FR3058659A1 - Installation de fabrication additive a base de poudre a dispositif de nettoyage par raclage - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une installation de fabrication (10) additive à base de poudre, comprenant un dispositif de mise en couche (14) de la poudre déplaçable le long d'un parcours reliant une zone de départ et une zone d'arrivée. Le dispositif de mise en couche (14) comprend un cylindre lisseur (36) de la poudre pour lisser la poudre disposée dans une zone de dépôt (P) de la poudre située entre la zone de départ et la zone d'arrivée. L'installation (10) comprend en outre un dispositif de nettoyage (90) situé sur le parcours du dispositif de mise en couche (14), le dispositif de nettoyage (90) comprenant des moyens de raclage (92) munis d'une pluralité de dents de raclage (94), parallèles entre elles, venant racler la surface du cylindre lisseur (36) de façon tangentielle à cette surface.

Description

© N° de publication : 3 058 659 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 61011 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © Int Cl8 : B 22 F3/00 (2017.01), B 33 Y30/00, 40/00, B 08 B 1/ 00, 5/02
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 14.11.16. © Demandeur(s) : FIVES MICHELIN ADDITIVE SOLU-
(© Priorité : TIONS Société par actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : NICAISE JEAN-PIERRE.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 18.05.18 Bulletin 18/20.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : FIVES MICHELIN ADDITIVE SOLU-
apparentés : TIONS Société par actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : LLR.
BASE DE POUDRE A DISPOSITIF DE NETTOYAGE PAR
VX) INSTALLATION DE FABRICATION ADDITIVE A RACLAGE.
FR 3 058 659 - A1 _ L'invention concerne une installation de fabrication (10) additive à base de poudre, comprenant un dispositif de mise en couche (14) de la poudre déplaçable le long d'un parcours reliant une zone de départ et une zone d'arrivée.
Le dispositif de mise en couche (14) comprend un cylindre lisseur (36) de la poudre pour lisser la poudre disposée dans une zone de dépôt (P) de la poudre située entre la zone de départ et la zone d'arrivée.
L'installation (10) comprend en outre un dispositif de nettoyage (90) situé sur le parcours du dispositif de mise en couche (14), le dispositif de nettoyage (90) comprenant des moyens de raclage (92) munis d'une pluralité de dents de raclage (94), parallèles entre elles, venant racler la surface du cylindre lisseur (36) de façon tangentielle à cette surface.
L’invention concerne le domaine de la fabrication additive d’une pièce à base de poudre.
Elle concerne plus particulièrement une installation de fabrication additive d’une pièce à base de poudre et un dispositif de mise en couche d’une telle installation.
Une installation de fabrication additive d’une pièce à base de poudre comprend généralement un dispositif de mise en couche de poudre déplaçable le long d’un parcours reliant une zone de départ et une zone d’arrivée, muni de moyens de dépôt de la poudre aptes à déposer de la poudre sur une zone de dépôt de la poudre située entre la zone de départ et la zone d’arrivée. Ces moyens de dépôt de la poudre comprennent par exemple une trémie, un compartiment à trappe amovible, ou encore un cylindre doseur muni d’une cavité accueillant une dose de poudre.
Après son dépôt sur la zone de dépôt, la poudre est le plus souvent mise sous forme de couche à l’aide de moyens de lissage pouvant faire partie du dispositif de mise en couche, qui comprennent de préférence un cylindre lisseur. Puis, la poudre est frittée ou fusionnée par un dispositif ad hoc. Ces opérations sont répétées autant de fois qu’il est nécessaire pour constituer la pièce.
On constate, du fait que la poudre utilisée dans les installations de fabrication additive à base de poudre est à la fois volatile et collante, que celle-ci a tendance à s’accumuler, puis à s’agglomérer à divers endroits du dispositif de mise en couche au cours des cycles de dépôt de poudre. En particulier, on a pu observer que de la poudre s’accumule et forme des agglomérats sur certaines surfaces des moyens de lissage de la poudre, comme la surface d’un cylindre lisseur.
Or, il arrive qu’au passage du dispositif de mise en couche dans la zone de dépôt de la poudre, les agglomérats ainsi constitués chutent dans la zone de dépôt de la poudre. Ceci a pour effet de modifier l’épaisseur de la couche de poudre à fusionner par rapport à l’épaisseur voulue et donc de réduire la qualité de la pièce que l’on cherche à fabriquer.
Selon la granulométrie de la poudre et l’épaisseur requise pour chaque couche déposée, l’erreur introduite par la présence de ces agglomérats est plus ou moins tolérable. Ainsi, lorsque l’ordre de grandeur de l’épaisseur de la couche est de l’ordre de la dizaine de micromètres, l’erreur introduite devient si importante qu’il peut s’avérer nécessaire d’interrompre la fabrication de la pièce et de la mettre au rebut.
On connaît du document FR 2 984 191 un dispositif de fabrication additive à base de poudre. Toutefois, ce document ne décrit aucun moyen visant à éviter que des agglomérats de poudre se retrouvent dans la zone de dépôt de la poudre.
