FR3094264A1

FR3094264A1 - Système de fabrication additive et procédé d’élimination

Info

Publication number: FR3094264A1
Application number: FR2001663A
Authority: FR
Inventors: Kouji Kajita; Kazuya Kojima; Takaya Nakane
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2020-10-02
Also published as: US11518093B2; JP2020163739A; CN111761818B; CN111761818A; JP7120122B2; DE102020103919A1; US20200307078A1

Abstract

La présente invention concerne un système de fabrication additive (1) comprenant un appareil de fabrication additive (2) formant un objet moulé (100) en faisant durcir de la pâte, qui devient un matériau de base de l’objet moulé (100), et un appareil d’élimination (3) éliminant la pâte attachée à l’objet moulé (100), l’appareil d’élimination (3) comprenant un récipient (10) ayant un axe de rotation et une paroi périphérique (12) pourvue d’une pluralité de petits trous (13), le récipient (10) permettant à l’objet moulé (100) d’y être fixé, et une unité d’entraînement (20) entraînant le récipient (10) pour qu’il tourne autour de l’axe de rotation. Figure pour l'abrégé : figure 2

Description

Système de fabrication additive et procédé d’élimination

La présente divulgation concerne un système de fabrication additive et un procédé d’élimination.

Arrière-plan technologique

La publication de brevet japonais non examinée n° 2016-203425 décrit un procédé de fabrication pour fabriquer un objet moulé tridimensionnel par stratification. Dans ce procédé, une couche est formée sur un niveau par une unité de formation de couches et la couche est durcie par des moyens d’application de liquide liant et par des moyens de rayonnement de lumière ultraviolette. Un objet moulé incorporé dans un corps stratifié est ainsi obtenu.

Résumé

A ce propos, la pâte, qui est un fluide dans lequel des particules sont en suspension, peut être utilisée comme matériau de base pour l’objet moulé. Lorsque l’objet moulé est formé en utilisant la pâte comme matériau de base, l’objet moulé est obtenu en étant incorporé dans une pâte non durcie. Lorsque l’objet moulé incorporé dans la pâte non durcie est extrait, la pâte non durcie peut attacher à l’objet moulé. La pâte non durcie attachée à l’objet moulé doit être nettoyée et éliminée. Par exemple, un opérateur peut nettoyer et éliminer manuellement la pâte non durcie. Cependant, l’opération manuelle de l’opérateur peut ne pas suffire à éliminer efficacement la pâte non durcie attachée à un objet moulé qui a une forme complexe. Lorsqu'il existe plusieurs types d'objets moulés ou plusieurs objets moulés, un temps d’opération peut être nécessaire.

La présente divulgation fournit un système de fabrication additive et un procédé d’élimination en mesure d’éliminer efficacement la pâte attachée à un objet moulé.

Un système de fabrication additive selon un aspect de la présente divulgation comprend un appareil de fabrication additive qui forme un objet moulé en faisant durcir la pâte, qui est un matériau de base de l’objet moulé, et un appareil d’élimination qui élimine la pâte attachée à l’objet moulé, dans lequel l’appareil d’élimination comprend un récipient ayant un axe de rotation et une paroi périphérique pourvue d’une pluralité de petits trous, le récipient permettant à l’objet moulé d’y être fixé, et une unité d’entraînement qui entraîne le récipient pour qu’il tourne autour de l’axe de rotation.

Dans ce système de fabrication additive, l’appareil de fabrication additive forme un objet moulé en faisant durcir la pâte. L’objet moulé est fixé dans le récipient. Le récipient comporte l’axe de rotation et est entraîné pour tourner autour de l’axe de rotation par l’unité d’entraînement. Comme la pâte attachée à l’objet moulé a une force de liaison plus faible que celle de la pâte durcie sous forme d’objet moulé, la pâte est séparée de l’objet moulé par une force centrifuge générée dans le récipient. La pâte séparée est transférée vers l’extérieur via une pluralité de petits trous prévus sur la paroi périphérique du récipient. Cela permet au système de fabrication additive d’obtenir facilement l’objet moulé avec moins de pâte attachée dans le récipient. Par conséquent, selon le présent système de fabrication additive, il est possible d’éliminer efficacement la pâte attachée à l’objet moulé.

Dans le mode de réalisation, l’appareil d’élimination peut comprendre une unité de stockage qui comporte un orifice d’échappement assurant la communication entre l’intérieur et l’extérieur, qui loge le récipient et qui stocke la pâte à transférer vers l’extérieur du récipient via les petits trous, et une unité de vibration qui fait vibrer l’unité de stockage et qui évacue la pâte dans l’unité de stockage par l’orifice d’échappement. Dans ce cas, comme le récipient est logé dans l’unité de stockage, la pâte séparée de l’objet moulé est stockée dans l’unité de stockage via une pluralité de petits trous prévus sur la paroi périphérique du récipient. Lorsque l’unité de vibration fait vibrer l’unité de stockage, la fluidité de la pâte stockée dans l’unité de stockage augmente, ce qui facilite le déplacement de la pâte vers l’orifice d’échappement. Par conséquent, le présent système de fabrication additive permet à la pâte dans l’unité de stockage, qui est séparée de l’objet moulé, de s’évacuer facilement par l’orifice d’échappement.

