ES2924033T3 - Cartucho desechable de impresora 3D - Google Patents

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ES2924033T3 ES19710585T ES19710585T ES2924033T3 ES 2924033 T3 ES2924033 T3 ES 2924033T3 ES 19710585 T ES19710585 T ES 19710585T ES 19710585 T ES19710585 T ES 19710585T ES 2924033 T3 ES2924033 T3 ES 2924033T3
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Abstract

La invención se refiere a un cartucho de impresora 3D desechable (11) para insertar en un dispositivo de exposición para producir un objeto (33) que está construido en capas aditivas, en el que el cartucho (11) contiene al menos un líquido polimerizable o una lata de líquido polimerizable. ser llenado en el cartucho (11). El cartucho (11) comprende: una primera parte inferior de la carcasa (13), una segunda parte superior de la carcasa (15) que se puede quitar de la primera parte de la carcasa (13), una plataforma de soporte (31) que forma la cara inferior de la segunda parte de alojamiento (15), pudiendo disponer el objeto (33) construido en capas aditivas en el exterior de la plataforma de soporte durante la construcción del objeto, y un elemento de construcción (35) que corresponde a la base de la primera parte de alojamiento (13). Las capas del objeto (33) pueden polimerizarse en la cara interior del elemento de construcción (35), y la cara interior del elemento de construcción (35) tiene un revestimiento antiadherente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Cartucho desechable de impresora 3D
La invención se refiere a un cartucho desechable de impresora 3D para la inserción en un dispositivo de exposición con el fin de producir un objeto construido en capas aditivas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, a un sistema compuesto de un cartucho desechable de impresora 3D y un dispositivo de exposición, así como a un procedimiento para la fabricación de un objeto compuesto de capas aditivas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 14.
Estado de la técnica
Los dispositivos de fabricación aditiva (impresoras 3D) se utilizan en un número cada vez mayor de sectores. Esto se debe al hecho de que se simplifican o resultan posibles por primera vez diseños complejos de productos en comparación con otros procedimientos de fabricación. En el sector médico se utilizan también dispositivos de fabricación aditiva para producir objetos con formas complejas, entre los que se encuentran, por ejemplo, las coronas dentales, los implantes, etc.
Si el objeto fabricado con el dispositivo de fabricación aditiva tiene que cumplir requisitos higiénicos altos, se generan problemas, porque la fabricación se realiza en un depósito abierto. Los líquidos polimerizables, necesarios para la fabricación, se extraen de depósitos de almacenamiento. En caso de utilizarse varios líquidos, estos se mezclan al aire libre. Por consiguiente, las condiciones de esterilidad durante la fabricación aditiva son difíciles de cumplir o no se cumplen. Asimismo, el dispositivo de fabricación aditiva se ha de limpiar cuidadosamente después de cada uso para cumplir los requisitos higiénicos.
Los objetos se fabrican a partir de líquidos polimerizables. El líquido polimerizable, no utilizado, se desecha en muchas ocasiones o se reutiliza. Sin embargo, este procedimiento es desventajoso desde el punto de visto económico e higiénico.
En el documento WO2017/079774A2 se da a conocer un aparato de estereolitografía con un medio de soporte, una fuente de radiación, un dispositivo de cartucho que se puede posicionar y extraer del medio de soporte. El dispositivo de cartucho presenta un espacio interior delimitado por una envoltura. La envoltura del dispositivo de cartucho se puede deformar y es translúcida al menos parcialmente a la radiación que provoca el endurecimiento. El espacio interior, delimitado por la envoltura, tiene un volumen con un espacio de alojamiento que contiene la sustancia fotosensible al menos durante el proceso de irradiación y endurecimiento y es accesible a la radiación. En el documento WO2016/062739A1 se muestra un soporte que comprende un depósito y una tapa, entre los que el objeto 3D se puede construir en capas. El objeto 3D se construye en una segunda pared que se puede mover respecto a una primera pared mediante un elemento flexible. En la primera pared está prevista una placa transparente, a través de la que la luz puede penetrar en el soporte para endurecer el líquido fotosensible.