L’invention a donc pour but de limiter la formation d’agglomérats de poudre dans le dispositif de mise en couche d’une installation de fabrication additive à base de poudre, ou du moins de limiter les risques que ces derniers ne se retrouvent dans la zone de dépôt de la poudre.
A cet effet, l’invention concerne une installation de fabrication additive à base de poudre, comprenant un dispositif de mise en couche de la poudre déplaçable le long d’un parcours reliant une zone de départ et une zone d’arrivée, le dispositif de mise en couche comprenant des moyens de lissage de la poudre comprenant un cylindre lisseur pour lisser la poudre disposée dans une zone de dépôt de la poudre située entre la zone de départ et la zone d’arrivée, caractérisé en ce qu’elle comprend en outre un dispositif de nettoyage situé sur le parcours du dispositif de mise en couche, le dispositif de nettoyage comprenant des moyens de raclage munis d’une pluralité de dents de raclage, parallèles entre elles, venant racler la surface du cylindre lisseur de façon tangentielle à cette surface.
Grâce à la présence du dispositif de nettoyage sur le parcours du dispositif de mise en couche, une partie importante de la poudre peut être retirée des zones du dispositif de mise en couche où elle a tendance à s’accumuler lors des cycles de dépôt de la poudre. En effet, les dents des moyens de raclage venant racler la surface du cylindre lisseur de façon tangentielle à cette surface, elles permettent d’en déloger les agglomérats, donnant la possibilité de les évacuer avant qu’ils n’atteignent la zone de dépôt de la poudre.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, laquelle le dispositif de mise en couche se déplace localement sur le parcours selon une direction sensiblement parallèle à la direction longitudinale des dents de raclage (94) des moyens de raclage.
De préférence, les moyens de raclage comprennent au moins un peigne comprenant la pluralité de dents de raclage.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les dents de raclage du peigne sont sensiblement toutes de la même longueur.
De manière à augmenter l’efficacité du raclage, les moyens de raclage comprennent un premier peigne formant une première rangée de dents et un deuxième peigne formant une deuxième rangée de dents, les première et deuxième rangées de dents étant parallèles.
De manière à augmenter encore davantage l’efficacité du raclage, les extrémités libres des dents du premier peigne sont décalées longitudinalement par rapport aux extrémités libres des dents du deuxième peigne.
Afin de leur conférer une certaine rigidité et de limiter leur usure, les dents des moyens de raclage sont en un matériau métallique.
Pour éviter la pollution de la poudre par création d’oxydes, et de manière à pouvoir interagir avec de la poudre métallique, les dents des moyens de raclage sont en acier inoxydable démagnétisé, par exemple en acier inoxydable 301.
Afin d’effectuer un nettoyage complémentaire du cylindre lisseur et ainsi diminuer encore davantage les risques que de la poudre issue d’agglomérats n’arrive dans la zone de dépôt de poudre, le dispositif de nettoyage comprend en outre un dispositif de soufflage configuré pour souffler un flux de gaz sur au moins une surface du cylindre lisseur.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le dispositif de soufflage comprend une buse de soufflage munie d’une pluralité d’orifices alignés et dirigés vers la surface du cylindre lisseur.
Afin d’améliorer l’efficacité du soufflage, le dispositif de mise en couche se déplace localement sur le parcours selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’alignement des orifices de la buse de soufflage.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le dispositif de nettoyage se trouve en amont de la zone de dépôt de la poudre, en considérant le parcours dans le sens zone de départ vers zone d’arrivée.
L’invention concerne également un procédé de fabrication additive à base de poudre au moyen d’une installation de fabrication additive à base de poudre, comprenant une étape de nettoyage d’un élément de l’installation de fabrication, caractérisé en ce que l’installation de fabrication est selon l’invention et en ce que, au cours de l’étape de nettoyage, on fait effectuer au dispositif de mise en couche un trajet de nettoyage sur lequel se trouve le dispositif de nettoyage, le trajet de nettoyage étant alternatif.
En effet, afin d’obtenir un nettoyage efficace, il est préférable que le dispositif de nettoyage nettoie plusieurs fois, par exemple au cours d’un trajet alternatif, le dispositif de mise en couche.
De manière à rendre plus efficace le brossage du cylindre doseur, au cours de l’étape de nettoyage, on fait tourner le cylindre lisseur dans un sens inverse à celui de l’avancée du cylindre lisseur du fait du déplacement du dispositif de mise en couche.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective avec une coupe d’une installation de fabrication additive à base de poudre selon un premier mode de réalisation non revendiqué ;
- la figure 2 est une vue du détail II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue similaire à la figure 1, dans laquelle le dispositif de mise en couche est situé dans une première zone de nettoyage ;
- la figure 4 est une vue en perspective d’un détail IV de la figure 3 ;
- la figure 5 est un histogramme représentant le cycle de nettoyage du dispositif de nettoyage de l’installation de la figure 1 ;
- la figure 6 est une vue similaire à la figure 1, le dispositif de mise en couche étant situé dans une seconde zone de nettoyage ;
- la figure 7 est une vue d’un détail VII de la figure 6 ;
- la figure 8 est une vue en perspective avec une coupe d’une installation de fabrication additive à base de poudre selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 9 est une vue du détail IX de la figure 8.
