FR3057057B1 - Procede de fabrication par impression en trois dimensions d'un echangeur thermique a plaques - Google Patents

Abstract

La présente demande concerne un procédé de fabrication par impression en trois dimensions d'un échangeur thermique à plaques, comportant un faisceau de plaques empilées selon une première direction d'empilement dans un boîtier de l'échangeur, au cours duquel on réalise un empilement de couches formant respectivement au moins une partie d'au moins une plaque du faisceau, chacune des couches étant formée successivement par chauffage ciblé d'un dépôt d'une poudre métallique.

Description

PROCEDE DE FABRICATION PAR IMPRESSION EN TROIS DIMENSIONS D’UN ECHANGEUR THERMIQUE A PLAQUES

La présente demande concerne un procédé d’impression en trois dimensions, ou en d’autre termes, un procédé de fabrication additive, d’un échangeur thermique à plaques pour véhicule automobile, ainsi qu’un échangeur thermique obtenu par un tel procédé.

Les échangeurs thermiques à plaques sont couramment utilisés dans les véhicules automobiles pour tempérer la température du moteur et/ou de son habitacle. Plus précisément, un échangeur thermique à plaques permet de transférer l’énergie thermique d’un fluide calorifique en contact avec l’élément que l’on souhaite tempérer, vers un autre fluide calorifique apte à échanger de la chaleur avec l’environnement extérieur du véhicule, sans les mélanger.

Pour cela, l’échangeur thermique à plaques comporte deux circuits d’écoulement distincts, chaque circuit étant dédié à la circulation d’un fluide calorifique entre une entrée et une sortie propres à ce fluide. Les circuits d’écoulement respectivement associés au premier et au deuxième fluide sont alternativement aménagés sur une des plaques empilées les unes sur les autres à l’intérieur de l’échangeur thermique. Un échange thermique est ainsi réalisé entre un premier fluide froid amené à circuler le long d’une plaque de l’empilement et un deuxième fluide chaud amené à circuler le long d’une plaque voisine de cet empilement. Afin de favoriser l’échange d’énergie thermique entre les fluides calorifiques, les circuits comportent des chicanes permettant d’augmenter la surface de contact entre les fluides et les parois d’échange, ces chicanes étant formées notamment par des nervures s’étendant en saille d’une plaque jusqu’à être en contact avec la plaque voisine.

On a illustré à titre d’exemple sur la figure 1 un échangeur thermique comportant un ensemble de plaques sensiblement planes et empilées à l’intérieur d’un boîtier. On peut distinguer, sur les plaques représentées en éclaté, la formation de nervures agencées dans un sens ou dans l’autre selon que la plaque soit associée à la circulation d’un premier ou d’un deuxième fluide. Le circuit de circulation des fluides est défini par les nervures en saillie d’une plaque et recouvertes par la plaque voisine. Afin d’assurer une étanchéité de circulation des fluides, pour permettre le meilleur échange thermique possible, il est connu de souder les plaques au boîtier, ou entre elles, et/ou de souder les extrémités libres des nervures à la plaque venant en recouvrement de ces nervures.

Les circuits d’écoulement sont donc de géométrie complexe ce qui implique l’utilisation d’un nombre important de pièces ou de plaques afin de délimiter leur contour, et un temps d’assemblage conséquent ainsi qu’une vigilance particulière sont donc nécessaires lors du soudage des pièces intercalaires sur les plaques et lors de leur empilement, pour respectivement favoriser un échangeur thermique entre les fluides et prévenir tout risque de fuite entre les circuits d’écoulement.

Habituellement, les plaques sont jointes ensemble par une technique de brasage, nécessitant l’utilisation d’un matériau supplémentaire pour assembler les plaques, appelé alliage d'apport. La température de fusion de l'alliage d'apport doit bien entendu être inférieure à celle des plaques à assembler afin de préserver leur forme. La température de fusion de l’alliage d’apport est de ce fait limitée par la température de fusion des plaques. Or, en fonction de cette température, on pourra recourir à des alliages d’apport plus ou moins performants. De ce fait, la température de fusion des plaques limite la variété d’alliage d’apport utilisable, autrement dit, la qualité de la soudure du brasage réalisée.

