(73) Requerente(s): (72) Inventor(es): (74) Mandatário:

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1 (11) Número de Publicação: PT A (51) Classificação Internacional: C03B 15/00 (2006) C03B 37/00 (2006) B32B 17/00 (2006) (12) PEDIDO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: (73) Requerente(s): INSTITUTO POLITÉCNICO DE LEIRIA RUA GENERAL NORTON DE MATOS, APARTADO 4133 LEIRIA LEIRIA (72) Inventor(es): INÊS CATARINA SILVA SOUSA ARTUR JORGE DOS SANTOS MATEUS CÂNDIDA MARIA DOS SANTOS PEREIRA MALÇA (74) Mandatário: PATRÍCIA ALEXANDRA CORREIA MARQUES IDDNET - INCUBADORA D. DINIS, RUA DA CARVALHA, N.º 570, SALA 14.2 LEIRIA LEIRIA PT (54) Epígrafe: EQUIPAMENTO DE FABRICO ADITIVO PARA A PRODUÇÃO DE COMPONENTES EM VIDRO MULTICOLOR (57) Resumo: A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM EQUIPAMENTO DE FABRICO ADITIVO DE COMPONENTES EM VIDRO MULTICOLOR, FORNECIDO SOB A FORMA DE VARETAS (2), QUE APRESENTA UM RESERVATÓRIO DE MATERIAL (VIDRO SOB A FORMA DE VARETAS DE DIFERENTES CORES E DIÂMETROS) (1), UM ALIMENTADOR DE MATERIAL AUTOMATIZADO (3), UM ACUMULADOR DE CALOR(5), UM SISTEMA DE PROJEÇÃO DE PÓS DE VIDRO DE DIFERENTES CORES (4), UMA FONTE DE CALOR (6) E UM SISTEMA DE TROCA AUTOMATIZADO DA PLATAFORMA DE CONSTRUÇÃO (7) A QUAL É PARTE INTEGRANTE DE UM SISTEMA DE MUDANÇA DA PLATAFORMA DE CONSTRUÇÃO AUTOMÁTICO (7). OS COMPONENTES PRODUZIDOS SÃO CARACTERIZADOS POR POSSUÍREM UMA QUASE TOTAL LIBERDADE DE GEOMETRIAS E FORMAS, COMO RESULTADO DA DEPOSIÇÃO, POR EXTRUSÃO, CAMADA A CAMADA DE VIDRO DE DIFERENTES CORES. O VIDRO APRESENTA-SE SOB A FORMA DE VARETAS COM DIFERENTES CORES E DIÂMETROS. O EQUIPAMENTO, OBJETO DA PRESENTE INVENÇÃO, INCLUI UM CONJUNTO DE PELO MENOS QUATRO EIXOS CARTESIANOS (XYZW E OUTROS) MOTORIZADOS E CONTROLADOS POR UM SISTEMA DE CONTROLO, GERADOR DE TRAJETÓRIAS E SISTEMA DE MUDANÇA DA PLATAFORMA DE CONSTRUÇÃO AUTOMÁTICO (7), O QUAL SE PODE MOVIMENTA NO SENTIDO DO EIXO ZZ.

2 - 1 - RESUMO "EQUIPAMENTO DE FABRICO ADITIVO PARA A PRODUÇÃO DE COMPONENTES EM VIDRO MULTICOLOR" A presente invenção diz respeito a um equipamento de fabrico aditivo de componentes em vidro multicolor, fornecido sob a forma de varetas (2), que apresenta um reservatório de material (vidro sob a forma de varetas de diferentes cores e diâmetros) (1), um alimentador de material automatizado (3), um acumulador de calor (5), um sistema de projeção de pós de vidro de diferentes cores (4), uma fonte de calor (6) e um sistema de troca automatizado da plataforma de construção (7) a qual é parte integrante de um sistema de mudança da plataforma de construção automático (7). Os componentes produzidos são caracterizados por possuírem uma quase total liberdade de geometrias e formas, como resultado da deposição, por extrusão, camada a camada de vidro de diferentes cores. O vidro apresenta-se sob a forma de varetas com diferentes cores e diâmetros. O equipamento, objeto da presente invenção, inclui um conjunto de pelo menos quatro eixos cartesianos (XYZW e outros) motorizados e controlados por um sistema de controlo, gerador de trajetórias e sistema de mudança da plataforma de construção automático (7), o qual se pode movimenta no sentido do eixo ZZ.

3 - 1 - DESCRIÇÃO "EQUIPAMENTO DE FABRICO ADITIVO PARA A PRODUÇÃO DE COMPONENTES EM VIDRO MULTICOLOR" Breve descrição da invenção A presente invenção diz respeito a um equipamento que permite, a partir de vidro, sob a forma de varetas, e de forma automatizada, a produção, por extrusão, de camada a camada de componentes em vidro com inúmeras combinações de cores e formas, uma vez que o operador do equipamento pode definir e controlar as condições operacionais mais adequadas a cada produção específica. Assim, com este equipamento, é possível produzir peças personalizadas e com uma grande liberdade de geometrias em curto espaço de tempo e a custos perfeitamente aceitáveis em virtude da drástica redução da mão-de-obra (só é necessário um operador) e dos desperdícios energéticos que estão associados à indústria vidreira, o que constitui uma vantagem altamente competitiva relativamente aos atuais processos convencionais e tradicionalmente usados, não só em peças de vidro utilitárias mas, e, sobretudo, na produção de peças decorativas abrindo novos horizontes criativos aos designers.