On a représenté à la figure 1 une installation 10 de fabrication additive à base de poudre selon un premier mode de réalisation non revendiqué.
L’installation 10 comprend un plateau 12 sensiblement plan, au-dessus duquel un dispositif de mise en couche 14 est déplaçable le long d’un parcours reliant une zone de départ A du plateau 12 et une zone d’arrivée B du plateau 12 (pour des raisons de clarté, les moyens permettant le déplacement et le guidage du dispositif de mise en couche n’ont pas été représentés sur les figures). Plus particulièrement, dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, le dispositif de mise en couche 14 se déplace en effectuant une translation selon un axe X.
Au cours de son parcours reliant une zone de départ A et une zone d’arrivée B, le dispositif de mise en couche passe au-dessus d’une zone de dépôt de poudre P du plateau 12 (également appelée zone de travail), située entre la zone d’arrivée B et la zone de départ A et destinée à recevoir une dose de poudre délivrée par le dispositif de mise en couche 14. Cette dose de poudre est ensuite destinée à être fusionnée ou frittée par des moyens ad hoc, par exemple un faisceau énergétique tel qu’un faisceau laser, qui n’ont pas été représentés sur les figures.
La zone de dépôt P, de forme sensiblement rectangulaire, a quatre côtés (seuls trois côtés sont représentés sur la figure 1 compte tenu de la coupe) entourés par un bac de récupération 16, également appelé cendrier. Le bac de récupération 16 permet de récupérer un éventuel surplus de poudre non utilisé pour la fabrication additive, qui y est poussé par un dispositif prévu à cet effet comme une raclette ou un rouleau, par exemple un rouleau lisseur comme on le verra plus loin.
Le dispositif de mise en couche 14 comprend, pour déposer une dose de poudre sur la zone de dépôt de poudre, des moyens de dépôt de poudre 18.
Dans le premier mode de réalisation non revendiqué illustré aux figures 1 à 7, les moyens de dépôt de poudre 18 comprennent des moyens de stockage comportant une trémie 20, ainsi que des moyens de dosage de la poudre, comportant un cylindre doseur 22 rotatif pourvu d’une cavité de dosage 24 de poudre.
De la poudre stockée dans la trémie 20 peut ainsi être transférée vers la cavité de dosage 24 par gravité à travers une ouverture 26 de la trémie. Puis, une fois le dispositif de mise en couche 14 déplacé au-dessus de la zone de dépôt P, et après une rotation du cylindre doseur 22, la dose de poudre renfermée dans la cavité de dosage 24 est déposée par gravité sur la zone de dépôt P.
Dans ce premier mode de réalisation non revendiqué, le cylindre doseur 22 comprend en outre un méplat 28 permettant d’éviter, lors de la rotation du cylindre doseur 22, que la dose de poudre ainsi délivrée ne soit tassée par le cylindre doseur 22.
Les moyens de dépôt de poudre 18 sont situés dans un volume délimité par un carter 30. A cet effet, le carter 30 comprend des premières parois latérales 32 séparant la trémie 20 du reste du dispositif de mise en couche 14 et délimitant un volume de stockage de la poudre. Le carter comprend également des deuxièmes parois latérales 34 délimitant un volume dans lequel est contenu le cylindre doseur 22.
Le dispositif de mise en couche comprend en outre des moyens de lissage 35 de la dose de poudre délivrée par les moyens de dépôt de poudre 18. Ils comprennent, dans ce premier mode de réalisation non revendiqué, un cylindre lisseur 36.
Le cylindre lisseur 36 a pour fonction, à son passage sur la zone de dépôt P lors de l’avancée du dispositif de mise en couche, de répartir et lisser la dose de poudre déposée par les moyens de dépôt de poudre 18.
Le cylindre lisseur 36 peut être fixe ou être rotatif. En l’occurrence, le cylindre lisseur 36 est rotatif, et sa rotation a lieu dans un sens inverse à celui de l’avancée du cylindre lisseur 36 du fait du déplacement du dispositif de mise en couche 14.
Ainsi, compte tenu de l’orientation de la figure 1, le dispositif de mise en couche 14 se déplaçant dans le sens de la flèche F (depuis la zone de départ à droite de la figure vers la zone d’arrivée à gauche de figure), le cylindre lisseur 36 tourne dans le sens horaire.
On constate, du fait que la poudre utilisée dans les installations de fabrication additive à base de poudre est à la fois volatile et collante, que celle-ci a tendance à s’accumuler, puis à s’agglomérer à divers endroits du dispositif de mise en couche 14 au cours des cycles de dépôt de poudre.
En particulier, on a pu observer que de la poudre s’accumule et forme des agglomérats 38 dans les interstices situés entre les moyens de dépôt de poudre 18 et le carter 30 du dispositif de mise en couche 14. On a notamment illustré à la figure 2 le fait que des agglomérats 38 se forment entre les deuxièmes parois latérales 34 et le cylindre doseur 22.