Objetivo de la invención
A partir de las desventajas del estado descrito de la técnica, la presente invención tiene el objetivo de mejorar una fabricación aditiva de manera que los objetos se puedan fabricar en condiciones higiénicas y económicas mejoradas y el líquido polimerizable se pueda extraer con exactitud. Otro objetivo consiste en poder procesar materiales de impresión multicomponentes con un tiempo de procesamiento corto para la fabricación de un objeto construido en capas.
Descripción
El cartucho desechable de impresora 3D para la inserción en un dispositivo de exposición con el fin de producir un objeto construido en capas aditivas comprende:
- una primera parte de carcasa inferior,
- una segunda parte de carcasa superior que cierra la primera parte de carcasa,
- una plataforma de soporte que forma el lado inferior de la segunda parte de carcasa, pudiéndose disponer el objeto fabricado en capas aditivas en el lado exterior de la plataforma de soporte durante su construcción, y - un elemento estructural que corresponde al fondo de la primera parte de carcasa, pudiéndose polimerizar las capas del objeto en el lado interior del elemento estructural y estando provisto el lado interior del elemento estructural de un revestimiento antiadherente.
El cartucho puede cumplir todos los requisitos higiénicos usuales, exigidos a un objeto fabricado en capas aditivas. Esto tiene una importancia esencial en particular para los productos médicos, entre los que se encuentran los implantes, las prótesis dentales o los productos de la industria de chips que han de alcanzar clases de sala limpia. Todas las especificaciones médicas relativas a los implantes se pueden cumplir. El cartucho contiene todos los elementos esenciales necesarios para la fabricación del objeto construido en capas aditivas o del objeto tridimensional. Todos los elementos contenidos en el cartucho están sellados cuidadosamente dentro del cartucho y el acceso está previsto sólo durante la fabricación del objeto.
El objetivo en el caso del cartucho desechable de impresora 3D se consigue al poderse separar la parte de carcasa superior de la parte de carcasa inferior con el fin de abrir el cartucho para la producción del objeto y al ser la primera parte de carcasa un depósito abierto por arriba, en el que está alojada la segunda parte de carcasa. El cartucho se abre sólo al separarse la segunda parte de carcasa de la primera parte de carcasa.
La previsión del elemento estructural dentro de la primera parte de carcasa permite construir el objeto dentro del cartucho de una manera muy protegida. El elemento estructural puede estar fabricado de los materiales usuales en impresoras 3D. El elemento estructural comprende preferentemente una membrana de separación hecha de un material antiadherente, del que las capas endurecidas y polimerizadas del objeto se pueden desprender fácilmente. Se prefiere en particular que la membrana de separación esté hecha de un propileno etileno perfluorado, porque este material tiene un efecto antiadherente en muchas resinas polimerizables. Las resinas se pueden endurecer preferentemente por radiación con una fuente de luz, en particular una fuente de luz UV.
Todos los elementos de la segunda parte de carcasa están bien protegidos por la primera parte de carcasa mientras el cartucho se almacena y está sellado. Incluso después de abrirse el cartucho y durante la fabricación del objeto, la primera parte de carcasa rodea la segunda parte de carcasa y protege el objeto contra la suciedad y las influencias mecánicas durante la fabricación.
En una realización particularmente preferida de la invención, en la segunda parte de carcasa está configurado un cartucho de líquido lleno de al menos un líquido polimerizable. El cartucho está lleno y listo con la cantidad y el tipo necesario del al menos un líquido polimerizable, pudiéndose almacenar al menos un líquido en el cartucho durante largo tiempo y de manera protegida. Por tanto, se puede activar sólo la cantidad de mezcla de líquido necesaria para la construcción del objeto. Una utilización no higiénica repetida del cartucho se impide mediante la cantidad de líquido limitada.
En otra realización de la invención, en la segunda parte de carcasa está previsto un espacio de inserción, pudiéndose insertar en este espacio de inserción un cartucho de líquido. En el espacio de inserción se puede insertar un cartucho de líquido externo. El cartucho de líquido externo puede ser, por ejemplo, un blíster que se perfora antes del uso. Como resultado del espacio de inserción previsto, el cartucho resulta adecuado para los líquidos más diversos y su aplicación es particularmente flexible.