Selon un autre inconvénient, la soudure maintenant les plaques ensemble est de nature différente que les plaques. Les comportements vis-à-vis des contraintes mécaniques et thermiques ne sont donc pas les mêmes pour la soudure et les plaques. Des déformations mécaniques peuvent ainsi apparaître au cours du temps entre la soudure et les plaques, qui peuvent menées à des ruptures et donc à des fuites entre les circuits d’écoulement des fluides calorifiques.

Selon un autre inconvénient, la qualité d’une soudure par brasure dépend de nombreux paramètres susceptibles de varier lors de l’assemblage des nombreuses plaques constituant l’échangeur thermique. De ce fait, la rugosité à la surface des soudures peut être inégale et ainsi modifier localement l’écoulement du fluide calorifique.

Selon un autre inconvénient, pour pouvoir braser une soudure, les côtés des pièces à joindre doivent être accessibles à l’outil de brasage. Cela implique de prendre en compte cette contrainte lors de l’agencement des circuits d’écoulement dans l’échangeur et, de ce fait, limite la variété des circuits d’écoulement réalisables et/ou complexifie la conception de l’échangeur en prévoyant des pièces indépendantes à rapporter les unes après les autres après chaque opération de brasage.

La présente demande vise à proposer un procédé de fabrication d’un échangeur thermique à plaques résolvant les inconvénients décrits ci-dessus. En particulier, la présente demande concerne un procédé de fabrication d’un échangeur thermique à plaques pour véhicule automobile qui soit plus simple et plus rapide à mettre en œuvre, offrant également une liberté d’agencement plus importante de ces différents éléments.

Pour cela, la présente demande propose un procédé de fabrication par impression en trois dimensions d’un échangeur thermique à plaques, comportant un faisceau de plaques présentes dans un boîtier de l’échangeur, au cours duquel on réalise un empilement de couches formant respectivement au moins une partie d’au moins une plaque du faisceau, chacune des couches étant formée successivement par chauffage ciblé d’un dépôt d’une poudre métallique. Par le terme « couche », on entend ici un ou plusieurs éléments constituant l’échangeur thermique à plaques également appelé échangeur thermique ci-dessous, compris dans un même plan de coupe. On entend par les termes « chauffage ciblé » le chauffage de zones spécifiques d’un dépôt continu de poudre, les zones spécifiques formant le dessin des parties de plaques disposées dans le même plan de coupe tel que défini ci-dessus. On comprend que le traitement de couches successives, en empilement selon une direction perpendiculaire aux plans d’allongement de chacune des couches, parallèles entre elles, permet l’obtention d’une pièce en trois dimensions. Ainsi, de façon avantageuse, la présente demande permet de fabriquer à partir d’un seul matériau, dans le cas présent la poudre métallique, une pièce homogène et de géométrie complexe. Il n’est ainsi plus nécessaire d’effectuer des soudures et/ou des collages entre différentes pièces tel que décrit ci-dessus, pour obtenir le même type de formes complexes. L’invention permet de ce fait de remédier aux problèmes techniques mentionnées ci-dessus.

Selon des caractéristiques de l’invention, au moins une couche est commune à plusieurs plaques du boîtier. On pourra notamment prévoir qu’une pluralité de couches, respectivement commune à plusieurs plaques du boîtier, est empilée selon une direction d’empilement des couches perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à la direction d’empilement des plaques parallèles dans l’échangeur thermique. En d’autres termes, une pluralité de plaques est constituée, au moins partiellement, par un empilement de plusieurs couches issues respectivement du chauffage d’une partie de poudre ciblée, cet empilement de couches pouvant s’étendre avantageusement d’un bord latéral des plaques à un autre de sorte que la pluralité de plaques est intégralement réalisée par la formation successive de plusieurs couches de poudre solidifiée empilées les unes sur les autres.