Pour y remédier, l’installation 10 comprend un premier dispositif de nettoyage 40, situé sur le parcours du dispositif de mise en couche 14 en amont de la zone de dépôt P, en considérant le parcours dans le sens zone de départ A vers zone d’arrivée B.
Le premier dispositif de nettoyage 40 comprend un premier dispositif de soufflage 42, visible plus particulièrement aux figures 3 et 4, configuré pour souffler un flux de gaz sur au moins une surface des moyens de dépôt de poudre 18. En l’occurrence, le gaz soufflé par le dispositif de soufflage est le gaz ambiant de la zone de dépôt P, ici du diazote, mais il pourrait également s’agir d’argon, de l’hydrogène ou d’un autre gaz neutre.
Le premier dispositif de soufflage 42 comprend des moyens d’orientation 44 du flux de gaz dans une direction d’orientation prédéterminée. Plus particulièrement, les moyens d’orientation comprennent une buse de soufflage 46 munie d’une pluralité d’orifices 48 alignés, dirigés parallèlement à la direction d’orientation prédéterminée.
La direction d’orientation prédéterminée est choisie de telle façon que le flux de gaz atteint une surface du carter 30 en regard des moyens de dépôt de poudre 18 au cours du parcours du dispositif de mise en couche 14.
De préférence, la direction d’orientation prédéterminée est également telle que le flux de gaz atteint, au cours du parcours du dispositif de mise en couche 14, une surface du cylindre doseur 22, ainsi qu’une surface des moyens de lissage 35 de la poudre comme la surface du cylindre lisseur 36.
Ainsi, dans le premier mode de réalisation non revendiqué représenté sur les figures 1 à 7, la direction d’orientation prédéterminée est choisie comme étant normale au plan du plateau 12 et dirigée vers le dispositif de mise en couche 14. Cette direction d’orientation est donc perpendiculaire à l’axe de translation X du dispositif de mise en couche 14 et a un sens opposé à celui dans lequel la gravité s’exerce.
Le choix d’une telle direction d’orientation, représentée par les flèches O sur la figure 4, permet de diriger le flux de gaz F issu des orifices 48 vers la surface des deuxièmes parois latérales 34 du carter 30 située en regard du cylindre doseur 22.
Les orifices 48 sont de préférence alignés selon une direction perpendiculaire à l’axe de translation X du dispositif de mise en couche 14 et à la direction d’orientation O. De cette manière, un flux de gaz F issu des orifices 48 atteint la surface du cylindre doseur 22 sur toute, ou presque toute, la direction longitudinale des deuxièmes parois latérales 34 du carter 30.
Ce choix permet également d’atteindre les surfaces du cylindre doseur 22 et du cylindre lisseur 36 lors du parcours du dispositif de mise en couche 14.
Plus particulièrement, on ajustera la distance pouvant être atteinte par le flux de gaz F, ainsi que la vitesse de ce flux F, pour pouvoir déloger les agglomérats 38 de poudre situés entre les deuxièmes parois latérales 34 et le cylindre doseur 22, comme on peut le voir sur la figure 4.
Le dispositif de nettoyage 40 peut comprendre également des moyens d’étanchéité 50 séparant de façon étanche à la poudre une première zone de nettoyage N1, où le flux de gaz est soufflé sur au moins une surface des moyens de dépôt de poudre 18, par rapport à la zone de dépôt P de la poudre.
De préférence, ces moyens d’étanchéité 50 comprennent au moins une brosse 52 munie de poils 54 pouvant ployer sur le passage du dispositif de mise en couche 14. La brosse 52 permet de séparer la première zone de nettoyage N1, dans laquelle se trouve le premier dispositif de soufflage 42, de la zone de dépôt P de poudre.
Plus particulièrement, comme on le voit sur la figure 3, la longueur des poils 52 de la brosse est choisie de manière à réaliser une étanchéité entre la zone de nettoyage N1 et la zone de dépôt de la poudre P au moment du passage du dispositif de mise en couche 14 dans la première zone de nettoyage N1. A cet effet, les poils 54 de la brosse 52 s’étendent selon une direction perpendiculaire à la surface des moyens de dépôt 18 de la poudre avec laquelle ils entrent en contact. Ainsi, les poils s’étendent selon la même direction que la direction d’orientation O du flux.
En outre, les poils 52 de la brosse sont suffisamment longs pour affleurer une des deuxièmes parois latérales 34 du carter 30 lorsque la buse de soufflage 46 se trouve au droit du cylindre doseur 22 et ainsi réaliser sa fonction d’étanchéité.
De ce fait, il y aura en outre un contact entre les poils 54 et la surface du cylindre doseur 22 et/ou du cylindre lisseur 36 au passage du dispositif de mise en couche 14 dans la première zone de nettoyage N1. Ainsi, en plus d’exercer une fonction d’étanchéité, la brosse 52 peut exercer une fonction de brossage de la surface du cylindre doseur 22 et/ou du cylindre lisseur 36 au passage du dispositif de mise en couche 14. Ceci permet d’en déloger les agglomérats de poudre ayant pu s’accumuler sur la surface de ces cylindres doseur 22 et lisseur 36.
