ES2965778A1 - Equipo de impresión tridimensional mediante pellets - Google Patents

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Abstract

Equipo de impresión tridimensional mediante pellets, que presenta una impresora (1) tridimensional que comprende un software de control y un cabezal (2) extrusor, con un tornillo extrusor (3) para trasportar los pellets desde un depósito (5) hasta una boquilla (6); un sensor inductivo (7) y un carro (8) de desplazamiento del cabezal (2); que además comprende un dispensador (9) automático de pellets al depósito (5), que a su vez comprende dos o más recipientes (10) para contener un tipo de pellets cada uno: una base de soporte (11) de los mismos con una zona de encaje (12) con un primer orificio (13) de salida; medios de fijación amovible de cada recipiente (10), y; un dispositivo de suministro de pellets al depósito (5), que comprende un tornillo transportador (14) desde el primer orificio (13) hasta un segundo orificio (15) situado excéntrico y a una cota inferior, y un segundo motor (16).

Description

DESCRIPCIÓN
Equipo de impresión tridimensional mediante pellets
Campo técnico de la invención
La presente invención corresponde al campo técnico de las máquinas y dispositivos de impresión tridimensional, en concreto a aquellas que utilizan pellets para dicha impresión.
Antecedentes de la Invención
Los procesos de impresión tridimensional por extrusión, al principio se realizaban mayoritariamente mediante la tecnología de modelado por deposición fundida (FDM) con filamentos, que presenta tres elementos principales, una placa o cama de impresión en la que se imprime la pieza, una bobina de filamento que sirve como material de impresión y un cabezal de extrusión. En esta tecnología el filamento es succionado y fundido por el extrusor de la impresora 3D, que deposita el material de forma precisa capa por capa sobre la cama de impresión.
No obstante, en la actualidad se están desarrollando impresoras tridimensionales adaptadas para poder imprimir con pellets o gránulos, ya que son materiales que ayudan a ahorrar costes y permiten una mayor variedad de materiales que en el caso de los filamentos. Es un sistema más rápido y versátil que la impresión por filamentos, de manera que en la actualidad, la realidad es que la impresión tridimensional mediante pellets es cada vez más popular.
Los pellets son gránulos o pequeñas bolitas que los fabricantes utilizan para vender el plástico al por mayor, y a partir de ellos se fabrican, por ejemplo, los filamentos. De este modo, las impresoras que utilizan directamente los pellets, consiguen ahorrarse un paso intermedio del proceso y ello supone una reducción importante en los costes.
Este tipo de impresoras tridimensionales mediante pellets presentan un extrusor de pellets que consiste en una pieza que aúna en un único elemento un fusor de pellets y un mecanismo de empuje, de manera que sustituye el conjunto extrusor-fusor de las impresoras por filamentos, y se reduce la necesidad de estos dos elementos por dicho extrusor de pellets.
Con el desarrollo de este sistema de impresión tridimensional, cada vez se demandan productos de mayor calidad y de más variadas cualidades, por lo que cada vez es más común que sea necesario emplear más de un tipo de material, de diferente composición, de diferente color... que permita una mayor variabilidad en los productos obtenidos. Con ello es posible obtener diseños de producto diversos, así como una variabilidad en las propiedades del material que lo forma, que aporten mayor o menor resistencia, dureza, flexibilidad. según la zona correspondiente del producto.
Como ejemplo del estado de la técnica pueden mencionarse los documentos de referencia ES2779448 y US2016347000.
El documento de referencia ES2779448 expone un sistema de impresión tridimensional que comprende un cabezal de impresión dispuesto verticalmente sobre una plataforma de construcción, y que presenta una boquilla de ancho variable con una abertura rectangular para extruir directamente gránulos a través de dicha boquilla para proporcionar una cinta fundida verticalmente sobre la plataforma de construcción. Estos gránulos comprenden al menos un polímero.
Además, los medios de extrusión presentan medios para mover dicho cabezal de impresión y una cámara calentada antes de dicha boquilla. Presenta igualmente una compuerta controlada activamente, que a su vez controla la abertura de la boquilla en una dimensión, mientras que la otra dimensión permanece fija, y en donde dicha boquilla de ancho variable es axialmente giratoria.
En este sistema de impresión los medios de extrusión incorporan el transporte de gránulos soplando a través de un tubo flexible desde un recipiente de suministro al cabezal de impresión móvil a través de una pequeña tolva que alimenta los gránulos por gravedad o bien, la cámara calentada está alejada de dicho cabezal de impresión móvil y los gránulos se funden en la misma y la masa fundida resultante se alimenta a dicho cabezal de impresión móvil a través de un tubo flexible resistente al calor provisto de un manguito calentado flexible.
En cualquiera de los casos, se está considerando una alimentación o dosificación del cabezal de extrusión que se ve limitada a un único tipo de pellets existentes en un depósito que normalmente presenta gran capacidad.
