la distancia entre ellas y de la relación entre el diámetro de salida de la boquilla y la distancia de la boquilla al sustrato, también están presentes en la sección de la superficie curada como banda o bandas individuales en la capa o, al fluir juntas, forman una capa en forma de lámina que dado el caso puede presentar huecos. Tal como ya se ha mencionado anteriormente, las bandas de material pueden consistir en áreas de material aplicadas en forma de gotas sobre la placa base o sobre una capa previamente aplicada.

Los "poros" en el sentido de la presente invención están formados por dos capas, en donde ambas capas presentan una separación entre las bandas de material que forman una capa y el ángulo de aplicación de las dos capas entre sí es t 0°. las "escotaduras" en el sentido de la presente invención son superficies dentro de una capa que no están cubiertas con material de la capa y que son creadas por bandas de material que están temporalmente separadas espacialmente, pero que tienen al menos 2 puntos de contacto entre sí, o por una banda de material (por ejemplo, un círculo) que se toca/corta a sí misma de nuevo en la dirección de aplicación (por ejemplo, la rejilla hexagonal en las Fig. 6, 9 o 10). Los "huecos" en el sentido de la presente invención son interrupciones en una capa donde las superficies de un plano no se tocan y la distancia entre estas superficies de una capa es de al menos 5 grosores de banda de material.

Si las bandas de material se aplican en forma de gotas, variando la distancia entre las gotas entre sí o seleccionando el tamaño, tal como el diámetro de las gotas, se puede generar un hueco, por ejemplo en forma de un poro, sin material en esta capa. Si no se aplica material en el mismo punto a lo largo de varias capas de la estructura estratificada, pueden crearse huecos a través de varias bandas de material. Preferentemente, los huecos tienen una extensión dentro de la capa en un intervalo de 0,01 a 1 mm, o preferentemente en un intervalo de 0,05 a 0,7 mm, o preferentemente en un intervalo de 0,1 a 0,5 mm. Preferentemente, los huecos tienen una extensión perpendicular a la capa en un intervalo de 0,01 a 1 mm, o preferentemente en un intervalo de 0,05 a 0,7 mm, o preferentemente en un intervalo de 0,1 a 0,5 mm.

Estas bandas pueden aplicarse no solo linealmente, sino también, por ejemplo, en un patrón serpenteante, por ejemplo, paralelas entre sí, al sustrato respectivo, o puede cambiarse la orientación de la aplicación.

Una capa en el sentido de la presente invención puede comprender bandas de material que son sustancialmente paralelas entre sí y que no se tocan y solo están unidas por contacto con una capa subyacente o superpuesta. También es posible que la capa consista en una superficie continua, tal como una capa plana con o sin escotaduras o huecos. Además, la capa coherente puede estar formada por bandas de material que no son paralelas entre sí, pero en las que al menos dos bandas de material se tocan más de una vez y de este modo pueden formar una figura coherente, posiblemente geométrica, tal como hexágonos, poros circulares o asimétricos. Preferentemente, todas las bandas de material de dicha capa tienen más de 2, preferentemente más de 5 incluso más preferentemente más de 10 puntos de contacto con las bandas de material adyacentes.

Preferentemente, una capa en un procedimiento según la invención se caracteriza porque se forma en el mismo sustrato. En este contexto, una capa en el sentido de la presente invención también puede consistir en varias superficies sin contacto o consistir en bandas de material que, cuando se aplican, tienen una separación de al menos 5 espesores de banda de material, preferentemente de al menos 10 espesores de banda de material, más preferentemente de al menos 20 espesores de banda de material, entre las superficies y/o las bandas de material (huecos), que se aplican sobre un sustrato según la invención. Dicha estructura puede usarse, por ejemplo, como anillos de refuerzo para los cordones en la parte superior de un zapato.

