ES2600280T3 - Procedimiento de fabricación dual para productos de series pequeñas - Google Patents

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ES2600280T3 ES09780109.6T ES09780109T ES2600280T3 ES 2600280 T3 ES2600280 T3 ES 2600280T3 ES 09780109 T ES09780109 T ES 09780109T ES 2600280 T3 ES2600280 T3 ES 2600280T3
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Abstract

Procedimiento para la fabricación de productos (200, 300) mediante construcción al menos parcialmente por capas, en particular fusión selectiva por láser, que comprende las etapas: (a) facilitación de una placa base (100) del mismo material que el producto, (b) aplicación de una capa de un material endurecible, (c) endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geométricos de al menos dos productos separados, (d) repetición de las etapas (b) y (c) hasta que se ha elaborado la geometría de un respectivo primer volumen parcial (201, 301) del producto correspondiente como material endurecido, (e) retirada del material no endurecido, en el que un respectivo segundo volumen parcial (202, 302) de cada producto se configura como una zona volumétrica de la placa base, que comprende además las etapas: - facilitación de una marca de referencia - sujeción posicionada de la unidad formada a partir la placa base y primeras zonas volumétricas mediante la marca de referencia, - liberación del respectivo segundo volumen parcial (202, 302) del producto de la placa base (100), preferentemente mediante mecanizado con arranque de viruta, en particular fresado CNC.

Description

DESCRIPCION
Procedimiento de fabricacion dual para productos de series pequenas.
5 La invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de productos mediante construccion al menos parcialmente por capas, en particular mediante fusion selectiva por laser, que comprende las etapas:
(a) facilitacion de una placa base
10 (b) aplicacion de una capa de un material endurecible,
(c) endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geometricos del producto
15 (d) repeticion de las etapas (b) y (c) hasta que se ha elaborado la geometna del primer volumen parcial del producto como material endurecido,
(e) retirada del material no endurecido.
20 Ademas, la invencion se refiere a un dispositivo para la fabricacion de productos mediante construccion por capas, que comprende medios para la aplicacion de una capa de un material endurecible sobre una placa base y medios para el endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geometricos de los productos.
25 Procedimiento y dispositivos para la fabricacion de productos mediante construccion por capas se conocen, por ejemplo, por los documentos DE 299 24 924 U1, EP 1 021 997 B1, DE 102 19 983 B4, DE 103 20 085 A1, EP 1 464 298 B1, WO 2005/080029 A1, EP 1 568 472 B1 y DE 10 2005 050 665 A1. Los procedimientos del tipo mencionado al inicio posibilitan una fabricacion eficiente de productos geometricamente complejos. Se conocen procedimientos del tipo mencionado al inicio, por ejemplo, del “prototipado rapido”, en el que a partir de los datos geometricos del 30 producto, que describen la forma tridimensional del producto, se fabrica directamente un modelo del producto que puede servir para la observacion y ensayo.
El documento US 2003/00 94 259 A1 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para la fabricacion de estructuras metalicas altamente resistentes, en el que sobre una placa de apoyo se construye por capas una 35 estructura, en tanto que un alambre metalico se funde mediante un rayo laser o de electrones.
En el documento DE 198 53 978 C1 se muestra un dispositivo para la fusion selectiva por laser para la fabricacion de un cuerpo moldeado con un dispositivo de rectificado, con el que se puede alisar la superficie de mecanizado del cuerpo moldeado situado en el volumen de construccion.
40
Por el documento EP 0 734 842 B2 se conocen un dispositivo y un procedimiento para la fabricacion de un objeto tridimensional mediante la compactacion sucesiva de capas mediante sinterizacion de un material de construccion pulverulento. A este respecto, una placa prefabricada de un material de construccion compactado sirve como zocalo para el objeto a formar.
45
El documento DE 195 33 960 C2 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para la fabricacion de piezas de trabajo metalicas, fundiendose por capas polvos que contienen metal con un rayo laser y mecanizandose subsiguientemente con arranque de viruta las capas aplicadas gracias a utiles de fresado o rectificado.
50 El documento DE 101 24 795 A1 muestra un procedimiento y un dispositivo para la fabricacion de una pieza de trabajo mediante compactacion sucesiva de material de partida pulverulento aplicado horizontalmente por capas, realizandose un mecanizado fino mecanico despues del acabado de un cierto numero de capas.
En el documento DE 199 05 067 A1 se da a conocer un dispositivo para la fabricacion de un cuerpo moldeado 55 mediante construccion por capas de material pulverulento con un soporte para la construccion por capas, en el que sobre la capa radiada en ultimo termino se rebajan las irregularidades al menos parcialmente mediante un dispositivo de rectificado.
El documento DE 11 2006 001 961 T5 muestra un dispositivo para la formacion de un objeto por capas, formandose
una estructura tridimensional sobre una base y retirandose a continuacion de la base.