Dans le mode de réalisation, l’appareil d’élimination peut comprendre une buse qui fournit un liquide ou un gaz vers une surface intérieure du récipient. Même lorsque l’objet moulé a une forme complexe, le liquide ou le gaz fourni peut pénétrer plus facilement dans de petites parties de l’objet moulé par une force centrifuge à mesure que le récipient tourne. Cela réduit les heures-homme lors d’une étape de nettoyage de l’objet moulé. Comme la pâte attachée à l’objet moulé a une fluidité plus élevée que l’objet moulé, la pâte se mélange au liquide ou au gaz fourni et se sépare facilement de l’objet moulé. De cette façon, le système de fabrication additive peut éliminer efficacement la pâte attachée à l’objet moulé.

Un procédé d’élimination selon un autre aspect de la présente divulgation est un procédé d’élimination pour éliminer la pâte attachée à un objet moulé formé par l’appareil de fabrication additive, comprenant une étape consistant à fixer un objet moulé à l’intérieur d’un récipient ayant un axe de rotation et une paroi périphérique pourvue d’une pluralité de petits trous, et une étape consistant à faire tourner le récipient avec l’objet moulé fixé à l’intérieur de celui-ci autour de l’axe de rotation.

Selon le présent procédé d’élimination, lors de l’étape de fixation, l’objet moulé est fixé dans le récipient ayant l’axe de rotation. Lors de l’étape de rotation, le récipient tourne autour de l’axe de rotation. Comme la pâte attachée à l’objet moulé a une force de liaison plus faible que la pâte durcie sous forme d’objet moulé, elle est séparée de l’objet moulé par une force centrifuge générée dans le récipient. La pâte séparée est transférée vers l’extérieur via une pluralité de petits trous prévus sur la paroi périphérique du récipient. Ainsi, le présent procédé d’élimination permet d’obtenir facilement l’objet moulé avec moins de pâte attachée dans le récipient. Par conséquent, le présent procédé d’élimination peut éliminer efficacement la pâte attachée à l’objet moulé.

Dans le mode de réalisation, le procédé peut en outre comprendre une étape consistant à stocker la pâte à transférer vers un extérieur du récipient par des petits trous du récipient dans une unité de stockage qui comprend un orifice d’échappement assurant la communication entre l’extérieur et l’intérieur, et qui loge le récipient, et une étape consistant à faire vibrer l’unité de stockage et à évacuer la pâte dans l’unité de stockage par l’orifice d’échappement. Lors de l’étape de stockage, le récipient est logé dans l’unité de stockage et la pâte séparée de l’objet moulé est ainsi stockée dans l’unité de stockage via une pluralité de petits trous prévus sur la paroi périphérique du récipient. Lors de l’étape d’évacuation, la fluidité de la pâte stockée dans l’unité de stockage augmente avec la vibration de l’unité de stockage, et la pâte se déplace alors plus facilement vers l’orifice d’échappement. Le présent procédé d’élimination peut ainsi évacuer facilement la pâte dans l’unité de stockage, qui est séparée de l’objet moulé, par l’orifice d’échappement.

Dans le mode de réalisation, le procédé peut en outre comprendre une étape consistant à fournir un liquide ou un gaz à une surface intérieure du récipient. Même lorsque l’objet moulé a une forme complexe, le liquide ou le gaz fourni peut pénétrer facilement dans de petites parties de l’objet moulé par une force centrifuge à mesure que le récipient tourne. Ainsi, les heures-homme lors de l’étape de nettoyage de l’objet moulé sont réduites. La pâte attachée à l’objet moulé a une fluidité plus élevée que l’objet moulé, et la pâte est alors mélangée au liquide ou au gaz fourni et peut être facilement séparée de l’objet moulé. Ainsi, le présent procédé d’élimination peut éliminer efficacement la pâte attachée à l’objet moulé.

Dans le mode de réalisation, une étape consistant à presser un moule concave d’au moins une partie de l’objet moulé contre l’objet moulé peut être incluse dans l’étape de fixation. Lors de l’étape de pressage, au moins une partie de la pâte attachée à l’objet moulé est éliminée en pressant le moule concave. Cela réduit la quantité de pâte éliminée lors du procédé d’élimination après l’étape de pressage, et le présent procédé d’élimination peut alors éliminer efficacement la pâte attachée à l’objet moulé.

Selon le système de fabrication additive et le procédé d’élimination de la présente divulgation, il est possible d’éliminer efficacement pâte attachée à un objet moulé.

FIG.1 est une vue en perspective d’un objet moulé auquel de la pâte est attachée ;

FIG.2 est une vue schématique illustrant un exemple d’un système de fabrication additive selon un mode de réalisation ;

FIG.3 est une vue en plan illustrant un exemple du système de fabrication additive selon le mode de réalisation ;

FIG.4 est un schéma de principe illustrant un exemple d’un dispositif de commande du système de fabrication additive selon le mode de réalisation ;

FIG.5 est un organigramme illustrant un exemple d’un procédé d’élimination selon le mode de réalisation ;

FIG. 6A-6B sont une vue schématique illustrant une étape de pressage du procédé d’élimination selon le mode de réalisation ; et

FIG. 7 est une vue schématique illustrant un exemple du système de fabrication additive selon le mode de réalisation.

Description détaillée

Ci-après, un mode de réalisation de la présente invention sera décrit en se référant aux dessins joints. Il convient de noter que les éléments identiques ou correspondants dans la description suivante se voient attribuer les mêmes numéros de référence et qu’une double description ne sera pas répétée. Les rapports dimensionnels entre les dessins ne coïncident pas toujours avec ceux qui sont décrits. Les termes « haut », « bas », « gauche » et « droite » sont basés sur les états illustrés, et sont pour la commodité.

