ES2354918T3 - Sistema y método para la fabricación de un objeto tangible. - Google Patents

Sistema y método para la fabricación de un objeto tangible. Download PDF

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ES2354918T3 ES07768917T ES07768917T ES2354918T3 ES 2354918 T3 ES2354918 T3 ES 2354918T3 ES 07768917 T ES07768917 T ES 07768917T ES 07768917 T ES07768917 T ES 07768917T ES 2354918 T3 ES2354918 T3 ES 2354918T3
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Ronaldus Jacobus Johannes Boot
Herman Hendrikus Maalderink
Jasper Joost Michels
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Abstract

Sistema (1) para fabricar un objeto tangible (5), que incluye: un espacio (3) que puede ser llenado con un fluido; una plataforma de referencia (4) que define, por lo menos parcialmente, como mínimo un lado del espacio (3); un transformador de fase (6), para formar una capa (50) de dicho objeto mediante la transformación de forma selectiva del fluido en un sólido en una zona predeterminada de dicho espacio (3); un dispositivo de accionamiento (8) para separar dicha capa (50) de dicha plataforma de referencia (4) mediante el desplazamiento de la capa (50) con respecto a la plataforma de referencia (4) o viceversa; y caracterizado por un dispositivo de control (7) conectado con una salida (71) del dispositivo de accionamiento del control a dicho dispositivo de accionamiento y/o con una salida (72) de control del transformador a dicho transformador de fase (6) para controlar la fabricación de dicho objeto en base a un valor determinado de la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia (4) o sobre el sólido, o de un parámetro relacionado con la fuerza.

Description

SECTOR TÉCNICO Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un sistema y a un método para la fabricación de un objeto tridimensional tangible, tal como un modelo tangible.
Es conocida en la técnica la tecnología de fabricación por capas Layered Manufacturing 5 Technology (LMT), a menudo denominada fabricación rápida de prototipos Rapid Prototyping (RP) o fabricación rápida Rapid Manufacturing (RM), para la fabricación de un objeto tangible. La fabricación rápida de prototipos (RP) y la fabricación rápida (RM) son denominadas “Rápida” dado que no requieren que se diseñe y se fabrique un molde.
Un ejemplo de una técnica LMT es el aparato de estéreo litografía Stereo Lithography Apparatus 10 (SLA). En un SLA se fabrica un objeto endureciendo capas sucesivas de una resina líquida con una forma y un tamaño adecuados. El SLA incluye un láser que se utiliza para endurecer una capa con la forma y tamaño deseados desplazando el haz láser por encima de la superficie de un baño de una resina fotoendurecible. El desplazamiento del haz por encima de la superficie está controlado para corresponderse con la configuración CAD/CAM de una rodaja de un modelo digital, diseñado en tres dimensiones, del objeto a fabricar. En consecuencia, la resina se 15 endurece con la forma de la configuración de la rodaja correspondiente del modelo digital en tres dimensiones. Después de cada etapa de endurecimiento, la plataforma de construcción que soporta el objeto que se está fabricando, desciende por debajo del nivel del líquido en el baño. La resina líquida fluirá por encima de la superficie superior del objeto, formando una nueva capa de resina. A continuación, puede endurecerse la nueva capa de resina correspondiente a la configuración de otra rodaja CAD/CAM. 20
No obstante, un inconveniente del SLA es el prolongado periodo de tiempo requerido para fabricar el objeto. Una razón de la velocidad reducida del SLA es el hecho de que el láser tiene que “trazar” las configuraciones de las rodajas. En especial, cuando se requieren grandes superficies, esto precisa un tiempo relativamente largo. Otro inconveniente del SLA es el largo tiempo para que la superficie de la resina se asiente y quede plana después de hacer descender el objeto por debajo del nivel del líquido y, por lo tanto, la formación de 25 una nueva capa de resina precisa un tiempo relativamente largo.
Dentro de la técnica del LMT, se conoce asimismo un aparato comercializado por Envision Technologies GmbH, Alemania, bajo el nombre de “Perfactory” en el que se obvian los inconvenientes del SLA. El aparato utiliza, en vez de un láser, una lámpara de mercurio en combinación con una disposición de microespejos para proyectar la configuración deseada de la rodaja sobre la superficie de la resina fotoendurecible. En 30 consecuencia, la capa de resina se fotoendurece más o menos de forma simultánea y, por lo tanto, más rápidamente que cuando se traza una configuración con un haz láser.