El sustrato de una nueva capa a aplicar en un procedimiento según la invención puede ser, por ejemplo, la placa base plana, una capa intermedia o la última capa aplicada. En otra forma de realización de la presente invención, el sustrato para una nueva capa a aplicar en un procedimiento según la invención no es solo la última capa aplicada, sino en más de una de las capas ya aplicadas (por ejemplo, en caso de escotaduras o huecos en la última capa aplicada o una última capa aplicada más pequeña en comparación con la nueva placa y la capa aplicada previamente). Una posible configuración es la aplicación de la primera de las dos capas de un patrón de superficie completa y/o letras sobre la segunda capa de las capas que forman la estructura de panal y la segunda capa de las dos primeras capas que consiste en bandas paralelas giradas a 90°. Debido a las grandes distancias (huecos) en las capas tercera y cuarta (el patrón de panal), las bandas de material de la primera de las dos capas de patrón/características se aplican mediante una boquilla en un procedimiento según la invención, tanto sobre las bandas de material de la cuarta capa que forma el hexágono como, en las escotaduras de la estructura de panal, sobre las bandas de material de la segunda capa desplazadas en 90° en relación con las bandas de material de la primera capa.

De manera correspondiente, una forma de realización de la presente invención se dirige a porciones de superficie y objetos tridimensionales o procedimientos según la invención que dan lugar a estas porciones de superficie u objetos tridimensionales, en los que al menos una capa se aplica sobre dos o más capas aplicadas previamente. Esto ocurre, por ejemplo, cuando una segunda capa aplicada sobre una primera capa inferior tiene una separación entre las bandas de material, huecos u otras escotaduras geométricas (por ejemplo, escotaduras hexagonales) que son tan grandes que las bandas de material recién aplicados de una tercera capa no solo descansan sobre el material de la segunda capa, sino que el material también se deposita directamente sobre el material de la primera capa debido al comportamiento de flujo en el estado fluido, como resultado de la separación que hay entre las bandas de material de la segunda capa o de los huecos de la segunda capa. En este caso, sin embargo, se puede seguir definiendo la capa por sus bandas de material paralelas entre sí o por su superficie contigua o por las bandas de material contiguas que forman figuras asimétricas o geométricas tales como los panales.

En particular, cuando se forma al menos una capa mediante la aplicación de una banda de material en forma de gotas, se puede permitir el contacto de una capa aplicada previamente con una capa aplicada posteriormente, lo que no sería posible con un recubrimiento de la placa base o de la capa anterior en toda su superficie.

Por consiguiente, se puede modificar el perfil de espesor de una banda de material único durante la extrusión en la dirección longitudinal. En particular, es importante que también se pueda alcanzar un espesor mínimo de 0 mm durante el proceso (sin extrusión en este punto). Esto permite depositar el material en partes o en toda la anchura de una banda de material y conseguir escotaduras o huecos en una capa de una sección de superficie.

Un modo de actuar adecuado para mostrar huecos (escotaduras) en el componente es cerrar la abertura de la boquilla durante la inyección (jetting) o la extrusión en las zonas correspondientes que hay que rebajar, o interrumpir el flujo de material a través de la boquilla en este punto y reabrirlo después de haberlo superado, o detener el avance del material antes de la boquilla e iniciarlo de nuevo después de haberlo superado.

Para la cohesión de las bandas de material dentro de una capa, de las capas entre sí, o la resistencia interlaminar del componente terminado, es importante que las capas de material se adhieran entre sí de la forma más material posible. Para ello, está previsto especialmente que la banda de material del fondo o las formas geométricas, tales como las estructuras de panal, solo se curen parcialmente durante la aplicación de otra capa y que el curado final solo tenga lugar junto con el curado de las bandas de material depositadas por encima. Esto es posible, por ejemplo, iniciando el curado del material que se acaba de depositar a la velocidad a la que los componentes reactivos siguen estando presentes en el siguiente ciclo de deposición de material. La recristalización de los polímeros aún amorfos de la banda de material recién depositada o del material (en el caso de las capas continuas o, por ejemplo, de las estructuras en forma de panal) solo tiene que ajustarse hasta el punto de que, al menos, permanezca dimensionalmente estable, es decir, que no se desprenda. Preferentemente, la velocidad de curado se ajusta para que el curado final tenga lugar junto con el curado de la banda de material colocada directamente encima.

