BE1015735A5 - Modeles elastiques de corps de trepan, procedes de fabrication de modeles elastiques de corps de trepan, de moulage par coulee de moules sur la base deces procedes et fabrication de corps de trepan de trepans de forage de terre. - Google Patents

Modeles elastiques de corps de trepan, procedes de fabrication de modeles elastiques de corps de trepan, de moulage par coulee de moules sur la base deces procedes et fabrication de corps de trepan de trepans de forage de terre. Download PDF

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Abstract

Il est décrit un procédé de fabrication d'un madèle élastique d'un article de fabrication, par exemple d'un corps de trépan d'un trépan de forage de terre ou d'un composant correspondant, englobant la fabrication d'un modèle élastique de l'article de fabrication selon des techniques de fabrication par couches. Le modèle élastique peut ensuite servir au moulage par coulée d'un ou plusieurs moules de matériau réfractaire. Les moules peuvent servir à la fabrication de l'article modelé de fabrication. L'invention englobe aussi un modèle élastique, à fabrication par couches, d'un article de fabrication, par exemple d'un trépan de forage de terre.

Description


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   MODÈLES ÉLASTIQUES DE CORPS DE TRÉPAN, PROCÉDÉS DE
FABRICATION DE MODÈLES ÉLASTIQUES DE CORPS DE TRÉPAN,
DE MOULAGE PAR COULÉE DE MOULES SUR LA BASE DE
CES PROCÉDÉS ET FABRICATION DE CORPS DE TRÉPAN
DE TRÉPANS DE FORAGE DE TERRE. 



   DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne des procédés de fabrication par couches pour la production de trépans de forage de terre et d'autres articles de fabrication. La présente invention concerne en particulier l'utilisation de modèles déformables, élastiques, à fabrication par couches dans la production de moules pour des trépans de forage de terre ou d'autres articles de fabrication. La présente invention concerne plus spécifiquement des modèles déformables à fabrication par couches, pouvant être utilisés dans la production de plusieurs moules. 



  ARRIÈRE-FOND
Les corps de trépan des trépans de forage de terre à base de matériau particulaire métallique, par exemple les trépans en carbure de tungstène, ont conventionnellment été fabriqués dans des moules en graphite. Les cavités des moules en graphite sont typiquement usinées avec une machine-outil à cinq ou sept axes. Des structures fines sont alors ajoutées à la cavité du moule en graphite, par des machines-outils portatives. Un travail d'argile additionnel peut en outre être nécessaire pour assurer la configuration voulue de certains éléments caractéristiques du corps du trépan. La fabrication de tels moules en graphite est typiquement très longue et très chère.

   L'utilisation de moules en graphite est en outre peu appropriée d'un point de vue de protection de l'environnement et de la santé, étant donné que l'usinage de tels moules produit typiquement des quantités importantes de poussières de graphite ou de carbone. 



   Lors de la fabrication d'articles de fabrication à base de carbure de tungstène ou d'un autre métal particulaire, par exemple d'un corps de trépan d'un trépan de forage de terre, la cavité du moule en graphite est remplie d'un matériau de matrice, par exemple de carbure de tungstène. Le matériau de la matrice est alors typiquement mis en vibration ou compacté d'une autre manière pour réduire l'espace entre les particules adjacentes du matériau de la matrice. Le matériau de la matrice est ensuite infiltré dans un four avec un matériau liant fondu, par exemple un alliage de cuivre et de nickel. Après le refroidissement du trépan, le moule en graphite est alors typiquement détruit pour faciliter l'enlèvement du corps de trépan infiltré.

   L'utilisation de moules en graphite peut aussi être peu appropriée, étant donné qu'un seul corps de trépan peut être fabriqué à partir de chaque moule, un nouveau moule en graphite devant alors être usiné pour chaque nouveau trépan de forage de terre. 

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   Les procédés de fabrication par couches directs suppriment la nécessité de prévoir des moules en graphite. Les procédés de fabrication par couches directs ont été appliqués pour fabriquer des trépans de forage de terre, des moules pour des trépans de forage de terre, ainsi que d'autres articles de fabrication. Le brevet des Etats-Unis 5544550, attribué à Redd H. Smith le 13 août 1996, et 5433280, attribué à Redd H. Smith le 18 juillet 1995, décrivent l'application de procédés de fabrication par couches pour produire des trépans de forage de terre et d'autres articles de fabrication. 



   La fabrication par couches directe de trépans de forage de terre ou d'autres articles de fabrication englobe l'établissement d'un modèle tridimensionnel sur ordinateur du trépan de forage ou de l'article de fabrication, la production de "tranches" du modèle d'ordinateur, et l'utilisation du modèle d'ordinateur en combinaison avec l'équipement de fabrication par couches pour produire l'article de fabrication. 



   En service, l'équipement de fabrication par couches fixe par frittage ou d'une autre manière une première couche de particules d'un matériau de matrice, dispose une deuxième couche de particules au-dessus de la première couche, assemble par frittage les particules dans des régions sélectionnées de la deuxième couche et les fixe à la première couche, avant de répéter ce procédé pour produire des couches ultérieures, la pièce voulue ayant été formée à partir des particules du matériau de matrice. 



   L'équipement de fabrication par couches selon la technique ainsi que les techniques correspondantes présentent une bonne résolution et peuvent donc servir à fabriquer des pièces représentant leur modèle d'ordinateur tridimensionnel. Après la fabrication d'un trépan de forage ou d'un autre article de fabrication à partir du matériau de matrice, le matériau à base de particules peut ainsi être infiltré avec un matériau liant, assurant la liaison de particules adjacentes du matériau de la matrice, et formant un élément pratiquement d'une seule pièce représentant le modèle d'ordinateur. 



   Ce type de procédé de fabrication par couches est toutefois peu approprié, étant donné qu'il exige beaucoup de temps (c. à.d. au moins le temps nécessaire au procédé de fabrication par couches) pour produire chaque pièce à base de matériau particulaire fabriqué par couches. Les machines de fabrication par couches capables de produire directement une pièce métallique sont en outre généralement chères. Le nombre de pièces pouvant être produites pendant une période déterminée est donc limité par' le nombre de machines de fabrication par couches disponibles. 



   Avant l'infiltration, les particules des matrices des articles de fabrication à base de matériau particulaire, produits par de tels procédés de fabrication par couches directs, peuvent être assemblées par un matériau liant, par exemple un polymère thermoplastique (p.ex. du polystyrène), une résine, ou un métal à point de fusion bas (p.ex. un métal Wood ou un alliage à base de plomb). Dans le cadre de la fabrication par couches, les particules du matériau métallique de la matrice ne sont toutefois pas typiquement compactées à une densité complète. La présence de liant entre les particules du matériau métallique de la 

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 matrice, ou sous forme d'un revêtement sur celle-ci, réduit aussi la densité de la matrice. 



   Par suite des coefficients de dilatation thermique des liants et en raison de l'espace existant entre les particules du métal de la matrice et les particules du liant avant la fusion ou le ramollissement du matériau liant, les dimensions de chaque couche peuvent changer au cours du procédé de fabrication par couches et après celui-ci, et être soumises à un rétrécissement lors du refroidissement du liant. Avant ou au cours de l'infiltration ultérieure de la matrice, le polymère thermoplastique et les liants à base de résine sont en outre "épuisés" dans la matrice, exposant des vides dans celle-ci.