No se contempla la necesidad de cambiar de tipo de material de impresión con frecuencia, lo que en este caso supondría un problema, pues debería vaciarse el depósito cada vez que se precisara el cambio, para introducir el material de distintas cualidades. Además, deberá tenerse en cuenta que no queden pellets remanentes en la conexión entre el depósito y el extrusor, pues ello alteraría el proceso deseado de cambio de material. En estas impresoras, para poder limpiar o eliminar estos remanentes, sería necesario desmontar dicho depósito respecto del extrusor.
Esto también supone un problema en el caso en que existen averías o por mantenimiento, pues se requiere de un desmontaje que conlleva tiempo y una reducción de la productividad de la impresora.
Igualmente, estas impresoras presentan el cabezal extrusor fijado al carro de desplazamiento que les permite variar de posición durante el proceso de impresión, pero en caso de ser necesario un mantenimiento o reparación de dicho cabezal, resulta necesario de nuevo desmontar esta parte de la impresora, lo que produce de nuevo tiempos de parada de la máquina.
El documento de referencia US2016347000 define un dispositivo y un método de fabricación de un objeto para un usuario por deposición fundida. Este dispositivo presenta un tornillo transportador de una pluralidad de gránulos termoplásticos sólidos desde una tolva hasta un cilindro y, un elemento calefactor acoplado a dicho cilindro, que funde los gránulos termoplásticos sólidos dentro del mismo, produciendo así un líquido termoplástico.
El líquido termoplástico es extruido a través de una boquilla que tapa un extremo del cilindro, solidificándose posteriormente el líquido termoplástico extruido para conformar el objeto. Un sistema de control computarizado controla tanto el caudal del líquido termoplástico, ajustando la rotación de un motor acoplado al transportador de tornillo, como la posición de la boquilla sobre la superficie de construcción de acuerdo con la forma tridimensional del objeto. El dispositivo y el método son especialmente adecuados para la producción en masa de zapatos personalizados y otros objetos, en los que el material termoplástico se puede combinar fácilmente con colorantes personalizados y agentes de soplado.
Este dispositivo de nuevo comprende una única tolva para contención del material de impresión, los pellets o gránulos termoplásticos, no obstante, sí se considera la opción de que sea necesario utilizar un material termoplástico diferente sobre la superficie de impresión. Esta opción se resuelve en este caso, mediante la existencia de un segundo cabezal extrusor que se encarga de depositar el segundo líquido termoplástico diferente al primero, para la combinación de ambos en la realización del producto.
Aunque es una manera de dar solución a la problemática planteada, este modo de resolverlo plantea nuevos inconvenientes, pues la existencia de dos cabezales de extrusión sobre la superficie o cama de impresión no resulta cómodo ni eficaz, pues por un lado, ambos cabezales van a molestarse uno a otro y pueden colisionar entre ellos, mientras que por otro lado, el producto que se está imprimiendo es un producto tridimensional y como tal, presenta un volumen y una forma determinada que no tiene por qué ser plana, lo que conlleva igualmente la posibilidad de que un segundo cabezal extrusor interfiera en su trayectoria con la parte realizada por un primer cabezal.
Por otro lado, esta solución limita nuevamente el número de materiales distintos que se pueden utilizar, en este caso a un número de dos, y no resuelve el problema para el caso en el que fuera necesaria la utilización de tres o más tipos de materiales, pues la opción de añadir nuevos cabezales de extrusión supone aumentar cada vez más el coste de la impresora, así como los problemas de funcionamiento, pues cuantos más cabezales existan sobre la cama de impresión más posibilidades existen de colisión entre ellos y con el producto en proceso de impresión.
Resulta por tanto necesario encontrar una solución a estos problemas planteados, para poder realizar de un modo eficaz y seguro, trabajos de impresión que permitan una amplia variabilidad de tipos de materiales utilizados, ya sea por cuestiones de diseño o de las propiedades del producto, así como aumentar la productividad de estas impresoras mediante mejoras en determinados aspectos de su funcionamiento.
Descripción de la invención
El equipo de impresión tridimensional mediante pellets, siendo los pellets gránulos de material termoplastico que aquí se presenta, está formado por una impresora que comprende un software de control y un cabezal extrusor de pellets.
Por su parte, dicho cabezal extrusor comprende un tomillo extrusor conectado a un primer motor y al software, para trasportar los pellets desde un depósito de carga de los mismos hasta una boquilla de salida.
Comprende además, un sensor inductivo conectado al software y sujeto al cabezal en una primera posición tal que está situado próximo a la boquilla y a una primera cota igual o sensiblemente superior a la de dicha boquilla, y un carro de desplazamiento del cabezal extrusor conectado al software.
El equipo que aquí se presenta comprende además un dispensador automático de pellets para alimentación del depósito de carga.