El aparato “Perfactory” ilumina además el baño de resina desde abajo, a través de una placa transparente de cristal recubierta con una membrana de una goma transparente antiadherente (silicona). Después del endurecimiento, se libera la placa de cristal de la capa acabada de endurecer por medio de un sistema 35 automático de tracción y la resina líquida fluye al espacio entre la placa de cristal y la capa de resina acabada de endurecer, formado de este modo la siguiente capa a endurecer. En consecuencia, la capa de resina se asienta y queda plana entre la capa acabada de endurecer y la placa de cristal cuando está fluyendo hacia el espacio, y de este modo en un tiempo más corto que en el SLA.
El documento DE-A-10256672 da a conocer las características de los preámbulos de las 40 reivindicaciones 1 y 18.
No obstante, un inconveniente común, tanto del SLA como del Perfactory, es que se precisa un periodo de tiempo relativamente largo para fabricar el objeto. Habitualmente, un ciclo de fabricación de una capa de resina endurecida de unas 25 a 150 micras precisa aproximadamente unos 15 a 40 segundos. Por lo tanto, un objeto pequeño de unos 20 centímetros requiere entre unas 20 a 40 horas para ser fabricado. 45
CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN
Es un objetivo de la invención posibilitar una fabricación más rápida de un objeto tangible. Por consiguiente, según un primer aspecto de la invención, se da a conocer un sistema según la reivindicación 1. Además, según un segundo aspecto de la invención, se da a conocer un dispositivo de control según la reivindicación 17. Según un tercer aspecto de la invención, se da a conocer un método según la reivindicación 18. Según un cuarto aspecto, se da a conocer un programa informático según la reivindicación 20.
El objeto puede ser fabricado más rápidamente debido a que durante la fabricación puede determinarse el periodo de tiempo o el momento adecuado para llevar a cabo una acción en la producción a partir de la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia o sobre el sólido, o a partir de un parámetro relacionado con la 5 fuerza. Por lo tanto, no es necesario utilizar el mismo periodo o momento preestablecido para todas las capas, y el periodo de tiempo requerido para fabricar una capa puede ser adaptado a una capa concreta. En consecuencia, puede reducirse el periodo de tiempo requerido para fabricar un objeto. Un segundo motivo para que el objeto pueda ser fabricado más rápidamente es que la velocidad de desplazamiento relativa entre la plataforma portadora y la plataforma de referencia puede ser incrementada y optimizada para adecuarse a la forma geométrica concreta y al 10 material del que el objeto está siendo fabricado.
En las reivindicaciones dependientes están expuestas realizaciones específicas de la invención.
Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes y quedarán aclarados al hacer referencia a las reivindicaciones descritas a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 15
Únicamente a modo de ejemplo se describirán detalles, aspectos y realizaciones adicionales de la invención, haciendo referencia a los dibujos.
La figura 1 muestra, de forma esquemática, una vista lateral, en sección, de un ejemplo de una realización de un sistema según la invención.
La figura 2 muestra, de forma esquemática, un ejemplo de una medición de las fuerzas entre la plataforma de 20 referencia y el objeto que se está formando durante un ciclo de formación de una capa en un aparato convencional.
La figura 3 muestra, de forma esquemática, un diagrama de bloques de un dispositivo de control adecuado para el ejemplo de la figura 1.
DESCRIPCIÓN DETALLADA 25
La figura 1 muestra un ejemplo de un sistema -1- para la fabricación de un objeto tangible. En esta figura se muestra el objeto -5- mientras está siendo fabricado. El objeto tangible -5- puede ser, por ejemplo, un prototipo o un modelo de un artículo a fabricar u otro tipo de objeto adecuado. El sistema -1- puede, tal como se muestra en la figura 1, incluir una cubeta -2- en la que puede disponerse un líquido. En el ejemplo de la figura 1, la cubeta -2- incluye un espacio -3- que puede ser llenado con el líquido para formar una capa de fluido que puede ser 30 transformada en una capa sólida. Por lo menos, un lado -30- del espacio -3- está por lo menos parcialmente definido por medio de una plataforma de referencia -4-. En este ejemplo, la plataforma de referencia -4- define el lado inferior del espacio -3-.
No obstante, es posible asimismo que la plataforma de referencia -4- defina el lado superior del espacio -3-. En este ejemplo, la plataforma de referencia -4- incluye una capa antiadherente -40-, tal como una capa 35 del tipo de goma o una capa de silicona que forma una pared del espacio y reduce la adherencia de la capa -50- a la plataforma de referencia -4- y, por lo tanto, facilita la separación de la capa -50-.
