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ES2362999T3 - PROCEDURE AND DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS BY RADIATION OF MICROWAVES AND MOLDED BODIES SO OBTAINED. - Google Patents

PROCEDURE AND DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS BY RADIATION OF MICROWAVES AND MOLDED BODIES SO OBTAINED. Download PDF

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Publication number
ES2362999T3
ES2362999T3 ES04100652T ES04100652T ES2362999T3 ES 2362999 T3 ES2362999 T3 ES 2362999T3 ES 04100652 T ES04100652 T ES 04100652T ES 04100652 T ES04100652 T ES 04100652T ES 2362999 T3 ES2362999 T3 ES 2362999T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
powder
substrate
susceptor
layer
carried out
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES04100652T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Maik Grebe
Sylvia Monsheimer
Franz-Erich Baumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
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Abstract

The present invention relates to a process for bonding material to produce three-dimensional objects by means of selective heating via microwave radiation. Unlike selective laser sintering, the present process for producing three-dimensional objects uses the type of simple microwave radiation available in any household. The selectivity of heating is achieved by applying a susceptor to certain subregions of a layer composed of a pulverulent substrate, and then heating the susceptor by means of microwave radiation. The heated susceptor transfers the energy present therein to a pulverulent substrate surrounding the susceptor, and the substrate is thereby melted, giving firm bonding within the substrate after cooling.

Description

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de objetos tridimensionales a partir de un sustrato en forma de polvo mediante unión p. ej. mediante fusión o sinterización de partes del sustrato, en donde la energía calorífica necesaria para la unión del sustrato es generada mediante radiación de microondas a través de un susceptor y es entregada a las zonas parciales del sustrato a través de éste. The invention relates to a process for the manufacture of three-dimensional objects from a substrate in powder form by means of union p. ex. by fusion or sintering of parts of the substrate, where the heat energy necessary for the substrate binding is generated by microwave radiation through a susceptor and is delivered to the partial areas of the substrate through it.

La provisión fluida de prototipos es una misión establecida a menudo en los últimos tiempos. En el estado conocido de la técnica se describen, por una parte, el método de la estereolitografía, teniendo éste el inconveniente de que durante la fabricación de los prototipos a partir de un líquido (resina) son necesarias complejas estructuras de apoyo, y los prototipos obtenidos presentan propiedades mecánicas relativamente malas, que han de atribuirse al número limitado de materias primas. The fluid provision of prototypes is a mission often established in recent times. In the known state of the art, the method of stereolithography is described, on the one hand, having the disadvantage that complex support structures and prototypes are necessary during the manufacture of prototypes from a liquid (resin). obtained have relatively bad mechanical properties, which must be attributed to the limited number of raw materials.

El otro procedimiento mencionado a menudo en el estado conocido de la técnica, que es bien adecuado para la finalidad del prototipado rápido, es la sinterización selectiva por láser (SSL) que ya ha encontrado una amplia difusión. En el caso de este procedimiento, polvos de material sintético son iluminados en una cámara brevemente de forma selectiva con un rayo láser, con lo que funden las partículas de polvo que son alcanzadas por el rayo láser. Las partículas fundidas se mezclan entre sí y se consolidan de forma relativamente rápida de nuevo para formar una masa sólida. Mediante la iluminación repetida de capas aplicadas cada vez de nuevo, pueden fabricarse con este procedimiento, de forma sencilla y rápida, cuerpos tridimensionales complejos. The other procedure often mentioned in the known state of the art, which is well suited for the purpose of rapid prototyping, is selective laser sintering (SSL) that has already found widespread diffusion. In the case of this procedure, synthetic material powders are briefly illuminated in a chamber selectively with a laser beam, thereby melting the dust particles that are reached by the laser beam. The molten particles mix together and consolidate relatively quickly again to form a solid mass. By repeated illumination of layers applied each time again, complex three-dimensional bodies can be manufactured with this procedure, simply and quickly.

El procedimiento de la sinterización por láser (prototipado rápido) para la fabricación de cuerpos moldeados a partir de polímeros en forma de polvo se describe ampliamente en los documentos de patente US 6.136.948 y WO 96/06881 (ambos de DTM Corporation). Los procedimientos SSL descritos en el estado conocido de la técnica tienen el inconveniente de que para este procedimiento se requiere una técnica láser costosa. Tanto el láser que actúa como fuente de energía como los dispositivos ópticos necesarios para la preparación y la guía del rayo láser, tales como lentes, ensanchadores y espejos reflectores, son extremadamente caros y sensibles. Se han desarrollado otros procedimientos para el prototipado rápido, los cuales, sin embargo, (todavía) no han adquirido una comercialización. En el documento WO 01/38061 se describe un procedimiento para la fabricación de prototipos, el cual se basa en que se emplean inhibidores de sinterización que impiden una sinterización, desencadenada mediante el aporte de energía, de sustrato en forma de polvo en las zonas seleccionadas. En el caso de este procedimiento se puede renunciar a una compleja técnica de láser. No obstante, con este procedimiento no es posible un aporte específico de calor. Lo desventajoso de este procedimiento es, p. ej., que el polvo circundante que no fue fundido, contiene el inhibidor y, por lo tanto, no puede ser reciclado. Además, para este procedimiento se ha desarrollar un nuevo software, dado que precisamente no se imprime como es habitual la sección transversal de la pieza, sino el entorno. En el caso de despullas y variaciones en la sección transversal es necesaria una aplicación en gran superficie de inhibidores. Además, existe el riesgo de la formación de retenciones de calor. The process of laser sintering (rapid prototyping) for the manufacture of molded bodies from powder polymers is described extensively in US 6,136,948 and WO 96/06881 (both of DTM Corporation). The SSL procedures described in the known state of the art have the disadvantage that an expensive laser technique is required for this procedure. Both the laser that acts as a source of energy and the optical devices necessary for the preparation and guidance of the laser beam, such as lenses, wideners and reflector mirrors, are extremely expensive and sensitive. Other procedures for rapid prototyping have been developed, which, however, have not yet acquired commercialization. In WO 01/38061 a process for the manufacture of prototypes is described, which is based on the use of sintering inhibitors that prevent sintering, triggered by the supply of energy, of substrate in powder form in the selected areas. . In the case of this procedure you can give up a complex laser technique. However, a specific heat input is not possible with this procedure. The disadvantage of this procedure is, e.g. For example, that the surrounding powder that was not melted contains the inhibitor and therefore cannot be recycled. In addition, for this procedure a new software has been developed, since it is precisely not printed as usual the cross section of the piece, but the environment. In the case of plugs and cross-sectional variations, a large-scale application of inhibitors is necessary. In addition, there is a risk of heat retention formation.

En el documento US 5 338 611 se describe el empleo de radiación de microondas para la fusión de polímeros, empleándose polímeros en forma de polvo y negro de carbono de escala nanométrica. No se describe la fabricación de prototipos. En el documento DE 197 27 677 se generan prototipos mediante la acción de un rayo de microondas enfocado sobre zonas elegidas de capas en forma de polvo. Mediante la acción del rayo de microondas predeterminado, los sustratos en forma de polvo se unen mediante pegado, sinterización o fusión en la capa así como con los sustratos en forma de polvo en la capa situada por debajo. También, en el caso de este procedimiento se requiere una técnica compleja con el fin de permitir que la radiación de microondas acceda solamente a las zonas seleccionadas. US 5 338 611 describes the use of microwave radiation for polymer fusion, using polymers in the form of powder and carbon black on a nanometric scale. Prototype manufacturing is not described. In DE 197 27 677 prototypes are generated by the action of a microwave beam focused on selected areas of layers in powder form. Through the action of the predetermined microwave beam, the powder-shaped substrates are bonded by bonding, sintering or melting in the layer as well as with the powder-shaped substrates in the layer below. Also, in the case of this procedure a complex technique is required in order to allow microwave radiation to access only the selected areas.

El documento EP 888868 da a conocer las características de las cláusulas precaracterizantes de las reivindicaciones 1 y 20. EP 888868 discloses the characteristics of the pre-characterizing clauses of claims 1 and 20.

Los procedimientos para la fabricación de prototipos, conocidos por el estado de la técnica, son todos relativamente complejos en relación con la técnica utilizada. En particular, el empleo de lásers o radiación enfocada de microondas requiere una elevada precisión y, con ello, equipos costosos y propensos a las averías. Para la fabricación de prototipos son ciertamente adecuados los procedimientos conocidos, pero estos procedimientos son inadecuados para la aplicación en la fabricación rápida o como aplicación en el hogar. The procedures for the manufacture of prototypes, known by the state of the art, are all relatively complex in relation to the technique used. In particular, the use of lasers or microwave focused radiation requires high precision and, therefore, expensive and prone to damage equipment. Known procedures are certainly suitable for prototyping, but these procedures are unsuitable for application in rapid manufacturing or as a home application.

Por lo tanto, era misión de la presente invención proporcionar un procedimiento para la fabricación de objetos tridimensionales que pudiera llevarse a cabo con un equipo sencillo, con ello económico y no propenso a las averías. Las piezas constructivas deberían realizarse preferiblemente de forma robusta, pudiéndose recurrir a piezas constructivas de equipos de las necesidades cotidianas. Therefore, it was the mission of the present invention to provide a process for the manufacture of three-dimensional objects that could be carried out with simple equipment, thereby economical and not prone to breakdowns. The construction pieces should preferably be carried out in a robust way, being able to resort to construction pieces of equipment of the daily necessities.

