ES2911255T3 - Sistema y método de alimentación de polvo para impresión 3D por proyección de polvo - Google Patents

Abstract

Sistema (1) de conmutación para una instalación (100) de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo (Pa), comprendiendo el sistema (1) de conmutación un cuerpo (10) que define: - al menos un primer conducto (G1) de gas aguas arriba configurado para recibir un gas, - al menos un primer conducto (A) de polvo aguas arriba configurado para recibir el primer polvo (Pa), - al menos un primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo para evacuar el primer polvo (Pa), y - un conducto (T) de trabajo aguas abajo configurado para alimentar una boquilla (3) diseñada para depositar al menos el primer polvo (Pa), caracterizado por que comprende además un distribuidor (2) móvil con respecto al cuerpo (10) en rotación alrededor de un eje (D), entre una posición de reposo, en la que el primer conducto (A) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo, y al menos una primera posición de alimentación, en la que el primer conducto (A) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al conducto (T) de trabajo aguas abajo, siendo el conducto (A) de polvo aguas arriba distinto del conducto (G1) de gas aguas arriba, por que el distribuidor (2) define: - un primer canal interno (23) adaptado para poner el primer conducto (A) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el conducto (T) de trabajo aguas abajo en la primera posición de alimentación, y - un segundo canal interno (21) adaptado para poner el primer conducto (A) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo en la posición de reposo, y por que: - en la posición de alimentación, el primer conducto (G1) de gas aguas arriba está conectado por el distribuidor (2) al primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo, por un tercer canal interno (22) definido por el distribuidor (2), y - en posición de reposo, el primer conducto (G1) de gas aguas arriba está conectado de manera fluida por el primer canal interno (23) del distribuidor (2) al conducto (T) de trabajo aguas abajo.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y método de alimentación de polvo para impresión 3D por proyección de polvo

La invención se refiere a un sistema de conmutación para una instalación de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo, así como a dicha instalación y a un procedimiento de implementación de dicho sistema.

La invención se refiere por ejemplo al campo de la fabricación rápida y a la reparación de piezas metálicas tridimensionales directamente a partir de un diseño asistido por ordenador (CAD). La invención recae sobre un sistema y mejoras de los procedimientos de distribución de material directamente para realizar una forma, generalmente denominada construcción láser por adición directa de material, que permite realizar piezas funcionales mediante la fusión de polvos metálicos por láser.

Los procedimientos de construcción aditiva o recarga por proyección de polvo metálico o Laser Metal Deposition (“Deposición Metálica por Láser”) (LMD) consisten en fundir polvos metálicos con un láser u otro procedimiento de fusión para generar un depósito de dimensiones perfectamente controladas. Las capas de material se apilan sucesivamente para crear piezas técnicas funcionales. Este método de fabricación de impresión 3D se puede utilizar en muchos campos técnicos que van desde la automoción hasta la aeronáutica.

Más particularmente, en LMD, las sucesivas capas de polvo metálico se inyectan directamente bajo un haz láser que fusiona la nueva capa con la anterior. Ventajosamente, esta técnica se basa en un cabezal de impresión. Siendo el cabezal o la pieza móvil sobre al menos un eje, el polvo se pulveriza por tanto exactamente bajo el haz del láser. El polvo puede tener características granulométricas que varían según la tecnología utilizada. Actualmente, las tecnologías LMD permiten un ahorro de material frente a un mecanizado clásico, en el que la eliminación de material puede alcanzar hasta el 80% de la pieza acabada. Dado el costo de los metales empleados en la industria, los fabricantes buscan técnicas para reducir el consumo de materiales. Por lo tanto, los actores de la fabricación aditiva tienden a reducir la cantidad de polvo utilizada al tiempo que se conservan las propiedades mecánicas de las piezas producidas.

Actualmente, las máquinas de impresión 3D LMD tienen al menos un distribuidor de polvo generalmente ubicado fuera del recinto de la máquina por razones de volumen, de llenado y de mantenimiento. El distribuidor distribuye continuamente polvo a través de una tubería flexible, hacia la boquilla de inyección. La boquilla de inyección guía el polvo hacia el haz del láser. El polvo se encamina generalmente en un flujo de gas portador, por ejemplo argón, para permitir su desplazamiento. El caudal de gas generalmente no varía durante la fabricación.