Por Wilhelm Meiners: “Direktes Selektives Laser Sintern einkomponentiger metallischer Werkstoffe [Sinterizacion selectiva directa por laser de materiales metalicos monocomponente]”, Aachen: Shaker, 1999, pags. 107 -111, ISBN 5 3-8265-6571-1 se conoce construir una primera capa sobre una placa de sustrato en el caso de la sinterizacion selectiva directa por laser y conectar el material de la primera capa gracias a la metalurgia de fundicion con la placa de sustrato, de modo que la placa de sustrato se puede usar como parte del componente.
Procedimientos del tipo mencionados al inicio, por ejemplo, con un material pulverulento o vertible de otra manera, 10 que se puede endurecer mediante una reaccion qrnmica de reticulacion o un proceso ffsico de conexion, por ejemplo una fusion o sinterizacion, y de esta manera se puede generar una estructura tridimensional resistente. Procedimientos preferidos son, por ejemplo, la sinterizacion selectiva por laser (selective laser sintering, SLS) o la fusion selectiva por laser (selective laser melting, SLM). En otros casos de aplicacion tambien se usa un material lfquido endurecible que se puede endurecer de forma selectiva, por ejemplo, mediante fotopolimerizacion mediante 15 un rayo laser. Para productos a usar en la tecnica dental se usa preferiblemente el procedimiento de la fusion selectiva por laser (selective laser melting, SLM) para la construccion por capas.
En los procedimientos mencionados al inicio el producto a fabricar se espacia regularmente de la placa base y esta conectado con la placa base a traves de una construccion auxiliar, un asf denominado nervio de construccion, para 20 facilitar un desprendimiento posterior del producto. Este nervio de construccion se fabrica antes de la fabricacion del mismo producto verdadera mediante endurecimiento por capas del material de partida. Para ello en primer lugar se deben determinar la geometna y disposicion de ubicacion del nervio de construccion en relacion al producto a fabricar. Despues de la fabricacion del producto, el producto se debe separar de la placa base y del nervio de construccion. Esto se realiza la mayona de las veces a traves de la configuracion de puntos de ruptura controlada en 25 el nervio de construccion respecto a la placa base y hacia el producto. Segun la geometna del producto a fabricar se pueden requerir otros apoyos comparables al nervio de construccion, a fin de sostener el producto durante la fabricacion. Para ello en primer lugar se deben calcular y fabricar estos apoyos, a continuacion se retiran y eliminan. Los procedimientos mencionados al inicio se pueden mejorar aun mas por ello en referencia al tiempo de fabricacion, costes de fabricacion y calidad del producto.
30
Por el documento EP 1 464 298 B1 se conoce que para la fabricacion de superestructuras de implante se sinteriza o funde por capas el material presente en forma de polvo sobre un cuerpo base prefabricado mediante sinterizacion por laser y/o fusion por laser, para formar un cuerpo principal conectado con el cuerpo base. Por consiguiente se consigue que sobre cuerpos base estandarizados prefabricados se puedan construir cuerpos principales 35 individuales. No obstante, el uso de cuerpos base estandarizados prefabricados solo es eficiente en el caso de numeros de piezas elevados. Ademas, esta solucion presupone piezas dentales que presentan un cuerpo base prefabricado.
Por Meiners, Wilhelm: “Direktes Selektives Laser Sintern ein-komponentiger metallischer Werkstoffe [Sinterizacion 40 selectiva directa por laser de materiales metalicos monocomponente]”, fragmento paginas 107-111, se conoce conectar la primera capa del material a endurecer gracias a la metalurgia de fundicion con la placa de sustrato en la sinterizacion selectiva directa por laser, pudiendose usar la placa de sustrato como parte del componente debido a esta conexion fija si la geometna del componente lo permite. La finalidad es acortar el tiempo de construccion. Esta solucion tambien presenta la desventaja de que solo entra en consideracion para productos cuya geometna preve 45 un cuerpo base en forma de placa que se puede formar por una placa de sustrato prefabricada.
El documento EP 0 734 842 B2 da a conocer un procedimiento para la fabricacion de un objeto tridimensional, en el que el objeto se construye sobre una placa presinterizada del mismo material de construccion que el objeto. Despues del proceso de construccion se separa el objeto de la placa con una sierra y se mecaniza 50 subsiguientemente. Si el objeto presenta una superficie base plana, alternativamente la placa presinterizada puede formar parte del objeto sinterizado. La placa se corta con una sierra de vaiven a la medida correcta y se pierde para un nuevo proceso constructivo. El elevado uso de material ligado a ello repercute negativamente en los costes de produccion. Otra desventaja es que este enfoque tambien es apropiado solo para productos con geometnas que se pueden reproducir por la placa base, es decir, que presentan al menos una superficie base plana. No obstante, las 55 geometnas complejas, tal y como presentan con frecuencia las piezas dentales adaptadas individualmente, no se pueden realizar mediante los procedimientos conocidos que preven una inclusion de la placa base en el producto a fabricar.
