WO2015181247A1 - Method for producing a three-dimensional object by solidifying powder - Google Patents

Method for producing a three-dimensional object by solidifying powder Download PDF

Info

Publication number
WO2015181247A1
WO2015181247A1 PCT/EP2015/061740 EP2015061740W WO2015181247A1 WO 2015181247 A1 WO2015181247 A1 WO 2015181247A1 EP 2015061740 W EP2015061740 W EP 2015061740W WO 2015181247 A1 WO2015181247 A1 WO 2015181247A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
solidified
layer
risk
during
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/061740
Other languages
French (fr)
Inventor
Patrick Teulet
Original Assignee
Phenix Systems
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1454852A external-priority patent/FR3021569A1/en
Priority claimed from FR1454850A external-priority patent/FR3021568A1/en
Application filed by Phenix Systems filed Critical Phenix Systems
Publication of WO2015181247A1 publication Critical patent/WO2015181247A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80Data acquisition or data processing
    • B22F10/85Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30Process control
    • B22F10/38Process control to achieve specific product aspects, e.g. surface smoothness, density, porosity or hollow structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/50Treatment of workpieces or articles during build-up, e.g. treatments applied to fused layers during build-up
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/63Rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30Process control
    • B22F10/36Process control of energy beam parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/22Driving means
    • B22F12/224Driving means for motion along a direction within the plane of a layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/188Processes of additive manufacturing involving additional operations performed on the added layers, e.g. smoothing, grinding or thickness control
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional object by solidification of powder.
  • This type of manufacturing makes it possible to increase the number of functions in one and the same three-dimensional object, via an increase in the complexity of the object's shapes, its surfaces, its volumes, the fineness of its details, its dimensions, the physico-chemical nature of its materials, etc.
  • the prospects for this layer-by-layer additive manufacturing process are constantly pushing the limits of what is possible in terms of manufacturing capacity, generating an increase in creativity, and increasing the technological and economic stakes in terms of costs and deadlines. manufacture and frequency of renewal of designs.
  • the iterative addition of material is intrinsically at the potential origin of a defect in the solidified part of each layer of powder.
  • a local heterogeneity such as a surplus of powder, spreading unevenness of the powder layer, or a variation of the physicochemical characteristics of the powder, in particular its chemical composition, its particle size and its granularity, leads to the solidified layer portion having a defect consisting of one or more overthicknesses.
  • This defect alone does not call into question the local conformity of the object being manufactured, in the sense that, initially, the defect is negligible.
  • this defect risks either leading to the manufacture of a non-compliant end-object, or, more frequently, inducing a stoppage of manufacture, that is to say that the manufacturing in progress will not not over, due to a "snowball effect": the consequences of the defect on the layers made over those with the defect are amplified as the manufacturing process progresses.
  • US-A-2006/0208396 which may be considered as the state of the art closest to the invention, proposes to correct each defect immediately after its appearance, thanks to a grinding tool that resurface the solidified part of the layer, which has just been performed by laser scanning.
  • the solidified portion, thus rectified, of the powder layer has characteristics consistent with those corresponding to the manufacture, without defect, of the object in progress. Manufacturing.
  • the productivity of the manufacturing process is degraded. Indeed, it is understood that the systematic passage of the grinding tool on the recently solidified layer portion considerably extends the manufacturing time of the complete object.
  • US-A-2006/0208396 proposes also to use the grinding tool after the actual detection of a defect, this detection being either optical, being implemented just after each laser scan, or by control of the resistance to advancement of a spreading blade powder on the last layer of solidified layer.
  • this detection being either optical, being implemented just after each laser scan, or by control of the resistance to advancement of a spreading blade powder on the last layer of solidified layer.
  • optical detection it is understood that its effectiveness may be doubtful because of the size of the defects to be detected and / or potential drifts of the optical detection system.
  • the systematic implementation of such a detection operation represents, as the object is manufactured, a considerable cumulative time, which degrades the productivity of the manufacturing process.
  • the object of the present invention is to provide a manufacturing method of the type defined above, which, while being reliable, cleverly reconciles quality and productivity.
  • the subject of the invention is a method for manufacturing a three-dimensional object by powder solidification, as defined in claim 1.
  • One of the ideas underlying the invention is to seek to ensure the complete and rapid manufacture of three-dimensional objects, which, where appropriate, have complex geometries, anticipating the appearance of defects, with prior identification of the layers predisposed to the appearance of these defects that can therefore be described as predictable defects.
  • the digitized sections are determined which, during the iterative manufacture of the object, respectively correspond to the solidified parts of the layers of powder successively superimposed, identifies, among these digitized sections, the sections at risk, that is to say the sections whose corresponding solidified layer parts will predictably present defects.
  • the identification of the risk sections advantageously relies on a strategy of selection of specific sections, in particular the juxtaposed multi-thickness zone sections, the large relative area sections and / or the undercut sections.
  • the manufacturing method optionally includes an in situ detection capability of defects, which are then described as unpredictable defects to differentiate predictable defects considered above. In this case, as explained in more detail later, this detection is advantageously integrated with the layering means of the powder.
  • Figures 1 to 12 are schematic sections of a device used to implement the manufacturing method according to the invention, these Figures 1 to 12 respectively illustrating successive operations of a first example of this method;
  • FIG. 13 and 14 are elevational views of an object being manufactured according to a second manufacturing method according to the invention.
  • Figures 15 and 16 are schematic sections similar to those of Figures 1 to 12, Figures 15 and 16 respectively illustrating successive operations of a third manufacturing method according to the invention.
  • FIGS. 17 to 20 are diagrammatic sections similar to those of FIGS. 1 to 12, FIGS. 17 to 20 respectively illustrating successive operations of a fourth manufacturing method in accordance with the invention.
  • FIGS. 1 to 12 show a device 10 making it possible to manufacture, from a powder P, a three-dimensional object consisting of layers of solidified powder by sintering and / or melting.
  • the device 10 comprises a well 12 which is considered fixed relative to the rest of the device: this well 12 thus defines a three-dimensional coordinate system including a horizontal axis XX, an axis YY, both horizontal and perpendicular to the axis XX, and a ZZ axis both vertical and perpendicular to the XX and YY axes.
  • the X-X and Z-Z axes belong to the section plane of FIGS. 1 to 12, while the Y-Y axis extends perpendicular to this section plane.
  • the device 10 comprises a piston 14, which is displaceable, in both directions, along a vertical axis Z14, parallel to the axis ZZ, and in a manner fitted inside the well 12.
  • the piston 14 thus forms a support for the powder P, bordered around the axis Z14, by the well 12.
  • the device 10 further comprises a roller 16 which is displaceable relative to the well 12, both in rotation on itself, in both directions, around its central axis Y16 which is parallel to the axis YY, and in horizontal translation, in both directions, in a direction parallel to the axis XX.
  • the roller 16 is used to spread and compact the powder P on the piston 14.
  • the movements of the roller 16 are controlled by means of ad hoc drive device 10, which are not shown in the figures and whose embodiment is not limiting of the invention.
  • the device 10 furthermore comprises laser emission means 18, which, for reasons of visibility, are only shown in certain figures, and which are designed, vertically above the piston 14, to scan by laser beam the P powder supported by this piston.
  • laser emission means 18 which, for reasons of visibility, are only shown in certain figures, and which are designed, vertically above the piston 14, to scan by laser beam the P powder supported by this piston.
  • the laser beam emitted by these means 18 is movable, relative to the well 12, along a controlled scanning path.
  • the device 10 further comprises a tool 20 for grinding powder P having been previously solidified by the laser emission means 18. For reasons of visibility, this tool 20 is only shown in FIG. only in dashed lines in Figure 1.
  • the tool 20 acts by direct contact with the solidified powder to be grinded, typically by removal of material, in particular by abrasion.
  • the grinding tool 20 is a milling cutter, a grinding wheel or, more generally, an abrasive and / or cutting tool.
  • the tool 20 is movable, relative to the well 12, so as to act by mechanical interference with the solidified powder, resting on the piston 14.
  • the tool 20 is thus displaceable, both in rotation about itself around its central axis Y20 which is parallel to the axis YY, in horizontal translation, in both directions, in a direction parallel to the axis XX, and in vertical translation, in both directions, in a direction parallel to the axis ZZ.
  • the movements of the grinding tool 20 are controlled by ad hoc drive means of the device 10, which are not shown in the figures and whose embodiment is not limiting of the invention.
  • the drive means of the roller 16 and the drive means of the tool 20 are at least partially shared, this, inter alia, facilitates integration within the device 10, it being understood that the respective actuations of the roller 16 and the tool 20 are selective, that is to say can be achieved independently one of the other: in other words, the roller 16 and the tool 20 are preferably controlled by common means for selective actuation of this roller and this tool.
  • Other features of the device 10 will appear below, in the context of the description of several examples of use of this device to manufacture the three-dimensional object 1 from the powder P, in other words, several examples of manufacturing process. of object 1
  • This first example is decomposed into twelve successive times, respectively corresponding to FIGS. 1 to 12.
  • the device 10 is considered while the object 1 has already begun to be manufactured, by superposition of two layers of powder C1 and C2, the powder layer C1 covering the upper face of the piston 14 while the powder layer C2 covers the powder layer C1.
  • Each of the powder layers C1 and C2 includes a solidified part C1 .0, C2.0, which in the layer C1, C2 forms a constitutive part of the object 1 during manufacture.
  • the object 1, during manufacture consists of the solidified portions C1 .0 and C2.0 of the powder layers C1 and C2.
  • a layering step is successively carried out, during which powder P is put into the shape of the layer C3, then a solidification step, during which a portion C3.0 of the layer C3 is solidified by laser scanning.
  • a layering step is successively carried out, during which powder P is put into the shape of the layer C3, then a solidification step, during which a portion C3.0 of the layer C3 is solidified by laser scanning.
  • the drive means of the roller 16 are designed to apply to the latter a rectilinear force in the direction of the axis XX and a torque around the axis Y16, which are slaved to each other. other in a pre-established way to precisely control the spreading of the powder, depending, inter alia, on the nature of the object 1 to be manufactured, the finesse desired for the details of this object, the physicochemical nature of the powder, etc.
  • the roller 16 compact the layer of powder just spread, reducing the thickness, along the axis ZZ, to a predetermined value at the end of this compacting operation, the powder, spread and compacted, covering the powder layer C2, forms the powder layer C3.
  • the laser emission means 18 are then actuated so that its beam, referenced 19A, partially scans the powder layer C3, solidifying, by sintering and / or melting, the part C3.0 of this powder layer C3, as indicated by the arrow F7 in FIG. 5.
  • This solidified layer portion C3.0 is provided, with an appropriate definition of the trajectory of the beam 19A, to correspond to a two-dimensional section of the object to manufacture 1: in other words, in a manner known per se, the laser beam 19A gradually strikes a portion of the upper surface of the powder layer C3, this surface portion constituting a section of the object to be manufactured, calculated at the in the sense that, prior to the production of the first powder layer C1, a set of digitized superimposed sections is determined from a numerical definition of the object to be manufactured, these sectio overlapping ns corresponding to the layer parts of powder to successively solidify by laser scanning.
  • powder P has been layered on the upper face of the piston 14, by spreading and then compacting using the roller 16 and the piston 14, then the powder layer C1 thus obtained was partially scanned by the laser beam 19A so as to solidify the part C1 .0 to correspond to the first of the pre-established sections of the object to be manufactured 1, then the powder P was layered on the powder layer C1, by spreading and then compaction with the aid of the roller 16 and the piston 14, then the thus obtained powder layer C2 was partially scanned by the laser beam 19A so as to solidify it part C2.0 to correspond to the second section of the object to be manufactured 1.
  • powder P is layered in the form of a fourth layer of powder C4, covering the powder layer C3, as shown in FIG.
  • This layering of the powder layer C4 is carried out in a manner similar to the layering of the layers C1, C2 and C3.
  • the laser emission means 18 are actuated so that its beam 19A partially scans the powder layer C4, in order to solidify the latter throughout its thickness, by sintering and / or fusion.
  • this fraction C4.0.1 of the part C4.0 of the powder layer C4 includes two portions C4.0.1 A and C4.0.1 B which are opposite each other in the direction of the axis XX, each of these portions C4.0.1 A and C4.0.1 B of the solidified fraction C4.0.1 being scanned by the laser beam 19A at different times, as illustrated by FIGS.
  • the portion C4.0 of this powder layer C4 corresponding to the two-dimensional section of the object to be manufactured 1 to level of this fourth layer of powder, is not solidified in its entirety, but only its C4.0.1 fraction is solidified, it being understood that, as shown in FIG. 7, this solidified fraction C4.0.1 extends over the entire thickness of the C4 powder layer.
  • the remainder of the C4.0 portion of the C4 powder layer, which forms a C4.0.2 fraction of this C4.0 powder layer portion, is not solidified.
  • a fifth layer of powder C5 is layered, covering the fourth layer of powder C4, and, in the same way as for the layer of powder C4, only a fraction C5.0.1 d a part C5.0, corresponding to a new three-dimensional section of the object to be manufactured 1, of this fifth layer of powder C5 is solidified by scanning the laser beam 19A.
  • the part of the latter corresponding to the two-dimensional section of the object to be manufactured 1 at the level of this powder layer C5 is only solidified for its C5.0.1 fraction, while its C5.0.2 fraction is not solidified.
  • a sixth layer of powder C6 is layered by covering the fifth layer of powder C5, then only a fraction C6.0.1 of a portion C6.0, corresponding to a new section of the object to be manufactured, of this sixth layer of powder C6 is solidified by scanning the laser beam 19A, while its fraction remaining C6.0.2 is not solidified.
  • the laser beam applying more energy is reference 19B.
  • this laser beam 19B differs from the laser beam 19A in that the power of the laser beam 19B is greater than that of the laser beam 19A.
  • the embodiment of the laser emission means 18 is not limiting, as long as these means 18 selectively apply two different laser energies, such as the laser beams 19A and 19B in the figures.
  • the laser emission means 18 includes two lasers whose respective sources have different powers or only one laser whose power of the source is adjustable in operation.
  • the moving elements of the laser beams 19A and 19B typically galvanometric mirrors, may be the same for the two beams 19A and 19B, which is to say that the characteristics, in particular the speed and accuracy respective scans by the beams 19A and 19B are the same for these two laser beams.
  • An alternative is to use the same laser power but to play on the scanning speed to obtain that the beam 19B applies to the powder P more energy than the beam 19A. More generally, it is understood that it is the laser characteristics, respectively associated with the beams 19A and 19B, which are to be chosen or adjusted, and that depending on the powder thickness that is desired to solidify by laser scanning, as explained just after.
  • the beam 19B brings more laser energy, its application on the C6 powder layer induced by sintering and / or melting, at the same time, solidifies the fraction C6.0.2 of the part of the C6.0 powder layer which has not been solidified by the laser beam 19A and the solidification of the non-solidified fractions C4.0.2 and C5.0.2 of parts C4.0 and C5.0 of the underlying layers of powder C4 and C5. It is understood that the characteristics of the laser beam 19B are adapted to the need to jointly solidify, that is to say together and at the same time, the respective thicknesses of the three superimposed powder layers C4, 05 and 06.
  • fractions C4.0.1, 05.0.1 and C6.0.1 are advantageously provided at the edge of the object to be manufactured 1, to care for the quality of implementation, while the joint solidification of the fractions 04.0.2, C5. 0.2 and C6.0.2 promotes the manufacturing productivity of the object at heart.
  • the grinding tool 20 is then actuated in order to correct defects D altering the surface state of the portion C6.0 of the powder layer 06.
  • the latter has, for example, as defects, extra thicknesses in the solidified layer portion C6.0, in particular in the fraction C6.0.2, projecting upwards from the upper surface of the rest of this solidified part C6.0.
  • the defects D have been generated by the interaction between the powder layer C6 and the laser beam 19B, as shown schematically and exaggerated in FIG. 10.
  • the solidified layer portion C6.0 corresponds to a digitized section that had been identified as being at risk, among all the digitized sections, when determining the latter from the numerical definition of the object 1 to be manufactured, in other words during the preparatory stage evoked upper.
  • the digitized section corresponding to the solidified layer portion C6.0 is a juxtaposed multi-thickness zone section, in the sense that the solidified layer portion C6.0 includes both the fraction C6.0.1, which was solidified while covering the already solidified fraction C5.0.1 of layer C5 covered by layer C6, and the fraction C6.0.2 which was solidified together with the not yet solidified fraction C5.0.2 of the C5 layer.
  • Such a juxtaposed multi-thickness zone section is predisposed to the appearance of defects in the corresponding solidified layer portion, as is the case for the defects of D of the solidified layer portion C6.0 shown in FIG. 10 In other words, since the solidified layer portion C6.0 corresponds to a risk section, these defects D are predictable.