Dans le mode de réalisation non revendiqué représenté sur les figures 1 à 7, les moyens d’étanchéité 50 ne comprennent qu’une seule brosse 52 se trouvant en aval de la zone de nettoyage N1 et du premier dispositif de soufflage 42. Toutefois, dans une variante non représentée, les moyens d’étanchéité 50 comprennent deux brosses 52, la zone de nettoyage étant délimitée par ces deux brosses 52 et le dispositif de soufflage 42 étant situé entre les deux brosses 52. La deuxième brosse 52 sera dans ce cas de préférence identique à la première, et disposée de façon symétrique par rapport à la direction d’alignement des orifices 42 (i.e. symétrique par rapport à la buse de soufflage 46).
De façon avantageuse, pour évacuer les agglomérats 38 délogés par le premier dispositif de soufflage 42 avant qu’ils n’atteignent la zone de dépôt de la poudre P, le dispositif de nettoyage 40 comprend en outre un premier dispositif d’aspiration 56. Ce dispositif d’aspiration 56 évacue la poudre aspirée par ce premier dispositif d’aspiration 56 vers une zone de l’installation, dite première zone de dépoussiérage D1, qui est isolée de la zone de dépôt P de poudre.
Dans le premier mode de réalisation non revendiqué représenté sur les figures 1 à 7, le premier dispositif d’aspiration 56 comprend un premier conduit d’évacuation 58 situé sous la première zone de nettoyage N1, qui s’étend selon une direction normale au plan du tablier 12 et qui est dirigée dans un sens opposé à celui du dispositif de mise en couche 14.
Pour des raisons de clarté, les éléments du premier dispositif d’aspiration 56 autres que le premier conduit d’évacuation 58 n’ont pas été représentés.
De préférence, le premier conduit d’évacuation 56 est situé au droit du premier dispositif de soufflage 42, et en particulier au droit de la buse de soufflage 46, donc en-dessous de celle-ci sur la figure 3. Par exemple, le premier conduit d’évacuation 58 a une forme convergente dans la direction opposée au premier dispositif d’aspiration 56.
On a représenté à la figure 5 un histogramme d’un cycle de nettoyage réalisé au cours d’un procédé de fabrication selon l’invention, comprenant une étape de nettoyage.
Ce procédé de fabrication comprend une étape de nettoyage au cours de laquelle le dispositif de mise en couche 14 effectue un trajet de nettoyage sur lequel se trouve le dispositif de nettoyage 40, ce trajet de nettoyage étant alternatif.
Par exemple, comme illustré sur la figure 5 représentant un histogramme d’un cycle de nettoyage, le dispositif de mise en couche 14 effectue trois allers-retours sur le trajet de nettoyage. II passera donc six fois dans la zone de nettoyage N1. A cette occasion, il y aura six fois contact entre la brosse 52 et le cylindre doseur 22 et le cylindre lisseur 36.
De préférence, le premier dispositif d’aspiration 56 exerce sa fonction d’aspiration lors de toute la durée de l’étape de nettoyage. II en est de préférence de même pour le dispositif de soufflage 42.
Par ailleurs, toujours comme on peut le voir sur l’histogramme de la figure 5, au cours de l’étape de nettoyage, on fait tourner le cylindre lisseur 36, ce qui permet de faciliter le détachement des éventuels agglomérats 38 de poudre par le flux de gaz F envoyé par le premier dispositif de soufflage 42. Cette rotation a lieu de préférence durant toute la durée de l’étape de nettoyage.
De manière à plus spécifiquement déloger les agglomérats de poudre pouvant s’accumuler sur les surfaces du cylindre lisseur 36 et/ou du cylindre doseur 22, l’installation 10 comprend un deuxième dispositif de nettoyage 60, situé en aval de la zone de dépôt P.
Ce deuxième dispositif de nettoyage 60 comprend un dispositif de brossage 62 pour brosser au moins une surface des moyens de lissage 35 de la poudre, ici celle du cylindre lisseur 36.
Le dispositif de brossage 62 comprend à cet effet au moins une brosse munie de poils pouvant ployer sur le passage du dispositif de mise en couche 14.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 7, le deuxième dispositif de nettoyage 60 comprend notamment deux brosses parallèles s’étendant selon une direction sensiblement longitudinale, une brosse amont 64 et une brosse aval 66 (les termes amont et aval devant être compris par rapport au parcours du dispositif de mise en couche 14 depuis la zone de départ A vers la zone d’arrivée B).
Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 7, et comme on peut le voir en particulier sur la figure 6, la brosse amont 64 et la brosse aval 66 sont placées de telle sorte que le dispositif de mise en couche 14 se déplace localement selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale des brosses 64, 66.
En l’occurrence, la brosse amont 64 et la brosse aval 66 s’étendent selon un axe perpendiculaire à la direction de translation X du dispositif de mise en couche 14.
