IT201700020797A1

IT201700020797A1 - Metodo e contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D

Info

Publication number: IT201700020797A1
Application number: IT102017000020797A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Costabeber
Original assignee: Dws Srl
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-08-23
Also published as: TW201838794A; JP2020508243A; WO2018154500A1; EP3585591A1; JP7181883B2; US20200055248A1

Description

Metodo e contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un metodo per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D.

La presente invenzione riguarda altresì un contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D.

Nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, con i termini ‘‘stampa tridimensionale 3D’’ e ‘‘stampante tridimensionale 3D’’ si intende la tecnologia che realizza oggetti tridimensionali mediante una pluralità di strati sovrapposti, in cui ciascuno strato viene ottenuto per solidificazione selettiva di una sostanza fluida nelle aree corrispondenti al volume dell’oggetto da produrre.

In particolare, nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, la stampa tridimensionale 3D può essere una stereolitografia, quale ad esempio una stereolitografia a scansione laser oppure a tecnologia commercialmente nota come DLP® (Digital Light Processing), o un ‘‘multijet modelling’’ quale ad esempio le tecnologie commercialmente note come ‘‘Stratasys Objet’’ e ‘‘3D Systems multijet’’, o una tecnologia usata dalla società Solidscape.

Tali oggetti tridimensionali verranno anche indicati, nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni, come ‘‘modelli tridimensionali’’ o anche semplicemente come ‘‘modelli’’. In particolare, ci si riferisce al caso non limitativo in cui gli oggetti tridimensionali sono denti, parti di denti, elementi di protesi dentarie o similari.

Una stampante tridimensionale 3D di tipo noto comprende un raccoglitore in cui è disposta la sostanza fluida, generalmente una resina fotosensibile allo stato liquido o pastoso.

La macchina comprende inoltre una sorgente, generalmente di tipo luminoso, che emette una radiazione atta a solidificare la sostanza fluida (si parla anche di polimerizzazione della resina fotosensibile).

Un gruppo ottico provvede a convogliare la suddetta radiazione verso una superficie di riferimento disposta all’interno del raccoglitore, che corrisponde alla posizione dello strato dell’oggetto da solidificare.

L’oggetto tridimensionale in formazione viene supportato da una base o piastra di modellazione, la quale è mobile verticalmente rispetto al raccoglitore in modo da poter disporre l’ultimo strato solidificato dell’oggetto in posizione adiacente alla suddetta superficie di riferimento.

In questo modo, dopo che ciascuno strato è stato solidificato, la base di modellazione viene movimentata in modo da disporre lo strato solidificato nuovamente adiacente alla superficie di riferimento, dopodiché il processo può venire ripetuto per lo strato successivo.

Tipicamente, l’oggetto tridimensionale è fissato tramite elementi di ancoraggio alla base di modellazione, che è amovibile dalla stampante tridimensionale 3D, quando l’oggetto tridimensionale è formato.

Prima di disancorare gli oggetti tridimensionali ottenuti dalla base di modellazione, è opportuno e necessario (specialmente nel settore dentale) rimuovere i residui di sostanza fluida, tipicamente i residui di resina fotosensibile allo stato liquido o pastoso, ossia la resina fotosensibile non solidificata (non polimerizzata).

Per rimuovere tali residui sono note sostanzialmente due metodologie.

Nella prima metodologia si utilizza un getto di aria compressa, che però ha l’inconveniente di poter danneggiare la superficie dell’oggetto tridimensionale.

Nella seconda metodologia si utilizza un bagno dell’oggetto tridimensionale in un adeguato solvente, tipicamente in una vasca riempita di solvente. Tale metodologia ha gli inconvenienti di un consistente consumo di solvente e di dover aspettare un prefissato tempo di bagnatura, che tuttavia non garantisce sempre la desiderata completa rimozione dei residui.

Il problema alla base della presente invenzione è quello di realizzare un metodo per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D che superi gli inconvenienti sopra esposti, garantendo una migliore qualità di rimozione e tempi di rimozione contenuti.

La presente invenzione riguarda pertanto, in un suo primo aspetto, un metodo per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D, il metodo includendo:

- realizzare un modello tridimensionale tramite stampa tridimensionale 3D;

- inserire il modello all’interno di un contenitore;

- inserire un solvente all’interno del contenitore;

- movimentare il contenitore con il solvente e il modello mediante movimenti lineari ripetuti.

