FR3087577A1 - Source d'electrons a double wehnelt pour appareil de fabrication additive selective - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une source de faisceau d'électrons adaptée pour la fabrication additive sélective comprenant une cathode (11), un wehnelt principal (12), une anode (13) et un ensemble d'alimentations électriques adapté pour mettre ces trois pièces sous tension électrique, le wehnelt principal (12) étant placé entre la cathode (11) et l'anode (13), caractérisée en ce que ladite source comprend un wehnelt supplémentaire (16) et une alimentation électrique adaptée pour mettre ledit wehnelt supplémentaire sous tension électrique, ledit wehnelt supplémentaire étant placé en amont du wehnelt principal par rapport au sens de propagation du faisceau d'électrons.
Description
DOMAINE TECHNIQUE GÉNÉRAL ET ART ANTÉRIEUR La présente invention concerne le domaine général de la fabrication additive sélective.
La fabrication additive sélective consiste à réaliser des objets 5 tridimensionnels par consolidation de zones sélectionnées sur des strates successives de matériau pulvérulent (poudre métallique, poudre de céramique, etc...).
Les zones consolidées correspondent à des sections successives de l'objet tridimensionnel.
La consolidation se fait par exemple couche par couche, par une fusion sélective totale ou partielle réalisée avec 10 une source de puissance.
Classiquement, on utilise comme source pour réaliser la fusion des couches de poudre des sources laser de forte puissance ou des sources de faisceau d'électrons.
Les sources de faisceau d'électrons ont l'avantage de permettre des 15 vitesses de fabrication élevées.
Il est connu d'utiliser une source de faisceau d'électrons composée d'une cathode, d'un wehnelt et d'une anode.
Les électrons sont extraits de la cathode et canalisés vers l'anode en utilisant notamment une différence de potentiel électrique positive entre la 20 cathode et l'anode.
Le faisceau d'électrons produit passe au travers du wehnelt.
La différence de potentiel appliquée entre la cathode et le wehnelt est négative, de sorte que les électrons sont repoussés par le wehnelt.
Cela permet notamment de contrôler le courant du faisceau d'électrons extraits, ainsi que la brillance du faisceau d'électrons c'est-à-dire la répartition des 25 électrons dans un plan transverse à la direction de propagation du faisceau.
Il existe des géométries à base de cathode plane ou hémisphérique, généralement utilisées pour les applications de soudage.
Le diamètre du faisceau d'électrons dans un plan transverse à sa direction de propagation et en particulier dans le plan de poudres c'est-à30 dire dans le plan transverse dans lequel le faisceau d'électrons rentre en 2 contact avec une poudre métallique et la fait fondre, est élevé et augmente fortement avec la quantité d'électrons extraits.
Par exemple, ce diamètre peut se situer entre 150 pm et 250 pm pour un courant de 20 mA, et augmenter lorsque l'intensité du courant augmente 5 avec une pente approximativement de 30 pm / 10 mA.
Ce type de géométrie ne peut pas produire à la fois des faisceaux d'électrons d'une intensité aussi élevée que 100 mA tout en assurant un diamètre du faisceau d'électrons inférieur à 150 pm pour des intensités de courant plus faibles.
10 Il existe également des géométries à base de cathode en pointe, généralement utilisées pour les applications de microscopie électronique.
Dans ce cas-là, le diamètre du faisceau d'électrons à faible courant peut être inférieur à 150 pm mais ces cathodes ne sont pas capables de fournir des courants supérieurs ou égaux à 100mA.
15 Pour résoudre la problématique d'obtenir un diamètre du faisceau d'électrons inférieur ou égal à 100pm à faible courant tout en étant capable de fournir au moins un courant de 100mA, une géométrie de cathode telle que représentée en Figure 1 peut être envisagée.
Ce type de cathode peut fonctionner suivant deux modes d'extraction des électrons.
20 Le premier mode de fonctionnement dit en « cross over » est représenté sur la figure 1.
Dans ce mode de réalisation, la cathode 1 émet un faisceau d'électrons 4 qui passe au travers du wehnelt 2 et de l'anode 3.
Toutes les pièces de la figure 1 présentent une symétrie axiale autour de l'axe D représenté en pointillés.