La FIG. 1 est une vue en perspective d’un objet moulé auquel de la pâte est attachée. Un objet moulé 100 montré dans la FIG. 1 est formé par un appareil de fabrication additive. L’objet moulé 100 est un corps plein tridimensionnel formé par stratification. Une couche de l’objet moulé 100 est obtenue en irradiant la pâte avec une lumière ultraviolette et en durcissant la pâte. La pâte est un matériau de base de l’objet moulé 100. La pâte est un matériau dans lequel une résine durcissant à la lumière ultraviolette et une poudre céramique ou une poudre métallique sont mélangées, et qui présente une certaine viscosité. Lorsque l’objet moulé 100 est extrait de l’appareil de fabrication additive, la pâte 110 non durcie peut attacher à une surface de celui-ci. Plus précisément, la pâte 110 non durcie située autour de l’objet moulé 100 pendant la formation dans l’appareil de fabrication additive peut attacher à la surface de l’objet moulé 100 et peut rester attachée à la surface de l’objet moulé 100 même après l’extraction de l’objet moulé 100 de l’appareil de fabrication additive.

La FIG. 2 est une vue schématique illustrant un exemple d’un système de fabrication additive selon le mode de réalisation. Un système de fabrication additive 1 montré dans la FIG. 2 est équipé d’un appareil de fabrication additive 2 et d’un appareil d’élimination 3. L’appareil de fabrication additive 2 fait durcir la pâte et forme l’objet moulé 100. L’appareil d’élimination 3 élimine la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 formé par l’appareil de fabrication additive 2.

L’appareil de fabrication additive 2 forme l’objet moulé 100 en plaçant la pâte sur un niveau, une couche à la fois, tout en amenant le niveau à descendre et en irradiant la pâte avec une lumière ultraviolette. A titre d’exemple, l’appareil de fabrication additive 2 forme l’objet moulé 100 en fonction de données CAO (conception assistée par ordinateur) tridimensionnelles. Les données CAO tridimensionnelles comportent des données d’une forme de section transversale de chaque couche. L’appareil de fabrication additive 2 forme une section transversale de l’objet moulé 100, une couche à la fois, en fonction des données de la forme de section transversale. L’appareil de fabrication additive 2 comporte, par exemple, un niveau sur lequel la pâte est placée, une unité d’alimentation qui fournit la pâte, une unité d’égalisation qui égalise la pâte fournie, une unité de rayonnement qui rayonne une lumière ultraviolette, une unité d’entraînement qui amène le niveau, l’unité d’alimentation, l’unité d’égalisation et l’unité de rayonnement à se déplacer, et une unité de commande qui commande ces déplacements. Selon une telle configuration, l’appareil de fabrication additive 2 forme l’objet moulé 100 en utilisant la pâte.

L’appareil d’élimination 3 est un appareil qui sépare la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 par une force centrifuge. A titre d’exemple, l’appareil d’élimination 3 est pourvu d’un dispositif de commande 5, d’un récipient 10, d’une unité d’entraînement 20, d’une unité de stockage 30 et d’une unité de vibration 40.

Le récipient 10 est ouvert sur le dessus et délimite un espace dans lequel l’objet moulé 100 peut être fixé. Le récipient 10 est cylindrique, comporte un axe de rotation M dans une direction le long d’une ligne centrale et comporte une section de base 11, une paroi périphérique 12 et des organes de fixation 14.

La section de base 11 est située au niveau d’une extrémité de fond du récipient 10 en forme de disque, et est une région ayant une surface de dessus 11a circulaire et une surface de dessous 11b. La section de base 11 est prévue au niveau d’une extrémité de fond de la paroi périphérique 12 dans une posture telle que la surface de dessus 11a et la surface de dessous 11b sont horizontales. La ligne centrale du récipient 10 est une ligne droite passant par les centres des cercles de la surface de dessus 11a et de la surface de dessous 11b de la section de base 11 et perpendiculaire à la surface de dessus 11a et à la surface de dessous 11b. Ci-après, une direction le long de la ligne centrale du récipient 10 est supposée être une direction de la ligne centrale D. L’axe de rotation M est par exemple un axe s’étendant dans la direction de la ligne centrale D et reliant les centres des cercles de la surface de dessus 11a et de la surface de dessous 11b du récipient 10. Il convient de noter que la section de base 11 peut comporter une pluralité d’ouvertures qui font communiquer la surface de dessus 11a et la surface de dessous 11b dans la direction de la ligne centrale D, à des positions autres que la position à laquelle la surface de dessous 11b et l’unité d’entraînement 20 sont reliées.

La paroi périphérique 12 est creuse et cylindrique, et est une région ouverte sur le dessus et au niveau du fond. La ligne centrale de la paroi périphérique 12 coïncide avec l’axe de rotation M. L’extrémité de fond de la paroi périphérique 12 est reliée à la surface de dessus 11a de la section de base 11. La paroi périphérique 12 est pourvue d’une pluralité de petits trous 13. La pluralité de petits trous 13 font communiquer l’intérieur et l’extérieur du récipient 10. La pluralité de petits trous 13 pénètrent la paroi périphérique 12, par exemple dans une direction radiale C. La « direction radiale C » est une direction dans laquelle s’étend le rayon de la surface de dessus 11a de la section de base 11. La taille de chaque petit trou 13 est définie au besoin, par exemple à une taille inférieure à la taille de l’objet moulé 100, une taille à laquelle la pâte est mobile. Le nombre de petits trous 13 peut être défini arbitrairement.