Pertanto, secondo l’invenzione, un modello tridimensionale, ad esempio realizzato tramite una apposita resina che viene polimerizzata a strati secondo la tecnica nota, viene realizzato in una opportuna stampante tridimensionale 3D. Preferibilmente, il modello quando realizzato è fissato ad una base, parte della stampante tridimensionale 3D.

Il modello così realizzato è ricoperto di resina ancora allo stato liquido o pastoso che non è stata polimerizzata e che necessita di essere rimossa. Più il modello comprende fori, incavi o comunque possiede una geometria relativamente complessa, più residui di resina sono presenti.

Il modello, preferibilmente assieme alla stessa base a cui è fissato, viene inserito in un contenitore. Questo contenitore può essere un elemento a sé stante, oppure essere parte di una apparecchiatura.

Nel contenitore viene inserito un solvente apposito, che dipende dal tipo di resina che è stata polimerizzata. Il solvente viene scelto per la sua capacità di rimuovere la resina dal modello.

Il contenitore viene quindi movimentato tramite una pluralità di movimenti lineari. La movimentazione può essere fatta a mano, ovvero tramite un utente che agita il contenitore manualmente, oppure può essere fatta automaticamente tramite una apparecchiatura, in particolare quando il contenitore è parte di una apparecchiatura più complessa.

La scelta tra una movimentazione automatica o manuale dipende, tra le altre cose, dalle dimensioni e dal peso del modello da cui si vuole rimuovere la resina rimasta.

La movimentazione include una pluralità di movimenti lineari, ovvero movimenti lungo un asse. Non tutti i movimenti lineari devono essere lungo lo stesso asse.

Sostanzialmente, il contenitore subisce una “shakeratura” consentendo al solvente, che viene immesso nel contenitore e che per gravità risiede sul fondo dello stesso, di bagnare il modello e scorrere sullo stesso con una certa forza dovuta alla movimentazione lineare.

La Richiedente ha trovato che questa movimentazione e conseguente bagno di solvente a “getti” consente una ottimale rimozione dei residui di resina dal modello.

Vantaggiosamente, grazie alla previsione del contenitore da movimentare con movimenti lineari ripetuti, si ottiene un’elevata rimozione dei residui di resina dal modello, in un tempo contenuto.

Inoltre, il modello non viene danneggiato superficialmente, essendo sottoposto ad un semplice risciacquo durante i movimenti lineari ripetuti del contenitore.

Ulteriormente, il solvente inserito all’interno del contenitore è decisamente inferiore rispetto a quanto previsto nella tecnica nota del bagno dell’oggetto tridimensionale nella vasca riempita di solvente.

Si descrivono qui sotto caratteristiche preferite del metodo per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D secondo la presente invenzione, che possono essere previste singolarmente o in combinazione tra loro.

Preferibilmente, la fase di inserire un solvente all’interno del contenitore include inserire un solvente per non più di un terzo di un volume interno del contenitore. Più preferibilmente, il solvente non riempie più di un quinto del volume interno del contenitore. Ancora più preferibilmente, il solvente riempie circa un decimo del volume interno del contenitore.

La Richiedente ha trovato che questa ridotta quantità di solvente è sufficiente a consentire una ottimale rimozione dei residui di resina dal modello.

Preferibilmente, detto solvente include alcool.

Vantaggiosamente, si tratta di un solvente non nocivo e a basso costo.

Preferibilmente, la fase di realizzare un modello tridimensionale tramite stampa tridimensionale 3D include realizzare un modello tridimensionale tramite stereolitografia, più preferibilmente stereolitografia a scansione laser.

Più preferibilmente, la fase di realizzare un modello tridimensionale include realizzare un modello tridimensionale di un dente o parte di esso.

Vantaggiosamente, la stereolitografia - ed in particolare la stereolitografia a scansione laser - è una tecnologia ormai ben nota, affidabile ed è particolarmente adatta al settore dentale.

Preferibilmente, il metodo secondo l’invenzione include la fase di sigillare detto contenitore prima di movimentare lo stesso.

Vantaggiosamente, in questo modo il sovente resta nel contenitore anche durante i movimenti lineari ripetuti dello stesso.

Preferibilmente, detti movimenti lineari sono effettuati lungo uno o più assi.

Più preferibilmente, detti movimenti lineari ripetuti hanno una ampiezza di almeno 30 cm. Ad esempio, l’ampiezza è pari a circa 40 cm.