Sorprendentemente, se encontró que es relativamente sencillo fabricar objetos tridimensionales a partir de sustratos en forma de polvo mediante radiación de microondas, p. ej. también mediante aparatos de cocina de microondas, al aplicar sobre una capa a base de un sustrato en forma de polvo, que no absorbe la radiación de microondas o sólo lo hace defectuosamente, un susceptor sobre las zonas a unir de la capa, que puede absorber la radiación de microondas y que emite la energía absorbida en forma de calor al sustrato que le rodea, con lo que el sustrato de la capa o bien eventualmente una capa situada por debajo o por encima puede ser unida en las zonas mencionadas mediante fusión o sinterización. La aplicación del susceptor puede tener lugar con un cabezal de impresión, de manera similar al de una impresora de chorro de tinta. Surprisingly, it was found that it is relatively simple to manufacture three-dimensional objects from substrates in powder form by microwave radiation, e.g. ex. also by microwave cooking appliances, when applied on a layer based on a substrate in the form of dust, which does not absorb microwave radiation or only defectively, a susceptor on the areas to join the layer, which can absorb microwave radiation and emitting the energy absorbed in the form of heat to the substrate that surrounds it, whereby the substrate of the layer or possibly a layer located below or above can be joined in the aforementioned areas by fusion or sintering . The application of the susceptor can take place with a printhead, similar to that of an inkjet printer.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención un procedimiento para la fabricación de un objeto tridimensional, el Therefore, a process for the manufacture of a three-dimensional object, the object of the present invention, is

cual se caracteriza porque comprende las etapas de a) proporcionar una capa de un sustrato en forma de polvo, b) aplicar selectivamente al menos un susceptor que absorbe microondas sobre zonas a tratar de la which is characterized in that it comprises the steps of a) providing a layer of a substrate in powder form, b) selectively applying at least one microwave absorbing susceptor on areas to be treated in the

capa de a), eligiéndose las zonas sobre las que se dispone el susceptor de acuerdo con la sección transversal del objeto tridimensional, a saber de manera que solamente se dispone el susceptor sobre las zonas que constituyen la sección transversal del objeto tridimensional, layer of a), choosing the areas on which the susceptor is arranged in accordance with the cross section of the three-dimensional object, namely so that only the susceptor is disposed on the zones that constitute the cross-section of the three-dimensional object,

c) tratar, al menos una vez, la capa con radiación de microondas de modo que las zonas de la capa provistas del susceptor así como eventualmente con zonas de la capa situada por debajo provistas del susceptor son unidas entre sí mediante fusión,c) treating, at least once, the layer with microwave radiation so that the areas of the layer provided with the susceptor as well as possibly with areas of the layer below provided with the susceptor are joined together by fusion,

así como cuerpos moldeados producidos según este procedimiento.  as well as molded bodies produced according to this procedure.

Es asimismo objeto de la presente invención un dispositivo para la fabricación en capas de objetos tridimensionales, el cual se caracteriza porque el dispositivo presenta The object of the present invention is also a device for the production of three-dimensional objects in layers, which is characterized in that the device has

-un dispositivo móvil para la aplicación en forma de capas de un sustrato en forma de polvo sobre una plataforma de trabajo o de una capa eventualmente ya presente sobre la plataforma de trabajo de un sustrato (2) en forma de polvo tratado o no tratado, -a mobile device for the application in the form of layers of a substrate in the form of powder on a work platform or of a layer possibly already present on the work platform of a substrate (2) in the form of treated or untreated powder,

-un dispositivo (3), móvil en el plano x,y, para la aplicación de un susceptor (4) sobre zonas seleccionadas de la capa a base del sustrato en forma de polvo y -un generador de microondas (5) adecuado para crear radiación de microondas en el intervalo de 300 MHz a 300 GHz. -a device (3), mobile in the x plane, and, for the application of a susceptor (4) on selected areas of the substrate-based layer in powder form and -a microwave generator (5) suitable for creating microwave radiation in the range of 300 MHz to 300 GHz.

El procedimiento de acuerdo con la invención tiene la ventaja de que no emplea ninguna radiación dirigida compleja tal como, por ejemplo, radiación láser o radiación de microondas estrechamente enfocada. La incidencia deliberada de energía en determinadas zonas de la capa o de una matriz constituida por varias capas se consigue mediante el susceptor excitado por rayos de microondas, el cual es aplicado sobre las zonas deseadas de la capa The process according to the invention has the advantage that it does not employ any complex directed radiation such as, for example, laser radiation or closely focused microwave radiation. The deliberate incidence of energy in certain areas of the layer or of a matrix consisting of several layers is achieved by the microwave-excited susceptor, which is applied to the desired areas of the layer

o de las capas de la matriz. or of the layers of the matrix.

Mediante el procedimiento de acuerdo con la invención es sencillamente posible una constitución automatizada en capas de un objeto tridimensional mediante el uso de radicación de microondas en combinación con un susceptor adecuado. Polvo no tratado con el susceptor puede sencillamente ser utilizado de nuevo, lo cual no es posible en el caso de procedimientos que emplean inhibidores. By means of the process according to the invention, an automated layered constitution of a three-dimensional object is simply possible by the use of microwave radiation in combination with a suitable susceptor. Dust not treated with the susceptor can simply be used again, which is not possible in the case of procedures using inhibitors.

El dispositivo es fácilmente manipulable de manera similar a una impresora de chorro de tinta habitual y, por consiguiente, puede conectarse p. ej., a un ordenador personal, particularmente cuando la irradiación con microondas se lleva a cabo a continuación en el microondas habitualmente existente en la mayoría de los hogares. Con ello se vuelve asequible y manejable una impresión en 3D, también para un presupuesto normal. El procedimiento de acuerdo con la invención tiene, además, la ventaja de que el material circundante puede ser utilizado de nuevo sin más. Además, se pueden “imprimir conjuntamente” de forma directa propiedades especiales tales como la conductividad eléctrica o los colores. A esta parte se la pueden proporcionar de esta manera propiedades selectivamente seleccionadas. The device is easily manipulable in a manner similar to a usual inkjet printer and, therefore, can be connected e.g. eg, to a personal computer, particularly when microwave irradiation is then carried out in the microwave usually existing in most homes. This makes 3D printing affordable and manageable, also for a normal budget. The process according to the invention also has the advantage that the surrounding material can be used again without further ado. In addition, special properties such as electrical conductivity or colors can be "printed together" directly. This part can be provided in this way selectively selected properties.

El principio funcional del presente procedimiento para la fabricación de objetos tridimensionales de acuerdo con la invención se basa, en principio, en el principio utilizado en todos los otros procedimientos para el prototipado rápido. El objeto tridimensional se constituye en capas. La constitución tiene lugar debido a que partes de capas de líquido (esterolitografía) o capas de polvo (sinterización por láser) se consolidan o bien unen entre sí o bien con partes de capas situadas por debajo, aportándose energía a estas partes de las capas. Las partes de las capas a las que no se les aportó energía alguna, continúan presentándose en forma de líquido o polvo. Mediante la repetición de la aplicación y la unión o consolidación del polvo o del líquido se obtiene en capas un objeto tridimensional. Después de retirar el polvo que no ha reaccionado o bien el líquido que no ha reaccionado, se obtiene un objeto tridimensional cuya disolución (en relación con los contornos) depende del espesor de capa y del tamaño de partículas del sustrato en forma de polvo utilizado. The functional principle of the present process for the manufacture of three-dimensional objects according to the invention is based, in principle, on the principle used in all other procedures for rapid prototyping. The three-dimensional object is constituted in layers. The constitution takes place because parts of layers of liquid (sterolithography) or layers of dust (laser sintering) consolidate either join together or with parts of layers located below, providing energy to these parts of the layers. The parts of the layers that were not given any energy continue to be presented as a liquid or powder. By repeating the application and joining or consolidating the powder or liquid, a three-dimensional object is obtained in layers. After removing the unreacted powder or the unreacted liquid, a three-dimensional object is obtained whose dissolution (in relation to the contours) depends on the thickness of the layer and the particle size of the substrate in the form of powder used.

A diferencia de los procedimientos hasta ahora conocidos, la energía no es aportada directamente a los sustratos a unir, sino a través de un susceptor que absorbe la energía y que la entrega al sustrato que la rodea en forma de energía calorífica. La energía se aporta a los susceptores en el procedimiento de acuerdo con la invención en forma de radiación de microondas la cual es absorbida por los susceptores, transformada en energía calorífica y entregada a sus directos vecinos en forma de polvo del sustrato que no están en condiciones o que no lo están en medida suficiente para absorber radiación de microondas. En medida no suficiente significa en el presente caso que mediante la absorción de radiación de microondas, el sustrato en forma de polvo no pueda ser calentado en tal magnitud que pueda participar en una unión mediante fusión o sinterización con partículas contiguas de sustrato, o bien el tiempo requerido para ello es demasiado prolongado. No obstante, el calor entregado por el susceptor es suficiente como para unir mediante fusión o sinterización al sustrato en forma de polvo contiguo al susceptor consigo mismo y también con el susceptor. De este modo, se fabrican objetos tridimensionales con el procedimiento de acuerdo con la invención mediante fusión o sinterización de un sustrato en forma de polvo. Unlike the previously known procedures, energy is not contributed directly to the substrates to be joined, but through a susceptor that absorbs the energy and delivers it to the surrounding substrate in the form of heat energy. Energy is provided to the subscribers in the process according to the invention in the form of microwave radiation which is absorbed by the subscribers, transformed into heat energy and delivered to their direct neighbors in the form of substrate dust that are not in conditions or that they are not enough to absorb microwave radiation. To a limited extent it does not mean in the present case that by absorbing microwave radiation, the substrate in powder form cannot be heated to such an extent that it can participate in a joint by fusion or sintering with adjacent substrate particles, or the Time required for this is too long. However, the heat delivered by the susceptor is sufficient to bind by melting or sintering the substrate in powder form adjacent to the susceptor with itself and also with the susceptor. In this way, three-dimensional objects are manufactured with the process according to the invention by melting or sintering a powder-shaped substrate.

La unión del sustrato en determinadas zonas dentro de la capa así como de las capas entre sí tiene lugar, al igual que en la sinterización por láser y los otros procedimientos para el prototipado rápido, de nuevo mediante unión, en particular fusión o sinterización del sustrato en forma de polvo. El principio funcional del prototipado rápido puede deducirse, p. ej., de los documentos US 6.136.948 y WO 96/06881. The bonding of the substrate in certain areas within the layer as well as of the layers with each other takes place, as in laser sintering and the other procedures for rapid prototyping, again by joining, in particular fusion or sintering of the substrate in powder form The functional principle of rapid prototyping can be deduced, e.g. eg, of US 6,136,948 and WO 96/06881.

La aplicación de los susceptores en la etapa b), que habitualmente tiene lugar de forma controlada por ordenador con el uso de aplicaciones CAD para el cálculo de las superficies en sección transversal, tiene como consecuencia de que solamente los sustratos en forma de polvo tratados son unidos en una etapa de tratamiento c) subsiguiente. Por lo tanto, el susceptor solamente se aplica sobre zonas seleccionadas de la capa de a) que pertenecen a la sección transversal del objeto tridimensional a producir. La propia aplicación puede tener lugar, p. ej., mediante un cabezal de impresión equipado con boquillas. Después de la subsiguiente etapa de tratamiento c) de la última capa, con el procedimiento de acuerdo con la invención se obtiene una matriz con un material en polvo parcialmente unido que libera al objeto tridimensional macizo después de retirar el polvo no unido. The application of the subscribers in step b), which usually takes place in a computer-controlled manner with the use of CAD applications for the calculation of cross-sectional surfaces, has the consequence that only the powdered substrates treated are joined in a subsequent treatment stage c). Therefore, the susceptor only applies to selected areas of the a) layer that belong to the cross section of the three-dimensional object to be produced. The application itself can take place, e.g. eg, by means of a printhead equipped with nozzles. After the subsequent treatment step c) of the last layer, with the process according to the invention a matrix with a partially bonded powder material is obtained that releases the solid three-dimensional object after removing the unbound powder.