  • a step of correcting these defects is implemented directly after the solidification step of the solidified layer portion C6.0, this step being preprogrammed because, as explained above, the digitized section corresponding to the solidified layer portion C6.0 has been identified as being at risk during the preparatory step mentioned above.
  • the grinding tool 20 is, as shown in FIG. 11, actuated, for example, at the same time, rotated on itself about its central axis Y20, as indicated by the arrow F8 in FIG.
  • this approximation is realized by driving the tool 20 in horizontal translation in the direction of the axis XX, as indicated by the arrow F9 in FIG. 11, this translation F9 being preceded by a vertical offset, in the direction of the axis ZZ between the tool 20 and the piston 14, this offset resulting for example from the combination of a downward translation along the axis ZZ of the tool 20 and an upward translation along the axis ZZ of the piston 14. More generally, the piston 14 is ava ntageusement moved in a coordinated manner to the actuation of the grinding tool 20, in particular to enhance the action of this tool on defects D to eliminate.
  • the tool When the outer face of the tool 20 interferes with each defect D, in particular their projecting portion, the tool eliminates the defect, by removal of material, in other words by removing, typically by abrasion and / or cutting, the corresponding excess thickness of this defect.
  • the tool resurface the solidified part C6.0 of the powder layer C6.
  • the operating conditions of the grinding tool 20, here the rotation speed F8 and the translation speed F9 are adapted to eliminate the excess thicknesses of the defects D in fine particles, which are detached from the solidified part C6.0, in particular of its fraction C6.0.2, of the layer of powder C6 and whose presence will not be sensitive thereafter of the implementation of the manufacture of the object 1.
  • a layering step aimed at forming a seventh layer of powder, covering the powder layer C6, can then be implemented without being impeded by the projecting portions of the defects D.
  • FIG. this seventh layer of powder C7 whose part C7.0, corresponding to a two-dimensional section of the object to be manufactured 1, is solidified only fractionally, by scanning its corresponding fraction C7.0.1 by the laser beam 19A low power.
  • the entire C7.0 portion of the layer C7 powder could have, by way of variant not shown, be solidified by scanning the laser beam 19A, similar to what has been achieved for the powder layers C1, C2 and C3. More generally, the operations just described so far are repeated to layer and partially solidify as many layers of powder as necessary to obtain the complete three-dimensional object 1, that is to say as much layers of powder only sections of this object previously determined during the preparatory stage, as explained above.
  • the various powder layers considered C1 to C7 have the same thickness, which, inter alia, facilitates the programming and actuation of the layering means which include the piston 14 and the roller 16.
  • the aforementioned thickness is 10 or 15 ⁇ .
  • the layering of the powder layers can be provided so that these powder layers have respective different thicknesses: more precisely, because of the possibility of using the high energy beam 19B.
  • one or more layers of powder may be layered so as to have a greater thickness than the powder layers 01 to 07 considered in the figures, it being understood that this or these layers of thicker powder will be scanned exclusively by the laser beam 19B to solidify a portion corresponding to a two-dimensional section of the object to be made, occupying the entire thickness of this layer of thicker powder.
  • the first example of the manufacturing method and the associated device allow:
  • the method of this second example uses the same layering and solidification steps as those explained in detail above in connection with FIGS. 1 to 5. For the rest of the presentation of this second example, it is considered that the process was thus implemented by repetition of the layering and solidification steps, until the solidified part of an nth layer of powder, which, in Figures 13 and 14, is observed vertically from above.
  • this nth powder layer referenced CN, includes a CN.sub.O solidified part which has a closed contour on itself, thus completely surrounding a non-solidified part CN.P.
  • this nth powder layer referenced CN ', includes a solidified part CN'.O which consists of strips parallel to each other and separated from each other by a non-solidified part CN'.P it also consists of parallel strips between them.
  • the strips of the solidified portion of layer CN'.O are of constant width and identical to each other, denoted by a.
  • the strips of the non-solidified layer portion CN'.P have a constant and identical width with each other, which is denoted by b and which, here, is equal to the width of the strips of the solidified layer portion CN '. O.
  • the solidified portions of CN.O and CN'.O layer correspond to sections, among those determined during the preparatory step mentioned above, potentially predisposed to a defect appears in the layer portion corresponding solidified CN.O, CN'.O. Indeed, these sections are potentially of large relative area, in the sense that, in horizontal geometric plane projection, the corresponding area of solidified layer portion is at least X% of the sum of the area of this layer part corresponding solidified surface and the area of the non-solidified layer portion CN.P, CN'.P while the latter is predominantly bordered by the solidified layer portion CN.O, CN'.O, X being strictly less than 100
  • the section corresponding to the solidified layer part CN'.O is at risk, while the section corresponding to the solidified layer portion CN.O is not at risk.
  • the section corresponding to the solidified portion CN.O layer will be considered at risk if X is chosen at a sufficiently large value, beyond 50.
  • the value for X is chosen by the operator implementing the manufacturing method of the object 1, in particular as a function of the composition of the powder P and the morpho-dimensional characteristics of the object 1.
  • the second example of the manufacturing method provides, during the aforementioned preparatory step, to identify the sections with a large relative area, starting from a value pre-selected for the parameter X, as being at risk sections. i.e. sections predisposed to the appearance of a defect in the solidified layer portions corresponding to these sections.
  • a fault correction step similar to that presented above in connection with FIG. 11, is implemented.
  • the correction step can thus be implemented, in a preprogrammed manner, after the completion of a solidified layer portion corresponding to each large relative area section.
  • a large area section may be considered at risk only if it is the last of n sections with large relative area, n being a parameter chosen by programming, for example between 2 and 100.
  • the method of the third example uses the same layering and solidification steps as those explained in detail above in connection with FIGS. 1 to 5.
  • the object to be manufactured 1 has already begun to be manufactured, by superposition of the layers of powder C101 and C102 and the successive solidification of the respective portions C101 .O and C102.O of these layers C101 and C102.
  • a third layer of powder C103 has been shaped and covers the layer C102.
  • a beam 19 of the laser emission means 18 partially scans the powder layer C103, by solidifying a portion C103.0 of this layer C103, as indicated by the arrow F107 in FIG. 15.
  • what has just been explained for the third example of the manufacturing process uses the explanations developed above for the previous examples.
  • the solidified layer portion C103.O of the powder layer C103 has undercontained defects D that form this solidified layer portion C103.O with respect to the solidified part C102.O of the layer C102, in the sense that the solidified layer portion C103.O is partly overhanging on the non-solidified powder P of the layer C102.
  • the grinding tool 20 is used to correct the defects D, in particular in a similar manner to what had been explained with reference to FIG.
  • this defect correction step D using the grinding tool 20 is preprogrammed in advance because, during the aforementioned preparatory step of determining the digitized sections of the object to be manufactured, the section corresponding to the solidified layer portion C3.0 has been identified as being at risk because this section is undercut, in the sense that, as explained above, the solidified layer portion C103.O includes an overhang on non-solidified powder of the layer C102 covered by the layer C103.
  • all digitized undercut sections can be considered as at risk and thus induce the implementation of the defect correction step just after the completion of the solidified layer portion corresponding to each of these sections against -bare.
  • one or more criteria may be retained to characterize as being at risk or not the undercut sections of the object to be manufactured. In other words, among the various undercut sections of the object to be manufactured, only some will be identified as being at risk according to at least one of:
  • FIGS. 17 to 20 This fourth example is illustrated by FIGS. 17 to 20.
  • the method of the fourth example is a variant of any one of the first, second and third examples described so far, in which, in addition to predicting and correcting the foreseeable defects D, the method provides for detecting and correcting defects other than predictable defects D, in other words, detecting and correcting unforeseeable defects d.
  • unforeseeable defects d are likely to appear in solidified layer parts for various and non-limiting reasons, which, by definition, are either ignored or not sufficiently taken into account when the risk sections are identified during the step aforementioned preparatory process.
  • the unpredictable defects d are undercuts which appear in a solidified part C103'.O of a powder layer C103 'corresponding to a section which does not was not characterized as being at risk during the preparatory stage.
  • the operations aiming at obtaining an additional layer of powder, covering the layer of Powder C103 ' begin to be implemented: similarly to what has been explained above, these operations consist, as shown in Figure 17, to translate downwardly the piston 14 along its axis Z14 similarly to the translation F1, as indicated by the arrow F1 'in FIG. 17, then beginning to spread on the layer of powder C103' additional powder P with the aid of the roller 16 driven simultaneously in translation and in rotation of similar to the translation F2 and the rotation F3, as indicated respectively by the arrows F2 'and F3' in FIG. 17.
  • this layering step to obtain an additional layer of powder is interrupted at the instant shown in FIG. 17, because of the detection of an unpredictable defect d of the solidified part C103'.O of the layer powder C103 ', by the roller 16, more precisely at the moment when this roller interferes with one of the unpredictable defects d.
  • the drive means of the roller 16 are designed to control the kinematic behavior of the roller 16 for the purpose of spreading the powder to be layered, namely, its resistant torque, its translational speed and its angular position deviation from the predetermined initial setpoint. A variation measured on one of these parameters representative of the behavior of the roll indicates the presence of unpredictable defects d.
  • the device 10 makes it possible to control, in particular to measure, at least one parameter representative of the kinematic behavior of the roller 16 when it is used to layer the powder P and thus to observe a variation of this or these parameters, due to resistance to the spreading of this powder on the solidified portion of the powder layer to be covered by the powder P, because of the presence of the defects d of this solidified layer portion: for example in the case considered in the figures, during the spreading of the powder P by the roll 16, the driving torque in rotation of the roll 16 increases at the moment when the latter interferes with one of the defects d, which implies that the roll meets an obstacle resistant to its displacement.
  • this clearance of the roll 16 consists of a horizontal translation in the direction of the axis XX and in the opposite direction to the translation F2 ', as indicated by the arrow F2 "in FIG. 18
  • the roller 16 finds, by the translation F2 ", its initial position, that is to say the position it occupied before the beginning of the layering operations to achieve the layer of powder covering the layer C103 '.
  • the drive of the grinding tool 20 is held in such a way that the latter passes over the entire upper face of the solidified layer portion C103'.O: in this way, by in addition to correcting the unpredictable defect detected by the roller 16, the tool 20 corrects any other unforeseeable defects of the solidified part C103'.O. In the exemplary embodiment considered here, this amounts to translating the tool 20 from one of the axial ends, along the axis XX, of the well 12 to its opposite axial end, while the rotation of the tool 20 on itself is maintained.
  • the method provides for the "capitalization" of information relating to unpredictable defects, in the sense that, by learning, the process progressively acquires the ability to identify as being at risk sections for which, when of similar past fabrications, the corresponding solidified layer parts have repeatedly presented unpredictable defects. In future manufacturing, these sections can be identified as being at risk.
  • a particularly advantageous embodiment is that the manufacturing method provides, during the aforementioned preparatory step, to identify the risk sections as being one or more juxtaposed multi-thickness zone sections, one or more sections with large relative area and one or more undercut sections, advantageously by integrating in this method a possibility of detecting and correcting unforeseeable defects.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

This production method, which cleverly combines quality and productivity, comprises a layering step, during which powder (P) is formed into a layer (C1 to C7), and a solidifying step, during which a laser beam scans and solidifies a portion (C1.O to C7.O) of the prepared layer of powder after the layering step, said solidified portion corresponding to a two-dimensional section of the object (1) to be produced, the layering step and then the solidifying step being repeated one after the other, by superposing the layers of powder until the object, which consists of the solidified layer portions, is obtained. The method further comprises a preparatory step, which is implemented before the layering and solidifying steps, and which involves determining a set of digitised superposed sections from a digital definition of the object to be produced, which correspond respectively to the solidified layer portions to be obtained, successively, through repetition of the layering and solidifying steps. The preparatory step involves identifying, from the set of sections, one or more so-called risk sections, each risk section being predisposed such that at least one so-called predictable fault (D) appears in the solidified layer portion corresponding to the risk section. The method further comprises at least one fault correction step, which is implemented both after the or each solidifying step following which the solidified layer portion corresponds to the or one of the risk sections, and before the layering step that follows said solidifying step, and during which a grinding tool (20) corrects the predictable fault in the solidified layer portion corresponding to said risk section.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UN OBJET TRIDIMENSIONNEL  METHOD FOR MANUFACTURING THREE-DIMENSIONAL OBJECT
PAR SOLIDIFICATION DE POUDRE  BY SOLIDIFICATION OF POWDER
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un objet tridimensionnel par solidification de poudre. The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional object by solidification of powder.
Dans le domaine de la fabrication d'objets tridimensionnels, il est connu de réaliser de tels objets par solidification, à l'aide d'un laser, de couches de poudre successivement superposées : une matière pulvérulente, le cas échéant mélangeant plusieurs poudres et désignée simplement par la suite comme de la poudre, est mise en couche, typiquement par étalage et compaction, puis est balayée par le faisceau du laser pour être solidifiée, par frittage et/ou fusion, avant d'être recouverte par une nouvelle couche de poudre qui est à son tour solidifiée sous l'effet d'un nouveau balayage du laser et ainsi de suite, jusqu'à obtenir l'objet complet. Ce type de fabrication permet d'augmenter le nombre de fonctions dans un seul et même objet tridimensionnel, via un accroissement de la complexité des formes de l'objet, de ses surfaces, de ses volumes, de la finesse de ses détails, de ses dimensions, de la nature physico-chimique de ses matériaux, etc. Les perspectives auxquelles ouvre ce procédé de fabrication additive couche par couche repoussent constamment les limites du possible en termes de capacité de fabrication, génèrent une amélioration de la créativité, et augmentent les enjeux technologiques et les enjeux économiques du point de vue des coûts et délais de fabrication et de la fréquence de renouvellement des designs.  In the field of the manufacture of three-dimensional objects, it is known to produce such objects by solidification, with the aid of a laser, of successively superimposed layers of powder: a pulverulent material, where appropriate mixing several powders and designated simply afterwards as powder, is layered, typically by display and compaction, then is scanned by the laser beam to be solidified, by sintering and / or melting, before being covered by a new layer of powder which in turn is solidified under the effect of a new scan of the laser and so on, until the complete object is obtained. This type of manufacturing makes it possible to increase the number of functions in one and the same three-dimensional object, via an increase in the complexity of the object's shapes, its surfaces, its volumes, the fineness of its details, its dimensions, the physico-chemical nature of its materials, etc. The prospects for this layer-by-layer additive manufacturing process are constantly pushing the limits of what is possible in terms of manufacturing capacity, generating an increase in creativity, and increasing the technological and economic stakes in terms of costs and deadlines. manufacture and frequency of renewal of designs.
Ceci étant, une des faiblesses de ce type de procédé de fabrication réside dans son originalité, qui consiste à solidifier successivement des parties respectives de couches de poudre, qui correspondent respectivement à des sections géométriques de l'objet tridimensionnel à fabriquer. En effet, un objet tridimensionnel à fabriquer est connu à l'avance par sa définition numérique : cette définition numérique est traitée à l'aide d'algorithmes connus, qui découpent en tranches la définition volumique de l'objet tridimensionnel, ce découpage en tranches donnant lieu au calcul d'un ensemble de sections géométriques de l'objet à fabriquer. Lors de la mise en œuvre du procédé de fabrication, on agit par ajout de matière de manière itérative, dans le sens où on additionne les unes sur les autres des parties solidifiées de couches de poudre correspondant respectivement aux sections géométriques précitées, selon le résultat du calcul de ces sections préalablement établi. Selon ce principe, on comprend que l'ajout itératif de matière est intrinsèquement à l'origine potentielle d'un défaut dans la partie solidifiée de chaque couche de poudre. En effet, la présence, dans la partie de couche de poudre que l'on solidifie par balayage laser, d'une hétérogénéité locale, telle qu'un surplus de poudre, une irrégularité d'étalement de la couche de poudre, ou encore une variation des caractéristiques physicochimiques de la poudre, notamment sa composition chimique, sa granulométrie et sa granularité, conduit à ce que la partie de couche solidifiée présente un défaut consistant en une ou plusieurs surépaisseurs. Ce défaut, à lui seul, ne remet pas en cause la conformité locale de l'objet en cours de fabrication, dans le sens où, à l'origine, le défaut est négligeable. Par contre, ce défaut risque soit d'aboutir à la fabrication d'un objet final non conforme, soit, plus fréquemment, d'induire un arrêt de la fabrication, c'est-à-dire que la fabrication en cours n'ira pas à son terme, en raison d'un « effet boule de neige » : les conséquences du défaut sur les couches réalisées par-dessus celles présentant le défaut s'amplifient au fur et à mesure que le procédé de fabrication progresse. This being so, one of the weaknesses of this type of manufacturing process lies in its originality, which consists in successively solidifying respective portions of powder layers, which respectively correspond to geometric sections of the three-dimensional object to be manufactured. Indeed, a three-dimensional object to manufacture is known in advance by its numerical definition: this numerical definition is processed using known algorithms, which slice the volume definition of the three-dimensional object, this slicing giving rise to the calculation of a set of geometric sections of the object to be manufactured. During the implementation of the manufacturing process, it acts by addition of material iteratively, in the sense of adding to each other solidified portions of powder layers respectively corresponding to the aforementioned geometric sections, according to the result of calculation of these sections previously established. According to this principle, it is understood that the iterative addition of material is intrinsically at the potential origin of a defect in the solidified part of each layer of powder. Indeed, the presence, in the portion of the powder layer that is solidified by laser scanning, of a local heterogeneity, such as a surplus of powder, spreading unevenness of the powder layer, or a variation of the physicochemical characteristics of the powder, in particular its chemical composition, its particle size and its granularity, leads to the solidified layer portion having a defect consisting of one or more overthicknesses. This defect alone does not call into question the local conformity of the object being manufactured, in the sense that, initially, the defect is negligible. On the other hand, this defect risks either leading to the manufacture of a non-compliant end-object, or, more frequently, inducing a stoppage of manufacture, that is to say that the manufacturing in progress will not not over, due to a "snowball effect": the consequences of the defect on the layers made over those with the defect are amplified as the manufacturing process progresses.