Le wehnelt 2 et l'anode 3 sont ouverts et 25 laissent l'axe D libre pour le passage de la pointe de la cathode 1 ou du faisceau d'électrons 4.
Le mode « cross over » correspond à la situation où les électrons se croisent entre la cathode et l'anode, dans la zone 5 de la figure 1.
La ligne 8 est une des lignes équipotentielles électriques représentées 30 sur la figure 1.
Tous les points d'une ligne équipotentielle électrique se trouvent au même potentiel électrique.
La force que le champ électrique exerce sur une charge électrique est perpendiculaire à la ligne équipotentielle qui passe par la position de ladite charge.
3 L'autre mode de fonctionnement est dit sans « cross over ».
Dans ce mode, les trajectoires des électrons ne se croisent pas.
Ce type de géométrie montre cependant une instabilité du diamètre du faisceau lors du passage de modes avec et sans « cross over ».
Cette 5 instabilité est illustrée sur la figure 2.
Le courant de transition correspond au courant du faisceau d'électrons qui sépare les deux modes.
Pour les courants plus faibles la source fonctionne avec « cross over ».
Le diamètre du faisceau présente un pic pour ce courant de transition.
Lorsque l'intensité du faisceau est balayée de manière croissante autour du courant de lm transition, le diamètre du faisceau augmente brusquement de 40 pm à 50 pm puis diminue brusquement de 50 pm à 10 pm.
Par ailleurs quelle que soit la géométrie choisie, les caractéristiques du faisceau produit sont détériorées au cours du temps d'utilisation sans qu'il soit possible de les corriger.
Cela provient de la détérioration de la 15 cathode qui doit alors être changée.
La durée de vie d'une cathode se situe entre 600 et 800 heures.
Idéalement, la fabrication additive nécessiterait une source de faisceau d'électrons dont : - Le plus petit diamètre du faisceau d'électrons que l'on peut 20 produire dans le plan de poudres, c'est-à-dire dans le plan de fabrication est de 100pm pour une plage de courant d'intensité du faisceau compris entre lmA à 50mA ; un diamètre aussi faible permet de fabriquer avec une précision plus importante. - le courant d'intensité du faisceau peut atteindre 100 mA pour 25 effectuer les opérations de préchauffage et de frittage ; - le diamètre du faisceau d'électrons dans un plan transverse à sa direction de propagation et en particulier dans le plan de poudres varie peu et toujours dans le même sens en fonction de l'intensité du faisceau. 30 le diamètre du faisceau d'électrons dans le plan de poudres reste stable ou constant le plus longtemps possible malgré l'usure de la cathode.
4 Comme indiqué ci-dessus, les sources d'électrons connues dans l'état de la technique ne permettent pas de répondre en totalité à ces exigences.
PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE L'INVENTION Un but général de l'invention est de pallier les limitations de l'art 5 antérieur.
Notamment on cherche à proposer une source de faisceau d'électrons qui présente un diamètre du faisceau d'électrons dans un plan transverse à sa direction de propagation d'une taille de 100pm sur une plage de courant d'intensité du faisceau compris entre 1 mA à 50 mA.
10 On cherche également à proposer une source de faisceau d'électrons dont le courant d'intensité du faisceau peut atteindre au moins 100 mA pour effectuer les opérations de préchauffage et de frittage.
Un autre but également de l'invention est de proposer une source de faisceau d'électron dont la taille du point d'impact varie très peu en fonction 15 de l'intensité du faisceau.
Un autre but est d'obtenir une source de faisceau d'électrons dont la taille du point d'impact reste stable ou constante le plus longtemps possible malgré l'usure de la cathode.
20 A cet effet notamment, l'invention propose une source de faisceau d'électrons adaptée pour la fabrication additive sélective comprenant une cathode, un wehnelt principal, une anode et un ensemble d'alimentations électriques adapté pour mettre ces trois pièces sous tension électrique, le wehnelt principal étant placé entre la cathode et l'anode, ladite source 25 comprenant un wehnelt supplémentaire et une alimentation électrique adaptée pour mettre ledit wehnelt supplémentaire sous tension électrique, ledit wehnelt supplémentaire étant placé en amont du wehnelt principal par rapport au sens de propagation du faisceau d'électrons.