Più preferibilmente, detti movimenti lineari ripetuti hanno una durata di almeno 3 minuti. Ad esempio, la durata è pari a circa 4 minuti.

Ancora più preferibilmente, in cui detti movimenti lineari ripetuti hanno una frequenza di almeno 20 movimenti al minuto. Ad esempio, la frequenza è pari a circa 30 movimenti al minuto, che nel caso di movimenti lineari alternati (avanti e indietro) corrisponde a circa 15 movimenti alternati (avanti e indietro) al minuto.

Vantaggiosamente, i movimenti lineari sono semplici da imparare per l’utente che li esegue manualmente ovvero sono facilmente realizzabili tramite una apparecchiatura di movimentazione automatica.

Preferibilmente, il metodo secondo l’invenzione include la fase di rendere solidale il modello al contenitore prima di movimentare lo stesso.

Vantaggiosamente, il modello non si danneggia contro pareti interne del contenitore durante i movimenti lineari ripetuti impressi allo stesso.

In un suo secondo aspetto, la presente invenzione riguarda un contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D, il contenitore includendo:

- una vasca atta a contenere un solvente;

- un coperchio atto a chiudere la vasca, il coperchio includendo oppure essendo una base di stampante tridimensionale 3D, la base includendo uno o più elementi di ancoraggio per un modello tridimensionale;

- mezzi di sigillatura del coperchio alla vasca.

Il contenitore in accordo con il secondo aspetto dell’invenzione è impiegabile per attuare il metodo in accordo con il primo aspetto dell’invenzione, e pertanto consente di conseguire tutti i vantaggi menzionati sopra.

Si descrivono qui sotto caratteristiche preferite del contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D secondo la presente invenzione, che possono essere previste singolarmente o in combinazione tra loro.

Preferibilmente, gli elementi di ancoraggio sono rivolti verso l’interno della vasca quando il coperchio è fissato alla vasca.

Vantaggiosamente, il modello fissato agli elementi di ancoraggio è così rivolto verso l’interno della vasca.

Preferibilmente, il coperchio include un adattatore atto ad accogliere a tenuta la base di stampante tridimensionale 3D.

Vantaggiosamente, l’adattatore consente un rapido aggancio/sgancio della base di stampante tridimensionale 3D, recante il modello da cui rimuovere i residui di resina.

Preferibilmente, il contenitore secondo l’invenzione include uno o più manici, almeno uno dei manici comprendendo un condotto avente un ingresso o una uscita all’esterno di detta vasca ed una uscita o un ingresso all’interno di detta vasca, rispettivamente per l’introduzione o la rimozione dalla vasca di un solvente.

Vantaggiosamente, i manici consentono una presa sicura del contenitore specialmente durante i movimenti lineari ripetuti impressi allo stesso. Il condotto è preferibilmente e vantaggiosamente integrato in uno dei manici.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno meglio evidenziati dalla descrizione di sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati ove:

- la figura 1 è una vista in alzata laterale di una prima forma di realizzazione di un contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in pianta dall’alto del contenitore della figura 1;

- la figura 3 è una vista prospettica in esploso del contenitore della figura 1;

- la figura 4 è una vista in alzata laterale di una seconda forma di realizzazione di un contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D secondo la presente invenzione;

- la figura 5 è una vista in pianta dall’alto del contenitore della figura 4;

- la figura 6 è una vista prospettica in esploso del contenitore della figura 4.

Con riferimento iniziale alle figure 1-3, con 10 è complessivamente indicata una prima forma di realizzazione di un contenitore per rimuovere residui di resina da un modello (non illustrato) realizzato tramite stampa tridimensionale 3D secondo la presente invenzione.

Il contenitore 10 include una vasca 20 ed un coperchio 30, atto a chiudere una apertura superiore 22 della vasca 20.

Il coperchio 30 include una base 32 di stampante tridimensionale 3D (non illustrata). Preferibilmente la base 32 è una base di una macchina stereolitografica, più preferibilmente del tipo a scansione laser.

La base 32 reca il modello formato nella stampante tridimensionale 3D, che è ancorato alla base 32 tramite un elemento di ancoraggio 34.