El procedimiento de acuerdo con la invención se describe en lo que sigue a modo de ejemplo, sin que la invención deba limitarse al mismo. The process according to the invention is described in the following by way of example, without the invention being limited thereto.

El procedimiento de acuerdo con la invención para la fabricación de un objeto tridimensional se distingue porque The process according to the invention for the manufacture of a three-dimensional object is distinguished in that

comprende las etapas de understand the stages of

a) proporcionar una capa de un sustrato en forma de polvo, a) provide a layer of a substrate in powder form,

b) aplicar selectivamente al menos un susceptor que absorbe microondas sobre zonas a tratar de la b) selectively apply at least one microwave absorbing susceptor on areas to be treated

capa de a), eligiéndose las zonas sobre las que se aplica el susceptor de acuerdo con la sección transversal del objeto tridimensional, a saber de manera que solamente se dispone susceptor layer of a), choosing the zones on which the susceptor is applied according to the cross section of the three-dimensional object, namely so that only the susceptor is arranged

sobre las zonas que constituyen la sección transversal del objeto tridimensional, on the areas that constitute the cross section of the three-dimensional object,

c) tratar al menos una vez la capa con radiación de microondas, de modo que las zonas de la capa c) at least once treat the layer with microwave radiation, so that the areas of the layer

provistas del susceptor así como eventualmente las zonas de la capa situada por debajo provided with the susceptor as well as eventually the areas of the layer below

provistas del susceptor son unidas entre sí mediante fusión o sinterización, provided with the susceptor are joined together by fusion or sintering,

La etapa c) puede llevarse en cada caso a cabo cuando se hayan realizado x veces las etapas a) y b), siendo x igual a 1 hasta un número de las etapas a) y b) llevadas a cabo. En función del material en polvo utilizado, puede tenerse en cuenta con ello la profundidad de penetración dependiente del material de la radiación de microondas. Así, en función del material en polvo y del número de etapas a) puede suceder que no sea suficiente un único tratamiento con radiación de microondas para unir todas las zonas tratadas con susceptor de las capas de material en polvo presentes en el espacio constructivo. En este caso, puede ser ventajoso llevar a cabo la etapa c), p. ej., en cada caso después de haber realizado las etapas a) y b) durante 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 30, 40 ó 50 veces. Además, puede ser ventajoso llevar a cabo la etapa c) sólo cuando ya se hayan realizado al menos dos veces las etapas a) y b), ya que de esta manera se consigue una asociación más firme de las capas entre sí. En una forma de realización particular del procedimiento de acuerdo con la invención, las etapas a) y b) se repiten hasta que todas las superficies en sección transversal, de las que está constituido el objeto tridimensional, estén presentes en una matriz y se hayan formado las delimitaciones externas del objeto por parte del límite entre el material en polvo con el susceptor aplicado y el material en polvo no tratado y, a continuación, se lleva a cabo la etapa c). De esta manera, solamente es necesario un tratamiento único con radiación de microondas, lo cual significa un consumo de energía significativamente menor. Step c) can be carried out in each case when steps a) and b) have been performed x times, with x being equal to 1 up to a number of stages a) and b) carried out. Depending on the powder material used, the depth of penetration dependent on the microwave radiation material can be taken into account. Thus, depending on the powder material and the number of stages a) it may happen that a single microwave radiation treatment is not sufficient to join all the areas treated with susceptor of the layers of powder material present in the construction space. In this case, it may be advantageous to carry out step c), p. For example, in each case after having carried out stages a) and b) during 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 30, 40 or 50 times. Furthermore, it may be advantageous to carry out stage c) only when stages a) and b) have already been carried out at least twice, since in this way a firmer association of the layers with each other is achieved. In a particular embodiment of the process according to the invention, steps a) and b) are repeated until all the cross-sectional surfaces, of which the three-dimensional object is constituted, are present in a matrix and the shapes have been formed. external delimitations of the object by the boundary between the powder material with the susceptor applied and the untreated powder material and then step c) is carried out. Thus, only a single microwave radiation treatment is necessary, which means significantly lower energy consumption.

En otra variante de realización del procedimiento de acuerdo con la invención, al comienzo de la fabricación del objeto tridimensional se lleva a cabo una vez la etapa c), después de haber llevado a cabo una vez la etapa a), a continuación la etapa b) y seguidamente otra vez la etapa a) y, a continuación, se llevan a cabo las otras etapas en la secuencia b), a), c). En esta variante de realización, una capa de polvo tratada con susceptor queda cubierta en cada caso con una capa de polvo no tratada. Por consiguiente, en el caso de la etapa c), las partículas de la capa más superior no son unidas, p. ej., mediante fusión o sinterización, sino las partículas de la capa situada por debajo, en donde en el límite entre las capas, ya son unidas las partículas de las dos capas. De esta manera, puede alcanzarse una unión particularmente duradera entre las capas. Además, las transiciones de una capa a la siguiente capa en el objeto acabado resultan más suaves. La etapa c) puede llevarse a cabo entonces en cada caso de nuevo cuando las etapas b) y a) hayan sido realizadas x veces, siendo x igual a 1 hasta un número de las etapas b) y a) llevadas a cabo, alcanzándose las ventajas arriba mencionadas. In another variant of carrying out the process according to the invention, at the beginning of the manufacturing of the three-dimensional object, stage c) is carried out once, after having carried out stage a) once, then stage b ) and then again stage a) and then the other stages in sequence b), a), c) are carried out. In this variant embodiment, a layer of powder treated with susceptor is covered in each case with a layer of untreated powder. Therefore, in the case of step c), the particles of the uppermost layer are not joined, e.g. for example, by fusion or sintering, but the particles of the layer below, where at the boundary between the layers, the particles of the two layers are already joined. In this way, a particularly durable bond between the layers can be achieved. In addition, transitions from one layer to the next layer in the finished object are smoother. Step c) can then be carried out again in each case when stages b) have already been carried out x times, with x being equal to 1 up to a number of stages b) and a) carried out, the advantages being achieved above mentioned.

La etapa c) puede llevarse a cabo directamente en el espacio constructivo, cuando tenga lugar en cada caso después de realizar una o varias veces las etapas a) y b) o b) y a). Si únicamente tiene lugar un tratamiento conforme a la etapa c), éste puede tener lugar en el espacio constructivo inferior o en otro lugar adecuado del dispositivo. Asimismo, es posible que la etapa c) se lleve a cabo en un equipo distinto al equipo para llevar a cabo las etapas a) y b). Así, p. ej. la matriz a base de capas de polvo tratadas, producida por medio de las etapas a) y b), puede transformarse, p. ej. en un microondas usual en el comercio para la preparación de alimentos, en el que se lleva a cabo la etapa c). Mediante estas posibilidades, el procedimiento de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para aplicaciones domésticas. Stage c) can be carried out directly in the construction space, when it takes place in each case after performing stages a) and b) or b) and a) once or several times. If only one treatment according to step c) takes place, it can take place in the lower construction space or in another suitable place of the device. It is also possible that stage c) is carried out on a device other than the equipment to carry out stages a) and b). So, p. ex. the matrix based on treated powder layers, produced by means of steps a) and b), can be transformed, e.g. ex. in a usual commercial microwave for food preparation, in which stage c) is carried out. By these possibilities, the process according to the invention is particularly suitable for domestic applications.

La provisión de la capa en forma de polvo puede tener lugar, p. ej., mediante la aplicación de un material en polvo en calidad de sustrato sobre una placa de fondo o bien, en el caso de que ya esté presente, sobre una capa tratada conforme a la etapa b) o c) ya presente. La aplicación puede tener lugar mediante rasqueta, rodillo, vertido y subsiguiente retirada, o procedimientos similares. La única premisa que debe cumplir la provisión de la capa es que ésta presente una altura uniforme. Preferiblemente, la capa proporcionada en la etapa a) presenta una altura menor que 1 mm, preferiblemente de 50 a 500 μm y, de manera particularmente preferida, de 100 a 200 μm. La altura de las capas determina en este caso la disolución y, con ello, la lisura de la estructura externa del objeto tridimensional fabricado. La placa de fondo o bien el equipo para la provisión de la capa puede realizarse de forma móvil en altura, de modo que después de llevar a cabo una etapa b) o c) la capa obtenida puede ser hecha descender a la altura de la capa a aplicar seguidamente, o el equipo puede ser elevado a la altura de la siguiente capa con respecto a la capa precedente. The provision of the powder layer may take place, e.g. for example, by applying a powder material as a substrate on a bottom plate or, if it is already present, on a layer treated according to step b) or c) already present. The application can take place by scraper, roller, pouring and subsequent removal, or similar procedures. The only premise that the provision of the layer must fulfill is that it has a uniform height. Preferably, the layer provided in step a) has a height of less than 1 mm, preferably 50 to 500 μm and, particularly preferably, 100 to 200 μm. The height of the layers determines in this case the dissolution and, thus, the smoothness of the external structure of the manufactured three-dimensional object. The bottom plate or the equipment for the provision of the layer can be made mobile in height, so that after carrying out a step b) or c) the obtained layer can be lowered to the height of the layer a apply next, or the equipment can be raised to the height of the next layer with respect to the previous layer.

La altura de la capa proporcionada conforme a la etapa a) depende, entre otros, también del tamaño medio de las partículas o del tamaño máximo de las partículas. Se sobreentiende que con partículas con un tamaño de partícula de 150 μm no se pueden producir capas sólidas y compactas de la misma altura, dado que el volumen entre las partículas debería sufrir una contracción muy grande en la etapa c). The height of the layer provided according to step a) also depends, among others, on the average particle size or the maximum particle size. It is understood that with particles with a particle size of 150 μm solid and compact layers of the same height cannot be produced, since the volume between the particles should undergo a very large contraction in step c).

