WO2017103392A1 - Dispositif et procédé pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit de poudre - Google Patents

Dispositif et procédé pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit de poudre Download PDF

Info

Publication number
WO2017103392A1
WO2017103392A1 PCT/FR2016/053305 FR2016053305W WO2017103392A1 WO 2017103392 A1 WO2017103392 A1 WO 2017103392A1 FR 2016053305 W FR2016053305 W FR 2016053305W WO 2017103392 A1 WO2017103392 A1 WO 2017103392A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
reservoir
valve
mixing chamber
powders
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2016/053305
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Baptiste Mottin
Guillaume Fribourg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to US16/062,548 priority Critical patent/US11141793B2/en
Publication of WO2017103392A1 publication Critical patent/WO2017103392A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US17/382,850 priority patent/US11980943B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus 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
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/57—Metering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus 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
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/58—Means for feeding of material, e.g. heads for changing the material composition, e.g. by mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/003—Apparatus, e.g. furnaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/04—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive 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
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE 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
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE 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
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE 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
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE 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
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/10—Pre-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/70—Recycling
    • B22F10/73—Recycling of powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus 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
    • B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/63—Rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2203/00—Controlling
    • B22F2203/15—Controlling weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2207/00—Aspects of the compositions, gradients
    • B22F2207/01—Composition gradients
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/15—Nickel or cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2303/00—Functional details of metal or compound in the powder or product
    • B22F2303/40—Layer in a composite stack of layers, workpiece or article
    • B22F2303/405—Support layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to the general field of producing parts by additive manufacturing.
  • the invention is more particularly applicable to processes for manufacturing three-dimensional parts with a gradient of properties by selective melting on a powder bed.
  • the property gradient pieces are pieces that include portions having different properties, for example different materials, a different granular structure, and the like.
  • the devices used to manufacture parts by additive manufacturing for example by selective melting on a powder bed (of the "Selective Laser Melting” or “Electron Beam Melting” type), make it possible to produce complex three-dimensional parts in one piece more simply and at a lower cost than traditional methods supra. At present, these devices and the associated manufacturing methods do not make it possible to manufacture parts with a gradient of properties. Obiet and summary of the invention
  • the main purpose of the present invention is thus to allow the manufacture of parts with a gradient of properties by additive manufacturing, and more particularly by selective melting on a powder bed, in particular to obtain a better relationship between the reliability of the part and its mass. .
  • This object is achieved by means of a device for manufacturing a three-dimensional part by selective melting on a bed of powder, the device comprising:
  • a first reservoir intended to contain a first powder, said reservoir being provided with a first powder distribution valve,
  • At least one second reservoir intended to contain a second powder different from the first powder, said reservoir being provided with a second powder distribution valve,
  • a mixing chamber in communication with the first and second valves, said chamber comprising a third powder distribution valve and means for mixing the powder particles contained in said chamber,
  • Powder spreading means on the support, and - a heating member for locally melting powder spread on the support.
  • the device according to the invention is advantageous in that it makes it possible to manufacture an integral part which has portions whose properties may be different, and to provide a transition in the form of a property gradient between these portions. .
  • the piece is, in a manner known in itself, manufactured by a stack of successive layers and integral with selectively fused powder.
  • the device according to the invention makes it possible to vary the composition of each layer as and when the workpiece is manufactured. Indeed, the tanks can be filled with two different powders, for example two powders comprising different materials or an identical material but a different particle size, and choose, for each layer, the proportion of each powder that will be present in the layer.
  • the tanks are provided with powder dispensing valves and the device comprises means for controlling the quantity of powder that they deliver.
  • the powder distribution valves in order to obtain a determined quantity of powder in the mixing chamber and to ensure precise control of the composition of each layer that will be fused by the powder. heating member on the support.
  • the device according to the invention is also remarkable in that it makes it possible to mix the powders in the mixing chamber before they are deposited, which ensures that the deposited powder is homogeneous.
  • the device may comprise a first powder in the first tank and a second powder in the second tank, the first and second powders being made of the same material and having different particle sizes.
  • different particle sizes is meant for example that the dso or dgo size of the particles of the first and second powder are different. It is of course possible to use other characteristic expressions of the particle size of a powder.
  • the device may comprise a first powder in the first reservoir and a second powder in the second tank, the first and second powders being made of different materials and having an identical particle size.
  • the device comprises a first powder in the first tank and a second powder in the second tank, the first and second powders being made of different materials and having different particle sizes.
  • the device may comprise a first powder in the first tank and a second powder in the second tank, the first and second powders being made of different materials and having different particle sizes.
  • the first and the second material can be chemically compatible.
  • chemically compatible it is meant that the materials do not chemically react with one another to form another chemical species, especially during the manufacturing process and when heated and fused by the heater.
  • the first powder when the device comprises a first powder in the first reservoir and a second powder in the second reservoir, the first and second powders being made of different materials, the first powder may consist of a metal alloy and the second powder may be made of a pure metal.
  • pure metal is meant a metal which comprises a single metal element, that is to say which is not in particular an alloy of two metal elements.
  • the device further comprises means for controlling the quantity of powder or a mixture of powders delivered by the third valve.
  • the control means may comprise a balance for weighing powder.
  • the device may furthermore comprise a system for controlling at least one valve of dispensing powder or a powder mixture according to the quantity of powder or a mixture of powder delivered by the at least one valve.
  • the means for mixing the powder particles contained in the mixing chamber comprises an inlet port and a gas flow outlet opening within the mixing chamber, said inlet and outlet ports.
  • gas flow being configured to circulate a gas in the mixing chamber to mix the powder contained in said chamber.
  • the gas outlet may comprise means for preventing powder present in the mixing chamber from leaving said chamber.
  • the outlet port may comprise a protective cap configured to prevent powder from escaping from the mixing chamber through said outlet port.
  • the means for mixing the powder particles contained in the mixing chamber may comprise a kneader or a propeller.
  • a powder dispensing valve is driven by a piezoelectric actuator or a hydraulic actuator.
  • the powder dispensing valve can be controlled by means of controlling the amount of powder delivered by said valve.
  • the powder spreading means may comprise a roller or a scraper.
  • the heater may comprise a laser or an electron beam generator.
  • the first and second tanks may be located above the mixing chamber.
  • the first tank, the second tank and the mixing chamber are fixed.
  • the mixing chamber may be movable and configured to successively recover powder from one of the first and second tanks, then from the other of the first and second tanks.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a three-dimensional piece by selective melting on a powder bed, the part comprising a successive stack of layers, the method comprising, for the manufacture of a layer, the following steps: a) delivering a controlled amount of a first powder from a first reservoir,
  • step c) depositing a layer of the mixture of the first and second powders obtained in step c), and
  • step d melting at least a portion of the powder layer deposited in step d).
  • the process according to the invention is particularly remarkable in that the first and second powders delivered are mixed before being deposited.
  • the first powder is different from the second.
  • “different” is meant that they may comprise a different material or a different particle size, for example the two powders may comprise the same material but have different particle sizes, or comprise a different material and an identical particle size, or else comprise materials and different particle sizes.
  • the quantities of first powder and second powder delivered from the tanks are controlled, for example by means of control means such as a balance, which allows to obtain accurate composition gradients.
  • the controlled amount of first powder and / or the controlled amount of second powder may vary between two successive layers.
  • the invention finally relates to a method such as that described above in which the part to be manufactured is a part for aeronautics.
  • "Aeronautical part” means a part that can be used in a jet engine intended to propel an aircraft, for example: an aeronautical turbine engine blade, turbine ring sectors, a turbine disk, a turbine system aeronautical combustion chamber injection, a component of aeronautical injection system, a flange, a clamping system, a motor equipment support a hood, etc.
  • FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of a device according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a powder distribution member of a device according to another embodiment of the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates a servo system for a device according to the invention
  • FIG. 4 is a flowchart representing the main steps of a method according to the invention.
  • FIGS. 5A to 5C illustrate a first example of application of the invention for the manufacture of a turbine blade
  • FIGS. 6A and 6B illustrate a second example of application of the invention for the manufacture of a low pressure turbine disk.
  • FIG. 1 An embodiment of a device according to the invention will be described in connection with FIG. 1.
  • Such a device makes it possible to manufacture a part by selective melting on a powder bed with a gradient of properties.
  • the device 1 comprises first of all a frame, part of which is a fixed plate 2, another part comprises a manufacturing zone 3 situated next to the fixed plate 2 in which the part is intended to be manufactured, and a recovery tank of powder 4 located next to the manufacturing zone 3 and opposite the fixed plate 2.
  • the manufacturing zone 3 is provided with a mobile support 5 intended to receive powder and on which a piece 6 will be manufactured.
  • the support 5 here takes the form of a plate able to move vertically as and when the manufacture of the part 6.
  • the support 5 can for example be mounted on a hydraulic cylinder. Before start the manufacture of a part, the upper surfaces of the fixed plate 2 and the support 5 are aligned horizontally.
  • the device 1 further comprises a powder dispenser member 7 inside which are disposed a first 8 and a second 9 powder reservoir.
  • the first reservoir 8 comprises a first powder
  • the second reservoir 9 comprises a second powder, different from the first.
  • the tanks 8, 9 are located at the top in the powder dispenser 7.
  • the two tanks may contain two different powders, for example comprising different materials and identical particle sizes, or comprising an identical material and of different particle sizes, or comprising different materials and different particle sizes.
  • the first reservoir contains a metal alloy and the second reservoir a pure metal, it becomes possible to modify the composition of the alloy using pure metal during the manufacturing process and as needed.
  • the first reservoir contains a powder of given particle size
  • the second reservoir contains the same powder with a smaller particle size
  • the first reservoir contains a powder of a first material
  • the second reservoir contains a powder of a second material different from the first but chemically compatible with the first
  • Each of the tanks 8, 9 is provided with a powder dispensing valve 8a, 9a, at its lower end.