Este dispensador automático comprende dos o más recipientes para contener un tipo de pellets cada uno, una base de soporte de dichos recipientes, unos medios de fijación amovible de cada uno de los recipientes respectivamente a la base de soporte, y un dispositivo de suministro de pellets al depósito de carga del extrusor, para cada recipiente respectivamente.
La base de soporte presenta una zona de encaje para cada uno de los recipientes, en la que cuenta con un primer orificio de salida de los pellets del recipiente correspondiente.
Además, el dispositivo de suministro de pellets comprende un tornillo transportador de pellets desde el primer orificio hasta un segundo orificio de salida situado a una cota inferior a la del primer orificio y excéntrico respecto al mismo, y un segundo motor conectado a dicho tornillo transportador y al software.
La base de soporte está fijada a la impresora a una cota tal que dichos segundos orificios de salida están situados de forma superior al depósito de carga del cabezal.
Con el equipo de impresión tridimensional mediante pellets que aquí se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.
Esto es así pues se consigue un equipo que soluciona la problemática existente en el estado de la técnica ya que comprende un dispensador de pellets que por sí solo es capaz de transferir la materia prima, es decir, los pellets o gránulos, para realizar la impresión tridimensional desde un recipiente, para ser vertido de manera controlada a través de un orificio.
Este dispensador presenta dos o más recipientes que permiten la contención en cada uno de ellos de un tipo de pellets diferente, de manera que, en función de las necesidades concretas del producto a desarrollar y a través de las órdenes enviadas por el software, el equipo puede dosificar un tipo u otro de pellets, indistintamente, cada uno de ellos según las necesidades del producto que se esté realizando.
Se logra una dosificación de pellets hasta el cabezal de extrusión completamente automática, que se realiza sólo cuando se requiere, es decir, al principio del trabajo de impresión, cuando el software del equipo detecta que ya no quedan pellets en el depósito del cabezal de extrusión y debe realizarse una nueva carga del mismo, o bien, cuando es necesario realizar una carga de pellets de un tipo diferente al que se había cargado anteriormente.
Así pues, los recipientes están cargados con un número determinado de pellets de diferentes tipos y el software va mandando las órdenes del momento en el que debe dosificarse cada uno de estos tipos en el depósito del cabezal. Con esto se logra aumentar la eficacia y versatilidad de este equipo de impresión, pudiendo obtener productos más variados, de calidad, y de forma rápida.
Además, este equipo presenta ciertas variaciones en la impresora del equipo, que asegura que su trabajo conjunto con el dosificador sea realmente adecuado y eficaz.
Así pues, para poder realizar un cambio de tipo de pellets evitando contaminación por existencia de un remanente del tipo de pellets utilizado previamente, en el interior del cabezal de extrusión, es necesario eliminar cualquier resto del mismo. Para ello, este equipo comprende un sensor de presencia de pellets a la entrada del tornillo extrusor y medios de conexión amovibles entre el depósito de la impresora y dicho tornillo extrusor.
Esto permite la ventaja de que si nos equivocamos de tipo de pellets es posible vaciar la tolva mediante el desplazamiento del depósito respecto del tornillo extrusor, que puede ser un desplazamiento completo o mediante una basculación o un deslizamiento y sin necesidad de desmontar partes de la impresora.
Así mismo, los recipientes también son extraíbles, para que la carga de los pellets en los mismos sea más sencilla y, la pieza de conexión de cada recipiente a la base de soporte de los mismos, presenta unos medios de control de la salida de los pellets, para asegurar de este modo que no exista una pérdida de material en el proceso de conexión de los recipientes.
Y, en el mismo sentido, el cabezal extrusor también está conectado al carro de desplazamiento del mismo mediante unos medios de fijación amovibles, de manera que si existe cualquier problema en el cabezal, va a ser fácilmente sustituible sin que deba detenerse el proceso de impresión más que por el tiempo en el que se cambia un cabezal por otro.
Resulta por tanto un equipo de impresión tridimensional con el que se logra una gran eficacia y rendimiento, permitiendo una producción más versátil y variada con una reducción de tiempos de elaboración.
Breve descripción de los dibujos
Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un equipo de impresión tridimensional para pellets, para una realización preferida de la invención.
Las Figuras 2.1, 2.2 y 2.3.- Muestra unas vistas en planta, alzado y perfil, de un equipo de impresión tridimensional para pellets, para una realización preferida de la invención.
Las Figuras 3.1 y 3.2.- Muestran sendas vistas en detalle del cabezal extrusor de un equipo de impresión tridimensional para pellets, con el depósito de carga conectado y desconectado del mismo respectivamente, para una realización preferida de la invención.
Las Figuras 4.1 y 4.2.- Muestran sendas vistas en detalle del cabezal extrusor de un equipo de impresión tridimensional para pellets, con el sensor inductivo en una primera y segunda posición respectivamente, para una realización preferida de la invención.
La Figura 5.- Muestra una vista en detalle de la pieza de conexión y la zona de encaje de cada recipiente de un equipo de impresión tridimensional para pellets, para una realización preferida de la invención.