Les organes de fixation 14 fixent l’objet moulé 100 dans le récipient 10. Les organes de fixation 14 sont en forme de crochet. Les organes de fixation 14 sont prévus à l’intérieur de la paroi périphérique 12 pour restreindre le déplacement de l’objet moulé 100. Les organes de fixation 14 sont des organes attachables/détachables librement à/de la paroi périphérique 12 et les positions auxquelles ils sont prévus peuvent être modifiées au besoin. Deux organes de fixation 14 ou plus peuvent être prévus. Les organes de fixation 14 peuvent être fixés à l’intérieur de la paroi périphérique 12 selon la taille et la forme de l’objet moulé 100 en modifiant les positions et le nombre au besoin.

L’unité d’entraînement 20 entraîne le récipient 10 pour qu’il tourne autour de l’axe de rotation M. L’unité d’entraînement 20 est reliée par exemple à la surface de dessous 11b du récipient 10. L’unité d’entraînement 20 comporte une tige 21 et une source d’entraînement 22 qui amène la tige 21 à tourner. La tige 21 est prévue par exemple de manière à passer par l’axe de rotation M le long de la direction de la ligne centrale D. Une extrémité de dessus de la tige 21 est reliée à la surface de dessous 11b du récipient 10 pour supporter le récipient 10. Une extrémité de fond de la tige 21 est reliée à la source d’entraînement 22. La source d’entraînement 22 est par exemple un moteur. La source d’entraînement 22 entraîne la tige 21 pour qu’elle tourne afin d’amener ainsi le récipient 10 relié à la tige 21 à tourner. La direction de rotation R, qui est une direction dans laquelle l’unité d’entraînement 20 entraîne le récipient 10 pour qu’il tourne, est définie au besoin.

L’unité de stockage 30 stocke la pâte 110 non durcie transférée vers l’extérieur du récipient 10 via la pluralité de petits trous 13 du récipient 10. L’unité de stockage 30 a par exemple une forme à fond cylindrique et comporte l’axe de rotation M dans la direction de la ligne centrale D. L’unité de stockage 30 loge le récipient 10. Une extrémité de dessus de l’unité de stockage 30 est située au moins à la même position que l’extrémité de dessus du récipient 10 ou au-dessus de l’extrémité de dessus du récipient 10. La surface intérieure circonférentielle de l’unité de stockage 30 est prévue séparément de la paroi périphérique 12 du récipient 10. L’unité de stockage 30 comporte un orifice d’échappement 32, une ouverture 34 et un cylindre de logement de tige 36.

L’orifice d’échappement 32 fait communiquer l’extérieur et l’intérieur de l’unité de stockage 30 et est prévu dans la surface de fond de l’unité de stockage 30. La taille de l’orifice d’échappement 32 est définie à une taille appropriée pour permettre un écoulement à la sortie de la pâte. La surface de fond de l’unité de stockage 30 peut être inclinée vers l’orifice d’échappement 32 de sorte que l’orifice d’échappement 32 devienne une position la plus basse. Deux orifices d’échappement 32 ou plus peuvent être prévus.

La tige 21 de l’unité d’entraînement 20 est insérée dans l’unité de stockage 30 à partir du dessous de la surface de fond de l’unité de stockage 30 via l’intérieur de l’ouverture 34, et le cylindre de logement de tige 36 et relié à la surface de dessous 11b du récipient 10. L’ouverture 34 est prévue dans la surface de fond de l’unité de stockage 30 de manière centrée sur l’axe de rotation M et est une ouverture circulaire, par exemple. La taille de l’ouverture 34 est supérieure à la taille de la section transversale de la tige 21.

Le cylindre de logement de tige 36 loge une partie de la tige 21. Le cylindre de logement de tige 36 est joint à la surface de fond de l’unité de stockage 30 d’une manière telle que la pâte ne s’écoule pas vers l’extérieur par l’ouverture 34. Le cylindre de logement de tige 36 est par exemple un organe cylindrique, dont des parties supérieure et inférieure sont ouvertes. Une section transversale du cylindre de logement de tige 36 est supérieure à une section transversale de la tige 21. L’extrémité de fond du cylindre de logement de tige 36 est prévue au niveau de l’ouverture 34 et s’étend vers le haut. L’extrémité de fond du cylindre de logement de tige 36 s’ajuste dans l’ouverture 34 et se fixe par exemple de manière à fermer le périmètre extérieur de l’ouverture 34. L’extrémité de dessus du cylindre de logement de tige 36 est située en dessous de l’extrémité de dessus de la tige 21 et prévue séparément de la surface de fond de l’unité de stockage 30. La longueur dans la direction de la ligne centrale D du cylindre de logement de tige 36 est définie au besoin suivant la quantité de pâte stockée en dessous de l’unité de stockage 30. Le cylindre de logement de tige 36 peut être pourvu d’une surface de dessus dans une plage qui n’interfère pas avec la rotation de la tige 21.

L’unité de vibration 40 fait vibrer l’unité de stockage 30. L’unité de vibration 40 est par exemple un vibrateur. La surface de dessus de l’unité de vibration 40 est reliée par exemple à la surface de fond de l’unité de stockage 30. L’unité de vibration 40 comporte par exemple un orifice de communication 45 qui fait communiquer la surface de dessus et la surface de fond de l’unité de vibration 40, de sorte que l’unité de vibration 40 n’interfère pas avec la tige 21 de l’unité d’entraînement 20. La tige 21 atteint la surface de fond de l’unité de stockage 30 à partir du dessous de la surface de fond de l’unité de vibration 40 via l’orifice de communication 45. Il convient de noter que lorsque l’unité de vibration 40 est disposée à une position qui n’interfère pas avec la tige 21 ou que l’unité de vibration 40 a une taille qui n’interfère pas avec la tige 21, l’unité de vibration 40 n'a pas besoin de comporter l’orifice de communication 45.