  • These powder distribution valves 8a, 9a are here in communication with a mixing chamber 10 in the form of a cavity housed in a lower part of the powder dispenser member 7. In this way, the reservoirs 8, 9 are here located above the mixing chamber 10.
  • the valves 8a and 9a are here separate so that the distribution of the powder contained in each tank 8, 9 is performed independently.
  • the flow of the powders between the reservoirs 8, 9 and the mixing chamber 10 of the dispensing member 7, and of the mixture of powders between the mixing chamber 10 and the fixed plate 2 is done under the effect of gravity.
  • the mixing chamber 10 may have a volume preferably comprised between 0.5 cm 3 and 10 cm 3 , or even between 0.5 cm 3 and 100 cm 3 , so as to store the quantity of powder required. to achieve a layer of powder on the support 5.
  • the volume of the mixing chamber will be suitable for use, especially the surface of the support 5 and the layer thicknesses envisaged.
  • the powder dispenser member 7 further comprises means for controlling the amount of powder delivered by the dispensing valves 8a, 9a.
  • These means take, in the illustrated example, the form of scales 8b, 9b able to weigh powder, which are for example located below the corresponding powder distribution valves 8a, 9a.
  • These scales 8b, 9b can be connected to a servo system 15 (FIG. 3) of the corresponding powder distribution valves 8a, 9a in order to control the quantities of powder delivered by each of them precisely and automatically.
  • the mixing chamber 10 here has a substantially conical shape and is also provided with a powder dispensing valve 10a located at its lower end.
  • the powder dispensing member 7 is positioned such that the valve 10a of the mixing chamber 10 is above the fixed plate 2.
  • the fixed plate 2 comprises a balance 10b able to weigh the powder delivered by the valve 10b, which can, as before, slave the valve 10a by a servo system 15 ( Figure 3).
  • the powder distribution valves 8a, 9a, 10a can be controlled by a piezoelectric actuator or a hydraulic actuator.
  • the scales 8b, 9b, 10b can in turn be electronic scales preferably having a sensitivity of 0.1g, more preferably a sensitivity of 0.01g or even more preferentially a sensitivity of 0.001g.
  • the mixing chamber 10 also comprises means for mixing the powder particles that it contains. These means comprise, in the example illustrated in FIG. 1, an inlet orifice 11a and an outlet orifice 11b of gas flows which open into the mixing chamber 10. A gas is intended to enter the chamber 10 via inlet port 11a, to circulate in the chamber to ensure mixing of the powders, then out of the chamber through the outlet 11b.
  • the outlet orifice 11b may comprise a protective cover 11c preventing powder from escaping from the mixing chamber 10 through the outlet orifice 11b. Note that there may be several inlet ports 11a and 11b outlet, in particular to control the path of the gas flow in the mixing chamber.
  • the means for mixing the powder particles contained in the mixing chamber 10 can also be mechanical, and consist for example of a kneader or a propeller 14 actuated by an electric motor M, as in the powder dispenser member 7 'illustrated in FIG. FIG. 2.
  • a combination of the means for mixing the powder particles described above can also be envisaged within the same device.
  • the powder dispensing member 7, 7 ' is fixed, as well as the mixing chamber 10 which is permanently located beneath the powder reservoirs 8, 9.
  • the invention is not limited to fixed tanks 8, 9 or a fixed mixing chamber 10, but that these elements can be movable in the device 1.
  • the mixing chamber 10 can be in selective communication with the valves 8a, 9a and move to recover successively powder from a reservoir, then from the other reservoir.
  • the number of tanks is not limited to two and it is not beyond the scope of the invention using more than two powder tanks.
  • the device 1 also comprises powder spreading means on the support.
  • these means comprise a roller 12 (or scraper) which can move horizontally from one end of the fixed plate 2 to the powder recovery tank 4.
  • This roller 12 can be adjustable in height so as to check the thickness of the layer of powder deposited on the support 5.
  • the roller 12 In initial position, the roller 12 is located near the valve 10a, opposite the support 5, so as to push the powder delivered by the valve 10a and spread it on the support 5.
  • the device 1 comprises a heating element 13 intended to fuse the powder deposited on the support 5.
  • the heating member comprises a generating portion 13a of a laser beam or a beam of electrons, and a guide portion 13b of the laser beam or the electron beam.
  • the guiding portion 13b may comprise optical means (for example movable mirrors) which make it possible to move the laser beam on the support 5.
  • the portion guide 13b may comprise coils adapted to deflect the electron beam.
  • the device 1 can be controlled automatically by a control system 15 comprising an automaton 16 (FIG. 3), which will be responsible for controlling the support 5, the powder dispensing member 7, 7 '(and in particular the servo-control of the powder distribution valves 8a, 9a, 10a) and the heating member 13.
  • the automaton 15 may be configured by an operator to manufacture a part by introducing parameters such as the three-dimensional shape of the piece, the thickness of a layer of powder, the amounts of first and second powders in a layer depending on the wafer of the selected part, the operating parameters of the heater, etc.
  • the automaton 16 can slave each valve 8a, 9a, 10a as a function of a powder quantity reference value and the quantity of powder actually delivered by each valve as measured for example by the control means 8b, 9b, 10b associated with each valve.
  • step Ela In a manner known per se, in a method of manufacturing a piece by selective melting on a bed of powder, there is available a quantity of powder that is deposited or spread uniformly with the aid of spreading means on the 5, then the heating member 13 merges parts of the powder layer deposited on the support 5. The previous steps are repeated to obtain the final piece.
  • a quantity of first powder is first obtained (step Ela). This quantity of first powder is for example derived from a first reservoir 8, and was delivered into the mixing chamber 10 by means of the powder dispensing valve 8a associated with the first reservoir 8. It is possible to control the quantity delivered in the chamber 10 using for example a balance 8b.
  • a quantity of a second powder (step Elb) is obtained, the second powder being different from the first (for example of a different material or of a different particle size).
  • This quantity of second powder is for example issued from a second reservoir 9, and was delivered into the mixing chamber 10 by means of the powder dispensing valve 9a associated with the second reservoir 9. The quantity delivered can be controlled. in the chamber 10 using for example a balance 9b.
  • the steps Ela and Elb can be performed simultaneously, or successively.
  • a neutral gas such as Argon is circulated in the chamber through the inlet ports 11a and 11b gas flow, for a time sufficient for the mixture to be homogeneous.
  • mechanical means such as a kneader or a helix can be used, as previously described.
  • the mixed powder obtained is then poured from the mixing chamber 10 onto the fixed plate 2 by means of the dispensing valve 10a.
  • a balance 10b possibly present below the valve 10a, makes it possible to control the quantity of the mixture of powders delivered (step E3).
  • the powder mixture obtained is deposited on the support 5 (step E4).
  • the roller 12 (or other spreading means), moves towards the support 5 by driving with it the powder delivered by the valve 10a.
  • the support 5 has previously been lowered by a height corresponding to the thickness required for a layer.
  • the roller 12 spreads the powder uniformly on the support and causes the possible surplus of powder towards the recovery tank 4.
  • the heating member 13 is activated and selectively fuses portions of the powder layer deposited on the support 5 (step E5) to form a slice of the workpiece.
  • the roll 12 returns to its initial position, and the preceding steps can be repeated for each layer.
  • the method according to the invention can be used to manufacture only part of a part, the other part of the part that can be manufactured, in a manner known per se, by using a single type of powder.
  • the blade 20 comprises a blade 21 which extends between a foot 22 and a head 23.
  • the blade 20 is further provided with a lower platform 24 and an upper platform 25 which define between them a stream of flow of gas.
  • the blade 20 is mounted on a disk and is rotated in the turbomachine. In operation, the blade 21 is subjected to the conditions imposed by the hot gas flow, while the foot portions 22 and the head 23 are protected from the vein by the platforms 24, 25 and are subjected to lower temperatures.
  • the blade 20 is manufactured layer by layer in the direction Z corresponding to the longitudinal direction in which the blade 20 extends.
  • the blade 20 can be roughly divided into three portions which are the foot 22 with the lower platform 24, the blading 21, and the head 23 with the upper platform 25, which are subject to different environmental conditions. It is therefore possible, by means of a process according to the invention, to manufacture such a blade 20 in one piece by selective melting on a bed of powder by varying the composition of the powder between the different portions of the piece, in particular to reduce its mass.
  • the method according to the invention makes it possible to create a composition gradient between the different portions to ensure a smooth transition of composition between these portions, and to increase the reliability of the part.
  • FIG. 3A Diagrammatically represented by hatched rectangles in FIG. 3A are different zones a, b, c, d and e of the blade 20, which may comprise different compositions in powders.
  • a first example of a composition gradient of the layers as a function of the zones of the blade 20 is represented on the graph of FIG. 3B.
  • the composition is represented in a powder A and a powder B in the blade 20 as a function of the zones of the blade presented above.
  • the zone a corresponding to the root of the blade 20 is manufactured solely using a powder A.
  • the proportion of powder A and powder B varies linearly to a proportion of 100% powder B in the zone e corresponding to the head 23 of the blade 20.
  • Zone a is first manufactured only with powder A.
  • the powder composition in zone c is 66% powder A and 33% powder B.
  • Zone b is a linear transition zone of composition between the zone a and the zone ç.
  • the zone d is a linear transition zone of composition between the zone ç and the zone e.
  • the proportion of powder B in zone e is 100%.
  • the powder A can for example comprise an alloy of the Inconel® 718 type with a particle size defined by a dia of less than 50 ⁇ m
  • the powder B can by for example, to include a Hastelloy® X type alloy having a dia less than 50 ⁇ m.
  • the foot of the blade comprises a titanium alloy ⁇ 17, and the blade comprises a TA6V titanium-based alloy.
  • EXAMPLE 2 We are interested in the manufacture of a low-pressure turbine turbine rotor disk 30 such as that shown schematically in FIG. 4A.
  • the disc 30 has fixing holes 31, a portion 32 forming a flange which will be stressed in fatigue (especially at the mounting holes 31) and a portion 33 forming a rim which will be biased creep.
  • the disc 30 is made from layers of fused powder and stacked for example along the Y axis, the part 32 being manufactured before the part 33.
  • a method according to the invention it is possible to manufacture such disc 30 in one piece by selective melting on a powder bed by varying the composition of the powder between the two parts 32, 33, to optimize its granular structure according to the stresses to which it will be subjected.
  • the method according to the invention makes it possible to create a gradient between the granular structures of parts 32 and 33 to ensure a smooth transition of properties between these parts, and to increase the reliability of the part.
  • Diagrammatically represented by hatched rectangles in FIG. 4 are the different zones f, g and h of the part, which may comprise different compositions in powders.
  • the zone f substantially corresponds to the flange portion 32
  • the zone h substantially corresponds to the rim portion 33
  • the zone g is the intermediate zone between the portions 32 and 33 of the disc 30.
  • FIG. 4B shows an example of an evolution of the composition into two powders C and D in the disk 20 as a function of the area of the disk in question.
  • Zone f is made from only powder C and zone h is made from only powder D.
  • Intermediate zone g is a linear transition zone of composition between zones f and g. In this way, care will be taken to choose a powder C which forms finer grains than the powder D.
  • the table below gives three examples CD1, CD2 and CD3 of couples of powders of metal alloys C and D which can be used to manufacture a disc 20 by a method according to the invention and whose mechanical properties of fatigue resistance. and the fountain are optimized according to the areas of the room.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle (6) par fusion sélective sur lit de poudre, le dispositif comprenant : un premier réservoir (8) destiné à contenir une première poudre, ledit réservoir étant muni d'une première vanne de distribution de poudre (8a), au moins un deuxième réservoir (9) destiné à contenir une deuxième poudre différente de la première poudre, ledit réservoir étant muni d'une deuxième vanne de distribution de poudre (9a), des moyens de contrôle (8b) de la quantité de première poudre délivrée par la première vanne, des moyens de contrôle (9b) de la quantité de deuxième poudre délivrée par la deuxième vanne, une chambre de mélange (10) en communication avec les première et deuxième vannes, ladite chambre comprenant une troisième vanne de distribution de poudre (10a) et des moyens (lia, 11b) pour mélanger les particules poudre contenues dans ladite chambre, un support (5) destiné à recevoir de la poudre délivrée par la troisième vanne et sur lequel est destinée à être fabriquée la pièce, des moyens d'étalement de poudre (12) sur le support, et un organe de chauffage (13) destiné à fusionner localement de la poudre étalée sur le support. L'invention vise également un procédé de fabrication d'une pièce par fusion sélective sur lit de poudre.