Pour contourner cette problématique, il est connu de mettre la poudre sous forme de couches fines : plus les couches de poudre sont fines, c'est-à-dire peu épaisses, plus la qualité de fabrication de l'objet est bonne, notamment en ce qui concerne la finesse et la discrétisation de cet objet, en particulier de ses surfaces fonctionnelles, tout en maîtrisant le risque d'apparition de défaut. Cependant, utiliser des couches de poudre fines augmente considérablement la durée nécessaire à la fabrication de l'objet complet, ce qui dégrade fortement la productivité du procédé de fabrication. A l'inverse, en utilisant des couches de poudre épaisses, ce qui est rendu possible par l'avènement de lasers dont les faisceaux sont de plus en plus puissants, la productivité du procédé peut être augmentée, mais en dégradant la discrétisation de cette fabrication et donc au détriment de la finesse des détails de l'objet fabriqué, tout en augmentant significativement le risque d'apparition de défauts dans les parties de couche solidifiées par balayage laser.  To circumvent this problem, it is known to put the powder in the form of thin layers: the more the layers of powder are thin, that is to say thin, the quality of manufacture of the object is good, especially in as regards the fineness and discretization of this object, in particular of its functional surfaces, while controlling the risk of appearance of defect. However, using layers of fine powder considerably increases the time required to manufacture the complete object, which greatly degrades the productivity of the manufacturing process. Conversely, by using layers of thick powder, which is made possible by the advent of lasers whose beams are more and more powerful, the productivity of the process can be increased, but by degrading the discretization of this fabrication. and therefore to the detriment of the fineness of the details of the manufactured object, while significantly increasing the risk of occurrence of defects in the portions of layer solidified by laser scanning.
Selon une autre approche, US-A-2006/0208396, qui peut être considéré comme l'état de la technique le plus proche de l'invention, propose de corriger chaque défaut juste après son apparition, grâce à un outil de rectification qui resurface la partie solidifiée de la couche, venant d'être réalisée par balayage laser. De cette façon, une fois que la correction est faite par l'outil de rectification, la partie solidifiée, ainsi rectifiée, de la couche de poudre présente des caractéristiques conformes à celles correspondant à la fabrication, sans défaut, de l'objet en cours de fabrication. Cependant, là encore, la productivité du procédé de fabrication est dégradée. En effet, on comprend que le passage systématique de l'outil de rectification sur la partie de couche dernièrement solidifiée allonge considérablement le temps de fabrication de l'objet complet. US-A- 2006/0208396 propose d'ailleurs d'utiliser l'outil de rectification après la détection effective d'un défaut, cette détection étant soit optique, en étant mise en œuvre juste après chaque balayage laser, soit par contrôle de la résistance à l'avancement d'une lame d'étalement de la poudre sur la partie de couche dernièrement solidifiée. Cependant, au moins pour ce qui concerne la détection optique, on comprend que son efficacité peut être douteuse du fait de la taille des défauts à détecter et/ou de potentielles dérives du système optique de détection. De plus, dans tous les cas, la mise en œuvre systématique d'une telle opération de détection représente, au fur et à mesure de la fabrication de l'objet, un temps cumulé non négligeable, qui dégrade la productivité du procédé de fabrication. According to another approach, US-A-2006/0208396, which may be considered as the state of the art closest to the invention, proposes to correct each defect immediately after its appearance, thanks to a grinding tool that resurface the solidified part of the layer, which has just been performed by laser scanning. In this way, once the correction is made by the grinding tool, the solidified portion, thus rectified, of the powder layer has characteristics consistent with those corresponding to the manufacture, without defect, of the object in progress. Manufacturing. However, again, the productivity of the manufacturing process is degraded. Indeed, it is understood that the systematic passage of the grinding tool on the recently solidified layer portion considerably extends the manufacturing time of the complete object. US-A-2006/0208396 proposes also to use the grinding tool after the actual detection of a defect, this detection being either optical, being implemented just after each laser scan, or by control of the resistance to advancement of a spreading blade powder on the last layer of solidified layer. However, at least as regards the optical detection, it is understood that its effectiveness may be doubtful because of the size of the defects to be detected and / or potential drifts of the optical detection system. In addition, in all cases, the systematic implementation of such a detection operation represents, as the object is manufactured, a considerable cumulative time, which degrades the productivity of the manufacturing process.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication du type défini ci-dessus, qui, tout en étant fiable, concilie astucieusement qualité et productivité.  The object of the present invention is to provide a manufacturing method of the type defined above, which, while being reliable, cleverly reconciles quality and productivity.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un objet tridimensionnel par solidification de poudre, tel que défini à la revendication 1 .  To this end, the subject of the invention is a method for manufacturing a three-dimensional object by powder solidification, as defined in claim 1.
Une des idées à la base de l'invention est de chercher à assurer la fabrication complète et rapide d'objets tridimensionnels, qui, le cas échéant, présentent des géométries complexes, en anticipant l'apparition des défauts, moyennant une identification préalable des couches prédisposées à l'apparition de ces défauts que l'on peut donc qualifier de défauts prévisibles. Selon l'invention, lorsque, préalablement à l'obtention de la toute première couche de poudre, on détermine les sections numérisées qui, lors de la fabrication itérative de l'objet, correspondent respectivement aux parties solidifiées des couches de poudre successivement superposées, on identifie, parmi ces sections numérisées, les sections à risque, c'est-à-dire les sections dont les parties de couche solidifiées correspondantes présenteront, de manière prévisible, des défauts. Dès lors, dès que, au cours de la fabrication de l'objet, une de ces parties de couche solidifiées correspondant à l'une des sections à risque est obtenue, on utilise un outil de rectification pour corriger le défaut prévisible, sans même d'ailleurs chercher à vérifier l'existence effective de ce défaut. Ainsi, les étapes de correction correspondantes ne sont mises en œuvre que lorsque, à l'avance, on aura identifié le risque de présence des défauts prévisibles. Cela revient, en quelque sorte, à programmer à l'avance la correction des défauts à partir d'un traitement spécifique des données relatives aux sections numérisées, permettant de prédire quelles sont les sections à risque en fonction de conditions préétablies relatives aux caractéristiques morpho-dimensionnelles de l'objet à fabriquer et/ou aux paramètres de fabrication de cet objet. On comprend que, grâce à cette stratégie systématique de pilotage, le procédé de fabrication conforme à l'invention, considéré dans sa globalité, associe productivité et qualité.  One of the ideas underlying the invention is to seek to ensure the complete and rapid manufacture of three-dimensional objects, which, where appropriate, have complex geometries, anticipating the appearance of defects, with prior identification of the layers predisposed to the appearance of these defects that can therefore be described as predictable defects. According to the invention, when, prior to obtaining the very first layer of powder, the digitized sections are determined which, during the iterative manufacture of the object, respectively correspond to the solidified parts of the layers of powder successively superimposed, identifies, among these digitized sections, the sections at risk, that is to say the sections whose corresponding solidified layer parts will predictably present defects. Therefore, as soon as, during the manufacture of the object, one of these solidified layer parts corresponding to one of the risk sections is obtained, a grinding tool is used to correct the foreseeable defect, without even elsewhere seek to verify the actual existence of this defect. Thus, the corresponding correction steps are implemented only when, in advance, the risk of presence of the foreseeable defects has been identified. This amounts, in a way, to pre-programming the correction of defects from a specific processing of the data relating to the digitized sections, making it possible to predict which sections are at risk according to pre-established conditions relating to the morphological characteristics. dimensions of the object to be manufactured and / or the manufacturing parameters of this object. It is understood that, thanks to this systematic control strategy, the manufacturing method according to the invention, taken as a whole, combines productivity and quality.
En pratique, comme expliqué en détail par la suite, l'identification des sections à risque repose avantageusement sur une stratégie de sélection de sections spécifiques, en particulier les sections à zones multi-épaisseur juxtaposées, les sections à grande aire relative et/ou les sections à contre-dépouille. Bien entendu, l'invention n'exclut pas que le procédé de fabrication inclut, en option, une capacité de détection in situ de défauts, que l'on qualifie alors de défauts imprévisibles pour les différentier des défauts prévisibles considérés ci-dessus. Dans ce cas, comme expliqué plus en détail par la suite, cette détection est avantageusement intégrée aux moyens de mise en couche de la poudre. In practice, as explained in detail later, the identification of the risk sections advantageously relies on a strategy of selection of specific sections, in particular the juxtaposed multi-thickness zone sections, the large relative area sections and / or the undercut sections. Of course, the invention does not exclude that the manufacturing method optionally includes an in situ detection capability of defects, which are then described as unpredictable defects to differentiate predictable defects considered above. In this case, as explained in more detail later, this detection is advantageously integrated with the layering means of the powder.
Des caractéristiques additionnelles avantageuses du procédé conforme à l'invention sont spécifiées aux revendications dépendantes.  Additional advantageous features of the method according to the invention are specified in the dependent claims.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :  The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the drawings in which:
- les figures 1 à 12 sont des sections schématiques d'un dispositif utilisé pour mettre en œuvre le procédé de fabrication conforme à l'invention, ces figures 1 à 12 illustrant respectivement des opérations successives d'un premier exemple de ce procédé ;  - Figures 1 to 12 are schematic sections of a device used to implement the manufacturing method according to the invention, these Figures 1 to 12 respectively illustrating successive operations of a first example of this method;
- les figures 13 et 14 sont des vues en élévation d'un objet en cours de fabrication selon un deuxième procédé de fabrication conforme à l'invention ;  - Figures 13 and 14 are elevational views of an object being manufactured according to a second manufacturing method according to the invention;
- les figures 15 et 16 sont des sections schématiques similaires à celles des figures 1 à 12, les figures 15 et 16 illustrant respectivement des opérations successives d'un troisième procédé de fabrication conforme à l'invention ; et  - Figures 15 and 16 are schematic sections similar to those of Figures 1 to 12, Figures 15 and 16 respectively illustrating successive operations of a third manufacturing method according to the invention; and
- les figures 17 à 20 sont des sections schématiques similaires à celles des figures 1 à 12, ces figures 17 à 20 illustrant respectivement des opérations successives d'un quatrième procédé de fabrication conforme à l'invention.  FIGS. 17 to 20 are diagrammatic sections similar to those of FIGS. 1 to 12, FIGS. 17 to 20 respectively illustrating successive operations of a fourth manufacturing method in accordance with the invention.
Sur les figures 1 à 12 est représenté un dispositif 10 permettant de fabriquer, à partir d'une poudre P, un objet tridimensionnel 1 constitué de couches de poudre solidifiées par frittage et/ou fusion.  FIGS. 1 to 12 show a device 10 making it possible to manufacture, from a powder P, a three-dimensional object consisting of layers of solidified powder by sintering and / or melting.
Le dispositif 10 comporte un puits 12 qui est considéré fixe par rapport au reste du dispositif : ce puits 12 définit ainsi un repère tridimensionnel incluant un axe X-X horizontal, un axe Y-Y, à la fois horizontal et perpendiculaire à l'axe X-X, et un axe Z-Z à la fois vertical et perpendiculaire aux axes X-X et Y-Y. Les axes X-X et Z-Z appartiennent au plan de coupe des figures 1 à 12, tandis que l'axe Y-Y s'étend à la perpendiculaire de ce plan de coupe.  The device 10 comprises a well 12 which is considered fixed relative to the rest of the device: this well 12 thus defines a three-dimensional coordinate system including a horizontal axis XX, an axis YY, both horizontal and perpendicular to the axis XX, and a ZZ axis both vertical and perpendicular to the XX and YY axes. The X-X and Z-Z axes belong to the section plane of FIGS. 1 to 12, while the Y-Y axis extends perpendicular to this section plane.
Le dispositif 10 comprend un piston 14, qui est déplaçable, dans les deux sens, suivant un axe vertical Z14, parallèle à l'axe Z-Z, et ce de manière ajustée à l'intérieur du puits 12. Le piston 14 forme ainsi un support pour la poudre P, bordé, autour de l'axe Z14, par le puits 12.  The device 10 comprises a piston 14, which is displaceable, in both directions, along a vertical axis Z14, parallel to the axis ZZ, and in a manner fitted inside the well 12. The piston 14 thus forms a support for the powder P, bordered around the axis Z14, by the well 12.
Le dispositif 10 comprend en outre un rouleau 16 qui est déplaçable par rapport au puits 12, à la fois, en rotation sur lui-même, dans les deux sens, autour de son axe central Y16 qui est parallèle à l'axe Y-Y, et en translation horizontale, dans les deux sens, dans une direction parallèle à l'axe X-X. Comme expliqué par la suite, le rouleau 16 permet d'étaler et de compacter la poudre P sur le piston 14. En pratique, de manière connue en soi, les déplacements du rouleau 16 sont commandés par des moyens d'entraînement ad hoc du dispositif 10, qui ne sont pas représentés sur les figures et dont la forme de réalisation n'est pas limitative de l'invention. The device 10 further comprises a roller 16 which is displaceable relative to the well 12, both in rotation on itself, in both directions, around its central axis Y16 which is parallel to the axis YY, and in horizontal translation, in both directions, in a direction parallel to the axis XX. As explained below, the roller 16 is used to spread and compact the powder P on the piston 14. In practice, in a manner known per se, the movements of the roller 16 are controlled by means of ad hoc drive device 10, which are not shown in the figures and whose embodiment is not limiting of the invention.
Le dispositif 10 comprend par ailleurs des moyens d'émission laser 18, qui, pour des raisons de visibilité, ne sont représentés que sur certaines figures, et qui sont conçus pour, à l'aplomb vertical du piston 14, balayer par faisceau laser la poudre P supportée par ce piston. Par le biais d'aménagements connus en soi, le faisceau laser émis par ces moyens 18 est déplaçable, par rapport au puits 12, suivant une trajectoire de balayage contrôlée.  The device 10 furthermore comprises laser emission means 18, which, for reasons of visibility, are only shown in certain figures, and which are designed, vertically above the piston 14, to scan by laser beam the P powder supported by this piston. Through arrangements known per se, the laser beam emitted by these means 18 is movable, relative to the well 12, along a controlled scanning path.
Le dispositif 10 comporte en outre un outil 20 permettant de rectifier de la poudre P ayant été préalablement solidifiée par les moyens d'émission laser 18. Pour des raisons de visibilité, cet outil 20 n'est représenté que sur la figure 1 1 , ainsi qu'uniquement en pointillés sur la figure 1 . L'outil 20 agit par contact direct avec la poudre solidifiée à rectifier, typiquement par enlèvement de matière, notamment par abrasion. A titre d'exemple préférentiel non limitatif, l'outil de rectification 20 est une fraise, une meule ou, plus généralement, un outil abrasif et/ou coupant.  The device 10 further comprises a tool 20 for grinding powder P having been previously solidified by the laser emission means 18. For reasons of visibility, this tool 20 is only shown in FIG. only in dashed lines in Figure 1. The tool 20 acts by direct contact with the solidified powder to be grinded, typically by removal of material, in particular by abrasion. As a preferred non-limiting example, the grinding tool 20 is a milling cutter, a grinding wheel or, more generally, an abrasive and / or cutting tool.