L’appareil d’élimination 3 peut être équipé d’une buse 81. La FIG. 3 est une vue en plan illustrant un exemple du système de fabrication additive selon le mode de réalisation. Dans la FIG. 3, des descriptions de l’unité d’entraînement 20 et l’unité de vibration 40 sont omises.

La buse 81 fournit un liquide ou un gaz vers la surface intérieure du récipient 10. Un exemple du liquide ou du gaz fourni par la buse 81 est un liquide de nettoyage. Des exemples spécifiques du liquide de nettoyage comportent un solvant organique tel que l'éthanol, le méthanol, l'acétone, l'alcool isobutylique, le toluène ou le xylène, ou un monomère acrylique ou un monomère époxy contenant un inhibiteur de polymérisation. La buse 81 fournit le liquide de nettoyage à l’objet moulé 100 ou à la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 pour le nettoyage.

La buse 81 est reliée par exemple à un tuyau de nettoyage 82 et à une pompe de nettoyage 83. Le liquide de nettoyage est fourni à la buse 81 par la pompe de nettoyage 83 via le tuyau de nettoyage 82. La buse 81 est disposée dans le récipient 10 par exemple, et s’étend le long de l’axe de rotation M. Comme l’intérieur de la paroi périphérique 12 du récipient 10 passe par une position correspondant à la buse 81 à mesure que le récipient 10 tourne, la buse 81 peut fournir le liquide de nettoyage à une position arbitraire à l’intérieur de la paroi périphérique 12 du récipient 10. La quantité du liquide de nettoyage fourni par la buse 81 est déterminée en fonction de la longueur dans la direction de la ligne centrale D du récipient 10, de la vitesse de rotation du récipient 10 ou de la forme de l’objet moulé ou analogues. Deux buses 81, tuyaux de nettoyage 82 ou pompes de nettoyage 83 ou plus peuvent être prévus. Il convient de noter que la buse 81 peut être prévue de manière à être mobile vers l’avant et vers l’arrière par rapport à l’intérieur du récipient 10.

Le dispositif de commande 5 montré dans la FIG. 2 et la FIG. 3 est un matériel qui commande l’appareil d’élimination 3. Le dispositif de commande 5 est construit avec un ordinateur universel comportant, par exemple, un appareil d’exploitation tel qu’une UCT (unité centrale de traitement), un appareil de stockage tel qu’une ROM (mémoire morte), une RAM (mémoire vive), un HDD (lecteur de disque dur) et un appareil de communication. Le dispositif de commande 5 est relié en communication à l’unité d’entraînement 20. Les composants respectifs de l’appareil d’élimination 3 fonctionnent sur la base d’une commande du dispositif de commande 5. Par exemple, le dispositif de commande 5 amène l’unité d’entraînement 20 à entraîner le récipient 10 pour qu’il tourne et qu’il sépare la pâte 110 non durcie sur l’objet moulé 100 fixé dans le récipient 10 par la force centrifuge. L’appareil d’élimination 3 stocke la pâte séparée non durcie 110 dans l’unité de stockage 30. L’appareil d’élimination 3 recueille la pâte 110 non durcie dont la fluidité a été augmentée par l’unité de vibration 40. Le dispositif de commande 5 amène la buse 81 à fournir le liquide de nettoyage vers la surface intérieure circonférentielle du récipient 10.

La FIG. 4 est un schéma de principe illustrant un exemple du dispositif de commande du système de fabrication additive selon le mode de réalisation. Comme le montre la FIG. 4, le dispositif de commande 5 comporte une unité de commande d’entraînement 6, une unité de commande de vibration 7 et une unité de commande de nettoyage 8. L’unité de commande d’entraînement 6 commande la direction de rotation R, la vitesse de rotation, le démarrage de la rotation, la durée de rotation et l’arrêt de la rotation du récipient 10 par l’unité d’entraînement 20. L’unité de commande de vibration 7 commande l'intensité de la vibration, la fréquence de la vibration, le démarrage de la vibration, la durée de la vibration et l’arrêt de la vibration de l’unité de vibration 40 qui fait vibrer l’unité de stockage 30. L’unité de commande de nettoyage 8 commande la quantité du liquide de nettoyage fourni, la vitesse de fourniture, la durée de fourniture et la plage de fourniture ou analogues de la buse 81.

Le dispositif de commande 5 amène l’unité d’entraînement 20, l’unité de vibration 40 et la buse 81 à fonctionner sur la base de données CAO tridimensionnelles de l’objet moulé 100 stockées dans l’appareil de stockage, d’un poids de l’objet moulé 100, ou d’une matière première de la pâte 110 non durcie ou analogues. Le dispositif de commande 5 peut commander l’appareil de fabrication additive 2.

Dans ce qui suit, un procédé d’élimination de pâte par le système de fabrication additive 1 sera décrit. La FIG. 5 est un organigramme illustrant un exemple du procédé d’élimination selon le mode de réalisation. Le procédé d’élimination MT montré dans la FIG. 5 est exécuté par un opérateur ou par le dispositif de commande 5.

D’abord, lors d’un processus de pressage (S10), l’opérateur élimine grossièrement la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 en utilisant un moule concave. Le moule concave est un gabarit ayant un évidement le long d’au moins une partie d’un contour de l’objet moulé 100. Le moule concave est formé, par exemple, en fonction des données CAO tridimensionnelles de l’objet moulé 100 stockées dans l’appareil de stockage du dispositif de commande 5. Les FIG. 6A - 6B sont des vues schématiques illustrant une étape de pressage du procédé d’élimination selon le mode de réalisation. La FIG. 6A est une vue schématique illustrant un niveau de préparation d’un processus de pressage (S10). Comme le montre la FIG. 6A, un moule concave 50 de l’objet moulé 100 est fixé à un organe de support 60 et est prévu au-dessus de l’objet moulé 100.