Tal como ya se ha mencionado, también se pueden usar diferentes composiciones de material dentro de una capa y también dentro de una banda de material. Esto es posible, por ejemplo, mediante la extrusión con varios cabezales y permite, por ejemplo, la aplicación de diferentes materiales (por ejemplo, diferentes colores dentro de una capa) uno tras otro pero en la misma capa.

Sin embargo, se prefiere que una capa esté formada por el mismo polímero o la misma resina reactiva, independientemente de los aditivos adicionales que se añadan a este polímero o esta resina reactiva. En consecuencia, una forma de realización preferente adicional se dirige a un procedimiento según la invención en el que cada capa de una sección de superficie consiste en bandas de material con el mismo polímero o la misma resina reactiva. Otra realización está dirigida a un procedimiento según la invención en el que cada capa de una sección de superficie consiste en bandas de material con el mismo polímero o resina reactiva.

Sección de superficie

Una "sección de superficie bidimensional" para su uso en la fabricación de un cuerpo tridimensional en el sentido de la presente invención se refiere a una estructura en la que la extensión -después de obtenerse por medio de un procedimiento de fabricación generativo y antes de la conformación para dar un objeto tridimensional- de las capas individuales en la dirección de los ejes X e Y (AX y AY) en un sistema de coordenadas cartesianas imaginario es en cada caso mayor en al menos un factor de 5, como por ejemplo por un factor de 10, preferentemente por al menos un factor de 20, más preferentemente por al menos un factor de 30, mayor que la altura de la sección de la superficie, que se determina por el número de capas formadas (extensión en la dirección Z: AZ). Una sección de superficie en el sentido de la presente invención es, en otras palabras, un objeto preferentemente plano que consta de 1 a un máximo de 50 o, en el caso de un procedimiento según la invención en el que se aplica una primera capa que comprende bandas sin contacto que preferentemente discurren paralelas entre sí, de 2 hasta un máximo de 50 capas. La expresión "de 2 hasta un máximo de 50 capas" se refiere, en el caso de una sección de superficie en el sentido de la presente invención, a la ubicación de la sección de superficie con el máximo número de capas aplicadas ortogonalmente al plano de trabajo (capas superpuestas) en un procedimiento según la invención. En otras palabras, en ningún punto de una sección de superficie producida de acuerdo con un procedimiento según la invención se aplican más de 50 capas una sobre otra en un procedimiento según la invención, pero se pueden aplicar menos capas una sobre otra en otros puntos, por ejemplo.

En una forma de realización preferente, el número de capas que forman la sección de superficie bidimensional está en el intervalo de 2 a 50, preferentemente en el intervalo de 2 a 30, más preferentemente en el intervalo de 2 a 20, incluso más preferentemente en el intervalo de 2 a 16.

En otra forma de realización preferente, el número de capas es 1, siendo esta capa una capa plana con o sin escotaduras.

Preferentemente, la altura de una sección de superficie (extensión ortogonal de la sección de superficie a la orientación de la capa (eje Z) = número de capas dispuestas una sobre otra) es como máximo de 6,25 cm, más preferentemente como máximo de 1 cm, más preferentemente como máximo de 0,5 cm, incluso más preferentemente como máximo de 0,25 cm. Preferentemente, la altura mínima de una sección de superficie es de al menos 0,025 mm, más preferentemente de al menos 0,1 mm, incluso más preferentemente de al menos 0,2 mm, tal como por ejemplo 0,5 mm.

Preferentemente, una sección de superficie producida de acuerdo con un procedimiento según la invención comprende de 1 a 50 capas, preferentemente de 2 a 50 capas, teniendo cada capa independientemente un espesor (altura) en el intervalo de 0,025 mm a 1,25 mm, más preferentemente en el intervalo de 0,1 mm a 0,9 mm.