Generalmente, el caudal de gas portador es del orden de 3 litros por minuto para un tubo de 4 mm de diámetro interior.

Actualmente, la elevada distancia entre el distribuidor y la boquilla inducen un importante tiempo de respuesta entre el inicio y la llegada del polvo (alrededor de 10 segundos para una configuración actual). Este tiempo de respuesta es perjudicial para el desarrollo de esta tecnología, ya que el tiempo de respuesta impide que se pueda detener el caudal de polvo entre dos desplazamientos del cabezal de impresión sin disparo láser.

Una de las vías de reducción de los consumos de polvo no útiles considerada por los fabricantes es interrumpir bajo demanda el flujo de polvo hacia la boquilla mediante una simple electroválvula. Esta técnica tiene el inconveniente de que los canales de distribución del polvo tienden a obstruirse tan pronto como dejan de estar ventilados. Se conoce el documento US-A-2005/133527 que describe una válvula direccional que permite dirigir parcialmente el flujo de polvo hacia una evacuación o hacia el láser. Esta técnica no resuelve completamente el problema del desperdicio de polvo y no es aplicable a los sistemas que utilizan varios tipos de polvos para la fabricación de una pieza de múltiples metales.

Por tanto, la presente invención tiene como objetivo superar el inconveniente mencionado anteriormente, en particular proponiendo un sistema de conmutación para un dispositivo de impresión 3D por proyección de polvo, capaz de interrumpir muy rápidamente el caudal de polvo en la boquilla LMD, al tiempo que permite el reciclaje del polvo no utilizado, y que permite el restablecimiento muy rápido del caudal de polvo en la boquilla LMD tan pronto como el proceso de fabricación lo requiera.

A este efecto, la invención tiene por objeto un sistema de conmutación para una instalación de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo, comprendiendo el sistema de conmutación un cuerpo que define:

- al menos un primer conducto de gas aguas arriba configurado para recibir un gas,

- al menos un primer conductor de polvo aguas arriba configurado para recibir el primer polvo,

- al menos un primer conducto de evacuación aguas abajo para evacuar el primer polvo, y

- un conducto de trabajo aguas abajo configurado para alimentar una boquilla destinada a depositar al menos el primer polvo,

comprendiendo además un distribuidor móvil con respecto al cuerpo, en rotación alrededor de un eje, entre una posición de reposo, en la que el primer conducto de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor al primer conducto de evacuación aguas abajo, y al menos una primera posición de alimentación, en el que el primer conducto de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor al conducto de trabajo aguas abajo,

siendo el conducto de polvo aguas arriba distinto del conducto de gas aguas arriba,

y donde el distribuidor define:

- un primer canal interno adaptado para colocar el primer conducto de polvo aguas arriba en continuidad hidráulica con el conducto de trabajo aguas abajo en la primera posición de alimentación, y

- un segundo canal interno adaptado para colocar el primer conducto de polvo aguas arriba en continuidad hidráulica con el primer conducto de evacuación aguas abajo en la posición de reposo,

tal que:

- en la posición de alimentación, el primer conducto de gas aguas arriba está conectado por el distribuidor al primer conducto de evacuación aguas abajo, por un tercer canal interno definido por el distribuidor, y tal que

- en la posición de reposo, el primer conducto de gas aguas arriba está conectado hidráulicamente por el primer canal interno del distribuidor al conducto de trabajo aguas abajo.

Según modos de realización particulares, el sistema de conmutación comprende una o más de las siguientes características, tomadas por separado o según todas las combinaciones técnicas posibles:

- el cuerpo define además un segundo conducto de polvo aguas arriba configurado para recibir un segundo polvo ventajosamente distinto del primer polvo y destinado a ser proyectado por la instalación de impresión 3D, y un segundo conducto de evacuación aguas abajo para evacuar el segundo polvo, estando el segundo conducto de polvo aguas arriba conectado hidráulicamente por el distribuidor al segundo conducto de evacuación aguas abajo en la primera posición de alimentación, siendo el distribuidor además móvil con respecto al cuerpo, en rotación alrededor del eje, hacia una segunda posición de alimentación, en la que el segundo conducto de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor al conducto de trabajo aguas abajo y en el que el primer conducto de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor al primer conducto de evacuación aguas abajo;