El cartucho de líquido presenta convenientemente al menos un primer y un segundo espacio de alojamiento que contienen un primer y un segundo líquido polimerizable, desembocando los extremos inferiores de los espacios de alojamiento en una cámara de mezcla y estando interrumpida la plataforma de soporte por al menos un canal de alimentación que se comunica por fluido con la cámara de mezcla, desembocando el canal de alimentación en la primera parte de carcasa inferior, de manera que la mezcla de líquido se puede transferir a la parte de carcasa inferior. Estos elementos del cartucho de líquido permiten que los líquidos se mezclen poco antes de su procesamiento y se presionen ya mezclados hacia la parte inferior de carcasa. En la parte inferior de carcasa, el elemento estructural se cubre completamente con la mezcla de líquido. Es posible que estén previstos varios canales de alimentación. Por consiguiente, los líquidos polimerizables se pueden transferir sin mezclar o parcialmente mezclados a la carcasa inferior entre la plataforma de soporte y el elemento estructural.
El cartucho está configurado convenientemente en forma de una sola pieza y presenta un punto de rotura controlada en la zona de transición de la primera parte de carcasa a la segunda parte de carcasa. El cartucho está listo para su uso inmediatamente después de romperse el punto de rotura controlada, sin necesidad de más preparativos, y las dos partes de carcasa se pueden insertar en el dispositivo de exposición.
Es posible también que el cartucho esté configurado en forma de dos piezas y que la primera y la segunda parte de carcasa estén unidas entre sí de manera separable. Aunque la unión es separable, es lo suficientemente hermética para que los cartuchos queden bien protegidos durante el almacenamiento.
En una realización particularmente preferida de la invención, la primera y la segunda parte de carcasa están unidas a un elemento de unión extensible en la zona de transición de la primera parte de carcasa a la segunda parte de carcasa. Mediante el elemento de unión, el espacio interior entre la primera y la segunda parte de carcasa se mantiene cerrado también respecto al ambiente, si el cartucho se abre y el objeto se fabrica (se imprime) en el espacio interior. El elemento de unión extensible une también las dos partes de carcasa incluso si éstas se separan durante la impresión. En el caso del elemento de unión extensible se trata preferentemente de un fuelle fijado en los bordes enfrentados de las dos partes de carcasa. Mientras la segunda parte de carcasa se mueve hacia arriba respecto a la primera parte de carcasa, el fuelle se puede separar longitudinalmente.
En otra realización preferida de la invención, el lado exterior del fondo de la primera parte de carcasa está cubierto con una primera tapa de protección que se puede quitar. De esta manera, el elemento estructural queda bien protegido y se libera para la radiación con la fuente de luz sólo en caso necesario.
Resulta ventajoso que el lado superior de la segunda parte de carcasa esté cubierto con una segunda tapa de protección que se puede quitar. De esta manera, el cartucho de líquido, en particular su tapón o el espacio de inserción, queda protegido contra la suciedad y los daños cuando no se utiliza el cartucho.
El cartucho de líquido presenta convenientemente al menos un tapón que posibilita el empuje del líquido y cierra el orificio de llenado del cartucho de líquido. El tapón permite que el espacio de líquido quede cerrado por arriba y que el líquido se pueda extraer completamente del espacio de líquido.
La invención está caracterizada también preferentemente por que la primera parte de carcasa presenta un primer elemento de sujeción que permite sujetarla al dispositivo de exposición, haciendo posible este primer elemento de sujeción que el elemento estructural se pueda mantener en el dispositivo de exposición. La primera parte de carcasa está unida preferentemente por arrastre de forma al primer elemento de sujeción. El primer elemento de sujeción es, por ejemplo, un resalto que se puede introducir en una ranura del dispositivo de exposición. El elemento estructural se alinea o se ajusta a la plataforma de soporte mediante el pretensado del elemento estructural. Asimismo, el pretensado del elemento estructural proporciona una superficie de presión plana y las capas endurecidas del objeto se pueden separar más fácilmente del elemento estructural. Después de utilizarse el cartucho, éste se puede quitar fácilmente del dispositivo de exposición como resultado de la unión por arrastre de forma.