Description

Dispositif et procédé pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit de poudre
Arrière-plan de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine général de la réalisation de pièces par fabrication additive. L'invention s'applique plus particulièrement aux procédés de fabrication de pièces tridimensionnelles à gradient de propriétés par fusion sélective sur lit de poudre.
Les pièces à gradient de propriétés sont des pièces qui comprennent des portions ayant des propriétés différentes, par exemple des matériaux différents, une structure granulaire différente, etc.
On cherche de plus en plus à fabriquer des pièces présentant des propriétés variées notamment pour optimiser leur masse et/ou leur fiabilité. Par exemple, on peut choisir un matériau adapté à chaque portion de la pièce, en fonction des sollicitations environnementales et thermomécaniques auxquelles la portion sera soumise. Ainsi, on peut augmenter la fiabilité de la pièce en optimisant les propriétés de chaque portion, et dans certains cas réduire la masse globale en choisissant pour les portions qui le permettent des matériaux plus légers.
Une telle réduction de la masse des pièces est désirable dans le domaine aéronautique, où les problématiques actuelles concernent précisément la réduction de la masse embarquée dans les turbomoteurs, pour réduire la consommation de carburant.
Cependant, la fabrication d'une telle pièce est généralement difficile. Par exemple, les moyens de fabrication de pièces métalliques ou en alliage métallique traditionnels, tels que la fonderie ou l'usinage, ne permettent généralement pas leur réalisation. Lorsque l'on souhaite fabriquer une pièce à gradient de propriétés, il est d'usage de diviser la pièce en sous-pièces présentant des propriétés différentes, puis de les coller ou de les braser entre elles. De telles pratiques sont longues et coûteuses.
Les dispositifs utilisés pour fabriquer des pièces par fabrication additive, par exemple par fusion sélective sur lit de poudre (du type « Sélective Laser Melting » ou « Electron Beam Melting »), permettent de réaliser des pièces tridimensionnelles complexes d'un seul tenant plus simplement, et à moindre coût par rapport aux procédés traditionnels précités. A l'heure actuelle, ces dispositifs et les procédés de fabrication associés ne permettent pas de fabriquer des pièces à gradient de propriétés. Obiet et résumé de l'invention
La présente invention a donc pour but principal de permettre la fabrication de pièces à gradient de propriétés par fabrication additive, et plus particulièrement par fusion sélective sur lit de poudre, afin notamment d'obtenir un meilleur rapport entre la fiabilité de la pièce et sa masse.
Ce but est atteint grâce à un dispositif pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit de poudre, le dispositif comprenant :
- un premier réservoir destiné à contenir une première poudre, ledit réservoir étant muni d'une première vanne de distribution de poudre,
- au moins un deuxième réservoir destiné à contenir une deuxième poudre différente de la première poudre, ledit réservoir étant muni d'une deuxième vanne de distribution de poudre,
- des moyens de contrôle de la quantité de première poudre délivrée par la première vanne,
- des moyens de contrôle de la quantité de deuxième poudre délivrée par la deuxième vanne,
- une chambre de mélange en communication avec les première et deuxième vannes, ladite chambre comprenant une troisième vanne de distribution de poudre et des moyens pour mélanger les particules poudre contenues dans ladite chambre,
- un support destiné à recevoir de la poudre délivrée par la troisième vanne et sur lequel est destinée à être fabriquée la pièce,
- des moyens d'étalement de poudre sur le support, et - un organe de chauffage destiné à fusionner localement de la poudre étalée sur le support.
Le dispositif selon l'invention est avantageux en ce qu'il permet de fabriquer une pièce d'un seul tenant qui présente des portions dont les propriétés peuvent être différentes, et assurer une transition sous la forme d'un gradient de propriétés entre ces portions. La pièce est, de façon connue en soit, fabriquée par un empilement de couches successives et solidaires de poudre fusionnée sélectivement. Le dispositif selon l'invention permet de faire varier la composition de chaque couche au fur et à mesure de la fabrication de la pièce. En effet, on peut remplir les réservoirs avec deux poudres différentes, par exemple deux poudres comprenant des matériaux différents ou un matériau identique mais une granulométrie différente, et choisir, pour chaque couche, la proportion de chaque poudre qui sera présente dans la couche. On peut ainsi augmenter la fiabilité de la pièce en assurant une transition de propriétés sous la forme d'un gradient de composition entre les différentes portions de la pièce, le gradient étant réalisé dans le sens de fabrication de la pièce. En outre, on peut également optimiser la masse de la pièce obtenue en choisissant le meilleur matériau ou la meilleure granulométrie adapté à chaque portion, en fonction des sollicitations auxquelles elle sera soumise en fonctionnement.
Les réservoirs sont munis de vannes de distribution de poudre et le dispositif comprend des moyens de contrôle de la quantité de poudre qu'elles délivrent. Ainsi, on peut par exemple asservir à l'aide d'un automate, les vannes de distribution de poudre pour obtenir une quantité de poudre déterminée dans la chambre de mélange et assurer un contrôle précis de la composition de chaque couche qui sera fusionnée par l'organe de chauffage sur le support.
Le dispositif selon l'invention est également remarquable en ce qu'il permet de mélanger les poudres dans la chambre de mélange avant leur dépôt, ce qui assure que la poudre déposée est homogène.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif peut comprendre une première poudre dans le premier réservoir et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir, les première et deuxième poudres étant constituées du même matériau et présentant des granulométries différentes. Par « granulométries différentes », on entend par exemple que la taille dso ou dgo des particules de la première et de la deuxième poudre sont différentes. On peut bien entendu utiliser d'autres expressions caractéristiques de la granulométrie d'une poudre.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif peut comprendre une première poudre dans le premier réservoir et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir, les première et deuxième poudres étant constituées de matériaux différents et présentant une granulométrie identique.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif comprend une première poudre dans le premier réservoir et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir, les première et deuxième poudres étant constituées de matériaux différents et présentant des granulométries différentes.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif peut comprendre une première poudre dans le premier réservoir et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir, les première et deuxième poudres étant constituées de matériaux différents et présentant des granulométries différentes.
Dans un exemple de réalisation, lorsque le dispositif comprend une première poudre dans le premier réservoir et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir, les première et deuxième poudres étant constituées de matériaux différents, le premier et le deuxième matériau peuvent être compatibles chimiquement. Par « compatibles chimiquement » on entend que les matériaux ne réagissent pas chimiquement l'un avec l'autre pour former une autre espèce chimique, notamment au cours du procédé de fabrication et lorsqu'ils sont chauffés et fusionnés par l'organe de chauffage.[BAFi]
Dans un exemple de réalisation, lorsque le dispositif comprend une première poudre dans le premier réservoir et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir, les première et deuxième poudres étant constituées de matériaux différents, la première poudre peut être constituée d'un alliage métallique et la deuxième poudre peut être constituée d'un métal pur. Par « métal pur », on entend un métal qui comprend un unique élément métallique, c'est-à-dire qui n'est notamment pas un alliage de deux éléments métalliques.
De préférence, le dispositif comprend en outre des moyens de contrôle de la quantité de poudre ou d'un mélange de poudres délivrée par la troisième vanne.