Selon une série de caractéristiques de l’invention, prises seules ou en combinaison, propres au matériau choisi pour la formation de ces couches, on pourra prévoir que : - la poudre métallique comprend de l’aluminium ; de préférence, l’aluminium constitue plus de 50% de la masse de la poudre ; on profite ainsi des qualités de l’aluminium et notamment son coefficient de transmission de la chaleur particulièrement adaptée à la présente application d’un échangeur thermique à plaques ; - la poudre métallique comprend du silicium ; on peut ainsi profiter des caractéristiques du silicium, le cas échéant en base d’alliage d’aluminium, pour réduire la température de fusion et permettre une solidification de la poudre sans porosité ; - la poudre métallique comprend les éléments suivants : AlSilO ou A1SÎ12.

Selon une autre caractéristique de l’invention, l’impression en trois dimensions comprend une pluralité de séquences d’étapes réalisées en boucle, chaque étape d’une première séquence étant réalisée dans un même plan de coupe de l’échangeur thermique à plaques, et chaque étape d’une deuxième séquence suivant la première séquence étant réalisée dans un même deuxième plan de coupe, décalé par rapport au premier plan de coupe.

Une séquence d’étapes peut comporter au moins les étapes suivantes : - dépôt de poudre métallique en recouvrement d’au moins une partie des parois de l’échangeur thermique à plaques comprises dans un premier plan de coupe ; - élévation de la température d’au moins une partie de la poudre métallique déposée ; - refroidissement de la poudre préalablement chauffée pour élever la hauteur de la partie des parois sur laquelle était déposée la poudre.

Selon différentes caractéristiques de l’invention, prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que : - la poudre métallique est solidifiée pour former les parois de l’échangeur à plaques par une méthode de frittage ; - la poudre métallique est élevée à une température égale ou supérieure à sa température de fusion ; - la poudre métallique est chauffée à l’aide d’un rayonnement électromagnétique.

Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, après l’étape de refroidissement, la poudre métallique forme au moins une paroi dont l’épaisseur est inférieure ou égale à 1 mm.

On pourra prévoir que l’impression en trois dimensions d’un empilement de couches permet, outre la formation des plaques du faisceau disposé à l’intérieur du boîtier de l’échangeur, la formation d’au moins un appendice lié au boîtier, de type connecteur ou conduit d’alimentation en fluide.

La présente invention concerne également un échangeur thermique, notamment de type liquide/liquide, comprenant un faisceau de plaques disposé à l’intérieur d’un boîtier et obtenu à partir d’un procédé de fabrication décrit ci-dessus.

Cet échangeur thermique à plaques peut notamment comprendre au moins une plaque comportant des nervures en saillie formant des moyens de perturbation de la circulation d’un liquide le long de cette plaque, les nervures étant venues de matière avec la plaque correspondante. On pourra avantageusement prévoir qu’au moins une nervure est venue de matière avec deux plaques consécutives du faisceau de plaques, de manière à former un ensemble monobloc. Par monobloc, on entend que l’on ne peut séparer la nervure et les plaques sans destruction de l’une ou des autres.

Selon une caractéristique de l’invention, l’échangeur thermique à plaques obtenu par impression en trois dimensions est de type monobloc.

Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention mentionnées ci-dessus peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons.

Les caractéristiques de l’invention mentionnées ci-dessus ainsi que d’autres, apparaîtrons plus clairement à la lecture ci-dessous de la description détaillée d’exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés suivants : - la figure 1 est une représentation schématique d’un échangeur thermique selon l’art antérieur, dans lequel il est rendu visible les circuits pour la circulation de fluide le long des plaques ; - la figure 2 est une vue en perspective d’un échangeur thermique selon un mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3 est une vue en coupe de l’échangeur thermique illustré sur la figure 2, dans laquelle il a été rendu visible le faisceau de plaques logé à l’intérieur du boîtier de l’échangeur ; - la figure 4 est une vue de détail d’une des plaques du faisceau illustré sur la figure 3 ; - la figure 5 illustre les étapes d’un procédé de fabrication selon la présente demande ; - la figure 6 est une vue en perspective d’un échangeur thermique obtenu selon le procédé de fabrication illustré sur la figure 5 ; - la figure 7 est une vue coupe d’un détail de l’échangeur thermique de la figure 6, obtenu selon le procédé décrit en figure 5 ; et - les figures 8 et 9 sont des vues illustrant des couches réalisées par le procédé de fabrication et correspondant à des plans de coupe tirés de la figure 7.