L’elemento di ancoraggio 34 è esteso da una porzione sostanzialmente planare 36 della base 32. In particolare, l’elemento di ancoraggio 32 è rivolto verso l’interno della vasca 20 quando il coperchio 30 è fissato alla vasca 20 (figura 1). L’elemento di ancoraggio 34 ha forma sostanzialmente cilindrica a sezione sostanzialmente quadrilatera, ad esempio rettangolare.

La vasca 20 ha forma sostanzialmente cilindrica a base sostanzialmente ellittica. Nella vasca 20 è versato un solvente 24, ad esempio alcool, in particolare alcool etilico.

Tra coperchio 30 e vasca 20 sono previsti mezzi di sigillatura 38, quali ad esempio una guarnizione anulare 39 collocata in corrispondenza di un bordo 22a dell’apertura superiore 22 della vasca 20.

Il coperchio 30 include una porzione sostanzialmente planare 31 su cui è formata una apertura passante 33.

Il coperchio 30 include un adattatore 35, atto ad accogliere a tenuta la base 32.

L’adattatore 35 è esteso dalla porzione sostanzialmente planare 31, in corrispondenza dell’apertura passante 33. In particolare, l’adattatore 35 è rivolto verso l’interno della vasca 20 quando il coperchio 30 è fissato alla vasca 20 (figura 1). L’adattatore 35 ha forma sostanzialmente cilindrica a sezione sostanzialmente quadrilatera (ad esempio rettangolare), coniugata a quella dell’elemento di ancoraggio 34. L’elemento di ancoraggio 34 è inseribile nell’adattatore 35 (figura 1).

Tra elemento di ancoraggio 34 e adattatore 35 è così previsto un accoppiamento di forma.

Per agevolare ulteriormente l’inserimento ed estrazione dell’elemento di ancoraggio 34, le pareti dell’elemento di ancoraggio 34 e dell’adattatore 35 possono essere leggermente inclinate, rastremandosi nella direzione verso l’interno della vasca 20, quando il coperchio 30 è fissato alla vasca 20.

Il coperchio 30 e la base 32 comprendono rispettive appendici di presa 30a e 32a.

Una seconda forma di realizzazione dell’invenzione è illustrata nelle figure 4-6, in cui elementi strutturalmente o funzionalmente equivalenti a quelli già descritti con riferimento alla prima forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-3 sono indicati con lo stesso riferimento numerico.

In questa seconda forma di realizzazione il coperchio 30 del contenitore 10 è sostanzialmente la base 32 della stampante tridimensionale 3D (non illustrata). Non è quindi richiesta la presenza di un adattatore 35, come avviene nella prima forma di realizzazione dell’invenzione.

La vasca 20 ha forma sostanzialmente cilindrica a base sostanzialmente circolare.

Tra base 32 e vasca 20 sono previsti i mezzi di sigillatura 38. Una coppia di contrapposte levette 140 ruotabili, montate in prossimità del bordo 22a dell’apertura superiore 22 della vasca 20, blocca/sblocca la base 32 alla/dalla vasca.

Il coperchio 30 comprende un’appendice di presa 30a.

La vasca 20 include due contrapposti manici 120a, estesi longitudinalmente rispetto alla vasca 20.

Uno dei manici 120a comprende un condotto 122 avente un ingresso, chiuso da un tappo amovibile 124, all’esterno della vasca 20 ed una uscita ingresso all’interno della vasca 20, per l’introduzione o la rimozione dalla vasca 20 del solvente 24.

Nel funzionamento, si attua un metodo per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D, ad esempio tramite stereolitografia, in particolare stereolitografia a scansione laser. Il modello tridimensionale può essere un dente o parte di esso.

Dapprima si realizza un modello tridimensionale tramite stampa tridimensionale 3D, poi si estrae la base 32 della stampante tridimensionale 3D, recante il modello da cui rimuovere i residui di resina.

La base 32 viene associata al coperchio 30 del contenitore 10 (prima forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-3) oppure costituisce essa stessa il coperchio 30 del contenitore 10 (seconda forma di realizzazione illustrata nelle figure 4-6).

Tramite la base 32, il modello è inserito all’interno di un contenitore 10. La base 32 è resa solidale alla vasca 20 del contenitore 10, per cui anche il modello è reso solidale al contenitore 10.

Si osserva che nel caso della seconda forma di realizzazione illustrata nelle figure 4-6, la vasca 20 è preferibilmente agganciata alla base 32 quando questa si trova ancora nella stampante tridimensionale 3D, in modo da evitare il gocciolamento della resina dal modello all’esterno della stampante tridimensionale 3D e nel luogo di lavoro.