Comme expliqué plus en détail par la suite, l'outil 20 est déplaçable, par rapport au puits 12, de manière à agir par interférence mécanique avec de la poudre solidifiée, reposant sur le piston 14. Dans l'exemple de réalisation considéré ici, l'outil 20 est ainsi déplaçable, à la fois, en rotation sur lui-même autour de son axe central Y20 qui est parallèle à l'axe Y-Y, en translation horizontale, dans les deux sens, dans une direction parallèle à l'axe X-X, et en translation verticale, dans les deux sens, suivant une direction parallèle à l'axe Z-Z. En pratique, les déplacements de l'outil de rectification 20 sont commandés par des moyens d'entraînement ad hoc du dispositif 10, qui ne sont pas représentés sur les figures et dont la forme de réalisation n'est pas limitative de l'invention. Ceci étant, suivant un mode de réalisation préférentiel, qui est considéré ici sans pour autant être limitatif ou obligatoire, les moyens d'entraînement du rouleau 16 et les moyens d'entraînement de l'outil 20 sont, au moins pour partie, partagés, ce qui, entre autres, en facilite l'intégration au sein du dispositif 10, étant entendu que les actionnements respectifs du rouleau 16 et de l'outil 20 sont sélectifs, c'est-à-dire peuvent être réalisés indépendamment l'un de l'autre : autrement dit, le rouleau 16 et l'outil 20 sont préférentiellement commandés par des moyens communs d'actionnement sélectif de ce rouleau et de cet outil. D'autres caractéristiques du dispositif 10 apparaîtront ci-après, dans le cadre de la description de plusieurs exemples d'utilisation de ce dispositif pour fabriquer l'objet tridimensionnel 1 à partir de la poudre P, autrement dit de plusieurs exemples de procédé de fabrication de l'objet 1 As explained in more detail below, the tool 20 is movable, relative to the well 12, so as to act by mechanical interference with the solidified powder, resting on the piston 14. In the embodiment considered here, the tool 20 is thus displaceable, both in rotation about itself around its central axis Y20 which is parallel to the axis YY, in horizontal translation, in both directions, in a direction parallel to the axis XX, and in vertical translation, in both directions, in a direction parallel to the axis ZZ. In practice, the movements of the grinding tool 20 are controlled by ad hoc drive means of the device 10, which are not shown in the figures and whose embodiment is not limiting of the invention. This being so, according to a preferred embodiment, which is considered here without being limiting or obligatory, the drive means of the roller 16 and the drive means of the tool 20 are at least partially shared, this, inter alia, facilitates integration within the device 10, it being understood that the respective actuations of the roller 16 and the tool 20 are selective, that is to say can be achieved independently one of the other: in other words, the roller 16 and the tool 20 are preferably controlled by common means for selective actuation of this roller and this tool. Other features of the device 10 will appear below, in the context of the description of several examples of use of this device to manufacture the three-dimensional object 1 from the powder P, in other words, several examples of manufacturing process. of object 1
PREMIER EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION FIRST EXAMPLE OF MANUFACTURING PROCESS
Ce premier exemple est décomposé en douze temps successifs, correspondant respectivement aux figures 1 à 12.  This first example is decomposed into twelve successive times, respectively corresponding to FIGS. 1 to 12.
Sur la figure 1 , le dispositif 10 est considéré alors que l'objet 1 a déjà commencé d'être fabriqué, moyennant la superposition de deux couches de poudre C1 et C2, la couche de poudre C1 recouvrant la face supérieure du piston 14 tandis que la couche de poudre C2 recouvre la couche de poudre C1 . Chacune des couches de poudre C1 et C2 inclut une partie solidifiée C1 .0, C2.0, qui, dans la couche C1 , C2, forme une partie constitutive de l'objet 1 en cours de fabrication. Autrement dit, à l'instant de fabrication montré à la figure 1 , l'objet 1 , en cours de fabrication, est constitué des parties solidifiées C1 .0 et C2.0 des couches de poudre C1 et C2.  In FIG. 1, the device 10 is considered while the object 1 has already begun to be manufactured, by superposition of two layers of powder C1 and C2, the powder layer C1 covering the upper face of the piston 14 while the powder layer C2 covers the powder layer C1. Each of the powder layers C1 and C2 includes a solidified part C1 .0, C2.0, which in the layer C1, C2 forms a constitutive part of the object 1 during manufacture. In other words, at the time of manufacture shown in FIG. 1, the object 1, during manufacture, consists of the solidified portions C1 .0 and C2.0 of the powder layers C1 and C2.
En vue de réaliser, comme montré à la figure 5, une troisième couche de poudre C3 dont une partie sera solidifiée, on met successivement en œuvre une étape de mise en couche, au cours de laquelle de la poudre P est mise sous forme de la couche C3, puis une étape de solidification, au cours de laquelle une partie C3.0 de la couche C3 est solidifiée par balayage laser. Un exemple de mise en œuvre de ces étapes de mise en couche et de solidification est détaillé ci-dessous.  In order to produce, as shown in FIG. 5, a third layer of powder C3, a part of which will be solidified, a layering step is successively carried out, during which powder P is put into the shape of the layer C3, then a solidification step, during which a portion C3.0 of the layer C3 is solidified by laser scanning. An example of implementation of these steps of layering and solidification is detailed below.
Depuis sa position de la figure 1 , le piston 14 est translaté vers le bas suivant son axe Z14 jusqu'à sa position de la figure 2, comme indiqué par la flèche F1 sur la figure 1 , tandis que de la poudre supplémentaire P est rapportée dans le puits 12, en recouvrant la couche C2. Comme montré sur les figures 1 , 2 et 3, cette poudre est étalée sur toute la couche de poudre C2, à l'intérieur du puits 12, par le rouleau 16. A cet effet, de manière connue en soi, le rouleau 16 est ici entraîné :  From its position in FIG. 1, the piston 14 is translated downwards along its axis Z14 to its position in FIG. 2, as indicated by the arrow F1 in FIG. 1, while additional powder P is reported. in the well 12, covering the layer C2. As shown in Figures 1, 2 and 3, this powder is spread over the entire powder layer C2, inside the well 12, by the roller 16. For this purpose, in a manner known per se, the roller 16 is here trained:
- en translation horizontale dans la direction de l'axe X-X, comme indiqué par la flèche F2 sur les figures 1 à 3, l'axe Y16 du rouleau étant ainsi translaté horizontalement d'une extrémité axiale, selon l'axe X-X, du puits 12 à son extrémité axiale opposée, en l'occurrence de l'extrémité gauche à l'extrémité droite du puits 12 sur les figures, et  in horizontal translation in the direction of the axis XX, as indicated by the arrow F2 in FIGS. 1 to 3, the axis Y16 of the roll being thus translated horizontally from one axial end along the axis XX of the well; 12 at its opposite axial end, in this case from the left end to the right end of the well 12 in the figures, and
- en rotation sur lui-même autour de son axe Y16 de manière contrarotative, c'est- à-dire en sens opposé à celui de son roulement sur la poudre disposée à l'avant du rouleau 16 dans le sens de sa translation F2, comme indiqué par la flèche F3 sur les figures 1 à 3. De cette façon, le contact provoqué par la surface extérieure du rouleau 16 sur la poudre P située à l'avant du rouleau 16 dans le sens de sa translation F2, s'oppose au déplacement du rouleau selon la translation F2, ce qui améliore l'étalage de la poudre, en une couche d'épaisseur maîtrisée. En pratique, on comprend que les moyens d'entraînement du rouleau 16 sont conçus pour appliquer à ce dernier un effort rectiligne dans la direction de l'axe X-X et un couple autour de l'axe Y16, qui sont asservis l'un à l'autre de manière préétablie pour commander avec précision l'étalement de la poudre, en fonction, entre autres, de la nature de l'objet 1 à fabriquer, de la finesse voulue pour les détails de cet objet, de la nature physicochimique de la poudre, etc. - Rotating on itself about its axis Y16 contrarotatively, that is to say in the opposite direction to that of its bearing on the powder disposed at the front of the roller 16 in the direction of its translation F2, as indicated by the arrow F3 in FIGS. 1 to 3. In this way, the contact caused by the outer surface of the roll 16 on the powder P located at the front of the roll 16 in the direction of its translation F2, opposes the displacement of the roll according to the translation F2, which improves the display of the powder, in a layer of controlled thickness. In practice, it will be understood that the drive means of the roller 16 are designed to apply to the latter a rectilinear force in the direction of the axis XX and a torque around the axis Y16, which are slaved to each other. other in a pre-established way to precisely control the spreading of the powder, depending, inter alia, on the nature of the object 1 to be manufactured, the finesse desired for the details of this object, the physicochemical nature of the powder, etc.
Une fois que le rouleau 16 a étalé de la poudre P sur toute l'étendue axiale, selon l'axe X-X, du piston 14 à l'intérieur du puits 12 et que le rouleau 16 occupe donc la position translatée de la figure 3, le piston 14 est translaté vers le haut selon son axe Z14, comme indiqué par la flèche F4 sur la figure 4, de manière à rendre saillante, vis-à-vis du bord supérieur du puits 12, une partie de la couche de poudre qui vient d'être étalée par le rouleau 16. Puis, comme représenté sur la figure 4, le rouleau 16 est entraîné, à la fois, en translation horizontale selon l'axe X-X, depuis l'extrémité axiale du puits 12, qu'il occupe à l'issue de l'étalement de la poudre, autrement dit depuis sa position translatée de la figure 3, jusqu'à l'extrémité axiale opposée du puits 12, autrement dit jusqu'à sa position initiale de la figure 1 , comme indiqué par la flèche F5 sur les figures 4 et 5, et en rotation sur lui-même autour de son axe Y16 de manière contrarotative, comme indiqué par la flèche F6 sur les figures 4 et 5. De cette façon, le rouleau 16 compacte la couche de poudre venant d'être étalée, en en réduisant l'épaisseur, selon l'axe Z-Z, à une valeur prédéterminée : à l'issue de cette opération de compactage, la poudre, étalée et compactée, recouvrant la couche de poudre C2, forme la couche de poudre C3.  Once the roller 16 has spread powder P over the entire axial extent, along the axis XX, of the piston 14 inside the well 12 and the roller 16 thus occupies the translated position of FIG. 3, the piston 14 is translated upwards along its axis Z14, as indicated by the arrow F4 in FIG. 4, so as to project, with respect to the upper edge of the well 12, a portion of the layer of powder which has just been spread by the roller 16. Then, as shown in Figure 4, the roller 16 is driven, both in horizontal translation along the axis XX, from the axial end of the well 12, he at the end of the spreading of the powder, in other words from its translated position of FIG. 3, to the opposite axial end of the well 12, in other words to its initial position of FIG. indicated by the arrow F5 in FIGS. 4 and 5, and in rotation about itself around its axis Y16 in a controlled manner Arotative, as indicated by the arrow F6 in Figures 4 and 5. In this way, the roller 16 compact the layer of powder just spread, reducing the thickness, along the axis ZZ, to a predetermined value at the end of this compacting operation, the powder, spread and compacted, covering the powder layer C2, forms the powder layer C3.
Comme représenté sur la figure 5, les moyens d'émission laser 18 sont ensuite actionnés de manière que son faisceau, référencé 19A, balaye en partie la couche de poudre C3, en solidifiant, par frittage et/ou fusion, la partie C3.0 de cette couche de poudre C3, comme indiqué par la flèche F7 sur la figure 5. Cette partie de couche solidifiée C3.0 est prévue, moyennant une définition appropriée de la trajectoire du faisceau 19A, pour correspondre à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 : autrement dit, de manière connue en soi, le faisceau laser 19A frappe progressivement une partie de la surface supérieure de la couche de poudre C3, cette partie de surface constituant une section de l'objet à fabriquer, calculée à l'avance, dans le sens où, préalablement à la réalisation de la première couche de poudre C1 , un ensemble de sections superposées numérisées est déterminé à partir d'une définition numérique de l'objet à fabriquer, ces sections superposées correspondant aux parties de couche de poudre à successivement solidifier par balayage laser. En d'autres termes, avant la mise en œuvre des étapes de mise en couche de la couche C1 et de solidification de la partie C1 .0 de cette couche C1 , on met en œuvre une étape préparatoire au cours de laquelle les sections numérisées précitées sont déterminées, comme expliqué ci-avant. Ainsi, on comprend que, antérieurement à l'instant de fabrication montré à la figure 1 , de la poudre P a été mise en couche sur la face supérieure du piston 14, par étalement puis compactage à l'aide du rouleau 16 et du piston 14, puis la couche de poudre C1 ainsi obtenue a été partiellement balayée par le faisceau laser 19A de manière à en solidifier la partie C1 .0 pour correspondre à la première des sections préétablies de l'objet à fabriquer 1 , puis de la poudre P a été mise en couche sur la couche de poudre C1 , par étalement puis compaction à l'aide du rouleau 16 et du piston 14, puis la couche de poudre ainsi obtenue C2 a été partiellement balayée par le faisceau laser 19A de manière à en solidifier la partie C2.0 pour correspondre à la seconde section de l'objet à fabriquer 1 . As shown in FIG. 5, the laser emission means 18 are then actuated so that its beam, referenced 19A, partially scans the powder layer C3, solidifying, by sintering and / or melting, the part C3.0 of this powder layer C3, as indicated by the arrow F7 in FIG. 5. This solidified layer portion C3.0 is provided, with an appropriate definition of the trajectory of the beam 19A, to correspond to a two-dimensional section of the object to manufacture 1: in other words, in a manner known per se, the laser beam 19A gradually strikes a portion of the upper surface of the powder layer C3, this surface portion constituting a section of the object to be manufactured, calculated at the in the sense that, prior to the production of the first powder layer C1, a set of digitized superimposed sections is determined from a numerical definition of the object to be manufactured, these sectio overlapping ns corresponding to the layer parts of powder to successively solidify by laser scanning. In other words, before the implementation of the steps of layering of the layer C1 and solidification of the part C1 .0 of this layer C1, a preparatory step is implemented in which the digitized sections mentioned above. are determined, as explained above. Thus, it will be understood that, prior to the moment of manufacture shown in FIG. 1, powder P has been layered on the upper face of the piston 14, by spreading and then compacting using the roller 16 and the piston 14, then the powder layer C1 thus obtained was partially scanned by the laser beam 19A so as to solidify the part C1 .0 to correspond to the first of the pre-established sections of the object to be manufactured 1, then the powder P was layered on the powder layer C1, by spreading and then compaction with the aid of the roller 16 and the piston 14, then the thus obtained powder layer C2 was partially scanned by the laser beam 19A so as to solidify it part C2.0 to correspond to the second section of the object to be manufactured 1.
Une fois que la partie solidifiée C3.0 de la couche de poudre C3 est obtenue, de la poudre P est mise en couche sous forme d'une quatrième couche de poudre C4, recouvrant la couche de poudre C3, comme montré sur la figure 6. Cette mise en couche de la couche de poudre C4 est réalisée de manière similaire à la mise en couche des couches C1 , C2 et C3. Puis, également comme montré sur la figure 6, les moyens d'émission laser 18 sont actionnés de manière que son faisceau 19A balaye en partie la couche de poudre C4, en vue de solidifier cette dernière sur toute son épaisseur, par frittage et/ou fusion. Cependant, à la différence de l'utilisation du faisceau laser 19A pour solidifier en totalité chacune des parties C1 .0, C2.0, C3.0 des couches de poudre précédentes C1 , C2 et C3, seulement une fraction C4.0.1 d'une partie C4.0, correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 , de la couche C4 est solidifiée par balayage laser. Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, cette fraction C4.0.1 de la partie C4.0 de la couche de poudre C4 inclut deux portions C4.0.1 A et C4.0.1 B qui sont opposées l'une à l'autre dans la direction de l'axe X-X, chacune de ces portions C4.0.1 A et C4.0.1 B de la fraction solidifiée C4.0.1 étant balayée par le faisceau laser 19A à des instants différents, comme illustré par les figures 6 et 7, moyennant un paramétrage ad hoc de l'actionnement et/ou de la trajectoire de ce faisceau laser. Dans tous les cas, à l'issue de l'application sur la quatrième couche de poudre C4 du faisceau laser 19A, la partie C4.0 de cette couche de poudre C4, correspondant à la section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 au niveau de cette quatrième couche de poudre, n'est pas solidifiée en totalité, mais seule sa fraction C4.0.1 est solidifiée, étant entendu que, comme montré sur la figure 7, cette fraction solidifiée C4.0.1 s'étend sur toute l'épaisseur de la couche de poudre C4. Le reste de la partie C4.0 de la couche de poudre C4, qui forme une fraction C4.0.2 de cette partie de couche de poudre C4.0, n'est pas solidifiée. Once the solidified part C3.0 of the powder layer C3 is obtained, powder P is layered in the form of a fourth layer of powder C4, covering the powder layer C3, as shown in FIG. This layering of the powder layer C4 is carried out in a manner similar to the layering of the layers C1, C2 and C3. Then, also as shown in FIG. 6, the laser emission means 18 are actuated so that its beam 19A partially scans the powder layer C4, in order to solidify the latter throughout its thickness, by sintering and / or fusion. However, unlike the use of the laser beam 19A to completely solidify each of the parts C1 .0, C2.0, C3.0 of the preceding powder layers C1, C2 and C3, only a fraction C4.0.1 of a part C4.0, corresponding to a two-dimensional section of the object to be manufactured 1, of the layer C4 is solidified by laser scanning. In the embodiment considered in the figures, this fraction C4.0.1 of the part C4.0 of the powder layer C4 includes two portions C4.0.1 A and C4.0.1 B which are opposite each other in the direction of the axis XX, each of these portions C4.0.1 A and C4.0.1 B of the solidified fraction C4.0.1 being scanned by the laser beam 19A at different times, as illustrated by FIGS. 6 and 7, with an ad hoc setting of the operation and / or trajectory of this laser beam. In all cases, after the application on the fourth layer of powder C4 of the laser beam 19A, the portion C4.0 of this powder layer C4, corresponding to the two-dimensional section of the object to be manufactured 1 to level of this fourth layer of powder, is not solidified in its entirety, but only its C4.0.1 fraction is solidified, it being understood that, as shown in FIG. 7, this solidified fraction C4.0.1 extends over the entire thickness of the C4 powder layer. The remainder of the C4.0 portion of the C4 powder layer, which forms a C4.0.2 fraction of this C4.0 powder layer portion, is not solidified.