Las Figuras 6.1 y 6.2.- Muestran sendas vistas en perspectiva inferior de la pieza de conexión de un equipo de impresión tridimensional para pellets, en una posición de la compuerta cerrada y abierta de la compuerta respectivamente, para una realización preferida de la invención.
La Figura 7.- Muestra una vista en explosión de la pieza de conexión y los medios de control de la salida de pellets de un equipo de impresión tridimensional para pellets, para una realización preferida de la invención.
Las Figuras 8.1 y 8.2.- Muestran sendas vistas de una sección de la pieza de conexión por un plano transversal a la pestaña, de un equipo de impresión tridimensional para pellets, en una posición de la compuerta cerrada y abierta de la compuerta respectivamente, para una realización preferida de la invención.
La Figura 9.- Muestra una vista en sección del dispensador de un equipo de impresión tridimensional para pellets, para una realización preferida de la invención.
La Figura 10.- Muestra una vista en perspectiva de los medios de fijación del cabezal al carro de desplazamiento de un equipo de impresión tridimensional para pellets, para una realización preferida de la invención.
Las Figuras 11.1, 11.2 y 11.3.- Muestran unas vistas en perspectiva, alzado y sección respectivamente, del tornillo extrusor de un equipo de impresión tridimensional para pellets, para una realización preferida de la invención.
Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un modo de realización preferente de la invención, el equipo tridimensional mediante pellets que aquí se propone, presenta una impresora (1) tridimensional que comprende un software de control y un cabezal (2) extrusor de pellets. Los pellets son gránulos de material termoplástico.
Dicho cabezal (2) extrusor comprende un tomillo extrusor (3) en su interior, conectado a un primer motor (4) y al software, para trasportar los pellets desde un depósito (5) de carga de los mismos hasta una boquilla (6) de salida. Al quedar dispuesto en el interior del cabezal (2) , con un extremo conectado al primer motor (4) y con el extremo opuesto a la boquilla (6), no queda visible en las Figuras 3.1 a 4.2, por ejemplo, pero sí se representa en las Figuras 10.1 a 10.3.
El tornillo extrusor (3) presenta un diámetro de raíz más pequeño y constante en la zona por la que se alimenta el material que en la zona más cercana al extremo de salida del material tras la extrusión, tal y como se muestra en las Figuras 10.1 a 10.3, pero la hélice del tornillo tiene un diámetro y un paso constantes a lo largo de todo el recorrido del tornillo extrusor (3) . La sección entre estos dos diámetros diferentes y constantes cambia gradualmente para evitar hacer un paso de hélice que generara un atasco del material.
El cabezal (2) presenta además un sensor inductivo (7) conectado al software y sujeto al cabezal (2) en una primera posición tal que está situado próximo a la boquilla (6) y a una primera cota igual o sensiblemente superior a la de dicha boquilla (6) y, un carro (8) de desplazamiento del cabezal (2) extrusor conectado al software.
Como se muestra en las Figuras 1 y 2.1 a 2.3, este equipo comprende además un dispensador (9) automático de pellets para alimentación del depósito (5) de carga, que a su vez comprende dos o más recipientes (10) para contener un tipo de pellets cada uno.
Así mismo, el dispensador (9) presenta una base de soporte (11) de los recipientes (10), que puede observarse en las Figuras 1, 2.2 y 2.3, que comprende una zona de encaje (12) para cada uno que presenta un primer orificio (13) de salida de los pellets del recipiente (10) correspondiente, como se muestra en la Figura 5.
El dispensador (9) comprende unos medios de fijación amovible de cada uno de los recipientes (10) respectivamente a la base de soporte (11), y un dispositivo de suministro de pellets al depósito (5) de carga del cabezal (2), para cada recipiente (10) respectivamente, que comprende un tornillo transportador (14) de pellets desde el primer orificio (13) hasta un segundo orificio (15) de salida situado a una cota inferior a la del primer orificio (13) y excéntrico respecto al mismo, como se muestra en la Figura 9.
Además, el dispositivo de suministro comprende un segundo motor (16) conectado al tomillo transportador (14) y al software.
Por su parte, esta base de soporte (11) está fijada a la impresora (1) a una cota tal que dichos segundos orificios (15) de salida están situados de forma superior al depósito (5) de carga del cabezal (2).
En este modo de realización preferente de la invención, los medios de fijación amovible de cada recipiente (10) comprenden una pieza de conexión (17) a la correspondiente zona de encaje (12) en la base de soporte (11).