Es ventajoso que la segunda parte de carcasa presente un segundo elemento de sujeción que permite sujetarla al dispositivo de exposición. La segunda parte de carcasa se fija en un dispositivo de elevación mediante el segundo elemento de sujeción. El dispositivo de elevación eleva la segunda parte de carcasa respecto a la primera parte de carcasa durante la construcción aditiva de las capas del objeto. Al igual que la primera parte de carcasa, la segunda parte de carcasa está sujetada preferentemente por arrastre de forma al dispositivo de elevación. Por consiguiente, la segunda parte de carcasa queda fijada rápidamente en el dispositivo de elevación y se puede volver a separar asimismo rápidamente del dispositivo de elevación.
Otro aspecto de la invención se refiere a un sistema compuesto de un cartucho desechable de impresora 3D según la descripción precedente y un dispositivo de exposición, en el que se pueden insertar la primera y la segunda parte de carcasa, pudiéndose fabricar el objeto construido en capas aditivas entre la primera y la segunda parte de carcasa en la plataforma de soporte. Por tanto, las partes esenciales para la fabricación del objeto están presentes en el cartucho. La fuente de luz necesaria para endurecer las capas del objeto es proporcionada por el dispositivo de exposición. El dispositivo de exposición comprende también un dispositivo de elevación que permite elevar la parte de carcasa superior respecto a la parte de carcasa inferior. El dispositivo de exposición comprende también al menos un empujador que permite empujar el líquido del cartucho de líquido a la parte de carcasa inferior. El sistema posibilita la fabricación higiénica de objetos construidos en capas aditivas, sin contaminarse el dispositivo de exposición.
Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un objeto compuesto de capas aditivas que presenta las etapas de procedimiento siguientes:
- abrir un cartucho desechable de impresora 3D según la descripción precedente con la separación de la primera parte de carcasa inferior de la segunda parte de carcasa superior,
- fijar la primera y la segunda parte de carcasa en el dispositivo de exposición,
- empujar el al menos un líquido polimerizable de la segunda parte de carcasa a la primera parte de carcasa con ayuda de al menos un empujador previsto en el dispositivo de exposición, y
- construir gradualmente las capas aditivas del objeto con el aumento gradual de la distancia entre la primera y la segunda parte de carcasa después de endurecerse respectivamente una capa por exposición.
El procedimiento permite que el objeto construido en capas aditivas se fabrique de manera protegida dentro de las dos partes de carcasa. Dado que la parte de carcasa superior contiene los líquidos necesarios que se endurecen por radiación de luz, se evita con seguridad la contaminación del objeto al introducirse los líquidos o debido a otras etapas del procedimiento que se ejecutan de manera abierta respecto al medio ambiente. El cartucho está previsto para un solo uso para fabricar el objeto. El cartucho se debe eliminar después del uso. Por tanto, se impide una reutilización del cartucho que provoca asimismo una contaminación del objeto.
En una realización preferida de la invención, el al menos un líquido polimerizable se empuja completamente antes de construirse el objeto o de manera simultánea y sincronizada con la construcción de las capas del objeto. En la mayoría de los casos, el al menos un líquido polimerizable se empuja primero hacia la parte de carcasa inferior utilizada como depósito. La cantidad de líquido es suficiente preferentemente para poder construir el objeto. Sin embargo, si el líquido mezclado tiene un tiempo de procesamiento corto y se ha de procesar poco después de entrar en la parte de carcasa inferior, es ventajoso transferir justo a tiempo el líquido a la parte de carcasa inferior. Es decir, el suministro parcial de líquido polimerizable está vinculado a la elevación gradual de la parte de carcasa superior respecto a la parte de carcasa inferior.