   Les articles selon le procédé de fabrication par couches direct présentent ainsi typiquement une densité non complète et peuvent se rétrécir ou subir une certaine déformation dimensionnelle par rapport au modèle d'ordinateur utilisé pour produire ces articles. 



   En vue d'appliquer des procédés de fabrication par couches pour produire des pièces entièrement denses, le moulage à modèles perdus ou 'à cire perdue' a été appliqué pour produire un modèle utilisé ensuite pour produire un moule de coulée. Les procédés de fabrication par couches connus englobent la fabrication de modèles en plastique, en cire ou en papier. Après l'utilisation du modèle pour produire un moule, le modèle est détruit selon des procédés de moulage à modèles perdus connus (p.ex. par fusion du plastique ou de la cire ou en brûlant le papier), exposant ainsi la cavité du moule. Le moule peut alors être utilisé dans des procédés connus, par exemple le moulage par coulée ou la formation d'une matrice à base de matériau particulaire et l'infiltration de celle-ci, pour fabriquer un article de fabrication à densité complète.

   Après la fabrication de certains articles de fabrication, par exemple de trépans de forage de terre, dans un tel moule, le moule doit être détruit pour enlever la pièce de celui-ci. Une telle technique de fabrication par couches de modèles à moulage à modèles perdus, pouvant être appliquée pour fabriquer des trépans de forage de terre, a été décrite dans la demande de brevet britannique, no. de série 2296673 de la Camco Drilling Group Limited (appelé ci-dessous la demande "britannique '673), publiée le 7 octobre 1996. De tels procédés de moulage à modèles perdus, utilisant des modèles à fabrication par couches, sont toutefois peu appropriés, étant donné que le modèle sert à fabriquer un seul moule.

   La fabrication d'un article de fabrication peut ainsi être plus longue lors de l'application de techniques de fabrication par couches pour fabriquer un modèle à moulage à modèles perdus que lors de l'application de techniques de fabrication par couches directes pour produire le même article de fabrication. Chaque modèle de moulage à modèles perdus fabriqué par couches ne peut en outre servir qu'à fabriquer un seul moule, et donc un seul trépan de forage ou un seul autre article de fabrication. 



   La demande du brevet britannique '673 décrit également l'utilisation d'un modèle à fabrication par couches englobant plusieurs pièces assemblées avant le moulage d'un moule, celles-ci étant individuellement enlevées du moule après le moulage. Le modèle doit alors être réassemblé avant la production d'un autre moule. Comme l'utilisation d'un modèle comportant plusieurs pièces individuelles peut exiger autant d'étapes de 

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 fabrication, ainsi que l'assemblage et le désassemblage des pièces après chaque production de moule, ce procédé exige trop de temps et est donc moins approprié. 



   La demande du brevet britannique '673 décrit un autre procédé de production de moules pour des trépans de forage de terre, englobant des procédés de fabrication par couches pour produire un premier moule, utilisant le premier moule pour mouler par coulée un modèle déformable et utilisant le modèle pour le moulage par coulée de moules. Le modèle déformable peut certes servir au moulage par coulée de plus d'un moule, mais le procédé est peu approprié étant donné qu'il exige plusieurs étapes, englobant une étape de fabrication par couches, une étape de moulage par coulée du modèle et une étape de moulage par coulée d'un moule pour produire un moule de fabrication. 



   Des modèles mâles souples, élastiques, ont également été moulés par coulée dans les cavités de moules en graphite usinés, ayant servi ensuite à former les cavités de moules femelles en céramique par coulée des moules de céramique autour du modèle de moule mâle. Comme le modèle de moule mâle est composé d'un matériau souple et élastique, le modèle peut être enlevé de la cavité du moule céramique et réutilisé pour le moulage par coulée d'un autre moule femelle. Ce procédé est toutefois peu approprié, étant donné qu'il exige l'usinage du moule en graphite. Pour changer un quelconque des éléments caractéristiques du moule, exigés typiquement par les clients commandant des trépans de forage de terre, il faut usiner un nouveau moule en graphite, des modèles de moule mâles devant y être moulés par coulée. 



   Il existe donc une demande pour un procédé utilisant un modèle de fabrication par couche unique pour produire de manière efficace plusieurs modèles de trépans de forage de terre. 



  DESCRIPTION DE 'L'INVENTION
La présente invention répond à chacune des exigences ci-dessus. 



   Le procédé selon la présente invention englobe la fabrication d'un modèle de corps de trépan élastique selon des techniques de fabrication par couches. Le modèle élastique du corps du trépan peut être creux. Le modèle élastique du corps du trépan peut aussi être composé d'une masse pratiquement solide. Le modèle élastique du corps du trépan peut englober des structures internes, comme les cours de fluide internes d'un trépan de forage. 



   Le modèle élastique du corps du trépan est. de préférence fabriqué par des techniques de fabrication par couches, par exemple par frittage sélectif par laser ("SLS"), stéréolithographie ("STL"), impression tridimensionnelle, fabrication d'objets stratifiés ("LOM") et d'autres procédés de fabrication par couches. 



   Après la fabrication du modèle du corps du trépan, un moule du trépan peut être coulé autour du modèle du corps du trépan. Un matériau exemplaire servant à la coulée d'un moule de trépan englobe les céramiques durcissables à température ambiante. 

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   Lors du durcissement du moule du trépan, le modèle du corps du trépan peut être enlevé pour exposer une cavité du moule. Un ou plusieurs moules ultérieurs peuvent être coulés avec le modèle du corps du trépan. Les moules peuvent chacun servir à fabriquer un corps de trépan, ceci étant connu dans la technique. 



   D'autres avantages de la présente invention seront bien compris sur la base de la description ci-dessous, des dessins annexés et des revendications annexées. 



  BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue en perspective inversée d'un modèle tridimensionnel solide d'un trépan de forage de terre du type rotatif, du type pouvant être conçu par un système de conception assisté par ordinateur (CAD); la figure 1A est une vue en perspective inversée d'une modification du modèle solide représenté dans la figue 1, englobant des éléments de coupe modelés et des contreforts inclinés associés à certains des éléments de coupe modelés; la figure 2 est une vue en perspective agrandie du trépan de forage de la figure   1,   dans une coupe transversale par rapport à l'axe longitudinal du trépan pour exposer une section interne correspondante; la figure 3 est une vue en élévation agrandie de la tranche ou couche exposée du segment du trépan de forage représenté dans la figure 2;

   la figure 4 est une vue en coupe d'un modèle de corps de trépan de forage pratiquement creux représentatif du trépan de forage des figures 1 à 3; la figure 5 est une représentation schématique d'un premier dispositif préféré de fabrication par couches, commandé par ordinateur, pouvant être utilisé pour la fabrication d'un trépan de forage selon un procédé de fabrication par couches préféré selon la présente invention, les figures 5A à 5D étant des représentations schématiques illustrant l'utilisation du dispositif de la figure 5 lors de la fabrication d'un modèle de corps de trépan élastique; la figure 5E est une représentation schématique illustrant un autre dispositif pouvant être utilisé pour la fabrication d'un trépan;

   la figure 6 est une représentation schématique d'un deuxième dispositif de fabrication par couches préféré, pouvant être utilisé pour la fabrication d'un trépan de forage selon une modification du procédé de fabrication par couches de la présente invention ; les figures 7A à 7D sont des représentations schématiques d'un procédé d'utilisation du modèle élastique pour fabriquer un moule; les figures 7E et 7F sont des représentations schématiques illustrant dans une vue en coupe l'utilisation d'un matériau de support ou d'un mandrin rigide en combinaison avec un moule du corps de trépan pratiquement creux; 

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 les figures 8A et 8B sont des représentations schématiques d'un premier procédé de fabrication d'un article de fabrication par l'intermédiaire du moule des figures 7A à 7D;

   et les figures 8C à 8E sont des représentations schématiques d'un autre procédé de fabrication d'un article de fabrication par l'intermédiaire du moule des figures 7A à 7D. 