Selon l’invention, on réalise un échangeur thermique à plaques 2 par un procédé de fabrication de type impression additive, c’est-à-dire une impression en trois dimensions, tel qu’il va être décrit plus en détails ci-après. L’échangeur thermique à plaques obtenu est illustré sur les figures 2 et 6, dans lesquelles il est rendu visible l’échangeur d’une part dans une position fonctionnelle (figure 2), tel qu’il pourrait être implanté dans une installation de chauffage, de climatisation et/ou de ventilation d’un véhicule automobile, et d’autre part dans une position d’obtention (figure 6) par le procédé d’impression en trois dimensions selon l’invention. L’échangeur thermique à plaques comporte un boîtier 4, à l’intérieur duquel est logé un faisceau 6 de plaques formant conduit de circulation de fluides, ces fluides arrivant et sortant du boîtier par des appendices 8 agencés en saillie du boîtier pour être raccordés à des tuyaux d’alimentation ici non représentés.

Le boîtier 4 présente la forme d’un parallélépipède avec une face supérieure 10 et une face inférieure 12, ainsi que des faces latérales parallèles deux à deux et reliant la face supérieure à la face inférieure. Des première 14 et deuxième 16 faces latérales sont les faces latérales correspondant à la longueur du boîtier tandis que des troisième 18 et quatrième faces latérales sont les faces latérales correspondant à la largeur du boîtier. Les appendices 8 sont aménagées en saillie des faces supérieure 10 et inférieure 12. A l’intérieur du boîtier, tel qu’illustré sur la figure 3, un faisceau 6 de plaques est agencé entre les parois du boîtier. Les plaques 20 formant ce faisceau sont agencés parallèlement, ou sensiblement parallèlement, les unes aux autres, et parallèlement, ou sensiblement parallèlement, aux faces inférieure 12 et supérieure 10, et elles sont empilées selon une première direction d’empilement Dl sensiblement perpendiculaire au plan d’allongement de chacune de ces plaques et/ou sensiblement perpendiculaire aux faces inférieure et supérieure du boîtier.

Des nervures 22 sont agencées entre chacune de ces plaques et orientées dans un sens donné, et différent d’une plaque à au moins une autre plaque voisine, de manière à former des conduits de circulations du fluide. On a illustré à titre d’exemple sur la figure 4 un détail des nervures 22 agencées au voisinage d’un orifice 24 d’arrivée ou de sortie de fluide disposé au droit des appendices 8. On comprend que le conduit est défini par les nervures et par deux plaques consécutives du faisceau qui sont au contact des nervures, formant un ensemble monobloc du fait de l’obtention de l’échangeur thermique selon le procédé d’impression en trois dimensions qui va être maintenant décrit.

Un exemple de procédé de fabrication selon la présente demande est illustré à la figure 5. Ce procédé comprend au moins une impression en trois dimensions d’un empilement de couches 25 formant tout ou partie du faisceau de plaques logés à l’intérieur du boîtier de l’échangeur thermique. Chaque couche 25 est obtenue par chauffage ciblé d’un dépôt de poudre métallique. L’impression en trois dimensions comprend une pluralité de séquences 26 d’étapes réalisées en boucle, chaque étape d’une première séquence étant réalisée dans un même plan de coupe de l’échangeur thermique à plaques, et chaque étape d’une deuxième séquence suivant la première séquence étant réalisée dans un même deuxième plan de coupe, décalé par rapport au premier plan de coupe. Tel que cela va être illustré ci-après, ces plans de coupe successifs sont sensiblement parallèles aux première 14 et deuxième 16 faces latérales, et perpendiculaires au plan d’allongement des plaques du faisceau lorsqu’elles sont formées par l’empilement des couches.

Une première séquence d’étapes consiste en un dépôt de poudre métallique en recouvrement d’au moins une partie des parois de l’échangeur thermique à plaques comprises dans un premier plan de coupe, puis en une élévation de la température d’au moins une partie de la poudre métallique déposée, suivi d’un refroidissement de la poudre préalablement chauffée. La poudre se rigidifie et adhère à la partie des parois sur laquelle elle a été déposée au début de la séquence, de sorte que l’on élève ainsi la hauteur de cette partie des parois.

