ES2714351T3 - Dispositivo de dispensación de adhesivo - Google Patents

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Conor Maccormack
Fintan Maccormack
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Mcor Technologies Ltd
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Abstract

Sistema de fabricación de objetos por capas "LOM" (50) para un prototipado rápido de un objeto por capas, que comprende un dispositivo de dispensación de adhesivo para la aplicación de cantidades controladas de adhesivo a un sustrato diana que define una capa del objeto, comprendiendo el dispositivo de dispensación de adhesivo (1): una rueda (3) aplicadora de adhesivo que presenta una pluralidad de rebajes (14) espaciados de manera circunferencial para recibir adhesivo, comprendiendo la rueda (3) una superficie de contacto configurada para entrar en contacto con el sustrato diana y en la que la pluralidad de rebajes están formados en la misma, y una escobilla de adhesivo (7), en el que la escobilla de adhesivo (7) junto con la rueda (3) aplicadora define una cámara de llenado de adhesivo (8) para llenar con adhesivo uno o más rebajes, en el que la escobilla de adhesivo (7) define la paredes laterales, y la superficie de contacto (13) de la rueda aplicadora de adhesivo (3) define la base de la misma, correspondiendo las dimensiones y la forma de la escobilla de adhesivo a la rueda aplicadora de adhesivo, de tal manera que cuando la escobilla de adhesivo está acoplada con la rueda aplicadora de adhesivo, la cámara de llenado de adhesivo (8) que definen es una cámara de llenado de adhesivo sellada, comprendiendo la escobilla de adhesivo un borde anterior (22) y un borde posterior (23), presentando el borde anterior o posterior (22, 23) un espesor menor que un diámetro de un rebaje (14) para permitir una ventilación de gas y un llenado de adhesivo a medida que la rueda es girada con respecto a la escobilla, y en el que la rueda (3) puede girar para transportar el adhesivo con el que se llenan uno o más rebajes (14) a un sustrato diana y para depositar las cantidades controladas de adhesivo en puntos discretos sobre el mismo.

Description

DESCRIPCION
Dispositivo de dispensacion de adhesivo.
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a sistemas de fabricacion de objetos por capas (LOM) proporcionando capacidad de prototipado rapido. En una disposicion preferida, la divulgacion se refiere a un dispositivo de dispensacion de adhesivo y en particular, un dispositivo de dispensacion de adhesivo para ser utilizado en la aplicacion de adhesivo en un sistema de fabricacion de objetos por capas (LOM) para prototipado rapido (RP).
Antecedentes
El prototipado rapido se define como la fabricacion aditiva controlada por ordenador, en la que un objeto puede fabricarse mediante la adicion de material en vez de mediante procedimientos de mecanizado convencionales que se basan en la retirada o la eliminacion de material. El termino “rapido”, tal como se apreciara, es un termino relativo pero que presenta un significado espedfico en la tecnica, en cuanto a que la construccion de artfculos tridimensionales acabados puede llevar desde varias horas hasta varios dfas, dependiendo del procedimiento utilizado y el tamano y la complejidad del modelo. Hay muchas metodologfas conocidas que se emplean en el campo general del prototipado rapido. La fabricacion de objetos por capas (LOM) es una forma de prototipado rapido (RP) que se refiere a la laminacion sucesiva de laminas de metal, plastico o papel recubiertas con adhesivo que se pegan luego sucesivamente unas con otras y se cortan para su conformacion con una cuchilla o una cortadora laser.
La LOM, de manera similar a otras tecnicas de prototipado rapido, implica la utilizacion de un diseno asistido por ordenador (CAD) tridimensional (3D) de un objeto/pieza que va a fabricarse, a partir del cual se genera un archivo de estereolitograffa (STL) o de otro formato adecuado en un paquete de CAD. El archivo STL se procesa y de hecho se corta virtualmente por secciones en el eje Z a un espesor que coincide con el espesor del material de sustrato utilizado. Esto crea una serie de secciones transversales de la pieza y a cualquier altura particular cada una presenta un perfil bidimensional (2D) sencillo. Luego se utiliza un aparato de corte para seguir los perfiles 2D y asf corta las formas sobre hojas delgadas de material de partida. En la LOM, cada hoja delgada individual se apila entonces y se une una encima de otra para producir un objeto 3D acabado.
En los sistemas de LOM existentes que emplean materiales de partida a base de papel, el papel se proporciona en forma de rollo. El rollo de papel puede estar dotado de adhesivo ya presente en el lado inferior. En este caso, el adhesivo puede activarse mediante calor y/o presion para formar una union sobre la capa previa. En un enfoque alternativo, puede aplicarse adhesivo al lado inferior del material a medida que se tira del mismo desde un rollo. Sin embargo, hay varias desventajas asociadas con la utilizacion de material en rollo. Por ejemplo, a menudo una maquina solo puede funcionar con rollos de material fabricados espedficamente, que pueden tener una obtencion costosa y/o ser diffciles de reemplazar. Tambien hay desventajas asociadas con la utilizacion diaria de rollos de material de partida. Por ejemplo, los rollos pueden quedar pegados o atascados en el mecanismo de suministro debido al adhesivo aplicado previamente sobre los mismos. Con arreglo a lo anterior, la eliminacion del material residual puede resultar muy diffcil porque se adhiere con la misma fuerza adhesiva que la pieza que esta fabricandose. Esto puede conducir a que la pieza se vea danada durante la retirada de residuos, “descarte”, ya que a menudo son necesarios cinceles y otros instrumentos afilados para liberar el objeto.
Hay limitaciones adicionales en los tipos de papel que son aptos para su utilizacion en sistemas de LOM convencionales. Como el papel esta compuesto por una capa de fibra enmaranada aleatoriamente, como consecuencia la estructura puede presentar grados de porosidad variables. El papel es un material altamente poroso y contiene hasta un 70% de aire. La porosidad de una hoja es un indicio de la absorcion de humedad del papel o la capacidad de que una hoja de papel particular acepte tinta, agua o en este caso adhesivo. Cuando se selecciona un tipo particular de papel para la LOM, es importante considerar la porosidad del papel.
Las propiedades del papel estan relacionadas clara y estrechamente con los tipos de adhesivo que pueden utilizarse y ponen lfmites a los mismos. Hay cuestiones y problemas adicionales en relacion con la aplicacion de adhesivo al papel. En sistemas de dispensacion similares a una impresora conocidos que se basan en dispositivos electromecanicos controlados por ordenador, tales como cabezales de dispensacion piezoelectricos, los cabezales son a menudo de naturaleza delicada y, despues de largos periodos de inactividad, estos dispositivos pueden obstruirse y con frecuencia pueden ser necesarios una revision, un mantenimiento y una sustitucion de los mismos. Por tanto, dichas disposiciones pueden suponer gastos indirectos elevados de mantenimiento y reparacion.
Otros procedimientos de aplicacion de adhesivo entre capas de papel incluyen:
1. Recubrir toda el area de trabajo de la hoja, lo que como se ha indicado anteriormente produce dificultades significativas al retirar el material residual durante el procesamiento posterior de la pieza acabada; 2. Utilizar una sustancia que cuando se coloca en determinadas ubicaciones sobre la hoja impide la adhesion en estas ubicaciones. Esta tecnica presenta la desventaja de desperdiciar realmente adhesivo al recubrir inicialmente toda la hoja y despues convertir partes del adhesivo en “no pegajosas” con la utilizacion de una sustancia “antiadherente”; o, 3. Utilizar un sistema electrostatico para depositar mediante xerograffa un toner de adhesivo sobre la superficie de la hoja como una impresora 2D convencional imprime tinta. Este procedimiento puede presentar la desventaja de ser tecnicamente complicado y requerir un toner de adhesivo fabricado especialmente.
Se observa adicionalmente que los sistemas de LOM actuales utilizan adhesivos que son a base de disolventes y que no son solubles en agua y por tanto presentan problemas medioambientales, por ejemplo, a efectos de desecho. Sin embargo, dichos adhesivos a base de disolventes se han utilizado hasta la fecha en la LOM, ya que la utilizacion de adhesivos a base de agua que presentan un alto contenido en humedad presenta problemas adicionales tales como alabeo y deformacion del papel, que han perjudicado a su aplicacion en sistemas de LOM.
Por tanto, hay varios problemas con los dispositivos de dispensacion de adhesivo y los dispositivos de dispensacion de adhesivo para su utilizacion en sistemas de LOM para el prototipado rapido, que deben abordarse.
El documento WO 01/23100 divulga un sistema de aplicacion de adhesivo, que comprende un rodillo con un patron de ranuras grabadas en su superficie, para transferir adhesivo.
Sumario
Estas y otras necesidades se abordan mediante un sistema de LOM que proporciona en una primera disposicion la utilizacion de adhesivos a base de agua como agente aglutinante para el proceso de laminacion. Controlando el volumen y/o la ubicacion del adhesivo dispensado, un sistema de LOM de este tipo permite la utilizacion de adhesivos a base de agua al tiempo que minimiza el alabeo o la deformacion del material de papel a base de celulosa que se utiliza en la laminacion.