El documento 1 464 298 A2 da a conocer un procedimiento para la fabricacion de superestructuras de implante que
presentan una cuerpo base prefabricado para la conexion de la superestructura de implante con el implante dental y un cuerpo principal adaptado individualmente. El documento EP 1 464 298 A2 da a conocer ademas un dispositivo segun el preambulo de la reivindicacion 11.
5 Por ello la invencion tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento para la fabricacion de un producto mediante construccion al menos parcialmente por capas, con la que se puede mejorar aun mas la calidad del producto, en particular de productos con geometnas complejas.
Este objetivo se resuelve segun la invencion con un procedimiento para la fabricacion de productos mediante 10 construccion al menos parcialmente por capas, en particular mediante fusion selectiva por laser, que comprende las etapas:
(a) facilitacion de una placa base (100) del mismo material que el producto,
(b) aplicacion de una capa de un material endurecible,
15 (c) endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geometricos de al menos dos productos separados,
(d) repeticion de las etapas (b) y (c) hasta que se ha elaborado la geometna de un respectivo primer volumen parcial del producto correspondiente como material endurecido,
(e) retirada del material no endurecido,
20 en el que un respectivo segundo volumen parcial de cada producto se configura como una zona volumetrica de la placa base,
que comprende ademas las etapas:
25 - facilitacion de una marca de referencia
- sujecion posicionada de la unidad formada a partir de la placa base y primeras zonas volumetricas mediante la marca de referencia,
- liberacion del respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente de la placa base, preferentemente mediante mecanizado con arranque de viruta, en particular fresado CNC.
30
La invencion preve efectuar la construccion por capas de los productos o de un respectivo primer volumen parcial de los productos sobre una placa base, que ya esta hecha del material del que se fabrican los productos o respectivamente un volumen parcial del producto correspondiente mediante construccion por capas, es decir, aplicacion por capas de un material endurecible y endurecimiento selectivo de las capas aplicadas. En el estado 35 endurecido la placa base y las geometnas del producto fabricadas mediante la construccion por capas estan hechas del mismo material.
Sobre una placa base del mismo material que los productos endurecidos se puede comenzar directamente la construccion por capas de los productos o de un respectivo primer volumen parcial de los productos, sin que se 40 requiera un distanciamiento de los productos o de un respectivo primer volumen parcial de los productos de la placa base mediante un nervio de construccion u otros y las desventajas ligadas a ello. El respectivo primer volumen, fabricado sobre la placa base mediante construccion por capas, de los productos fabricados mediante construccion por capas sobre la placa base esta configurado con ello en una pieza con la placa base.
45 Sobre una placa base comun se construyen los respectivos primeros volumenes de varios productos iguales o diferentes de forma simultanea o sucesiva entre sr Al final del procedimiento existen entonces dos o mas productos individuales que se pueden usar independientemente entre sf.
En una aplicacion en el sector de la tecnica dental se usan preferentemente materiales biocompatibles como 50 materiales tanto para la placa base como tambien para la construccion por capas.
Segun la invencion solo se fabrica un respectivo primer volumen del producto correspondiente durante la construccion por capas sobre la placa base y se define un respectivo segun volumen parcial del producto correspondiente como parte de la placa base. Un volumen parcial de un producto es una seccion tridimensional del 55 producto que forma el producto en la suma con otro o varios otros volumenes parciales. El segundo volumen parcial de un producto puede ser una zona volumetrica coherente de la placa base o comprender dos o varias zonas volumetricas de la placa base. Respectivamente un primer y segundo volumen parcial forman conjuntamente un producto en una pieza. Este producto esta “bajado” casi con su segundo volumen parcial en la placa base.
El procedimiento segun la invencion comprende ademas sujetar de forma posicionada la unidad formada a partir de la placa base y primeras zonas volumetricas mediante una marca de referencia.
La marca de referencia puede ser, por ejemplo, uno o varios puntos de referencia o una o varias superficies de 5 referencia, que sirve para definir preferentemente de forma umvoca la ubicacion de la placa base y/o de los productos en el espacio tanto durante la construccion por capas del respectivo primer volumen parcial de los productos, como tambien durante la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de los productos de la placa base. En particular durante la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de los productos de la placa base es importante que se puedan identificar de forma umvoca las coordenadas de los productos, a fin de garantizar que 10 el respectivo segundo volumen parcial liberado del producto correspondiente conecte con exactamente el contorno predefinido del respectivo primer volumen parcial del producto correspondiente.
El procedimiento segun la invencion comprende ademas la etapa de que el respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente se libera de la placa base. A este respecto es especialmente preferido que la liberacion del 15 respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente de la placa base se realice mediante mecanizado con arranque de viruta, preferentemente por fresado.