30 Une telle source est avantageusement complétée par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison.
La distance séparant le wehnelt principal et le wehnelt supplémentaire selon la direction de propagation du faisceau d'électrons, l'épaisseur desdits wehnelts selon ladite direction de propagation, la position desdits wehnelts selon ladite direction de propagation par rapport à la 5 cathode, la surface et la forme du wehnelt principal et du wehnelt supplémentaire en regard de la cathode sont adaptées pour que o la source, alimentée sous certaines tensions électriques, délivre des faisceaux d'intensité comprise entre 1 mA et 50 mA, préférentiellement entre 5 mA et 50 mA, encore plus préférentiellement entre 10 mA et 50 mA dont les diamètres dans un plan transverse à sa direction de propagation sont sensiblement constants d'une intensité à l'autre, c'est-à-dire dont les diamètres sont égaux à plus ou moins 10 pm d'une intensité à l'autre, ou pour que o la source, alimentée sous certaines tensions électriques, délivre des faisceaux d'intensité de 100 mA, ou pour que o la source, alimentée sous certaines tensions électriques, délivre des faisceaux d'intensité entre 1 mA et 50 mA, préférentiellement entre 5 mA et 50 mA, préférentiellement entre 10 mA et 50 mA et de diamètre dans un plan transverse à sa direction de propagation inférieur ou égal à 100pm, ou pour que, o en cas de détérioration de la cathode, les effets de ladite détérioration sur le diamètre, l'intensité et la brillance du faisceau d'électrons sont corrigés par une modification de l'alimentation électrique de ladite source, la brillance correspondant à la répartition des électrons dans un plan transverse à la direction de propagation du faisceau.
La cathode est une cathode en pointe, et la pointe de la cathode est dirigée vers l'anode.
Les bords de l'ouverture du wehnelt supplémentaire peuvent être repliés vers le wehnelt principal.
La cathode, les wehnelts et l'anode sont mis sous tensions électriques et la différence de potentiel par rapport à la cathode : 6 - du wehnelt principal est comprise typiquement entre 0 et -3800 volts - du wehnelt supplémentaire est comprise typiquement entre 0 et -3800 volts 5 - de l'anode est comprise typiquement entre 0 et -60 000 volts La cathode, le wehnelt principal, l'anode et le wehnelt supplémentaire peuvent présenter un même axe de symétrie et être alignés sur ledit axe de symétrie.
Cet axe de symétrie peut être confondu avec la direction de 10 propagation du faisceau d'électrons.
Le wehnelt principal, le wehnelt supplémentaire et l'anode peuvent laisser libre ledit axe de symétrie.
L'invention porte également sur un appareil de fabrication additive 15 sélective d'objet tridimensionnel comportant dans une enceinte : - un support pour le dépôt des couches successives de poudre de fabrication additive, - un arrangement de distribution adapté pour appliquer une couche de poudre sur ledit support ou sur une couche 20 précédemment consolidée, - au moins une source de faisceau d'électrons adaptée pour assurer la consolidation sélective d'une couche de poudre appliquée par l'arrangement de distribution, - une électronique pour la commande de ladite source, 25 ladite source étant une source de faisceau d'électrons telle qu'on l'a décrite plus haut dans cette section.
L'invention porte également sur un procédé de fabrication additive sélective d'objet tridimensionnel comprenant les étapes d'application d'une 30 couche de poudre de fabrication additive sur un support ou sur une couche préalablement consolidée, de consolidation sélective de la couche de poudre appliquée, le procédé étant mis en oeuvre par un appareil tel qu'on l'a décrit plus haut dans cette section.
PRÉSENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non 5 limitative, et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1, déjà discutée, est une représentation schématique d'une source de faisceau d'électrons selon l'art antérieur ; - la figure 2, déjà discutée, représente l'évolution du diamètre du faisceau d'électrons produit par une source selon l'art antérieur en fonction 10 de son intensité ; - la figure 3 est une représentation schématique d'un exemple de source de faisceau d'électrons selon un aspect de l'invention ; - la figure 4 est une représentation schématique d'un autre exemple de source de faisceau d'électrons selon un aspect de l'invention ; 15 - la figure 5 représente l'évolution du diamètre du faisceau d'électrons produit par un exemple de source de faisceau d'électrons selon un aspect de l'invention en fonction de son intensité ; - la figure 6 représente les évolutions du diamètre du faisceau d'électrons en fonction de son intensité, le faisceau étant produit d'une part zo par un exemple de source de faisceau d'électrons selon l'art antérieur et d'autre part par un autre exemple de source de faisceau d'électrons selon un aspect de l'invention ; - la figure 7 est une représentation schématique d'un appareil de fabrication additive comportant une source de faisceau d'électrons conforme 25 à un mode de réalisation possible de l'invention.
DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE MISE EN OEUVRE ET DE RÉALISATION Source de faisceau d'électrons On a représenté sur la figure 3 un exemple de source de faisceau 30 d'électrons.
Comme dans la figure 1, une cathode 11 émet un faisceau 7 8 d'électrons 14 qui passe au travers d'un wehnelt principal 12 et de l'anode 13.
Un wehnelt supplémentaire 16 se situe en amont du wehnelt principal 12 par rapport à la direction de propagation du faisceau d'électrons 14.
La ligne 18 est une des lignes équipotentielles électriques 5 représentées sur la figure 3.
La présence du wehnelt supplémentaire 16 modifie la forme des lignes équipotentielles essentiellement dans la zone 17 située en amont du wehnelt principal 12.
En appliquant une différence de potentiel négative ou nulle entre la 10 cathode 11 et le wehnelt supplémentaire 16, le wehnelt supplémentaire 16 devient répulsif pour les électrons.
Dans la zone 17, le champ électrique global resserre les lignes de champ autour de l'axe D.
Cela permet de : - bloquer des zones de la cathode de sorte qu'aucun électron ne 15 soit extrait de ces zones vers le faisceau d'électrons. - réduire le diamètre du faisceau d'électrons au niveau du wehnelt principal, et donc d'augmenter la brillance du faisceau d'électrons.
Ces effets techniques sont apportés sans complexifier le système avec zo une ou plusieurs pièces localisées dans une chambre à vide ou avec une ou plusieurs pièces délicates voire critiques à régler, comme par exemple des bobines électromagnétiques On a représenté sur la figure 3 une situation où les électrons ne se croisent pas entre la cathode 11 et l'anode 13.
25 Les bords de l'ouverture du wehnelt supplémentaire 16 sont repliés vers le wehnelt principal 12.
Toute autre forme des bords de l'ouverture, toute autre géométrie du wehnelt supplémentaire peut bien entendu être envisagée.
La cathode 11 peut être en pointe, la pointe étant dirigée vers l'anode 30 13.
Pour cette forme particulière de cathode, l'augmentation de la brillance due à l'effet du wehnelt supplémentaire est plus importante qu'avec les autres formes de cathode.
9 Toute autre forme de la cathode, comme une forme plane, hémisphérique ou étagée peut bien entendu être envisagée.
On a représenté sur la figure 4 un autre exemple de source de faisceau d'électrons.
Une cathode 31 émet un faisceau d'électrons 34 qui 5 passe au travers d'un wehnelt principal 32 et de l'anode 33.
Un wehnelt supplémentaire 36 se situe en amont du wehnelt principal 32 par rapport à la direction de propagation du faisceau d'électrons 34.
La cathode 31 présente une forme étagée en deux étages.
Le premier étage 311 est situé en arrière du deuxième étage 312 par rapport à la direction de propagation lo du faisceau d'électron.
Le deuxième étage 312 est plus étroit que le premier étage 311.
En appliquant une différence de potentiel négative ou nulle entre la cathode 31 et le wehnelt supplémentaire 36, le wehnelt supplémentaire 36 devient répulsif pour les électrons.
Cela permet de bloquer le premier étage 1.5 311 de sorte qu'aucun électron ne soit extrait du premier étage 311 vers le faisceau d'électrons.
Stabilisation de la taille du faisceau d'électrons La figure 5 représente l'évolution du diamètre du faisceau d'électrons zo produit par un exemple de source de faisceau d'électrons comme celui illustré sur la figure 3 en fonction de son intensité.
Le diamètre du faisceau d'électrons est mesuré dans un plan transverse à sa direction de propagation et en particulier dans le plan de poudres.
25 Dans cette configuration, la différence de potentiel entre la cathode 11 et l'anode 13 est fixée.
Typiquement cette différence de potentiel peut être de - 60 000 volts.