- el distribuidor define un primer canal interno adaptado para llevar el primer conducto de polvo aguas arriba a continuidad hidráulica con el conducto de trabajo aguas abajo en la primera posición de alimentación, y para llevar el segundo conducto de polvo aguas arriba a continuidad hidráulica con el conducto de trabajo aguas abajo en la segunda posición de alimentación, y un segundo canal interno adaptado para llevar el primer conducto de polvo aguas arriba a continuidad hidráulica con el primer conducto de evacuación aguas abajo en la segunda posición de alimentación, y para poner el segundo conducto de polvo aguas arriba en continuidad hidráulica con el segundo conducto de evacuación aguas abajo en la primera posición de alimentación;

- el cuerpo define además un segundo conducto de gas aguas arriba configurado para recibir un gas; en la segunda posición de alimentación, el segundo conducto de gas aguas arriba está conectado por el distribuidor al primer conducto de evacuación aguas abajo, por un tercer canal interno definido por el distribuidor;

- el cuerpo define: N conductos de polvo aguas arriba configurados para recibir N polvos ventajosamente distintos en ellos y destinados a ser proyectados por la instalación de impresión 3D, siendo N un número entero mayor o igual a 3; y N conductos de evacuación aguas abajo para evacuar respectivamente los N polvos, siendo el distribuidor móvil con respecto al cuerpo, en rotación alrededor del eje, entre al menos N posiciones de alimentación, en las que respectivamente uno de los N conductos de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor al conducto de trabajo aguas abajo y en las que los otros de los N conductos de polvo aguas arriba están conectados hidráulicamente por el distribuidor respectivamente a los conductos de evacuación aguas abajo; y

- el cuerpo define un alojamiento que recibe el distribuidor, estando delimitado el alojamiento por una pared radialmente interna del cuerpo, definiendo la pared una primera ranura circular configurada para formar un colector de gas, definiendo además la pared alvéolos en comunicación fluida con la primera ranura y configurados para hacer estar enfrentados a los N conductos de evacuación aguas abajo, y/o una segunda ranura circular configurada para formar un colector de gas, definiendo además la pared alvéolos en comunicación fluida con la segunda ranura y configurados para estar enfrentados a los N conductos de polvo aguas arriba.

La invención por objeto, según otro aspecto, una instalación de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo, comprendiendo la instalación de impresión 3D:

- un sistema de conmutación como se ha definido anteriormente, y

- una boquilla destinada a depositar al menos el primer polvo, estando configurada la boquilla para ser alimentada con el primer polvo por el tubo de trabajo aguas abajo en la posición de alimentación.

La invención también tiene por objeto, según otro aspecto, un procedimiento de conmutación de polvo adaptado para ser implementado en una instalación de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo, comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

- suministro de un sistema de conmutación,

- colocación del distribuidor en la primera posición de alimentación,

- recepción de un gas por el primer conducto de gas aguas arriba,

- recepción del primer polvo en el primer conducto de polvo aguas arriba,

- alimentación de la boquilla con el primer polvo por el conducto de trabajo aguas abajo, y depósito del primer polvo por la boquilla,

- colocación del distribuidor en la posición de reposo, y

- evacuación del primer polvo por el primer conducto de evacuación aguas abajo. Según un modo de realización particular, el procedimiento es tal que:

- en la etapa de suministro del sistema de conmutación, el cuerpo define una pluralidad de conductos de polvo aguas arriba configurados para recibir una pluralidad de polvos ventajosamente distintos en ellos, una pluralidad de conductos de evacuación aguas abajo para evacuar respectivamente los polvos, siendo el distribuidor móvil con respecto al cuerpo, en rotación alrededor del eje, entre una pluralidad de posiciones de alimentación, en las que, respectivamente, uno de los conductos de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor al conducto de trabajo aguas abajo y en el que los otros de los conductos de polvo aguas arriba están conectados hidráulicamente por el distribuidor a los conductos de evacuación aguas abajo,

- el procedimiento utiliza una pluralidad de fuentes de alimentación que suministran los polvos, y

- el distribuidor se desplaza entre la pluralidad de posiciones.