Il coperchio 30 e la vasca 20 sono tra loro sigillate tramite i mezzi di sigillatura 38.

All’interno del contenitore 10 è inserito il solvente 24. Preferibilmente, il solvente 24 non riempie più di un terzo del volume interno del contenitore 10. Più preferibilmente, il solvente 24 non riempie più di un quinto del volume interno del contenitore 10. Ancora più preferibilmente, il solvente 24 riempie circa un decimo del volume interno del contenitore 10. Ad esempio, può essere usata una quantità di solvente 24 compresa tra circa 200 ml e circa 300 ml.

Si procede quindi a movimentare il contenitore 10 contenente il solvente 24 e il modello mediante movimenti lineari ripetuti.

Tali movimenti lineari sono effettuati lungo uno o più assi. La movimentazione può essere fatta a mano, ovvero tramite un utente che agita il contenitore 10 manualmente, oppure può essere fatta automaticamente tramite una apparecchiatura, in particolare quando il contenitore 10 è parte di una apparecchiatura più complessa.

Preferibilmente, i movimenti lineari ripetuti hanno:

- una ampiezza di almeno 30 cm (ad esempio, l’ampiezza è pari a circa 40 cm);

- una durata di almeno 3 minuti (ad esempio, la durata è pari a circa 4 minuti);

- una frequenza di almeno 20 movimenti al minuto (ad esempio, la frequenza è pari a circa 30 movimenti al minuto).

Gli elementi che compongono il contenitore 10, cioè la vasca 20 ed il coperchio 30 sono riutilizzabili come è riutilizzabile la base 32.

Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche e varianti al metodo e contenitore per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D secondo la presente invenzione, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D, il metodo includendo: - realizzare un modello tridimensionale tramite stampa tridimensionale 3D; - inserire il modello all’interno di un contenitore (10); - inserire un solvente (24) all’interno del contenitore (10); - movimentare il contenitore (10) con il solvente (24) e il modello mediante movimenti lineari ripetuti.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui inserire un solvente (24) all’interno del contenitore (10) include inserire un solvente (24) per non più di un terzo di un volume interno del contenitore (10).
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto solvente (24) include alcool.
4. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui realizzare un modello tridimensionale tramite stampa tridimensionale 3D include realizzare un modello tridimensionale tramite stereolitografia, preferibilmente stereolitografia a scansione laser.
5. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui realizzare un modello tridimensionale include realizzare un modello tridimensionale di un dente o parte di esso.
6. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, includente sigillare detto contenitore (10) prima di movimentare lo stesso.
7. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti movimenti lineari sono effettuati lungo uno o più assi.
8. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti movimenti lineari ripetuti hanno una ampiezza di almeno 30 cm.
9. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti movimenti lineari ripetuti hanno una durata di almeno 3 minuti.
10. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti movimenti lineari ripetuti hanno una frequenza di almeno 20 movimenti al minuto.
11. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, includente rendere solidale il modello al contenitore (10) prima di movimentare lo stesso.
12. Contenitore (10) per rimuovere residui di resina da un modello realizzato tramite stampa tridimensionale 3D, il contenitore (10) includendo: - una vasca (20) atta a contenere un solvente (24); - un coperchio (30) atto a chiudere la vasca (20), il coperchio (30) includendo oppure essendo una base (32) di stampante tridimensionale 3D, la base (32) includendo uno o più elementi di ancoraggio (34) per un modello tridimensionale; - mezzi di sigillatura (38) del coperchio (30) alla vasca (20).
13. Contenitore (10) secondo la rivendicazione 12, in cui gli elementi di ancoraggio (34) sono rivolti verso l’interno della vasca (20) quando il coperchio (30) è fissato alla vasca (20).
14. Contenitore (10) secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui il coperchio (30) include un adattatore (35) atto ad accogliere a tenuta la base (32) di stampante tridimensionale 3D.
15. Contenitore (10) secondo una o più delle rivendicazioni da 12 a 14, includente uno o più manici (120a), almeno uno dei manici (120a) comprendendo un condotto (122) avente un ingresso o una uscita all’esterno di detta vasca (20) ed una uscita o un ingresso all’interno di detta vasca (20), rispettivamente per l’introduzione o la rimozione dalla vasca (20) di un solvente (24).