ES2223860T3 - Estructura de tornillo de banco para el posicionamiento y mantenimiento de piezas con vistas a su mecanizado. - Google Patents
Estructura de tornillo de banco para el posicionamiento y mantenimiento de piezas con vistas a su mecanizado.Info
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Abstract
Estructura de tornillo de banco para la sujeción de piezas que deben experimentar una operación de microfresado en el marco de un procedimiento de fabricación rápida de prototipos, incorporando dicha estructura esencialmente: - una cubeta (2) de material termofusible que puede ser llevado de forma reversible del estado líquido al estado sólido, - un circuito de enfriamiento (3), - una red de resistencias calentadoras (4), caracterizado porque consiste en un plato de fijación (1) provisto de rebajes adecuadamente repartidos, en los cuales se dispone el material termofusible, cuya superficie libre puede situarse en continuidad de la superficie de dicho plato, incorporando éste medios de calentamiento/enfriamiento (3, 4) de dicho material termofusible que permiten liberar/bloquear la pieza colocada en dicho plato y porque incorpora - un rebaje superior abierto (5) destinado a recibir material fusible procedente de la cubeta (2) a la que está unido por una red de conductos (6), incorporandodicha cubeta en sus paredes laterales estructuras calentadoras (7).
Description
Estructura de tornillo de banco para el
posicionamiento y mantenimiento de piezas con vistas a su
mecanizado.
La presente invención tiene por objeto una nueva
estructura de tornillo de banco para el posicionamiento y la
sujeción de piezas que deben ser mantenidas en posición, por
ejemplo para una operación de mecanizado, en particular, pero no
limitativamente, una operación de microfresado en el marco de un
procedimiento de fabricación rápida de prototipo (Véase, por
ejemplo, el documento US-3 790
152-A).
Deberá comprenderse que la invención no se limita
a esta estricta aplicación sino que, por el contrario, puede
aplicarse en todo procedimiento de mecanizado mecánico, láser, por
chorro de agua, etc., que implique la sujeción temporal en posición
de la pieza a mecanizar de manera no destructiva.
Por extensión, se puede aplicar para todo
mantenimiento en posición reversible, utilizable en un procedimiento
de fabricación o de ensamblaje.
De manera general, en el contexto de esta
solicitud se hará referencia al procedimiento rápido de fabricación
de prototipo conocido bajo el nombre de STRATOCONCEPTION (marca
registrada) que constituye el objeto en particular de la patente
europea EP 0585 502-B1 de la que es titular el
depositante de la presente solicitud.
Se hará igualmente referencia a las solicitudes
de las patentes francesas 98 14687 y 98 14688 de las que es titular
igualmente el depositante de la presente solicitud.
Se recordará que el procedimiento general de
STRATOCONCEPTION consiste en un procedimiento de realización de
piezas mecánicas y objetos, en particular de prototipos, a partir de
un diseño asistido por ordenador específico del tipo que incorpora
las fases sucesivas de:
- -
- descomposición virtual en estratos elementales; puesta en panoplia;
- -
- fabricación de las piezas en capas o estratos elementales;
- -
- reconstitución del conjunto de las capas.
- -
- ensamblaje de las capas
habiendo salido dichos estratos de una
descomposición previa de la pieza según planos y uno o varios pasos
determinados.
El principio de base consiste en descomponer el
volumen a reproducir bajo forma de prototipo en una multitud de
estratos, realizados por mecanizado, por ejemplo microfresado rápido
de un material en placa, pudiendo ser dicho material, por ejemplo,
de madera, de compuesto, de plástico o metálico.
La sujeción del estrato a mecanizar se puede
realizar de varias maneras.
Así, se han propuesto y aplicado medios mecánicos
por depresión o incluso por congelación de una delgada capa de agua
o por banda adhesiva.
Si en la mayoría de los casos estos medios
resultan satisfactorios, no son realmente universales, en particular
para piezas finas y/o con orificios. En el marco de un
mantenimiento mecánico, es necesario además hacer funcionar
manutenciones perjudiciales a la economía del procedimiento.
Por otra parte, el procedimiento en su aplicación
actual, implica la utilización de materiales consumibles
costosos.
Además, durante ciertas operaciones de
mecanizado, se encuentra problemas ligados a los sobrespesores de la
materia de mantenimiento.
Finalmente, no se ha resuelto de manera
satisfactoria el problema de la limpieza de las piezas.
Existe por tanto la necesidad de un dispositivo
de tornillo de banco que no presente los inconvenientes de los
dispositivos de la técnica anterior.