Despues de la fabricacion completa de la geometna del respectivo primer volumen parcial del producto correspondiente como material endurecido, el producto correspondiente esta configurado en una pieza con la placa 20 base. El respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente esta configurado como una zona volumetrica de la placa basa, es decir, otras zonas volumetricas de la placa base que no pertenecen a ninguno de los productos conectan los productos entre sf Para obtener el producto terminado correspondiente, el respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente se debe separar por ello preferentemente de las zonas volumetricas de la placa base, las cuales no pertenecen al producto correspondiente.
25
A este respecto, la invencion se basa tambien en el conocimiento de que esta limitada la exactitud dimensional de los productos a conseguir con una construccion por capas y depende, por ejemplo, del tamano de grano del material usado, del espesor de capa y/o del control del procedimiento. Mediante el mecanizado con arranque de viruta se pueden obtener por el contrario exactitudes dimensionales esencialmente mayores. La invencion posibilita ahora 30 liberar el respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente, en tanto que la parte de la placa base que no pertenece al producto se retira mediante mecanizado con arranque de viruta del respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente. Esto se puede realizar preferentemente mediante fresado. En particular en la tecnica dental se prefiere para ello, por ejemplo, el corte a alta velocidad (High Speed Cutting, HSC), dado que es apropiado en particular para aplicaciones en las que se plantean requisitos elevados en la potencia de mecanizado y 35 calidad superficial, como es el caso en la tecnica dental. Pero las zonas de la placa base que no forman el respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente tambien se pueden retirar, por ejemplo, mediante erosion, torneado, rectificado, etc.
El procedimiento segun la invencion tiene la ventaja de que la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de 40 los productos de la placa base se puede realizar con una exactitud dimensional considerablemente mas elevada que la construccion por capas del respectivo segundo volumen parcial de los productos. A este respecto, se prefiere en particular definir respectivamente aquel volumen parcial del producto correspondiente como respectivo segundo volumen parcial cuya superficie o parte de la superficie debe satisfacer una exigencia especialmente elevada de exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial. En la tecnica dental tales superficies son, por 45 ejemplo, superficies de masticacion, superficies de masticacion reducidas, superficies de conexion a un implante y similares. Preferentemente todo el contorno interior oclusal de una pieza dental se situa como superficie del respectivo segundo volumen parcial dentro de la placa base para garantizar una elaboracion del contorno con elevada exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial.
50 Mediante la union segun la invencion de etapas de elaboracion de construccion por capas con etapas de elaboracion del mecanizado con arranque de virutas formando un procedimiento de elaboracion dual se pueden usar las ventajas del procedimiento correspondiente: por un lado el procedimiento para la fabricacion de un producto mediante construccion por capas posibilita una fabricacion eficiente de productos con geometna compleja, como por ejemplo productos con estructuras huecas, cuerpos huecos o volumenes parciales con porosidades determinadas 55 para la optimizacion del peso o resistencia. Por otro lado, el mecanizado con arranque de virutas posibilita fabricar fracciones de productos y superficies de productos macizas con elevada exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial.
La invencion se perfecciona preferiblemente porque se fabrican una o varias protesis dentales y el respectivo
segundo volumen de una o varias de las protesis dentales comprende secciones de producto oclusales, en particular superficies de masticacion.
En la tecnica dental se requieren con frecuencia productos altamente resistentes, pequenos en las dimensiones con 5 geometnas complejas en el caso de simultaneamente tolerancias dimensionales muy pequenas. Por ejemplo, se deben fabricar especialmente superficies oclusales de piezas dentales, como superficies de masticacion, superficies de masticacion reducidas, etc. con una elevada exigencia de exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial.
10 Por ello el respectivo segundo volumen parcial del la protesis dental correspondiente o producto comprende preferentemente secciones de producto que hacen necesarios habitualmente apoyos en la aplicacion de los procedimiento conocidos por el estado de la tecnica. Secciones de productos semejantes pueden ser en la tecnica dental, por ejemplo, capuchones, coronas o secciones de producto oclusales, es decir, dirigidas hacia la superficie de masticacion. El perfeccionamiento segun la invencion tiene la ventaja de que en la geometna, a fabricar mediante 15 la construccion por capas, del respectivo primer volumen parcial del producto correspondiente ya no estan presentes mmimos a apoyar. Esto simplifica el proceso de fabricacion mediante construccion por capas del respectivo primer volumen parcial del producto correspondiente y conduce ademas a ahorros de costes y tiempo, dado que tambien se puede suprimir tanto el material como tambien la fabricacion y nueva retirada de las estructuras de apoyo con las desventajas mencionadas al inicio en referencia a la calidad del producto. Para los apoyos tambien necesarios 20 ademas en el procedimiento segun la invencion de productos y geometnas de productos determinados, por ejemplo en la fabricacion de piezas auxiliares dentales en forma de puentes, se pueden aplicar algoritmos de apoyo y por consiguiente un apoyo completamente automatico.