Les moyens de contrôle peuvent comprendre une balance destinée à peser de la poudre.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif peut comprendre en outre un système d'asservissement d'au moins une vanne de distribution de poudre ou d'un mélange de poudre en fonction de la quantité de poudre ou d'un mélange de poudre délivrée par ladite au moins une vanne.
De préférence également, les moyens pour mélanger les particules de poudre contenues dans la chambre de mélange comprennent un orifice d'entrée et un orifice de sortie de flux gazeux à l'intérieur de la chambre de mélange, lesdits orifices d'entrée et de sortie de flux gazeux étant configurés pour faire circuler un gaz dans la chambre de mélange afin de mélanger la poudre contenue dans ladite chambre. En outre, la sortie de gaz peut comprendre des moyens pour empêcher à de la poudre présente dans la chambre de mélange de sortir de ladite chambre.
Dans ce cas, l'orifice de sortie peut comprendre un capot de protection configuré pour empêcher à de la poudre de s'échapper de la chambre de mélange par ledit orifice de sortie.
Les moyens pour mélanger les particules de poudre contenues dans la chambre de mélange peuvent comprendre un pétrin ou une hélice.
De préférence encore, une vanne de distribution de poudre est pilotée par un actionneur piézoélectrique ou un actionneur hydraulique. En outre, la vanne de distribution de poudre peut être asservie à l'aide des moyens de contrôle de la quantité de poudre délivrée par ladite vanne.
Les moyens d'étalement de poudre peuvent comprendre un rouleur ou un racleur.
L'organe de chauffage peut comprendre un laser ou un générateur de faisceau d'électrons.
Dans un exemple de réalisation, les premier et deuxième réservoirs peuvent être situés au-dessus de la chambre de mélange.
Dans un exemple de réalisation, le premier réservoir, le deuxième réservoir et la chambre de mélange sont fixes.
En variante, dans un exemple de réalisation, la chambre de mélange peut être mobile et configurée pour récupérer successivement de la poudre depuis l'un parmi le premier et le deuxième réservoirs, puis depuis l'autre parmi le premier et le deuxième réservoirs.
L'invention vise également un procédé de fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit le poudre, la pièce comprenant un empilement successif de couches, le procédé comprenant, pour la fabrication d'une couche, les étapes suivantes : a) délivrance d'une quantité contrôlée d'une première poudre à partir d'un premier réservoir,
b) délivrance d'une quantité contrôlée d'une deuxième poudre différente de la première à partir d'un deuxième réservoir, c) mélange des première et deuxième poudres délivrées aux étapes a) et b),
d) dépôt d'une couche du mélange des première et deuxième poudres obtenu à l'étape c), et
e) fusion d'au moins une partie de la couche de poudre déposée à l'étape d).
Comme mentionné précédemment en lien avec le dispositif de l'invention, le procédé selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'on mélange les première et deuxième poudres délivrées avant de les déposer. Cela permet notamment d'obtenir une couche de poudre déposée qui est homogène, et de réaliser des couches comportant un mélange de plusieurs poudres. Dans le procédé selon l'invention, la première poudre est différente de la deuxième. Par « différentes » on entend qu'elles peuvent comprendre un matériau différent ou une granulométrie différente, par exemple les deux poudres peuvent comprendre un même matériau mais avoir des granulométries différentes, ou comprendre un matériau différent et une granulométrie identique, ou encore comprendre des matériaux et des granulométries différents. En outre, les quantités de première poudre et de deuxième poudre délivrées à partir des réservoirs sont contrôlées, par exemple à l'aide de moyens de contrôle tels qu'une balance, ce qui permet d'obtenir des gradients de composition précis.
La quantité contrôlée de première poudre et/ou la quantité contrôlée de deuxième poudre peut varier entre deux couches successives.
L'invention vise enfin un procédé tel que celui décrit précédemment dans lequel la pièce à fabriquer est une pièce pour l'aéronautique. Par « pièce pour l'aéronautique » on entend une pièce pouvant être utilisée dans un turboréacteur destiné à propulser un aéronef, par exemple : une aube de turbomachine aéronautique, des secteurs d'anneaux de turbine, un disque de turbine, un système d'injection de chambre à combustion aéronautique, un composant de système d'injection aéronautique, une bride, un système de bridage, un support d'équipements moteur un capot, etc.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 montre un organe de distribution de poudre d'un dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 illustre schématiquement un système d'asservissement pour un dispositif selon l'invention,
- la figure 4 est un ordinogramme représentant les principales étapes d'un procédé selon l'invention, et
- les figures 5A à 5C illustrent un premier exemple d'application de l'invention pour la fabrication d'une aube de turbine, et
- les figures 6A et 6B illustrent un deuxième exemple d'application de l'invention pour la fabrication un disque de turbine basse pression.
Description détaillée de l'invention
Un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention va être décrit en lien avec la figure 1. Un tel dispositif permet de fabriquer une pièce par fusion sélective sur lit de poudre à gradient de propriétés.
Le dispositif 1 comprend tout d'abord un bâti dont une partie est un plateau fixe 2, une autre partie comprend une zone de fabrication 3 située à côté du plateau fixe 2 dans laquelle la pièce est destinée à être fabriquée, et un réservoir de récupération de poudre 4 situé à côté de la zone de fabrication 3 et à l'opposé du plateau fixe 2.
La zone de fabrication 3 est munie d'un support 5 mobile destiné à recevoir de la poudre et sur lequel sera fabriquée une pièce 6. Le support 5 prend ici la forme d'un plateau apte à se déplacer verticalement au fur et à mesure de la fabrication de la pièce 6. Le support 5 peut par exemple être monté sur un vérin hydraulique. Avant de commencer la fabrication d'une pièce, les surfaces supérieures du plateau fixe 2 et du support 5 sont alignées horizontalement.
Le dispositif 1 comprend en outre un organe de distribution de poudre 7 à l'intérieur duquel sont disposés un premier 8 et un deuxième 9 réservoir de poudre. De façon générale, le premier réservoir 8 comprend une première poudre, et le deuxième réservoir 9 comprend une deuxième poudre, différente de la première. Les réservoirs 8, 9 sont situés en partie haute dans l'organe de distribution de poudre 7.
A titre d'exemple, les deux réservoirs peuvent contenir deux poudres différentes, par exemple comprenant des matériaux différents et de granulométries identiques, ou comprenant un matériau identique et de granulométries différentes, ou encore comprenant des matériaux différents et de granulométries différentes.
Dans le cas où le premier réservoir contient un alliage métallique et le deuxième réservoir un métal pur, il devient possible de modifier la composition de l'alliage à l'aide du métal pur au cours du procédé de fabrication et selon les besoins.
Dans le cas où le premier réservoir contient une poudre de granulométrie donnée, et où le deuxième réservoir contient la même poudre avec une granulométrie plus faible, il devient possible de contrôler la densité de la pièce obtenue en jouant sur la quantité de poudre provenant du deuxième réservoir. En effet, en ajoutant plus de poudre du deuxième réservoir, dont les grains sont plus petits, on augmente la densité de la pièce.
Dans le cas où le premier réservoir contient une poudre d'un premier matériau, et où le deuxième réservoir contient une poudre d'un deuxième matériau différent du premier mais compatible chimiquement avec le premier, il devient possible de réaliser une pièce comprenant deux matériaux avec un gradient de composition entre les deux matériaux (ou, en d'autres termes, une transition « douce » entre les deux matériaux). Cela permet d'augmenter la fiabilité de la pièce et sa tenue.
Chacun des réservoirs 8, 9 est muni d'une vanne de distribution de poudre 8a, 9a, au niveau de son extrémité inférieure. Ces vannes de distribution de poudre 8a, 9a sont ici en communication avec une chambre de mélange 10 prenant la forme d'une cavité logée dans une partie basse de l'organe de distribution de poudre 7. De la sorte, les réservoirs 8, 9 sont ici situés au-dessus de la chambre de mélange 10. Les vannes 8a et 9a sont ici distinctes de sorte que la distribution de la poudre contenue dans chaque réservoir 8, 9 est réalisée de façon indépendante. Dans l'exemple illustré, l'écoulement des poudres entre les réservoirs 8, 9 et la chambre de mélange 10 de l'organe de distribution 7, et du mélange de poudres entre la chambre de mélange 10 et le plateau fixe 2 se fait sous l'effet de la pesanteur.