En conformidad con la invención definida por la
reivindicación 1, se obtiene este resultado con una nueva
estructura de tornillo de banco para la sujeción de las piezas que
deben experimentar una operación de microfresado en el marco de un
procedimiento rápido de fabricación de prototipos, caracterizado
porque consiste en un plato de fijación provisto de rebajes
adecuadamente repartidos, en los cuales se dispone un material
termofusible que se puede llevar de forma reversible del estado
líquido al estado sólido, cuya superficie libre puede situarse en
continuidad de la superficie de dicho plato, incorporando éste
medios de calentamiento/enfriamiento de dicho material termofusible
que permiten liberar/bloquear la pieza colocada en dicho plato.
Se comprenderá mejor la invención con ayuda de la
descripción que se realiza a continuación haciendo referencia a los
dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista en corte esquemático
de un plato de fijación conforme a la invención, en posición de
reposo,
- la figura 2 es una vista en corte esquemático
de un plato de fijación conforme a la invención, en la fase de
posicionamiento de la placa a mecanizar,
- la figura 3 es una vista en corte esquemático
de un plato de fijación conforme a la invención, en estado de
bloqueo en posición de la placa a mecanizar,
- la figura 4 es una vista en corte esquemático
de un plato de fijación conforme a la invención, en estado de
mantenimiento en posición de la placa por accionamiento del tornillo
de banco,
- la figura 5 es una vista en corte esquemático
de un plato de fijación conforme a la invención, en posición de
mecanizado del estrato bloqueado en el tornillo de banco,
- la figura 6 ilustra una variante de aplicación
del dispositivo de la figura 5, con recuperación de la placa
mecanizada que incorpora zonas que la atraviesan.
Inicialmente se hará referencia a la figura
1.
El dispositivo de plato-tornillo
de fijación al que se da generalmente la referencia (1) conforme a
la invención, incorpora esencialmente:
- -
- una cubeta (2) de material fusible
- -
- un circuito de enfriamiento (3)
- -
- una red de resistencias calentadoras (4)
- -
- un rebaje superior abierto (5) destinado a recibir material fusible procedente de la cubeta (2) a la que está unido por una red de conductos (6).
La cubeta de material fusible que forma
recipiente (2) incorpora en sus paredes laterales resistencias
calentadoras (7). El desplazamiento del material fusible está
asegurado mediante un recipiente de aire elástico (8).
Se comprenderá que, al estar el material fusible
en estado líquido, la puesta a presión del recipiente (8) trae
consigo su aumento de volumen y envía por tanto el material fusible
a través de los conductos (6) hacia el rebaje (5).
En la representación de la figura 2, se dispone
sobre el plato (1) una placa (9),
El formato de la placa es ligeramente superior a
la superficie útil del rebaje (5). Al ser perfectamente plana de
fabricación la cara superior del plato, sirve de referencia de
colocación de la placa o pieza a mecanizar.
En la etapa representada en la figura 3, un plato
superior escamoteable (10) montado en una rótula (11) asegura el
contacto de la placa sobre la referencia de colocación (la
superficie superior del plato) durante la operación de pegado de
dicha placa.
La figura 4 ilustra la fase operativa de
funcionamiento del tornillo de banco.
Se aplica en el plato (10) una fuerza
representada por la flecha F.
Se aplica en el recipiente una presión de aire
representada por una flecha f. Se comprenderá que F debe ser
superior a la fuerza opuesta creada por f.
El material fusible es llevado a su fase
"líquida" por medio de las resistencias calentadoras. Inflando
el recipiente elástico, el material fusible llena la bolsa situada
bajo la placa. Mientras se mantiene la presión en el recipiente
elástico, se enfría el material fusible, se corta la presión en el
recipiente elástico y se escamotea el plato superior a fin de
permitir el mecanizado.
Se puede prever respiraderos en el plato (1) que
sirven de testigos del llenado de la cavidad (5).
Se ha ilustrado en la figura 5 el mecanizado de
una placa (9) que determina después del mecanizado el estrato
propiamente dicho (12).
El mecanizado se realiza, por ejemplo, aplicando
el procedimiento de STRATOCONCEPTION.
El estrato es mantenido uniformemente. La fresa
tiene la posibilidad de mecanizar el material termofusible sin daño
para paliar, sea una mala regulación de altura o sea el problema de
rebaba dejada por el radio de extremo de herramienta.
Para liberar el estrato, el material termofusible
es llevado a su fase "líquida"; se suprime el excedente sobre
el estrato por aplicación de un disolvente.