En una forma de realización preferente, la superficie de una sección de superficie producida de acuerdo con un procedimiento según la invención es de al menos 5 cm2, preferentemente de al menos 10 cm2, más preferentemente de al menos 25 cm2, tal como al menos 40 cm2, al menos 50 cm2 o al menos 100 cm2, sin embargo, las extensiones ortogonales máximas en el plano de trabajo son cada una de ellas mayor que la desviación máxima en el plano Z en al menos un factor de 5, preferentemente en un factor de 10, preferentemente en un factor de 20, más preferentemente en un factor de 30, aún más preferentemente al menos en un factor de 50.

Preferentemente, en un procedimiento según la invención se producen estructuras optimizadas en función y peso, como por ejemplo estructuras de panal, mediante el procedimiento según la invención. Sin embargo, una sección de superficie bidimensional también puede contener estructuras optimizadas para la función y el peso (por ejemplo, una estructura de panal de abejas en el centro o como última capa), que pueden fabricarse por separado y colocarse en la sección de superficie bidimensional o en una capa de una sección de superficie bidimensional aún sin terminar. Tiene sentido usar un producto estándar que se corta a medida antes de la inserción. El material de la estructura puede ser plástico, papel, plástico reforzado con fibra de vidrio, metal o cerámica.

En una realización preferente, una sección de superficie tiene al menos una capa que comprende bandas de material paralelas entre sí o una superficie continua. La densidad de la banda de material es del 100 % para las capas que constan de una superficie continua. La densidad de las bandas de material en una capa formada por bandas de material paralelas entre sí se encuentra generalmente en un intervalo del 0,1 % (1000 veces la separación entre dos bandas en relación con el espesor de la banda de material) al 100 % (área, sin separación entre las bandas de material aplicadas), de manera particularmente preferente entre el 1 % y el 100 %, por ejemplo entre el 10 % y el 100 %.

Procedimiento de endurecimiento

Después de la aplicación de al menos dos capas en un procedimiento según la invención y, si es necesario, después de la aplicación de más capas para producir una sección de superficie en el sentido de la presente invención, se puede curar una mezcla de materiales, por ejemplo, mediante polimerización en frío o en caliente o poliadición o policondensación, adición (por ejemplo, adición de PU) o condensación o también iniciación por radiación electromagnética, en particular por radiación UV. Los compuestos plásticos de curado térmico pueden ser curados por una fuente de radiación IR apropiada.

En consecuencia, una forma de realización preferente está dirigida a un procedimiento en el que el curado de la sección de superficie bidimensional se consigue bajando la temperatura de las bandas de material por debajo del intervalo de temperatura de fusión de una mezcla de material fluido y curable (la temperatura de aplicación, por ejemplo en un procedimiento FFF, está en consecuencia dentro, o preferentemente por encima del intervalo de fusión de la correspondiente mezcla de material fluido y curable).

En consecuencia, otra forma de realización preferente está dirigida a un procedimiento en el que el curado de la sección de superficie bidimensional se efectúa mediante el uso de un endurecedor activable por Uv . Los agentes de curado activables por UV adecuados son, por ejemplo, los productos de BASF bajo la marca Irgacure que, dependiendo de su composición química, inician una reacción de curado a diferentes longitudes de onda a través de la liberación fotoquímica de radicales en compuestos adecuados, a menudo de doble enlace.

En el estado de la técnica, se describen varios sistemas de dos o de varios componentes que pueden imprimirse. Por ejemplo, se sabe del documento DE 19937770 A1 un sistema de dos componentes que comprende un componente de isocianato y un componente reactivo de isocianato. Los chorros de gota se generan a partir de ambos componentes, que se alinean de tal manera que se unen para formar un chorro de gota común. En el chorro de gota común se inicia la reacción del componente de isocianato con el componente reactivo de isocianato. El chorro de gota común se dirige a un material portador donde se usa para construir un cuerpo tridimensional mediante la formación de un polímero de poliuretano.