Las características y ventajas de la invención aparecerán con la lectura de la siguiente descripción, dada únicamente a título de ejemplo, y no limitativo, realizada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una representación esquemática de una instalación de impresión 3D según la invención,

La figura 2 es una vista en perspectiva del sistema de conmutación de dos vías representada en la figura 1.

La figura 3 es una vista en corte vertical del sistema de conmutación representado en las figuras 1 y 2.

Las figuras 4 y 5 son esquemas de funcionamiento del sistema de conmutación representado en las figuras 1 a 3, respectivamente en dos posiciones del distribuidor del sistema de conmutación.

La figura 6 es un esquema de funcionamiento de otro sistema de conmutación según la invención que emplea tres polvos, y

La figura 7 es un corte vertical de otro sistema de conmutación según la invención que emplea seis polvos, y La figura 8 es una vista en perspectiva cortada para mostrar un alojamiento interno del cuerpo del sistema de conmutación representado en la figura 7.

Con referencia a la figura 1, se describe una instalación 100 de impresión 3D según la invención. Sin embargo, la invención se aplica a todos los sectores que implican la transferencia de polvo, cualquiera que sea la tecnología de fabricación aditiva, en particular, la impresión SLM.

La instalación 100 comprende un cabezal 102 de impresión que incluye una boquilla 3 destinada a depositar polvos Pa, Pb para fabricar un objeto 104, y recuperadores 4, 5 para recuperar los polvos Pa, Pb. La instalación 100 también comprende una fuente láser 106, una fuente 108 de polvo Pa, una fuente 110 de polvo Pb, una fuente 112 de gas y un sistema 1 de conmutación configurado para cambiar de un polvo a otro.

La instalación 100 comprende finalmente un sistema 114 de desplazamiento para mover el cabezal 112 de impresión al menos verticalmente, un sistema 116 de desplazamiento adaptado para desplazar el objeto 104 en dos direcciones horizontales, y un sistema 118 de control adaptado para controlar la instalación 100.

Diversos polvos metálicos tales como: los aceros y aceros inoxidables, o todas las aleaciones metálicas, por ejemplo, bases de níquel, bases de cobalto, aleaciones de titanio, de cobre o de aluminio, los materiales cerámicos, los compuestos inter-metálicos y también los polímeros u otros compuestos, se pueden usar por separado o en distintas capas para la fabricación de piezas completas, la reparación de piezas desgastadas, o el revestimiento superficial de piezas metálicas. Los procedimientos pueden variar según las características deseadas y el uso de la pieza a fabricar, por lo que la alimentación de una boquilla de fabricación aditiva tipo LMD necesita a menudo varios distribuidores de polvo distintos a conectar según las necesidades.

Con referencia a las figuras 2 a 5, el sistema 1 de conmutación comprende dos conductos o líneas A y B aguas arriba de polvos Pa y Pb, dos conductos Ra y Rb aguas abajo de evacuación de los polvos Pa y Pb, dos conductos G1 y posiblemente G2 de gas aguas arriba según la configuración de la llave de paso, y un conducto T de trabajo aguas abajo conectado a la boquilla 3 de depósito o pulverización de polvo Pa o Pb. Este sistema 1 de conmutación se coloca lo más cerca posible de la boquilla 3 de pulverización de polvo hacia el láser para minimizar las pérdidas de polvo al cambiar el polvo o del basculamiento de un modo ON (en funcionamiento) hacia un modo OFF (parado) del caudal de polvo y para reducir el tiempo de respuesta a los cambios en el proceso de fabricación.

La Figura 3 muestra el interior del sistema 1 de conmutación. El sistema 1 de conmutación comprende un cuerpo 10 que define los conductos A, B, G1, G2, aguas arriba, los conductos Ra, Rb aguas abajo y el conducto T de trabajo aguas abajo.

Según un modo de realización particular, el cuerpo 10 define también unos conductos RG1, RG2 de purga (figura 2).

