BR112014033123B1 - método para a fabricação de um produto de plástico, produto de plástico e conjunto de construção de brinquedos que compreende um produto de plástico - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UM PRODUTO DE PLÁSTICO E UM PRODUTO PRODUZIDO ATRAVÉS DO MÉTODO. A presente invenção refere-se a um método para a fabricação de um produto de plástico (1) e um produto de plástico (1), cujo produto de plástico (1) compreende um primeiro (2) e um segundo (3) componentes que são ambos completa ou parcialmente fabricados a partir da moldagem de plásticos e que, o primeiro componente (2) é fabricado pela moldagem em um molde, como por moldagem por injeção e que o segundo componente (3) é produzido por um processo no qual o mesmo é construído em um modelo camada por camada, como por uma impressão 3D e que tem uma superfície de montagem (7) e em que o primeiro componente (2) está prontamente moldado e ejetado do molde antes de ser unido ao segundo componente (3), para formar o produto de plástico (1). Visto que a primeira camada do material formado pelo processo de impressão 3D de fabricação do segundo componente (3) é formada sobre uma superfície que temo mesmo formato que a superfície de montagem (7) do primeiro componente (2), permite-se que um produto seja fabricado com um elevado grau de individualidade no design, enquanto que, simultaneamente, peças do produto possam ser produzidas com pouquíssimas tolerâncias.(...).
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um método para a fabricação de um produto de plástico, tal como um elemento de construção para um conjunto de construção de brinquedo e um produto de plástico fabricado pelo método, cujo produto de plástico compreende um primeiro e um segundo componente que são completa ou parcialmente fabricados a partir de plásticos de moldagem e que o primeiro componente é fabricado pela moldagem no molde, como pela moldagem por injeção, e que o segundo componente é produzido por um processo no qual o mesmo é construído em um modelo camada por camada, tal como por uma impressão 3D e que tem uma superfície de montagem e em que o primeiro componente e o segundo componente são unidos permanentemente para formar o produto de plástico, sendo que o primeiro componente é prontamente moldado e ejetado do molde antes de ser unido ao segundo componente.
[0002] Entende-se por "junção permanente" qualquer junção feita de uma forma que não haja a intenção de que o primeiro e o segundo componentes se separem um do outro, após serem unidos permanentemente. Os exemplos da união permanente do produto de plástico incluem: a colagem, caldeamento ou soldagem.
[0003] Atualmente, muitas modalidades de produção de produtos de plástico são conhecidas pelos produtos que são construídos em um modelo camada por camada, por exemplo, pela solidificação repetida de uma camada líquida fina sobre um substrato e uma camada líquida previamente solidificada, pela impressão repetida com um material de plástico termoplástico sobre um substrato ou sobre uma camada previamente impressa de material plástico, ou pela soldagem repetida em um modelo camada por camada de material plástico, por exemplo, pelo uso de laser. Uma designação comum para esses processos é "prototipagem rápida", visto que esses processos são extremamente adequados para a produção de um único produto ou de números relativamente pequenos de produtos idênticos.
[0004] Além disso, o desenvolvimento de aparelhos, em particular, associados a software para impressão 3D tornou-se possível para o uso doméstico e para outros imprimirem vários produtos totalmente de acordo com o design de cada um.
[0005] A patente WO 2010071445 ensina um método para a fabricação de um produto de plástico através do qual um componente em camadas é primeiramente fabricado, por exemplo, pela impressão 3D e em que o primeiro componente está subsequentemente situado em uma ferramenta de moldagem que tem uma cavidade de molde com capacidade para receber o primeiro componente em camadas e, além disso, espaço para plásticos a serem introduzidos que serão, desse modo, unidos à superfície do componente impresso em 3D.
[0006] Por meio disso, é permitida, por exemplo, a impressão 3D de uma peça do produto, sendo que após isso, o componente pode participar como um constituinte de núcleo no produto acabado, sendo que é possível moldar subsequentemente, na ferramenta de moldagem, por exemplo, pela moldagem por injeção, uma superfície no produto impresso em 3D que tem uma superfície que é mais lisa do que a superfície do produto impresso em 3D.
[0007] A patente US 7.110.562 B1 ensina um dispositivo auditivo e um método de fabricação do dispositivo auditivo, em que o componente mais externo da peça do dispositivo auditivo que é encaixado dentro da orelha é, com base em uma varredura, ajustado individualmente para o cliente e fabricado por meio de um tipo de prototipagem rápida, por exemplo, SLA; em que um fio e um alto-falante são moldados por injeção juntamente em outro componente. O componente moldado por injeção, incluindo o alto-falante e o fio, é inserido dentro do componente mais externo e é interconectado ao mesmo por meio de um módulo de ligação.