Puis, comme montré sur la figure 8, une cinquième couche de poudre C5 est mise en couche, en recouvrant la quatrième couche de poudre C4, et, de la même façon que pour la couche de poudre C4, seulement une fraction C5.0.1 d'une partie C5.0, correspondant à une nouvelle section tridimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 , de cette cinquième couche de poudre C5 est solidifiée par balayage du faisceau laser 19A. Ainsi, comme montré sur la figure 8, à l'issue du balayage laser de la couche de poudre C5, la partie de cette dernière, correspondant à la section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 au niveau de cette couche de poudre C5, n'est solidifiée que pour sa fraction C5.0.1 , tandis que sa fraction C5.0.2 n'est pas solidifiée.  Then, as shown in FIG. 8, a fifth layer of powder C5 is layered, covering the fourth layer of powder C4, and, in the same way as for the layer of powder C4, only a fraction C5.0.1 d a part C5.0, corresponding to a new three-dimensional section of the object to be manufactured 1, of this fifth layer of powder C5 is solidified by scanning the laser beam 19A. Thus, as shown in FIG. 8, at the end of the laser scanning of the powder layer C5, the part of the latter corresponding to the two-dimensional section of the object to be manufactured 1 at the level of this powder layer C5, is only solidified for its C5.0.1 fraction, while its C5.0.2 fraction is not solidified.
Puis, comme représenté sur la figure 9, de la même façon que décrit précédemment pour mettre en couche les couches de poudre C1 , C2, C3, C4 et C5, une sixième couche de poudre C6 est mise en couche en recouvrant la cinquième couche de poudre C5, puis seulement une fraction C6.0.1 d'une portion C6.0, correspondant à une nouvelle section de l'objet à fabriquer, de cette sixième couche de poudre C6 est solidifiée par balayage du faisceau laser 19A, tandis que sa fraction restante C6.0.2 n'est pas solidifiée.  Then, as shown in FIG. 9, in the same way as previously described for layering the powder layers C1, C2, C3, C4 and C5, a sixth layer of powder C6 is layered by covering the fifth layer of powder C5, then only a fraction C6.0.1 of a portion C6.0, corresponding to a new section of the object to be manufactured, of this sixth layer of powder C6 is solidified by scanning the laser beam 19A, while its fraction remaining C6.0.2 is not solidified.
A la différence de l'utilisation des moyens d'émission laser 18 décrite jusqu'ici, ces moyens 18 sont ensuite utilisés pour appliquer davantage d'énergie laser à la poudre P que lors de la solidification des fractions C4.0.1 , C5.0.1 et C6.0.1 : pour illustrer cet aspect sur les figures, le faisceau laser appliquant davantage d'énergie est référence 19B. Suivant une forme de réalisation préférentielle, ce faisceau laser 19B se distingue du faisceau laser 19A par le fait que la puissance du faisceau laser 19B est plus grande que celle du faisceau laser 19A.  Unlike the use of the laser emission means 18 described so far, these means 18 are then used to apply more laser energy to the powder P than during the solidification of the fractions C4.0.1, C5.0.1 and C6.0.1: to illustrate this aspect in the figures, the laser beam applying more energy is reference 19B. According to a preferred embodiment, this laser beam 19B differs from the laser beam 19A in that the power of the laser beam 19B is greater than that of the laser beam 19A.
En pratique, la forme de réalisation des moyens d'émission laser 18 n'est pas limitative, du moment que ces moyens 18 appliquent sélectivement deux énergies lasers différentes, comme les faisceaux lasers 19A et 19B sur les figures. A titre d'exemple, les moyens d'émission laser 18 inclut deux lasers dont les sources respectives présentent des puissances différentes ou bien n'inclut qu'un seul laser dont la puissance de la source est réglable en fonctionnement. Dans ces deux cas, les éléments de mise en mouvement des faisceaux lasers 19A et 19B, typiquement des miroirs galvanométriques, peuvent être les mêmes pour les deux faisceaux 19A et 19B, ce qui revient à dire que les caractéristiques, notamment la vitesse et la précision, des balayages respectifs par les faisceaux 19A et 19B sont les mêmes pour ces deux faisceaux lasers. Une alternative consiste à utiliser une même puissance laser mais à jouer sur la vitesse de balayage pour obtenir que le faisceau 19B applique à la poudre P davantage d'énergie que le faisceau 19A. Plus généralement, on comprend que ce sont les caractéristiques laser, respectivement associées aux faisceaux 19A et 19B, qui sont à choisir ou régler, et ce en fonction de l'épaisseur de poudre que l'on souhaite solidifier par balayage laser, comme expliqué juste après. In practice, the embodiment of the laser emission means 18 is not limiting, as long as these means 18 selectively apply two different laser energies, such as the laser beams 19A and 19B in the figures. By way of example, the laser emission means 18 includes two lasers whose respective sources have different powers or only one laser whose power of the source is adjustable in operation. In these two cases, the moving elements of the laser beams 19A and 19B, typically galvanometric mirrors, may be the same for the two beams 19A and 19B, which is to say that the characteristics, in particular the speed and accuracy respective scans by the beams 19A and 19B are the same for these two laser beams. An alternative is to use the same laser power but to play on the scanning speed to obtain that the beam 19B applies to the powder P more energy than the beam 19A. More generally, it is understood that it is the laser characteristics, respectively associated with the beams 19A and 19B, which are to be chosen or adjusted, and that depending on the powder thickness that is desired to solidify by laser scanning, as explained just after.
Comme montré sur la figure 9, du fait que le faisceau 19B apporte davantage d'énergie laser, son application sur la couche de poudre C6 induit par frittage et/ou fusion, à la fois, la solidification de la fraction C6.0.2 de la partie de couche de poudre C6.0 n'ayant pas été solidifiée par le faisceau laser 19A et la solidification des fractions non encore solidifiées C4.0.2 et C5.0.2 des parties C4.0 et C5.0 des couches de poudre sous-jacentes C4 et C5. On comprend que les caractéristiques du faisceau laser 19B sont adaptées à la nécessité de solidifier conjointement, c'est-à-dire ensemble et en même temps, les épaisseurs respectives des trois couches de poudre superposées C4, 05 et 06.  As shown in FIG. 9, because the beam 19B brings more laser energy, its application on the C6 powder layer induced by sintering and / or melting, at the same time, solidifies the fraction C6.0.2 of the part of the C6.0 powder layer which has not been solidified by the laser beam 19A and the solidification of the non-solidified fractions C4.0.2 and C5.0.2 of parts C4.0 and C5.0 of the underlying layers of powder C4 and C5. It is understood that the characteristics of the laser beam 19B are adapted to the need to jointly solidify, that is to say together and at the same time, the respective thicknesses of the three superimposed powder layers C4, 05 and 06.
A l'issue de l'application du faisceau laser 19B sur la couche de poudre 06, comme montré sur la figure 10, la totalité des fractions C4.0.2, C5.0.2 et 06.0.2 des couches de poudre 04, 05 et 06 sont solidifiées. A cet instant, on comprend que, dans chacune des couches de poudre 04, 05 et 06, la totalité de leur partie C4.0, C5.0 et 06.0, correspondant aux sections bidimensionnelles associées de l'objet à fabriquer 1 , est solidifiée, avec l'avantage que, pour ce qui concerne leur fraction 04.0.2, C5.0.2 et 06.0.2, la solidification a été obtenue de manière productive grâce à l'utilisation du faisceau 19B à forte énergie laser, tandis que la solidarisation de leur fraction C4.0.1 , 05.0.1 et 06.0.1 a été obtenue avec finesse grâce à l'utilisation du faisceau 19A à moindre énergie laser. Il en résulte que les fractions C4.0.2, C5.0.2 et C6.0.2, qui ont été solidifiées conjointement, forment un amas de poudre solidifié d'un seul tenant, qui est juxtaposé horizontalement aux fractions C4.0.1 , C5.0.1 et C6.0.1 qui ont été solidifiées individuellement les unes après les autres et les unes au-dessus des autres, ces fractions ayant une épaisseur fine comparativement à celle de l'amas précité. On comprend que les fractions C4.0.1 , 05.0.1 et C6.0.1 sont avantageusement prévues en bordure de l'objet à fabriquer 1 , pour en soigner la qualité de réalisation, tandis que la solidification conjointe des fractions 04.0.2, C5.0.2 et C6.0.2 favorise la productivité de fabrication de l'objet à cœur.  At the end of the application of the laser beam 19B on the powder layer 06, as shown in FIG. 10, all the fractions C4.0.2, C5.0.2 and 06.0.2 of the powder layers 04, 05 and 06 are solidified. At this moment, it is understood that, in each of the layers of powder 04, 05 and 06, all of their portion C4.0, C5.0 and 06.0, corresponding to the two-dimensional sections associated with the object to be manufactured 1, is solidified. , with the advantage that, with regard to their fraction 04.0.2, C5.0.2 and 06.0.2, the solidification has been obtained productively thanks to the use of the beam 19B with high laser energy, while the solidarization of their fraction C4.0.1, 05.0.1 and 06.0.1 was obtained with finesse thanks to the use of the beam 19A with lower laser energy. As a result, the fractions C4.0.2, C5.0.2 and C6.0.2, which have been solidified together, form a solidified solid mass of powder, which is juxtaposed horizontally with the fractions C4.0.1, C5.0.1 and C6.0.1 which were individually solidified one after the other and one above the other, these fractions having a fine thickness compared to that of the above-mentioned cluster. It is understood that the fractions C4.0.1, 05.0.1 and C6.0.1 are advantageously provided at the edge of the object to be manufactured 1, to care for the quality of implementation, while the joint solidification of the fractions 04.0.2, C5. 0.2 and C6.0.2 promotes the manufacturing productivity of the object at heart.
Comme illustré par la figure 1 1 , l'outil de rectification 20 est alors actionné en vue de corriger des défauts D altérant l'état de surface de la partie C6.0 de la couche de poudre 06. En effet, à l'issue de l'application du faisceau laser 19B sur la couche de poudre C6, cette dernière présente par exemple, en tant que défauts, des surépaisseurs dans la partie de couche solidifiée C6.0, en particulier dans la fraction C6.0.2, en saillie vers le haut de la surface supérieure du reste de cette partie solidifiée C6.0. Plus généralement, les défauts D ont été générés par l'interaction entre la couche de poudre C6 et le faisceau laser 19B, comme montré de manière schématique et exagérée sur la figure 10. En fait, la partie de couche solidifiée C6.0 correspond à une section numérisée qui avait été identifiée comme étant à risque, parmi l'ensemble des sections numérisées, lors de la détermination de ces dernières à partir de la définition numérique de l'objet 1 à fabriquer, autrement dit lors de l'étape préparatoire évoquée plus haut. En effet, comme expliqué progressivement ci-dessus en lien avec les figures 6 à 10, la section numérisée correspondant à la partie de couche solidifiée C6.0 est une section à zones multi- épaisseur juxtaposées, dans le sens où la partie de couche solidifiée C6.0 inclut, à la fois, la fraction C6.0.1 , qui a été solidifiée alors qu'elle recouvrait la fraction déjà solidifiée C5.0.1 de la couche C5 recouverte par la couche C6, et la fraction C6.0.2 qui a été solidifiée conjointement avec la fraction non encore solidifiée C5.0.2 de la couche C5. Une telle section à zones multi-épaisseur juxtaposées est prédisposée à l'apparition de défauts dans la partie de couche solidifiée correspondante, comme c'est le cas pour les défauts de D de la partie de couche solidifiée C6.0 montrée à la figure 10. Autrement dit, du fait que la partie de couche solidifiée C6.0 correspond à une section à risque, ces défauts D sont prévisibles. As illustrated in FIG. 11, the grinding tool 20 is then actuated in order to correct defects D altering the surface state of the portion C6.0 of the powder layer 06. Indeed, at the end of the application of the laser beam 19B to the powder C6, the latter has, for example, as defects, extra thicknesses in the solidified layer portion C6.0, in particular in the fraction C6.0.2, projecting upwards from the upper surface of the rest of this solidified part C6.0. More generally, the defects D have been generated by the interaction between the powder layer C6 and the laser beam 19B, as shown schematically and exaggerated in FIG. 10. In fact, the solidified layer portion C6.0 corresponds to a digitized section that had been identified as being at risk, among all the digitized sections, when determining the latter from the numerical definition of the object 1 to be manufactured, in other words during the preparatory stage evoked upper. Indeed, as explained progressively above in connection with FIGS. 6 to 10, the digitized section corresponding to the solidified layer portion C6.0 is a juxtaposed multi-thickness zone section, in the sense that the solidified layer portion C6.0 includes both the fraction C6.0.1, which was solidified while covering the already solidified fraction C5.0.1 of layer C5 covered by layer C6, and the fraction C6.0.2 which was solidified together with the not yet solidified fraction C5.0.2 of the C5 layer. Such a juxtaposed multi-thickness zone section is predisposed to the appearance of defects in the corresponding solidified layer portion, as is the case for the defects of D of the solidified layer portion C6.0 shown in FIG. 10 In other words, since the solidified layer portion C6.0 corresponds to a risk section, these defects D are predictable.
A cet égard, on notera qu'il existe une relation directe entre l'épaisseur d'une couche de poudre solidifiée par balayage laser et la quantité de poudre nécessaire à la réalisation de cette couche préalablement à sa solidification : en effet, de manière connue en soi, la réalisation d'une couche de poudre selon une épaisseur donnée implique qu'il existe une distance entre la génératrice du rouleau de mise en couche, tel que le rouleau 16 précité, et la surface supérieure de la couche précédemment solidifiée, cette distance augmentant proportionnellement avec l'épaisseur de la couche solidifiée. Cette distance augmente au moins pour deux raisons : d'une part, on n'obtient une structure dense du matériau solidifié aux environs de 100% qu'à partir d'une densité, de l'ordre de 50%, pour la couche de poudre déposée préalablement à sa solidification par balayage laser ; d'autre part, la surface supérieure de la couche précédemment solidifiée n'est pas, dans la réalité, une surface rigoureusement plane, mais présente un état de surface irrégulier, comprenant des crêtes et des creux générés par l'interaction du faisceau laser avec la couche de poudre. En conséquence de cette situation, on comprend qu'il peut être pratiquement impossible de fabriquer directement une couche de poudre ayant par exemple une épaisseur de 15 μηι suite à la solidification préalable directe d'une couche de poudre ayant par exemple une épaisseur de 60 μηι : en effet, pour réaliser la couche de 15 μηι, la génératrice du rouleau va entrer en contact avec les crêtes de la surface supérieure de la couche de 60 μηι, précédemment solidifiée. A minima, cela engendrera des écrasements de matière au niveau de la couche précédemment solidifiée, avec un risque de dégradation localisé de la structure, ainsi qu'une détérioration à terme de la surface cylindrique du rouleau, avec perte de ses caractéristiques mécaniques, géométriques et d'état de surface. Au pire, il y aura interruption de la réalisation de la couche de 1 5 μηι, donc arrêt du procédé de fabrication de l'objet tridimensionnel. Les explications qui précèdent permettent également de comprendre pourquoi, en pratique, il est impossible de prévoir de fabriquer, par les procédés classiques existants, des couches solidifiées juxtaposées horizontalement, ayant des épaisseurs respectives différentes. In this respect, it will be noted that there is a direct relationship between the thickness of a layer of powder solidified by laser scanning and the quantity of powder necessary for producing this layer prior to its solidification: in fact, in a known manner in itself, the production of a layer of powder according to a given thickness implies that there is a distance between the generatrix of the layering roller, such as the roller 16 mentioned above, and the upper surface of the layer previously solidified, this distance increasing proportionally with the thickness of the solidified layer. This distance increases for at least two reasons: on the one hand, a dense structure of the solidified material is obtained at about 100% only from a density, of the order of 50%, for the powder deposited prior to solidification by laser scanning; on the other hand, the upper surface of the previously solidified layer is not, in reality, a strictly planar surface, but has an irregular surface condition, including peaks and valleys generated by the interaction of the laser beam with the powder layer. As a consequence of this situation, it is understood that it may be practically impossible to directly manufacture a layer of powder having, for example, a thickness of 15 μηι following the prior direct solidification of a layer of powder having for example a thickness of 60 μηι: indeed, to achieve the layer of 15 μηι, the generatrix of the roller will come into contact with the peaks of the upper surface of the 60 μηι layer, previously solidified. At least, this will cause crushing of material at the level of the previously solidified layer, with a risk of localized degradation of the structure, as well as a deterioration in the long term of the cylindrical surface of the roll, with loss of its mechanical, geometrical and surface condition. At worst, there will be interruption of the realization of the layer of 1 5 μηι, thus stopping the manufacturing process of the three-dimensional object. The preceding explanations also make it possible to understand why, in practice, it is impossible to provide, by the existing conventional methods, horizontally juxtaposed solidified layers having different respective thicknesses.