El sistema -1- incluye además un transformador de fase -6-. El transformador de fase -6- puede formar una capa -50- del objeto -5- de forma selectiva, transformando selectivamente el fluido en el espacio -3- en un sólido, en una zona predeterminada del espacio -3-. De este modo, puede conseguirse una capa sólida del 40 tamaño y forma deseados.
El sistema -1- incluye un dispositivo de accionamiento -8- que puede desplazar la capa -50- con respecto a la plataforma de referencia -4-, o viceversa. De este modo, por ejemplo, la capa -50- puede ser separada de la plataforma de referencia -4- o puede formarse el espacio -3- entre la plataforma de referencia -4- y la capa separada -50- de tal manera que, por ejemplo, la distancia entre la plataforma de referencia -4- y la capa separada 45 -50- sea la adecuada para obtener la capa siguiente con el grosor deseado. En el ejemplo de la figura 1, por ejemplo, el objeto -5- que está siendo fabricado está suspendido en una plataforma portadora -10-. Mediante el desplazamiento de la plataforma portadora -10- acercándola o alejándola del espacio -3-, el objeto -5- y la capa -50- pueden ser desplazados acercándolos o separándolos de la plataforma de referencia -4-. Inicialmente, al principio de la fabricación del objeto -5-, la plataforma portadora -10- define un lado opuesto del espacio -3-, opuesto al lado -30- definido mediante la plataforma de referencia -4-. Una vez se han formado una o varias de las capas -50- a -53-, la capa exterior -50- de la pila de capas -50- a -53-, en la figura 1, la capa -50- de más abajo, define este lado opuesto. En el ejemplo de la figura 1, la plataforma portadora -10- está dispuesta en el lado opuesto (superior) del 5 espacio -3- y la plataforma de referencia -4- define un lado inferior -30- del espacio. La plataforma portadora -10- puede ser desplazada hacia arriba y/o la plataforma de referencia hacia abajo, por ejemplo, para separar la capa -50- de la plataforma de referencia -4-.
El sistema -1- puede llevar a cabo un ejemplo de un método para la fabricación de un objeto tangible. El método puede incluir, por ejemplo, la formación de capas sucesivas -50- a -53- con una forma 10 predeterminada. Las capas -50- a -53- pueden ser formadas, por ejemplo, llenando el espacio -3- con un líquido y transformando el líquido del espacio -3- en un sólido en una zona predeterminada del espacio -3- correspondiente a la forma predeterminada. De este modo, puede formarse la capa -50- a -53- correspondiente. A continuación, puede separarse el sólido de la plataforma de referencia -4-, mediante el desplazamiento de la plataforma, separándola de la capa -50-. Después de formar una capa -50-, puede repetirse el ciclo para formar la capa siguiente. Por ejemplo, 15 la capa sólida puede ser alejada de la plataforma de referencia -4-, por ejemplo, hacia arriba en el ejemplo de la figura 1, para crear el espacio en el que puede ser formada la capa siguiente, y puede repetirse el ciclo de transformación de fase y de separación con una zona predeterminada correspondiente a la forma y tamaño deseados del objeto -5-.
El sistema -1- incluye además un dispositivo de control -7-. El dispositivo de accionamiento -8- y el 20 transformador de fase -6- están conectados a las salidas respectivas -71-, -72- del dispositivo de control -7-. El dispositivo de control -7- puede controlar la fabricación del objeto -5- en base a un valor determinado de la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia -4- o sobre la placa -50-, o en base a un parámetro relacionado con esta fuerza, por ejemplo la aceleración o la forma y/o el área superficial de la capa -50- que está siendo formada. El valor mencionado puede ser determinado de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el dispositivo de control -7- puede 25 recibir un valor de una medición de un sensor -9-. En el ejemplo de la figura 1, por ejemplo, el dispositivo de control -7- está conectado a una entrada -70- del dispositivo de control a un sensor de fuerza -9-. El sensor de fuerza puede medir la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia -4- con respecto al objeto -5- y enviar al dispositivo de control -7- el valor medido de la fuerza. En base a este valor medido, el dispositivo de control puede controlar, por ejemplo, el dispositivo de accionamiento -8- o el transformador de fase -6-. 30
Sin embargo, es posible asimismo que el dispositivo de control -7- no reciba un valor medido, sino un valor determinado a partir, por ejemplo, de un modelo de las fuerzas que actúan sobre el sólido (es decir, el objeto -5-) o sobre la plataforma de referencia -4- y la forma y tamaño deseados de la capa a formar. Por ejemplo, el dispositivo de control -7- puede incluir una memoria en la que está almacenado dicho modelo y recibir, por ejemplo, desde un ordenador conectado de forma que se comunica con el dispositivo de control, datos que representan una 35 rodaja de un modelo digital tridimensional del objeto. A continuación los datos pueden ser introducidos en el modelo de fuerza para calcular las fuerzas, por ejemplo en función del tiempo, y controlar el sistema -1- en base a las fuerzas calculadas.