[0008] Por meio disso, é possível adaptar o formato dessa peça do dispositivo auditivo que é encaixado dentro da orelha ao usuário individualmente, para que o efeito seja o mais invisível possível e tornando mais fácil a substituição de peças defeituosas, se houver alguma. Além disso, não é tão caro e demorado fabricar uma nova peça externa do dispositivo auditivo no caso de o ajuste não ser o mais adequado.
[0009] A patente US 5.939.008 ensina um aparelho de prototipagem rápida e seu método de produzir objetos tridimensionais, em que o objeto tridimensional é produzido através do depósito sequencial de um material de múltiplas camadas sobre um substrato de folha flexível que é, depois de finalizado, retirado do objeto. O substrato em folhas pode ser um polímero, por exemplo, um acrílico.
[00010] Por meio disso, um substrato é realizado para a impressão de objetos tridimensionais que não altera ou, de outra forma, danifica o objeto, nesse caso, após a impressão do objeto, o substrato é facilmente removido do objeto.
[00011] Baseado nisso, é o objeto da presente invenção fornecer um método conforme apresentado acima, através do qual seja possível produzir um produto em que uma peça do produto seja produzida com pouquíssimas tolerâncias, mas em que a outra peça possa ser produzida com um grau elevado de liberdade para projetar o produto de acordo com os desejos individuais.
[00012] Isso é realizado de acordo com a invenção em que a primeira camada do material formado no processo de impressão 3D de fabricação do segundo componente é formada sobre uma superfície que tem o mesmo formato da superfície de montagem do primeiro componente.
[00013] De acordo com uma realização preferencial, a superfície de montagem do primeiro componente ficará em contiguidade com uma superfície de montagem correspondentemente configurada do segundo componente quando o segundo componente for fabricado e unido ao primeiro componente.
[00014] O segundo componente pode ser opcionalmente fabricado como um elemento separado em relação ao primeiro componente, que é subsequentemente unido ao primeiro componente através de colagem, caldeamento, soldagem ou outro método de união.
[00015] Alternativamente, o primeiro componente pode ser primeiramente fabricado, após isso, o segundo componente é fabricado por impressão 3D diretamente sobre a superfície de montagem do primeiro componente prontamente soldado.
[00016] Por uma realização preferencial da invenção, um ou mais componente(s) adicionalmente moldado(s) é/são produzido(s) adicionalmente ao primeiro componente; e em que o segundo componente é, de modo subsequente, unido a mais dentre o primeiro e os componentes adicionais.
[00017] Nesse contexto, os componentes moldados são, durante a união com o segundo componente, dispostos vantajosamente em um acessório que é configurado, de modo que o primeiro e os componentes adicionais sejam retidos em uma posição específica em relação uns aos outros. Além disso, o acessório pode ser configurado, de modo que garanta que a superfície do bloco esteja posicionada precisamente em relação à impressão no topo e, de modo que um indivíduo controle, por meio disso, a orientação do bloco em relação ao ajuste da impressa para o ponto de partida nas direções x e y.
[00018] A invenção se refere adicionalmente a um produto de plástico que compreende um primeiro componente e um segundo componente que têm uma superfície de montagem e em que os dois componentes são presos entre si, de tal modo que as superfícies de montagem no primeiro e no segundo componentes sejam unidas e estejam em contiguidade uma com a outra; e em que o primeiro componente é moldado e o segundo componente é construído em um modelo camada por camada a partir de um material plástico, tal como por impressão 3D; e em que o produto é fabricado pelo método dito acima.
[00019] Nesse contexto, a superfície de montagem do primeiro componente pode ser configurada sobre uma peça em formato de placa do primeiro componente e a partir da peça em formato de placa, no lado oposto da superfície de montagem, um ou mais flanges podem se estender em um ângulo até a peça em formato de placa.
[00020] É particularmente fácil unir os dois componentes se a peça em formato de placa, onde a superfície de montagem se estende, for essencialmente plana.
[00021] Além disso, um ou mais dos flanges podem ser vantajosamente configurados como um flange circundante ininterrupto.
[00022] Particularmente, de forma vantajosa, a peça em formato de placa tem uma periferia externa e um dos flanges circundantes se estende a partir do perímetro externo sobre a peça em formato de placa.
[00023] De acordo com uma modalidade vantajosa adicional, um ou mais dos flanges se estendem essencialmente em ângulos retos até a peça em formato de placa.
[00024] A presente invenção é particularmente adequada no contexto de conjuntos de construção de brinquedos que compreendem um produto de plástico como estabelecido acima, em que o primeiro componente constitui um elemento de construção do conjunto de construção de brinquedos que compreende vários elementos de construção; e em que os elementos de construção compreendem elementos de construção que têm uma parte de corpo com uma superfície na qual várias cavilhas de acoplamento são fornecidas, e elementos de construção que são, no lado oposto, configurados com vários flanges que se estendem a partir do lado da peça de corpo que é oposto à superfície; e em que esses flanges são configurados, de modo que formem flanges de acoplamento que possam ser interconectados às cavilhas de acoplamento em outro elemento de construção; e em que a superfície da peça de corpo no primeiro componente compreende a superfície de montagem para união permanente com o segundo componente.