Afin d'éliminer les défauts prévisibles D, on met en œuvre, directement à la suite de l'étape de solidification de la partie de couche solidifiée C6.0, une étape de correction de ces défauts, cette étape étant préprogrammée du fait que, comme expliqué plus haut, la section numérisée correspondant à la partie de couche solidifiée C6.0 a été identifiée comme étant à risque lors de l'étape préparatoire précitée. Pour ce faire, l'outil de rectification 20 est, comme montré sur la figure 1 1 , actionné, en étant par exemple, à la fois, entraîné en rotation sur lui-même autour de son axe central Y20, comme indiqué par la flèche F8 sur la figure 1 1 , et rapproché de la surface supérieure de la partie solidifiée C6.0 de la couche de poudre C6, ce rapprochement étant réalisé selon toutes les cinématiques envisageables : dans l'exemple de réalisation considéré ici, ce rapprochement est réalisé par entraînement de l'outil 20 en translation horizontale dans la direction de l'axe X-X, comme indiqué par la flèche F9 sur la figure 1 1 , cette translation F9 étant précédée d'un décalage vertical, dans la direction de l'axe Z-Z, entre l'outil 20 et le piston 14, ce décalage résultant par exemple de la combinaison d'une translation vers le bas selon l'axe Z-Z de l'outil 20 et d'une translation vers le haut selon l'axe Z-Z du piston 14. Plus généralement, le piston 14 est avantageusement déplacé de manière coordonnée à l'actionnement de l'outil de rectification 20, notamment pour renforcer l'action de cet outil sur les défauts D à éliminer.  In order to eliminate the foreseeable defects D, a step of correcting these defects is implemented directly after the solidification step of the solidified layer portion C6.0, this step being preprogrammed because, as explained above, the digitized section corresponding to the solidified layer portion C6.0 has been identified as being at risk during the preparatory step mentioned above. To do this, the grinding tool 20 is, as shown in FIG. 11, actuated, for example, at the same time, rotated on itself about its central axis Y20, as indicated by the arrow F8 in FIG. 11, and close to the upper surface of the solidified part C6.0 of the powder layer C6, this approximation being made according to all conceivable kinematics: in the embodiment considered here, this approximation is realized by driving the tool 20 in horizontal translation in the direction of the axis XX, as indicated by the arrow F9 in FIG. 11, this translation F9 being preceded by a vertical offset, in the direction of the axis ZZ between the tool 20 and the piston 14, this offset resulting for example from the combination of a downward translation along the axis ZZ of the tool 20 and an upward translation along the axis ZZ of the piston 14. More generally, the piston 14 is ava ntageusement moved in a coordinated manner to the actuation of the grinding tool 20, in particular to enhance the action of this tool on defects D to eliminate.
Lorsque la face extérieure de l'outil 20 interfère avec chaque défaut D, en particulier leur partie saillante, l'outil élimine le défaut, par enlèvement de matière, autrement dit en retirant, typiquement par abrasion et/ou découpe, la surépaisseur correspondante de ce défaut. Cela revient à dire que l'outil 20 resurface la partie solidifiée C6.0 de la couche de poudre C6. Bien entendu, les conditions d'actionnement de l'outil de rectification 20, ici la vitesse de rotation F8 et la vitesse de translation F9, sont adaptées pour éliminer les surépaisseurs des défauts D en de fines particules, qui sont détachées de la partie solidifiées C6.0, en particulier de sa fraction C6.0.2, de la couche de poudre C6 et dont la présence ne sera pas sensible pour la suite de la mise en œuvre de la fabrication de l'objet 1 . When the outer face of the tool 20 interferes with each defect D, in particular their projecting portion, the tool eliminates the defect, by removal of material, in other words by removing, typically by abrasion and / or cutting, the corresponding excess thickness of this defect. This amounts to saying that the tool resurface the solidified part C6.0 of the powder layer C6. Of course, the operating conditions of the grinding tool 20, here the rotation speed F8 and the translation speed F9, are adapted to eliminate the excess thicknesses of the defects D in fine particles, which are detached from the solidified part C6.0, in particular of its fraction C6.0.2, of the layer of powder C6 and whose presence will not be sensitive thereafter of the implementation of the manufacture of the object 1.
Une fois que l'outil de rectification 20 a traité toute la surface supérieure de la partie de couche solidifiée C6.0 et en a ainsi éliminé toutes les parties saillantes des défauts D, l'actionnement de cet outil cesse. Une étape de mise en couche, visant à former une septième couche de poudre, recouvrant la couche de poudre C6, peut alors être mise en œuvre sans être contrariée par les parties saillantes des défauts D. A titre d'exemple, la figure 12 montre cette septième couche de poudre C7 dont la partie C7.0, correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer 1 , n'est solidifiée que de manière fractionnelle, moyennant le balayage de sa fraction correspondante C7.0.1 par le faisceau laser 19A de faible puissance. Bien entendu, plutôt que de réaliser cette solidarisation fractionnelle de la partie C7.0 de la couche de poudre C7, similairement à ce qui a été réalisé pour les couches de poudre C4 et C5, la totalité de la partie C7.0 de la couche de poudre C7 aurait pu, à titre de variante non représentée, être solidifiée par balayage du faisceau laser 19A, similairement à ce qui a été réalisé pour les couches de poudre C1 , C2 et C3. Plus généralement, les opérations qui viennent d'être décrites jusqu'ici sont répétées pour mettre en couche et partiellement solidifier autant de couches de poudre que nécessaires à l'obtention de l'objet tridimensionnel 1 complet, c'est-à-dire autant de couches de poudre que de sections de cet objet préalablement déterminées lors de l'étape préparatoire, comme expliqué plus haut.  Once the grinding tool 20 has processed the entire upper surface of the solidified layer portion C6.0 and thereby removed all projecting portions of the defects D, the actuation of this tool ceases. A layering step, aimed at forming a seventh layer of powder, covering the powder layer C6, can then be implemented without being impeded by the projecting portions of the defects D. As an example, FIG. this seventh layer of powder C7 whose part C7.0, corresponding to a two-dimensional section of the object to be manufactured 1, is solidified only fractionally, by scanning its corresponding fraction C7.0.1 by the laser beam 19A low power. Of course, rather than achieving this fractional joining of the C7.0 portion of the C7 powder layer, similar to what has been achieved for the C4 and C5 powder layers, the entire C7.0 portion of the layer C7 powder could have, by way of variant not shown, be solidified by scanning the laser beam 19A, similar to what has been achieved for the powder layers C1, C2 and C3. More generally, the operations just described so far are repeated to layer and partially solidify as many layers of powder as necessary to obtain the complete three-dimensional object 1, that is to say as much layers of powder only sections of this object previously determined during the preparatory stage, as explained above.
On notera que, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, les diverses couches de poudre considérées C1 à C7 présentent la même épaisseur, ce qui, entre autres, facilite la programmation et l'actionnement des moyens de mise en couche qui incluent le piston 14 et le rouleau 16. A titre d'exemple non limitatif, l'épaisseur précitée vaut 10 ou 15 μηι. Ceci étant, à titre de variante non représentée, la mise en couche des couches de poudre peut être prévue pour que ces couches de poudre présentent des épaisseurs respectives différentes : plus précisément, du fait de la possibilité d'utiliser le faisceau 19B à forte énergie laser, une ou plusieurs couches de poudre peuvent être mises en couche de manière à présenter une épaisseur plus importante que les couches de poudre 01 à 07 considérées sur les figures, étant entendu que cette ou ces couches de poudre plus épaisses seront balayées exclusivement par le faisceau laser 19B pour en solidifier une partie correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer, occupant toute l'épaisseur de cette couche de poudre plus épaisse. Ainsi, plus globalement, le premier exemple du procédé de fabrication et le dispositif associé 10 permettent : It should be noted that, in the embodiment considered in the figures, the various powder layers considered C1 to C7 have the same thickness, which, inter alia, facilitates the programming and actuation of the layering means which include the piston 14 and the roller 16. By way of non-limiting example, the aforementioned thickness is 10 or 15 μηι. This being the case, as a variant not shown, the layering of the powder layers can be provided so that these powder layers have respective different thicknesses: more precisely, because of the possibility of using the high energy beam 19B. laser, one or more layers of powder may be layered so as to have a greater thickness than the powder layers 01 to 07 considered in the figures, it being understood that this or these layers of thicker powder will be scanned exclusively by the laser beam 19B to solidify a portion corresponding to a two-dimensional section of the object to be made, occupying the entire thickness of this layer of thicker powder. Thus, more generally, the first example of the manufacturing method and the associated device allow:
- d'augmenter la productivité de fabrication moyennant la solidification simultanée de plusieurs couches de poudre, représentant un empilement de forte épaisseur, dans un même lit de poudre à solidifier, dans lequel des couches de poudre, de plus faible épaisseur, sont préalablement solidifiées de manière fractionnelle, et ce en anticipant et en corrigeant les défauts prévisibles apparaissant lors de cette solidification simultanée ; et  to increase the productivity of manufacture by simultaneously solidifying several layers of powder, representing a stack of great thickness, in the same bed of powder to be solidified, in which layers of powder, of smaller thickness, are previously solidified by fractionally, and this by anticipating and correcting the foreseeable defects appearing during this simultaneous solidification; and
- d'augmenter la qualité de surface des surfaces fonctionnelles des objets tridimensionnels pouvant être fabriqués, en solidifiant de manière fractionnelle des couches de poudre peu épaisses, dans un même lit de poudre incluant un empilement épais de couches de poudre, solidifié d'un seul coup par balayage d'un faisceau appliquant davantage d'énergie laser que celui appliqué pour solidifier, couche après couche, les fractions de chacune des couches de poudre peu épaisses, sans souffrir de la présence des défauts prévisibles du fait de leur correction systématique dès qu'ils apparaissent.  - to increase the surface quality of the functional surfaces of the three-dimensional objects that can be manufactured, by fractionally solidifying layers of thin powder, in the same bed of powder including a thick stack of layers of powder, solidified with a single a scanning blow of a beam applying more laser energy than that applied to solidify, layer after layer, the fractions of each of the layers of thin powder, without suffering from the presence of predictable defects due to their systematic correction as soon as 'They appear.
DEUXIEME EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION SECOND EXAMPLE OF MANUFACTURING PROCESS
Ce deuxième exemple est illustré par les figures 13 et 14.  This second example is illustrated by Figures 13 and 14.
Le procédé de ce deuxième exemple reprend les mêmes étapes de mise en couche et de solidification que celles expliquées en détail ci-dessus en lien avec les figures 1 à 5. Pour la suite de la présentation de ce deuxième exemple, on considère que le procédé a été ainsi mis en œuvre par répétition des étapes de mise en couche et de solidification, jusqu'à obtenir la partie solidifiée d'une nième couche de poudre, qui, sur les figures 13 et 14, est observée verticalement de dessus.  The method of this second example uses the same layering and solidification steps as those explained in detail above in connection with FIGS. 1 to 5. For the rest of the presentation of this second example, it is considered that the process was thus implemented by repetition of the layering and solidification steps, until the solidified part of an nth layer of powder, which, in Figures 13 and 14, is observed vertically from above.
Dans le cas de la figure 13, cette nième couche de poudre, référencée CN, inclut une partie solidifiée CN.O qui présente un contour fermé sur lui-même, en ceinturant ainsi totalement une partie non solidifiée CN.P.  In the case of FIG. 13, this nth powder layer, referenced CN, includes a CN.sub.O solidified part which has a closed contour on itself, thus completely surrounding a non-solidified part CN.P.
Dans le cas de la figure 14, cette nième couche de poudre, référencée CN', inclut une partie solidifiée CN'.O qui est constituée de bandes, parallèles entre elles et séparées les unes des autres par une partie non solidifiée CN'.P, elle aussi constituée de bandes parallèles entre elles. Dans l'exemple considéré sur la figure 14, les bandes de la partie de couche solidifiée CN'.O sont de largeur constante et identique entre elles, notée a. De même, les bandes de la partie de couche non solidifiée CN'.P présentent une largeur constante et identique entre elles, qui est notée b et qui, ici, est égale à la largeur des bandes de la partie de couche solidifiée CN'.O. De par leur structure, les parties de couche solidifiées CN.O et CN'.O correspondent à des sections, parmi celles déterminées lors de l'étape préparatoire évoquée plus haut, potentiellement prédisposées à ce qu'un défaut apparaisse dans la partie de couche solidifiée correspondante CN.O, CN'.O. En effet, ces sections sont potentiellement à grande aire relative, dans le sens où, en projection sur plan géométrique horizontal, l'aire la partie de couche solidifiée correspondante vaut au moins X % de la somme de l'aire de cette partie de couche solidifiée correspondante et de l'aire de la partie de couche non solidifiée CN.P, CN'.P alors que cette dernière est majoritairement bordée par la partie de couche solidifiée CN.O, CN'.O, X étant strictement inférieur à 100. Ainsi, pour les exemples considérés sur les figures et si X est fixé à 50, la section correspondant à la partie de couche solidifiée CN'.O est à risque, tandis que la section correspondant à la partie de couche solidifiée CN.O n'est pas à risque. Bien entendu, la section correspondant à la partie de couche solidifiée CN.O sera considérée comme étant à risque si X est choisi à une valeur suffisamment grande, au-delà de 50. En pratique, la valeur pour X est choisie par l'opérateur mettant en œuvre le procédé de fabrication de l'objet 1 , notamment en fonction de la composition de la poudre P et des caractéristiques morpho-dimensionnelles de l'objet 1 . In the case of FIG. 14, this nth powder layer, referenced CN ', includes a solidified part CN'.O which consists of strips parallel to each other and separated from each other by a non-solidified part CN'.P it also consists of parallel strips between them. In the example considered in FIG. 14, the strips of the solidified portion of layer CN'.O are of constant width and identical to each other, denoted by a. Similarly, the strips of the non-solidified layer portion CN'.P have a constant and identical width with each other, which is denoted by b and which, here, is equal to the width of the strips of the solidified layer portion CN '. O. By their structure, the solidified portions of CN.O and CN'.O layer correspond to sections, among those determined during the preparatory step mentioned above, potentially predisposed to a defect appears in the layer portion corresponding solidified CN.O, CN'.O. Indeed, these sections are potentially of large relative area, in the sense that, in horizontal geometric plane projection, the corresponding area of solidified layer portion is at least X% of the sum of the area of this layer part corresponding solidified surface and the area of the non-solidified layer portion CN.P, CN'.P while the latter is predominantly bordered by the solidified layer portion CN.O, CN'.O, X being strictly less than 100 Thus, for the examples considered in the figures and if X is set at 50, the section corresponding to the solidified layer part CN'.O is at risk, while the section corresponding to the solidified layer portion CN.O is not at risk. Of course, the section corresponding to the solidified portion CN.O layer will be considered at risk if X is chosen at a sufficiently large value, beyond 50. In practice, the value for X is chosen by the operator implementing the manufacturing method of the object 1, in particular as a function of the composition of the powder P and the morpho-dimensional characteristics of the object 1.