El material en polvo empleado de manera particularmente preferida en calidad de sustrato en forma de polvo presenta un tamaño de grano medio (d50) de 10 a 150 μm, de manera particularmente preferida de 20 a 100 μm y, de manera muy particularmente preferida, de 40 a 70 μm. En función de la finalidad de uso, puede ser sin embargo también ventajoso emplear un material en polvo que presente partículas particularmente pequeñas, pero también partículas particularmente grandes. Para conseguir artículos tridimensionales con una disolución lo más elevada posible y una superficie lo más lisa posible puede ser ventajoso emplear partículas que presenten un tamaño medio de partícula de 10 a 45 μm, preferiblemente de 10 a 35 μm y, de manera muy particularmente preferida, de 20 a 30 μm. The powder material used particularly preferably as a substrate in powder form has an average grain size (d50) of 10 to 150 μm, particularly preferably 20 to 100 μm and, very particularly preferably, of 40 to 70 μm. Depending on the purpose of use, it may, however, also be advantageous to use a powder material having particularly small particles, but also particularly large particles. In order to achieve three-dimensional articles with a solution as high as possible and a surface as smooth as possible, it may be advantageous to use particles having an average particle size of 10 to 45 μm, preferably 10 to 35 μm and, very particularly preferably, from 20 to 30 μm.

Un material fino menor que 20 μm, en particular menor que 10 μm apenas se puede trabajar, ya que no gotea y la densidad aparente desciende drásticamente, con lo cual pueden formarse más espacios huecos. Para una manipulación más sencilla, puede ser ventajoso emplear partículas que presenten un tamaño medio de partícula de 60 a 150 μm, preferiblemente de 70 a 120 μm y, de manera muy particularmente preferida, de 75 a 100 μm. A thin material less than 20 μm, in particular less than 10 μm, can hardly be worked, since it does not drip and the apparent density drops drastically, with which more hollow spaces can be formed. For easier handling, it may be advantageous to use particles having an average particle size of 60 to 150 µm, preferably 70 to 120 µm and, very particularly preferably, 75 to 100 µm.

En calidad de sustrato en forma de polvo se emplea preferiblemente un material en polvo que haya sido preparado mediante molienda, precipitación y/o polimerización aniónica, o mediante combinaciones de las mismas, en especial precipitación de un polvo algo demasiado tosco y subsiguiente molienda posterior, o precipitación y subsiguiente clasificación. As a powder substrate, a powder material is preferably used which has been prepared by grinding, precipitation and / or anionic polymerization, or by combinations thereof, especially precipitation of a somewhat too coarse powder and subsequent subsequent grinding, or precipitation and subsequent classification.

La granulometría puede elegirse arbitrariamente en el caso de los tamaños de grano medios indicados de los materiales en polvo. Preferiblemente, se emplean materiales en polvo que presenten una granulometría amplia o estrecha, preferiblemente una granulometría estrecha. Materiales en polvo particularmente preferidos para uso en el procedimiento de acuerdo con la invención presentan una granulometría en la que como máximo el 20%, preferiblemente el 15% y, de manera muy particularmente preferida, como máximo el 5% de las partículas presenta una desviación en el tamaño de las partículas en relación con el tamaño medio de los granos de más del 50%. La granulometría puede ajustarse mediante procedimientos habituales de clasificación tales como, p. ej., aventado, etc. Mediante una granulometría lo más estrecha posible se obtienen en el procedimiento de acuerdo con la invención objetos tridimensionales que tienen una superficie muy uniforme y que, en caso de estar presentes, presentan poros muy uniformes. The particle size can be chosen arbitrarily in the case of the indicated average grain sizes of the powder materials. Preferably, powder materials are used which have a wide or narrow granulometry, preferably a narrow granulometry. Particularly preferred powder materials for use in the process according to the invention have a particle size in which a maximum of 20%, preferably 15% and, very particularly preferably, a maximum of 5% of the particles has a deviation in particle size in relation to the average grain size of more than 50%. The granulometry can be adjusted by usual classification procedures such as, e.g. eg, winged, etc. By means of a granulometry as narrow as possible, three-dimensional objects having a very uniform surface and which, if present, have very uniform pores are obtained in the process according to the invention.

Al menos una parte del sustrato en forma de polvo empleado puede ser amorfa, cristalina o parcialmente cristalina. Material en polvo preferido presenta una estructura lineal o ramificada. Material en polvo particularmente preferido, que se utiliza en el procedimiento de acuerdo con la invención, presenta, al menos en parte, una temperatura de fusión de 50 a 350ºC, preferiblemente de 70 a 200ºC. At least a part of the substrate in powder form used may be amorphous, crystalline or partially crystalline. Preferred powder material has a linear or branched structure. Particularly preferred powder material, which is used in the process according to the invention, has, at least in part, a melting temperature of 50 to 350 ° C, preferably 70 to 200 ° C.

En calidad de sustratos se adecuan en el procedimiento de acuerdo con la invención materiales que, en comparación con los susceptores elegidos, son calentados con mayor dificultad por la radiación de microondas. El sustrato en forma de polvo empleado debería, además, presentar una fluidez suficiente en estado calentado. En calidad de sustratos en forma de polvo pueden emplearse, en particular, polímeros o copolímeros, preferiblemente elegidos de poliésteres, poli(cloruro de vinilo), poliacetal, polipropileno, polietileno, poliestireno, policarbonato, poli(N-metilmetacrilamidas) (PMMI), polimetacrilato de metilo (PMMA), ionómero, poliamidas, copoliésteres, copoliamidas, terpolímeros, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) o mezclas de los mismos. As substrates, materials according to the invention which, in comparison with the chosen susceptors, are heated with greater difficulty by microwave radiation are adapted in the process according to the invention. The powder-used substrate should also have sufficient fluidity in a heated state. As powdered substrates, polymers or copolymers, preferably chosen from polyesters, polyvinyl chloride, polyacetal, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, poly (N-methylmethacrylamides) (PMMI), may be used in particular. methyl polymethacrylate (PMMA), ionomer, polyamides, copolyesters, copolyamides, terpolymers, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) or mixtures thereof.

De manera particularmente preferida, en el procedimiento de acuerdo con la invención se emplea un material en polvo como sustrato en forma de polvo el cual presenta una poliamida, preferiblemente al menos una poliamida 6, poliamida 11 y/o poliamida 12 o un copoliéster o una copoliamida. Mediante el uso de poliamidas se pueden fabricar cuerpos moldeados tridimensionales particularmente indeformables. Se prefiere particularmente el uso de polvo de poliamida 12, preferiblemente preparado tal como se describe en los documentos DE 197 08 946 o también DE 44 21 454 y, de manera particularmente preferida, que presentan una temperatura de fusión y una entalpía de fusión como se indica en el documento EP 0 911 142. En calidad de copoliamidas o copoliésteres preferidos se emplean preferiblemente aquellos que se adquieren en el comercio bajo el nombre comercial VESTAMELT de Degussa AG. Copoliamidas particularmente preferidas presentan una temperatura de fusión, determinada mediante calorimetría de barrido diferencial (DSC) de 76 a 159ºC, preferiblemente de 98 a 139ºC y, de manera muy particularmente preferida, de 110 a 123ºC. Las copoliamidas pueden prepararse, p. ej., por polimerización de mezclas de monómeros adecuados, p. ej. elegidos de laurinlactama y/o caprolactama en calidad de componentes bifuncionales, ácido subérico, ácido azelaico, ácido dodecanodioico, ácido adípico y/o ácido sebácico en calidad de componente portador de función ácido, y 1,6-hexanodiamina, isoforondiamina y/o metilpenta-metilen-diamina en calidad de diamina. Particularly preferably, in the process according to the invention a powder material is used as a powder substrate which has a polyamide, preferably at least one polyamide 6, polyamide 11 and / or polyamide 12 or a copolyester or a copolyamide Through the use of polyamides, particularly non-deformable three-dimensional molded bodies can be manufactured. Particularly preferred is the use of polyamide powder 12, preferably prepared as described in DE 197 08 946 or also DE 44 21 454 and, particularly preferably, having a melting temperature and a enthalpy of fusion as described. indicated in EP 0 911 142. As preferred copolyamides or copolyesters, those commercially acquired under the trade name VESTAMELT of Degussa AG are preferably used. Particularly preferred copolyamides have a melting temperature, determined by differential scanning calorimetry (DSC) of 76 to 159 ° C, preferably 98 to 139 ° C and, very particularly preferably, 110 to 123 ° C. Copolyamides can be prepared, e.g. eg, by polymerization of mixtures of suitable monomers, e.g. ex. chosen from laurinlactam and / or caprolactam as bifunctional components, subteric acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, adipic acid and / or sebacic acid as an acid-bearing component, and 1,6-hexanediamine, isophorondiamine and / or methylpenta -methylene diamine as diamine.