Una sección de la superficie puede separarse de la placa base plana. Esto se puede hacer por completo antes de la conformación o inicialmente de forma parcial como parte del procedimiento de conformación del objeto tridimensional. Si una capa intermedia está situada entre una lámina base plana y una primera capa según un procedimiento según la invención, la expresión separar la sección de superficie curada de la lámina base plana se refiere a separar la sección de superficie junto con la capa intermedia (como un textil o una película) de la lámina base plana.

Objeto tridimensional cuya superficie exterior comprende al menos una sección de superficie realizada según el procedimiento aquí descrito

En el caso de una estructura tridimensional en el sentido de la presente invención puede ser una parte del calzado, tal como un zapato, o una prenda de vestir o una parte de una prenda de vestir, tal como por ejemplo ropa de protección o partes de ropa de protección, por ejemplo, protectores en la ropa de moto, filtros de forma individual, tubos, fuelles, polainas, muelles de aire, vendas, corsés, medias, etc.

En una forma de realización preferente, una estructura tridimensional es un calzado o una parte del mismo y una parte o toda la superficie exterior ha sido fabricada de acuerdo con el procedimiento aquí descrito, preferentemente la estructura tridimensional es o es una parte de la parte superior de un zapato unida y fijada a una suela de zapato.

En otra forma de realización preferente, la estructura tridimensional es un protector curvado, por ejemplo adaptado a la zona de los hombros o de la parte superior del brazo, preferentemente adaptado individualmente, por ejemplo para los hombros, la parte superior de los brazos o los codos, como se usa, por ejemplo, en la ropa de motorista, que se fabrica según el procedimiento aquí descrito.

Moldes

A partir de una sección de superficie bidimensional se puede fabricar un objeto tridimensional mediante cualquier procedimiento de conformación conocido, siempre que las condiciones de este procedimiento (por ejemplo, alta temperatura) no conduzcan a la destrucción de la sección de superficie. Los posibles procedimientos de conformación incluyen el doblado, el plegado, la conformación mediante la colocación de una sección de superficie bidimensional en una horma, el termoformado en presencia de al menos un polímero termoplástico en una sección de superficie bidimensional (los termoplásticos se ablandan cuando se calientan. A continuación, pueden adoptar una nueva forma con bajas fuerzas de conformación. Tras el enfriamiento, lo conservan), etc. Una combinación de los procedimientos de conformación antes mencionados también puede llevarse a cabo de manera simultánea o consecutiva. Preferentemente, la sección de la superficie bidimensional se convierte en un objeto tridimensional colocándolo en un saliente.

En el moldeo en el paso VI), iv) o VI. de los procedimientos según la invención, la sección de la superficie curada se forma preferentemente en al menos dos secciones que forman un ángulo entre ellas. Preferentemente, la sección de la superficie curada está formada por dos secciones en ángulo. Preferentemente, las al menos dos secciones que forman un ángulo están alineadas entre sí en un intervalo de 20° a 90°, o preferentemente en un intervalo de 30° a 90°, o preferentemente en un intervalo de 40° a 90°, durante el procedimiento de conformación.

Las al menos dos secciones anguladas entre sí pueden presentar superficies iguales o diferentes. Por contenidos de superficie iguales se entiende preferentemente una diferencia de contenidos de superficie en un intervalo inferior al 10 %, o preferentemente inferior al 5 %, o preferentemente inferior al 3 %, en relación con el área total de la sección de superficie curada. Por lo tanto, se entiende que los contenidos de superficie diferentes significan una diferencia en los contenidos de superficie del 10 % o más. Preferentemente, una de las secciones en ángulo tiene un área en el intervalo de 2 a 100 veces, o preferentemente en el intervalo de 3 a 80 veces, o preferentemente en el intervalo de 5 a 70 veces, en relación con el área de la sección en ángulo.