En otra disposicion, esta previsto un sistema de LOM que utiliza hojas de papel con dimensiones estandar que pueden llevarse en cantidades de hojas individuales de una ubicacion de almacenamiento a un lugar de trabajo, en el que puede aplicarse adhesivo para unir las sucesivas hojas del papel para generar una estructura final laminada.
Esta previsto un sistema de LOM que incluye unos medios de control para permitir la aplicacion discriminatoria de volumenes espedficos de adhesivo en ubicaciones espedficas sobre el sustrato. Esto permite la dispensacion controlada de adhesivo a una ubicacion espedfica, lo que permite utilizar ventajosamente volumenes reducidos de adhesivo y tambien garantiza que el adhesivo se aplica espedficamente en las ubicaciones en las que se requiere el adhesivo.
Dichos sistemas comprenden una rueda aplicadora de adhesivo que presenta una pluralidad de rebajes espaciados de manera circunferencial para recibir adhesivo, en la que la rueda puede girar para transportar adhesivo con el que se llenan uno o mas rebajes a un sustrato diana y para depositar cantidades controladas de adhesivo en puntos discretos sobre el mismo.
La rueda comprende una superficie de contacto configurada para el contacto con el sustrato diana y en la que la pluralidad de rebajes estan formados en la misma.
El dispositivo comprende una escobilla de adhesivo, que junto con la rueda define una camara de llenado de adhesivo sellada para llenar con adhesivo uno o mas rebajes.
En un ejemplo adicional, la escobilla esta acoplada a un suministro presurizado de adhesivo.
La escobilla define las paredes laterales y la abertura de la camara.
La escobilla esta formada de conformidad con la rueda.
La camara de llenado de adhesivo sellada comprende unos medios de ventilacion para permitir el llenado de un rebaje mediante el desplazamiento de aire desde el rebaje y la ventilacion del aire desde la camara.
El medio de ventilacion comprende una formacion en la escobilla configurada para interaccionar con un rebaje. Los rebajes de la rueda se llenan a medida que giran a traves de la camara.
En una forma de realizacion adicional, la superficie de contacto esta configurada para un contacto sellante con la escobilla.
En una forma de realizacion, el dispositivo comprende unos medios de desviacion para mantener la escobilla en contacto sellante con la rueda.
En otra forma de realizacion, la superficie de contacto es solidaria con la rueda.
En una forma de realizacion adicional, la superficie de contacto comprende un anillo que puede montarse en la rueda.
En una forma de realizacion, las dimensiones y los espaciados de los rebajes pueden variarse segun la cantidad de adhesivo que va a depositarse.
En otra forma de realizacion, los rebajes presentan un volumen del orden de 10 a 50 nanolitros.
En un ejemplo, los rebajes presentan una forma sustancialmente hemisferica.
En un ejemplo, la superficie de contacto esta compuesta por un material de baja friccion y/o comprende un recubrimiento de baja friccion.
En otra forma de realizacion, el sustrato objetivo comprende un sustrato de papel.
En una forma de realizacion adicional, el papel esta previsto en forma de hoja.
En una forma de realizacion, el adhesivo comprende un adhesivo a base de agua, por ejemplo un adhesivo de PVA.
En otra forma de realizacion, el adhesivo es depositado desde un rebaje lleno en el sustrato diana por medio de accion capilar.
En una forma de realizacion adicional, la rueda esta acoplada a unos medios de accionamiento de rueda para controlar el sentido y la velocidad angular de rotacion de la rueda.
En una forma de realizacion, el dispositivo esta montado para su traslacion con respecto a un sustrato diana. En otra forma de realizacion, el dispositivo esta acoplado a unos medios de accionamiento para controlar la velocidad lineal del dispositivo con respecto al sustrato diana.
En una forma de realizacion adicional, las velocidades angular y lineal pueden controlarse para llevar a cabo la deposicion de cantidades variables de adhesivo sobre el sustrato diana segun se requiera.
La invencion preve un sistema de fabricacion de objetos por capas (LOM) para prototipado rapido que incorpora un dispositivo de dispensacion de adhesivo segun la reivindicacion 1.
Estas y otras caractensticas se entenderan mejor con referencia a los dibujos a continuacion.
Breve descripcion de los dibujos
Ahora se describira la presente invencion con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo de dispensacion de adhesivo segun la invencion; la figura 2 es una vista en seccion transversal del dispositivo de la figura 1;
la figura 3 es una vista en alzado frontal del dispositivo de la figura 1 que muestra una escobilla y una rueda con hoyuelos superficiales;
la figura 4 es una seccion transversal parcial desde el lateral del dispositivo de la figura 1 que se utiliza para aplicar adhesivo a un sustrato en un procedimiento de deposicion mediante accion capilar;
la figura 5 es una vista en seccion transversal desde el lateral del dispositivo de la figura 1 que muestra la preparacion de una rueda de adhesivo;
la figura 6 es una vista isometrica parcial de los componentes de un sistema de fabricacion de objetos por capas que incorpora un dispositivo de dispensacion de adhesivo segun la invencion;
la figura 7 es una vista que deja ver parcialmente el interior de la parte delantera del sistema de la figura 6; la figura 8 es una vista isometrica ampliada del cabezal multifuncional del sistema de las figuras 6 y 7 que incorpora un aparato de dispensacion de adhesivo;
la figura 9.1 es una vista isometrica ampliada del cabezal multifuncional de la figura 8 desde la parte trasera que muestra en particular detalles de la parte de cortadora y de agarre;
las figuras 9.2 y 9.3 son unas vistas en planta desde el lateral que muestran la parte de agarre en estados desactivado y activado, respectivamente;
las figuras 10.1 a 10.4 son unas vistas en planta desde el lateral de las etapas de funcionamiento de la parte de agarre del cabezal multifuncional y el sistema alimentador para agarrar una hoja de material de sustrato del alimentador y para depositarla en su posicion sobre el objeto de construccion;
las figuras 11 a 14 son unas ilustraciones relativas a las etapas de un procedimiento de prototipado rapido mediante LOM, mostrando la figura 11 un modelo de CAD de una pieza, la figura 12 un bloque dividido en dados sin descartes, la figura 13 una pieza parcialmente expuesta y la figura 14 una pieza 3D acabada. la figura 15 es un diagrama de flujo que muestra el funcionamiento del sistema de la figura 6.
Descripcion detallada de los dibujos
Haciendo referencia a los dibujos e inicialmente, en particular a las figuras 1 a 5, se describen unos componentes espedficos de un sistema de fabricacion de objetos por capas. Un componente de este tipo es un dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 que comprende un llenador 2 de adhesivo acoplado a una rueda 3 aplicadora de adhesivo. El llenador 2 de adhesivo esta conectado a presion a un suministro de adhesivo en una parte de entrada 4 y comprende uno o mas canales 6 axiales que transportan adhesivo 20 desde la parte de entrada 4 a una parte de salida de adhesivo 5. La parte de salida de adhesivo 5 comprende en este caso una camara 8 definida por una escobilla 7 junto con la rueda 3 aplicadora de adhesivo.
La escobilla 7 cuelga de o se extiende hacia abajo desde el llenador 2 y presenta paredes laterales 9 y 10 conectadas mediante paredes laterales longitudinales delantera y trasera 11 y 12 que definen una abertura y configuradas para acoplarse a y entrar en contacto con la rueda. La escobilla 7 y la rueda 3 aplicadora estan disenadas para corresponder entre sf y actuar conjuntamente para definir la camara 8 en la que la escobilla define las paredes laterales y la superficie de contacto de la rueda define la base de la misma. Las dimensiones y la forma de la escobilla se corresponden con la rueda 3, de modo que cuando el elemento 7 esta acoplado a la rueda, la camara 8 de adhesivo que definen es realmente una camara sellada. El lado de contacto o borde abierto de la escobilla 7 comprende o esta previsto en forma de arco correspondiendose sustancialmente con la forma de la rueda 3. El llenador 2 comprende o puede estar en contacto con unos medios de desviacion, por ejemplo, unos medios de resorte para mantener la escobilla 7 en contacto con la rueda 3 para mantener el sellado durante la rotacion de la rueda.
La rueda 3 aplicadora de adhesivo comprende una superficie de contacto 13 que presenta una pluralidad de rebajes 14 para recibir adhesivo. Los rebajes 14 se llenan con adhesivo en la escobilla 7 y se transporta en los rebajes desde la escobilla hasta un sustrato diana 21 a medida que se hace girar la rueda. La forma de los rebajes 14 y el espaciado de los mismos sobre la rueda 3 pueden variarse segun se requiera dependiendo de las cantidades de adhesivo que va a depositarse. Se apreciara que el volumen de adhesivo que esta expuesto y la duracion de exposicion del adhesivo al aire son mmimos y, como tal, se minimizan problemas tales como un curado prematuro del adhesivo.