Visto a lo largo de un eje D del sistema 1 de conmutación, los conductos A y Ra, por una parte, y los conductos B y Rb, por otra parte, son sustancialmente opuestos diametralmente entre sí. De manera similar, los conductos G1 y RG1, por una parte, y G2 y RG2, por otra parte, son sustancialmente opuestos diametralmente.

Siempre a la vista según el eje D, los conductos G1 y G2 de gas aguas arriba están dispuestos en ángulo sustancialmente recto, estando el conducto G1 situado angularmente a igual distancia entre el conducto A aguas arriba y el conducto Rb de evacuación, y estando situado el conducto G2 entre los conductos A y B.

El conducto T de trabajo aguas abajo se extiende sustancialmente en la prolongación del eje D.

Según la invención, el sistema 1 de conmutación comprende en su centro un distribuidor 2 móvil con respecto al cuerpo 10, en rotación a lo largo de un eje D, entre una primera posición de alimentación, representada en las figuras 2 a 4, una segunda posición de alimentación, representada en la figura 5, y una posición de reposo o limpieza (no representada, pero deducida de lo anterior por una rotación del distribuidor 2).

El eje D es aquí un eje longitudinal del sistema 1 de conmutación, ventajosamente vertical.

En este ejemplo, el distribuidor 2 tiene forma de casquillo central cónico, pero podría ser cilíndrico o incluso esférico o hemisférico como variante.

El distribuidor 2 define los canales internos 21, 22 y 23 que ponen en relación hidráulica los conductos A, B, G1, G2 aguas arriba y los conductos Ra, Rb, T aguas abajo.

Como se ve en la figura 3, el canal 21 va recto para enviar el polvo Pb directamente desde el conducto B aguas arriba hacia el conducto Rb aguas abajo para ser reciclado. El canal 22 gira sustancialmente 45° con la horizontal para obtener un ángulo de 135° entre el inicio y el final del canal 22. Este pasa, por ejemplo, por encima del canal 21 para enviar gas desde G1 a la línea Ra para ser purgado. El canal 23 es alimentado por el conducto A y dirige el caudal de polvo Pa hacia el conducto T de trabajo aguas abajo para alimentar la boquilla 3.

Al girar el distribuidor 2 alrededor del eje D, cambian las conexiones de los canales 21, 22 y 23 con los conductos aguas arriba y aguas abajo. El canal 23 es opcionalmente conectado al conducto A aguas arriba para recibir el polvo Pa, al conducto B aguas arriba para recibir el polvo Pb o al conducto G1 de gas aguas arriba para purgar el conducto T de trabajo aguas abajo de cualquier residuo de polvo. Los otros canales 21 y 22 se utilizan para desviar un caudal de polvo no utilizado o para purgar un conducto aguas abajo. El distribuidor 2 es puesto en rotación según el eje D por cualquier tipo de sistema mecánico, en particular gato, motor eléctrico, activador magnético, etc.

La figura 4 muestra un esquema de funcionamiento del distribuidor 2, con dos tipos de polvo y tres posiciones posibles del distribuidor. Las posiciones se toman en función de las rotaciones del distribuidor 2. En la figura 4, la posición representada es una primera posición de alimentación que permite utilizar el polvo Pa como polvo de trabajo, ya que es enviado directamente desde el conducto A aguas arriba a la boquilla 3 por el conducto T de trabajo aguas abajo y el canal 23 del distribuidor 2.

El conducto B alimentado con polvo Pb está conectado al canal Rb aguas abajo por el canal 21. El polvo Pb se recupera en el recuperador 4 de polvo Pb. El conducto 1 de gas aguas arriba está conectado al conducto Ra aguas abajo por el canal 22 del distribuidor 2. Esta conexión tiene la ventaja de limpiar el conducto Ra aguas abajo por soplado de gas, evitando así el atasco de este conducto.

El polvo Pa es recuperado por el recuperador 5 específico para el polvo Pa. A la salida de los recuperadores 4 y 5 está conectada una unidad 7 de aspiración y filtración de gas (figuras 4 a 6).