Otras ventajas y características se derivan de la descripción siguiente de dos ejemplos de realización de la invención con referencia a las representaciones esquemáticas. Las figuras muestran en una representación no a escala: Figura 1 un corte longitudinal a través de una primera realización del cartucho desechable de impresora 3D según la invención;
Figura 2 un corte longitudinal a través de una segunda realización del cartucho desechable de impresora 3D según la invención; y
Figura 3 un corte longitudinal a través del cartucho de la figura 1 después de fabricarse un objeto construido en capas aditivas.
En las figuras 1 y 3 se muestra una primera realización de un cartucho desechable de impresora 3D que está identificado en general con el número de referencia 11.
El cartucho 11 comprende una primera parte de carcasa inferior 13 y una segunda parte de carcasa superior 15. Antes de insertarse el cartucho 11 en un dispositivo de exposición (no mostrado en las figuras), las dos partes de carcasa 13 y 15 se han de separar entre sí. El cartucho 11 está cerrado herméticamente hasta su utilización en el dispositivo de exposición y, por tanto, es adecuado en particular para el uso en condiciones estériles.
Las dos partes de carcasa 13 y 15 están unidas entre sí en un punto de rotura controlada 17 y se pueden separar en este punto para que el cartucho 11 quede listo para el uso. El punto de rotura controlada 17 se puede prever, porque el cartucho 11 está fabricado en forma de una sola pieza. El cartucho 11 se fabrica preferentemente mediante moldeo por inyección. Si la primera y la segunda parte de carcasa 13 y 15 están fabricadas por separado, éstas se unen de manera separable entre sí para que el contenido del cartucho esté sellado. Como muestran las figuras 1 y 2, la parte de carcasa inferior 13 es un depósito abierto por arriba, en el que está alojada la parte de carcasa superior 15.
Según la primera realización del cartucho (figuras 1 y 3), un cartucho de líquido 19a está configurado en la segunda parte de carcasa superior 15. Las figuras muestran una realización del cartucho de líquido 19a, en la que tres líquidos diferentes 21a, 21b, 21c, polimerizables por exposición, están contenidos en los espacios de alojamiento 23 del cartucho de líquido 19a.
Los líquidos 21a, 21b, 21c se pueden presionar mediante el tapón 25 hacia una cámara de mezcla 27, en la que se pueden activar por mezclado. En la cámara de mezcla 27 puede estar previsto un mezclador estático que mezcla los líquidos 21 de manera homogénea. Los líquidos 21a, 21b, 21c pueden entrar en la parte de carcasa inferior 13 a través de un canal de alimentación 29. Por tanto, la parte de carcasa inferior 13 puede servir como cuba para la mezcla de líquido activada.
El lado inferior de la parte de carcasa superior 15 está formado por una plataforma de soporte 31. En el lado exterior de la plataforma de soporte 31, dirigido hacia la parte de carcasa inferior 13, se construyen las capas del objeto a fabricar 33.
El fondo de la parte de carcasa inferior 13 está diseñado como un elemento estructural 35, en el que se pueden polimerizar las capas del objeto 33. El elemento estructural 35 o al menos su lado interior, dirigido hacia la segunda parte de carcasa 15, tiene un revestimiento antiadherente. De esta manera, las capas polimerizadas por exposición se pueden separar del elemento estructural 35, si la capa respectiva se ha endurecido.
En el caso del cartucho 11 ha resultado particularmente ventajoso que tanto el mismo como la plataforma de soporte 31 comprendan también el elemento estructural 35. El objeto 33 se construye en capas entre la plataforma de soporte 31 y el elemento estructural. Por tanto, el objeto se fabrica dentro del cartucho 11 entre la parte de carcasa inferior 13 y la parte de carcasa superior 15 según el llamado procedimiento Bottom-Up (de abajo hacia arriba). Esto significa que las capas del objeto a construir no se construyen en la superficie de líquido (superficie de resina), sino en el fondo de la parte de carcasa inferior 13. Dado que el objeto se construye al moverse la parte de carcasa superior 15 desde el fondo de la parte de carcasa inferior 13 hacia arriba, es suficiente la presencia de una pequeña cantidad de líquido mezclado (resina) 37 en la parte de carcasa inferior 13. El fondo o el elemento estructural 35 tiene que estar cubierto de resina para que la resina pueda circular siempre entre el fondo y el objeto 33 con el fin de construir una capa. La fuente de luz está dispuesta por debajo del fondo, por lo que el fondo o el elemento estructural 35 debe ser transparente. En el caso de la fuente de luz 35 se trata preferentemente de una fuente de luz UV.