La superficie de contacto de aplicador 13 es aquella parte de la rueda configurada para entrar en contacto tanto con la escobilla 7 del llenador 2 como con un sustrato diana, por ejemplo una hoja de papel 21. La superficie de contacto de aplicador 14 puede estar formada sobre o en la circunferencia de la rueda 3 o solidaria con la rueda como en el ejemplo de forma de realizacion ilustrado. La rueda puede ser reemplazable. Por ejemplo, pueden estar previstas varias ruedas diferentes que presentan rebajes de dimensiones diferentes o de espaciado o diametro diferente para su utilizacion. Dependiendo de la aplicacion espedfica, una rueda adecuada puede intercambiarse entonces por otros tipos de rueda. La superficie de contacto 13 y/o los rebajes 14 pueden estar compuestos o formados por un material de baja friccion, por ejemplo Delrin y/o puede comprender un recubrimiento de baja friccion, por ejemplo teflon.
La rueda 3 aplicadora esta acoplada a un mecanismo de accionamiento (no mostrado) que puede hacerse funcionar por medio de un controlador para accionar la rueda 3 en un sentido antihorario u horario segun se requiera. La velocidad angular de la rueda es variable, segun se requiera.
La escobilla 7 esta configurada para permitir el llenado de los rebajes 14 pasando por los mismos con adhesivo 20. A efectos de llenado, la escobilla 7 o la camara sellada 8 incorpora unos medios de ventilacion que facilitan el reemplazo de aire de un rebaje 14 por adhesivo permitiendo que se desplace aire del rebaje por parte del adhesivo y proporcionando medios para retirar o impulsar el aire desde la escobilla/la camara sellada.
En este caso, el medio de ventilacion esta previsto por las dimensiones relativas de las paredes laterales 9 y 10 de la escobilla 7 y los rebajes 14 y la manera de interaccion de accionamiento de estos componentes. En mas detalle, en el ejemplo de forma de realizacion, los espesores (d1 y d2) de aquellas partes de las paredes laterales 9 y 10 que entran en contacto con la superficie 13 de la rueda 3 son menores que el diametro (d3) de los rebajes 14. De hecho, el llenado con adhesivo y la ventilacion de aire se consiguen en virtud del diseno de la camara. Dependiendo del sentido de rotacion de la rueda, una de las paredes laterales 9 y 10 presentara el borde anterior de la camara de llenado. Las paredes laterales 9 y 10 estan formadas de modo que los bordes que entran en contacto con la rueda 3 presentan un area menor que el area de un rebaje 14. Por tanto, a medida que un rebaje 14 vacfo (lleno de aire) se aproxima a la escobilla 7 y pasa por debajo de la pared lateral anterior 9 o 10, entra adhesivo en la parte del rebaje que ha entrado en la escobilla y desplaza el aire del mismo a traves de aquella parte del rebaje que esta expuesta a la atmosfera. Por tanto, la pluralidad de rebajes 14 de la rueda 3 aplicadora se llenan con adhesivo 20 a medida que entran en la escobilla a medida que gira la rueda 3. El llenado es mediante intercambio de gas, o en este caso aire, por adhesivo a medida que la rueda se mueve con respecto a la escobilla. La ventilacion de un rebaje es mediante el movimiento de la rueda, que facilita el intercambio de aire por adhesivo. La ventilacion se produce en el punto en el que un rebaje interacciona con un borde anterior o posterior de la escobilla. Si en un punto en la rotacion de la rueda no hay ningun rebaje parcial o completamente bajo un borde anterior o posterior de la escobilla, entonces la camara de llenado de adhesivo definida por la rueda y la escobilla esta sellada eficazmente.
En mas detalle, la disposicion de los rebajes 14 sobre la rueda 3 con respecto a la escobilla 7 proporciona la capacidad para detener y volver a poner en marcha la rueda 3 sin ningun escape de adhesivo. Para permitir que la rueda 3 deje de girar sin ningun escape de adhesivo, se requiere que se mantenga el sellado estanco al aire entre la rueda 3 y la escobilla 7. Un sellado estanco al aire solo es posible si no hay rebajes 14, ya se parcial o completamente, bajo los bordes anterior/posterior de la escobilla. En otras palabras, solo puede existir un sellado estanco al aire si se conoce la relacion angular exacta entre cada rebaje y la camara de llenado de adhesivo 8, de manera que los rebajes estan encerrados completamente por la camara 8 cuando se detiene la rueda. La detencion de la rueda en esta ubicacion angular precisa corta inmediatamente el flujo de adhesivo sin la utilizacion de valvulas adicionales. Esta caractenstica, que actua como medio de sellado integral, evita la necesidad de una rasqueta para regular el flujo de adhesivo presente normalmente en los disenos de la tecnica anterior. Una ventaja adicional de esta disposicion es que el sistema puede dejarse en esta posicion sellada durante periodos de tiempo prolongados y despues volver a ponerse en marcha directamente sin problemas tales como que el adhesivo se endurezca cuando se sella el sistema y que no haya aire presente. La disposicion permite ademas detener y poner en marcha la rueda segun se desee sin ninguna acumulacion en exceso de adhesivo. Esto es particularmente ventajoso en situaciones en las que en medio del proceso es necesario llenar el deposito de adhesivo con adhesivo adicional y como tal es necesario detener el proceso durante algun tiempo. Al minimizar el volumen de adhesivo que esta expuesto al aire, dicho cese temporal del proceso no debilita materialmente la estructura del producto acabado.
Para facilitar este mecanismo de sellado, es necesario conocer la ubicacion angular exacta de cada rebaje 14 sobre la rueda 3 con respecto a la camara 8 y la escobilla 7. Se utiliza un dispositivo de medicion de posicion angular de la rueda para detectar y medir esta relacion angular exacta. Por ejemplo, un dispositivo de medicion de posicion angular de la rueda puede comprender, por ejemplo, un sensor de proximidad y una etiqueta metalica. La etiqueta metalica pasa bajo el sensor de proximidad una vez por revolucion. Se conoce la posicion angular de la etiqueta metalica con respecto a los orificios de la rueda. Por tanto, cuando la etiqueta pasa bajo el sensor de proximidad, la maquina calcula la revolucion angular que se requiere para sellar el sistema.
Haciendo referencia a los dibujos y la figura 4 en particular, se muestra un procedimiento de deposicion de adhesivo utilizando el dispositivo de dispensacion de adhesivo 1. En este caso, la rueda 3 aplicadora esta posicionada en contacto con un sustrato diana 21, en este caso, una hoja de papel. La rueda 3 se traslada con respecto al sustrato 21 y tambien se hace girar mediante el medio de accionamiento de rueda. Los movimientos de traslacion y de rotacion pueden accionarse independientemente.
Cuando un rebaje lleno de adhesivo 14 entra en contacto con el sustrato 21, en este caso un sustrato de papel poroso, el adhesivo se deposita sobre el sustrato mediante accion capilar debido a la porosidad inherente o la absorcion de agua del sustrato. A medida que la rueda 3 aplicadora se traslada por el sustrato de papel 21 en una serie de lmeas de indexacion, se deposita una matriz de puntos de adhesivo 22. Cuando el adhesivo se deposita desde un rebaje 14, ese rebaje vacfo se hace girar de vuelta a la escobilla 7 /camara 8 de llenado y se repite el proceso.
Se observa a partir de los dibujos, por ejemplo las figuras 4 y 5, que la disposicion de los rebajes sobre la rueda es tal que solo un rebaje esta en contacto con el sustrato en cualquier momento. La disposicion de rebajes individuals que entran en contacto de manera diferenciada con la superficie permite la deposicion de puntos diferenciados de adhesivo.
En este caso, la anchura de las paredes laterales 9 y 10 (d4, vease la figura 3) de la parte de contacto de la escobilla 7 es menor que la anchura (d5) de la superficie de contacto 13 de la rueda. Esta disposicion facilita la limpieza automatica de la superficie de contacto, ya que el diseno es tal que nada de adhesivo en exceso se adhiere a la superficie de contacto 13 y por tanto se deposita sobre el sustrato en caso de contacto.
El dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 puede comprender ademas un mecanismo de limpieza para la rueda. Cuando se requiere, la rueda puede posicionarse sobre una zona de limpieza y ponerse en contacto con un sustrato de limpieza, por ejemplo, de un material a base de esponja, caucho o silicona que limpia cualquier adhesivo residual que quede sobre la rueda haciendo girar la rueda varias revoluciones. Puede anadirse una pequena cantidad de un lfquido de limpieza al sustrato de limpieza para ayudar en el proceso de limpieza.
Como se indico anteriormente, la rueda 3 puede estar conectada a unos medios de accionamiento de rueda (no mostrados) para llevar a cabo la rotacion segun se requiera en los sentidos horario o antihorario, y a la velocidad angular requerida.