La figura 5 muestra el mismo sistema 1 de conmutación en una segunda posición de alimentación que permite el encaminamiento del polvo Pb hacia la boquilla 3. El conducto B aguas arriba está conectado al conducto T de trabajo aguas abajo a través del canal 23 del distribuidor 2. El polvo Pa sigue llegando por el conducto A aguas arriba, pero es desviado hacia el tubo Ra aguas abajo por el canal 21, para reciclarlo y mantener una circulación de polvo para mayor reactividad durante los cambios de polvo a nivel de la boquilla 3. El conducto G1 aguas arriba conectado al canal 22 limpia el conducto Rb aguas abajo para evitar el depósito de polvo Pb.

El conducto T de trabajo aguas abajo es entonces ventajosamente alimentado únicamente con gas por el conducto G1 de gas aguas arriba y el canal 23, lo que tiene por efecto detener la inyección de polvo y limpiar el conducto T aguas abajo hasta la boquilla 3 en el momento del cambio de posición entre A y B.

Asimismo, el canal 21 es recorrido por el gas puro procedente del conducto G1 en una posición intermedia, durante la transición entre la primera posición de alimentación y la segunda posición de alimentación. Luego, el gas es evacuado hacia el conducto RG1 de purga.

En otra posición intermedia, el gas procedente del conducto G2 circula por el canal 21 y es evacuado por el conducto RG2 de purga.

Esta posición intermedia del distribuidor 2 interviene durante el paso de la alimentación de polvo A, a la alimentación de polvo B. En este caso, se produce un breve corte de alimentación A y B mientras el canal 23 pasa por un conducto G1 o G2, para limpiar el conducto T aguas abajo hasta la boquilla 3.

En uso normal, los conductos A o B aguas arriba solo se activan de 15 a 20 segundos antes de la necesidad real de usar polvo Pa o Pb. El cambio de polvo Pa a polvo Pb, y viceversa, se realiza basculando el distribuidor de una línea activa (por ejemplo, A) a una línea inactiva (por ejemplo, B). Es raro pero posible que las líneas A y B se utilicen al mismo tiempo y que sea útil una conmutación inmediata de A a B. Para las aplicaciones de dos componentes, una válvula de 3 vías es la más adecuada (véase en las figs. 7 y 8 un ejemplo de una válvula de seis vías).

Para evitar el desgaste de los conductos y el desperdicio de gas portador, el distribuidor de polvo y la circulación de gas en los circuitos no utilizados se activan y desactivan unos segundos antes y después de la necesidad efectiva de uso de cada polvo.

La figura 6 presenta otro esquema de funcionamiento según otro ejemplo de realización de la invención con la utilización de tres polvos diferentes Pa, Pb, Pc. En este ejemplo, el sistema 1 de conmutación es análogo al representado en las figuras 1 a 5. A continuación se describen sólo las diferencias.

El sistema 1 de conmutación, en este ejemplo, conecta tres conductos A, B, C, de polvo aguas arriba, un conducto G1 de gas aguas arriba con tres conductos de evacuación aguas abajo y un conducto T de trabajo aguas abajo. Para permitir esta conexión, el sistema 1 de conmutación comprende un distribuidor 2 que tiene cuatro canales 21,22, 23, 24 de conexión. El distribuidor 2 puede adoptar cuatro posiciones diferentes para asegurar el funcionamiento del sistema 1 y dirigir el polvo adecuado hacia la boquilla 3 en el momento adecuado según el plan de fabricación.

La figura 7 presenta un esquema de funcionamiento según otro ejemplo de realización de la invención, similar a los representados en las figuras 1 a 6. A continuación se describen sólo las diferencias.

En este ejemplo, el sistema 1 de conmutación incluye seis líneas distintas de alimentación de polvo y seis líneas de reciclaje.

Este ejemplo muestra cómo un sistema de alvéolos entre líneas 26, 26A (Fig. 8) permite, por un lado, limpiar los canales internos del distribuidor 2 entre cada paso de una línea a la otra, gracias a un aporte de gas puro en una ranura circular 24, y por el otro para recoger los residuos de polvo que pudieran haber quedado atrapados en los circuitos en el momento del cambio de línea sobre una segunda ranura circular 25.