Par ailleurs, les poils 68 de la brosse amont 64 et les poils 70 de la brosse aval 66 s’étendent selon une direction perpendiculaire à la surface des moyens de lissage 35 de la poudre avec laquelle ils entrent en contact, ici du cylindre lisseur 36.
La longueur des poils 68 de la brosse amont 64 et des poils 70 de la brosse aval 66 sont choisies de manière à ce que la brosse amont 64 et la brosse aval 66 puissent brosser la surface du cylindre lisseur 36.
De préférence, le dispositif de brossage 62, et donc les brosses amont 64 et aval 66, brosse également au moins une surface des moyens de dépôt 18 de poudre, ici celle du cylindre doseur 22. Par ailleurs, ce brossage se fait avantageusement de façon perpendiculaire à la surface du cylindre doseur 22.
Dans l’exemple représenté aux figures 1 à 7, les poils 68 de la brosse amont et les poils 70 de la brosse aval 66 ont la même longueur. Toutefois, dans une variante non représentée, les poils des deux brosses amont 64 et aval 66 ont des longueurs différentes de manière à s’adapter aux dimensions du cylindre doseur 22 et du cylindre lisseur 36 lorsque leurs diamètres diffèrent l’un de l’autre, ou de manière à s’adapter aux hauteurs différentes du cylindre doseur 22 et du cylindre lisseur 36 par rapport à la zone de dépôt P.
Le deuxième dispositif de nettoyage 60 étant placé en aval de la zone de dépôt P de la poudre, la brosse amont 64 sépare une deuxième zone de nettoyage N2, où le brossage des moyens de dépôt 18 de poudre a lieu, de la zone de dépôt P.
Ainsi, de préférence, la longueur des poils 68 de la brosse amont 64 est choisie de manière à réaliser une étanchéité entre la deuxième zone de nettoyage N2 et la zone de dépôt de la poudre P au moment du passage du dispositif de mise en couche 14 dans la zone de nettoyage N2.
En l’occurrence, les poils 68 de la brosse sont suffisamment longs pour affleurer une des deuxièmes parois latérales 34 du carter 30 lorsque la buse de soufflage 46 se trouve au droit du cylindre doseur 22 et ainsi réaliser une fonction d’étanchéité à la poudre, comme dans le premier dispositif de nettoyage 40.
Comme dans le premier dispositif de nettoyage 40, le deuxième dispositif de nettoyage 60 peut comprendre un dispositif d’aspiration de poudre. Ce deuxième dispositif d’aspiration 72 de poudre évacue la poudre qu’il aspire vers une deuxième zone de dépoussiérage D2 isolée de la zone de dépôt P de poudre.
A cet effet, le deuxième dispositif d’aspiration 72 comprend une buse d’aspiration 74 comprenant un orifice d’aspiration 76 en forme de fente aux bords sensiblement rectangulaires pratiquée dans le tablier 12.
L’orifice d’aspiration 76 constitue l’entrée d’un conduit d’évacuation 78 reliant la zone de nettoyage N2 à la deuxième zone de dépoussiérage D2.
De préférence, et comme on peut le voir plus particulièrement à la figure 7, une des deux brosses du dispositif de brossage 62, ici la brosse aval 66, est placée au bord de l’orifice d’aspiration 76.
Pour mieux faciliter l’évacuation de la poudre aspirée par le deuxième dispositif d’aspiration 72, celui-ci comprend des moyens de guidage 80 de la poudre aspirée pour guider la poudre vers le deuxième conduit d’évacuation 78.
Ces moyens de guidage 80 comprennent notamment une rampe 82 située en regard de la brosse aval 66, la paroi 82P de la rampe se trouvant en vis-à-vis d’une paroi 84P du corps 84 de la brosse aval 66 formant un conduit d’introduction 86 de la poudre vers le reste du conduit d’évacuation 78.
Dans l’exemple représenté sur les figures 1 à 7, le deuxième conduit d’évacuation 78 comprend une première partie 87 s’étendant sous le tablier 12, dans une direction parallèle à l’axe de translation X du dispositif de mise en couche 14.
Puis, le deuxième conduit d’évacuation 78 comprend une deuxième partie constituée d’un tube d’évacuation 88 s’étendant selon une direction normale au plan du tablier 12. La première extrémité de ce tube 88 est reliée à la première partie 87 et la deuxième extrémité de ce tube 88 est reliée à la deuxième zone de dépoussiérage D2, dans laquelle la poudre aspirée tombe sous l’effet de l’aspiration et/ou de la gravité.
De la même façon qu’avec le premier dispositif de nettoyage 40, un procédé de fabrication additive impliquant le deuxième dispositif de nettoyage 60 comprend une étape de nettoyage au cours de laquelle le dispositif de mise en couche 14 effectue un trajet de nettoyage sur lequel se trouve le deuxième dispositif de nettoyage 60, le trajet de nettoyage étant alternatif. De préférence, au cours de cette étape de nettoyage, on fait tourner le cylindre lisseur 36 pour mieux en déloger les éventuels agglomérats de poudre à l’aide des brosses amont 64 et aval 66.