En uso, el dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 montado para su movimiento de traslacion con respecto a un sustrato 21, por ejemplo un armazon X-Y para permitir el movimiento del cabezal con respecto al sustrato, o alternativamente puede proporcionarse el sustrato montado sobre una fase X-Y para el movimiento con respecto al cabezal. A continuacion se ilustra y se describe adicionalmente un ejemplo con referencia a las figuras 6 a 8. Hay varias ventajas de la disposicion de accionamiento de rueda que incorpora unos medios de accionamiento independientes para la rotacion de la rueda tal como se preve segun las ensenanzas de la invencion. Estas incluyen:
- Permite mantener la velocidad relativa entre la rueda 3 accionada y el sustrato de papel 21 a cero haciendo coincidir las velocidades angular y lineal.
- Permite velocidades relativas distintas de cero entre la rueda 3 y el sustrato de papel 21 para producir o bien un derrape o bien un patinaje. La aceleracion presenta el efecto de aplicar volumenes mayores de adhesivo, mientras que el derrape presenta el efecto de aplicar menos.
- Permite limpiar la rueda 3 mediante unos medios adicionales si es necesario, colocando la parte inferior de la rueda en un material de esponja/caucho humectado (no mostrado) y haciendose girar un numero especificado de revoluciones hasta que se ha eliminado cualquier adhesivo en exceso.
- Permite preparar la rueda 3 de manera que no haya rebajes 14 vados antes de comenzar la deposicion de una lmea de adhesivo.
El medio de accionamiento de rueda puede estar conectado a la rueda 3 giratoria por medio de un embrague para permitir que la rueda o bien se accione o bien no, lo que permite la marcha desembragada de la rueda. En uso, el medio de accionamiento de rueda puede controlarse para accionar la rueda de manera que la diferencia entre la velocidad angular de la rueda y la velocidad lineal del dispositivo de dispensacion con respecto al sustrato sea cero, lo que impide el derrape o patinaje de la rueda. Los medios de accionamiento de rueda pueden ser ajustables para proporcionar una diferencia relativa en las velocidades angular y lineal para llevar a cabo el derrape o patinaje de la rueda segun se requiera, para permitir el control del volumen de adhesivo depositado en un punto particular sobre el sustrato 21, segun se requiera. El alto nivel de control sobre la deposicion de adhesivo es ventajoso.
Cuando el sistema de dispensacion alcanza el final de una lmea de indexacion particular en un primer eje, por ejemplo X, entonces se hace funcionar en el sentido opuesto [-X] sobre la siguiente lmea de indexacion.
Sin embargo, al final de una lmea de indexacion la mitad de los rebajes 14 de la rueda aplicadora estaran vados. Se describe un procedimiento a modo de ejemplo de preparacion de la rueda aplicadora con referencia a la figura 5, que muestra la rueda aplicadora al final de una lmea de adhesivo que se ha depositado haciendo girar la rueda en el sentido horario al tiempo que se movfa hacia la derecha.
El dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 se levanta del sustrato y se indexa en la direccion Y a la posicion de partida de la siguiente lmea adyacente para comenzar el movimiento hacia la izquierda (direccion -X) y la rotacion en el sentido antihorario. Sin embargo, la rotacion en el sentido antihorario no dana como resultado la deposicion de adhesivo dado que los rebajes 14 que giran entrando en contacto con el sustrato no estan llenos. Por tanto, el dispositivo 1 esta configurado de modo que se hace girar la rueda 3 y se llenan todos los rebajes 14 al inicio de cada lmea de adhesivo.
Tal como se indico anteriormente, el sistema permite el control de la velocidad angular de la rueda con el proposito de ajustar las cantidades de adhesivo depositadas. De manera similar, el control de la velocidad angular proporciona control con el fin de llenar los rebajes en la escobilla 7. A una presion de adhesivo fijada, la velocidad angular de la rueda 3 dicta la duracion de tiempo bajo los bordes anterior o posterior de la escobilla 7 en la que tiene lugar el intercambio de gas y provoca el llenado de los rebajes 14. Por tanto, hacer girar la rueda 3 lentamente facilita una cantidad de llenado mas grande dentro de cada rebaje, y hacer girar la rueda 3 a una velocidad mas rapida da como resultado una cantidad de llenado menor en cada rebaje.
Pueden ser deseables llenados diferentes dentro de la misma construccion. Por ejemplo, puede ser deseable tener una mayor cantidad de adhesivo en la pieza que esta fabricandose y una menor cantidad en la estructura residual alrededor de la pieza. Por tanto, para depositar menores cantidades de adhesivo sobre la estructura residual se hara girar la rueda 3 a una velocidad angular que no esta sincronizada con la velocidad lineal del mecanismo de dispensacion y por tanto provoca derrape. Por tanto, se permite que menos rebajes llenos entren en contacto con el sustrato a lo largo de una longitud particular. En el caso en el que se requiera un mayor nivel de adhesivo, por ejemplo, de la propia pieza, se aumenta la velocidad angular de la rueda 3 para que sea mayor que la velocidad lineal del dispositivo de dispensacion, y por tanto provoque aceleracion. La aceleracion de la rueda de adhesivo 3 provoca que mas rebajes llenos se pongan en contacto con el sustrato durante una longitud dada.
El dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 de la invencion es apto para su utilizacion con un adhesivo de PVA a base de agua. Debido a la naturaleza de dicho adhesivo, el tiempo de apertura entre la deposicion del adhesivo y el secado/endurecimiento del adhesivo es largo, permitiendo de ese modo un tiempo suficiente para colocar hojas o capas de sustrato posteriores. El dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 de la invencion proporciona un control muy preciso de las cantidades de adhesivo aplicadas a un sustrato. Esto se consigue en parte en virtud de la forma y las dimensiones de los rebajes de la rueda aplicadora y por el espaciado de los rebajes sobre esa rueda. En particular, el dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 puede estar configurado y utilizarse para dispensar nanopuntos de adhesivo, es decir, puntos de adhesivo que presentan un volumen del orden de 10-50 nanolitros, preferentemente del orden de 20 a 30 nanolitros. De esta manera, el dispositivo puede utilizarse para depositar cantidades controladas de un adhesivo a base de agua y dicho control evita el problema de saturacion del sustrato.
Haciendo referencia a los dibujos y en particular a las figuras 6 a 8, se describe un sistema de fabricacion de objetos por capas (LOM) 50 para el prototipado rapido que incorpora un dispositivo de dispensacion de adhesivo 1. Haciendo referencia a los dibujos y en particular a las figuras 9 y 10, se describe el mecanismo de suministro de sustrato del sistema. Se describe un procedimiento de fabricacion de objetos por capas a modo de ejemplo con referencia a las figuras 11 a 15.
Como se muestra en la figura 11, un procedimiento segun la presente ensenanza empieza con un archivo de imagen generado por ordenador del modelo final deseado. Laminando secuencialmente hojas de papel y cortandolas segun se desee a lo largo del proceso, se genera un bloque en forma de dado sin descartes final, figura 12. Como el modelo esta encapsulado dentro del bloque en forma de dado de la figura 12, es necesario romper y retirar los segmentos externos del bloque en forma de dado para revelar el modelo fabricado (figura 13). Puede continuarse con esto hasta que se ha revelado completamente el modelo (figura 14).
La fabricacion de un modelo de este tipo requiere varias etapas. Aunque estas se comentaran en mas detalle en las paginas siguientes, a continuacion se exponen las etapas a modo de ejemplo que se siguen, con referencia a la figura 15. No es necesario obligatoriamente seguir el orden espedfico de las etapas y pueden repetirse algunas de las etapas intermedias dependiendo de las especificaciones del modelo final que va a fabricarse. Como se muestra en la figura 15, una primera hoja se mueve a la superficie de trabajo o bloque (etapa 1500). Se coloca adhesivo sobre esa hoja utilizando el dispositivo de dispensacion de adhesivo (etapa 1501). Despues se coloca una hoja adicional encima del adhesivo, sirviendo el adhesivo para unir o adherir las dos hojas entre sf (etapa 1502). Puede mejorarse el contacto entre las hojas adyacentes aplicando un rodillo sobre las dos hojas en, por ejemplo, una unica pasada (etapa 1503). Una vez que se ha conseguido esto, puede utilizarse una herramienta de corte para cortar una plantilla segun el modelo final deseado sobre la hoja. La herramienta de corte puede realizar el corte de una o mas hojas simultaneamente (etapa 1504). Despues puede aplicarse calor para proporcionar el curado (etapa 1505). Despues se evalua el proceso para determinar si es necesario repetir las etapas anteriores (etapa 1506). En caso afirmativo, despues se aplica adhesivo sobre la hoja mas superior (etapa 1501). En caso negativo, entonces se retira la pieza acabada (de forma similar a la mostrada en la figura 12) (etapa 1507).