   MEILLEURS MODES D'EXÉCUTION DE L'INVENTION
Les figures 1 à 4 des dessins montrent des modèles de trépan de forage exemplaires 12 et 112, ayant été modelés en trois dimensions selon un système CAD de la technique. De tels systèmes sont bien connus et largement utilisés, un système CAD particulièrement approprié disponible dans le commerce pour la mise en pratique de la présente invention étant le système Pro/ENGINEER, commercialisé par la Parametric
Technology Corporation. 



   Les figures 1 à 3 illustrent un modèle conçu sur ordinateur d'un trépan de forage de terre du type rotatif, englobant une première forme de réalisation d'un modèle de trépan de forage élastique 12 selon la présente invention. Le modèle du corps de trépan 12 peut être fabriqué selon des procédés de fabrication par couches connus, englobant, sans limitation, le frittage sélectifpar laser ("SLS"), la stéréolithographie ("STL"), l'impression tridimensionnelle, la fabrication d'objets laminés ("LOM"), ainsi que d'autres techniques de prototypage rapides. Le modèle du corps de trépan 12 fabriqué selon ces techniques de fabrication par couches peut englober différents composants externes et internes. 



   Les figures 1 à 4 illustrent certes les modèles de corps de trépan 12 et 112 pour la fabrication des trépans de forage du type à lames, mais les procédés de la présente invention peuvent aussi servir à fabriquer d'autres types de trépans de forage de terre, par exemple des trépans à molettes, ainsi que d'autres types d'articles de fabrication. 



   Le modèle du corps du trépan 12 englobe six lames ou ailettes 18 englobant des poches de coupe 22 pouvant supporter des éléments de coupe 20 (voir figure 1A). Les poches de coupe 22 peuvent englober aussi des contreforts inclinés 24 pour supporter les éléments de coupe 20 de l'arrière. Comme représenté dans la figure lA, une modification du modèle du corps du trépan 12' peut aussi englober des éléments de coupe 20. Un moule coulé à partir du modèle du corps du trépan 12' engloberait ainsi des évidements dans la cavité correspondante pour recevoir des dispositifs de coupe à stabilité thermique avant d'y fabriquer un corps de trépan. Lors de la fabrication du corps du trépan dans une cavité de moule contenant des dispositifs de coupe à stabilité thermique, les dispositifs de coupe peuvent être fixés de manière solidaire au corps du trépan. 



   Les lames 18sont séparées par des cours de fluide s'étendant en général dans une direction radiale 30, menant vers des fentes à rebuts 32, les cours de fluide 30 et les fentes à rebuts 32 d'un trépan de forage en service comportant du fluide de forage ou de la "boue", provenant du train de tiges à travers une queue du trépan 14. Lors du fonctionnement du trépan de forage, le fluide de forage rentre dans le trépan de forage à 

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 travers la queue 14 et s'écoule à travers des passages de fluide internes 34, menant vers des buses 36 agencées dans des cavités 38. Les cavités 38 sont ouvertes vers les cours de fluide 30. 



   Le modèle du corps du trépan 12 peut aussi ne pas comporter de passages de fluide 34, ceux-ci pouvant être incorporés dans un corps de trépan au cours de la fabrication correspondante par des éléments rapporté du moule, ceci étant connu dans la technique. 



   Comme représenté, le modèle du corps du trépan 12 englobe une plaquette de front de taille 28 longitudinalement adjacente à chaque lame 18. Des éléments à rogner de front de taille modelés 26 peuvent être positionnés immédiatement près et au-dessus (comme représenté dans les figures) des plaquettes de front de taille 28. Le modèle du corps du trépan 12 peut aussi englober des poches (non représentées), similaires aux poches de coupe 22, pouvant supporter les éléments à rogner de front de taille 26. 



   Les lames 18, les cours de fluide 30 et les détails topographiques du modèle du corps du trépan 12 définissent ensemble ce que l'on peut appeler la "face du trépan", à savoir la surface du trépan en contact avec la formation non forée au fond du trou de forage. La forme externe d'une section transversale diamétrale du modèle du corps du trépan 12, prise le long de l'axe longitudinal du trépan 40, définit ce que l'on peut appeler le profil de trépan ou de "couronne". 



   La figure 1 illustre aussi par des traits fantômes d'autres éléments caractéristiques d'un trépan de forage 10 pouvant être assemblés avec le modèle du corps de trépan 12 pour produire un trépan de forage fini 10, englobant une queue de trépan tubulaire 14 pouvant être fixée à une ébauche de trépan (non représentée) ou être solidaire de celle-ci et une connexion à goupille filetée 16 selon l'American Petroleum Institute (API), fixée à une extrémité externe de la queue du trépan 14. 



   Comme représenté dans la figure 4, une autre forme de réalisation d'un modèle du corps de trépan élastique 112 peut comprendre une structure élastique, pratiquement creuse. Le modèle du corps du trépan 112 peut englober chacun des éléments caractéristiques décrits ci-dessus en référence aux figures 1 à 3. Le modèle du corps de trépan 112 peut englober aussi des supports ou des sièges pour faciliter le positionnement et l'orientation corrects des passages de fluide par rapport à la face du modèle. Le modèle du corps de trépan 112 peut de même englober des structures pour faciliter le positionnement et l'orientation appropriés d'autres éléments. 



  FABRICATION PAR COUCHES DU MODÈLE DU CORPS DE TRÉPAN ÉLASTIQUE
Comme représenté dans la figure 2 des dessins, un modèle solide, tridimensionnel du modèle du corps de trépan 12 peut être "tranché" numériquement le long d'un quelconque plan désiré, dans ce cas le long d'un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du trépan 40 du modèle du corps du trépan 12. En regardant la surface 42 de la figure 2, 

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 on voit clairement que le modèle du corps du trépan peut être facilement caractérisé de façon numérique sous forme d'une série de fines couches superposées, pratiquement bidimensionnelles, ayant une section transversale à variation progressive, ces couches pratiquement bidimensionnelles définissant dans l'état empilé complet le modèle tridimensionnel du corps du trépan 12 représenté dans la figure 1. 