A este respecto, se ha demostrado que con el procedimiento segun la invencion se pueden configurar en particular 25 productos cualitativamente de alto valor con fracciones de volumen macizo relativamente mas grandes. Esto se consigue en tanto que las fracciones de volumen macizo se desplazan al respectivo segundo volumen. Las fracciones de volumen macizo se pueden fabricar luego de manera ventajosa, por ejemplo, en un procedimiento de colada de la placa base, y luego a continuacion se separan de la placa base mediante mecanizado con arranque de viruta.
30
La invencion se perfecciona preferiblemente porque la marca de referencia se configura en la placa base. A este respecto es especialmente preferible que la marca de referencia se configure como superficie definida de la placa base, periferia definida de la placa base y una muesca en la periferia de la placa base.
35 La marca de referencia puede estar configurada ademas, por ejemplo, como incision o elevacion de la placa base que engrana preferentemente con una elevacion o incision correspondiente en un dispositivo para la construccion por capas y/o un dispositivo para la liberacion, de modo que esta definida de forma umvoca la ubicacion de la placa base respecto a sus coordenadas tridimensionales. Las dimensiones de la placa base misma pueden servir como marca de referencia en cooperacion con caractensticas del dispositivo correspondientes. En particular se pueden 40 proporcionar tres puntos o superficies de referencia, asf preferentemente una superficie periferica de la placa base, una superficie de la placa base y una incision en la superficie periferica de la placa base.
Alternativamente o adicionalmente la invencion se puede perfeccionar porque la marca de referencia se configura en una estructura fabricada mediante construccion por capas. Preferentemente la marca de referencia se configura en 45 el respectivo primer volumen parcial de uno o varios de los productos, es decir, en la construccion por capas se conforma en los respectivos primeros volumenes parciales de uno o varios de los productos, y se retira posteriormente. Alternativamente o adicionalmente la marca de referencia se puede configurar como estructura separada de al menos dos productos sobre la placa base, es decir, conformar durante la construccion por capas en la placa base.
50
Ademas, la invencion se perfecciona preferiblemente porque la marca de referencia sirve para la orientacion de la unidad formada a partir de la placa base y primeras zonas volumetricas durante la sujecion posicionada.
Ademas, la invencion se perfecciona preferiblemente porque la marca de referencia sirve como estructura de 55 sujecion durante la sujecion posicionada de la unidad formada a partir de la placa base y primeras zonas volumetricas. Para ello la marca de referencia puede estar conformada, por ejemplo, como estructura en forma de cubo en los respectivos primeros volumenes de uno o varios de los productos y/o en la superficie base, de modo que la unidad formada a partir de la placa base y primeras zonas volumetricas se puede sujetar de forma posicionada mediante esta estructura en forma de cubo.
El procedimiento segun la invencion se perfecciona preferentemente mediante la etapa: generacion de datos referidos al respectivo primer volumen parcial de los productos para la construccion por capas del respectivo primer volumen parcial y/o generacion de datos referidos al respectivo segundo volumen parcial de los productos para la 5 liberacion del respectivo segundo volumen parcial de la placa base.
Un procedimiento para la fabricacion de productos mediante construccion por capas trabaja con datos geometricos de los productos. Mediante estos datos geometricos de los productos se definen las zonas en las capas individuales del material endurecibles que se deben endurecer de forma selectiva para elaborar la geometna de los productos 10 como material endurecido. Para la realizacion del procedimiento segun la invencion se prefiere que los datos de los productos a fabricar se preparen de modo que se generen los datos correspondientes al respectivo primer volumen del producto correspondiente, que representan la geometna del respectivo primer volumen del producto correspondiente a fabricar en la construccion por capas. Para ello se debe establecer donde debe discurrir el lfmite entre el respectivo primer volumen parcial y el respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente. 15 Para ello se deben tener en cuenta entre otros criterios como exactitud dimensional requerida de la superficie y desarrollo del contorno en referencia a los apoyos requeridos. Preferentemente las partes de productos con requisitos elevados en exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial y/o una geometna que requiere apoyos se definen como respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente.
20 La parte del producto correspondiente, que se debe configurar como respectivo segundo volumen parcial dentro de la placa base, no se debe fabricar mediante construccion por capas. Solo para el respectivo primer volumen parcial del producto correspondiente se deben generar datos para la construccion por capas. No obstante, la interfaz entre respectivo primer y respectivo segundo volumen parcial del producto correspondiente define las zonas de la respectiva primera capa a aplicar que se deben endurecer de forma selectiva, dado que se corresponden 25 esencialmente entre sf las superficies de seccion transversal del respectivo primer y respectivo segundo volumen parcial en la interfaz.