[00025] A Figura 1 mostra, em uma vista em perspectiva, um produto de plástico unido de acordo com a invenção;
[00026] A Figura 2 mostra, em uma vista em perspectiva, uma primeira peça do produto de plástico mostrado na Figura 1;
[00027] A Figura 3 mostra, em uma vista em perspectiva, uma segunda peça do produto de plástico mostrado na Figura1;
[00028] A Figura 4 mostra, em uma vista em perspectiva, uma modalidade alternativa de um produto de plástico unido de acordo com uma invenção, mostrado disposto em um acessório;
[00029] A Figura 5 mostra, em uma vista em perspectiva, um elemento de construção do produto de plástico mostrado na Figura 4, visto de um lado;
[00030] A Figura 6 mostra, em uma vista em perspectiva, um elemento de construção do componente mostrado na Figura 5, visto de baixo.
[00031] Dessa forma, a Figura 1 mostra um produto de plástico na forma de um aerofólio traseiro 1 que pode, por exemplo, ser montado em um veículo-modelo (não mostrado) construído de elementos de construção a partir de um conjunto de construção de brinquedos, e o aerofólio traseiro 1 compreende um primeiro componente na forma de uma placa de construção, 2 na qual um segundo componente 3 é fornecido que é fabricado por um método no qual o mesmo é construído em um modelo camada por camada, tal como por impressão 3D.
[00032] As Figuras 2 e 3 mostram os mesmos componentes como foram mostrados na Figura 1, mas em um estado não montado e aparecerão a partir da Figura 2, tal que a placa de construção 2 tenha uma superfície plana 7 sobre a qual várias cavilhas de acoplamento 5 são configuradas que são, em um modo conhecido, configuradas de tal modo que possam ser interconectadas com outros elementos (não mostrados) do conjunto de construção de brinquedos. Por exemplo, o elemento de construção 4 mostrado nas Figuras 5 e 6 pode ser interconectado com a placa de construção 2, pressionando-se a parte de baixo do elemento de construção 4 para baixo sobre as cavilhas de acoplamento 5 na placa de construção 2, para o efeito de que os lados das cavilhas de acoplamento fiquem em contiguidade no lado interno do flange circundante 8 configurado ao longo do elemento de construção 4.
[00033] Entretanto, de acordo com a invenção, é uma opção montar o segundo componente 3, em que o aerofólio traseiro montado 1, como mostra na Figura 1, se assemelha a um aerofólio traseiro real em um grau muito mais elevado do que aquele que poderia ser obtido exclusivamente por meio de elementos de construção em formato de caixa com o uso da placa de construção 2 e os dois elementos de construção 4, conforme mostrados na Figura 2. Por meio disso, permite- se que pedaços individualmente projetados possam ser impressos, ou seja, "customizados", e que uma aparência mais realista e orgânica possa ser obtida em conjuntos de construção de brinquedos pelo uso da invenção.
[00034] De acordo com a invenção, a placa de construção 2 é primeiramente fabricada por meio de um processo de modelagem geralmente conhecido, como por moldagem por injeção, em que uma quantidade adequada de material plástico fluido é injetada no interior de uma cavidade de molde substancialmente fechada em uma ferramenta de moldagem. Tais processos de moldagem são geralmente conhecidos pelo indivíduo versado na técnica e esses não são mostrados no presente documento.
[00035] Além disso, o segundo componente 3, que é mostrado na Figura 3, é fabricado em um processo geralmente conhecido, através do qual o componente é construído em um modelo camada por camada a partir de plásticos. Atualmente, inúmeras modalidades de tais processos de produção para a fabricação de produtos de plástico são conhecidas, através das quais os produtos são construídos camada por camada, por exemplo, pela solidificação repetida de uma camada líquida fina sobre um substrato e sobre uma camada líquida anteriormente solidificada ou pela impressão repetida com um material plástico termoplástico sobre um substrato ou sobre uma camada previamente impressa de material plástico. Uma designação comum para esses processos é "prototipagem rápida" e tais processos são extremamente apropriados para a produção de um único produto ou de números relativamente pequenos de produtos idênticos.
[00036] Abaixo da placa de construção 2, dois elementos de construção 4 são montados, os quais são do tipo mostrado nas Figuras 5 e 6, e que podem constituir uma peça do conjunto de construção de brinquedos ou uma peça da placa de construção 2.