A titre d’exemple, l’opérateur actionne directement le moule concave 50. L’opérateur peut actionner le moule concave 50 via l’organe de support 60 ou amener un robot ou analogues à actionner l’organe de support 60. Dans l’exemple des FIG. 6A - 6B, le moule concave 50 est supporté par l’organe de support 60. L’organe de support 60 comporte par exemple une section de maintien 61 et une section de corps 62. La section de maintien 61 est un organe à fourche qui maintient le moule concave 50 et qui est prévu dans la section de corps 62. L’opérateur déplace l’organe de support 60 dans une direction de pressage P et amène ainsi le moule concave 50 à se mettre en prise avec au moins une partie de l’objet moulé 100 tout en gardant le moule concave 50 en contact avec l’objet moulé 100. Comme le moule concave 50 se déplace en contact avec la surface de l’objet moulé 100 de l’organe de support 60, une partie de la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 peut être décollée par friction.

La FIG. 6B est une vue schématique illustrant un état après l’exécution du processus de pressage (S10). Comme le montre la FIG. 6B, le processus de pressage (S10) exécuté par l’opérateur élimine grossièrement la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100. Cela permet de réduire la quantité de la pâte 110 non durcie à éliminer par le procédé d’élimination MT pendant et après le processus de pressage (S10).

Revenant à la FIG. 5, l’opérateur fixe ensuite l’objet moulé 100 auquel la pâte 110 non durcie a attaché dans le récipient 10 par un processus de fixation (S20). L’objet moulé 100 auquel de la pâte 110 non durcie est attachée est fixé par les organes de fixation 14 du récipient 10.

Ensuite, l’unité de commande d’entraînement 6 du dispositif de commande 5 amène l’unité d’entraînement 20 à faire tourner le récipient 10 par un processus de rotation (S30). L’unité de commande d’entraînement 6 amène l’unité d’entraînement 20 à faire tourner le récipient 10 selon la direction de rotation R, la vitesse de rotation et la durée de rotation prédéterminées. Une force centrifuge est ainsi générée dans l’objet moulé 100 fixé dans le récipient 10 vers la direction radiale C, c’est-à-dire vers l’extérieur du récipient 10. La pâte 110 non durcie, qui est une pâte non durcie, a une force de liaison plus faible que celle de la pâte durcie sous forme d’objet moulé 100. En outre, comme pâte présente une thixotropie élevée, la viscosité de la pâte est réduite par la force centrifuge. Pour cette raison, la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 est séparée de l’objet moulé 100 par la force centrifuge générée dans le récipient 10. Comme la paroi périphérique 12 du récipient 10 a une pluralité de petits trous 13, la pâte séparée non durcie 110 est transférée de l’intérieur à l’extérieur du récipient 10 via la pluralité de petits trous 13. Comme le récipient 10 est logé dans l’unité de stockage 30, la pâte séparée non durcie 110 est stockée à l’intérieur de l’unité de stockage 30 via la pluralité de petits trous 13 prévus sur la paroi périphérique 12 du récipient 10. L’unité de stockage 30 peut recueillir la pâte 110 non durcie sans la pulvériser via la pluralité de petits trous 13 sur la paroi périphérique 12 du récipient 10 vers l’extérieur du récipient 10.

Ensuite, l’unité de commande de vibration 7 du dispositif de commande 5 amène l’unité de vibration 40 à faire vibrer l’unité de stockage 30 par un processus de vibration (S40). L’unité de commande de vibration 7 amène l’unité de vibration 40 à faire vibrer l’unité de stockage 30 selon l'intensité de la vibration, la fréquence de la vibration, et la durée de la vibration prédéterminées. De cette façon, la fluidité de la pâte 110 non durcie stockée dans l’unité de stockage 30 augmente, ce qui rend plus facile pour la pâte 110 non durcie de se déplacer vers l’orifice d’échappement 32. La pâte 110 non durcie est évacuée par l’orifice d’échappement 32 vers l’extérieur de l’unité de stockage 30.

Ensuite, l’opérateur recueille la pâte 110 non durcie évacuée par l’orifice d’échappement 32 par un processus de collecte (S50). Par exemple, l’opérateur relie le tuyau, qui est relié à un récipient de collecte, à l’orifice d’échappement 32 pour recueillir ainsi la pâte 110 non durcie dans le récipient de collecte via le tuyau. La pâte 110 non durcie recueillie est réutilisée.

Ensuite, l’unité de commande de nettoyage 8 du dispositif de commande 5 amène la buse 81 à fournir le liquide de nettoyage à l’objet moulé et à la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé dans le récipient 10 par un processus de nettoyage (S60). Le processus de nettoyage (S60) est par exemple exécuté par l’unité d’entraînement 20, qui amène le récipient 10 à tourner en fonction de la commande par l’unité de commande d’entraînement 6 du dispositif de commande 5. Même lorsque l’objet moulé 100 a une forme complexe, lorsque le récipient 10 tourne, le liquide de nettoyage fourni peut pénétrer plus facilement dans de petites parties de l’objet moulé 100 par une force centrifuge. Comme la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 a une fluidité plus élevée que l’objet moulé 100, elle se mélange au liquide de nettoyage fourni et se sépare facilement de l’objet moulé 100. La pâte 110 non durcie mélangée au liquide de nettoyage est transférée de l’intérieur du récipient 10 à l’extérieur du récipient 10 via la pluralité de petits trous 13 par une force centrifuge, et stockée dans l’unité de stockage 30. Par exemple, l’opérateur relie le tuyau, qui est relié au récipient de collecte, à l’orifice d’échappement 32, et ainsi, recueille et rejette la pâte 110 non durcie mélangée au liquide de nettoyage dans le récipient de collecte via le tuyau.