El sistema de LOM 50 comprende un cabezal multifuncional 51 que comprende un dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 y un cabezal cortador/de agarre 52. El cabezal multifuncional 51 puede hacerse funcionar para llevar a cabo diferentes operaciones en diferentes modos. En primer lugar, el elemento de agarre de la parte de cortadora/de agarre 52, cuando se activa, funciona transfiriendo una hoja de papel desde el suministro de papel y transportando este papel a su posicion sobre la placa de construccion, es decir, la ubicacion en la que se fabrica la estructura final. Al llevar a cabo esta operacion, la parte de cortadora/de agarre 52 describe una trayectoria entre la placa de construccion hacia el suministro de papel y de vuelta a la placa de construccion. En segundo lugar, la cortadora de la parte de cortadora/de agarre 52, cuando se activa, funciona cortando la hoja de papel mas superior sobre la placa de construccion a la forma requerida. En tercer lugar, la parte de dispensacion de adhesivo 1 del cabezal multifuncional 51, cuando se activa, funciona aplicando adhesivo, segun se requiera, a la hoja de papel mas superior sobre la placa de construccion.
El cabezal multifuncional 51 esta montado sobre un armazon X-Y 55, 56, que permite posicionar y mover el cabezal segun se requiera por un sustrato 21 sobre un objeto de construccion 54. Los movimientos del dispositivo de dispensacion 1 y el cabezal cortador/de agarre 52 en la direccion vertical (eje Z) se controlan en este caso mediante los solenoides 57 y 60 conectados respectivamente. Se alimenta papel al sistema en formato de hoja desde el suministro de hoja 58 por medio de un mecanismo de suministro de papel 59. El sistema 50 comprende ademas un rodillo 61 de paso unico que se hace pasar sobre el objeto de construccion 54 para garantizar una union positiva de capas posteriores y minimizar la rebaba producida por la accion de corte. El sistema 50 comprende ademas una placa termica 62 para aplicar presion y curar el adhesivo. Muchas de las caractensticas del armazon X-Y y el suministro y colocacion de papel son convencionales y como tales las conocera el experto en la materia y no se describen en detalle en la presente memoria.
Tambien se proporciona un procedimiento de utilizacion del sistema de LOM 50 para el prototipado rapido y puede considerarse tal como sigue:
utilizando un diseno asistido por ordenador (CAD) tridimensional (3D) de un objeto/una pieza que se desea fabricar (vease la figura 9), se genera un archivo de estereolitograffa (STL) en el paquete de CAD y se guarda. Este archivo STL se proporciona a un paquete de software que controla el funcionamiento del sistema 50.
El software trabaja segun el sistema de LOM 50 para generar una serie de secciones transversales de la pieza y a cualquier altura particular de cada una un perfil bidimensional (2D) sencillo.
Se carga papel, en este ejemplo, hojas de tamano A4, en la bandeja de entrada 58 del sistema 50. Se pone una unica hoja 21 de papel en la superficie de una placa de construccion separable 53 para que actue como la primera capa sin cortar del objeto de construccion 54. La primera hoja puede ponerse manualmente.
Un usuario hace funcionar el sistema/controlador para emitir una senal de control al sistema 50 para comenzar la construccion del objeto de construccion 54 en 3D.
En este caso, las primeras etapas son depositar una base para el objeto de construccion, es decir, varias capas de papel y adhesivo que no se cortaran. El sistema 50 puede hacerse funcionar para que deposite una capa de adhesivo a modo de preparacion para la deposicion de la segunda hoja de papel desde el mecanismo de suministro de papel. El mecanismo de suministro de papel 59 separa una unica pagina de la parte superior de la resma y la pasa a una zona de espera. El cabezal cortador/de agarre 52 del cabezal multifuncional 51 se hace funcionar para agarrar la hoja y transferirla a la zona de construccion 53, 54, en la que se coloca encima de la capa de adhesivo aplicada recientemente. El rodillo 61 se hace pasar sobre las hojas para garantizar la union positiva entre las capas. Estas etapas se repiten hasta que se deposita una base que presenta el espesor deseado.
El sistema 50 se hace funcionar despues para depositar las hojas de papel (capas de sustrato) del objeto de construccion y para cortar cada capa con el perfil requerido. De esta manera, se apreciara que se llevan hojas individuales de papel, normalmente de tamano A4, de una ubicacion de almacenamiento a la zona de trabajo, en la que se lamina una sobre otra para llevar a cabo la fabricacion de una estructura final. Empleando hojas de papel con un tamano estandar, un sistema de LOM previsto segun la presente ensenanza puede utilizar resmas de papel previstas de manera estacionaria convencionales o incluso podna emplear material reciclado para realizar la fabricacion de las estructuras tridimensionales finales.
El cabezal multifuncional 51 mueve el dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 sobre la superficie superior de la hoja mas superior de la base del objeto de construccion 54 y aplica una capa de adhesivo antes de depositar la primera hoja de papel que va a dotarse de un perfil de corte. El dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 se hace funcionar bajo el control del solenoide 57 para poner la rueda 3 en contacto con la capa de papel mas superior sobre el objeto de construccion 54.
El sistema de dispensacion de adhesivo 1 aplica de manera selectiva adhesivo a una densidad mayor en aquellas partes del sustrato que forman parte del objeto de construccion, y a una densidad menor en aquellas partes del sustrato que van a cortarse y eliminarse, es decir las partes de material residual del mismo. Esta aplicacion discriminatoria del adhesivo se facilita a traves de la utilizacion de un sistema de control que puede dirigir de manera precisa el sistema de dispensacion de adhesivo a zonas diana espedficas, y tambien empleando un sistema de dispensacion de adhesivo que no efectue un goteo u otra dispensacion inadvertida del adhesivo entre posiciones de dispensacion deseadas.
El cabezal multifuncional 51 coge despues la siguiente hoja del mecanismo de suministro de papel 58, 59 y la coloca en la capa de adhesivo mas superior del objeto de construccion 54. El rodillo 61 pasa sobre el objeto de construccion presionando las capas unas con otras. El cabezal cortador/de agarre 53 se hace funcionar bajo el control del solenoide 60 para poner la cortadora en contacto con la capa de papel mas superior sobre el objeto de construccion 54.
El medio de posicionamiento X-Y 55, 56 mueve despues la cortadora 53 para que describa la trayectoria del perfil 2D de esta capa y al hacer esto corta la forma de esa capa particular del objeto de construccion.
Tras haber cortado el perfil 2D requerido, la cortadora 53 se hace funcionar para realizar una serie de cortes en dados dentro y fuera del perfil de corte de esa capa para ayudar a la retirada de material residual cortando completamente la parte residual de la capa en pequenos cuadrados. Una vez completado el corte de una capa, se levanta la placa de construccion 53 para que entre en contacto con una placa termica 62. Este proceso continua hasta que todo el modelo 3D se ha construido capa por capa.
Cuando el sistema 50 ha completado el objeto de construccion 54, se retira la placa de construccion separable 53 de la maquina para revelar el bloque de papel dividido en dados sin descartes, que contiene la pieza 3D en su interior (vease la figura 12). Los cubos divididos en dados de material residual pueden retirarse ahora a mano sin ningun instrumento afilado como cinceles, porque el material residual recibio solo la cantidad de adhesivo minima del aparato de dispensacion de adhesivo. A medida que se retira el material residual, la pieza 3D en su interior pasa a estar parcialmente visible (vease la figura 13). Finalmente, cuando se ha retirado todo el material residual, la pieza 3D esta completamente expuesta (vease la figura 14).
Haciendo referencia a las figuras 9.1 y 9.2, se describe en mas detalle la parte de agarre de sustrato 70 del cabezal multifuncional. La parte de agarre 70 comprende una superficie de soporte 71 y una parte de agarre movil 72 correspondiente. El agarre 72 puede moverse entre un primer estado desactivado o de reposo, en el que esta ubicado separado de la superficie de soporte (figura 9.2), y una segunda posicion activada, en la que se pone en contacto con la superficie de soporte 71. En la practica, la parte de agarre se activa para agarrar una hoja de material de sustrato, en este caso una hoja de papel 21 que se sostiene entre la parte de agarre y la cuna. La hoja 21 comprende un borde anterior 22 y un borde posterior 23. La hoja se agarra cerca del borde anterior 22. La cuna 71 esta inclinada para garantizar que la hoja de la que se tira del alimentador hasta el objeto de construccion se fuerza al primer modo de flexion y por tanto no cae o baja en las esquinas. Este primer modo de flexion es visible en la figura 10.2, en la que se observa la hoja 21 flexionada hacia abajo entre el dispositivo de agarre 70 y el mecanismo de suministro de papel 59.
Las figuras 10.1 a 10.4 ilustran una secuencia a modo de ejemplo de etapas de separacion de una pagina del suministro y colocacion sobre el objeto de construccion 54.
Haciendo referencia a la figura 10.1, el cabezal multifuncional 50 se mueve (en ese caso en la direccion -Y) al mecanismo de suministro de papel 59, al borde anterior 22 de la nueva hoja 21.
El cabezal multifuncional 50 se mueve de vuelta en la direccion opuesta (en este caso la direccion Y) y al mismo tiempo el mecanismo de suministro de papel 59 alimenta la hoja 21. La velocidad del suministro de papel 59 se fija a una tasa ligeramente mas alta que la velocidad lineal del cabezal de agarre 70, que junto con la cuna 71, hace que la nueva hoja 21 pase al primer modo de flexion a medida que se tira de la misma del suministro de papel 59.