Con el fin de alcanzar una mejor capacidad de elaboración de los sustratos en forma de polvo, puede ser ventajoso emplear un material en polvo que presente aditivos. Aditivos de este tipo pueden ser, p. ej., agentes antiapelmazamiento. De manera particularmente preferida, el sustrato en forma de polvo empleado presenta de 0,05 a 5% en peso, preferiblemente de 0,1 a 1% en peso de aditivos. Agentes anti-apelmazamiento pueden ser, p. ej., ácidos silícicos pirógenos, estearatos u otros agentes anti-apelmazamiento conocidos por la bibliografía tales como, p. ej., trifosfato de calcio, silicatos de calcio, Al2O3, MgO, MgCO3 o ZnO. Ácido silícico pirógeno se ofrece, por ejemplo bajo el nombre comercial Aerosil®, por Degussa AG. Además, puede ser ventajoso que el sustrato en forma de polvo empleado presente aditivos activables por láser. Mediante este tipo de aditivos es posible, por ejemplo, la inscripción o la dotación posterior de los objetos tridimensionales con bandas conductoras eléctricas. Aditivos utilizables se describen, p. ej., en el documento DE 4402329. Junto a o en lugar de agentes anti-apelmazamiento en parte inorgánicos de este tipo u otros aditivos, un sustrato en forma de polvo empleado de acuerdo con la invención puede presentar también cuerpos de relleno inorgánicos. El uso de cuerpos de relleno de este tipo tiene la ventaja de que éstos conservan esencialmente su forma mediante el tratamiento en la unión y, por consiguiente, reducen la contracción del objeto tridimensional. Además, mediante el uso de cuerpos de relleno es posible, p. ej., modificar las propiedades plásticas y físicas de los objetos. Así, mediante el uso de material en polvo que presenta polvo metálico, se pueden ajustar tanto la transparencia y el color como también las propiedades magnéticas o eléctricas del objeto. En calidad de materiales o cuerpos de relleno, el material en polvo puede presentar p. ej., partículas de vidrio, partículas cerámicas o partículas metálicas. Materiales de carga típicos son p. ej., granos finos metálicos, polvo de aluminio, esferas de acero o vidrio. De manera particularmente preferida, se emplean materiales en polvo que en calidad de cuerpos de relleno presentan esferas de vidrio. En una variante de realización preferida, el material en polvo de acuerdo con la invención presenta de 1 a 70% en peso, preferiblemente de 5 a 50% en peso y, de manera muy especialmente preferida, de 10 a 40% en peso de materiales de relleno. Junto a o en lugar de agentes anti-apelmazamiento o materiales de relleno inorgánicos, un sustrato en forma de polvo empleado de acuerdo con la invención puede presentar también pigmentos inorgánicos u orgánicos. Estos pigmentos pueden ser, junto a pigmentos de colores que determinan el aspecto de color del cuerpo tridimensional a producir, también pigmentos que afectan a otras propiedades físicas de los objetos tridimensionales a fabricar tales como, p. ej., pigmentos magnéticos o pigmentos conductores tales como, p. ej., dióxido de titanio u óxido de estaño modificado de modo que sea conductor, que modifiquen el magnetismo o la conductividad del objeto. De manera particularmente preferida, el material en polvo a emplear presenta, sin embargo, pigmentos de colores inorgánicos u orgánicos, seleccionados de greda, ocre, tierra de sombra, tierra verde, tierra Siena calcinada, grafito, blanco de titanio (dióxido de titanio), blanco de plomo, blanco de zinc, litofono, blanco de antimonio, negro de carbono, negro de óxido de hierro, negro de manganeso, negro de cobalto, negro de antimonio, cromato de plomo, minio, amarillo de zinc, verde de zinc, rojo de cadmio, azul de cobalto, azul de Berlín, azul ultramarino, violeta de manganeso, amarillo de cadmio, verde de Schweinfurt, naranja de molibdato, rojo de molibdato, naranja de cromo, rojo de cromo, rojo de óxido de hierro, verde de óxido de cromo, amarillo de estroncio, pigmentos con efecto metálico, pigmentos perlados, pigmentos luminosos con pigmentos de fluorescencia y/o fosforescencia, tierra de sombra, gutapercha, carbón de huesos, marrón de Kasseler, índigo, clorofila, colorantes azo, indigoides, pigmentos de dioxazina, pigmentos de quinacridona, pigmentos de ftalocianina, pigmentos de isoindolinona, pigmentos de perileno, pigmentos de perinona, pigmentos de complejos metálicos, pigmentos de azul alcalino y dicetopirrolopirrol. Informaciones adicionales de los pigmentos empleables pueden tomarse, p. ej., de Römpp Lexikon Chemie -versión 2,0, Stuttgart/Nueva York: editorial Georg Thieme 1999, así como de la bibliografía allí citada. In order to achieve a better processing capacity of the substrates in powder form, it may be advantageous to use a powder material having additives. Additives of this type may be, e.g. eg anti-caking agents. Particularly preferably, the substrate in powder form used has from 0.05 to 5% by weight, preferably from 0.1 to 1% by weight of additives. Anti-caking agents may be, e.g. eg, pyrogenic silicic acids, stearates or other anti-caking agents known in the literature such as, e.g. eg, calcium triphosphate, calcium silicates, Al2O3, MgO, MgCO3 or ZnO. Pyrogenic silicic acid is offered, for example under the trade name Aerosil®, by Degussa AG. In addition, it may be advantageous if the substrate in powder form used has laser activatable additives. By means of this type of additives it is possible, for example, the inscription or subsequent provision of three-dimensional objects with electrical conductive bands. Usable additives are described, e.g. eg, in DE 4402329. Together with or instead of partly inorganic anti-caking agents of this type or other additives, a powder-shaped substrate used in accordance with the invention may also have inorganic fillers. The use of filling bodies of this type has the advantage that they essentially retain their shape by treatment at the joint and, consequently, reduce the contraction of the three-dimensional object. In addition, by using filler bodies it is possible, e.g. eg, modify the plastic and physical properties of objects. Thus, by using powder material that has metallic powder, both transparency and color can be adjusted as well as the magnetic or electrical properties of the object. As materials or filler bodies, the powder material may have p. eg, glass particles, ceramic particles or metal particles. Typical loading materials are p. eg, fine metallic grains, aluminum powder, steel or glass spheres. Particularly preferably, powder materials are used which, as filler bodies, have glass spheres. In a preferred embodiment variant, the powder material according to the invention has from 1 to 70% by weight, preferably from 5 to 50% by weight and, most particularly preferably, from 10 to 40% by weight of materials. of filling. Together with or instead of anti-caking agents or inorganic fillers, a powder-shaped substrate used in accordance with the invention may also have inorganic or organic pigments. These pigments can be, together with colored pigments that determine the color aspect of the three-dimensional body to be produced, also pigments that affect other physical properties of the three-dimensional objects to be manufactured such as, e.g. eg, magnetic pigments or conductive pigments such as, e.g. eg, titanium dioxide or modified tin oxide so that it is conductive, that modify the magnetism or conductivity of the object. Particularly preferred, the powder material to be used has, however, pigments of inorganic or organic colors, selected from clay, ocher, shade earth, green earth, calcined Siena earth, graphite, titanium white (titanium dioxide) , lead white, zinc white, lithophone, antimony white, carbon black, iron oxide black, manganese black, cobalt black, antimony black, lead chromate, minium, zinc yellow, zinc green , cadmium red, cobalt blue, Berlin blue, ultramarine blue, manganese violet, cadmium yellow, Schweinfurt green, molybdate orange, molybdate red, chrome orange, chrome red, iron oxide red, chrome oxide green, strontium yellow, metallic effect pigments, pearl pigments, luminous pigments with fluorescence and / or phosphorescence pigments, shade earth, gutta percha, bone charcoal, Kasseler brown, indigo, chlorophyll, colora With azo, indigoids, dioxazine pigments, quinacridone pigments, phthalocyanine pigments, isoindolinone pigments, perylene pigments, perinone pigments, metal complex pigments, alkaline blue pigments and ditopyrrolopyrrole. Additional information on employable pigments can be taken, e.g. eg, from Römpp Lexikon Chemie -version 2.0, Stuttgart / New York: Georg Thieme 1999 editorial, as well as the bibliography cited there.

Los pigmentos empleados pueden presentar tamaños de granos como los que se describen para el material en polvo. A menudo, los pigmentos presentan, no obstante, tamaños de grano que son claramente menores que los tamaños medios de grano de los polímeros empleados. Los pigmentos pueden aplicarse, p. ej. de manera similar a los susceptores, a través de boquillas tal como se utilizan en cabezales de impresión, o pueden estar presentes en los sustratos en forma de polvo empleados, en particular en las partículas de polímero. De manera particularmente preferida el material en polvo de acuerdo con la invención presenta partículas de polímero que presentan uno o varios de los pigmentos mencionados – de preferencia con excepción de pigmentos blancos solos -. La proporción de los pigmentos en el material en polvo asciende preferiblemente a 0,01 hasta 25% en peso, preferiblemente a 0,1 hasta 10% en peso y, de manera particularmente preferida, a 1 hasta 3% en peso. La posibilidad de poder utilizar sustancias pigmentadas es otra ventaja del procedimiento de acuerdo con la invención con respecto a procedimientos de sinterización por láser, en los que los pigmentos de colores o los pigmentos metalizados entorpecen o debilitan al rayo láser y, por consiguiente, hacen imposible una elaboración de materiales de este tipo. En calidad de material en polvo pueden emplearse también sustancias que pueden ser consideradas como una forma particular de los cuerpos de relleno o pigmentos arriba mencionados. En este tipo de material en polvo, el polvo presenta granos de un primer material con un tamaño que es menor que las dimensiones arriba mencionadas para el material en polvo. Los granos están revestidos con una capa de un segundo material, eligiéndose el espesor de la capa de modo que el material en polvo a base de una combinación de grano del primer material y de revestimiento con el segundo material presente un tamaño como el arriba indicado. Los granos del primer material presentan de preferencia un tamaño que presenta una desviación del tamaño del material en polvo menor que 25%, preferiblemente menor que 10% y, de manera particularmente preferida, menor que 5%. El segundo material, que representa el revestimiento de los granos, es un material que, en comparación con los susceptores elegidos, puede ser calentado peor por la radiación de microondas. El segundo material debería presentar, además, una fluidez suficiente en estado calentado y debería poder ser sinterizado o fundido mediante la acción del calor, proporcionándose el calor por parte del susceptor. En calidad de material de revestimiento, los sustratos en forma de polvo (los materiales en polvo) pueden presentar, en particular, los polímeros o copolímeros arriba mencionados, preferiblemente elegidos de poliésteres, poli(cloruro de vinilo), poliacetal, polipropileno, polietileno, poliestireno, policarbonato, poli(N-metilmetacrilamidas) (PMMI), poli(metacrilato de metilo) (PMMA), ionómero, poliamidas, copoliésteres, copoliamidas, terpolímeros, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) o mezclas de los mismos, o resinas fenólicas. El primer material de esta forma particular del material en polvo puede comprender granos, p. ej. de arena, material cerámico, metal y/o aleaciones. Un material en polvo particularmente preferido de este tipo es arena revestida con resina fenólica o material sintético termoplástico, la denominada arena de moldear. The pigments used may have grain sizes such as those described for the powder material. Often, the pigments have, however, grain sizes that are clearly smaller than the average grain sizes of the polymers used. The pigments can be applied, e.g. ex. in a manner similar to the subscribers, through nozzles as used in printheads, or they may be present in the powdered substrates used, in particular in the polymer particles. Particularly preferably, the powder material according to the invention has polymer particles having one or more of the mentioned pigments - preferably with the exception of single white pigments -. The proportion of the pigments in the powder material is preferably 0.01 to 25% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight and, particularly preferably, 1 to 3% by weight. The possibility of being able to use pigmented substances is another advantage of the process according to the invention with respect to laser sintering procedures, in which the colored pigments or the metallic pigments hinder or weaken the laser beam and, therefore, make it impossible an elaboration of materials of this type. As a powdered material, substances that can be considered as a particular form of the filler bodies or pigments mentioned above can also be used. In this type of powder material, the powder has grains of a first material with a size that is smaller than the above-mentioned dimensions for the powder material. The grains are coated with a layer of a second material, the thickness of the layer being chosen so that the powder material based on a combination of grain of the first material and coating with the second material has a size as indicated above. The grains of the first material preferably have a size that has a deviation in the size of the powder material less than 25%, preferably less than 10% and, particularly preferably, less than 5%. The second material, which represents the coating of the grains, is a material that, in comparison to the chosen susceptors, can be heated worse by microwave radiation. The second material should also have sufficient fluidity in a heated state and should be able to be sintered or melted by the action of heat, the heat being provided by the susceptor. As a coating material, the substrates in powder form (the powdered materials) may, in particular, have the aforementioned polymers or copolymers, preferably chosen from polyesters, polyvinyl chloride, polyacetal, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, poly (N-methylmethacrylamides) (PMMI), poly (methyl methacrylate) (PMMA), ionomer, polyamides, copolyesters, copolyamides, terpolymers, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS) or mixtures thereof, or phenolic resins. The first material of this particular form of the powder material may comprise grains, e.g. ex. of sand, ceramic material, metal and / or alloys. A particularly preferred powder material of this type is sand coated with phenolic resin or thermoplastic synthetic material, the so-called molding sand.