Preferentemente, la sección de superficie curada se deforma en al menos dos veces la cantidad, o preferentemente en al menos tres veces la cantidad, o preferentemente en al menos cinco veces la cantidad del grosor de la sección de superficie en su punto más grueso, cada una de ellas en relación con la sección de superficie mayor formada durante el moldeo. Además, preferentemente, la sección de superficie curada se deforma en un intervalo de 2 a 1000 veces, o preferentemente en un intervalo de 3 a 500 veces, o preferentemente en un intervalo de 5 a 100 veces el espesor en el punto más grueso de la sección de superficie curada.

Fijación

La fijación de un objeto tridimensional a partir de una sección de superficie bidimensional es tal como se define en la reivindicación 1.

Según la invención, la fijación de un objeto tridimensional formado a partir de una sección de superficie bidimensional se realiza conectando entre sí puntos o superficies del objeto tridimensional. Por ejemplo, un tubo flexible puede fijarse uniendo dos superficies longitudinales de una sección de superficie bidimensional, o una sección de superficie bidimensional se puede fijar uniendo sus zonas de talón después de formar la parte superior del zapato.

La fijación también puede lograrse mediante una combinación por medio de la fijación adicional del objeto tridimensional a otro objeto, por ejemplo, la fijación de la parte superior de un zapato a las áreas del talón y uniéndolo a una suela de zapato.

Una fijación se lleva a cabo mediante soldadura, pegado, engrapado, cosido, clavado, remachado, sujetado con alfileres de al menos una superficie parcial del objeto tridimensional según la invención a al menos otra superficie parcial del objeto tridimensional según la invención .

La invención se explica con más detalle a continuación con referencia a los ejemplos y a las figuras 1 a 11. La Fig. 1 muestra una configuración típica del procedimiento FFF con un suministro de mezcla de polímero/sustancia en forma de una bobina de alambre de polímero 1, una extrusora 2, una boquilla de salida 3 con un diámetro de salida 4, en la que una mezcla de materiales licuada desde la bobina de alambre de polímero se aplica como una banda de material sobre un soporte desde la boquilla de salida 3 . En este caso, se producen varias bandas de material sobre una base en forma de placa base plana 5 como una sola capa, que puede formar una superficie continua consistente en bandas de material conectadas, una superficie consistente en formas geométricas interconectadas, como una estructura de panal. En concreto, la Fig. 1 muestra de forma esquemática el procedimiento de fabricación de una sección de superficie bidimensional en la placa base plana 5, en la que ya se han completado una primera capa 6 y una segunda capa 7 y ahora se está aplicando una tercera capa 7' sobre la segunda capa 7.

La Fig. 2 muestra la placa base plana 5 con un sistema de coordenadas cartesianas con los ejes X, Y y Z proyectados sobre ella.

En la Fig. 3, se ilustra la aplicación de bandas de material para una primera capa de material sobre la placa base plana 5 mediante la boquilla de salida en forma de boquilla de pulverización 3. La primera capa 6 está compuesta por bandas de material individuales 61 a 63.

La Fig. 4 muestra bandas de material de un primer plano 6', que discurren paralelas entre sí y tienen un cambio de orientación, y bandas de material de un primer plano 6", que discurren paralelas entre sí y han sido aplicadas en líneas serpenteantes sobre la placa base plana 5 por medio de la boquilla de pulverización 3.

La Fig. 5 ilustra esquemáticamente la aplicación de una segunda capa 7 a una primera capa 6, en la que las bandas de material 71 a 73 de la segunda capa 7 se aplican a la primera capa 6 en un ángulo de 80° con respecto a la orientación de aplicación de las bandas de material 61 a 63 de la primera capa 6.

La Fig. 6 muestra de forma esquemática la creación de un objeto tridimensional en forma de tubo flexiblen a partir de una sección de superficie bidimensional formada por seis capas. En esta forma de realización, las capas individuales están ligeramente desplazadas unas sobre otras para permitir una mejor fijación (superficie adhesiva) de la sección de la superficie después de darle forma a un objeto tridimensional.