En comparación con los sistemas convencionales descritos anteriormente, el sistema -1- tiene una velocidad de fabricación incrementada debido a que el dispositivo de control -7- puede controlar la fabricación del 40 objeto -5- en base a un valor determinado de la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia -4- o sobre la capa sólida, o de un parámetro relacionado con esta fuerza, por ejemplo, la aceleración o la forma y/o el área superficial de la capa -50- que se está formando, tal como se explica más adelante, con mayor detalle. Los sistemas de la técnica anterior utilizan tiempos preestablecidos para cada subproceso y, además, tienen tiempos de espera predeterminados entre subprocesos, indicados en la figura 2 con las flechas -w1-, -w2-, con el objeto de garantizar 45 que los subprocesos respectivos han finalizado antes de que se inicie el subproceso siguiente. En consecuencia, se precisa una cantidad de tiempo relativamente grande para producir una capa. Mediante el control del sistema -1- en base a un valor determinado de la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia -4- o sobre el sólido, o de un parámetro relacionado con esta fuerza, puede determinarse o predecirse de una manera simple cuándo un subproceso está terminado o lo será en breve, y en consecuencia puede ser ajustado el periodo de tiempo de un 50 subproceso para una capa concreta.
La figura 2 muestra de forma esquemática un gráfico de la fuerza medida entre la plataforma de referencia y el objeto que se está formando durante el ciclo de formación de una capa, en un aparato convencional. En la figura 2, la flecha -I- indica un proceso de transformación de fase durante el cual, por ejemplo, puede ser proyectada sobre el líquido en el espacio -3- una configuración deseada o una radiación con el objeto de activar un 55 proceso químico o físico que tiene como resultado una capa en fase sólida en una zona predeterminada correspondiente a la configuración deseada. Una vez obtenida la fase sólida -50-, la capa -50- es separada de la plataforma de referencia -4- durante un subproceso de separación indicado con la flecha -P- en la figura 2. A continuación, en el subproceso indicado con la flecha -M-, se ajusta el espacio -3- a una dimensión deseada, por ejemplo, mediante el desplazamiento de la capa -50- hacia arriba en la figura 1, y situando la plataforma de referencia en la misma posición que antes de la fase de separación -P-.
Tal como se indica en la figura 2 con las flechas -100- a -102-, en el sistema convencional debido a los periodos preestablecidos de los subprocesos, el sistema está inactivo durante una parte significativa del ciclo 5 para garantizar, por ejemplo, una buena separación de la plataforma de referencia -4- de la capa -50-, o para garantizar que el espacio -3- se ha llenado totalmente con el fluido. En consecuencia, mediante el control del sistema -1- en base a la fuerza determinada, puede reducirse el tiempo de inactividad. Se considera que el periodo de tiempo requerido para un ciclo de fabricación de una capa puede ser reducido aproximadamente en un 50% debido al dispositivo de control -7- y, por ejemplo, precisar menos de 10 segundos. 10
El dispositivo de control -7- puede controlar, por ejemplo, el transformador de fase -6- para solidificar o sea endurecer una resina líquida, el fluido en el espacio -3- durante un tiempo predeterminado (por ejemplo, en base al grosor de la capa -50- a transformar en sólido). A continuación, la capa solidificada -50- puede ser separada de la plataforma de referencia -4- por medio del desplazamiento de la plataforma de referencia -4- alejándola de la capa -50- mediante el dispositivo de accionamiento -8-. Esta separación puede ser controlada por 15 medio del dispositivo de control -7-. Por ejemplo, el dispositivo de control -7- puede recibir el valor medido y comparar dicho valor con un valor de referencia almacenado en una memoria del dispositivo de control -7-. Una vez que se ha determinado que la fuerza está por debajo de un valor de referencia, por ejemplo cero, puede finalizar la separación y puede iniciarse el subproceso -M- mediante el dispositivo de control -7-. (A este respecto, en el caso de que la fuerza llegue a cero, evidentemente la aceleración será nula y la velocidad será constante y, por lo tanto, 20 dichos parámetros pueden ser utilizados asimismo para controlar el sistema -1-). Asimismo, el subproceso -M- puede finalizar en el caso de que la fuerza llegue a cero y puede iniciarse la fase de transformación para la capa siguiente, dado que se considera entonces que el fluido ha llenado el espacio suficientemente. Por ejemplo, en el proceso de separación, la plataforma de referencia -4- puede ser alejada de la capa formada -50- mediante el dispositivo de accionamiento -8- bajo el control del dispositivo de control -7-. En el subproceso -M-, la plataforma de 25 referencia -4- puede ser desplazada hacia la capa formada con el objeto de fijar la anchura de la separación -3- entre la capa formada -50- y la plataforma de referencia -4- a un valor adecuado.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la determinación del valor de la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia o sobre el sólido, o del parámetro relacionado con la fuerza, puede ser realizada mediante la medición (por ejemplo, utilizando un sensor de fuerza, tal como se ha explicado) o por medio de un cálculo 30 predictivo (por ejemplo, utilizando un modelo predictivo de las fuerzas, tal como se ha explicado).