[00037] A Figura 4 mostra uma modalidade alternativa da invenção, onde dois elementos de construção 4 são usados, conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, como o primeiro componente e em que os dois elementos de construção 4 são dispostos em um acessório 10 que retém os mesmos em uma posição em relação um ao outro por meio de vários pinos-guia 12 e várias plataformas 11 que são configuradas no acessório 10.
[00038] O produto de plástico 1 mostrado na Figura 4 é, então, constituído por dois elementos de construção 4 que constituem um primeiro componente 4 e um componente adicional 4, ambos são produzidos em um molde, e o segundo componente 3 correspondente às revelações da Figura 3, mas é impresso em 3D, camada por camada no topo da superfície 9 do primeiro componente 4 e do componente adicional 4. Visto que é difícil a impressão 3D sem substrato, o acessório 10 é configurado, de modo que três plataformas 11 tenham, cada uma, uma superfície que seja nivelada com a superfície 9 dos dois elementos de construção 4.
Claims (10)
1. Método para a fabricação de um produto de plástico (1), no qual o produto de plástico (1) compreende um primeiro (2) e um segundo (3) componentes que são fabricados completa ou parcialmente a partir de plásticos de moldagem, e que o primeiro componente (2) é fabricado pela moldagem em um molde, como por moldagem por injeção e que o segundo componente (3) é produzido por um processo no qual o mesmo é construído em um modelo camada por camada, por impressão 3D e que tem uma superfície de montagem (7); e em que o primeiro componente e o segundo componente são unidos permanentemente para formar o produto de plástico, sendo que o primeiro componente (2) é prontamente moldado e ejetado do molde antes de ser unido permanentemente ao segundo componente (3), caracterizado pelo fato de que o primeiro componente (2) é fabricado primeiro, após o que o segundo componente (3) é fabricado por impressão 3D a primeira camada de material formado no processo de impressão 3D de fabricação do segundo componente (3) diretamente sobre a superfície de montagem (7) do primeiro componente (2) prontamente moldado.
2. Método, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos componentes moldados adicionais é/são produzido(s) adicionalmente ao primeiro componente (2); e em que o segundo componente (3) é subsequentemente unido a mais dentre o primeiro (2) e os componentes adicionais (4).
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os componentes moldados (2, 4) são, durante a união com o segundo componente (3), dispostos em um acessório (10) que é configurado, de tal modo que o primeiro componente e os componentes adicionais (2, 4) sejam retidos em uma posição específica em relação um com o outro.
4. Produto de plástico que compreende um primeiro componente (2) e um segundo componente (3) que têm uma superfície de montagem (6, 7) e em que os dois componentes (2, 3) são presos um ao outro de tal modo que as superfícies de montagem (6, 7), no primeiro (2) e segundo (3) componentes sejam unidas e estejam em contiguidade uma com a outra; e em que o primeiro componente (2) é moldado e o segundo componente (3) é construído em um modelo camada por camada a partir de um material de plástico, como por impressão 3D; caracterizado pelo fato de que é fabricado pelo método como definido em uma das reivindicações precedentes.
5. Produto de plástico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a superfície de montagem (7) do primeiro componente é configurada sobre uma peça em formato de placa do primeiro componente (2); e em que, a partir da peça em formato de placa (2), no lado oposto da superfície de montagem, um ou mais flanges (8) se estendem em um ângulo até a peça em formato de placa (2).
6. Produto de plástico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a peça em formato de placa (2), onde a superfície de montagem (7) se estende, é essencialmente plana.
7. Produto de plástico, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que cada dentre um ou mais flanges (8) é configurado como um flange circundante ininterrupto (8).
8. Produto de plástico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a peça em formato de placa (2) tem uma periferia externa e em que um dos flanges circundantes (8) se estende a partir da periferia externa da peça em formato de placa (2).
9. Produto de plástico, de acordo com uma das reivindicações 4 a 8, caracterizado pelo fato de que um ou mais dos flanges (8) se estendem essencialmente em ângulos retos até a peça em formato de placa (2).
10. Conjunto de construção de brinquedos que compreende um produto de plástico (1), como definido em uma das reivindicações 6 a 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro componente (2) é constituído de um elemento de construção (4) do conjunto de construção de brinquedos que compreende vários elementos de construção (4); e em que os elementos de construção (4) compreendem elementos de construção (4) que têm uma peça de corpo com uma superfície (9) sobre a qual várias cavilhas de acoplamento (5) são fornecidas e elementos de construção (4) que são, no lado oposto, configurados com vários flanges (8) que se estendem do lado da peça de corpo, que é oposto à superfície (9); em que os flanges (8) são configurados, de tal modo que formem flanges de acoplamento (8) que possam se interconectados com as cavilhas de acoplamento (5) em outro elemento de construção (4); em que a superfície (9) da peça de corpo no primeiro componente (2) compreende a superfície de montagem (7) para uma união permanente com o segundo componente (3).
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