Pour chaque intensité du faisceau d'électrons, les tensions qui alimentent le wehnelt principal et le wehnelt supplémentaire sont ajustées 30 de sorte que l'évolution du diamètre du faisceau d'électrons en fonction de son intensité soit la plus monotone et la plus faible possible.
10 Lorsque l'on fait varier le courant du faisceau d'électrons produit par cette source ainsi alimentée en tension, le diamètre du faisceau d'électrons ne présente plus de pic.
Le diamètre est constant lorsque I 'intensité est inférieure à 50 mA.
5 Le diamètre augmente avec une pente inférieure ou égale à lOpm/10mA entre 0 et 90 mA.
Pour un courant de 100 mA, le diamètre du faisceau atteint 50 pm, bien en dessous de 150 pm.
10 La source de faisceau d'électrons telle que décrite précédemment permet de travailler avec une dépendance de la taille du faisceau d'électrons en fonction de son intensité qui est plus faible que dans l'art antérieur.
On peut régler les tensions des différentes pièces de la source pour que le diamètre du faisceau d'électrons produit varie peu et toujours dans 15 le même sens par rapport à son intensité.
Commande en tension des wehnelts Une telle source de faisceau d'électrons permet aussi de produire des faisceaux d'électrons de même intensité mais de diamètres différents.
20 Pour cela, des différences de tensions W1 et W2 différentes peuvent être appliquées respectivement aux wehnelt principal et supplémentaire, par rapport à la cathode, toutes choses étant égales par ailleurs.
En particulier, des paramètres a et b positifs peuvent être définis tels que si l'expression « aW1+bW2 » reste constante alors, quel que soit le 25 choix des tensions W1 et W2, l'intensité du faisceau reste constante.
Pour un certain choix de tensions initiales qui alimentent les wehnelts principal et supplémentaire, une certaine intensité du faisceau est obtenue.
Il est possible ensuite en faisant varier W1 et W2 tout en conservant la quantité « aWl+bW2 » de produire des faisceaux d'intensité constante 30 mais de diamètre différent.
Il est également possible d'ajuster la valeur du couple de tensions W1, W2 pour différentes intensités de faisceau de sorte que le diamètre du 11 faisceau dans un plan transverse à sa direction de propagation et en particulier dans le plan de poudres reste constant.
La figure 6 représente les évolutions 61, 62 du diamètre du faisceau d'électrons en fonction de son intensité.
Le faisceau est soit produit par un 5 exemple de source de faisceau d'électrons selon l'art antérieur, correspondant à la courbe 61, soit par un exemple de source de faisceau d'électrons proposée, correspondant à la courbe 62.
La courbe 61 présente un pic de diamètre pour un courant de transition correspondant au courant du faisceau d'électrons qui sépare les 10 modes avec et sans « cross over ».
Plus généralement, la courbe 61 présente des variations importantes et pas toujours selon le même sens de variation pour la plage de courant de 0 à 100 mA.
La courbe 62 a été obtenue en ajustant la valeur du couple de tensions W1, W2 pour différentes intensités de faisceau de sorte que le diamètre du 15 faisceau dans un plan transverse reste égal à 70 pm.
Il n'y a aucun pic dans la courbe 62 et aucune variation sensible pour la plage de courant de 0 à 100 mA.
Compensation de l'usure de la cathode 20 Un autre avantage de la source de faisceau d'électrons telle que décrite précédemment est la compensation de la dégradation du diamètre du faisceau d'électrons en fonction de l'usure de la cathode.
Au fur et à mesure de son exploitation, la source produit un faisceau dont le diamètre augmente.
25 En réponse à cette variation du diamètre, il est possible de trouver un nouveau jeu de tensions W1 et W2 qui permet de compenser la variation du diamètre du faisceau.
Avec la possibilité de modifier le jeu de tensions, l'utilisation de la source peut être poursuivie et la durée de vie de la cathode peut être 30 augmentée.
Un exemple d'une telle compensation peut être donné dans la table suivante : 12 Etat de la Tension W1 Tension W2 Diamètre du cathode faisceau Neuve -1000 volts 0 volt 100 pm Usée -1000 volts 0 volt 200 pm Usée -850 volts -200 volts 100 pm La première ligne du tableau correspond à l'état neuf de la cathode.