El número de conductos del sistema 1 de conmutación y de canales del distribuidor 2 se puede aumentar para utilizar un número determinado de polvos diferentes para alimentar la boquilla 3 bajo demanda, automáticamente, sin modificar el cableado y sin pérdida de polvo.

Alimentar con gas solamente una línea situada entre dos líneas de alimentación de polvo, se beneficia ventajosamente de una posición de "reposo" que puede prolongarse, en el momento del cambio de posición entre las dos líneas de alimentación o de un corte del haz de láser efectuado entre dos tiros

Un distribuidor rotativo parece más adecuado para permitir la integración de estos conductos y canales, pero también para satisfacer la necesidad de compacidad del sistema 1 de conmutación. De hecho, la compacidad del sistema 1 de conmutación permite colocarlo lo más cerca posible del cabezal de impresión 3D.

Según la invención, el número de polvos utilizados no está limitado.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Sistema (1) de conmutación para una instalación (100) de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo (Pa), comprendiendo el sistema (1) de conmutación un cuerpo (10) que define:

- al menos un primer conducto (G1) de gas aguas arriba configurado para recibir un gas,

- al menos un primer conducto (A) de polvo aguas arriba configurado para recibir el primer polvo (Pa),

- al menos un primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo para evacuar el primer polvo (Pa), y

- un conducto (T) de trabajo aguas abajo configurado para alimentar una boquilla (3) diseñada para depositar al menos el primer polvo (Pa),

caracterizado por que comprende además un distribuidor (2) móvil con respecto al cuerpo (10) en rotación alrededor de un eje (D), entre una posición de reposo, en la que el primer conducto (A) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo, y al menos una primera posición de alimentación, en la que el primer conducto (A) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al conducto (T) de trabajo aguas abajo,

siendo el conducto (A) de polvo aguas arriba distinto del conducto (G1) de gas aguas arriba,

por que el distribuidor (2) define:

- un primer canal interno (23) adaptado para poner el primer conducto (A) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el conducto (T) de trabajo aguas abajo en la primera posición de alimentación, y

- un segundo canal interno (21) adaptado para poner el primer conducto (A) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo en la posición de reposo,

y por que:

- en la posición de alimentación, el primer conducto (G1) de gas aguas arriba está conectado por el distribuidor (2) al primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo, por un tercer canal interno (22) definido por el distribuidor (2), y - en posición de reposo, el primer conducto (G1) de gas aguas arriba está conectado de manera fluida por el primer canal interno (23) del distribuidor (2) al conducto (T) de trabajo aguas abajo.

2. Sistema (1) de conmutación según la reivindicación 1, caracterizado por que el cuerpo (10) define, además: - un segundo conducto (B) de polvo aguas arriba configurado para recibir un segundo polvo (Pb) ventajosamente distinto del primer polvo (Pa) y destinado a ser proyectado por la instalación (100) de impresión 3D, y

- un segundo conducto (Rb) de evacuación aguas abajo para evacuar el segundo polvo (Pb),

estando el segundo conducto (B) de polvo aguas arriba conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al segundo conducto (Rb) de evacuación aguas abajo en la primera posición de alimentación,

siendo el distribuidor (2) además móvil con respecto al cuerpo (10), en rotación alrededor el eje (D), hacia una segunda posición de alimentación, en la que el segundo conducto (B) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al conducto (T) de trabajo aguas abajo y en el que el primer conducto (A) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo.

3. Sistema (1) de conmutación según la reivindicación 2, caracterizado por que el distribuidor (2) define:

- un primer canal interno (23) adaptado para poner el primer conducto (A) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el conducto (T) de trabajo aguas abajo en la primera posición de alimentación, y para poner el segundo conducto (B) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el conducto (T) de trabajo aguas abajo en la segunda posición de alimentación, y

- un segundo canal interno (21) adaptado para poner el primer conducto (A) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo en la segunda posición de alimentación, y para poner el segundo conducto (B) de polvo aguas arriba en continuidad fluida con el segundo conducto (Rb) de evacuación aguas abajo en la primera posición de alimentación.

