ITUD20100197A1

ITUD20100197A1 - "LASER-RING: DEVICE FOR THE DISTRIBUTION OF THIN METALLIC POWDERS, FOR THE CREATION OF CURVED PRODUCTS, BY SELECTIVE LASER SINTERING TECHNIQUES (SELECTIVE LASER SINTERING - SLS)"

Info

Publication number: ITUD20100197A1
Application number: IT000197A
Authority: IT
Inventors: Fabio Miani; Stefano Puzzo
Original assignee: Fabio Miani; Stefano Puzzo
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-06
Also published as: IT1403025B1

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente titolo: DESCRIPTION of the patent for industrial invention entitled:

"LASER-RING: dispositivo per la distribuzione di polveri metalliche sottili, per la realizzazione di prodotti curvi mediante sinterizzazione laser selettiva (selective laser sintering) ". "LASER-RING: device for the distribution of fine metal powders, for the production of curved products by selective laser sintering".

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Questa invenzione ha per oggetto un meccanismo per la distribuzione delle polveri e successiva formazione del prodotto finito, mediante l'impiego della tecnologia basata sulla sinterizzazione laser selettiva (Selective Laser Sintering - nel seguito SLS). This invention relates to a mechanism for the distribution of powders and subsequent formation of the finished product, through the use of technology based on selective laser sintering (hereinafter SLS).

Tale tecnica fa parte della famiglia delle tecniche di prototipazione rapida (Rapid Prototyping - RP) che consentono di ottenere i prototipi o i prodotti finiti, per accrescimento (addizione e successiva aggregazione di materiale sotto forma di particelle, filamenti o strati) direttamente dal modello CAD, con tempi e costi decisamente inferiori rispetto ai prototipi e ai singoli manufatti prodotti con tecniche tradizionali. This technique is part of the family of rapid prototyping techniques (Rapid Prototyping - RP) which allow to obtain prototypes or finished products, by growth (addition and subsequent aggregation of material in the form of particles, filaments or layers) directly from the CAD model, with significantly lower times and costs compared to prototypes and single products produced with traditional techniques.

La SLS, consente di creare il prodotto finito, partendo da un materiale in polvere; nello specifico della presente invenzione, le polveri utilizzate saranno costituite dai materiali comunemente impiegati per la realizzazione di manufatti metallici. The SLS, allows to create the finished product, starting from a powder material; specifically of the present invention, the powders used will consist of the materials commonly used for the production of metal products.

Le modalitÃ operative del processo sono suddivise nelle seguenti fasi: The operational methods of the process are divided into the following phases:

1. Uno strato di polvere viene depositato meccanicamente e pressato sulI' elevatore. La camera dove avviene la sinterizzazione (eventualmente mantenuta in atmosfera inerte) puÃ² essere portata a una temperatura superiore a quella ambiente (per minimizzare cosÃ¬ l'energia richiesta al laser ed eventuali effetti dei cambiamenti di volume dovuti alla temperatura). 1. A layer of dust is mechanically deposited and pressed onto the elevator. The chamber where the sintering takes place (possibly kept in an inert atmosphere) can be brought to a temperature higher than the ambient one (to minimize the energy required by the laser and any effects of changes in volume due to temperature).

2. Il raggio laser sinterizza/fonde la polvere consolidando in maniera selettiva la sezione solo nei punti richiesti. Nei punti dove il laser colpisce, le particelle fondono anche solo parzialmente in modo da legarsi tra loro. 2. The laser beam sinters / melts the powder by selectively consolidating the section only at the required points. In the points where the laser hits, the particles fuse even only partially in order to bond with each other.

3. L'elevatore si abbassa di una quantitÃ pari allo spessore dello strato e il processo si ripete fino alla costruzione completa del particolare. 3. The elevator is lowered by an amount equal to the thickness of the layer and the process is repeated until the complete construction of the part.

lJ particolare finito viene poi estratto e pulito dalla polvere che non Ã ̈ stata sinterizzata e che puÃ² essere recuperata per un uso successivo. The finished part is then extracted and cleaned from the dust which has not been sintered and which can be recovered for subsequent use.