Ensuite, l’opérateur extrait l’objet moulé 100 fixé de l’intérieur du récipient 10 par un processus d’extraction (S70). Lorsque l’objet moulé 100 est extrait de l’intérieur du récipient 10, le procédé d’élimination MT se termine et l’objet moulé 100, duquel la pâte 110 non durcie a été éliminée, est obtenu.

Comme décrit jusqu’à présent, selon le système de fabrication additive 1 et le procédé d’élimination MT du mode de réalisation, il est possible d’éliminer efficacement la pâte attachée à l’objet moulé 100. Le système de fabrication additive 1 et le procédé d’élimination MT amènent l’unité d’entraînement 20 à faire tourner le récipient 10 et à générer une force centrifuge, et permettent ainsi de séparer facilement la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100. De plus, avec la présence de l’unité de stockage 30, la pâte 110 non durcie transférée via la pluralité de petits trous 13 sur la paroi périphérique 12 du récipient 10 vers l’extérieur du récipient 10 peut être recueillie sans être pulvérisée vers l’extérieur. De plus, l’unité de vibration 40 fait vibrer l’unité de stockage 30, et le système de fabrication additive 1 et le procédé d’élimination MT permettent ainsi d’évacuer facilement la pâte 110 non durcie dans l’unité de stockage 30 séparée de l’objet moulé 100 par l’orifice d’échappement 32.

La buse 81 fournit un liquide ou un gaz à l’objet moulé 100 et à la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100, et lorsque le récipient 10 tourne, la force centrifuge rend plus facile pour le liquide ou le gaz fourni de pénétrer dans de petites parties de l’objet moulé 100. Pour cette raison, les heures-homme lors de l’étape de nettoyage de l’objet moulé 100 sont réduites. Comme la pâte 110 fixée à l’objet moulé 100 a une fluidité plus élevée que l’objet moulé 100, elle se mélange au liquide ou au gaz fourni et se sépare facilement de l’objet moulé.

Dans le processus de pressage (S10) du procédé d’élimination MT, au moins une partie de la pâte 110 non durcie attachée à l’objet moulé 100 est éliminée grossièrement par le pressage du moule concave 50. Cela réduit la quantité de la pâte 110 non durcie éliminée lors du procédé d’élimination MT pendant et après le processus de pressage (S10), et le procédé d’élimination MT permet alors d’éliminer efficacement la pâte 110 non durcie de l’objet moulé 100.

Divers modes de réalisation exemplaires ont été décrits jusqu'à présent, mais diverses omissions, substitutions ou modifications peuvent être apportées sans se limiter aux modes de réalisation exemplaires susmentionnés. Par exemple, deux objets moulés 100 ou plus peuvent être prévus dans le récipient 10. Dans ce cas, la pâte 110 non durcie peut être éliminée efficacement en exécutant simultanément le procédé d’élimination MT sur la pluralité d’objets moulés 100. L’appareil d’élimination 3 peut ne pas être équipé de l’unité de stockage 30, de l’unité de vibration 40 ou de la buse 81. La FIG. 7 est une vue schématique illustrant un exemple du système de fabrication additive selon le mode de réalisation. Comme le montre la FIG. 7, à l’extérieur du récipient 10, l’appareil d’élimination 3 peut ne pas être équipé de l’unité de stockage 30, de l’unité de vibration 40 ou de la buse 81.

Le récipient 10 n'a pas besoin d'être pourvu de la section de base 11. Dans ce cas, le système de fabrication additive 1 et le procédé d’élimination MT peuvent empêcher la pâte 110 non durcie séparée de l’objet moulé 100 de se déposer sur la surface de dessus 11a de la section de base 11 du récipient 10. Le récipient 10 peut être pourvu d’une surface de dessus au niveau de l’extrémité de dessus. Dans ce cas, le système de fabrication additive 1 et le procédé d’élimination MT peuvent empêcher la pâte 110 non durcie de s’évacuer par l’ouverture du récipient 10 au niveau de l’extrémité de dessus vers l’extérieur de l’unité de stockage 30. Le récipient 10 peut être entraîné par l’unité d’entraînement 20 pour qu’il tourne dans une direction opposée à la direction de rotation R.

L’unité d’entraînement 20 peut être disposée au-dessus du récipient 10. Dans ce cas, l’unité de stockage 30 peut n’être équipée ni de l’ouverture 34 ni du cylindre de logement de tige 36. L’unité d’entraînement 20 peut par exemple comporter un organe à poutrelle s’étendant dans la direction radiale C au niveau de l’extrémité de fond de la tige 21 et relier l’organe à poutrelle et l’extrémité de dessus de la paroi périphérique 12 du récipient 10. L’unité de stockage 30 peut être pourvue d’une surface de dessus au niveau de l’extrémité de dessus. La buse 81 peut tourner relativement, par rapport au récipient 10, dans la direction de rotation R ou dans une direction opposée à la direction de rotation R. La buse 81 peut aspirer la pâte 110 non durcie dans le récipient 10 et l’amener à se séparer de l’objet moulé 100.