Haciendo referencia a la figura 10.2, se muestra la nueva pagina 21 conectada al mecanismo de suministro de papel 59 y a la parte de agarre 70 en una disposicion de primer modo de flexion. En este caso, la superficie de soporte 71 se presenta con un angulo de aproximadamente 10-20 grados, lo que presenta la pagina en el primer modo de flexion en el que la hoja 21 se flexiona hacia abajo en el centro. La colocacion de la pagina en este primer modo de flexion impide que las esquinas del borde anterior de la hoja bajen y posiblemente choquen con la construccion 54 mientras se posiciona la hoja 21. El hecho de presentar esta superficie de soporte de cuna 71 evita la necesidad de tener que presentar un elemento de agarre de pagina por la longitud total del borde anterior 22.
Haciendo referencia a la figura 10.3, una vez que el borde anterior 22 de la hoja 21 (sostenida ahora por la parte de agarre 70) ha pasado por el borde delantero del objeto de construccion 54, la hoja se extrae completamente del suministro de papel 59 y simplemente cae sobre el borde del objeto de construccion 54.
Haciendo referencia a la figura 10.4, el cabezal multifuncional 50 continua moviendose en la direccion Y hasta que el borde posterior 23 de la nueva hoja 21 esta alineada con el borde posterior del objeto de construccion 54. En este punto, el sistema funciona elevando el nivel del objeto de construccion 54 en la direccion Z de manera que cuando la parte de agarre 70 deja la nueva hoja 21, solo tiene que recorrer una pequena distancia. Esta coordinacion de nivel del objeto de construccion con respecto a la nueva hoja evita una alineacion incorrecta de la hoja.
Las ventajas de este procedimiento de colocacion de la hoja 21 utilizando el funcionamiento coordinado del suministro 59 y la parte de agarre 70 incluyen la velocidad de funcionamiento en comparacion con un procedimiento en el que solo se impulsa la hoja, ademas de que no es necesario un conjunto de rodillos complicados para suministrar la hoja a la ubicacion deseada como se puede encontrar en la tecnica anterior. El sistema funciona ventajosamente con tolerancia a cualquier alineacion incorrecta, ya que las hojas de sustrato y el adhesivo se depositan por separado. Por tanto, si se produce cierta alineacion incorrecta, no hay problema porque el nuevo perfil aun no se ha cortado sobre la superficie.
Ejemplo 1
En un ejemplo, el sistema de la invencion se utiliza para depositar nanopuntos de adhesivo sobre un sustrato y esta configurado tal como sigue:
una rueda que presenta unas dimensiones de 15 mm (diametro)
numero de rebajes 36
el volumen de punto de adhesivo depositado desde un rebaje es del orden de 10-50 nl, preferentemente 20­ 25 nl
tamano de sustrato: A4
Por tanto, el dispositivo de dispensacion de adhesivo del ejemplo 1 puede depositar en un ejemplo de forma de realizacion un numero maximo de 47.647 nanopuntos por pagina, presentando cada nanopunto un volumen maximo de 22,9 nl (nanolitros). Por tanto, para un volumen de construccion completo, el numero total de nanopuntos depositados sera del orden de 66 millones.
Esto es muy diferente de las cantidades utilizadas en el RP actualmente. Por ejemplo, los sistemas de dispensacion de puntos electromecanicos a menudo pueden tener una vida del orden de 100.000 a 1 millon de puntos.
Por tanto, se entendera que el sistema 50 que incorpora el dispositivo de dispensacion de adhesivo 1 de la invencion es por tanto apto para su utilizacion en la aplicacion de nanopuntos de adhesivo por ejemplo en un sistema de LOM para el prototipado rapido.
Los rebajes 14 descritos anteriormente presentan una forma sustancialmente hemisferica, lo que presenta la ventaja de proporcionar sustancialmente el mayor volumen para cualquier area superficial dada. Esta forma presenta la ventaja adicional de facilitar el intercambio sencillo de aire y adhesivo a medida que los rebajes pasan bajo la camara 8, dado que las paredes de los rebajes no estan en perpendicular con la superficie de contacto de rueda y por tanto reducen la probabilidad de que el aire quede atrapado bajo el adhesivo en la cavidad, lo que puede suceder si los rebajes presentaran paredes laterales rectas.
Se observa que en el ejemplo anterior, ejemplo 1, se utiliza una rueda que presenta un diametro de 15 mm. Se apreciara que el diametro de la rueda puede variarse segun se requiera. Sin embargo, la rueda presenta preferentemente un diametro de menos de 20 mm y lo mas preferentemente un diametro en el intervalo comprendido entre 15 y 20 mm.
A medida que se aumenta el diametro de la rueda, la distancia vertical entre el sustrato de hoja y la siguiente cavidad llena de adhesivo 14 se vuelve menor, asf que son inversamente proporcionales, lo que puede dar como resultado un rebasamiento. Un procedimiento para compensar este “rebasamiento” es aumentar el paso entre las cavidades de manera que aumente la distancia vertical. Alternativamente, puede reducirse el diametro de la rueda para mantener un paso constante entre los nanopuntos, como en el caso de la rueda de 15 mm del ejemplo 1.
Aunque en la forma de realizacion descrita la rueda del dispositivo dispensador de adhesivo presenta una unica fila de rebajes sobre la rueda, se apreciara que una rueda puede comprender mas una fila de filas de rebajes. De manera similar, aunque en la forma de realizacion descrita el adhesivo dispensador incluye una rueda, en una disposicion alternativa pueden preverse varias ruedas, una o mas de las cuales pueden moverse independientemente con respecto a las otras. Dicha disposicion tiene como objetivo aumentar la velocidad del proceso de aplicacion de adhesivo. Ademas, se entendera que aunque en la forma de realizacion descrita los rebajes estan espaciados equitativamente, en una disposicion alternativa puede variarse el espaciado de los rebajes y ser sustancialmente diferentes. Una disposicion de este tipo permitira la deposicion de diferentes patrones de puntos dependiendo de que parte de la rueda este en contacto.
El ejemplo 1, que se refiere a un procedimiento de ejemplo de LOM utilizando hojas A4, se ha proporcionado meramente como ejemplo del rango de aplicacion y las capacidades del dispositivo dispensador de adhesivo de la invencion. Este ejemplo se refiere a una utilizacion de sustratos de papel A4, sin embargo, resultara evidente para el experto que tambien pueden utilizarse sustratos de tamano A3, carta u otro tamano adecuado.
Se apreciara que como el sistema previsto proporciona un modelo tridimensional basandose en la laminacion sucesiva de hojas individuales de papel, proporcionando hojas de diferentes colores en secuencias predeterminadas es posible variar la topograffa de color final del modelo final. De hecho, se entendera que dicha varianza de color a traves del eje Z del modelo generado puede utilizarse para efectos ventajosos tales como por ejemplo la representacion de diferentes caractensticas en diferentes colores. Por ejemplo, ordenando por grados el papel de color en el mecanismo de suministro de papel es posible realizar mapas topologicos que muestren diferentes elevaciones con diferentes colores. Tambien se entendera que como un sistema de este tipo utiliza formatos de papel estandar para la fabricacion del modelo, es un ejercicio muy sencillo para el usuario cambiar el color del modelo final cambiando simplemente el color del papel de base utilizado. Tambien se apreciara que el papel a color esta disponible libremente en muchos colores y acabados diferentes, la seleccion disponible para el usuario es mucho mayor que la coloracion convencional disponible en maquinas de RP.
La flexibilidad proporcionada por el tipo de papel que puede utilizarse segun la presente ensenanza permite a un usuario utilizar selectivamente papeles de diferente espesor. Se entendera que el papel puede proporcionarse en diferentes espesores. Como las hojas de papel utilizadas en la disposicion de LOM de la presente ensenanza pueden seleccionarse individualmente, un usuario puede cambiar el espesor de papel para cada trabajo que desea realizar.
Dicha flexion o articulacion del modelo final tambien puede proporcionarse utilizando papel del mismo espesor en todas las laminas del modelo y cortando y retirando selectivamente elementos del modelo en regiones predefinidas para presentar regiones de diferentes espesores. Una region que es menos gruesa que su region adyacente sera mas flexible que esa region adyacente y, como tal, pueden fabricarse piezas complejas que estan formadas de manera solidaria pero que presentan elementos que pueden moverse unos con respecto a otros. Dicha flexion de una pieza del componente final con respecto a otra pieza se deriva del control de la geometna, asf que estan presentes menos capas (es posible que tan solo una) en la zona en la que se requiere flexibilidad.