   Comme représenté dans les figures 2 et 3, la surface 42 peut englober des ouvertures ou des vides où sont agencés des segments 34' de passages de fluide internes
34, les segments contiguës 34' dans les couches ou les tranches superposées comprenant des passages de fluide internes complets 34 dans le modèle du corps du trépan 12. La figure 2 montre aussi les vides 44 dans la surface du corps du trépan où des éléments de rognage de front de taille 26 ont été éliminés, le procédé selon la présente invention fournissant un modèle de corps de trépan 12 sans éléments de coupe modelés, éléments de rognage de front de taille ou buses. 



   Les figures 5 à 5D illustrent schématiquement un dispositif exemplaire 200 pour la fabrication d'un trépan à lames rotatif selon la présente invention. Le dispositif 200 englobe une plaque horizontale 202 sur laquelle doit être formé un modèle de corps de trépan 12 (voir figures 1 à 3). La plaque 202 peut de préférence être déplacée verticalement, par incréments précis, par exemple par l'intermédiaire d'un moteur pas à pas ou d'un autre moyen 204. Un dispositif épandeur de matériau particulaire, comprenant une tête d'alimentation à extension linéaire 206 au fond d'une trémie 208, peut être déplacé horizontalement à travers la plaque 202 et au-dessus de celle-ci, pour déposer une couche de matériau particulaire 220 ou de particules sur la plaque 202.

   Il est possible de faire vibrer la trémie 208 pour faciliter l'écoulement du matériau particulaire 220 et pour rendre l'écoulement plus uniforme, en fonction des besoins. Un rouleau, une plaque racleuse ou une lame 210 à fixation verticale et à extension horizontale peut aussi se déplacer horizontalement à travers la plaque 202 et peut si nécessaire être suspendu à partir de la trémie 208. Une tête de fixation 212 est suspendue au-dessus de la plaque 202. 



  La tête de fixation 212 peut comprendre différents assemblages, en fonction de la nature du matériau particulaire 200 utilisé, pour fabriquer le corps du trépan et du liant prévu utilisé pour exécuter le procédé selon l'invention. La tête de fixation 212 peut comprendre par exemple, sans limitation, un laser, une buse à jet d'encre ou un   pistole   pulvérisateur métallique. Lorsque la tête de fixation 212 englobe un laser, le dispositif 200 peut aussi englober un galvanomètre 213 avec un ou plusieurs miroirs pivotants. La séquence des opérations et des déplacements de la plaque 202, de la trémie 208, du rouleau 210 et de la tête de fixation 212 est commandée par un ordinateur 214 utilisant un programme de commande des machines approprié, ceci étant bien connu dans la technique.

   L'ordinateur 214 peut être un ordinateur personnel disponible dans le commerce, utilisant un microprocesseur de la série Intel   Pentium   ou   PentiumII.   Les commerçants offrant des ordinateurs programmés de façon appropriée, utilisant des systèmes compatibles avec les fichiers de format CAD. STL et du matériel associé approprié au procédé de la présente 

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   invention englobent la DTM Corporation, Austin, Texas ; Soligen, Inc., Northridge, California; la Stratasys, Inc., Eden Prairie, Minnesota ; Helisys, Inc., Torrance,   
California et la 3D-Systems, Inc., Valencia, California. 



   La figure 5E montre un autre dispositif 200' pour la fabrication d'un trépan de forage rotatif selon la présente invention. Le dispositif 200' englobe une plaque horizontale 202', similaire à la plaque 202 du dispositif 200 illustré dans les figures 5 à 5D, sur laquelle doit être formé un modèle du corps de trépan 12 (voir figure   1).   Un dispositif épandeur de matériau particulaire, comprenant des cartouches 208a' et 208b' agencées au-dessous de la plaque 202' et un rouleau, une barre racleuse ou une lame 210', pouvant se déplacer horizontalement à travers la plaque 202', dépose une couche de matériau particulaire 220' ou des particules sur la plaque 202', à une épaisseur pratiquement uniforme.

   Les cartouches 208a' et 208b' peuvent de préférence se déplacer verticalement, par incréments précis, par exemple par l'intermédiaire d'un moteur pas à pas ou d'un autre moyen 207' pour déplacer le matériau particulaire 220' vers le haut en vue de son dépôt sur la plaque 202'. Le dispositif 200' englobe aussi une tête de fixation 212', un galvanomètre 213', englobant au moins un miroir, et un ordinateur 214', similaires aux éléments du dispositif 200, décrit ci-dessus en référence aux figures 5 à 5D. 



   Comme représenté aussi dans les figures 5 à 5D, dans le cadre d'une forme de réalisation à frittage par laser du procédé de fabrication par couches, le matériau particulaire 220 comprend de préférence un matériau élastomère élastique, comme des particules élastomères thermoplastiques commercialisées sous le nom de marque   SOMOS   201 par la DTM Corporation. Les particules   SOMOS   201 ont une dureté, mesurée sur l'échelle Shore A, de l'ordre de 81 à 23 C, un point de fusion de l'ordre de 159 C et une taille moyenne des particules de l'ordre de 93  m. Des particules d'autres élastomères thermoplastiques peuvent aussi être utilisées dans la forme de réalisation à frittage sélectif par laser du procédé de fabrication par couches.

   Les particules 220 du matériau du modèle élastique sont déposées par un déplacement horizontal de la trémie 208 sur la plaque 202, celle-ci se trouvant dans sa position la plus élevée. Le rouleau ou le racleur 210 répand et lisse les particules 220 dans une première couche fine 222, ou une couche particulaire, ayant une épaisseur pratiquement uniforme (par exemple de 0,003 à 0,020 pouce). La tête de fixation 312, comprenant un laser, dirige alors un,faisceau laser vers les miroirs montés sur le galvanomètre 213, réfléchissant le faisceau laser vers les régions sélectionnées de la couche 222 pour fixer les particules 220 des régions sélectionnées de la couche 222 par fusion ou frittage.

   Les particules 220 de ces régions sélectionnées sont de préférence fixées dans une configuration horizontale régulière représentative d'une première couche ou tranche transversale, ou de la couche la plus basse du modèle du corps du trépan 12 (voir figure 2), comme défini de manière numérique et enregistré dans l'ordinateur 214. Le faisceau laser est dirigé de sorte à heurter la couche de particules 222 dans les zones où le modèle du corps du trépan 12 se compose de matériau solide et à éviter les régions dans lesquelles est agencé un segment 

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34' d'un passage de fluide interne 34 ou un autre vide (par exemple un plénum) dans le modèle du corps du trépan 12. 



   Comme représenté dans la figure 5A, le laser entraîne la fusion ou le frittage ainsi que l'assemblage par fusion des particules 220, produisant ce qu'on peut appeler une première couche particulaire 222', ou une première couche de préforme, ayant au moins le profil périphérique du modèle du corps du trépan 12 à ce niveau vertical ou longitudinal, des ouvertures ou des vides dans la couche étant constitués de particules non fixées, sans fusion 220.

   Le laser est ensuite enlevé et, comme représenté dans la figure 5B, la plaque
202 est déplacée vers le bas sur une distance verticale pouvant être ou non égale à l'épaisseur de la couche de particules 222 (c. à.d. qu'une structure de fabrication par couches peut comprendre des couches d'épaisseur différente); une deuxième couche 224 de particules 220 est déposée par la tête d'alimentation 206 de la trémie 208, et épandue et lissée par le rouleau ou le racleur 210, comme décrit ci-dessus.