4. Sistema (1) de conmutación según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por que:

- el cuerpo (10) define además un segundo conducto (G2) de gas aguas arriba configurado para recibir un gas, - en la segunda posición de alimentación, el segundo conducto (G2) de gas aguas arriba está conectado por el distribuidor (2) al primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo, por un tercer canal interior (22) definido por el distribuidor (2).

5. Sistema (1) de conmutación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el cuerpo (10) define:

- N conductos (A, B) de polvo aguas arriba configurados para recibir N polvos (Pa, Pb) ventajosamente distintos entre sí y destinados a ser proyectados por la instalación (100) de impresión 3D, siendo N un número entero mayor o igual a 3, - N conductos (Ra, Rb) de evacuación aguas abajo para evacuar respectivamente los N polvos (Pa, Pb), siendo el distribuidor (2) móvil con respecto al cuerpo (10), en rotación alrededor del eje (D), entre al menos N posiciones de alimentación, en las que respectivamente uno de los N conductos (A, B) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al conducto (T) de trabajo aguas abajo y en las que los otros N conductos (A, B) de polvo aguas arriba están conectados hidráulicamente por el distribuidor (2) respectivamente a los conductos (Ra, Rb) de evacuación aguas abajo.

6. Sistema de conmutación (1) según la reivindicación 5, caracterizado por que el cuerpo (10) define un alojamiento (2A) que recibe el distribuidor (2), estando delimitado el alojamiento (2A) por una pared radialmente interna (2B) del cuerpo (10), definiendo la pared (2B):

- una primera ranura circular (24) configurada para formar un colector de gas, definiendo la pared (2B) además alvéolos (26) en comunicación fluida con la primera ranura (24) y configurados para estar enfrentados a los N conductos (Ra, Rb) de evacuación aguas abajo, y/o

- una segunda ranura circular (25) configurada para formar un colector de gas, definiendo la pared (2B) además alvéolos (26A) en comunicación fluida con la segunda ranura (25) y configurados para estar enfrentados a los N conductos (A, B) de polvo aguas arriba.

7. Instalación (100) de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo (Pa), comprendiendo la instalación (100) de impresión 3D:

- un sistema (1) de conmutación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y

- una boquilla (3) destinada a depositar al menos el primer polvo (Pa), estando configurada la boquilla (3) para ser alimentada con el primer polvo (Pa) por el conducto (T) de trabajo aguas abajo en la posición de alimentación.

8. Procedimiento de conmutación de polvo, adaptado para ser implementado en una instalación (100) de impresión 3D por proyección de al menos un primer polvo (Pa), comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

- suministro de un sistema (1) de conmutación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,

- colocación del distribuidor (2) en la primera posición de alimentación,

- recepción de un gas por el primer conducto (G1) de gas aguas arriba,

- recepción del primer polvo (Pa) en el primer conducto (A) de polvo aguas arriba,

- alimentación de la boquilla (3) del primer polvo (Pa) por el conducto (T) de trabajo aguas abajo, y depósito del primer polvo (Pa) por la boquilla (3),

- colocación del distribuidor (2) en la posición de reposo, y

- evacuación del primer polvo (Pa) por el primer conducto (Ra) de evacuación aguas abajo.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que:

- en la etapa de suministro del sistema (1) de conmutación, el cuerpo (10) define una pluralidad de conductos (A, B) de polvo aguas arriba, configurados para recibir una pluralidad de polvos (Pa, Pb) ventajosamente distintos entre sí, una pluralidad de conductos (Ra, Rb) de evacuación aguas abajo para evacuar respectivamente los polvos (Pa, Pb), siendo el distribuidor (2) móvil con respecto al cuerpo (10) en rotación alrededor del eje (D), entre una pluralidad de posiciones de alimentación, en las que respectivamente uno de los conductos (A, B) de polvo aguas arriba está conectado hidráulicamente por el distribuidor (2) al conducto (T) de trabajo aguas abajo y en las que los otros conductos (A, B) de polvo aguas arriba están conectados hidráulicamente por el distribuidor (2) a los conductos (Ra, Rb) de evacuación aguas abajo,

- el procedimiento implementa una pluralidad de fuentes (108, 110) de alimentación que suministran los polvos (Pa, Pb), y

- el distribuidor (2) se desplaza entre la pluralidad de posiciones.