En d’autres termes, une première étape El consiste à déposer une épaisseur de poudre métallique sur une partie de parois formant partiellement les plaques, ou bien correspondant à un bâti 200 indépendant de l’échangeur. Des moyens associés de dépôt de poudre sont pilotés pour réaliser le dépôt sur l’extrémité libre des parois précédemment formées dans les séquences d’étapes précédentes. L’épaisseur de poudre est de l’ordre de 15um à 90um. La poudre métallique comprend principalement de l’aluminium et du silicium. On pourra notamment prévoir que la poudre métallique consiste en un alliage aluminium-silicium du type AlSilO ou A1S112.

Selon une deuxième étape E2, la poudre métallique est élevée en température par zones en fonction d’un motif correspondant à un premier plan de coupe de l’échangeur thermique à plaques que l’on souhaite fabriquer. Cette poudre métallique est solidifiée pour participer à la formation de parois de l’échangeur à plaques par une méthode de frittage, ou bien en élevant la poudre métallique à une température égale ou supérieure à sa température de fusion. Notamment, la poudre métallique peut être chauffée à l’aide d’un rayonnement électromagnétique.

Dans ce qui suit, on va décrire l’utilisation de moyens d’émission d’un faisceau laser, focalisé localement sur la poudre afin de consolider les liens entre les grains de la poudre par une méthode de frittage. La poudre métallique est ainsi montée en température sous l’effet de l’action du laser. Bien entendu, en fonction de la composition de la poudre métallique, les temps d’exposition de la poudre au faisceau laser pour obtenir la température souhaitée peuvent varier.

Selon une troisième étape E3, on laisse refroidir le volume de poudre dont les liens entre les grains ont été consolidés par le faisceau laser. Par le terme « refroidissement », on entend ici la diminution en température de la poudre consolidée jusqu’à la température de la poudre non consolidée. Cette température peut correspondre à la température ambiante, comprise par exemple entre 15°C et 25°C. Après l’étape de refroidissement, la poudre métallique forme une couche 25 dont l’épaisseur est inférieure ou égale à 1 mm. A ce stade, il peut être prévu de retirer la poudre non consolidée encore présente sur la partie de paroi, notamment par une technique de balayage et/ou de soufflage. A la fin de cette séquence d’étapes réalisées toutes dans le même plan de coupe, on réitère dans une nouvelle séquence les trois étapes telles qu’elles viennent d’être décrites mais dans un deuxième plan de coupe, sensiblement parallèle au premier plan de coupe et décalé de ce dernier d’une hauteur sensiblement égale à l’épaisseur déterminée de la couche de poudre consolidée. Ces séquences d’étapes se succèdent jusqu’à ce que la dernière couche de poudre consolidée corresponde à la deuxième face latérale.

Un module de calcul définit les séquences de cette fabrication additive sur la base d’une modélisation en trois dimensions de l’échangeur thermique à fabriquer. Le module de calcul définit le nombre de couches à réaliser à chacune des séquences d’étapes en découpant l’échangeur thermique ainsi modélisé, depuis une face latérale à l’autre, avantageusement depuis la première à la deuxième face latérale, en un nombre de couches défini, et en en déduisant le dessin de chacune des couches qui en résulte pour former l’échangeur au final.

Après chaque troisième étape E3 d’une séquence d’étapes, le module de commande relance une nouvelle séquence si les parois ainsi réalisés n’ont pas complètement formé le faisceau de plaques, en donnant des instructions de commande aux moyens de dépôt de poudre ainsi qu’aux moyens d’émission d’un faisceau laser, notamment pour focaliser le faisceau et le déplacer de façon appropriée sur tout ou partie de chaque couche de poudre déposée.

Chacune des couches peut être de hauteur uniforme, c’est-à-dire que l’écart entre deux plans de coupe voisins peut être constant, ou bien le module de commande peut programmer un découpage non uniforme, avec des hauteurs de couches variables, et notamment pour faciliter la réalisation de telle ou telle couche par le chauffage et le refroidissement de la poudre. De la sorte, après chaque troisième étape, le module de commande définit d’une part si une nouvelle séquence doit être lancée, et d’autre part de quelle hauteur doit être la prochaine couche. Ceci peut notamment être obtenu par le dépôt d’une hauteur variable de poudre.