Le jeu de tensions W1 W2 appliqué aux wehnelts correspond à un diamètre du faisceau de 100 pm.
5 La deuxième ligne du tableau correspond à un état usé de la cathode.
Le même jeu de tensions W1 W2 qu'à la première ligne correspond cette fois à un diamètre plus important du faisceau de 200 pm.
10 La troisième ligne du tableau correspond au même état usé de la cathode qu'à la deuxième ligne.
Le jeu de tensions W1 W2 est modifié et permet de diminuer le diamètre du faisceau à 100 pm.
La modification du jeu de tensions a permis de compenser la variation du diamètre du faisceau due à l'usure de la cathode.
15 Appareil de fabrication additive sélective L'appareil 21 de fabrication additive sélective de la figure 7 comprend : - un support tel qu'un plateau horizontal 23 sur lequel sont déposées 20 successivement les différentes couches de poudre de fabrication additive (poudre métallique, poudre de céramique, etc.) permettant de fabriquer un objet tridimensionnel (objet 22 en forme de sapin sur la figure), - un réservoir de poudre 27 situé au-dessus du plateau 23, - un arrangement 24 pour la distribution de ladite poudre métallique 25 sur le plateau, cet arrangement 24 comportant par exemple une raclette 25 et/ou un rouleau de mise en couche pour étaler les différentes couches successives de poudre (déplacement selon la double flèche A), 13 - un ensemble 28 comportant au moins une source 211 de faisceau d'électrons pour la fusion (totale ou partielle) des couches fines étalées, le faisceau d'électrons généré par la source 211 rentre en contact avec les couches fines étalées dans le plan de poudres. 5 - une unité de contrôle 29 qui assure le pilotage des différents composants de l'appareil 21 en fonction d'informations pré-mémorisées (mémoire M), - un mécanisme 210 pour permettre de descendre le support du plateau 23 au fur et à mesure du dépôt des couches (déplacement selon la 10 double flèche B).
Dans l'exemple décrit en référence à la figure 7, l'ensemble 28 comporte également une source 212 de type laser.
Dans l'exemple décrit en référence à la figure 7, au moins un miroir galvanométrique 214 permet d'orienter et de déplacer le faisceau laser issu 15 de la source 212 par rapport à l'objet 22 en fonction des informations envoyées par l'unité de contrôle 29.
Tout autre système de déviation peut bien entendu être envisagé.
Des bobines 215 et 216 de déflection et de focalisation permettent de défléchir et de focaliser localement le faisceau d'électrons sur les zones de zo couches à fritter ou fusionner.
Un bouclier thermique T peut être interposé entre d'une part le plateau 23 et la pièce réalisée sur celui-ci et d'autre part la source d'électrons 211.
Les composants de l'appareil 21 sont agencés à l'intérieur d'une 25 enceinte étanche 217 reliée à au moins une pompe à vide 218 qui maintient un vide secondaire à l'intérieur de ladite enceinte 217 (typiquement environ entre 10^(-2) mbar et 10^(-3) mbar, voire entre 10^(-4) mbar et 10^(-6)
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Source de faisceau d'électrons adaptée pour la fabrication additive sélective comprenant une cathode (11), un wehnelt principal (12), une anode (13) et un ensemble d'alimentations électriques adapté pour mettre ces trois pièces sous tension électrique, le wehnelt principal (12) étant placé entre la cathode (11) et l'anode (13), caractérisée en ce que ladite source comprend un wehnelt supplémentaire (16) et une alimentation électrique adaptée pour mettre ledit wehnelt supplémentaire (16) sous tension électrique, ledit wehnelt supplémentaire (16) étant placé en amont du wehnelt principal (12) par rapport au sens de propagation du faisceau d'électrons.
- 2. Source de faisceau d'électrons selon la revendication 1 caractérisée en ce que la distance séparant le wehnelt principal (11) et le wehnelt supplémentaire (16) selon la direction de propagation (D) du faisceau d'électrons, l'épaisseur desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D), la position desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D) par rapport à la cathode et la surface et la forme desdits wehnelts (11, 16) en regard de la cathode sont adaptées pour que la source, alimentée sous certaines tensions électriques, délivre des faisceaux d'intensité comprise entre 1 mA et 50 mA, préférentiellement entre 5 mA et 50 mA, encore plus préférentiellement entre 10 mA et 50 mA, et dont les diamètres dans un plan transverse à la direction de propagation (D) sont sensiblement constants d'une intensité à l'autre.