La utilizacion de papeles de diferente espesor tambien puede utilizarse en la fabricacion de los modelos tridimensionales en los que se requieren regiones de detalles mas finos y otras en las que no se requieren dicho detalle fino. Por ejemplo, cuando se fabrican paredes verticales, es suficiente con utilizar multiples capas de papel grueso que pueden cortarse para proporcionar la conformacion vertical final necesaria. Si se requiere una superficie curvada, esta puede ser mas facil de fabricar utilizando multiples hojas mas delgadas que pueden cortarse individualmente para proporcionar una superficie acabada angular suave mas continua. Tambien puede considerase la utilizacion de papel mas grueso cuando se requiera una construccion mas rapida, ya que la laminacion de hojas mas gruesas desarrollara la altura necesaria mas rapidamente que la laminacion de hojas mas delgadas. Esto podna ser beneficioso cuando sea necesario someter a prueba inicialmente un diseno, pero una vez que se tome una decision, el artfculo acabado se construira utilizando hojas mas delgadas para proporcionar un mejor acabado global.
Aunque en la forma de realizacion descrita la rueda del dispositivo de dispensacion esta montada para moverse en lmeas rectas y para aplicar adhesivo en lmeas rectas, se apreciara que en una disposicion alternativa todo el sistema de dispensacion de adhesivo puede estar montado para permitir la rotacion alrededor de su propio eje vertical. Esto permitira a la rueda seguir el contorno de la conformacion que este realizandose. Esta disposicion proporcionara una velocidad aumentada del proceso de dispensacion de adhesivo al tiempo que se elimina la necesidad de preparar la rueda, ya que siempre girara en la misma direccion.
Aunque en la forma de realizacion descrita, la superficie de contacto de aplicador 14 se proporciona formada sobre la circunferencia de la rueda, se apreciara que en una forma de realizacion alternativa la superficie de contacto 14 puede presentar forma de anillo y que el anillo puede ser separable y reemplazable, por ejemplo, pueden proporcionarse varios anillos diferentes que comprenden rebajes de dimensiones diferentes o de espaciado diferente para su equipamiento en la rueda.
Se apreciara y se entendera que lo que se ha descrito en la presente memoria son disposiciones a modo de ejemplo de un sistema de fabricacion de objetos por capas. La utilizacion de un sistema de este tipo preve la utilizacion de adhesivos a base de agua para la union de capas de papel sucesivas en la generacion de un modelo tridimensional. El papel puede proporcionarse en tamanos de papel convencionales y puede moverse dentro del sistema desde una pila de almacenamiento hasta una ubicacion de objeto de construccion, paginas individuales cada vez. El sistema efectua normalmente la aplicacion de adhesivo sobre el papel utilizando una rueda aplicadora de adhesivo que presenta una pluralidad de rebajes espaciados circunferencialmente para recibir adhesivo. La rueda puede hacerse girar para transportar adhesivo contenido en uno o mas rebajes a un sustrato diana y para depositar cantidades controladas de adhesivo en puntos diferenciados sobre el mismo. La invencion proporciona un sistema de aplicacion de adhesivo a papel que garantiza que el papel no se sature con adhesivo, minimizando por tanto el alabeo de la hoja. El alabeo de la pagina se minimiza por el hecho de que la cantidad de adhesivo depositada sobre el sustrato puede controlarse segun se requiera. Al proporcionar un control preciso de las cantidades de adhesivo depositadas sobre un sustrato, es posible utilizar adhesivos a base de agua por ejemplo, poli(acetato de vinilo) (PVA). El sistema facilita de manera similar la utilizacion de tipos de papel diferentes y estandar. Por tanto, el sistema utiliza materiales de partida convencionales y facilmente disponibles, por ejemplo papel de oficina estandar, y presenta las ventajas de ser facil de utilizar y facil de manejar y de suministrar. Se entendera que proporcionando un proceso de LOM que utiliza adhesivos a base de agua y que puede utilizarse con suministros de papel convencional, las cuestiones de reciclaje y residuos son menos problematicas que con las soluciones de RP existentes. El suministro de papel que se utiliza en el proceso de LOM puede ser papel residual o desechado, y el papel residual del proceso de lOm puede reciclarse facilmente de la misma manera que el reciclaje convencional. El desecho de adhesivos a base de agua es mas sencillo que desechar disolventes o plasticos, tales como los utilizados en procesos de RP existentes.
La provision de un cabezal multifuncional que porta la parte de dispensacion de adhesivo y la parte de cortadora/de agarre en el mismo cabezal elimina la necesidad de proporcionar medios de montaje y movimiento separados para llevar a cabo el movimiento de cada uno de estos componentes individualmente. La provision de una parte de agarre sobre el cabezal multifuncional del sistema elimina eficazmente la necesidad de un sistema alimentador de papel. La utilizacion de un elemento de agarre montado en el cabezal facilita la simplicidad del posicionamiento de una hoja de papel sobre la placa de construccion en la situacion de la LOM en la que el elemento de agarre esta posicionando una hoja sobre una hoja de papel que porta una capa de adhesivo.
El sistema puede utilizarse adicionalmente con hojas de papel, lo que es ventajoso desde el punto de vista del funcionamiento y el mantenimiento, eliminando los problemas asociados con la manipulacion de rollos.
Las cuestiones y los problemas medioambientales adicionales relativos a la utilizacion y la manipulacion de adhesivos a base de disolventes se abordan mediante la posibilidad de utilizar adhesivo a base de agua.
El sistema de la invencion proporciona ademas un control excelente sobre el posicionamiento del adhesivo sobre un sustrato. Tambien puede controlarse la densidad de adhesivo depositada. Estas caractensticas ayudan a eliminar el residuo de adhesivo.
El dispositivo y el sistema incluyen ademas caractensticas de diseno para impedir la acumulacion de adhesivo y la obstruccion resultante. Tambien puede proporcionarse una caractenstica de limpieza automatica con ventajas desde el punto de vista de mantenimiento del dispositivo y del sistema.
Un sistema previsto segun la presente ensenanza puede emplear hojas de papel estandar, por ejemplo A4, que no estan ni recubiertas previamente por debajo con adhesivo sensible a la presion ni unidas entre sf utilizando tecnicas xerograficas, por ejemplo, utilizando aglutinante de tinta “pegajoso”. De esta manera, un sistema de este tipo es muy respetuoso con el medio ambiente ya que utiliza papel estandar y un adhesivo de PVA a base de agua. El sistema es de funcionamiento economico en comparacion con los sistemas de la tecnica anterior, porque tanto el papel estandar como el adhesivo a base de agua se obtienen facilmente de proveedores corrientes. Ademas, un sistema de este tipo puede utilizar papel reciclado, que por ejemplo ya se ha hecho pasar a traves de una impresora de oficina/impresora de oficina 2D regular, reduciendo adicionalmente los costes de funcionamiento.
Aunque se han descrito formas de realizacion preferidas haciendo referencia a las figuras, pueden realizarse modificaciones sin apartarse del alcance de la invencion que debe estar limitado unicamente por las reivindicaciones. Cuando se describen numeros enteros o componentes con referencia a una figura, se entendera que pueden intercambiarse con los de otra figura sin apartarse del contexto de la invencion tal como se reivindica.
Cuando las palabras comprende/que comprende se utilizan en esta memoria descriptiva son para especificar la presencia de caractensticas, numeros, etapas o componentes establecidos, pero no excluye la presencia o adicion de una o mas de otras caractensticas, numeros enteros, etapas, componentes o grupos de los mismos.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de fabricacion de objetos por capas “LOM” (50) para un prototipado rapido de un objeto por capas, que comprende un dispositivo de dispensacion de adhesivo para la aplicacion de cantidades controladas de adhesivo a un sustrato diana que define una capa del objeto, comprendiendo el dispositivo de dispensacion de adhesivo (1):
una rueda (3) aplicadora de adhesivo que presenta una pluralidad de rebajes (14) espaciados de manera circunferencial para recibir adhesivo, comprendiendo la rueda (3) una superficie de contacto configurada para entrar en contacto con el sustrato diana y en la que la pluralidad de rebajes estan formados en la misma, y una escobilla de adhesivo (7),
en el que la escobilla de adhesivo (7) junto con la rueda (3) aplicadora define una camara de llenado de adhesivo (8) para llenar con adhesivo uno o mas rebajes,
en el que la escobilla de adhesivo (7) define la paredes laterales, y la superficie de contacto (13) de la rueda aplicadora de adhesivo (3) define la base de la misma, correspondiendo las dimensiones y la forma de la escobilla de adhesivo a la rueda aplicadora de adhesivo, de tal manera que cuando la escobilla de adhesivo esta acoplada con la rueda aplicadora de adhesivo, la camara de llenado de adhesivo (8) que definen es una camara de llenado de adhesivo sellada, comprendiendo la escobilla de adhesivo un borde anterior (22) y un borde posterior (23), presentando el borde anterior o posterior (22, 23) un espesor menor que un diametro de un rebaje (14) para permitir una ventilacion de gas y un llenado de adhesivo a medida que la rueda es girada con respecto a la escobilla, y
en el que la rueda (3) puede girar para transportar el adhesivo con el que se llenan uno o mas rebajes (14) a un sustrato diana y para depositar las cantidades controladas de adhesivo en puntos discretos sobre el mismo.