La Fig. 7 muestra de forma esquemática una sección de superficie bidimensional para la fabricación de la parte superior de un zapato con una región posterior del talón 8 de la parte superior del zapato.

La Fig. 8 muestra esquemáticamente un empeine de zapato como un objeto tridimensional formado a partir de la sección de superficie bidimensional mostrada en la Fig. 7. El objeto tridimensional puede fijarse, por ejemplo, pegando, grapando, remachando, soldando o clavando las partes del tacón en la zona de la región del tacón 8. La fijación adicional es posible mediante la aplicación de la parte del empeine del zapato a la suela del zapato 9. De nuevo, la suela y la parte superior del zapato pueden unirse mediante cualquier procedimiento conocido.

La Fig. 9 muestra de forma esquemática una sección de superficie bidimensional para la fabricación de un empeine de zapato. Consta de dos capas de paneles paralelos girados 90° entre sí, dos capas de una estructura de panal superpuesta, dos capas de un patrón de superficie completa con inscripciones y una capa de refuerzo de ojales. La parte superior del zapato tiene de nuevo una región del talón 8 y rebajes 10 en las capas del dibujo o las inscripcones.

La Fig. 10 muestra un zapato y cordones, en donde el zapato comprende una suela 9 y una parte superior del zapato fabricada según el procedimiento de la invención.

En la Fig. 11, se muestra una sección transversal a través de la superficie de una placa base plana 5 con las capas 6, 7, así como otras capas 11, 12, 13, 14, 15. En la ilustración, las capas de puntos 7, 12 indican las capas cuyas bandas de material, mostradas aquí como puntos individuales, se aplican verticalmente al plano del papel. Para las capas 6, 11, 13, 14, 15 mostradas con líneas continuas, las bandas de material correspondientes son paralelas al plano del papel. En la forma de realización mostrada en la Fig. 11, el número máximo de capas 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15 es de siete en total. En la zona central de la figura, se puede observar que la capa 12 está empotrada por secciones, de tal modo que la capa 13 en esta sección de escotadura viene a apoyarse en la capa 11 que se extiende por debajo de la capa 12.

Los siguientes intervalos de parámetros son intervalos de parámetros preferentes para la fabricación de una sección de superficie bidimensional según la invención por medio de FFF:

Los valores preferentes antes mencionados para la temperatura de la placa base de 70 °C a 90 °C y 80 °C se entienden explícitamente como que se pueden combinar con todos los demás valores de la lista anterior, tales como la temperatura de la boquilla y similares.

Ejemplo

A modo de ejemplo no limitativo, se describe la fabricación de un empeine de zapato y la posterior fabricación de un zapato con esta parte superior:

El molde bidimensional para crear la parte superior del zapato se fabricó usando una RepRap X400 CE PRO-Edition alemana con un filamento de poliuretano termoplástico de dureza Shore 60A (ASTM D 2240; a fecha de 16.04.2015) como se muestra en la Fig. 9.

Se usaron los siguientes parámetros:

Temperatura de la placa base: 80 °C

Temperatura de la boquilla: 235 °C

Velocidad de conducción: 30 a 40 mm/s

Diámetro del filamento: 2,8 mm

Diámetro de la boquilla: 0,5 mm

Espesor de la capa: 0,2 mm

Densidad de la banda: Estructura de rejilla (capas inferiores): Distancia entre bandas individuales = un diámetro de salida de boquilla; estructura de panal = de densidad de la banda variable; y gráfico (capas superiores): 100 % (las bandas se tocan entre sí dando lugar a una capa completa)

La estructura tridimensional se fijó a la región del talón mediante soldadura. Además, la estructura tridimensional se fijó a la suela mediante soldadura, creando así un zapato completo.