Cuando el susceptor está en condiciones de transferir una cantidad suficiente de calor, es asimismo posible emplear en calidad de material en polvo, polvo metálico, en particular polvo de metales de bajo punto de fusión tales como, p. ej., plomo o estaño o aleaciones que presentan, p. ej., estaño o plomo. También, este material en polvo presenta preferiblemente las dimensiones arriba mencionadas. (En el caso de utilizar polvo metálico se ha de verificar primero si el metal es adecuado para tratamiento con microondas o si se produce la formación de chispas When the susceptor is able to transfer a sufficient amount of heat, it is also possible to use as a powder material, metal powder, in particular low melting metal powder such as, e.g. e.g., lead or tin or alloys they present, e.g. eg, tin or lead. Also, this powder material preferably has the dimensions mentioned above. (In the case of using metallic powder, it must first be verified if the metal is suitable for microwave treatment or if the formation of sparks occurs

o bien una destrucción del generador de microondas. Una verificación de este tipo es posible mediante ensayos previos sencillos). or a destruction of the microwave generator. A verification of this type is possible through simple previous tests).

Con el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden fabricar, por lo tanto, objetos tridimensionales que pueden ser provistos de una o varias capas funcionalizadas. Por ejemplo, una funcionalización tal como, p. ej., la dotación con propiedades conductoras de toda la pieza moldeada o bien de sólo zonas determinadas mediante la aplicación de correspondientes pigmentos o sustancias puede tener lugar análogamente al susceptor o mediante provisión de una capa a base de una sustancia en forma de polvo que presenta estos pigmentos. Therefore, with the process according to the invention, three-dimensional objects can be manufactured that can be provided with one or more functionalized layers. For example, a functionalization such as, e.g. For example, the provision with conductive properties of the entire molded part or of only certain areas determined by the application of corresponding pigments or substances can take place analogously to the susceptor or by providing a layer based on a powder-like substance that presents these pigments.

La aplicación del susceptor puede tener lugar análogamente a la aplicación del inhibidor descrita en el documento WO 01/38061. Preferiblemente, la aplicación del susceptor tiene lugar con un dispositivo móvil en el plano x,y. El dispositivo presenta la posibilidad de entregar a la capa proporcionada conforme a la etapa a) susceptores líquidos y/o en forma de polvo en zonas definidas. El dispositivo puede ser, p. ej., un cabezal de impresión tal como se emplea en una impresora de chorro de tinta. El control del dispositivo para el posicionamiento del cabezal de impresión puede tener lugar asimismo de igual manera que el control del cabezal de impresión de una impresora de chorro de tinta. Con este dispositivo se aplica el susceptor en las zonas de la capa proporcionada conforme a la etapa a) a las que deba unirse el sustrato mediante sinterización o fusión. The application of the susceptor can take place analogously to the application of the inhibitor described in WO 01/38061. Preferably, the application of the susceptor takes place with a mobile device in the x, y plane. The device presents the possibility of delivering to the layer provided according to stage a) liquid and / or powder-shaped susceptors in defined areas. The device can be, e.g. eg, a printhead as used in an inkjet printer. The control of the device for positioning the print head can also take place in the same manner as the control of the print head of an inkjet printer. With this device the susceptor is applied in the areas of the layer provided according to step a) to which the substrate must be attached by sintering or fusion.

En el procedimiento de acuerdo con la invención pueden emplearse todos los susceptores que son calentados por radiación de microondas. A ellos pertenecen materiales en polvo tales como, p. ej., polvos de metales, compuestos metálicos, polvos de material cerámico, grafito, negro de carbono o carbón activo, o líquidos próticos, elegidos del grupo de alcoholes alifáticos saturados, monovalentes o polivalentes, lineales, ramificados o cíclicos, por sí solos o en mezcla con agua o agua sola. En calidad de líquidos próticos se emplean preferiblemente glicerol, trimetilolpropano, etilenglicol, dietilenglicol o butanodiol, o mezclas de los mismos por sí solos o en mezcla con agua. Asimismo, es posible emplear mezclas de susceptores sólidos, líquidos o sólidos y líquidos. Asimismo, puede ser ventajoso suspender en líquidos susceptores presentes en forma de sólidos, que no son susceptores, con el fin de alcanzar una distribución mejor de los susceptores presentes en forma de sólido por toda la superficie de la capa proporcionada. Puede conseguirse otra ventaja si para la humectación mejor del sustrato, el susceptor, en particular el susceptor líquido, es provisto de tensioactivos. In the process according to the invention all the susceptors that are heated by microwave radiation can be used. To them belong powdered materials such as, e.g. eg, metal powders, metal compounds, powders of ceramic material, graphite, carbon black or activated carbon, or protic liquids, chosen from the group of saturated aliphatic, monovalent or polyvalent, linear, branched or cyclic alcohols, alone or mixed with water or water alone. As protic liquids, glycerol, trimethylolpropane, ethylene glycol, diethylene glycol or butanediol, or mixtures thereof alone or in admixture with water are preferably used. It is also possible to use mixtures of solid, liquid or solid and liquid susceptors. Likewise, it may be advantageous to suspend in susceptor liquids present in the form of solids, which are not susceptors, in order to achieve a better distribution of the susceptors present in solid form over the entire surface of the provided layer. Another advantage can be achieved if, for better wetting of the substrate, the susceptor, in particular the liquid susceptor, is provided with surfactants.

En este procedimiento de acuerdo con la invención son imaginables, además, muchas combinaciones de susceptores/sustrato, siendo importante para el procedimiento una diferencia lo suficientemente grande de susceptor y sustrato en su capacidad por ser calentados por la radiación de microondas con el fin de que al final del procedimiento se obtenga una matriz que alcance un claro límite entre sustrato unido (es decir, tratado con susceptor) y sustrato no unido. Sólo de esta manera se asegura que el objeto tridimensional producido presente un contorno lo suficientemente liso y pueda ser fácilmente desprendido del sustrato no unido. In this process according to the invention, in addition, many combinations of susceptor / substrate are imaginable, a sufficiently large difference of susceptor and substrate in their capacity being heated by microwave radiation being important for the process so that at the end of the procedure a matrix is obtained that reaches a clear boundary between bound substrate (ie, treated with susceptor) and unbound substrate. Only in this way is it ensured that the three-dimensional object produced has a sufficiently smooth contour and can be easily detached from the unbound substrate.

Con el fin de hacer posible una transferencia de calor lo suficientemente grande y prolongada del susceptor al sustrato, el punto de ebullición del susceptor o, en el caso de una mezcla de susceptores, de al menos un susceptor, debería ser mayor que el punto de fusión del sustrato utilizado. La dosificación del susceptor, así como las propiedades del polvo y del susceptor deben estar ajustadas entre sí, con el fin de que el susceptor, en particular en el caso de emplear un susceptor líquido, no discurra a través de las capas, sino que sea absorbido exclusivamente por el polvo a humectar. La determinación puede tener lugar, p. ej., mediante el ajuste de la viscosidad y la cantidad utilizada del susceptor. En este caso, la cantidad del susceptor líquido utilizado depende particularmente del espesor de capa del polvo, de la porosidad del polvo y del tamaño de las partículas. Para las distintas combinaciones de materiales la cantidad y viscosidad óptimas pueden determinarse en ensayos previos sencillos. Para el ajuste de la viscosidad pueden utilizarse inductores de viscosidad conocidos tales como ácidos silícicos pirógenos o también agentes orgánicos. El susceptor puede permanecer en la masa fundida o en la pieza moldeada. Esto puede ser incluso una ventaja en el caso del refuerzo o en el caso del ajuste de otras propiedades por parte del susceptor (conductividad eléctrica magnética). In order to make a sufficiently large and prolonged heat transfer from the susceptor to the substrate possible, the boiling point of the susceptor or, in the case of a mixture of susceptors, of at least one susceptor, should be greater than the point of fusion of the substrate used. The dosage of the susceptor, as well as the properties of the powder and the susceptor must be adjusted to each other, so that the susceptor, in particular in the case of using a liquid susceptor, does not run through the layers, but is absorbed exclusively by the dust to be wetted. The determination can take place, e.g. eg, by adjusting the viscosity and the amount of the susceptor used. In this case, the amount of the liquid susceptor used depends particularly on the thickness of the powder layer, the porosity of the powder and the size of the particles. For the different combinations of materials the optimum quantity and viscosity can be determined in simple previous tests. For viscosity adjustment known viscosity inductors such as pyrogenic silicic acids or also organic agents can be used. The susceptor can remain in the molten mass or in the molded part. This may even be an advantage in the case of reinforcement or in the case of adjustment of other properties by the susceptor (magnetic electrical conductivity).

La energía necesaria para el calentamiento del susceptor es aportada en forma de radiación de microondas. Puede ser ventajoso llevar las capas a sinterizar, mediante el aporte de calor, a una temperatura elevada o mantenerlas a una temperatura elevada que se encuentra por debajo de la temperatura de fusión o de sinterización del polímero empleado. De esta manera, se puede reducir la energía o la potencia a incorporar por parte de la energía de microondas. Lo desventajoso de una ejecución de este tipo es, no obstante, que se deben emplear dispositivos especiales que no están a menudo presentes en el hogar tales como, p. ej., hornos de cocer combinados con un microondas incorporado. No obstante, si aparatos de este tipo encontraran una amplia difusión, también es posible en el caso de una aplicación doméstica del procedimiento de acuerdo con la invención no aportar una parte de la energía de sinterización requerida mediante energía de microondas. The energy necessary for heating the susceptor is provided in the form of microwave radiation. It may be advantageous to bring the layers to be sintered, by means of heat input, at an elevated temperature or to keep them at an elevated temperature that is below the melting or sintering temperature of the polymer employed. In this way, the energy or the power to be incorporated by the microwave energy can be reduced. The disadvantage of such an execution is, however, that special devices must be used that are not often present in the home such as, e.g. eg, baking ovens combined with a built-in microwave. However, if such devices find a wide diffusion, it is also possible in the case of a domestic application of the process according to the invention not to provide a part of the sintering energy required by microwave energy.