I vantaggi di tale tecnologia sono noti e applicati sia per la produzione di prototipi, sia per la produzione di serie di piccolo o piccolissimo volume. C'Ã ̈ poi la possibilitÃ di utilizzare una grande varietÃ di materiali (dai materiali polimerici a quelli metallici o ceramici) e di non prevedere alcun supporto per il particolare in lavorazione, poichÃ© le parti a sbalzo sono sostenute dalla polvere non sinterizzata. The advantages of this technology are known and applied both for the production of prototypes and for the production of small or very small volumes. Then there is the possibility of using a large variety of materials (from polymeric materials to metal or ceramic ones) and of not providing any support for the workpiece, since the cantilevered parts are supported by unsintered powder.

Le tipologie di laser generalmente impiegate, sono laser aventi una potenza superiore ai lOW. The types of lasers generally used are lasers with a power higher than LOW.

quanto rigUarda la presente invenzione, essa si prefigge di realizzare un dispositivo per la di metallici; vista la sua specifica geometria, essa si rivolgerÃ soprattutto a particolari curvi quali anelli, elementi di catene o comunque a ogni altro particolare di forma toroidale, facendo ricorso alla tecnica SLS precedentemente descritta. as far as the present invention is concerned, it aims to provide a device for the metal plate; given its specific geometry, it will mainly address curved details such as rings, chain elements or any other toroidal-shaped details, using the previously described SLS technique.

N 1 ello specifico, . viene proposto un nuovo dispositivo per la deposizione della e la successiva formatura del particolare . N 1 specific ello,. a new device is proposed for the deposition of the and the subsequent forming of the detail.

Le dimensioni del meccanismo oggetto di questo brevetto, permettono l'impiego di minori quantitativi di polvere e quindi una conseguente riduzione dei costi. Infatti, i materiali solitamente impiegati in alcune industrie, possono essere materiali pregiati e costosi e, di conseguenza, una quantitÃ minore di questi non puÃ² far altro che rappresentare una fonte di riduzione dei costi dell'intero processo. The dimensions of the mechanism object of this patent allow the use of smaller quantities of powder and therefore a consequent cost reduction. In fact, the materials usually used in some industries can be valuable and expensive materials and, consequently, a smaller quantity of these can only represent a source of cost reduction of the entire process.

Si fa riferimento al disegno riportato nella Tavola 1: la descrizione che segue Ã ̈ a titolo esemplificativo e non limitativo. Reference is made to the drawing shown in Table 1: the following description is by way of non-limiting example.

Il dispositivo Ã ̈ costituito da una guida curva (O), nella quale sono ricavare le sedi per l'alloggiamento dei rulli mobili (1) che possono essere azionati mediante motori. All'interno della suddetta guida, grazie alla rotazione dei rulli, viene fatto scorrere l'elevatore (di sezione circolare) (2) il quale puÃ² compiere una corsa pari a 1/8 di cerchio. The device consists of a curved guide (O), in which the seats for housing the mobile rollers (1) which can be operated by motors are obtained. Thanks to the rotation of the rollers, the elevator (of circular section) (2) is made to slide inside the aforesaid guide and can perform a stroke equal to 1/8 of a circle.

All'inizio del processo, l'elevatore si troverÃ in posizione completamente sollevata, pronto a ricevere il primo strato di polvere da sinterizzare; successivamente verrÃ abbassato per consentire la deposizione degli strati successivi sino al completo raggiungimento della forma desiderata. Agli estremi dell'elevatore (in posizioni cioÃ ̈ diametralmente opposte), viene inoltre depositata della polvere di materiali basso fondenti che costituirÃ il supporto del particolare da realizzare e, allo stesso tempo, che consentirÃ la movimentazione della piattaforma. At the beginning of the process, the elevator will be in the completely raised position, ready to receive the first layer of powder to be sintered; subsequently it will be lowered to allow the deposition of subsequent layers until the desired shape is completely achieved. At the ends of the elevator (ie in diametrically opposite positions), powder of low melting materials is also deposited which will form the support of the part to be made and, at the same time, which will allow the platform to be moved.

Claims

CLAIMS L. Mechanism according to Table 1 consisting of: a curved guide (O) in which the seats for housing the guide rollers (1) which control the upward and downward movement of the device are obtained; a circular section elevator (2), sliding on the rollers (1) inside the guide (O) on which the layer of powder to be sintered is deposited.

2. Applying a layer of powder made up of low melting materials to the ends of the elevator (2) (in diametrically opposite positions, to constitute the support for the particular to be made and to allow the movement of the el evator itself).

3. Application of said mechanism, according to claim 1, for the sintering by means of a laser beam, of thin metal powders suitably arranged and pressed on the elevator (2) for the creation of curved products (rings, elements of chains, etc.).