No obstante, son posibles otras formas de determinación de dicho valor. A continuación se explican ejemplos de estas otras formas en las que, como ejemplo, dicho valor a determinar es el valor de referencia comentado anteriormente (por ejemplo, cero) que indica que puede finalizarse el subproceso de separación -P- y que puede iniciarse el subproceso -M- con el objeto de reducir el tiempo de inactividad. La determinación de dicho 35 valor de referencia puede ser realizada mediante técnicas adecuadas basadas, por ejemplo, en la medición de la distancia óptica del intersticio de fluido o de la posición de una pieza del sistema relacionada geométricamente. Otra de dichas técnicas puede estar basada en la introducción de vibraciones a través de la plataforma portadora en combinación con la medición de las vibraciones resultantes en la plataforma de referencia o viceversa, con el objeto de detectar a través de dichas mediciones de la vibración un cambio substancial de la conexión entre la plataforma 40 de referencia y las capas solidificadas.
Debe tenerse en cuenta que dos o más de dichas diferentes técnicas de determinación, tales como las mencionadas anteriormente (medición; cálculo predictivo; otras técnicas, tales como las ópticas o las relacionadas con la vibración), pueden ser combinadas entre sí en un sistema único para fabricar un objeto tangible o en la ejecución única de un método para la fabricación de un objeto tangible. 45
El dispositivo de control -7- puede ser realizado de una forma adecuada. El ejemplo de un dispositivo de control -7- en la figura 3, incluye, por ejemplo, un primer comparador -73- que está conectado con la entrada -731- de un comparador a la entrada del dispositivo de control -70- y con otra entrada -732- de un comparador a una memoria -730- en la que está almacenado un valor de referencia adecuado. El primer comparador -73- está conectado con una salida -733- del comparador a una unidad de control -74- del dispositivo de 50 accionamiento. El primer comparador -73- compara el valor medido recibido en la entrada -70- del dispositivo de control con el valor de referencia almacenado en la memoria -730-. Dependiendo del resultado de la comparación, se transmite una señal a través de la salida -733- del comparador al dispositivo de control -74- del dispositivo de accionamiento. Como respuesta a la señal, la plataforma de referencia -4- se aleja de la capa -50- o se detiene este desplazamiento por medio del dispositivo de accionamiento -8-. A continuación, el dispositivo de control del 55 dispositivo de accionamiento puede iniciar un movimiento de retroceso de la plataforma de referencia -4- hacia la capa -50-. Una vez desplazada la plataforma de referencia -4- a su posición original, la plataforma de referencia -4- puede ser mantenida en posición.