Preferentemente en la preparacion de datos se generan los datos correspondientes al respectivo segundo volumen parcial de los productos, que definen que zonas volumetricas de la placa base se deben retirar de la placa base en 30 la etapa del procedimiento de la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de los productos o que geometna del respectivo segundo volumen parcial de los productos se debe liberar mediante retirada del material de la placa base. Preferentemente los datos se generan en una forma de datos semejante de modo que se pueden transferir eventualmente a otro dispositivo, por ejemplo una fresa CNC, que efectua la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de los productos de la placa base.
35
Otro aspecto de la invencion se refiere a un dispositivo para la fabricacion de productos mediante construccion por capas, que comprende medios para la aplicacion de una capa de un material endurecible sobre una placa base y medios para el endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geometricos de los productos, caracterizado por los medios para la generacion de los datos referidos a un respectivo primer 40 volumen parcial de los productos para la construccion por capas del respectivo primer volumen parcial y medios para la generacion de datos referidos a un respectivo segundo volumen parcial de los productos para la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de la placa base.
El dispositivo segun la invencion para la fabricacion de productos mediante construccion por capas se diferencia de 45 los dispositivos conocidos para la fabricacion de productos mediante construccion por capas porque el dispositivo esta configurado para preparar los datos que representan los productos de manera que se pueden generar los datos correspondientes al respectivo primer volumen parcial de los productos, los cuales posibilitan la construccion por capas conforme a los datos geometricos del respectivo primer volumen parcial de los productos. Alternativamente o adicionalmente el dispositivo esta configurado para preparar los datos de los productos a fabricar de manera que se 50 generen los datos que pertenecen al respectivo segundo volumen de los productos y que posibilitan liberar el respectivo segundo volumen parcial de los productos de la placa base. Preferentemente los datos requeridos para la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de la placa base estan presentes en una forma que posibilita una transferencia de estos datos a un dispositivo para la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de la placa base, por ejemplo una fresadora CNC. El dispositivo se perfecciona preferentemente de manera que puede realizar 55 perfeccionamientos del procedimiento preferidos descritos en referencia al procedimiento. Se remite a las caractensticas y ventajas correspondientes, descritas anteriormente.
Tambien se da a conocer una disposicion del dispositivo para la fabricacion de productos mediante construccion parcialmente por capas, que comprende un primer dispositivo para la construccion por capas de un respectivo primer
volumen de los productos, que comprende medios para la aplicacion de una capa de un material endurecible sobre una placa base y medios para el endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geometricos de los productos, caracterizada por un segundo dispositivo para la liberacion de un respectivo segundo volumen parcial de la placa base.
5
La disposicion del dispositivo se compone de un primer dispositivo para la construccion por capas de un respectivo primer volumen parcial de los productos y de un segundo dispositivo para la liberacion de un respectivo segundo volumen parcial de los productos de la placa base, mecanizandose preferentemente los productos a fabricar en primer lugar mediante el primer dispositivo para la construccion por capas y mecanizandose a continuacion mediante 10 el segundo dispositivo para la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de los productos. El dispositivo segun la invencion se perfecciona preferentemente de manera que es apropiado para la realizacion de las etapas del procedimiento arriba descritas y sus perfeccionamientos. Se remite a las caractensticas del procedimiento correspondientes, descritas anteriormente y sus ventajas.
15 Otro aspecto de la invencion se refiere al uso de un dispositivo segun la reivindicacion 11 para la construccion por capas de productos para la realizacion de un procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10.
La invencion se describe a continuacion a modo de ejemplo mediante la figura adjunta.
20 La figura 1 muestra dos productos 200, 300 ya fabricados parcialmente con el procedimiento segun la invencion, todavfa a fabricar parcialmente, que estan construidos sobre una placa base. Los primeros volumenes de los productos 201, 301 se han fabricado mediante construccion por capas sobre la placa base 100. Sobre la placa base 100 proporcionada en primer lugar se ha aplicado para ello en primer lugar una primera capa de material endurecible. Zonas predeterminadas de la primera capa aplicada se han endurecido de forma selectiva mediante los 25 datos geometricos del producto. Sobre la primera capa se han aplicado y endurecido otras capas hasta que se ha generado la geometna deseada y representada en la fig. 1 de los primeros volumenes parciales de los productos 201, 301. Finalmente se ha retirado el material no endurecido de todas las capas.
Los segundos volumenes 202, 302 estan configurados como zonas volumetricas de la placa base 100. Los 30 segundos volumenes 202, 302 todavfa no estan liberados de la placa base 100 en los productos 200, 300 mostrados en la figura 1. Esto se realiza en otra etapa de mecanizado mediante mecanizado con arranque de viruta, preferentemente fresado CNC.
La placa base 100 presenta una incision 101 que sirve junto con la superficie y la periferia de la placa base como 35 marca de referencia para sujetar de forma posicionada la placa base para la etapa del fresado CNC.