Para que la parte de carcasa superior 15 se pueda separar de la parte de carcasa inferior 13 durante la fabricación del objeto 33, las dos partes de carcasa 13, 15 se pueden fijar en el dispositivo de exposición. A tal efecto, un primer elemento de sujeción 39 está configurado en la primera parte de carcasa inferior 13 y un segundo elemento de sujeción 41 está configurado en la segunda parte de carcasa superior 41.
El primer elemento de sujeción 39 permite que la parte de carcasa inferior 13 se pueda sujetar al dispositivo de exposición de tal modo que el elemento estructural 35 es empujado hacia arriba por la fuente de luz 43 y se pretensa. Mediante el pretensado del elemento estructural 35, dicho elemento estructural 35 se alinea o se ajusta respecto a la plataforma de soporte 31. La alineación exacta del elemento estructural 35 permite que el objeto 33 se pueda fabricar con tolerancias de medida muy pequeñas. El pretensado facilita también la separación de la respectiva capa endurecida del elemento estructural 35 después de la irradiación de luz.
El elemento estructural 35 comprende preferentemente una membrana de separación. La membrana de separación está construida a partir de un material antiadherente, del que las capas polimerizadas y endurecidas del objeto se pueden separar fácilmente. Se prefiere en particular que la membrana de separación esté hecha de un propileno etileno perfluorado (FEP), porque este material tiene un efecto antiadherente en muchas resinas endurecibles por luz.
El segundo elemento de sujeción 41 permite fijar la parte de carcasa superior 15 en el dispositivo de exposición. El dispositivo de exposición comprende un dispositivo de elevación, mediante el que la segunda parte de carcasa 15 se puede elevar, preferentemente de manera gradual, respecto a la primera parte de carcasa y también volver a bajar. Cada vez que una capa del objeto 33 se endurece por irradiación en la fuente de luz, la parte de carcasa superior 15 se eleva en el espesor de una capa después de haberse separado el objeto 33 del elemento estructural 35.
El dispositivo de exposición comprende también al menos un empujador que permite presionar el tapón 25 hacia abajo para poder empujar el líquido 21a, 21b, 21b del espacio de alojamiento 23 a la parte de carcasa inferior 13. El objeto se puede fabricar en condiciones particularmente higiénicas al abrirse el cartucho 11 sólo cuando se fabrica el objeto 33, al haberse adicionado la cantidad necesaria de líquidos 21a, 21b, 21b y al fabricarse el objeto dentro del cartucho 11. El cartucho 11 está previsto como cartucho desechable. El cartucho 11 se elimina después de fabricarse el objeto 33 y extraerse del cartucho 11.
Las dos partes de carcasa 13, 15 están provistas en sus lados abiertos respectivamente de una primera o una segunda tapa de protección 45, 47 que se puede quitar. Por tanto, el cartucho 11 está cerrado herméticamente hasta su uso. La primera y la segunda tapa de protección 45, 47 se deben quitar antes del uso. La primera tapa de protección 45 protege el elemento estructural 35 y la segunda tapa de protección 47 protege el cartucho de líquido 19a o los tapones 25 para que estos no se muevan o se ensucien accidentalmente antes del uso.
En la figura 2 se muestra una segunda realización del cartucho 11, en la que un cartucho de líquido 19b no forma parte de la segunda parte de carcasa 15, sino que es una parte separada que se puede insertar en un espacio de inserción 49 previsto en la segunda parte de carcasa 15. Por consiguiente, el cartucho 11 según esta segunda realización se puede utilizar con cartuchos de líquido disponibles por separado.