Dicha pieza de conexión (17), tal y como se muestra en la Figura 5, presenta una primera zona de unión (18) al recipiente (10) con forma troncocónica hueca de sección creciente con la altura, que presenta una abertura superior (18.1) que tiene medios de conexión al extremo inferior del recipiente (10) y una abertura inferior cuyo diámetro es igual o mayor que el del primer orificio (13) y, una segunda zona (19) susceptible de ensamblaje en la zona de encaje (12) de la base de soporte (11), que está conectada con la primera zona de unión (18) de manera que en una posición de ensamblado la abertura inferior (18.2) está situada de forma coincidente y centrada respecto al primer orificio (13) de salida de la base de soporte (11), como puede observarse en la Figura 9. Esta segunda zona (19) alinea y retiene la primera zona de unión (18) en posición de forma segura respecto a la base de soporte (11) y evita a su vez que los pellets se esparzan accidentalmente sobre la impresora durante la conexión de la pieza de conexión (17) en la base de soporte (11).
Además, en este modo de realización preferente de la invención, esta pieza de conexión (17) comprende medios de control de la salida de pellets por la abertura inferior (18.2).
Estos medios de control, como puede observarse en las Figuras 6.1, 6.2, 8.1 y 8.2, están formados por una compuerta (20) situada inferiormente a la abertura inferior (18.2), que presenta dos pestañas (21) de sujeción acopladas en el interior de sendas guías (22) dispuestas en la pieza de conexión (17), a ambos lados de dicha abertura inferior (18.2), donde la abertura inferior (18.2) presenta un primer y un segundo extremos (24.1, 24.2) diametralmente opuestos, según la dirección de ensamblaje, con el segundo extremo (24.2) orientado más hacia el exterior en la posición de ensamblaje.
Como se muestra en las Figuras 8.1 y 8.2, estos medios de control comprenden así mismo unos resortes (23) situados en el interior de las guías (22) y conectados con las pestañas (21) de sujeción, tal que en una posición desacoplada de la pieza de conexión (17), presentan una posición extendida como la que se muestra en la Figura 8.1, que permite la fijación de la compuerta (20) en una posición cerrada, como la representada en la Figura 6.1, donde las pestañas (21) están próximas al primer extremo (24.1) de la abertura inferior (18.2) y la compuerta (20) está situada coincidente con la abertura inferior (18.2).
La base de soporte (11) comprende una porción (31) en cada zona de encaje (12), que emerge superiormente alrededor del primer orificio (13) de salida, de este modo, como se muestra en la Figura 8.2, en la posición de ensamblaje es susceptible de estar en contacto con la zona inferior de las pestañas (21) de la compuerta (20) de manera que permiten un desplazamiento relativo de la misma respecto de la pieza de conexión (17) hasta una posición abierta de la compuerta (20), representada en la Figura 6.2, en la que está desplazada respecto de la abertura inferior (18.2), en la que los resortes (23) están comprimidos tal que permiten la fijación de las pestañas (21) en una posición más próxima al segundo extremo (24.2) de dicha abertura inferior (18.2).
El desplazamiento relativo de la compuerta (20) se produce al interferir los resaltes de la zona de encaje (12) con la zona inferior de las pestañas (21) a partir de cierto punto del recorrido de la pieza de conexión (17). Esta interferencia impide que la compuerta (20) continúe desplazándose junto a la pieza de conexión (17) y se mantiene fija respecto a la zona de encaje (12), siendo el resultado final, que la compuerta (20) adquiere una posición abierta.
Además, en este modo de realización preferente de la invención, los medios de control de la salida de pellets comprenden una tapa (25) de la cara inferior de la misma, como se muestra en la Figura 7, que presenta un canal (26) de desplazamiento de la compuerta (20) desde su posición cerrada hasta su posición abierta.
Según otro aspecto, en este modo de realización preferida, el tornillo transportador (14) comprende una rosca de doble hélice y está encajado en un conducto de paso (27) entre el primer orificio (13) y el segundo orificio (15), siendo su longitud tal que el filete de ambas hélices está alineado con la abertura de entrada al conducto de paso (27), como se muestra en la Figura 9. Esto evita el vertido de pellets no deseados.
El conducto de paso (27) tiene la función de restringir la cantidad de pellets y cómo se alimenta el tornillo transportador (14), siendo esta alimentación axial. Por su parte, el tornillo transportador (14) es el elemento que fuerza el movimiento y transporte de los pellets. Gracias a su doble hélice, es capaz de realizar una mejor recolección y vertido de los mismos de manera más controlada.
Por otra parte, el equipo comprende unos medios de desplazamiento del sensor inductivo (7) de la impresora (1) conectados al software de control, de manera que dicho sensor presenta una segunda posición tal que está situado a una segunda cota superior a la primera cota, como se muestra en la Figura 4.2.
Este sensor inductivo (7) permite medir la distancia del mismo a la superficie de impresión (28). Se monta a una distancia predeterminada de la boquilla (6) del extrusor por donde sale el material generado por la fusión de los pellets. Sabiendo esta distancia entre la boquilla (6) y el sensor inductivo (7), el equipo puede medir la distancia correcta desde la boquilla (6) a la superficie de impresión (28) sin interacción del usuario, así como realizar un "mapa” de la desviación de la superficie de impresión midiendo en varios puntos de la misma.