   Comme représenté dans la figure 5C, le laser est de nouveau dirigé, dans ce cas sur une deuxième couche 224', en vue du suivi d'une configuration horizontale représentative d'une deuxième couche ou tranche plus élevée du modèle du corps du trépan 12, comme défini de manière numérique et enregistré dans l'ordinateur 214, par fusion de la deuxième couche 224 dans la deuxième couche de particules 224' ou la deuxième couche de préforme. La deuxième couche de particules 224' est de préférence aussi assemblée simultanément par fusion à la première couche de particules 222'. On comprendra que dans les figures, les épaisseurs des première et deuxième couches de particules 222' et 224' ont respectivement été exagérées pour illustrer clairement le procédé de fabrication par couches.

   Comme le profil de la couronne du modèle du corps du trépan 12 n'est pas cylindrique, mais quelque peu conique, les passages de fluide internes s'étendent latéralement et longitudinalement dans le modèle du corps du trépan 12, le résultat en étant que la deuxième couche de particules 222', tout en étant contiguë à la première couche de particules 222', peut ne pas être identique à celle-ci. 



   Le dépôt des particules, le lissage et la fusion sélective de chaque couche de préforme successive sont poursuivis sous la commande de l'ordinateur pour des centaines ou même des milliers de couches jusqu'à la formation progressive d'une structure tridimensionnelle reconnaissable, comme représenté dans la figure 2, le procédé de fabrication par couches étant encore poursuivi jusqu'à la production du modèle de corps de trépan fini 12, comme représenté dans la figure 1 et comme représenté dans la figure 5D. 



   Une modification du procédé de fabrication par couches utilise un prémélange de matériau particulaire de matrice et de liant élastomère sous forme de poudre ou de particules, déposé dans les couches sur la plaque 202, comme décrit ci-dessus. Lors de l'utilisation d'un tel mélange de matériau particulaire de matrice et de liant élastomère, le liant élastomère est de préférence plus doux et présente une élasticité (c. à.d. une 

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 compressibilité et un allongement) acrue par rapport au matériau particulaire de la matrice. 



   Comme représenté également dans la figure 4, le modèle du corps de trépan 12 peut être fabriqué selon un procédé similaire au procédé de fabrication du modèle du corps de trépan 12, expliqué ci-dessus en référence aux figures 5 à 5D. Une couche de matériau particulaire élastique élastomère est déposée sur l'ensemble de la section transversale d'une couche du corps du trépan, avant une liaison sélective en des emplacements voulus pour définir la périphérie de la couche, par exemple par l'intermédiaire d'un laser, comme décrit ci-dessus en référence aux figures 5 à 5D. Une deuxième couche de matériau élastomère particulaire élastique est ensuite déposée sur l'ensemble de la section transversale avant une liaison sélective, de préférence sur les régions liées de la couche précédente ou du matériau élastomère particulaire élastique.

   Ce procédé est répété jusqu'à ce que la structure voulue est produite. Le matériau élastomère particulaire élastique dans les régions non liées de la couche est ensuite éliminé et peut être récupéré, produisant ainsi un modèle de corps de trépan creux 12. Le matériau récupéré peut servir ensuite à former un autre modèle de corps de trépan élastique. 



   Toujours en référence aux figures 5 à 5D, des particules d'un matériau élastomère élastique peuvent aussi être déposées sur la plaque 202 dans un ou plusieurs anneaux ou coques, sous une forme semblable à la périphérie externe et aux éléments caractéristiques internes (p.ex. passages de fluide internes) de la couche exposée du modèle du corps de trépan 112 (voir figure 4). Les particules de matériau élastomère élastique peuvent ensuite être liées par laser, un dépôt contrôlé ultérieur de particules étant alors effectué pour définir la deuxième couche, qui est alors formée et assemblée presque simultanément par fusion à la première couche. 



   Une autre modification du procédé de fabrication par couches, pouvant être utilisée pour fabriquer les modèles de corps de trépan 12 (voir figures 1 à 3) et 112 (voir figure 4), connu typiquement sous le nom de procédé de fabrication d'objets stratifiés, utilise des feuilles de matériau élastomère élastique pour former le modèle du corps du trépan. Comme illustré dans la figure 6 des dessins, un dispositif 300 pour exécuter le procédé englobe une plaque 302, un moyen d'actionnement 304 pour déplacer la plaque 302 par incréments verticaux, un dispositif d'alimentation des feuilles 306, une tête de laser 308 et un ordinateur de commande 310.

   Le dispositif d'alimentation des feuilles 306 peut comprendre un dispositif d'alimentation du type photocopieuse et fournir des feuilles individuelles, ou peut comprendre un dispositif d'alimentation du type à rouleau, avec un rouleau d'alimentation et un rouleau de réception, en fonction des besoins. Dans tous les cas, une feuille 312 composée d'un matériau approprié, par exemple d'un élastomère thermoplastique élastique, est agencée sur la plaque 302. La tête de laser 308, commandée par l'ordinateur 310, découpe un profil de la périphérie de cette couche du modèle du corps du trépan 12 en cours de formation.

   Le matériau de feuille environnant peut alors être éliminé si nécessaire, une deuxième feuille non découpée 312' étant agencée au- 

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 dessus de la feuille 312 et liée à la feuille 312 par un moyen approprié, la tête de laser 308 coupant ensuite le profil du périmètre de la deuxième couche du modèle du corps du trépan 12. Si nécessaire, le laser peut servir à chauffer rapidement la deuxième feuille 312' et à la lier à la première feuille 312 avant le découpage de la feuille 312' au niveau de sa périphérie.

   Un rouleau chauffé 314 peut aussi être poussé contre la feuille la plus élevée 312' et roulé au-dessus de celle-ci pour assembler la feuille la plus élevée 312' et la feuille immédiatement adjacente agencée au-dessous 312 avant le découpage de la feuille 312' pour définir la périphérie de la couche correspondante du modèle du corps de trépan 12. 



   Une telle liaison peut être réalisée par fusion ou frittage, ou par l'agencement d'un matériau adhésif sur la surface supérieure, la surface inférieure ou les deux surfaces de chaque feuille. L'une ou les deux surfaces des feuilles peuvent être revêtues d'avance par un adhésif, l'adhésif pouvant aussi y être appliqué, par exemple par laminage ou pulvérisation au cours du procédé de fabrication par couches. 



  MOULAGE PAR COULÉE D'UN MOULE DU MODÈLE DU CORPS DE TRÉPAN ÉLASTIQUE
Les figures 7A à 7D illustrent schématiquement un procédé de moulage par coulée d'un moule 410 avec un modèle du corps de trépan élastique 12. Le moule 410 est fabriqué à partir d'un matériau de moule coulable 412, par exemple de céramique coulable (p.ex. les matériaux commercialisés sous les noms de marque COTRONICS 770, PYROMEDIA HS2, THERMOSIL 120 ou THERMOSIL 220) ou d'un autre matériau de moule réfractaire coulable, comme ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis 5632326, attribué à Michael J. Gough le 27 mai 1997, et le brevet des Etats-Unis 5641015, attribué à Nigel Challand le 24 juin 1997, les descriptions de ces deux brevets étant incorporées entièrement dans la présente description à titre de référence.