Otro ejemplo de un objeto tridimensional fabricado según un procedimiento de acuerdo con la invención es un tubo flexible. La funda se imprime por capas, capas rellenas al 100 % estructuras de panal de abeja para el refuerzo si es necesario ("tubo de tela"), luego se forma (se enrolla) y se pega o se suelda a lo largo de la costura. Preferentemente, el borde de unión se imprime biselado para conseguir un mayor solapamiento y, por lo tanto, zonas de unión (véase la figura 6). Además del número preferente de capas de 6 para un tubo flexible tal como se muestra en la Fig. 6, el número preferente de capas para los tubos flexibles es de 1 a 20 capas. Preferentemente, al menos una de las capas presenta una estructura de panal. También se puede aplicar una estructura de refuerzo de este tipo, aunque no es tan preferente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricación de un objeto tridimensional cuya superficie exterior comprende al menos una sección de superficie que se genera produciendo primero una sección de superficie de forma bidimensional sobre una placa base plana (5) mediante un procedimiento de fabricación aditiva, que comprende los siguientes pasos:

I) aplicación de al menos un polímero curable o de una resina de reacción curable, cada uno de los cuales tiene un módulo de Young según la norma DIN53504, a fecha de 18.04.2015, en estado curado de < 250 MPa, en forma fluida como bandas de material sobre una placa base plana (5) mediante un procedimiento de conformación de capas para producir una primera capa (6);

II) aplicación de una segunda capa (7) sobre la primera capa (6) por medio del mismo procedimiento de formación de capas que en el paso I);

III) aplicación opcional de 1 a 48 capas adicionales según la etapa II), aplicando en cada caso una nueva capa sobre la respectiva capa anterior;

IV) curado de las capas;

V) separación de la sección de superficie curada de la placa base plana (5);

VI) conformación de la sección de superficie curada en un objeto tridimensional doblando la sección de superficie bidimensional, doblando la sección de superficie bidimensional, dando forma mediante la colocación de la sección de superficie bidimensional en una horma, termoformando en presencia de al menos un polímero termoformable en una sección de superficie bidimensional, o una combinación de los procedimientos de conformación anteriores; y

VII) fijación del objeto tridimensional mediante soldadura, pegado, engrapado, sujeción con garras, clavado, remachado, cosido, sujetado con alfileres, ajuste a presión o una combinación de los mismos de al menos una superficie parcial del objeto tridimensional a al menos otra superficie parcial del objeto tridimensional.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el procedimiento de conformación por capas es la impresión por chorro de tinta de fabricación de filamento fundido o el chorro de fotopolímero.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, en el que las bandas de material se aplican en forma de gotas sobre la placa base plana (5) o sobre una de las capas (6, 7) que dado el caso puede estar ya en la placa base (5).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que en todas las capas se usa los mismos polímero curable o resina reactiva curable.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que al menos una capa comprende otro polímero curable u otra resina reactiva curable.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que para aplicar una capa en forma de mezcla fluida y curable de materiales se usa al menos un polímero curable o una resina de reacción curable.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que para aplicar una capa en forma de al menos dos mezclas diferentes de materiales fluidos y curables se usa al menos un polímero curable o una resina de reacción curable.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el curado se efectúa por enfriamiento de termoplásticos, por polimerización en frío o en caliente, por poliadición, por policondensación, por adición o por condensación, o por polimerización iniciada por medio de radiación electromagnética.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el curado se lleva a cabo mediante una fuente de luz UV o IR que sigue directamente a una boquilla de pulverización (3).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el objeto tridimensional es la parte superior de un zapato.

11. Procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el objeto tridimensional es una estructura tubular, un corsé de soporte o un protector para el hombro, el brazo, el antebrazo, el muslo, la tibia, el torso, el codo o la rodilla.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la primera capa se aplica sobre una capa intermedia, tal como un textil o una lámina, que transfiere la forma plana de la placa base plana a la primera capa de un procedimiento según la invención, y a la que se unen las bandas de material de la primera capa, de tal modo que esta capa intermedia pasa a formar parte de la sección de superficie y, por lo tanto, también del objeto tridimensional.