Ainsi, le deuxième exemple du procédé de fabrication prévoit, lors de l'étape préparatoire précitée, d'identifier les sections à grande aire relative, à partir d'une valeur préchoisie pour le paramètre X, comme étant des sections à risque, c'est-à-dire des sections prédisposées à l'apparition d'un défaut dans les parties de couche solidifiées correspondant à ces sections. Juste après que la partie de couche solidifiée correspondant à l'une de ces sections à risque est réalisée, une étape de correction de défaut, similaire à celle présentée plus haut en lien avec la figure 1 1 , est mise en œuvre.  Thus, the second example of the manufacturing method provides, during the aforementioned preparatory step, to identify the sections with a large relative area, starting from a value pre-selected for the parameter X, as being at risk sections. i.e. sections predisposed to the appearance of a defect in the solidified layer portions corresponding to these sections. Just after the solidified layer portion corresponding to one of these risk sections is realized, a fault correction step, similar to that presented above in connection with FIG. 11, is implemented.
En pratique, l'étape de correction peut ainsi être mise en œuvre, de manière préprogrammée, après la réalisation d'une partie de couche solidifiée correspondant à chaque section à grande aire relative. En variante, plutôt que de prévoir que chaque section à grande aire relative est une section à risque dont la partie de couche solidifiée correspondante fera l'objet d'une correction, une section à grande aire relative peut n'être considérée à risque que si elle est la dernière de n sections à grande aire relative, n étant un paramètre choisi par programmation, par exemple entre 2 et 100.  In practice, the correction step can thus be implemented, in a preprogrammed manner, after the completion of a solidified layer portion corresponding to each large relative area section. Alternatively, rather than providing that each large area section is a risk section whose corresponding solidified layer portion will be corrected, a large area section may be considered at risk only if it is the last of n sections with large relative area, n being a parameter chosen by programming, for example between 2 and 100.
TROISIEME EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION THIRD EXAMPLE OF MANUFACTURING PROCESS
Ce troisième exemple est illustré par les figures 15 et 16.  This third example is illustrated by Figures 15 and 16.
Le procédé du troisième exemple reprend les mêmes étapes de mise en couche et de solidification que celles expliquées en détail plus haut en lien avec les figures 1 à 5. Ainsi, sur la figure 15, l'objet à fabriquer 1 a déjà commencé d'être fabriqué, moyennant la superposition des couches de poudre C101 et C102 et la solidification successive des parties respectives C101 .O et C102.O de ces couches C101 et C102. De plus, une troisième couche de poudre C103 a été mise en forme et recouvre la couche C102. Un faisceau 19 des moyens d'émission laser 18 balaye en partie la couche de poudre C103, en solidifiant une partie C103.0 de cette couche C103, comme indiqué par la flèche F107 sur la figure 15. En d'autres termes, ce qui vient d'être expliqué pour le troisième exemple du procédé de fabrication reprend les explications développées plus haut pour les exemples précédents. The method of the third example uses the same layering and solidification steps as those explained in detail above in connection with FIGS. 1 to 5. Thus, in FIG. 15, the object to be manufactured 1 has already begun to be manufactured, by superposition of the layers of powder C101 and C102 and the successive solidification of the respective portions C101 .O and C102.O of these layers C101 and C102. In addition, a third layer of powder C103 has been shaped and covers the layer C102. A beam 19 of the laser emission means 18 partially scans the powder layer C103, by solidifying a portion C103.0 of this layer C103, as indicated by the arrow F107 in FIG. 15. In other words, what has just been explained for the third example of the manufacturing process uses the explanations developed above for the previous examples.
Comme représenté de manière exagérée sur les figures 15 et 16, la partie de couche solidifiée C103.O de la couche de poudre C103 présente des défauts D liés à des contre-dépouilles que forme cette partie de couche solidifiée C103.O par rapport à la partie solidifiée C102.O de la couche C102, dans le sens où la partie de couche solidifiée C103.O est partiellement en surplomb sur de la poudre P non solidifiée de la couche C102.  As shown exaggerated in FIGS. 15 and 16, the solidified layer portion C103.O of the powder layer C103 has undercontained defects D that form this solidified layer portion C103.O with respect to the solidified part C102.O of the layer C102, in the sense that the solidified layer portion C103.O is partly overhanging on the non-solidified powder P of the layer C102.
Dès lors, comme représenté sur la figure 16, à l'issue de l'étape de réalisation de la partie de couche solidifiée C103.O, l'outil de rectification 20 est mis en œuvre pour corriger les défauts D, notamment de manière similaire à ce qui avait été expliqué en regard de la figure 1 1 .  Therefore, as shown in FIG. 16, at the end of the step of producing the solidified layer portion C103.O, the grinding tool 20 is used to correct the defects D, in particular in a similar manner to what had been explained with reference to FIG.
La mise en œuvre de cette étape de correction des défauts D à l'aide de l'outil de rectification 20 est préprogrammée à l'avance car, lors de l'étape préparatoire précitée de détermination des sections numérisées de l'objet à fabriquer, la section correspondant à la partie de couche solidifiée C3.0 a été identifiée comme étant à risque du fait que cette section est à contre-dépouille, dans le sens où, comme expliqué ci-dessus, la partie de couche solidifiée C103.O inclut un surplomb sur de la poudre non solidifiée de la couche C102 recouverte par la couche C103.  The implementation of this defect correction step D using the grinding tool 20 is preprogrammed in advance because, during the aforementioned preparatory step of determining the digitized sections of the object to be manufactured, the section corresponding to the solidified layer portion C3.0 has been identified as being at risk because this section is undercut, in the sense that, as explained above, the solidified layer portion C103.O includes an overhang on non-solidified powder of the layer C102 covered by the layer C103.
En pratique, toutes les sections numérisées à contre-dépouille peuvent être considérées comme à risque et donc induire la mise en œuvre de l'étape de correction de défaut juste après la réalisation de la partie de couche solidifiée correspondant à chacune de ces sections à contre-dépouille. En variante, un ou plusieurs critères peuvent être retenus pour caractériser comme étant à risque ou non les sections à contre-dépouille de l'objet à fabriquer. Autrement dit, parmi les diverses sections à contre-dépouille de l'objet à fabriquer, seules certaines seront identifiées comme étant à risque en fonction d'au moins un critère parmi :  In practice, all digitized undercut sections can be considered as at risk and thus induce the implementation of the defect correction step just after the completion of the solidified layer portion corresponding to each of these sections against -bare. Alternatively, one or more criteria may be retained to characterize as being at risk or not the undercut sections of the object to be manufactured. In other words, among the various undercut sections of the object to be manufactured, only some will be identified as being at risk according to at least one of:
- la distribution granulométrique de la poudre P,  the particle size distribution of the powder P,
- la composition chimique de la poudre P, - l'épaisseur de la couche de poudre dans laquelle est réalisée la partie de couche solidifiée correspondant à la section, et the chemical composition of the powder P, the thickness of the powder layer in which the portion of the solidified layer corresponding to the section is made, and
- l'angle formé, par rapport à un plan géométrique horizontal, par le surplomb de la partie de couche solidifiée correspondante.  the angle formed, with respect to a horizontal geometrical plane, by the overhang of the corresponding solidified layer part.
QUATRIEME EXEMPLE DE PROCEDE DE FABRICATION FOURTH EXAMPLE OF MANUFACTURING PROCESS
Ce quatrième exemple est illustré par les figures 17 à 20.  This fourth example is illustrated by FIGS. 17 to 20.
Le procédé du quatrième exemple est une variante de l'un quelconque des premier, deuxième et troisième exemples décrits jusqu'ici, dans laquelle, en plus de prévoir et corriger les défauts prévisibles D, le procédé prévoit de détecter et corriger des défauts autres que les défauts prévisibles D, autrement dit de détecter et de corriger des défauts imprévisibles d. De tels défauts imprévisibles d sont susceptibles d'apparaître dans des parties de couche solidifiées pour des raisons diverses et non limitatives, qui, par définition, sont soit ignorées, soit insuffisamment prises en compte lorsque les sections à risque sont identifiées lors de l'étape préparatoire précitée.  The method of the fourth example is a variant of any one of the first, second and third examples described so far, in which, in addition to predicting and correcting the foreseeable defects D, the method provides for detecting and correcting defects other than predictable defects D, in other words, detecting and correcting unforeseeable defects d. Such unforeseeable defects d are likely to appear in solidified layer parts for various and non-limiting reasons, which, by definition, are either ignored or not sufficiently taken into account when the risk sections are identified during the step aforementioned preparatory process.
A titre d'exemple, comme représenté de manière exagérée sur la figure 17, les défauts imprévisibles d sont des contre-dépouilles qui apparaissent dans une partie solidifiée C103'.O d'une couche de poudre C103' correspondant à une section qui n'a pas été caractérisée comme étant à risque lors de l'étape préparatoire. Aussi, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures 17 et suivantes, une fois que la partie solidifiée C103'.O de la couche de poudre C103' est obtenue, les opérations visant à obtenir une couche de poudre supplémentaire, recouvrant la couche de poudre C103', commencent d'être mises en œuvre : de manière similaire à ce qui a été expliqué précédemment, ces opérations consistent, comme montré sur la figure 17, à translater vers le bas le piston 14 selon son axe Z14 de manière similaire à la translation F1 , comme indiqué par la flèche F1 ' sur la figure 17, puis à commencer d'étaler sur la couche de poudre C103' de la poudre supplémentaire P à l'aide du rouleau 16 entraîné simultanément en translation et en rotation de manière similaire à la translation F2 et à la rotation F3, comme respectivement indiqué par les flèches F2' et F3' sur la figure 17.  By way of example, as shown in an exaggerated manner in FIG. 17, the unpredictable defects d are undercuts which appear in a solidified part C103'.O of a powder layer C103 'corresponding to a section which does not was not characterized as being at risk during the preparatory stage. Also, in the exemplary embodiment considered in FIGS. 17 and following, once the solidified part C103'.O of the powder layer C103 'is obtained, the operations aiming at obtaining an additional layer of powder, covering the layer of Powder C103 ', begin to be implemented: similarly to what has been explained above, these operations consist, as shown in Figure 17, to translate downwardly the piston 14 along its axis Z14 similarly to the translation F1, as indicated by the arrow F1 'in FIG. 17, then beginning to spread on the layer of powder C103' additional powder P with the aid of the roller 16 driven simultaneously in translation and in rotation of similar to the translation F2 and the rotation F3, as indicated respectively by the arrows F2 'and F3' in FIG. 17.
Cependant, cette étape de mise en couche visant à obtenir une couche de poudre supplémentaire est interrompue à l'instant montré sur la figure 17, en raison de la détection d'un défaut imprévisible d de la partie solidifiée C103'.O de la couche de poudre C103', par le rouleau 16, plus précisément au moment où ce rouleau interfère avec l'un des défauts imprévisibles d. Pour ce faire, les moyens d'entraînement du rouleau 16 sont conçus pour contrôler le comportement cinématique du rouleau 16 aux fins de l'étalement de la poudre à mettre en couche, à savoir, son couple résistant, sa vitesse de translation et son écart de position angulaire par rapport à la consigne initiale prédéterminée. Une variation mesurée sur l'un de ces paramètres représentatifs du comportement du rouleau indique la présence des défauts imprévisibles d. Autrement dit, plus généralement, dans cette variante, le dispositif 10 permet de contrôler, notamment de mesurer, au moins un paramètre représentatif du comportement cinématique du rouleau 16 lors de son utilisation pour mettre en couche la poudre P et ainsi d'observer une variation de ce ou ces paramètres, due à une résistance à l'étalement de cette poudre sur la partie solidifiée de la couche de poudre à recouvrir par la poudre P, en raison de la présence des défauts d de cette partie de couche solidifiée : par exemple, dans le cas considéré sur les figures, lors de l'étalement de la poudre P par le rouleau 16, le couple d'entraînement en rotation du rouleau 16 s'accroît au moment où ce dernier interfère avec l'un des défauts d, ce qui implique que le rouleau rencontre un obstacle résistant à son déplacement. However, this layering step to obtain an additional layer of powder is interrupted at the instant shown in FIG. 17, because of the detection of an unpredictable defect d of the solidified part C103'.O of the layer powder C103 ', by the roller 16, more precisely at the moment when this roller interferes with one of the unpredictable defects d. To do this, the drive means of the roller 16 are designed to control the kinematic behavior of the roller 16 for the purpose of spreading the powder to be layered, namely, its resistant torque, its translational speed and its angular position deviation from the predetermined initial setpoint. A variation measured on one of these parameters representative of the behavior of the roll indicates the presence of unpredictable defects d. In other words, more generally, in this variant, the device 10 makes it possible to control, in particular to measure, at least one parameter representative of the kinematic behavior of the roller 16 when it is used to layer the powder P and thus to observe a variation of this or these parameters, due to resistance to the spreading of this powder on the solidified portion of the powder layer to be covered by the powder P, because of the presence of the defects d of this solidified layer portion: for example in the case considered in the figures, during the spreading of the powder P by the roll 16, the driving torque in rotation of the roll 16 increases at the moment when the latter interferes with one of the defects d, which implies that the roll meets an obstacle resistant to its displacement.
Une fois que le défaut imprévisible d est détecté et que les opérations de mise en couche sont interrompues, le rouleau 16 est entraîné de manière à se retrouver suffisamment écarté du défaut d pour que ce dernier puisse être traité par l'outil de rectification 20. Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, ce dégagement du rouleau 16 consiste en une translation horizontale dans la direction de l'axe X-X et en sens opposé à la translation F2', comme indiqué par la flèche F2" sur la figure 18. En pratique, le rouleau 16 retrouve ainsi, par la translation F2", sa position initiale, c'est-à- dire la position qu'il occupait avant le commencement des opérations de mise en couche visant à réaliser la couche de poudre recouvrant la couche C103'.  Once the unpredictable defect d is detected and the layering operations are interrupted, the roll 16 is driven so as to be sufficiently separated from the defect d so that the latter can be treated by the grinding tool 20. In the exemplary embodiment considered in the figures, this clearance of the roll 16 consists of a horizontal translation in the direction of the axis XX and in the opposite direction to the translation F2 ', as indicated by the arrow F2 "in FIG. 18 In practice, the roller 16 thus finds, by the translation F2 ", its initial position, that is to say the position it occupied before the beginning of the layering operations to achieve the layer of powder covering the layer C103 '.
Afin d'éliminer les défauts d, l'outil de rectification 20 est alors actionné comme montré sur la figure 19, et ce, par exemple, de manière similaire à ce qui a été expliqué en détail en regard de la figure 1 1 .  In order to eliminate the defects of the grinding tool 20 is then actuated as shown in Figure 19, and this, for example, similarly to what has been explained in detail with reference to Figure 1 1.
Avantageusement, comme représenté sur la figure 20, l'entraînement de l'outil de rectification 20 est maintenu de manière que ce dernier passe en regard de toute la face supérieure de la partie de couche solidifiée C103'.O : de cette façon, en plus de corriger le défaut imprévisible d détecté par le rouleau 16, l'outil 20 corrige les éventuels autres défauts imprévisibles de la partie solidifiée C103'.O. Dans l'exemple de réalisation considéré ici, cela revient à translater l'outil 20 depuis l'une des extrémités axiales, selon l'axe X-X, du puits 12 jusqu'à son extrémité axiale opposée, pendant que la rotation de l'outil 20 sur lui-même est maintenue.  Advantageously, as shown in FIG. 20, the drive of the grinding tool 20 is held in such a way that the latter passes over the entire upper face of the solidified layer portion C103'.O: in this way, by in addition to correcting the unpredictable defect detected by the roller 16, the tool 20 corrects any other unforeseeable defects of the solidified part C103'.O. In the exemplary embodiment considered here, this amounts to translating the tool 20 from one of the axial ends, along the axis XX, of the well 12 to its opposite axial end, while the rotation of the tool 20 on itself is maintained.
On comprend que, grâce à ce quatrième exemple de procédé de fabrication de l'objet 1 , les défauts prévisibles D sont traités systématiquement, sans même chercher à les détecter, ce qui évite, pour ces défauts prévisibles D, de mettre en œuvre des opérations de détection, telles que celles illustrées par les figures 17 et 18, tandis que des défauts imprévisibles d, c'est-à-dire apparaissant dans des parties de couches solidifiées correspondant à des sections autres que les sections à risque, sont tout de même éliminés, après avoir été détectés. It will be understood that, thanks to this fourth example of the manufacturing process of the object 1, the foreseeable defects D are systematically processed, without even seeking to detect them, which prevents, for these foreseeable defects D, the implementation of operations detection methods, such as those illustrated in FIGS. 17 and 18, while Unpredictable defects d, ie appearing in solidified layer parts corresponding to sections other than sections at risk, are still eliminated, after being detected.