   Le matériau du moule 412 n'entraîne de préférence pas de dégradation notable du matériau élastique du modèle du corps de trépan 12. Le matériau du moule 412 devrait durcir en présence d'une température inférieure à la température de fusion du matériau ayant servi à la fabrication du modèle du corps du trépan 12 (p.ex. à température ambiante, 100 C, etc. ), de manière suffisante pour en enlever le modèle du corps de trépan 12, sans dégradation du moule 410 ou du modèle du corps du trépan 12. Le matériau du moule 412 devrait aussi résister à la température de fusion ou à la température de transition vitreuse du matériau devant être moulé par coulée par le moule 410. 



   Les surfaces exposées du modèle du corps du trépan 12 peuvent être revêtues d'un matériau résistant à l'adhésion du matériau du moule 412, par exemple d'un matériau de démoulage connu. Les matériaux de démoulage pouvant être utilisés pour le revêtement du modèle du corps de trépan 12 englobent, sans limitation, le tétra-fluoroéthylène (c.à.d. le TEFLON), les matériaux de cire, les huiles et d'autres matériaux facilitant le démoulage du modèle du corps du trépan 12 d'un moule coulé durci 410, non exposés à une dissolution ou à une dégradation notable par le matériau du moule 412. 

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   Comme représenté dans les figures 7E et 7F, lorsque le modèle du corps du trépan
12" est une structure pratiquement creuse, un matériau de support, comme du sable ou un autre matériau particulaire, ou un mandrin rigide 408, appelés collectivement structures de support dans le cadre de la présente description, peut être déposé dans une cavité interne 13" du modèle du corps de trépan 12" pour assurer le support du modèle du corps de trépan 12" et empêcher ainsi un affaissement ou une déformation du modèle du corps du trépan 12" au cours du moulage par coulée d'un moule ultérieur.

   L'utilisation d'un matériau de support ou d'un mandrin rigide 408 peut aussi entraîner un débordement des éléments caractéristiques externes d'un modèle de corps de trépan pratiquement creux
12", accroissant ainsi la précision de représentation de ces éléments cractéristiques externes par la cavité du moule. Après le moulage par coulée d'un moule autour d'un modèle de corps de trépan 12" (voir par exemple les figures 7A à 7D), le matériau de support ou le mandrin rigide 408 peut être enlevé du modèle du corps de trépan pratiquement creux 12", le modèle du corps de trépan 12 pouvant s'affaisser et être dégagé facilement du moule. 



   Comme représenté dans la figure 7A, une certaine quantité de matériau de moule 412 est appliquée sur les surfaces exposées du modèle du corps de trépan 12. Le matériau du moule 412 peut être appliqué sur le modèle du corps du trépan 12 par immersion du modèle du corps de trépan dans une boue de matériau du moule 412, par pulvérisation d'une certaine quantité de matériau du moule 412 sur le modèle du corps du trépan 12, par agencement du modèle du corps du trépan 12 dans un récipient et versement d'une certaine quantité de matériau du moule 412 autour du modèle du corps du trépan, par application d'une certaine quantité de matériau du moule 412 sous forme de pâte sur les surfaces exposées du modèle du corps du trépan 12,

   par soufflage d'une certaine quantité de matériau du moule 412 sous forme de pâte sur le modèle du corps du trépan 12 ou d'une autre manière, connue dans la technique. 



   Le matériau du moule 412 peut être appliqué sur le modèle du corps du trépan 12 en plusieurs fines couches, en particulier lors de l'utilisation d'un matériau de moule mouillé ou liquide 412 pour produire le moule 410. Avant l'application d'une couche ultérieure, chaque couche doit être pratiquement durcie. 



   Une base 15 du modèle du corps du trépan 12 reste de préférence exposée à travers le matériau du moule 412, et donc à travers une ouverture 414 du moule 410 au cours de l'application du matériau du moule 412 sur le modèle du corps du trépan 12. 



  Après un séchage ou un durcissement suffisant du moule 410, une base 15 ou une autre partie du modèle du corps du trépan 12 peut aussi être exposée à travers le moule 410 en enlevant une partie du moule 410, définissant ainsi une ouverture 414 le traversant. 



   Comme représenté dans la figure 7B, le matériau du moule 412 peut alors durcir. 



  Le matériau du moule 412 peut durcir à température ambiante ou peut être chauffé à une température accrue, en fonction du type de matériau utilisé et de l'épaisseur de celui-ci. 



  Lorsque le matériau du moule 412 est exposé à une température accrue en vue de son 

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 durcissement, la température de durcissement accrue n'entraîne de préférence pas de fusion ou une autre dégradation notable du matériau élastique du modèle du corps du trépan 12. 



   Comme représenté dans la figure 7C, après le durcissement suffisant du matériau du moule 412, le modèle du corps de trépan élastique 12 peut être enlevé de celui-ci à travers l'ouverture 414. La figure 7D montre une cavité 416 du moule 410, exposée à travers l'ouverture 414 lors de l'enlèvement du modèle du corps du trépan 12 du moule
410. Le modèle du corps du trépan 12 peut alors servir à produire un autre moule. 



   Lorsque le modèle du corps du trépan est pratiquement creux, comme illustré dans la figure 7F, le modèle du corps du trépan 12" peut être affaissé en vue de faciliter son enlèvement de la cavité 416 du moule 410. 



   Le moule 410 peut être durci ou séché davantage, en fonction des besoins, selon des procédés connus, par exemple par un traitement au four ou un autre chauffage du moule 410, en fonction du type de matériau de moule utilisé 412, de l'épaisseur des parois du moule 410 et du procédé appliqué pour produire le moule 410. Le moule 410 peut être agencé dans une structure de support, par exemple un boîtier de moule contenant du sable ou un autre matériau de moule souple, pour protéger et supporter le moule 410 lors du durcissement ou du séchage. 



  FABRICATION D'UN TRÉPAN AVEC LE MOULE
Comme représenté dans les figures 8A à 8E, un article de fabrication ressemblant au modèle élastique utilisé pour couler le moule 410, par exemple un corps de trépan d'un trépan de forage de terre du type rotatif, ressemblant précisément au modèle du corps du trépan 12, peut être fabriqué dans le moule 410. 



   Les figures 8A et 8B illustrent schématiquement l'utilisation du moule 410 pour fabriquer un article de fabrication par moulage par coulée d'un matériau fondu. Un exemple de moulage par coulée d'un article de fabrication concerne un corps de trépan en acier 12', connu dans la technique. 



   Le moule 410 peut être agencé dans une structure de support, par exemple un boîtier de moule ou un autre récipient comportant une certaine quantité de matériau de support souple, par exemple du sable, pour assurer le support du moule 410 et empêcher un endommagement de celui-ci lors de l'agencement d'un ou de plusieurs matériaux dans la cavité 416 pour fabriquer un article de fabrication. ,
Comme représenté dans la figure 8A, des éléments rapportés (éléments d'insertion) du moule 418, par exemple des éléments rapportés définissant les cours de fluide internes du corps du trépan 12' ou d'autres éléments caractéristiques internes du corps du trépan 12', peuvent être insérés dans la cavité 416 à travers l'ouverture 414 et positionnés dans la cavité 416.