El tratamiento con radiación de microondas conforme a la etapa c) puede tener lugar como se ha descrito antes según cualquier etapa b), o bien sólo después de haber tratado todas las capas con el susceptor. En particular, en el caso de utilizar un susceptor líquido se ha manifestado ventajoso efectuar el tratamiento con microondas en cada caso directamente después del tratamiento de una capa conforme a la etapa b), de preferencia directamente en el espacio constructivo, ya que si no existe el riesgo de que el susceptor líquido se distribuya también en partes indeseadas de la capa o bien de la matriz constituida por varias capas. Microwave radiation treatment according to stage c) can take place as described above according to any stage b), or only after all layers have been treated with the susceptor. In particular, in the case of using a liquid susceptor it has proved advantageous to carry out the microwave treatment in each case directly after the treatment of a layer according to step b), preferably directly in the construction space, since if it does not exist the risk that the liquid susceptor is also distributed in unwanted parts of the layer or of the matrix consisting of several layers.

La radiación de microondas necesaria para el procedimiento de acuerdo con la invención se genera por un generador de microondas, preferiblemente externo, que puede encontrarse en un intervalo de frecuencias de 300 MHz a 300 GHz. Las frecuencias empleadas en procesos industriales y sometidas a una autorización estatal ascienden, por norma general, a 430 hasta 6800 MHz (Encyclopedia of Chemical Processing and Design, vol. 30, pág. 202 ff, Marcel Dekker, N.Y. – Basilea, 1989). Por lo tanto, en el procedimiento de acuerdo con la invención se emplea preferiblemente una radiación de microondas en el intervalo de frecuencia de 430 a 6800 MHz. La radiación generada por el generador de microondas puede eventualmente polarizarse y/o filtrarse. The microwave radiation necessary for the process according to the invention is generated by a microwave generator, preferably external, which can be in a frequency range of 300 MHz to 300 GHz. The frequencies used in industrial processes and subject to authorization As a general rule, the state amounts to 430 to 6800 MHz (Encyclopedia of Chemical Processing and Design, vol. 30, p. 202 ff, Marcel Dekker, NY - Basel, 1989). Therefore, microwave radiation in the frequency range of 430 to 6800 MHz is preferably used in the process according to the invention. The radiation generated by the microwave generator can eventually be polarized and / or filtered.

Por medio del procedimiento de acuerdo con la invención se pueden fabricar cuerpos moldeados tridimensionales. Estos objetos tridimensionales fabricados en capas se encuentran al final, después de concluido el procedimiento de acuerdo con la invención, en una matriz que es formada por varias capas. A partir de esta matriz, que se compone de un sustrato en forma de polvo unido y no unido, así como de susceptor, puede retirarse el objeto, mientras que el sustrato no unido, eventualmente después de un tratamiento, p. ej., mediante tamizado, puede emplearse de nuevo. Los cuerpos moldeados de acuerdo con la invención pueden presentar cuerpos de relleno, seleccionados de esferas de vidrio, ácidos silícicos o partículas de metales. Three-dimensional molded bodies can be manufactured by means of the process according to the invention. These three-dimensional objects manufactured in layers are at the end, after the conclusion of the process according to the invention, in a matrix that is formed by several layers. From this matrix, which is composed of a substrate in the form of bound and unbound powder, as well as a susceptor, the object can be removed, while the unbound substrate, possibly after a treatment, e.g. eg, by sieving, it can be used again. The molded bodies according to the invention may have filler bodies, selected from glass spheres, silicic acids or metal particles.

El procedimiento de acuerdo con la invención se lleva a cabo preferiblemente en un dispositivo de acuerdo con la invención para la fabricación en capas de objetos tridimensionales, el cual se caracteriza porque presenta The process according to the invention is preferably carried out in a device according to the invention for layered manufacturing of three-dimensional objects, which is characterized in that it has

-un dispositivo móvil para la aplicación en capas de un sustrato en forma de polvo sobre una -a mobile device for the application in layers of a substrate in powder form on a

plataforma de trabajo o una capa eventualmente ya presente sobre la plataforma de trabajo de un work platform or a layer possibly already present on the work platform of a

sustrato en forma de polvo, tratado o no tratado, tal como, p. ej., una rasqueta, substrate in powder form, treated or untreated, such as, e.g. eg a scraper,

-un dispositivo móvil en el plano x,y para la aplicación de un susceptor sobre zonas elegidas de la -a mobile device in the x-plane, and for the application of a susceptor over selected areas of the

capa a base de sustrato en forma de polvo tal como, por ejemplo, un cabezal de impresión, y substrate layer in powder form such as, for example, a printhead, and

-un generador de microondas, adecuado para la generación de radiación de microondas en el intervalo -a microwave generator, suitable for generating microwave radiation in the interval

de 300 MHz a 300 GHz, preferiblemente de 430 a 6800 MHz, con el que se puede calentar el from 300 MHz to 300 GHz, preferably from 430 to 6800 MHz, with which you can heat the

susceptor hasta que el sustrato se una mediante fusión o sinterización en las zonas en las que ya fue susceptor until the substrate is joined by fusion or sintering in the areas where it was already

aplicado el susceptor sobre el sustrato. applied the susceptor on the substrate.

El dispositivo está equipado preferiblemente con varios depósitos de reserva, a partir de los cuales puede ser aportado el sustrato en forma de polvo a elaborar al dispositivo para la producción de las capas, y el o los susceptores empleados pueden ser aportados al dispositivo móvil en el plano x,y para la aplicación de un susceptor sobre zonas elegidas de la capa a base de sustrato en forma de polvo. Mediante el uso de cabezales de impresión con varias boquillas y la provisión de una mezcladora, puede conseguirse que en determinadas zonas de la capa, p. ej. en zonas particularmente con filigranas o, p. ej., en el borde del objeto a producir, se empleen otras mezclas de susceptores que en la zona de núcleo del objeto a producir. De este modo puede crearse un aporte de energía diferente en distintas posiciones de la capa. The device is preferably equipped with several reservoir reservoirs, from which the substrate in powder form to be made to the device for the production of the layers can be provided, and the subscriber (s) used can be contributed to the mobile device in the x plane, and for the application of a susceptor on selected areas of the powder-based substrate layer. By using printheads with several nozzles and the provision of a mixer, it can be achieved that in certain areas of the layer, e.g. ex. in areas particularly with watermarks or, e.g. For example, at the edge of the object to be produced, other mixtures of susceptors are used than in the core area of the object to be produced. In this way a different energy contribution can be created in different positions of the layer.

Asimismo objeto de la presente invención es el material en polvo tal como se ha descrito precedentemente, el cual es adecuado para su empleo en el procedimiento de acuerdo con la invención y que se caracteriza particularmente porque presenta un tamaño medio de grano de 10 a 150 μm y al menos un poliéster o copoliéster, elegido de poli(cloruro de vinilo), poliésteres, poliacetal. polipropileno, polietileno, poliestireno, policarbonato, PMMA, PMMI, iónomero, poliamidas, copoliésteres, copoliamidas, terpolímeros o ABS, o mezclas de los mismos. De manera particularmente preferida, el polvo presenta poliamida 11, poliamida 12, copoliamida o copoliéster, o mezclas de los mismos. De manera particularmente preferida, el polvo presenta partículas de polímero que están coloreadas y presentan un color distinto al blanco. Likewise object of the present invention is the powder material as described above, which is suitable for use in the process according to the invention and which is particularly characterized in that it has an average grain size of 10 to 150 μm. and at least one polyester or copolyester, chosen from polyvinyl chloride, polyesters, polyacetal. polypropylene, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, PMMA, PMMI, ionomer, polyamides, copolyesters, copolyamides, terpolymers or ABS, or mixtures thereof. Particularly preferably, the powder has polyamide 11, polyamide 12, copolyamide or copolyester, or mixtures thereof. Particularly preferably, the powder has polymer particles that are colored and have a color other than white.

El procedimiento de acuerdo con la invención y el dispositivo de acuerdo con la invención se explican más detalladamente con ayuda de la figura Fig. 1, sin que la invención deba limitarse a esta forma de realización. La Fig. 1 reproduce esquemáticamente al dispositivo de acuerdo con la invención. Sobre un fondo móvil (6), sustrato en forma de polvo (2) no tratado, que está dispuesto en un recipiente de reserva (1), se constituye para formar una matriz (8). El sustrato se reparte por medio de una rasqueta (2) en capas delgadas sobre el fondo móvil o bien sobre capas previamente aplicadas. A través de un dispositivo (3) móvil en el plano x,y, el susceptor (4) se aplica sobre zonas elegidas de la capa a base del sustrato en forma de polvo. Después de cada tratamiento con un susceptor se aplica una nueva capa del sustrato en forma de polvo. Por medio de un generador de microondas, adecuado para generar radiación de microondas en el intervalo de 300 MHz a 300 GHz (5), se unen las zonas del sustrato aplicado que fueron tratadas con el susceptor para formar un objeto tridimensional tal como, p. ej., una taza (7). The process according to the invention and the device according to the invention are explained in more detail with the aid of Fig. 1, without the invention being limited to this embodiment. Fig. 1 schematically reproduces the device according to the invention. On a movable bottom (6), a substrate in the form of untreated powder (2), which is arranged in a reserve container (1), is formed to form a matrix (8). The substrate is distributed by means of a scraper (2) in thin layers on the movable bottom or on previously applied layers. Through a mobile device (3) in the x, y plane, the susceptor (4) is applied on selected areas of the powder-based substrate layer. After each treatment with a susceptor a new layer of the substrate in powder form is applied. By means of a microwave generator, suitable for generating microwave radiation in the range of 300 MHz to 300 GHz (5), the areas of the applied substrate that were treated with the susceptor are joined to form a three-dimensional object such as, e.g. eg, a cup (7).

El procedimiento de acuerdo con la invención se explica más detalladamente con ayuda de los siguientes Ejemplos, sin que la invención deba estar limitada a éstos. The process according to the invention is explained in more detail with the aid of the following Examples, without the invention having to be limited thereto.