Los medios de desplazamiento del sensor inductivo (7) permiten posicionarlo con bastante repetibilidad, a la distancia y lugar necesario para que el equipo realice la calibración sólo cuando sea requerido. Una vez finalizada la calibración el sensor inductivo (7) se desplaza a la segunda posición fuera del espacio de trabajo previniendo daños al mismo o interferencias con el objeto a fabricar.
En este modo de realización preferente de la invención, los medios de desplazamiento del sensor inductivo (7) están formados por un actuador (29) lineal que permite un desplazamiento vertical del sensor inductivo (7), tal y como puede observarse en las Figuras 4.1 y 4.2, desde una primera posición representada en la Figura 4.1, con el sensor inductivo (7) próximo a la boquilla (6) y una segunda posición, que se muestra en la Figura 4.2, en la que dicho sensor está en una segunda posición a una cota superior.
En otros modos de realización, estos medios de desplazamiento pueden estar formados por un dispositivo de rotación con un eje tal que permite una basculación del sensor inductivo (7) alrededor del mismo.
Según otro aspecto, en este modo de realización preferente de la invención, el depósito (5) está conectado al cabezal (2) mediante unos medios de conexión amovibles dispuestos en las zonas de unión entre ambos, formadas por la boca de salida (5.1) del depósito (5) y la boca de entrada (3.1) al tomillo extrusor (3).
En este caso, los medios de conexión amovibles entre el depósito (5) y el cabezal (2) están formados por uno o más imanes (no representados en las figuras) y, por una chapa de material con propiedades magnéticas, dispuestos respectivamente en una de las zonas de unión entre ambos.
No obstante, en otros modos de realización estos medios de conexión amovibles entre el depósito (5) y el cabezal (2) pueden estar formados por uno o más resortes de tracción dispuestos entre las zonas de unión entre ambos o por otro tipo de medios.
En el caso en que los medios de conexión amovibles están formados únicamente por los imanes y la chapa con propiedades magnéticas, el depósito (5) resulta completamente separable respecto del cabezal (2), no obstante, en este modo de realización preferida, los medios de conexión amovibles comprenden además, un eje de basculación (30) del depósito (5) de carga, con lo cual, el depósito (5) presenta una posición conectado al cabezal (2), como se muestra en la Figura 3.1 y una posición desconectada del mismo en la que, como queda representado en la Figura 3.2, el depósito (5) está basculado respecto de dicho eje de basculación (30) cuando se precisa un completo vaciado del mismo, sin llegar a separarse del todo del cabezal (2).
En otros modos de realización, los medios de conexión amovibles pueden presentar, en vez del eje de basculación (30), unas guías de deslizamiento del depósito (5) de carga susceptibles de permitir el desplazamiento relativo del depósito (5) respecto del cabezal (2).
En este modo de realización preferida, el equipo comprende un sensor de presencia de pellets dispuesto en la boca de salida (5.1) del depósito (5) de carga y conectado con el software de control. Este sensor de presencia es el encargado de detectar si existe o no material presente en el depósito (5) de carga y previene el funcionamiento del equipo en caso de no haber material cargado en el mismo.
De igual forma, y de ser necesario en función de las instrucciones dadas al equipo, el sensor de presencia de pellets cumple la función de "notificar” cuándo resulta necesario cargar material. Esta función implica trabajar en conjunto con el dispensador automático de pellets.
En este modo de realización preferente de la invención, el sensor de presencia de pellets está formado por un haz de luz infrarroja con una distancia de detección que varía según el color del objeto a detectar. A efectos prácticos permite al equipo saber con precisión suficiente si hay material cargado o no antes y/o durante el proceso de impresión. Esto permite controlar cuando es necesario cargar material en el depósito (5), bien sea antes o durante la impresión, así como evitar que el equipo trabaje si no hay material cargado.
En otros modos de realización, el sensor de presencia de pellets puede estar formado por un sensor piezoeléctrico u otro sensor que sea capaz de detectar dicha presencia de pellets en la boca de salida (5.1) del depósito (5).
En este modo de realización preferente de la invención, el eje del primer motor (4) está situado paralelo al tornillo extrusor (3) tal y como se muestra en las Figuras 3.1 a 4.2, de manera que entre ambos existe una distancia de separación. Por su parte, el tornillo extrusor (3) está conectado a dicho primer motor (4) mediante una correa de transmisión y unas poleas.
Además, en este modo de realización preferida, el equipo comprende unos medios de fijación amovibles del cabezal (2) extrusor al carro (8) de desplazamiento, que en este caso están formados por al menos dos cierres (32) de tracción o dos bloqueos de palanca situados en los laterales del carro (8) de desplazamiento y donde el cabezal (2) presenta sendos mecanismos de cierre (33) susceptibles de acoplamiento con dichos cierres (32) de tracción o bloqueos de palanca, como se muestra en la Figura 10.