4 - 2 - O equipamento integrado de fabrico aditivo para a produção de componentes em vidro multicolor é constituído por um sistema de mudança de plataforma automático (paletização) (7), dotado de movimento no sentido do eixo ou outro (Z ou outro), i.e., no sentido vertical ou outro. A plataforma de construção, a qual é parte integrante do sistema de mudança da plataforma de construção automático (7), após finalização da produção de uma peça, é deslocada do equipamento dando lugar a uma outra plataforma para se dar início a um novo ciclo de produção. A plataforma que contém a peça finalizada é colocada num sistema de transporte para ser encaminhada para uma estufa onde será submetida a tratamento térmico. De salientar que a plataforma de construção é aquecida a uma temperatura adequada à produção o que contribui para o controlo dos gastos energéticos associados ao processo produtivo. Pese embora, depois de executadas, as peças em vidro sejam submetidas a um posterior tratamento térmico, a plataforma de construção, a qual é parte integrante do sistema de mudança da plataforma de construção automático (7), integra um controlador de temperatura capaz de definir as temperaturas mais ajustadas para um menor choque térmico do vidro. A plataforma de construção será constituída por um material refratário ou outro e com capacidade de regulação térmica até aos 800ºC ou mais. Adicionalmente, o equipamento integra um conjunto

5 - 3 - de quatro ou mais eixos cartesianos (XYZW ou mais) gerador de trajetórias, motorizado e controlado por um software de processamento e controlo que, por sua vez, integra uma interface de ligação ao operador e outra de comunicação com sistemas informáticos exteriores. Breve descrição da figura Figura 1 - Representação em perspetiva esquemática e simplificada, de acordo com o invento, e que ilustra os principais componentes que integram o equipamento de fabrico aditivo para a produção de componentes em vidro multicolor, fornecido sob a forma de varetas (2), que são: um reservatório de material (vidro sob a forma de varetas de diferentes cores e diâmetros) (1), um alimentador de material automatizado (3), um acumulador de calor (5), um sistema de projeção de pós de vidro de diferentes cores (4), uma fonte de calor (6) e um sistema de mudança da plataforma de construção automático (7). Descrição pormenorizada da invenção A presente invenção diz respeito a um equipamento de fabrico aditivo de componentes em vidro, através do qual os respetivos componentes possuem uma quase total liberdade de geometrias e formas, como resultado da deposição, por

6 - 4 - extrusão, camada a camada de vidro de diferentes cores. O equipamento integra um alimentador de material automatizado (3) que regula a cadência do material, varetas de vidro, à medida que a extrusão é efetuada. O vidro apresenta-se sob a forma de varetas (2) com diferentes cores e diâmetros. O equipamento, objeto da presente invenção, inclui um conjunto de pelo menos quatro eixos cartesianos (XYZW e outros) motorizados e controlados por um sistema de controlo, gerador de trajetórias e um sistema de mudança da plataforma de construção automático (7), o qual se pode movimentar no sentido do eixo (Z). O equipamento possui, adicionalmente, pelo menos uma fonte de calor (6) que, em conjunto com uma tecnologia aditiva, permite a projeção de pós de vidro, através do sistema de projeção de diferentes cores (4), e granulometrias, sobre as sucessivas camadas depositadas no caso das varetas de vidro serem incolores. Os pós de diferentes cores estão armazenados em recipientes próprios e são projetados, com recurso a ar comprimido, sobre o vidro depositado que ainda se encontra a temperatura elevada. Como a tensão superficial do vidro depositado é muito reduzida, devido às altas temperaturas a que o vidro ainda permanece, as partículas de pós adirem facilmente ao vidro depositado. Estes pós podem ser projetados de forma seletiva sobre cada camada depositada ou, lateralmente, com trajetórias previamente definidas em computador. Fazendo referência à figura, o equipamento de

7 - 5 - fabrico aditivo para a produção de componentes em vidro multicolor que é alvo do presente invento e consiste num reservatório (1) onde o vidro é armazenado/colocado sob a forma de varetas (2) de diferentes cores e diâmetros, esta varetas são conduzidas pelo alimentador de material automatizado (3) para o bico da extrusora onde se localiza um acumulador de calor (5) que proporciona o amolecimento do vidro a depositar sobre a plataforma de construção. Na eventualidade das varetas (2) de vidro serem incolores é possível, por intermédio do sistema de projeção de pós de vidro de diferentes cores (4), auxiliado pela fonte de calor (6), incorporar uma panóplia de cores ao vidro processado. A plataforma de construção, depois de finalizada a produção do componente, é automaticamente substituída por outra plataforma vazia dando-se início à produção de um novo componente em vidro. Leiria, 26 de janeiro de 2017

8 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Equipamento de fabrico aditivo para a produção de componentes em vidro multicolor caracterizado por integrar: a) reservatório (1) de material onde o vidro é armazenado sob a forma de varetas (2); b) conjunto de pelo menos quatro eixos cartesianos motorizado e controlado por software de processamento e que integra interface de ligação com o exterior; c) sistema de mudança da plataforma de construção automático (7) o qual se movimenta no sentido de um eixo e que integra um controlador de temperatura; d) alimentador de material automatizado (3) para regulção da cadência do material à medida que a extrusão é efetuada; e) um sistema de projeção de pós de vidro de diferentes cores (4); f) acumulador de calor (5), para amolecimento do vidro a depositar sobre a plataforma de construção; g) fonte de calor (6). Leiria, 26 de janeiro de 2017

9 - 1 - Figura 1