2. Sistema segun la reivindicacion 1, en el que la superficie de contacto (13) esta configurada para el contacto sellante con la escobilla.
3. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende unos medios de desviacion para mantener la escobilla (7) en contacto sellante con la rueda (3).
4. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la superficie de contacto (13) comprende un anillo que puede montarse en la rueda.
5. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los rebajes (14) presentan un volumen en el orden de 10 a 50 nanolitros.
6. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato diana (21) comprende un sustrato de papel.
7. Sistema segun la reivindicacion 6, en el que el papel esta en forma de hoja.
8. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el adhesivo comprende (i) un adhesivo a base de agua, o (ii) un adhesivo de PVA.
9. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el adhesivo es depositado desde un rebaje lleno hasta el sustrato diana por medio de una accion capilar.
10. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la rueda (3) esta acoplada con unos medios de accionamiento de rueda para controlar la direccion y la velocidad angular de rotacion de la rueda.
11. Sistema segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de dispensacion de adhesivo esta montado para su traslacion con respecto a un sustrato diana.
12. Sistema segun la reivindicacion 11, en el que el dispositivo de dispensacion de adhesivo esta acoplado con unos medios de accionamiento para controlar la velocidad lineal del dispositivo con respecto al sustrato diana.
13. Sistema segun las reivindicaciones 10 a 12, en el que los medios de accionamiento de rueda pueden controlarse para proporcionar una diferencia relativa en las velocidades angular y lineal para llevar a cabo la deposicion de cantidades variables de adhesivo sobre el sustrato diana tal como se requiera.
14. Sistema segun las reivindicaciones 10 a 12, en el que los medios de accionamiento de rueda se pueden controlar para accionar la rueda (3) de manera que la diferencia entre las velocidades angular y lineal de la rueda sea cero, para evitar el derrape o patinaje de la rueda.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2455124B (en) * 2007-11-29 2010-07-14 Finite Engineering Solutions An adhesive dispensing device
GB2502294B (en) * 2012-05-22 2015-12-09 Mcor Technologies Ltd Colour 3-Dimensional printing
GB2502295B (en) * 2012-05-22 2015-12-09 Mcor Technologies Ltd Colour 3-dimensional printing with 3D gamut mapping
DE102013002601A1 (de) 2013-02-15 2014-09-04 Solukon Ingenieure GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Andreas Hartmann, 86391 Stadtbergen und Dominik Schmid, 86165 Augsburg) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Bauteilen in einem Schichtbauverfahren
GB2511316B (en) 2013-02-27 2015-06-24 Mcor Technologies Ltd Tack and bond adhesive system and method for layered object manufacture
JP6328958B2 (ja) * 2014-02-26 2018-05-23 リンテック株式会社 接着シート製造装置および製造方法
JP6450017B2 (ja) * 2015-03-05 2019-01-09 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． ３次元物体の生成
GB2539485A (en) * 2015-06-18 2016-12-21 Mcor Tech Ltd 3D Printing apparatus and a corresponding 3D metal printing method
CN107921702B (zh) 2015-08-26 2020-06-26 海克恩***有限公司 用于从多层经预先剥离的衬底构建3d物体的方法及设备
CN105436053A (zh) * 2015-11-10 2016-03-30 广东欧珀移动通信有限公司 一种对触摸屏进行点胶的方法及装置
GB2545905A (en) 2015-12-23 2017-07-05 Mcor Tech Ltd An adhesive dispensing device
JP6839509B2 (ja) * 2016-02-29 2021-03-10 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元造形物製造方法および造形装置
WO2017150196A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元造形物製造方法、三次元造形物および造形装置
WO2017151765A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-08 Commscope Technologies Llc Methods and apparatus for application of glue dots to secure communication lines
JP6365599B2 (ja) * 2016-06-29 2018-08-01 トヨタ自動車株式会社 電極用湿潤造粒体の製造装置および製造方法
JP2019046222A (ja) * 2017-09-04 2019-03-22 富士ゼロックス株式会社 情報処理装置、プログラム及び三次元造形システム
US20190129308A1 (en) 2017-11-02 2019-05-02 Taiwan Green Point Enterprises Co., Ltd. Digital masking system, pattern imaging apparatus and digital masking method
DE102018205802A1 (de) * 2018-04-17 2019-10-17 Homag Gmbh Vorrichtung zum Auftragen eines Haftmittels sowie Verfahren
CN109967314A (zh) * 2019-04-23 2019-07-05 上海艾郎风电科技发展（集团）有限公司 风电叶片腹板精确施胶装置
DE102019111951A1 (de) * 2019-05-08 2020-11-26 Airbus Operations Gmbh Vorrichtung
JP2023507405A (ja) * 2019-12-20 2023-02-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フィラメント接着剤を適用する方法
CN111730859B (zh) * 2020-07-06 2022-07-15 哈尔滨坤程科技有限公司 一种连续碳纤维3d打印机
CN116533540B (zh) * 2023-07-04 2023-09-08 常州市镭瞬超声技术有限公司 一种环形贴胶装置

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5121102Y2 (es) * 1972-11-08 1976-06-01
GB1399052A (en) * 1973-03-03 1975-06-25 Simon Ltd Henry Casemaking machinery
US4167916A (en) * 1976-09-27 1979-09-18 Lockwood Technical, Inc. Liquid loader for applicator pattern wheels
JPS6223691Y2 (es) * 1979-08-17 1987-06-17
JPS5746049Y2 (es) * 1979-12-04 1982-10-09
JPH0761686B2 (ja) * 1992-10-28 1995-07-05 三洋機工株式会社 シート積層造形方法および装置
US5443683A (en) * 1993-09-24 1995-08-22 Garrett; Jimmy R. Glue unit
JP2905077B2 (ja) * 1993-12-29 1999-06-14 株式会社キラ・コーポレーション シート積層造形法
DE69431311T2 (de) 1993-12-29 2003-07-31 Kira Corp., Aichi Vorrichtung zur Modellerzeugung durch Folienlaminierung
JP2749504B2 (ja) * 1993-12-29 1998-05-13 株式会社キラ・コーポレーション シート積層造形装置
DE69534794T2 (de) * 1994-08-17 2006-12-14 Minnesota Mining And Mfg. Co., St. Paul Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf Bögen
US6305769B1 (en) * 1995-09-27 2001-10-23 3D Systems, Inc. Selective deposition modeling system and method
DE19604761C2 (de) * 1996-02-09 1998-02-26 Windmoeller & Hoelscher Klebstoffauftragsvorrichtung
GB9607715D0 (en) * 1996-04-13 1996-06-19 Marrill Eng Co Ltd Rapid modelling
JPH10137650A (ja) * 1996-11-11 1998-05-26 Nordson Kk 接着剤のロール転写塗布方法及び装置
EP0897796B1 (de) * 1997-08-18 2000-04-26 Schablonentechnik Kufstein Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckschablone und hierfür geeignete Vorrichtung
US6506477B1 (en) * 1998-12-17 2003-01-14 Minolta Co., Ltd. Apparatus and method for forming three-dimensional object
JP2001001408A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Japan Steel Works Ltd:The ３次元立体造形方法および造形装置
US6348097B1 (en) * 1999-07-22 2002-02-19 Jimmy R. Garrett Glue wheel
US6346147B1 (en) * 1999-09-20 2002-02-12 Philip Morris Incorporated Dimple pattern glue roller
AU7721400A (en) 1999-09-30 2001-04-30 Owens Corning Roll adhesive application
WO2001038061A1 (en) 1999-10-26 2001-05-31 University Of Southern California Process of making a three-dimensional object
JP2001219108A (ja) * 2000-02-09 2001-08-14 Japan Steel Works Ltd:The 糊付装置および糊付け方法
US6484776B1 (en) * 2000-04-07 2002-11-26 Northrop Grumman Corporation System for constructing a laminate
JP2001334581A (ja) * 2000-05-24 2001-12-04 Minolta Co Ltd 三次元造形装置
US6471800B2 (en) * 2000-11-29 2002-10-29 Nanotek Instruments, Inc. Layer-additive method and apparatus for freeform fabrication of 3-D objects
US6986654B2 (en) * 2002-07-03 2006-01-17 Therics, Inc. Apparatus, systems and methods for use in three-dimensional printing
US6843853B2 (en) 2003-02-28 2005-01-18 Ford Global Technologies, Llc Material applicator assembly and a method for using the same
DE202004007945U1 (de) * 2004-05-14 2004-08-12 Man Roland Druckmaschinen Ag Sicherheitseinrichtung in einem Bogenausleger
JP4829033B2 (ja) * 2006-08-09 2011-11-30 株式会社小森コーポレーション 情報記録媒体供給装置
US20080229941A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Babak Heidari Nano-imprinting apparatus and method
GB2455124B (en) 2007-11-29 2010-07-14 Finite Engineering Solutions An adhesive dispensing device

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