Estos medios de fijación amovibles permiten reemplazar todo el cabezal (2) de extrusión de manera fácil y rápida en caso de ser necesario. De esta manera el usuario del equipo tiene la posibilidad de continuar trabajando si, por ejemplo, el cabezal (2) se atasca, pues normalmente se cuenta con recambios a mano.
Con el par de cierres (32) de tracción o bloqueos de palanca ubicados en los laterales del carro (8) es posible colocar y asegurar el cabezal (2) al carro (8) del equipo de manera segura y fiable. De este modo, con un pequeño y sencillo movimiento de palanca en cada uno de los cierres (32) se consigue acoplar y/o desacoplar el cabezal (2) del equipo con rapidez
Según otro aspecto, en otros modos de realización, el equipo puede comprender un dispositivo de recogida y direccionado de la salida de los pellets de al menos un recipiente (10), desde la salida del conducto de paso hasta una ubicación situada sobre una zona distinta a la superficie de impresión (28). Puede estar formado por ejemplo por un dispositivo que recoge los pellets de cada pareja de recipientes y redirige su descarga en un punto desplazado respecto de la zona de impresión.
Con esto se consigue que si tras la descarga quedara algún pellet que pudiera caer cuando ya se ha retirado el depósito (5) de carga, no cayera sobre la superficie de impresión (28).
En este modo de realización, el equipo comprende además unos medios de identificación de recipientes (10) de pellets conectado al software de control. Estos medios de identificación son capaces de saber qué tipo de pellet contiene cada uno de los recipientes (10) conectados. También detecta la cantidad que contiene cada recipiente (10) y el cabezal (2) extrusor va a desplazarse directamente al recipiente (10) concreto que contiene los pellets que necesita, identificando infinidad de colores o materiales y la posición de cualquiera de estos recipientes.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1- Equipo de impresión tridimensional mediante pellets, donde los pellets son gránulos de material termoplastico y, donde el equipo presenta una impresora (1) tridimensional que comprende un software de control y un cabezal (2) extrusor de pellets, que a su vez comprende
    - un tornillo extrusor (3) conectado a un primer motor (4) y al software, para trasportar los pellets desde un depósito (5) de carga de los mismos hasta una boquilla (6) de salida;
    - un sensor inductivo (7) conectado al software y sujeto al cabezal (2) en una primera posición tal que está situado próximo a la boquilla (6) y a una primera cota igual o sensiblemente superior a la de dicha boquilla (6), y;
    - un carro (8) de desplazamiento del cabezal (2) extrusor conectado al software;
    caracterizado por queademás comprende un dispensador (9) automático de pellets para alimentación del depósito (5) de carga, que a su vez comprende
    - dos o más recipientes (10) para contener un tipo de pellets cada uno;
    - una base de soporte (11) de los recipientes (10) que comprende una zona de encaje (12) para cada uno en la que presenta un primer orificio (13) de salida de los pellets del recipiente (10) correspondiente;
    - unos medios de fijación amovible de cada uno de los recipientes (10) respectivamente a la base de soporte (11), y;
    - un dispositivo de suministro de pellets al depósito (5) de carga del cabezal (2), para cada recipiente (10) respectivamente, que comprende un tornillo transportador (14) de pellets desde el primer orificio (13) hasta un segundo orificio (15) de salida situado a una cota inferior a la del primer orificio (13) y excéntrico respecto al mismo, y un segundo motor (16) conectado al tornillo transportador (14) y al software, donde la base de soporte (11) está fijada a la impresora (1) a una cota tal que dichos segundos orificios (15) de salida están situados de forma superior al depósito (5) de carga del cabezal (2).
    2- Equipo según la reivindicación 1, donde los medios de fijación amovible de cada recipiente (10) comprenden una pieza de conexión (17) a la correspondiente zona de encaje (12) en la base de soporte (11), que presenta una primera zona de unión (18) al recipiente (10) con forma troncocónica hueca de sección creciente con la altura, que presenta una abertura superior (18.1) que tiene medios de conexión al extremo inferior del recipiente (10) y una abertura inferior (18.2) cuyo diámetro es igual o mayor que el del primer orificio (13) y, una segunda zona (19) susceptible de ensamblaje en la zona de encaje (12) de la base de soporte (11), que está conectada con la primera zona unión (18) de manera que en una posición de ensamblado la abertura inferior (18.1) de la misma está situada de forma coincidente y centrada respecto al primer orificio (13) de salida de la base de soporte (11).