On notera que dans le premier mode de réalisation non revendiqué représenté aux figures 1 et 7, l’installation 10 comprend un premier 40 et un deuxième dispositif 60 de nettoyage, mais elle peut tout à fait n’en comprendre qu’un seul des deux.
On a représenté aux figures 8 et 9 un deuxième mode de réalisation selon l’invention de l’installation 10, dont les éléments communs au mode de réalisation précédent sont désignés par des références similaires.
Comme l’installation du premier mode de réalisation non revendiqué, l’installation 10 du deuxième mode de réalisation selon l’invention comprend un dispositif de mise en couche 14 de la poudre déplaçable le long d’un parcours reliant une zone de départ A et une zone d’arrivée B.
Ce dispositif de mise en couche 14 comprend des moyens de dépôt 18 de la poudre pour déposer de la poudre dans une zone de dépôt P de la poudre située entre la zone de départ A et la zone d’arrivée B.
En revanche, dans ce deuxième mode de réalisation selon l’invention, les moyens de dépôt de poudre 18 comprennent, en lieu et place d’un cylindre doseur, un tiroir coulissant. Ces moyens de dépôt n’ont pas été représentés sur les figures.
Comme les premier et deuxième dispositifs de nettoyage, le troisième dispositif de nettoyage 90 est situé sur le parcours du dispositif de dépôt de la poudre 14 et est muni des moyens de lissage 35 de la dose de poudre délivrée par les moyens de dépôt de poudre 18, comprenant notamment un cylindre lisseur 36.
L’installation 10 du deuxième mode de réalisation selon l’invention comprend également un dispositif de nettoyage, ou troisième dispositif de nettoyage 90, se trouvant en amont de la zone de dépôt P de la poudre.
Le troisième dispositif de nettoyage 90 comprend des moyens de raclage 92 munis d’une pluralité de dents longitudinales de raclage 94, parallèles entre elles, venant racler la surface du cylindre lisseur 36 de façon tangentielle à cette surface.
En particulier, le dispositif de mise en couche 14 se déplace localement sur le parcours selon une direction sensiblement parallèle à la direction longitudinale des dents de raclage 94 des moyens de raclage 92. Dans l’exemple représenté sur les figures 8 et 9, les dents de raclage 94 des moyens de raclage 92 s’étendent donc selon l’axe X.
De préférence, les moyens de raclage 92 comprennent au moins un peigne comprenant la pluralité de dents de raclage 94. Les dents de raclage 94 du peigne sont sensiblement toutes de la même longueur.
Dans ce deuxième mode de réalisation selon l’invention, les moyens de raclage 94 comprennent un premier peigne 96 formant une première rangée de dents 94 et un deuxième peigne 98 formant une deuxième rangée de dents 94, les première et deuxième rangées de dents 94 étant parallèles.
Afin d’obtenir un raclage plus efficace de la surface du cylindre lisseur 36, les extrémités libres des dents 94 du premier peigne 96 sont décalées longitudinalement par rapport aux extrémités libres des dents 94 du deuxième peigne 98.
En l’occurrence, le premier peigne 96 et le deuxième peigne 98 partagent un même corps 100. Plus particulièrement, les dents 94 du premier peigne 96 et du deuxième peigne 98 s’étendent à partir d’un même plan, ici une même surface 102 du corps 100.
Par ailleurs, la longueur des dents 94 du premier peigne 96 est supérieure à la longueur des dents du deuxième peigne 98.
Afin qu’elles soient durables, les dents 94 des moyens de raclage 92 sont de préférence en matériau métallique.
Plus particulièrement, les dents des moyens de raclage 92 sont en acier inoxydable démagnétisé, afin, d’une part, d’éviter la création d’oxydes et la pollution de la poudre par ces oxydes, et d’autre part pour qu’elles puissent être utilisées dans une installation de fabrication additive à base de poudre métallique. Un exemple d’un tel acier est par exemple l’acier inoxydable 301 démagnétisé.
Dans ce deuxième mode de réalisation selon l’invention, comme dans le premier mode de réalisation non revendiqué, le dispositif de nettoyage comprend un dispositif de soufflage 42 configuré pour souffler un flux de gaz sur au moins une surface du cylindre lisseur 36.
Ce dispositif de soufflage 42 étant très similaire à celui de l’installation du premier mode de réalisation non revendiqué, on ne le décrira pas plus en détail ici.
On précisera seulement que de façon analogue au premier mode de réalisation non revendiqué, ce dispositif de soufflage 42 comprend une buse de soufflage 46 munie d’une pluralité d’orifices 48 alignés dirigés vers la surface du cylindre lisseur 36, et que le dispositif de mise en couche 14 se déplace localement sur le parcours selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’alignement des orifices 48 de la buse de soufflage 46.
De la même façon qu’avec le premier dispositif de nettoyage 40 ou le deuxième dispositif de nettoyage 60, un procédé de fabrication additive impliquant le troisième dispositif de nettoyage 90 comprend une étape de nettoyage au cours de laquelle le dispositif de mise en couche 14 effectue un trajet de nettoyage sur lequel se trouve le troisième dispositif de nettoyage 90, le trajet de nettoyage étant alternatif.