- 3. Source de faisceau d'électrons selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la distance séparant le wehnelt principal (11) et le wehnelt supplémentaire (16) selon la direction de propagation (D) du faisceau d'électrons, l'épaisseur desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D), la position desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D) par rapport à la cathode et la surface et la forme desdits wehnelts (11, 16) en regard de la cathode sont adaptées pour que la source, alimentée sous certaines tensions électriques, délivre des faisceaux d'intensité de 100 mA
- 4. Source de faisceau d'électrons selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la distance séparant le wehnelt principal (11) et le wehnelt supplémentaire (16) selon la direction de propagation (D) du faisceau d'électrons, l'épaisseur desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D), la position desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D) par rapport à la cathode et la surface et la forme desdits wehnelts (11, 16) en regard de la cathode sont adaptées pour que la source, alimentée sous certaines tensions électriques, délivre des faisceaux d'intensité entre 1 mA et 50mA, préférentiellement entre 5 mA et 50 mA, encore plus préférentiellement entre 10 mA et 50 mA avec un diamètre dans un plan transverse à la direction (D) de propagation inférieur ou égal à lOOpm.
- 5. Source de faisceau d'électrons selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la distance séparant le wehnelt principal (11) et le wehnelt supplémentaire (16) selon la direction de propagation (D) du faisceau d'électrons, l'épaisseur desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D), la position desdits wehnelts (11, 16) selon ladite direction de propagation (D) par rapport à la cathode et la surface et la forme desdits wehnelts (11, 16) en regard de la cathode sont adaptées pour qu'en cas de détérioration de la cathode (11), les effets de ladite détérioration sur le diamètre, l'intensité et la brillance du faisceau d'électrons sont corrigés par une modification de l'alimentation électrique de ladite source.
- 6. Source de faisceau d'électrons selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la cathode (11) est une cathode en pointe et en ce que la pointe de la cathode est dirigée vers l'anode (13).
- 7. Source de faisceau d'électrons selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bords de l'ouverture du wehnelt supplémentaire (16) sont repliés vers le wehnelt principal (12).
- 8. Source de faisceau d'électrons selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cathode (11), les wehnelts (12, 16) et l'anode (13) sont mis sous tensions électrique et que la différence de potentiel par rapport à la cathode (11) :- du wehnelt principal (12) est comprise entre 0 et -3800 volts- du wehnelt supplémentaire (16) est comprise entre 0 et -3800 volts- de l'anode (13) est comprise entre 0 et -60 000 volts
- 9. Source de faisceau d'électrons selon la revendication 1 caractérisée en ce que la cathode (11), le wehnelt principal (12), l'anode (13) et le wehnelt supplémentaire (16) présentent un même axe de symétrie, sont alignés sur ledit axe de symétrie, le wehnelt principal (12), le wehnelt supplémentaire (16) et l'anode (13) laissant libre ledit axe de symétrie, ledit axe de symétrie étant confondu avec la direction de propagation (D) du faisceau d'électrons.
- 10. Appareil (21) pour fabriquer un objet tridimensionnel par fabrication additive sélective comportant dans une enceinte :- un support (23) pour le dépôt des couches successives de poudre de fabrication additive,- un arrangement (24) de distribution adapté pour appliquer une couche de poudre sur ledit support ou sur une couche précédemment consolidée,- au moins une source de faisceau d'électrons (211) adaptée pour assurer la consolidation sélective d'une couche de poudre appliquée par l'arrangement de distribution,- une électronique pour la commande de ladite source, caractérisé en ce que ladite source (211) est une source de faisceau d'électrons selon l'une des revendications précédentes.
- 11. Procédé de fabrication additive sélective comprenant les étapes de- application d'une couche de poudre de fabrication additive sur un support ou sur une couche préalablement consolidée,- consolidation sélective de la couche de poudre appliquée, caractérisé en ce que le procédé est mis en œuvre par un appareil selon la revendication 10.
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