La fabricación del objeto 33 con el cartucho 11 se realiza en las etapas de procedimiento siguientes: primero se abre el cartucho 11 al romperse el punto de rotura controlada 17 mediante el giro de la parte de carcasa superior 15 respecto a la parte de carcasa inferior 13. De esta manera, las dos partes de carcasa 13, 15, que estaban cerradas herméticamente, se separan entre sí. La primera y la segunda tapa de protección 45, 47 se quitan de las partes de carcasa 13, 15 para que el cartucho 11 quede listo para el uso.
Al insertarse el cartucho 11 en el dispositivo de exposición, la parte de carcasa superior 15 se mantiene alojada en la parte de carcasa inferior 13 y se eleva sólo ligeramente. Por tanto, la plataforma de soporte 31 y el elemento estructural 35 se mantienen protegidos durante la utilización del cartucho 11. Como resultado de la elevación, la parte de carcasa superior 15 se puede unir al dispositivo de elevación al unirse el segundo elemento de sujeción al dispositivo de elevación. La parte de carcasa inferior 13 se une al dispositivo de exposición mediante el primer elemento de sujeción 39. El elemento estructural 35 se alinea entonces mediante la fuente de luz 43.
Los líquidos 21a, 21b, 21c (resinas endurecibles por luz) se empujan ahora del cartucho de líquido 19a o 19b a la parte de carcasa inferior 13 mediante empujadores. Los empujadores están previstos en el dispositivo de exposición y se pueden adaptar al número de espacios de alojamiento 23 y al recorrido de desplazamiento necesario de los tapones 25.
Cuando los líquidos mezclados 37 cubren el elemento estructural 35, se inicia la construcción aditiva de las capas del objeto 33. Después de endurecerse una capa por irradiación con la fuente de luz 43, la parte de carcasa superior 15 se eleva en un espesor de capa desde la parte de carcasa inferior 13 mediante el dispositivo de elevación. Por consiguiente, la distancia entre las dos partes de carcasa 13, 15 aumenta durante la construcción del objeto.
Es posible también que el cartucho de líquido 19a o 19b se vacíe de manera sincronizada con la construcción de capas y no antes de la construcción de capas. Esto puede tener sentido si los líquidos se deben mezclar sólo poco antes del procesamiento.
El cartucho desechable de impresora 3D 11 presenta un estándar higiénico muy alto, porque se abre sólo poco antes de la fabricación del objeto 33 y está cerrado previamente de manera hermética. Además, contiene sólo la cantidad de líquidos endurecibles 21a, 21b, 21c necesarios para la fabricación del objeto 33. El cartucho 11 se elimina después de fabricarse el objeto 33, siendo innecesaria así una limpieza posterior. Por tanto, para la fabricación del objeto 33 se utiliza siempre un nuevo cartucho 11 perfectamente higiénico.
Leyenda
Cartucho desechable de impresora 3D
Primera parte de carcasa inferior
Segunda parte de carcasa superior
Punto de rotura controlada
Cartucho de líquido
Líquidos polimerizables
Espacios de alojamiento
Tapón
Cámara de mezcla
Canal de alimentación
Plataforma de soporte
Objeto construido en capas aditivas
Elemento estructural
Líquido mezclado
Primer elemento de sujeción
Segundo elemento de sujeción
Fuente de luz
Primera tapa de protección
Figure imgf000007_0001
Segunda tapa de protección
Espacio de inserción

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Cartucho desechable de impresora 3D (11) para la inserción en un dispositivo de exposición con el fin de producir un objeto construido en capas aditivas (33), conteniendo dicho cartucho (11) al menos un líquido polimerizable (21a, 21b, 21c) o pudiéndose llenar dicho cartucho (11) de un líquido polimerizable, comprendiendo el cartucho (11) - una primera parte de carcasa inferior (13),
- una segunda parte de carcasa superior (15) que cierra la primera parte de carcasa (13),
- una plataforma de soporte (31) que forma el lado inferior de la segunda parte de carcasa (15), pudiéndose disponer el objeto fabricado en capas aditivas (33) en el lado exterior de la plataforma de soporte durante su construcción, y
- un elemento estructural (35) que corresponde al fondo de la primera parte de carcasa (13), pudiéndose polimerizar las capas del objeto (33) en el lado interior del elemento estructural (35) y estando provisto el lado interior del elemento estructural (35) de un revestimiento antiadherente,
caracterizado por que
la parte de carcasa superior (15) se puede separar de la parte de carcasa inferior (13) con el fin de abrir el cartucho para la producción del objeto (33) y
la primera parte de carcasa (13) es un depósito abierto por arriba, en el que está alojada la segunda parte de carcasa (15).