   Un matériau fondu 422, par exemple de l'acier fondu, devant servir à la production de l'article de fabrication, est ensuite versé à travers l'ouverture 414 dans la cavité 416 du moule 410 et y est durci. 

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   Comme représenté dans la figure 8B, après le durcissement du matériau fondu
422, le moule 410 peut être dégagé du corps du trépan en acier 12'. De quelconques éléments de coupe, une ébauche, une queue, des buses ou d'autres composants peuvent alors être assemblés de façon appropriée avec le corps du trépan 12' pour produire un trépan de forage fini. 



   Les figures 8C à 8E illustrent un procédé de fabrication d'un article de fabrication englobant une matrice à base de matériau particulaire. Les figures 8C à 8E représentent plus spécifiquement la fabrication d'un corps de trépan à base de matériau particulaire 12" d'un trépan de forage de terre du type rotatif. 



   Comme représenté dans la figure 8C, des éléments rapportés du moule 418, par exemple des éléments rapportés définissant les cours de fluide internes du corps du trépan
12" ou d'autres éléments caractéristiques internes du corps de trépan 12" peuvent être insérés dans la cavité 416 à travers l'ouverture 414 et positionnés dans la cavité 416. 



  Lorsque le modèle du corps de trépan 12 (voir figure 1) utilisé pour couler le moule 410 a comporté des éléments de coupe modelés 20 ou des éléments de rognage de front de taille modelés 26, des éléments de coupe à stabilité thermique et des éléments de rognage de front de taille peuvent être positionnés de manière appropriée dans la cavité 416. 



   Un matériau de matrice particulaire 424, par exemple du carbure de tungstène, du fer, de l'acier, de l'invar, des céramiques, d'autres matériaux appropriés, ou des mélanges d'un quelconque des matériaux ci-dessus, est agencé dans la cavité 416 à travers l'ouverture 414 pour définir la matrice 426. Le matériau de la matrice 424 est de préférence compacté de manière dense dans la cavité 416 selon un procédé connu dans la technique, par exemple en faisant vibrer le moule 410. Une ébauche de trépan peut aussi être agencée dans la cavité 416. 



   Comme représenté dans la figure 8D, la matrice 426 est infiltrée d'un matériau d'infiltration fondu 428, par exemple un alliage de nickel-cuivre ou un autre infiltrant connu, selon un procédé connu dans la technique, par exemple par agencement du matériau d'infiltration 428 dans un entonnoir (non représenté) s'étendant en continu avec l'ouverture 414, l'entonnoir de chauffage 430, le matériau d'infiltration 428, le moule 410 et la matrice 426, jusqu'à ce que le matériau d'infiltration 428 a pratiquement infiltré les vides de la matrice 426. 



   De quelconques éléments de coupe, des éléments de rognage de front de taille ou l'ébauche du trépan agencés dans la cavité 416 sont de' préférence fixés intégralement au corps du trépan 450 par le procédé d'infiltration. Le matériau d'infiltration 428 peut alors être refroidi et durci. 



   Comme représenté dans la figure 8E, après le durcissement du matériau d'infiltration 428, le moule 410 peut être enlevé du corps du trépan 450. De quelconques éléments de coupe, la queue, des buses ou d'autres composants peuvent alors être 

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 assemblés de manière appropriée avec le corps du trépan 12" pour produire un trépan de forage fini. 



   La description ci-dessus contient certes de nombreuses spécificités, mais celles-ci ne sont pas destinées à limiter l'objectif de la présente invention, elles servent juste à illustrer certaines des formes de réalisation actuellement préférées. D'autres formes de réalisation de l'invention peuvent de même être envisagées, sans se départir de l'esprit et de l'objectif de la présente invention. Les éléments caractéristiques de différentes formes de réalisation peuvent être combinés. L'objectif de l'invention est donc spécifié et limité uniquement par les revendications annexées et leurs équivalents légaux, plutôt que par la description ci-dessus. Toutes les additions, les suppressions et les modifications de l'invention décrite ci-dessus, incluses dans l'esprit et l'objectif des revendications, sont par la présente incluses.

Claims (40)