L’opération de l’opérateur lors du procédé d’élimination MT peut être effectuée par le dispositif de commande 5 et un robot. Dans ce cas, l’appareil d’élimination 3 peut être pourvu du moule concave 50 et l’organe de support 60. Selon le procédé d’élimination MT, l’opérateur ou le robot peut presser le moule concave 50 afin de se mettre en prise le long de deux directions ou plus parmi des directions haut-bas, gauche-droite et avant-arrière de l’objet moulé 100 en tant que direction de pressage P dans le processus de pressage (S10). Dans ce cas, le moule concave 50 a un évidement le long d’au moins une partie du contour de l’objet moulé 100 dans chaque direction de pressage.

L’ordre des processus respectifs du procédé d’élimination MT peut être modifié au besoin. Plus précisément, le processus de pressage (S10) peut être exécuté après le processus de fixation (S20). Dans ce cas, le processus de pressage (S10) peut être exécuté dans le récipient 10. Le processus d’extraction (S60) peut être exécuté avant le processus de vibration (S40). Le processus de vibration (S40), le processus de collecte (S50) ou le processus de nettoyage (S60) peuvent être exécutés simultanément, au début du processus de rotation (S30). Le processus de pressage (S10), le processus de vibration (S40), le processus de collecte (S50) ou le processus de nettoyage (S60) n'ont pas besoin d'être exécutés.

Description des numéros

1 ... système de fabrication additive, 2 ... appareil de fabrication additive, 3 ... appareil d’élimination, 5 ... dispositif de commande, 6 ... unité de commande d’entraînement, 7 ... unité de commande de vibration, 10 ... récipient, 11 ... section de base, 11a ... surface de dessus, 11b ... surface de dessous, 12 ... paroi périphérique, 13 ... petit trou, 14 ... organe de fixation, 20 ... unité d’entraînement, 21 ... tige, 22 ... source d’entraînement, 30 ... unité de stockage, 32 ... orifice d’échappement, 34 ... ouverture, 36 ... cylindre de logement de tige, 40 ... unité de vibration, 45 ... orifice de communication, 50 ... moule concave, 60 ... organe de support, 61 ... section de maintien, 62 ... section de corps, 81 ... buse, 82 ... tuyau de nettoyage, 83 ... pompe de nettoyage, 100 ... objet moulé, 110 ... pâte.

Claims

Système de fabrication additive (1) comprenant :
un appareil de fabrication additive (2) configuré pour former un objet moulé (100) en faisant durcir de la pâte, qui est un matériau de base de l’objet moulé (100) ; et
un appareil d’élimination (3) configuré pour éliminer la pâte attachée à l’objet moulé (100), dans lequel
l’appareil d’élimination (3) comprend :
un récipient (10) ayant un axe de rotation et une paroi périphérique (12) pourvue d’une pluralité de petits trous (13), le récipient (10) permettant à l’objet moulé (100) d’y être fixé ; et
une unité d’entraînement (20) configurée pour amener le récipient (10) à tourner autour de l’axe de rotation.
Système selon la revendication 1, dans lequel l’appareil d’élimination (3) comprend :
une unité de stockage (30) ayant un orifice d’échappement (32) assurant la communication entre l’extérieur et l’intérieur, qui loge le récipient (10) et qui est configurée pour stocker la pâte à transférer vers l’extérieur du récipient (10) via les petits trous (13) ; et
une unité de vibration (40) configurée pour faire vibrer l’unité de stockage (30) et évacuer la pâte dans l’unité de stockage (30) par l’orifice d’échappement (32).
Système selon la revendication 1, dans lequel l’appareil d’élimination (3) comprend une buse (81) configurée pour fournir un liquide ou un gaz vers une surface intérieure du récipient (10).
Système selon la revendication 2, dans lequel l’appareil d’élimination (3) comprend une buse (81) configurée pour fournir un liquide ou un gaz vers une surface intérieure du récipient (10).
Procédé d’élimination pour éliminer pâte attachée à un objet moulé (100) formé par un appareil de fabrication additive (2), le procédé comprenant les étapes consistant à :
fixer l’objet moulé (100) à l’intérieur d’un récipient (10) ayant un axe de rotation et une paroi périphérique (12) pourvue d’une pluralité de petits trous (13) ; et
faire tourner le récipient (10) avec l’objet moulé (100) fixé à l’intérieur de celui-ci autour de l’axe de rotation.
Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre les étapes consistant à :
stocker la pâte à transférer vers un extérieur du récipient (10) via les petits trous (13) du récipient (10) dans une unité de stockage (30) qui comprend un orifice d’échappement (32) assurant la communication entre l’extérieur et l’intérieur et qui loge le récipient (10) ; et
faire vibrer l’unité de stockage (30) et évacuer la pâte dans l’unité de stockage (30) par l’orifice d’échappement (32).
Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre la fourniture d’un liquide ou d’un gaz vers une surface intérieure du récipient (10).
Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre la fourniture d’un liquide ou d’un gaz vers une surface intérieure du récipient (10).
Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre le pressage d’un moule concave d’au moins une partie de l’objet moulé (100) contre l’objet moulé (100) avant la fixation.
Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre le pressage d’un moule concave d’au moins une partie de l’objet moulé (100) contre l’objet moulé (100) avant la fixation.
Procédé selon la revendication 7, comprenant en outre le pressage d’un moule concave d’au moins une partie de l’objet moulé (100) contre l’objet moulé (100) avant la fixation.
Procédé selon la revendication 8, comprenant en outre le pressage d’un moule concave d’au moins une partie de l’objet moulé (100) contre l’objet moulé (100) avant la fixation.