El ejemplo de un dispositivo de control -7- en la figura 3, incluye además un segundo comparador -76- que está conectado con una entrada -761- del comparador a la entrada del dispositivo de control -70-, y con otra entrada -762- del comparador a una memoria -760- en la que está almacenado un valor de referencia adecuado. El 5 segundo comparador -76- está conectado, con una salida -763- del comparador, a un temporizador -77-, a una unidad -75- de control de la transformación de fase y a la unidad -74- de control del dispositivo de accionamiento. Una vez que la plataforma de referencia -4- ha sido desplazada retrocediendo a su posición original, el primer comparador -76- compara el valor medido recibido en la entrada -70- del dispositivo de control con el valor de referencia almacenado en la memoria -760-. Dependiendo del resultado de la comparación, se transmite una señal a 10 través de la salida -763- del comparador al temporizador -77- y al dispositivo de control -75- del transformador de fase para poner en marcha el temporizador y activar el dispositivo de control -75-. El valor de referencia puede representar, por ejemplo, una fuerza de cero Newton. Sin desear la vinculación con ninguna teoría, se considera que una vez que la plataforma de referencia -4- ha vuelto a su posición inicial, continuará fluyendo el fluido en el espacio -3- entre la plataforma de referencia -4- y la capa formada -50- durante un cierto periodo de tiempo y ejercerá una 15 fuerza sobre la plataforma de referencia -4- y sobre la capa formada -50-, es decir, sobre las partes del sistema que definen el espacio. Por ejemplo, el fluido puede continuar fluyendo fuera del espacio -3- hacia la cubeta -2-. Cuando el fluido cesa de fluir, la fuerza resulta ser nula. En consecuencia, mediante la comparación del valor medido por el segundo comparador -76- con un umbral correspondiente a cero, puede determinarse con precisión el momento en que el fluido deja de fluir para una capa concreta y, en consecuencia, puede reducirse el tiempo de inactividad. 20 Cuando el fluido cesa de fluir, puede iniciarse la transformación de fase del fluido en el espacio -3- por medio del dispositivo de control -75- de transformación de fase y puede ponerse en marcha el temporizador -77-.
El dispositivo de control puede incluir además un comparador conectado a la entrada de control y a una memoria en la que está almacenado un umbral de fuerza que puede ser utilizado para limitar el desplazamiento o la velocidad de desplazamiento dentro de ciertos límites, con el objeto de mantener la fuerza que actúa sobre el 25 objeto -5- por debajo de un umbral de daños y en consecuencia reducir las posibilidades de dañar el objeto. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 2, durante la separación se produce un pico de fuerza. Mediante un control del dispositivo de accionamiento tal que el valor del parámetro se mantenga por debajo del valor correspondiente al pico de fuerza, pueden evitarse daños al objeto o, por lo menos, puede reducirse el riesgo de los mismos.
El sensor puede ser realizado de cualquier manera adecuada. El sensor puede incluir, por ejemplo, 30 un sensor de fuerza para medir una fuerza paralela u opuesta a la dirección del movimiento de la capa o de la plataforma de referencia. El sensor puede incluir un sistema de tres puntos de medición de las fuerzas. De este modo puede obtenerse una medición precisa de las fuerzas.
La plataforma de referencia -4- puede ser desplazada de cualquier forma adecuada por medio del dispositivo de accionamiento -8-. La plataforma de referencia -4- puede pivotar, por ejemplo, con respecto a la capa 35 para separar, por lo menos parcialmente, la plataforma de referencia y la capa. Sin embargo, la plataforma de referencia -4- puede ser desplazada asimismo a lo largo de una línea recta sin rotación o puede ser desplazada de cualquier otra manera adecuada para separar, por ejemplo, la plataforma de la capa o para disponer un espacio entre la plataforma de referencia y la capa en la que puede fabricarse la capa siguiente del objeto.
El transformador de fase -6- puede utilizar cualquier proceso químico o físico adecuado para 40 transformar el fluido en el interior del espacio -3- en un sólido. El transformador de fase -6- puede iniciar, por ejemplo, una reacción química de un componente en el fluido que obtenga como resultado de la reacción un producto sólido. Por ejemplo, la cubeta puede contener una resina líquida que puede ser endurecida mediante radiaciones electromagnéticas, por ejemplo, un fotopolímero cuya polimerización puede ser activada mediante la proyección de luz de una longitud de onda adecuada. 45
El fluido puede ser transformado en un sólido por medio de un tipo de energía adecuado y el transformador de fase puede incluir una fuente de energía que pueda proporcionar de forma selectiva la energía a la zona predeterminada. La fuente de energía puede incluir, por ejemplo, una fuente de radiación electromagnética. En el ejemplo de la figura 1, el transformador de fase -6- incluye, por ejemplo, una fuente de luz -60- que puede emitir luz que es proyectada en el espacio -3- a través de una unidad de proyección -61- en una configuración 50 correspondiente a la forma y tamaño deseados de la capa -50-. Para permitir que la luz, u otra radiación penetre en el espacio -3-, la plataforma de referencia -4- puede incluir una ventana transparente a la radiación.