Se ha representado volúmenes (13, 13') vaciados
por el fresado y transformados en virutas.
En la variante de aplicación de la figura 6, el
plato superior (10) está provisto de un circuito de enfriamiento
(14).
El proceso operativo puede ser entonces el
siguiente.
Se apoya nuevamente el plato superior en la placa
mecanizada. Está equipado con un circuito de enfriamiento.
Procediendo al calentamiento del material termofusible, éste, bajo
el efecto del aumento de volumen del recipiente elástico, llena el
volumen dejado por el arranque de las virutas.
Actuando sobre el gradiente de temperatura, se
puede reconstituir la placa: el plato superior enfría rápidamente el
volumen de materia que ocupa el espacio de las virutas arrancadas.
La placa está constituida en esta etapa por dos materiales. Existen
entonces dos alternativas:
- -
- el plato superior es recubierto con una película antiadherente (por ejemplo, PTFE) y basta con retirar la placa para devolverla manualmente,
- -
- o la placa es ligada por el material termofusible al plato superior que se escamotea y se convierte en el nuevo plato de mecanizado.
Se pueden aportar muy numerosas variantes sin
salir del marco de la invención. Se tendrá en cuenta igualmente las
observaciones generales siguientes:
- -
- el principio consiste en utilizar un material plástico de cualquier tipo cuya característica es ser termofusible, permitiéndole pasar, en función de su temperatura, de un estado líquido al estado sólido e inversamente varias veces;
- -
- el plato podrá ser metálico o de material plástico;
- -
- se podrá prever la disposición en el rebaje (5) de las superficies de apoyo secundarias que permiten servir de contactos de referencia y garantizar un mejor reparto y una mejor planitud del apoyo; los contactos pertenecen igualmente a la referencia de colocación constituida por la cara superior del plato;
- -
- la materia termofusible será escogida de manera tal que evite toda intervención química con la placa a fijar;
- -
- la materia termofusible y sus residuos podrán ser, si fuera necesario, retirados fácilmente de la superficie por todo procedimiento adecuado tal como diluyente, disolvente, procedimiento mecánico, todo ello en forma no limitativa;
- -
- las canalizaciones de enfriamiento podrán ser utilizadas igualmente en caso de necesidad como canalizaciones de calentamiento;
- -
- según una variante de aplicación simplificada, la alimentación de material plástico se puede efectuar directamente por encima, sin el dispositivo de inyección del recipiente (2). En este caso, es necesario un ligero excedente de material fusible. Será evacuado por los respiraderos laterales durante el posicionamiento, que puede ser manual, de la pieza (9). El sistema de enfriamiento-calentamiento de la cavidad (5) sigue siendo idéntico.
Claims (5)
1. Estructura de tornillo de banco para la
sujeción de piezas que deben experimentar una operación de
microfresado en el marco de un procedimiento de fabricación rápida
de prototipos, incorporando dicha estructura esencialmente:
- -
- una cubeta (2) de material termofusible que puede ser llevado de forma reversible del estado líquido al estado sólido,
- -
- un circuito de enfriamiento (3),
- -
- una red de resistencias calentadoras (4),
caracterizado porque consiste en un plato
de fijación (1) provisto de rebajes adecuadamente repartidos, en
los cuales se dispone el material termofusible, cuya superficie
libre puede situarse en continuidad de la superficie de dicho
plato, incorporando éste medios de calentamiento/enfriamiento (3,
4) de dicho material termofusible que permiten liberar/bloquear la
pieza colocada en dicho plato y porque incorpora
- -
- un rebaje superior abierto (5) destinado a recibir material fusible procedente de la cubeta (2) a la que está unido por una red de conductos (6), incorporando dicha cubeta en sus paredes laterales estructuras calentadoras (7).
2. Estructura de tornillo de banco según la
reivindicación 1, caracterizada porque el desplazamiento del
material fusible está asegurado mediante un recipiente de aire
elástico (8).
3. Estructura de tornillo de banco según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada
porque incorpora una placa (9) dispuesta sobre el plato (1), de
formato ligeramente superior a la superficie útil del rebaje
(5).
4. Estructura de tornillo de banco según la
reivindicación 3, caracterizada porque un plato superior
escamoteable (10) montado en una rótula (11) asegura el contacto de
la placa sobre la referencia de colocación durante la operación de
pegado de la placa.
5. Estructura de tornillo de banco según la
reivindicación 4, caracterizada porque el plato (10) está
provisto de un circuito de enfriamiento (14).
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