A titre d'exemple, la chambre de mélange 10 peut présenter un volume compris de préférence entre 0,5 cm3 et 10 cm3, voire entre 0,5 cm3 et 100 cm3, de manière à stocker la quantité de poudre nécessaire pour réaliser une couche de poudre sur le support 5. Bien entendu, le volume de la chambre de mélange sera adapté à l'utilisation, notamment à la surface du support 5 et aux épaisseurs de couches envisagées.
L'organe de distribution de poudre 7 comprend en outre des moyens pour contrôler la quantité de poudre délivrée par les vannes de distribution 8a, 9a. Ces moyens prennent, dans l'exemple illustré, la forme de balances 8b, 9b aptes à peser de la poudre, qui sont par exemple situées au-dessous des vannes de distribution de poudre 8a, 9a correspondantes. Ces balances 8b, 9b peuvent être connectées à un système d'asservissement 15 (figure 3) des vannes de distribution de poudre 8a, 9a correspondantes, afin de contrôler les quantités de poudre délivrées par chacune d'elles précisément et de façon automatique.
La chambre de mélange 10 a ici une forme sensiblement conique et est également munie d'une vanne de distribution de poudre 10a située à son extrémité inférieure. L'organe de distribution de poudre 7 est positionné de telle sorte que la vanne 10a de la chambre de mélange 10 se trouve au-dessus du plateau fixe 2. Par ailleurs, dans l'exemple illustré, le plateau fixe 2 comprend une balance 10b apte à peser la poudre délivrée par la vanne 10b, qui peut, comme précédemment, asservir la vanne 10a par un système d'asservissement 15 (figure 3).
A titre d'exemple, les vannes de distribution de poudre 8a, 9a, 10a peuvent être pilotées par un actionneur piézoélectrique ou un actionneur hydraulique. Les balances 8b, 9b, 10b peuvent quant à elle être des balances électroniques présentant préférentiel lement une sensibilité à 0,1g, plus préférentiellement une sensibilité à 0,01g ou encore plus préférentiellement une sensibilité à 0,001g. La chambre de mélange 10 comprend également des moyens pour mélanger les particules de poudre qu'elle contient. Ces moyens comprennent, dans l'exemple illustré sur la figure 1, un orifice d'entrée lia et un orifice de sortie 11b de flux gazeux qui débouchent dans la chambre de mélange 10. Un gaz est destiné à entrer dans la chambre 10 par l'orifice d'entrée lia, à circuler dans la chambre pour assurer le mélange des poudres, puis à sortir de la chambre par l'orifice de sortie 11b. L'orifice de sortie 11b peut comprendre un capot de protection 11c empêchant à de la poudre de s'échapper de la chambre de mélange 10 par l'orifice de sortie 11b. On notera qu'il peut y avoir plusieurs orifices d'entrée lia et de sortie 11b, notamment afin de contrôler le trajet du flux gazeux dans la chambre de mélange.
Les moyens pour mélanger les particules de poudre contenues dans la chambre de mélange 10 peuvent également être mécaniques, et consister par exemple en un pétrin ou une hélice 14actionné par un moteur électrique M, comme dans l'organe de distribution de poudre 7' illustré sur la figure 2. Une combinaison des moyens pour mélanger les particules de poudre décrits précédemment est aussi envisageable au sein d'un même dispositif.
Dans les exemples illustrés sur les figures, l'organe de distribution de poudre 7, 7' est fixe, ainsi que la chambre de mélange 10 qui est située en permanence au-dessous des réservoirs 8, 9 de poudre. On notera que l'invention ne se limite pas à des réservoirs 8, 9 fixes ou une chambre de mélange 10 fixe, mais que ces éléments peuvent être mobiles dans le dispositif 1. En d'autres termes, la chambre de mélange 10 peut être en communication sélective avec les vannes 8a, 9a et se déplacer pour récupérer successivement de la poudre depuis un réservoir, puis depuis l'autre réservoir. En outre, le nombre de réservoirs n'est pas limité à deux et on ne sort pas du cadre de l'invention en utilisant plus de deux réservoirs de poudre.
Le dispositif 1 comprend également des moyens d'étalement de poudre sur le support. Dans l'exemple illustré, ces moyens comprennent un rouleau 12 (ou un racleur) qui peut se déplacer horizontalement depuis une extrémité du plateau fixe 2 jusqu'au réservoir de récupération de poudre 4. Ce rouleau 12 peut être réglable en hauteur de façon à contrôler l'épaisseur de la couche de poudre déposée sur le support 5. En position initiale, le rouleau 12 est situé à proximité de la vanne 10a, à l'opposé du support 5, de façon à pouvoir pousser de la poudre délivrée par la vanne 10a et à l'étaler sur le support 5.
De plus, le dispositif 1 comprend un organe de chauffage 13 destiné à fusionner de la poudre déposée sur le support 5. Dans l'exemple illustré, l'organe de chauffage comprend une portion génératrice 13a d'un faisceau laser ou d'un faisceau d'électrons, et une portion de guidage 13b du faisceau laser ou du faisceau d'électron. Dans le cas d'un laser, la portion de guidage 13b peut comprendre des moyens optiques (par exemple des miroirs mobiles) qui permettent de déplacer le faisceau laser sur le support 5. Dans le cas d'un faisceau d'électrons, la portion de guidage 13b peut comprendre des bobines aptes à dévier le faisceau d'électrons.
Enfin, le dispositif 1 peut être contrôlé de façon automatique par un système d'asservissement 15 comprenant un automate 16 (figure 3), qui sera chargé de contrôler le support 5, l'organe de distribution de poudre 7, 7' (et notamment l'asservissement des vannes de distribution de poudre 8a, 9a, 10a) et l'organe de chauffage 13. Par exemple, l'automate 15 peut être configuré par un opérateur pour fabriquer une pièce en y introduisant des paramètres tels que la forme tridimensionnelle de la pièce, l'épaisseur d'une couche de poudre, les quantités de première et deuxième poudres dans une couche en fonction de la tranche de la pièce choisie, les paramètres de fonctionnement de l'organe de chauffage, etc. En particulier, l'automate 16 peut asservir chaque vanne 8a, 9a, 10a en fonction d'une valeur consigne de quantité de poudre et de la quantité de poudre effectivement délivrée par chaque vanne telle que mesurée par exemple par les moyens de contrôle 8b, 9b, 10b associés à chaque vanne.
Un procédé de fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit de poudre va maintenant être décrit en lien avec l'ordinogramme de la figure 2, et le dispositif de la figure 1.
De façon connue en soi, dans un procédé de fabrication d'une pièce par fusion sélective sur lit de poudre, on dispose d'une quantité de poudre que l'on dépose ou étale uniformément à l'aide de moyens d'étalement sur le support 5, puis l'organe de chauffage 13 fusionne certaines parties de la couche de poudre déposée sur le support 5. Les étapes précédentes sont répétées pour obtenir la pièce finale. Dans le procédé selon l'invention, pour fabriquer une couche de la pièce, on obtient tout d'abord une quantité de première poudre (étape Ela). Cette quantité de première poudre est par exemple issue d'un premier réservoir 8, et a été délivrée dans la chambre de mélange 10 à l'aide de la vanne de distribution de poudre 8a associée au premier réservoir 8. On peut contrôler la quantité délivrée dans la chambre 10 à l'aide par exemple d'une balance 8b.
Puis, on obtient une quantité d'une deuxième poudre (étape Elb), la deuxième poudre étant différente de la première (par exemple d'un matériau différent ou d'une granulométrie différente). Cette quantité de deuxième poudre est par exemple issue d'un deuxième réservoir 9, et a été délivrée dans la chambre de mélange 10 à l'aide de la vanne de distribution de poudre 9a associée au deuxième réservoir 9. On peut contrôler la quantité délivrée dans la chambre 10 à l'aide par exemple d'une balance 9b. Les étapes Ela et Elb peuvent être réalisées simultanément, ou successivement.
Une fois les quantités des deux poudres dans la chambre de mélange 10, elles sont mélangées dans la chambre 10 (étape E2). Par exemple, on fait circuler un gaz neutre comme de l'Argon dans la chambre à l'aide des orifices d'entrée lia et de sortie 11b de flux de gaz, pendant une durée suffisante pour que le mélange soit homogène. En variante, on peut utiliser des moyens mécaniques tels qu'un pétrin ou une hélice, comme décrit précédemment.