Asimismo, la invención puede ser realizada con un programa informático para funcionar en un sistema informatizado que incluya, por lo menos, partes de códigos para llevar a cabo las etapas de un método, según la invención, cuando funciona en un aparato programable tal como un sistema informático, o permitiendo que 55 un aparato programable realice las funciones de un dispositivo o sistema según la invención. Dicho programa informático puede estar dispuesto en un portador de datos, tal como un CD-rom o un disquete, con datos almacenados que pueden ser cargados en la memoria de un sistema informático, representando los datos el programa informático. El portador de datos puede ser además una conexión de datos tal como un cable telefónico o una conexión inalámbrica.
En la descripción anterior, se ha descrito la invención haciendo referencia a ejemplos específicos 5 de realizaciones de la invención. No obstante, es evidente que pueden realizarse diversas modificaciones y cambios en las mismas sin apartarse del ámbito de la invención, tal como está expuesta en las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, la cubeta puede ser más alta o más baja que la mostrada en la figura 1. Además, el objeto puede tener cualquier tamaño y forma adecuados.
Asimismo, la invención no está limitada a dispositivos físicos o unidades aplicadas a equipos no 10 programables, sino que puede ser aplicada asimismo en dispositivos programables o unidades capaces de realizar las funciones deseadas del dispositivo mediante el funcionamiento según códigos de programa adecuados. Además, los dispositivos pueden estar distribuidos físicamente en un cierto número de aparatos, aunque funcionen operativamente como un dispositivo único. Por ejemplo, el dispositivo de control -7- puede incluir un aparato independiente que funcione como la unidad -74- del dispositivo de accionamiento del control, y otro aparato que 15 funcione como la unidad -75- de transformación de fase.
Asimismo, los dispositivos que funcionalmente forman dispositivos independientes pueden estar integrados en un único dispositivo físico. Por ejemplo, el dispositivo de control -7- puede ser realizarse como un circuito integrado único.
No obstante, son posibles otras modificaciones, variaciones y alternativas. En consecuencia, las 20 descripciones y dibujos deben ser consideradas en un sentido ilustrativo más que restrictivo.
En las reivindicaciones, cualesquiera signos de referencia colocados entre paréntesis no deben ser considerados como limitativos de la reivindicación. La palabra “comprendiendo” no excluye la presencia de otros elementos o etapas distintos a los indicados en una reivindicación. Además, las palabras “un” y “uno” no deben ser consideradas como limitando a “solo uno”, sino que, por el contrario, se utilizan para significar “por lo menos uno” y 25 no excluyen una serie o pluralidad. El mero hecho de que ciertas medidas estén enumeradas en reivindicaciones mutuamente distintas no indica que no pueda ser utilizada una combinación de estas medidas como una mejora.

Claims (21)

  1. REIVINDICACIONES
  2. 1. Sistema (1) para fabricar un objeto tangible (5), que incluye:
    un espacio (3) que puede ser llenado con un fluido;
    una plataforma de referencia (4) que define, por lo menos parcialmente, como mínimo un lado del espacio (3);
    un transformador de fase (6), para formar una capa (50) de dicho objeto mediante la transformación de forma 5 selectiva del fluido en un sólido en una zona predeterminada de dicho espacio (3);
    un dispositivo de accionamiento (8) para separar dicha capa (50) de dicha plataforma de referencia (4) mediante el desplazamiento de la capa (50) con respecto a la plataforma de referencia (4) o viceversa; y caracterizado por
    un dispositivo de control (7) conectado con una salida (71) del dispositivo de accionamiento del control a 10 dicho dispositivo de accionamiento y/o con una salida (72) de control del transformador a dicho transformador de fase (6) para controlar la fabricación de dicho objeto en base a un valor determinado de la fuerza ejercida sobre la plataforma de referencia (4) o sobre el sólido, o de un parámetro relacionado con la fuerza.
  3. 2. Sistema, según la reivindicación 1, que incluye además:
    un sensor (9) para detectar dicha fuerza o el parámetro relacionado con dicha fuerza, y 15
    en el que dicho dispositivo de control (7) está conectado con una entrada de control a dicho sensor para recibir dicho valor determinado,
  4. 3. Sistema, según la reivindicación 2, en el que dicho sensor (9) incluye un sensor de fuerza para medir una fuerza paralela u opuesta a la dirección de desplazamiento de la capa o de la plataforma de referencia.
  5. 4. Sistema, según la reivindicación 2 ó 3, en el que dicho sensor (9) incluye un sistema de tres 20 puntos de medición de la fuerza.
  6. 5. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo de control (7) está dispuesto para determinar, a partir del valor de la fuerza, un periodo de tiempo adecuado para un subproceso de la fabricación del objeto, tal como para la separación de la capa de la plataforma de referencia y/o para la transformación del fluido en un sólido y/o para un ciclo de formación de la capa siguiente de dicho objeto. 25
  7. 6. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo de control (7) incluye un temporizador para controlar el dispositivo de accionamiento en base al valor en función del tiempo.