2. Cartucho de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en la segunda parte de carcasa (15) está configurado un cartucho de líquido (19a) lleno de al menos un líquido polimerizable (21a, 21b, 21c).
3. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que en la segunda parte de carcasa (15) está previsto un espacio de inserción (49), pudiéndose insertar en este espacio de inserción (49) un cartucho de líquido (19b).
4. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que el cartucho de líquido (19a) presenta al menos un primer y un segundo espacio de alojamiento (23) que contienen un primer y un segundo líquido polimerizable (21a, 21b), desembocando los extremos inferiores de los espacios de alojamiento en una cámara de mezcla (27) y estando interrumpida la plataforma de soporte (31) por al menos un canal de alimentación (29) que se comunica por fluido con la cámara de mezcla (27), desembocando el canal de alimentación (29) en la primera parte de carcasa inferior (13), de manera que la mezcla de líquido (37) se puede transferir a la parte de carcasa inferior (15).
5. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el cartucho (15) está configurado en forma de una sola pieza y presenta un punto de rotura controlada (17) en la zona de transición de la primera parte de carcasa (13) a la segunda parte de carcasa (15).
6. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el cartucho (11) está configurado en forma de dos piezas y la primera y la segunda parte de carcasa (13, 15) están unidas entre sí de manera separable.
7. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la primera y la segunda parte de carcasa (13, 15) están unidas a un elemento de unión extensible en la zona de transición de la primera parte de carcasa (13) a la segunda parte de carcasa (15).
8. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el lado exterior del fondo de la primera parte de carcasa (13) está cubierto con una primera tapa de protección (45) que se puede quitar.
9. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el lado exterior del fondo de la segunda parte de carcasa (15) está cubierto con una segunda tapa de protección (47) que se puede quitar.
10. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el cartucho de líquido (19a, 19b) presenta al menos un tapón (25) que posibilita el empuje del líquido (21a, 21b, 21c) y cierra el orificio de llenado del cartucho de líquido (19a, 19b).
11. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la primera parte de carcasa (13) presenta un primer elemento de sujeción (39) que permite sujetarla al dispositivo de exposición, haciendo posible este primer elemento de sujeción (39) que el elemento estructural (35) se pueda mantener en el dispositivo de exposición.
12. Cartucho de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la segunda parte de carcasa (15) presenta un segundo elemento de sujeción (41) que permite sujetarla al dispositivo de exposición.
13. Sistema compuesto de un cartucho desechable de impresora 3D de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes y un dispositivo de exposición, en el que se pueden insertar la primera y la segunda parte de carcasa (13, 15), pudiéndose fabricar el objeto construido en capas aditivas (33) entre la primera y la segunda parte de carcasa (13, 15) en la plataforma de soporte (31).
14. Procedimiento para la fabricación de un objeto (33) compuesto de capas aditivas que presenta las etapas de procedimiento siguientes:
- abrir un cartucho desechable de impresora 3D (11) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 con la separación de la primera parte de carcasa inferior (13) de la segunda parte de carcasa superior (15),
- fijar la primera y la segunda parte de carcasa (13, 15) en el dispositivo de exposición,
- empujar el al menos un líquido polimerizable (21a, 21b, 21c) de la segunda parte de carcasa (15) a la primera parte de carcasa (13) con ayuda de al menos un empujador previsto en el dispositivo de exposición, y
- construir gradualmente las capas aditivas del objeto (33) con el aumento gradual de la distancia entre la primera y la segunda parte de carcasa (13, 15) después de endurecerse respectivamente una capa por exposición.
15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que el al menos un líquido polimerizable (21a, 21b, 21c) se empuja completamente antes de construirse el objeto (33) o de manera simultánea y sincronizada durante la construcción de las capas del objeto (33).
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