De préférence, au cours de cette étape de nettoyage, on fait tourner le cylindre lisseur 36 pour mieux en déloger les éventuels agglomérats de poudre à l’aide des peignes 96, 98 dans un sens inverse à celui de l’avancée du cylindre lisseur 36 du fait du déplacement du dispositif de mise en couche 14. Par exemple, les dents 94 des moyens de raclage 92 s’étendant d’amont en aval (de la droite vers la gauche en figures 8 et 9), le dispositif de mise en couche 14 se déplace d’aval en amont et le cylindre lisseur 36 tourne en sens antihoraire lors du nettoyage.
On notera que dans le deuxième mode de réalisation selon l’invention représenté aux figures 8 et 9, l’installation 10 comprend un seul dispositif de nettoyage 90, mais elle peut tout à fait en comprendre plusieurs, et notamment l’un et/ou l’autre du premier 40 et deuxième 60 dispositifs de nettoyage.
D’une manière générale, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
On pourra par exemple envisager toute combinaison d’éléments des différents dispositifs de nettoyage décrits ci-dessus.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Installation de fabrication (10) additive à base de poudre, comprenant un dispositif de mise en couche (14) de la poudre déplaçable le long d’un parcours reliant une zone de départ (A) et une zone d’arrivée (B), le dispositif de mise en couche (14) comprenant des moyens de lissage (35) de la poudre comprenant un cylindre lisseur (36) pour lisser la poudre disposée dans une zone de dépôt (P) de la poudre située entre la zone de départ et la zone d’arrivée, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un dispositif de nettoyage (90) situé sur le parcours du dispositif de mise en couche (14), le dispositif de nettoyage (90) comprenant des moyens de raclage (92) munis d’une pluralité de dents longitudinales de raclage (94), parallèles entre elles, venant racler la surface du cylindre lisseur (36) de façon tangentielle à cette surface.
  2. 2. Installation de fabrication (10) selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif de mise en couche (14) se déplace localement sur le parcours selon une direction sensiblement parallèle à la direction longitudinale des dents de raclage (94) des moyens de raclage (92).
  3. 3. Installation de fabrication (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les moyens de raclage (92) comprennent au moins un peigne (96, 98) comprenant la pluralité de dents de raclage (94).
  4. 4. Installation de fabrication (10) selon la revendication 3, dans laquelle les dents de raclage (94) du peigne (96,98) sont sensiblement toutes de la même longueur.
  5. 5. Installation de fabrication (10) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle les moyens de raclage (94) comprennent un premier peigne (96) formant une première rangée de dents (94) et un deuxième peigne (98) formant une deuxième rangée de dents (94), les première et deuxième rangées de dents (94) étant parallèles.
  6. 6. Installation de fabrication (10) selon les revendications 4 et 5 prises ensemble, dans laquelle les extrémités libres des dents (94) du premier peigne (96) sont décalées longitudinalement par rapport aux extrémités libres des dents (94) du deuxième peigne (98).
  7. 7. Installation de fabrication (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les dents (94) des moyens de raclage (92) sont en matériau métallique.
  8. 8. Installation de fabrication (10) selon la revendication 7, dans laquelle les dents (94) des moyens de raclage (92) sont en acier inoxydable démagnétisé, par exemple en acier inoxydable 301.
  9. 9. Installation de fabrication (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de nettoyage (90) comprend en outre un dispositif de soufflage (42) configuré pour souffler un flux de gaz sur au moins une surface du cylindre lisseur (36).
  10. 10. Installation de fabrication (10) selon la revendication 9, dans laquelle le dispositif de soufflage (42) comprend une buse de soufflage (46) munie d’une pluralité d’orifices (48) alignés et dirigés vers la surface du cylindre lisseur (36).
  11. 11. Installation de fabrication (10) selon la revendication 10, dans laquelle le dispositif de mise en couche (14) se déplace localement sur le parcours selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d’alignement des orifices (48) de la buse de soufflage (46).
  12. 12. Installation de fabrication (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de nettoyage (90) se trouve en amont de la zone de dépôt (P) de la poudre, en considérant le parcours dans le sens zone de départ vers zone d’arrivée.
  13. 13. Procédé de fabrication additive à base de poudre au moyen d’une installation de fabrication (10) additive à base de poudre, comprenant une étape de nettoyage d’un élément de l’installation de fabrication (10), caractérisé en ce que l’installation de fabrication (10) est selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, et en ce que, au cours de l’étape de nettoyage, on fait effectuer au dispositif de mise en couche (14) un trajet de nettoyage sur lequel se trouve le dispositif de nettoyage (90), le trajet de nettoyage étant alternatif.
  14. 14. Procédé de fabrication selon la revendication 13, dans lequel, au cours de l’étape de nettoyage, on fait tourner le cylindre lisseur (36) dans un sens inverse à celui de l’avancée du cylindre lisseur (36) du fait du déplacement du dispositif de mise en couche (14).
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