La placa base 100 esta hecha del mismo material que los primeros volumenes parciales 201, 301 endurecibles. Por ello las superficies de seccion transversal de transicion 203, 303 entre el respectivo primer volumen parcial 201, 301 y el segundo volumen parcial 202, 302 correspondiente se corresponden de esta manera (no obstante, la mayona 40 de las veces no exactamente en sus dimensiones) con las otras superficies de seccion transversal no representadas en la figura 1 entre las capas endurecidas individuales de los primeros volumenes parciales 201, 301 fabricados mediante construccion por capas. Las dimensiones de las capas endurecidas individuales se corresponden con la geometna del producto correspondiente.
45 Los productos 200, 300 presentan contornos 201b, 301b y en la representacion de la figura 1 superficies superiores 201a, 301a que presentan requisitos obtenibles con los procedimientos conocidos para la construccion por capas de exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial. Los segundos volumenes 202, 302 presentan contornos 202a, 302a que deben satisfacer los requisitos mas elevados de exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial. Preferentemente en el caso de los contornos 202a, 302a se trata de contornos 50 oclusales con una fraccion de material macizo, segun se representa aqrn en la figura 1, o por ejemplo tambien de contornos de una superficie de conexion para un implante. Estos requisitos mas elevados de exactitud dimensional, fidelidad al contorno y calidad superficial se pueden satisfacer mediante la liberacion siguiente de dos volumenes parciales 202, 302, en particular mediante mecanizado con arranque de viruta, como por ejemplo fresado de los contornos 202a, 302a.
55
El producto 200 presenta ademas un contorno oclusal que presenta tambien una depresion 202b, Segun se representa en la figura 1, esta depresion 20b se situa igualmente dentro de la placa base 100, de modo que en esta zona no se requieren apoyos. Esto reduce tanto los costes requeridos para la fabricacion como tambien el tiempo de fabricacion y puede mejorar la calidad del producto.
El procedimiento de fabricacion preferido, a modo de ejemplo segun la invencion se desarrolla como sigue:
En primer lugar se proporciona una placa base 100. Esto se realiza, por ejemplo, mediante colada de material 5 fundido y endurecimiento siguiente y eventualmente otro mecanizado subsiguiente cuando se debe subdividir una placa base mayor, por ejemplo, en varias placas base pequenas. A continuacion la placa base 100 se sujeta en un primer dispositivo para la fabricacion de un producto 200, 300 mediante construccion al menos parcialmente por capas. Para ello la placa base 100 presenta una incision que junto con la superficie periferica y la superficie de la placa base 100 forma superficies de referencia y posibilita la definicion de ubicacion tridimensional de la placa base 10 100.
Tras la determinacion de donde debe discurrir el lfmite entre los primeros y segundos volumenes parciales de los productos 200, 300, los medios de preparacion de datos del primer dispositivo generan los datos referidos a los primeros volumenes parciales 201, 301 de los productos 200, 300 para la construccion por capas de los primeros 15 volumenes parciales 201, 301. Preferentemente en la placa base 100 se ponen como segundos volumenes parciales 202, 302 las zonas de producto cuyas superficies 202a, 302a deben satisfacer requisitos especiales y que presentan una fraccion de volumen macizo mayor.
Ademas, los medios de preparacion de datos generan los datos referidos a los segundos volumenes parciales 202, 20 302 de los productos 200, 300 para la liberacion de los segundos volumenes 202, 302 de la placa base. Esta etapa se puede realizar independientemente de la generacion de los datos referidos a los primeros volumenes parciales 201, 301 para la construccion por capas. Preferentemente la generacion de los datos referidos a los primeros volumenes parciales 201, 301 para la construccion por capas y la generacion de los datos referidos a los segundos volumenes parciales 202, 302 para la liberacion de los segundos volumenes parciales 202, 302 de la placa base 100 25 se realizan conjuntamente o directamente sucesivamente.
Mediante el primer dispositivo se aplica ahora una primera capa de un material endurecible sobre la placa base 100. Mediante los datos geometricos del producto 200, 300 se endurecen luego de forma selectiva zonas predeterminadas de la capa aplicada. La capa endurecida y la placa base 100 estan hechas el mismo material.
30
A continuacion se aplica otra capa del material endurecible sobre la primera capa situada por debajo, ya endurecida y de nuevo se endurecen de forma selectiva zonas predeterminadas de la capa recien aplicada mediante los datos geometricos del producto 200, 300. Sobre esta capa endurecida ahora se aplica de nuevo otra capa del material endurecible y de nuevo se endurecen de forma selectiva las zonas predeterminadas de esta capa recien aplicada 35 mediante los datos geometricos del producto 200, 300. De igual manera se aplican asf tantas capas del material endurecible como se requieran para fabricar completamente los primeros volumenes parciales 201, 301, es decir, configurar la geometna de los primeros volumenes parciales 201, 301 de material endurecible mediante construccion por capas.