On a représenté sur les figures 6 et 7, de manière schématique, des couches 25 empilées les unes sur les autres selon une deuxième direction d’empilement D2 sensiblement perpendiculaire à la première direction d’empilement DI des plaques. Notamment sur la figure 7, sur laquelle sont représentés une partie de la première face latérale 14, une partie de la face supérieure 10, et une partie de plaques 20 et de nervures 22, on a rendu visible deux premières couches 25a, 25b de poudre consolidée formant la première face latérale, ainsi qu’une pluralité d’autres couches 25i, d’épaisseur moindre de celle des deux premières couches, et qui définissent chacune une portion des plaques et des nervures 22. Lors de l’empilement des couches, la poudre consolidée se solidarise avec la poudre précédemment consolidée dans la séquence précédente et l’on forme ainsi les plaques et les nervures en un ensemble monobloc. A titre d’exemple, on a illustré sur les figures 8 et 9 des couches 25i individuelles tirées de l’empilement de couches de la figure 7, dans chacune desquelles des portions de poudre consolidée 27 sont agencées selon le plan défini par le module de commande. On comprend à la lecture de ces figures que chaque couche prise indépendamment ne définit qu’une portion de parois et que c’est l’empilement de ces couches les unes au-dessus des autres, notamment dans une deuxième direction d’empilement perpendiculaire à la direction d’empilement des plaques, qui permet la formation des plaques et des faces latérales.

Sur la figure 6, on a rendu visible une couche dite « résiduelle » 210 sur le support 200 ou bâti avant de former la première couche de l’échangeur thermique. Ceci permet notamment de faciliter le détachement de l’échangeur thermique du support 200 après formation de l’ensemble. Il en résulte que la première étape El peut consister en un dépôt de poudre sur des parois précédemment formées lors d’autres séquences ou bien sur la couche dite résiduelle 210.

Selon le présent exemple, la première couche déposée sur la couche résiduelle 210 correspond à la première face latérale 14 de l’échangeur thermique. Les étapes décrites ci-dessus sont reproduites de sorte à empiler plusieurs couches de poudre solidifiées jusqu’à former une deuxième face latérale 16 de l’échangeur thermique. Les plaques présentes dans l’échangeur thermique sont sensiblement perpendiculaires aux faces latérales 14 et 16. Une plaque est donc constituée d’un empilement de couches de poudre d’un bord latéral de la plaque à un autre. Autrement dit, une même couche de poudre solidifiée peut délimiter les sections de plusieurs plaques et/ou nervures formant moyens de perturbation de l’écoulement d’un fluide. Le présent procédé permet de cette façon de superposer parallèlement ces différentes couches dans un empilement entre la première face latérale 14 et la deuxième face latérale 16. Bien entendu, avant le dépôt d’une nouvelle couche de poudre métallique selon une deuxième étape E2, on s’assure que la couche précédemment déposée soit suffisamment refroidie pour supporter la couche de poudre métallique.

Il est à noter que la couche résiduelle 210 se prolonge au niveau de la face inférieure 12 et de la face supérieure 10 de l’échangeur thermique, de sorte à servir de support pour la formation d’appendice 8 au niveau desdites faces, de type connecteur ou conduit d’alimentation. Les appendices 8 servent d’entrée et de sortie aux fluides s’écoulant dans l’échangeur thermique. Bien entendu, cette couche résiduelle 210 est par la suite éliminée par des moyens classiques de ponçage ou d’abrasion, afin d’obtenir un échangeur thermique tel que représenté aux figures 3 et 4.

De façon avantageuse, l’invention permet l’obtention d’un échangeur thermique à plaques de formes complexes, comprenant des moyens de perturbation de l’écoulement des fluides, sans qu’il soit pour cela nécessaire de souder différents éléments entre eux. En d’autres termes, on obtient de cette façon un échangeur thermique monobloc ou homogène, moins sensible aux contraintes mécaniques et thermiques mentionnées ci-dessus, du fait qu’il n’est plus nécessaire de souder différents éléments ensemble pour fabriquer un échangeur thermique.