    3- Equipo según la reivindicación 2, donde la pieza de conexión (17) comprende medios de control de la salida de pellets por la abertura inferior (18.2) que comprenden
    - una compuerta (20) situada inferiormente a la abertura inferior (18.2), que presenta dos pestañas (21) de sujeción acopladas en el interior de sendas guías (22) dispuestas en la pieza de conexión (17), a ambos lados de dicha abertura inferior (18.2), donde la abertura inferior (18.2) presenta un primer y un segundo extremos (24.1, 24.2) diametralmente opuestos, según la dirección de ensamblaje, con el segundo extremo (24.2) orientado más hacia el exterior en la posición de ensamblaje, y;
    - unos resortes (23) situados en el interior de las guías (22) conectados con las pestañas (21) de sujeción, tal que en una posición desacoplada de la pieza de conexión (17), presentan una posición extendida que permite la fijación de la compuerta (20) en una posición cerrada, con las pestañas (21) próximas al primer extremo (24.1) de la abertura inferior (18.2) y la compuerta (20) situada coincidente con la abertura inferior (18.2);
    donde la base de soporte (11) comprende una porción (31) en cada zona de encaje (12), que emerge superiormente alrededor del primer orificio (13) de salida, tal que en la posición de ensamblaje es susceptible de estar en contacto con la zona inferior de las pestañas (21) de la compuerta (20) de manera que permite un desplazamiento relativo de la misma respecto de la pieza de conexión (17) hasta una posición abierta de la compuerta (20) desplazada respecto de la abertura inferior (18.2), en la que los resortes (23) están comprimidos tal que permiten la fijación de las pestañas (21) en una posición más próxima al segundo extremo (24.2) de dicha abertura inferior (18.2).
    4- Equipo según la reivindicación 3, donde los medios de control de la salida de pellets comprenden una tapa (25) de la cara inferior de la misma, que presenta un canal (26) de desplazamiento de la compuerta (20) desde su posición cerrada hasta su posición abierta.
    5- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el tomillo transportador (14) comprende una rosca de doble hélice y está encajado en un conducto de paso (27) entre el primer orificio (13) y el segundo orificio (15), siendo su longitud tal que el filete de ambas hélices está alineado con la abertura de entrada al conducto de paso (27).
    6- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos medios de desplazamiento del sensor inductivo (7) de la impresora (1) conectados al software de control, de manera que dicho sensor inductivo (7) presenta una segunda posición tal que está situado a una segunda cota superior a la primera cota.
    7- Equipo según la reivindicación 6, donde los medios de desplazamiento del sensor inductivo (7) están formados por un actuador lineal (29) que permite un desplazamiento vertical del sensor inductivo (7).
    8- Equipo según la reivindicación 6, donde los medios de desplazamiento del sensor inductivo (7) están formados por un dispositivo de rotación con un eje tal que permite una basculación del sensor inductivo (7) alrededor del mismo.
    9- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el depósito (5) está conectado al cabezal (2) mediante unos medios de conexión amovibles dispuestos en las zonas de unión entre ambos, formadas por la boca de salida (5.1) del depósito (5) y la boca de entrada (3.1) al tornillo extrusor (3).
    10- Equipo según la reivindicación 9, donde los medios de conexión amovibles entre el depósito (5) y el cabezal (2) están formados por uno o más imanes y, por una chapa de material con propiedades magnéticas, dispuestos respectivamente en una de las zonas de unión entre ambos.
    11- Equipo según la reivindicación 9, donde los medios de conexión amovibles entre el depósito (5) y el cabezal (2) están formados por uno o más resortes de tracción dispuestos entre las zonas de unión entre ambos.
    12- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10 u 11, donde los medios de conexión amovibles comprenden un eje de basculación (30) del depósito (5) de carga.
    13- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10 u 11, donde los medios de conexión amovibles comprenden unas guías de deslizamiento del depósito (5) de carga, susceptibles de permitir el desplazamiento relativo del depósito (5) respecto del cabezal (2).
    14- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sensor de presencia de pellets dispuesto en la boca de salida (5.1) del depósito (5) de carga y conectado con el software de control.
    15- Equipo según la reivindicación 14, donde el sensor de presencia de pellets es un sensor está formado por un haz de luz infrarroja
    16- Equipo según la reivindicación 14, donde el sensor de presencia de pellets esté formado por un sensor piezoeléctrico.
    17- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un dispositivo de recogida y direccionado de la salida de los pellets de al menos un recipiente (10), desde la salida del conducto de paso (27) hasta una ubicación situada sobre una zona distinta a la superficie de impresión (28).
    18- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el eje del primer motor (4) está situado paralelo al tornillo extrusor (3) tal que entre ambos existe una distancia de separación, y donde el tornillo extrusor (3) está conectado a dicho primer motor (4) mediante una correa de transmisión y unas poleas.
    19- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos medios de fijación amovibles del cabezal (2) al carro (8) de desplazamiento.
    20- Equipo según la reivindicación 19, donde los medios de fijación amovibles están formados por al menos dos cierres de tracción o dos bloqueos de palanca situados en los laterales del carro (8) de desplazamiento y donde el cabezal (2) presenta sendos mecanismos de cierre susceptibles de acoplamiento con dichos cierres de tracción o bloqueos de palanca.
    21- Equipo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende unos medios de identificación de recipientes (10) de pellets conectado al software de control.
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