La poudre mélangée obtenue est ensuite déversée depuis la chambre de mélange 10 sur le plateau fixe 2 au moyen de la vanne de distribution 10a. Une balance 10b, éventuellement présente au-dessous de la vanne 10a permet de contrôler la quantité du mélange de poudres délivrée (étape E3).
Ensuite, le mélange de poudre obtenu est déposé sur le support 5 (étape E4). Pour ce faire, le rouleau 12 (ou un autre moyen d'étalement), se déplace en direction du support 5 en entraînant avec lui la poudre délivrée par la vanne 10a. Le support 5 a préalablement été abaissé d'une hauteur correspondant à l'épaisseur voulue pour une couche. Le rouleau 12 étale uniformément la poudre sur le support et entraîne l'éventuel surplus de poudre vers le réservoir de récupération 4. Avant que le rouleau 12 ne reprenne sa position initiale, l'organe de chauffage 13 est activé et fusionne sélectivement des parties de la couche de poudre déposée sur le support 5 (étape E5), pour former une tranche de la pièce à fabriquer.
Enfin, le rouleau 12 retourne à sa position initiale, et les étapes précédentes peuvent être répétées pour chaque couche. Pour réaliser des gradients de composition dans la pièce, il est avantageux de faire varier les quantités de première et/ou de deuxième poudre entre deux couches successives.
On notera que le procédé selon l'invention peut être utilisé pour fabriquer seulement une partie d'une pièce, l'autre partie de la pièce pouvant être fabriquée, de façon connue en soi, en utilisant un seul type de poudre.
Des exemples d'application d'un procédé selon l'invention vont maintenant être décrits pour la fabrication de pièces pour l'aéronautique, et notamment d'une aube de turbine (Exemple 1) et d'un disque de turbine basse pression (Exemple 2).
Exemple 1
On s'intéresse à la fabrication d'une aube de turbine de turbomachine aéronautique telle que celle illustrée schématiquement sur la figure 3A.
De façon connue en soi, l'aube 20 comprend un aubage 21 qui s'étend entre un pied 22 et une tête 23. L'aube 20 est en outre munie d'une plateforme inférieure 24 et d'une plateforme supérieure 25 qui délimitent entre elles une veine d'écoulement de flux gazeux.
L'aube 20 est montée sur un disque et est entraînée en rotation dans la turbomachine. En fonctionnement, l'aubage 21 est soumis aux conditions imposées par le flux gazeux chaud, tandis que les portions de pied 22 et de tête 23 sont protégées de la veine par les plateformes 24, 25 et sont soumises à des températures inférieures.
L'aube 20 est fabriquée couche par couche selon la direction Z correspondant à la direction longitudinale dans laquelle s'étend l'aube 20. Ainsi, l'aube 20 peut être divisée grossièrement en trois portions que sont le pied 22 avec la plateforme inférieure 24, l'aubage 21, et la tête 23 avec la plateforme supérieure 25, qui sont soumises à des conditions environnementales différentes. Il est donc envisageable, grâce à un procédé selon l'invention, de fabriquer une telle aube 20 en une seule pièce par fusion sélective sur lit de poudre en faisant varier la composition de la poudre entre les différentes portions de la pièce, notamment pour réduire sa masse.
De plus, le procédé selon l'invention permet de créer un gradient de composition entre les différentes portions pour assurer une transition douce de composition entre ces portions, et augmenter la fiabilité de la pièce.
On a représenté schématiquement par des rectangles hachurés sur la figure 3A différentes zones a, b, ç, d et e de l'aube 20, qui peuvent comprendre des compositions différentes en poudres.
Un premier exemple de gradient de composition des couches en fonction des zones de l'aube 20 est représenté sur le graphe de la figure 3B. Dans ce graphe on a représenté la composition en une poudre A et en une poudre B dans l'aube 20 en fonction des zones de l'aube présentées ci-dessus. Dans ce premier exemple, la zone a correspondant au pied de l'aube 20 est fabriquée uniquement en utilisant une poudre A. Puis, dans les zones b, ç et d, correspondant aux plateformes 24, 25 et à l'aubage 21, la proportion de poudre A et de poudre B varie linéairement jusqu'à atteindre une proportion de 100% en poudre B dans la zone e correspondant à la tête 23 de l'aube 20.
Un deuxième exemple de gradient de composition des couches en fonction des zones de l'aube 20 est représenté sur le graphe de la figure 3C. La zone a est tout d'abord fabriquée seulement avec la poudre A. La composition en poudres dans la zone ç est de 66% de poudre A et 33% de poudre B. La zone b est une zone de transition linéaire de composition entre la zone a et la zone ç. Puis, la zone d est une zone de transition linéaire de composition entre la zone ç et la zone e. La proportion de poudre B dans la zone e est de 100%.
Dans les deux exemples de gradients de composition décrits précédemment en référence aux figures 3B et 3C, la poudre A peut par exemple comprendre un alliage du type Inconel® 718 avec une granulométrie définie par un dgo inférieur à 50 pm, et la poudre B peut par exemple comprendre un alliage du type Hastelloy® X ayant un dgo inférieur à 50 pm.
On notera qu'il est également possible de fabriquer de la même manière d'autres types d'aubes, comme des aubes de compresseur bi matériaux, par exemple dont le pied de l'aube comprend un alliage à base de titane ΤΊ17, et la pale comprend un alliage à base de titane TA6V.
Exemple 2 On s'intéresse à la fabrication d'un disque de turbine basse pression 30 de turbomachine aéronautique tel que celui illustré schématiquement sur la figure 4A. Le disque 30 présente des trous de fixation 31, une partie 32 formant une bride qui sera sollicitée en fatigue (notamment au niveau des trous de fixation 31) et une partie 33 formant une jante qui sera sollicitée en fluage.
Pour assurer une bonne tenue en fluage de la pièce, on cherche à obtenir une microstructure comportant des grains de taille plus importante, alors que pour assurer une bonne tenue en fatigue, des grains plus petits sont préférables. En effet, une déformation en fluage se produit à cause de glissements au niveau des joints de grains, l'augmentation de la taille des grains permet de réduire le nombre de joints de grain et leur longueur cumulée. A l'inverse, pour réduire la propagation d'une fissure (et donc augmenter la tenue à la fatigue), on cherche à augmenter le nombre de joints de grains en réduisant leur taille.
Le disque 30 est fabriqué à partir de couches de poudre fusionnées et empilées par exemple selon l'axe Y, la partie 32 étant fabriquée avant la partie 33. Ainsi, grâce à un procédé selon l'invention, il est possible de fabriquer un tel disque 30 en une seule pièce par fusion sélective sur lit de poudre en faisant varier la composition de la poudre entre les deux parties 32, 33, pour optimiser sa structure granulaire en fonction des sollicitations auxquelles elle sera soumise.
De plus, le procédé selon l'invention permet de créer un gradient entre les structures granulaires des parties 32 et 33 pour assurer une transition douce de propriétés entre ces parties, et augmenter la fiabilité de la pièce. On a représenté schématiquement par des rectangles hachurés sur la figure 4 les différentes zones f, g et h de la pièce, qui peuvent comprendre des compositions différentes en poudres. La zone f correspond sensiblement à la partie 32 formant bride, la zone h correspond sensiblement à la partie 33 formant jante, et la zone g est la zone intermédiaire entre les parties 32 et 33 du disque 30.
On a représenté sur le graphe de la figure 4B un exemple d'évolution de la composition en deux poudres C et D dans le disque 20 en fonction de la zone du disque considérée. La zone f est fabriquée à partir seulement de la poudre C et la zone h est fabriquée à partir seulement de la poudre D. La zone g intermédiaire est une zone de transition linéaire de composition entre les zones f et g. On veillera ainsi à choisir une poudre C qui forme des grains plus fins que la poudre D.
Le tableau ci-dessous donne trois exemples CD1, CD2 et CD3 de couples de poudres d'alliages métalliques C et D qui peuvent être utilisées pour fabriquer un disque 20 par un procédé selon l'invention et dont les propriétés mécaniques de résistance à la fatigue et au fiuage sont optimisées selon les zones de la pièce.
Poudre C Poudre D
CD1 Inconel® 718 / d9o<50pm Inconel® 718 / d90<150pm
CD2 Inconel® 718 / d90≤50pm Udimet® 730 / d90<50pm
CD3 Inconel® 718 / d90<50pm Udimet® 720 / d90<150pm