La description qui précède explique clairement comment l’invention permet d’atteindre les objectifs qu’elle s’est fixés et notamment de proposer un procédé d’obtention d’un échangeur thermique à plaques qui permette, avec un nombre limité d’opération, l’obtention de formes complexes à l’intérieur de l’échangeur thermique en assurant une homogénéité de matière de ces formes complexes. L’impression en trois dimensions telle qu’elle vient d’être décrite, c’est-à-dire la répétition d’un cycle de chauffage d’une partie définie de poudre, selon la forme de la couche à réaliser pour ce cycle, et de refroidissement de cette partie définie pour la rigidifier et qu’elle serve de support à la réalisation du cycle suivant, permet l’obtention de plaques empilées à l’intérieur de l’échangeur avec un matériau homogène, et donc moins sollicité mécaniquement. On évite ainsi la formation de zones de fragilité, notamment dans des zones de jonction entre des plaques planes et des nervures portées par la plaque en saillie pour former des turbulences au passage de fluide dans l’échangeur, et on peut ainsi supporter avec cet échangeur de plus fortes variations thermiques.

Il convient de noter que l'invention n'est pas limitée au seul échangeur à plaques explicitement décrit ci-dessus et qu’à titre d’exemple de variante non exhaustif, on pourra modifier le nombre de plaques, le nombre de perturbateurs et le nombre de pièces de l’échangeur thermique réalisée par les opérations de fabrication additive.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS »

   1. Procédé de fabrication par impression en trois dimensions d’un échangeur thermique (2) à plaques, comportant un faisceau (6) de plaques (20) empilées selon une première direction d’empilement (Dl) dans un boîtier (4) de l’échangeur, au cours duquel on réalise un empilement de couches (25) formant respectivement au moins une partie d’au moins une plaque du faisceau, chacune des couches étant formée successivement par chauffage ciblé d’un dépôt d’une poudre métallique, et en ce que les couches sont empilées selon une deuxième direction d’empilement (D2) perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à la première direction d’empilement (Dl) des plaques (20). 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins une couche (25) est commune à plusieurs plaques (20). 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’on réalise une pluralité de couches (25), respectivement commune à plusieurs plaques (20). ¢. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la poudre métallique comprend de l’aluminium.
2. 5. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la poudre métallique comprend du silicium.

   5. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la poudre métallique comprend un parmi les éléments AlSilO ou ‘ A1SÎ12.
3. 7. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’impression en trois dimensions comprend une pluralité de séquences (26) d’étapes (E1,E2,E3) réalisées en boucle, de sorte que chaque étape d’une première séquence est réalisée dans un même plan de coupe de l’échangeur thermique à plaques tandis que chaque étape d’une deuxième séquence suivant la première séquence est réalisée dans un deuxième plan de coupe, décalé par rapport au premier plan de coupe. J. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’une séquence (26) d’étapes comporte au moins les étapes suivantes : - dépôt de poudre métallique (El) en recouvrement d’au moins une partie des parois de l’échangeur thermique à plaques comprises dans un premier plan de coupe ; - élévation de la température (E2) d’au moins une partie de la poudre métallique déposée ; - refroidissement de la poudre (E3) préalablement chauffée pour élever la hauteur de la partie des parois sur laquelle était déposée la poudre. ). Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la poudre métallique est consolidée pour former les plaques (20) de l’échangeur à plaques par une méthode de frittage.
4. 10. Procédé selon l’une des revendications8 ou 9, caractérisé en ce qu’après l’étape de refroidissement, la poudre métallique forme une couche (25) dont l’épaisseur est inférieure ou égale à 1 mm. 11. Echangeur thermique à plaques obtenu à partir d’un procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes. 12. Echangeur selon la revendication précédente comprenant au moins une plaque (20) comportant des nervures (22) en saillie formant des moyens de perturbation de la circulation d’un liquide le long de cette plaque, les nervures étant venues de matière avec la plaque correspondante. 13. Echangeur selon l’une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu’il est monobloc.
5. 4. Véhicule automobile comprenant un échangeur thermique à plaques obtenu à partir d’un procédé de fabrication selon l’une des revendications là 10.