  1. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un moule pour un corps de trépan d'un trépan de forage de terre, comprenant les étapes ci-dessous: fabrication d'un modèle élastique pratiquement creux du corps du trépan sous forme de plusieurs couches mutuellement contiguës, superposées au moins partiellement, en appliquant un procédé de fabrication par couches, ledit modèle élastique représentant pratiquement une périphérie du corps du trépan ; application d'un matériau de moule réfractaire sur au moins certaines surfaces externes dudit modèle élastique ; et durcissement dudit matériau de moule réfractaire pour former le moule.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit procédé de fabrication par couches comprend un frittage sélectif par laser, une stéréolithographie, une impression tridimensionnelle ou un procédé de fabrication d'objets stratifiés.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit procédé de fabrication par couches comprend les étapes ci-dessous; dépôt d'une première couche de matériau élastique; définition d'une périphérie dans ladite première couche à un premier niveau correspondant à une périphérie d'un modèle tridimensionnel du corps du trépan audit premier niveau; dépôt d'une deuxième couche de matériau élastique sur ladite première couche; et fixation de ladite deuxième couche à ladite première couche et définition d'une périphérie dans ladite deuxième couche à un deuxième niveau correspondant à une périphérie dudit modèle tridimensionnel audit deuxième niveau.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel au moins certaines desdites couches de matériau élastique comprennent des particules pratiquement non consolidées lors du dépôt, ladite étape de définition d'une périphérie dans lesdites au moins certaines desdites couches comprenant la consolidation desdites particules dans des régions sélectionnées desdites au moins certaines desdites couches.
  5. 5. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'application d'un matériau de démoulage sur une périphérie dudit modèle élastique avant de ladite application dudit matériau réfractaire du moule.
  6. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape d'application comprend l'immersion dudit modèle élastique dans une certaine quantité dudit matériau réfractaire du moule, la pulvérisation d'une certaine quantité dudit matériau réfractaire du moule sur ledit modèle élastique, le versement d'une certaine quantité de matériau réfractaire du moule autour dudit modèle élastique, le soufflage d'une certaine quantité dudit matériau <Desc/Clms Page number 18> réfractaire du moule sur ledit modèle élastique ou le compactage d'une certaine quantité dudit matériau réfractaire du moule autour dudit modèle élastique.
  7. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape d'application comprend l'exposition d'une partie dudit modèle élastique à travers ledit matériau réfractaire du moule.
  8. 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape de durcissement comprend l'exposition dudit matériau réfractaire du moule à une température accrue.
  9. 9. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'exposition dudit modèle élastique à travers ledit matériau réfractaire du moule.
  10. 10. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le durcissement dudit matériau réfractaire du moule.
  11. 11. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le dégagement dudit modèle élastique du moule.
  12. 12. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'agencement d'une structure de support dans une partie creuse dudit modèle élastique.
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, comprenant en outre l'enlèvement de ladite structure de support de ladite partie creuse après ledit durcissement.
  14. 14. Procédé selon la revendication 12, comprenant en outre l'affaissement au moins partiel dudit modèle élastique et le dégagement dudit modèle élastique du moule.
  15. 15. Procédé de fabrication d'un moule pour un article manufacturé, comprenant les étapes ci-dessous : fabrication d'un modèle élastique pratiquement creux de l'article manufacturé sous forme de plusieurs couches mutuellement contiguës, superposées au moins partiellement, en appliquant un procédé de fabrication par couches, ledit modèle élastique ayant une configuration et une taille pratiquement adaptées à la périphérie de l'article manufacturé ; application d'un matériau de moule réfractaire sur des surfaces externes dudit modèle élastique ; et durcissement dudit matériau de moule réfractaire pour former le moule.
  16. 16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit procédé de fabrication par couches comprend les étapes ci-dessous: dépôt d'une première couche de matériau élastique; définition d'une périphérie dans ladite première couche à un premier niveau correspondant à la périphérie d'un modèle tridimensionnel de l'article manufacturé audit premier niveau; dépôt d'une deuxième couche de matériau élastique sur ladite première couche ; <Desc/Clms Page number 19> fixation de ladite deuxième couche à ladite première couche et définition d'une périphérie dans ladite deuxième couche à un deuxième niveau correspondant à une périphérie dudit modèle tridimensionnel audit deuxième niveau.
  17. 17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel au moins certaines desdites couches de matériau élastique comprennent des particules pratiquement non consolidées lors du dépôt, ladite définition d'une périphérie dans lesdites au moins certaines desdites couches comprenant la consolidation desdites particules non consolidées dans des régions sélectionnées desdites au moins certaines desdites couches.
  18. 18. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit procédé de fabrication comprend l'étape de fabrication d'un modèle élastique pratiquement creux, ayant une configuration et une taille pratiquement adaptées à la périphérie de l'article.
  19. 19. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre l'application d'un matériau de démoulage sur une périphérie dudit modèle élastique.
  20. 20. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre le durcissement dudit matériau réfractaire du moule.
  21. 21. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre l'exposition d'une partie dudit modèle élastique à travers ledit matériau réfractaire du moule.
  22. 22. Procédé de fabrication d'un trépan de forage de terre, comprenant les étapes cidessous : fabrication d'un modèle élastique pratiquement creux d'un corps de trépan du trépan de forage de terre sous forme de plusieurs couches mutuellement contiguës, supeiposées au moins partiellement, en appliquant un procédé de fabrication par couches, ledit modèle élastique représentant pratiquement une périphérie du corps du trépan ; formation d'un moule avec ledit modèle élastique en appliquant un matériau de moule réfractaire sur les surfaces externes dudit modèle élastique et durcissement dudit matériau de moule réfractaire ; dégagement dudit modèle élastique dudit moule ;
    et dépôt d'au moins un matériau dans au moins une cavité dudit moule pour former un corps de trépan ayant une configuration et une taille correspondant pratiquement audit modèle élastique.
  23. 23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ledit procédé de fabrication par couches comprend les étapes ci-dessous : dépôt d'une première couche de matériau élastique ; définition d'une périphérie dans ladite première couche au niveau d'un premier niveau correspondant à une périphérie d'un modèle tridimensionnel du trépan de forage de terre audit premier niveau ; dépôt d'une deuxième couche de matériau élastique sur ladite première couche ; et <Desc/Clms Page number 20> fixation de ladite deuxième couche sur ladite première couche et définition d'une périphérie dans ladite deuxième couche à un deuxième niveau correspondant à une périphérie dudit modèle tridimensionnel audit deuxième niveau.
  24. 24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel au moins certaines desdites couches de matériau élastique comprennent des particules pratiquement non consolidées lors du dépôt, ladite définition d'une périphérie dans lesdites au moins certaines desdites couches comprenant la consolidation desdites particules dans des régions sélectionnées desdites au moins certaines desdites couches.
  25. 25. Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre l'application d'un matériau de démoulage sur une périphérie dudit modèle élastique.
  26. 26. Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre l'exposition d'au moins une partie dudit modèle élastique à travers ledit matériau réfractaire du moule.
  27. 27. Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre le dégagement dudit moule dudit corps du trépan.
  28. 28. Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre l'assemblage d'un autre composant du trépan de forage avec ledit corps du trépan.
  29. 29. Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre le durcissement dudit matériau réfractaire du moule.
  30. 30. Procédé selon la revendication 22, dans lequel ledit dépôt d'au moins un matériau comprend le dépôt d'un matériau métallique dans un état fondu.
  31. 31. Procédé selon la revendication 30, dans lequel ledit dépôt dudit matériau métallique dans un état fondu comprend le dépôt d'acier fondu.
  32. 32. Procédé selon la revendication 30, comprenant en outre le durcissement dudit matériau métallique fondu.
  33. 33. Procédé selon la revendication 30, dans lequel ledit dépôt d'au moins un matériau comprend le dépôt d'un matériau de matrice particulaire.
  34. 34. Procédé selon la revendication 33, dans lequel ledit dépôt d'un matériau de matrice particulaire comprend le dépôt de carbure de tungstène particulaire.
  35. 35. Procédé selon la revendication 33, comprenant en outre l'introduction d'un matériau d'infiltration dans ladite au moins une cavité dudit moule.
  36. 36. Procédé selon la revendication 33, comprenant en outre l'infiltration dudit matériau de matrice particulaire avec un matériau d'infiltration fondu.
  37. 37. Procédé selon la revendication 36, comprenant en outre le durcissement dudit matériau d'infiltration fondu.
  38. 38. Procédé de fabrication d'un article manufacturé, comprenant les étapes cidessous : <Desc/Clms Page number 21> fabrication d'un modèle élastique pratiquement creux d'au moins un composant de l'article manufacturé sous forme de plusieurs couches mutuellement contiguës, superposées au moins partiellement, en appliquant un procédé de fabrication par couches, ledit modèle élastique ayant une configuration et une taille pratiquement adaptées à une périphérie dudit au moins un composant de l'article manufacturé ; formation d'un moule avec ledit modèle élastique en appliquant un matériau de moule réfractaire sur les surfaces externes dudit modèle élastique et en durcissant ledit matériau de moule réfractaire ; dégagement dudit modèle élastique dudit moule ;
    et dépôt d'au moins un matériau dans une cavité dudit moule pour former un corps de trépan ayant une configuration et une taille pratiquement adaptées audit modèle élastique.
  39. 39. Procédé selon la revendication 38, dans lequel ledit procédé de fabrication par couches comprend les étapes ci-dessous : dépôt d'une première couche de matériau élastique ; définition d'une périphérie dans ladite première couche à un premier niveau correspondant à une périphérie d'un modèle tridimensionnel dudit au moins un composant audit premier niveau ; dépôt d'une deuxième couche de matériau élastique sur ladite première couche ; et fixation de ladite deuxième couche sur ladite première couche et définition d'une périphérie dans ladite deuxième couche à un deuxième niveau correspondant à une périphérie dudit modèle tridimensionnel audit deuxième niveau.
  40. 40. Procédé selon la revendication 39, dans lequel au moins certaines desdites couches de matériau élastique comprennent des particules pratiquement non consolidées lors du dépôt, ladite définition d'une périphérie dans lesdites au moins certaines desdites couches comprenant la consolidation desdites particules dans des régions sélectionnées desdites au moins certaines desdites couches.
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