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle (6) par fusion sélective sur lit de poudre, le dispositif comprenant :
- un premier réservoir (8) destiné à contenir une première poudre, ledit réservoir étant muni d'une première vanne de distribution de poudre (8a),
- au moins un deuxième réservoir (9) destiné à contenir une deuxième poudre différente de la première poudre, ledit réservoir étant muni d'une deuxième vanne de distribution de poudre (9a),
- des moyens de contrôle (8b) de la quantité de première poudre délivrée par la première vanne,
- des moyens de contrôle (9b) de la quantité de deuxième poudre délivrée par la deuxième vanne,
- une chambre de mélange (10) en communication [BAF2javec les première et deuxième vannes, ladite chambre comprenant une troisième vanne de distribution de poudre (10a) et des moyens (lia, 11b ; 14) pour mélanger les particules poudre contenues dans ladite chambre,
- un support (5) destiné à recevoir de la poudre délivrée par la troisième vanne et sur lequel est destinée à être fabriquée la pièce,
- des moyens d'étalement de poudre (12) sur le support, et
- un organe de chauffage (13) destiné à fusionner localement de la poudre étalée sur le support.
2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant une première poudre dans le premier réservoir (8) et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir (9), les première et deuxième poudres étant constituées du même matériau et présentant des granulométries différentes.
3. Dispositif selon la revendication 1, comprenant une première poudre dans le premier réservoir (8) et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir (9), les première et deuxième poudres étant constituées de matériaux différents et présentant une granulométrie identique.
4. Dispositif selon la revendication 1, comprenant une première poudre dans le premier réservoir (8) et une deuxième poudre dans le deuxième réservoir (9), les première et deuxième poudres étant constituées de matériaux différents et présentant des granulométries différentes.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel la première poudre est constituée d'un premier matériau et la deuxième poudre est constituée d'un deuxième matériau, le premier et le deuxième matériau étant compatibles chimiquement.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la première poudre est constituée d'un alliage métallique et la deuxième poudre est constituée d'un métal pur.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre des moyens de contrôle (10b) de la quantité de poudre ou d'un mélange de poudre délivrée par la troisième vanne.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de contrôle de la quantité de poudre comprennent une balance (8b, 9b, 10b) destinée à peser de la poudre.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre un système d'asservissement (15) d'au moins une vanne de distribution de poudre ou d'un mélange de poudre (8a, 9a, 10a) en fonction de la quantité de poudre ou d'un mélange de poudre délivrée par ladite au moins une vanne.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens pour mélanger les particules de poudre contenues dans la chambre de mélange comprennent un orifice d'entrée (lia) et un orifice de sortie (11b) de flux gazeux à l'intérieur de la chambre de mélange (10), lesdits orifices d'entrée et de sortie de flux gazeux étant configurés pour faire circuler un gaz dans la chambre de mélange afin de mélanger la poudre contenue dans ladite chambre.
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel l'orifice de sortie (11b) comprend un capot de protection (11c) configuré pour empêcher à de la poudre de s'échapper de la chambre de mélange (10) par ledit orifice de sortie.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens pour mélanger les particules de poudre contenues dans la chambre de mélange comprennent un pétrin ou une hélice (14).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel une vanne de distribution de poudre (8a, 9a, 10a) est pilotée par un actionneur piézoélectrique ou un actionneur hydraulique.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel l'organe de chauffage (13) comprend un laser ou un générateur de faisceau d'électrons.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel les premier et deuxième réservoirs (8, 9) de poudre sont situés au-dessus de la chambre de mélange (10).
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel le premier réservoir (8), le deuxième réservoir (9) et la chambre de mélange (10) sont fixes.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel la chambre de mélange (10) est mobile et configurée pour récupérer successivement de la poudre depuis l'un parmi le premier (8) et le deuxième (9) réservoirs, puis depuis l'autre parmi le premier (8) et le deuxième (9) réservoirs.
18. Procédé de fabrication d'une pièce tridimensionnelle (6) par fusion sélective sur lit le poudre, la pièce comprenant un empilement successif de couches, le procédé comprenant, pour la fabrication d'une couche, les étapes suivantes : a) délivrance d'une quantité contrôlée d'une première poudre (étape Ela) à partir d'un premier réservoir (8),
b) délivrance d'une quantité contrôlée d'une deuxième poudre (étape Elb) différente de la première à partir d'un deuxième réservoir (9), c) mélange des première et deuxième poudres (étape E2) délivrées aux étapes a) et b),
d) dépôt (étape E4) d'une couche du mélange des première et deuxième poudres obtenu à l'étape c), et
e) fusion (étape E5) d'au moins une partie de la couche de poudre déposée à l'étape d).
19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel la quantité contrôlée de première poudre et/ou la quantité contrôlée de deuxième poudre varie entre deux couches successives.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 18 et 19, dans lequel la pièce à fabriquer est une pièce pour l'aéronautique (20, 30).
PCT/FR2016/053305 2015-12-14 2016-12-09 Dispositif et procédé pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit de poudre Ceased WO2017103392A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/062,548 US11141793B2 (en) 2015-12-14 2016-12-09 Device and a method for fabricating a three-dimensional part by selectively melting a powder bed
US17/382,850 US11980943B2 (en) 2015-12-14 2021-07-22 Device and a method for fabricating a three-dimensional part by selectively melting a powder bed