40 A continuacion la placa base 100 con los primeros volumenes parciales 201, 301 conectados en una pieza con ella se extrae del dispositivo para la fabricacion de un producto 200, 300 mediante construccion al menos parcialmente por capas y se le suministra a un segundo dispositivo para la liberacion de los segundos volumenes parciales 202, 302 del producto de la placa base 100. El segundo dispositivo es, por ejemplo, una fresa CNC.
45 La placa base 100 con los primeros volumenes parciales 201, 301 conectados en una pieza con ella se sujetan en el segundo dispositivo. Para la definicion de ubicacion tridimensional de la placa base 100 se usan de nuevo las superficies de referencia mencionadas de la placa base 100.
Ademas, los datos generados, referidos a los segundos volumenes parciales 202, 302 para la liberacion de los 50 segundos volumenes parciales 202, 302 de la placa base 100 se le transfieren al segundo dispositivo.
El segundo dispositivo retira ahora las zonas de la placa base 100 que no pertenecen a los productos 200, 300 en base de estos datos y mediante la definicion de ubicacion de la placa base 100 mediante las superficies de referencia y por consiguiente libera los segundos volumenes parciales 202, 302 de los productos 200, 300 de la 55 placa base 100 mediante mecanizado con arranque de viruta.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la fabricacion de productos (200, 300) mediante construccion al menos parcialmente por capas, en particular fusion selectiva por laser, que comprende las etapas:
    5
    (a) facilitacion de una placa base (100) del mismo material que el producto,
    (b) aplicacion de una capa de un material endurecible,
    (c) endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geometricos de al menos dos productos separados,
    10 (d) repeticion de las etapas (b) y (c) hasta que se ha elaborado la geometna de un respectivo primer volumen parcial (201, 301) del producto correspondiente como material endurecido,
    (e) retirada del material no endurecido,
    en el que un respectivo segundo volumen parcial (202, 302) de cada producto se configura como una zona volumetrica de la placa base,
    15
    que comprende ademas las etapas:
    - facilitacion de una marca de referencia
    - sujecion posicionada de la unidad formada a partir la placa base y primeras zonas volumetricas mediante la marca 20 de referencia,
    - liberacion del respectivo segundo volumen parcial (202, 302) del producto de la placa base (100), preferentemente mediante mecanizado con arranque de viruta, en particular fresado CNC.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1,
    25
    caracterizado porque se fabrican una o varias protesis dentales y el respectivo segundo volumen parcial de una o varias de las protesis dentales comprende secciones de producto oclusales, en particular superficies de masticacion.
  3. 3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2,
    30
    caracterizado porque la marca de referencia se configura en la placa base.
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion anterior,
    35 caracterizado porque la marca de referencia se configura como superficie definida de la placa base, periferia definida de la placa base y una muesca en la periferia de la placa base.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2,
    40 caracterizado porque la marca de referencia se configura en una estructura fabricada mediante construccion por capas.
  6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion anterior,
    45 caracterizado porque la marca de referencia se configura en el respectivo primer volumen parcial de uno o varios de los productos y se retira posteriormente.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 5,
    50 caracterizado porque la marca de referencia se configura sobre la placa base como estructura separada de los al menos dos productos.
  8. 8. Procedimiento segun una de las tres reivindicaciones anteriores,
    55 caracterizado porque la marca de referencia sirve para la orientacion de la unidad formada a partir de la placa base y primeras zonas volumetricas durante la sujecion posicionada.
  9. 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 5 a 8,
    caracterizado porque la marca de referencia sirve como estructura de sujecion durante la sujecion posicionada de la unidad formada a partir de la placa base y primeras zonas volumetricas.
    5 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado por la etapa:
    - generacion de datos referidos al respectivo primer volumen parcial (201, 301) de los productos para la construccion por capas del respectivo primer volumen parcial y/o generacion de datos referidos al respectivo segundo volumen
    10 parcial (202, 302) de los productos para la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de la placa base (100).
  10. 11. Dispositivo para la fabricacion de productos mediante construccion por capas, que comprende
    - medios para la aplicacion de una capa de un material endurecible sobre una placa base (100) y
    15 - medios para el endurecimiento selectivo de zonas predeterminadas de la capa aplicada mediante datos geometricos de los productos,
    - medios para la generacion de los datos referidos a un respectivo primer volumen parcial (201, 301) de los productos para la construccion por capas del respectivo primer volumen parcial,
    20 caracterizado por medios para la generacion de los datos referidos a un respectivo segundo volumen parcial (202, 302) de los productos para la liberacion del respectivo segundo volumen parcial de la placa base.
  11. 12. Uso de un dispositivo segun la reivindicacion 11 para la construccion por capas de productos para la realizacion de un procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores 1 a 10.
    25
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