  8. 7. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo de control incluye un comparador (73) conectado a la entrada de control (731) y a una memoria (730) en la que está 30 almacenado un valor umbral de la fuerza para limitar el desplazamiento o la velocidad de desplazamiento en el caso en que dicho valor determinado supere el umbral de fuerza.
  9. 8. Sistema (1), según la reivindicación 7, en el que dicho umbral de fuerza está almacenado como una función de tiempo.
  10. 9. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha plataforma de 35 referencia (4) puede pivotar con respecto a dicha capa (50) para separar, por lo menos parcialmente, la plataforma de referencia (4) y la capa (50), y/o dicha capa (50) puede ser desplazada en una dirección alejándola de la plataforma de referencia (4) para proporcionar un espacio entre la plataforma de referencia (4) y la capa (50) en la que puede fabricarse la capa siguiente del objeto (5).
  11. 10. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además 40
    una memoria (730) en la que está almacenado un modelo de fuerzas que actúan sobre la capa o sobre la plataforma de referencia (4), y en el que el dispositivo de control incluye una entrada de control para recibir datos adecuados para ser introducidos en el modelo para determinar dicha fuerza.
  12. 11. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además:
    una plataforma portadora (10) que define un lado del espacio opuesto al lado definido por dicha plataforma, 5 de cuya plataforma portadora (10) puede estar suspendida dicha capa para desplazar la capa con respecto a la plataforma de referencia (4); y
    en el que dicho dispositivo de accionamiento (8) puede desplazar dicha plataforma portadora (10) con respecto a la plataforma de referencia (4) para separar la capa suspendida de la plataforma portadora (10) de la plataforma de referencia (4). 10
  13. 12. Sistema (1), según la reivindicación 11, en el que dicha plataforma portadora (10) proporciona un lado superior del espacio, y dicha plataforma de referencia (4) define un lado inferior del espacio, y dicha plataforma portadora (10) es desplazada hacia arriba y/o dicha plataforma de referencia (4) es desplazada hacia abajo para separar la capa de la plataforma de referencia (4).
  14. 13. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la plataforma de 15 referencia (4) incluye una capa antiadherente, tal como una capa como de goma o una capa de silicona, que forma una pared del espacio.
  15. 14. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho fluido puede ser transformado en un sólido mediante un tipo de energía adecuado, y el transformador de fase (6) incluye una fuente de energía que puede proporcionar la energía de forma selectiva a la zona predeterminada. 20
  16. 15. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:
    dicha fuente de energía incluye una fuente (60) de radiación electromagnética;
    la plataforma de referencia (4) incluye una ventana que es transparente a dicha radiación; y dicho sistema incluye además una unidad de proyección para proyectar la radiación electromagnética a través de la ventana sobre la zona predeterminada. 25
  17. 16. Sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el transformador de fase (6) puede iniciar una reacción química de un componente en el fluido, que tiene como resultado de la reacción un producto sólido, tal como el endurecimiento de una resina líquida mediante radiación electromagnética.
  18. 17. Dispositivo de control (7) adaptado para ser utilizado en un sistema (1), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 30
  19. 18. Método, para fabricar un objeto tangible, incluyendo la formación, por lo menos, de una capa con una forma predeterminada, incluyendo dicha formación:
    disponer un espacio lleno con un líquido, un lado del cual está definido, por lo menos parcialmente, mediante una plataforma (4);
    transformar dicho líquido en un sólido, en una zona predeterminada del espacio correspondiente a la forma 35 predeterminada;
    separar dicho sólido de dicha plataforma mediante el desplazamiento de la plataforma con respecto a otro lado del espacio o viceversa;
    caracterizado porque
    la fabricación está controlada en base a un valor determinado de la fuerza ejercida sobre la plataforma o 40 sobre el sólido, o de un parámetro relacionado con la fuerza.
  20. 19. Método, según la reivindicación 18, que incluye además la formación de la capa siguiente con una forma predeterminada mediante la disposición de un espacio entre dicho sólido separado y dicha plataforma, llenando dicho espacio entre dicho sólido separado y dicha plataforma con un líquido, y repitiendo dicha transformación y dicha separación.
  21. 20. Producto con un programa informático, que incluye partes codificadas del programa para llevar 5 a cabo el funcionamiento de un dispositivo de control, según la reivindicación 17, cuando funciona en un aparato programable.
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