Ejemplo 1: Fabricación de una taza a partir de una copoliamida Example 1: Manufacture of a cup from a copolyamide

En el dispositivo descrito en la Fig. 1 se fabrica un modelo de una taza con un diámetro externo de 80 mm, una altura de 60 mm y un grosor de pared de 1,5 mm a partir de un polvo de copoliamida (VESTAMELT 840, Degussa AG, Marl). En calidad de susceptor se utiliza una suspensión basada en grafito que presenta 40% en masa de agua, 40% en masa de grafito y 20% en masa de isopropanol. El dispositivo tiene una temperatura de funcionamiento de aprox. 40ºC. La frecuencia del generador de microondas asciende a 2450 MHz. El espesor de capa asciende a 0,15 mm. Por cada capa se introduce una potencia de 700 vatios durante en cada caso 30 segundos. El valor d50 del polvo asciende a 60 μm. In the device described in Fig. 1 a model of a cup with an external diameter of 80 mm, a height of 60 mm and a wall thickness of 1.5 mm is manufactured from a copolyamide powder (VESTAMELT 840, Degussa AG, Marl). As a susceptor a graphite-based suspension is used that has 40% by mass of water, 40% by mass of graphite and 20% by mass of isopropanol. The device has an operating temperature of approx. 40 ° C The frequency of the microwave generator is 2450 MHz. The layer thickness is 0.15 mm. For each layer a power of 700 watts is introduced for 30 seconds in each case. The d50 value of the powder amounts to 60 μm.

Ejemplo 2: Fabricación de un tirante a base de poliamida 12 Example 2: Manufacture of a polyamide-based tie 12

En el dispositivo ya descrito se fabrica un tirante con una longitud de 160 mm, una anchura de 10 mm y una altura de 4 mm a partir de un polvo de poliamida 12 (EOSINT P PA 2200, EOS GmbH Electro Optical Systems, Krailling, Alemania). En calidad de susceptor pasa a emplearse etilenglicol. El dispositivo tiene una temperatura de funcionamiento de aprox. 160ºC. La frecuencia del generador de microondas asciende a 2450 MHz. El grosor al que aplicaron las capas de polvo ascendió a 0,15 mm. Por cada capa se introduce una potencia de 750 vatios durante 45 segundos. El polvo utilizado presentaba un valor d50 de 55 μm. In the device already described, a strap with a length of 160 mm, a width of 10 mm and a height of 4 mm is manufactured from a polyamide powder 12 (EOSINT P PA 2200, EOS GmbH Electro Optical Systems, Krailling, Germany ). As a susceptor, ethylene glycol is used. The device has an operating temperature of approx. 160 ° C. The frequency of the microwave generator is 2450 MHz. The thickness at which the powder layers were applied was 0.15 mm. For each layer a power of 750 watts is introduced for 45 seconds. The powder used had a d50 value of 55 μm.

Claims (22)

REIVINDICACIONES 1.- Procedimiento para la fabricación de un objeto tridimensional, el cual comprende una provisión de 1.- Procedure for the manufacture of a three-dimensional object, which comprises a provision of a) proporcionar una capa de un sustrato en forma de polvo, caracterizado por las etapas a) provide a layer of a powder-shaped substrate, characterized by the steps b) aplicar selectivamente al menos un susceptor que absorbe microondas sobre zonas a tratar de la b) selectively apply at least one microwave absorbing susceptor on areas to be treated capa de a), eligiéndose las zonas sobre las que se dispone el susceptor de acuerdo con la layer of a), choosing the areas on which the susceptor is arranged in accordance with the sección transversal del objeto tridimensional, a saber de manera que solamente se dispone el cross section of the three-dimensional object, namely so that only the susceptor sobre las zonas que constituyen la sección transversal del objeto tridimensional, susceptor on the zones that constitute the cross section of the three-dimensional object, c) tratar al menos una vez la capa con radiación de microondas, de modo que las zonas de la capa c) at least once treat the layer with microwave radiation, so that the areas of the layer provistas con el susceptor así como eventualmente con zonas de la capa situada por debajo provided with the susceptor as well as eventually with areas of the layer below provistas del susceptor son unidas entre sí mediante fusión o sinterización. provided with the susceptor are joined together by fusion or sintering. 2.- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa c) se lleva a cabo después de haber ejecutado en cada caso x veces la etapa a) y la etapa b), con x igual a 1 hasta un número de etapas a) y b) realizadas. 2. Method according to claim 1, characterized in that step c) is carried out after executing in each case x times stage a) and stage b), with x equal to 1 up to a number of stages a) and b) performed. 3.- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque al comienzo se lleva a cabo una vez la etapa c), después de haber llevado a cabo una vez la etapa a), a continuación la etapa b) y, seguidamente, la etapa a), y, a continuación, se llevan a cabo las otras etapas en la secuencia b), a) y c). 3. Method according to claim 1, characterized in that at the beginning stage c) is carried out once, after having carried out stage a) once, then stage b) and then stage a ), and then the other steps in sequence b), a) and c) are carried out. 4.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las etapas a) y b) se repiten tantas veces hasta que en una matriz estén presentes todas las superficies en sección transversal de las que está constituido el objeto tridimensional, y las delimitaciones externas del objeto se forman por el límite entre el material en polvo con el susceptor aplicado y el material en polvo no tratado y, a continuación, se lleva a cabo la etapa c). 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that steps a) and b) are repeated so many times until in a matrix all the cross-sectional surfaces of which the three-dimensional object is constituted, and the delimitations are present External objects are formed by the boundary between the powdered material with the applied susceptor and the untreated powdered material and then step c) is carried out. 5.- Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la etapa c) se lleva a cabo en el espacio constructivo inferior del dispositivo. 5. Method according to claim 4, characterized in that step c) is carried out in the lower construction space of the device. 6.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la etapa c) se lleva a cabo en otro equipo que el equipo para llevar a cabo las etapas a) y b). 6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that step c) is carried out on other equipment than the equipment for carrying out steps a) and b). 7.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la etapa c) se lleva a cabo en un microondas usual en el comercio para la preparación de alimentos. 7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that step c) is carried out in a microwave commercially available for food preparation. 8.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el sustrato en forma de polvo empleado presenta un tamaño medio de grano de 10 a 150μm. 8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the substrate in powder form used has an average grain size of 10 to 150μm. 9.- Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la radiación de microondas se emplea en el intervalo de frecuencias de 430 a 6800 MHz. 9. Method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the microwave radiation is used in the frequency range of 430 to 6800 MHz. 10.- Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en calidad de susceptor se emplea polvo de metales o compuestos metálicos, polvo de material cerámico, grafito o carbón activo, o líquidos próticos, elegidos del grupo de alcoholes alifáticos saturados, monovalentes o polivalentes, lineales, ramificados o cíclicos por sí solos o en mezcla con agua o agua sola. 10. Method according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that as a susceptor metal powder or metal compounds, ceramic material powder, graphite or activated carbon, or protic liquids, chosen from the group of aliphatic alcohols are used saturated, monovalent or polyvalent, linear, branched or cyclic alone or in admixture with water or water alone. 11.- Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque en calidad de líquido prótico se emplea glicerol, trimetilolpropano, etilenglicol, dietilenglicol o butanodiol, o mezclas de los mismos por sí solos o en mezcla con agua. 11. Method according to claim 10, characterized in that as a protic liquid glycerol, trimethylolpropane, ethylene glycol, diethylene glycol or butanediol, or mixtures thereof are used alone or in admixture with water. 12.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en calidad de sustrato en forma de polvo se emplean polímeros. 12. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that polymers are used as a powder substrate. 13.- Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque en calidad de sustrato en forma de polvo se emplean polímeros o copolímeros, preferiblemente elegidos de poliésteres, poli(cloruro de vinilo), poliacetal, polipropileno, polietileno, poliestireno, policarbonato, PMMI, PMMA, ionómero, poliamidas, copoliésteres, copoliamidas, terpolímeros, ABS o mezclas de los mismos. 13. Method according to claim 12, characterized in that as a substrate in powder form polymers or copolymers are used, preferably chosen from polyesters, polyvinyl chloride, polyacetal, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, PMMI, PMMA , ionomer, polyamides, copolyesters, copolyamides, terpolymers, ABS or mixtures thereof. 14.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque se emplea un sustrato en forma de polvo que presenta de 0,05 a 5% en peso de un agente anti-apelmazamiento. 14. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that a substrate in the form of a powder is used which has from 0.05 to 5% by weight of an anti-caking agent. 15.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque se emplea un sustrato en forma de polvo que presenta cuerpos de relleno inorgánicos. 15. Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that a substrate in the form of a powder having inorganic fillers is used. 16.- Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque en calidad de cuerpos de relleno se emplean esferas de vidrio. 16. Method according to claim 15, characterized in that glass spheres are used as filler bodies. 17.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se emplea un sustrato en forma de polvo que presenta pigmentos inorgánicos u orgánicos. 17. Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that a substrate in the form of a powder having inorganic or organic pigments is used. 18.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque se emplea sustrato en forma de polvo que presenta aditivos activables por láser. 18. Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that a substrate is used in powder form that has laser-activatable additives. 19.- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en calidad de sustrato en forma de polvo, que se puede sinterizar o fundir mediante la acción de calor, se emplean granos revestidos a base de arena, material cerámico, metal y/o aleaciones o polvo de metales. 19. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that as a substrate in powder form, which can be sintered or melted by the action of heat, grains coated with sand, ceramic material, metal and metal are used. / or alloys or metal dust. 20.- Dispositivo para la fabricación en capas de objetos tridimensionales, en el que el dispositivo presenta 20.- Device for the production in layers of three-dimensional objects, in which the device presents -un dispositivo móvil para la aplicación en capas de un sustrato en forma de polvo sobre una -a mobile device for the application in layers of a substrate in powder form on a plataforma de trabajo o una capa eventualmente ya presente sobre la plataforma de trabajo de un work platform or a layer possibly already present on the work platform of a sustrato en forma de polvo tratado o no tratado, y substrate in the form of treated or untreated powder, and -un generador de microondas, adecuado para la generación de radiación de microondas en el intervalo -a microwave generator, suitable for generating microwave radiation in the interval de 300 MHz a 300 GHz, caracterizado por un dispositivo móvil en el plano x,y para la aplicación de un susceptor sobre zonas elegidas de la capa a base de sustrato en forma de polvo.300 MHz to 300 GHz, characterized by a mobile device in the x-plane, and for the application of a susceptor over selected areas of the powder-based substrate layer. 21.- Cuerpo moldeado, fabricado según un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 19.  21. Molded body, manufactured according to a method according to one of claims 1 to 19. 22.- Cuerpo moldeado según la reivindicación 21, caracterizado porque el cuerpo moldeado presenta cuerpos de relleno elegidos de esferas de vidrio, ácidos silícicos, partículas metálicas o partículas de aluminio. 22. Molded body according to claim 21, characterized in that the molded body has filler bodies chosen from glass spheres, silicic acids, metal particles or aluminum particles.
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