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1562291 2015-12-14
FR1562291A FR3044944B1 (fr) 2015-12-14 2015-12-14 Dispositif et procede pour la fabrication d'une piece tridimensionnelle par fusion selective sur lit de poudre

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/062,548 A-371-Of-International US11141793B2 (en) 2015-12-14 2016-12-09 Device and a method for fabricating a three-dimensional part by selectively melting a powder bed
US17/382,850 Division US11980943B2 (en) 2015-12-14 2021-07-22 Device and a method for fabricating a three-dimensional part by selectively melting a powder bed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017103392A1 true WO2017103392A1 (fr) 2017-06-22

Family

ID=55752411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2016/053305 Ceased WO2017103392A1 (fr) 2015-12-14 2016-12-09 Dispositif et procédé pour la fabrication d'une pièce tridimensionnelle par fusion sélective sur lit de poudre

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11141793B2 (fr)
FR (1) FR3044944B1 (fr)
WO (1) WO2017103392A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113664224A (zh) * 2021-08-24 2021-11-19 山东大学 一种用于激光选区熔化成形的送粉装置、方法及打印设备
FR3148930A1 (fr) * 2023-05-24 2024-11-29 Safran Additive Manufacturing Campus Machine de fabrication additive et procede de fabrication additive d’un objet au moyen d’une telle machine

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5917586B2 (ja) * 2014-03-24 2016-05-18 株式会社東芝 積層造形装置の材料供給装置及び積層造形装置
US10773310B2 (en) * 2017-01-31 2020-09-15 General Electric Company Additive manufacturing system, article, and method of manufacturing an article
FR3071516B1 (fr) * 2017-09-25 2022-07-29 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d'une piece comprenant deux superalliages differents
CN107745517B (zh) * 2017-10-17 2019-10-15 武汉华科三维科技有限公司 一种快速成型设备及其送粉铺粉方法
CN108213425B (zh) * 2018-01-08 2019-02-15 韶关学院 一种用于梯度材料零件3d打印的粉末混合均布方法及装置
CN108480630B (zh) * 2018-03-30 2019-03-12 北京科技大学 一种基于选区激光熔化技术制备梯度材料的装置及方法
US11097445B2 (en) * 2018-06-12 2021-08-24 Dongguan University Of Technology Descending type ceramic 3D printer
WO2020161132A1 (fr) * 2019-02-04 2020-08-13 Kyocera Fineceramics Precision Gmbh Dispositif pour la fabrication d'éléments structuraux au moyen de procédés de fabrication additive
CN109910297A (zh) * 2019-02-27 2019-06-21 共享智能铸造产业创新中心有限公司 一种多材料复合的3d打印设备及其打印方法
FR3093940B1 (fr) 2019-03-21 2023-11-24 Safran Trans Systems Dispositif pour fabrication par fusion sélective sur lit de poudre
DE102019121653A1 (de) * 2019-08-12 2021-02-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. 3D-Druckverfahren von Multimaterialmischungen zur Erzeugung von Objekten, 3D-Druck-Fertigungsanlage für die Erzeugung von Objekten mit Multimaterialmischungen mittels Laserstrahlschmelzen, Objekt
DE102019007941B4 (de) * 2019-11-15 2023-12-21 Frank Heimbert Kulke Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes
US11904346B1 (en) * 2020-05-11 2024-02-20 Swimc Llc Precision powder coating batch system
JP7545579B2 (ja) * 2020-10-02 2024-09-04 スリーディー システムズ インコーポレーテッド 大面積金属溶融システムのためのパルス伝達
CN112756631A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 苏州倍丰激光科技有限公司 一种金属3d设备的手持式可移动构建仓
CN112893878B (zh) * 2021-01-18 2022-11-29 韶关学院 一种梯度材料粉末混合装置及其方法
DE102021004708A1 (de) 2021-09-20 2023-03-23 Volkmann Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und verfahren zum herstellen oder handhaben einer pulvermischung, additives fertigungsverfahren und pulvermischung
DE102022102449A1 (de) 2022-02-02 2023-08-03 Dmg Mori Additive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Bauteilen unter Berücksichtigung von inline-ermittelten Fließeigenschaften eines Pulvers
CN115415553B (zh) * 2022-09-16 2024-10-15 北京科技大学 三维多材料梯度粉层铺放装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1700686A2 (fr) * 2005-03-09 2006-09-13 3D Systems, Inc. Système pour le recyclage de poudre dans un appareil de frittage par laser
DE102012014839A1 (de) * 2012-07-27 2014-01-30 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte
CN104001917A (zh) * 2014-05-26 2014-08-27 华南理工大学 一种基于铺粉加工的梯度功能材料制备装置及方法
WO2014188778A1 (fr) * 2013-05-24 2014-11-27 株式会社シマブンコーポレーション Procédé de production pour article de forme tridimensionnelle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6955023B2 (en) * 2000-12-13 2005-10-18 Kevin Chaite Rotheroe Unitary metal structural member with internal reinforcement
WO2016205758A1 (fr) * 2015-06-19 2016-12-22 Applied Materials, Inc. Distribution et compactage de matière dans la fabrication additive

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1700686A2 (fr) * 2005-03-09 2006-09-13 3D Systems, Inc. Système pour le recyclage de poudre dans un appareil de frittage par laser
DE102012014839A1 (de) * 2012-07-27 2014-01-30 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zur Herstellung dreidimensionaler Objekte
WO2014188778A1 (fr) * 2013-05-24 2014-11-27 株式会社シマブンコーポレーション Procédé de production pour article de forme tridimensionnelle
US20160074938A1 (en) * 2013-05-24 2016-03-17 Shimabun Corporation Production method for three-dimensional shaped article
CN104001917A (zh) * 2014-05-26 2014-08-27 华南理工大学 一种基于铺粉加工的梯度功能材料制备装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113664224A (zh) * 2021-08-24 2021-11-19 山东大学 一种用于激光选区熔化成形的送粉装置、方法及打印设备
FR3148930A1 (fr) * 2023-05-24 2024-11-29 Safran Additive Manufacturing Campus Machine de fabrication additive et procede de fabrication additive d’un objet au moyen d’une telle machine

Also Published As

Publication number Publication date
US11141793B2 (en) 2021-10-12
FR3044944B1 (fr) 2021-07-16
US20180369917A1 (en) 2018-12-27
US11980943B2 (en) 2024-05-14
FR3044944A1 (fr) 2017-06-16
US20210346961A1 (en) 2021-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3044944A1 (fr) Dispositif et procede pour la fabrication d&#39;une piece tridimensionnelle par fusion selective sur lit de poudre
EP3218130B1 (fr) Procédé de réparation d&#39;une pièce de turbomachine
EP2683509B1 (fr) Procédé de rechargement local de pièce en superalliage endommagée
EP2317078B1 (fr) Aube de turbine abrasive monocristalline
EP0075497A1 (fr) Procédé de brasage diffusion destiné aux pièces en superalliages
CA2350655C (fr) Procede de fabrication par metallurgie des poudres de pieces de forme autobrasantes
US12296400B2 (en) Additively depositing multiple braze materials
EP3630399A1 (fr) Procédé de fabrication amélioré d&#39;une pièce a microstructure duale
EP3532648B1 (fr) Superalliage a base de nickel, aube monocristalline et turbomachine.
US11571762B2 (en) Printing method to selectively deposit braze powders at one or more predetermined locations on a surface
EP0904881A1 (fr) Procédé d&#39;assemblage ou de rechargement par brasage-diffusion de pièces en aluminiure de titane
US12251757B2 (en) Adaptively depositing braze material(s) using CT scan data
WO2017158265A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;une plaque abradable et de reparation d&#39;un anneau de turbine
WO2012017174A1 (fr) Poudre composite pour l&#39;assemblage ou le rechargement par brasage-diffusion de pièces en superalliages
EP4212267A1 (fr) Procédé de reconstruction de pièces en superalliage inconel 713 par fabrication additive métallique
WO2018220213A1 (fr) Procédé de fabrication amélioré d&#39;une pièce a microstructure duale
US20240293864A1 (en) Manufacturing component using high and low melt braze
US20240082940A1 (en) Additively depositing braze material
EP3368244B1 (fr) Procede pour realiser une piece d&#39;etancheite a corps en superalliage contenant du bore et revetu
CA3228742A1 (en) Adaptive overhaul using structured light single data set
FR3164135A1 (fr) Procede de fabrication par fonderie a cire perdue d’une piece metallique avec element dopant
FR3096912A1 (fr) Procédé de fabrication de pièce de turbomachine par moulage MIM
FR3105048A1 (fr) Solution de fabrication d&#39;un disque aubage monobloc
FR3078907A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;une aube de rotor
FR3098849A1 (fr) Carter amélioré de module d’aéronef

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: 16825812

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: 16825812

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1