A titre d'aménagement optionnel avantageux, le procédé prévoit de « capitaliser » l'information relative aux défauts imprévisibles, dans le sens où, par apprentissage, le procédé acquière progressivement la faculté d'identifier comme étant à risque des sections pour lesquelles, lors de fabrications passées similaires, les parties de couche solidifiées correspondantes ont présenté de manière récurrente des défauts imprévisibles. Lors de fabrications futures, ces sections pourront ainsi être identifiées comme étant à risque.  As an advantageous optional arrangement, the method provides for the "capitalization" of information relating to unpredictable defects, in the sense that, by learning, the process progressively acquires the ability to identify as being at risk sections for which, when of similar past fabrications, the corresponding solidified layer parts have repeatedly presented unpredictable defects. In future manufacturing, these sections can be identified as being at risk.
AUTRES EXEMPLES DE PROCEDE DE FABRICATION OTHER EXAMPLES OF MANUFACTURING PROCESS
D'autres exemples de procédé de fabrication de l'objet 1 , en utilisant le dispositif 10, consistent à combiner tout ou partie des exemples de procédé décrits jusqu'ici. En particulier, une forme de réalisation particulièrement avantageuse consiste à ce que le procédé de fabrication prévoit, lors de l'étape préparatoire précitée, d'identifier les sections à risque comme étant aussi bien une ou des sections à zones multi-épaisseur juxtaposées, qu'une ou des sections à grande aire relative et qu'une ou des sections à contre-dépouille, avantageusement en intégrant à ce procédé une possibilité de détection et de correction des défauts imprévisibles.  Other examples of method of manufacturing the object 1, using the device 10, consist in combining all or part of the method examples described so far. In particular, a particularly advantageous embodiment is that the manufacturing method provides, during the aforementioned preparatory step, to identify the risk sections as being one or more juxtaposed multi-thickness zone sections, one or more sections with large relative area and one or more undercut sections, advantageously by integrating in this method a possibility of detecting and correcting unforeseeable defects.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Procédé de fabrication d'un objet tridimensionnel (1 ) par solidification de poudre, lequel procédé comprend :  1. - A method of manufacturing a three-dimensional object (1) by powder solidification, which method comprises:
- une étape de mise en couche au cours de laquelle de la poudre (P) est mise sous forme d'une couche (C1 à C7 ; CN ; CN' ; C101 à C103 ; C103'), et  a layering step in the course of which powder (P) is formed into a layer (C1 to C7; CN; CN '; C101 to C103; C103'), and
- une étape de solidification au cours de laquelle un faisceau laser (19A, 19B ; 19) balaye et solidifie une partie (C1 .0 à C7.0 ; CN.O ; CN'.O ; C101 .O à C103.O ; C103'.O) de la couche de poudre préparée à l'issue de l'étape de mise en couche, cette partie solidifiée correspondant à une section bidimensionnelle de l'objet à fabriquer (1 ), procédé dans lequel l'étape de mise en couche puis l'étape de solidification sont répétées l'une après l'autre, en superposant les couches de poudre, jusqu'à obtenir l'objet qui est constitué des parties de couche solidifiées,  a solidification step during which a laser beam (19A, 19B; 19) scans and solidifies a portion (C1.0 to C7.0; CN.O; CN'.O; C101.0 to C103.O; C103'.O) of the layer of powder prepared at the end of the layering step, this solidified part corresponding to a two-dimensional section of the object to be manufactured (1), the method in which the step of setting in a layer and then the solidification step are repeated one after the other, by superimposing the layers of powder, until the object which consists of the solidified layer parts,
lequel procédé comprend en outre une étape préparatoire, qui est mise en œuvre avant les étapes de mise en couche et de solidification, et au cours de laquelle on détermine un ensemble de sections superposées numérisées à partir d'une définition numérique de l'objet à fabriquer, qui correspondent respectivement aux parties de couche solidifiées à successivement obtenir lors de la répétition des étapes de mise en couche et de solidification , which method further comprises a preparatory step, which is carried out before the layering and solidification steps, and during which a set of digitized superimposed sections is determined from a numerical definition of the object to be manufacturing, which respectively correspond to the solidified layer portions to successively obtain during the repetition of the layering and solidification steps,
caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie, parmi l'ensemble des sections, une ou plusieurs sections dites à risque, chaque section à risque étant prédisposée à ce qu'au moins un défaut (D), dit prévisible, apparaisse dans la partie de couche solidifiée correspondant à la section à risque, characterized in that, during the preparatory step, is identified, among the set of sections, one or more so-called risk sections, each risk section being predisposed that at least one defect (D), said predictable, appears in the solidified layer portion corresponding to the risk section,
et en ce que le procédé comprend en outre au moins une étape de correction de défaut : and in that the method further comprises at least one fault correction step:
- qui est mise en œuvre, à la fois, après la ou chaque étape de solidification à l'issue de laquelle la partie de couche solidifiée correspond à la ou l'une des sections à risque, et avant l'étape de mise en couche qui suit cette étape de solidification, et  - Which is implemented, at the same time, after the or each solidification step at the end of which the solidified layer portion corresponds to the one or one of the risk sections, and before the layering step following this solidification step, and
- au cours de laquelle un outil de rectification (20) corrige le défaut prévisible (D) de la partie de couche solidifiée correspondant à cette section à risque.  - During which a grinding tool (20) corrects the predictable defect (D) of the solidified layer portion corresponding to this risk section.
2. - Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des sections à risque comme étant une section dite à zones multi-épaisseur juxtaposées, qui correspond à une partie solidifiée (C6.0) d'une couche de poudre (C6), dite supérieure, recouvrant une couche de poudre (C5), dite inférieure, laquelle partie de couche solidifiée (C6.0) de la couche supérieure (C6) incluant deux fractions juxtaposées dont l'une (C6.0.1 ) est solidifiée par balayage laser alors qu'elle recouvre une fraction déjà solidifiée (C5.0.1 ) de la couche inférieure (C5) tandis que l'autre fraction (C6.0.2) est à solidifier par balayage laser conjointement avec une fraction non encore solidifiée (C5.0.2) de la couche inférieure (C5). 2. - Method according to claim 1, characterized in that, during the preparatory step, the or at least one of the risk sections is identified as being a section called multi-thickness zones juxtaposed, which corresponds to a part solidified (C6.0) of a layer of powder (C6), said upper, covering a layer of powder (C5), said lower, which portion of the solidified layer (C6.0) of the upper layer (C6) including two juxtaposed fractions, one of which (C6.0.1) is solidified by laser scanning while covering an already solidified fraction (C5.0.1) of the lower layer (C5) while the other fraction (C6.0.2) is to solidify by laser scanning together with a fraction not yet solidified (C5.0.2) of the lower layer (C5).
3. - Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des sections à risque comme étant une section dite à grande aire relative, qui correspond à une partie de couche solidifiée (CN.O ; CN'.O) qui, en projection sur un plan géométrique horizontal, présente une aire valant au moins X % de la somme de cette aire de la partie de couche solidifiée et d'une aire d'une partie de couche non solidifiée (CN.P ; CN'.P) majoritairement bordée par la partie de couche solidifiée, X étant strictement inférieur à 100. 3. - Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that, during the preparatory step, the or at least one of the risk sections is identified as being a section called large relative area, which corresponds to a solidified layer portion (CN.O; CN'.O) which, when projected on a horizontal geometric plane, has an area of at least X% of the sum of this area of the solidified layer portion and a area of a non-solidified layer portion (CN.P; CN'.P) predominantly bordered by the solidified layer portion, X being strictly less than 100.
4. - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des sections à risque comme étant la dernière de plusieurs sections à grande aire relative. 4. - Method according to claim 3, characterized in that, during the preparatory step, the or at least one of the risk sections is identified as being the last of several sections with a large relative area.
5. - Procédé suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, la section à grande aire relative est identifiée comme étant à risque lorsque X est inférieur ou égal à 50. 5. - Method according to one of claims 3 or 4, characterized in that, during the preparatory step, the large relative area section is identified as being at risk when X is less than or equal to 50.
6. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, on identifie la ou au moins une des couches à risque comme étant une section dite à contre-dépouille, qui correspond à une partie solidifiée (C103.O) d'une couche de poudre (C103), dite supérieure, recouvrant une couche de poudre (C102), dite inférieure, laquelle partie de couche solidifiée de la couche supérieure incluant un surplomb sur de la poudre non solidifiée de la couche inférieure. 6. - Method according to any one of the preceding claims, characterized in that, during the preparatory step, the at least one of the layers at risk is identified as being a so-called undercut section, which corresponds to a solidified part (C103.O) of a layer of powder (C103), said upper, covering a layer of powder (C102), said lower, which portion of the solidified layer of the upper layer including an overhang on non-powder solidified from the lower layer.
7. - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que, au cours de l'étape préparatoire, la section à contre-dépouille est identifiée comme étant à risque en fonction d'au moins un critère parmi : 7. - Method according to claim 6, characterized in that, during the preparatory step, the undercut section is identified as being at risk according to at least one of:
- la distribution granulométrique de la poudre,  - the particle size distribution of the powder,
- la composition chimique de la poudre,  - the chemical composition of the powder,
- l'épaisseur de la couche de poudre correspondante, et  the thickness of the corresponding powder layer, and
- l'angle formé, par rapport à un plan géométrique horizontal, par le surplomb de la partie solidifiée de la couche supérieure associée. the angle formed, with respect to a horizontal geometrical plane, by the overhang of the solidified part of the associated upper layer.
8. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de correction de défaut, l'outil de rectification (20) est appliqué sur la surface supérieure de la partie de couche solidifiée et y corrige le défaut prévisible (D) par enlèvement de matière. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, during the defect correction step, the grinding tool (20) is applied to the upper surface of the solidified layer portion and corrects the predictable defect (D) by removal of material.
9. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de chaque étape de mise en couche, on déplace un piston (14) de support de la poudre mise en couche, et en ce que, au cours de l'étape de correction, le piston est déplacé de manière coordonnée à l'actionnement de l'outil de rectification (20). 9. - Process according to any one of the preceding claims, characterized in that, during each layering step, a piston (14) for supporting the layered powder is moved, and in that during the correction step, the piston is moved in a coordinated manner to the actuation of the grinding tool (20).
10. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de rectification (20) est une fraise ou une meule. 10. - Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the grinding tool (20) is a milling cutter or grinding wheel.
1 1 . - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours des étapes de mise en couche, on contrôle la partie de couche solidifiée (C103'.O) obtenue à l'issue de l'étape de solidification qui a précédé l'étape de mise en couche en cours, pour y détecter un défaut dit imprévisible (d), et, en cas de détection d'un tel défaut imprévisible (d), on interrompt l'étape de mise en couche en cours puis on utilise l'outil de rectification (20) pour corriger ce défaut imprévisible, puis on met en œuvre une nouvelle fois l'étape de mise en couche. 1 1. - Process according to any one of the preceding claims, characterized in that, during the layering steps, controlling the solidified layer portion (C103'.O) obtained at the end of the solidification step which has preceded the current lay-up step, to detect a so-called unforeseeable defect (d), and, in case of detection of such an unpredictable defect (d), the current lay-up step is interrupted then the grinding tool (20) is used to correct this unforeseeable defect, and then the layering step is implemented again.
12. - Procédé suivant la revendication 1 1 , caractérisé en ce que, pour mettre en œuvre chaque étape de mise en couche, on utilise un rouleau d'étalement (16), qui est entraîné simultanément en rotation sur lui-même autour d'un axe central (Y16) du rouleau et en translation perpendiculairement à cet axe de manière à étaler la poudre (P) à mettre en couche, et dont on mesure au moins un paramètre du comportement cinématique de manière à détecter le défaut imprévisible (d) par observation d'une variation de ce paramètre. 12. - Process according to claim 1 1, characterized in that, to implement each step of layering, using a spreading roller (16), which is driven simultaneously in rotation about itself around a central axis (Y16) of the roll and in translation perpendicular to this axis so as to spread the powder (P) to be layered, and of which at least one parameter of the kinematic behavior is measured so as to detect the unpredictable defect (d) by observing a variation of this parameter.
13. - Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'outil de rectification (20) et le rouleau d'étalement (16) sont commandés par des moyens communs d'actionnement sélectif de cet outil de rectification et de ce rouleau d'étalement. 13. - A method according to claim 12, characterized in that the grinding tool (20) and the spreading roller (16) are controlled by common means of selective actuation of this grinding tool and of this roller. spreading.
14. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches de poudre présentent sensiblement la même épaisseur. 14. - Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the powder layers have substantially the same thickness.
PCT/EP2015/061740 2014-05-28 2015-05-27 Method for producing a three-dimensional object by solidifying powder WO2015181247A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1454852A FR3021569A1 (en) 2014-05-28 2014-05-28 METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A THREE-DIMENSIONAL OBJECT BY POWDER SOLIDIFICATION
FR1454852 2014-05-28
FR1454850 2014-05-28
FR1454850A FR3021568A1 (en) 2014-05-28 2014-05-28 PROCESS FOR PRODUCING A THREE DIMENSIONAL OBJECT BY SOLIDIFYING POWDER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015181247A1 true WO2015181247A1 (en) 2015-12-03

Family

ID=53298332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/061740 WO2015181247A1 (en) 2014-05-28 2015-05-27 Method for producing a three-dimensional object by solidifying powder

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015181247A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105599300A (en) * 2016-01-08 2016-05-25 中国石油大学(北京) Method for making rock bedding structure model based on 3D printing technology
CN116393715A (en) * 2023-04-19 2023-07-07 安徽艾密克电联科技有限责任公司 3D metal powder printer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060208396A1 (en) * 2003-02-25 2006-09-21 Satoshi Abe Three dimensional structure producing method and producing device
FR2984779A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-28 Michelin Soc Tech METHOD AND APPARATUS FOR REALIZING THREE DIMENSIONAL OBJECTS
US20130277891A1 (en) * 2011-04-19 2013-10-24 Phenix Systems Method for manufacturing an object by solidifying a powder using a laser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060208396A1 (en) * 2003-02-25 2006-09-21 Satoshi Abe Three dimensional structure producing method and producing device
US20130277891A1 (en) * 2011-04-19 2013-10-24 Phenix Systems Method for manufacturing an object by solidifying a powder using a laser
FR2984779A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-28 Michelin Soc Tech METHOD AND APPARATUS FOR REALIZING THREE DIMENSIONAL OBJECTS

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105599300A (en) * 2016-01-08 2016-05-25 中国石油大学(北京) Method for making rock bedding structure model based on 3D printing technology
CN116393715A (en) * 2023-04-19 2023-07-07 安徽艾密克电联科技有限责任公司 3D metal powder printer
CN116393715B (en) * 2023-04-19 2023-09-19 安徽艾密克电联科技有限责任公司 3D metal powder printer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2156942B1 (en) Method for manufacturing a part by selective laser fusion or sintering of powders of different materials
EP3352974B1 (en) System and method for additively manufacturing by laser melting of a powder bed
EP2794151B1 (en) Method and apparatus for producing three-dimensional objects
EP2699369B1 (en) Process for manufacturing an object by solidifying a powder using a laser
EP2877315B1 (en) Device for manufacturing three-dimensional objects layer by layer and method of manufacturing
EP3174652B1 (en) Powder additive method for manufacturing a part, in particular a sipe for lining a tyre mould
WO2017118806A1 (en) Method for manufacturing a workpiece by additive manufacturing
CA2853381C (en) Apparatus for manufacturing parts by selective melting of powder
EP1235650A1 (en) Device for applying thin layers of a powder or pulverulent material and corresponding method
JP2020097240A (en) Device for producing three-dimensional members
EP2737964A1 (en) Method for melting powder by heating the area adjacent to the bath
FR3004370A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING DISSYMMETRIC PIECE BY ADDITIVE MANUFACTURE
FR3021568A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING A THREE DIMENSIONAL OBJECT BY SOLIDIFYING POWDER
WO2014006094A1 (en) Method and apparatus for controlling a laser beam for manufacturing three-dimensional objects by means of stacked layers
WO2015181247A1 (en) Method for producing a three-dimensional object by solidifying powder
EP3509774B1 (en) Method for manufacturing a part of electroconductive material by additive manufacturing
EP3402626B1 (en) Method and facility for manufacturing a three-dimensional object
FR3021569A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A THREE-DIMENSIONAL OBJECT BY POWDER SOLIDIFICATION
WO2006096143A1 (en) Relief and three-dimensional engraving machine and method using a jet of abrasive material
WO2018210957A1 (en) Method for creating an aircraft turbomachine vane using additive manufacturing
FR3026034A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING A HOLLOW PIECE BY SELECTIVE FUSION OF POWDER
FR3095365A1 (en) SUPPORT AND SYSTEM FOR ADDITIVE MANUFACTURING AND ADDITIVE MANUFACTURING PROCESS IMPLEMENTING SUCH A SUPPORT

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15727342

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15727342

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1